專利名稱：半導(dǎo)體集成電路、pwm信號輸出裝置及電力變換控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用脈沖寬度調(diào)制(PWM調(diào)制)信號來控制的電 力變換器的PWM信號產(chǎn)生技術(shù)，特別是涉及適用于對由空載時(shí)間以 及開關(guān)元件的延遲等引起的施加電壓誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腜WM調(diào)制形電 力變換器的控制裝置的有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
例如，在電力變換器的PWM信號產(chǎn)生技術(shù)中，在對電力變換器 進(jìn)行PWM控制的情況下，為了防止由在電源間串聯(lián)連接的開關(guān)元件 的轉(zhuǎn)換(switching)延遲引起的短路，必須對PWM信號附加空載時(shí) 間，然而，在該空載時(shí)間的影響下電力變換器的輸出電壓變得與電壓 指令值不一致，并且成為負(fù)栽電流波形中產(chǎn)生失真的原因。
因此，作為對這些空載時(shí)間的影響進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ岢隽藢﹄?壓指令值根據(jù)負(fù)載電流極性來補(bǔ)償預(yù)先設(shè)定的補(bǔ)償量的方式、反饋電 力變換器的輸出電壓來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞降群芏嘌a(bǔ)償方法。
關(guān)于上述補(bǔ)償預(yù)先設(shè)定的校正量的方式，由于設(shè)定的校正量和實(shí) 際的開關(guān)元件的動(dòng)作速度之間的偏差等而產(chǎn)生誤差，無法進(jìn)行正確的 補(bǔ)償。另外，作為反饋輸出電壓來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞?，已知利用硬件?實(shí)現(xiàn)的方式(例如專利文獻(xiàn)l)和利用軟件來實(shí)現(xiàn)的方式(例如專利文獻(xiàn) 2)。并且，還提出了專利文獻(xiàn)3等技術(shù)。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2000 - 312486號^^艮
專利文獻(xiàn)2:日本特開2001 - 352764號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2006 - 158064號公才艮
使用圖11 ~圖13來說明上述的利用硬件來實(shí)現(xiàn)的方式、利用軟
件來實(shí)現(xiàn)的方式的一例。圖11~圖13都是本發(fā)明人以本發(fā)明為前提 進(jìn)行研究的圖，圖11示出了利用硬件實(shí)現(xiàn)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的全體結(jié) 構(gòu)圖，圖12示出了圖11的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖，圖13示出了利用軟件 來實(shí)現(xiàn)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
在圖11中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置包括使用微型計(jì)算機(jī)等來輸出PWM 信號的PWM信號產(chǎn)生部7、放大PWM信號來驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件9的驅(qū) 動(dòng)電路2、連接在直流電源上的逆變器電路3、馬達(dá)4、將逆變器電路 3的相電壓的電平作為輸出電壓脈沖信號而輸出的電壓檢測電路5、 輸出根據(jù)從PWM信號產(chǎn)生部7輸出的PWM信號和電壓檢測電路5 的輸出電壓脈沖信號進(jìn)行了空載時(shí)間補(bǔ)償?shù)男Ｕ齈WM信號的空載時(shí) 間補(bǔ)償電路6等。
圖12是示出了由上述空栽時(shí)間補(bǔ)償電路6進(jìn)行的動(dòng)作的時(shí)序圖 (表示一相(U相)部分)，表示將作為載波信號的三角波和電壓指令進(jìn)行 比較而作成的PWM信號Ur、對PWM信號Ur和從電壓檢測電路5 輸出的輸出電壓脈沖信號Uf的時(shí)間差進(jìn)行計(jì)數(shù)的上下計(jì)數(shù)器值(以下 稱為計(jì)數(shù)器值)、根據(jù)上迷計(jì)數(shù)器值進(jìn)行了空載時(shí)間補(bǔ)償?shù)男Ｕ齈WM 信號Up、 Un(逆變器的上臂用信號Up和下臂用信號Un)、以及從電 壓檢測電路5輸出的輸出電壓脈沖信號Uf，在(7)中進(jìn)行本電路的起 動(dòng)，在(一)中示出了流過馬達(dá)4的電流的極性從正變?yōu)樨?fù)的狀態(tài)。
如圖12，能夠?qū)赵詴r(shí)間、開關(guān)元件9的延遲進(jìn)行補(bǔ)償而得到 與PWM信號Ur相同脈沖寬度Tr的輸出電壓脈沖信號Uf。
但是，由于本方式相對于PWM信號Ur進(jìn)行延遲而輸出校正 PWM信號Up、 Un,因此PWM信號Ur的相位和校正PWM信號 Up、 Un的相位中產(chǎn)生偏差，另外，該偏差的關(guān)系不是固定的。換句 話說，無法對由PWM信號產(chǎn)生部7實(shí)際輸出的PWM信號進(jìn)行管理。
在馬達(dá)控制中，由于以馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的位置(相位)為基準(zhǔn)來計(jì)算電 壓相位而施加電壓，因此如果不按計(jì)算那樣輸出電壓相位，則該值也 被表現(xiàn)為電壓誤差。另外，在使馬達(dá)電流與PWM信號的定時(shí)同步而 進(jìn)行檢測的電流檢測法中，對于PWM信號Ur，實(shí)際輸出的校正PWM
信號Up、 Un的定時(shí)不同(不固定)，因此難以進(jìn)行如上所述的電流檢 測法。另外，逆變器的輸出相電壓僅利用脈沖信號來進(jìn)行處理，因此 無法補(bǔ)償主要由開關(guān)元件9中的電壓下降引起的電壓誤差。并且，需 要上述硬件電路，無法避免外部電路的增加、成本增加。
相對于利用上述硬件來實(shí)現(xiàn)的方式，在利用圖13所示的軟件來 實(shí)現(xiàn)的方式中，不存在上述的問題點(diǎn)。本方式是如圖13所示向電流
指令值、那樣的方式，由于利用軟^來進(jìn)行，因此能夠?qū)敵龅?WM 信號的定時(shí)進(jìn)行管理。
但是，本方式在PWM信號輸出處理中需要非常大的運(yùn)算負(fù)荷， 利用通用且廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)等不容易實(shí)現(xiàn)。另外，在上述電壓控制 中使用PI控制，還需要進(jìn)行該增益調(diào)整等。
如上所述，以往的利用硬件來實(shí)現(xiàn)的方式、利用軟件來實(shí)現(xiàn)的方 式中的問題點(diǎn)是，對輸出的PWM信號實(shí)際施加的校正PWM信號的 定時(shí)不同，另外其定時(shí)不固定，由此無法進(jìn)行當(dāng)進(jìn)行了空栽時(shí)間補(bǔ)償 時(shí)的PWM信號的定時(shí)管理，伴隨著外部電路的增加而增加成本，以 及增加軟件處理的運(yùn)算負(fù)荷。另外，在上述專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中也可 知無法補(bǔ)償主要由開關(guān)元件中的電壓下降而引起的電壓誤差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決這些問題，提供一種能夠補(bǔ)償主要 由開關(guān)元件中的電壓下降引起的電壓誤差的同時(shí)管理PWM信號的轉(zhuǎn)
換定時(shí)、能夠?qū)④浖\(yùn)算負(fù)荷的增減以及硬件電路的追加部分抑制到 最小限度的PWM調(diào)制形電力變換器的控制技術(shù)。
本發(fā)明的上述以及其它目的和新的特征從本說明書的記述以及 附圖可明確。
在本申請中公開的發(fā)明之中，當(dāng)簡單說明代表性發(fā)明的概要時(shí)如下。
即，代表性發(fā)明的概要是，具有產(chǎn)生PWM信號的PWM信號產(chǎn)
生機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電路具備計(jì)數(shù)器，其對從外部比PWM信號延 遲輸入的脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)；寄存器，其與PWM信號同 步地取入計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值；以及A/D變換機(jī)構(gòu)，其將成為從外部輸 入的脈沖信號的源信號的模擬信號變換為數(shù)字信號。
并且，具備存儲(chǔ)將電壓指令值變換為時(shí)間數(shù)據(jù)的PWM電壓指令 時(shí)間值、PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中設(shè)定的PWM設(shè)定時(shí)間值、寄存器的 寄存器值以及A/D變換機(jī)構(gòu)的A/D變換結(jié)果值的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，使用將 電力變換器的輸出電壓的電壓電平作為輸出電壓脈沖信號而檢測的 電平檢測機(jī)構(gòu)，將輸出電壓脈沖信號作為外部脈沖信號而提供給半導(dǎo) 體集成電路，另外，利用半導(dǎo)體集成電路內(nèi)的A/D變換機(jī)構(gòu)將電力變 換器的輸出電壓值變換為數(shù)字信號，在每個(gè)周期執(zhí)行的周期軟件處理 中使用寄存器值、A/D變換結(jié)果值、PWM電壓指令時(shí)間值以及PWM 設(shè)定時(shí)間值，通過算出下次的PWM設(shè)定時(shí)間值并設(shè)定而能夠?qū)崿F(xiàn)。
在此，與PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的載波周期同步地執(zhí)行周期處理， 計(jì)數(shù)器、寄存器以及A/D變換機(jī)構(gòu)成組，且至少具有一組。
另外，計(jì)數(shù)器能夠?qū)M(jìn)行計(jì)數(shù)的脈沖信號的電平("Hi"或者 "Low")進(jìn)行選擇，從而能夠?qū)θ我獾碾娖竭M(jìn)行計(jì)數(shù)。
A/D變換機(jī)構(gòu)在內(nèi)部具備放大所輸入的模擬信號的電路，在源信 號或者放大后的信號之中，對選擇的信號進(jìn)行A/D變換。此時(shí)，將放 大電路的放大增益設(shè)定為偶數(shù)倍或者1/偶數(shù)倍。
上述下次的PWM設(shè)定時(shí)間值的算出方法以下面的兩個(gè)階段進(jìn) 行。首先，根據(jù)A/D變換結(jié)果值求出與基準(zhǔn)直流電壓值的誤差電壓， 作成相加誤差電壓部分后的電壓指令值。接著，求出根據(jù)寄存器值得 到的脈沖信號的脈沖寬度時(shí)間和PWM設(shè)定時(shí)間值的誤差，根據(jù)該誤 差和PWM電壓指令時(shí)間值算出下次的PWM設(shè)定時(shí)間值?；蛘哌€有 如下方法求出脈沖寬度時(shí)間和PWM電壓指令時(shí)間值的誤差，根據(jù) 該誤差和PWM設(shè)定時(shí)間值來算出下次的PWM i殳定時(shí)間值。
另外，當(dāng)具備PWM信號輸出裝置和由將直流電力變換為交流電 力的兩個(gè)以上的開關(guān)元件構(gòu)成的電力變換電路時(shí)，通過具備存儲(chǔ)機(jī)
構(gòu)，從而能夠判斷開關(guān)元件的異常，其中，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)輸出作為
PWM信號而預(yù)先決定的模式的信號，根據(jù)此時(shí)的脈沖寬度時(shí)間和 PWM設(shè)定時(shí)間值或者PWM電壓指令時(shí)間值來求出誤差時(shí)間，并作 為兩個(gè)以上的開關(guān)元件的延遲時(shí)間而進(jìn)行存儲(chǔ)。
如上所述，通過劃分利用硬件電路進(jìn)行的部分和利用軟件處理進(jìn) 行的部分，維持半導(dǎo)體集成電路的通用性，并且一面進(jìn)行運(yùn)算負(fù)荷的 減輕一面實(shí)現(xiàn)了空載時(shí)間補(bǔ)償。由此，外部電路的追加成為所需最小 限度，能夠進(jìn)行PWM信號的定時(shí)管理，還能夠減輕運(yùn)算負(fù)荷。
并且，還適用于使用了具有PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電 路的PWM信號輸出裝置、具有PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)和半導(dǎo)體集成電 路、以及電平檢測機(jī)構(gòu)和將其源信號輸入到半導(dǎo)體集成電路中的機(jī)構(gòu) 的電力變換控制裝置等。
在本申請中公開的發(fā)明之中，當(dāng)簡單說明通過代表性發(fā)明得到的 效果時(shí)如下。
即，通過代表性發(fā)明得到的效果是，由半導(dǎo)體集成電路的硬件電 路具備需要處理速度的計(jì)數(shù)器功能和取入其值的寄存器功能、以及對 電力變換器的輸出電壓值進(jìn)行A/D變換的功能，利用軟件處理來進(jìn)行 電壓誤差的補(bǔ)償以及對PWM定時(shí)器的設(shè)定處理，從而能夠補(bǔ)償主要 由開關(guān)元件中的電壓下降引起的電壓誤差并同時(shí)能夠管理PWM信號 的轉(zhuǎn)換定時(shí)，能夠?qū)④浖\(yùn)算負(fù)荷的增加以及硬件電路的追加部分抑 制到最小限度。因而，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)和軟件處理來進(jìn)行輸出 電壓補(bǔ)償以及空載時(shí)間補(bǔ)償。
另外，通過代表性發(fā)明得到的其它效果是，能夠維持半導(dǎo)體集成 電路的通用性，能夠作為廉價(jià)的半導(dǎo)體集成電路而實(shí)現(xiàn)。


圖1是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示電壓檢測電路的結(jié)構(gòu)圖。圖3是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示PWM定時(shí)器單元的概要內(nèi) 部結(jié)構(gòu)圖。
圖4是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示A/D變換機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖5是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示空載時(shí)間補(bǔ)償方法的概要流程圖。
圖6是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示空載時(shí)間補(bǔ)償方法的動(dòng)作時(shí) 的時(shí)序圖。
圖7是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示A/D變換定時(shí)的第1例的 時(shí)序圖。
圖8是在本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示A/D變換定時(shí)的第2例的 時(shí)序圖。
圖9是在本發(fā)明的實(shí)施方式2中表示轉(zhuǎn)換速度的分散測定方法的 概要流程圖。
圖10是在本發(fā)明的實(shí)施方式2中表示轉(zhuǎn)換速度的分散測定方法 的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。
圖11是作為本發(fā)明的前提而研究的、表示利用硬件來實(shí)現(xiàn)的馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖12是作為本發(fā)明的前提而研究的、表示圖11的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。
圖13是作為本發(fā)明的前提而研究的、表示利用軟件來實(shí)現(xiàn)的馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。 附圖標(biāo)記i兌明
1:控制電路；2:驅(qū)動(dòng)電路；3:逆變器電路4:馬達(dá)；5:電 壓檢測電路；6:空載時(shí)間補(bǔ)償電路；7: PWM信號產(chǎn)生部；9:開關(guān) 元件；51~54:電阻；55:比較器；100: PWM定時(shí)器單元；101: PWM設(shè)定時(shí)間寄存器；102: PWM定時(shí)器；103:輸出電壓脈沖寬 度計(jì)數(shù)單元；103A:計(jì)數(shù)器；103B:寄存器；104: A/D變換機(jī)構(gòu)； 104A: A/D變換控制電路；104B:寄存器；105: ROM; 301A~301C:
放大器；302:放大增益選擇機(jī)構(gòu)；303:放大增益設(shè)定寄存器；304: A/D變換控制才幾構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在用于說明實(shí) 施方式的所有圖中，對相同的部件原則上標(biāo)記相同的符號，并省略其 重復(fù)說明。
<實(shí)施方式1>
在本實(shí)施方式中作為例子示出了如下情況在使PWM設(shè)定時(shí)間 變小時(shí)使PWM信號的上臂側(cè)的流通率增加的PWM定時(shí)器的設(shè)定 下，輸出電壓脈沖信號的"Hi"電平是上臂側(cè)導(dǎo)通期間，對該"Hi" 的電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。將這個(gè)作為第一事例。
首先，說明本發(fā)明所涉及的電力變換控制裝置的實(shí)施方式l。圖 1示出了作為電力變換控制裝置的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。本實(shí) 施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置(電力變換控制裝置)包括使用了微型計(jì)算機(jī) (半導(dǎo)體集成電路)的控制電路(PWM信號輸出裝置)l、放大從控制電 路l輸出的PWM信號而對后述的逆變器電路3的開關(guān)元件9進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路2、由開關(guān)元件9構(gòu)成的逆變器電路(電力變換電路)3、 馬達(dá)4、將逆變器電路3的輸出電壓的電平作為輸出電壓脈沖信號而 輸出、并且將輸出電壓值作為相電壓信號而輸出的電壓檢測電路5等。 在逆變器電路3上施加直流電壓Edc。
圖2表示上述電壓檢測電路5的電路結(jié)構(gòu)圖(一相(U相)部分)。 電壓檢測電路5由電阻51~54以及比較器55等構(gòu)成，將直流電壓 Edc和端子電壓進(jìn)行比較而輸出輸出電壓脈沖信號Uf，并且輸出輸出 電壓信號Ua。
圖3表示上述控制電路1內(nèi)所具備的PWM定時(shí)器單元(PWM信 號產(chǎn)生機(jī)構(gòu))100的概要內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。PWM定時(shí)器單元100包括PWM 設(shè)定時(shí)間寄存器101、以PWM設(shè)定時(shí)間寄存器101的值為基礎(chǔ)而與 三角波載波信號進(jìn)行比較從而輸出六相的互補(bǔ)PWM信號202的PWM定時(shí)器102、由對從外部端子輸入的輸出電壓脈沖信號203的 輸出電壓脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器103A和根據(jù)來自PWM定時(shí)器 102的觸發(fā)信號201來取入上述計(jì)數(shù)器103A的值的寄存器103B構(gòu)成 的輸出電壓脈沖寬度計(jì)數(shù)單元103、由利用A/D變換控制電路104A 將從外部端子輸入的相電壓信號(模擬信號)204變換為數(shù)字信號并保 存其A/D變換結(jié)果的寄存器104B構(gòu)成的A/D變換機(jī)構(gòu)104、以及保 存用戶程序等的ROM105等。
計(jì)數(shù)器103A具有能夠?qū)M(jìn)行計(jì)數(shù)的脈沖信號的電平進(jìn)行選擇的 電平選擇機(jī)構(gòu)。
寄存器103B具有與栽波信號同步地取入計(jì)數(shù)器103A的計(jì)數(shù)器 值、并可選擇取入的周期的取入周期選擇機(jī)構(gòu)等的功能。
A/D變換機(jī)構(gòu)104將輸出電壓脈沖信號203的電平發(fā)生變化的定 時(shí)、互補(bǔ)PWM信號202的電平發(fā)生變化的定時(shí)等作為觸發(fā)而開始 A/D變換。此外，A/D變換機(jī)構(gòu)104連續(xù)地進(jìn)行A/D變換也是有效的。
圖4表示上述A/D變換機(jī)構(gòu)104的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(表示一相(U相) 部分)。被輸入的相電壓信號Ua原樣或者通過放大器被輸入到放大增 益選擇機(jī)構(gòu)302。所輸入的信號在本實(shí)施方式中是4種(照原樣的信號 (1倍)、通過放大增益2的放大器301A的信號(2倍)、通過放大增益4 的放大器301B的信號(4倍)、通過放大增益1/2的放大器301C的信 號(1/2倍))。關(guān)于放大器的增益，當(dāng)考慮安裝到半導(dǎo)體集成電路時(shí)理 想的是偶數(shù)倍或者1/偶數(shù)倍，但當(dāng)然也可以是其它放大增益。放大增 益選擇機(jī)構(gòu)302按照放大增益設(shè)定寄存器303的設(shè)定，從多個(gè)輸入值 中將所希望的輸入值輸出到A/D變換控制機(jī)構(gòu)304。在A/D變換控制 機(jī)構(gòu)304中，將所輸入的模擬信號變換為數(shù)字信號，并將其結(jié)果保存 到寄存器104B中。
雖然未圖示，在控制電路l內(nèi)除了 PWM定時(shí)器單元100之外還 包括CPU、 RAM(存儲(chǔ)單元)等構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的通常的功能塊。在該 ROM中存儲(chǔ)將電壓指令值變換為時(shí)間數(shù)據(jù)的PWM電壓指令時(shí)間值、 PWM定時(shí)器單元100中設(shè)定的PWM設(shè)定時(shí)間值、寄存器l(BB的
寄存器值、A/D變換機(jī)構(gòu)104的A/D變換結(jié)果值等。
在此，在本實(shí)施方式中，雖然將計(jì)數(shù)器103A設(shè)定為向上計(jì)數(shù)器， 但也可以設(shè)定為向下計(jì)數(shù)器。此時(shí)，后述的輸出電壓脈沖寬度Tf運(yùn) 算不同。
另外，PWM設(shè)定時(shí)間寄存器101、輸出電壓脈沖寬度計(jì)數(shù)單元 103、以及A/D變換單元104具有3組結(jié)構(gòu)而用作U相、V相、W相。
向寄存器103B取入計(jì)數(shù)器值的取入周期由觸發(fā)信號201決定， 可從三角波栽波信號的峰、谷、以及峰谷雙方的3種之中進(jìn)行選擇。 在本實(shí)施方式中設(shè)定為峰谷雙方。另外，計(jì)數(shù)器103A的時(shí)鐘也是可 選擇的。但是理想的是將上述時(shí)鐘設(shè)定為與PWM定時(shí)器102的時(shí)鐘 相同、或者設(shè)定為偶數(shù)倍或1/偶數(shù)倍。
另外，在實(shí)際的PWM定時(shí)器單元100中，由各種設(shè)定寄存器、 空栽時(shí)間用時(shí)間設(shè)定寄存器等很多寄存器構(gòu)成，在本實(shí)施方式中進(jìn)行 了省略。
圖5表示使用圖3所示的PWM定時(shí)器單元IOO來實(shí)現(xiàn)的空載時(shí) 間補(bǔ)償方法的概要流程圖。本處理(步驟(,) (U))是以PWM載波信 號周期進(jìn)行起動(dòng)的中斷產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的中斷處理。在本實(shí)施方式中以谷中 斷處理進(jìn)行了記栽?；谟蓸?gòu)成微型計(jì)算機(jī)的CPU執(zhí)行的控制程序， 來控制該空載時(shí)間補(bǔ)償方法中的各處理。另外，以下說明的處理需要 按各相部分進(jìn)行，但由于是全部相同的處理，因此在此只說明一相(U 相)部分。
在步驟eO中，進(jìn)行逆變器電路3輸出的三相的電壓指令值的算 出。由于已知各種三相電壓指令值的算出方法，因此在此省略。
在步驟(口)中，求出逆變器的輸出電壓的誤差電壓。在作成互補(bǔ) PWM信號時(shí)，設(shè)連接在逆變器電路3上的直流電壓Edc原樣從逆變 器輸出。但是，實(shí)際上由于開關(guān)元件9的電壓下降等而小于直流電壓 Edc。因此，檢測上下各個(gè)開關(guān)元件9導(dǎo)通時(shí)的逆變器輸出電壓值， 求出從逆變器輸出的實(shí)際的相電壓，求出輸出電壓的誤差電壓。運(yùn)算 式如下。 厶Von=Edc-(Vau-Val) ......(1)
在此，
厶Von:與基準(zhǔn)直流電壓值的誤差電壓電壓值； Edc:基準(zhǔn)直流電壓值； Vau:上臂導(dǎo)通時(shí)的逆變器輸出電壓值； Val:下臂導(dǎo)通時(shí)的逆變器輸出電壓值。
在步驟(八)中，使用在步驟(口)中求出的誤差電壓，如下式進(jìn)行 電壓指令值的校正。
V**=V*+AVon ......(2)
在此，
V*:電壓指令值(在步驟(O中算出)； V**:補(bǔ)償后的電壓指令值。
在步驟(-)中，根據(jù)PWM設(shè)定時(shí)間寄存器lOl中設(shè)定的時(shí)間數(shù) 據(jù)進(jìn)行誤差時(shí)間運(yùn)算用的PWM設(shè)定時(shí)間Tset(i)數(shù)據(jù)的算出。在此， 實(shí)際上算出PWM設(shè)定時(shí)間寄存器lOl中設(shè)定的當(dāng)前值和上次中斷時(shí) 的設(shè)定值(上次處理時(shí)保存到RAM中)的平均值。并且，將當(dāng)前值作 為下次運(yùn)算時(shí)使用的上次值而保存到RAM中。
在此雖然求出平均值，但這是因?yàn)榧词箤WM設(shè)定時(shí)間寄存器 101進(jìn)行設(shè)定，實(shí)際上直到反映到PWM定時(shí)器102并被輸出為止也 存在半周期的偏差。換句話說，因?yàn)樵谧兏嗽O(shè)定值的周期中，上次 設(shè)定值和本次設(shè)定值的PWM信號一半一半地被輸出。此外，在設(shè)定 了 PWM設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)的瞬間，數(shù)據(jù)被反映到PWM定時(shí)器102中的 情況下，不需要運(yùn)算平均值，只要當(dāng)前值即可。
在步驟(爾)中，根據(jù)在步驟(八)中算出的補(bǔ)償后的電壓指令值來 進(jìn)行作為時(shí)間換算值的PWM電壓指令時(shí)間Tc的算出。在此，根據(jù) PWM載波頻率和PWM定時(shí)器102的時(shí)鐘頻率的關(guān)系，算出與電壓 指令相當(dāng)?shù)臅r(shí)間數(shù)據(jù)。
在步驟(八)中，算出輸出電壓脈沖寬度時(shí)間Tf。
在步驟(卜)中運(yùn)算誤差時(shí)間AT，在步驟(于)中運(yùn)算對PWM設(shè)定
時(shí)間寄存器101設(shè)定的設(shè)定時(shí)間Tset(i + 1)。
在此，上述步驟(卜)和(于)的運(yùn)算方法根據(jù)PWM定時(shí)器102的 設(shè)定和測定的輸出電壓脈沖信號的電平設(shè)定而不同。
具體地說，在PWM設(shè)定時(shí)間的大小和例如上臂側(cè)流通率的大小 的關(guān)系、以及輸出電壓脈沖信號的電平和上臂側(cè)或下臂側(cè)導(dǎo)通期間的 關(guān)系中，有4種組合。
在本實(shí)施方式中，作為第一事例，在當(dāng)使PWM設(shè)定時(shí)間變小時(shí) PWM信號的上臂側(cè)的流通率增加的PWM定時(shí)器的設(shè)定下，輸出電 壓脈沖信號的"Hi"電平是上臂側(cè)導(dǎo)通期間，在對該"Hi"電平進(jìn)行 計(jì)數(shù)的情況下，PWM設(shè)定時(shí)間寄存器中設(shè)定的時(shí)間數(shù)據(jù)相當(dāng)于PWM 的上臂側(cè)導(dǎo)通的時(shí)間，輸出電壓脈沖信號計(jì)數(shù)器值對PWM上臂側(cè)的 導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，有必要考慮上述內(nèi)容來進(jìn)行上述步驟(卜) 和(于)的運(yùn)算。下面示出運(yùn)算的一例。在此，將PWM電壓指令時(shí)間 設(shè)為算出上臂側(cè)的導(dǎo)通時(shí)間。
作為本實(shí)施方式的設(shè)定的第一事例，能夠利用
△ T(i)on=Tc(i+l)on-Tf(i)on ......(3)
Tset(i+l)off=Tset(i)off-厶T(i)on ......(4)
或者
△ T(i)on=[l-Tset(i)o印-Tf(i)on ......(5)
Tset(i+l)off=Tc(i+l)on+厶T(i)on ......(6)
來進(jìn)行運(yùn)算，在此，
△ T(i)on:誤差時(shí)間(上臂側(cè)導(dǎo)通時(shí)間基礎(chǔ))
Tc(i+l)on:更新后的PWM電壓指令時(shí)間值(上臂側(cè)導(dǎo)通時(shí)間基
礎(chǔ))
Tf(i)on:輸出電壓脈沖寬度時(shí)間值(上臂側(cè)導(dǎo)通時(shí)間基礎(chǔ)) Tset(i)off: PWM設(shè)定時(shí)間值(上臂側(cè)截止時(shí)間基礎(chǔ)) Tset(i+l)off:更新的PWM設(shè)定時(shí)間值(上臂側(cè)截止時(shí)間基礎(chǔ)) 作為第二事例有如下情況PWM定時(shí)器設(shè)定與上述相同，對輸 出電壓脈沖信號的"Low"電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。作為第三事例有如下情況
與第一和第二事例相反，在當(dāng)使PWM設(shè)定時(shí)間變小時(shí)PWM信號的 上臂側(cè)的流通率減少的PWM定時(shí)器的設(shè)定下，輸出電壓脈沖信號的 "Hi"電平是上臂側(cè)導(dǎo)通期間，對該"Hi"電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。作為第四 事例有如下情況PWM定時(shí)器設(shè)定與第三事例相同，輸出電壓脈沖 信號的"Low"電平是下臂側(cè)導(dǎo)通期間，對該"Low"電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。 根據(jù)如上所述的PWM定時(shí)器的設(shè)定和對輸出電壓脈沖信號進(jìn)行測定 的電平以及PWM電壓指令時(shí)間值，具有各種組合的運(yùn)算方法，但都 能夠僅通過加減運(yùn)算來進(jìn)行，沒有復(fù)雜的運(yùn)算處理。換句話說，運(yùn)算 負(fù)荷少，即使是廉價(jià)的通用計(jì)算機(jī)也容易實(shí)現(xiàn)。另外，PWM定時(shí)器 的設(shè)定、輸出電壓脈沖信號的測定電平等在決定了系統(tǒng)的構(gòu)成時(shí)被固 定，動(dòng)作過程中沒有變更，運(yùn)算方法能夠決定為一種。
在此，本實(shí)施方式以第一事例進(jìn)行設(shè)定，因此在步驟(卜)中，按 照式(5)從在步驟(-)中算出的設(shè)定時(shí)間減去在步驟(八)中算出的輸出 電壓脈沖寬度時(shí)間Tf來算出誤差時(shí)間厶T?；蛘?，也可以按照式(3) 從在步驟(沐)中算出的PWM電壓指令時(shí)間Tc減去在步驟(、)中算出 的輸出電壓脈沖寬度時(shí)間Tf來算出誤差時(shí)間厶T,在這種情況下，接 下來的步驟(于)的運(yùn)算不同。
在步驟(于)中，按照式(6)，根據(jù)在步驟(H中算出的誤差時(shí)間厶
T和在步驟(爾)中算出的PWM電壓指令時(shí)間Tc來算出對PWM設(shè)定 時(shí)間寄存器101設(shè)定的設(shè)定時(shí)間。或者，按照式(4)，根據(jù)在步驟(卜) 中算出的誤差時(shí)間AT和在步驟(二)中算出的PWM設(shè)定時(shí)間來算出 對PWM設(shè)定時(shí)間寄存器101設(shè)定的設(shè)定時(shí)間。
在步驟(y)中，將在步驟(于)中算出的設(shè)定時(shí)間設(shè)定到PWM設(shè) 定時(shí)間寄存器101。
圖6表示上述空載時(shí)間補(bǔ)償方法的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。以具有兩個(gè) 僅空載時(shí)間時(shí)間間隔不同的三角波的雙栽波(double carrier)方式il載 了 PWM產(chǎn)生用的三角波載波信號。并且，為了得到用于考察而不附 加空栽時(shí)間的情況下的波形，在雙載波的中心記栽了三角波信號(虛 線)。
圖6結(jié)合對軟件處理及PWM定時(shí)器的實(shí)際的反映定時(shí)，從上起 記載了根據(jù)誤差電壓補(bǔ)償后的電壓指令值算出的PWM電壓指令時(shí)間 值Tc(單點(diǎn)劃線)、根據(jù)電壓指令值算出的PWM電壓指令時(shí)間值 TcO(虛線)、實(shí)際上與三角波進(jìn)行比較的PWM設(shè)定時(shí)間值Tset(實(shí)線)、 雙載波的三角波、將上述PWM電壓指令時(shí)間值TcO與上述基準(zhǔn)三角 波信號進(jìn)行比較而得到的本來想要輸出的基準(zhǔn)PWM信號UOO(虛線)、 將上述PWM電壓指令時(shí)間值Tc和上述基準(zhǔn)三角波信號進(jìn)行比較而 得到的誤差電壓補(bǔ)償后PWM信號UO(單點(diǎn)劃線)、將上述PWM設(shè)定 時(shí)間值Tset和上述雙載波信號進(jìn)行比較而得到的實(shí)際輸出的上臂 PWM信號Up、下臂PWM信號Un、從上述電壓檢測電路5得到的 輸出電壓脈沖信號Uf、對上述輸出電壓脈沖信號的"Hi"電平脈沖寬 度進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器值。
上述計(jì)數(shù)器值取入到寄存器的取入定時(shí)設(shè)定為PWM栽波的峰 谷雙方的周期。另外，PWM定時(shí)器設(shè)定為在PWM載波的谷周期利 用中斷處理進(jìn)行設(shè)定值的運(yùn)算以及對寄存器的設(shè)定等，在PWM載波 的峰周期反映到實(shí)際上與三角波信號進(jìn)行比較的寄存器。
此外，同時(shí)進(jìn)行誤差電壓的補(bǔ)償和脈沖寬度的調(diào)整，但是在本說
明中分別進(jìn)行說明。
首先，在定時(shí)(1) (4)中說明脈沖寬度的調(diào)整。為了便于說明， 設(shè)該期間中的直流電壓值是理想的值(也就是說基準(zhǔn)直流電壓值Edc) 且沒有變動(dòng)。也就是說，本來想要輸出的基準(zhǔn)PWM信號UOO和誤差 電壓補(bǔ)償后PWM信號U0相等。在該期間，省略根據(jù)基準(zhǔn)PWM信 號UOO和電壓指令值算出的PWM電壓指令時(shí)間值TcO的圖示。
定時(shí)(l)以前示出了如下狀態(tài)馬達(dá)電流極性是正，逆變器輸出 電壓遵從上臂PWM信號Up，已經(jīng)進(jìn)行電壓誤差和空載時(shí)間、開關(guān) 元件的延遲等的補(bǔ)償，本來想要輸出的基準(zhǔn)PWM信號U00的脈沖寬 度時(shí)間TcO及誤差電壓補(bǔ)償后PWM信號U0的脈沖寬度時(shí)間Tc與 輸出電壓脈沖信號Uf的脈沖時(shí)間寬度Tf(01)相等。在此，在定時(shí)(l) 馬達(dá)電流的極性從正變化為負(fù)時(shí)，逆變器輸出電壓遵從下臂PWM信
號Un，定時(shí)(l)以后，輸出電壓脈沖信號Uf的脈沖時(shí)間增加空栽時(shí)間 量。
在定時(shí)(2)中，進(jìn)行圖5中說明的處理，算出設(shè)定時(shí)間Tset(3)并 進(jìn)行設(shè)定。
具體地說，首先如圖5的步驟(二)所示，算出當(dāng)前的設(shè)定時(shí)間數(shù) 據(jù)。在圖6中，算出作為上次中斷周期的定時(shí)(l)時(shí)的設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù) Tset(l)與作為此次中斷周期的定時(shí)(2)時(shí)刻的設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(2)的 平均值，并將其設(shè)為當(dāng)前的設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(12)。由于在定時(shí)(2)時(shí) 刻在設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)中沒有變化，因此即使算出平均值也是相同的值。
接著，如圖5的步驟(示)所示，由電壓指令值算出PWM電壓指 令時(shí)間Tc。在圖6中是Tc(2)。在本實(shí)施方式的情況下電壓指令值固 定，因此是相同的值。
接著，如圖5的步驟(八)所示，算出輸出電壓脈沖寬度Tf。在圖 6中，從在定時(shí)(2)時(shí)從計(jì)數(shù)器取入的寄存器值D減去在定時(shí)(l)時(shí)保存 到RAM中的寄存器值B，算出輸出電壓脈沖寬度Tf(12)。寄存器值 C也被自動(dòng)地取入到寄存器中，但是在此次的運(yùn)算方法中不使用。
接著，在圖5的步驟(卜)中，如圖5中所說明那樣有兩種運(yùn)算方 法，但是在遵從式(l)的情況下，從PWM電壓指令時(shí)間Tc(2)減去輸 出電壓脈沖寬度Tf(12)，并求出誤差時(shí)間AT(12)。由于以上是遵從式 (1)，因此在圖5的步驟(于)中，根據(jù)式(2)從上述算出的設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù) Tset(12)減去上述算出的誤差時(shí)間AT(12)，算出設(shè)定時(shí)間Tset(3)。該
值如圖5的步驟(i;)所示，設(shè)定到PWM定時(shí)器的寄存器。在此，對
于圖5中說明的遵從式(3)、 (4)的情況下的動(dòng)作省略說明，但是能夠以 相同的方法進(jìn)行運(yùn)算。
上述設(shè)定的設(shè)定時(shí)間Tset(3)實(shí)際上在圖6的定時(shí)(2A)的時(shí)刻被 反映，此時(shí)PWM信號發(fā)生變化。因此，關(guān)于從定時(shí)(2)到定時(shí)(3)的期 間的設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)，設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(2)和設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(3)的 平均值成為正確的值。在此，例如忽略上述而在定時(shí)(2A)時(shí)刻4吏用設(shè)二 定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(3)來算出下次設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)Tset(4)時(shí)，如圖6所示
在從定時(shí)(3)到定時(shí)(4)的期間，PWM電壓指令時(shí)間值Tc和輸出電壓 脈沖寬度Tf(34)不一致，稍微產(chǎn)生誤差。但是，即使是該方法，最終 也是一致的。換句話說，在電壓指令值不頻繁變化的系統(tǒng)中，即使不 算出平均值也足夠，但是在電壓指令值時(shí)時(shí)刻刻變化的系統(tǒng)中理想的 是算出平均值。此外，在每個(gè)運(yùn)算周期運(yùn)算PWM電壓指令時(shí)間值 Tc，因此不需要平均化。
通過進(jìn)行以上的運(yùn)算，在從定時(shí)(1)到定時(shí)(3)的期間，誤差電壓 補(bǔ)償后PWM信號U0和輸出電壓脈沖信號Uf不相等，但是在從下一 個(gè)定時(shí)(3)到定時(shí)(4)的期間，本來想要輸出的基準(zhǔn)PWM信號U00和 輸出電壓脈沖信號Uf相等，即使電流的極性發(fā)生變化也能夠校正 PWM信號，能夠輸出想要輸出的電壓值。
接著，說明從定時(shí)(4)到(5)的電壓校正的順序。為了便于說明， 設(shè)在該期間沒有電流極性的變化等轉(zhuǎn)換定時(shí)的變更，關(guān)于脈沖寬度調(diào) 整省略說明。
首先，如圖5的步驟(口)所示，算出誤差電壓。在后述的定時(shí)進(jìn) 行相電壓檢測，使用上下各個(gè)開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)的逆變器輸出電壓值的 差與基準(zhǔn)直流電壓值的差，求出誤差電壓。
接著，如圖5的步驟(八)所示，求出補(bǔ)償后的電壓指令值。關(guān)于 該補(bǔ)償后的電壓指令值，進(jìn)行從步驟(-)到步驟(!J)的處理，實(shí)際上在 圖6的定時(shí)(4A)的時(shí)刻被反映。其結(jié)果，相對于基準(zhǔn)PWM信號，誤 差電壓補(bǔ)償后PWM信號U0的寬度變寬了由開關(guān)元件的電壓下降等 引起的電壓誤差部分。
相電壓檢測的定時(shí)根據(jù)A/D變換機(jī)構(gòu)104的動(dòng)作而考慮幾個(gè)。 例如，對上臂導(dǎo)通時(shí)的相電壓以及下臂導(dǎo)通時(shí)的相電壓分別進(jìn)行一次 A/D變換的情況下，如圖7所示通過與上臂PWM信號Up同步地進(jìn) 行A/D變換而檢測上臂導(dǎo)通時(shí)的輸出相電壓，通過與谷的定時(shí)同步地 進(jìn)行A/D變換而檢測下臂導(dǎo)通時(shí)的輸出相電壓。
另一方面，圖8表示使A/D變換機(jī)構(gòu)104連續(xù)地動(dòng)作時(shí)的情況。 將脈沖信號Uf為"Hi"時(shí)的A/D變換結(jié)果的平均值設(shè)為上臂導(dǎo)通時(shí)
的相電壓，將脈沖信號Uf為"Low"時(shí)的A/D變換結(jié)果的平均值的 值設(shè)為下臂導(dǎo)通時(shí)的相電壓。
另外，關(guān)于使A/D變換機(jī)構(gòu)104連續(xù)地動(dòng)作的情況，也可以求 出微少時(shí)間的面積，根據(jù)該面積的累加來進(jìn)行電壓校正。在這種情況 下，圖5的步驟(爾)中的PWM電壓指令時(shí)間值Tc的求出方法發(fā)生變 化。首先在步驟(口)中根據(jù)下式求出微少時(shí)間的面積AV(N)。
△ V(N) = (V(N)十V(N+1))/2 x △ Tad……(7)
在此，
厶V(N):在第N個(gè)和第N+l個(gè)A/D變換觸發(fā)中檢測出的相電壓 的微少面積；
V(N):在第N個(gè)A/D變換觸發(fā)中檢測出的相電壓值的A/D變換
結(jié)果；
V(N+1):在第N+l個(gè)A/D變換觸發(fā)中檢測出的相電壓值的A/D 變換結(jié)果；
厶Tad: A/D變換間隔。
接著，在步驟(八)中，累加PWM載波1周期量的該微少面積， 在PWM載波1周期中求出從逆變器輸出的電壓值Vsum。
之后，在步驟(-)中，使用根據(jù)該電壓值Vsum和在步驟(,)中 算出的電壓指令值而算出的PWM電壓指令時(shí)間值TcO,如下式那樣 求出PWM電壓指令時(shí)間值Tc。
Tc=TcO+(Edc x Tc0 - Vsum)/Edc ......(8)
在此，Edc:直流電壓的電壓值。
也就是說，通過使PWM電壓指令時(shí)間值變大誤差電壓部分，從 逆變器輸出的電壓變大。
通過使用以上的實(shí)施方式，對逆變器電路的空載時(shí)間和開關(guān)元件 的延遲進(jìn)行補(bǔ)償，能夠防止電壓誤差并能夠消除馬達(dá)電流的失真。另 外，本實(shí)施方式中，需要處理速度的輸出電壓脈沖寬度時(shí)間測定中使 用微型計(jì)算機(jī)內(nèi)置的計(jì)數(shù)器功能、寄存器功能以及A/D變換功能，需 要對PWM信號的定時(shí)等進(jìn)行管理的部分利用軟件處理來進(jìn)行，由此
與主要由開關(guān)元件中的電壓下降引起的電壓誤差的補(bǔ)償同時(shí)地實(shí)現(xiàn) 靈活的空栽時(shí)間補(bǔ)償，能夠?qū)崿F(xiàn)通用性高的系統(tǒng)。換句話說，能夠^f艮 好地劃分硬件處理和軟件處理，從而實(shí)現(xiàn)沒有降低通用性的微型計(jì)算 機(jī)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)可管理轉(zhuǎn)換定時(shí)的空載時(shí)間補(bǔ)償。
在以上的實(shí)施方式中，關(guān)于第一事例按照式(3)、 (4)或者式(5)、 (6)示出了例子，但是也能夠適用于第二事例、第三事例、第四事例。 并且，輸出電壓脈沖信號的"Hi"電平或者"Low"電平與上臂側(cè)或 者下臂側(cè)導(dǎo)通的關(guān)系相反也可適用。
<實(shí)施方式2>
關(guān)于本發(fā)明所涉及的電力變換控制裝置(馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置)的實(shí)施 方式2,使用圖9和圖10來說明各相的轉(zhuǎn)換速度的分散測定和故障診 斷。
在本實(shí)施方式中，在使PWM設(shè)定時(shí)間變小時(shí)PWM信號的上臂 側(cè)的流通率增加的PWM定時(shí)器的設(shè)定下，輸出電壓脈沖信號的"Hi" 電平是上臂側(cè)導(dǎo)通期間，在對該"Hi"電平進(jìn)行計(jì)數(shù)的情況下，PWM 設(shè)定時(shí)間寄存器中所設(shè)定的時(shí)間數(shù)據(jù)相當(dāng)于PWM的上臂側(cè)導(dǎo)通的時(shí) 間，輸出電壓脈沖信號計(jì)數(shù)器值計(jì)數(shù)PWM的上臂側(cè)的導(dǎo)通時(shí)間。另 外，計(jì)數(shù)器值取入到寄存器中的取入定時(shí)設(shè)定為PWM載波的峰谷雙 方的周期。
圖9表示轉(zhuǎn)換速度的分散測定方法的概要流程圖。 在步驟(A)中如下式那樣作成三相的電壓指令值。
<formula>formula see original document page 21</formula>在此，Vm:測定用電壓指令值。
在如上式那樣提供了三相電壓指令值的情況下，各相的電壓指令 值與基準(zhǔn)PWM脈沖信號的波形成為如圖IO的時(shí)序圖。在圖10的期 間A時(shí)，只有U相的上臂的開關(guān)元件導(dǎo)通，U相的電流極性為正。測 定此時(shí)的脈沖寬度時(shí)間并存儲(chǔ)。此外，在圖10中，從在定時(shí)(s)時(shí)從
計(jì)數(shù)器取入的寄存器值R減去在定時(shí)(7)時(shí)保存到RAM中的寄存器值 P，測定輸出電壓脈沖寬度時(shí)間。到此為止的從步驟(B)到步驟(E)為止 的處理與在上述實(shí)施方式1中示出的圖5的從步驟(口)到步驟(^)相 同。
之后，在步驟(F)中求出誤差時(shí)間厶T,但由于該方法與上述實(shí)施 方式1中示出的圖5的步驟(卜)相同，因此省略說明。誤差時(shí)間厶T 保存到RAM中。
接著，在步驟(G)中判斷是否測定了所有相的轉(zhuǎn)換速度。如果沒 有測定，則從步驟(A)開始對各相進(jìn)行同沖羊的處理。在此，還作為測定 電壓而提供-Vm，當(dāng)對此時(shí)的輸出電壓務(wù)K沖信號的"Low"電平進(jìn) 行計(jì)數(shù)而測定脈沖寬度時(shí)間時(shí)，可得到下臂的轉(zhuǎn)換特性。
如果能夠?qū)⒏飨嗟恼`差時(shí)間作為延遲時(shí)間值而存儲(chǔ)，則進(jìn)入步驟 (H)的異常判斷處理。在步驟(H)中，將各相的誤差時(shí)間與預(yù)先設(shè)定的 基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在從基準(zhǔn)值偏離的情況下，判斷為驅(qū)動(dòng)器電路或開 關(guān)元件的不良。
通過使用以上的實(shí)施方式，與上迷實(shí)施方式l同樣地，能夠補(bǔ)償 逆變器電路的空栽時(shí)間和開關(guān)元件的延遲，能夠防止電壓誤差并消除 馬達(dá)電流的失真。另外，需要處理速度的輸出電壓脈沖寬度時(shí)間測定 中使用微型計(jì)算機(jī)內(nèi)置的計(jì)數(shù)器功能和寄存器功能以及A/D變換功 能，需要對PWM信號的定時(shí)等進(jìn)行管理的部分利用軟件處理來進(jìn)行， 由此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)主要由開關(guān)元件中的電壓下降引起的電壓誤差的 補(bǔ)償和靈活的空載時(shí)間補(bǔ)償，能夠?qū)崿F(xiàn)通用性高的系統(tǒng)。換句話說， 通過很好地劃分硬件處理和軟件處理，從而實(shí)現(xiàn)沒有降低通用性的微 型計(jì)算機(jī)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)可管理轉(zhuǎn)換定時(shí)的空栽時(shí)間補(bǔ)償。
以上，根據(jù)實(shí)施方式具體說明了由本發(fā)明人作出的發(fā)明，但是本 發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，顯然可以在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可 以進(jìn)行各種變更。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明涉及電力變換器的PWM信號產(chǎn)生技術(shù)，特別是有效地應(yīng)
用于對由空載時(shí)間和開關(guān)元件的延遲等引起的施加電壓誤差進(jìn)行補(bǔ)
償?shù)腜WM調(diào)制形電力變換器的控制裝置。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體集成電路，具有產(chǎn)生PWM信號的PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，該半導(dǎo)體集成電路的特征在于，具備:計(jì)數(shù)器，其對從外部比上述PWM信號延遲輸入的脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)；寄存器，其與上述PWM信號同步地取入上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值；以及A/D變換機(jī)構(gòu)，其將成為從外部輸入的上述脈沖信號的源信號的模擬信號變換為數(shù)字信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于， 上述計(jì)數(shù)器、上述寄存器以及上述A/D變換機(jī)構(gòu)成組，且至少具有一組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于， 上述計(jì)數(shù)器具有可對進(jìn)行計(jì)數(shù)的脈沖信號的電平進(jìn)行選擇的電平選擇機(jī)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于， 上述A/D變換機(jī)構(gòu)在上迷A/D變換機(jī)構(gòu)內(nèi)放大所輸入的模擬信號，并且具有放大增益選擇機(jī)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于， 上述放大增益選擇機(jī)構(gòu)將放大增益設(shè)定為1倍、偶數(shù)倍或者1/偶數(shù)倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于， 上述寄存器與上述PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的載波信號同步地取入上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值，上述A/D變換機(jī)構(gòu)與上述PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的PWM信號同 步地開始進(jìn)行A/D變換。
7. —種PWM信號輸出裝置，使用了具有按照所設(shè)定的時(shí)間數(shù) 據(jù)來產(chǎn)生PWM信號的PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電路，該 PWM信號輸出裝置的特征在于，上述半導(dǎo)體集成電路具備計(jì)數(shù)器，其對從上述半導(dǎo)體集成電路 的外部比上述PWM信號延遲輸入的脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)； 寄存器，其與上述PWM信號同步地取入上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值；A/D 變換機(jī)構(gòu)，其將成為從上述半導(dǎo)體集成電路的外部輸入的上述脈沖信 號的源信號的模擬信號變換為數(shù)字信號；以及存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)將電 壓指令值變換為時(shí)間數(shù)據(jù)的PWM電壓指令時(shí)間值、上述PWM信號 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中設(shè)定的PWM設(shè)定時(shí)間值、上述寄存器的寄存器值以及上 述A/D變換機(jī)構(gòu)的A/D變換結(jié)果值，在規(guī)定的每個(gè)周期執(zhí)行的周期處理中，使用上述寄存器值、上述 A/D變換結(jié)果值、上述PWM電壓指令時(shí)間值以及上述PWM^殳定時(shí) 間值來算出下次PWM設(shè)定時(shí)間值并進(jìn)行設(shè)定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM信號輸出裝置，其特征在于， 求出上述A/D變換結(jié)果值和基準(zhǔn)直流電壓值的誤差電壓，對上述誤差電壓部分進(jìn)行補(bǔ)償而求出電壓指令值，并且，求出從上述寄存器值得到的上述脈沖信號的脈沖寬度時(shí)間和上 述PWM設(shè)定時(shí)間值的誤差時(shí)間，根據(jù)上述誤差時(shí)間和上述PWM電 壓指令時(shí)間值來算出上述下次PWM設(shè)定時(shí)間值并進(jìn)行設(shè)定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM信號輸出裝置，其特征在于， 求出上述A/D變換結(jié)果值和基準(zhǔn)直流電壓值的誤差電壓，對上述誤差電壓部分進(jìn)行補(bǔ)償而求出電壓指令值，并且，求出從上述寄存器值得到的上述脈沖信號的脈沖寬度時(shí)間和上 述PWM電壓指令時(shí)間值的誤差時(shí)間，根據(jù)上述誤差時(shí)間和上述PWM 設(shè)定時(shí)間值來算出上述下次PWM設(shè)定時(shí)間值并進(jìn)行設(shè)定。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM信號輸出裝置，其特征在于， 上述A/D變換機(jī)構(gòu)在上述PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的PWM信號的電平發(fā)生變化的定時(shí)開始A/D變換，根據(jù)各個(gè)A/D變換結(jié)果值的差 和上述電壓指令值來求出誤差電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM信號輸出裝置，其特征在于， 上述A/D變換機(jī)構(gòu)連續(xù)地進(jìn)行A/D變換，根據(jù)上述脈沖信號為 相同電平時(shí)的A/D變換結(jié)果值的平均值和上述電壓指令值來求出誤 差電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM信號輸出裝置，其特征在于， 上述A/D變換機(jī)構(gòu)連續(xù)地進(jìn)行A/D變換，對每個(gè)A/D變換結(jié)果求出由A/D變換結(jié)果值和A/D變換時(shí)間的積得到的微小面積，根據(jù) 上述微小面積來算出上述PWM電壓指令時(shí)間值。
13. —種電力變換控制裝置，具備具有按照所設(shè)定的時(shí)間數(shù)據(jù) 來產(chǎn)生PWM信號的PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電路、以及由 將直流電力變換為交流電力的兩個(gè)以上的開關(guān)元件構(gòu)成的電力變換 電路，該電力變換控制裝置的特征在于，上述半導(dǎo)體集成電路具備計(jì)數(shù)器，其對從上述半導(dǎo)體集成電路 的外部比上述PWM信號延遲輸入的脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)；寄存器，其與上述pwM信號同步地取入上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值；以及A/D變換機(jī)構(gòu)，其將成為從上述半導(dǎo)體集成電路的外部輸入的上述脈沖信號的源信號的模擬信號變換為數(shù)字信號，上述電力變換控制裝置具備存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，該存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)輸出作為上述 PWM信號而預(yù)先決定的模式的信號，求出此時(shí)的上述脈沖信號的脈 沖寬度時(shí)間與PWM i殳定時(shí)間值或PWM電壓指令時(shí)間值的誤差時(shí) 間，將上述誤差時(shí)間作為上述兩個(gè)以上的開關(guān)元件的延遲時(shí)間值而進(jìn) 行存儲(chǔ)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力變換控制裝置，其特征在于， 根據(jù)上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中存儲(chǔ)的開關(guān)元件的延遲時(shí)間值來判斷開關(guān)元件的異常。
全文摘要
一種半導(dǎo)體集成電路、PWM信號輸出裝置及電力變換控制裝置，提供能夠補(bǔ)償主要由開關(guān)元件中的電壓下降引起的電壓誤差的同時(shí)管理PWM信號的轉(zhuǎn)換定時(shí)、能夠?qū)④浖\(yùn)算負(fù)荷的增減以及硬件電路的追加部分抑制到最小限度的PWM調(diào)制形電力變換器的控制技術(shù)。在具有產(chǎn)生PWM信號的PWM信號產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體集成電路中，作為PWM定時(shí)器單元(100)具有對從外部比PWM信號延遲輸入的脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器(103A)、與PWM信號同步地取入計(jì)數(shù)器(103A)的計(jì)數(shù)器值的寄存器(103B)、以及將成為從外部輸入的脈沖信號的源信號的模擬信號變換為數(shù)字信號的A/D變換機(jī)構(gòu)(104)。
文檔編號H02M7/48GK101383564SQ20081014634
公開日2009年3月11日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者毛利裕二, 能登原保夫, 遠(yuǎn)藤常博, 鈴木尚禮 申請人:株式會(huì)社瑞薩科技