JPS6387193A - 電圧形インバ−タの直流電圧検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電圧形インバータ、特にその直流ステージより
直流直流コンバータを介して主スイツチング駆動電源等
を得ている電圧形インバータに係り、特に直流ステージ
電圧を監視するための電圧形インバータの直流電圧検出
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に電圧形インバータを用いて電動機を駆動する場合
、インバータ減速時の直流ステージ電圧上昇などよりイ
ンバータ主スイツチング素子を保護するために、その直
流ステージ電圧を常に監視する必要が出てくる。すなわ
ち、インバータの減速を停止したり（過電圧保護）、イ
ンバータの電源電圧が低下したとき出力電圧が下がり、
インバータ入出力電流が増加することからインバータを
構成する半導体素子を保護するためインバータを停止さ
せたり（不足電圧保護）、インバータの電源電圧の僅か
な変動に対してインバータ出力電圧を一定に制御したり
（定電圧制御）を実行するためである。

この種の直流ステージ電圧検出手段として第３図に示す
ものが知られている。

第３図は従来例の電圧形インバータの直流電圧検出回路
の概念を示すもので、１は交流入力を直流変換する整流
回路、２は整流回路ｌの直流出力を平滑するための平滑
コンデンサ、３は直流を交流に変換して誘導電動機４を
駆動するトランジスタ例の主スイツチング部、５．５’
は抵抗器、６は電圧検出器である。

かかる接続構成の機能は公知でありその詳細説明を省略
するが、ここで電圧検出器６は直流ステージ電圧すなわ
ち平滑コンデンサ２の両端電圧を抵抗器５．５′を介し
て分圧低電圧として得るもので下になったとき動作する
ものであり、これらはいずれもホトカプラなどで絶縁し
て検知信号を得るものとして、過電圧や不足電圧の検出
器こより論理が反転するものとなるのが通常である。ま
た、電圧検出器６は定電圧制御において一般にアナログ
絶縁増幅器として効用され、直流ステージ電圧に比例し
た出力を発生するものとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来装置はつぎの如き欠点を有し
ていた。

すなわち、電圧形インバータにはその制御回路部がプリ
ント板に係止される如く配設されてなるのが通常である
が、直流ステージ電圧検出回路そのものをプリント板に
設けるものとすれば、インバータ主回路と直接的ζこ接
続される構成部品であることから、絶縁上プリント板に
おける占有面積が大きなものとなってしまう昏さらには
、第３図に示した如き抵抗５．５′は直流ステージ電圧
相当がかかり消費電力が大きくなり、外形も大きなもの
となっていた。

また、定電圧制御の如きアナログ絶縁増幅器となれば、
その出力はインバータ主回路と電気的に絶縁されている
ためこの出力を利用して過電圧や不足電圧の保護回路も
同時Ｉこ簡単に実現できるものとなるが、定電圧制御を
行わない場合にインバータ主回路に直接接続されるもの
を別々に設けなければならず、またアナログ絶縁増幅器
そのものも高価なものである。

他方、電圧形インバータにおいては、インバータ制御回
路の電源や主スイツチング素子駆動のための電源を、イ
ンバータ入力電圧より交流変圧器を通して得る方法が多
く用いられているところである。そして、この方法によ
ればインバータ入力電圧の低下により主スイツチング素
子、特にパワートランジスタが不足駆動状態Ｊこなり易
いということから、直流直流コンバータを採用し直流ス
テージを電源として利用する方法が用いられてきている
。

この種の直流直流コンバータは一般に直流電圧を１個ま
たは複数個のスイッチング素子により、多くはトランジ
スタ、（ＭＯＳ−ＦＥＴ）でチョッピングして高周波ト
ランスを介し、その高周波トランスの二次側に入力直流
電圧と異なるしかもその入力値の変化に対して一定電圧
値をもつ直流電圧が得られるものとなっている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述したような点に着目しなされたもので、電
圧形インバータの直流ステージより直流定電圧を得るフ
ライバック形直流直流コンバータを具備するとともに、
その高周波トランスの二次側電圧により検出すべき電圧
、すなわち直流ステージ電圧とは絶縁された格別な検出
手段を備えるようにした簡便な構成からなる電圧形イン
バータの直流電圧検出回路を提供するものである０〔作
　　用〕 まず、本発明の原理について第４図および第５図を参照
して説明する。

第４図は本発明の技術思想の理解を容易にするため示し
たもので、７は直流電源、８は直流電源７電圧をチョッ
ピングするためのトランジスタ、９は高周波トランス、
１０は高周波トランス９の出力電圧を整流するダイオー
ド、２は整流電圧を平滑する平滑コンデンサ、１１は負
荷である。なお、一般にトランジスタ８のベース側に負
荷１１の端子電圧を一定化するため回路が付設されるも
のとなるが、ここでは直接的な関連をもたないので割愛
している。

かくのヌロき接続構成について第５図に示した各部波形
を用いて説明すれば、つぎの如くである。

すなわち、トランジスタ８がオン状態の期間Ｔｌでは直
流電源７より供給されたエネルギーは全て高周波トラン
ス９に蓄えられ、トランジスタ８がオフ状態の期間Ｔ３
にて高周波トランス９に蓄えられたエネルギーが負荷１
１へ出力されるＧここで、電圧ｖ２は高周波トランス９
の出力電圧であり、期間Ｔ２での電圧値ＶＵは予め選定
しておくことから得るものでこれは直流電源７の電圧が
変化しても一定であるが、期間Ｔ１での電圧値Ｖｌｌは
直流電源７の直流電圧を高周波トランス９の巻線比に換
算した値と等しいものである。よって、電圧値ｖ！ｌを
監視することは直流電源７［圧を監視することと等価で
ある。

しかして、本来、フライバック形直流直流コンバータで
はトランジスタのオン状態期間化おける高周波トランス
二次巻線電圧は利用されていないが、その直流電源電圧
にインバータ直流ステージ電圧をあてるものとすること
から、トランジスタオン状態の高周波トランス二次巻線
電圧を監視することによって、インバータ直流ステージ
電圧を検出できることは明らかである。

以下、本発明を実施例図面を参照して詳細説明する・ 〔実　施　例〕 第１図は本発明の一実施例の要部構成を示すもので、１
２は極性反転器、２“は平滑コンデンサ、５″は抵抗器
、１０′はダイオードである。図中、第３図および第４
図と同符号のものは同じ構成部分を示す。ここに、負荷
１１は電圧形インバータの例えばインバータ制御回路お
よびその電源部であり、さらには高周波トランス９は実
用上図示しない他の二次巻線を有して主スイツチング素
子駆動電源部分が接続される構成をなすが、ここではそ
れらを割愛している。

また、第２図は第１図の各部波形を示すもので、１　、
　Ｖ、＃は電圧である。ここで、期間ＴＩ、Ｔ２の定義
は第５図と同じである。

すなわち、第１図においてはトランジスタ８および高周
波トランス９への電源入力を平滑コンデンサ２の両端の
直流ステージ電圧を得る如くなり、高周波トランス９の
二次巻線出力を得る新たなダイオード１０’および平滑
コンデンサ２′が設けられ、さらにその平滑コンデンサ
２′の両端に抵抗器５＃および極性反転器１２が設けら
れてなるものである。

そのため、ダイオード１０′は高周波トランス９の電圧
ｖ２のうち、トランジスタ９のオン期間における高周波
トランス９の出力電圧のみを整流するため配されたもの
であり、したがって平滑コンデンサ２＃は期間１に充電
されて期間Ｔ２にコンデンサ２＃と抵抗器５“で定まる
時定数で放電するものとなる。

そして、この充放電により直流ステージ電圧の変化に応
答することができる。

しかも、このままでは電圧ｖ、Ｉは負荷１１から見ると
負電圧であるが、さらに極性反転器１２を通して極性を
反転して電圧ｖ２“とじて正電圧を得るものである。

かようにして、直流ステージ電圧を入力とするフライバ
、り形直流直流コンバータにより、さらにはそのコンバ
ータ出力巻線電圧のうち、定電圧出力と逆極性の電圧と
して直流ステージ電圧を監視可能な出力を得ることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、インバータ直流ス
テージ電圧を、直流ステージとは絶縁された形で検出し
、過電圧保穫回路、不足電圧保護回路、定電圧制御回路
などの効用面から絶縁上の問題が除去され、さらにその
ような回路にかかる電圧も小さいものとしてプリント板
における占有面積が著しく小聾化できる。なお、得られ
た逆極性出力により前述の保護回路が簡単化され、さら
には直接的に定電圧制御に利用可能なことは明らかであ
る。

よって、本発明は電圧形インバータの主スイ。

チング素子、駆ｓｉｔ源を、直流ステージより直流直流
コンバータにより得るものにおいて、そのコンバータ出
力巻線電圧の一部分を格別に利用するようにした簡便な
構成の装置を提供できる。

なお、本説明は直流直流コンバータのスイッチング素子
としてトランジスタを用いた例によるものとしたが、こ
れにとられれることなく他のスイッチング素子を使用し
ても実現できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の要部構成を示
す回路図およびその各部波形を示す図、第３図は従来例
の電圧形インバータの直流電圧検出回路を説明するため
示した回路図、第４図および第５図は本発明の技術思想
の理解を容易にするため示したフライバ、り型直流直流
コンバータの３・・・・・・主スイツチング部、７・・
・・・・直流電源、８・・・・・・トランジスタ、９・
・・・・・高周波トランス、１０．１０’・・・・・・
ダイオード、１２・・・・・・極性反転器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電圧形インバータの直流ステージ入力を絶縁トランスの
   一次巻線を介したスイッチングにより該絶縁トランスの
   二次側出力からダイオードおよびコンデンサを介して直
   流定電圧を得るフライバック形直流直流コンバータと、
   前記絶縁トランスの二次巻線電圧のうち前記直流定電圧
   出力と逆極性の電圧出力を得る手段とを設けてなること
   を特徴とした電圧形インバータの直流電圧検出回路。