JPH0715973A - Pwm inverter with load rapid-change detection function and saturation control function - Google Patents
Pwm inverter with load rapid-change detection function and saturation control functionInfo
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- JPH0715973A JPH0715973A JP5180638A JP18063893A JPH0715973A JP H0715973 A JPH0715973 A JP H0715973A JP 5180638 A JP5180638 A JP 5180638A JP 18063893 A JP18063893 A JP 18063893A JP H0715973 A JPH0715973 A JP H0715973A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＯＡ機器やＦＡ機器
等において使用されているＵＰＳを構成するＰＷＭイン
バータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM inverter forming a UPS used in OA equipment, FA equipment and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来技術によるＰＷＭインバータの回路
構成を示すブロック図は図２の通りである。図２におい
て、ＰＷＭインバータ・ブリッジ１の出力回路にはＡＣ
フィルタを構成するリアクタ７とコンデンサ８が接続さ
れており、この出力回路から検出された出力電圧信号Ｖ
0 は制御ブロック３にフィードバックされる。目標電圧
信号Ｖref は制御ブロック３内部における加算点１３に
おいて出力電圧信号Ｖ0 と合算され、エラー電圧信号ｅ
として動的補償器１１に入力する。動的補償器１１から
の出力信号は目標電圧信号Ｖref と加算点１４において
合算され、信号波（操作量）ｕとしてＰＷＭ駆動回路２
に入力する。この信号波ｕは搬送波ｃとＰＷＭ駆動回路
２において合成され、ＰＷＭインバータ・ブリッジ１を
制御する駆動パルスを生成する。即ち、このＰＷＭイン
バータの制御システムにおいては、出力電圧の変動は制
御ブロック３にフィードバックされ、目標電圧Ｖref と
の差電圧ｅの変化を補償するようにＰＷＭ駆動回路２へ
の信号波ｕを調整している。2. Description of the Related Art A block diagram showing the circuit configuration of a PWM inverter according to the prior art is shown in FIG. In FIG. 2, the output circuit of the PWM inverter bridge 1 has an AC
A reactor 7 and a capacitor 8 which form a filter are connected to each other, and an output voltage signal V detected from this output circuit
0 is fed back to the control block 3. The target voltage signal V ref is summed with the output voltage signal V 0 at the addition point 13 inside the control block 3 to generate the error voltage signal e.
Is input to the dynamic compensator 11. The output signal from the dynamic compensator 11 is added to the target voltage signal V ref at the addition point 14, and the PWM signal is output as the signal wave (operation amount) u.
To enter. This signal wave u is combined with the carrier wave c in the PWM drive circuit 2 to generate a drive pulse for controlling the PWM inverter bridge 1. That is, in the control system of this PWM inverter, the fluctuation of the output voltage is fed back to the control block 3, and the signal wave u to the PWM drive circuit 2 is adjusted so as to compensate the change of the difference voltage e with the target voltage V ref. is doing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、負荷
急変に伴うＰＷＭインバータ・ブリッジ１の出力電圧
は、負荷開放（重負荷→軽負荷）時には急上昇し、負荷
投入（軽負荷→重負荷）時には急激に降下する。この出
力電圧の急激な変動を抑制するためには、瞬時値制御に
おけるゲインを大きくすることによりある程度は可能で
あるが、安定性を確保するためにはゲインは小さい方が
望ましい。この発明は、安定性を確保するために制御系
のゲインを小さくしたままで、負荷急変を瞬時検出する
機能と出力電圧の変動を抑制する機能を備えたＰＷＭイ
ンバータを提供しようとするものである。As described above, the output voltage of the PWM inverter bridge 1 accompanying a sudden change in load rapidly rises when the load is released (heavy load → light load), and the load is turned on (light load → heavy load). Sometimes it drops rapidly. In order to suppress this sudden fluctuation of the output voltage, it is possible to some extent by increasing the gain in the instantaneous value control, but it is desirable that the gain is small in order to ensure stability. The present invention is intended to provide a PWM inverter having a function of instantaneously detecting a sudden load change and a function of suppressing a change in output voltage while keeping a gain of a control system small in order to ensure stability. .
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、この発明による負荷急変検出機能と飽和制御機
能を備えたＰＷＭインバータは、ＰＷＭインバータの出
力電圧をフィードバックさせた出力電圧信号とを入力し
て操作信号を出力する制御ブロックを含む瞬時値制御系
に、目標電圧信号と出力電圧信号との差であるエラー電
圧信号とその微分値および出力電圧信号を入力するモー
ド切替スイッチ５と、制御ブロックから出力される信号
波（操作量）を制御する切替スイッチ４を設けておき、
前記エラー信号微分値の絶対値と予め設定したしきい値
とを比較することによって出力電圧の異常変動を検出し
て瞬時値制御系からの信号波（操作量）を切替スイッチ
４において切り離し、出力電圧信号とエラー電圧信号の
極性の組み合わせによって負荷の増減を識別し、切替ス
イッチ４を介して飽和した信号波（操作量）をＰＷＭ駆
動回路へ出力させることにより、負荷急変に伴う出力電
圧変動を抑制するようにＰＷＭインバータブリッジを制
御するものである。In order to achieve the above-mentioned object, a PWM inverter having a load sudden change detection function and a saturation control function according to the present invention outputs an output voltage signal obtained by feeding back an output voltage of the PWM inverter. A mode changeover switch 5 for inputting an error voltage signal, which is a difference between a target voltage signal and an output voltage signal, a differential value thereof and an output voltage signal, to an instantaneous value control system including a control block which inputs and outputs an operation signal, A changeover switch 4 for controlling a signal wave (manipulation amount) output from the control block is provided,
An abnormal change in the output voltage is detected by comparing the absolute value of the error signal differential value with a preset threshold value, and the signal wave (manipulation amount) from the instantaneous value control system is disconnected at the changeover switch 4 and output. The increase / decrease of the load is identified by the combination of the polarities of the voltage signal and the error voltage signal, and the saturated signal wave (manipulation amount) is output to the PWM drive circuit via the changeover switch 4, so that the output voltage fluctuation due to the sudden change in the load can be suppressed. The PWM inverter bridge is controlled so as to suppress it.
【０００５】[0005]
【作用】負荷の急激な増減に伴って出力電圧が急変する
と、目標電圧信号と出力電圧信号との差であるエラー電
圧信号も急変する。このエラー電圧信号の急変をエラー
電圧信号の微分値として検出し、予め設定してあるしき
い値と比較することによって出力電圧の異常変動を検出
する。また、出力電圧信号とエラー電圧信号の極性との
組み合わせから負荷開放（重負荷→軽負荷）と負荷投入
（軽負荷→重負荷）をモード切替スイッチ５において識
別し、切替スイッチ４から出力される信号波（操作量）
を制御する。即ち、出力電圧の異常変動が検出されない
時は制御ブロックからの操作信号はそのままＰＷＭ駆動
回路に入力し、出力電圧の異常変動が検出された時は制
御ブロックから出力される信号波（操作量）は切替スイ
ッチ４において切り離され、切替スイッチ４から飽和し
た信号波（操作量）である（＋１）または（−１）がＰ
ＷＭ駆動回路へ供給され負荷の異常変動に伴う出力電圧
変動を抑制する。When the output voltage changes abruptly with a sudden increase or decrease in load, the error voltage signal, which is the difference between the target voltage signal and the output voltage signal, also changes abruptly. This sudden change in the error voltage signal is detected as a differential value of the error voltage signal, and an abnormal change in the output voltage is detected by comparing it with a preset threshold value. In addition, the mode changeover switch 5 discriminates between load release (heavy load → light load) and load application (light load → heavy load) based on the combination of the output voltage signal and the polarity of the error voltage signal, and the mode switch 5 outputs the result. Signal wave (manipulation amount)
To control. That is, when the abnormal change in the output voltage is not detected, the operation signal from the control block is directly input to the PWM drive circuit, and when the abnormal change in the output voltage is detected, the signal wave (the operation amount) output from the control block. Is separated by the changeover switch 4, and the saturated signal wave (operation amount) (+1) or (−1) from the changeover switch 4 is P.
The fluctuation of the output voltage that is supplied to the WM drive circuit due to the abnormal fluctuation of the load is suppressed.
【０００６】[0006]
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照し乍ら説
明する。図１は、この発明による負荷急変検出機能と飽
和制御機能を備えたＰＷＭインバータの回路構成を示す
ブロック図である。図１において、ＰＷＭインバータ・
ブリッジ１，ＰＷＭ駆動回路２，制御ブロック３，ＡＣ
フィルタ等は従来技術におけるものと同一であるので説
明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a PWM inverter having a load sudden change detection function and a saturation control function according to the present invention. In FIG. 1, the PWM inverter
Bridge 1, PWM drive circuit 2, control block 3, AC
Since the filters and the like are the same as those in the conventional technique, description thereof will be omitted.
【０００７】ＰＷＭインバータ・ブリッジ１の出力回路
から検出された出力電圧信号Ｖ0 はフィードバックされ
て制御ブロック３とモード切替スイッチ５に入力し、ま
た、目標電圧信号Ｖref と出力電圧信号Ｖ0 との差であ
るエラー電圧信号ｅとその微分値de／dtは出力電圧信号
Ｖ0 と共にモード切替スイッチ５に入力する。制御ブロ
ック３の出力回路にはＰＷＭ駆動回路２への信号波（操
作量）ｕを制御する切替スイッチ４が設けられており、
この切替スイッチ４には制御ブロック３から出力される
信号波ｕを入力するｂ接点、飽和した信号波（＋１）を
入力するａ接点、および飽和した信号波（−１）を入力
するｃ接点が設けられており、この接点切替はモード切
替スイッチ５の指令信号によって行われる。The output voltage signal V 0 detected from the output circuit of the PWM inverter bridge 1 is fed back and input to the control block 3 and the mode changeover switch 5, and the target voltage signal V ref and the output voltage signal V 0 are input. The difference between the error voltage signal e and its differential value de / dt is input to the mode changeover switch 5 together with the output voltage signal V 0 . The output circuit of the control block 3 is provided with a changeover switch 4 for controlling a signal wave (operation amount) u to the PWM drive circuit 2,
The changeover switch 4 has a contact b for inputting a signal wave u output from the control block 3, an contact a for inputting a saturated signal wave (+1), and a contact c for inputting a saturated signal wave (-1). The contact changeover is performed by a command signal from the mode changeover switch 5.
【０００８】図３は、この発明によるＰＷＭインバータ
の制御系の特性を示す波形図である。図３（ａ）は出力
電圧信号Ｖ0 と目標電圧信号Ｖref の負荷の投入と開放
に伴う変動を示す波形図であり、図３（ｂ）はエラー電
圧信号ｅの波形図、図３（ｃ）はエラー電圧信号の絶対
値｜de／dt｜としきい値Ｇとの関係を示す波形、図３
（ｄ）は信号波（操作量）ｕの波形図である。また、図
３（ｅ）は出力電圧信号Ｖ0 と目標電圧信号Ｖref のそ
れぞれの極性、および｜de／dt｜≧Ｇの条件によって定
まるスイッチ・モードを示す。FIG. 3 is a waveform diagram showing characteristics of the control system of the PWM inverter according to the present invention. FIG. 3A is a waveform diagram showing variations of the output voltage signal V 0 and the target voltage signal V ref due to loading and releasing of the load, and FIG. 3B is a waveform diagram of the error voltage signal e, FIG. c) is a waveform showing the relationship between the absolute value | de / dt | of the error voltage signal and the threshold value G, FIG.
(D) is a waveform diagram of a signal wave (manipulation amount) u. Further, FIG. 3E shows a switch mode determined by the polarities of the output voltage signal V 0 and the target voltage signal V ref , and the condition of | de / dt | ≧ G.
【０００９】このスイッチ・モードは表１に示すルール
によって行われ、出力電圧信号Ｖ0の極性、エラー電圧
信号ｅの極性、およびエラー電圧信号微分値の絶対値｜
de／dt｜と予め設定されたしきい値Ｇとの比較によって
ルールが構成されている。This switch mode is performed according to the rules shown in Table 1, and the polarity of the output voltage signal V 0 , the polarity of the error voltage signal e, and the absolute value of the error voltage signal differential value |
A rule is constructed by comparing de / dt | with a preset threshold value G.
【００１０】[0010]
【表１】 [Table 1]
【００１１】エラー電圧信号ｅがゼロに近く、その微分
値もゼロに近いときは切替スイッチ４のモードはｂであ
り、信号波ｕは従来の制御系のままである。負荷が急激
に開放（投入）された瞬間を｜de／dt｜がしきい値Ｇを
こえたことで検出し信号波ｕを（＋）または（−）に飽
和させることによって出力電圧の急変を抑制する。When the error voltage signal e is close to zero and the differential value thereof is also close to zero, the mode of the changeover switch 4 is b, and the signal wave u remains in the conventional control system. The moment the load is suddenly released (turned on) is detected when | de / dt | exceeds the threshold G, and the output voltage is suddenly changed by saturating the signal wave u to (+) or (-). Suppress.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による負
荷急変検出機能と飽和制御機能を備えたＰＷＭインバー
タは、制御ブロックとＰＷＭ駆動回路より成る瞬時値制
御系を備えたＰＷＭインバータにおいて、前記制御ブロ
ックからのエラー電圧信号とその微分値および出力電圧
信号を入力するモード切替スイッチ５と制御ブロックか
ら出力される信号波（操作量）を前記モード切替スイッ
チ５の指令によって変更する切替スイッチ４を設けてお
き、モード切替スイッチ５によってエラー電圧信号微分
値の絶対値と予め設定したしきい値とを比較することに
よって出力電圧の異常変動を検出すると共に出力電圧と
エラー電圧信号の極性に組み合わせによって負荷の開放
・投入の識別を行い、出力電圧の異常変動が検出された
ときは切替スイッチ４において瞬時値制御系からの信号
波を切り離し、前記信号波（操作量）を飽和させてＰＷ
Ｍ駆動回路へ入力させ、負荷急変に伴う出力電圧変動を
抑制する。従って、瞬時値制御系のゲインが小さくて
も、負荷急変時の電圧変動を充分抑制することが可能で
あり、安定性を充分確保できる。As described above, the PWM inverter having the load sudden change detection function and the saturation control function according to the present invention is a PWM inverter having an instantaneous value control system including a control block and a PWM drive circuit. A mode changeover switch 5 for inputting an error voltage signal from the block, its differential value and an output voltage signal, and a changeover switch 4 for changing a signal wave (manipulation amount) output from the control block according to a command from the mode changeover switch 5 are provided. The abnormal change in the output voltage is detected by comparing the absolute value of the error voltage signal differential value with the preset threshold value by the mode switch 5, and the load is detected by the combination of the polarities of the output voltage and the error voltage signal. The open / close state of the switch is identified, and if an abnormal change in the output voltage is detected, the switch Disconnect the signal wave from the instantaneous value control system in 4, to saturate the said signal wave (operation amount) PW
Input to the M drive circuit to suppress output voltage fluctuation due to sudden load change. Therefore, even if the gain of the instantaneous value control system is small, it is possible to sufficiently suppress the voltage fluctuation when the load suddenly changes, and it is possible to sufficiently secure the stability.
【図１】この発明によるＰＷＭインバータの回路構成を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a PWM inverter according to the present invention.
【図２】従来のＰＷＭインバータの回路構成を示すブロ
ック図。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional PWM inverter.
【図３】ＰＷＭインバータ制御系の特性を示す波形図。FIG. 3 is a waveform diagram showing characteristics of a PWM inverter control system.
【符号の説明】 １ ＰＷＭインバータ・ブリッジ ２ ＰＷＭ駆動回路 ３ 制御ブロック ４，５ スイッチ ７ リアクタ ８ コンデンサ １１ 動的補償器 １３，１４ 加算点[Explanation of Codes] 1 PWM inverter bridge 2 PWM drive circuit 3 Control block 4, 5 switch 7 Reactor 8 Capacitor 11 Dynamic compensator 13, 14 Addition point
Claims (1)
た出力電圧信号と目標電圧信号を入力し、この２つの電
圧信号に基づくエラー電圧信号を動的補償器を介して信
号波（操作量）としてＰＷＭ駆動回路へ出力する制御ブ
ロックと、前記信号波（操作量）と搬送波信号を入力し
てＰＷＭインバータを制御する駆動パルスを出力するＰ
ＷＭ駆動回路より成る瞬時値制御系を備えたＰＷＭイン
バータにおいて、 前記出力電圧信号と制御ブロックからのエラー電圧信号
およびエラー電圧信号の微分値を入力し、前記エラー電
圧信号微分値の絶対値と予め設定したしきい値とを比較
することによって出力電圧の異常変動を検出すると共に
出力電圧信号とエラー電圧信号との極性の組み合わせに
よって負荷の開放と投入を識別するモード切替スイッチ
（５）を設け、さらに、前記制御ブロックからＰＷＭ駆
動回路へ出力する信号波（操作量）を前記モード切替ス
イッチ（５）によって変更する切替スイッチ（４）を制
御ブロックの出力回路に設け、出力電圧の異常変動が検
出されたときは前記切替スイッチ（４）において前記瞬
時値制御系を切り離し、前記信号波（操作量）を飽和さ
せてＰＷＭ駆動回路へ入力させ、負荷急変に伴う出力電
圧変動を抑制するようにＰＷＭインバータを制御するこ
とを特徴とする負荷急変検出機能と飽和制御機能を備え
たＰＷＭインバータ。1. An output voltage signal detected from an output circuit of a PWM inverter and a target voltage signal are input, and an error voltage signal based on these two voltage signals is PWM as a signal wave (operation amount) via a dynamic compensator. A control block for outputting to a drive circuit, and P for outputting a drive pulse for controlling the PWM inverter by inputting the signal wave (operation amount) and a carrier signal
In a PWM inverter having an instantaneous value control system including a WM drive circuit, the output voltage signal, an error voltage signal from a control block, and a differential value of the error voltage signal are input, and the absolute value of the error voltage signal differential value and the A mode changeover switch (5) is provided for detecting an abnormal change in the output voltage by comparing it with a set threshold value and for distinguishing the opening and closing of the load by the combination of the polarities of the output voltage signal and the error voltage signal, Further, a changeover switch (4) for changing the signal wave (manipulation amount) output from the control block to the PWM drive circuit by the mode changeover switch (5) is provided in the output circuit of the control block to detect an abnormal change in the output voltage. Then, the changeover switch (4) disconnects the instantaneous value control system to saturate the signal wave (manipulation amount). A PWM inverter having a sudden load change detection function and a saturation control function, characterized by controlling the PWM inverter so as to suppress the output voltage fluctuation caused by the sudden load change by inputting it to the PWM drive circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180638A JPH0715973A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Pwm inverter with load rapid-change detection function and saturation control function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180638A JPH0715973A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Pwm inverter with load rapid-change detection function and saturation control function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715973A true JPH0715973A (en) | 1995-01-17 |
Family
ID=16086701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5180638A Pending JPH0715973A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Pwm inverter with load rapid-change detection function and saturation control function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715973A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112466110A (en) * | 2020-10-29 | 2021-03-09 | 欧普照明电器（中山）有限公司 | Equipment control system and equipment control method |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5180638A patent/JPH0715973A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112466110A (en) * | 2020-10-29 | 2021-03-09 | 欧普照明电器（中山）有限公司 | Equipment control system and equipment control method |
| CN112466110B (en) * | 2020-10-29 | 2024-02-23 | 欧普照明电器（中山）有限公司 | Equipment control system and equipment control method |
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