JPH01298961A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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JPH01298961A
JPH01298961A JP63127648A JP12764888A JPH01298961A JP H01298961 A JPH01298961 A JP H01298961A JP 63127648 A JP63127648 A JP 63127648A JP 12764888 A JP12764888 A JP 12764888A JP H01298961 A JPH01298961 A JP H01298961A
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inverter circuit
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Yoshihiro Sekino
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Sanyo Denki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce size, weight and noise by inserting PWM semiconductor switches each having high speed switching characteristic in a DC power source and an inverter circuit. CONSTITUTION:An inverter device is composed of semiconductor switches Q1-Q4, etc., an AC voltage between points (a) and (b) is used as a sine wave voltage having a small distortion through the reactor L and the capacitor C of an AC filter, and applied to a load Load. In this case, an anti-parallel circuit of a PWM semiconductor switch Q5 and a diode D5 is added to the inverter device. The diode D5 feeds back the reactive power of the reactor L, the capacitor C of the AC filter and the load Load to a DC power source E. Thus, the switch Q5 is intermittently interrupted by a controller to apply a DC PWM voltage to the inverter circuit, and switches the switches Q1-Q4 of the inverter circuit during a period in which the switch Q5 is OFF. As a result, the switching can be conducted in a state that the voltage is zero.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は直流電力を交流電力に変換するインバータ装置
の構成に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to the configuration of an inverter device that converts DC power to AC power.

(従来技術及び発明が解決しようとする課題)OA−F
Ai器の普及に伴い商用電源の停電。
(Prior art and problems to be solved by the invention) OA-F
Commercial power outages due to the spread of AI devices.

瞬断に備えて信頬性の高い電源の必要性が高(なり、い
わゆる無停電電源(以下、tJPsという。)の導入の
気運が高まっている。
There is a growing need for highly reliable power sources in case of momentary power outages, and there is a growing momentum to introduce so-called uninterruptible power supplies (hereinafter referred to as tJPs).

UPSが事務所内にも設置されるように状況が変わって
きて、最近ではUPSの小形・軽量化の要求と共に装置
の発生する騒音の抑制が強く望まれるようになってきた
The situation has changed so that UPSs are now being installed in offices, and recently there has been a strong demand for UPSs to be smaller and lighter, as well as to suppress the noise generated by the equipment.

これらの要求を満足する技術として、スイッチング周波
数の高周波化、いわゆる高周波スイッチング技術がある
。ところで、スイッチングに使う半導体スイッチの技術
をみると、現在UPS用に使われているのは主としてバ
イポーラトランジスタとパワーMO3FETである。
As a technology that satisfies these demands, there is a so-called high-frequency switching technology that increases the switching frequency. By the way, looking at the technology of semiconductor switches used for switching, the ones currently used for UPS are mainly bipolar transistors and power MO3FETs.

バイポーラトランジスタは100にν^以上の大きなU
PSにも採用されているもので最も普及しているが、残
念ながらスイッチング速度が遅く、高々5kllz程度
しかスイッチング周波数を高められない。これは通電時
の電力損失にくらベスイッチングに伴う電力損失の方が
大きくなり熱的に使用限界に達してしまうことが制約に
なっている。
Bipolar transistors have a large U of more than 100 ν^
It is the most popular and is also used in PSs, but unfortunately the switching speed is slow and the switching frequency can only be increased by about 5kllz at most. This is constrained by the fact that the power loss associated with switching is greater than the power loss during energization, and the thermal limit of use is reached.

一方、パワーMO3FETはスイッチング損失が小さい
ため20 k Hz以上のスイッチングにも使われてい
るが、素子の通電容量が小さいため高々数kVAまでの
UPSに使用されているにすぎず、大容量のUPSに適
用するには経済的に無理がある。
On the other hand, power MO3FETs are also used for switching at frequencies of 20 kHz or higher due to their low switching loss, but due to the small current carrying capacity of the elements, they are only used in UPSs of up to a few kVA, and are not suitable for large-capacity UPSs. It is economically unreasonable to apply it to

従って、現状の技術をもってしては大容量のUPSに非
可聴周波数帯である20 k Hz以上のスイッチング
周波数を適用することは経済的でなく、結果として、騒
音抑制や装置の小形・軽量化の効果も充分に発揮できな
い。
Therefore, with the current technology, it is not economical to apply a switching frequency of 20 kHz or higher, which is an inaudible frequency band, to a large-capacity UPS, and as a result, it is difficult to reduce noise and reduce the size and weight of the equipment. The effects cannot be fully demonstrated.

UPSの基本的な構成は、交流入力を直流に変換する整
流装置、バッテリ及び直流電力を交流電力に逆変換する
インバータ装置である。この中でも支配的なのはインバ
ータ装置である。
The basic configuration of a UPS is a rectifier that converts AC input into DC, a battery, and an inverter that converts DC power back into AC power. Among these, inverter devices are dominant.

次に小形・軽量化及び騒音抑制の対象となるインバータ
装置について従来例と問題点について図を用いて説明す
る。
Next, conventional examples and problems with inverter devices that are targeted for reduction in size, weight, and noise suppression will be explained using figures.

第5図は従来のインバータ装置の構成例である。FIG. 5 shows a configuration example of a conventional inverter device.

半導体スイッチQ、〜Q4のオン・オフを制御する制御
装置は省略しである。第6図は動作波形例である。
A control device for controlling on/off of the semiconductor switches Q and Q4 is omitted. FIG. 6 shows an example of operating waveforms.

半導体スイッチQ、、 Q、をオンさせると直流電源E
の電圧が点a、b間に現れる。次にQt、 Qsをオン
させると点a、b間に前と逆の橿性の電圧が現れる0点
a、b間の交流電圧(第6図の実線)が交流フィルタの
リアクタし、コンデンサCに加わり高周波電圧を減衰し
たコンデンサCの電圧、すなわち歪の小さい正弦波電圧
(第6図の破線)が負荷Loadに与えられる。
When the semiconductor switches Q,, Q, are turned on, the DC power supply E
voltage appears between points a and b. Next, when Qt and Qs are turned on, a polar voltage opposite to the previous one appears between points a and b. The AC voltage between 0 points a and b (solid line in Figure 6) acts as a reactor of the AC filter, and capacitor C The voltage of the capacitor C which is added to the voltage and attenuated the high frequency voltage, that is, the sine wave voltage with small distortion (broken line in FIG. 6) is applied to the load Load.

第6図(A)は第5図の半導体スイッチ01〜04のス
イッチングが1サイクルにつき1回の割合でオン・オフ
動作させた場合の電圧波形である0点a。
6(A) is a voltage waveform at point 0 a when the semiconductor switches 01 to 04 in FIG. 5 are turned on and off once per cycle.

b間の電圧、すなわちインバータ回路の出力電圧には低
次、例えば第3.第5次の高調波等の電圧が多量に含ま
れているのでこれらを減衰させる交流フィルタのインダ
クタンスし、コンデンサCの定数は大きなものを必要と
し、装置の小形・軽量化の隘路となっている。
b, that is, the output voltage of the inverter circuit, has a low-order voltage, for example, Since a large amount of voltage such as fifth-order harmonics is included, the inductance of the AC filter to attenuate these voltages and the constant of the capacitor C must be large, which is a bottleneck in making the device smaller and lighter. .

また、第6図CB)は第5図の半導体スイッチQ+〜0
4を出力電圧の交流半波内で数多くスイッチング動作さ
せる、いわゆるパルス幅変調(PWM)制御を行った場
合の波形である。PWM*I?illによってインバー
タ回路の出力電圧から低次の高調波成分を消去すること
が可能になり、交流フィルタのりアクタLとコンデンサ
Cを小形・軽量化することができる。スイッチング周波
数を高くするほど、より高次の高調波電圧まで消去する
ことができ、リアクタし、コンデンサCの小形・軽量化
の効果は高くなる。またスイッチング周波数を20kH
z以上に高くすれば、最大の騒音発生源であるリアクタ
Lから生ずる騒音も聴えなくなり、低騒音化の目的も達
せられる。
6CB) is the semiconductor switch Q+~0 in FIG.
4 is a waveform obtained when so-called pulse width modulation (PWM) control is performed, in which many switching operations are performed within an AC half-wave of the output voltage. PWM*I? ill makes it possible to eliminate low-order harmonic components from the output voltage of the inverter circuit, and it is possible to reduce the size and weight of the AC filter, the actuator L, and the capacitor C. The higher the switching frequency is, the higher harmonic voltages can be eliminated, the reactor becomes more effective, and the effect of reducing the size and weight of the capacitor C becomes higher. Also, the switching frequency is 20kHz.
If it is set higher than z, the noise generated from the reactor L, which is the largest source of noise, will no longer be audible, and the purpose of reducing noise can be achieved.

しかしながら、容量の大きいインバータ回路に使用され
ている半導体スイッチは経済的な点から、バイポーラト
ランジスタが選ばれている。バイポーラトランジスタの
スイッチング速度は遅く、そのためスイッチング毎に発
生する損失が大きいので高周波スイッチングには適して
いない、スイッチング周波数の上限は高々5kHzであ
る。このため交流フィルタのリアクタし、コンデンサC
の小形・軽量化の効果も充分でなく、騒音も抑制するこ
とができない。
However, bipolar transistors are selected as semiconductor switches used in large capacity inverter circuits from an economical point of view. The switching speed of bipolar transistors is slow, and therefore the loss generated at each switching is large, so that they are not suitable for high frequency switching, and the upper limit of the switching frequency is at most 5 kHz. Therefore, the reactor of the AC filter and the capacitor C
The effect of reducing the size and weight of the device is not sufficient, and the noise cannot be suppressed.

(発明の目的) 本発明は上記課題を解決するため、インバータ回路にバ
イポーラトランジスタのようにスイッチング損失の大き
い半導体スイッチを使いながら高周波のP W M @
J御が行えるインバータ装置を提供することにある。
(Object of the Invention) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a semiconductor switch with large switching loss, such as a bipolar transistor, in an inverter circuit, and high-frequency PWM @
An object of the present invention is to provide an inverter device that can perform J control.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために、複数の半導体スイ
ッチで構成した、直流型1IIX電圧を交流PWM電圧
に変換するインバータ回路と、変換された交流PWM電
圧に含まれる高調波電圧を減衰させる交流フィルタと、
インバータ回路の動作を制御する制御装置からなるイン
バータ装置において、直流電源とインバータ回路との間
にPWM半導体スイッチを介在させて、このPWM半導
体スイッチをオン・オフ動作させることによって直流P
WM電圧に変換し、前記PWM半導体スイッチのオフ期
間に前記インバータ回路を構成する複数の半導体スイッ
チをオン・オフさせて、前記直流PWM電圧を交流PW
M電圧に変換することを特徴とするインバータ装置を要
旨とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an inverter circuit configured with a plurality of semiconductor switches that converts a DC type 1IIX voltage into an AC PWM voltage, and an inverter circuit that converts a DC type 1IIX voltage into an AC PWM voltage. an AC filter that attenuates the harmonic voltage contained;
In an inverter device consisting of a control device that controls the operation of an inverter circuit, a PWM semiconductor switch is interposed between a DC power source and an inverter circuit, and the PWM semiconductor switch is turned on and off.
The DC PWM voltage is converted into an AC PWM voltage by turning on and off a plurality of semiconductor switches constituting the inverter circuit during the off period of the PWM semiconductor switch.
The gist of the present invention is an inverter device characterized by converting voltage into M voltage.

(実施例) 以下に図を用いて本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below using figures.

なお、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸
脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行い得ること
は言うまでもない。
Note that the embodiments are merely illustrative, and it goes without saying that various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

第1図は本発明のインバータ装置の構成例、また第2図
は本発明の制御法の原理を説明するための図である。
FIG. 1 is a configuration example of an inverter device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the control method of the present invention.

第1図の構成は第5図の従来のインバータ装置にPWM
半導半導体スイッチ色ダイオードD、の逆並列回路を付
加したものである。ダイオードO5は交流フィルタのリ
アクタし、コンデンサC及び負荷Loadの無効電力を
直流電源已に帰還させるために必要なものである。PW
M半導体スイッチQSにパワーMO3FETのように逆
並列ダイオードが内蔵されている場合には外づけのダイ
オードD、は省略することも可能である。
The configuration in Figure 1 is the conventional inverter device in Figure 5 with PWM.
An anti-parallel circuit of a semiconductor semiconductor switch and a color diode D is added. The diode O5 serves as a reactor for the AC filter, and is necessary to feed back the reactive power of the capacitor C and the load Load to the DC power supply. P.W.
If the M semiconductor switch QS has a built-in anti-parallel diode like a power MO3FET, the external diode D can be omitted.

制御装置Contからの第2図(i)の信号をPWM半
導半導体スイッチ色与えると第2図(ii )の断続し
た直流PWM電圧がインバータ回路に与えられる。
When the signal shown in FIG. 2(i) from the control device Cont is applied to the PWM semiconductor switch color, the intermittent DC PWM voltage shown in FIG. 2(ii) is applied to the inverter circuit.

aSがオフしている期間にインバータ回路の半導体スイ
ッチ口、〜Q4のスイッチ切替を行う。半導体スイッチ
01〜Q4に第2図(iii)及び(iv)の制御信号
を与えると、点a、b間に、第2図(ii)のPWM電
圧が交互に極性を反転して現れる(第2図(V))。
During the period when aS is off, the semiconductor switch ports of the inverter circuit, Q4, are switched. When the control signals shown in FIG. 2 (iii) and (iv) are applied to the semiconductor switches 01 to Q4, the PWM voltage shown in FIG. Figure 2 (V)).

この第2図(V)の電圧がインバータ回路の交2itP
WM出力電圧で交流フィルタのリアクタし、コンデンサ
Cと負荷Loadの回路に与えられる。
This voltage in Fig. 2 (V) is the inverter circuit's AC 2itP.
The WM output voltage is applied to the reactor of the AC filter, and is applied to the circuit of capacitor C and load Load.

半導体スイッチはスイッチングに多少の時間を必要とす
る。このスイッチングの過渡期間に電圧と電流とが半導
体スイッチにかかることによって、(電圧)×(電流)
をスイッチング時間で積分しただけの損失を生ずる。こ
れがスイッチング損失で、高周波スイッチングした場合
の半導体スイフチの温度上昇の大きな原因となる。
Semiconductor switches require some time for switching. Due to the voltage and current applied to the semiconductor switch during this switching transition period, (voltage) x (current)
This results in a loss equal to the integration of the switching time. This is switching loss, which is a major cause of temperature rise in semiconductor switchers during high-frequency switching.

第1図のインバータ回路を構成する半導体スイッチQ、
〜Q4は電圧がゼロの状態でスイッチングするのでスイ
ッチング損失が小さく無視することができる。従ってス
イッチング速度の遅い、例えばバイポーラトランジスタ
でも20 k Hzのスイッチング動作に耐えられる。
A semiconductor switch Q, which constitutes the inverter circuit of FIG.
Q4 switches when the voltage is zero, so the switching loss is small and can be ignored. Therefore, even a bipolar transistor with a slow switching speed, for example, can withstand a switching operation of 20 kHz.

一方、電圧、電流をスイッチングするPWM半導半導体
スイッチ色は高速スイッチング特性を有する、例えばパ
ワーMOSFETを使う、この場合スイッチング時間が
短いのでスイッチング損失は小さく高周波スイッチング
に使える。
On the other hand, PWM semiconductor switches that switch voltage and current have high-speed switching characteristics, for example, use power MOSFETs.In this case, the switching time is short, so the switching loss is small and it can be used for high-frequency switching.

第3図は本発明の高周波PWM第1の制御方法を説明す
るための図である。制御袋WcontからPWM半導体
スイッチロ、に信号(i)を送り、(ii)の直流PW
M電圧を得る。インバータ回路の半導体スイッチ0.〜
Q4にそれぞれ制御装置Con tからの信号(iii
 )〜(vi)を送ると、Q、と04がオンしている期
間に一方の極性のパルス列が、またQ8とQ、がオンし
ている期間に他方の極性のパルス列の電圧(vi)が点
a、b間に現れる。これがインバータ回路出力の交流P
WM電圧である。半導体スイッチ01〜Q4はいずれも
PWM半導半導体スイッチ色スイッチングの期間、つま
り直流PWM電圧(電圧(ii))がゼロレベルにある
期間にスイッチングさせる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the first high frequency PWM control method of the present invention. Send signal (i) from the control bag Wcont to the PWM semiconductor switch, and (ii) DC PW
Obtain M voltage. Semiconductor switch of inverter circuit 0. ~
A signal from the control device Con t (iii
) to (vi), the voltage (vi) of the pulse train of one polarity is generated during the period when Q and 04 are on, and the voltage (vi) of the pulse train of the other polarity is generated during the period when Q8 and Q are on. Appears between points a and b. This is the inverter circuit output AC P
WM voltage. All of the semiconductor switches 01 to Q4 are switched during the PWM semiconductor switch color switching period, that is, during the period when the DC PWM voltage (voltage (ii)) is at zero level.

半導体スイッチQ、と04及びQ、とQ、はそれぞれ相
補的にオン・オフスイッチング動作をする。第3図(v
i)における−点鎖線α、βはインバータ回路の出力電
流、つまり交流フィルタのリアクタ上5コンデンサCと
負荷Loadの合成電流である。αが力率1.βが遅れ
力率になっている場合である。
The semiconductor switches Q and 04 and Q and Q perform complementary on/off switching operations, respectively. Figure 3 (v
The dashed-dotted lines α and β in i) are the output current of the inverter circuit, that is, the combined current of the five capacitors C on the reactor of the AC filter and the load Load. α is the power factor 1. This is the case when β is the lagging power factor.

力率が1の場合には交流PWM電圧と電流αの位相が一
致しているため、インバータ回路の半導体スイッチQ+
にはQ4と同じ信号(V)を、また半導体スイッチQ2
にはQ、と同じ信号(vi)をそれぞれ与えても(vi
i)の交流PWM電圧を得ることが可能である。一方、
力率が低い場合、例えばβのように遅れ力率になってい
る場合には、交流PWM電圧の極性と電流の位相に差が
あり、電圧と電流の極性が異なっている期間((vii
)のI〜■及び■〜■の期間)が存在するようになる。
When the power factor is 1, the phases of the AC PWM voltage and current α match, so the semiconductor switch Q+ of the inverter circuit
The same signal (V) as Q4 is applied to Q4, and the semiconductor switch Q2
Even if we give the same signal (vi) as Q, we get (vi
It is possible to obtain the AC PWM voltage of i). on the other hand,
When the power factor is low, for example when it is a lagging power factor like β, there is a difference between the polarity of the AC PWM voltage and the phase of the current, and the period during which the polarity of the voltage and current are different ((vii
) period I~■ and period ■~■) come to exist.

この場合、半導体スイッチQ1とQ!のスイッチングは
(iii)、(iv)のように相補的になっていると電
圧波形の制御に都合がよい、これを第1図の回路図につ
いて説明する。I〜Hの期間には電流iが図のような方
向に流れているので、半導体スイッチQ2をオフにした
ままにしておくとPWM半導半導体スイッチ跡び半導体
スイッチQ+、 Qaがスイッチオフとなっている期間
にも、ダイオードDs、 DI+ ロ、を通って電源E
に電流lが流れることになり、本来ゼロ電圧に保つべき
点Cの電圧が電源電圧Eまで高くなってしまう。この結
果、低次の高調波電圧を消去するように構成したPWM
のパターンがくずれて消去すべき電圧が出力に現れてし
まう。
In this case, semiconductor switches Q1 and Q! It is convenient to control the voltage waveform if the switching is complementary as shown in (iii) and (iv). This will be explained with reference to the circuit diagram of FIG. 1. During the period I to H, the current i flows in the direction shown in the figure, so if the semiconductor switch Q2 is left off, the PWM semiconductor switch remains and the semiconductor switches Q+ and Qa are switched off. Even during the period when the power supply E is
As a result, the voltage at point C, which should originally be kept at zero voltage, increases to the power supply voltage E. As a result, a PWM configured to eliminate low-order harmonic voltages
The pattern is distorted and the voltage that should be erased appears in the output.

電圧をゼロレベルに保つべき期間には半導体スインチQ
2をオンさせて、電流iを半導体スイッチQ2.ダイオ
ードD4のループで流すようにすれば点a、b間の電圧
差はゼロとなりPWMのパターンは制御回路Contか
らの信号どおりに維持される。
Semiconductor switch Q during the period when the voltage should be kept at zero level
2 is turned on and current i is passed through the semiconductor switch Q2.2. If it is made to flow through the loop of the diode D4, the voltage difference between points a and b becomes zero, and the PWM pattern is maintained according to the signal from the control circuit Cont.

同じく、次の半サイクルの■〜■の期間には半導体スイ
ッチQ、をオンさせて電圧ゼロの期間を確実につくるこ
とが肝要になる。
Similarly, it is important to turn on the semiconductor switch Q during periods ① to ② of the next half cycle to ensure a zero voltage period.

第4図は第2の制御方法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the second control method.

第3図と異なるのは(ij)と(iv)の信号のパター
ンである。前の方法で述べたように、力率が低いときに
はPWMパターンのゼロレベル期間を確実につくるため
、直流PWM1を圧が印加されない半導体スインチQ、
又はQ、をオンさせる必要がある。しかし、この場合、
PWM半導半導体スイッチ跡オフになっている限り半導
体スイッチQ2がオンしている期間に半導体スイッチQ
、をオフさせること、あるいは半導体スイッチQ、がオ
ンしている期間に半導体スイッチQ、をオフさせること
は必ずしも必要でない、半導体スイッチ口、〜Q4のす
べてがオン状態にあっても差し支えない。肝要なのはP
WM半導半導体スイッチ跡オンしている期間には半導体
スイッチ口、と08とのいずれか一方が、また半導体ス
イッチQ、と04とのいずれか一方がオフになっている
ことである。第4図はQ、と03とに同時にオン状態と
なる期間を設けた例である。力率の低い場合でも第3図
の制御方法と同じ効果が得られる。
What differs from FIG. 3 is the pattern of the signals (ij) and (iv). As mentioned in the previous method, in order to ensure the zero level period of the PWM pattern when the power factor is low, the DC PWM 1 is connected to the semiconductor switch Q to which no pressure is applied.
Or, it is necessary to turn on Q. But in this case,
As long as the PWM semiconductor switch is turned off, the semiconductor switch Q remains on while the semiconductor switch Q2 is on.
It is not necessarily necessary to turn off , or to turn off semiconductor switch Q while semiconductor switch Q is on; all of the semiconductor switch ports ~Q4 may be in the on state. The important thing is P
During the period when the WM semiconductor switch is on, one of the semiconductor switch ports and 08 is off, and one of the semiconductor switches Q and 04 is off. FIG. 4 is an example in which Q and 03 are provided with a period in which they are simultaneously in the on state. Even when the power factor is low, the same effect as the control method shown in FIG. 3 can be obtained.

第3図、第4図の制御方法ともインバータ装置出力電圧
の半サイクル中に数多くのスイッチング動作を行い交流
PWM電圧を発生させているが、インバータ回路の半導
体スイッチQ1〜Q4は電圧がゼロの期間にスイッチン
グを行わせているのでスイッチング損失の発生は無視で
きるほど小さい。
In both the control methods shown in Figs. 3 and 4, AC PWM voltage is generated by performing numerous switching operations during a half cycle of the inverter device output voltage, but the semiconductor switches Q1 to Q4 of the inverter circuit are operated during the period when the voltage is zero. Since the switching is performed by the switching elements, the occurrence of switching loss is negligibly small.

一方、PWM半導半導体スイッチ跡は高速スイッチング
特性を有するパワーMOSFETを使っているので直流
PWM電圧を発生させてもスイッチングに伴う損失は小
さい、従ってスイッチング周波数を20kHz以上に高
めることも可能になり、交流フィルタのリアクタし、コ
ンデンサCを小形・軽量化するとともに騒音も可聴周波
数帯域外に出すことができ実質的な騒音抑制が可能にな
る。
On the other hand, PWM semiconductor semiconductor switches use power MOSFETs with high-speed switching characteristics, so even if a DC PWM voltage is generated, the loss associated with switching is small. Therefore, it is possible to increase the switching frequency to 20kHz or more. As a reactor of the AC filter, the capacitor C can be made smaller and lighter, and noise can be emitted outside the audible frequency band, making it possible to substantially suppress noise.

(発明の効果) 以上説明したように、直流電源とインバータ回路内に高
速スイッチング特性をもつPWM半導体スイッチを挿入
することによって、数多く使用するインバータ回路の半
導体スイッチに比較的スイッチング速度の遅い半導体ス
イッチを通用しても高周波スイッチングの交流PWM電
圧を発生させることができるので交流フィルタのリアク
タし。
(Effects of the Invention) As explained above, by inserting a PWM semiconductor switch with high-speed switching characteristics into the DC power supply and inverter circuit, a semiconductor switch with relatively slow switching speed can be replaced with the semiconductor switch of the inverter circuit that is used in many cases. Even if it is used as a reactor for an AC filter, it can generate high-frequency switching AC PWM voltage.

コンデンサCの小形・軽量化が図れ、また装置の騒音も
小さく抑えられて、インバータ装置及びこの応用である
UPS等の小形・軽量化、低騒音化が図れる。
The capacitor C can be made smaller and lighter, and the noise of the device can also be kept low, making it possible to make the inverter device and its application, such as a UPS, smaller and lighter and with lower noise.

また、交流PWM電圧の正・負極性のパルス列パターン
を1つのPWM半導体スイッチQSによって発生させる
ので正・逆極性の電圧の対称性が保たれることになり、
負荷Load側にある変圧器等に偏磁を引き起こすよう
なトラブルも発生しに(くなり電源としての信頬性も高
まる。
In addition, since the positive and negative polarity pulse train patterns of the AC PWM voltage are generated by one PWM semiconductor switch QS, the symmetry of the positive and reverse polarity voltages is maintained.
Problems such as biased magnetism in the transformer on the load side will not occur (this will increase reliability as a power source).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるインバータ装置の構成
例、第2図は本発明の制御法の原理を説明する図、第3
図は本発明の高周波PWM第1の制御方法を説明するた
めの図、第4図は第2の制御方法を説明する図、第5図
は従来のインバータ装置の構成を示した図、第6図は従
来のインバー夕装置の動作を説明する図である。 E・・・・・・・・・直流電源 Q、、 Q!+口1.Q4・・・半導体スイッチ0、・
・・・・・・・・PWM半導体スイッチDI+ Dt、
 Ds、Da、Ds・ダイオードL・・・・・・・・・
交流フィルタのりアクタC・・・・・・・・・交流フィ
ルタのコンデンサLoad・・・・・・・・負荷 Cont・・・・・・・・制御装置
FIG. 1 is a configuration example of an inverter device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the principle of the control method of the present invention, and FIG.
The figures are for explaining the first high-frequency PWM control method of the present invention, FIG. 4 is a diagram for explaining the second control method, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional inverter device, and FIG. The figure is a diagram explaining the operation of a conventional inverter device. E・・・・・・DC power supply Q,, Q! +mouth 1. Q4...Semiconductor switch 0,...
・・・・・・PWM semiconductor switch DI+ Dt,
Ds, Da, Ds・Diode L・・・・・・・・・
AC filter paste Actor C... AC filter capacitor Load... Load Cont... Control device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  複数の半導体スイッチで構成した、直流電源電圧を交
流PWM電圧に変換するインバータ回路と、変換された
交流PWM電圧に含まれる高調波電圧を減衰させる交流
フィルタと、インバータ回路の動作を制御する制御装置
からなるインバータ装置において、直流電源とインバー
タ回路との間にPWM半導体スイッチを介在させて、こ
のPWM半導体スイッチをオン・オフ動作させることに
よって直流PWM電圧に変換し、前記PWM半導体スイ
ッチのオフ期間に前記インバータ回路を構成する複数の
半導体スイッチをオン・オフさせて、前記直流PWM電
圧を交流PWM電圧に変換することを特徴とするインバ
ータ装置。
An inverter circuit configured with a plurality of semiconductor switches that converts DC power supply voltage to AC PWM voltage, an AC filter that attenuates harmonic voltages included in the converted AC PWM voltage, and a control device that controls the operation of the inverter circuit. In an inverter device, a PWM semiconductor switch is interposed between a DC power supply and an inverter circuit, and the PWM semiconductor switch is turned on and off to convert it into a DC PWM voltage, and during the off period of the PWM semiconductor switch, An inverter device that converts the DC PWM voltage into an AC PWM voltage by turning on and off a plurality of semiconductor switches that constitute the inverter circuit.
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JPH01308171A (en) * 1988-06-03 1989-12-12 Sanyo Denki Co Ltd Inverter apparatus
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JP2006311668A (en) * 2005-04-27 2006-11-09 Daihen Corp Inverter power supply

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