(57)【要約】  本発明は、インバータの電力制限回路及びインバータを提供し、電源逆変換の技術分野に属する。該電力制限回路は、インバータ回路の入力電流を第１の所定電流閾値と比較し、入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合に第１の信号を出力する第１の論理判断回路と、第１の信号を受信した場合、インバータ回路の一部の入力電流を分流する分流回路とを含み、該分流回路は、分流抵抗と第１の制御可能スイッチを含み、分流抵抗と第１の制御可能スイッチとが直列接続された後にインバータ回路の入力端子と並列接続され、第１の制御可能スイッチの制御端子は、第１の論理判断回路の出力端子と接続され、第１の信号を受信した場合、第１の制御可能スイッチをオンに制御する。該回路によれば、インバータは、誘導性負荷を直接負担することができ、商用周波変圧器を省き、インバータの重量を大幅に低減して、移動し携帯しやすい。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータにおけるインバータ回路の入力電流を第１の所定電流閾値と比較し、前記入力電流が前記第１の所定電流閾値より大きい場合に第１の信号を出力する第１の論理判断回路と、
前記第１の信号を受信した場合、前記インバータ回路の一部の入力電流を分流する分流回路とを含み、
前記分流回路は、分流抵抗と第１の制御可能スイッチを含み、前記分流抵抗の第1の端子が前記第１の制御可能スイッチの第1の端子と接続され、前記分流抵抗の第２の端子が前記インバータ回路の一つの入力端子と接続され、前記第１の制御可能スイッチの第２の端子が前記インバータ回路の別の入力端子と接続され、前記第１の制御可能スイッチの制御端子は、前記第１の論理判断回路の出力端子と接続され、前記第１の信号を受信した場合、前記第１の制御可能スイッチをオンに制御する
ことを特徴とするインバータの電力制限回路。
【請求項２】
前記第１の制御可能スイッチの制御端子は、さらにインバータのプロセッサと接続され、前記第１の制御可能スイッチが所定時間オンになっている場合に前記第１の制御可能スイッチをオフにする
ことを特徴とする、請求項１に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項３】
第１の限流抵抗、第２の限流抵抗及び第２の制御可能スイッチを含む限流回路をさらに含み、前記第１の限流抵抗は前記インバータ回路の直流入力回路に直列接続され、前記第２の限流抵抗の第1の端子は前記第２の制御可能スイッチの第1の端子と接続され、前記第２の限流抵抗の第２の端子と前記第２の制御可能スイッチの第２の端子は、それぞれ前記第１の限流抵抗の両端と接続され、前記第２の制御可能スイッチの制御端子は、前記第１の論理判断回路の出力端子と接続され、前記第１の信号を受信した場合、前記第２の制御可能スイッチをオフに制御する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項４】
前記第１の限流抵抗は少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含み、及び／又は、前記第２の限流抵抗は少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含む
ことを特徴とする、請求項３に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項５】
インバータにおけるインバータ回路の入力電流をサンプリングする電流サンプリング回路をさらに含み、前記電流サンプリング回路は、前記インバータ回路の直流入力回路に直列接続されるサンプリング抵抗を含む
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項６】
前記インバータ回路の入力電流を前記第１の所定電流閾値より大きい第２の所定電流閾値と比較し、前記入力電流が前記第２の所定電流閾値より大きい場合に第２の信号を出力する第２の論理判断回路をさらに含み、
前記第２の論理判断回路の出力端子は、前記インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、前記第２の信号を入力した場合、前記直流―直流変換回路をオフにしかつオフ状態を維持する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項７】
前記第２の論理判断回路の出力端子は、さらに前記インバータ回路の駆動回路と接続され、前記第２の信号を出力する時に前記インバータ回路をオフにする
ことを特徴とする、請求項６に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項８】
入力電流サンプリング回路、入力電圧サンプリング回路及び加算器を含む入力電力制限回路をさらに含み、
前記入力電流サンプリング回路は、前記インバータの直流―直流変換回路の入力電流をサンプリングすると共に、対応する電圧信号に変換し、
前記入力電圧サンプリング回路は、前記インバータの直流―直流変換回路の入力電圧をサンプリングし、
前記加算器は、前記入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号と前記入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号とを加算することにより、前記インバータの入力電力が所定電力閾値を超えているか否かを判断し、
前記加算器は、前記インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、前記インバータの入力電力が所定電力閾値を超えている場合に前記直流―直流変換回路の出力電圧を低減する
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項９】
前記入力電力制限回路は、前記入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電圧調整回路と、前記入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電流調整回路とを含む
ことを特徴とする、請求項８に記載のインバータの電力制限回路。
【請求項１０】
直列接続された直流―直流変換回路及びインバータ回路と、前記直流―直流変換回路の駆動回路と、前記インバータ回路の駆動回路とを含み、前記直流―直流変換回路の駆動回路と前記インバータ回路の駆動回路とを制御するプロセッサをさらに含むインバータであって、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力制限回路をさらに含む
ことを特徴とするインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源逆変換の技術分野に関し、具体的にはインバータの電力制限回路及びインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ回路は、電気エネルギ貯蔵装置に貯蔵されている電気エネルギ（直流）を交流に変換することにより負荷に交流で給電することができる。公開番号がＣＮ２０３９５１３８１Ｕの実用新案には、図１に示すように、直流電源１、フィルタ回路２、Ｂｏｏｓｔ昇圧回路３、ＤＣ／ＤＣ昇圧回路４、ＤＣ／ＡＣインバータ回路５、交流フィルタ回路６、電圧検出回路１１、Ｂｏｏｓｔ昇圧回路３とＤＣ／ＤＣ昇圧回路４とＤＣ／ＡＣインバータ回路５とを制御する制御装置１０を含む車載インバータシステムが開示されている。
【０００３】
誘導性負荷（モータ等）の起動電流が非常に大きい（一般的に定格電流の４〜７倍である）ので、起動電力も非常に大きく、インバータ回路の定格電力より遥かに大きいため、回路素子の損傷を引き起こす可能性がある。
【０００４】
従来技術において、上記問題を解決するために、ＤＣ／ＡＣインバータ回路５の出力端子に商用周波変圧器を設置し、負荷電流が大きくなる時に変圧器の出力電圧が低下するという特徴を利用して、インバータ回路が誘導性負荷を負担することができる。しかしながら、商用周波変圧器は、体積が大きく、重量が重く、携帯し運搬しにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする技術課題は、エネルギ貯蔵電池に貯蔵されている直流を交流に変換して負荷に給電する場合、誘導性負荷に適用されず、また、商用周波変圧器で誘導性負荷負担の問題を解決する場合、給電装置の重量が重くなって、移動し携帯しにくいことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明の実施例は、
インバータにおけるインバータ回路の入力電流を第１の所定電流閾値と比較し、前記入力電流が前記第１の所定電流閾値より大きい場合に第１の信号を出力する第１の論理判断回路と、
前記第１の信号を受信した場合、前記インバータ回路の一部の入力電流を分流する分流回路とを含み、
前記分流回路は、分流抵抗と第１の制御可能スイッチを含み、前記分流抵抗の第1の端子が前記第１の制御可能スイッチの第1の端子と接続され、前記分流抵抗の第２の端子が前記インバータ回路の一つの入力端子と接続され、前記第１の制御可能スイッチの第２の端子が前記インバータ回路の別の入力端子と接続され、前記第１の制御可能スイッチの制御端子は、前記第１の論理判断回路の出力端子と接続され、前記第１の信号を受信した場合、前記第１の制御可能スイッチをオンに制御するインバータの電力制限回路を提供する。
【０００７】
好ましくは、前記第１の制御可能スイッチの制御端子は、さらにインバータのプロセッサと接続され、前記第１の制御可能スイッチが所定時間オンになっている場合に前記第１の制御可能スイッチをオフにする。
【０００８】
好ましくは、該電力制限回路は、第１の限流抵抗、第２の限流抵抗及び第２の制御可能スイッチを含む限流回路をさらに含み、前記第１の限流抵抗は前記インバータ回路の直流入力回路に直列接続され、前記第２の限流抵抗の第1の端子は前記第２の制御可能スイッチの第1の端子と接続され、前記第２の限流抵抗の第２の端子と前記第２の制御可能スイッチの第２の端子は、それぞれ前記第１の限流抵抗の両端と接続され、前記第２の制御可能スイッチの制御端子は、前記第１の論理判断回路の出力端子と接続され、前記第１の信号を受信した場合、前記第２の制御可能スイッチをオフに制御する。
【０００９】
好ましくは、前記第１の限流抵抗は少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含み、及び／又は、前記第２の限流抵抗は少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含む。
【００１０】
好ましくは、該電力制限回路は、インバータにおけるインバータ回路の入力電流をサンプリングする電流サンプリング回路をさらに含み、前記電流サンプリング回路は、前記インバータ回路の直流入力回路に直列接続されるサンプリング抵抗を含む。
【００１１】
好ましくは、前記サンプリング抵抗は、少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含む。
【００１２】
好ましくは、前記第１の論理判断回路は、コンパレータを含む。
【００１３】
好ましくは、該電力制限回路は、前記インバータ回路の入力電流を前記第１の所定電流閾値より大きい第２の所定電流閾値と比較し、前記入力電流が前記第２の所定電流閾値より大きい場合に第２の信号を出力する第２の論理判断回路をさらに含み、
前記第２の論理判断回路の出力端子は、前記インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、前記第２の信号を入力した場合、前記直流―直流変換回路をオフにしかつオフ状態を維持する。
【００１４】
好ましくは、前記第２の論理判断回路の出力端子は、さらに前記インバータ回路の駆動回路と接続され、前記第２の信号を出力する時に前記インバータ回路をオフにする。
【００１５】
好ましくは、該電力制限回路は、入力電流サンプリング回路、入力電圧サンプリング回路及び加算器を含む入力電力制限回路をさらに含み、
前記入力電流サンプリング回路は、前記インバータの直流―直流変換回路の入力電流をサンプリングすると共に、対応する電圧信号に変換し、
前記入力電圧サンプリング回路は、前記インバータの直流―直流変換回路の入力電圧をサンプリングし、
前記加算器は、前記入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号と前記入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号とを加算することにより、前記インバータの入力電力が所定電力閾値を超えているか否かを判断し、
前記加算器は、前記インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、前記インバータの入力電力が所定電力閾値を超えている場合に前記直流―直流変換回路の出力電圧を低減する。
【００１６】
好ましくは、前記入力電力制限回路は、前記入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電圧調整回路と、前記入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電流調整回路とを含む。
【００１７】
インバータは、直列接続された直流―直流変換回路及びインバータ回路と、前記直流―直流変換回路の駆動回路と、前記インバータ回路の駆動回路とを含み、前記直流―直流変換回路の駆動回路と前記インバータ回路の駆動回路とを制御するプロセッサをさらに含み、上記電力制限回路をさらに含む。
【００１８】
本発明の技術的解決手段は、以下の利点を有する。
【００１９】
１．本発明の実施例に係るインバータの電力制限回路には、分流抵抗Ｒ１２５が設置され、該分流抵抗Ｒ１２５がインバータ回路の入力端子と並列接続され、かつ該分流抵抗Ｒ１２５に第１の制御可能スイッチＱ１５とするＭＯＳＦＥＴが直列接続され、該ＭＯＳＦＥＴのゲートが制御端子として第１の論理判断回路の出力端子と接続され、インバータ回路の入力電流（直流回路の電流）が第１の所定電流閾値より大きい場合、ＭＯＳＦＥＴがオンになり、分流抵抗Ｒ１２５がインバータ回路の直流入力回路と並列接続されることにより、一部の電流を分流し、さらにインバータ回路の入力電力を低減する。
【００２０】
２．本発明の実施例に係るインバータの電力制限回路は、第１の限流抵抗、第２の限流抵抗及び第２の制御可能スイッチを含む限流回路をさらに含み、第１の限流抵抗はインバータ回路の直流入力回路に直列接続され、第２の限流抵抗の第1の端子は第２の制御可能スイッチの第1の端子と接続され、第２の限流抵抗の第２の端子と第２の制御可能スイッチの第２の端子は、それぞれ第１の限流抵抗の両端と接続され、第２の制御可能スイッチの制御端子は、第１の論理判断回路の出力端子と接続され、インバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、第２の制御可能スイッチをオフに制御する。並列接続された抵抗は、その等価抵抗が小さいため、その電圧分圧能力も低く、電圧が一定である場合にその限流能力も低く、インバータ回路の入力電流が正常状態にある場合、つまり第１の所定電流閾値より小さい場合、並列接続された第１の限流抵抗と第２の限流抵抗が同時にオンとなる。インバータ回路の直流入力電流（入力電流）が第１の所定電流閾値より大きい場合、第２の制御可能スイッチをオフにして第２の限流抵抗をオフにすることにより、第１の限流抵抗での電圧降下が増大し、インバータ回路の入力電圧が変化しないか又は低下する場合にインバータ回路の入力電流が対応して低下する。該限流回路は、分流回路を基に、さらにインバータ回路の入力電流を低減することにより、さらにインバータ回路の電力を低減する。
【００２１】
３．本発明の実施例に係るインバータの電力制限回路は、第２の論理判断回路をさらに含み、第２の論理判断回路の出力端子は、インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、インバータ回路の入力電流が第２の所定電流閾値より大きい場合、直流―直流変換回路をオフにしかつオフ状態を維持する。該第２の論理判断回路の出力端子は、さらにインバータ回路の駆動回路と接続され、インバータ回路の入力電流が第２の所定電流閾値より大きい場合にインバータ回路をオフにしかつオフ状態を維持する。該第２の論理判断回路は、主に回路が短絡状態になった場合にインバータ及び負荷回路を保護する。
【００２２】
４．本発明の実施例に係るインバータの電力制限回路は、インバータの入力電力を正確に取得する必要がなく、それが所定電力閾値を超えているか否かを判断するだけでよいのでインバータの入力電圧の変動が大きくない場合にインバータの入力電流及び入力電圧をサンプリングしかつ加算器を用いてインバータの入力電力を推定することができる。該方法は回路構成が簡単であり、信頼性が高い。
【００２３】
５．本発明の実施例に係るインバータは、起動電流が定格電流より遥かに大きい誘導性負荷を負担することができ、誘導性負荷を起動する時に、インバータ回路の出力電流が増大し、インバータ回路の入力端子電流も対応して増大し、インバータ回路の入力端子電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、回路が過電流となり、つまりインバータの最大動作電力を超えたと認められ、この時に、分流、限流によってインバータの動作電力を低減することができる。該インバータの電力制限回路によれば、該インバータが誘導性負荷を直接負担することができ、商用周波変圧器を省き、インバータの重量を大幅に低減して、移動し携帯しやすい。また、該電力制限回路が設置されたインバータは、その最大動作電力を非常に大きく設定する必要がなく、誘導性負荷の定格動作電力よりわずかに大きく設定すればよく、装置のコストを大幅に低減する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の具体的な実施形態又は従来技術の技術的解決手段をより詳しく説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の記述に必要な図面を簡単に説明し、当然ながら、以下の記載での図面は本発明の幾つかの実施形態に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要しない場合にも、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【図１】従来技術におけるインバータの回路図である。
【図２】本発明の実施例１に係るインバータの電力制限回路の回路原理図である。
【図３】本発明の実施例１に係る別の電力制限回路の回路原理図である。
【図４】本発明の実施例１に係るその他の電力制限回路の回路原理図である。
【図５】本発明の実施例１に係るインバータの電力制限回路の一部回路図である。
【図６】本発明の実施例２に係るインバータの電力制限回路の回路原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の技術的解決手段を明瞭で完全に説明し、当然ながら、説明された実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要しない場合得られた他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【００２６】
本発明の説明において、説明すべきことは、他の明確な規定及び限定がなければ、専門用語の「接続」を広義で理解すべきであり、例えば、直接接続であっても、中間媒介物を介した間接接続であっても、二つの素子内部の連通であってもよく、また、無線接続であっても、有線接続であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記専門用語の本発明での具体的な意味を理解することができる。
【００２７】
また、以下に説明される本発明の異なる実施形態に係る技術的特徴は、互いに撞着しない限り、互いに組み合わせることができる。
【００２８】
実施例１
図２〜５に示すように、本実施例は、インバータにおけるインバータ回路の入力電流を第１の所定電流閾値と比較し、インバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合に第１の信号を出力する第１の論理判断回路と、
第１の信号を受信した場合、インバータ回路の一部の入力電流を分流する分流回路とを含むインバータの電力制限回路を提供する。
【００２９】
該分流回路は、分流抵抗Ｒ１２５と第１の制御可能スイッチＱ１５を含み、分流抵抗Ｒ１２５の第1の端子が第１の制御可能スイッチＱ１５の第1の端子と接続され、分流抵抗Ｒ１２５の第２の端子がインバータ回路の一つの入力端子と接続され、第１の制御可能スイッチＱ１５の第２の端子がインバータ回路の別の入力端子と接続され、第１の制御可能スイッチＱ１５の制御端子は、第１の論理判断回路の出力端子と接続され、第１の信号を受信した場合、第１の制御可能スイッチをオンに制御する。具体的には、上記第１の制御可能スイッチＱ１５は、好ましくはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）を用いる。該第１の制御可能スイッチＱ１５の制御端子は、インバータのプロセッサと接続されてもよく、インバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きいので第１の制御可能スイッチＱ１５がオンになった後、インバータのプロセッサは、所定の時間（例えば１０ｍｓ）後に該第１の制御可能スイッチＱ１５をオフにすることにより、インバータ回路の入力電流が正常な大きさに戻った後にインバータが正常に動作できるように保証する。
【００３０】
本実施例に係るインバータの電力制限回路には、分流抵抗Ｒ１２５が設置され、該分流抵抗Ｒ１２５がインバータ回路の入力端子と並列接続され、かつ該分流抵抗Ｒ１２５に第１の制御可能スイッチＱ１５とするＭＯＳＦＥＴが直列接続され、該ＭＯＳＦＥＴのゲートが制御端子として第１の論理判断回路の出力端子と接続され、インバータ回路の入力電流（直流回路の電流）が第１の所定電流閾値より大きい場合、ＭＯＳＦＥＴがオンになり、分流抵抗Ｒ１２５がインバータ回路の直流入力回路と並列接続されることにより、一部の電流を分流し、さらにインバータ回路の入力電力を低減する。
【００３１】
また、インバータにおけるインバータ回路の前端に一般的に直流―直流変換回路が設置され、直流―直流変換回路の出力端子に一般的に少なくとも一つのコンデンサが並列接続され、該コンデンサは主に濾波及び電気エネルギ貯蔵に用いられ、かつインバータが起動電流が大きい誘導性負荷を負担する必要がある場合に該コンデンサが必須である。したがって、インバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合に直流―直流変換回路の出力電圧は他の補助回路の作用で低下すると、電気エネルギ貯蔵機能を有する該コンデンサが存在することにより、インバータ回路の入力端子電圧がすぐに低下せず、この時に分流抵抗Ｒ１２５がオンになってコンデンサに放電することにより、インバータ回路の入力電圧を低減し、さらにインバータ回路の入力電力を低減する。
【００３２】
該電力制限回路が設置されたインバータは、起動電流が定格電流より遥かに大きい誘導性負荷を負担することができ、誘導性負荷を起動する時に、インバータ回路の出力電流が増大し、インバータ回路の入力端子電流も対応して増大し、インバータ回路の入力端子電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、回路が過電流になり、つまりインバータの最大動作電力を超えたと認められ、この時に分流によってインバータの動作電力を低減することができる。該インバータの電力制限回路によれば、該インバータが誘導性負荷を直接負担することができ、商用周波変圧器を省き、インバータの重量を大幅に低減して、移動し携帯しやすい。また、該電力制限回路が設置されたインバータは、その最大動作電力を非常に大きく設定する必要がなく、誘導性負荷の定格動作電力よりわずかに大きく設定すればよく、装置のコストを大幅に低減する。
【００３３】
具体的な実施形態として、インバータに適用される該電力制限回路は、インバータにおけるインバータ回路の入力電流、すなわち直流入力回路の電流をサンプリングする電流サンプリング回路をさらに含む。インバータにおけるインバータブリッジは、好ましくはＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いる。電流サンプリング回路は、サンプリング抵抗Ｒ５３を含み、サンプリング抵抗Ｒ５３がインバータ回路の直流入力回路に直列接続され、該サンプリング抵抗Ｒ５３は、定格動作電力を増大するために、少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗を含み、例えば、図５に示す十個の抵抗Ｒ５３ａ、Ｒ５３ｂ、Ｒ５３ｃ、Ｒ５３ｄ、Ｒ５３ｅ、Ｒ５３ｆ、Ｒ５３ｇ、Ｒ５３ｈ、Ｒ５３ｉ、Ｒ５３ｊを含む。
【００３４】
好ましい実施形態として、インバータに適用される該電力制限回路は、第１の限流抵抗Ｒ５５、第２の限流抵抗Ｒ５４及び第２の制御可能スイッチＱ１６を含む限流回路をさらに含み、第１の限流抵抗Ｒ５５がインバータ回路の直流入力回路に直列接続され、第２の限流抵抗Ｒ５４の第1の端子が第２の制御可能スイッチＱ１６の第1の端子と接続され、第２の限流抵抗Ｒ５４の第２の端子と第２の制御可能スイッチＱ１６の第２の端子は、それぞれ第１の限流抵抗Ｒ５５の両端と接続され、第２の制御可能スイッチＱ１６の制御端子は、第１の論理判断回路の出力端子と接続され、第１の信号を受信した場合、つまりインバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、第２の制御可能スイッチＱ１６をオフに制御する。具体的には、図２〜３に示すように、上記サンプリング抵抗Ｒ５３の一端が直接接地し、他端が該限流回路の一端（すなわち第１の限流抵抗Ｒ５５の一端）と接続され、該限流回路の他端（すなわち第１の限流抵抗Ｒ５５の他端）がインバータ回路の直流出力端子と接続されている。他の具体的な実施形態では、図４に示すように、上記サンプリング抵抗Ｒ５３の一端が直接接地し、他端がインバータ回路の直流出力端子と接続され、限流回路がインバータ回路の直流入力端子の前に直列接続されている。
【００３５】
並列接続された抵抗は、その等価抵抗が小さいため、その電圧分圧能力も低く、電圧が一定である場合にその限流能力も低く、インバータ回路の入力電流が正常状態にある場合、つまり第１の所定電流閾値より小さい場合、並列接続された第１の限流抵抗Ｒ５５と第二限流抵抗Ｒ５４が同時にオンとなる。インバータ回路の直流入力電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、第２の制御可能スイッチＱ１６をオフにして第２の限流抵抗Ｒ５４をオフにすることにより、第１の限流抵抗Ｒ５５の電圧分圧能力が増強し、つまり第１の限流抵抗Ｒ５５での電圧降下が増大し、インバータ回路の入力電圧が変化しないか又は低下する場合にインバータ回路の入力電流が対応して低下する。該限流回路は、分流回路を基に、さらにインバータ回路の入力電流を低減することにより、さらにインバータ回路の電力を低減する。
【００３６】
具体的には、第２の制御可能スイッチＱ１６がオフになる速度を保証して回路の安全性を保証するために、上記第２の制御可能スイッチＱ１６のオフは、第１の論理判断回路から出力した第１の信号によって直接制御し、つまり第１の論理判断回路から出力した電気信号は、直接該第２の制御可能スイッチＱ１６の駆動回路に入るべきであり、インバータのプロセッサを通過した後にプロセッサから出力した制御信号によって制御することではない。しかしながら、第２の制御可能スイッチＱ１６がオフになった後の回復はプロセッサによって制御する。本実施例では、分流回路及び限流回路を通過した後に、インバータ回路の入力電流は対応して低下し、インバータ回路の入力電流が５Ａ≦Ｉｄｃ＜５５Ａであり、かつ２０ｍｓ持続すると、プロセッサは第２の制御可能スイッチＱ１６をオフに自動的に制御する。また、本実施例では、負荷をオンにする瞬間にインバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きくなる（過電流又は短絡）ことを防止するために、第２の制御可能スイッチＱ１６は、インバータに負荷が接続されていないか又はインバータ回路の入力電流が５Ａより小さい場合にオフ状態を維持し、インバータ回路の入力電流が５Ａ≦Ｉｄｃ＜５５Ａでありかつ２０ｍｓ持続した場合のみオンになる。
【００３７】
具体的には、上記第１の限流抵抗Ｒ５５は、少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗、例えば図５に示す抵抗Ｒ５５ａ、Ｒ５５ｂを含む。上記第２の限流抵抗Ｒ５４は、少なくとも二つの互いに並列接続された抵抗、例えば図５に示す抵抗Ｒ５４ａ、Ｒ５４ｂを含んでもよい。並列接続が分流することができるので、限流回路の定格電力を大幅に向上させることができる。実際に実施する場合、第１の限流抵抗Ｒ５５は、例えば、複数の抵抗を並列接続して構成されるか、複数の抵抗を直列接続して構成されるか、又は複数の抵抗を直列接続した後に並列接続して構成される抵抗群であってもよい。第２の限流抵抗Ｒ５４は、同様に抵抗群であってもよい。
【００３８】
具体的な実施形態として、第１の論理判断回路は、電流サンプリング回路から出力した電流信号つまりインバータ回路の入力電流が第１の所定電流閾値より大きいか否かを比較するコンパレータを含む。インバータ回路の入力電流は、サンプリング抵抗Ｒ５３を用いて電圧値に変換し、次に信号調整回路によって信号値を適切な範囲に調整した後にコンパレータに入力すると共に、インバータのプロセッサに入力することができる。第１の所定電流閾値も、同じ変換及び調整ポリシーに応じて、対応する電圧値に変換してコンパレータの別の入力端子に入力することができる。
【００３９】
さらに好ましい実施形態として、図３及び図４に示すように、インバータに適用される該電力制限回路は、電流サンプリング回路から出力した電流信号（インバータ回路の入力電流）を、第１の所定電流閾値より大きい第２の所定電流閾値と比較し、入力電流が第２の所定電流閾値より大きい場合に第２の信号を出力する第２の論理判断回路をさらに含む。該第２の論理判断回路もコンパレータを含む。
【００４０】
第２の論理判断回路の出力端子は、インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、第２の信号を入力した場合、つまりインバータ回路の入力電流が第２の所定電流閾値より大きい場合、直流―直流変換回路をオフにしかつオフ状態を維持する。ここで、第２の論理判断回路の出力端子は、直流―直流変換回路の駆動回路と直接接続されるとは限らず、直流―直流変換回路の制御装置又はインバータのプロセッサと接続された後に直流―直流変換回路の制御装置又はインバータのプロセッサによって調整を行うように駆動回路を制御してもよい。しかしながら、最も速い速度で直流―直流変換回路をオフにするために、本実施例では、第２の論理判断回路は、好ましくはアナログ信号によって直流―直流変換回路の駆動回路を直接制御することにより、直流―直流変換回路を迅速にオフにする。
【００４１】
インバータ回路の入力電流が第２の所定電流閾値より大きい場合、短絡状態になったと認められる。この時、第２の論理判断回路は、さらにインバータ回路の駆動回路と接続することによりインバータ回路を迅速にオフにすべきである。該第２の論理判断回路は、主に回路が短絡状態になった場合にインバータ及び負荷回路を保護する。
【００４２】
実施例２
図６に示すように、本実施例はインバータの電力制限回路を提供し、上記実施例１との違いは、入力電流サンプリング回路、入力電圧サンプリング回路及び加算器を含む入力電力制限回路をさらに含むことである
【００４３】
入力電流サンプリング回路は、インバータの直流―直流変換回路の入力電流をサンプリングすると共に、対応する電圧信号に変換する。具体的には、直流―直流変換回路の入力回路での電流をサンプリングする。
【００４４】
入力電圧サンプリング回路は、インバータの直流―直流変換回路の入力電圧をサンプリングする。具体的には、直列接続された分圧抵抗Ｒ２２と分圧抵抗Ｒ２９を用いてサンプリングする。
【００４５】
加算器は、入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号と入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号とを加算することにより、インバータの入力電力が所定電力閾値を超えているか否かを判断する。
【００４６】
加算器は、インバータの直流―直流変換回路の駆動回路と接続され、インバータの入力電力が所定電力閾値を超えると直流―直流変換回路の出力電圧を低減する。
【００４７】
本発明の実施例に係るインバータの電力制限回路は、インバータの入力電力を正確に取得する必要がなく、それが所定電力閾値を超えているか否かを判断するだけでよいので、インバータの入力電圧の変動が大きくない場合にインバータの入力電流及び入力電圧をサンプリングしかつ加算器を用いてインバータの入力電力を推定することができる。該方法は回路構成が簡単であり、信頼性が高い。
【００４８】
誘導性負荷の起動段階では、その起動電流が大きいため、その起動電力がその定格電力より遥かに高い。インバータが誘導性負荷を負担できるようにするために、従来技術では、インバータの出力端子に商用周波変圧器を設置するか、又はインバータの動作電力が誘導性負荷の起動電力を満たすようにしなければならない。しかしながら、商用周波変圧器は体積が大きく、重量が重く、携帯及び運搬しにくく、誘導性負荷は起動する時のみに電力が大きく、正常動作時にその定格電力が起動電力より遥かに小さく、インバータの動作電力を誘導性負荷の起動電力と一致するように設定すると、大きな無駄になる。該電力制限回路が設置されたインバータを用いて誘導性負荷に給電する場合、誘導性負荷の起動段階では、インバータの入力電力は誘導性負荷の起動電力の増大につれて増大し、入力電力が所定電力閾値（該所定電力閾値はインバータの定格電力に対応する）を超えると、直流―直流変換回路の駆動回路を調整してその出力電圧を低減することにより、直流―直流変換回路の動作電力を低減する。それと同時に、インバータ回路の入力電流も起動電流の増大につれて増大するので、第１の論理判断回路が第１の信号を出力するようにトリガーし、分流回路は第１の信号を受信するとオンになり、一部の電流を分流し、さらにインバータ回路の動作電力を低減する。限流回路も、第１の信号によってオフに制御された第２の制御可能スイッチＱ１６により、並列接続された第２の限流抵抗Ｒ５４をオフにしたので、第１の限流抵抗Ｒ５５の電圧分圧能力が大幅に増強し、さらにインバータ回路の入力電圧を低減し、すなわち、さらにインバータ回路の入力電力を低減する。
【００４９】
また、インバータが起動電流の大きい負荷を負担できるようにするために、その直流―直流変換回路の出力端子に、電気エネルギ貯蔵機能を有するとともに濾波作用を有するコンデンサＣ１１を並列接続する必要がある。インバータの入力電力が所定電力閾値を超えて、上記入力電力制限回路が直流―直流変換回路の出力電圧を低減する場合、該並列接続されたコンデンサＣ１１が存在することにより、インバータ回路の入力端子電圧がすぐに低下することができない。この時に、上記分流回路は、コンデンサＣ１１と共に放電回路を構成してコンデンサＣ１１の電圧を迅速に低減することにより、インバータ回路の入力電圧を迅速に低減し、さらにインバータ回路の入力電力を迅速に低減する。
【００５０】
上記のように、本実施例に係るインバータの電力制限回路は、電圧を低減し分流抵抗を増加するという方法で誘導性負荷の起動時のインバータの電力を低減することにより、インバータは、商用周波変圧器がなくても起動電力がその定格動作電力より遥かに大きい誘導性負荷を負担することができる。本実施例に係るインバータの電力制限回路は、出力電圧を低減するという方法でインバータの電力を低減するので、主に屋外の携帯型電気器具に適用される。その原因として、送電網で直接給電されない携帯型電気器具は、その所望電力が一般的に小さく（３ＫＷより小さい）、かつ給電電源の出力電圧波形の品質への要求が低く、許容できる電圧ひずみが大きい。
【００５１】
具体的な実施形態として、入力電力制限回路は、入力電圧サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電圧調整回路と、前記入力電流サンプリング回路から出力した電圧信号の大きさを調整する電流調整回路とを含む。本実施例では、入力電圧サンプリング回路から出力した信号と入力電流サンプリング回路から出力した信号を調整することによってインバータの入力電力推定の正確さを向上させ、また論理判断回路の入力信号の振幅要件を満たすことができる。上記所定電力閾値も、対応して調整した後に判断の基準値とする。
【００５２】
実施例３
本実施例は、直列接続された直流―直流変換回路と、インバータ回路と、前記直流―直流変換回路の駆動回路と、前記インバータ回路の駆動回路とを含み、前記直流―直流変換回路の駆動回路と前記インバータ回路の駆動回路とを制御するプロセッサをさらに含み、上記実施例１又は２に記載のインバータに適用される電力制限回路をさらに含むインバータを提供する。
【００５３】
また、直流―直流変換回路の出力端子にさらにコンデンサＣ１１が並列接続され、該コンデンサＣ１１は、濾波作用を有し、さらに電気エネルギ貯蔵機能を有し、インバータ回路が起動電流が大きい負荷を負担する必要がある場合、電気エネルギ貯蔵機能を有する該コンデンサＣ１１が必須である。実際に実施する場合、互いに並列接続された複数のコンデンサ（例えば電解コンデンサ）を設置して濾波及び電気エネルギ貯蔵機能を実現することができる。
【００５４】
本実施例に係るインバータは、起動電流が定格電流より遥かに大きい誘導性負荷を負担することができ、誘導性負荷を起動する時に、インバータ回路の出力電流が増大し、インバータ回路の入力端子電流も対応して増大し、インバータ回路の入力端子電流が第１の所定電流閾値より大きい場合、回路が過電流になり、つまりインバータの最大動作電力を超えたと認められ、この時に、分流、限流によってインバータの動作電力を低減することができる。それと同時に、誘導性負荷の起動電流の増大につれて、インバータの入力電力も所定電力閾値を超え、この時に直流―直流変換回路の駆動ポリシーを調整してその出力電圧を低減することにより、インバータの電力を低減することができる。該インバータの電力制限回路によれば、該インバータは誘導性負荷を直接負担することができ、商用周波変圧器を省き、インバータの重量を大幅に低減して、移動し携帯しやすい。また、該電力制限回路が設置されたインバータは、その最大動作電力を非常に大きく設定する必要がなく、誘導性負荷の定格動作電力よりわずかに大きく設定すればよく、装置のコストを大幅に低減する。
【００５５】
当然ながら、上記実施例は、実施形態を限定するものではなく、明確に説明するために例示したものに過ぎない。当業者であれば、上記説明に基づいてさらに他の様々の形式の変形又は変更を行うことができる。ここで、全ての実施形態を列挙する可能性も必要性もない。これから導出した明らかな変形又は変更は、依然として本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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