数字转换装置和电力转换装置制造方法及图纸

技术编号:7156711 阅读:259 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供在得到的信息中不产生延迟并将脉冲状的噪声成分除去的数字转换装置和利用其进行电力转换的电力转换装置。数字转换装置包括:将值时时刻刻变化的信息信号分别延迟规定时间输入,且对输入时的值进行保持的多个信息信号保持部(301等);将保持在多个信息信号保持部的值中最远离的值除去的除去部(307);对未被除去部除去的值进行平均化的平均部(308);和对从平均部输出的值进行AD转换并作为数字信息输出的转换部(309),其中规定时间是比转换部中向数字信息转换所需要的时间短的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将模拟信号(例如表示值时时刻刻变化的电流值的信息信号)转换为数字信号的数字转换装置、以及使用该数字转换装置且使用开关单元按照其利用目的对电力形式进行转换,即电力电子学(power electronics)用的电力转换装置。特别是,本专利技术涉及将交流电力暂时转换为直流并进而转换为另外的交流的电力转换装置、将直流电力完全转换为不同的多个交流电力的电力转换装置。作为电力转换装置的具体的例子,能够列举有使用交流电源并通过逆变器对电动压缩机进行可变速驱动的家庭用和业务用等的空调和冰箱等。
技术介绍
电力转换装置包括将交流电力转换为直流电力的换流器部(converter)和将直流电力转换为任意的交流电力的逆变器部这两者。为了控制这些装置并向负载(例如电动机)供给所期望的电力,通常在换流器部和逆变器部,对电流值、电压值进行检测,根据检测出的值,对换流器部和逆变器部进行控制。现有技术中的电力转换装置分别实现控制换流器部和逆变器部的控制电路,或者,还有以与电力系统绝缘的状态得到控制用的感测(传感,sensing)信息。特别是有关输入或输出的电流的感测,一般是采用使用了霍耳效应的电流传感器,能够与电力系统绝缘地感测瞬时电流(例如参照专利文献1)。可是,该结构需要霍耳效应的电流传感器。在采用霍耳效应的电流传感器中,产品精度越高,价格越昂贵。另一方面,已知有不使用电流传感器,而是在想要感测电流的系统中插入低电阻, 通过感测其两端的电位从而得到电流感测信息的电力转换装置(参照图1的电阻112、 113)。在该情况下,若使控制电路和电容器的一端是共通电位,则由于一方的电阻的一端的电位是与换流器电流成比例的值,并且另一方的电阻的一端的电位是与逆变器电流成比例的值,所以使用这些值,能够实现作为电源电流控制的换流器控制和作为电动机驱动控制的逆变器控制。可是,在实际的电路中,使电容器的一端的电位、两个电阻的一端的电位和控制电路的基准电位完全一致是困难的。还有,在电力转换装置的电路中除了电阻成分以外也有电感(inductance)成分,并不限定于能够产生与瞬时电流成比例的电压。特别是在电力电子学中,由于一边通过开关元件切换路径一边进行电力转换,所以在电路中具有电流间歇地流动的部位,由于电感成分瞬间产生较大的电压,成为噪声。为了减少该噪声,则需要使电感成分变少,虽然具有使配线变粗并变短等的方法,但是在实际的部件中配线也具有一定的大小,即使变短也具有限度。因此,换流器侧和逆变器侧的两个信息彼此发生干涉。具体来讲,当逆变器侧的电阻的电压变大的时刻,在换流器侧的检测电压叠加有脉冲状的噪声(参照图3(a)),当换流器侧的IGBT实际上连通/断开(0N/0FF)的时刻,在逆变器侧的检侧电压叠加有脉冲状的噪声(参照图3(b))。这样,由于换流器侧和逆变器侧的双方在IGBT的变化沿叠加有脉冲噪声,所以需要将该脉冲噪声除去。例如,若通过一个控制电路实现控制电路,则考虑有以下的方法对换流器和逆变器使用的IGBT的变换时刻全部都进行监视,且不使用该期间的两个电阻的电压作为感测信息的方法;和使两个电阻的电压输出经由低通滤波器之后得到感测信息等的方法。当监视IGBT的变化时刻且在变化期间并未读取电压信息时,虽然需要知道正确的变化时刻,但是由于与由控制电路决定的变化时刻相比,实际的IGBT的变化时刻稍微偏离,所以知道正确的变化时刻是困难、不现实的。同样,由于当使高压输出经由低通滤波器时读取时刻偏离,因此,以逆变器侧的波形的方式,在以时间分割(时分复用)包含有多个相的信息的情况下,其他的相的信息可能错误地混入,所以得到较大的效果是不现实的。特别是若经由低通滤波器,则产生信息的延迟,难以实现稳定且高精度的控制。因此,在具有换流器部和逆变器部的电力转换装置中,不能通过简单的方法除去噪声。另外,存在将直流电力完全转换为另外的多个交流电力的电力转换装置(参照图 9)。但是,即使在从直流电源经由多个逆变器并独立地控制多个电动机的情况下,由多个电流检测电阻得到的电流信息,也在彼此的电流急剧变化的时刻,对另一方的电流波形给予脉冲噪声。(参照图10(a) (b))。即使在这样的情况下,为了实现稳定且高精度的控制,虽然需要将脉冲噪声除去,但是在该情况下也产生与上述的问题相同的问题。因此,现有技术中的电力转换装置具有将脉冲噪声除去的AD转换部。图11表示一般已知的单片微型计算机的AD转换部的噪声除去的原理的电路结构图。为了实现数字控制,AD转换部1000,首先以在AD转换中值不发生变化的方式,通过经由采样保持电路 (S&H) 1001,将模拟信息保持为模拟的定值。AD转换电路(ADC) 1009,将该保持的模拟值转换为数字值,在每一次的转换中,作为转换结果1、转换结果2、转换结果3依次储存在各自的存储单元1011、1012和1013。在三次转换结束后,离散值除去电路1007将最远离(离散)的值除去,平均电路1008对剩余的值进行平均化。由此除去脉冲状的噪声的影响。图12通过时间系列(时间序列)表示AD转换部1000的转换和运算。AD转换部 1000从内部包含有电力转换装置的空气调和机等的系统的整体接收模拟信息的取入&AD 转换开始的信号,进行第一次AD转换,并将其结果收容在转换结果1并进行保持。在第一次AD转换结束时,进行第二次AD转换并将其结果收容在转换结果2并保持。在第二次AD 转换结束时,进行第三次AD转换而得到其结果。在第三次AD转换结束时,从截至此时的三次AD转换结果中将最远离的值除去,并得到除去之后的剩余的值的平均结果。然后,采用该平均结果作为除去了噪声的AD转换结果。现有技术文献专利文献1 日本特开2006-158155号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而,在现有技术中的AD转换中,虽然将脉冲状的噪声除去,但是从最初开始AD 转换起至得到AD转换结果为止(即,从接收取入&AD转换开始的信号起至得到平均化后的输出为止)需要较长的时间。因此,具有在得到的信息中产生延迟,在使用该信息的控制电路中难以实现稳定且高精度的控制的问题。本专利技术是解决上述现有的问题的专利技术,其目的在于提供在得到的信息中不产生延迟,并将脉冲状的噪声成分除去的数字转换装置以及利用其进行电力转换的电力转换装置。用于解决课题的方法为了解决上述现有的课题,本专利技术的数字转换装置中,其特征在于,包括将值时时刻刻变化的信息信号分别延迟规定时间输入,且对输入时的值进行保持的多个信息信号保持部;将保持在多个信息信号保持部的值中最远离的值除去的除去部;对未被除去部除去的值进行平均化的平均部;和对从平均部输出的值进行AD转换并作为数字信息输出的转换部,其中规定时间是比转换部中向数字信息转换所需要的时间短的值。由于使多个信息信号保持部的信息信号的取入的时间短于转换部的向数字信息的转换所需要得时间,所以能够在短时间内输出数字信息。另外,由于通过除去部除去最远离的值,所以即使在规定的时间期间(之间)包含有脉冲状的噪声,也能够将该噪声除去。因此,能够在得到信息中不产生延迟并将脉冲状的噪声除去。由此,能够高速地获得精度较高的控制用的信息信号。 于是能够提高控制精度。另外,由于上述专利技术通过简单本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种数字转换装置,其特征在于,包括:将值时时刻刻变化的信息信号分别延迟规定时间输入,且对输入时的值进行保持的多个信息信号保持部;将保持在所述多个信息信号保持部的值中最远离的值除去的除去部;对未被所述除去部除去的值进行平均化的平均部;和对从所述平均部输出的值进行AD转换并作为数字信息输出的转换部,其中所述规定时间是比所述转换部中向数字信息转换所需要的时间短的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:土山吉朗
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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