(57)【要約】【課題】出力電圧に直流成分が重畳せず、誘導性負荷を接続しても直流偏磁が生じずに安定した交流電圧を出力することができるインバータ装置を提供する。【解決手段】出力電圧をフィードバックするに際し、出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ６の入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、ＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まるように変換した電圧と、ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスするための電圧と、出力電圧に正の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高い電圧を、出力電圧に負の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低い電圧を出力する回路の電圧とをＡＤコンバータ６で同時に読み込み、これらの３つの電圧から出力電圧の瞬時値を算出し、瞬時値を基に演算して出力を制御する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置において、前記出力電圧をフィードバックするに際し、前記出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ前記ＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まるように変換した電圧と、前記ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスするための電圧と、前記出力電圧に正の直流成分が重畳したときに前記ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高い電圧を、前記出力電圧に負の直流成分が重畳したときに前記ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低い電圧を出力する回路の電圧とを前記ＡＤコンバータで同時に読み込み、これらの３つの電圧から前記出力電圧の瞬時値を算出し、該瞬時値を基に演算して出力を制御することを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリー、燃料電池、太陽電池等の直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３に示すようにバッテリー、燃料電池、太陽電池等の直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置２１は、コンデンサで構成した直流平滑部２２に直流電圧を入力し、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳ−ＦＥＴ等の４個のスイッチング素子でブリッジ回路を構成したスイッチング部２３でパルス状の交流信号に変換し、リアクトルとコンデンサで構成した出力フィルタ部２４で正弦波電圧にしている。出力している正弦波電圧の電圧値や正弦波波形を安定化するため、出力電圧をフィードバックし、バイアス回路２５により出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ２６の入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、差動増幅器２７により振幅のピーク値がＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まる値に変換してＡＤコンバータ２６に入力し、図４に示すようにＣＰＵ等の演算装置３１により交流出力目標値と比較して目標値との差が小さくなるようにＰＩ演算を行い、その演算値と三角波キャリアを比較することでＰＷＭ制御信号を作り出し、このＰＷＭ制御信号によってスイッチング部２３の各スイッチング素子を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインバータ装置は、ＡＤコンバータ２６でフィードバックして読み込んだ電圧の０Ｖレベルがずれているために出力電圧の０Ｖレベルがずれたり、スイッチング部２３の４個のスイッチング素子の飽和電圧やスイッチング時間のバラツキにより出力電圧の０Ｖレベルがずれるため、出力される正弦波電圧に直流成分が重畳してしまっていた。これにより、インバータ装置２１の出力に誘導成分の大きな負荷を接続すると、負荷に直流偏磁が生じてしまっていた。直流偏磁が生じると、図５に示すように正弦波電圧が正から負又は負から正に切り替わるときに負荷の偏磁を打ち消すために一時的に大きな電流が流れ、この大電流により、装置の故障や電圧波形の歪みによる負荷機器の誤動作や故障が起こるという問題があった。
【０００４】
そこで上記問題点に鑑み、本発明の目的は、出力電圧に直流成分が重畳せず、誘導性負荷を接続しても直流偏磁が生じずに安定した交流電圧を出力することができるインバータ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置において、出力電圧をフィードバックするに際し、出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、ＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まるように変換した電圧と、ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスするための電圧と、出力電圧に正の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高い電圧を、出力電圧に負の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低い電圧を出力する回路の電圧とをＡＤコンバータで同時に読み込み、これらの３つの電圧から出力電圧の瞬時値を算出し、瞬時値を基に演算して出力を制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
出力電圧をフィードバックするに際し、出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、ＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まるように変換した電圧と、ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスするための電圧と、出力電圧に正の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高い電圧を、出力電圧に負の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低い電圧を出力する回路の電圧とをＡＤコンバータで同時に読み込み、これらの３つの電圧から出力電圧の瞬時値を算出し、瞬時値を基に演算して出力を制御する。
【０００７】
【実施例】
本発明に係るインバータ装置の実施例を図１及び図２の添付図面に基づいて説明する。
【０００８】
インバータ装置１は、バッテリー、燃料電池、太陽電池などから出力される直流電圧を、コンデンサで構成した直流平滑部２に入力し、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳ−ＦＥＴ等の４個のスイッチング素子でブリッジ回路を構成したスイッチング部３でパルス状の交流信号に変換し、リアクトルとコンデンサで構成した出力フィルタ部４で正弦波電圧にしている。
【０００９】
この出力電圧をフィードバックするに際し、第１バイアス回路５により出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ６の入力電圧範囲の中間電圧（例えば、ＡＤコンバータ入力電圧範囲がＤＣ０〜５Ｖであれば中間電圧はＤＣ２．５Ｖ）にバイアスし、且つ、差動増幅器７により振幅のピーク値がＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まる値に変換してＡＤコンバータ６のチャンネルの１つ（ＣＨ０）に入力する。
【００１０】
また、ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスしている電圧をＡＤコンバータ６のチャンネルの１つ（ＣＨ１）に入力する。
【００１１】
更に、差動増幅器７によりＡＤコンバータ６の入力電圧範囲内に収まる値に変換した電圧を抵抗とコンデンサによる積分回路８で交流成分を取り除き、第２バイアス回路９により０ＶレベルをＡＤコンバータ６の入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、反転増幅器１０により振幅のピーク値がＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まる値に変換してＡＤコンバータ６のチャンネルの１つ（ＣＨ２）に入力する。
【００１２】
このＡＤコンバータ６のＣＨ２に入力される電圧は、ＡＤコンバータ６のＣＨ０に入力された電圧に正の直流成分が重畳している場合はＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高く、負の直流成分が重畳している場合はＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低くなる。
【００１３】
こうしてＡＤコンバータ６に入力された３つの電圧はＣＰＵ等の演算装置１１により演算される。図２は演算装置の制御方法を示し、まず、ＡＤコンバータ６のＣＨ０に入力された電圧からＣＨ１に入力された電圧を引く。その値をＣＨ２に入力された電圧を比例定数Ｐ倍した電圧で引き、０Ｖレベルを補正する。そして、この値を交流電力目標値と桁を合わせるためにＫ倍してインバータ装置１が出力電圧の瞬時値を算出し、この瞬時値と交流出力目標値と比較し、その差が小さくなるようにＰＩ演算を行い、その演算値と三角波キャリアを比較することでＰＷＭ制御信号を作り出し、このＰＷＭ制御信号によってスイッチング部３の各スイッチング素子を制御する。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ装置において、出力電圧をフィードバックし、出力電圧の０ＶレベルをＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスし、且つ、ＡＤコンバータ入力電圧範囲内に収まるように変換した電圧と、ＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧にバイアスするための電圧と、出力電圧に正の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より高い電圧を、出力電圧に負の直流成分が重畳したときにＡＤコンバータ入力電圧範囲の中間電圧より低い電圧を出力する回路の電圧とをＡＤコンバータで同時に読み込み、これらの３つの電圧から出力電圧の瞬時値を算出し、瞬時値を基に演算して出力を制御することにより、交流電圧出力をフィードバックしＡＤコンバータで読み込むときにその電圧の０Ｖレベルをバイアスした電圧も同時にＡＤコンバータに読み込んで演算するのでバイアス電圧の変動による０Ｖレベルのずれやスイッチング部の４個のスイッチング素子の飽和電圧やスイッチング時間のバラツキによる０Ｖレベルのずれがなくなり、出力電圧に直流成分が重畳せず、誘導性負荷を接続しても直流偏磁が生じずに安定した交流電圧を出力することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインバータ装置のブロック図である。
【図２】本発明に係るインバータ装置の演算装置の制御内容を示す図である。
【図３】従来のインバータ装置のブロック図である。
【図４】従来のインバータ装置の演算装置の制御内容を示す図である。
【図５】負荷が偏磁した場合の電圧と電流を示すグラフである。
【符号の説明】
１…インバータ装置
５…第１バイアス回路
６…ＡＤコンバータ
７…差動増幅器
８…積分回路
９…第２バイアス回路
１０…反転増幅器
１１…演算装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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