JPS63190565A - パルス幅変調形インバ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は出力電圧の安定化のための構成を改良したパル
ス幅変調形インバータ装置に関する。

（従来の技術） この種のインバータ装置として、例えばセンター・タッ
プ付トランスを用いた入出力絶縁形のインバータ装置の
従来例を第４図に示す。ここで、１は交流電源、２は順
変換回路、３は平滑用コンデンサ、４はセンター参タッ
プ付の出カドランス、５．６は出カドランス４と順変換
回路２との間に設けられて逆変換回路７を構成する２個
のトランジスタである。トランジスタ５．６が□交互に
オンすることにより順変換回路２からの直流電力か交流
に変換されて負荷８に供給されるもので、この場合、負
荷８と交流電源１とは出カドランス４を介して絶縁され
た状態となっている。ここで、トランジスタ５，６はパ
ルス幅変調方式によりスイッチングされることにより負
荷８に可変電圧・可変周波数の交流が供給されるように
なっており、そのために発振回路９、フリップフロップ
１０゜パルス幅変調回路１１．ナントゲート１２、イン
バータゲート１３が設けられている。発振回路９はイン
バータ装置の出力周波数の２倍の周波数で発振しており
、フリップフロップ１０の出力電圧Ｑ、ＣＬからは出力
周波数に等しく互いに１８０゜だけ位相がずれたパルス
信号が出力される（第５図（Ｂ）、（Ｃ）参照）。一方
、パルス幅変調回路１１は同図（Ａ）に示すようなパル
ス列を出力し、従って逆変換回路７のトランジスタ５．
６のベースには同図（Ｄ）、（Ｅ）に示すような制御信
号が夫々与えられ、これに基きトランジスタ５゜６がス
イッチングを行うことによって出カドランス４の二次側
に同図（Ｆ）に示すような波形の電圧が出力される。こ
こで、インバータ装置の周波数は発振回路９の発振周域
数により、出力電圧はパルス幅変調回路１１から出力さ
れるパルス列のパルス幅により変化させることができる
。

さて、インバータ装置の出力電圧は、例えば電源電圧の
変動による逆変換回路７への入力電圧の変動に応じて変
化するから、これを補償するため電圧安定化回路１４が
設けられている。これは基準電源１５からの基準電圧Ｓ
ｒとインバータ装置の出力電圧に応ずる帰還信号Ｓｒｂ
とを比較してパルス幅変、−Ｊｓ回路１１に出力電圧の
誤差を小とするような信号を出力する誤差増幅回路１６
を備えて構成されている。そして、上記帰還信号Ｓｒｂ
は、出カドランス４の二次側に電圧検出回路１７を設け
、その検出信号を入出力間の絶縁のために絶縁増幅回路
１８により増幅して得るようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記構成では、入出力間の絶縁のため絶縁増
幅回路１８を必要とするから、これがコストアップや信
頼性低下の要因となり、特に出力電圧が高い場合にはそ
の傾向が顕著になる。かといって、絶縁増幅回路１８を
省略するために、単に逆変換回路７への入力電圧を検出
して帰還信号を得る構成とすることはできない。その理
由は、パルス幅変調方式によりインバータ装置の出力電
圧を調整しているため、その出力電圧のいかんに関わら
ず逆変換回路７への入力電圧は略一定となっているから
である。

そこで、本発明の目的は、パルス幅変調方式でありなが
ら、インバータ装置の出力電圧に応じた［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明のインバータ装置は、逆変換回路への入力電圧を
その逆変換回路を制御するパルス幅変調信号により変調
して平均化する電圧変換回路を設け、この電圧変換回路
の出力電圧を電圧安定化回路の帰還信号としたところに
特徴を有するものである。

（作用） 電圧変換回路では逆変換回路への入力電圧をパルス幅変
調信号により変調して平均化するから、その出力電圧即
ち帰還信号はインバータ装置の出力電圧に比例したもの
となり、これより、インバータ装置の出力電圧に応じた
帰還信号を逆変換回路の入力側から得ることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。尚、本実施例は帰還信号を得るための構成以
外は前記従来例と同様であるので、同一部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略する。

１９は電圧変換回路であり、これは後に詳述するが、逆
変換回路７の入力側即ち順変換回路２の出力側の正負両
ラインＰ、Ｎからの電圧信号とパルス幅変調回路１１か
らのパルス幅変調信号を受けてインバータ装置の出力電
圧に比例した帰還信号Ｓｒｂを出力する構成である。こ
の帰還信号Ｓｆｂは、電圧安定化回路１４の誤差増幅回
路１６に入力され、ここで基準電源１５からの基準電圧
Ｓ「と比較して増幅され、基準電圧Ｓｒと帰還信号Ｓｒ
ｂとの差に応じた電圧信号がパルス幅変調回路１１に出
力される。そして、パルス幅変調回路１１ては両者の差
が零となるようにパルス幅変調信号のパルス幅を調節し
、これにて逆変換回路７のトランジスタ５．６のオン期
間が変化してインノ（−夕装置の出力電圧の調整が行わ
れる。

さて、−Ｌ−記電圧変換回路１９の具体的構成は第２図
に示すようになっている。ここで、２０．２１は逆変換
回路７への人カラインＰ、Ｎ間に直列接続した分圧抵抗
で、これの共通接続点はＰＮＰ形のトランジスタ２２の
エミッタに接続されて該エミッタには逆変換回路７への
入力電圧を分圧抵抗２０．２１の分圧比により分圧した
電圧が与えられるようになっている。このトランジスタ
２２のコレクタと入力ラインＮとの間には抵抗２３及び
コンデンサ２４が並列に接続されると共に、トランジス
タ２２のベースはパルス幅変調回路１１の出力電圧にイ
ンバータゲート２５を介して接続されてトランジスタ２
２がパルス幅変調信号と同等の信号にて変調されるよう
になっている。そして、トランジスタ２２のコレクタと
コンデンサ２４との共通接続点に現われる電圧信号は電
圧安定化回路１４への帰還信号Ｓｆｂとなるもので、そ
の共通接続点が誤差増幅回路１６の入力電圧に接続され
ている。

さて〜Ｌ記構成では、インバータ装置の出力電圧（出カ
ドランス４の二次電圧）は、パルス幅変調方式の原理か
ら明らかなように、逆変換回路７への入力電圧と、パル
ス幅変調回路１１から出力されるパルス幅変調信号のパ
ルス幅とに比例する。

一方、電圧変換回路１９のトランジスタ２２のエミッタ
に与えられる電圧は逆変換回路７への入力電圧に比例し
ている。また、トランジスタ２２は前記パルス幅変調信
号に基きスイッチングし、インバータ装置の出力電圧を
高めるべくパルス幅変調信号のパルス幅が広くなるとき
には、それに応じてトランジスタ２２のオン期間が長く
なるから、コンデンサ２４への単位時間当りの充電量は
パルス幅変調信号のパルス幅に比例して増大する。従っ
て、コンデンサ２４の電圧電圧即ち帰還信号Ｓ「ｂの電
圧値は、逆変換回路７への入力電圧とパルス幅変調信号
のパルス幅とに比例し、換言すれば帰還信号Ｓｒｂはイ
ンバータ装置の出力電圧と比例関係にある。

いま、発振回路９が一定周波数で発振し、パルス幅変調
回路１１が設定された電圧値に対応ずるパルス幅のパル
ス幅変調信号を出力しているとする。この状態では、イ
ンバータ装置の出力電圧及び周波数は一定である。ここ
で、交流電源１の電圧が」−昇して順変換回路２の出力
電圧ひいては逆変換回路７への入力電圧が上昇したとす
ると（第３図（Ａ）時刻ｔ）、これに比例して電圧変換
回路１９のトランジスタ２２のエミッタ電位が上昇する
から、そのコンデンサ２４の電圧（帰還信号Ｓ　ｒｂ）
が第３図（Ｂ）に示すように上昇する。この結果、誤差
増幅回路１６の出力電圧が上昇してパルス幅鹿調回路１
１から出力されるパルス幅変調信号のパルス幅が狭くな
るから（同図（Ｃ））、逆変換回路７のトランジスタ５
．６におけるオン期間が同図（Ｆ）、（Ｇ）に示すよう
に短くなる。

このため、出カドランス４の二次出力波形は、同図（Ｈ
）に示すように、パルス高さが上昇しながらもパルス幅
がその分減少することになり、インバータ装置の出力電
圧としては時刻を以前と等しくなる。尚、第３図（Ｃ）
、（Ｆ）、（Ｇ）。

（Ｈ）においては、図面の理解のために実際のパルスよ
りも幅を広く且つ数を少なく描いている。

また、逆に電源電圧の低下時には、電圧変換回路１９の
からの帰還信号「ｂも低下するから、以上の説明とは逆
になってパルス幅変調信号のパルス幅が広がり、これに
て出カドランス４の二次電圧波形のパルス幅が大になっ
て出力電圧の変化が抑えられる。斯くして本実施例によ
れば、逆変換回路７への入力電圧の変動にもかかわらず
インバータ装置の出力電圧の変動を抑えてその安定化を
図り得るのである。この場合、帰還信号Ｓｒｂを得るに
際してインバータ装置の出力側ではな（、逆変換回路６
への入力側から電圧信号を得るようにしているので、入
出力間の絶縁のために高価な絶縁増幅回路が不要で、そ
の分コストダウンを図り得、しかも信頼性の向上も併せ
図ることができる。

［発明の効果］ 本発明は以上述べたように、逆変換回路への入力電圧を
その逆変換回路を制御するパルス幅変調信号により変調
して平均化する電圧変換回路を設けることにより、この
電圧変換回路の出力電圧をインバータ装置の出力電圧に
応じた帰還信号として電圧帰還をかけるようにしたから
、インバー夕装置の出力側から電圧信号を得るための絶
縁増幅回路を不要にできてコストダウン及び信頼性の向
上を図ることができるという優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は全体のブロック図、第２図は電圧へ変換回路の回路図
、第３図は各部の電圧波形図、第４図は従来例を示す第
１図相当図、第５図は従来例における各部の電圧波形図
である。 図面中、２は順変換回路、７は逆変換回路、１１はパル
ス幅変調回路、１４は電圧安定化回路、１９は電圧変換
回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、順変換回路からの直流電力をパルス幅変調方式によ
   り可変電圧・可変周波数の交流に変換する逆変換回路と
   、この逆変換回路の出力電圧に応ずる帰還信号に基きパ
   ルス幅変調信号のパルス幅を変化させてその出力電圧を
   安定化する電圧安定化回路とを備えたものにおいて、前
   記逆変換回路への入力電圧をその逆変換回路を制御する
   パルス幅変調信号により変調して平均化する電圧変換回
   路を設け、この電圧変換回路の出力電圧を前記電圧安定
   化回路の帰還信号としたことを特徴とするパルス幅変調
   形インバータ装置。