JP4558862B2 - Drive system and method for inverter system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ駆動装置及びその駆動方法に関するもので、詳しくは、PAM(Pulse Amplitude Modulation、パルス振幅変調)機能を選択的に動作させることにより、電源印加の初期及びインバータ装置の駆動初期並びにPAMスイッチング素子駆動時に、その周辺で生じる干渉問題を解決してPAM機能をより効率的かつ経済的に駆動し得るインバータの力率補正装置と、インバータ及び負荷を駆動するとき、入力電圧と入力電流の波形が同相である時のみインバータを駆動させて効率的かつ経済的に駆動し得るインバータシステムの力率補正装置及びその方法、特に、PAM機能が働くとき、インバータ及び負荷を駆動させてノイズを低減させ、電源電圧が低電圧である場合、効率を優先視するインバータ及び負荷制御だけを行うようにしたインバータシステムの力率補正蔵置及びその方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、省エネルギー及び出力制御の容易性の面から家電製品の多くの部分でインバータ(Inverter)化が進行され、例えば、インバータにより駆動されるモータを適用した洗濯機及び冷蔵庫なども開発されて発売されつつある。
従来のインバータ装置においては、図6に示したように、入力される商用交流電源をダイオードブリッジにより直流電圧に整流する整流部11と、該整流部11から出力された電圧を平滑させ出力するチョークコイル12および平滑用のコンデンサ13と、それらチョークコイル12および平滑用コンデンサ13により平滑された直流電圧をパルス幅変調(PWM)により再び3相の交流電源に変換させてモータMを駆動させるインバータ14と、を包含して構成されていた。
【0003】
以下、このように構成された従来のインバータ装置の動作を、図7に基づいて説明する。
先ず、図7(A)に示したような商用交流電源の電圧波形と、図7(B)に示したような商用交流電源の電流波形を有する交流電源を整流部11に供給すると、該整流部11はダイオードブリッジを用いて直流電圧に整流した後、チョークコイル12に出力する。
【0004】
すると、前記チョークコイル12及び平滑用コンデンサ13は前記整流部11から出力された直流電圧に含まれている交流成分を除去した直流電圧をインバータ14に出力する。
このとき、前記インバータ14に入力される直流電圧は、入力交流電源のピーク値よりも大きい電圧になる。
【0005】
よって、前記インバータ14は、前記平滑用コンデンサ13から入力される直流電圧をスイッチング素子のオン/オフ動作により3相の交流電源に変換してモータMに提供してモータを駆動する。
なお、前記図7(B)において、時間tは、前記チョークコイル12及び平滑用コンデンサ13の時定数により決められる時間であり、通常、商用交流電源の1/5以下である。
【0006】
ここで、力率が1であると仮定すると、インバータに流れる電流波形は入力される商用交流電源と同じ位相であり、図7(C)に示したように、最大電流値より極めて小さいピーク電流を有する理想的な電流波形を形成するため、ノイズ及び無効電力が減少される効果があり、先進国では図7(C)に示したような波形を形成することを法制化しつつあり、そこで、インバータシステムに力率改善回路を適用する方法が採択されていた。
【0007】
従来のインバータシステムの力率補正装置においては、図8に示したように、商用交流電源ACを整流する整流部100と、該整流部100の出力電圧が平滑するチョークコイルL1と、該チョークコイルL1の出力電圧が整流用ダイオードD1を経て入力され、再平滑する平滑用コンデンサC1と、使用者によりPAMモードに設定されると、それに応じてPAM駆動制御信号を出力する制御部130と、コレクタが前記チョークコイルL1の後段に接続され、エミッタが接地され、ベースに前記制御部130からのPAM駆動制御信号を印加されて導通制御されるPAM制御用トランジスタN1と、前記平滑用コンデンサC1の直流電圧をパルス幅変調(PWM)により可変周波数および可変電圧に変換するインバータ部110と、該インバータ部110の制御により駆動するモータ120と、を備えて構成されていた。
【0008】
以下、このように構成された従来のインバータ装置の力率補正装置の動作について説明する。
まず、整流部100は商用交流電源ACの入力を受けて整流した後出力し、チョークコイルL1および平滑用コンデンサC1は前記整流部100の整流信号を平滑した直流電圧をインバータ部110に印加し、該インバータ部110は前記平滑用コンデンサC1の直流電圧をパルス幅変調により可変周波数および可変電圧に変換させて、モータ120を駆動する。
【0009】
このとき、制御部130はPAM制御用トランジスタN1のオン/オフを制御し負荷(モータ)に供給される電源を入力商用交流電源ACと同じ位相にするとともに、商用交流電源ACの最大電流値よりも小さいピーク電流を有するように力率を補正する。
従来のインバータシステムの力率改善回路をより詳しく説明すると、図9に示したように、入力される商用交流電源をダイオードブリッジにより直流電圧に整流する整流部31と、該整流部31から出力される電圧を平滑して出力するチョークコイル32および平滑用コンデンサ33と、それらチョークコイル32および平滑用コンデンサ33のより平滑された直流電圧をパルス幅変調(PWM)により、再び3相の交流電源に変換させてモータMを駆動させるインバータ36と、前記整流部31の出力電圧及び前記平滑用のコンデンサ33の両段に印加される電圧を比較器、マルチプレクサ、NANDゲート、NORゲートなどを用いて全体的な入力電流と電圧とを一致させるために、パルス幅デューティを可変させるアナログ力率改善部34及び該アナログ力率改善部34により可変されたパルス幅デューティによりオン/オフされ、前記平滑用コンデンサ33の充/放電動作を制御するスイッチング素子Q1により構成され、力率を補正する力率補正部35と、を備えて構成されていた。
【0010】
以下、このように構成された従来のインバータシステムの力率補正回路の動作に対し、図9及び図10を用いて説明する。
先ず、力率補正装置に商用交流電源が印加されると、整流部31は直流電圧に整流して出力し、このように出力される直流電圧は力率補正部35の各抵抗R1、R2により分圧された後、アナログ力率改善部34の第3端子VM1に入力される。
【0011】
一方、チョークコイル32により誘起された電圧は抵抗R5を介して前記アナログ力率改善部34の第5端子Idetに入力され、また、前記チョークコイル32により誘起された電圧が抵抗R4、ダイオードD1及びコンデンサC1により調整された電圧と抵抗R3により調整された電圧とが加算されて前記アナログ力率改善部34の第8端子VCCに入力される。このとき、前記第8端子VCCを介して継続して入力電圧を受ける理由は、力率制御の際、入力電圧の波形と同一波形を形成するためである。
【0012】
且つ、前記整流部31の出力電圧は前記チョークコイル32及びダイオードD2を経由してインバータ36に入力された後、各抵抗R11〜R13により分圧されて前記アナログ力率改善部34の第1端子INVに入力され、更に、前記分圧された電圧はコンデンサC2及び各抵抗R7、R8の時定数により調節されて前記アナログ力率改善部34の第2端子COMPに入力され、一方、前記インバータ36に供給される電流に該当する電圧、即ち、コンデンサC3により決定される電圧は前記アナログ力率改善部34の第4端子CSに入力される。
【0013】
次いで、前記アナログ力率改善部34は、図10に示したように、各比較器341、346、349、マルチプレクサ347、各NANDゲート343、344、セルフスタータ(SELF−STARTER)342及びNORゲート345などにより入力電圧と前記インバータ36の出力電圧とを比較して、それら電圧が一致するように調合したパルスを出力し、図11(A)(B)に示したように、サイン波の低い部分ではデューティを大きくし、サイン波の高い部分ではデューティを小さくさせるパルスを第7端子Voutを介して出力する。
【0014】
次いで、前記アナログ力率改善部34の第7端子Voutを介して出力されたパルスはスイッチング素子Q1のゲートに入力され、該スイッチング素子Q1がパルスに対応してオン/オフされて入力電流及び入力電圧の位相を一致させるため、力率が補正されるようになっていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来のインバータシステムの力率補正装置においては、PAM機能を選択的に動作することができないので、電源の印加初期及びインバータモータの駆動初期並びにPAMスイッチング素子の駆動時に周辺に発生する干渉問題に適切に対処することができず、また、アナログ方式を用いるため、周辺回路が複雑で、信号制御が困難であることから、インバータ及び負荷を効率的に駆動することができないという不都合な問題があった。
【0016】
本発明は、このような従来の課題を鑑みてなされたもので、PAM機能を選択的に動作させることにより、電源の印加初期及びインバータモータの駆動初期並びにPAMスイッチング素子の駆動時に周辺で発生する干渉問題を解決して、PAM機能を効率的かつ経済的に駆動し得るインバータシステムの力率補正装置を提供することを目的とする。
【0017】
そして、本発明の他の目的は、力率補正回路をディジタルで具現するため、回路の構成が簡単で、信号制御を容易に遂行してPAM機能を効率的に行い得るソフトスタートPAM駆動回路の駆動方法を提供しようとする。
且つ、本発明のその他の目的は、初期にPAM機能で駆動させて、入力電流と入力電圧との波形が同相である場合のみインバータ及び負荷を駆動させ、ノイズを低減させることにより経済的に駆動し得るソフトスタートパム駆動回路の駆動方法を提供しようとする。
【0018】
また、本発明のその他の目的は、初期にPAM機能で駆動させて、入力電流と入力電圧の波形が同相である場合のみインバータ及び負荷を駆動させ、電源電圧が低電圧である場合、効率を優先視するインバータ及び負荷のみを制御し得るソフトスタートPAM駆動回路の駆動方法を提供しようとする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るインバータシステムの力率補正装置においては、商用交流電源を整流する整流部と、該整流部の出力電圧を平滑するチョークコイルと、該チョークコイルの出力電圧を整流用ダイオードを経て入力され、更に平滑する平滑用コンデンサと、コレクタが前記チョークコイルの後段に接続され、エミッタが接地され、ベースにPAM駆動制御信号が印加されて導通制御されるPAM制御用のトランジスタと、を包含するインバータシステムにおいて、使用者によりPAMモードに設定されると、それに応じてPAM駆動制御信号及びリレー駆動制御信号を出力する制御部と、前記制御部のリレー駆動制御信号の入力を受けてリレー駆動信号を出力するリレー駆動部と、該リレー駆動部の駆動信号によりPAMモードまたは正常モードを選択するリレーと、を包含して構成されている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係るインバータシステムの力率補正装置の第1実施形態においては、図1に示したように、商用交流電源ACを整流する整流部100と、前記整流部100の出力電圧を平滑するチョークコイルL1と、前記チョークコイルL1の出力電圧を整流用のダイオードD1を経て入力され、再平滑する平滑用コンデンサC1と、使用者によりPAMモードに設定されると、PAM駆動制御信号及びリレー駆動制御信号を出力する制御部200と、コレクタが前記チョークコイルL1の後段に接続され、エミッタが接地され、ベースに前記制御部200のPAM駆動制御信号が印加されて導通制御されるPAM制御用トランジスタN1と、第1入力段NCが前記チョークコイルL1の前段に連結され、第2入力段NOが前記PAM制御用トランジスタN1のコレクタに連結され、リレー駆動信号により第1入力段NCまたは第2入力段NOに転換されるリレー220と、前記制御部200からリレー駆動制御信号を入力され、それによりリレー駆動信号を出力するリレー駆動部210と、から構成されている。
【0021】
ここで、前記リレー駆動部210は、前記制御部200のリレー駆動制御信号によりオン/オフ制御されるNPN型トランジスタN2と、逆電流防止用ダイオードD2と並列連結され、前記NPN型トランジスタN2がオンになるときに励磁されるリレー励磁コイルL2と、からなる。
以下、このように構成される本発明に係るインバータシステムの力率補正装置の動作について説明する。
【0022】
先ず、一般的な動作は従来と同一である。即ち、整流部100は入力された商用交流電源ACを整流し、またチョークコイルL1および平滑用のコンデンサC1は、前記整流部100の整流信号を平滑し、それに応じる直流電圧をインバータ部100に印加すると、前記インバータ部110は前記平滑用コンデンサC1の直流電圧をパルス幅変調を通じて可変周波数および可変電圧に変換してモータ120を駆動する。ここで、制御部200はPAM制御用トランジスタN1のオン/オフを制御し入力商用交流電源ACと同一な位相にさせるとともに、商用交流電源ACの最大電流値よりも小さいピーク電流を有するようにして力率を補正する。
【0023】
ここで、本発明は、リレー220及びリレー駆動部210を追加包含して構成することによりPAM機能を選択的に動作させて、電源印加の初期、モータ駆動の初期及びPAMスイッチング素子の駆動時に周辺に発生する干渉問題に対し、適切に対処することができる。
ここで、図1のように、前記リレー220の第1入力段NCを前記LIの前段に連結し、第2入力段NOを前記PAM制御用のトランジスタN1のコレクタに連結するか、又は前記第1入力段NCをチョークコイルL1の後段に連結してPAMモードを選択して切り換えることができる。
【0024】
より詳しく説明すると、図1のようにリレー220が第1入力段NCに接続されるようにセットされた場合、使用者が必要に応じてPAMモードを設定すると、リレー駆動部210は制御部200からリレー駆動制御信号を入力され、それに応じるリレー駆動信号により前記リレー220を第2入力段NOに切り換えて、PAMモードで動作し、一般モードで動作する場合は、前記リレー220の接点を第1入力段NCに切り換え商用電源ACを直接整流することにより、一般的なモータ120の駆動制御を行う。
【0025】
ここで、前記リレー駆動部210のNPN型トランジスタN2は高電位のリレー駆動制御信号によりターンオンされてリレー励磁コイルL2を励磁させ、リレー220を第2入力段NOに切り換えPAMモードに設定し、反対に低電位のリレー駆動制御信号が入力されると、NPN型トランジスタN1はターンオフされて前記リレー220を第1入力段NCに切り換え、一般モードに設定する。ここで、前記リレー220の初期設定は使用者により決められる。
【0026】
すなわち、本発明は、使用者の選択によりリレー220を第1入力段NCまたは第2入力段NOに切り換えることにより、PAMモードまたは一般モードで動作させるため、電源印加の初期、インバータモータの駆動初期およびPAMスイッチング素子の駆動時に周辺に発生する干渉問題に能動的に対処することができる。
【0027】
そして、本発明に係るインバータシステムの力率補正装置の第2実施形態においては、図2に示したように、ハイブリッド方式のインバータ力率補正装置である。
且つ、PAMモードで動作する本発明は、初期にインバータ及び負荷をPAMで駆動させる第1段階と、前記第1段階でPAM駆動を一定時間行った後、入力電圧と入力電流とを感知する第2段階と、前記第2段階で感知した入力電圧と入力電流の波形を比較する第3段階と、前記第3段階で比較する入力電圧と入力電流が同相であるとインバータ及び負荷を駆動させ、同相でないと、インバータ及び負荷を駆動させない第4段階と、を順次行うことを特徴とする。
【0028】
以下、添付した図面を用いて詳しく説明する。
図3は、本発明に係るインバータシステムの構成図である。
即ち、商用交流電源をダイオードブリッジを経て直流電圧に整流する整流部61と、前記出力電圧を平滑させて出力させるチョークコイル62および平滑用コンデンサ63と、それらチョークコイル62および平滑用コンデンサ63を通じて直流電圧をパルス幅変調(PWM)により3相の交流電源に変換させてモータMを駆動させるインバータ64と、前記平滑用のコンデンサ63の前段に並列で連結され、オン/オフ動作により前記平滑用のコンデンサ63に流れる電流と前記インバータ及び負荷64に供給される電圧とを調整し、PAM駆動を行わせるスイッチング素子Q1と、入力される商用電源の入力電圧を感知する入力電圧感知部66と、入力電流を感知する入力電流感知部67と、前記感知された入力電圧と入直電流の波形を比較し、同相になった場合のみ前記スイッチング素子Q1をオン/オフさせてインバータ及び負荷を駆動させる制御部と、を包含して構成されている。
【0029】
且つ、本発明に係るインバータシステムの駆動過程においては、図5に示したようで、先ず、初期にインバータ及び負荷をPAMで駆動させる第1段階と、前記第1段階でPAM駆動を一定時間行った後、入力電圧と入力電流を感知する第2段階と、前記第2段階で感知した入力電圧と入力電流の波形とを比較する第3段階と、前記第3段階で比較した入力電圧と入力電流とが同相であれば、インバータを及び負荷を駆動させ、同相でないとインバータ及び負荷を駆動させない第4段階と、を順次行うようになっている。
【0030】
以下、このように構成された本発明に係るインバータシステムの動作および作用効果について、詳しく説明する。
先ず、商用交流電源の入力時、これを整流部61に入力して整流した直流電圧を出力する。
すると、チョークコイルおよび平滑用コンデンサ63は入力電圧を制限し、必要な電流が流れるようにし、入力電圧を平滑させインバータ/負荷64で供給する。
【0031】
ここで、前記インバータ及び負荷64は、前記平滑用コンデンサ63で平滑された直流電圧をパルス変調により3相の交流電源に変換させ、モータMに提供させることにより、負荷を駆動させる。
なお、電源印加の初期に、制御部65はスイッチング素子Q1をオンまたはオフさせ、前記平滑用コンデンサ63に流れる電流と電圧とを調整しPAM駆動を行う。
【0032】
もし、前記制御部65がPAM駆動しない場合、入力電流と入力電圧の波形は図4(A)に示すような波形を表し、また、PAM駆動が行われる場合は入力電流と入力電圧の波形は図4(B)に示す通りである。
即ち、PAM駆動が行われない場合は、入力電流と入力電圧との位相は相異するが、PAM駆動時は入力電流と入力電圧の位相は同相になる。
【0033】
ここで、入力電圧感知部66と入力電流感知部67とは、整流部61を通じてインバータ及び負荷側から入力される電圧と電流とを感知して前記制御部65に提供する。
上述したように、初期からPAM駆動でインバータ及び負荷を動作させて所定時間が経過すると、前記制御部65は前記入力電圧感知部66と入力電流感知部67で提供される入力電圧と入力電流を受け入れる。
【0034】
併し、図4(A)に示したように、入力電圧を感知して、電流と電圧との位相が一致しない場合は、インバータ及び負荷64を駆動させない。なぜならば、前記入力電圧と入力電流の位相が一致しない状態でインバータ及び負荷64を駆動させると、効率が低減し、その周辺にノイズによる干渉現状が発生する。
しかし、所定時間が経過すると、図4(B)に示したように、入力電圧と入力電流の位相が一致されるが、この際、制御部65はインバータ及び負荷64を駆動する駆動信号を送り出し、インバータ/負荷64を駆動する。
【0035】
ここでの制御部65の駆動信号は球形波である。
このように、入力電圧と入力電流とが同相である場合、インバータ及び負荷64を駆動させるとより効率的かつ経済的であり、またノイズを軽減することができる。
さらに、入力される電源電圧が低電圧である場合、PAMで駆動させず、インバータ/負荷64だけを駆動させることにより、効率を優先するインバータ及び負荷64に有利である。
【0036】
上述した過程について、図5に基づいて説明する。
図5によると、インバータシステムの力率補正装置を初期にPAMで駆動させる(S101)。
このように初期にPAM駆動を行った後、一定の時間が経過すると、入力電流と入力電圧の波形を感知する(S102)。
【0037】
その後、前記感知した入力電流と入力電圧の波形の位相を比較し(S103)、同相であると(S104)インバータ及び負荷64を駆動させ(S105)、同相でない(S104)とインバータ及び負荷64を駆動しないように(S106)効率的に駆動させることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインバータシステムの力率補正装置においては、PAM機能を選択的に動作させ、電源印加の初期、インバータモータの駆動初期およびPAMスイッチング素子の駆動時に周辺に発生する干渉問題を解決して、PAM機能をより効率的かつ経済的に駆動する効果がある。
【0039】
また、本発明はインバータ及び負荷を駆動する際、初期にPAMを駆動させた後、所定時間が経過すると、入力電圧と入力電流の波形を感知し、同相の場合、インバータ及び負荷を駆動させ、同相でない場合はインバータ及び負荷を駆動させないようにすることにより、より効率的かつ経済的な駆動を行うと共に、ノイズを低減させ、干渉現状を防止することができる。
【0040】
また電源電圧が低電圧である場合は効率を優先視するインバータ及び負荷だけを制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインバータの力率補正装置の第1実施形態を示したブロック図である。
【図2】本発明に係るインバータの力率補正装置の第2実施形態を示したブロック図である。
【図3】本発明に係るインバータシステムを示したブロック図ある。
【図4】本発明に係るインバータシステムにおける、PAM駆動が行われない場合の入力電圧と入力電流の波形図と、PAM駆動が行われる場合の入力電圧と入力電流の波形図である。
【図5】本発明に係るインバータシステムの動作過程を示したフローチャートである。
【図6】従来のインバータシステムを示したブロック回路図である。
【図7】図6の各部の入出力の波形図である。
【図8】従来のインバータシステムの力率補正装置を示した回路図である。
【図9】図8の詳細図である。
【図10】図9のアナログ力率改善部を示した詳細図である。
【図11】図9における、各部の入出力の波形図である。
【符号の説明】
61…整流部
62…チョークコイル
63…平滑用コンデンサ
64…インバータ及び負荷
65…制御部
66…入力電流感知部
67…入力電圧感知部
100…整流部
110…インバータ部
120…モータ
200…制御部
210…リレー駆動部
220…リレー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter driving device and a driving method thereof, and more specifically, by selectively operating a PAM (Pulse Amplitude Modulation) function, an initial stage of power application, an initial driving stage of the inverter apparatus, and a PAM. An inverter power factor correction device that can solve the interference problem that occurs around the switching element when driving the switching element to drive the PAM function more efficiently and economically, and when the inverter and the load are driven, the input voltage and the input current Inverter system power factor correction device and its method that can drive the inverter efficiently and economically only when the waveform is in phase, especially when the PAM function works, drive the inverter and load to reduce noise When the power supply voltage is low, only inverter and load control that prioritize efficiency are performed. And it relates to an inverter system power factor correction container storage and method thereof.
[0002]
[Prior art]
Recently, inverters have been developed in many parts of home appliances from the viewpoint of energy saving and ease of output control. For example, washing machines and refrigerators using a motor driven by an inverter have been developed and released. It's getting on.
In the conventional inverter device, as shown in FIG. 6, a rectifying
[0003]
Hereinafter, the operation of the conventional inverter device configured as described above will be described with reference to FIG.
First, when an AC power supply having a voltage waveform of the commercial AC power supply as shown in FIG. 7A and a current waveform of the commercial AC power supply as shown in FIG. The
[0004]
Then, the
At this time, the DC voltage input to the
[0005]
Therefore, the
In FIG. 7B, the time t is a time determined by the time constants of the
[0006]
Here, assuming that the power factor is 1, the current waveform flowing through the inverter has the same phase as that of the commercial AC power input, and as shown in FIG. 7C, the peak current is extremely smaller than the maximum current value. In order to form an ideal current waveform having a noise, there is an effect that noise and reactive power are reduced. In developed countries, the formation of a waveform as shown in FIG. A method of applying a power factor correction circuit to the inverter system has been adopted.
[0007]
In the conventional power factor correction apparatus for an inverter system, as shown in FIG. 8, a rectifying
[0008]
Hereinafter, the operation of the power factor correction device of the conventional inverter device configured as described above will be described.
First, the rectifying
[0009]
At this time, the
The power factor improving circuit of the conventional inverter system will be described in more detail. As shown in FIG. 9, a rectifying
[0010]
Hereinafter, the operation of the power factor correction circuit of the conventional inverter system configured as described above will be described with reference to FIGS.
First, when a commercial AC power supply is applied to the power factor correction device, the
[0011]
On the other hand, the voltage induced by the
[0012]
The output voltage of the rectifying
[0013]
Next, as shown in FIG. 10, the analog power
[0014]
Next, the pulse output through the seventh terminal Vout of the analog power
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a power factor correction device of the conventional inverter system, since the PAM function cannot be selectively operated, it is generated in the periphery at the initial stage of power supply application, initial driving of the inverter motor, and driving of the PAM switching element. The interference problem cannot be appropriately dealt with, and since the analog system is used, the peripheral circuit is complicated and the signal control is difficult, so that the inverter and the load cannot be driven efficiently. There was a serious problem.
[0016]
The present invention has been made in view of such a conventional problem. By selectively operating the PAM function, the present invention occurs in the vicinity of the initial application of power, the initial drive of the inverter motor, and the drive of the PAM switching element. An object of the present invention is to provide a power factor correction device for an inverter system that can solve the interference problem and can efficiently and economically drive the PAM function.
[0017]
Another object of the present invention is to realize a soft start PAM drive circuit that can implement a PAM function efficiently by performing a signal control easily because the power factor correction circuit is digitally implemented. Try to provide a driving method.
Another object of the present invention is to drive economically by initially driving with the PAM function and driving the inverter and load only when the waveforms of the input current and input voltage are in phase and reducing noise. It is an object of the present invention to provide a method for driving a soft start pamm driving circuit.
[0018]
Another object of the present invention is to drive the inverter and the load only when the input current and the input voltage are in phase with the PAM function in the initial stage, and to improve the efficiency when the power supply voltage is low. A drive method of a soft start PAM drive circuit capable of controlling only the inverter and the load to be prioritized is to be provided.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in a power factor correction apparatus for an inverter system according to the present invention, a rectifier that rectifies a commercial AC power supply, a choke coil that smoothes the output voltage of the rectifier, A smoothing capacitor that receives an output voltage via a rectifying diode and further smoothes, a collector is connected to the subsequent stage of the choke coil, an emitter is grounded, and a PAM drive control signal is applied to the base to control conduction. And a control unit that outputs a PAM drive control signal and a relay drive control signal in response to a user setting the PAM mode in an inverter system including a control transistor, and relay drive control of the control unit A relay drive unit that receives a signal input and outputs a relay drive signal, and a drive signal of the relay drive unit. And it is configured to encompass a relay for selecting the PAM mode or normal mode, the.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the first embodiment of the power factor correction apparatus for an inverter system according to the present invention, as shown in FIG. 1, a rectifying
[0021]
Here, the
Hereinafter, the operation of the power factor correction apparatus for an inverter system according to the present invention configured as described above will be described.
[0022]
First, the general operation is the same as the conventional one. That is, the rectifying
[0023]
In the present invention, the PAM function is selectively operated by additionally including the
Here, as shown in FIG. 1, the first input stage NC of the
[0024]
More specifically, when the
[0025]
Here, the NPN transistor N2 of the
[0026]
That is, according to the present invention, the
[0027]
And in 2nd Embodiment of the power factor correction apparatus of the inverter system which concerns on this invention, as shown in FIG. 2, it is a hybrid type inverter power factor correction apparatus.
The present invention, which operates in the PAM mode, includes a first stage in which the inverter and the load are initially driven by the PAM, and a first stage in which the input voltage and the input current are sensed after the PAM drive is performed for a predetermined time in the first stage. Two stages, a third stage for comparing the waveform of the input voltage and the input current sensed in the second stage, and driving the inverter and the load if the input voltage and the input current to be compared in the third stage are in phase, If not in phase, the fourth stage in which the inverter and the load are not driven is sequentially performed.
[0028]
Hereinafter, it will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is a configuration diagram of an inverter system according to the present invention.
That is, a rectifying
[0029]
In the driving process of the inverter system according to the present invention, as shown in FIG. 5, first, the first stage in which the inverter and the load are driven by the PAM in the initial stage, and the PAM driving is performed for a predetermined time in the first stage. Then, the second stage for sensing the input voltage and the input current, the third stage for comparing the input voltage sensed in the second stage and the waveform of the input current, and the input voltage and the input compared in the third stage. If the current is in phase, the inverter and the load are driven, and if not in phase, the inverter and the load are not driven.
[0030]
Hereinafter, the operation and effect of the inverter system according to the present invention configured as described above will be described in detail.
First, when a commercial AC power supply is input, this is input to the rectifying
Then, the choke coil and the smoothing
[0031]
Here, the inverter and the load 64 drive the load by converting the DC voltage smoothed by the smoothing
In the initial stage of power application, the
[0032]
If the
That is, when the PAM drive is not performed, the phase of the input current and the input voltage is different from each other, but the phase of the input current and the input voltage is the same during the PAM drive.
[0033]
Here, the input
As described above, when a predetermined time elapses after the inverter and the load are operated by PAM driving from the beginning, the
[0034]
At the same time, as shown in FIG. 4A, when the input voltage is sensed and the phases of the current and the voltage do not match, the inverter and the load 64 are not driven. This is because if the inverter and the load 64 are driven in a state where the input voltage and the input current are not in phase, the efficiency is reduced, and noise interference occurs in the vicinity of the inverter and the load 64.
However, when the predetermined time has elapsed, as shown in FIG. 4B, the phases of the input voltage and the input current are matched. At this time, the
[0035]
The drive signal of the
Thus, when the input voltage and the input current are in phase, driving the inverter and the load 64 is more efficient and economical, and noise can be reduced.
Further, when the input power supply voltage is a low voltage, driving only the inverter / load 64 without driving with the PAM is advantageous for the inverter and the load 64 that prioritize efficiency.
[0036]
The process described above will be described with reference to FIG.
According to FIG. 5, the power factor correction device of the inverter system is initially driven by PAM (S101).
As described above, after the PAM drive is initially performed, when a certain time elapses, the waveforms of the input current and the input voltage are sensed (S102).
[0037]
Thereafter, the phase of the waveform of the sensed input current and the input voltage is compared (S103), and if it is in phase (S104), the inverter and the load 64 are driven (S105), and if not in phase (S104), the inverter and load 64 are It can be driven efficiently so as not to drive (S106).
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the power factor correction apparatus for an inverter system according to the present invention, the PAM function is selectively operated, and is generated around the initial stage of power application, the initial stage of driving the inverter motor, and the driving period of the PAM switching element. There is an effect of solving the interference problem and driving the PAM function more efficiently and economically.
[0039]
In addition, when driving the inverter and the load, the present invention senses the waveforms of the input voltage and the input current when a predetermined time elapses after the PAM is driven in the initial stage. By not driving the inverter and the load when they are not in phase, more efficient and economical driving can be performed, noise can be reduced, and the current state of interference can be prevented.
[0040]
Further, when the power supply voltage is low, there is an effect that it is possible to control only the inverter and the load giving priority to efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an inverter power factor correction apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of an inverter power factor correction apparatus according to the present invention;
FIG. 3 is a block diagram showing an inverter system according to the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram of an input voltage and an input current when PAM driving is not performed in the inverter system according to the present invention, and a waveform diagram of an input voltage and an input current when PAM driving is performed.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation process of the inverter system according to the present invention.
FIG. 6 is a block circuit diagram showing a conventional inverter system.
7 is a waveform diagram of input / output of each unit in FIG. 6;
FIG. 8 is a circuit diagram showing a power factor correction device of a conventional inverter system.
9 is a detailed view of FIG.
10 is a detailed view showing an analog power factor improvement unit of FIG. 9;
11 is a waveform diagram of input / output of each unit in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
61 ...
Claims (2)
前記商用交流電源から前記整流部に入力される前記商用交流電源の入力電圧を感知する入力電圧感知部と、
前記商用交流電源から前記整流部に入力される前記商用交流電源の入力電流を感知する入力電流感知部と、
前記平滑コンデンサの前段に並列に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をオン又はオフさせる制御部とを有し、
前記制御部は、電源印加の初期に前記スイッチング素子をオン又はオフさせ、前記平滑コンデンサへの電流と前記インバータ部に供給される電圧を調整することによりパルス振幅変調駆動を行い、前記感知した前記入力電圧と入力電流との波形を比較して、同相になった場合にのみ駆動信号を送出して、インバータ及び負荷を駆動させることを特徴とするインバータシステムの駆動装置。 Including a rectifying section for rectifying a commercial AC power source, a smoothing unit comprising a choke coil and a smoothing capacitor for smoothing an output voltage of the rectifier unit and an inverter unit for outputting a variable frequency and variable voltage in accordance with the output from the smooth portion In the inverter system,
An input voltage sensing unit for sensing an input voltage of the commercial AC power source input from the commercial AC power source to the rectifying unit ;
An input current sensing unit that senses an input current of the commercial AC power source that is input from the commercial AC power source to the rectifying unit ;
A switching element connected in parallel to the preceding stage of the smoothing capacitor;
A control unit for turning on or off the switching element,
The control unit turns on or off the switching element in the initial stage of power supply application, performs pulse amplitude modulation driving by adjusting a current to the smoothing capacitor and a voltage supplied to the inverter unit, and the sensed A drive device for an inverter system, which compares waveforms of an input voltage and an input current and sends a drive signal only when they are in phase to drive an inverter and a load.
電源印加初期に前記平滑コンデンサの前段に並列で接続されたスイッチング素子をオン又はオフさせて前記平滑コンデンサへの電流と前記インバータ部に供給される電圧を調整することによりパルス振幅変調駆動を行う第1段階と、
前記第1段階でパルス振幅変調駆動を所定時間行った後、前記商用交流電源から前記整流部に入力される前記商用交流電源の入力電圧と入力電流を感知する第2段階と、
前記第2段階で感知された入力電圧と入力電流との波形を比較する第3段階と、
前記第3段階で比較した入力電圧と入力電流とが同相であれば、駆動信号を送出してインバータ及び負荷を駆動させ、同相でない場合、該駆動信号の送出を停止してインバータ及び負荷を駆動させない第4段階と、を行うことを特徴とするインバータシステムの駆動方法。 A rectifying unit for rectifying a commercial AC power supply; a smoothing unit including a choke coil and a smoothing capacitor for smoothing an output voltage of the rectifying unit; and an inverter unit for outputting a variable frequency and a variable voltage according to an output from the smoothing unit. In the driving method of the inverter system,
A pulse amplitude modulation drive is performed by adjusting the current to the smoothing capacitor and the voltage supplied to the inverter unit by turning on or off the switching element connected in parallel to the preceding stage of the smoothing capacitor in the initial stage of power application . One step,
A second step of sensing an input voltage and an input current of the commercial AC power source input from the commercial AC power source to the rectifying unit after performing pulse amplitude modulation driving in the first step for a predetermined time;
A third step of comparing waveforms of the input voltage and the input current sensed in the second step;
If the input voltage and the input current compared in the third stage are in phase, the drive signal is sent to drive the inverter and the load. If not , the drive signal is stopped and the inverter and the load are driven. fourth stage and a driving method of an inverter system which is characterized in that the not allowed.
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