電力變換裝置制造方法
【專利摘要】電力變換裝置。本發(fā)明的課題是提高輸出電壓的精度。實施方式的電力變換裝置具備電力變換部和PWM控制部。電力變換部具有與直流電源的正極以及負載的一端連接的第1開關(guān)元件、與直流電源的負極以及負載的另一端連接的第2開關(guān)元件、與直流電源的正極以及負載的另一端連接的第3開關(guān)元件、與直流電源的負極以及負載的一端連接的第4開關(guān)元件。PWM控制部根據(jù)在載波周期的期間始終設(shè)定為高電平或低電平的信號，交替地控制第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件。
【專利說明】電力變換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開的實施方式涉及電力變換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前公知有如下這樣的電力變換裝置:對構(gòu)成橋式電路的開關(guān)元件進行PWM(Pulse Width Modulation:脈寬調(diào)制)控制，將直流電力變換為交流電力(參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本特開2002-305883號公報
[0004]但是，現(xiàn)有的電力變換裝置在提高輸出電壓的精度以及降低開關(guān)損耗的方面存在進一步改善的余地。
[0005]例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)輸出微小電壓時，開關(guān)元件的接通期間變短，所以存在死區(qū)時間等的影響相對變大而使輸出電壓的精度劣化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]實施方式的一個方式的目的是提供可提高輸出電壓精度的電力變換裝置。
[0007]實施方式的一個方式的電力變換裝置具備電力變換部和PWM控制部。電力變換部具有與直流電源的正極以及負載的一端連接的第I開關(guān)元件、與直流電源的負極以及負載的另一端連接的第2開關(guān)元件、與直流電源的正極以及負載的另一端連接的第3開關(guān)元件、與直流電源的負極以及負載的一端連接的第4開關(guān)元件。PWM控制部對電力變換部進行PWM控制，反復(fù)從直流電源向負載進行電壓輸出的接通期間與不進行電壓輸出的斷開期間。并且，P麗控制部根據(jù)在載波周期的期間始終被設(shè)定為高電平或低電平的信號，交替地控制上述第I開關(guān)元件和上述第2開關(guān)元件。
[0008]發(fā)明的效果
[0009]根據(jù)實施方式的一個方式，即使在輸出微小電壓的情況下，開關(guān)元件的接通期間也不變短，所以能夠提高輸出電壓的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是示出第I實施方式的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0011]圖2是示出第I實施方式的PWM控制部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0012]圖3是第I實施方式的控制信號的時序圖。
[0013]圖4是示出第2實施方式的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0014]圖5是示出第2實施方式的PWM控制部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0015]圖6是第2實施方式的控制信號的時序圖。
[0016]圖7是示出第3實施方式的PWM控制部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0017]圖8是第3實施方式的控制信號的時序圖。
[0018]標(biāo)號說明[0019]Ql?Q4、Q3A、Q4A開關(guān)元件;1、1A電力變換裝置；2直流電源;3、3A負載；10、IOA電力變換部；20、20A、20B PWM控制部；23限幅器；24指令成分運算器；24B補償指令成分運算器；30、30A PWM生成器；33分配器；34切換器；35?38反轉(zhuǎn)電路。
【具體實施方式】
[0020]以下，參照附圖，詳細地說明本申請所公開的電力變換裝置的實施方式。此外，本發(fā)明不被以下所示的實施方式限定。
[0021](第I實施方式)
[0022]在第I實施方式中示出向負載輸出交流電力的電力變換裝置的一例。圖1是示出第I實施方式的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023]如圖1所示，第I實施方式的電力變換裝置I將從直流電源2供給的直流電力變換為交流電力，輸出至負載3。該電力變換裝置I具備電力變換部10和PWM控制部20。此夕卜，直流電源2也可以是利用電力變換器對輸入的交流電源進行整流而制作的電源。
[0024]電力變換部10是對串聯(lián)連接開關(guān)元件Ql、Q3的第I上下橋臂和串聯(lián)連接開關(guān)元件Q2、Q4的第2上下橋臂進行并聯(lián)連接的單相橋式電路。
[0025]開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q4與直流電源2的正極連接，開關(guān)元件Q3以及開關(guān)元件Q2與直流電源2的負極連接。另外，負載3的一個端子連接在開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q3的連接點，負載3的另一個端子連接在開關(guān)元件Q2和開關(guān)元件Q4的連接點。
[0026]開關(guān)元件Ql是與直流電源2的正極以及負載3的一端連接的第I開關(guān)元件的一例，開關(guān)元件Q2是與直流電源2的負極以及負載3的另一端連接的第2開關(guān)元件的一例。另外，開關(guān)元件Q3是與直流電源2的負極以及負載3的一端連接的第3開關(guān)元件的一例，開關(guān)元件Q4是與直流電源2的正極以及負載3的另一端連接的第4開關(guān)元件的一例。
[0027]這些開關(guān)元件Ql?Q4分別并聯(lián)連接二極管。此外，作為開關(guān)元件Ql?Q4，例如可米用 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)或 FET (Fieldeffect transistor:場效應(yīng)晶體管)。
[0028]PWM控制部20通過向開關(guān)元件Ql?Q4分別輸出控制信號SI?S4，對開關(guān)元件Ql?Q4的接通/斷開進行PWM控制，由此控制從直流電源2向負載3的電力供給。
[0029]使用圖2說明該PWM控制部20的結(jié)構(gòu)的一例。圖2是示出第I實施方式的PWM控制部20的結(jié)構(gòu)的一例的圖。此外，在圖2中僅示出為了說明PWM控制部20的特征而所需的構(gòu)成要素，省略關(guān)于一般構(gòu)成要素的記載。
[0030]如圖2所示，PWM控制部20具備電流控制器21、電壓控制器22、限幅器23、指令成分運算器24和PWM生成器30。另外，PWM生成器30具備載波生成器31、信號比較器32、分配器33、切換器34和反轉(zhuǎn)電路35?38。
[0031]在圖1中雖然省略圖示，但電力變換裝置I還具備電壓檢測器4以及電流檢測器
5。電壓檢測器4是檢測直流電源2的電源電壓的檢測器，一個端子與直流電源2的正極連接，并且另一個端子與直流電源2的負極連接。該電壓檢測器4檢測到的電源電壓值Vdc被輸出到電壓控制器22。
[0032]另外，電流檢測器5是檢測流過負載3的電流的檢測器，例如，是利用作為磁電變換元件的霍爾元件的電流傳感器。由該電流檢測器5檢測出的電流值(以下，記載為“電流反饋值”)Ifb被輸出到電流控制器21。
[0033]電流控制器21對電流指令I(lǐng)ref和電流反饋值Ifb進行比較，以使它們的差分變?yōu)榱愕姆绞?，生成電壓指令Vrefl。由電流控制器21生成的電壓指令Vrefl被輸出到電壓控制器22。
[0034]電壓控制器22生成從電流控制器21輸入的電壓指令Vrefl相對于從電壓檢測器4輸入的電源電壓值Vdc的占空比，作為電壓指令Vref2。由電壓控制器22生成的電壓指令Vref2被輸出到限幅器23。
[0035]限幅器23是電壓指令Vref2的上限限幅器。即，在電力變換裝置I中，當(dāng)輸出電壓脈沖的占空比接近100%時，開關(guān)元件Ql、Q2的接通/斷開期間變短。因此，根據(jù)需要設(shè)置該限幅器23，利用輸出電壓脈沖的占空比的上限值(例如95%)限制開關(guān)元件Q1、Q2的接通/斷開期間。向指令成分運算器24輸入從限幅器23輸出的電壓指令Vref3。
[0036]指令成分運算器24利用從限幅器23輸入的電壓指令Vref3分別運算出電壓指令Vref4和極性值Sp。這里，電壓指令Vref4是表示電壓指令Vref3的大小的值即絕對值。此夕卜，對電壓指令Vref4進行電平變換，以利用來自載波生成器31的載波信號Sc的大小進行歸一化。另外，極性值Sp是表示電壓指令Vref3的正負的值。電壓指令Vref4被輸出到信號比較器32，極性值Sp被輸出到切換器34。
[0037]載波生成器31生成載波信號Sc,輸出到信號比較器32。信號比較器32通過對從載波生成器31輸入的載波信號Sc與從指令成分運算器24輸入的電壓指令Vref4進行比較，生成第IPWM原信號PWMl，輸出到分配器33。具體地說，載波生成器31在電壓指令Vref4大于載波信號Sc的信號電平的情況下，以高電平輸出第IPWM原信號PWM1,在電壓指令Vref4是載波信號Sc的信號電平以下的情況下，以低電平輸出第IPWM原信號PWMl。
[0038]另外，信號比較器32將始終設(shè)定為高電平(激活電平)的第2PWM原信號PWM2輸出到分配器33。
[0039]此外，在載波信號Sc的波峰以及波谷處進行從指令成分運算器24輸出的電壓指令Vref4的更新。
[0040]分配器33例如是寄存器，按照載波信號Sc的每I個周期，交替地調(diào)換第IPWM原信號PWMl和第2PWM原信號PWM2，設(shè)置為第IPWM信號Sa以及第2PWM信號Sb。
[0041]例如，分配器33在載波信號Sc的第奇數(shù)次周期中，將第IPWM原信號PWMl設(shè)置為第IPWM信號Sa，將第2PWM原信號PWM2設(shè)置為第2PWM信號Sb。另外，分配器33在載波信號Sc的第偶數(shù)次周期中，將第IPWM原信號PWMl設(shè)置為第2PWM信號Sb，將第2PWM原信號PWM2設(shè)置為第IPWM信號Sa。
[0042]由此，在第奇數(shù)次周期中，從分配器33輸出第IPWM原信號PWMl，作為第IPWM信號Sa，從分配器33輸出第2PWM原信號PWM2，作為第2PWM信號Sb。另外，在第偶數(shù)次周期中，從分配器33輸出第2PWM原信號PWM2，作為第IPWM信號Sa，從分配器33輸出第IPWM原信號PWMl，作為第2PWM信號Sb。
[0043]這樣，分配器33是按照載波信號Sc的每I周期交替地選擇第IPWM原信號PWMl和第2PWM原信號PWM2來生成第IPWM信號Sa的第IPWM信號生成器的一例。另外，分配器33也是按照載波信號Sc的每I周期以與生成第IPWM信號Sa時的選擇順序相反的順序、交替地選擇第IPWM原信號PWMl和第2PWM原信號PWM2來生成第2PWM信號Sb的第2PWM信號生成器的一例。
[0044]這里，示出PWM控制部20具有作為第IPWM信號生成器以及第2PWM信號生成器發(fā)揮作用的分配器33時的例子，PWM控制部也可分別具備第IPWM信號生成器和第2PWM信號生成器。
[0045]切換器34具備切換第IPWM信號Sa的輸出目的地的第I切換器和切換第2PWM信號Sb的輸出目的地的第2切換器，根據(jù)從指令成分運算器24輸入的極性值Sp切換這些第I切換器以及第2切換器。
[0046]具體地說，第I切換器具備觸點al、bl、Cl。觸點al與第IPWM信號Sa的輸出端子連接，觸點bl與PWM控制部20的開關(guān)元件Ql (參照圖1)連接，觸點cl與反轉(zhuǎn)電路35連接。另外，第2切換器具備觸點a2、b2、c2。觸點a2與第2PWM信號Sb的輸出端子連接，觸點b2與PWM控制部20的開關(guān)元件Q2 (參照圖1)連接，觸點c2與反轉(zhuǎn)電路36連接。
[0047]切換器34在極性值Sp為正的情況下、即從直流電源2向負載3輸出正電壓的正電壓輸出模式的情況下，連接觸點al和觸點bl并且連接觸點a2和觸點b2。由此，第IPWM信號Sa作為控制信號SI輸出到開關(guān)元件Ql，第2PWM信號Sb作為控制信號S2輸出到開關(guān)元件Q2。
[0048]另一方面，切換器34在極性值Sp為負的情況下、即從直流電源2向負載3輸出負電壓的負電壓輸出模式的情況下，連接觸點al和觸點Cl并且連接觸點a2和觸點c2。由此，第IPWM信號Sa通過反轉(zhuǎn)電路35進行反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號SI輸出到開關(guān)元件Ql。另外，第2PWM信號Sb通過反轉(zhuǎn)電路36進行反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號S2輸出到開關(guān)元件Q2。
[0049]這樣，PWM控制部20在從直流電源2向負載3輸出正電壓的正電壓輸出模式的情況下，將第IPWM信號Sa輸出到開關(guān)元件Q1，將第2PWM信號Sb輸出到開關(guān)元件Q2。另夕卜，PWM控制部20在從直流電源2向負載3輸出負電壓的負電壓輸出模式的情況下，將使第IPWM信號Sa反轉(zhuǎn)后的信號輸出到開關(guān)元件Q1，將使第2PWM信號Sb反轉(zhuǎn)后的信號輸出到開關(guān)元件Q2。
[0050]另外，PWM生成器30具備反轉(zhuǎn)電路37、38。該反轉(zhuǎn)電路37使從切換器34的觸點bl輸出的第IPWM信號Sa或從反轉(zhuǎn)電路35輸出的第IPWM信號Sa的反轉(zhuǎn)信號進行反轉(zhuǎn)，作為控制信號S3輸出到開關(guān)元件Q3。同樣，反轉(zhuǎn)電路38使從切換器34的觸點b2輸出的第2PWM信號Sb或從反轉(zhuǎn)電路36輸出的第2PWM信號Sb的反轉(zhuǎn)信號進行反轉(zhuǎn)，作為控制信號S4輸出到開關(guān)元件Q4。
[0051]這樣，PWM控制部20將使控制信號SI反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號S3輸出到開關(guān)元件Q3，將使控制信號S2反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號S4輸出到開關(guān)元件Q4。
[0052]接著，參照圖3說明控制信號SI?S4的輸出時刻。圖3是第I實施方式的控制信號的時序圖。此外，如圖3所示，在載波信號Sc的波谷到來的時刻tl?t5，分配器33進行第IPWM原信號PWMl以及第2PWM原信號PWM2的調(diào)換。
[0053]如圖3所不,第IPWM原信號PWMl在電壓指令Vref4大于載波信號Sc的信號電平的情況下以高電平進行輸出，在電壓指令Vref4是載波信號Sc的信號電平以下的情況下以低電平進行輸出。另外，第2PWM原信號PWM2始終以高電平進行輸出。
[0054]另外，在載波信號Sc的第奇數(shù)次周期中，第IPWM信號Sa是第IPWM原信號PWM1，第2PWM信號Sb是第2PWM原信號PWM2。因此，第IPWM信號Sa與第IPWM原信號PWMl —致，第2PWM信號Sb與第2PWM原信號PWM2 —致。即，在周期是第奇數(shù)次的情況下，第2PWM信號Sb始終以高電平進行輸出。
[0055]另一方面，在第偶數(shù)次周期中，第2PWM信號Sb是第IPWM原信號PWMl，第IPWM信號Sa是第2PWM原信號PWM2。因此，第IPWM信號Sa與第2PWM原信號PWM2 —致，第2PWM信號Sb與第IPWM原信號PWMl —致。即，在周期是第偶數(shù)次的情況下，第IPWM信號Sa始終以高電平進行輸出。
[0056]另外,在極性值Sp為正(即，電壓指令Vref3≥O)的情況下,第IPWM信號Sa不通過反轉(zhuǎn)電路35 (參照圖2)進行反轉(zhuǎn)，而是直接作為控制信號SI輸出，第2PWM信號Sb也不通過反轉(zhuǎn)電路36(參照圖2)進行反轉(zhuǎn)，而是直接作為控制信號S2輸出。因此，在極性值Sp為正的情況下，控制信號SI與第IPWM信號Sa —致，控制信號S2與第2PWM信號Sb —致。
[0057]并且，在電力變換裝置I中，當(dāng)控制信號SI以及控制信號S2都為高電平時、即開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q2雙方接通時，輸出正電壓。
[0058]另一方面，在極性值Sp為負(即，電壓指令Vref3〈0)的情況下，第IPWM信號Sa以及第2PWM信號Sb分別通過反轉(zhuǎn)電路35以及反轉(zhuǎn)電路36 (參照圖2)進行反轉(zhuǎn)。因此，在極性值Sp為負且周期是第奇數(shù)次的情況下，使第IPWM信號Sa反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號SI輸出，使第2PWM信號Sb反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號S2輸出。另外，在極性值Sp為負且周期是第偶數(shù)次的情況下，使第2PWM信號Sb反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號SI輸出，使第IPWM信號Sa反轉(zhuǎn)后的信號作為控制信號S2輸出。
[0059]另外，控制信號S3以及控制信號S4分別是使控制信號S1、控制信號S2通過反轉(zhuǎn)電路37以及反轉(zhuǎn)電路38 (參照圖2)反轉(zhuǎn)后的信號。因此，在極性值Sp為負且周期為第奇數(shù)次的情況下，使控制信號S2反轉(zhuǎn)后的信號即始終為高電平的信號作為控制信號S4輸出，在極性值Sp為負且周期為第奇數(shù)次的情況下，使控制信號SI反轉(zhuǎn)后的信號即始終為高電平的信號作為控制信號S3輸出。
[0060]并且，在電力變換裝置I中，當(dāng)控制信號S3以及控制信號S4都為高電平時、即開關(guān)元件Q3以及開關(guān)元件Q4雙方接通時，輸出負電壓。
[0061]這樣，PWM控制部20對開關(guān)元件Ql~Q4進行PWM控制，反復(fù)接通期間Ton和斷開期間Toff，在接通期間Ton中，從直流電源2向負載3進行電壓輸出，在斷開期間Toff中，不從直流電源2向負載3進行電壓輸出。接通期間Ton是控制信號SI以及控制信號S2都為高電平(激活電平)的期間。即，電力變換部10在控制信號SI以及控制信號S2都為高電平即開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q2都接通時，輸出正電壓(+Vdc)。
[0062]另一方面，斷開期間Toff是控制信號SI以及控制信號S2的一方為高電平、另一方為低電平的期間。PWM控制部20按照每個斷開期間Toff切換控制信號SI為高電平、控制信號S2為低電平的狀態(tài)、和控制信號SI為低電平、控制信號S2為高電平的狀態(tài)。BP,PWM控制部20按照每個斷開期間TofT交替地使開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2接通。
[0063]由此，即使在輸出微小電壓的情況下，也進行PWM控制，使開關(guān)元件Ql、Q2的接通期間不變短。
[0064]如上所述，第I實施方式的電力變換裝置I具備電力變換部10和PWM控制部20。電力變換部10具有與直流電源2的正極以及負載3的一端連接的開關(guān)元件Q1、與直流電源2的負極以及負載3的另一端連接的開關(guān)元件Q2、與直流電源2的正極以及負載3的另一端連接的開關(guān)元件Q3、與直流電源2的負極以及負載3的一端連接的開關(guān)元件Q4。PWM控制部20對電力變換部10進行PWM控制，反復(fù)接通期間Ton和斷開期間Toff，在接通期間Ton中，從直流電源2向負載3進行電壓輸出，在斷開期間Toff中，不從直流電源2向負載3進行電壓輸出。并且，PWM控制部20根據(jù)在載波周期的期間始終設(shè)定為高電平或低電平的信號，交替地控制開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2。
[0065]由此，即使在輸出微小電壓的情況下也不需要縮短開關(guān)元件Ql?Q4的接通/斷開期間，所以能夠提高輸出電壓的精度。另外，與現(xiàn)有技術(shù)相比開關(guān)次數(shù)較少，所以能夠降低開關(guān)損耗。
[0066]另外，在第I實施方式的電力變換裝置I中，PWM控制部20按照每個斷開期間TofT交替地使開關(guān)元件Q3和開關(guān)元件Q4接通，由此能夠向負載3輸出交流電力。
[0067](第2實施方式)
[0068]在第I實施方式中說明了向負載輸出交流電力的電力變換裝置的一例，在第2實施方式中說明向負載輸出直流電力的電力變換裝置的一例。
[0069]圖4是示出第2實施方式的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在以下的說明中，對與已經(jīng)說明的部分同樣的部分標(biāo)注與已經(jīng)說明的部分相同的標(biāo)號，省略重復(fù)的說明。
[0070]如圖4所示，第2實施方式的電力變換裝置IA具有電力變換部10A，來取代電力變換部10。另外，電力變換裝置IA具有PWM控制部20A來取代PWM控制部20。該電力變換裝置IA向負載3A持續(xù)提供一定方向的電流。負載3A是感性負載，具備線圈L和基于銅損等的電阻R。
[0071]電力變換部IOA分別具有開關(guān)元件Q3A以及開關(guān)元件Q4A，來取代開關(guān)元件Q3以及開關(guān)元件Q4。這些開關(guān)元件Q3A以及開關(guān)元件Q4A為了始終處于斷開狀態(tài)而固定了輸入節(jié)點，不進行開關(guān)元件Q3A、Q4A的PWM控制。例如，在開關(guān)元件Q3A、Q4A是IGBT的情況下，使柵極和發(fā)射極短路。此外，也可以不使柵極和發(fā)射極短路，而從PWM控制部20A向開關(guān)元件Q3A、Q4A輸出始終為低電平的信號。
[0072]PWM控制部20A向開關(guān)元件Ql、Q2分別輸出控制信號S1、S2，由此控制開關(guān)元件Q1、Q2的接通/斷開。從而，PWM控制部20A控制從直流電源2向負載3的直流電力供給。
[0073]接著，使用圖5說明第2實施方式的PWM控制部20A的結(jié)構(gòu)的一例。圖5是示出第2實施方式的PWM控制部20A的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0074]如圖5所示，PWM控制部20A具有PWM生成器30A，來取代PWM生成器30。PWM生成器30A具有從PWM生成器30中去除了反轉(zhuǎn)電路37以及反轉(zhuǎn)電路38后的結(jié)構(gòu)。因此，從第2實施方式的PWM控制部20A僅輸出控制信號SI以及控制信號S2。
[0075]接著，參照圖6說明控制信號S1、S2的輸出時刻。圖6是第2實施方式的控制信號的時序圖。如圖6所示，第2實施方式的電力變換裝置IA在控制信號SI以及控制信號S2都為高電平的期間，輸出正電壓，一定方向的直流電流1流過負載3A。然后，電力變換裝置IA在控制信號SI以及控制信號S2都為低電平的期間，輸出負電壓。
[0076]S卩，在控制信號S1、S2都為低電平的情況下，成為全部開關(guān)元件Ql、Q2、Q3A、Q4A都斷開的狀態(tài)，電流流過直流電源2 —開關(guān)元件Q3A的二極管一負載3A —開關(guān)元件Q4A的二極管一直流電源2的路徑。結(jié)果，輸出負電壓，流過負載3A的直流電流1的大小發(fā)生變化。
[0077]另一方面，在控制信號SI為高電平、控制信號S2為低電平的情況下，成為只有開關(guān)元件Ql接通的狀態(tài)。在此情況下，成為電流在開關(guān)元件Ql —負載3A —開關(guān)元件Q4A的二極管一開關(guān)元件Ql的路徑中進行循環(huán)的回流模式，不輸出電壓。
[0078]另外，在控制信號SI為低電平、控制信號S2為高電平的情況下，成為只有開關(guān)元件Q2接通的狀態(tài)。在此情況下，成為電流在開關(guān)元件Q2 —開關(guān)元件Q3A的二極管一負載3A—開關(guān)元件Q2的路徑中進行循環(huán)的回流模式，在此情況下也不輸出電壓。
[0079]另外，在控制信號S1、S2都為高電平的情況下，開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q2都接通，與第I實施方式同樣地輸出正電壓(+Vdc)。
[0080]這樣，能夠?qū)⒈旧暾埞_的電力變換裝置應(yīng)用于向負載輸出直流電力的電力變換 裝直。
[0081]此外，這里示出了電力變換部IOA具備4個開關(guān)元件Ql、Q2，Q3A、Q4A時的例子。但是，在負載是感性負載的情況下，電力變換部可構(gòu)成為具有二極管來取代開關(guān)元件Q3A、Q4A。這樣，即使在將開關(guān)元件Q3A、Q4A置換為二極管的情況下，也能夠與上述第2實施方式同樣地進行動作。
[0082]另外，這里說明了構(gòu)成為開關(guān)元件Q3A、Q4A始終是斷開狀態(tài)的開關(guān)元件、不進行這些開關(guān)元件Q3A、Q4A的控制時的例子。但是，例如也可以取代開關(guān)元件Q3A、Q4A而設(shè)置開關(guān)元件Q3、Q4，從PWM控制 部向這些開關(guān)元件Q3、Q4持續(xù)輸出始終為低電平的控制信號。
[0083](第3實施方式)
[0084]如圖3或圖6所示，在切換極性值Sp的時刻(這里為正一負)，控制信號反轉(zhuǎn)的結(jié)果是，以高電平輸出控制信號的期間可能變短。即，開關(guān)元件的接通期間可能變短。因此，在第3實施方式中說明實施用于避免產(chǎn)生該現(xiàn)象的對策時的例子。
[0085]圖7是示出第3實施方式的PWM控制部的結(jié)構(gòu)的一例的圖。另外，圖8是第3實施方式的控制信號的時序圖。此外，這里，作為一例說明了對第2實施方式的電力變換裝置IA實施變更時的例子，但第I實施方式的電力變換裝置I也能夠進行同樣的變更。
[0086]如圖7所示，第3實施方式的PWM控制部20B具備補償指令成分運算器24B，來取代第2實施方式的PWM控制部20A具備的指令成分運算器24。其它結(jié)構(gòu)與PWM控制部20A相同，并且與PWM控制部20、20A同樣地，在極性值Sp為正時，以正電壓輸出模式工作，在極性值Sp為負時，以負電壓輸出模式工作。
[0087]在從電壓指令Vref3的極性變化時起的預(yù)定時間內(nèi)，補償指令成分運算器24B向切換器34輸出即將進行極性變化前的極性值Sp。具體地說，補償指令成分運算器24B保持極性值的上次值，當(dāng)本次的極性值相對于上次值發(fā)生變化時，在載波信號Sc的半周期之后進行極性值的更新。例如，在電壓指令Vref3的極性從正向負變化時，補償指令成分運算器24B針對從極性由正向負變化的時刻起的半周期，輸出“正”作為極性值Sp (參照圖8)。另外，在電壓指令Vref 3的極性由負向正變化時，補償指令成分運算器24B針對從極性由負向正變化的時刻起的半周期，輸出“負”作為極性值Sp。
[0088]由此，如圖8所示，極性切換的電壓指令Vref3的更新定時延遲載波信號Sc的半周期，但以高電平輸出控制信號的期間不會變短。
[0089]此外，在進行了上述對策的情況下，輸出使本來應(yīng)該輸出的電壓的極性反轉(zhuǎn)后的電壓。例如，在本來應(yīng)該輸出-Vdc的負電壓的期間中，輸出+Vdc的正電壓，產(chǎn)生2Vdc的誤差。因此，補償指令成分運算器24B也可以校正電壓指令Vref4，以在下次以后的接通期間中補償該誤差。
[0090]由本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地導(dǎo)出進一步的效果或變形例。因此，本發(fā)明的更廣范的形態(tài)沒有被以上所示且記述的特定的詳細以及代表實施方式限定。因此，只要不脫離由權(quán)利要求及其等同物定義的發(fā)明概念的主旨或范圍，就能夠進行各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種電力變換裝置，其特征在于，該電力變換裝置具備: 電力變換部，其具有與直流電源的正極以及負載的一端連接的第I開關(guān)元件、與所述直流電源的負極以及所述負載的另一端連接的第2開關(guān)元件、與所述直流電源的正極以及所述負載的另一端連接的第3開關(guān)元件、與所述直流電源的負極以及所述負載的一端連接的第4開關(guān)元件；以及 PWM控制部，其對所述電力變換部進行PWM控制，反復(fù)接通期間和斷開期間，在該接通期間中，從所述直流電源向所述負載進行電壓輸出，在該斷開期間中，不進行所述電壓輸出，
所述PWM控制部根據(jù)在載波周期的期間被始終設(shè)定為高電平或低電平的信號，交替地控制所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述PWM控制部具備: 信號比較器，其輸出基于指令值與載波信號的比較的第IPWM原信號、和被設(shè)定為所述高電平或所述低電平的第2PWM原信號； 第IPWM信號生成器，其按照所述載波信號的每I個周期，交替地選擇第IPWM原信號和第2PWM原信號來生成第IPWM信號；以及 第2PWM信號生成器，其按照所述載波信號的每I個周期，以與生成所述第IPWM信號時的選擇順序相反的順序，交替地選擇第IPWM原信號和第2PWM原信號來生成第2PWM信號，所述PWM控制部根據(jù)所述第IPWM信號以及所述第2PWM信號，控制所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于， 在從所述直流電源向所述負載輸出正電壓的正電壓輸出模式的情況下，所述PWM控制部向所述第I開關(guān)元件輸出所述第IPWM信號，并且向所述第2開關(guān)元件輸出所述第2PWM信號，在從所述直流電源向所述負載輸出負電壓的負電壓輸出模式的情況下，所述PWM控制部向所述第I開關(guān)元件輸出使所述第IPWM信號反轉(zhuǎn)后的信號，并且向所述第2開關(guān)元件輸出使所述第2PWM信號反轉(zhuǎn)后的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于， 該電力變換裝置具備指令成分運算器，該指令成分運算器運算出表示電壓指令的大小的所述指令值和表示所述電壓指令的極性的極性值， 所述PWM控制部在所述極性值為正的情況下以所述正電壓輸出模式工作，另一方面，在所述極性值為負的情況下以所述負電壓輸出模式工作， 所述指令成分運算器在從所述電壓指令的極性變化時起的預(yù)定時間內(nèi)輸出即將進行所述極性變化前的所述極性值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述指令成分運算器的前級具備所述電壓指令的上限限幅器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述PWM控制部按照每個所述斷開期間，交替地使所述第3開關(guān)元件和所述第4開關(guān)兀件接通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的電力變換裝置，其特征在于，所述負載是感性負載，所述第3開關(guān)元件以及所述第4開關(guān)元件置換為二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于，所述負載是感性負載，所述第3開關(guān)元件以及 所述第4開關(guān)元件置換為二極管。
【文檔編號】H02M7/537GK103715932SQ201310450354
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】原英則, 高塚悠史 申請人:株式會社安川電機