JPH09140161A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力相電圧を検知してスイッチング素子をフィ
ードバック制御するインバータ装置において、相電流の
ゼロクロス領域の検知精度を向上することを目的とす
る。特に、直流電源から入力される電圧が変化したとき
に、偏りのない検出信号を得る。 【解決手段】直流電圧を分圧して一定の比率の電圧を出
力する参照電圧出力部６・７と、この参照電圧出力部６
・７の出力する参照電圧Ｓ６と相電圧Ｓ４を比較して、
相電圧Ｓ４が大きなときにＬＯＷとなる検出信号Ｓ５を
出力する電圧比較回路８とを備える。このため、直流電
圧が変化したときは、それにつれて参照電圧Ｓ６も変化
し、電圧比較回路８によって出力される検出信号Ｓ４
は、相電圧Ｓ４を相対的にとらえた信号となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、出力相電圧を検
出するＰＷＭ方式のインバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特開平４−６９０６６号公
報に示された従来のインバータ装置を示す回路図であ
る。図７において、１は直流電源、２はコレクタと直流
電源１のプラス電極とが接続され、ベース駆動回路２０
からの入力に応じた出力をエミッタに出力するトランジ
スタである上アームの主スイッチング素子、３はコレク
タとこの上アームの主スイッチング素子２とが接続さ
れ、同じくベース駆動回路２０からの入力に応じた出力
をエミッタに出力するトランジスタである下アームの主
スイッチング素子、この下アームのエミッタは直流電源
１のマイナス電極に接続されている。これらの主スイッ
チング素子２・３は、ベース駆動回路２０からのスイッ
チング信号によって、交互にオン・オフすることにより
外部に交流電源（この交流電源の電圧を相電圧という）
を供給する。但し、交互にオン・オフする場合も、短絡
を防止するため両者がオフとなる期間があり、これを短
絡防止時間（以下、Ｔｄと略す）と呼ぶ。

【０００３】４・５は各々主スイッチング素子２又は主
スイッチング素子３のコレクタ・エミッタ間に接続され
たフリーホイールダイオード、６０・７０はそれぞれ、
相電圧を入力するように接続されこの相電圧を所定の比
率で分圧する分圧抵抗、１７はこれらの分圧抵抗６０・
７０間の接続線に接続され、この接続線から流れ込む電
流が一定値以上になったときにオンとなるシャントレギ
ュレータ、１３は１次側をこのシャントレギュレータ１
３に接続したフォトカプラであり、１次側及び２次側に
それぞれ図示しない外部電源から一定の電圧が供給され
ている。従って、シャントレギュレータ１７をオン・オ
フすることによって２次側から検出信号Ｓ５を出力す
る。１５０・１６０はそれぞれこのフォトカプラの１次
側、２次側に供給される電流を制限する抵抗である。

【０００４】１０は、インバータ部を示しており、以上
の主スイッチング素子２・３、フリーホイールダイオー
ド４・５、フォトカプラ１３、シャントレギュレータ１
７、分圧抵抗６０・７０、抵抗１５０・１６０を構成要
素として有している。通常、インバータ部１０は３相分
の相電圧を出力するが、３相の相電圧をそれぞれ出力す
る回路はいずれも同様の構成なので、ここでは１相分の
みを示している。１１は、このインバータ部１０に接続
され、インバータ部１０の出力する相電圧を３相分入力
して駆動する誘導電動機である。

【０００５】１８は検出信号Ｓ５と図示しない制御回路
から出力される理想インバータの出力相電圧（以下、理
想相電圧と呼ぶ）を入力して、検出信号Ｓ５と理想相電
圧との差（時間差）を検出し、実際の相電圧が理想相電
圧に近くなるように次のＴｄ生成回路１９へ補正信号を
出力するＴｄ補正回路である。

【０００６】この補正を行わない場合には、主スイッチ
ング素子２・３、フリーホイールダイオード４・５等の
各素子やそれらの配線等で起こる様々な原因又はインバ
ータ装置を接続する機器の特性（例えば、誘導電動機１
１のリアクタンス成分）から、理想的な波形の出力相電
圧を得られないといった現象が起きる。

【０００７】１９は上記補正信号にＴｄを挿入するとと
もに、主スイッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御
する信号を出力するＴｄ生成回路である。Ｔｄ補正回路
１８から入力した補正信号からは主スイッチング素子２
・３のＯＮ／ＯＦＦタイミングを得ることができるが、
この補正信号のままでは上アームと下アームの主スイッ
チング素子２・３の短絡防止時間Ｔｄが考慮されていな
いため、短絡してしまう可能性がある。このＴｄ生成回
路１９は、補正信号を参照して正及び負の電圧を生成す
るタイミングを得るとともに、このタイミングでＴｄを
含む主スイッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御す
るスイッチング信号を出力する。

【０００８】２０はこのＴｄ生成回路１９からのスイッ
チング信号を受け取って、このスイッチング信号を基に
実際に主スイッチング素子２・３のを駆動するベース駆
動回路である。このベース駆動回路２０は主スイッチン
グ素子２・３のベースに流れる電流を制御して、主スイ
ッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

【０００９】・図８の説明 次に、図８を説明する。図８はこのインバータ装置（図
７）の動作を示す波形図である。この図８において、Ｓ
１は図７に図示しない制御回路が出力しＴｄ補正回路１
８に入力される理想インバータの出力相電圧である。Ｓ
２は上アームの主スイッチング素子２の実際のスイッチ
ングを示している。Ｓ３は同様に下アームの主スイッチ
ング素子３のスイッチングを示している。Ｓ４１・４
２’は相電流Ｉｏ≒０のときに、インバータ部１０によ
って出力される出力相電圧Ｓ４であり、Ｓ５１・５２’
はインバータ部１０からＴｄ補正回路１８へ出力される
検出信号Ｓ５である。Ｓ４１・５１は良好な検出信号Ｓ
５が得られている場合、Ｓ４２’・５２’は直流電源１
から供給される電圧が変動し、良好な検出信号Ｓ５が得
られていない場合を示している。

【００１０】＜動作＞続いて動作について説明する。図
７に示したインバータ装置は、図示しない制御回路によ
って主スイッチング素子２・３をスイッチすることによ
り、直流電源１の直流を交流に変換して出力する装置で
ある。ＰＷＭ方式のインバータ装置では、図８のＳ４１
に示すように相電圧のパルス幅を細かく制御して、全体
として出力するべき電圧の大きさを調整しているため、
パルス幅を正確に調整することが必要である。そのた
め、フォトカプラ１３によって相電圧を測定して検出信
号Ｓ５を得ると同時に、この検出信号Ｓ５を用いてＴｄ
補正回路１８等がフィードバック制御を行う。そして、
このフィードバック制御によりパルス幅を制御して、所
望の波形が得られるようにしている。

【００１１】ＰＷＭ方式のインバータ装置では、図９に
符号Ａ，Ｂで示したような相電流Ｉｏ≒０の付近におい
て図８のＳ４１に示したような相電圧となり、Ｔｄの期
間において非常に不安定な電位を示す。

【００１２】図７に示す従来のインバータ装置が出現す
る以前では、相電圧Ｓ４を直接測定する方式を採用して
いた。しかし、フォトカプラ１３が比較的低い電圧にお
いてオンとなるために、検出信号Ｓ５下アームの主スイ
ッチング素子３に偏った信号となるという問題があっ
た。

【００１３】これを解決するべく図７に示した従来のイ
ンバータ装置では、相電圧Ｓ４の値が所定の値以上にな
ったときにシャントレギュレータ１７に流入する電流が
レギュレーションに必要な最小カソード電流以上とな
り、フォトカプラ１３がオンとなるようにしている。つ
まり、相電圧が比較的低い時点においてフォトカプラ１
３がオンとならないようにすることにより、検出信号Ｓ
５が偏らないように努めている。

【００１４】ここで、このインバータ装置の期間Ｔｄに
おける動作について説明する。例えば、上アームの主ス
イッチング素子２がオンの状態から、短絡防止時間Ｔｄ
をはさんで下アームの主スイッチング素子３がオンとな
るときに、検出信号Ｓ５がＬＯＷからＨＩＧＨとなると
きの様子を以下に説明する。

【００１５】上アームの主スイッチング素子２がオン、
下アームの主スイッチング素子３がオフの状態では、上
アームの主スイッチング素子２から電流が流れ、相電圧
は高い電圧を示すためシャントレギュレータ１７はオン
となり同時に、フォトカプラ１３の１次側に電流が流れ
て、２次側がオンとなる。従って、検出信号Ｓ５はＬＯ
Ｗの電圧を保つ。

【００１６】次に、上アームの主スイッチング素子２が
オフとなりＴｄの期間に入ると、上アームの主スイッチ
ング素子２から流れていた相電流Ｉｏは遮断される。し
かしながら、インバータ部１０の外部に接続されたリア
クタンス成分（例えば、伝導誘導機１１）によって継続
して電流が流れるような力が働くため、フリーホイール
ダイオード５を通じて相電流Ｉｏが流れる。このときの
相電圧Ｓ４は分圧抵抗６０・７０により分圧され、シャ
ントレギュレータ１７には相電圧Ｓ４に比例した電流が
流入する。この期間Ｔｄでは電流の供給が止まっている
ため相電流Ｉｏは次第に減少していく。シャントレギュ
レータ１７は、流入する電流がレギュレーションに必要
な最少カソード電流以下となるまではオンの状態とな
る。ここで、相電圧は相電流とともに次第に下がってい
くため、シャントレギュレータ１７に流入する電流は次
第に下がっていく、そして、流入する電流が最少カソー
ド電流以下となったときにオフとなる。

【００１７】シャントレギュレータ１７がオフとなる
と、フォトカプラ１３の１次側に電流が流れなくなり、
二次側がオフとなって、検出信号Ｓ５の電圧が上がる。
この検出信号Ｓ５の変化はＴｄ補正回路１８に検出さ
れ、主スイッチング素子２・３のスイッチングタイミン
グの制御に用いられる。レギュレーションに必要な最小
カソード電流は、シャントレギュレータ１７の素子固有
の特性によって決められる値であり、シャントレギュレ
ータ１７のオン・オフ動作点を調整する場合には、分圧
抵抗６０・７０の抵抗値（分圧比）の値を調整する。こ
の調整は、検出信号Ｓ５がどちらのアームの主スイッチ
ング素子２・３にも偏らないように行う。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のイ
ンバータ装置では、以下に示すような問題があった。シ
ャントレギュレータ１７がレギュレーションに必要な最
小カソード電流を基準にオン・オフ動作するため、オン
・オフの動作点が固定されている。そのため、直流電源
から供給される直流電圧の値を変化させた場合には、相
電圧に対するオン・オフの動作点が相対的に変化し、良
好な検出信号Ｓ５を得ることができない。図８のＳ４
２’とＳ５２’は、直流電源１から供給される直流電圧
（以下、直流入力電圧という）を大きな値に変化させた
ときの相電圧と検出信号を示しており、直流入力電圧Ｖ
２２は、Ｓ４１・Ｓ５１の波形を得たときの直流入力電
圧Ｖ２１よりも大きな値になっている。上記最小カソー
ド電流がシャントレギュレータ１７に流れ始めるのは相
電圧がＶ１となったときであり、これは直流入力電圧が
変化したとしても同じである。従って、検出信号Ｓ５は
Ｓ５２’に示したように下アームの主スイッチング素子
３に偏った波形となり、良好な検出信号Ｓ５を得ること
ができない。すなわち、本来、図８のＴ１とＴ２、又は
Ｔ３とＴ４の中間時点で検出信号Ｓ５が変化するはず
が、直流電圧が上昇したことにより、Ｔ１あるいはＴ４
側に変化点が移ってしまう。

【００１９】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、直流入力電圧が変化した場合にも良
好な検出信号が得られることを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるインバ
ータ装置においては、外部からの制御信号により、入力
した直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ
部と、上記直流電圧に対し予め定められた比率の電圧を
上記直流電圧に追従する参照電圧として出力する参照電
圧出力部と、上記参照電圧と上記交流電圧との比較結果
を検出信号として出力する電圧比較部と、上記検出信号
に基づき上記インバータ部を制御する上記制御信号を出
力する制御部と、を備えたものである。

【００２１】また、上記電圧比較部は、上記参照電圧が
入力される参照電圧入力部と、上記交流電圧の相電圧が
入力される相電圧入力部と、上記参照電圧入力部と上記
相電圧入力部とに接続され、上記参照電圧よりも上記相
電圧が大きいときに電流を流し、この電流の大きさに応
じた信号を上記検出信号として出力する信号出力部と、
を備えたものである。

【００２２】また、上記信号出力部は、予め定められた
値以上の電流が流れた場合には、一定の大きさの検出信
号を出力するものである。

【００２３】また、電気信号である上記検出信号を光信
号に変換する電気光変換部を備え、上記制御部は上記光
信号に基づき上記インバータ部を制御するものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１． ・図１の説明 図１は、実施の形態１にかかるＰＷＭ方式のインバータ
装置の回路図である。図１において、１は直流電源、２
はコレクタと直流電源１のプラス電極とが接続され、ベ
ース駆動回路２０からの入力に応じた出力をエミッタに
出力するトランジスタである上アームの主スイッチング
素子、３はコレクタとこの上アームの主スイッチング素
子２とが接続され、同じくベース駆動回路２０からの入
力に応じた出力をエミッタに出力するトランジスタであ
る下アームの主スイッチング素子、この下アームのエミ
ッタは直流電源１のマイナス電極に接続されている。こ
れらの主スイッチング素子２・３は、ベース駆動回路２
０からのスイッチング信号によって、交互にオン・オフ
することにより外部に交流電源（この交流電源の電圧を
相電圧という）を供給する。但し、交互にオン・オフす
る場合も、短絡を防止するため両者がオフとなる期間が
あり、これを短絡防止時間（以下、Ｔｄと略す）と呼
ぶ。

【００２５】４・５は各々主スイッチング素子２又は主
スイッチング素子３のコレクタ・エミッタ間に接続され
たフリーホイールダイオード、６・７は直流電源１に直
列に接続され、直流母線電圧を分圧する分圧抵抗、８は
分圧抵抗６・７間の接続線からの電圧と、相電圧を入力
することによりＴｄを検出するための検出信号Ｓ５を出
力する電圧比較回路である。この電圧比較回路８は分圧
抵抗６・７によって分圧された電圧と、相電圧を比較
し、相電圧が高くなったとき（若しくは低くなったと
き）にアクティブとなる検出信号Ｓ５を出力する。

【００２６】１０は、インバータ部を示しており、以上
の主スイッチング素子２・３、フリーホイールダイオー
ド４・５、分圧抵抗６・７、電圧比較回路８を構成要素
として有している。通常、インバータ部１０は３相分の
相電圧を出力するが、３相の相電圧をそれぞれ出力する
回路はいずれも同様の構成なので、ここでは１相分のみ
を示している。１１は、このインバータ部１０に接続さ
れ、インバータ部１０の出力する相電圧を３相分入力し
て駆動する誘導電動機である。

【００２７】１８は電圧比較回路８に接続されるととも
に、検出信号Ｓ５と図示しない制御回路から出力される
理想インバータの出力相電圧（以下、理想相電圧と呼
ぶ）を入力して、検出信号Ｓ５と理想相電圧との差（時
間差）を検出し、実際の相電圧が理想相電圧に近くなる
ように次のＴｄ生成回路１９へ補正信号を出力するＴｄ
補正回路である。

【００２８】この補正を行わない場合には、主スイッチ
ング素子２・３、フリーホイールダイオード４・５等の
各素子やそれらの配線等で起こる様々な原因又はインバ
ータ装置を接続する機器の特性（例えば、誘導電動機１
１のリアクタンス成分）から、理想的な波形の出力相電
圧を得られないといった現象が起きる。具体的には、出
力相電圧の正の電圧を保つ期間が長く或は短くなった
り、また、逆に負の電圧を保つ期間が長く或は短くなっ
たりする。例えば、インバータ装置に誘導電動機１１を
接続した場合には、誘導電動機１１のリアクタンス成分
により出力相電圧の電圧をＬＯＷとした後にも、フリー
ホイールダイオード５を通って電流がしばらくの間流れ
てしまう。このような現象を補正しないと、インバータ
部１０から出力相電圧の供給を受ける機器の正常な動作
に影響を与えてしまう。例えば、この図１に示した回路
では、誘導電動機１１の回転力等に影響を与える。

【００２９】このＴｄ補正回路１８は、出力相電圧の正
の電圧を保つ期間、負の電圧を保つ期間を理想相電圧に
近づけるために、実際の出力相電圧と理想相電圧との時
間差を検出して、時間差がなくなるように補正信号を出
力する。この補正信号はＴｄ生成回路１９を介して主ス
イッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御
する信号である。例えば、実際に得られた出力相電圧Ｓ
４の正の電圧の期間が、理想相電圧Ｓ１の正の電圧の期
間よりも長い場合には、現在のタイミングよりも早いタ
イミングでスイッチングを行うように、補正信号を出力
する。上記の検出信号Ｓ５は出力相電圧Ｓ４の状態を検
出するために用いられる。補正信号は、波形の立ち上が
り又は立ち下がりで主スイッチング素子２・３のスイッ
チングタイミングを表す矩形波であるから、スイッチン
グタイミングは波形の立ち上がり又は立ち下がりのタイ
ミングをずらすことで調整できる。

【００３０】１９は上記補正信号にＴｄを挿入するとと
もに、主スイッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御
する信号を出力するＴｄ生成回路である。Ｔｄ補正回路
１８から入力した補正信号からは主スイッチング素子２
・３のＯＮ／ＯＦＦタイミングを得ることができるが、
この補正信号のままでは上アームと下アームの主スイッ
チング素子２・３の短絡防止時間Ｔｄが考慮されていな
いため、短絡してしまう可能性がある。このＴｄ生成回
路１９は、補正信号を参照して正及び負の電圧を生成す
るタイミングを得るとともに、このタイミングでＴｄを
含む主スイッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御す
るスイッチング信号を出力する。

【００３１】２０はこのＴｄ生成回路１９からのスイッ
チング信号を受け取って、このスイッチング信号を基に
実際に主スイッチング素子２・３のを駆動するベース駆
動回路である。このベース駆動回路２０は主スイッチン
グ素子２・３のベースに流れる電流を制御して、主スイ
ッチング素子２・３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

【００３２】・図２の説明 次に、図２を説明する。図２はこの実施の形態１のイン
バータ装置（図１）の動作を示す波形図である。この図
２において、Ｓ１は（図１）図示しない制御回路が出力
しＴｄ補正回路１８に入力される理想インバータの出力
相電圧である。Ｓ２は上アームの主スイッチング素子２
の実際のスイッチングを示している。Ｓ３は同様に下ア
ームの主スイッチング素子３のスイッチングを示してい
る。Ｓ４１・４２は相電流Ｉｏ≒０のときに、インバー
タ部１０によって出力される出力相電圧Ｓ４であり、Ｓ
５１・５２は電圧比較回路８がＴｄ補正回路１８へ出力
する検出信号Ｓ５である。Ｓ４１・５１は直流電源１か
ら供給される電圧が小さい場合、Ｓ４２・５２は大きい
ときを示している。

【００３３】＜動作＞次に、このインバータ装置の動作
について図１と図２を用いて説明する。図１のインバー
タ装置では直流電源１が出力する電圧（以下、直流入力
電圧という）の変化を検知し、相電圧が直流入力電圧に
対して一定の比率になったときに、検出信号Ｓ５を変化
させる。分圧抵抗６・７は上記比率を決定する役割を持
ち、この実施の形態１では分圧抵抗６と分圧抵抗７は同
じ抵抗値に設定しておく。従って、このインバータ装置
は、直流入力電圧のおおよそ半分の電圧で検出信号を変
化する設計となっいてる。電圧比較回路８は、相電圧と
直流入力電圧との比較及びこの比較結果に基づいた検出
信号Ｓ５を出力する働きを持っている。

【００３４】この発明にかかるインバータ装置に特徴的
な動作は、主にＴｄの期間に発生するため、Ｔｄの期間
について動作を説明する。Ｔｄの期間は、相電圧Ｓ４が
上昇する場合と、下降する場合があり以下にそれらの期
間を分けて説明する。

【００３５】・短絡防止時間Ｔｄの動作（相電圧Ｓ４が
上昇する場合） この期間の初期では、相電圧Ｓ４は低い状態であり、従
って、電圧比較回路８には低い電圧が入力されている。
電圧比較回路８は、直流入力電圧を分圧抵抗６・７で分
圧した電圧（以下、参照電圧Ｓ６という）と相電圧Ｓ４
を比較して、相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６以上であるとき
にＨＩＧＨの検出信号Ｓ５を出力する。そのため、初期
の期間では相電圧Ｓ４が低い状態であるのでＬＯＷの検
出信号Ｓ５を出力する。相電圧Ｓ４が図２で示したよう
に次第に上昇していき参照電圧Ｓ６を上回ると、電圧比
較回路８はＨＩＧＨの検出信号Ｓ５を出力する。この検
出信号Ｓ５の変化は、Ｔｄ補正回路１８に検知され、主
スイッチング素子２・３のスイッチングタイミングの制
御に用いられる。

【００３６】・短絡防止時間Ｔｄの動作（相電圧Ｓ４が
上昇する場合） この期間の初期では、相電圧Ｓ４は逆に高い状態であ
り、従って、電圧比較回路８には高い電圧が入力されて
いる。そのため、電圧比較回路８はＬＯＷの検出信号Ｓ
５を出力する。相電圧Ｓ４が図２で示したように次第に
下降していき参照電圧Ｓ６を下回ると、電圧比較回路８
はＬＯＷの検出信号Ｓ５を出力する。この検出信号Ｓ５
の変化は、同様に、主スイッチング素子２・３のスイッ
チングタイミングの制御に用いられる。

【００３７】・直流入力電圧が変化した場合の動作 ここで、直流入力電圧が変化した場合の動作について説
明する。図２では、２種類の直流入力電圧（電圧大の場
合／小の場合）が供給された場合の相電圧Ｓ４１・４
２、検出信号Ｓ５１・５２が示されている。まず、直流
入力電圧が小さい場合（ここではこの電圧をＶ２１とす
る）について説明する。この場合、直流入力電圧Ｖ２１
は直列に接続された分圧抵抗６・７の両端にかかり、分
圧抵抗６と分圧抵抗７の抵抗値の比率に応じた電圧が分
圧抵抗６と分圧抵抗７との間に参照電圧Ｓ６として発生
する。ここでは、分圧抵抗６と分圧抵抗７は同じ抵抗値
を持っているため、参照電圧Ｓ６は直流入力電圧Ｖ２１
の１／２となる（この電圧をＶ１１とする）。従って、
電圧比較回路８は、上述の通りに動作し相電圧Ｓ４が直
流入力電圧Ｖ２１の１／２の電圧となったときに検出信
号Ｓ５を変化させる。この結果は、上述設計の要求に適
合し、良好な検出信号Ｓ５を得ることができたこととな
る。

【００３８】次に、直流入力電圧が大きい場合（ここで
はこの電圧をＶ２２とする）について説明する。この場
合も同様に、直流入力電圧Ｖ２２は直列に接続された分
圧抵抗６・７の両端にかかり、分圧抵抗６と分圧抵抗７
の抵抗値の比率に応じた電圧が分圧抵抗６と分圧抵抗７
との間に参照電圧Ｓ６として発生する。この参照電圧Ｓ
６は直流入力電圧Ｖ２２の１／２となる（この電圧をＶ
１２とする）。従って、電圧比較回路８は、上述の通り
に動作し相電圧Ｓ４が直流入力電圧Ｖ２２の１／２の電
圧となったときに検出信号Ｓ５を変化させ、上述の場合
同様、良好な検出信号Ｓ５を得ることができたこととな
る。図２のＳ５２を見ると、直流入力電圧が変動しても
偏りのない良好な検出信号Ｓ５がでていることが分か
る。

【００３９】以上説明したように、直流入力電圧が変化
した場合にも、その電圧変化に追従して所定の点で検出
信号Ｓ５を変化させることができるため、良好な検出信
号Ｓ５を得ることができる。従って、インバータ装置の
出力の正確な制御が可能となる。また、直流入力電圧を
変化させた場合でも、分圧抵抗の交換、抵抗値の調整等
の回路の変更、調整が不要となる。

【００４０】実施の形態２．実施の形態２は、電圧比較
回路８を図３に示したように構成した実施の形態であ
る。基本となる動作は、実施の形態１で説明したものと
同様である。

【００４１】・図３の説明 図３はこの実施の形態２のインバータ装置を説明する回
路図である。図３において、図１と同一の符号は同一又
は相当の部分を表す。電圧比較回路８は、符号１３、１
５、１６、２１に示す要素によって構成されており、１
３は相電圧Ｓ４の電圧検出及び検出信号絶縁を行うフォ
トカプラ、１５はフォトカプラ１３の１次側に流れる電
流を制限する電流制限抵抗、１６は図示しない電源に接
続されフォトカプラ１３の二次側に流れる電流を制限す
るプルアップ抵抗、２１はフォトカプラ１３と並列に接
続されフォトカプラ１３の１次側発行ダイオードとは逆
向きとなっているダイオードである。

【００４２】＜動作＞次に、動作について説明する。基
本的な動作は実施の形態１で説明したものと同様であ
る。ここでは、電圧検出回路８の動作について説明す
る。相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６よりも大きい場合（直流
入力電圧の１／２よりも大きい場合）は、電流制限抵抗
１５、フォトカプラ１３の１次側、分圧抵抗７の順で電
流が流れる。そして、フォトカプラ１３の１次側発光ダ
イオードが発光し、２次側のトランジスタがオンする。
そのため、検出信号Ｓ５の電圧はＬＯＷレベルの電圧を
示す。

【００４３】逆に、相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６よりも小
さい場合（直流入力電圧の１／２よりも小さい場合）
は、ダイオード２１、電流制限抵抗１５の順に電流が流
れる。また、フォトカプラ１３の１次側発光ダイオード
は、逆バイアスとなるため電流は流れない。従って、１
次側発光ダイオードは発光せず、２次側のトランジスタ
はオフとなる。このため、検出信号Ｓ５には、プルアッ
プ抵抗１６を通って図示しない外部からの電圧が供給さ
れるためＨＩＧＨレベルの電圧を示す。

【００４４】以上のように、図３の電圧比較回路８では
参照電圧Ｓ６を境にして検出信号Ｓ５が変化する。参照
電圧Ｓ６は実施の形態１で説明したように直流入力電圧
に追従して変化するため、直流入力電圧の変化にわわか
らず良好な検出信号Ｓ５を得ることができる。

【００４５】実施の形態３．実施の形態３は、電圧比較
回路８を図４に示したように構成した実施の形態であ
り、特に、検出信号Ｓ５の変化を正確に検知できるとい
う特徴がある。基本となる動作は、実施の形態１又は２
で説明したものと同様である。

【００４６】・図４の説明 図４はこの実施の形態３のインバータ装置を説明する回
路図である。図４において、図１又は図３と同一の符号
は同一又は相当の部分を表す。実施の形態３では、ダイ
オード２１（図３）の代わりに定電圧ダイオード２１０
を用いて電圧比較回路８を構成している。

【００４７】＜動作＞次に、動作について説明する。基
本的な動作は実施の形態１又は実施の形態２で説明した
ものと同様である。ここでは、電圧検出回路８の動作に
ついて説明する。相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６よりも大き
い場合（直流入力電圧の１／２よりも大きい場合）は、
電流制限抵抗１５・２２、フォトカプラ１３の１次側、
分圧抵抗７の順で電流が流れる。そして、フォトカプラ
１３の１次側発光ダイオードが発光し、２次側のトラン
ジスタがオンする。そのため、検出信号Ｓ５の電圧はＬ
ＯＷレベルの電圧を示す。この動作は、実施の形態２同
様である。しかし、実施の形態３では相電圧Ｓ４が一定
の電圧よりも高くなると、定電圧ダイオード２１０の端
子間電圧はツェナー電圧にクリップされるため、フォト
カプラ１３の１次側発光ダイオードに流れる電流は電流
制限抵抗２２により定電流化され、発光ダイオードの発
光量が一定化される。そのため、２次側から出力される
検出信号Ｓ５の上限電圧が一定化する。直流入力電圧が
変化する場合には、フォトカプラ１３の１次側に流れる
電流の量も変化するため、２次側から出力される検出信
号Ｓ５の電圧上限も変化する。この検出信号Ｓ５の上限
の変化はＴｄ補正回路１８による検出信号Ｓ５の検出
（検出信号Ｓ５の変化を電圧レベルの所定のしきい値で
検出する）を難しくする。しかしながら、この実施の形
態３では、検出信号Ｓ５の上限を一定にすることができ
るため、Ｔｄ補正回路１８による検出しきい値がより正
確になるという格別の効果がある。

【００４８】逆に、相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６よりも小
さい場合（直流入力電圧の１／２よりも小さい場合）
は、実施の形態２の動作と同じであり、定電圧ダイオー
ド２１０、電流制限抵抗１５の順に電流が流れる。ま
た、フォトカプラ１３の１次側発光ダイオードは、逆バ
イアスとなるため電流は流れない。従って、１次側発光
ダイオードは発光せず、２次側のトランジスタはオフと
なる。このため、検出信号Ｓ５には、プルアップ抵抗１
６を通って図示しない外部からの電圧が供給されるため
ＨＩＧＨレベルの電圧を示す。

【００４９】以上のように、図４の電圧比較回路８では
参照電圧Ｓ６を境にして検出信号Ｓ５が変化する。参照
電圧Ｓ６は実施の形態１で説明したように直流入力電圧
に追従して変化するため、直流入力電圧の変化にわわか
らず良好な検出信号Ｓ５を得ることができる。加えて、
検出信号Ｓ５の変化の検出がより正確になるという効果
がある。

【００５０】実施の形態４．実施の形態５は、検出信号
Ｓ５の送信に光ファイバケーブルを用いた実施の形態で
ある。 ・図５の説明 図５は実施の形態４におけるインバータ装置を説明する
回路図である。図５において、図１又は図３と同一の符
号は同一又は相当の部分を表す。２３は電流抑制抵抗１
５と参照電圧Ｓ６の信号線とに接続され、電気入力を光
出力に変換する発光側光コネクタである。この発光側光
コネクタ２３はダイオード２１と逆並列に接続されてい
る。２４はＴｄ補正回路１８に接続され、発光側光コネ
クタ２３からの光信号を受信し、受信した光に応じた電
気信号を出力する受光側光コネクタ、２５はこの受光側
光コネクタ２４と発光側光コネクタ２３とを接続し、光
信号を伝送する光ファイバケーブルである。

【００５１】＜動作＞基本的な動作は、実施の形態１又
は２と同様である。この実施の形態４では、これらの実
施の形態とは異なり検出信号Ｓ５を出力はフォトカプラ
１３（図３）ではなく、発光側光コネクタ２３によって
行っている。その点の動作について説明すると、相電圧
が参照電圧Ｓ６よりも大きい場合（直流入力電圧の１／
２よりも大きい場合）は、電流制限抵抗１５、発光側光
コネクタ２３、分圧抵抗７の順で電流が流れる。そし
て、発光側光コネクタ２３が発光し、光ファイバーケー
ブル２５を介して受光側光コネクタ２４には、ＨＩＧＨ
レベルの光信号が届く。そして、受光側光コネクタ２４
はＨＩＧＨレベルの光信号をＨＩＧＨレベルの電気信号
に変換し、Ｔｄ補正回路１８へ出力する。

【００５２】逆に、相電圧Ｓ４が参照電圧Ｓ６よりも小
さい場合（直流入力電圧の１／２よりも小さい場合）
は、ダイオード２１、電流制限抵抗１５の順に電流が流
れる。また、発光側光コネクタ２３には逆バイアスとな
るため電流は流れない。従って、発光側光コネクタ２３
はＬＯＷレベルの光信号を出力し、光ファイバーケーブ
ル２５を介して受光側光コネクタ２４には、ＬＯＷレベ
ルの光信号が届く。そして、受光側光コネクタ２４はＬ
ＯＷレベルの光信号をＬＯＷレベルの電気信号に変換
し、Ｔｄ補正回路１８へ出力する。

【００５３】以上の説明により、相電圧Ｓ４の変化がＴ
ｄ補正回路１８に出力されることが分かる。また、参照
電圧Ｓ６は実施の形態１で説明したように直流入力電圧
に追従して変化するため、直流入力電圧の変化にわわか
らず良好な検出信号Ｓ５を得ることができる。

【００５４】さらに、この実施の形態４では、検出信号
Ｓ５の伝送に光ファイバケーブル２５を使用しているた
め、外来ノイズの影響を受けにくいという特性がある。
電圧比較回路８等によって良好な検出信号Ｓ５が得られ
たとしても、特に電圧比較回路８とＴｄ補正回路１８の
距離が長い場合には外来ノイズの影響は深刻で、検出信
号Ｓ５に悪影響を与えるが、この発明によれは、かかる
点を解決することができる。より良好な検出信号Ｓ５を
得ることができる。

【００５５】実施の形態５．実施の形態５は、定電圧ダ
イオードと光ファイバケーブルを用いた実施の形態であ
る。

【００５６】・図６の説明 図６は実施の形態５におけるインバータ装置を説明する
回路図である。図６において、図１、図４、又は図５と
同一の符号は同一又は相当の部分を表す。

【００５７】＜動作＞基本的動作は実施の形態４と同じ
である。実施の形態４と異なる点は、ダイオード２１の
代わりに定電圧ダイオード２１０を使用している点であ
る。定電圧ダイオード２１０を使用した場合には、実施
の形態３で説明したように発光側光コネクタ２３から出
力される光信号の光強度の上限は一定となるため、Ｔｄ
補正回路１８が受け取る検出信号Ｓ５の上限電圧も一定
となる。

【００５８】直流入力電圧が変化する場合には、発光側
光コネクタ２３に流れる電流の量も変化するため、出力
される検出信号Ｓ５の電圧上限も変化する。この検出信
号Ｓ５の上限の変化はＴｄ補正回路１８による検出信号
Ｓ５の検出（検出信号Ｓ５の変化を電圧レベルの所定の
しきい値で検出する）を難しくする。しかしながら、こ
の実施の形態３では、検出信号Ｓ５の上限を一定にする
ことができるため、Ｔｄ補正回路１８による検出しきい
値がより正確になるという格別の効果がある。

【００５９】さらに、参照電圧Ｓ６は実施の形態１で説
明したように直流入力電圧に追従して変化するため、直
流入力電圧の変化にわわからず良好な検出信号Ｓ５を得
ることができる。

【００６０】さらに、検出信号Ｓ５の伝送に光ファイバ
ケーブル２５を使用しているため、外来ノイズの影響を
受けにくいという特性がある。この実施の形態５の定電
圧ダイオード２１０の特性により良好な検出信号Ｓ５が
得られたとしても、特に電圧比較回路８とＴｄ補正回路
１８の距離が長い場合には外来ノイズの影響は深刻で、
検出信号Ｓ５に悪影響を与えるが、この発明によれは、
かかる点を解決することができる。より良好な検出信号
Ｓ５を得ることができる。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。

【００６２】外部からの制御信号により、入力した直流
電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ部と、上
記直流電圧に対し予め定められた比率の電圧を上記直流
電圧に追従する参照電圧として出力する参照電圧出力部
と、上記参照電圧と上記交流電圧との比較結果を検出信
号として出力する電圧比較部と、上記検出信号に基づき
上記インバータ部を制御する上記制御信号を出力する制
御部と、を備えたため、参照電圧出力部は、直流電圧に
追従した電圧を出力し、直流電圧が大きくなるとそれに
比例して大きくなり、直流電圧が小さくなるとそれに比
例して小さくなる電圧を出力する。従って、直流電流の
大きさに比例した大きさとなる相電圧の変化を相対的に
とらえるため、直流電圧が変化しても良好な検出信号を
得ることができる。

【００６３】また、上記電圧比較部は、上記参照電圧が
入力される参照電圧入力部と、上記交流電圧の相電圧が
入力される相電圧入力部と、上記参照電圧入力部と上記
相電圧入力部とに接続され、上記参照電圧よりも上記相
電圧が大きいときに電流を流し、この電流の大きさに応
じた信号を上記検出信号として出力する信号出力部と、
を備えたため、信号出力部は、参照電圧入力部からの電
圧よりも相電圧入力部からの電圧が大きいときに電流を
流し、この電流の大きさに応じた検出信号を出力し、ま
た、参照電圧は参照電圧出力部の働きにより直流電圧に
比例して変化する。そのため、電圧比較部は直流電圧の
大きさに比例した大きさとなる相電圧の変化を相対的に
とらえ、直流電圧が変化しても良好な検出信号を得るこ
とができる。

【００６４】また、上記信号出力部は、予め定められた
値以上の電流が流れた場合には、一定の大きさの検出信
号を出力するため、直流電圧が変化した場合でも、一定
の大きさの検出信号を得ることができ、より良好な検出
信号を得ることができる。

【００６５】また、電気信号である上記検出信号を光信
号に変換する電気光変換部を備え、上記制御部は上記光
信号に基づき上記インバータ部を制御するため、検出信
号の伝送経路における外部からの雑音を少なくすること
ができ、より良好な検出信号を得ることができる。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるインバータ
装置の回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるインバータ
装置の動作を説明する波形図である。

【図３】 この発明の実施の形態２におけるインバータ
装置の回路図である。

【図４】 この発明の実施の形態３におけるインバータ
装置の回路図である。

【図５】 この発明の実施の形態４におけるインバータ
装置の回路図である。

【図６】 この発明の実施の形態５におけるインバータ
装置の回路図である。

【図７】 従来の技術におけるインバータ装置の回路図
である。

【図８】 従来の技術におけるインバータ装置の動作を
説明する波形図である。

【図９】 従来の技術におけるインバータ装置のIo=0と
なる点を説明する波形図である。

【符号の説明】

１ 直流電源、 ２・３ 主スイッチング素子、 ４・
５ フリーホイールダイオード、 ６・７ 分圧抵抗、
８ 電圧比較回路、 １０ インバータ部、１１ 誘
導電動機、 １３ フォトカプラ、 １５ 電流制限抵
抗、 １６プルアップ抵抗、 １７ シャントレギュレ
ータ、 １８ Ｔｄ補正回路、 １９ Ｔｄ生成回路、
２０ ベース駆動回路、 ２１ ダイオード、 ２３
発光側光コネクタ、 ２４ 受光側光コネクタ、 ２
５ 光ファイバケーブル、２１０ 定電圧ダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からの制御信号により、入力した直
   流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ部と、 上記直流電圧に対し予め定められた比率の電圧を上記直
   流電圧に追従する参照電圧として出力する参照電圧出力
   部と、 上記参照電圧と上記交流電圧との比較結果を検出信号と
   して出力する電圧比較部と、 上記検出信号に基づき上記インバータ部を制御する上記
   制御信号を出力する制御部と、を備えたインバータ装
   置。
2. 【請求項２】 上記電圧比較部は、上記参照電圧が入力
   される参照電圧入力部と、 上記交流電圧の相電圧が入力される相電圧入力部と、 上記参照電圧入力部と上記相電圧入力部とに接続され、
   上記参照電圧よりも上記相電圧が大きいときに電流を流
   し、この電流の大きさに応じた信号を上記検出信号とし
   て出力する信号出力部と、を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 上記信号出力部は、予め定められた値以
   上の電流が流れた場合には、一定の大きさの検出信号を
   出力することを特徴とする請求項２に記載のインバータ
   装置。
4. 【請求項４】 電気信号である上記検出信号を光信号に
   変換する電気光変換部を備え、上記制御部は上記光信号
   に基づき上記インバータ部を制御することを特徴とする
   請求項２又は３のいずれかに記載のインバータ装置。