JPH07231663A - 直流リンク並列共振形インバータの制御装置 - Google Patents

直流リンク並列共振形インバータの制御装置

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Publication number
JPH07231663A
JPH07231663A JP6022661A JP2266194A JPH07231663A JP H07231663 A JPH07231663 A JP H07231663A JP 6022661 A JP6022661 A JP 6022661A JP 2266194 A JP2266194 A JP 2266194A JP H07231663 A JPH07231663 A JP H07231663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonance
voltage
main circuit
inverter main
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP6022661A
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English (en)
Inventor
Kosuke Suzui
康介 鈴井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱等に起因して共振コンデンサの電圧が0
に至らない状況が生じた場合であっても、共振回路の共
振動作を継続できインバータ主回路のスイッチングを行
うことができる直流リンク並列共振形インバータを実現
する。 【構成】 電圧センサVC により検出される共振コンデ
ンサCの電圧VC が0であるか否かを、コントローラ1
4が判定する。0でない場合には、電圧VC の微分値が
負から正に転じたか否かを判定し、転じていると判定し
た場合には電圧VC が0となった場合と同様コントロー
ラ14は共振スイッチ20のトランジスタQをオンさせ
る。コントローラ14は、トランジスタQがオンしてい
る期間にインバータ主回路10をスイッチングさせ、電
流IL の検出値が目標値に至った時点でトランジスタQ
をオフさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流リンク並列共振形
インバータを制御する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5には、一従来例に係る直流リンク並
列共振形インバータの構成が示されている。この図に示
されるインバータは、所定個数のスイッチング素子から
構成されたインバータ主回路10、インバータ主回路1
0に前置される共振回路12、及び装置各部を制御する
コントローラ14から構成されている。入力端子16と
18の間にバッテリ等から印加される直流電圧は、共振
回路12を介してインバータ主回路10に入力され、イ
ンバータ主回路10は入力電力をコントローラ14の制
御の下に三相交流電流に変換し、駆動対象たるモータ1
9に供給する。そのため、コントローラ14は、インバ
ータ主回路10に対しスイッチング信号を供給してい
る。
【0003】共振回路12は、入力端子16と18の間
に接続された平滑コンデンサCi 、インバータ主回路1
0の入力側に並列接続された共振コンデンサC、共振コ
ンデンサCの一端と入力端子16の間に接続された共振
インダクタL、並びに共振コンデンサCと並列接続され
トランジスタQ及びダイオードDから構成される共振ス
イッチ20から構成されている。コントローラ14は、
共振インダクタLに流れる電流IL を電流センサ22よ
り検出し、また共振コンデンサCに加わる電圧を電圧セ
ンサ24により検出している。コントローラ14は、共
振スイッチ20VC のトランジスタQに制御信号を供給
し、このトランジンスタQをオン/オフさせている。前
述のインバータ主回路10のスイッチング制御は、トラ
ンジスタQがオンしている期間に実行される。
【0004】図6には、この実施例におけるコントロー
ラ14の動作の流れが示されている。
【0005】この図に示されるように、コントローラ1
4は、まず電圧センサ24により検出される電圧VC
0となるまで待機する(100)。電圧VC が0となる
と、コントローラ14は共振スイッチ20のトランジス
タQに制御信号を与えオンさせる(102)。トランジ
スタQがオンすると、共振コンデンサCの両端の電圧V
C は強制的に0に維持される。コントローラ14は、こ
の状態で、インバータ主回路10にスイッチング信号を
与え、このインバータ主回路10を構成する各スイッチ
ング素子のオン/オフ状態を切り替える(104)。従
って、図5の構成においては、入力電圧が加わっていな
い状態でインバータ主回路10におけるスイッチング動
作が実行されることとなるため、スイッチング損失が原
理的に0となる。
【0006】コントローラ14は、次に、電流センサ2
2によって検出される電流IL が所定の目標値IL0に至
るまで待機する(106)。電流IL の検出値が目標値
L0に至ると、コントローラ14は共振スイッチ20の
トランジスタQをオフさせる(108)。これにより、
共振インダクタL及び共振コンデンサCから構成される
共振回路が形成され、電圧VC が上昇し始める。従っ
て、図5の構成においては、コントローラ14によるト
ランジスタQのオン/オフ制御により、共振インダクタ
L及び共振コンデンサCによる共振が継続される。ステ
ップ108実行後、コントローラ14の動作はステップ
100に戻る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の直
列リンク並列共振形インバータにおいては、制御装置
(コントローラ)が共振スイッチを適宜オン/オフさせ
ることにより、インバータ主回路に前置された共振回路
の共振動作が継続されていた。また、共振スイッチがオ
ンしている時点でインバータ主回路10のスイッチング
動作が行われていた。しかし、このような方法で共振動
作を継続させまたインバータ主回路におけるスイッチン
グ動作を実行させると、場合によっては、共振動作が継
続されないことがある。すなわち、共振インダクタに流
れる電流の検出値に大きな誤差が含まれていたり、不測
の外乱等により共振コンデンサの両端の電圧が0となら
なかったりすると、図7に示されるように、共振スイッ
チのオン/オフが好適なタイミングで行われなくなり、
その結果、制御装置がインバータ主回路においてスイッ
チング動作を行わせるタイミングを失してしまう。この
ような状況が生じると、インバータ主回路の駆動対象た
るモータ等の装置に、直流電圧が加わる。これは、当該
モータ等に流れる電流が過大な値となることにつなが
る。
【0008】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、外乱等に起因して
共振コンデンサCの電圧が0に至らないような状況が生
じた場合であっても、共振インダクタ及び共振コンデン
サによる共振動作を強制的に継続させることにより、イ
ンバータ主回路を構成するスイッチング素子の制御タイ
ミングを確保できより信頼性の高い直流リンク並列共振
形インバータを実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る制御装置は、共振コンデンサに
加わる電圧を検出する手段と、共振インダクタに流れる
電流を検出する手段と、上記電圧の検出値が0及び極小
値のいずれかに至った時点で共振スイッチをオンさせる
手段と、インバータ主回路におけるスイッチング損失が
抑制されるよう、上記電圧が0である時点でインバータ
主回路のスイッチング状態を切り換える手段と、上記電
流の検出値が所定値に至った時点で共振スイッチをオフ
させることにより、共振コンデンサ及び共振インダクタ
による共振を継続させる手段と、を備えることを特徴と
する。
【0010】
【作用】本発明においては、共振コンデンサに加わる電
圧が0に至っていなくても、当該電圧が極小値に至って
いれば、共振スイッチがオンされる。これにより、共振
コンデンサに加わる電圧が強制的に0に制御される。共
振コンデンサに加わる電圧が0となると、インバータ主
回路のスイッチング状態が切り換えられる。その後、共
振インダクタに流れる電流が所定値に至ると共振スイッ
チがオフされ、共振コンデンサ及び共振インダクタによ
る共振が継続する。従って、本発明においては、外乱等
に起因して共振コンデンサの電圧が0に至らない状況が
生じた場合であっても、当該電圧が極小値に至ったこと
を検出して共振を強制的に継続させるようにしているた
め、インバータ主回路による電力変換動作を好適に継続
することが可能となり、また駆動対象たるモータ等に流
れる電流が過大とならない信頼性の高い直流リンク並列
共振形インバータが得られる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、本発明は、図5に示される構成
を有する直流リンク並列共振形インバータにおいて実施
可能であるため、図5に示される装置構成を前提として
以下の実施例の説明を行う。
【0012】図1には、本発明の第1実施例におけるコ
ントローラ14の動作の流れが示されている。この実施
例においては、ステップ100において電圧VC の検出
値が0でないとされた場合に、更にステップ110が実
行される。ステップ110においては、電圧VC の微分
値が負の値から正の値に変化したか否か、すなわち電圧
C の検出値が極小値(ピーク)を迎えたか否かが判定
される。この判定の結果、極小値を迎えたとされた場合
には、ステップ100に係る判定条件が成立していない
にもかかわらず、ステップ102以降の動作が実行さ
れ、それ以外の場合にはステップ100に戻る。
【0013】従って、本実施例においては、外乱等に起
因して電圧VC の検出値が0に至らないような状況が生
じた場合であっても、電圧VC の検出値が極小値を迎え
るのに応じて共振スイッチ20のトランジスタQがオン
されるため、図2に示されるように、共振動作が好適に
継続される。従って、インバータ主回路10におけるス
イッチング動作の実行タイミングを確保することがで
き、モータ16に過大な電流が流れることもなくなる。
【0014】図3には、本発明の第2実施例におけるコ
ントローラ14の要部構成が示されている。すなわち、
本発明は、図1に示されるようなソフトウエア的な処理
に限定されるものではなく、図3に示されるような装置
構成によっても実現することができる。
【0015】この実施例においては、コントローラ14
は、零電圧検出回路26、最低電圧検出回路28、共振
電流制御回路30、ORゲート32及びDフリップフロ
ップ34を備えている。零電圧検出回路26は、電圧セ
ンサ24によって検出される電圧VC がゼロクロスした
ことを検出し、その旨を示す零電圧検出信号をORゲー
ト32を介してDフリップフロップ34のCK端子に供
給する。最低電圧検出回路28は、電圧VC の検出値が
極小値(最低電圧)を迎えたことを検出し、その旨を示
す最低電圧検出信号をORゲート32を介して同様にD
フリップフロップ34のCK端子に供給する。Dフリッ
プフロップ34は、CK端子に零電圧検出回路26又は
最低電圧検出回路28から上述の各信号が供給されるの
に応じ、共振スイッチオン信号を発生させ、これをトラ
ンジスタQに供給する。従って、この実施例において
は、第1実施例におけるステップ100の機能が零電圧
検出回路26により、ステップ110の機能が最低電圧
検出回路28により、それぞれ実現されている。
【0016】また、この実施例においては、共振電流制
御回路30により、ステップ106の機能が実現されて
いる。すなわち、共振電流制御回路30は、電流センサ
22によって検出される電流IL の検出値が目標値IL0
に至ったか否かを判定し、至った場合にその旨を示す信
号をDフリップフロップ32のCL端子に入力する。D
フリップフロップ34は、CL端子にこの信号が入力さ
れるとそのQ出力をクリアする。これに応じ、共振スイ
ッチ20のトランジスタQはオフする。
【0017】従って、この実施例においては、前述の第
1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0018】図4には、この実施例における最低電圧検
出回路28の一例構成が示されている。この図に示され
る最低電圧検出回路28は、そのCL端子に入力されて
いるDフリップフロップ34のQ出力がL値である場合
(共振スイッチオフ信号が発生している場合)に、その
Q出力たる最低電圧検出信号がクリアされるDフリップ
フロップ36と、電圧VC の検出値を微分し微分値が負
から正に転じた場合にDフリップフロップ36のCK端
子をトリガする微分検出回路38と、を有している。こ
のように比較的簡素な回路構成で、上述の最低電圧検出
回路28を実現することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共振コンデンサに加える電圧が極小値に至った場合に共
振スイッチをオンさせるようにしたため、外乱等に起因
して当該電圧が0とならないようの状況が生じた場合で
あっても、インバータ主回路のスイッチング状態を切り
換えるタイミングを確保することができ、また共振動作
を継続させることが可能になる。これにより、インバー
タ主回路によって駆動される電力回路、例えばモータ等
に過大な電流が流れることがなくなり、より信頼性の高
い直流リンク並列共振形インバータを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例におけるコントローラの動
作の流れを示すフローチャートである。
【図2】この実施例の効果を示すタイミングチャートで
ある。
【図3】本発明の第2実施例におけるコントローラの要
部構成を示すブロック図である。
【図4】最低電圧検出回路の構成を示す回路図である。
【図5】直流リンク並列共振形インバータの構成を示す
ブロック図である。
【図6】一従来例に係るコントローラの動作の流れを示
すフローチャートである。
【図7】従来例の問題点を示すタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
10 インバータ主回路 12 共振回路 14 コントローラ 16 モータ 20 共振スイッチ 22 電流センサ 24 電圧センサ 26 零電圧検出回路 28 最低電圧検出回路 30 共振電流制御回路 32 ORゲート 34,36 Dフリップフロップ 38 微分検出回路 Ci 平滑コンデンサ L 共振インダクタ C 共振コンデンサ Q トランジスタ D ダイオード VC 共振コンデンサに加わる電圧 IL 共振インダクタに流れる電流 IL0L の目標値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 そのスイッチング動作により入力電力を
    交流電力に変換して出力するインバータ主回路と、イン
    バータ主回路の入力側に並列接続された共振コンデンサ
    と、共振コンデンサに直列接続された共振インダクタ
    と、共振コンデンサに並列接続された共振スイッチと、
    を備える直流リンク並列共振形インバータを制御する制
    御装置において、 共振コンデンサに加わる電圧を検出する手段と、 共振インダクタに流れる電流を検出する手段と、 上記電圧の検出値が0及び極小値のいずれかに至った時
    点で共振スイッチをオンさせる手段と、 インバータ主回路におけるスイッチング損失が抑制され
    るよう、上記電圧が0である時点でインバータ主回路の
    スイッチング状態を切り換える手段と、 上記電流の検出値が所定値に至った時点で共振スイッチ
    をオフさせることにより、共振コンデンサ及び共振イン
    ダクタによる共振を継続させる手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。
JP6022661A 1994-02-21 1994-02-21 直流リンク並列共振形インバータの制御装置 Pending JPH07231663A (ja)

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JP6022661A Pending JPH07231663A (ja) 1994-02-21 1994-02-21 直流リンク並列共振形インバータの制御装置

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JP (1) JPH07231663A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016025686A (ja) * 2014-07-17 2016-02-08 富士電機株式会社 電力変換器の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016025686A (ja) * 2014-07-17 2016-02-08 富士電機株式会社 電力変換器の制御装置

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