WO2013014769A1 - Inverter and power supply - Google Patents
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Definitions
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a control power supply circuit of the inverter device according to the first embodiment.
- the control power supply voltage output from the second stage DCDC conversion circuit 24 includes two types of DC1 and DC2 as an example.
- the electrical energy transmitted to each secondary winding of the transformer 241 is charged to the smoothing capacitor 251 through the rectifier diode 250 and charged to the smoothing capacitor 253 through the rectifier diode 252.
- the control power supply voltages DC1 and DC2 charged in the smoothing capacitors 251 and 253 are supplied corresponding to the power supply voltage values of the peripheral circuits.
- the peripheral circuit By supplying the external DC power supply, a plurality of control power supplies having different voltage values can be supplied by the second stage DCDC conversion circuit. That is, the peripheral circuit can be operated by a single external DC power source without restricting the design of the peripheral circuit, such as making the power supply voltage value of each peripheral circuit the same.
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Abstract
This inverter and power supply are capable of operating a peripheral circuit with a single external DC power supply without imposing restrictions on the design of the peripheral circuit. This inverter is provided with: a diode bridge (21) which rectifies a commercial AC power supply (2); a smoothing capacitor (22) which is charged by the output of the diode bridge (21) and generates a DC voltage; a first DC-to-DC converter circuit (23) which steps down the DC voltage which charged the smoothing capacitor (22) and converts the same to a prescribed DC voltage; and a second DC-to-DC converter circuit (24) which converts DC voltage supplied from the first DC-to-DC converter circuit (23) or an external DC power supply (4) into multiple supply voltages for control which have different voltage values.
Description
本発明は、インバータ装置および電源装置に関する。
The present invention relates to an inverter device and a power supply device.
空調設備、給排水設備や、その他のファンやモータ等の制御を要する設備において用いられるインバータ制御盤に格納されるインバータ装置では、モータを駆動するインバータ主回路の他に、インバータを制御する主制御部やインバータのパラメータを制御するパラメータユニット等の周辺回路に供給する制御用の直流電源回路を備え、制御用の直流電源は、商用電源から生成するのが一般的である。このため、インバータ装置に商用電源を供給できない場合、例えば、インバータ主回路が故障している場合や、インバータ制御盤の移送中や設置中には、インバータのパラメータ設定や周辺回路の設定状態を確認あるいは変更することができない。こうした問題を解決するため、パラメータユニットや通信ユニット等の周辺回路に外部電源を供給可能とする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
In an inverter device stored in an inverter control panel used in air conditioning equipment, water supply / drainage equipment, and other equipment that requires control of fans, motors, etc., in addition to the inverter main circuit that drives the motor, the main control unit that controls the inverter In general, a control DC power supply circuit that supplies power to peripheral circuits such as a parameter unit that controls parameters of the inverter and the like is provided, and the control DC power supply is generally generated from a commercial power supply. For this reason, when commercial power cannot be supplied to the inverter device, for example, when the inverter main circuit is broken, or when the inverter control panel is being transferred or installed, check the inverter parameter settings and peripheral circuit settings. Or it cannot be changed. In order to solve such a problem, a technique for enabling external power supply to peripheral circuits such as a parameter unit and a communication unit is disclosed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来技術では、インバータを制御する主制御部やパラメータユニット等の周辺回路毎に必要な電源電圧値が異なる場合、異なる電源電圧値毎に外部電源が必要となる、という問題があった。あるいは、周辺回路の電源電圧値を統一することも考えられるが、この場合には、周辺回路の電源電圧値を統一するための部品選定や回路構成を行う必要があり、周辺回路設計上の制約条件が厳しくなる、という問題があった。
However, the above-described conventional technique has a problem that an external power supply is required for each different power supply voltage value when the required power supply voltage value is different for each peripheral circuit such as the main control unit and parameter unit for controlling the inverter. . Alternatively, it is conceivable to unify the power supply voltage values of the peripheral circuits. In this case, however, it is necessary to select parts and circuit configurations to unify the power supply voltage values of the peripheral circuits. There was a problem that the conditions became severe.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周辺回路の設計に制約を与えることなく、単一の外部直流電源により周辺回路を動作させることができるインバータ装置および電源装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and provides an inverter device and a power supply device that can operate a peripheral circuit with a single external DC power supply without restricting the design of the peripheral circuit. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるインバータ装置は、商用交流電源が供給され、モータを駆動するインバータ主回路および前記インバータ主回路の周辺回路に供給する制御用電源を生成する制御電源回路を具備するインバータ装置であって、前記制御電源回路は、前記商用交流電源を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの出力により充電され直流電圧を生成する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに充電された直流電圧を降圧し所定の直流電圧に変換する第１段ＤＣＤＣ変換回路と、前記第１段ＤＣＤＣ変換回路あるいは外部直流電源から供給された直流電圧をそれぞれ電圧値の異なる複数の制御用電源電圧に変換する第２段ＤＣＤＣ変換回路と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an inverter device according to the present invention is provided with a commercial AC power supply, an inverter main circuit that drives a motor, and a control power supply that is supplied to peripheral circuits of the inverter main circuit. An inverter device comprising a control power supply circuit for generating, wherein the control power supply circuit includes a diode bridge that rectifies the commercial AC power supply, a smoothing capacitor that is charged by an output of the diode bridge and generates a DC voltage, and the smoothing device A first stage DCDC converter circuit that steps down a DC voltage charged in a capacitor and converts it to a predetermined DC voltage, and a plurality of DC voltages supplied from the first stage DCDC converter circuit or an external DC power supply have different voltage values. And a second-stage DCDC conversion circuit for converting to a control power supply voltage.
本発明によれば、周辺回路の設計に制約を与えることなく、単一の外部直流電源により周辺回路を動作させることができる、という効果を奏する。
According to the present invention, there is an effect that the peripheral circuit can be operated by a single external DC power source without restricting the design of the peripheral circuit.
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかるインバータ装置および電源装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
Hereinafter, an inverter device and a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるインバータ装置の一構成例を示す図である。実施の形態１にかかるインバータ装置１は、例えば、空調設備、給排水設備や、その他のファンやモータ等の制御を要する設備において用いられるインバータ制御盤に格納される。図１に示すように、実施の形態１にかかるインバータ装置１は、インバータ主回路１０および制御電源回路２０を備えている。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram of a configuration example of the inverter device according to the first embodiment. Theinverter device 1 according to the first embodiment is stored in, for example, an inverter control panel used in air conditioning equipment, water supply / drainage equipment, and other equipment requiring control such as a fan and a motor. As shown in FIG. 1, the inverter device 1 according to the first embodiment includes an inverter main circuit 10 and a control power supply circuit 20.
図１は、実施の形態１にかかるインバータ装置の一構成例を示す図である。実施の形態１にかかるインバータ装置１は、例えば、空調設備、給排水設備や、その他のファンやモータ等の制御を要する設備において用いられるインバータ制御盤に格納される。図１に示すように、実施の形態１にかかるインバータ装置１は、インバータ主回路１０および制御電源回路２０を備えている。
FIG. 1 is a diagram of a configuration example of the inverter device according to the first embodiment. The
通常運用時において、実施の形態１にかかるインバータ装置１は、商用交流電源２およびモータ３に接続される。一方、インバータ装置１に商用電源を供給できない場合（例えば、インバータ主回路１０が故障している場合や、インバータ制御盤の移送中や設置中）において、パラメータ設定や周辺回路の設定状態を確認あるいは変更する場合には、商用交流電源２およびモータ３から切り離され、外部直流電源４に接続される。なお、図１に示す例では、商用交流電源２として、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相からなる三相交流電源を用いた例を示しているが、これに限らず単相交流電源であってもよい。
In normal operation, the inverter device 1 according to the first embodiment is connected to the commercial AC power source 2 and the motor 3. On the other hand, when the commercial power supply cannot be supplied to the inverter device 1 (for example, when the inverter main circuit 10 is out of order, or during the transfer or installation of the inverter control panel), the parameter setting or the setting state of the peripheral circuit is confirmed or When changing, it is disconnected from the commercial AC power supply 2 and the motor 3 and connected to the external DC power supply 4. In addition, although the example shown in FIG. 1 has shown the example using the three-phase alternating current power source which consists of R phase, S phase, and T phase as the commercial alternating current power source 2, it is not limited to this and is a single phase alternating current power source. Also good.
インバータ主回路１０は、三相ダイオードブリッジ１１、突入電流抑制抵抗１２、突入電流抑制抵抗１２と並列に接続されたスイッチ１３、平滑コンデンサ１４、およびインバータ部１５を備えている。なお、三相ダイオードブリッジ１１およびインバータ部１５の回路構成は公知であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
The inverter main circuit 10 includes a three-phase diode bridge 11, an inrush current suppression resistor 12, a switch 13 connected in parallel with the inrush current suppression resistor 12, a smoothing capacitor 14, and an inverter unit 15. In addition, since the circuit structure of the three-phase diode bridge 11 and the inverter part 15 is well-known, the detailed description is abbreviate | omitted here.
インバータ主回路１０では、通常運用時において、商用交流電源２から供給された三相交流電圧から三相ダイオードブリッジ１１および平滑コンデンサ１４により直流母線電圧を生成し、その直流母線電圧をインバータ部１５により所望の交流電圧に変換してモータ３を制御する。
In the inverter main circuit 10, during normal operation, a DC bus voltage is generated by the three-phase diode bridge 11 and the smoothing capacitor 14 from the three-phase AC voltage supplied from the commercial AC power supply 2, and the DC bus voltage is generated by the inverter unit 15. The motor 3 is controlled by converting into a desired AC voltage.
制御電源回路２０は、ダイオードブリッジ２１、平滑コンデンサ２２、第１段ＤＣＤＣ変換回路２３、および第２段ＤＣＤＣ変換回路２４を備えている。
The control power supply circuit 20 includes a diode bridge 21, a smoothing capacitor 22, a first stage DCDC conversion circuit 23, and a second stage DCDC conversion circuit 24.
制御電源回路２０では、インバータ部１５を制御する主制御部（図示せず）やインバータ部１５のパラメータを制御するパラメータユニット（図示せず）等の各周辺回路（以下、単に「周辺回路」という）に対応した電圧値の異なる複数の制御用電源を生成する。
In the control power supply circuit 20, each peripheral circuit (hereinafter simply referred to as “peripheral circuit”) such as a main control unit (not shown) that controls the inverter unit 15 and a parameter unit (not shown) that controls parameters of the inverter unit 15. ) To generate a plurality of control power supplies having different voltage values.
通常運用時には、商用交流電源２から供給された単相交流電圧をダイオードブリッジ２１および平滑コンデンサ２２により直流電圧に変換し、第１段ＤＣＤＣ変換回路２３により、その直流電圧を降圧し所定の直流電圧ＤＣ０に変換する。そして、第２段ＤＣＤＣ変換回路２４により、その所定の直流電圧ＤＣ０を各周辺回路毎に異なる複数の各制御用電源電圧ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３，…に変換する。なお、図１に示す例では、制御用電源電圧は、一例としてＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３の３種類を記載しているが、インバータ制御盤内において必要とされる種類分あればよく、２種類あるいは４種類以上であってもよい。また、図１に示す例では、制御電源回路２０から供給される交流電圧を単相交流電圧として記載したが、三相交流電圧が供給されるようにしてもよい。この場合は、ダイオードブリッジ２１を三相ダイオードブリッジとして構成すればよい。
During normal operation, the single-phase AC voltage supplied from the commercial AC power supply 2 is converted into a DC voltage by the diode bridge 21 and the smoothing capacitor 22, and the DC voltage is stepped down by the first stage DCDC conversion circuit 23 to obtain a predetermined DC voltage. Convert to DC0. Then, the second DC / DC converting circuit 24 converts the predetermined DC voltage DC0 into a plurality of control power supply voltages DC1, DC2, DC3,... Different for each peripheral circuit. In the example shown in FIG. 1, three types of power supply voltage for control, DC1, DC2, and DC3, are described as an example. There may be four or more types. In the example shown in FIG. 1, the AC voltage supplied from the control power supply circuit 20 is described as a single-phase AC voltage. However, a three-phase AC voltage may be supplied. In this case, the diode bridge 21 may be configured as a three-phase diode bridge.
一方、外部直流電源４接続時には、第２段ＤＣＤＣ変換回路２４は、第１段ＤＣＤＣ変換回路２３に代えて、外部直流電源４から供給された直流電圧ＤＣ０を各周辺回路に対応した電圧値の異なる複数の制御用電源電圧ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３，…に変換する。つまり、本実施の形態の制御電源回路２０では、商用交流電源２が接続されていない状態でも、外部直流電源４から複数の制御用電源を生成することができる。
On the other hand, when the external DC power supply 4 is connected, the second stage DCDC conversion circuit 24 replaces the first stage DCDC conversion circuit 23 with the DC voltage DC0 supplied from the external DC power supply 4 having a voltage value corresponding to each peripheral circuit. It converts into a plurality of different control power supply voltages DC1, DC2, DC3,. That is, in the control power supply circuit 20 of the present embodiment, a plurality of control power supplies can be generated from the external DC power supply 4 even when the commercial AC power supply 2 is not connected.
図２は、実施の形態１にかかるインバータ装置の制御電源回路の一構成例を示す図である。なお、図２に示す例では、第２段ＤＣＤＣ変換回路２４から出力される制御用電源電圧は、一例としてＤＣ１，ＤＣ２の２種類を記載している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a control power supply circuit of the inverter device according to the first embodiment. In the example illustrated in FIG. 2, the control power supply voltage output from the second stage DCDC conversion circuit 24 includes two types of DC1 and DC2 as an example.
図２に示すように、ダイオードブリッジ２１は、ダイオード２１１～２１４を備え、商用交流電源２から入力された単相交流電圧は、ダイオードブリッジ２１により整流され平滑コンデンサ２２に充電される。
As shown in FIG. 2, the diode bridge 21 includes diodes 211 to 214, and the single-phase AC voltage input from the commercial AC power supply 2 is rectified by the diode bridge 21 and charged to the smoothing capacitor 22.
第１段ＤＣＤＣ変換回路２３は、トランス２３１、トランス２３１駆動用トランジスタ２３４、トランジスタ２３４制御用コントロールＩＣ２３５、ＩＣ２３５電源用平滑コンデンサ２３７、ＩＣ２３５電源用整流ダイオード２３６、ＩＣ２３５起動用抵抗２３３、トランス２３１一次側ＲＣＤスナバ回路２３２、トランス２３１二次側電圧ＤＣ０用整流ダイオード２３８、およびトランス２３１二次側電圧ＤＣ０用平滑コンデンサ２３９を備えている。また、ＲＣＤスナバ回路２３２は、ダイオード２３２１、抵抗２３２２、およびコンデンサ２３２３を備えている。
The first stage DCDC conversion circuit 23 includes a transformer 231, a transformer 231 driving transistor 234, a transistor 234 control control IC 235, an IC235 power supply smoothing capacitor 237, an IC235 power supply rectifier diode 236, an IC235 starting resistor 233, and a transformer 231 primary side. An RCD snubber circuit 232, a transformer 231 secondary voltage DC0 rectifier diode 238, and a transformer 231 secondary voltage DC0 smoothing capacitor 239 are provided. The RCD snubber circuit 232 includes a diode 2321, a resistor 2322, and a capacitor 2323.
第２段ＤＣＤＣ変換回路２４は、外部直流電源４への逆流防止用ダイオード２４８、外部直流電源４からの突入電流抑制用抵抗２４９、トランス２４１、トランス２４１駆動用トランジスタ２４４、トランジスタ２４４制御用コントロールＩＣ２４５、ＩＣ２４５電源用平滑コンデンサ２４７、ＩＣ２４５電源用整流ダイオード２４６、ＩＣ２４５起動用抵抗２４３、トランス２４１一次側ＲＣＤスナバ回路２４２、トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用整流ダイオード２５０、トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用平滑コンデンサ２５１、トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用整流ダイオード２５２、トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用平滑コンデンサ２５３を備えている。また、ＲＣＤスナバ回路２４２は、ダイオード２４２１、抵抗２４２２、およびコンデンサ２４２３を備えている。
The second stage DCDC conversion circuit 24 includes a diode 248 for preventing a backflow to the external DC power supply 4, a resistor 249 for suppressing an inrush current from the external DC power supply 4, a transformer 241, a transistor 244 for driving the transformer 241, and a control IC 245 for controlling the transistor 244. , IC245 power smoothing capacitor 247, IC245 power supply rectifier diode 246, IC245 starting resistor 243, transformer 241 primary side RCD snubber circuit 242, transformer 241 secondary side voltage DC1 rectifier diode 250, transformer 241 secondary side voltage DC1 A smoothing capacitor 251, a transformer 241 secondary voltage DC2 rectifier diode 252, and a transformer 241 secondary voltage DC2 smoothing capacitor 253 are provided. The RCD snubber circuit 242 includes a diode 2421, a resistor 2422, and a capacitor 2423.
つぎに、実施の形態１にかかるインバータ装置１の制御電源回路２０の動作について、図１および図２を参照して説明する。
Next, the operation of the control power supply circuit 20 of the inverter device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
通常運用時には、商用交流電源２から入力された単相交流電圧は、ダイオードブリッジ２１により整流され平滑コンデンサ２２に充電される。この平滑コンデンサ２２に充電された直流電圧が第１段ＤＣＤＣ変換回路２３に入力される。
During normal operation, the single-phase AC voltage input from the commercial AC power supply 2 is rectified by the diode bridge 21 and charged to the smoothing capacitor 22. The DC voltage charged in the smoothing capacitor 22 is input to the first stage DCDC conversion circuit 23.
第１段ＤＣＤＣ変換回路２３に直流電圧が入力されると、抵抗２３３を介して平滑コンデンサ２３７が充電され、コントロールＩＣ２３５が起動する。コントロールＩＣ２３５がトランジスタ２３４をスイッチング駆動することにより、トランス２３１の一次巻線から二次巻線および補助巻線にエネルギーが伝達される。トランス２３１の一次側には、トランジスタ２３４のスイッチングにより発生するサージを吸収するため、ＲＣＤスナバ回路２３２が設けられている。なお、トランス２３１の動作後には、トランス２３１の補助巻線に伝達した電気エネルギーが整流ダイオード２３６を介して平滑コンデンサ２３７が充電され、コントロールＩＣ２３５用の電源となる。
When a DC voltage is input to the first stage DCDC conversion circuit 23, the smoothing capacitor 237 is charged through the resistor 233, and the control IC 235 is activated. The control IC 235 performs switching driving of the transistor 234, whereby energy is transmitted from the primary winding of the transformer 231 to the secondary winding and the auxiliary winding. An RCD snubber circuit 232 is provided on the primary side of the transformer 231 in order to absorb a surge generated by switching of the transistor 234. After the operation of the transformer 231, the electric energy transmitted to the auxiliary winding of the transformer 231 is charged through the rectifier diode 236 to charge the smoothing capacitor 237 and serve as a power source for the control IC 235.
そして、トランス２３１の二次巻線に伝達した電気エネルギーは、整流ダイオード２３８を介して平滑コンデンサ２３９が充電される。この平滑コンデンサ２３９に充電された直流電圧ＤＣ０が第２段ＤＣＤＣ変換回路２４に入力される。
The electric energy transmitted to the secondary winding of the transformer 231 charges the smoothing capacitor 239 via the rectifier diode 238. The DC voltage DC0 charged in the smoothing capacitor 239 is input to the second stage DCDC conversion circuit 24.
一方、外部直流電源４接続時には、第１段ＤＣＤＣ変換回路２３に代えて、外部直流電源４から逆流防止用ダイオード２４８および突入電流抑制用抵抗２４９を介して直流電圧ＤＣ０が第２段ＤＣＤＣ変換回路２４に入力される。
On the other hand, when the external DC power supply 4 is connected, the DC voltage DC0 is supplied from the external DC power supply 4 via the backflow prevention diode 248 and the inrush current suppressing resistor 249 instead of the first stage DCDC conversion circuit 23. 24.
第２段ＤＣＤＣ変換回路２４に直流電圧ＤＣ０が入力されると、抵抗２４３を介して平滑コンデンサ２４７が充電され、コントロールＩＣ２４５が起動する。コントロールＩＣ２４５がトランジスタ２４４をスイッチング駆動することにより、トランス２４１の一次巻線から各二次巻線にエネルギーが伝達される。トランス２４１の一次側には、トランジスタ２４４のスイッチングにより発生するサージを吸収するため、ＲＣＤスナバ回路２４２が設けられている。なお、トランス２４１の動作後には、トランス２４１の補助巻線に伝達した電気エネルギーが整流ダイオード２４６を介して平滑コンデンサ２４７が充電され、コントロールＩＣ２４５用の電源となる。
When the DC voltage DC0 is input to the second stage DCDC conversion circuit 24, the smoothing capacitor 247 is charged through the resistor 243, and the control IC 245 is activated. The control IC 245 switches the transistor 244 so that energy is transmitted from the primary winding of the transformer 241 to each secondary winding. An RCD snubber circuit 242 is provided on the primary side of the transformer 241 in order to absorb a surge generated by switching of the transistor 244. After the operation of the transformer 241, the electric energy transmitted to the auxiliary winding of the transformer 241 is charged through the rectifier diode 246 to the smoothing capacitor 247 and becomes a power source for the control IC 245.
そして、トランス２４１の各二次側巻線に伝達した電気エネルギーは、整流ダイオード２５０を介して平滑コンデンサ２５１に充電され、整流ダイオード２５２を介して平滑コンデンサ２５３に充電される。これらの各平滑コンデンサ２５１，２５３に充電された各制御用電源電圧ＤＣ１，ＤＣ２が、それぞれ各周辺回路の電源電圧値に対応して供給される。
The electrical energy transmitted to each secondary winding of the transformer 241 is charged to the smoothing capacitor 251 through the rectifier diode 250 and charged to the smoothing capacitor 253 through the rectifier diode 252. The control power supply voltages DC1 and DC2 charged in the smoothing capacitors 251 and 253 are supplied corresponding to the power supply voltage values of the peripheral circuits.
以上説明したように、実施の形態１のインバータ装置によれば、商用交流電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するダイオードブリッジおよび平滑コンデンサと、その直流電圧を降圧し所定の直流電圧に変換する第１段ＤＣＤＣ変換回路と、第１段ＤＣＤＣ変換回路あるいは外部直流電源から供給された直流電圧を各周辺回路に対応した電圧値の異なる複数の各制御用電源電圧に変換する第２段ＤＣＤＣ変換回路とを備えるようにしたので、例えば、インバータ主回路が故障している場合や、インバータ制御盤の移送中や設置中である場合等で商用交流電源を供給できない場合でも、単一の外部直流電源を供給することにより、第２段ＤＣＤＣ変換回路により電圧値の異なる複数の制御用電源を供給することができる。つまり、各周辺回路の電源電圧値を同一にする等、周辺回路の設計に制約を与えることなく、単一の外部直流電源により周辺回路を動作させることができる。
As described above, according to the inverter device of the first embodiment, the diode bridge and the smoothing capacitor that convert the AC voltage supplied from the commercial AC power source into the DC voltage, and the DC voltage is stepped down to the predetermined DC voltage. A first stage DCDC converter circuit for conversion, and a second stage for converting a DC voltage supplied from the first stage DCDC converter circuit or an external DC power source into a plurality of control power supply voltages having different voltage values corresponding to each peripheral circuit Even if the inverter main circuit is out of order, or when the commercial AC power supply cannot be supplied, for example, when the inverter control panel is being transferred or installed, a single DCDC conversion circuit is provided. By supplying the external DC power supply, a plurality of control power supplies having different voltage values can be supplied by the second stage DCDC conversion circuit. That is, the peripheral circuit can be operated by a single external DC power source without restricting the design of the peripheral circuit, such as making the power supply voltage value of each peripheral circuit the same.
また、第２段ＤＣＤＣ変換回路に入力される直流電圧は、第１段ＤＣＤＣ変換回路に入力される直流電圧よりも低電圧であるため、第２段ＤＣＤＣ変換回路におけるスイッチングノイズの発生が抑制され、各制御用電源に重畳するスイッチングノイズを抑制することができる。
In addition, since the DC voltage input to the second stage DCDC conversion circuit is lower than the DC voltage input to the first stage DCDC conversion circuit, the generation of switching noise in the second stage DCDC conversion circuit is suppressed. Switching noise superimposed on each control power source can be suppressed.
また、上述した制御電源回路は、インバータ装置以外の装置や機器に適用する電源装置として構成することも可能であり、商用交流電源および外部直流電源の双方から複数の直流電圧が生成可能であることにより、メンテナンス性や汎用性の優れた装置や機器を構成することができる。
The control power circuit described above can also be configured as a power supply device applied to devices and equipment other than the inverter device, and can generate a plurality of DC voltages from both commercial AC power supplies and external DC power supplies. Thus, it is possible to configure an apparatus or device having excellent maintainability and versatility.
実施の形態２．
実施の形態１では、第１段ＤＣＤＣ変換回路の前段に、インバータ主回路とは別にダイオードブリッジおよび平滑コンデンサを設ける例について説明したが、本実施の形態では、インバータ主回路に備えられた三相ダイオードブリッジおよび平滑コンデンサの後段に第１段ＤＣＤＣ変換回路を設ける例について説明する。図３は、実施の形態２にかかるインバータ装置の一構成例を示す図である。また、図４は、実施の形態２にかかるインバータ装置の制御電源回路の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, an example in which a diode bridge and a smoothing capacitor are provided in front of the first stage DCDC converter circuit in addition to the inverter main circuit has been described. However, in this embodiment, the three-phase provided in the inverter main circuit is described. An example in which a first stage DCDC converter circuit is provided after the diode bridge and the smoothing capacitor will be described. FIG. 3 is a diagram of a configuration example of the inverter device according to the second embodiment. FIG. 4 is a diagram of a configuration example of a control power supply circuit of the inverter device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is the same as that ofEmbodiment 1, or equivalent, and the detailed description is abbreviate | omitted.
実施の形態１では、第１段ＤＣＤＣ変換回路の前段に、インバータ主回路とは別にダイオードブリッジおよび平滑コンデンサを設ける例について説明したが、本実施の形態では、インバータ主回路に備えられた三相ダイオードブリッジおよび平滑コンデンサの後段に第１段ＤＣＤＣ変換回路を設ける例について説明する。図３は、実施の形態２にかかるインバータ装置の一構成例を示す図である。また、図４は、実施の形態２にかかるインバータ装置の制御電源回路の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, an example in which a diode bridge and a smoothing capacitor are provided in front of the first stage DCDC converter circuit in addition to the inverter main circuit has been described. However, in this embodiment, the three-phase provided in the inverter main circuit is described. An example in which a first stage DCDC converter circuit is provided after the diode bridge and the smoothing capacitor will be described. FIG. 3 is a diagram of a configuration example of the inverter device according to the second embodiment. FIG. 4 is a diagram of a configuration example of a control power supply circuit of the inverter device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is the same as that of
図３および図４に示すように、実施の形態２にかかるインバータ装置１ａの制御電源回路２０ａは、実施の形態１において説明したダイオードブリッジ２１、平滑コンデンサ２２を備えず、通常運用時には、インバータ主回路１０に備えられた三相ダイオードブリッジ１１および平滑コンデンサ１４により生成された直流母線電圧が第１段ＤＣＤＣ変換回路２３に入力される。なお、第１段ＤＣＤＣ変換回路２３および第２段ＤＣＤＣ変換回路２４の動作については、実施の形態１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the control power circuit 20a of the inverter device 1a according to the second embodiment does not include the diode bridge 21 and the smoothing capacitor 22 described in the first embodiment. The DC bus voltage generated by the three-phase diode bridge 11 and the smoothing capacitor 14 provided in the circuit 10 is input to the first stage DCDC conversion circuit 23. Since the operations of the first stage DCDC conversion circuit 23 and the second stage DCDC conversion circuit 24 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
インバータ主回路１０は、モータ３の回生エネルギーにより直流母線電圧の低下を抑制する特性を有している。したがって、上述した構成とすることにより、制御用電源の低下をも抑制することができ、瞬停時等における周辺回路の誤動作等に対する耐性を向上させることができる。
The inverter main circuit 10 has a characteristic that suppresses a decrease in the DC bus voltage by the regenerative energy of the motor 3. Therefore, with the above-described configuration, it is possible to suppress a decrease in the control power supply, and it is possible to improve resistance to malfunctions of peripheral circuits during a momentary power failure or the like.
以上説明したように、実施の形態２のインバータ装置によれば、インバータ主回路に備えられた三相ダイオードブリッジおよび平滑コンデンサにより生成された直流母線電圧を第１段ＤＣＤＣ変換回路への入力電圧としたので、実施の形態１において説明した効果に加え、通常運用時においてモータの回生エネルギーにより直流母線電圧の低下が抑制されると共に、制御用電源の低下をも抑制することができ、瞬停時等における周辺回路の誤動作等に対する耐性を向上させることができる。
As described above, according to the inverter device of the second embodiment, the DC bus voltage generated by the three-phase diode bridge and the smoothing capacitor provided in the inverter main circuit is used as the input voltage to the first stage DCDC converter circuit. Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, a decrease in the DC bus voltage can be suppressed by the regenerative energy of the motor during normal operation, and a decrease in the control power supply can also be suppressed. It is possible to improve resistance to malfunctions of peripheral circuits in the above.
また、商用交流電源から第１段ＤＣＤＣ変換回路への入力電圧を生成するダイオードブリッジおよび平滑コンデンサが不要となるので、実施の形態１よりも制御電源回路の構成部品を削減することができ、コストを抑制することができる。
In addition, since a diode bridge and a smoothing capacitor for generating an input voltage from the commercial AC power supply to the first stage DCDC converter circuit are not required, the components of the control power supply circuit can be reduced as compared with the first embodiment, and the cost can be reduced. Can be suppressed.
なお、上述した実施の形態では、空調設備、給排水設備や、その他のファンやモータ等の制御を要する設備において用いられるインバータ制御盤に格納されるインバータ装置に適用する例について説明したが、適用範囲はこれに限らず、通常運用時においてインバータ主回路と周辺回路の制御用電源とを商用交流電源から生成する構成に広く適用できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, an example is described in which the present invention is applied to an inverter device stored in an inverter control panel used in air conditioning equipment, water supply / drainage equipment, and other equipment that requires control of fans, motors, and the like. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be widely applied to a configuration in which the inverter main circuit and the control power supply for the peripheral circuits are generated from the commercial AC power supply during normal operation.
また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
The configurations described in the above embodiments are examples of the configurations of the present invention, and can be combined with other known techniques, and a part of the configurations is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.
１，１ａ インバータ装置
２ 商用交流電源
３ モータ
４ 外部直流電源
１０ インバータ主回路
１１ 三相ダイオードブリッジ
１２ 突入電流抑制抵抗
１３ スイッチ
１４ 平滑コンデンサ（インバータ主回路）
１５ インバータ部
２０，２０ａ 制御電源回路
２１ ダイオードブリッジ
２２ 平滑コンデンサ（制御電源回路）
２３ 第１段ＤＣＤＣ変換回路
２４ 第２段ＤＣＤＣ変換回路
２１１，２１２，２１３，２１４ ダイオード
２３１ トランス（第１段ＤＣＤＣ変換回路）
２３２ ＲＣＤスナバ回路（第１段ＤＣＤＣ変換回路）
２３３ 抵抗（ＩＣ２３５起動用）
２３４ トランジスタ（トランス２３１駆動用）
２３５ コントロールＩＣ（トランジスタ２３４制御用）
２３６ 整流ダイオード（ＩＣ２３５電源用）
２３７ 平滑コンデンサ（ＩＣ２３５電源用）
２３８ 整流ダイオード（トランス２３１二次側電圧ＤＣ０用）
２３９ 平滑コンデンサ（トランス２３１二次側電圧ＤＣ０用）
２４１ トランス（第２段ＤＣＤＣ変換回路）
２４２ ＲＣＤスナバ回路（第２段ＤＣＤＣ変換回路）
２４３ 抵抗（ＩＣ２４５起動用）
２４４ トランジスタ（トランス２４１駆動用）
２４５ コントロールＩＣ（トランジスタ２４４制御用）
２４６ 整流ダイオード（ＩＣ２４５電源用）
２４７ 平滑コンデンサ（ＩＣ２４５電源用）
２４８ 逆流防止用ダイオード（外部直流電源４）
２４９ 突入電流抑制用抵抗（外部直流電源４）
２５０ 整流ダイオード（トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用）
２５１ 平滑コンデンサ（トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用）
２５２ 整流ダイオード（トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用）
２５３ 平滑コンデンサ（トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用）
２３２１ ダイオード（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２３２２ 抵抗（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２３２３ コンデンサ（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２１ ダイオード（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２２ 抵抗（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２３ コンデンサ（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路） 1, 1a Inverter device 2 Commercial AC power supply 3Motor 4 External DC power supply 10 Inverter main circuit 11 Three-phase diode bridge 12 Inrush current suppression resistor 13 Switch 14 Smoothing capacitor (Inverter main circuit)
15 Inverter unit 20, 20a Control power circuit 21 Diode bridge 22 Smoothing capacitor (control power circuit)
23 1st stageDCDC conversion circuit 24 2nd stage DCDC conversion circuit 211, 212, 213, 214 Diode 231 Transformer (1st stage DCDC conversion circuit)
232 RCD snubber circuit (first stage DCDC converter circuit)
233 Resistor (for starting IC235)
234 transistor (for driving transformer 231)
235 Control IC (fortransistor 234 control)
236 Rectifier diode (for IC235 power supply)
237 Smoothing capacitor (for IC235 power supply)
238 Rectifier diode (fortransformer 231 secondary voltage DC0)
239 Smoothing capacitor (fortransformer 231 secondary voltage DC0)
241 transformer (second stage DCDC conversion circuit)
242 RCD snubber circuit (second stage DCDC conversion circuit)
243 Resistance (for IC245 startup)
244 transistor (for driving transformer 241)
245 Control IC (fortransistor 244 control)
246 Rectifier diode (for IC245 power supply)
247 Smoothing capacitor (for IC245 power supply)
248 Backflow prevention diode (external DC power supply 4)
249 Inrush current suppression resistor (external DC power supply 4)
250 Rectifier diode (fortransformer 241 secondary voltage DC1)
251 Smoothing capacitor (fortransformer 241 secondary voltage DC1)
252 Rectifier diode (fortransformer 241 secondary voltage DC2)
253 Smoothing capacitor (fortransformer 241 secondary voltage DC2)
2321 Diode (RCD snubber circuit for first stage DCDC converter circuit)
2322 Resistor (RCD snubber circuit for first stage DCDC converter circuit)
2323 Capacitor (RCD snubber circuit for the first stage DCDC converter circuit)
2421 Diode (RCD snubber circuit for the second stage DCDC converter circuit)
2422 Resistor (RCD snubber circuit for second stage DCDC converter)
2423 Capacitor (RCD snubber circuit for second stage DCDC converter)
２ 商用交流電源
３ モータ
４ 外部直流電源
１０ インバータ主回路
１１ 三相ダイオードブリッジ
１２ 突入電流抑制抵抗
１３ スイッチ
１４ 平滑コンデンサ（インバータ主回路）
１５ インバータ部
２０，２０ａ 制御電源回路
２１ ダイオードブリッジ
２２ 平滑コンデンサ（制御電源回路）
２３ 第１段ＤＣＤＣ変換回路
２４ 第２段ＤＣＤＣ変換回路
２１１，２１２，２１３，２１４ ダイオード
２３１ トランス（第１段ＤＣＤＣ変換回路）
２３２ ＲＣＤスナバ回路（第１段ＤＣＤＣ変換回路）
２３３ 抵抗（ＩＣ２３５起動用）
２３４ トランジスタ（トランス２３１駆動用）
２３５ コントロールＩＣ（トランジスタ２３４制御用）
２３６ 整流ダイオード（ＩＣ２３５電源用）
２３７ 平滑コンデンサ（ＩＣ２３５電源用）
２３８ 整流ダイオード（トランス２３１二次側電圧ＤＣ０用）
２３９ 平滑コンデンサ（トランス２３１二次側電圧ＤＣ０用）
２４１ トランス（第２段ＤＣＤＣ変換回路）
２４２ ＲＣＤスナバ回路（第２段ＤＣＤＣ変換回路）
２４３ 抵抗（ＩＣ２４５起動用）
２４４ トランジスタ（トランス２４１駆動用）
２４５ コントロールＩＣ（トランジスタ２４４制御用）
２４６ 整流ダイオード（ＩＣ２４５電源用）
２４７ 平滑コンデンサ（ＩＣ２４５電源用）
２４８ 逆流防止用ダイオード（外部直流電源４）
２４９ 突入電流抑制用抵抗（外部直流電源４）
２５０ 整流ダイオード（トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用）
２５１ 平滑コンデンサ（トランス２４１二次側電圧ＤＣ１用）
２５２ 整流ダイオード（トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用）
２５３ 平滑コンデンサ（トランス２４１二次側電圧ＤＣ２用）
２３２１ ダイオード（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２３２２ 抵抗（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２３２３ コンデンサ（第１段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２１ ダイオード（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２２ 抵抗（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路）
２４２３ コンデンサ（第２段ＤＣＤＣ変換回路用ＲＣＤスナバ回路） 1, 1a Inverter device 2 Commercial AC power supply 3
15
23 1st stage
232 RCD snubber circuit (first stage DCDC converter circuit)
233 Resistor (for starting IC235)
234 transistor (for driving transformer 231)
235 Control IC (for
236 Rectifier diode (for IC235 power supply)
237 Smoothing capacitor (for IC235 power supply)
238 Rectifier diode (for
239 Smoothing capacitor (for
241 transformer (second stage DCDC conversion circuit)
242 RCD snubber circuit (second stage DCDC conversion circuit)
243 Resistance (for IC245 startup)
244 transistor (for driving transformer 241)
245 Control IC (for
246 Rectifier diode (for IC245 power supply)
247 Smoothing capacitor (for IC245 power supply)
248 Backflow prevention diode (external DC power supply 4)
249 Inrush current suppression resistor (external DC power supply 4)
250 Rectifier diode (for
251 Smoothing capacitor (for
252 Rectifier diode (for
253 Smoothing capacitor (for
2321 Diode (RCD snubber circuit for first stage DCDC converter circuit)
2322 Resistor (RCD snubber circuit for first stage DCDC converter circuit)
2323 Capacitor (RCD snubber circuit for the first stage DCDC converter circuit)
2421 Diode (RCD snubber circuit for the second stage DCDC converter circuit)
2422 Resistor (RCD snubber circuit for second stage DCDC converter)
2423 Capacitor (RCD snubber circuit for second stage DCDC converter)
Claims (3)
- 商用交流電源が供給され、モータを駆動するインバータ主回路および前記インバータ主回路の周辺回路に供給する制御用電源を生成する制御電源回路を具備するインバータ装置であって、
前記制御電源回路は、
前記商用交流電源を整流するダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力により充電され直流電圧を生成する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに充電された直流電圧を降圧し所定の直流電圧に変換する第１段ＤＣＤＣ変換回路と、
前記第１段ＤＣＤＣ変換回路あるいは外部直流電源から供給された直流電圧をそれぞれ電圧値の異なる複数の制御用電源電圧に変換する第２段ＤＣＤＣ変換回路と、
を備える
ことを特徴とするインバータ装置。 An inverter device comprising a control power supply circuit that generates a control power supply to be supplied to an inverter main circuit for driving a motor and a peripheral circuit of the inverter main circuit, to which commercial AC power is supplied,
The control power circuit is
A diode bridge for rectifying the commercial AC power supply;
A smoothing capacitor that is charged by the output of the diode bridge to generate a DC voltage;
A first stage DCDC conversion circuit that steps down a DC voltage charged in the smoothing capacitor and converts the voltage to a predetermined DC voltage;
A second-stage DCDC converter circuit that converts a DC voltage supplied from the first-stage DCDC converter circuit or an external DC power supply into a plurality of control power supply voltages each having a different voltage value;
An inverter device comprising: - 商用交流電源が供給され、モータを駆動するインバータ主回路および前記インバータ主回路の周辺回路に供給する制御用電源を生成する制御電源回路を具備するインバータ装置であって、
前記インバータ主回路は、
前記商用交流電源を整流するダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力により充電され直流母線電圧を生成する平滑コンデンサと、
前記直流母線電圧を前記モータの駆動用交流電圧に変換するインバータ部と、
を備え、
前記制御電源回路は、
前記直流母線電圧を降圧し所定の直流電圧に変換する第１段ＤＣＤＣ変換回路と、
前記第１段ＤＣＤＣ変換回路あるいは外部直流電源から供給された直流電圧をそれぞれ電圧値の異なる複数の制御用電源電圧に変換する第２段ＤＣＤＣ変換回路と、
を備える
ことを特徴とするインバータ装置。 An inverter device comprising a control power supply circuit that generates a control power supply to be supplied to an inverter main circuit for driving a motor and a peripheral circuit of the inverter main circuit, to which commercial AC power is supplied,
The inverter main circuit is:
A diode bridge for rectifying the commercial AC power supply;
A smoothing capacitor that is charged by the output of the diode bridge to generate a DC bus voltage;
An inverter unit for converting the DC bus voltage into an AC voltage for driving the motor;
With
The control power circuit is
A first-stage DCDC converter circuit for stepping down the DC bus voltage and converting it to a predetermined DC voltage;
A second-stage DCDC converter circuit that converts a DC voltage supplied from the first-stage DCDC converter circuit or an external DC power supply into a plurality of control power supply voltages each having a different voltage value;
An inverter device comprising: - 商用交流電源を整流するダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力により充電され直流電圧を生成する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに充電された直流電圧を降圧し所定の直流電圧に変換する第１段ＤＣＤＣ変換回路と、
前記第１段ＤＣＤＣ変換回路あるいは外部直流電源から供給された直流電圧をそれぞれ電圧値の異なる複数の直流電圧に変換する第２段ＤＣＤＣ変換回路と、
を備える
ことを特徴とする電源装置。 A diode bridge that rectifies commercial AC power;
A smoothing capacitor that is charged by the output of the diode bridge to generate a DC voltage;
A first stage DCDC conversion circuit that steps down a DC voltage charged in the smoothing capacitor and converts the voltage to a predetermined DC voltage;
A second-stage DCDC converter circuit that converts a DC voltage supplied from the first-stage DCDC converter circuit or an external DC power supply into a plurality of DC voltages each having a different voltage value;
A power supply device comprising:
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2011/067136 WO2013014769A1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Inverter and power supply |
| TW100133348A TW201306457A (en) | 2011-07-27 | 2011-09-16 | Inverter device and power source device |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2011/067136 WO2013014769A1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Inverter and power supply |
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|---|---|
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| PCT/JP2011/067136 WO2013014769A1 (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Inverter and power supply |
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|---|---|
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| WO (1) | WO2013014769A1 (en) |
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