(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧をスイッチングして交流電圧に変換するスイッチング素子を有する電力変換手段と、
出力電圧指令値と前記電力変換手段の出力電圧に対応する値との差分を検出する第１の手段と、
前記第１の手段の出力に制御方式に基づく演算を行ってフィードバック量を算出する第２の手段と、
前記フィードバック量を受けて前記スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する第３の手段と、
異常検出信号を受けて前記電力変換手段の動作を停止させる第４の手段と、
を具備する電源装置において、
前記電力変換手段の出力電流または出力電力の現在値に対応する前記第２の手段のフィードバック量の上限リミッタ値および下限リミッタ値を各々算出する第５の手段と、
前記フィードバック量を算出する第２の手段から出力されるフィードバック量の現在値が前記上限リミッタ値より大か、または、前記下限リミッタ値より小の場合に前記異常信号を出力する第６の手段と、
を具備することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ／ＡＣインバータやＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源装置に係り、特に、電力変換回路や出力電圧検出回路等の異常を検出する異常検出回路の改良を図った電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の電源装置の構成例を示すブロック図である。この図において、符号１は入力電圧が加えられる端子、２は電力変換回路、３は出力端子である。例えばＤＣ／ＡＣインバータの場合は、入力端子１に直流電源が加えられ、電力変換回路２において、ブリッジ接続された４個のスイッチング素子によってＰＷＭ（パルス幅変調）された交流電圧に変換された後、電力変換回路２の内部のフィルタ回路によって正弦波交流電圧に変換され、出力端子３から出力される。
【０００３】
４は電力変換回路２内のスイッチング素子を駆動する制御ブロックである。この制御ブロック４において、５は出力電圧指令値から出力端子３の電圧に比例する電圧を減算する減算回路、６は減算回路５の出力に比例・微分・積分演算を行ってフィードバック量を算出するＰＩＤ制御回路、７はＰＩＤ制御回路６から出力されるフィードバック量に基づいて電力変換回路２のスイッチング素子を制御する制御信号を生成するＰＷＭ変調処理回路であり、このＰＷＭ変調処理回路７の出力が停止制御手段８を介して電力変換回路２のスイッチング素子へ加えられる。９は異常検出回路であり、出力端子３の電圧が第１の一定値を越えた場合、あるいは第２の一定値以下となった場合に異常信号を停止制御手段８へ出力する。停止制御手段８はその異常信号を受けて電力変換回路２の各スイッチング素子をオフとし、電力変換を停止させる。なお、上述した制御ブロック４は、通常、マイクロプロセッサおよびメモリを用いて構成される。
なお、従来の電源装置に関する文献として特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−６９８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の電源装置は、制御ブロック４とは別にハードウエアによる異常検出回路９が必要であり、このため、部品点数が多くなり、また、コスト高になる問題がある。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、部品点数が少なく、かつ、低コストで構成できる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、直流電圧をスイッチングして交流電圧に変換するスイッチング素子を有する電力変換手段と、出力電圧指令値と前記電力変換手段の出力電圧に対応する値との差分を検出する第１の手段と、前記第１の手段の出力に制御方式に基づく演算を行ってフィードバック量を算出する第２の手段と、前記フィードバック量を受けて前記スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する第３の手段と、異常検出信号を受けて前記電力変換手段の動作を停止させる第４の手段とを具備する電源装置において、前記電力変換手段の出力電流または出力電力の現在値に対応する前記第２の手段のフィードバック量の上限リミッタ値および下限リミッタ値を各々算出する第５の手段と、前記フィードバック量を算出する第２の手段から出力されるフィードバック量の現在値が前記上限リミッタ値より大か、または、前記下限リミッタ値より小の場合に前記異常信号を出力する第６の手段とを具備することを特徴とする電源装置である。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、電力変換手段の出力電流または出力電力に対応する第２の手段のフィードバック量の上限リミッタ値および下限リミッタ値を各々算出する第５の手段と、第２の手段から出力されるフィードバック量の現在値が上限リミッタ値より大か、または、下限リミッタ値より小の場合に異常信号を出力する第６の手段とによって異常検出を行うので、ソフトウエアのみによって異常検出を行うことができ、従来のものより部品点数が少なく、かつ、低コストとなる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態による電源装置の構成を示すブロック図であり、この図において、図４の各部と同一の部分には同一の符号が付してある。図において、１は入力電圧が加えられる端子、２は電力変換回路、３は出力端子であり、これらの構成は図４のものと同一である。
【０００８】
１１は電力変換回路２内のスイッチング素子を駆動する制御ブロックであり、マイクロプロセッサおよびメモリによって構成されている。この制御ブロック１１において、５は出力電圧指令値から出力端子３の電圧に比例する電圧を減算する減算回路、６は減算回路５の出力に比例・微分・積分演算を行ってフィードバック量を算出するＰＩＤ制御回路であり、算出されたフィードバック量はフィードバックリミッタ１２へ加えられる。フィードバックリミッタ１２は、入力されたフィードバック量をＰＷＭ変調処理回路７へ出力すると共に、そのフィードバック量および出力端子３の出力電流または電力に基づいて出力端子３の電流または電力の異常を検出し異常信号ＥＳを停止制御手段８へ出力する。なお、詳細は後に述べる。
【０００９】
ＰＷＭ変調処理回路７は入力されるフィードバック量に基づいて電力変換回路２のスイッチング素子を制御する制御信号を生成するであり、このＰＷＭ変調処理回路７の出力が停止制御手段８を介して電力変換回路２のスイッチング素子へ加えられる。停止制御手段８はフィードバックリミッタ１２から出力される異常信号ＥＳを受けて電力変換回路２の各スイッチング素子をオフとし、電力変換を停止させる。
【００１０】
次に、フィードバックリミッタ１２について図２、図３を参照して詳述する。図２はフィードバックリミッタ１２における制御の考え方を示す図であり、横軸は出力端子３の電流または電力、縦軸はＰＩＤ制御回路６から出力されるフィードバック量である。このフィードバック量は、電源装置が正常に動作している場合、図２に示すように、出力端子３の出力電流または出力電力が増加すると、それに伴い逐次増加する値となり、また、出力電流または電力が一定の場合は一定幅内において変化する値となる。
【００１１】
すなわち、フィードバック量は、電源装置が正常に動作している場合、図に示す上限リミッタラインＬ１と下限リミッタラインＬ２に挟まれた範囲内の値をとる。そこで、この実施形態においては、予め上限リミッタラインＬ１および下限リミッタラインＬ２を表す式を、入力電圧変動および負荷ラインの最大値と最小値に基づいてフィードバックリミッタ１２内に設定し、フィードバック量がこれらのリミッタラインＬ１、Ｌ２の外側となった時、フィードバックリミッタ１２が異常発生と判断し、異常検出信号ＥＳを出力する。
【００１２】
図３は減算回路５、ＰＩＤ制御回路６およびフィードバックリミッタ１２における処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、メモリ内に予め記憶されている出力電圧指令値とメモリに書き込まれたその時点における出力端子３の出力電圧値の差が演算され、次いで、その演算結果にメモリ内のＰＩＤ係数を用いてＰＩＤ演算が行われる。そして、算出された値がフィードバック量としてメモリに記憶される。次に、ステップＳ２では、メモリに書き込まれたその時点における出力電流または電力と予めメモリ内に記憶されているリミッタ算出用係数に基づいて、その時点の出力電流または電力に対応する上限リミッタ値（図２における上限リミットラインＬ１の値）が算出され、メモリに記憶される。
【００１３】
次に、ステップＳ３では、メモリに書き込まれたその時点における出力電流または電力と予めメモリ内に記憶されているリミッタ算出用係数に基づいて、その時点の出力電流または電力に対応する下限リミッタ値（図２における下限リミットラインＬ２の値）が算出され、メモリに記憶される。次に、ステップＳ４では、ステップＳ１で算出されたフィードバック量がステップＳ２で算出された上限リミッタ値より小か否かが判断される。そして、その判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、フィードバック量が図２の上限リミッタラインＬ１より大であった場合は異常発生と判断してステップＳ５へ進み、異常信号ＥＳを停止制御手段８へ出力する。
【００１４】
また、ステップＳ４の判断結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、ステップＳ１で算出されたフィードバック量がステップＳ３で算出された下限リミッタ値より大か否かが判断される。そして、その判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、フィードバック量が図２の下限リミッタラインＬ２より小であった場合は異常発生と判断してステップＳ５へ進み、異常信号ＥＳを停止制御手段８へ出力する。また、ステップＳ６の判断結果が「ＹＥＳ」の場合は処理を終了する。
【００１５】
このように、上記実施形態は、フィードバック量をチェックすることによって出力の異常を検出している。これにより、特にハードウエアによる異常検出回路を設ける必要がなく、ソフトウエアのみによって異常検出を行うことができ、電源装置の簡略化、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
なお、この発明は、制御方式が瞬時フィードバック方式である場合と、実効値フィードバック方式である場合のいずれの場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明は、ＤＣ／ＡＣインバータ、ＤＣ−／ＤＣコンバータ等の電源装置に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態による電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における異常検出の方法を説明するための図である。
【図３】同実施形態における異常検出の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の電源装置の構成例を示すロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…入力端子
２…電力変換回路
３…出力端子
５…減算回路
６…ＰＩＤ制御回路
７…ＰＷＭ変調処理回路
８…停止制御手段
１１…制御ブロック
１２…フィードバックリミッタ
【図１】
0004520399.tif 000002
【図２】
0004520399.tif 000003
【図３】
0004520399.tif 000004
【図４】
0004520399.tif 000005