JP2000209867A - インバ―タ装置 - Google Patents

インバ―タ装置

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JP2000209867A
JP2000209867A JP11002272A JP227299A JP2000209867A JP 2000209867 A JP2000209867 A JP 2000209867A JP 11002272 A JP11002272 A JP 11002272A JP 227299 A JP227299 A JP 227299A JP 2000209867 A JP2000209867 A JP 2000209867A
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JP
Japan
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output
output voltage
voltage
inverter device
effective value
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Pending
Application number
JP11002272A
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English (en)
Inventor
Masateru Fujii
真輝 藤井
Yoshihiro Ikushima
好広 幾島
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力電圧が変動しても出力電圧実効値を一定
に保つことができるインバータ装置を提供する。 【解決手段】 インバータ装置1は、D/A変換部2
と、出力電圧検知部3と、オン・デューティ制御部4と
からなる。D/A変換部2は、車載の充電バッテリ5か
ら供給される直流電圧(DC)を交流電圧(AC)に変
換する。出力電圧検知部3は、D/A変換部2から出力
されている出力電圧を直接または間接的に検出する。オ
ン・デューティ制御部4は、出力電圧検知部3によって
検出されている電圧に基づき、D/A変換部2の出力部
分において出力電圧のオン・デューティ、すなわち出力
期間または出力停止期間を制御し、出力電圧実効値Vef
fが一定となるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータ装置に関
する。特に、バッテリ等の直流電源を交流電源に変換す
る車載用のインバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車載用のインバータ装置は、車載バッテ
リ等を電源とし、その直流電圧を交流電圧に変換して機
器に出力している。しかし、従来のインバータ装置にお
いては、バッテリ等の入力電圧が変動すると、出力電圧
もそれに比例して変化し、入力電圧の変動により出力電
圧実効値を一定に保つことができなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の技術的
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、入力電圧が変動しても出力電圧実効値
を一定に保つことができるインバータ装置を提供するこ
とにある。
【0004】
【発明の開示】請求項1に記載したインバータ装置は、
直流電源を交流電源に変換するためのインバータ装置に
おいて、直流電源を交流電源に変換する変換部と、前記
変換部において変換部から出力される出力電圧の出力期
間と出力停止期間を制御することによって前記変換部か
ら出力される出力電圧の実効値をほぼ一定に保つ出力電
圧制御手段とを備えたものである。ここで、直流電源ま
たは交流電源というときの電源には、電圧、電流、電力
を含む。
【0005】本発明のインバータ装置は、変換部の出力
部分において出力電圧の出力期間と出力停止期間を制御
することにより出力電圧の実効値をほぼ一定に保つこと
ができるようにしているので、入力電圧や出力電圧が変
動しても常にほぼ一定実効値の出力電圧を出力すること
ができる。また、出力電圧の実効値を制御するために
は、出力部分における入力電圧のオン時間とオフ時間を
制御するようにしてもよいが、入力電圧をオン、オフ制
御する方法では、直流電源から交流電源への変換効率が
低下し、インバータ装置の定格電力を確保できない。こ
れに対し、この発明のように出力部分において出力電力
の出力時間と出力停止時間を制御する方法では、このよ
うな恐れがない。
【0006】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は本発明
の一実施形態による車載用のインバータ装置1の概略構
成を示す図である。このインバータ装置1は、D/A変
換部2と、出力電圧検知部3と、オン・デューティ制御
部4とから構成されている。
【0007】D/A変換部2は、車載の充電バッテリ5
から供給される直流電圧(DC)を交流電圧(AC)に
変換するものである。出力電圧検知部3は、D/A変換
部2から出力されている出力電圧を直接または間接的に
検出する。
【0008】また、オン・デューティ制御部4は、出力
電圧検知部3によって検出されている電圧に基づいて出
力のオン・デューティ、すなわち出力期間または出力停
止期間を制御し、出力電圧実効値が一定となるように制
御する。
【0009】ここで、インバータ装置の入力電圧をVi
n、出力電圧をVoutとし、D/A変換部2に設けられて
いる昇圧用のトランスの巻数比をNとすると、入力電圧
Vinと出力電圧Voutの間には、 Vout=N×Vin … の関係がある。また、インバータ装置の出力のオン、オ
フの周期をT(=出力期間+出力停止期間)、出力のオ
ン期間をTon(=出力期間)とすると、出力電圧実効値
Veffは、次の式で表される。
【0010】
【数1】
【0011】従って、インバータ装置1のオン・デュー
ティTon/Tが出力電圧の2乗(Vout)2に反比例する
ようにすれば、出力電圧実効値Veffを一定に保つこと
ができる。すなわち、実効値Veffを一定値Kに保つと
すれば、出力のオン期間Tonが次の式を満たすように
すればよい。
【0012】
【数2】
【0013】図2(a)(b)はインバータ装置1の出
力電圧実効値Veffを一定に保つ方法の一例を示す波形
図である。図2(a)は一定周期Tでオン、オフされて
いる通常の出力電圧波形を示している。しかし、入力電
圧Vinが変化し、それに伴って出力電圧Voutも変化す
ると、出力電圧検知部3はこれを検知する。出力電圧検
知部3が出力電圧Voutの変化を検知すると、オン・デ
ューティ制御部4はオン、オフの周期Tを一定に保った
ままでオン期間Tonを上記式に従って制御する。その
結果、出力電圧実効値Veffは一定値Kに保たれる。
【0014】図3(a)(b)はインバータ装置1の出
力電圧実効値Veffを一定に保つ別な方法を示す波形図
である。図3(a)は一定周期Tでオン、オフされてい
る通常の出力電圧波形を示し、図3(b)はオン期間V
onが短くなったときの出力波形を示している。この例で
は、入力電圧Vin及び出力電圧Voutが大きくなった場
合には、オン・デューティ制御部4は、オン、オフの周
期Tを一定に保ったままで図3(b)に示すようにコム
(COM)波パルス状に出力をオンにし、オン期間の合計
Tonが上記式を満たすように制御する。その結果、出
力電圧実効値Veffは一定値Kに保たれる。さらに、こ
の例では、オン期間を分割しているので、モータ等では
効率的に回転させることができる特徴がある。
【0015】従って、いずれの方法にしてもバッテリ5
からの入力電圧Vinが変化し、それによって出力電圧V
outが変化した場合には、出力電圧Voutのオン・デュー
ティを制御することにより出力電圧実効値Veffを一定
に保持することができ、インバータ装置1の出力を安定
させることができる。また、出力電圧実効値Veffを制
御するためには、入力電圧のオン・デューティを制御す
ることもできるが、入力電圧をオン、オフ制御する方法
では、直流電圧から交流電圧への変換効率が低下し、イ
ンバータ装置の定格電力を確保できない。これに対し、
この発明のように出力電圧のオン・デューティを制御す
る方法では、直流電圧から交流電圧への変換効率が低下
することもなく、インバータ装置1の定格電力を確保で
きる。
【0016】図4は上記インバータ装置1の具体的構成
を示す回路ブロック図である。以下、このインバータ装
置1の構成を説明する。2箇所の直流電源入力端子7
a、7bとグランド端子8の間には、車載の充電用バッ
テリ5が接続されている。一方の直流電源入力端子7b
から供給された直流電圧は定電圧源等の電源回路9に供
給され、マイクロプロセッサ(CPU)10には電源回
路9から電力が供給される。11はマイクロプロセッサ
10に動作周波数の基準信号を付与するための発振回路
である。
【0017】D/A変換部2は、ノイズフィルタ13、
平滑回路14、昇圧回路16、全波整流回路20、平滑
回路22、交流化回路24及びノイズフィルタ27によ
って構成されている。すなわち、バッテリ5から他方の
直流電源入力端子7aに供給された直流電圧は、ノイズ
フィルタ13によってノイズを除去された後、電源ライ
ンとグランドの間に接続された電解コンデンサ15から
なる平滑回路14で平滑化され、昇圧回路16に供給さ
れる。昇圧回路16はトランス19と2つのFET18
a、18bによって構成されている。2つのFET18
a、18bは直列に接続されており、高周波信号を発生
する駆動回路17によって交互にオン/オフ制御され
る。トランス19の一次コイルの両端はFET列18
a、18bの両端に接続されており、前記平滑回路14
の出力は一次コイルの中点に接続されている。しかし
て、駆動回路17によって2つのFET18a、18b
を交互にオン/オフ制御すると、トランス19の一次コ
イルに交流電流が流れ、トランス19の二次コイルには
昇圧された誘導起電力が発生する。
【0018】この駆動回路17及びFET18a,18
bは消費電力を制御するものであって、駆動回路17に
よるFET18a,18bのオン、オフタイミングを制
御することによりD/A変換部2の内部における消費電
力を変化させられる。
【0019】トランス17の二次コイルに流れる交流電
流は4個のダイオード21a〜21dで構成された全波
整流回路20で整流された後、電解コンデンサ23によ
る平滑回路22で平滑化され、交流化回路24へ送られ
る。交流化回路24は、4つのFET25a〜25dに
よって構成されている。すなわち、2つのFET25
a、25cが直列に接続され、別な2つのFET25
b、25dが直列に接続され、この2つのFET列25
a、25c及び25b、25dが並列に接続され、その
両端が全波整流回路20の出力に接続されている。駆動
回路26によってFET25a、25dとFET25
b、25cを交互にオン/オフ制御すると、直列に接続
された2つのFET列25a、25c及び25b、25
dの各中点間には交流電圧が発生する。この交流出力
は、ノイズフィルタ27を経てインバータ装置1の交流
出力端子28a,28bへ供給される。
【0020】また、マイクロプロセッサ10は、電圧監
視回路29や電流監視回路30によりD/A変換部2の
出力部における出力電圧及び出力電流を監視している。
12は異常発生時などにインバータ装置1をオフにする
ためのスイッチであって、例えば常開型のリレー等によ
って構成されており、入出力回路31を介してマイクロ
プロセッサ10により開閉制御される。
【0021】しかして、このインバータ装置1において
は、電圧監視回路30が出力電圧を検知して出力電圧検
知部3として働いており、バッテリ5の電圧変動によっ
て出力電圧が検出された時には、駆動回路26によって
出力電圧のオン・デューティを制御することにより出力
電圧実効値を一定に保つ。
【0022】(第2の実施形態)図5は本発明の別な実
施形態によるインバータ装置41の構成を示す図であ
る。このインバータ装置41にあっては、バッテリ5か
らの入力電圧Vinを検出するための入力電圧検知部42
を備えている。上記式を式に代入すると、インバー
タ装置41の出力電圧実効値Veffは、次の式で表さ
れる。
【0023】
【数3】
【0024】従って、インバータ装置1のオン・デュー
ティTon/Tが出力電圧の2乗(N×Vin)2に反比例
するようにすれば、出力電圧実効値を一定に保つことが
できる。すなわち、入力電圧検知部42で検出している
入力電圧Vinに応じて出力電圧のオン期間Tonを次の
式のように制御すれば、出力電圧実効値を一定に保つこ
とができる。
【0025】
【数4】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるインバータ装置の構
成を示す概略図である。
【図2】(a)(b)は同上のインバータ装置におい
て、出力電圧のオン・デューティを制御する方法を示す
波形図である。
【図3】(a)(b)は同上のインバータ装置におい
て、出力電圧のオン・デューティを制御する別な方法を
示す波形図である。
【図4】同上のインバータ装置の具体的構成を示す回路
図である。
【図5】本発明の別な実施形態によるインバータ装置の
構成を示す概略図である。
【符号の説明】
2 D/A変換部 3 出力電圧検知部 4 オン・デューティ制御部 42 入力電圧検知部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を交流電源に変換するためのイ
    ンバータ装置において、 直流電源を交流電源に変換する変換部と、 前記変換部の出力部分において変換部から出力される出
    力電圧の出力期間と出力停止期間を制御することによっ
    て前記変換部から出力される出力電圧の実効値をほぼ一
    定に保つ出力電圧制御手段とを備えたインバータ装置。
JP11002272A 1999-01-07 1999-01-07 インバ―タ装置 Pending JP2000209867A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043866A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Tamura Seisakusho Co Ltd インバータ回路
US7800922B2 (en) 2006-10-24 2010-09-21 Tdk Corporation Switching power supply unit
JP2012044833A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力変換装置及び接続装置

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US7800922B2 (en) 2006-10-24 2010-09-21 Tdk Corporation Switching power supply unit
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