特許 6950200 電力変換器および電力変換器の調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6950200

(24)【登録日】2021年9月28日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】電力変換器および電力変換器の調整方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20210930BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 E

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-39268(P2017-39268)

(22)【出願日】2017年3月2日

(65)【公開番号】特開2018-148633(P2018-148633A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年6月26日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】風岡 諒哉

(72)【発明者】

【氏名】山田 隆弘

【審査官】 須藤 竜也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０８５４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６１３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１６９３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２７７１４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３つのハーフブリッジ回路（３ｕ、３ｖ、３ｗ）を備えた３相のインバータとして構成された電力変換器（３）であって、
前記ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子（１８〜２３）に流れる素子電流を検出する電流検出部（１０〜１５）と、
前記電流検出部の零点調整を行う零点調整部（２６）と、
を備え、
前記電流検出部は、前記ハーフブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子に対応して設けられ、
前記零点調整部は、前記ハーフブリッジ回路の上下アームのうち一方のアームを構成する前記スイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、その電流検出部の検出対象となる前記スイッチング素子をオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施するものであり、
前記スイッチング素子は、メインセル（２４）およびセンスセル（２５）を備え、
前記電流検出部は、前記メインセルの一方の主端子が一方の入力端子に接続されるとともに前記センスセルの一方の主端子が他方の入力端子に接続されたオペアンプ（ＯＰ１）を備え、そのオペアンプの出力に基づいて前記素子電流を検出する構成であり、
前記零点調整部は、前記ハーフブリッジ回路に対し電源が供給される起動時から、前記ハーフブリッジ回路の出力により駆動される負荷（２）の駆動が開始される駆動開始時までの所定の期間に前記零点調整を実施する電力変換器。

【請求項2】

前記零点調整部は、前記上下アームのうち一方のアームを構成する前記スイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記一方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施する請求項１に記載の電力変換器。

【請求項3】

前記零点調整部は、前記上下アームのうち一方のアームを構成する前記スイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、その電流検出部の検出対象となる前記スイッチング素子および全ての前記ハーフブリッジ回路の前記一方のアームを構成する他の前記スイッチング素子の少なくとも１つをオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施する請求項１に記載の電力変換器。

【請求項4】

前記零点調整部は、前記零点調整を行う際、前記電流検出部の検出値を複数回取得し、それら複数の検出値の平均値に基づいて前記零点調整を実施する請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換器。

【請求項5】

３つのハーフブリッジ回路を備えた３相のインバータとして構成された電力変換器に設けられる電流検出部の零点調整を行う調整方法であって、
前記ハーフブリッジ回路の上下アームのうち一方のアームを構成するスイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、
前記電流検出部の検出対象となる前記スイッチング素子をオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施するものであり、
前記スイッチング素子は、メインセルおよびセンスセルを備え、
前記電流検出部は、前記メインセルの一方の主端子が一方の入力端子に接続されるとともに前記センスセルの一方の主端子が他方の入力端子に接続されたオペアンプを備え、そのオペアンプの出力に基づいて前記素子電流を検出する構成であり、
前記ハーフブリッジ回路に対し電源が供給される起動時から、前記ハーフブリッジ回路の出力により駆動される負荷の駆動が開始される駆動開始時までの所定の期間に前記零点調整を実施する電力変換器の調整方法。

【請求項6】

前記上下アームのうち一方のアームを構成する前記スイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、
全ての前記ハーフブリッジ回路の前記一方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施する請求項５に記載の電力変換器の調整方法。

【請求項7】

前記上下アームのうち一方のアームを構成する前記スイッチング素子に対応して設けられた前記電流検出部の零点調整を行う際、その電流検出部の検出対象となる前記スイッチング素子および全ての前記ハーフブリッジ回路の前記一方のアームを構成する他の前記スイッチング素子の少なくとも１つをオンするとともに、全ての前記ハーフブリッジ回路の前記上下アームのうち他方のアームを構成する全ての前記スイッチング素子をオフした状態における前記電流検出部による素子電流の検出値に基づいて前記零点調整を実施する請求項５に記載の電力変換器の調整方法。

【請求項8】

前記零点調整を行う際、前記電流検出部の検出値を複数回取得し、それら複数の検出値の平均値に基づいて前記零点調整を実施する請求項５から７のいずれか一項に記載の電力変換器の調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハーフブリッジ回路を少なくとも１つ備えた電力変換器およびその調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換器であるインバータによりモータを駆動する構成において、インバータは、モータに流れる駆動電流に基づいてモータの駆動制御を行うため、駆動電流を検出する電流検出部を備えている。電流検出部は、電流を検出するセンサのオフセットに起因する検出誤差が生じるおそれがある。そのため、電流検出の精度を高めることを目的として、電流検出部の零点調整（零点補正）が行われる。

【0003】

例えば、特許文献１には、複数のモータをそれぞれ駆動するインバータ回路の動作を停止させた状態で、電流検出器の零点調整を行う構成が開示されている。これにより、各インバータ回路の動作に伴い生じるスイッチングノイズの影響を受けることなく電流検出器の零点調整を行うことが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７１０３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電流検出部としては、相電流を電流センサなどにより直接検出する構成だけでなく、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子（以下、パワー素子とも呼ぶ）により構成される各アームに流れる電流（以下、素子電流とも呼ぶ）を検出し、その素子電流の検出値から相電流を推定するといった構成も存在する。

【0006】

上記従来の零点調整は、素子電流から相電流を推定する構成の電流検出部に適用することは難しい。なぜなら、このような電流検出部では、パワー素子がゲートオン状態でなければ素子電流の検出値が不定値となり得るため、従来技術のようにインバータ回路の動作が停止されてしまうと零点調整を精度良く行うことができないからである。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子電流を検出する電流検出部の零点調整を精度良く行うことができる電力変換器およびその調整方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の電力変換器（３）は、３つのハーフブリッジ回路（３ｕ、３ｖ、３ｗ）を備えた３相のインバータとして構成されたものであり、電流検出部（１０〜１５）および零点調整部（２６）を備えている。電流検出部は、ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子（１８〜２３）に流れる素子電流を検出するものであり、ハーフブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子に対応して設けられている。

【0009】

零点調整部は、電流検出部の零点調整を行うものであり、具体的には、次のようにして零点調整を実施する。すなわち、零点調整部は、ハーフブリッジ回路の上下アームのうち一方のアームを構成するスイッチング素子に対応して設けられた電流検出部の零点調整を行う際、その電流検出部の検出対象となるスイッチング素子をオンするとともに、全てのハーフブリッジ回路の上下アームのうち他方のアームを構成する全てのスイッチング素子をオフした状態における電流検出部による素子電流の検出値に基づいて零点調整を実施する。この場合、スイッチング素子は、メインセル（２４）およびセンスセル（２５）を備え、電流検出部は、メインセルの一方の主端子が一方の入力端子に接続されるとともにセンスセルの一方の主端子が他方の入力端子に接続されたオペアンプ（ＯＰ１）を備え、そのオペアンプの出力に基づいて素子電流を検出する構成である。また、この場合、零点調整部は、ハーフブリッジ回路に対し電源が供給される起動時から、ハーフブリッジ回路の出力により駆動される負荷（２）の駆動が開始される駆動開始時までの所定の期間に零点調整を実施する。

【0010】

このような構成によれば、所定の電流検出部の零点調整を行う際、その電流検出部の検出対象となるスイッチング素子がオンされた状態、且つハーフブリッジ回路が通電していない状態とすることが可能となる。したがって、上記構成によれば、ハーフブリッジ回路のスイッチング素子に流れる素子電流を検出する電流検出部の零点調整を精度良く行うことができるという優れた効果が得られる。

【0011】

請求項２に記載の電力変換器が備えるスイッチング素子は、メインセル（２４）およびセンスセル（２５）を備えている。この場合、電流検出部は、メインセルの一方の主端子が一方の入力端子に接続されるとともにセンスセルの一方の主端子が他方の入力端子に接続されたオペアンプ（ＯＰ１）を備え、そのオペアンプの出力に基づいて素子電流を検出する構成となっている。このような構成の電流検出部では、スイッチング素子がオフの状態（ゲートオフ）であると、オペアンプの入力がフローティングとなるため、素子電流を正しく検出することができない。請求項１に記載した零点調整部によれば、このような構成の電流検出部についても、その零点調整を精度良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係るモータ駆動システムの構成を模式的に示す図

【図2】第１実施形態に係る検出回路の具体的な構成を模式的に示す図

【図3】第１実施形態に係る零点調整の流れを模式的に示す図

【図4】第１実施形態に係る零点調整のタイムスケジュールを模式的に示す図

【図5】第１実施形態に係る零点調整実施時の回路状態を模式的に示す図その１

【図6】第１実施形態に係る零点調整実施時の回路状態を模式的に示す図その２

【図7】第２実施形態に係る零点調整実施時の回路状態を模式的に示す図その１

【図8】第２実施形態に係る零点調整実施時の回路状態を模式的に示す図その２

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６を参照して説明する。

【0014】

図１に示すモータ駆動システム１は、例えば車両に搭載されるモータ２を駆動するものであり、インバータ３、駆動回路４〜９、検出回路１０〜１５、制御回路１６などを備えている。

【0015】

インバータ３は、例えば車載のバッテリである直流電源１７から一対の直流電源線Ｌ１、Ｌ２を通じて供給される直流電圧を３相（例えばＵ相、Ｖ相およびＶ相とする）の交流電圧に変換して出力するものであり、電力変換器に相当する。直流電源線Ｌ１、Ｌ２間には、平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。インバータ３の３相の出力は、モータ２に与えられており、これにより、負荷であるモータ２が駆動される。

【0016】

インバータ３は、直流電源線Ｌ１、Ｌ２間にそれぞれ接続された３つのハーフブリッジ回路３ｕ、３ｖおよび３ｗを備えている。ハーフブリッジ回路３ｕは、パワー素子１８、１９を備えている。ハーフブリッジ回路３ｕの上アームを構成するパワー素子１８は、高電位側の電源線Ｌ１と、インバータ３のＵ相の出力端子となるノードＮｕとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路３ｕの下アームを構成するパワー素子１９は、ノードＮｕと、低電位側の電源線Ｌ２との間に接続されている。

【0017】

ハーフブリッジ回路３ｖは、パワー素子２０、２１を備えている。ハーフブリッジ回路３ｖの上アームを構成するパワー素子２０は、電源線Ｌ１と、インバータ３のＶ相の出力端子となるノードＮｖとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路３ｖの下アームを構成するパワー素子２１は、ノードＮｖと、電源線Ｌ２との間に接続されている。

【0018】

ハーフブリッジ回路３ｗは、パワー素子２２、２３を備えている。ハーフブリッジ回路３ｗの上アームを構成するパワー素子２２は、電源線Ｌ１と、インバータ３のＷ相の出力端子となるノードＮｗとの間に接続されている。ハーフブリッジ回路３ｗの下アームを構成するパワー素子２３は、ノードＮｗと、電源線Ｌ２との間に接続されている。

【0019】

パワー素子１８〜２３は、スイッチング素子に相当するものであり、いずれもメインセル２４およびセンスセル２５を備えたＩＧＢＴである。メインセル２４は、インバータ３からモータ２に対する通電を行うための主たる通電経路に介在している。すなわち、上アームを構成するパワー素子１８、２０、２２のメインセル２４のコレクタは電源線Ｌ１に接続され、そのエミッタはノードＮｕ、Ｎｖ、Ｎｗにそれぞれ接続されている。下アームを構成するパワー素子１９、２１、２３のメインセル２４のコレクタはノードＮｕ、Ｎｖ、Ｎｗにそれぞれ接続され、そのエミッタは電源線Ｌ２に接続されている。

【0020】

センスセル２５は、メインセル２４に流れる素子電流を検出するためのものであり、メインセル２４に流れる電流に応じた電流が所定の分流比で流れる。なお、この分流比は、メインセル２４およびセンスセル２５のサイズ比などにより定まる。このような構成によれば、メインセル２４に比較的大きな電流が流れる場合でも、その電流検出を容易に行うことができる。

【0021】

メインセル２４およびセンスセル２５のゲートは、共通接続されており、その共通のゲートには、駆動回路４〜９の出力信号が与えられている。メインセル２４およびセンスセル２５の各エミッタは、検出回路１０〜１５の入力端子にそれぞれ接続されている。検出回路１０〜１５は、パワー素子１８〜２３に流れる素子電流を検出するものであり、電流検出部に相当する。

【0022】

具体的には、検出回路１０〜１５は、パワー素子１８〜２３のセンスセル２５に流れる電流を検出し、その検出値を表す電流検出信号Ｓｉを出力する。検出回路１０〜１５から出力される各電流検出信号Ｓｉは、制御回路１６に与えられる。駆動回路４〜９は、制御回路１６から与えられるゲート信号Ｓｇに基づいて、パワー素子１８〜２３をスイッチング駆動する。

【0023】

制御回路１６は、モータ２の駆動を制御するものであり、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。制御回路１６は、検出回路１０〜１５から与えられる電流検出信号Ｓｉに基づいてパワー素子１８〜２３に流れる素子電流を検出し、その検出した素子電流からモータ２に流れる電流（相電流）を推定する。制御回路１６は、その推定結果に基づいてインバータ３を駆動するためのゲート信号Ｓｇを生成し、これによりモータ２に流れる電流を制御する。

【0024】

制御回路１６は、検出回路１０〜１５の零点調整を行う零点調整部２６を備えている。なお、零点調整部２６は、ＣＰＵにより実行されるコンピュータプログラムによりソフトウェア的に実現されている。このような零点調整部２６による零点調整の方法については後述する。

【0025】

電流検出部に相当する検出回路１０〜１５の具体的な構成としては、例えば図２に示すような構成を採用することができる。なお、図２は、検出回路１０の具体的な構成例を示しているが、他の検出回路１１〜１５についても同様の構成例を採用することができる。図２に示すように、検出回路１０は、パワー素子１８のセンスセル２５に流れる電流を電圧信号に変換するＩ−Ｖ変換回路の構成であり、オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ１、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１およびＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ２を備えている。

【0026】

オペアンプＯＰ１の一方の入力端子である非反転入力端子には、メインセル２４の一方の主端子であるエミッタが接続されている。オペアンプＯＰ１の他方の入力端子である反転入力端子には、センスセル２５の一方の主端子であるエミッタが接続されている。トランジスタＱ１のソースは、検出回路１０の電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線Ｌｄに接続され、そのドレインは、トランジスタＱ２のドレインに接続されている。

【0027】

トランジスタＱ２のソースは、検出回路１０の基準電位（＝０Ｖ）が与えられるグランド線Ｌｇに接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のゲートは、共通接続されており、その共通のゲートは、オペアンプＯＰ１の出力端子に接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２の相互接続ノードＮ１とオペアンプＯＰ１の反転入力端子の間には、抵抗Ｒ１が接続されている。

【0028】

上記構成によれば、ノードＮ１には、センスセル２５に流れる電流に対応した電圧が現れる。そして、このようなノードＮ１の電圧が、電流検出信号Ｓｉとして制御回路１６に送信される。また、上記構成では、オペアンプＯＰ１の動作により、メインセル２４のエミッタとセンスセル２５のエミッタが同電位となる。そのため、制御回路１６は、センスセル２５に流れる電流に対応した電流検出信号Ｓｉに基づいて、メインセル２４に流れる素子電流を精度良く検出することが可能となる。

【0029】

ただし、上記構成の検出回路１０では、パワー素子１８がオン駆動されていないと、言い換えるとゲートオフであると、オペアンプＯＰ１の入力がフローティングとなる。このような状態では、検出回路１０は、センスセル２５に流れる電流を正しく検出することができない。そのため、上記構成の検出回路１０の零点調整を行う際には、パワー素子１８をオン駆動した状態、言い換えるとゲートオンした状態としつつ、パワー素子１８に電流が流れない状態とする必要がある。

【0030】

次に、上記構成の作用について説明する。
［１］零点調整の流れ
モータ駆動システム１において、検出回路１０〜１５の零点調整は、電流検出信号Ｓｉを用いたモータ２の駆動制御が開始される前に完了している必要がある。また、前述したように、検出回路１０〜１５の零点調整は、パワー素子１８〜２３をゲートオンした状態で実施する必要があるため、インバータ３の起動後でなければ実施することができない。

【0031】

そこで、零点調整部２６は、インバータ３、つまりハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗに対し電源が供給される起動時から、モータ２の駆動が開始される駆動開始時までの所定の期間に零点調整を実施する。以下、このような零点調整の流れについて、図３を参照して説明する。

【0032】

まず、ステップＳ１０において、直流電源１７から電源線Ｌ１、Ｌ２を通じてインバータ３に対して電源が供給されることにより、インバータ３が起動する。ステップＳ２０では、零点調整部２６は、検出回路１０〜１５のうち、零点調整を実施する対象を選択する。ステップＳ３０では、ステップＳ２０で選択された調整対象についての零点調整が実施される。なお、零点調整の具体的な実施方法（調整方法）については後述する。

【0033】

ステップＳ４０では、全ての検出回路１０〜１５について、零点調整が完了したか否かが判断される。全ての検出回路１０〜１５の零点調整が完了していない場合、ステップＳ４０で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０に戻る。一方、全ての検出回路１０〜１５の零点調整が完了している場合、ステップＳ４０で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、モータ２の駆動制御が開始される。

【0034】

［２］零点調整のタイムスケジュール
零点調整部２６は、図４に示すようなタイミングで零点調整を実施する。なお、図４において、ＵＰはＵ相上アーム、ＶＰはＶ相上アーム、ＷＰはＷ相上アーム、ＵＮはＵ相下アーム、ＶＮはＶ相下アーム、ＷＮはＷ相下アームを表す。

【0035】

図４に示すように、零点調整部２６は、時刻ｔ１〜ｔ２の期間に、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上アームを構成するパワー素子１８、２０、２２に対応して設けられた検出回路１０、１２、１４の零点調整を行う。そして、零点調整部２６は、時刻ｔ２の後の時刻ｔ３〜ｔ４の期間に、下アームを構成するパワー素子１９、２１、２３に対応して設けられた検出回路１１、１３、１５の零点調整を行う。

【0036】

［３］零点調整実施時における回路状態
前述したように、零点調整は、その調整対象となる検出回路に対応したパワー素子をゲートオンした状態で実施する必要がある。しかし、そのパワー素子以外のパワー素子についても無作為にゲートオンした状態にすると、モータ２への通電が行われたり、上下アームの短絡が発生したりする、といった問題が生じる。

【0037】

そこで、零点調整部２６は、検出回路１０、１２、１４の零点調整を行う際、インバータ３の回路状態を図５に示すような状態とする。なお、図５および後述する図６〜図８では、パワー素子１８〜２３について、ゲートオンした状態のものを実線で囲い、ゲートオフした状態のものを破線で囲っている。

【0038】

図５に示すように、零点調整部２６は、検出回路１０、１２、１４の零点調整を行う際、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上アームを構成する全てのパワー素子１８、２０、２２をゲートオン状態にするとともに、下アームを構成する全てのパワー素子１９、２１、２３をゲートオフ状態にする。

【0039】

零点調整部２６は、このような回路状態において検出回路１０、１２、１４から出力される各電流検出信号Ｓｉに基づいて、検出回路１０、１２、１４の零点調整を実施する。なお、零点調整部２６は、パワー素子１８〜２３がターンオンまたはターンオフされている期間（スイッチング期間）を除く期間における電流検出信号Ｓｉを用いて零点調整を行うようになっている。このようにすれば、パワー素子１８〜２３のスイッチングに伴い生じるスイッチングノイズの影響を受けることなく、零点調整を実施することができる。

【0040】

また、図６に示すように、零点調整部２６は、検出回路１１、１３、１５の零点調整を行う際、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの下アームを構成する全てのパワー素子１９、２１、２３をゲートオン状態にするとともに、上アームを構成する全てのパワー素子１８、２０、２２をゲートオフ状態にする。零点調整部２６は、このような回路状態において検出回路１１、１３、１５から出力される電流検出信号Ｓｉに基づいて、検出回路１１、１３、１５の零点調整を実施する。

【0041】

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
零点調整部２６は、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上下アームのうち一方のアームを構成するパワー素子に対応して設けられた検出回路の零点調整を行う際、一方のアームを構成する全てのパワー素子をオンするとともに、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上下アームのうち他方のアームを構成する全てのパワー素子をオフした状態における検出回路による素子電流の検出値に基づいて零点調整を実施するようになっている。

【0042】

このような構成によれば、検出回路１０〜１５のいずれかについて零点調整を行う際、その調整を行う検出回路の検出対象となるパワー素子がオンされた状態、且つハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗが通電していない状態とすることが可能となる。したがって、上記構成によれば、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗのパワー素子１８〜２３に流れる素子電流を検出する検出回路１０〜１５の零点調整を精度良く行うことができるという優れた効果が得られる。

【0043】

また、本実施形態では、図４に示したように、零点調整部２６は、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上アームを構成するパワー素子１８、２０、２２に対応して設けられた検出回路１０、１２、１４の零点調整を一括して行った後、下アームを構成するパワー素子１９、２１、２３に対応して設けられた検出回路１１、１３、１５の零点調整を一括して行う。このようにすれば、検出回路１０〜１５の零点調整を効率良く実施することができるため、零点調整に要する時間を短縮することができる。

【0044】

本実施形態において、検出回路１０〜１５の具体的な構成としては、図２に示したような構成を採用することができる。この場合、検出回路１０〜１５は、メインセル２４のエミッタが非反転入力端子に接続されるとともにセンスセル２５のエミッタが反転入力端子に接続されたオペアンプＯＰ１を備え、そのオペアンプＯＰ１の出力に基づいて素子電流を検出する構成となっている。

【0045】

このような構成の検出回路１０〜１５は、電流検出の精度が高いというメリットがある一方で、パワー素子１８〜２３がゲートオフ状態であると、オペアンプＯＰ１の入力がフローティングとなるため、素子電流を正しく検出することができないというデメリットがある。しかし、本実施形態の零点調整部２６によれば、調整を行う検出回路の検出対象となるパワー素子がオンされた状態で零点調整が実施されるため、このような構成の検出回路１０〜１５についても、その零点調整を精度良く行うことができる。

【0046】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施形態では、零点調整部２６による零点調整の方法（調整方法）に変更が加えられている。なお、モータ駆動システム１の構成は、第１実施形態と共通するため、図１および図２も参照しながら説明する。

【0047】

本実施形態では、零点調整部２６は、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上下アームのうち一方のアームを構成するパワー素子に対応して設けられた検出回路の零点調整を行う際、その検出回路の検出対象となるパワー素子をオンするとともに、上下アームのうち他方のアームを構成する全てのパワー素子をオフした状態における検出回路による素子電流の検出値に基づいて零点調整を実施するようになっている。

【0048】

以下、このような本実施形態の調整方法について、図７および図８を参照しながら説明する。
［１］上アーム側に設けられた検出回路の零点調整
零点調整部２６は、例えばハーフブリッジ回路３ｕの上アームを構成するパワー素子１８に対応して設けられた検出回路１０の零点調整を行う際、インバータ３の回路状態を図７に示すような状態とする。

【0049】

すなわち、零点調整部２６は、検出回路１０の零点調整を行う際、パワー素子１８をゲートオン状態にするとともに、パワー素子１８以外のパワー素子、つまりハーフブリッジ回路３ｖ、３ｗの上アームを構成するパワー素子２０、２２およびハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの下アームを構成する全てのパワー素子１９、２１、２３をゲートオフ状態にする。零点調整部２６は、このような回路状態において検出回路１０から出力される電流検出信号Ｓｉに基づいて、検出回路１０の零点調整を実施する。

【0050】

［２］下アーム側に設けられた検出回路の零点調整
零点調整部２６は、例えばハーフブリッジ回路３ｕの下アームを構成するパワー素子１９に対応して設けられた検出回路１１の零点調整を行う際、インバータ３の回路状態を図８に示すような状態とする。

【0051】

すなわち、零点調整部２６は、検出回路１１の零点調整を行う際、パワー素子１９をゲートオン状態にするとともに、パワー素子１９以外のパワー素子、つまりハーフブリッジ回路３ｖ、３ｗの下アームを構成するパワー素子２１、２３およびハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗの上アームを構成する全てのパワー素子１８、２０、２２をゲートオフ状態にする。零点調整部２６は、このような回路状態において検出回路１１から出力される電流検出信号Ｓｉに基づいて、検出回路１１の零点調整を実施する。

【0052】

上記した本実施形態における零点調整方法によっても、第１実施形態の零点調整方法と同様、検出回路１０〜１５のいずれかについて零点調整を行う際、その調整を行う検出回路の検出対象となるパワー素子がオンされた状態、且つハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗが通電していない状態とすることが可能となる。したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0053】

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態では、検出回路１０〜１５の零点調整は、モータ駆動システム１の制御回路１６が有する零点調整部２６が実施するようになっていたが、例えば外部の制御装置などが制御回路１６の動作を制御することで、同様の零点調整を実施する構成としてもよい。

【0054】

本発明は、３相のインバータ３に限らず、例えばコンバータ（降圧型、昇圧型、昇降圧型のスイッチング電源など）、Ｈブリッジ回路など、ハーフブリッジ回路を少なくとも１つ備えた電力変換器全般に適用することができる。

【0055】

検出回路１０〜１５は、パワー素子１８〜２３に流れる素子電流を検出する構成であればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。
モータ駆動システム１では、ハーフブリッジ回路３ｕ〜３ｗを構成する全てのパワー素子１８〜２３に対応して電流検出部である検出回路１０〜１５が設けられていたが、電流検出部は、パワー素子１８〜２３のうち少なくとも１つに対応して設けられていればよい。したがって、ハーフブリッジ回路の上下アームのうち、一方のアームにだけ電流検出部が設けられていてもよい。このような構成に対しても、上記各実施形態において説明した零点調整部２６による零点調整の手法を適用することができる。

【0056】

ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子としては、ＩＧＢＴであるパワー素子１８〜２３に限らずともよく、例えばパワーＭＯＳＦＥＴなど、種々のパワー素子（パワーデバイス）を用いることができる。

【0057】

零点調整部２６は、上下アームのうち一方のアームを構成するパワー素子に対応して設けられた検出回路の零点調整を行う際、その検出回路の検出対象となるパワー素子をオンするとともに、上下アームのうち他方のアームを構成する全てのパワー素子をオフした状態における検出回路による素子電流の検出値に基づいて零点調整を実施すればよく、その具体的な調整方法は、適宜変更可能である。

【0058】

例えば、零点調整部２６は、上下アームのうち一方のアームを構成するパワー素子に対応して設けられた検出回路の零点調整を行う際、その検出回路の検出対象となるパワー素子および一方のアームを構成する他のパワー素子の少なくとも１つをオンするとともに、上下アームのうち他方のアームを構成する全てのパワー素子をオフした状態における検出回路による素子電流の検出値に基づいて零点調整を実施してもよい。

【0059】

また、零点調整部２６は、零点調整を行う際、検出回路１０〜１５の検出値（電流検出信号Ｓｉ）を複数回取得し、それら複数の検出値の平均値に基づいて零点調整を実施してもよい。このようにすれば、ノイズなどの影響を一層排除することが可能となるため、零点調整の精度を一層高めることができる。

【0060】

モータ駆動システム１に適用された零点調整部２６は、インバータ３起動時からモータ２の駆動開始時までの所定の期間に零点調整を実施するようにしていたが、零点調整を実施するタイミングは、適用されるシステムに応じて適宜変更すればよい。

【0061】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0062】

２…モータ、３…インバータ、３ｕ〜３ｗ…ハーフブリッジ回路、１０〜１５…検出回路、１８〜２３…パワー素子、２４…メインセル、２５…センスセル、２６…零点調整部、ＯＰ１…オペアンプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】