JP2000295859A - 直流−交流変換装置の制御方法 - Google Patents
直流−交流変換装置の制御方法Info
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- JP2000295859A JP2000295859A JP11097877A JP9787799A JP2000295859A JP 2000295859 A JP2000295859 A JP 2000295859A JP 11097877 A JP11097877 A JP 11097877A JP 9787799 A JP9787799 A JP 9787799A JP 2000295859 A JP2000295859 A JP 2000295859A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】交流−直流変換装置において、該装置の負荷が
軽負荷のとき、又は該装置が出力する交流電圧の振幅が
小さいときの変換効率と波形歪みを改善する制御方法を
提供する。 【解決手段】電力変換回路２を通常時は、制御回路５か
らのＰＷＭ制御に基づくＰＷＭ信号で動作させ、電力変
換回路２の負荷１０が軽負荷のとき、又は電力変換回路
２が出力する交流電圧の基本波成分のの振幅が小さいと
きには、制御回路５から正弦波信号により、電力変換回
路２をリニア電力増幅回路として動作させる。
軽負荷のとき、又は該装置が出力する交流電圧の振幅が
小さいときの変換効率と波形歪みを改善する制御方法を
提供する。 【解決手段】電力変換回路２を通常時は、制御回路５か
らのＰＷＭ制御に基づくＰＷＭ信号で動作させ、電力変
換回路２の負荷１０が軽負荷のとき、又は電力変換回路
２が出力する交流電圧の基本波成分のの振幅が小さいと
きには、制御回路５から正弦波信号により、電力変換回
路２をリニア電力増幅回路として動作させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流−交流変換
装置の制御方法に関する。
装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、この種の直流−交流変換装置の
従来例を示す回路構成図である。図４において、１は整
流電源などの直流電源、２は図示の如く自己消弧形素子
としてのトランジスタとダイオードとの逆並列回路４組
を単相ブリッジ接続してなる電力変換回路、３は指令さ
れる周波数と振幅とから生成される正弦波状の出力電圧
指令値をＰＷＭ演算し、その演算結果をＰＷＭ信号とし
て出力する制御回路、４はこのＰＷＭ信号に基づき電力
変換回路２を形成するそれぞれのトランジスタをオンま
たはオフさせる駆動信号を出力する駆動回路、１０は電
力変換回路２が出力する交流電圧の負荷を示す。なお、
制御回路３，駆動回路４それぞれは周知の技術により形
成されている。
従来例を示す回路構成図である。図４において、１は整
流電源などの直流電源、２は図示の如く自己消弧形素子
としてのトランジスタとダイオードとの逆並列回路４組
を単相ブリッジ接続してなる電力変換回路、３は指令さ
れる周波数と振幅とから生成される正弦波状の出力電圧
指令値をＰＷＭ演算し、その演算結果をＰＷＭ信号とし
て出力する制御回路、４はこのＰＷＭ信号に基づき電力
変換回路２を形成するそれぞれのトランジスタをオンま
たはオフさせる駆動信号を出力する駆動回路、１０は電
力変換回路２が出力する交流電圧の負荷を示す。なお、
制御回路３，駆動回路４それぞれは周知の技術により形
成されている。
【０００３】図５は、図４に示した直流−交流変換装置
の従来の制御方法を説明する波形図である。先ず、図５
（イ）は、制御回路３に指令される振幅値が定格値近辺
のときの直流電源１の電圧Ｅd に基づく、電力変換回路
２が出力する交流電圧ＶO の波形を示し、図５（イ）に
おける正弦波状の破線は交流電圧ＶO の基本波成分を示
す。
の従来の制御方法を説明する波形図である。先ず、図５
（イ）は、制御回路３に指令される振幅値が定格値近辺
のときの直流電源１の電圧Ｅd に基づく、電力変換回路
２が出力する交流電圧ＶO の波形を示し、図５（イ）に
おける正弦波状の破線は交流電圧ＶO の基本波成分を示
す。
【０００４】また、図５（ロ）は、制御回路３に指令さ
れる振幅値が小さいときの直流電源１の電圧Ｅd に基づ
く、電力変換回路２が出力する交流電圧ＶO の波形を示
し、図５（ロ）における正弦波状の破線は交流電圧ＶO
の基本波成分を示す。
れる振幅値が小さいときの直流電源１の電圧Ｅd に基づ
く、電力変換回路２が出力する交流電圧ＶO の波形を示
し、図５（ロ）における正弦波状の破線は交流電圧ＶO
の基本波成分を示す。
【０００５】すなわち、図５に示した従来の直流−交流
変換装置の制御方法では、制御回路３に指令される振幅
値に関わらず、常にＰＷＭ制御に基づいて電力変換回路
２を形成するそれぞれのトランジスタをオンまたはオフ
させ、このときのオンオフ比率を調整することにより、
所望の振幅の前記正弦波状の基本波成分を得ている。
変換装置の制御方法では、制御回路３に指令される振幅
値に関わらず、常にＰＷＭ制御に基づいて電力変換回路
２を形成するそれぞれのトランジスタをオンまたはオフ
させ、このときのオンオフ比率を調整することにより、
所望の振幅の前記正弦波状の基本波成分を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ＰＷＭ制
御に基づいて電力変換回路２を形成するそれぞれのトラ
ンジスタをオンまたはオフさせる場合には、オンまたは
オフさせるスイッチング周波数に比例したスイッチング
損失が電力変換回路２に発生し、このスイッチング損失
は、電力変換回路２が出力する交流電圧値に関係無く、
ほぼ一定値であるため、負荷１０が軽負荷のときには、
前記それぞれのトランジスタの導通損失に比して、前記
スイッチング損失が支配的であり、直流−交流変換装置
の変換効率が大幅に低下するという問題があった。
御に基づいて電力変換回路２を形成するそれぞれのトラ
ンジスタをオンまたはオフさせる場合には、オンまたは
オフさせるスイッチング周波数に比例したスイッチング
損失が電力変換回路２に発生し、このスイッチング損失
は、電力変換回路２が出力する交流電圧値に関係無く、
ほぼ一定値であるため、負荷１０が軽負荷のときには、
前記それぞれのトランジスタの導通損失に比して、前記
スイッチング損失が支配的であり、直流−交流変換装置
の変換効率が大幅に低下するという問題があった。
【０００７】また、制御回路３に指令される振幅値が小
さいときには、図５（ロ）に示した如く、電力変換回路
２を形成するそれぞれのトランジスタのオンオフ比率は
５０％近辺で調整されるため、交流電圧ＶO に含まれる
高調波成分の割合が大きくなり、その結果、波形歪みが
増大するという問題もあった。この発明の目的は、上記
問題点を解決する直流−交流変換装置の制御方法を提供
することにある。
さいときには、図５（ロ）に示した如く、電力変換回路
２を形成するそれぞれのトランジスタのオンオフ比率は
５０％近辺で調整されるため、交流電圧ＶO に含まれる
高調波成分の割合が大きくなり、その結果、波形歪みが
増大するという問題もあった。この発明の目的は、上記
問題点を解決する直流−交流変換装置の制御方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、自己消弧形
素子とダイオードとの逆並列回路複数組をブリッジ接続
してなる電力変換回路に入力される直流電圧を、所望の
周波数，振幅の交流電圧に変換して負荷に供給する直流
−交流変換装置の制御方法において、通常は前記電力変
換回路をＰＷＭ制御に基づいて動作させ、前記負荷が軽
負荷のとき、又は小振幅の交流電圧を出力するときには
前記電力変換回路をリニア電力増幅回路として動作させ
ることを特徴とする。
素子とダイオードとの逆並列回路複数組をブリッジ接続
してなる電力変換回路に入力される直流電圧を、所望の
周波数，振幅の交流電圧に変換して負荷に供給する直流
−交流変換装置の制御方法において、通常は前記電力変
換回路をＰＷＭ制御に基づいて動作させ、前記負荷が軽
負荷のとき、又は小振幅の交流電圧を出力するときには
前記電力変換回路をリニア電力増幅回路として動作させ
ることを特徴とする。
【０００９】この発明によれば、前記直流−交流変換装
置の負荷が軽負荷のとき、又は該変換装置が小振幅の交
流電圧を出力するときには前記電力変換回路をリニア電
力増幅回路として動作させることより、この直流−交流
変換装置の変換効率や出力する交流電圧の波形歪みが改
善できる。
置の負荷が軽負荷のとき、又は該変換装置が小振幅の交
流電圧を出力するときには前記電力変換回路をリニア電
力増幅回路として動作させることより、この直流−交流
変換装置の変換効率や出力する交流電圧の波形歪みが改
善できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施例を示す
直流−交流変換装置の回路構成図であり、図４に示した
従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付し
ている。
直流−交流変換装置の回路構成図であり、図４に示した
従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付し
ている。
【００１１】すなわち図１に示した直流−交流変換装置
には、直流電源１，電力変換回路２の他に、図４に示し
た制御回路３に代わる制御回路５と、駆動回路４に代わ
る駆動回路６とを備えている。
には、直流電源１，電力変換回路２の他に、図４に示し
た制御回路３に代わる制御回路５と、駆動回路４に代わ
る駆動回路６とを備えている。
【００１２】この制御回路５では切替スイッチ５ａによ
り、指令される周波数と振幅とから生成される正弦波状
の出力電圧指令値をＰＷＭ演算したＰＷＭ信号と、前記
振幅が小さいとき、又は負荷１０が軽負荷のときには指
令される周波数と振幅とから生成される正弦波信号とを
切り換えて、後述の駆動回路６へ出力する。
り、指令される周波数と振幅とから生成される正弦波状
の出力電圧指令値をＰＷＭ演算したＰＷＭ信号と、前記
振幅が小さいとき、又は負荷１０が軽負荷のときには指
令される周波数と振幅とから生成される正弦波信号とを
切り換えて、後述の駆動回路６へ出力する。
【００１３】また駆動回路６は、制御回路５からの前記
信号の電圧振幅に応じた電圧レベルの駆動信号を電力変
換回路２を形成するそれぞれのトランジスタへ与えるよ
うにし、この駆動信号により前記トランジスタは単にオ
ンオフ動作、または該トランジスタの活性領域での動
作、すなわち、電力変換回路２をリニア電力増幅回路の
動作を行わせる。なお、上述の制御回路５，駆動回路６
それぞれは周知の技術により形成することができる。
信号の電圧振幅に応じた電圧レベルの駆動信号を電力変
換回路２を形成するそれぞれのトランジスタへ与えるよ
うにし、この駆動信号により前記トランジスタは単にオ
ンオフ動作、または該トランジスタの活性領域での動
作、すなわち、電力変換回路２をリニア電力増幅回路の
動作を行わせる。なお、上述の制御回路５，駆動回路６
それぞれは周知の技術により形成することができる。
【００１４】図２，図３は、図１に示した直流−交流変
換装置におけるこの発明の制御方法を説明する波形図で
ある。図２（イ）は、制御回路５に指令される振幅値が
定格値近辺で、且つ負荷１０の容量も大きいため、切替
スイッチ５ａがＰＷＭ信号側に閉路した場合での直流電
源１の電圧Ｅd に基づく、電力変換回路２が出力する交
流電圧ＶO の波形を示し、図２（イ）における正弦波状
の破線は交流電圧ＶO の基本波成分を示す。
換装置におけるこの発明の制御方法を説明する波形図で
ある。図２（イ）は、制御回路５に指令される振幅値が
定格値近辺で、且つ負荷１０の容量も大きいため、切替
スイッチ５ａがＰＷＭ信号側に閉路した場合での直流電
源１の電圧Ｅd に基づく、電力変換回路２が出力する交
流電圧ＶO の波形を示し、図２（イ）における正弦波状
の破線は交流電圧ＶO の基本波成分を示す。
【００１５】また、図２（ロ）は、制御回路５に指令さ
れる振幅値が図２（イ）のときと同じで、且つ、負荷１
０が軽負荷であることが検知され、切替スイッチ５ａが
正弦波信号側に閉路した場合で、電力変換回路２をリニ
ア電力増幅回路として動作させたときの交流電圧ＶO の
波形を示す。
れる振幅値が図２（イ）のときと同じで、且つ、負荷１
０が軽負荷であることが検知され、切替スイッチ５ａが
正弦波信号側に閉路した場合で、電力変換回路２をリニ
ア電力増幅回路として動作させたときの交流電圧ＶO の
波形を示す。
【００１６】図３（イ）は、制御回路５に指令される振
幅値が定格値近辺のために、切替スイッチ５ａがＰＷＭ
信号側に閉路した場合の直流電源１の電圧Ｅd に基づ
く、電力変換回路２が出力する交流電圧ＶO の波形を示
し、図３（イ）における正弦波状の破線は交流電圧ＶO
の基本波成分を示す。
幅値が定格値近辺のために、切替スイッチ５ａがＰＷＭ
信号側に閉路した場合の直流電源１の電圧Ｅd に基づ
く、電力変換回路２が出力する交流電圧ＶO の波形を示
し、図３（イ）における正弦波状の破線は交流電圧ＶO
の基本波成分を示す。
【００１７】さらに、図３（ロ）は、制御回路５に指令
される振幅値が小さいために、切替スイッチ５ａが正弦
波信号側に閉路した場合で、電力変換回路２をリニア電
力増幅回路として動作させたときの交流電圧ＶO の波形
を示す。
される振幅値が小さいために、切替スイッチ５ａが正弦
波信号側に閉路した場合で、電力変換回路２をリニア電
力増幅回路として動作させたときの交流電圧ＶO の波形
を示す。
【００１８】なお、図２，図３の波形図においては、説
明を簡単にするため、切替スイッチ５ａの動作を交流電
圧ＶO の基本波成分の１周期単位での切替えで説明した
が、例えば、制御回路５に指令される振幅値が定格値近
辺でも、出力する交流電圧の瞬時値が小さいとき、すな
わち零電圧近辺区間だけ、切替スイッチ５ａを正弦波信
号側に閉路してもよい。また、交流電圧ＶO の基本波成
分の１周期のいずれのタイミングでも切替スイッチ５ａ
の切替え動作を行わせてもよい。さらに、図１の回路構
成では電力変換回路を単相ブリッジ接続した例を示した
が、電力変換回路をハーフブリッジ接続や多相ブリッジ
接続したものでもよい。
明を簡単にするため、切替スイッチ５ａの動作を交流電
圧ＶO の基本波成分の１周期単位での切替えで説明した
が、例えば、制御回路５に指令される振幅値が定格値近
辺でも、出力する交流電圧の瞬時値が小さいとき、すな
わち零電圧近辺区間だけ、切替スイッチ５ａを正弦波信
号側に閉路してもよい。また、交流電圧ＶO の基本波成
分の１周期のいずれのタイミングでも切替スイッチ５ａ
の切替え動作を行わせてもよい。さらに、図１の回路構
成では電力変換回路を単相ブリッジ接続した例を示した
が、電力変換回路をハーフブリッジ接続や多相ブリッジ
接続したものでもよい。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、直流−交流変換装置
の負荷が軽負荷のとき、又は該変換装置が小振幅の交流
電圧を出力するとき、若しくは該変換装置が出力する交
流電圧の瞬時値が小さいときには該変換装置を構成する
電力変換回路をリニア電力増幅回路として動作させるこ
とより、この直流−交流変換装置の変換効率や出力する
交流電圧の波形歪みが改善できる。
の負荷が軽負荷のとき、又は該変換装置が小振幅の交流
電圧を出力するとき、若しくは該変換装置が出力する交
流電圧の瞬時値が小さいときには該変換装置を構成する
電力変換回路をリニア電力増幅回路として動作させるこ
とより、この直流−交流変換装置の変換効率や出力する
交流電圧の波形歪みが改善できる。
【００２０】例えば、この発明の直流−交流変換装置を
無停電電源装置などに用いたときには、待機時の該装置
の消費電力を軽減することができ、また、該直流−交流
変換装置により電動機を駆動する場合、該電動機の低速
運転時の回転むらを低減することができる。
無停電電源装置などに用いたときには、待機時の該装置
の消費電力を軽減することができ、また、該直流−交流
変換装置により電動機を駆動する場合、該電動機の低速
運転時の回転むらを低減することができる。
【図１】この発明の実施例を示す直流−交流変換装置の
回路構成図
回路構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】図１の動作を説明する波形図
【図４】従来例を示す直流−交流変換装置の回路構成図
【図５】図４の動作を説明する波形図
１…直流電源、２…電力変換回路、３…制御回路、４…
駆動回路、５…制御回路、５ａ…切替スイッチ、６…駆
動回路、１０…負荷。
駆動回路、５…制御回路、５ａ…切替スイッチ、６…駆
動回路、１０…負荷。
Claims (1)
- 【請求項１】自己消弧形素子とダイオードとの逆並列回
路複数組をブリッジ接続してなる電力変換回路に入力さ
れる直流電圧を、所望の周波数，振幅の交流電圧に変換
して負荷に供給する直流−交流変換装置において、 通常は前記電力変換回路をＰＷＭ制御に基づいて動作さ
せ、 前記負荷が軽負荷のとき、又は小振幅の交流電圧を出力
するときには前記電力変換回路をリニア電力増幅回路と
して動作させることを特徴とする直流−交流変換装置の
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11097877A JP2000295859A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 直流−交流変換装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11097877A JP2000295859A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 直流−交流変換装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295859A true JP2000295859A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14203989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11097877A Pending JP2000295859A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 直流−交流変換装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000295859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103891117A (zh) * | 2011-10-24 | 2014-06-25 | 丰田自动车株式会社 | 电力转换器的控制装置和控制方法 |
| CN105990897A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 丰田自动车株式会社 | 电源系统 |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP11097877A patent/JP2000295859A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103891117A (zh) * | 2011-10-24 | 2014-06-25 | 丰田自动车株式会社 | 电力转换器的控制装置和控制方法 |
| CN105990897A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 丰田自动车株式会社 | 电源系统 |
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