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JPH06178554A - パルス制御変換器および電気モータ制御装置 - Google Patents

パルス制御変換器および電気モータ制御装置

Info

Publication number
JPH06178554A
JPH06178554A JP5171444A JP17144493A JPH06178554A JP H06178554 A JPH06178554 A JP H06178554A JP 5171444 A JP5171444 A JP 5171444A JP 17144493 A JP17144493 A JP 17144493A JP H06178554 A JPH06178554 A JP H06178554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
pulse
control
control unit
direct current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5171444A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Marie Bourgeois
マリー ブルジョワ ジョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SA
STMicroelectronics lnc USA
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics SA
SGS Thomson Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGS Thomson Microelectronics SA, SGS Thomson Microelectronics Inc filed Critical SGS Thomson Microelectronics SA
Publication of JPH06178554A publication Critical patent/JPH06178554A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
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    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
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    • H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、パルス制御による電力変換器およ
びこのような電力変換器を動作させる電気モータの制御
装置に関し、低コストでかつ簡単な構成により、良質の
同期形の変換器や電気モータ制御装置を提供することを
目的とする。 【構成】 ディジタル制御ユニットからの制御パルスを
受け取り、かつ、１次巻線および２次巻線を有する変成
器と、ディジタル制御ユニットと１次巻線との間で制御
パルスを増幅する１次回路と、閉状態のときに直流電流
源の直流電流を通過させる第１のスイッチと、２次巻線
と第１のスイッチのゲートとの間に接続され、ディジタ
ル制御ユニットと協働して直流電流を周期的に遮断させ
る制御パルスを第１のスイッチに供給する２次回路と、
ディジタル制御ユニットおよび第１のスイッチに接続さ
れ、第１のスイッチからの直流電流をサンプリングして
交流出力を供給するように制御される第２のスイッチと
を備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス制御による電力
変換器、それに関連する制御装置、および、このような
電力変換器を動作させる電気モータの制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】上記
の変換器は、例えば、ブリッジアーム形または全ブリッ
ジ構成 (Full-Bridge Configuration)の電子的な電力ス
イッチを有する電気モータ制御装置に使用される。電気
的に制御されるモータは、さまざまな応用分野に使用さ
れる。しかしながら、今日まで、このような応用分野
は、変換器のコストが高いために思うように進展しなか
った。実際に、必要な電力成分を動作させるためのコス
トは、数年前まで比較的高いままになっていた。
【０００３】最近になって、ＭＯＳＦＥＴの電力トラン
ジスタが入手可能になったため、良質の直流／交流変換
器の開発がなされるようになってきた。さらに、これら
の直流／交流変換器の使用が容易であることが、特に魅
力ある解決法になってきた。さらにまた、良質の直流／
交流変換器を実現するために、ディジタルのシステムに
より制御される変換器を利用することも周知の事実であ
る。
【０００４】上記の変換器は、低い電圧レベルを有して
いる（ブリッジアームの下位の段）。このような変換器
の開発に際しては、特に問題は生じない。この場合、デ
ィジタルの制御ユニットは、ＭＯＳＦＥＴの電力トラン
ジスタのような電力増幅器に関係している。しかしなが
ら、高い電圧レベルの回路（ブリッジアームの上位の
段）の開発においては、より慎重な扱いを必要とする。
この理由として、ゲート制御回路とディジタル制御ユニ
ットとの間の電位差が大きくなることが考えられる。こ
のような回路を動作させるために、これまで、さまざま
な解決法が提案されてきた。
【０００５】一つの解決法として、おそらくは、高電圧
用の集積回路を標準の集積回路素子に接続して使用する
方法が挙げられる。しかしながら、現在のところ、これ
らの高電圧用集積回路のコストはかなり高いので、近い
将来において顕著に安くなることは期待できない。その
上、このような高電圧用集積回路を機能させるために
は、フローティング形の補助電源のような補助回路が必
要となる。
【０００６】別の解決法として、ＭＯＳＦＥＴの電力ト
ランジスタのゲート制御回路とディジタル制御ユニット
との間に小型の高周波用変成器を配置して使用する方法
が挙げられる。このような変成器の１次回路は、高周波
信号により制御され、かつ、この変成器の２次回路は、
ＭＯＳＦＥＴの電力素子のゲートを駆動するための特別
な回路を必要とする。
【０００７】３番目の解決法として、ＭＯＳＦＥＴの電
力素子の入力容量を、現在の状態の記憶手段として使用
する方法が挙げられる。この場合は、遮断された状態の
ときに、補助コンデンサが使用される。このような方法
を遂行するために、一般には、ほんの数ターンの巻線で
済むようなパルストランス（パルス変成器）が使用され
る。ただし、この３番目の解決法によっても、低コスト
で完璧な特性のパルス制御変換器や電気モータ制御装置
を、簡単な構成により実現することは難しい。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、ひじょうに低いコストでかつできる限り簡単な
構成により、充分な性能を備えた同期形のパルス制御変
換器および電気モータ制御装置を提供することを目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、下記の構成要素を備えたパル
ス制御変換器に関係するものである。すなわち、ブリッ
ジアームの上位の段に配置され、かつ、直流電流を周期
的に遮断する第１の固体スイッチ（以後、第１のスイッ
チと略記する）と、ブリッジアームの下位の段に配置さ
れる第２のスイッチとを備えている。
【００１０】さらに、上記第１のスイッチは、そのゲー
トに印加される複数のパルスにより制御される。これら
の複数のパルスは、ディジタル制御ユニットにより生成
される。このディジタル制御ユニットは、パルス変成器
を介して第１のスイッチのゲートに接続されている。
【００１１】この変成器は、１次巻線および２次巻線を
有する。上記１次巻線は、バッファ回路を介してディジ
タル制御ユニットに接続され、上記２次巻線は、簡略化
された２次回路を介して第１のスイッチに接続される。
第２のスイッチは、ディジタル制御ユニットにより直接
的に制御される。本発明の好適な実施例によれば、２次
回路は、ツェナーダイオードおよび抵抗のみを有してい
る。これらのツェナーダイオードおよび抵抗は、２次巻
線の第１の端子と第１のスイッチのゲートとの間で直列
に接続される。
【００１２】さらに、適切な制御手順により、負のパル
スが生成される。この負のパルスは、第１のスイッチが
開状態になっている場合、変換器内の第２のスイッチま
たはその他の任意のスイッチが、閉状態または開状態に
切り替わるときには、必然的に、関係する変成器を通し
て第１のスイッチに供給されるものである。さらに、こ
のようなパルスは、他のスイッチの切替動作に対し完全
に同期している。
【００１３】本発明の二者択一の実施例によれば、上記
第１のスイッチは、Ｎチャンネル形ＭＯＳＦＥＴの電力
トランジスタを有するか、または、絶縁ゲートを有する
バイポーラ形トランジスタ（ＩＧＢＴ）を含む。本発明
のさらなる実施例によれば、上記２次回路はコンデンサ
を有する。このコンデンサは、ツェナーダイオードおよ
び抵抗の接続部と２次巻線の第２の端子との間で並列に
接続される。さらに、上記抵抗に対し、ダイオードが並
列に接続される。
【００１４】好ましくは、上記変換器は、電流／電圧ア
ダプタ・バッファを有する。この電流／電圧アダプタ・
バッファは、ディジタル制御ユニットとパルス変成器と
のインタフェースとしての機能を果たす。さらに、上記
変換器は、ディジタル制御ユニットと同じ電位を有する
基準値が与えられた第２のスイッチを有する。このよう
な構成においては、絶縁分離用の変成器がなくても、第
２のスイッチを直接的に制御することが可能となる。
【００１５】上記変換器が幾つかのブリッジアームによ
り構成される場合、制御パルスを生成して変換器を制御
するために、同じような構成のディジタル制御ユニット
が使用され得る。電子的な制御装置が交流モータに適用
されるように意図され、かつ、ブリッジ構成で配置され
る３つの変換器が具備されている場合、第１のスイッチ
の各々は、好ましくは、スイッチを閉状態にするような
正のパルスと、スイッチを開状態にするような負のパル
スにより制御される。
【００１６】特に興味深い制御方法は、下記のようなと
きに得られる。すなわち、他の第１のスイッチが閉状態
である場合に、必然的に、当該第１のスイッチに対し、
関係する変成器を介して負のパルスが供給されるときで
ある。好ましくは、各変換器は、メモリ効果がない状態
で第２のスイッチに関係している。すなわち、上記の各
変換器は、ディジタル制御ユニットに接続された増幅器
によって直接制御される。
【００１７】このような種類のハードウェア構成の動作
に際しては、種々のスイッチの制御手順を明確に定義す
ることが必要となる。この制御手順の明確化が、本発明
の一つの特徴である。上記の制御手順に関しては、実施
例の項でより具体的に説明する。
【００１８】
【実施例】本発明は、添付の図面（図１〜図３）により
例示される具体的な実施例をこれから説明することによ
り、容易に理解されるであろう。以下添付図面を用いて
本発明の実施例を詳細に説明することとする。図１は本
発明の一実施例による変換器の部分的な回路ブロック
図、すなわち、部分概略図である。
【００１９】図１に示す電流変換器は、第１の固体スイ
ッチ（この場合も、以後、第１のスイッチと略記する）
１を備えている。この場合、第１のスイッチ１は、この
固体スイッチ内のピンまたは端子２、３を介して電流導
線２１に接続される。上記第１のスイッチ１の開状態お
よび閉状態は、この固体スイッチ内のゲート２′に印加
される電圧により制御される。
【００２０】２次回路１４は、ゲート２′のピン４を第
１のスイッチ１のピン３に連結することによって、この
第１のスイッチ１の制御を確実に遂行する。さらに、２
次回路１４は、２次巻線１１を備えている。この２次巻
線１１は、１次巻線７と協働して変成器６を形成する。
上記１次巻線７は、この１次巻線内のピン８、９を介し
て、ディジタル制御ユニット５により生成される複数の
パルスを受け取る。さらに、上記１次巻線７は、ディジ
タル制御ユニット５と協働して１次回路１０を形成す
る。この１次回路１０は、増幅器を有することも可能で
ある。
【００２１】さらに、２次回路１４は、ツェナーダイオ
ード１５および抵抗１７を備えている。これらのツェナ
ーダイオード１５および抵抗１７は、２次巻線１１の第
１のピン１２と、第１のスイッチ１のゲート２のピン４
との間で直列に配置される。２次巻線１１の第２のピン
１３は、第１のスイッチ１のピン３に連結される。変成
器６は、上記複数のパルスを受け取るように設計されて
おり、かつ、１次巻線７および２次巻線１１を有してい
る。これらの１次巻線７および２次巻線１１の各々にお
いては、小さなコアにほんの数ターンのコイルが巻かれ
ているのみである。上記変成器６は、ディジタル制御ユ
ニット５を有する１次回路１０を、２次回路１４から分
離する。
【００２２】この２次回路１４の設計は、ごく簡単に行
える。ディジタル制御ユニット５により生成され、か
つ、変成器６を介して２次回路１４に供給される正のパ
ルスは、第１のスイッチ１を閉状態にする。逆にいえ
ば、負のパルスは、第１のスイッチ１を開状態にする。
第２のスイッチ３２は、バッファ素子３０を介してディ
ジタル制御ユニット５により直接制御される。上記第２
のスイッチ３２は、零でない電圧を受け取ったときに閉
状態になり、零の値の電圧を受け取ったときに開状態に
なる。
【００２３】変成器の出力電流は、図１の英大文字Ｓに
より示されるように、ピン３３とアース３４との間でサ
ンプリングされる。この場合、ピン３３は、スイッチ１
およスイッチ３２に共通のものである。適切な制御手順
を確立することにより、ディジタル制御ユニット５は、
電力の電流を制御することが可能となる。このような電
流の主要なパラメータは、導線２１において容易に制御
され得る。
【００２４】本来、第１のスイッチ１は、２次回路１４
に対し、ゲート２′のピン４と上記固体スイッチ１内の
ピン３との間で固有の静電容量を提供するものであると
みなすことができる。正のパルスにより第１のスイッチ
１が動作状態（閉状態）になった場合、この第１のスイ
ッチ１は、上記の固有の静電容量により、負のパルスを
受け取るまで閉状態に保持される。
【００２５】幾つかの応用例においては、第１のスイッ
チ１が閉状態になるタイミングを遅延させる必要があ
る。このような遅延を実現させるために、ツェナーダイ
オード１５および抵抗１７に共通のピン１６と、ピン１
９との間にコンデンサ１８が接続される。このピン１９
は、２次巻線１１の第２のピン１３と第１のスイッチ１
のピン３に直接接続されている。さらに、ゲート２′の
ピン４とピン１６との間で、ダイオード２０が抵抗１７
に対し並列に接続される。この場合、上記ダイオード２
０は、ツェナーダイオード１５の極性と反対の方向の極
性により接続される。
【００２６】このような回路構成において、ディジタル
制御ユニット５が正のパルスを生成すると、この正のパ
ルスは、ツェナーダイオード１５を直接通過する電流と
なってコンデンサ１８を充電する。上記抵抗１７は、充
電電流に制限を与えると共に、上記パルスに関連して第
１のスイッチ１が切替動作をするタイミングを決定す
る。このタイミングにおいては、ツェナーダイオードが
逆バイアスの状態になってピン４に対し電流を流し続け
るので、コンデンサ１８は電流の通過状態を維持するこ
とになる。
【００２７】逆にいえば、ディジタル制御ユニット５に
より負のパルスが供給されると、ツェナー電圧が平衡状
態になってコンデンサ１８と第１のスイッチ１の入力容
量が放電し、この放電結果としてこの第１のスイッチ１
が開状態になる。第２のスイッチ３２は、ディジタル制
御ユニット５と同じ電位を有する基準値が与えられ、か
つ、抵抗３１を通してバッファ素子３０により直接制御
される。
【００２８】このような種類のハードウェア構成の動作
に際しては、下記に示す種々のスイッチの制御手順を明
確に定義することが必要である。以下、これらのスイッ
チの制御手順を概略的に説明する。
【００２９】ａ）第１のスイッチの制御手順は、次のと
おりである。 (1) 変成器の１次巻線に正のパルスが印加されると、抵
抗およびダイオードを介して第１のスイッチの入力容量
が充電され、この第１のスイッチが導通状態（閉状態）
になる。 (2) 続いて、充電された電荷は、ツェナーダイオードに
より、第１のスイッチのゲート容量にて保持される。こ
のために、第１のスイッチは導通状態を維持する。
【００３０】(3) さらに、ツェナーダイオードの電圧に
相当する電圧値を有する負のパルスが変成器の１次巻線
に印加されると、第１のスイッチの入力容量が放電さ
れ、この第１のスイッチが遮断状態（開状態）になる。
【００３１】ｂ）正のパルスは、次のような場合に印加
されなければならない。 (1) 第１のスイッチが開状態から閉状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず正のパルスの印加を必要と
する。 (2) 閉状態の期間が長い場合に、第１のスイッチの入力
容量を新たに充電するときも、正のパルスの印加を必要
とする。
【００３２】ｃ）また一方で、負のパルスは、次のよう
な場合に印加されなければならない。 (1) 第１のスイッチが閉状態から開状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず負のパルスの印加を必要と
する。 (2) 第１のスイッチが開状態になっている場合、変換器
内の第２のスイッチまたはその他の任意のスイッチが、
閉状態または開状態に切り替わるときであって、かつ、
複数のパルスが完全に同期方式で印加されなければなら
ないときは、負のパルスの印加を必要とする。
【００３３】図２は、本発明の一実施例による交流モー
タの電子制御装置の部分的な回路ブロック図、すなわ
ち、部分概略図である。ここでは、交流の電気モータを
電子的に制御する装置の主要部分の回路構成を例示す
る。さらに、第１のスイッチの閉状態に関係する正のパ
ルスをオン（ＯＮ）パルスとよび、開状態に関係する負
のパルスをオン（ＯＦＦ）パルスとよぶこととする。な
お、前述した構成要素と同様のものについては、同一の
参照番号を付して表すこととする。
【００３４】図２において、３つの２次回路３２１、３
２３および３２５は、変成器６１、６２および６３を介
してディジタル制御ユニット５により制御される。この
場合、図面をわかりやすくするために、２次巻線１１１
のみを、対応する１次巻線７１に対向する位置に示す。
実際の実施例においては、２次巻線１１３、１１５（図
示されていない）が、１次巻線７２、７３にそれぞれ関
係していることに注意すべきである。上記の異なる３つ
の２次回路の構成要素は、各々同じものなので、詳細な
説明は２次回路３２１に限定して行うこととする。
【００３５】この２次回路３２１においては、２次巻線
１１１の複数のピンの一つと、第１のスイッチ１０１の
ゲート４１との間で、ツェナーダイオード１５１が抵抗
１７１に対し直列に配置される。さらに、この第１のス
イッチ１０１のピン１０２、１０３が、電流ライン２１
１に接続される。ピン１０２とピン１０３との間には、
第１のスイッチ１０１に対しダイオード３３１が並列に
配置される。１次回路３１１は、２つの増幅器３４１、
３５１をそれぞれ介してディジタル制御ユニット５に連
結される。さらに、１次回路３１３、３１５は、上記１
次回路３１１と同じタイプであり、増幅器３４３、３５
３と増幅器３４５、３５５をそれぞれ有する。
【００３６】第２のスイッチとよばれる３つの他のスイ
ッチ３２２、３２４および３２６は、それぞれ第１のス
イッチの一つに関係している。第２のスイッチ３２２の
第１のピン１０４は、対応する第１のスイッチ１０１の
ピン１０３に接続される。さらに、上記第２のスイッチ
３２２の第２のピン１０５は、構成要素３７０を介して
アース１０７に接続される。この場合、ピン１０２とア
ース１０７との間で高電圧が確立される。スイッチ３２
２のゲート４２は、抵抗３６２を介してディジタル制御
ユニット５および増幅器３４２に接続される。スイッチ
３２４、３２６は、上記スイッチ３２２と同じような配
置になっており、増幅器３４４、３４６にそれぞれ接続
されている。
【００３７】第１のスイッチのピン１０３と共用になっ
ている第２のスイッチ３２２のピン１０４と、アースと
の間には、ダイオード３３２が接続される。さらに、ス
イッチ３２４、３２６に対しても、上記スイッチ３２２
の場合と同じように、ダイオード３３４、３３６がそれ
ぞれ接続される。モータ巻線Ｂ１、Ｂ２およびＢ３の各
々は、各巻線内の複数のピンの一つを介して第１および
第２のスイッチの共通ピン（例えば、１０３−１０４）
に接続される。第１のスイッチは、正および負のパルス
により制御される。この第１のスイッチ１０１を含む２
次回路は、負のパルスを受け取るまで、正のパルスによ
り達成された閉状態を記憶し続ける。第２のスイッチ３
２２、３２４および３２６は、直接的に制御される。さ
らに詳しくいえば、これらの第２のスイッチは、増幅器
３４２、３４４および３４６を介してディジタル制御ユ
ニット５により制御される。すなわち、上記スイッチ
は、零でない電圧を受け取ったときに閉状態になり、零
の値の電圧を受け取ったときに開状態になる。
【００３８】図３は、図２に示すスイッチの制御波形の
タイミングチャートである。図３からわかるように、第
１および第２のスイッチの各対１０１−３２２、２０１
−３２４および３０１−３２６の制御手順は、互いに類
似している。対１０１−３２２に対しては、第１のスイ
ッチ１０１の切替動作は、次のとおりである。
【００３９】ａ）変成器の１次巻線に正の電圧パルス４
１０が印加されると、抵抗およびダイオードを介して第
１のスイッチの入力容量が充電され、この第１のスイッ
チが導通状態になる。 ここで、正の電圧パルスは、次のような場合に印加され
る。 (1) 第１のスイッチが開状態から閉状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず正のパルスが印加される
（例えば、図３の４１０〜４１１）。
【００４０】(2) さらに、閉状態の期間が長い場合に、
第１のスイッチの入力容量を新たに充電するときも、正
のパルスが印加される（ここでは、図示されていな
い）。
【００４１】ｂ）続いて、充電された電荷は、ツェナー
ダイオードにより、第１のスイッチのゲート容量にて保
持される。このために、第１のスイッチは導通状態を維
持する。
【００４２】ｃ）さらに、ツェナーダイオードの電圧に
相当する電圧値を有する負のパルス４１２〜４１６が、
変成器の１次側に印加されると、第１のスイッチの入力
容量が放電され、この第１のスイッチが遮断状態にな
る。 ここで、負のパルスは、次のような場合に印加される。 (1) 第１のスイッチが閉状態から開状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず負のパルスの印加される
（例えば、図３の４１２〜４１６）。
【００４３】(2) 第１のスイッチが開状態になっている
場合、第２のスイッチまたはその他の任意のスイッチ
が、閉状態または開状態に切り替わるときであって、か
つ、複数のパルスが完全に同期方式で印加されるとき
は、負のパルスが印加される（例えば、図３の４１３−
４１４−４１５）。第２のスイッチ３２２のスイッチ状
態は、対応する番号（３２２）でもって図３の下部に示
す。ここで、４２１および４２２は、第２のスイッチが
開状態の期間を示している。
【００４４】対２０１−３２４に対しては、第１のスイ
ッチ２０１の切替動作は、次のとおりである。
【００４５】ａ）変成器の１次巻線に正の電圧パルス４
３０が印加されると、抵抗およびダイオードを介して第
１のスイッチの入力容量が充電され、この第１のスイッ
チが導通状態になる。 ここで、正の電圧パルスは、次のような場合に印加され
る。 (1) 第１のスイッチが開状態から閉状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず正のパルスが印加される
（例えば、図３の４３０〜４３１）。
【００４６】(2) さらに、閉状態の期間が長い場合に、
第１のスイッチの入力容量を新たに充電するときも、正
のパルスが印加される（ここでは、図示されていな
い）。
【００４７】ｂ）続いて、充電された電荷は、ツェナー
ダイオードにより、第１のスイッチのゲート容量にて保
持される。このために、第１のスイッチは導通状態を維
持する。
【００４８】ｃ）さらに、ツェナーダイオードの電圧に
相当する電圧値を有する負のパルス４３６が、変成器の
１次側に印加されると、第１のスイッチの入力容量が放
電され、この第１のスイッチが遮断状態になる。 ここで、負のパルスは、次のような場合に印加される。 (1) 第１のスイッチが閉状態から開状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず負のパルスの印加される
（例えば、図３の４３２〜４３６）。
【００４９】(2) 第１のスイッチが開状態になっている
場合、第２のスイッチまたはその他の任意のスイッチ
が、閉状態または開状態に切り替わるときであって、か
つ、複数のパルスが完全に同期方式で印加されるとき
は、負のパルスが印加される（例えば、図３の４３３−
４３４−４３５−４３７）。第２のスイッチ３２４のス
イッチ状態は、対応する番号（３２４）でもって図３の
下部に示す。ここで、４４０および４４１は、第２のス
イッチが開状態である期間を示している。
【００５０】対３０１−３２６に対しては、第１のスイ
ッチ３０１の切替動作は、次のとおりである。
【００５１】ａ）変成器の１次巻線に正の電圧パルス４
５０が印加されると、抵抗およびダイオードを介して第
１のスイッチの入力容量が充電され、この第１のスイッ
チが導通状態になる。 ここで、正の電圧パルスは、次のような場合に印加され
る。 (1) 第１のスイッチが開状態から閉状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず正のパルスが印加される
（例えば、図３の４５０〜４５１）。
【００５２】(2) さらに、閉状態の期間が長い場合に、
第１のスイッチの入力容量を新たに充電するときも、正
のパルスが印加される（ここでは、図示されていな
い）。
【００５３】ｂ）続いて、充電された電荷は、ツェナー
ダイオードにより、第１のスイッチのゲート容量にて保
持される。このために、第１のスイッチは導通状態を維
持する。
【００５４】ｃ）さらに、ツェナーダイオードの電圧に
相当する電圧値を有する負のパルス４５３が、変成器の
１次側に印加されると、第１のスイッチの入力容量が放
電され、この第１のスイッチが遮断状態になる。 ここで、負のパルスは、次のような場合に印加される。 (1) 第１のスイッチが閉状態から開状態に切り替わらな
ければならないときは、必ず負のパルスの印加される
（例えば、図３の４５２〜４５３）。
【００５５】(2) 第１のスイッチが開状態になっている
場合、第２のスイッチまたはその他の任意のスイッチ
が、閉状態または開状態に切り替わるときであって、か
つ、複数のパルスが完全に同期方式で印加されるとき
は、負のパルスが印加される（例えば、図３の４５４−
４５５−４５６−４５７−４５８）。第２のスイッチ３
２６のスイッチ状態は、対応する番号（３２６）でもっ
て図３の下部に示す。ここで、４６０および４６１は、
第２のスイッチが開状態である期間を示している。
【００５６】今まで本発明の特定の実施例について説明
してきたが、ここでは、ただ単に、本発明のほんの一例
を例証したにすぎないと考えられる。さらに、当業者に
おいては数多くの変形および変更が容易になし得るの
で、本文で示したような構成にのみ本発明を限定するこ
とは望ましくない。したがって、本文に添付されている
請求の範囲およびその等価物に記載された発明の範囲内
にある限りにおいては、すべての適切な変形例および等
価例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による変換器の部分的な回路
ブロック図、すなわち、部分概略図である。
【図２】本発明の一実施例による交流モータの電子制御
装置の部分的な回路ブロック図、すなわち、部分概略図
である。
【図３】図２に示すスイッチの制御波形のタイミングチ
ャートである。
【符号の説明】
１…第１のスイッチ ２′…ゲート ５…ディジタル制御ユニット ６…変成器 ７…１次巻線 １０…１次回路 １１…２次巻線 １４…２次回路 １５…ツェナーダイオード １７…抵抗 １８…コンデンサ ２０…ダイオード ３０…バッファ素子 ３１…抵抗 ３２…第２のスイッチ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の制御パルスを生成するディジタル
    制御ユニットと、 該ディジタル制御ユニットに接続されると共に、該ディ
    ジタル制御ユニットからの制御パルスを受け取り、か
    つ、１次巻線および２次巻線を有する変成器と、 前記ディジタル制御ユニットと該１次巻線との間に接続
    され、かつ、前記ディジタル制御ユニットにより該変成
    器に供給される複数のパルスを増幅する１次回路と、 一つのゲート端子を有すると共に直流電流源に接続さ
    れ、かつ、閉状態のときに該直流電流源からの直流電流
    を受け取って通過させる第１のスイッチと、 前記２次巻線と該第１のスイッチのゲート端子との間に
    接続され、かつ、前記ディジタル制御ユニットと協働し
    て前記第１のスイッチが前記直流電流を周期的に遮断す
    るための制御パルスを該第１のスイッチに供給する２次
    回路と、 前記ディジタル制御ユニットおよび前記第１のスイッチ
    に接続され、かつ、該第１のスイッチから送出される直
    流電流を受け取ると共に、前記ディジタル制御ユニット
    により、当該直流電流をサンプリングして交流の出力を
    供給するように制御される第２のスイッチとを備えるこ
    とを特徴とするパルス制御変換器。
  2. 【請求項２】 前記２次回路がツェナーダイオードおよ
    び抵抗を有しており、該ツェナーダイオードおよび該抵
    抗は、前記２次巻線と前記第１のスイッチのゲートとの
    間で直列に接続され、 さらに、前記２次回路は、前記第１のスイッチが開状態
    であって、かつ、前記第２のスイッチがその状態を切り
    替えるときに所定のパルスを供給する請求項１記載のパ
    ルス制御変換器。
  3. 【請求項３】 前記第１のスイッチが、Ｎチャンネル形
    ＭＯＳＦＥＴの電力トランジスタを有する請求項２記載
    のパルス制御変換器。
  4. 【請求項４】 前記第１のスイッチが、絶縁ゲートを有
    するバイポーラ形トランジスタを含む請求項２記載のパ
    ルス制御変換器。
  5. 【請求項５】 前記２次回路が、 前記ツェナーダイオードおよび前記２次巻線に接続され
    るコンデンサと、 前記抵抗と並列に接続されるダイオードとを有する請求
    項２記載のパルス制御変換器。
  6. 【請求項６】 前記１次回路が、バッファ素子を有する
    請求項２記載のパルス制御変換器。
  7. 【請求項７】 複数の制御パルスを生成するディジタル
    制御ユニットと、該ディジタル制御ユニットに接続され
    る少なくとも一つのパルス制御変換器とを有する電気モ
    ータ制御装置において、 該ディジタル制御ユニットからの制御パルスを受け取
    り、かつ、１次巻線および２次巻線を有する変成器と、 前記ディジタル制御ユニットと該１次巻線との間に接続
    され、かつ、前記ディジタル制御ユニットにより該変成
    器に供給される複数のパルスを増幅する１次回路と、 一つのゲート端子を有すると共に直流電流源に接続さ
    れ、かつ、閉状態のときに該直流電流源からの直流電流
    を受け取って通過させる第１のスイッチと、 前記２次巻線と該第１のスイッチのゲート端子との間に
    接続され、かつ、前記ディジタル制御ユニットと協働し
    て前記第１のスイッチが前記直流電流を周期的に遮断す
    るための制御パルスを該第１のスイッチに供給する２次
    回路と、 前記ディジタル制御ユニットおよび前記第１のスイッチ
    に接続され、かつ、該第１のスイッチから送出される直
    流電流を受け取ると共に、前記ディジタル制御ユニット
    により、当該直流電流をサンプリングして交流の出力を
    供給するように制御される第２のスイッチとを備えるこ
    とを特徴とする電気モータ制御装置。
  8. 【請求項８】 前記の少なくとも一つのパルス制御変換
    器が、ブリッジ構成で配置される３つの変換器を含み、 前記第１のスイッチの各々が、正のパルスにより閉状態
    になると共に、負のパルスにより開状態になるように制
    御される請求項７記載の電気モータ制御装置。
  9. 【請求項９】 前記第１のスイッチの各々が、ディジタ
    ル制御ユニットに接続され、該ディジタル制御ユニット
    は、前記第１のスイッチの一つが開状態であって、か
    つ、その他の前記第１のスイッチが閉状態であるときに
    該一つの第１のスイッチに負のパルスを供給する請求項
    ８記載の電気モータ制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記電気モータ制御装置が、さらに、 前記ディジタル制御ユニットに接続されると共に、該デ
    ィジタル制御ユニットにより供給される複数のパルスを
    増幅する増幅器を備える請求項８記載の電気モータ制御
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記２次回路がツェナーダイオードお
    よび抵抗を有しており、該ツェナーダイオードおよび該
    抵抗は、前記２次巻線と前記第１のスイッチのゲートと
    の間で直列に接続され、 さらに、前記２次回路は、前記第１のスイッチが開状態
    であって、かつ、前記第２のスイッチがその状態を切り
    替えるときに所定のパルスを供給する請求項１０記載の
    電気モータ制御装置。
  12. 【請求項１２】 複数の制御パルスを生成する制御パル
    ス生成手段と、 該制御パルス生成手段に連結されると共に、該制御パル
    ス生成手段からの制御パルスを受け取り、かつ、１次巻
    線および２次巻線を有する変成器と、 前記制御パルス生成手段と該１次巻線との間に接続さ
    れ、かつ、前記制御パルス生成手段により該変成器に供
    給される複数のパルスを増幅するパルス増幅手段と、 一つのゲート端子を有すると共に直流電流源に接続さ
    れ、かつ、閉状態のときに該直流電流源からの直流電流
    を受け取って通過させる第１の切替手段と、 前記２次巻線と該第１の切替手段のゲート端子との間に
    接続され、かつ、前記制御パルス生成手段と協働して前
    記第１の切替手段が前記直流電流を周期的に遮断するよ
    うに制御する制御手段と、 前記制御パルス生成手段および前記第１の切替手段に接
    続され、かつ、該第１の切替手段から送出される直流電
    流を受け取ると共に、前記制御パルス生成手段により、
    当該直流電流をサンプリングして交流の出力を供給する
    ように制御される第２の切替手段とを備えることを特徴
    とするパルス制御変換器。
  13. 【請求項１３】 前記制御手段がツェナーダイオードお
    よび抵抗を有しており、該ツェナーダイオードおよび該
    抵抗は、前記２次巻線と前記第１の切替手段のゲートと
    の間で直列に接続され、 さらに、前記制御手段は、前記第１の切替手段が開状態
    であって、かつ、前記第２の切替手段がその状態を切り
    替えるときに所定のパルスを供給する請求項１２記載の
    パルス制御変換器。
  14. 【請求項１４】 前記第１の切替手段が、Ｎチャンネル
    形ＭＯＳＦＥＴの電力トランジスタを有する請求項１３
    記載のパルス制御変換器。
  15. 【請求項１５】 前記第１の切替手段が、絶縁ゲートを
    有するバイポーラ形トランジスタを含む請求項１４記載
    のパルス制御変換器。
  16. 【請求項１６】 前記制御手段が、 前記ツェナーダイオードおよび前記２次巻線に接続され
    るコンデンサと、 前記抵抗と並列に接続されるダイオードとを有する請求
    項１５記載のパルス制御変換器。
  17. 【請求項１７】 前記パルス増幅手段が、バッファ素子
    を有する請求項１６記載のパルス制御変換器。
  18. 【請求項１８】 ディジタル制御ユニットを用いて複数
    の制御パルスを生成するステップと、 該制御パルスを制御回路に供給するステップと、 前記ディジタル制御ユニットを該制御回路から分離する
    ステップと、 該制御回路に接続された第１のスイッチに対し直流電流
    を供給するステップと、 前記制御パルスに従い、該制御回路を用いて該直流電流
    を周期的に遮断するように前記第１のスイッチの動作を
    制御するステップと、 前記の周期的に遮断された直流電流をサンプリングして
    交流の出力を供給するステップとを有することを特徴と
    する、直流電力から交流電力への変換方法。
  19. 【請求項１９】 前記第１のスイッチの動作を制御する
    ステップが、 互いに直列に接続され、かつ、前記第１のスイッチに接
    続されるツェナーダイオードおよび抵抗を用いて該第１
    のスイッチの動作を制御するステップを含む請求項１８
    記載の直流電力から交流電力への変換方法。
  20. 【請求項２０】 前記ディジタル制御ユニットを前記制
    御回路から分離するステップが、 前記ディジタル制御ユニットに接続された１次巻線と、
    前記制御回路に接続された２次巻線とを有する変成器を
    用いることによって、前記ディジタル制御ユニットと前
    記制御回路とを電気的に絶縁するステップを含む請求項
    １９記載の直流電力から交流電力への変換方法。
JP5171444A 1992-07-10 1993-07-12 パルス制御変換器および電気モータ制御装置 Pending JPH06178554A (ja)

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