JPS6380772A - 電圧形インバ−タの制御装置 - Google Patents
電圧形インバ−タの制御装置Info
- Publication number
- JPS6380772A JPS6380772A JP61224754A JP22475486A JPS6380772A JP S6380772 A JPS6380772 A JP S6380772A JP 61224754 A JP61224754 A JP 61224754A JP 22475486 A JP22475486 A JP 22475486A JP S6380772 A JPS6380772 A JP S6380772A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はインバータ制御装置、特にＬＣ直列共振回路
に電力を供給する電圧形インバータの制御装置に関する
。
に電力を供給する電圧形インバータの制御装置に関する
。
第３図はＬＣ直列共振回路に電力を供給する電圧形イン
バータの従来例を示す概要図である。同図において、１
は直流電源、２はスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４およびダイオ
ードＤ１〜Ｄ４からなるインバータ部、３は共振りアク
ドル、４は共振コンデンサ、５は負荷、６は電流検出器
、７は制御装置である。これは、スイッチＴ１とＴａ
ｒ Ｔ２とＴ３をそれぞれ制御装置７からの指令により
交互にオン。
バータの従来例を示す概要図である。同図において、１
は直流電源、２はスイッチ素子Ｔ１〜Ｔ４およびダイオ
ードＤ１〜Ｄ４からなるインバータ部、３は共振りアク
ドル、４は共振コンデンサ、５は負荷、６は電流検出器
、７は制御装置である。これは、スイッチＴ１とＴａ
ｒ Ｔ２とＴ３をそれぞれ制御装置７からの指令により
交互にオン。
オフさせることにより、リアクトルとコンデンサの直列
共振周波数で振動させるもので、共振周波数に対応して
インバータ周波数を制御する。
共振周波数で振動させるもので、共振周波数に対応して
インバータ周波数を制御する。
しかしながら、かメる方法では常に遅れ電流負荷状態で
安全に制御することは困難であると云う開運がちる。第
４図はこのことを説明するだめの特性図で、インバータ
周波数ｆと負荷電流ＩＬとの関係を示すものである。す
なわち、最大共振条件と最小共振条件の間におる運転希
望領域大で運転する場合、この領域大とインバータとし
て危険な進み電流負荷となる危険領域Ｂとの間で、その
運転周波数範囲が重なる領域が存在するため、単に周波
数を制御するだけでは安全が保て逢いことになる。
安全に制御することは困難であると云う開運がちる。第
４図はこのことを説明するだめの特性図で、インバータ
周波数ｆと負荷電流ＩＬとの関係を示すものである。す
なわち、最大共振条件と最小共振条件の間におる運転希
望領域大で運転する場合、この領域大とインバータとし
て危険な進み電流負荷となる危険領域Ｂとの間で、その
運転周波数範囲が重なる領域が存在するため、単に周波
数を制御するだけでは安全が保て逢いことになる。
したがって、この発明はインバータを安全に運転するこ
とができ、しかも希望の運転範囲をカバーすることが可
能な制御装置を提供することを目的とする。
とができ、しかも希望の運転範囲をカバーすることが可
能な制御装置を提供することを目的とする。
共振回路の電圧または電流を基準信号として所定の制御
遅れ角をもって主スイッチをオフにする第１の制御回路
と、主スイッチの電流が零になる以前に所定の制御進み
角をもって主スイッチをオフにする第２の制御回路とを
設け、通常は遅れ位相制御を行ない、遅れ制御角が過大
（進み制御角が過小）なときは進み位相制御を行なう。
遅れ角をもって主スイッチをオフにする第１の制御回路
と、主スイッチの電流が零になる以前に所定の制御進み
角をもって主スイッチをオフにする第２の制御回路とを
設け、通常は遅れ位相制御を行ない、遅れ制御角が過大
（進み制御角が過小）なときは進み位相制御を行なう。
直列共振回路を制御するのにインバータ出力周波数では
なく共振回路の電圧、電流の位相にもとづきスイッチン
グ素子をオフするタイミングを決めることにより、結果
として周波数が変わるようにし、しかもその位相制御に
遅れ角（α）制御と進み角（γ）制御とを併用する。
なく共振回路の電圧、電流の位相にもとづきスイッチン
グ素子をオフするタイミングを決めることにより、結果
として周波数が変わるようにし、しかもその位相制御に
遅れ角（α）制御と進み角（γ）制御とを併用する。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図はその
動作を説明するための各部波形図である。
動作を説明するための各部波形図である。
なお、第１図は第３図に示す制御装置の内部回路を示し
、比較器７１ａ、７１ｂ＊ ７１ｃ、Ｄフリップフロッ
グ７２、全波整流器７５、平滑フィルタ７４、制御進み
角（γ）設定器７５、オアゲート７６ａ。
、比較器７１ａ、７１ｂ＊ ７１ｃ、Ｄフリップフロッ
グ７２、全波整流器７５、平滑フィルタ７４、制御進み
角（γ）設定器７５、オアゲート７６ａ。
７６ｂ、ノコギリ波発生器７７およびワンショットマル
チ７８等より構成される。
チ７８等より構成される。
これは、Ｄフリップ７四ツブ７２の出力により第６図に
示したスイッチＴ１とＴ４．Ｔ２とＴ３を第２図（チ）
、（す）の如く交互にオン、オフさせ、第２図（ヌ）の
如き方形波状の電圧■。を出力するものでちる。その結
果、共振りアクドルには共振電流１ が流れるが、この
電流ｉ。と電圧Ｖｏとの位相関係は例えば第２図（イ）
の如く示される。
示したスイッチＴ１とＴ４．Ｔ２とＴ３を第２図（チ）
、（す）の如く交互にオン、オフさせ、第２図（ヌ）の
如き方形波状の電圧■。を出力するものでちる。その結
果、共振りアクドルには共振電流１ が流れるが、この
電流ｉ。と電圧Ｖｏとの位相関係は例えば第２図（イ）
の如く示される。
こ＼で、電流零点からスイッチオフまでを制御遅れ角α
、スイッチオフから電流零点までを制御進み角γと呼ぶ
ことにすると、この電圧■。と電流ｉｏと共振回路に与
えられる電力Ｐとの関係は、Ｐ＝ −Ｖ（、Ｘ １ｏＸ
ＣＯ３α なる関係にちり、αを大にすると電力Ｐが増加して共振
電流ｉ。も増加することになる。また、αを大にするこ
とはスイッチ周期を大きくすることになるので、周波数
ｆは下がることになる。さらに、αを大きくすることは
、γを小さくすることにもなる。このとき、γが小さく
ても電流零点よりも手前でスイッチングをすれば問題は
ないが、αが過大となってｒが負に反転し、電圧と電流
の位相が逆転して進み電流域になると、主回路内ダイオ
ードの逆回復債務が厳しくなる等により、スイッチング
損失の急激な増大、方形波出力電圧の乱れやノイズの増
大などの問題が生じ、高周波電圧形インバータが危険状
態となる。したがって、ならないようにしておけば、周
波数の変化には関わりなく安全に運転できることが判明
した。このことから、制御装置を第１図の如く構成する
。
、スイッチオフから電流零点までを制御進み角γと呼ぶ
ことにすると、この電圧■。と電流ｉｏと共振回路に与
えられる電力Ｐとの関係は、Ｐ＝ −Ｖ（、Ｘ １ｏＸ
ＣＯ３α なる関係にちり、αを大にすると電力Ｐが増加して共振
電流ｉ。も増加することになる。また、αを大にするこ
とはスイッチ周期を大きくすることになるので、周波数
ｆは下がることになる。さらに、αを大きくすることは
、γを小さくすることにもなる。このとき、γが小さく
ても電流零点よりも手前でスイッチングをすれば問題は
ないが、αが過大となってｒが負に反転し、電圧と電流
の位相が逆転して進み電流域になると、主回路内ダイオ
ードの逆回復債務が厳しくなる等により、スイッチング
損失の急激な増大、方形波出力電圧の乱れやノイズの増
大などの問題が生じ、高周波電圧形インバータが危険状
態となる。したがって、ならないようにしておけば、周
波数の変化には関わりなく安全に運転できることが判明
した。このことから、制御装置を第１図の如く構成する
。
すなわち、通常はノコギリ波発生器７７により、電流零
点（γ、信号を利用）から作られ九ノコギ騙 り波と指令値α”とを比較器７１ｃで第２図（ニ）の如
く比較して作った信号α（第２図（ホ）参照）により、
スイッチ信号Ｑ、Ｑを形成する一方、γ−の条件を全波
整流器７３を介して得た電流波形の絶対値口。１と、指
令値げとを比較器７１ｂにて第２図（ロ）の如く比較し
て作り（第２図（ハ）参照）、これを指令値α が過大
になったときのみ生かすようにする。つまり、とのγ−
倍信号α信号とはオアゲー）７６ｂにより合成されて第
２図（ト）の如き信号αγが形成され、これによってＤ
フリップフロップ７２がオン、オフ制御される。なお、
第２図の例でｒ、が生かされるのは、指令値α“が過大
となった時刻ｔ、と云うことにまり、その他の時刻では
αによる制御が行なわれイ１へスと知ｆう１− 〔発明の効果〕 この発明によれば、直列共振回路の制御を周波数制御で
はなく、制御進み角ｒの最小条件を確保しながら遅れ角
（α）制御を行表うようにしたので、周波数の広範囲な
変化に対しても安全な運転が可能となる利点がもたらさ
れる。また、かへる制御装置を用いることにより、制御
応答が大幅に改善されることも判明している。
点（γ、信号を利用）から作られ九ノコギ騙 り波と指令値α”とを比較器７１ｃで第２図（ニ）の如
く比較して作った信号α（第２図（ホ）参照）により、
スイッチ信号Ｑ、Ｑを形成する一方、γ−の条件を全波
整流器７３を介して得た電流波形の絶対値口。１と、指
令値げとを比較器７１ｂにて第２図（ロ）の如く比較し
て作り（第２図（ハ）参照）、これを指令値α が過大
になったときのみ生かすようにする。つまり、とのγ−
倍信号α信号とはオアゲー）７６ｂにより合成されて第
２図（ト）の如き信号αγが形成され、これによってＤ
フリップフロップ７２がオン、オフ制御される。なお、
第２図の例でｒ、が生かされるのは、指令値α“が過大
となった時刻ｔ、と云うことにまり、その他の時刻では
αによる制御が行なわれイ１へスと知ｆう１− 〔発明の効果〕 この発明によれば、直列共振回路の制御を周波数制御で
はなく、制御進み角ｒの最小条件を確保しながら遅れ角
（α）制御を行表うようにしたので、周波数の広範囲な
変化に対しても安全な運転が可能となる利点がもたらさ
れる。また、かへる制御装置を用いることにより、制御
応答が大幅に改善されることも判明している。
なお、この発明は高周波加熱用電源、高電圧発生回路ま
たはスイッチング電源等に広く適用することができる。
たはスイッチング電源等に広く適用することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図はその
動作を説明するための各部波形図、第３図はＬＣ直列共
振回路を負荷とする電圧形インバータの従来例を示す概
要図、第４図はインバータ周波数と負荷電流との関係を
示す特性図である。 符号説明 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・インバータ部
、３・・・・・・共振りアクドル、４・・・・・・共振
コンデンサ、５・・・・・・負荷、６・・・・・・電流
検出器、７・・・・・・制御装置、７１ａ〜７１ｂ・・
・・・・比較器、７２・・・・・・Ｄフリップフロップ
、７３・・・・・・全波整流器、７４・・・・・・平滑
フィルタ、７５・・・・・・γ設定器、７６ａ、７６ｂ
・・・・・・オアゲート、７７・・・・・・ノコギリ波
発生器、７８・・・・・・ワンショットマルチ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図
動作を説明するための各部波形図、第３図はＬＣ直列共
振回路を負荷とする電圧形インバータの従来例を示す概
要図、第４図はインバータ周波数と負荷電流との関係を
示す特性図である。 符号説明 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・インバータ部
、３・・・・・・共振りアクドル、４・・・・・・共振
コンデンサ、５・・・・・・負荷、６・・・・・・電流
検出器、７・・・・・・制御装置、７１ａ〜７１ｂ・・
・・・・比較器、７２・・・・・・Ｄフリップフロップ
、７３・・・・・・全波整流器、７４・・・・・・平滑
フィルタ、７５・・・・・・γ設定器、７６ａ、７６ｂ
・・・・・・オアゲート、７７・・・・・・ノコギリ波
発生器、７８・・・・・・ワンショットマルチ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 共振周波数が大幅に変動するＬＣ直列共振回路に電力を
供給する電圧形インバータにおいて、該共振回路の電圧
または電流を基準信号として所定の制御遅れ角をもつて
主スイツチをオフにする第１の制御回路と、 主スイツチの電流が零になる以前に所定の制御進み角を
もつて主スイツチをオフにする第２の制御回路と、 を設け、 通常は遅れ位相制御を行ない、遅れ制御角が過大（進み
制御角が過小）なときは進み位相制御を行なうことを特
徴とする電圧形インバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61224754A JPH0763222B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 電圧形インバ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61224754A JPH0763222B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 電圧形インバ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380772A true JPS6380772A (ja) | 1988-04-11 |
| JPH0763222B2 JPH0763222B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=16818713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61224754A Expired - Lifetime JPH0763222B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 電圧形インバ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763222B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03169263A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 大出力インバータ |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61224754A patent/JPH0763222B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03169263A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 大出力インバータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0763222B2 (ja) | 1995-07-05 |
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Legal Events
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