JPH1175375A - 三相パルス幅変調波形生成装置 - Google Patents

三相パルス幅変調波形生成装置

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JPH1175375A
JPH1175375A JP9234612A JP23461297A JPH1175375A JP H1175375 A JPH1175375 A JP H1175375A JP 9234612 A JP9234612 A JP 9234612A JP 23461297 A JP23461297 A JP 23461297A JP H1175375 A JPH1175375 A JP H1175375A
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JP
Japan
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pwm
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JP9234612A
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English (en)
Inventor
Hideo Ishii
英雄 石井
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイコンの処理能力に対する負担を低減し、
幅広いインバータ用途に対応できるようにする。 【解決手段】 U相,U逆相,V相,V逆相,W相,W
逆相からなる三相6出力PWM信号を生成する三相PW
M波形生成装置であって、各相用の波形生成部6におい
て生成する各相のPWM信号をキャリア周期期間中、H
レベル固定あるいはLレベル固定に設定する場合に、各
相のPWM信号生成用データを保持する各相用の比較用
レジスタ2の内容と各相の出力極性を比較して、三相6
出力PWM信号を反転切替制御する出力極性制御回路13
を備え、ポート出力レジスタ16,ポート出力モードレジ
スタ18への書き込み頻度を低減せしめ、各部を制御する
マイコンの処理能力に対する負担を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電動機などを
可変速する電圧型パルス幅変調(PWM)インバータの制
御装置、特にIGBT(Insulated Gate Bipolar Transi
stor)などの高速スイッチング素子を使用したインバー
タに用いられる三相PWM波形生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の三相PWM波形生成装置に
おけるU相とU逆相(以下、/U相と記す)のPWM信号
生成部分の構成を示すブロック図である。
【0003】図3において、101はアップダウンカウン
タ、102は図示しないマイコン(マイクロコンピュータ)
により書き込まれるU相のPWM信号生成用データを保
持する比較用レジスタ、103は比較器、104はカウントク
ロック、105は短絡防止用の遅延回路、106はU相波形,
/U相波形を生成する波形生成部、107は出力停止信
号、108は比較器103の一致検出信号、109はアップダウ
ンのカウント方向信号、110は遅延回路105の遅延信号で
ある。
【0004】さらに、113はポート出力レジスタ、114は
ポート出力データ、115はポート出力モードレジスタ、1
16はポート出力モード信号、117,118は、ポート出力モ
ード信号116によってポート出力データ114と波形生成部
106との出力のいずれかを選択して、U相波形111あるい
は/U相波形112を出力する出力選択部である。
【0005】なお、U相と/U相のPWM信号111,112
は、それぞれインバータのU相,/U相のパワー素子に
対応する。また、V相とV逆相(以下、/V相と記す)の
PWM信号生成部分の構成およびW相とW逆相(以下、
/W相と記す)のPWM信号生成部分の構成についても
同様であるため、その説明を省略するが、アップダウン
カウンタ101については三相共用である。
【0006】以上のように構成された三相PWM波形生
成装置について、U相を例として以下その動作について
説明する。
【0007】三相PWM波形を発生するには、まず、ア
ップダウンカウンタ101をカウントクロック104でカウン
ト動作させる。そして、マイコンにより書き換え可能な
比較用レジスタ102によって保持されているU相のPW
M信号生成用データとアップダウンカウンタ101の内容
が一致した場合、比較器103から一致検出信号108が出力
され、短絡防止用のデッドタイムを生成する遅延回路10
5に入力される。波形生成部106に対して、アップダウン
カウンタ101からアップダウンのカウント方向信号109
と、比較器103からの一致検出信号108と、遅延回路105
からの遅延信号110が入力され、波形生成部106はU相波
形111,/U相波形112を生成する。出力停止信号107
は、システム異常時にIGBTなどのパワー素子を保護
するための制御信号である。
【0008】前記従来の構成においてインバータ位相が
π/3で電圧ベクトルの組み合わせが変化する鋸波変調
方式の三相PWM波形の一例を図4に示す。図4におい
て、TD,TE,TFはそれぞれキャリア周期である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の三相PWM波形生成装置において、図4に示す三相
PWM波形を実現するためには、出力極性が正相である
TDのキャリア周期の間は、そのキャリア周期の始めに
入力手段により前記比較用レジスタ102に対してU相
用のPWM信号生成用データを書き込めば、インバータ
位相がπ/3の間は、比較用レジスタ102の内容との
一致検出により、U相,/U相のPWM信号が繰り返し
出力されるが、TEとTFのキャリア周期では、まず、
出力極性が逆相であるTEのキャリア周期においてU相
をHレベルにし、出力極性が正相である次のTFのキャ
リア周期においてU相をLレベルに固定する必要があ
る。
【0010】そのため、U相波形を生成するには、キャ
リア周期が正相から逆相、あるいは逆相から正相に切り
替わる際に、前記ポート出力モードレジスタ115のポ
ート出力モード信号116を、波形生成部106の出力
によりポート出力レジスタ113のポート出力データ1
14に切り替えてU相をHレベルあるいはLレベルを出
力する必要がある。
【0011】実際には前記制御処理をソフトウエアによ
って行っているため、マイコンなどの演算処理部におけ
る処理能力に対する負担が大きいという問題がある。こ
の問題は、V相,/V相,W相,/W相のPWM信号の
生成においても同様である。
【0012】また、インバータの低騒音化や制御性向上
のため、キャリア周波数を高くしようとすると、演算処
理部への負担が増々大きくなるという問題を有してい
た。
【0013】本発明は、前記従来の問題を解決し、演算
処理部の処理能力に対する負担を極めて低減し、幅広い
インバータ用途に対応できる三相PWM波形生成装置を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、一定の周波数でカウント動作を行うアッ
プダウンカウンタと、マイコンなどから入力されるU
相,V相,W相のPWM信号生成用データをそれぞれ保
持するU相用,V相用,W相用のレジスタと、アップダ
ウンカウンタの内容とU相,V相,W相の各PWM信号
生成用データをそれぞれ保持するU相用,V相用,W相
用の各レジスタの内容とが一致したことを検出するU相
用,V相用,W相用の比較器と、前記各部を制御する演
算処理部とを備え、U相,/U相,V相,/V相,W
相,/W相からなる三相6出力PWM信号を生成する三
相PWM波形生成装置において、PWM信号生成用デー
タを保持するU相用,V相用,W相用の各レジスタの内
容と前記U相,V相,W相の出力極性とを比較し、前記
三相6出力PWM信号を反転切替制御する出力極性制御
回路を備えることによって、出力ポート部分におけるポ
ート出力レジスタ,ポート出力モードレジスタへの書き
込み頻度を著しく低減させることを可能にし、演算処理
部の処理能力に対する負担を低減させたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、一定の周波数でクロックカウント動作を行うアップ
ダウンカウンタと、入力されるU相のパルス幅変調信号
生成用データを保持するU相用レジスタと、入力される
V相のパルス幅変調信号生成用データを保持するV相用
レジスタと、入力されるW相のパルス幅変調信号生成用
データを保持するW相用レジスタと、前記アップダウン
カウンタの内容と前記U相用レジスタの内容とを比較し
て一致したことを検出するU相用比較器と、前記アップ
ダウンカウンタの内容と前記V相用レジスタの内容とを
比較して一致したことを検出するV相用比較器と、前記
アップダウンカウンタの内容と前記W相用レジスタの内
容とを比較して一致したことを検出するW相用比較器
と、前記各部を制御する演算処理部とを備え、U相,/
U相,V相,/V相,W相,/W相からなる三相6出力
パルス幅変調信号を生成する三相パルス幅変調波形生成
装置において、前記各レジスタの内容と前記U相,V
相,W相の出力極性を比較し、前記三相6出力パルス幅
変調信号を反転切替制御する出力極性制御回路を備えた
ことを特徴とするものであり、この構成によって、ある
任意のキャリア周期の出力を、その出力の極性がキャリ
ア周期間で切り替わる場合においても、一つ前のキャリ
ア周期の時間において容易に設定することができる。
【0016】以下、本発明の実施の形態について、図
1,図2を用いて説明する。
【0017】図1は本発明の一実施形態を説明するため
の三相PWM波形生成装置の構成を示すブロック図であ
って、本例ではU相,V相,W相の三相中におけるU相
とその/U相に係るPWM信号生成部分の構成のみを示
してあり、他相は同様の構成であるので省略した。
【0018】図1において、1はアップダウンカウンタ
であり、カウントクロック4でカウント動作させる。そ
して、後述する各部の各種動作を制御する演算処理手段
かつ入力手段としてのマイコンによって書き換え可能な
比較用レジスタ2により保持されているU相のPWM信
号生成用データとアップダウンカウンタ1の内容とが一
致した場合、比較器3から一致検出信号8が出力され、
短絡防止用のデッドタイムを生成する遅延回路5に入力
される。
【0019】波形生成部6には、アップダウンカウンタ
1からのアップダウンのカウント方向信号9と、比較器
3からの一致検出信号8と、遅延回路5からの遅延信号
10とが入力される。出力極性制御回路13は、ある任意の
キャリア周期中に次のキャリア周期の極性を反転制御す
る場合に作動し、比較用レジスタ2において次のキャリ
ア周期中に出力するU相のHレベル固定あるいはLレベ
ル固定用のU相のPWM信号生成用データが保持されて
いる場合に、そのU相のPWM信号生成用のデータ信号
22と次のキャリア周期の極性を比較して、出力制御信号
14を波形生成部6に入力することにより、U相波形11,
/U相波形12を生成する。また、出力極性制御回路13
は、ある任意のキャリア周期中にU相がHレベルに固定
されており、その次のキャリア周期でU相がHレベル固
定のままで出力極性が反転した場合においても作動し、
出力制御信号15を遅延回路5に入力することにより短絡
防止用のデッドタイムを生成させる。出力停止信号7
は、システム異常時にIGBTなどのパワー素子を保護
するための制御信号である。
【0020】図2は前記構成の三相PWM波形発生装置
においてインバータ位相がπ/3であって、電圧ベクト
ルの組み合わせが変化する鋸波変調方式の三相PWM波
形の一例を示し、図1の出力極性制御回路13の動作を図
2を参照して説明する。
【0021】図2において、TAのキャリア周期では、
キャリア周期の始めにおいてマイコンにより比較用レジ
スタ2にU相波形11のPWM信号生成用データを書き込
めば、インバータ位相がπ/3の間は、アップダウンカ
ウンタ1と比較用レジスタ2の内容との一致検出によ
り、U相波形11と/U相波形12が繰り返し出力される。
【0022】次に、TBのキャリア周期の極性を反転さ
せ、TBのキャリア周期およびTCのキャリア周期のU
相波形11と/U相波形12を得たい場合は、TAのキャリ
ア周期中に出力極性制御回路13における極性トグルビッ
トのデータと比較用レジスタ2のデータをマイコンによ
りHレベルに固定に設定すれば、TBのキャリア周期お
よびTCのキャリア周期において所望のU相波形11と/
U相波形12を容易に生成することができる。また、TB
のキャリア周期、TCのキャリア周期中のU相波形11を
LレベルからHレベルを切り替えたい場合においても、
同様の手順によって比較用レジスタ2のデータをマイコ
ンによりLレベルに固定するように設定すれば、所望の
U相波形,/U相波形を出力することができる。
【0023】なお、前記説明ではU相波形を例として説
明したが、V相,W相波形についてもU相波形と同様に
実現することができる。また、三角波変調方式について
も同様に実現することができることは言うまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイコンなどの演算処理部の処理能力に対する負担を最
小限にとどめながら、幅広いインバータ制御用途に最適
に対応でき、かつ信頼性の高い三相PWM波形生成装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を説明するための三相PW
M波形生成装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の装置における鋸波変調方式の三相PWM
波形の一例を示す図である。
【図3】従来の三相PWM波形生成装置における要部の
構成を示すブロック図である。
【図4】従来の装置による三相PWM波形の一例を示す
図である。
【符号の説明】
1…アップダウンカウンタ、 2…比較用レジスタ、
3…比較器、 4…カウントクロック、 5…遅延回
路、 6…波形生成部、 7…出力停止信号、 8…一
致検出信号、 9…カウント方向信号、 10…遅延信
号、 11…U相波形、12…/U相波形、 13…出力極性
制御回路、 14,15…出力制御信号、 16…ポート出力
レジスタ、 17…ポート出力データ、 18…ポート出力
モードレジスタ、 19…ポート出力モード信号、 20,
21…出力選択部、 22…比較用レジスタ2のデータ信
号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定の周波数でクロックカウント動作を
    行うアップダウンカウンタと、入力されるU相のパルス
    幅変調信号生成用データを保持するU相用レジスタと、
    入力されるV相のパルス幅変調信号生成用データを保持
    するV相用レジスタと、入力されるW相のパルス幅変調
    信号生成用データを保持するW相用レジスタと、前記ア
    ップダウンカウンタの内容と前記U相用レジスタの内容
    とを比較して一致したことを検出するU相用比較器と、
    前記アップダウンカウンタの内容と前記V相用レジスタ
    の内容とを比較して一致したことを検出するV相用比較
    器と、前記アップダウンカウンタの内容と前記W相用レ
    ジスタの内容とを比較して一致したことを検出するW相
    用比較器と、前記各部を制御する演算処理部とを備え、
    U相,U逆相,V相,V逆相,W相,W逆相からなる三
    相6出力パルス幅変調信号を生成する三相パルス幅変調
    波形生成装置において、 前記各レジスタの内容と前記U相,V相,W相の出力極
    性を比較し、前記三相6出力パルス幅変調信号を反転切
    替制御する出力極性制御回路を備えたことを特徴とする
    三相パルス幅変調波形生成装置。
JP9234612A 1997-08-29 1997-08-29 三相パルス幅変調波形生成装置 Pending JPH1175375A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7250740B2 (en) 2003-10-09 2007-07-31 Nec Electronics Corporation Method and apparatus for generating pulse-width modulated waveform
US7288916B2 (en) 2002-12-25 2007-10-30 Nec Electronics Corporation Pulse width modulation signal generating apparatus having two dead times for on-timings

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288916B2 (en) 2002-12-25 2007-10-30 Nec Electronics Corporation Pulse width modulation signal generating apparatus having two dead times for on-timings
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