JP2006136037A - Circuit for detecting dc component of inverter output voltage - Google Patents
Circuit for detecting dc component of inverter output voltage Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006136037A JP2006136037A JP2004318687A JP2004318687A JP2006136037A JP 2006136037 A JP2006136037 A JP 2006136037A JP 2004318687 A JP2004318687 A JP 2004318687A JP 2004318687 A JP2004318687 A JP 2004318687A JP 2006136037 A JP2006136037 A JP 2006136037A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- operational amplifier
- component
- potential
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明はインバータにより電力を供給される変圧器の、印加電圧に含まれる直流成分による偏磁の防止技術に関し、特に直流成分を検出する回路およびその回路への電源供給方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for preventing magnetic bias due to a DC component included in an applied voltage of a transformer supplied with electric power from an inverter, and more particularly to a circuit for detecting a DC component and a power supply method for the circuit.
インバータは直流電圧を交流に変換して出力するが、制御誤差または、用いる半導体スイッチング素子やその駆動回路の特性バラツキにより、わずかながら出力電圧に直流成分が含まれる場合がある。インバータの負荷機器に変圧器があると、この直流成分により変圧器に偏磁を生じ、変圧器二次側の負荷に正常に電力を供給できなくなったり、はなはだしい場合には変圧器が磁気飽和に至ってその励磁電流が異常に増加し、インバータ、変圧器または接続されている他の回路部品に損傷を与える場合がある。 The inverter converts a DC voltage into an AC voltage and outputs it. However, a DC component may be slightly included in the output voltage due to a control error or a variation in characteristics of a semiconductor switching element to be used and its drive circuit. If there is a transformer in the load device of the inverter, this DC component will cause the magnet to become demagnetized, preventing normal power supply to the load on the secondary side of the transformer. The excitation current may increase abnormally and damage the inverter, transformer or other connected circuit components.
制御誤差による直流成分の発生は、制御方法を工夫することである程度回避できるが、半導体スイッチング素子やその駆動回路の特性バラツキによる直流成分発生は防止できない。また、最初に直流成分が零となるよう調整しておく方法もあるが、温度変化や経年変化によりずれが生じる懸念がある。したがって直流成分の発生を確実に抑制するには、実際に発生している直流成分を検出し、それが減少するようにインバータを制御する必要がある。 Generation of a DC component due to a control error can be avoided to some extent by devising a control method, but generation of a DC component due to variations in characteristics of the semiconductor switching element and its drive circuit cannot be prevented. There is also a method of adjusting the direct current component to be zero first, but there is a concern that a deviation may occur due to a temperature change or a secular change. Therefore, in order to reliably suppress the generation of the DC component, it is necessary to detect the DC component actually generated and to control the inverter so as to reduce it.
図3、図4、図5に従来の直流成分検出回路の例を示す。 An example of a conventional DC component detection circuit is shown in FIGS.
図3は特許文献1に記載されているものであり、LCフィルタによりインバータ出力電圧、すなわち交流出力端U、V間電圧から交流成分を除去して、直流成分のみを検出し、絶縁アンプにより絶縁増幅して制御装置に伝達するものである。
図3において、301はインバータ、302はその制御装置、303はリアクトル、304はコンデンサ、305は絶縁アンプである。
FIG. 3 is described in
In FIG. 3, 301 is an inverter, 302 is its control device, 303 is a reactor, 304 is a capacitor, and 305 is an insulation amplifier.
図4は特許文献2に記載されているものであり、インバータ出力と並列にリアクトルを接続する構成である。リアクトルは直流に対して極めてインピーダンスが小さいため、直流を含む電圧が印加された場合、リアクトルを流れる直流電流の割合が大きくなるので、その電流を検出することで直流電圧成分を検出することができる。
図4において、401はインバータ、402はその制御装置、403はリアクトル、404はホールCT等の電流検出器である。
FIG. 4 is described in
In FIG. 4, 401 is an inverter, 402 is its control device, 403 is a reactor, and 404 is a current detector such as Hall CT.
図5は特許文献3に記載されているものであり、抵抗とコンデンサとからなるローパスフィルタで直流成分を検出し、演算増幅器(以下オペアンプと称する)による増幅器でこれを増幅して制御装置に伝達するものである。
図5において501はインバータ、502がその制御装置、503はローパスフィルタ、504は増幅器である。
In FIG. 5, 501 is an inverter, 502 is its control device, 503 is a low-pass filter, and 504 is an amplifier.
図3、図4の回路では直流分検出部と制御装置との間で絶縁して信号を伝達しているが、これを行うために絶縁アンプやホールCT等の電流検出器など、高価な部品が必要となる。また、インバータが商用周波数の場合、用いるリアクトルはインダクタンスの大きなものが必要となり、同様に高価なものとなる。 In the circuits of FIG. 3 and FIG. 4, the signal is transmitted between the DC component detection unit and the control device, but expensive components such as an insulation amplifier and a current detector such as a Hall CT are used for this purpose. Is required. Further, when the inverter has a commercial frequency, the reactor to be used needs to have a large inductance and is similarly expensive.
図5の回路は比較的安価に構成できるが、制御回路のグランド電位がインバータ出力の一点(図5の例ではV端子)に固定されるので、これにより不都合が生じる場合には適用できない。たとえば、近年インバータのゲート駆動を安価に行うため、非絶縁のゲート駆動ICを用いる例が多いが、このためには制御回路のグランド電位は直流電源の負側電位と共通にする必要がある。 Although the circuit of FIG. 5 can be configured at a relatively low cost, the ground potential of the control circuit is fixed to one point of the inverter output (V terminal in the example of FIG. 5). For example, in recent years, in order to inexpensively drive the gate of an inverter, there are many examples using a non-insulated gate drive IC. For this purpose, the ground potential of the control circuit needs to be shared with the negative potential of the DC power supply.
以上の説明のように、いずれの方式も、特に低コストであることを要求される小容量機への適用は困難である。 As described above, any of the methods is difficult to apply to a small capacity machine that is required to be particularly low cost.
前記課題を解決するため、インバータの交流出力電圧に含まれる直流成分を検出する電圧検出回路において、少なくともローパスフィルタと、第1の演算増幅器と、第2の演算増幅器とを含み、かつ第1の演算増幅器の電源のいずれかの電位は前記インバータの交流出力端子のいずれかの電位と同じとし、第2の演算増幅器の電源の電位は前記インバータの交流出力端子のいずれとも異なる電位とするようにし、第2の演算増幅器として差動増幅器を用いて、制御回路に検出信号を伝達するようにした。 In order to solve the above problems, a voltage detection circuit for detecting a DC component included in an AC output voltage of an inverter includes at least a low-pass filter, a first operational amplifier, and a second operational amplifier, The potential of any one of the power supplies of the operational amplifier is the same as the potential of any of the AC output terminals of the inverter, and the potential of the power supply of the second operational amplifier is different from any of the AC output terminals of the inverter. A detection signal is transmitted to the control circuit using a differential amplifier as the second operational amplifier.
インバータ出力電圧の直流分検出のため、従来使用していたリアクトルや電流検出器などの高価な部品が不要となり、低コストの直流分検出回路を提供できるようになる。 For detecting the DC component of the inverter output voltage, expensive components such as a reactor and a current detector that have been conventionally used are not required, and a low-cost DC component detection circuit can be provided.
本発明の要点は、インバータ出力の直流分検出として、第1の演算増幅器の電源の電位をインバータ出力のいずれかと同じにし、この出力を増幅する第2の演算増幅器として差動増幅器を使用し、この電源を第1の演算増幅器の電源とは別の電位とすることである。 The main point of the present invention is that, as a DC component detection of the inverter output, the potential of the power supply of the first operational amplifier is made the same as any of the inverter outputs, and a differential amplifier is used as the second operational amplifier for amplifying this output, This power supply is set to a potential different from that of the first operational amplifier.
図1に本発明の第1の実施例を示す。
図1において、1はインバータ、2は直流電源、3はローパスフィルタ、4はオペアンプと抵抗による非反転増幅器、5はオペアンプと抵抗による差動増幅器、6は制御装置、7は抵抗、8,9はダイオード、10,11はコンデンサ、12,13はツェナーダイオードである。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an inverter, 2 is a DC power supply, 3 is a low-pass filter, 4 is a non-inverting amplifier using an operational amplifier and a resistor, 5 is a differential amplifier using an operational amplifier and a resistor, 6 is a control device, 7 is a resistor, Are diodes, 10 and 11 are capacitors, and 12 and 13 are zener diodes.
インバータ交流出力電圧、すなわちU、V端子間電圧に含まれる直流成分をローパスフィルタ3により検出する。図1においては制御装置のグランド電位は直流電源2の負極電位と共通としているので、電位の異なる部分から電圧のみを抽出するため差動増幅器5を用いる。ここで差動増幅器5が正常に動作するためには、オペアンプの−入力端子および+入力端子の対グランド電圧が、オペアンプの電源電圧(通常は±15V以下)よりも小さいことが必要である。このため回路の増幅率、すなわちR2/R1=R4/R3は、U、V端子とグランドとの電位差に応じた小さいもの、例えば1/100程度にする必要がある。
The inverter AC output voltage, that is, the DC component included in the voltage between the U and V terminals is detected by the low-pass filter 3. In FIG. 1, since the ground potential of the control device is the same as the negative potential of the
一方、インバータ1の出力電圧を100Vと仮定すると、含まれる直流成分はせいぜいその1%、すなわち1V以下であるので、ローパスフィルタ3の出力を直接差動増幅器5に入力した場合、差動増幅器5の出力は10mV以下となり、オフセット誤差やノイズ等により、十分な精度が得られなくなる。このため、非反転増幅器4によりローパスフィルタ3の出力を予め10倍程度に増幅しておくことにより、差動増幅器5の出力が実用上問題ない大きさ、例えば100mV程度となるようにする。
On the other hand, assuming that the output voltage of the
ここで非反転増幅器4のオペアンプに供給される電源は、差動増幅器5および制御装置6と電位の異なるものが必要であるが、その電力はわずかであるので、その電源回路はインバータ1の出力電圧を、抵抗7で電流を制限しつつダイオード8および9で整流し、コンデンサ10および11で平滑し、ツェナーダイオード12および13で所定の値にクランプして必要な正および負極性の電源を供給する等の方法で安価に構成できる。電源の構成方法はこれに限らず、たとえば制御装置6を動作させるための電源において、例えば電源内部の変圧器の巻線と整流回路を追加することにより、電位の異なる電源を構成する方法も可能である。
Here, the power supplied to the operational amplifier of the non-inverting amplifier 4 needs to have a potential different from that of the
図2に本発明の第2の実施例を示す。
これは三相出力インバータ回路への適用例であり、21は三相インバータ、22は直流電源、23、24はローパスフィルタ、25、26は非反転増幅器、27、28は差動増幅器、29は制御装置である。
また、30,31は抵抗、32〜35はダイオード、36、37はコンデンサ、38、39はツェナーダイオードである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
This is an application example to a three-phase output inverter circuit, 21 is a three-phase inverter, 22 is a DC power supply, 23 and 24 are low-pass filters, 25 and 26 are non-inverting amplifiers, 27 and 28 are differential amplifiers, 29 is It is a control device.
30 and 31 are resistors, 32 to 35 are diodes, 36 and 37 are capacitors, and 38 and 39 are Zener diodes.
この構成はV端子電位を基準に、U端子、W端子電圧の直流成分を、図1と同様の方法により検出するものである。U端子−W端子間電圧についてはU端子、W端子電圧から計算できるので検出は省略する。非反転増幅器25、26に用いるオペアンプのグランド電位は両方ともV端子電位であるので、共通の電源を用いることができる。電源の供給方法は実施例1で説明した図1と同様の原理による。
In this configuration, the DC components of the U terminal and W terminal voltages are detected by the same method as in FIG. 1 with the V terminal potential as a reference. Since the voltage between the U terminal and the W terminal can be calculated from the U terminal and W terminal voltages, detection is omitted. Since the ground potentials of the operational amplifiers used for the
本発明は、インバータの出力に変圧器を備えた無停電電源装置、変圧器を用いた絶縁型のスイッチング電源の他に、負荷として電動機を使用する可変速駆動用インバータなどにも適用可能である。 The present invention can be applied to an uninterruptible power supply device including a transformer at the output of the inverter, an insulation type switching power supply using the transformer, and a variable speed drive inverter using a motor as a load. .
・ 21、301、401、501・・・インバータ
2、22・・・直流電源 3、23,24、503・・・ローパスフィルタ
4、25、26、504・・・演算増幅器 5、27、28・・・差動増幅器
6、29、302、402、502・・・制御装置
7、R1〜R4、30、31・・・抵抗 8,9、32〜35・・・ダイオード
10、11、36,37、304・・・コンデンサ 305・・・絶縁アンプ
12,13,38,39・・・ツェナーダイオード 404・・・電流検出器
303、403・・・リアクトル
・ 21, 301, 401, 501 ・ ・ ・ Inverter
2, 22 ... DC
12, 13, 38, 39 ...
Claims (2)
少なくともローパスフィルタと、第1の演算増幅器と、第2の演算増幅器とを含み、かつ第1の演算増幅器の電源のいずれかの電位は前記インバータの交流出力端子のいずれかの電位と同じであり、第2の演算増幅器の電源の電位は前記インバータの交流出力端子のいずれとも異なる電位とすることを特徴としたインバータ出力電圧の直流成分検出回路。 A voltage detection circuit for detecting a DC component included in an AC output voltage of an inverter,
At least a low-pass filter, a first operational amplifier, and a second operational amplifier are included, and any potential of the power source of the first operational amplifier is the same as any potential of the AC output terminal of the inverter. A circuit for detecting a DC component of an inverter output voltage, wherein the potential of the power source of the second operational amplifier is different from any of the AC output terminals of the inverter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004318687A JP2006136037A (en) | 2004-11-02 | 2004-11-02 | Circuit for detecting dc component of inverter output voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004318687A JP2006136037A (en) | 2004-11-02 | 2004-11-02 | Circuit for detecting dc component of inverter output voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006136037A true JP2006136037A (en) | 2006-05-25 |
Family
ID=36729061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004318687A Withdrawn JP2006136037A (en) | 2004-11-02 | 2004-11-02 | Circuit for detecting dc component of inverter output voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006136037A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101470899B1 (en) * | 2013-07-18 | 2014-12-09 | 금비전자(주) | Apparatus of detecting DC offset current for transformerless grid-connected inverter and Method thereof |
US11374525B2 (en) | 2018-11-07 | 2022-06-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor driving apparatus and air conditioner using the same |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04140910A (en) * | 1990-10-01 | 1992-05-14 | Yoshihide Kanehara | Leakage current reducing noise filter |
JPH0698559A (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-08 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | Circuit for preventing biased magnetization in power supply apparatus |
JPH07231676A (en) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Fuji Electric Co Ltd | Biased magnetization control method |
JPH09138246A (en) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Dc-component detection apparatus |
JPH10164849A (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-19 | Asea Brown Boveri Ag | Method and unit for regulating dc offset of converter |
WO2004001927A2 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | International Rectifier Corporation | Active emi filter |
JP2004056939A (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Kawamura Electric Inc | Inverter device |
-
2004
- 2004-11-02 JP JP2004318687A patent/JP2006136037A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04140910A (en) * | 1990-10-01 | 1992-05-14 | Yoshihide Kanehara | Leakage current reducing noise filter |
JPH0698559A (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-08 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | Circuit for preventing biased magnetization in power supply apparatus |
JPH07231676A (en) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Fuji Electric Co Ltd | Biased magnetization control method |
JPH09138246A (en) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Dc-component detection apparatus |
JPH10164849A (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-19 | Asea Brown Boveri Ag | Method and unit for regulating dc offset of converter |
WO2004001927A2 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | International Rectifier Corporation | Active emi filter |
JP2005532027A (en) * | 2002-06-25 | 2005-10-20 | インターナショナル レクティフィアー コーポレイション | Active EMI filter |
JP2004056939A (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Kawamura Electric Inc | Inverter device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101470899B1 (en) * | 2013-07-18 | 2014-12-09 | 금비전자(주) | Apparatus of detecting DC offset current for transformerless grid-connected inverter and Method thereof |
US11374525B2 (en) | 2018-11-07 | 2022-06-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor driving apparatus and air conditioner using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3121921B1 (en) | Residual current protection device | |
US8433528B2 (en) | Ground fault detection system and method | |
US20110163738A1 (en) | Current detection circuit and transformer current measuring system | |
JP5004368B2 (en) | Current sensor | |
JP4236634B2 (en) | Active common mode EMI filter | |
JP2005124339A (en) | Noise reducer and power converter | |
KR20020027491A (en) | Ac current detection device | |
JP4882934B2 (en) | Current measuring device | |
US7605569B2 (en) | Acquisition circuit and controller circuit for an alternator | |
US9671444B2 (en) | Current signal sensing method for supplying-end module of induction type power supply system | |
JP2006136037A (en) | Circuit for detecting dc component of inverter output voltage | |
JP5119824B2 (en) | Active filter device and power conversion device | |
JP5070929B2 (en) | Active filter device and power conversion device | |
JP5141228B2 (en) | Active filter device and power conversion device | |
JP2003174777A (en) | Noise reducing device and power conversion device | |
JP2005203968A (en) | Protective device for digital amplifier | |
JP2013027262A (en) | Inverter power supply device | |
JP2004166379A (en) | Motor drive circuit | |
US10014810B1 (en) | Reduced-impedance active current measurement | |
JP2017142115A (en) | Wireless transmission device, control ic thereof, abnormality detection method, and charger | |
JP2009257811A (en) | Current detecting circuit | |
JP2007218664A (en) | Electrical current detector | |
JP2010063210A (en) | Current detecting circuit for ac motor, and driving circuit for linear motor | |
JP3779542B2 (en) | Switching power supply | |
WO2023073984A1 (en) | Common-mode filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060703 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060704 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070914 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20081215 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100518 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100520 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100527 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101012 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20101029 |