JPH07177755A - インバータ装置およびその制御方法 - Google Patents

インバータ装置およびその制御方法

Info

Publication number
JPH07177755A
JPH07177755A JP5320692A JP32069293A JPH07177755A JP H07177755 A JPH07177755 A JP H07177755A JP 5320692 A JP5320692 A JP 5320692A JP 32069293 A JP32069293 A JP 32069293A JP H07177755 A JPH07177755 A JP H07177755A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
switching element
main circuit
gate
circuit power
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
JP5320692A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Fukazawa
勝美 深沢
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5320692A priority Critical patent/JPH07177755A/ja
Publication of JPH07177755A publication Critical patent/JPH07177755A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、起動時や、直流主回路電源負側の
スイッチング素子のオフ期間が長くなった場合でも、直
流主回路電源からゲート電源を安定に供給することを可
能とする。 【構成】 本発明のインバータ装置は、直流を交流に変
換するインバータ部と、インバータ部のゲート電源を直
流主回路電源から供給するゲート電源供給手段と、ゲー
ト電源の供給に関係するインバータ部の直流主回路電源
正側のスイッチング素子と直流主回路電源負側のスイッ
チング素子とを所定の方法によってオン・オフ制御を行
う制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流主回路電源から直接
ゲート電力を自給するようにしたインバータ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、インバータは、主回路、制御回
路、保護回路等を一体化することによって、小型化、軽
量化、コストダウンが行われている。この流れの中でゲ
ート駆動回路に供給されるゲート電源も従来のDC−D
Cコンバータ方式から、直流主回路電源から直接得る方
式が検討されている。
【0003】ゲート駆動回路は、駆動対象となるスイッ
チング素子に直接つながるため、電気的には駆動対象の
スイッチング素子と同じ電位におかれる。スイッチング
素子が直列に接続される場合には、各々のスイッチング
素子のゲート駆動回路はそれぞれ異る電位に置かれるた
め、各々のゲート駆動回路の電源もまた、それぞれ電位
が異っていなければならない。即ち、ゲート駆動回路の
電源は、それぞれのスイッチング素子毎に互いに絶縁さ
れなければならない。
【0004】従来のインバータ装置の主回路構成図の一
例を図4に示す。図4において、交流電源1は整流器2
に接続され、平滑コンデンサ3とインバータ4が整流器
2に対し並列に接続されている。インバータ4はホイー
リングダイオードを内蔵した6個のスイッチング素子S
U〜SZから構成されており、インバータ4の出力u,
v,wはモータ5に接続している。Pは直流主回路電源
正側、Nは直流主回路電源負側である。なお、インバー
タの動作はすでに公知であり、詳細な説明は省略する。
【0005】図5は上記インバータ装置で特にゲート駆
動回路の電源を主回路直流電源から直接得るゲート電源
自給方式のインバータ装置のゲート回路についてU相分
のみ詳細に示したものである。
【0006】図5に示すように、抵抗6と定電圧ダイオ
ードDzxとを直列接続したものが直流主回路電源の正側
P、負側Nに接続され、抵抗6と定電圧ダイオードDzx
の接続点はスイッチング素子8のゲートGに接続され、
スイッチング素子8のドレインDは抵抗7を介して直流
主回路電源の正側Pに接続される。スイッチング素子8
のソースSはダイオードDgxのアノードに接続され、ダ
イオードDgxのカソードはゲート電源コンデンサ9に接
続され、ゲート電源コンデンサ9の他方の端子は直流主
回路電源の負側Nに接続される。ゲート電源コンデンサ
9にはフォトカップラPCXが並列接続されている。フ
ォトカップラPCXの入力には図示しない制御回路から
スイッチング素子SXの制御信号gxが入力され、出力
はゲート抵抗Rgxを介してスイッチング素子SXを駆動
制御する。
【0007】ここで、ゲート電源コンデンサ9の電圧V
c は良く知られている様に下式で与えられる。 Vc =Vz −Dv −Vsh 但し、Vz :定電圧ダイオードDzxの制御電圧 Dv :ダイオードDgxの順電圧降下 Vsh:スイッチング素子8のスレッシュホールド電圧 また、直流主回路電源の正側のスイッチング素子SUの
ゲート駆動回路の電源も上記と同様に抵抗10、定電圧ダ
イオードDzu、抵抗11、スイッチング素子12、ダイオー
ドDgu、ゲート電源コンデンサ13、フォトカップラPC
U、ゲート抵抗Rguで構成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上述べてき
た従来のゲート電源自給方式のインバータ装置は次の様
な問題点がある。直流主回路電源N側のスイッチング素
子のゲート電源は直流主回路電圧が確立すれば自動的に
立ち上がるが、直流主回路電源P側のスイッチング素子
のゲート電源は、直流主回路電源N側のスイッチング素
子がオンしたときでなければゲート電源コンデンサを充
電することはできない。
【0009】そのため、起動時や直流主回路電源N側の
スイッチング素子のオフ期間が長いときには、直流主回
路電源P側のゲート電源コンデンサが放電してしまいゲ
ート電源電圧が低下してしまう欠点があった。
【0010】よって、本発明は上記の問題点を解決し、
起動時や直流主回路電源N側のスイッチング素子のオフ
期間が長くなった場合でも、直流主回路電源P側のゲー
ト電源を安定に供給するゲート電源自給型インバータ装
置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項1に係るインバータ装置では、直流を
交流に変換し、複数のスイッチング素子から成るインバ
ータ部と、上記インバータ部のゲート電源を直流主回路
電源から供給するゲート電源供給手段と、前記ゲート電
源の供給に係わる上記インバータ部のスイッチング素子
のオン・オフ制御を行う制御手段とを有するインバータ
装置を提供する。
【0012】本発明の請求項2に係るインバータ装置の
制御方法では、インバータ装置の起動時に一定期間直流
主回路電源負側のスイッチング素子をオン状態にして、
直流主回路電源正側のスイッチング素子をオフ状態にす
る。
【0013】本発明の請求項3に係るインバータ装置の
制御方法では、直流主回路電源負側のスイッチング素子
のオフ状態が一定期間以上継続すると、直流主回路電源
負側のスイッチング素子をオン状態にして、直流主回路
電源正側のスイッチング素子をオフ状態にする。
【0014】本発明の請求項4に係るインバータ装置の
制御方法では、直流主回路電源正側のスイッチング素子
のゲート電源電圧を監視して、ゲート電源電圧があらか
じめ設定された電圧以下になると、直流主回路電源負側
のスイッチング素子をオン状態にして、直流主回路電源
正側のスイッチング素子をオフ状態にする。
【0015】
【作用】以上のように構成された本発明の請求項1に係
るインバータ装置においては、直流を交流に変換するイ
ンバータ部のゲート電源の供給に係わる直流回路電源正
側・負側のスイッチング素子のオン・オフ制御を行なう
ことでゲート電源を安定に供給する。
【0016】また、本発明の請求項2に係るインバータ
装置の制御方法においては、インバータ装置の起動時に
一定期間直流主回路電源負側のスイッチング素子をオン
状態にして、正側のスイッチング素子をオフ状態にする
ことで起動時に直流主回路電源正側のスイッチング素子
のゲート電源を確立させる。
【0017】更に、本発明の請求項3に係るインバータ
装置の制御方法においては、直流主回路電源負側のスイ
ッチング素子のオフ状態が一定時間以上継続すると、そ
の負側のスイッチング素子をオン状態にして、正側のス
イッチング素子をオフ状態にすることで、直流主回路電
源正側のスイッチング素子のゲート電源を安定に供給す
る。
【0018】また、本発明の請求項4に係るインバータ
装置の制御方法においては、直流主回路電源正側のスイ
ッチング素子のゲート電源電圧を監視して、ゲート電源
電圧が予め設定された値以下になると、負側のスイッチ
ング素子をオン状態にして、正側のスイッチング素子を
オフ状態にすることで、直流主回路電源正側のスイッチ
ング素子のゲート電源を安定に供給する。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は本発明の第1の実施例を示す構成図で特に
インバータのゲート回路と制御部とについて、U相分の
み示したものである。
【0020】ゲート電源自給方式のインバータ部分は、
抵抗6と定電圧ダイオードDzxとを直列接続したものを
直流主回路電源のP側、N側に接続している。抵抗6と
定電圧ダイオードDzxの接続点はスイッチング素子8の
ゲートGに接続し、スイッチング素子8のドレインDは
抵抗7を介して直流主回路電源のP側に接続する。スイ
ッチング素子8のソースSはダイオードDgxのアノード
に接続し、ダイオードDgxのカソードはゲート電源コン
デンサ9に接続し、ゲート電源コンデンサ9の他方の端
子は直流主回路電源のN側に接続している。ゲート電源
コンデンサ9にはフォトカップラPCXが並列接続され
ている。
【0021】フォトカップラPCXの入力にはスイッチ
ング素子制御部からスイッチング素子SXの制御信号g
xaが入力され、出力はゲート抵抗Rgxを介してスイッ
チング素子SXを駆動制御する。
【0022】スイッチング素子制御部は、単安定回路14
にインバータ制御のスタート信号STを入力し、単安定
回路14の設定で決まる一定期間信号を出力する。その出
力信号とスイッチング素子SXの制御信号gxとをOR
回路15に入力し、OR回路15の出力gxaをスイッチン
グ素子SXの新たな制御信号として用いる。
【0023】本方式の制御を行うことでインバータのス
タート時に従来の制御信号の有無にかかわらず、一定期
間ゲート信号を出力してスイッチング素子SXを強制的
にオン状態にすることができる。
【0024】また、単安定回路14の出力はNOT回路16
に入力され、その出力はAND回路17に入力される。A
ND回路17の他方の入力には従来のスイッチング素子S
Uの制御信号guを入力し、AND回路17の出力gua
をスイッチング素子SUの新たな制御信号として用い
る。
【0025】つまり、インバータのスタート時にスイッ
チング素子SUの制御信号を強制的に遮断して、スイッ
チング素子SUをオフさせる。以上により、本実施例で
はインバータのスタート時に一定期間強制的にスイッチ
ング素子SXをオン、スイッチング素子SUをオフさせ
ることによってスイッチング素子SUのゲート電源を確
立させる。
【0026】図2は本発明の第2の実施例を示す構成図
で特にゲート電源自給方式のインバータ装置のゲート回
路と制御部とについてU相分のみ示したものである。ゲ
ート電源自給型のインバータ部分は、図1に示した第1
の実施例と同様の構成となっている。
【0027】スイッチング素子制御部は、インバータ回
路の通常運転時においてタイムスイッチ回路18にスイッ
チング素子SXの制御信号gxを入力し、その出力を単
安定回路14に入力する。タイムスイッチ回路18は、制御
信号gxのオフ信号が入力されるとタイマが設定され、
タイムスイッチ回路18で設定した時間が経過するとタイ
マ信号を出力して、単安定回路14を動作させる。また、
タイムスイッチ回路18は、制御信号gxのオン信号が入
力されると解除されるものとする。タイマ信号による単
安定回路14の出力と従来の制御信号gxとをOR回路15
に入力し、その出力が新たな制御信号gxbとしてスイ
ッチング素子SXを制御する。
【0028】つまり、スイッチング素子SXがある期間
以上オフ状態を継続した場合は強制的にオン信号を与え
る。また、単安定回路14の出力は、NOT回路16に入力
され、その出力はAND回路17に入力される。AND回
路17の他方の入力には従来のスイッチング素子SUの制
御信号guを入力し、AND回路17の出力gubをスイ
ッチング素子SUの新たな制御信号としてスイッチング
素子SUを制御する。
【0029】つまり、スイッチング素子SUを強制的に
オフさせる。従って、本実施例によれば、スイッチング
素子SXがある期間以上オフ状態を継続しないように設
定でき、スイッチング素子SUのゲート電源を安定に供
給できる。
【0030】次に、本発明の第3の実施例を説明する。
図3は本発明の第3の実施例を示す構成図で特にゲート
電源自給方式のインバータのゲート回路と制御部とにつ
いてU相分のみ示したものである。
【0031】尚、ゲート電源自給型のインバータ部分
は、図1に示した第1の実施例と同様の構成となってい
る。スイッチング素子制御部は、直流主回路電源P側の
ゲート電源電圧であるコンデンサ13の電圧と予め設定さ
れた電圧Eとをコンパレータ19に入力し比較する。コン
パレータ19はゲート電源電圧が予め設定された電圧Eよ
りも低いときに信号を出力する。コンパレータ19の出力
信号と従来の制御信号gxとはOR回路15に入力され、
その出力は新しい制御信号gxcとしてスイッチング素
子SXを制御する。
【0032】また、コンパレータ19の出力信号はNOT
回路16に入力され、NOT回路16の出力はAND回路17
に入力される。AND回路17の他方の入力には従来の制
御信号guを入力し、AND回路17の出力gucを新た
な制御信号としてスイッチング素子SUを制御する。
【0033】以上述べたように、本実施例によれば、直
流主回路電源P側のゲート電源電圧が予め設定された電
圧値以下のときには、スイッチング素子SUはオフ状態
であり、スイッチング素子SXがオン状態であるため、
直流主回路電源P側のゲート電源は充電されることにな
る。
【0034】なお、本発明の第1乃至第3実施例として
示したゲート電源自給方式のインバータ装置の制御信号
は単独で用いてもよく、また複数を組合わせて用いても
よく、本発明で特に制約するものではない。
【0035】さらに、本発明の説明としてスイッチング
素子SUとSXとについてのみ説明したが、他のスイッ
チング素子SVとSYとの関係、スイッチング素子SW
とSZとの関係も全く同一であることは自明であるため
詳細な説明は省略する。
【0036】
【発明の効果】以上説明した様に本発明を用いれば、従
来の制御を大幅に変更することなく、わずかの制御部品
と制御シーケンスの追加のみで直流主回路電源から安定
にゲート電力を供給することができるため安定な制御が
可能なインバータ装置およびその制御方法を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のU相分を示す構成図。
【図2】本発明の第2の実施例のU相分を示す構成図。
【図3】本発明の第3の実施例のU相分を示す構成図。
【図4】従来のインバータ回路の一例を示す構成図。
【図5】従来のゲート電源自給型インバータ回路の一例
を示す構成図。
【符号の説明】
8,12…スイッチング素子 9,13…ゲート電源コンデンサ Dzx,Dzu…定電圧ダイオード Dgx,Dgu…ダイオード PCX,PCU…フォトカップラ Rgx,Rgu…ゲート抵抗 SU〜SZ…スイッチング素子 14…単安定回路 15…OR回路 16…NOT回路 17…AND回路 18…タイムスイッチ回路 19…コンパレータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスイッチング素子から成り、直流
    を交流に変換するインバータ部と、前記インバータ部の
    ゲート電源を直流主回路電源から供給するゲート電源供
    給手段と、前記ゲート電源の供給に係る前記インバータ
    部の直流主回路電源正側のスイッチング素子と直流主回
    路電源負側のスイッチング素子とを所定の方法によって
    オン・オフ制御を行う制御手段とを具備したことを特徴
    とするインバータ装置。
  2. 【請求項2】 複数のスイッチング素子を有し、直流主
    回路電源から前記スイッチング素子のゲートへゲート電
    源を供給するインバータ装置の制御方法において、前記
    インバータ装置の起動時に一定期間直流主回路電源負側
    のスイッチング素子をオン状態にして、直流主回路電源
    正側のスイッチング素子をオフ状態にすることを特徴と
    するインバータ装置の制御方法。
  3. 【請求項3】 複数のスイッチング素子を有し、直流主
    回路電源から前記スイッチング素子のゲートへゲート電
    源を供給するインバータ装置の制御方法において、直流
    主回路電源負側の前記スイッチング素子のオフ状態が一
    定期間以上継続すると、直流主回路電源負側の前記スイ
    ッチング素子をオン状態にして、直流主回路電源正側の
    前記スイッチング素子をオフ状態にすることを特徴とす
    るインバータ装置の制御方法。
  4. 【請求項4】 複数のスイッチング素子を有し、直流主
    回路電源から前記スイッチング素子のゲートへゲート電
    源を供給するインバータ装置の制御方法において、直流
    主回路電源正側の前記スイッチング素子のゲート電源電
    圧を監視して、前記ゲート電源電圧が予め設定された電
    圧以下になると、直流主回路電源負側の前記スイッチン
    グ素子をオン状態にして、直流主回路電源正側の前記ス
    イッチング素子をオフ状態にすることを特徴とするイン
    バータ装置の制御方法。
JP5320692A 1993-12-21 1993-12-21 インバータ装置およびその制御方法 Pending JPH07177755A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5320692A JPH07177755A (ja) 1993-12-21 1993-12-21 インバータ装置およびその制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5320692A JPH07177755A (ja) 1993-12-21 1993-12-21 インバータ装置およびその制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07177755A true JPH07177755A (ja) 1995-07-14

Family

ID=18124283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5320692A Pending JPH07177755A (ja) 1993-12-21 1993-12-21 インバータ装置およびその制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07177755A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014042379A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Toyota Central R&D Labs Inc 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014042379A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Toyota Central R&D Labs Inc 電力変換装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3747381B2 (ja) 電池内蔵の電子装置の電源制御回路
US6333862B1 (en) Switched mode power supply and controlling method thereof
US6044002A (en) Flyback converter with limited output power
JP2000350458A (ja) 電源装置
US5555167A (en) Power supply apparatus with a power-saving function
JP2989972B2 (ja) 二次電池の充電装置
JP3974351B2 (ja) 電源装置
JPH07177755A (ja) インバータ装置およびその制御方法
JPH10117485A (ja) 太陽光発電用インバータ
JPH0556566A (ja) 充電・交流両用電動工具の電源回路
JP2003169476A (ja) 電源供給アダプタを接続可能な電子機器
JP2004180385A (ja) スイッチング電源
JP3763387B2 (ja) 直流無停電電源の制御方法及び装置
JP2000201484A (ja) インバ―タ装置
JP3716863B2 (ja) 無停電電源装置
JPH05333973A (ja) 携帯型コンピュータの電源装置
JP2003259627A (ja) Dc/dcコンバータ
JP2805816B2 (ja) スイッチング電源装置
JP4545007B2 (ja) サーボモータ制御装置
JPH06225523A (ja) 安定化電源
JP2680581B2 (ja) 電源装置
JP3351221B2 (ja) スイッチング電源装置
JP2550199B2 (ja) 情報処理装置の給電システム
JP2533115Y2 (ja) 電源装置
JPH11178230A (ja) 充電装置