[发明专利]逆变电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种搭载了用于消除变压器的偏磁的功能的逆变电源装置。

背景技术

对于逆变电源装置而言变压器的偏磁是个大问题。由于一旦从偏磁达到饱和，变压器就会失去其功能成为短路负载状态，过电流流到逆变电路的开关元件、损坏开关元件。由于负载的急变、开关元件等的特性的偏差、反馈控制系统的不稳定等各种原因而产生偏磁。特别地，最近的逆变电源装置，也有工作频率(载频：carrier frequency)超过100kHz的情形，在变压器的铁芯中大多使用在高频下损耗少的铁氧体磁芯(ferrite core)。但是，铁氧体磁芯由于饱和磁通量密度的值低，所以稍微偏磁就立即达到饱和。为此，在高频的逆变电源装置中，偏磁对策更加重要。下面说明现有技术的防止偏磁技术。

图8是搭载了现有技术的防止偏磁功能的逆变电源装置的电路连接图。3相桥式整流器DR1对3相商用电源AC进行整流。平滑电容器C对整流过的电压进行平滑，输出直流电压。由两者DR1、C形成直流电源。逆变电路由第一开关元件TR1至第四开关元件TR4形成。在此，虽然逆变电路方式是全桥方式，但也可以是推挽方式。同时对第一开关元件TR1和第四开关元件TR4进行开/关控制，同时对第二开关元件TR2和第三开关元件TR3进行开/关控制。然后，逆变电路将直流电压转换为高频交流。

图8所示的变压器INT将高频交流的电压变压为适于负载的电压。在相对置的一方的第一开关元件TR1、第四开关元件TR4为导通状态时，在变压器INT的1次线圈上施加正的电压，输入电流检测信号Id成为正的值。相反，在相对置的另一方的第二开关元件TR2、第三开关元件TR3为导通状态时，在变压器INT的1次线圈上施加负的电压，输入电流检测信号Id成为负的值。如果这些正及负的电压的施加时间(电压积分值)变得不平衡就会产生偏磁。即，如果由于负载急变而在相对置的一方的第一开关元件TR1、第四开关元件TR4的导通时间和相对置的另一方的第二开关元件TR2、第三开关元件TR3的导通时间上存在大的差异的话，就会产生偏磁。2次整流器DR2对变压过的高频交流进行整流。直流电抗器DCL对整流过的直流进行平滑并提供给负载。

输入电流检测电路ID，检测变压器INT的1次电流并作为输入电流检测信号Id进行输出。输出电流检测电路OD检测输出电流并作为输出电流检测信号Od进行输出。输出电流设定电路IR输出所希望值的输出电流设定信号Ir。

图9所示的输出调制控制电路SC，由误差放大电路EI、脉冲宽度调制控制电路PWM、三角波振荡电路OSC、第一“与”电路AND1及第二“与”电路AND2形成；误差放大电路EI对输出电流设定信号Ir和输出电流检测信号Od的误差进行放大，并输出误差放大信号Ei。三角波振荡电路OSC输出具有逆变电路的高频交流频率的2倍的频率的三角波信号Osc，通过设定三角波信号Osc的频率，来决定高频交流的频率(载频)。脉冲宽度调制控制电路PWM以误差放大信号Ei及三角波信号Osc为输入，进行脉冲宽度调制，输出脉冲宽度调制信号Pw1、Pw2。

禁止电路由图9所示的第一“与”电路AND1及第二“与”电路AND2形成，第一“与”电路AND1执行后述的偏磁判别信号Ep和第一脉冲宽度调制信号Pw1的与逻辑，并作为第一输出调制控制信号Sc1进行输出；第二“与”电路AND2执行偏磁判别信号Ep和脉冲宽度调制信号Pw2的与逻辑，并作为第二输出调制控制信号Sc2进行输出。而且，第一输出调制控制信号Sc1是对相对置的一方的第一开关元件TR1、第四开关元件TR4进行导通控制的信号；第二输出调制控制信号Sc2是对相对置的一方的第二开关元件TR2、第三开关元件TR3进行导通控制的信号。而且，第一输出调制控制信号Sc1和第二输出调制控制信号Sc2如图10所后述的，是半周期偏移信号，由两信号形成高频交流的1周期。

图9所示的偏磁判别电路EP由绝对值电路FW、比较电路CP、电流基准电路IREF、防止偏磁电路HD及反转电路IN形成；绝对值电路FW对交流的输入电流检测信号Id进行全波整流，并作为绝对值信号Fw加以输出；比较电路CP对绝对值信号Fw的值和预定的电流基准值Iref进行比较，在绝对值信号Fw的值比电流基准值Iref的值大时，使比较信号Cp成为高电平(High level)并进行输出。防止偏磁电路HD，当比较信号Cp变为高电平时，使防止偏磁信号Hd成为高电平并输出，直到图示省略的逆变频率的半周期结束为止都将防止偏磁信号Hd维持在高电平。然后，反转电路IN反转防止偏磁信号Hd，并作为偏磁判别信号Ep输出。