[发明专利]逆变器装置和设计逆变器装置的占空因数设定部的方法

说明书

技术领域

本发明涉及输出具有矩形波的AC电压的逆变器装置和用于设计逆变器装置的占空因数设定部的方法。

背景技术

一些最新型车辆包括将安装在车辆中的电池的电压转换成家用电器用电压(例如单相100伏或120伏交流电压)的逆变器装置。这种逆变器装置或直流/交流逆变器装置包括直流/交流逆变电路。然而，由于传统逆变器装置以和输入电压的波动成比例的方式来改变输出电压，所以输出电压的有效值不能保持恒定。为了解决该问题，日本专利特开平No.2000-209867公开了一种逆变器装置，该逆变器装置将输出电压保持为恒定有效值，而与输入电压的波动无关。该逆变器装置输出交流矩形波，并包括直流/交流逆变部分、输出电压检测部分以及占空因数控制部。该占空因数控制部根据输出电压检测部分检测到的电压来控制直流/交流逆变部分输出处的输出电压的占空因数，其中该占空因数是输出周期或输出中止周期。这能够将输出电压的有效值保持为恒定水平。虽然上述文献中未提到用于确定占空因数的具体方法，但是基于本实施例的说明可以假设占空因数是通过微型计算机来确定的。

此外，一种不利用微计算机而是仅仅利用硬件来确定占空因数的方法是公知的。在这种情况下，如同典型的脉宽调制控制(PWM控制)那样，矩形波的宽度通过基于输出波形的信号电压和基于三角形或锯齿形波的信号电压之间的比较来确定。

如上所述，假设日本专利特开平No.2000-209867的逆变器装置利用微计算机来确定占空因数。然而，在这种情况下，为了开发用于确定占空因数的软件程序需要更多时间和更高成本。

为了避免在确定占空因数时采用微计算机，可以通过基于矩形波的信号电压和基于三角形或锯齿形波的信号电压之间的比较来确定矩形波的宽度。然而，在这种情况下，逆变器装置的输出电压的有效值的准确度变低。也就是说，在输出电压有效值的目标值和设计值之间存在很大误差。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种逆变器装置，该逆变器装置和现有技术相比可以使输出电压的有效值接近理论值，而与输入电压的变化无关。本发明的另一个目的是提供一种用于设计逆变器装置的占空因数设定部的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种包括直流/交流逆变器部分的逆变器装置。该直流/交流逆变器部分将直流输入电压转换成矩形波的交流电压，然后输出该交流电压。该直流/交流逆变器部分具有开关元件。控制器控制开关元件的导通和关断。占空因数设定部设定由控制器用来控制开关元件的占空因数。该占空因数设定部具有CR电路。该占空因数设定部利用基于直流电压值的信号和CR电路确定的充电曲线来确定占空因数。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于设计逆变器装置的占空因数设定部的方法。该逆变器装置包括直流/直流转换器部分和直流/交流逆变器部分。该直流/直流转换器部分通过转换从直流电压源提供的电能而产生直流电压。该直流/交流逆变器部分将该直流电压转换成具有矩形波的交流电压并输出该交流电压。该占空因数设定部设定用于控制该直流/交流逆变器部分的开关元件的导通和关断的占空因数。该方法包括计算占空因数的理论值，使得当该直流电压在预定范围内变化时输出电压的有效值变成目标值。该方法还包括计算占空因数，针对所述预定范围内的每个值，根据用于设定占空因数的设计参数确定该占空因数；确定理论值和利用设计参数获得的占空因数之间的误差相对于理论值的比例；以及设定设计参数，以使得对于所述预定范围内的每个值该比例都落入目标范围内。

附图说明

在所附权利要求中具体地提出被认为是新颖的本发明的特征。结合附图并参照对目前优选实施例的下述说明，则可以最佳地理解本发明及其目的和优点，附图中：

图1是代表根据本发明的第一实施例的交流逆变器的电路图；

图2是代表图1所示的占空因数设定部的电路图；

图3是代表图1所示的交流逆变器的输出波形的曲线图；

图4是代表图2所示的比较器的输出波形的曲线图；

图5是代表图2所示的CR电路的输出波形的曲线图；

图6是代表输入电压和占空因数的变化之间关系的曲线图；

图7是代表包括第一比较例和第二比较例的各个三角形波发生电路的占空因数设定部的电路图；

图8是代表由图7的三角形波发生电路输出的三角形波的曲线图；以及

图9是代表根据本发明的第二实施例的曲线生成电路的电路图。

具体实施方式

图1至8示出本发明的第一实施例。