JPH05211777A - Inverter device - Google Patents
Inverter deviceInfo
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- JPH05211777A JPH05211777A JP4292034A JP29203492A JPH05211777A JP H05211777 A JPH05211777 A JP H05211777A JP 4292034 A JP4292034 A JP 4292034A JP 29203492 A JP29203492 A JP 29203492A JP H05211777 A JPH05211777 A JP H05211777A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 負荷の力率の違いによる出力電圧の変動を低
減でき、特に出力電圧が上昇する方向に変化する進相負
荷による出力電圧変動を大幅に低減できるインバータ装
置を提供すること。
【構成】 交流電力の出力電流を電流検出回路により検
出し、力率補正回路(26)により、前記電流検出回路
により検出された検出電流の位相を略90゜進相させ
て、正弦波出力回路から出力される正弦波基準信号にフ
ィードバックすることにより、この正弦波基準信号の振
幅を補正するようにしたので、負荷力率の変動による電
圧変動を大幅に低減できる。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] It is possible to reduce the fluctuation of the output voltage due to the difference in the power factor of the load, and in particular, to greatly reduce the fluctuation of the output voltage due to the phase-advancing load that changes in the direction of increasing the output voltage. To provide an inverter device. A sine wave output circuit detects an output current of AC power by a current detection circuit, and a power factor correction circuit (26) advances the phase of the detection current detected by the current detection circuit by about 90 °. Since the amplitude of this sine wave reference signal is corrected by feeding back to the sine wave reference signal output from, the voltage fluctuation due to the fluctuation of the load power factor can be greatly reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインバータ装置に関し、
特に携帯用の交流電源装置等に使用される、パルス幅変
調方式のインバータ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device,
In particular, the present invention relates to a pulse width modulation type inverter device used in a portable AC power supply device or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、携帯用の交流電源装置には、出力
周波数を安定化させるためにインバータ装置を使用する
ことが多くなってきており、例えばエンジンで駆動され
る交流発電機によって商用周波数の交流電力を出力する
携帯用電源装置においては、エンジンを回転数の高い領
域にて運転させて発電機から高出力の交流電流を得、こ
の交流電流を一旦直流に変換した後、インバータ装置に
より商用周波数の交流に変換して出力するようにした装
置が、実開昭59−132398号公報等によって知ら
れている。2. Description of the Related Art In recent years, an inverter device has been increasingly used in a portable AC power supply device in order to stabilize the output frequency. For example, an AC generator driven by an engine supplies a commercial frequency power supply. In a portable power supply device that outputs AC power, a high-power AC current is obtained from a generator by operating the engine in a high rotation speed region, this AC current is once converted to DC, and then commercialized by an inverter device. A device adapted to convert the frequency into an alternating current and output the alternating current is known from Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 59-132398.
【0003】ところで、このような交流電源装置におい
て、その使用用途によっては出力波形をできるだけ正弦
波に近似したものにしたいという要請があり、この要請
に応えるべく上記インバータ装置にパルス幅変調(PW
M)方式を採用した交流電源装置も検討され始めている
(特開昭60−82098号公報)。By the way, in such an AC power supply device, there is a demand for the output waveform to be as close to a sine wave as possible depending on the application, and in order to meet this demand, the inverter device is subjected to pulse width modulation (PW).
An AC power supply device adopting the M) system has also been studied (Japanese Patent Laid-Open No. 82098/60).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の交
流電源装置においては、負荷の力率(cosφ;φは電
圧と電流の位相差)によって、同一の大きさの出力電流
であっても出力電圧が大きく変動する。By the way, in the AC power supply device of this kind, even if the output currents of the same magnitude are output depending on the power factor of the load (cos φ; φ is the phase difference between the voltage and the current). The voltage fluctuates greatly.
【0005】この出力電圧の変動の程度を無負荷時の出
力電圧と比較した一例を本出願人がパルス変調方式の交
流電源装置について測定したデータ例で示すと、負荷電
流15Aの状態において、抵抗負荷で−6.6%、遅相
負荷(cosφ=0.4)で−11.0%、進相負荷
(cosφ=2.5)で+9.7%という具合に負荷の
力率により±10%も変動してしまう。An example of comparing the degree of fluctuation of the output voltage with the output voltage when no load is applied is shown by an example of data measured by the applicant of the present invention for a pulse modulation type AC power supply device. ± 6.6% depending on the load power factor, such as −6.6% for the load, −11.0% for the delayed load (cos φ = 0.4), and + 9.7% for the advanced load (cos φ = 2.5). % Will also fluctuate.
【0006】このことは、次のように説明できる。This can be explained as follows.
【0007】すなわち、交流電源装置の内部出力電圧を
V0[V]、負荷電圧をV[V]、交流電源装置の出力
段のチョークインダクタンスをL[H]、負荷電流をI
[A]、負荷インピーダンスをZ[Ω]、出力電圧の角
速度をωとすると、出力電圧V0は、 V0=|ωL+Z|・I となり、負荷電流Iは、I=V/|Z|であるから、上
式は、 V0=|ωL+Z|・V/|Z| と表せ、したがって負荷電圧Vは、 V=V0・|Z/(ωL+Z)| と表せる。That is, the internal output voltage of the AC power supply device is V0 [V], the load voltage is V [V], the choke inductance of the output stage of the AC power supply device is L [H], and the load current is I.
[A], the load impedance is Z [Ω], and the angular velocity of the output voltage is ω, the output voltage V0 is V0 = | ωL + Z | · I, and the load current I is I = V / | Z | , The above equation can be expressed as V0 = | ωL + Z | · V / | Z |, and therefore the load voltage V can be expressed as V = V0 · | Z / (ωL + Z) |.
【0008】ここで、|Z/(ωL+Z)|=Aとおく
と、抵抗負荷及び遅相負荷では、A<1となり、V<V
0となるが、進相負荷では、|ωL+Z|が減少して、
A>1となり、V>V0となる。このことにより、進相
負荷では出力電圧が上昇するのが分かる。If .vertline.Z / (. Omega.L + Z) .vertline. = A, then A <1 and V <V for the resistance load and the delay load.
It becomes 0, but with the advance load, | ωL + Z | decreases and
A> 1 and V> V0. From this, it can be seen that the output voltage rises in the phase advance load.
【0009】このような出力電圧の変動は好ましくな
く、極力変動幅を小さく抑えるのが望ましい。また、出
力電圧が上昇する方向の変動は、負荷に対しても電源装
置側自体に対しても、故障原因となり易いため、特に小
さくするのが好ましい。Such fluctuations in the output voltage are not desirable, and it is desirable to keep the fluctuation range as small as possible. Further, the fluctuation in the direction in which the output voltage rises is likely to cause a failure both to the load and to the power supply device side itself, so it is preferable to make it particularly small.
【0010】本発明は、このような事情によりなされた
もので、負荷の力率の違いによる出力電圧の変動を低減
でき、特に出力電圧が上昇する方向に変化する進相負荷
による出力電圧変動を大幅に低減できるインバータ装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made under such circumstances, and can reduce the fluctuation of the output voltage due to the difference in the power factor of the load, and in particular, the fluctuation of the output voltage due to the phase-advancing load changing in the direction of increasing the output voltage. It is an object of the present invention to provide an inverter device that can be significantly reduced.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直流電源回路と、該直流電源回路の出力を
スイッチング制御するインバータ回路と、所定周波数の
正弦波基準信号を出力する正弦波出力回路と、該正弦波
出力回路から出力される前記正弦波基準信号をパルス幅
変調してPWM信号を出力するパルス幅変調回路と、該
パルス幅変調回路から出力される前記PWM信号に基づ
いて前記インバータ回路をスイッチング動作させること
により前記所定周波数の交流電力を形成するスイッチン
グ制御回路とを有するインバータ装置において、前記交
流電力の出力電流を検出する電流検出回路と、該電流検
出回路により検出された検出電流の位相を略90゜進相
させて前記正弦波基準信号にフィードバックすることに
よりこの正弦波基準信号の振幅を補正する力率補正回路
とを設けたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a DC power supply circuit, an inverter circuit for switching control of the output of the DC power supply circuit, and a sine wave for outputting a sine wave reference signal of a predetermined frequency. A wave output circuit, a pulse width modulation circuit for pulse-width modulating the sine wave reference signal output from the sine wave output circuit to output a PWM signal, and a PWM signal output from the pulse width modulation circuit In an inverter device having a switching control circuit that forms alternating current power of the predetermined frequency by performing a switching operation of the inverter circuit, a current detection circuit that detects an output current of the alternating current power and a current detection circuit that detects the current. The phase of the detected current is advanced by about 90 ° and is fed back to the sine wave reference signal to generate a sine wave reference signal. It is characterized in the provision of the power factor correction circuit for correcting the amplitude of the signal.
【0012】また、好ましくは、前記交流電力の出力周
波数を切り換える切り換え回路と、該切り換え回路によ
り前記出力周波数がより高い周波数に切り換えられるほ
ど前記力率補正回路のフィードバックゲインを増加させ
ることにより、前記力率補正回路が前記検出電流の位相
を略90°進相し得るようにするフィードバックゲイン
変更回路とを設けたことを特徴とする。Preferably, a switching circuit for switching the output frequency of the AC power and a feedback gain of the power factor correction circuit are increased so that the output frequency can be switched to a higher frequency by the switching circuit. The power factor correction circuit is provided with a feedback gain changing circuit for advancing the phase of the detected current by approximately 90 °.
【0013】さらに、前記切り換え回路は、出力周波数
を50ヘルツと60ヘルツとに切り換え可能であり、前
記フィードバックゲイン変更回路は、前記力率補正回路
のフィードバックゲインを、前記出力周波数が50ヘル
ツの場合よりも60ヘルツの場合の方が高くなるように
制御することを特徴とする。Further, the switching circuit can switch the output frequency between 50 hertz and 60 hertz, and the feedback gain changing circuit changes the feedback gain of the power factor correction circuit when the output frequency is 50 hertz. It is characterized in that it is controlled to be higher in the case of 60 hertz than in the case of 60 Hz.
【0014】[0014]
【作用】本発明によるインバータ装置においては、スイ
ッチング制御回路により形成される交流電力の出力電流
を電流検出回路により検出し、力率補正回路により、該
電流検出回路により検出された検出電流の位相を略90
゜進相させて前記正弦波基準信号にフィードバックする
ことによりこの正弦波基準信号の振幅を補正する。In the inverter device according to the present invention, the output current of the AC power formed by the switching control circuit is detected by the current detection circuit, and the phase of the detection current detected by the current detection circuit is detected by the power factor correction circuit. About 90
The phase of the sine wave reference signal is advanced and fed back to the sine wave reference signal to correct the amplitude of the sine wave reference signal.
【0015】このことにより、負荷の力率の違いによる
出力電圧の変動を低減でき、特に出力電圧が上昇する方
向に変化する進相負荷による出力電圧変動を大幅に低減
できる。As a result, it is possible to reduce the fluctuation of the output voltage due to the difference in the power factor of the load, and it is possible to greatly reduce the fluctuation of the output voltage due to the phase advancing load which changes in the direction in which the output voltage increases.
【0016】また、フィードバックゲイン変更回路は、
切り換え回路によって出力される交流電力の出力周波数
がより高い周波数に切り換えられるほど力率補正回路の
フィードバックゲインを増加させる。これにより力率補
正回路は、交流電力の出力周波数の切り換えに拘らず検
出電流の位相を略90°進相する。Further, the feedback gain changing circuit is
The feedback gain of the power factor correction circuit is increased as the output frequency of the AC power output by the switching circuit is switched to a higher frequency. As a result, the power factor correction circuit advances the phase of the detected current by approximately 90 ° regardless of switching of the output frequency of the AC power.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0018】図1〜図6は、本発明に係るインバータ装
置を含むエンジン発電機の全体構成図である。図1にお
いて、1,2はそれぞれ交流発電機の固定子に独立して
巻装された出力巻線であり、1は三相出力巻線、2は単
相補助巻線である。また回転子(図示せず)には多極の
永久磁石の磁極が形成されており、回転子はエンジン
(図示せず)によって回転駆動されるように構成されて
いる。三相出力巻線1の出力端は、3つのサイリスタと
3つのダイオードとで構成されるブリッジ整流回路3に
接続され、ブリッジ整流回路3の出力端は平滑回路4に
接続される。1 to 6 are general configuration diagrams of an engine generator including an inverter device according to the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote output windings independently wound around a stator of an AC generator, 1 denotes a three-phase output winding, and 2 denotes a single-phase auxiliary winding. Further, a magnetic pole of a multi-pole permanent magnet is formed on the rotor (not shown), and the rotor is configured to be rotationally driven by an engine (not shown). The output end of the three-phase output winding 1 is connected to the bridge rectifier circuit 3 composed of three thyristors and three diodes, and the output end of the bridge rectifier circuit 3 is connected to the smoothing circuit 4.
【0019】単相補助巻線2の出力端は、正極、負極出
力端子E,Fを有する定電圧供給装置5に接続される。
定電圧供給装置5は2組の整流回路、平滑回路、定電圧
回路5aから成り、単相補助巻線2からの一の方向の電
流に対しては一方の組の各回路が働き、一の方向と反対
の方向の電流に対しては他方の組の各回路が働き、これ
によって出力端子E,Fに夫々正負の定電圧が出力され
る。The output end of the single-phase auxiliary winding 2 is connected to a constant voltage supply device 5 having positive and negative output terminals E and F.
The constant voltage supply device 5 includes two sets of a rectifying circuit, a smoothing circuit, and a constant voltage circuit 5a. For a current in one direction from the single-phase auxiliary winding 2, each circuit of one set works, and For the current in the direction opposite to the direction, each circuit of the other set operates, whereby positive and negative constant voltages are output to the output terminals E and F, respectively.
【0020】6はサイリスタ制御回路であり、電源入力
側の一端が定電圧供給装置5の正極出力端子Eに接続さ
れ、他端が平滑回路4の正極側端子とともに接地され
る。サイリスタ制御回路6の信号入力端はコンデンサC
1,抵抗R1〜R3の直列回路で構成され、信号入力端
のコンデンサC1側の一端は定電圧供給装置5の正極出
力端子Eに接続され、信号入力端の抵抗R3側の他端は
平滑回路4の負極側端子に接続される。抵抗R1と抵抗
R2との接続点はトランジスタQ1のベースに、このト
ランジスタQ1のコレクタはトランジスタQ2のベース
に、このトランジスタQ2のコレクタはブリッジ整流回
路3の各サイリスタのゲート入力回路に接続され、抵抗
R1と抵抗R2との接続点の電位に応じて上記ゲート入
力回路の入力信号を制御するように構成されている(サ
イリスタ制御回路6に関する詳細な説明は、本願出願人
による特願平1−230908号に開示されるので、こ
こでは省略する)。Reference numeral 6 denotes a thyristor control circuit, one end of which is on the power supply input side is connected to the positive electrode output terminal E of the constant voltage supply device 5, and the other end is grounded together with the positive electrode terminal of the smoothing circuit 4. The signal input terminal of the thyristor control circuit 6 is a capacitor C.
1, a series circuit of resistors R1 to R3, one end of the signal input end on the capacitor C1 side is connected to the positive output terminal E of the constant voltage supply device 5, and the other end of the signal input end on the resistor R3 side is a smoothing circuit. 4 is connected to the negative electrode side terminal. The connection point between the resistors R1 and R2 is connected to the base of the transistor Q1, the collector of the transistor Q1 is connected to the base of the transistor Q2, and the collector of the transistor Q2 is connected to the gate input circuit of each thyristor of the bridge rectifier circuit 3, The input signal of the gate input circuit is controlled according to the potential of the connection point between R1 and the resistor R2 (for detailed description of the thyristor control circuit 6, refer to Japanese Patent Application No. 1-230908 of the applicant of the present application. It will be omitted here because it will be disclosed in the issue).
【0021】コンデンサC1と抵抗R1との接続点Kに
は過渡抑制回路7の出力側が接続される。過渡抑制回路
7によれば、定電圧供給装置5の正極出力端子E側に設
けられた定電圧回路5aの入力側(G)にツェナーダイ
オードD1のカソード側が接続され、ツェナーダイオー
ドD1のアノード側が抵抗を介して定電圧供給装置5の
負極出力端子Fに接続されるとともに、オペアンプから
成る反転比較器701の反転端子(−)に接続され、反
転比較器701の非反転端子(+)は抵抗を介して接地
される。反転比較器701の出力側はNOR回路702
の入力側の一方の端子に接続され、NOR回路702の
入力側の他方の端子にはエンジン発電機の過電流状態等
の、保護が必要な状態になっていることを検出するため
の保護装置8が接続され、保護が必要な状態を検出した
時に高レベル信号がNOR回路702に供給される。N
OR回路702の出力側はインバータ703、抵抗を介
してトランジスタQ3のベースに接続される。トランジ
スタQ3のエミッタは定電圧供給装置5の負極出力端子
Fに接続され、トランジスタQ3のコレクタは、抵抗R
4を介して定電圧供給装置5の正極出力端子Eに接続さ
れるとともにコンデンサC2を介して定電圧供給装置5
の負極出力端子Fに接続される。コンデンサC2の正極
端子にはトランジスタQ4のベースが接続され、トラン
ジスタQ4のコレクタは定電圧供給装置5の正極出力端
子Eに接続され、トランジスタQ4のエミッタは、ダイ
オードD2のアノードに接続されるととももにサイリス
タ制御回路6のコンデンサC1と抵抗R1との接続点K
に接続される。ダイオードD2のカソードはコンデンサ
C2の正極端子に接続される。The output side of the transient suppression circuit 7 is connected to the connection point K between the capacitor C1 and the resistor R1. According to the transient suppression circuit 7, the cathode side of the Zener diode D1 is connected to the input side (G) of the constant voltage circuit 5a provided on the positive output terminal E side of the constant voltage supply device 5, and the anode side of the Zener diode D1 is a resistor. Is connected to the negative output terminal F of the constant voltage supply device 5 via the inverting comparator 701 and is connected to the inverting terminal (−) of the inverting comparator 701 composed of an operational amplifier, and the non-inverting terminal (+) of the inverting comparator 701 is a resistor. Grounded through. The output side of the inverting comparator 701 is the NOR circuit 702.
Of the NOR circuit 702 is connected to one terminal of the input side of the NOR circuit 702, and a protection device for detecting that the other side of the input side of the NOR circuit 702 needs to be protected, such as an overcurrent state of the engine generator. 8 is connected and a high level signal is supplied to the NOR circuit 702 when a state requiring protection is detected. N
The output side of the OR circuit 702 is connected to the base of the transistor Q3 via an inverter 703 and a resistor. The emitter of the transistor Q3 is connected to the negative output terminal F of the constant voltage supply device 5, and the collector of the transistor Q3 has a resistor R
4 is connected to the positive electrode output terminal E of the constant voltage supply device 5 via the capacitor 4 and the constant voltage supply device 5 via the capacitor C2.
Is connected to the negative output terminal F. The base of the transistor Q4 is connected to the positive terminal of the capacitor C2, the collector of the transistor Q4 is connected to the positive output terminal E of the constant voltage supply device 5, and the emitter of the transistor Q4 is connected to the anode of the diode D2. The connection point K between the capacitor C1 and the resistor R1 of the thyristor control circuit 6
Connected to. The cathode of the diode D2 is connected to the positive terminal of the capacitor C2.
【0022】平滑回路4の出力側は図2のブリッジ型イ
ンバータ回路9に接続される。ブリッジ型インバータ回
路9は4つのFET(電界効果トランジスタ)Q5〜Q
8から成るブリッジ回路で構成され、FETQ5,Q6
のドレインと接地されている共通ラインとの間には負荷
電流を検出するための電流検出用抵抗R5,R6が接続
されている。FETQ5〜Q8の各ゲート端子に接続さ
れる駆動信号用回路に関しては後述する。The output side of the smoothing circuit 4 is connected to the bridge type inverter circuit 9 shown in FIG. The bridge type inverter circuit 9 has four FETs (field effect transistors) Q5 to Q.
FET Q5, Q6
The current detecting resistors R5 and R6 for detecting the load current are connected between the drain and the common line grounded. The drive signal circuit connected to the gate terminals of the FETs Q5 to Q8 will be described later.
【0023】ブリッジ型インバータ回路9の出力側は出
力ライン10a,10bとローパスフィルタから成る出
力回路10とを介して負荷(図示せず)が接続される出
力端子11,12に接続される。出力回路10は、負荷
に対し直列接続されるコイルL1,L1と負荷に対し並
列接続されるコンデンサC3とで構成されるローパスフ
ィルタから成る。The output side of the bridge type inverter circuit 9 is connected to output terminals 11 and 12 to which a load (not shown) is connected via output lines 10a and 10b and an output circuit 10 composed of a low pass filter. The output circuit 10 includes a low-pass filter including coils L1 and L1 connected in series with a load and a capacitor C3 connected in parallel with the load.
【0024】出力ライン10a,10bは、分割抵抗や
差動アンプから成る図4の検出回路13に接続される。
検出回路13は、出力ライン10a,10bに現れる出
力電圧どうしを直接比較することによって出力の波形歪
みあるいはオフセット成分を検出し、検出信号を出力す
るものである。The output lines 10a and 10b are connected to the detection circuit 13 shown in FIG. 4, which is composed of a dividing resistor and a differential amplifier.
The detection circuit 13 detects the waveform distortion or offset component of the output by directly comparing the output voltages appearing on the output lines 10a and 10b, and outputs a detection signal.
【0025】14は商用周波数、例えば50Hzまたは6
0Hzの正弦波基準信号を発生する正弦波発振器(正弦波
形成回路)である。この正弦波発振器14の出力側は差
動増幅器15の反転入力端子(−)に接続される。該差
動増幅器15の反転入力端子(−)には、後述する力率
補正回路26(図5)の出力側が接続される。差動増幅
器15のオペアンプの非反転入力端子(+)には、差動
増幅器15と共に補正回路を構成するピーク検出回路1
6(図3)の出力側が接続される。ピーク検出回路16
は高速タイプのオペアンプ3段にて構成され、各オペア
ンプでのゲインを10倍程度にして高スルーレートを得
るようにするとともにそれらを差動増幅器15を含めて
計4段重ねることによって高ゲインを確保するようにし
ている。14 is a commercial frequency, for example, 50 Hz or 6
It is a sine wave oscillator (sine wave forming circuit) that generates a 0 Hz sine wave reference signal. The output side of the sine wave oscillator 14 is connected to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 15. The output side of a power factor correction circuit 26 (FIG. 5) described later is connected to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 15. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier of the differential amplifier 15 has a peak detection circuit 1 which constitutes a correction circuit together with the differential amplifier 15.
The output side of 6 (FIG. 3) is connected. Peak detection circuit 16
Is composed of three stages of high-speed type operational amplifiers. The gain in each operational amplifier is increased by about 10 times to obtain a high slew rate, and a total of four stages including the differential amplifier 15 are stacked to obtain a high gain. I try to secure it.
【0026】図3のピーク検出回路16は次のように構
成される。電流検出用抵抗R5,R6とFETQ5,Q
6との接続点M,Nは2段増幅器161の入力側増幅器
1611の非反転入力端子(+)、反転入力端子(−)
に接続され、増幅器1611の出力側は2段増幅器16
1の出力側増幅器1612に出力ライン161aを介し
て接続される。そして、増幅器1612の出力側はオフ
セット増幅器162及びオフセット増幅器163の各非
反転入力端子(+)並びに力率補正回路26の入力側に
接続される。The peak detection circuit 16 of FIG. 3 is constructed as follows. Current detection resistors R5 and R6 and FETs Q5 and Q
The connection points M and N with 6 are the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of the input side amplifier 1611 of the two-stage amplifier 161.
The output side of the amplifier 1611 is connected to the two-stage amplifier 16
1 output side amplifier 1612 is connected via an output line 161a. The output side of the amplifier 1612 is connected to the non-inverting input terminals (+) of the offset amplifier 162 and the offset amplifier 163 and the input side of the power factor correction circuit 26.
【0027】力率補正回路26においては、増幅器16
12の出力側が抵抗R13を介してオペアンプ261の
反転入力端子(−)に接続され、かつコンデンサC8と
抵抗R14の移相回路を介してオペアンプ261の非反
転入力端子(+)に接続される。オペアンプ261の出
力端子は、抵抗R15を介して差動増幅器15の反転入
力端子(−)に接続される。この力率補正回路に入力し
た信号は、コンデンサC8と抵抗R14からなる移相回
路により位相が90゜進相して出力される。In the power factor correction circuit 26, the amplifier 16
The output side of 12 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 261 via the resistor R13, and is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 261 via the phase shift circuit of the capacitor C8 and the resistor R14. The output terminal of the operational amplifier 261 is connected to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 15 via the resistor R15. The signal input to the power factor correction circuit is output with the phase advanced by 90 ° by the phase shift circuit including the capacitor C8 and the resistor R14.
【0028】164は上下限値設定回路であり、4つの
直列抵抗R7〜R10から成り、一端が定電圧供給回路
5の正極出力端子Eに接続され、他端が定電圧供給回路
5の負極出力端子Fに接続されるとともに、抵抗R8と
R9との接続点が接地される。この上下限値設定回路1
64により得られた所定の上限電圧値がオフセット増幅
器162のオペアンプの反転入力端子(−)に供給さ
れ、また所定の下限電圧値がオフセット増幅器163の
オペアンプの反転入力端子(−)に供給される。An upper and lower limit value setting circuit 164 is composed of four series resistors R7 to R10, one end of which is connected to the positive output terminal E of the constant voltage supply circuit 5 and the other end of which is the negative output of the constant voltage supply circuit 5. While being connected to the terminal F, the connection point between the resistors R8 and R9 is grounded. This upper and lower limit value setting circuit 1
The predetermined upper limit voltage value obtained by 64 is supplied to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier of the offset amplifier 162, and the predetermined lower limit voltage value is supplied to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier of the offset amplifier 163. ..
【0029】オフセット増幅器162の出力側はダイオ
ードD3のアノードに接続され、オフセット増幅器16
3の出力側はダイオードD4のカソードに接続される。
ダイオードD3のカソードとダイオードD4のアノード
とは抵抗を介して接地されるとともに、図4の差動増幅
器15のオペアンプの非反転入力端子(+)に接続され
る。差動増幅器15は、後に詳述するように、出力ライ
ン10a,10bの出力電流(負荷電流)に応じたフィ
ードバック信号及び力率補正回路26から出力されるフ
ィードバック信号によって、正弦波発振器14から出力
される正弦波基準信号を補正するものである。The output side of the offset amplifier 162 is connected to the anode of the diode D3.
The output side of 3 is connected to the cathode of diode D4.
The cathode of the diode D3 and the anode of the diode D4 are grounded via a resistor and connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier of the differential amplifier 15 in FIG. As will be described in detail later, the differential amplifier 15 outputs from the sine wave oscillator 14 according to a feedback signal corresponding to the output current (load current) of the output lines 10a and 10b and a feedback signal output from the power factor correction circuit 26. The sine wave reference signal is corrected.
【0030】差動増幅器15の出力側は差動増幅器17
のオペアンプの反転入力端子(−)に接続され、差動増
幅器17のオペアンプの非反転入力端子(+)には検出
回路13の出力側が接続される。差動増幅器17は、正
弦波発振器14から出力される正弦波基準信号レベルを
検出回路13から出力される検出信号で補正し、補正さ
れた正弦波信号を出力するものである。The output side of the differential amplifier 15 is a differential amplifier 17.
Is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier of the differential amplifier 17, and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier of the differential amplifier 17 is connected to the output side of the detection circuit 13. The differential amplifier 17 corrects the sine wave reference signal level output from the sine wave oscillator 14 with the detection signal output from the detection circuit 13, and outputs a corrected sine wave signal.
【0031】18は矩形波発振器であり、この矩形波発
振器18で発振出力される矩形波信号の周波数は正弦波
発振器14から出力される正弦波基準信号の周波数より
も格段に高い値に設定される。矩形波発振器18の出力
側は積分回路19に接続され、積分回路19は上記矩形
波信号を積分して三角波信号に変換する。Reference numeral 18 is a rectangular wave oscillator. The frequency of the rectangular wave signal oscillated and output by the rectangular wave oscillator 18 is set to a value significantly higher than the frequency of the sine wave reference signal output from the sine wave oscillator 14. It The output side of the rectangular wave oscillator 18 is connected to an integrating circuit 19, which integrates the rectangular wave signal and converts it into a triangular wave signal.
【0032】差動増幅器17から出力される補正された
正弦波信号と積分回路19から出力される三角波信号と
は重畳されてインバータバッファ(パルス幅変調回路)
20に供給される。インバータバッファ20は所定のし
きい値(スレッシュホールドレベル)を有し、このしき
い値を超えたレベルの信号が入力したときは低レベルの
信号を出力し、一方しきい値以下のレベルの信号が入力
したときは高レベルの信号を出力し、いわゆるパルス幅
変調(PWM)信号を形成するものであり、例えばゲー
ト端子への入力信号に対し固定されたしきい値を有する
CMOSゲートICで構成される。The corrected sine wave signal output from the differential amplifier 17 and the triangular wave signal output from the integrating circuit 19 are superposed on each other to form an inverter buffer (pulse width modulation circuit).
20. The inverter buffer 20 has a predetermined threshold value (threshold level), outputs a low level signal when a signal having a level exceeding the threshold value is input, and outputs a signal having a level below the threshold value. Outputs a high-level signal when is input, and forms a so-called pulse width modulation (PWM) signal. For example, a CMOS gate IC having a fixed threshold value with respect to an input signal to the gate terminal is used. To be done.
【0033】インバータバッファ20の出力側は、図6
のインバータ21を経てNAND回路22の一方の入力
端に入力するとともにそのまま直接NAND回路23の
一方の入力端にも入力する。NAND回路22の他方の
入力端とNAND回路23の他方の入力端には過渡抑制
回路7のNOR回路702の出力端Jが接続される。図
6のNAND回路22、23の各出力側はFETゲート
駆動信号用回路24、25に夫々接続される。FETゲ
ート駆動信号用回路24はプッシュプル増幅器、サージ
吸収用ダイオード、低周波成分カット用のコンデンサC
4、パルストランスA,Cの一次側コイルから構成さ
れ、同様にFETゲート駆動信号用回路25はプッシュ
プル増幅器、サージ吸収用ダイオード、低周波成分カッ
ト用のコンデンサC5、パルストランスB,Dの一次側
コイルから構成される。The output side of the inverter buffer 20 is shown in FIG.
The signal is input to one input end of the NAND circuit 22 via the inverter 21 and directly input to one input end of the NAND circuit 23. The output terminal J of the NOR circuit 702 of the transient suppression circuit 7 is connected to the other input terminal of the NAND circuit 22 and the other input terminal of the NAND circuit 23. The output sides of the NAND circuits 22 and 23 of FIG. 6 are connected to the FET gate drive signal circuits 24 and 25, respectively. The FET gate drive signal circuit 24 is a push-pull amplifier, a surge absorbing diode, and a capacitor C for cutting low frequency components.
4. Composed of primary coils of pulse transformers A and C. Similarly, the FET gate drive signal circuit 25 includes a push-pull amplifier, a surge absorbing diode, a capacitor C5 for cutting low frequency components, and a primary of pulse transformers B and D. It consists of a side coil.
【0034】パルストランスAの二次側コイル(図2の
ブリッジ型インバータ回路9内に表示)は減衰抵抗、復
調用のコンデンサC6、双方向電圧規制ダイオードD
5,D6を介してFETQ5のゲートに接続される。パ
ルストランスB,C,Dの各二次側コイルも、パルスト
ランスAの二次側回路と全く同様な回路を介してFET
Q6,A7,Q8の各ゲートに夫々接続される(FET
ゲート駆動信号用回路24、25及び各パルストラン
ス、減衰抵抗、復調用コンデンサ、双方向電圧規制ダイ
オード等によりスイッチング制御回路が構成される)。The secondary coil of the pulse transformer A (shown in the bridge type inverter circuit 9 in FIG. 2) is an attenuation resistor, a demodulating capacitor C6, and a bidirectional voltage regulating diode D.
It is connected to the gate of the FET Q5 via 5, D6. The secondary side coils of the pulse transformers B, C, and D are also FETs through a circuit exactly the same as the secondary side circuit of the pulse transformer A.
Connected to the gates of Q6, A7, and Q8 respectively (FET
A switching control circuit is configured by the gate drive signal circuits 24 and 25, each pulse transformer, an attenuation resistor, a demodulation capacitor, a bidirectional voltage regulation diode, etc.).
【0035】次に、以上のように構成されたインバータ
装置を含むエンジン発電機の動作について説明する。Next, the operation of the engine generator including the inverter device configured as described above will be described.
【0036】エンジンの駆動に伴い三相出力巻線1から
出力された三相交流電力はブリッジ整流回路3で整流さ
れ、続く平滑回路4で平滑されて直流電力に変換される
とともに、平滑回路4での直流電圧の変動が抵抗R2,
R3を介してサイリスタ制御回路6で検出され、その検
出信号に基いてブリッジ整流回路3の各サイリスタの導
通を制御することにより平滑回路4の出力電圧が所定の
直流電圧に安定に維持されるようなフィードバック制御
が行われる。なおサイリスタ制御回路6には過渡抑制回
路7からの出力信号も入力するが、この信号に基づくサ
イリスタ制御回路6及びブリッジ整流回路3の動作につ
いては後述する。The three-phase AC power output from the three-phase output winding 1 as the engine is driven is rectified by the bridge rectifier circuit 3, smoothed by the subsequent smoothing circuit 4 and converted to DC power, and the smoothing circuit 4 is also provided. The fluctuation of the DC voltage at the resistor R2
The output voltage of the smoothing circuit 4 is stably maintained at a predetermined DC voltage by being detected by the thyristor control circuit 6 via R3 and controlling the conduction of each thyristor of the bridge rectifier circuit 3 based on the detection signal. Feedback control is performed. Although the output signal from the transient suppression circuit 7 is also input to the thyristor control circuit 6, the operations of the thyristor control circuit 6 and the bridge rectification circuit 3 based on this signal will be described later.
【0037】インバータ回路9のFETQ5,Q7及び
FETQ6,Q8のゲートには後述するパルス幅変調
(PWM)信号が入力され、このPWM信号に応じてF
ETQ5,Q7及びFETQ6,Q8を交互に導通させ
ることにより平滑回路4の直流出力をスイッチング制御
して出力回路10へ出力させる。出力回路10は高周波
成分をカットして商用周波数の交流電力を出力端子1
1,12から負荷に供給する。A pulse width modulation (PWM) signal, which will be described later, is input to the gates of the FETs Q5 and Q7 and the FETs Q6 and Q8 of the inverter circuit 9, and F is generated according to the PWM signal.
By alternately conducting the ETQ5, Q7 and the FETs Q6, Q8, the DC output of the smoothing circuit 4 is switching-controlled and output to the output circuit 10. The output circuit 10 cuts high frequency components and outputs AC power of commercial frequency to the output terminal 1
Supply from 1 and 12 to the load.
【0038】出力ライン10aに現れる出力電圧と出力
ライン10bに現れる出力電圧とは、抵抗R11,R1
2とコンデンサC7とから成るフィルタ回路でその高周
波成分が除去され、検出回路13でその商用周波数成分
が比較され、その差、即ち出力電圧の波形の歪みあるい
はオフセット成分が検出され、その検出信号が差動増幅
器17に出力される。The output voltage appearing on the output line 10a and the output voltage appearing on the output line 10b are the resistors R11 and R1.
The high-frequency component is removed by the filter circuit including 2 and the capacitor C7, the commercial frequency component is compared by the detection circuit 13, and the difference, that is, the distortion or offset component of the waveform of the output voltage is detected, and the detection signal is detected. It is output to the differential amplifier 17.
【0039】正弦波発振器14から出力された商用周波
数の正弦波基準信号は後に詳述する差動増幅器15の動
作により交流出力電流に応じて力率補正及びピーク値補
正が行われた後、差動増幅器17に入力される。The sine wave reference signal of the commercial frequency output from the sine wave oscillator 14 is subjected to the power factor correction and the peak value correction according to the AC output current by the operation of the differential amplifier 15 which will be described later in detail, and then the difference. It is input to the dynamic amplifier 17.
【0040】差動増幅器17は、差動増幅器15から出
力された補正正弦波信号と検出回路13から出力された
出力電圧の波形の歪あるいは直流オフセット分等を含ん
だフィードバック信号とを比較し、このフィードバック
信号に依って補正正弦波信号のレベルを補正し、この再
度補正された正弦波信号を出力する。The differential amplifier 17 compares the corrected sine wave signal output from the differential amplifier 15 with the feedback signal including the distortion of the waveform of the output voltage output from the detection circuit 13 or the DC offset, The level of the corrected sine wave signal is corrected by the feedback signal, and the corrected sine wave signal is output again.
【0041】矩形波発振器18から出力された矩形波信
号は積分回路19で積分されて三角波信号に変換され
る。この三角波信号と差動増幅器17からの補正正弦波
信号とが重畳されて重畳信号が形成され、インバータバ
ッファ20に入力される。インバータバッファ20で
は、重畳信号がしきい値を超えるときには低レベルの信
号を出力し、一方しきい値以下のときには高レベルの信
号を出力して、結果的に三角波信号を搬送波とし、補正
正弦波によりパルス幅変調されたPWM信号を出力する
こととなる。このPWM信号は、補正された正弦波信号
に基づき形成されるため、交流出力電流の力率補正及び
ピーク値補正が行われることはもとより(これについて
は後述する)前記出力電圧の歪み及びオフセット成分を
減少させることが可能となるとともに、応答時間がコン
パレータ(約1μsec)に比べ格段に速いインバータバ
ッファ(約50nsec)をPWM信号の形成に使用する
ため搬送波の周波数をより高くすることが可能となり、
これにより出力波形をより正弦波に近似させた、より高
品質の交流電力を供給することを可能ならしめる。The rectangular wave signal output from the rectangular wave oscillator 18 is integrated by the integrating circuit 19 and converted into a triangular wave signal. The triangular wave signal and the corrected sine wave signal from the differential amplifier 17 are superimposed to form a superimposed signal, which is input to the inverter buffer 20. The inverter buffer 20 outputs a low-level signal when the superposed signal exceeds the threshold value, and outputs a high-level signal when the superimposed signal is below the threshold value. Thus, the pulse width modulated PWM signal is output. Since this PWM signal is formed based on the corrected sine wave signal, the power factor correction and the peak value correction of the AC output current are performed (this will be described later) and the distortion and offset component of the output voltage. It is possible to reduce the frequency of the carrier wave because the inverter buffer (about 50 nsec), which has a response time much faster than that of the comparator (about 1 μsec), is used to form the PWM signal.
This makes it possible to supply higher-quality AC power that approximates the output waveform to a sine wave.
【0042】インバータバッファ20から出力されたP
WM信号の一方はインバータ21で反転されてNAND
回路22へ、他方はそのままNAND回路23へ入力さ
れる。NAND回路22,23には過渡抑制回路7か
ら、過電流状態等の保護が必要な状態が検出された時ま
たはエンジン始動時等の低回転状態が検出された時に低
レベル信号が供給され、この時にはNAND回路22,
23の出力はPWM信号のいかんに拘らず高レベル信号
となり、この状態が継続されるためPWM信号は伝送さ
れない。一方、保護を必要とする状態が検出されず、か
つエンジン回転数も所定回転数以上になっているときに
は過渡抑制回路7から高レベル信号が供給され、この時
にはNAND回路22,23は夫々入力した反転または
非反転PWM信号に応じて夫々反転または非反転PWM
信号を反転した信号を出力し、FETゲート駆動信号用
回路24にはPWM信号が、またFETゲート駆動信号
用回路25には反転したPWM信号が供給される。P output from the inverter buffer 20
One of the WM signals is inverted by the inverter 21 and NAND
The other is input to the circuit 22 and the other is input to the NAND circuit 23 as it is. A low level signal is supplied to the NAND circuits 22 and 23 from the transient suppression circuit 7 when a state requiring protection such as an overcurrent state is detected or when a low rotation state such as engine start is detected. Sometimes the NAND circuit 22,
The output of 23 becomes a high level signal regardless of the PWM signal, and since this state is continued, the PWM signal is not transmitted. On the other hand, when the state requiring protection is not detected and the engine speed is also equal to or higher than the predetermined speed, a high level signal is supplied from the transient suppression circuit 7, and at this time, the NAND circuits 22 and 23 respectively input. Inverted or non-inverted PWM according to inverted or non-inverted PWM signal, respectively
A signal obtained by inverting the signal is output, the PWM signal is supplied to the FET gate drive signal circuit 24, and the inverted PWM signal is supplied to the FET gate drive signal circuit 25.
【0043】FETゲート駆動信号用回路24では、P
WM信号は、プッシュプル増幅された後、コンデンサC
4で低周波成分、即ち商用周波数成分がカットされる。
コンデンサC4を通過する直前の信号は基準レベルに対
し振幅一定のPWM信号であるが、この信号の平均電圧
(積分値)は、正弦波発振器14からの正弦波と同一の
周期で変化しており、従ってこのPWM信号はこの正弦
波と同一の周波数(商用周波数)成分を含んでいる。こ
のPWM信号がコンデンサC4を通過した後は商用周波
数成分とは逆相にパルス列全体が上下して平均電圧が常
時零であるパルス信号列に変換される。In the FET gate drive signal circuit 24, P
After the WM signal is push-pull amplified, the capacitor C
At 4, the low frequency component, that is, the commercial frequency component is cut.
The signal immediately before passing through the capacitor C4 is a PWM signal whose amplitude is constant with respect to the reference level, but the average voltage (integral value) of this signal changes in the same cycle as the sine wave from the sine wave oscillator 14. Therefore, this PWM signal contains the same frequency (commercial frequency) component as this sine wave. After the PWM signal passes through the capacitor C4, the entire pulse train goes up and down in reverse phase to the commercial frequency component and is converted into a pulse signal train in which the average voltage is always zero.
【0044】この平均電圧が常時零であるパルス信号列
がパルストランスA,Cの各一次側コイルに供給される
ので、パルストランスA,Cを構成するトランスコアに
は、商用周波数成分による磁気飽和の悪影響がほとんど
なくなり、従ってトランスA,Cは、PWM搬送周波数
で磁気飽和しない程度の小型サイズのもので構成するこ
とが可能となる。Since the pulse signal train whose average voltage is always zero is supplied to the primary coils of the pulse transformers A and C, the transformer cores forming the pulse transformers A and C are magnetically saturated by the commercial frequency component. Therefore, it is possible to configure the transformers A and C with a small size that does not cause magnetic saturation at the PWM carrier frequency.
【0045】FETゲート駆動信号用回路25の動作も
上記FETゲート駆動信号用回路24の動作と全く同様
である。The operation of the FET gate drive signal circuit 25 is exactly the same as that of the FET gate drive signal circuit 24.
【0046】パルストランスAの二次側コイルから出力
したパルス信号はツェナーダイオードD5,D6の各降
伏電圧と比較され、各降伏電圧を超えた分によりコンデ
ンサC6が充放電され、コンデンサC6の両端には各降
伏電圧を超えた分による平均電圧(これは商用周波数を
有する)が現れる。従って、FETQ5のゲート・ソー
ス間には、商用周波数を有するコンデンサC6の両端電
圧と、パルストランスAの二次側コイルから出力したパ
ルス信号とが重畳した信号、即ちコンデンサC4を通過
前のPWM信号が復調される。FETQ5は、PWM信
号の正パルスがゲートに入力されている間だけ導通す
る。The pulse signal output from the secondary coil of the pulse transformer A is compared with each breakdown voltage of the Zener diodes D5 and D6, and the capacitor C6 is charged / discharged by the amount exceeding each breakdown voltage. Shows the average voltage (which has a commercial frequency) by virtue of exceeding each breakdown voltage. Therefore, between the gate and source of the FET Q5, a signal in which the voltage across the capacitor C6 having the commercial frequency and the pulse signal output from the secondary coil of the pulse transformer A are superimposed, that is, the PWM signal before passing through the capacitor C4 Is demodulated. The FET Q5 conducts only while the positive pulse of the PWM signal is input to the gate.
【0047】パルストランスCの二次側コイルから出力
したパルス信号も上述のパルストランスAの二次側コイ
ルから出力したパルス信号と全く同様に処理され、FE
TQ7の導通はFETQ5の導通と同じタイミングで行
われる。The pulse signal output from the secondary coil of the pulse transformer C is processed in exactly the same manner as the pulse signal output from the secondary coil of the pulse transformer A described above, and FE
The conduction of TQ7 is performed at the same timing as the conduction of FET Q5.
【0048】パルストランスB,Dの二次側コイルから
出力したパルス信号も上述のパルストランスA,Cの二
次側コイルから出力したパルス信号と全く同様に処理さ
れる。但しパルストランスB,Dに入力するPWM信号
とパルストランスA,Cに入力するPWM信号とは位相
が逆であるから、FETQ5,Q7が導通するときはF
ETQ6,Q8が非導通となり、反対にFETQ5,Q
7が非導通となるときはFETQ6,Q8が導通するよ
うに動作する。The pulse signals output from the secondary coils of the pulse transformers B and D are processed in the same manner as the pulse signals output from the secondary coils of the pulse transformers A and C described above. However, since the PWM signal input to the pulse transformers B and D and the PWM signal input to the pulse transformers A and C have opposite phases, when the FETs Q5 and Q7 become conductive, F
ETQ6 and Q8 become non-conducting, on the contrary, FETQ5 and Q8
When Q7 becomes non-conductive, the FETs Q6 and Q8 operate so as to become conductive.
【0049】以上のように、出力波形に基づきフィード
バック補正された商用周波数の正弦波信号を高周波の三
角波信号でパルス幅変調し、このパルス幅変調信号に基
づきインバータ回路9でスイッチング制御が行われ、そ
の後出力回路10で搬送周波数成分がカットされ、ほぼ
正弦波に近似した商用周波数の交流電力が出力端子1
1,12から負荷に供給される。As described above, the sine wave signal of the commercial frequency, which is feedback-corrected based on the output waveform, is pulse-width modulated by the high-frequency triangular wave signal, and the inverter circuit 9 performs the switching control based on the pulse-width modulated signal. After that, the carrier frequency component is cut by the output circuit 10, and the AC power of the commercial frequency that approximates a sine wave is output from the output terminal 1.
1, 12 is supplied to the load.
【0050】以上のブリッジ型インバータ回路9及び検
出回路13ないしFETゲート駆動信号用回路24,2
5(但し、差動増幅幅器15及びピーク検出回路16,
力率補正回路26を除く)の構成及び動作に関する、よ
り詳細な説明は、既に本願出願人による特願平2−30
7823号に記載されている。The bridge type inverter circuit 9 and the detection circuit 13 or the FET gate drive signal circuits 24 and 2 described above.
5 (However, the differential amplifier 15 and the peak detection circuit 16,
For a more detailed description of the configuration and operation of the power factor correction circuit 26), refer to Japanese Patent Application No. 2-30
No. 7823.
【0051】次に過渡抑制回路7の動作を説明する。Next, the operation of the transient suppression circuit 7 will be described.
【0052】エンジン始動直後は交流発電機の出力電圧
が低いため、定電圧供給装置5を構成する定電圧回路5
aの入力端の電圧は低く、従って始動当初、ツェナーダ
イオードD1の降伏電圧(定格運転時の回転数よりも低
い値に設定したエンジン回転数の設定値に相当する電
圧)を超えることはなく、ツェナーダイオードD1は非
導通である。そのため反転比較器701の反転端子
(−)は低いレベルであり、反転比較器701の出力は
高レベルとなる。Since the output voltage of the AC generator is low immediately after the engine is started, the constant voltage circuit 5 constituting the constant voltage supply device 5
Since the voltage at the input end of a is low, it does not exceed the breakdown voltage of the Zener diode D1 (the voltage corresponding to the set value of the engine speed set to a value lower than the rotational speed during rated operation) at the beginning of starting, Zener diode D1 is non-conductive. Therefore, the inverting terminal (−) of the inverting comparator 701 has a low level, and the output of the inverting comparator 701 has a high level.
【0053】NOR回路702は入力側の少なくとも一
方に高レベル信号が入力すれば低レベル信号を出力する
ので、NOR回路702の出力は、反転比較器701の
高レベル出力または保護装置8の高レベル出力で低レベ
ルとなる。Since the NOR circuit 702 outputs a low level signal when a high level signal is input to at least one of the input sides, the output of the NOR circuit 702 is the high level output of the inverting comparator 701 or the high level output of the protection device 8. Output goes low.
【0054】この低レベル信号がインバータ703で反
転されて高レベル信号となり、トランジスタQ3を導通
してコンデンサC2を放電させる。従ってトランジスタ
Q4は非導通となり、コンデンサC1と抵抗R1との接
続点Kの電位は低レベルとなる。This low level signal is inverted by the inverter 703 to become a high level signal, which makes the transistor Q3 conductive and discharges the capacitor C2. Therefore, the transistor Q4 becomes non-conductive, and the potential at the connection point K between the capacitor C1 and the resistor R1 becomes low level.
【0055】従ってサイリスタ制御回路6のトランジス
タQ1は非導通となり、トランジスタQ2は導通とな
り、ブリッジ整流回路3の各サイリスタのゲートには低
レベル信号が供給される。これにより、各サイリスタは
導通せず、ブリッジ整流回路3は整流出力を供給しな
い。即ち、エンジン回転数が設定値以下であるか、また
は保護が必要な状態が検出されたときにはブリッジ整流
回路3は整流出力を供給しないようにされ、これにより
エンジン始動時におけるインバータ装置の不安定動作が
抑制されるとともに、過負荷による過電流状態等の保護
が必要とされる状態が検出された時の出力供給も停止さ
れる。Therefore, the transistor Q1 of the thyristor control circuit 6 becomes non-conductive, the transistor Q2 becomes conductive, and a low level signal is supplied to the gate of each thyristor of the bridge rectifier circuit 3. As a result, the thyristors do not conduct, and the bridge rectifier circuit 3 does not supply the rectified output. That is, when the engine speed is less than or equal to the set value, or when a state requiring protection is detected, the bridge rectifier circuit 3 is prevented from supplying a rectified output, which causes an unstable operation of the inverter device at engine start. Is suppressed, and the output supply is stopped when a condition requiring protection such as an overcurrent condition due to overload is detected.
【0056】次に、エンジン始動後、交流発電機の出力
電圧が徐々に上昇し、定電圧回路5aの入力端の電圧が
高くなり、ツェナーダイオードD1の降伏電圧を超える
と、即ちエンジン回転数が設定値を超えるとツェナーダ
イオードD1は導通し、反転比較器701の反転端子
(−)は高レベルに転じ、反転比較器701の出力は低
レベルとなる。Next, after the engine is started, the output voltage of the AC generator gradually rises, the voltage at the input end of the constant voltage circuit 5a rises, and the breakdown voltage of the Zener diode D1 is exceeded, that is, the engine speed is increased. When the set value is exceeded, the Zener diode D1 becomes conductive, the inverting terminal (−) of the inverting comparator 701 turns to high level, and the output of the inverting comparator 701 becomes low level.
【0057】このとき保護が必要な状態が検出されてい
なければ、NOR回路702の出力は高レベルに転じ、
インバータ703の出力は低レベルとなる。従ってトラ
ンジスタQ3は非導通となり、コンデンサC2は抵抗R
4を介して充電される。この充電によりコンデンサC2
の正極側電位は、コンデンサC2の容量及び抵抗R4の
抵抗値で決まる時定数に基づき徐々に上昇する。コンデ
ンサC2の正極側電位の上昇によりトランジスタQ4が
導通するが、このトランジスタQ4の導通によりトラン
ジスタQ4のエミッタ電位が上昇してトランジスタQ4
のベース電位より高くなるようなことがあればトランジ
スタQ4は非導通に転じるので、K点の電位はコンデン
サC2の正極側電位より僅かに低い値に常時維持される
ことになる。従ってK点の電位は、エンジン回転数が設
定値を超えた時点以降、コンデンサC2の容量及び抵抗
R4の抵抗値で決まる時定数に基づき徐々に上昇するこ
ととなる。At this time, if the state requiring protection is not detected, the output of the NOR circuit 702 turns to high level,
The output of the inverter 703 becomes low level. Therefore, the transistor Q3 becomes non-conductive, and the capacitor C2 has a resistance R.
It is charged via 4. By this charging, the capacitor C2
The potential on the positive electrode side gradually increases based on the time constant determined by the capacitance of the capacitor C2 and the resistance value of the resistor R4. Although the transistor Q4 becomes conductive due to the increase in the potential on the positive electrode side of the capacitor C2, the conduction of this transistor Q4 increases the emitter potential of the transistor Q4 and causes the transistor Q4.
If it becomes higher than the base potential of the transistor Q4, the transistor Q4 is turned off, so that the potential at the point K is always maintained at a value slightly lower than the potential on the positive electrode side of the capacitor C2. Therefore, the potential at the point K gradually increases after the engine speed exceeds the set value based on the time constant determined by the capacitance of the capacitor C2 and the resistance value of the resistor R4.
【0058】従って、サイリスタ制御電圧(XY間)は
K点電位に比例するため、徐々に上昇し、最終的にK点
電位が略定電圧供給装置5の正極出力電位に至り、各サ
イリスタのゲート電圧は抵抗R1と抵抗R2との接続点
の電位を所定値に維持するための所定フィードバック制
御入力値に至る。Therefore, since the thyristor control voltage (between XY) is proportional to the K point potential, it gradually rises, and finally the K point potential reaches the positive electrode output potential of the substantially constant voltage supply device 5, and the gate of each thyristor. The voltage reaches a predetermined feedback control input value for maintaining the potential at the connection point between the resistors R1 and R2 at a predetermined value.
【0059】斯くして、たとえエンジン始動のとき出力
端子11,12に負荷が接続されたままの状態であって
も交流発電機の出力電圧が十分上昇していない不安定な
状態でブリッジ整流回路3の各サイリスタに急激に電流
が突入することを防止できるものである。これによりブ
リッジ型インバータ回路9の各FETに対して不安定な
状態で急激な電圧変化が加わることも防止される。こう
した防止効果は、エンジン始動時に出力端子11,12
に接続されている負荷が大きい程大きく、特に負荷が短
絡状態にある場合にはサイリスタやFETに対する悪影
響の抑制効果がきわめて大きい。Thus, even when the load is still connected to the output terminals 11 and 12 when the engine is started, the output voltage of the alternator is not sufficiently increased and the bridge rectifier circuit is unstable. It is possible to prevent sudden current inrush into each of the thyristors of No. 3. This prevents each FET of the bridge-type inverter circuit 9 from being subjected to a sudden voltage change in an unstable state. This prevention effect is obtained when the engine is started and the output terminals 11, 12 are
The larger the load connected to is, the larger the effect is, and particularly when the load is in the short-circuit state, the effect of suppressing the adverse effect on the thyristor and the FET is extremely large.
【0060】次に、力率補正回路26の動作について説
明する。Next, the operation of the power factor correction circuit 26 will be described.
【0061】ブリッジ型インバータ回路9の一対の電流
検出用抵抗R5,R6にはブリッジ型インバータ回路9
の出力電流(負荷電流)に応じた電圧が生じる。図7
(a)に接続点Mの検出電流波形を示す。接続点Nの検
出電流波形は図7(b)に示すように図7(a)と逆相
の関係になる。接続点M,Nの検出電流波形信号(出力
電流信号)はピーク検出回路16のオペアンプ1611
の非反転入力端子(+)、反転入力端子(−)に入力さ
れる。オペアンプ1611は積分回路を構成しており、
入力された接続点M,Nの電位信号は高周波成分が除去
され、接続点Mの電位信号のみに着目した場合には直流
成分および商用周波数成分を含む信号がオペアンプ16
11の出力側に現われる。この信号は積分回路を構成す
るオペアンプ1612で反転増幅されることにより図7
(c)に示すような高周波成分が除去された商用周波数
の信号となり、図5の力率補正回路26に入力される。The pair of current detecting resistors R5 and R6 of the bridge type inverter circuit 9 are connected to the bridge type inverter circuit 9.
A voltage corresponding to the output current (load current) of is generated. Figure 7
The detected current waveform at the connection point M is shown in (a). As shown in FIG. 7B, the detected current waveform at the connection point N has a phase opposite to that in FIG. 7A. The detected current waveform signal (output current signal) at the connection points M and N is the operational amplifier 1611 of the peak detection circuit 16.
Is input to the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) of the. The operational amplifier 1611 constitutes an integrating circuit,
High frequency components are removed from the input potential signals at the connection points M and N, and when attention is paid only to the potential signal at the connection point M, a signal including a DC component and a commercial frequency component is an operational amplifier 16
Appears on the output side of 11. This signal is inverted and amplified by the operational amplifier 1612 which constitutes the integrating circuit, so that FIG.
The signal of the commercial frequency from which the high frequency component as shown in (c) is removed is input to the power factor correction circuit 26 of FIG.
【0062】力率補正回路26では、入力された電流波
形は移相回路により位相が90゜進相されて出力され
る。In the power factor correction circuit 26, the input current waveform is output with its phase advanced by 90 ° by the phase shift circuit.
【0063】ここで、正弦波発振器14から出力される
正弦波基準信号が入力される差動増幅器15の入力端点
をa、力率補正回路26の入力端点をb、力率補正回路
26のオペアンプ261の出力端点をc、差動増幅器1
5のオペアンプの反転入力端点をdとすると、d点にお
いては、力率補正回路26の出力段の抵抗R15と差動
増幅器15のオペアンプの反転入力端に接続された抵抗
とにより、抵抗ミキシングがなされるので、d点の電圧
値X(φ)はa点の正弦波基準信号の電圧値sinθと
c点の力率補正回路26の出力電圧値sin(θ+φ+
π/2)との和となり、 X(φ)=sinθ+Bsin(θ+φ+π/2) と表せる。ここで、Bは、力率補正回路26の出力段の
抵抗R15と差動増幅器15のオペアンプの反転入力端
に接続された抵抗とにより決まる混合比である。Here, the input end point of the differential amplifier 15 to which the sine wave reference signal output from the sine wave oscillator 14 is input is a, the input end point of the power factor correction circuit 26 is b, and the operational amplifier of the power factor correction circuit 26 is. The output end point of the H.261 is c, and the differential amplifier 1
Assuming that the inverting input end point of the operational amplifier of 5 is d, at the point d, resistance mixing is performed by the resistor R15 at the output stage of the power factor correction circuit 26 and the resistor connected to the inverting input terminal of the operational amplifier of the differential amplifier 15. Therefore, the voltage value X (φ) at the point d is the voltage value sin θ of the sine wave reference signal at the point a and the output voltage value sin (θ + φ + of the power factor correction circuit 26 at the point c.
π / 2), and can be expressed as X (φ) = sin θ + B sin (θ + φ + π / 2). Here, B is a mixing ratio determined by the resistance R15 of the output stage of the power factor correction circuit 26 and the resistance connected to the inverting input terminal of the operational amplifier of the differential amplifier 15.
【0064】上式に基づいて、抵抗負荷の場合(cos
φ=1)、進相負荷の場合(cosφ=0)及び遅相負
荷の場合(cosφ=0)の各場合の信号波形を図示す
ると図8のようになる。すなわち、a点での正弦波基準
信号の振幅VMを1とし、混合比Bを1と仮定すると、
抵抗負荷の場合は、b点の出力電流の信号波形はa点で
の正弦波基準信号波形と同位相同振幅であり、力率補正
回路26の出力端点であるc点の信号波形はこのb点の
信号波形を90゜進相した波形となる。したがって、a
点の信号波形とc点の信号波形とを混合比Bを1として
抵抗ミキシングしたd点の信号波形の振幅X(φ)は√
2となる。Based on the above equation, in the case of a resistive load (cos
FIG. 8 shows the signal waveforms in each of the case of φ = 1), the case of the advance load (cosφ = 0) and the case of the delay load (cosφ = 0). That is, assuming that the amplitude VM of the sine wave reference signal at point a is 1 and the mixing ratio B is 1,
In the case of a resistive load, the signal waveform of the output current at point b has the same phase and amplitude as the sine wave reference signal waveform at point a, and the signal waveform at point c, which is the output end point of the power factor correction circuit 26, is at this point b. The signal waveform of is advanced by 90 °. Therefore, a
The amplitude X (φ) of the signal waveform at the point d obtained by resistance mixing the signal waveform at the point and the signal waveform at the point c with the mixing ratio B of 1 is √
It becomes 2.
【0065】また、進相負荷の場合は、b点の出力電流
の信号波形はa点での正弦波基準信号波形より90゜進
相しており、このb点の信号波形をさらに90゜進相さ
せたc点の信号波形はa点の信号波形より180゜進相
する事となる。これにより、この場合のd点の信号波形
の振幅X(φ)は0となる。Further, in the case of a phase advance load, the signal waveform of the output current at point b is advanced by 90 ° from the sine wave reference signal waveform at point a, and the signal waveform at point b is advanced by 90 °. The signal waveform at the point c which has been phased leads the signal waveform at the point a by 180 °. As a result, the amplitude X (φ) of the signal waveform at point d in this case becomes zero.
【0066】さらに、遅相負荷の場合は、b点の出力電
流の信号波形はa点での正弦波基準信号波形より90゜
遅相しており、このb点の信号波形を90゜進相させた
c点の信号波形はa点の信号波形と同相になる。したが
って、この場合のd点の信号波形の振幅X(φ)は2と
なる。Further, in the case of a lagging load, the signal waveform of the output current at point b is delayed by 90 ° from the sine wave reference signal waveform at point a, and the signal waveform at point b is advanced by 90 °. The signal waveform at point c thus made is in phase with the signal waveform at point a. Therefore, the amplitude X (φ) of the signal waveform at point d in this case is 2.
【0067】図8に典型的場合を示したd点の信号振幅
X(φ)をさらに|sinθ|で割った絶対増幅率Y
(φ)=|X(φ)|/|sinθ|を各種の混合比に
ついて位相角φの関数として示したグラフを図9に示
す。なお、実施化するには混合比Bは0.17程度が適
当である。An absolute amplification factor Y obtained by further dividing the signal amplitude X (φ) at the point d, which shows a typical case in FIG. 8, by | sin θ |
FIG. 9 is a graph showing (φ) = | X (φ) | / | sin θ | as a function of the phase angle φ for various mixing ratios. A mixing ratio B of about 0.17 is suitable for implementation.
【0068】このようにして検出電流の位相を90゜進
相させて力率補正された正弦波基準信号を新たな正弦波
基準信号として用いることにより、出力電圧の変動を最
小限に抑えることができる。例えば、本実施例の実測デ
ータによれば、抵抗負荷時の電圧変動率−6.2%(−
6.6%)、遅相負荷時の電圧変動率−1.4%(−1
1.0%)、進相負荷時の電圧変動率−1.7%(+
9.7%);(括弧内は本発明による力率補正を施さな
い場合の電圧変動率)のごとく、抵抗負荷時を除いて、
電圧変動率を著しく減少することができ、特に、電圧増
大方向の変動をほぼ完璧に無くすことができる。このこ
とにより、出力電圧変動に起因する負荷あるいは交流電
源装置自体の故障を回避することができる。In this way, by advancing the phase of the detection current by 90 ° and using the power factor-corrected sine wave reference signal as a new sine wave reference signal, the fluctuation of the output voltage can be minimized. it can. For example, according to the actual measurement data of the present embodiment, the voltage fluctuation rate at the time of resistance load is -6.2% (-
6.6%), the voltage fluctuation rate at the time of a delayed load is -1.4% (-1
1.0%), voltage fluctuation rate during phase advancing load -1.7% (+
9.7%); (in the parentheses, the voltage fluctuation rate in the case where the power factor correction according to the present invention is not applied) except for the time of resistive load,
The voltage fluctuation rate can be significantly reduced, and in particular, the fluctuation in the voltage increasing direction can be almost completely eliminated. As a result, it is possible to avoid a failure of the load or the AC power supply device itself caused by the output voltage fluctuation.
【0069】次に、補正回路の一つであるピーク検出回
路16及び差動増幅器15の動作について説明する。Next, the operations of the peak detection circuit 16 and the differential amplifier 15, which are one of the correction circuits, will be described.
【0070】ピーク検出回路16の2段増幅器161に
入力された検出電流信号は、2段増幅器161で積分増
幅され、高周波成分が除去された商用周波数の信号とな
り、オフセット増幅器162,163に出力される。オ
フセット増幅器162では、オペアンプ1612からの
商用周波数信号の振幅を、上下限値設定回路164から
オペアンプの反転端子(−)に入力した所定の上限電圧
値と比較し、このピーク電流判別のしきい値となる所定
の上限電圧値を超えた分のみを増幅する(オフセット増
幅)。オフセット増幅器163では、オペアンプ161
2からの商用周波数信号の振幅を、上下限値設定回路1
64からオペアンプの反転端子(−)に入力したピーク
電流判別のしきい値となる所定の下限電圧値と比較し、
この所定の下限電圧値を下回った分のみを増幅する(オ
フセット増幅)。オフセット増幅器162,163の出
力はダイオードD3,D4を夫々通過して重畳される。
従ってこの重畳後の信号は、増幅された商用周波数信号
のレベルが所定の上限電圧値を超えた部分のみまたは下
限電圧値を下回った部分のみが合成された信号であり、
増幅された商用周波数信号のレベルが所定の上下限電圧
値を超えないときにはこの合成信号は零レベルを維持す
ることとなる。The detected current signal input to the two-stage amplifier 161 of the peak detection circuit 16 is integrated and amplified by the two-stage amplifier 161, becomes a commercial frequency signal with high frequency components removed, and is output to the offset amplifiers 162 and 163. It The offset amplifier 162 compares the amplitude of the commercial frequency signal from the operational amplifier 1612 with a predetermined upper limit voltage value input from the upper and lower limit value setting circuit 164 to the inverting terminal (−) of the operational amplifier, and determines the peak current determination threshold value. Amplifies only the amount exceeding a predetermined upper limit voltage value (offset amplification). In the offset amplifier 163, the operational amplifier 161
The upper and lower limit value setting circuit 1 sets the amplitude of the commercial frequency signal from 2
64 is compared with a predetermined lower limit voltage value which is a threshold value of the peak current discrimination input to the inverting terminal (-) of the operational amplifier,
Only the amount that falls below the predetermined lower limit voltage value is amplified (offset amplification). The outputs of the offset amplifiers 162 and 163 pass through the diodes D3 and D4, respectively, and are superimposed.
Therefore, the signal after this superposition is a signal in which only the part where the level of the amplified commercial frequency signal exceeds the predetermined upper limit voltage value or the part where it falls below the lower limit voltage value is synthesized,
When the level of the amplified commercial frequency signal does not exceed the predetermined upper and lower limit voltage values, this combined signal maintains the zero level.
【0071】この合成信号は、差動増幅器15のオペア
ンプの非反転端子(+)に入力される。差動増幅器15
では、この合成信号が、前述した力率補正のなされた正
弦波基準信号と比較され、差動増幅される。即ち、交流
出力電流が大きくなってこれに対応する商用周波数信号
のレベルが所定の上下限電圧値を超えた場合、その超え
た量に応じてフィートバック補正が行われて対応する正
弦波のピーク部が潰され、このピーク部が補正された正
弦波が次の差動増幅器17に出力される。This composite signal is input to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier of the differential amplifier 15. Differential amplifier 15
Then, this combined signal is compared with the above-described power factor-corrected sine wave reference signal and differentially amplified. That is, when the AC output current becomes large and the level of the commercial frequency signal corresponding thereto exceeds a predetermined upper and lower limit voltage value, the footback correction is performed according to the exceeded amount and the peak of the corresponding sine wave is obtained. The part is crushed, and the sine wave whose peak part is corrected is output to the next differential amplifier 17.
【0072】その結果、このように補正された正弦波信
号に基づいて行われるパルス幅変調制御によって得られ
る交流出力電流は対応するピーク部が潰され、これによ
り、交流出力電流のピーク電流値が制限されたことにな
る。なお、過電流が流れたときにピーク電流値を制限す
るだけで、電流供給を遮断してしまうことはせず、従っ
て一時的に出力のピーク電流値が大きくなる負荷にも何
等支障なく通電状態を継続させることができる。As a result, the AC output current obtained by the pulse width modulation control performed on the basis of the thus corrected sine wave signal has its corresponding peak portion crushed, whereby the peak current value of the AC output current is reduced. You are limited. It should be noted that when the overcurrent flows, the peak current value is only limited and the current supply is not interrupted. Therefore, the load in which the peak current value of the output temporarily becomes large can be energized without any trouble. Can be continued.
【0073】さらに、半波整流負荷のような特殊の負荷
の場合においても、図6(b),(c)に示すように直
流成分が失われることはないので、ピーク値を正確に検
出でき、従って過電流を適正に抑制することができる。Further, even in the case of a special load such as a half-wave rectification load, the DC component is not lost as shown in FIGS. 6B and 6C, so that the peak value can be accurately detected. Therefore, the overcurrent can be appropriately suppressed.
【0074】図10は、図5の力率補正回路の他の実施
例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing another embodiment of the power factor correction circuit of FIG.
【0075】この実施例は、上述した実施例に対して、
交流電力の出力周波数の変更に応じて力率補正回路のフ
ィードバックゲインを変更できるようにした点が異な
る。This embodiment is different from the above embodiment in that
The difference is that the feedback gain of the power factor correction circuit can be changed according to the change of the output frequency of the AC power.
【0076】即ち、本実施例は、上述した図5の力率補
正回路26において回路定数を出力周波数が50ヘルツ
(Hz)のとき、略90°進相させるような値に設定し
た場合、U点に入力する入力電流に対してW点から出力
する出力電流の位相は、例えば、該入力電流周波数が5
0ヘルツのとき、90°進相するが、60ヘルツのとき
には、90°まで進相しないと云う不具合を解消するも
のである。以下、実際に回路定数を設定して説明する。That is, in the present embodiment, when the circuit constant in the power factor correction circuit 26 of FIG. 5 described above is set to a value that advances the phase by approximately 90 ° when the output frequency is 50 hertz (Hz), U The phase of the output current output from the point W with respect to the input current input to the point is, for example, when the input current frequency is 5
This solves the problem that the phase advances by 90 ° at 0 hertz but does not advance by 90 ° at 60 hertz. Hereinafter, description will be given by actually setting the circuit constants.
【0077】図11は、図5の力率補正回路の内、説明
に必要な要素のみ取り出したものである。同図におい
て、オペアンプ261の反転入力端子(−)と出力端子
との間に接続されている抵抗をR17とし、入力電流に
対して出力電流を90°進相させる周波数をf90とする
と、f90は下記の数式(1)により求められる。FIG. 11 shows only the elements necessary for explanation in the power factor correction circuit of FIG. In the figure, the inverting input terminal of the operational amplifier 261 (-) and a resistor connected between the output terminal and R17, the frequency to 90 ° leading phase output current to the input current when the f 90, f 90 is calculated by the following mathematical expression (1).
【0078】 f90=[1/(2πR14・C8)]・[(R13+R17)/(2R1 3)]‥‥(1) また、このときのゲインAは、F 90 = [1 / (2πR14 · C8)] · [(R13 + R17) / (2R13)] (1) Further, the gain A at this time is
【0079】[0079]
【数1】 となる。[Equation 1] Becomes
【0080】ここで、回路定数として、R13=10K
Ω,R14=33KΩ,C8=0.1μFと設定する
と、50ヘルツの周波数を有する入力電流は、ゲインA
=1で、90°進相する。Here, as a circuit constant, R13 = 10K
If Ω, R14 = 33 KΩ, and C8 = 0.1 μF are set, an input current having a frequency of 50 Hertz will have a gain of A
When = 1, the phase advances by 90 °.
【0081】図12は、この回路定数を用いてシミュレ
ーションした結果を示すグラフである。同図において、
縦軸はゲイン、位相差および遅延時間を示し、横軸は、
周波数を示し、3つのグラフの特性曲線は、上から順に
遅延時間、ゲイン、位相差を示す。位相差のグラフから
示されるように、50ヘルツの周波数を有する入力電流
は90°進相されるが、60ヘルツの周波数を有する入
力電流は、77°のみ進相されるに留まっている。本実
施例は、この点を解決するものである。FIG. 12 is a graph showing the result of simulation using this circuit constant. In the figure,
The vertical axis represents gain, phase difference and delay time, and the horizontal axis represents
The frequency indicates the frequency, and the characteristic curves of the three graphs indicate the delay time, the gain, and the phase difference in order from the top. As shown in the phase difference graph, the input current having a frequency of 50 hertz is advanced by 90 °, but the input current having a frequency of 60 hertz is advanced by only 77 °. This embodiment solves this point.
【0082】図10に示すように、本実施例の力率補正
回路26′は、図5に示す力率補正回路26に対して、
出力周波数の切り換え回路およびフィードバックゲイン
変更回路を構成する抵抗18、アナログスイッチ26
2、オペアンプ263およびスイッチ264が付加され
ている。図10において、図5に対応する要素には同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。As shown in FIG. 10, the power factor correction circuit 26 'of this embodiment is different from the power factor correction circuit 26 shown in FIG.
A resistor 18 and an analog switch 26 which form an output frequency switching circuit and a feedback gain changing circuit.
2, an operational amplifier 263 and a switch 264 are added. 10, the elements corresponding to those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0083】図10において、抵抗R18とアナログス
イッチ262は直列に接続され、この直列回路は抵抗R
17と並列に接続されている。さらに、アナログスイッ
チ262のオン/オフを制御する制御入力端子CONT
には、オペアンプ263の出力側が接続され、オペアン
プ263の反転入力端子(−)は、出力周波数が50ヘ
ルツのとき−5V電圧を、60ヘルツのとき0V電圧を
夫々切換選択するスイッチ264が接続され、非反転入
力端子(+)には、−5V電圧が各々抵抗値10KΩを
有する2つの抵抗R19,R20により分圧され、−
2.5V電圧が印加されている。上記スイッチ264
は、例えば、インバータ装置のパネルに取り付けられ、
出力周波数(50ヘルツまたは60ヘルツ)を切り換え
るためのスイッチ(図示せず)に連動して、その出力周
波数に応じて切り換えられる。In FIG. 10, the resistor R18 and the analog switch 262 are connected in series.
It is connected in parallel with 17. Further, a control input terminal CONT for controlling the on / off of the analog switch 262.
Is connected to the output side of the operational amplifier 263, and the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 263 is connected to a switch 264 for selecting -5V voltage when the output frequency is 50 hertz and 0V voltage when the output frequency is 60 hertz. At the non-inverting input terminal (+), a voltage of -5 V is divided by two resistors R19 and R20 each having a resistance value of 10 KΩ,
A voltage of 2.5V is applied. The switch 264
Is attached to the panel of the inverter device, for example,
The output frequency (50 or 60 hertz) is interlocked with a switch (not shown) to switch the output frequency according to the output frequency.
【0084】以上のように構成された力率補正回路2
6′において、50ヘルツの周波数を有する電流が入力
されると、スイッチ264の切換動作により、オペアン
プ263の反転入力端子(−)には、−5V電圧が印加
され、非反転入力端子(+)の印加電圧−2.5Vと比
較されて、オペアンプ263は高レベルの電圧(オペア
ンプ263の供給電圧)を出力する。この出力電圧によ
りアナログスイッチ262はオンされ、抵抗R18は抵
抗R17に並列に接続されて、合成抵抗R17・R18
/(R17+R18)がオペアンプ261の反転入力端
子(−)および出力側に接続されることとなる。この合
成抵抗の値を数式(1)のR17の値に代入することに
より、f90は60ヘルツとなる。このとき、R18=3
6KΩであり、他の回路定数は、図11で説明した値と
同一である。また、60ヘルツの周波数を有する電流が
入力されたときのゲインをA60とし、50ヘルツのとき
のゲインをA50とすると、数式(2)によりA60>A50
となる。The power factor correction circuit 2 configured as described above
At 6 ', when a current having a frequency of 50 Hertz is input, a voltage of -5V is applied to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 263 by the switching operation of the switch 264, and the non-inverting input terminal (+) is applied. Of the applied voltage of -2.5 V, the operational amplifier 263 outputs a high level voltage (supply voltage of the operational amplifier 263). This output voltage turns on the analog switch 262, the resistor R18 is connected in parallel with the resistor R17, and the combined resistors R17 and R18 are connected.
/ (R17 + R18) is connected to the inverting input terminal (−) and the output side of the operational amplifier 261. By substituting the value of this combined resistance for the value of R17 in the equation (1), f 90 becomes 60 hertz. At this time, R18 = 3
It is 6 KΩ, and other circuit constants are the same as the values described in FIG. Further, assuming that the gain when a current having a frequency of 60 hertz is input is A 60 and the gain when the current is 50 hertz is A 50 , A 60 > A 50 by the formula (2).
Becomes
【0085】図13、図14は、それぞれ本実施例の出
力周波数切り換え回路およびフィードバックゲイン変更
回路を有しない場合の力率負荷特性と有する場合の力率
負荷特性とを比較して示す図であり、縦軸、横軸はそれ
ぞれ出力電圧、出力電流を示す。図13においては、進
相負荷時では出力電圧の対出力電流の勾配特性は、出力
周波数が50ヘルツの場合は平坦であるが、60ヘルツ
の場合は出力電圧が出力電流の増大に応じて上昇する上
り勾配特性を示し、また遅相負荷時では50ヘルツの場
合、勾配特性は出力電圧が出力電流の増大に対してさほ
ど落ち込まないが、60ヘルツの場合では、かかる落ち
込み量がかなり大きい。一方、本実施例により得られる
図14の特性においては、進相負荷時および遅相負荷時
共に50ヘルツと60ヘルツ間での特性の差はほとんど
無く、60ヘルツでは進相負荷時の上り勾配も抑えら
れ、遅相負荷時の落ち込みも改善されている。FIG. 13 and FIG. 14 are views showing the power factor load characteristic without the output frequency switching circuit and the feedback gain changing circuit of this embodiment and the power factor load characteristic with it, respectively, for comparison. , The vertical axis and the horizontal axis represent the output voltage and the output current, respectively. In FIG. 13, the slope characteristic of the output voltage against the output current during a phase-advanced load is flat when the output frequency is 50 hertz, but the output voltage rises as the output current increases when the output frequency is 60 hertz. In the case of 50 Hz in the case of a lagging load, the slope characteristic does not drop so much with respect to the increase in the output current, but in the case of 60 Hz, the drop amount is considerably large. On the other hand, in the characteristics of FIG. 14 obtained by this example, there is almost no difference in characteristics between 50 hertz and 60 hertz both when the phase is advanced and when the phase is retarded. Is also suppressed, and the drop in lagging load is also improved.
【0086】以上のように、本実施例では、交流電力の
出力周波数の変更に拘らず、出力周波数の位相は入力周
波数に対して90°進相することができ、負荷の力率の
変動による出力電圧変動を最小限に抑えることができ
る。As described above, in the present embodiment, the phase of the output frequency can be advanced by 90 ° with respect to the input frequency regardless of the change of the output frequency of the AC power, and it depends on the fluctuation of the power factor of the load. The output voltage fluctuation can be minimized.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインバー
タ装置においては、電流検出回路により検出された検出
電流の位相を略90゜進相させて正弦波基準信号にフィ
ードバックすることによりこの正弦波基準信号の振幅を
補正するようにしたので、交流電源装置の負荷の力率の
変動による出力電圧変動を最小限に抑え、特に出力電圧
が上昇する方向に変化する進相負荷による出力電圧変動
を大幅に低減できる。As described above, in the inverter device of the present invention, the phase of the detected current detected by the current detection circuit is advanced by about 90 ° and is fed back to the sine wave reference signal so that the sine wave reference signal is fed back. Since the amplitude of the reference signal is corrected, the output voltage fluctuation due to the fluctuation of the power factor of the load of the AC power supply is minimized, and the output voltage fluctuation due to the phase-advanced load that changes in the direction in which the output voltage rises is minimized. It can be greatly reduced.
【0088】また、請求項2記載の発明によれば、交流
電力の出力周波数に拘らず電流検出回路により検出され
た検出電流の位相を略90°進相させて正弦波基準信号
にフィードバックすることができるので、交流電力の出
力周波数に変更があった場合でも、上述の効果を確実に
奏することができる。According to the second aspect of the present invention, the phase of the detection current detected by the current detection circuit is advanced by about 90 ° regardless of the output frequency of the AC power and fed back to the sine wave reference signal. Therefore, even when the output frequency of the AC power is changed, the above-mentioned effects can be reliably exhibited.
【図1】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成するブリッジ型整流回路等を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing a bridge-type rectifier circuit and the like which constitute an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図2】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成するブリッジ型インバータ回路等を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a bridge-type inverter circuit or the like which constitutes an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図3】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成するピーク検出回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a peak detection circuit constituting an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図4】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成するパルス幅変調回路等を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a pulse width modulation circuit and the like constituting an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図5】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成する力率補正回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a power factor correction circuit constituting an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図6】本発明に係るインバータ装置を含むエンジン発
電機を構成するFETゲート駆動信号用回路等を示す回
路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a FET gate drive signal circuit and the like which constitute an engine generator including an inverter device according to the present invention.
【図7】図3のピーク検出回路の各部信号を示すタイム
チャートである。7 is a time chart showing signals of respective parts of the peak detection circuit of FIG.
【図8】図5の力率補正回路の各部信号波形の代表的例
を示す波形図である。8 is a waveform diagram showing a typical example of signal waveforms of respective parts of the power factor correction circuit of FIG.
【図9】図5の力率補正回路の絶対増幅率を示すグラフ
である。9 is a graph showing an absolute amplification factor of the power factor correction circuit of FIG.
【図10】力率補正回路の他の実施例を示す回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram showing another embodiment of the power factor correction circuit.
【図11】図5の力率補正回路の主要要素を取り出した
回路図である。11 is a circuit diagram showing main elements of the power factor correction circuit of FIG.
【図12】図11の回路に回路定数を設定してシミュレ
ーションを行った結果を示すグラフである。12 is a graph showing a result of simulation performed by setting a circuit constant in the circuit of FIG.
【図13】図5の力率補正回路を有するインバータ装置
の力率負荷特性を示す図である。13 is a diagram showing power factor load characteristics of an inverter device having the power factor correction circuit of FIG.
【図14】図10の力率補正回路を有するインバータ装
置の力率負荷特性を示す図である。14 is a diagram showing power factor load characteristics of an inverter device having the power factor correction circuit of FIG.
9 ブリッジ型インバータ回路 14 正弦波発振器(正弦波形成回路) 15,16 差動増幅器,ピーク検出器(補正回路) 20 インバータバッファ(パルス幅変調回路) 26 力率補正回路 R5,R6 電流検出用抵抗 R14 移相用抵抗 C8 移相用コンデンサ 9 bridge type inverter circuit 14 sine wave oscillator (sine wave forming circuit) 15, 16 differential amplifier, peak detector (correction circuit) 20 inverter buffer (pulse width modulation circuit) 26 power factor correction circuit R5, R6 current detection resistor R14 Phase shift resistor C8 Phase shift capacitor
Claims (3)
をスイッチング制御するインバータ回路と、所定周波数
の正弦波基準信号を出力する正弦波出力回路と、該正弦
波出力回路から出力される前記正弦波基準信号をパルス
幅変調してPWM信号を出力するパルス幅変調回路と、
該パルス幅変調回路から出力される前記PWM信号に基
づいて前記インバータ回路をスイッチング動作させるこ
とにより前記所定周波数の交流電力を形成するスイッチ
ング制御回路とを有するインバータ装置において、前記
交流電力の出力電流を検出する電流検出回路と、該電流
検出回路により検出された検出電流の位相を略90゜進
相させて前記正弦波基準信号にフィードバックすること
によりこの正弦波基準信号の振幅を補正する力率補正回
路とを設けたことを特徴とするインバータ装置。1. A DC power supply circuit, an inverter circuit for switching control of the output of the DC power supply circuit, a sine wave output circuit for outputting a sine wave reference signal of a predetermined frequency, and the sine wave output circuit for outputting the sine wave output circuit. A pulse width modulation circuit for pulse width modulating a sine wave reference signal and outputting a PWM signal;
In an inverter device having a switching control circuit that forms AC power of the predetermined frequency by performing a switching operation of the inverter circuit based on the PWM signal output from the pulse width modulation circuit, an output current of the AC power is output. A current detection circuit for detecting and a power factor correction for correcting the amplitude of the sine wave reference signal by advancing the phase of the detected current detected by the current detection circuit by about 90 ° and feeding it back to the sine wave reference signal. An inverter device comprising a circuit.
切り換え回路と、該切り換え回路により前記出力周波数
がより高い周波数に切り換えられるほど前記力率補正回
路のフィードバックゲインを増加させることにより、前
記力率補正回路が前記検出電流の位相を略90°進相し
得るようにするフィードバックゲイン変更回路とを設け
たことを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。2. A switching circuit for switching the output frequency of the AC power, and increasing the feedback gain of the power factor correction circuit so that the output frequency is switched to a higher frequency by the switching circuit, thereby correcting the power factor. The inverter device according to claim 1, further comprising a feedback gain changing circuit that allows the circuit to advance the phase of the detected current by approximately 90 °.
ヘルツと60ヘルツとに切り換え可能であり、前記フィ
ードバックゲイン変更回路は、前記力率補正回路のフィ
ードバックゲインを、前記出力周波数が50ヘルツの場
合よりも60ヘルツの場合の方が高くなるように制御す
ることを特徴とする請求項2記載のインバータ装置。3. The output frequency of the switching circuit is 50.
It is possible to switch between Hertz and 60 Hertz, and the feedback gain changing circuit controls the feedback gain of the power factor correction circuit so that the feedback gain is higher when the output frequency is 60 Hertz than when it is 50 Hertz. The inverter device according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29203492A JP3192498B2 (en) | 1991-11-07 | 1992-10-06 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-319866 | 1991-11-07 | ||
JP31986691 | 1991-11-07 | ||
JP29203492A JP3192498B2 (en) | 1991-11-07 | 1992-10-06 | Inverter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05211777A true JPH05211777A (en) | 1993-08-20 |
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Family
ID=26558815
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1244204A4 (en) * | 1999-12-27 | 2004-07-21 | Keihin Corp | PORTABLE GENERATOR |
US6771522B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-08-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inverter parallel operation system |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP29203492A patent/JP3192498B2/en not_active Expired - Lifetime
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EP1244204A4 (en) * | 1999-12-27 | 2004-07-21 | Keihin Corp | PORTABLE GENERATOR |
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