特開 2023-46117 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046117

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154829

(22)【出願日】2021-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】坂本 竜也

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770AA02

5H770DA01

5H770DA03

5H770DA22

5H770DA30

5H770DA41

5H770EA01

5H770GA13

5H770GA17

5H770LB02

(57)【要約】

【課題】単相スイッチング回路を備えた電力変換装置において、スイッチング素子のスイッチング回数を減らしてスイッチング損失を低減することができる構成を得る。
【解決手段】電力変換装置１は、単相スイッチング回路１０と、駆動制御部２０とを備える。駆動制御部２０は、正電圧側の電圧指令が三角波信号と交差する場合には、第２スイッチングレグのスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を駆動せず、前記正電圧側の電圧指令及び三角波信号Ｆｃを用いて、第１スイッチングレグのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を駆動し、且つ、負電圧側の電圧指令が三角波信号と交差する場合には、第１スイッチングレグのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を駆動せず、前記負電圧側の電圧指令及び三角波信号を用いて、第２スイッチングレグのスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を駆動するスイッチング駆動部２５を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が電気的に直列に接続された第１スイッチングレグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子が電気的に直列に接続された第２スイッチングレグとが電気的に並列に接続されていて、電圧指令に応じた各スイッチング素子の駆動により、電源の電圧を負荷に対して印加する単相スイッチング回路と、
前記単相スイッチング回路における各スイッチング素子の駆動を制御する駆動制御部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記第１スイッチングレグにおいて電気的に直列に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の中点は、前記負荷の一端に電気的に接続され、
前記第２スイッチングレグにおいて電気的に直列に接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子の中点は、前記負荷の他端に電気的に接続され、
前記駆動制御部は、
搬送波である三角波信号を生成する三角波生成部と、
前記電圧指令のうち正電圧側の電圧指令を前記三角波信号のうち比較対象の信号と比較した際に前記正電圧側の電圧指令が前記比較対象の信号と交差する場合には、前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記正電圧側の電圧指令及び前記比較対象の信号を用いて、前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子をスイッチング駆動し、且つ、
前記電圧指令のうち負電圧側の電圧指令を前記三角波信号のうち比較対象の信号と比較した際に前記負電圧側の電圧指令が前記比較対象の信号と交差する場合には、前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記負電圧側の電圧指令及び前記比較対象の信号を用いて、前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をスイッチング駆動するスイッチング駆動部と、
を有する、
電力変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電力変換装置において、
前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のうち前記少なくとも一方のスイッチング素子は、前記電源の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含み、
前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のうち前記少なくとも一方のスイッチング素子は、前記電源の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含む、
電力変換装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電力変換装置において、
前記スイッチング駆動部は、
前記電圧指令を前記正電圧側の電圧指令と前記負電圧側の電圧指令とに分離して、正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号を生成する電圧指令変換部と、
前記正電圧側の指令信号及び前記負電圧側の指令信号を前記三角波信号のうち比較対象の信号とそれぞれ比較した結果に基づいて、前記各スイッチング素子をスイッチング駆動するための駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、
を有する、
電力変換装置。

【請求項4】

請求項３に記載の電力変換装置において、
電圧指令変換部は、前記負電圧側の電圧指令を正の値に変換して、前記負電圧側の指令信号を生成する、
電力変換装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載の電力変換装置において、
前記三角波信号は、
前記正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号と、
前記負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号と、
を含み、
前記スイッチング駆動部は、
前記第２三角波信号の最大値が前記第１三角波信号の最小値よりも大きく、且つ、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号が前記正電圧側の電圧指令または前記負電圧側の電圧指令のいずれか一方に対して交差するように、前記第１三角波信号、前記第２三角波信号、前記正電圧側の電圧指令及び前記負電圧側の電圧指令の少なくとも一つを補正する、
電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単相スイッチング回路を有する電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

単相スイッチング回路を有する電力変換装置として、例えば特許文献１には、高電位側直流端子および第１のノードの間に電気的に接続された第１のスイッチング素子と、前記第１のノードおよび低電位側直流端子の間に電気的に接続された第２のスイッチング素子と、前記高電位側直流端子および第２のノードの間に電気的に接続された第３のスイッチング素子と、前記第２のノードおよび前記低電位側直流端子の間に電気的に接続された第４のスイッチング素子と、前記第１のノードに電気的に接続された第１の交流端子と、前記第２のノードに電気的に接続された第２の交流端子と、前記第１から第４のスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備えた電力変換装置が開示されている。

【0003】

前記特許文献１の電力変換装置では、前記制御回路は、前記第３及び前記第４のスイッチング素子を、前記交流電力の周波数に同期してオンオフさせるとともに、前記第１及び第２のスイッチング素子を、前記交流電力の周波数よりも高い周波数（キャリア周波数）でオンオフさせる。すなわち、前記特許文献１の電力変換装置では、いわゆる非対称駆動方式と呼ばれる電力変換装置の駆動方式を採用している。これにより、２つのハーフブリッジ回路（電気的に直列に接続された２つのスイッチング素子によって構成される回路）の一方がキャリア周波数よりも低い交流電力の周波数でオンオフする。よって、２つのハーフブリッジ回路がともにキャリア周波数でオンオフする対称駆動方式に比べて、一方のハーフブリッジ回路のスイッチング回数を減らすことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１０３２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、前記特許文献１の電力変換装置では、非対称駆動方式を採用しているため、第３及び第４のスイッチング素子を、交流電力の周波数に同期してオンオフさせる必要がある。そのため、前記電力変換装置では、キャリア周波数でスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路以外に、交流電力の周波数に同期してスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路が別に必要になる。したがって、前記電力変換装置では、スイッチング素子ごとに制御を変える必要があり、回路構成が複雑になる。

【0006】

これに対し、すべてのスイッチング素子をキャリア周波数でオンオフさせる、いわゆる対称駆動方式によって電力変換装置を駆動させることにより、スイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路の構成を簡素化することができる。しかしながら、前記対称駆動方式では、前記特許文献１にも開示されているように、非対称駆動方式に比べて、スイッチング素子のスイッチング回数が増えるため、スイッチング損失が増大する。

【0007】

そのため、前記非対称駆動方式において、スイッチング素子のスイッチング回数を減らしてスイッチング損失を低減することができるスイッチング駆動制御が望まれている。

【0008】

本発明の目的は、単相スイッチング回路を備えた電力変換装置において、スイッチング素子のスイッチング回数を減らしてスイッチング損失を低減することができる構成を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が電気的に直列に接続された第１スイッチングレグと、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子が電気的に直列に接続された第２スイッチングレグとが電気的に並列に接続されていて、電圧指令に応じた各スイッチング素子の駆動により、電源の電圧を負荷に対して印加する単相スイッチング回路と、前記単相スイッチング回路における各スイッチング素子の駆動を制御する駆動制御部と、を備えている。前記第１スイッチングレグにおいて電気的に直列に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の中点は、前記負荷の一端に電気的に接続されている。前記第２スイッチングレグにおいて電気的に直列に接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子の中点は、前記負荷の他端に電気的に接続されている。前記駆動制御部は、搬送波である三角波信号を生成する三角波生成部と、前記電圧指令のうち正電圧側の電圧指令を前記三角波信号のうち比較対象の信号と比較した際に前記正電圧側の電圧指令が前記比較対象の信号と交差する場合には、前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記正電圧側の電圧指令及び前記比較対象の信号を用いて、前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子をスイッチング駆動し、且つ、前記電圧指令のうち負電圧側の電圧指令を前記三角波信号のうち比較対象の信号と比較した際に前記負電圧側の電圧指令が前記比較対象の信号と交差する場合には、前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記負電圧側の電圧指令及び前記比較対象の信号を用いて、前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をスイッチング駆動するスイッチング駆動部と、を有する（第１の構成）。

【0010】

これにより、電圧指令及び三角波信号を用いて、第１スイッチングレグまたは第２スイッチングレグを構成する一対のスイッチング素子のうち、少なくとも一方のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止することができる。よって、単相スイッチング回路を構成するスイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、電力変換装置において、電圧指令に応じた出力を実現しつつ、スイッチング損失を低減することができる。

【0011】

前記第１の構成において、前記第２スイッチングレグを構成する前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のうち前記少なくとも一方のスイッチング素子は、前記電源の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含む。前記第１スイッチングレグを構成する前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のうち前記少なくとも一方のスイッチング素子は、前記電源の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含む（第２の構成）。

【0012】

これにより、第１スイッチングレグまたは第２スイッチングレグを構成する一対のスイッチング素子のうち、電源の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子をスイッチング駆動しないため、単相スイッチング回路を構成するスイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、電力変換装置において、電圧指令に応じた出力を実現しつつ、スイッチング損失を低減することができる。

【0013】

前記第１または第２の構成において、前記スイッチング駆動部は、前記電圧指令を前記正電圧側の電圧指令と前記負電圧側の電圧指令とに分離して、正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号を生成する電圧指令変換部と、前記正電圧側の指令信号及び前記負電圧側の指令信号を前記三角波信号のうち比較対象の信号とそれぞれ比較した結果に基づいて、前記各スイッチング素子をスイッチング駆動するための駆動信号を生成して出力する駆動信号生成部と、を有する（第３の構成）。

【0014】

これにより、電圧指令から、正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号の２種類の信号を生成することができる。そして、前記２種類の信号と三角波信号とを比較することにより、各スイッチング素子をスイッチング駆動するための駆動信号を容易に生成することができる。よって、上述の第１の構成を容易に実現することができる。

【0015】

前記第３の構成において、電圧指令変換部は、前記負電圧側の電圧指令を正の値に変換して、前記負電圧側の指令信号を生成する（第４の構成）。これにより、電圧指令から得られる負電圧側の指令信号を、三角波信号とより容易に比較することができる。よって、上述の第１の構成をより容易に実現することができる。

【0016】

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記三角波信号は、前記正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号と、前記負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号と、を含む。前記スイッチング駆動部は、前記第２三角波信号の最大値が前記第１三角波信号の最小値よりも大きく、且つ、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号が前記正電圧側の電圧指令または前記負電圧側の電圧指令のいずれか一方に対して交差するように、前記第１三角波信号、前記第２三角波信号、前記正電圧側の電圧指令及び前記負電圧側の電圧指令の少なくとも一つを補正する（第５の構成）。

【0017】

スイッチング駆動にデッドタイムを設けた場合、正電圧側の電圧指令または負電圧側の電圧指令の値が小さいと、前記正電圧側の電圧指令または前記負電圧側の電圧指令と第１三角波との比較によって生成される駆動信号に、電圧指令に応じた電圧を出力するためにオン状態になるべきスイッチング素子をオンにする駆動信号が含まれない可能性がある。そうすると、電力変換装置から負荷に対して電圧指令どおりの電圧を印加できない可能性がある。

【0018】

これに対し、上述の構成により、正電圧側の電圧指令の値が小さい場合でも、電圧指令に応じた電圧を出力するためにオン状態になるべきスイッチング素子をオン状態にする駆動信号を生成できるとともに、前記正電圧側の電圧指令を、負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号に対しては不感帯の範囲にすることができ、一部のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止することができる。また、負電圧側の電圧指令の値が小さい場合でも、電圧指令に応じた電圧を出力するためにオン状態になるべきスイッチング素子をオン状態にする駆動信号を生成できるとともに、前記負電圧側の電圧指令を、正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号に対しては不感帯の範囲にすることができ、一部のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止することができる。

【0019】

したがって、スイッチング駆動にデッドタイムを設けた場合、正電圧側の電圧指令または負電圧側の電圧指令の値が小さくても、電力変換装置から負荷に電圧指令どおりの電圧を印加できるとともに、一部のスイッチング素子の駆動を停止して電力変換装置のスイッチング損失を低減できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一実施形態に係る電力変換装置によれば、単相スイッチング回路における各スイッチング素子の駆動を制御する駆動制御部は、電圧指令と三角波信号との関係に応じて、第１スイッチングレグ及び第２スイッチングレグのいずれか一方のスイッチングレグを構成する一対のスイッチング素子のうち少なくとも一方のスイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記第１スイッチングレグ及び前記第２スイッチングレグの他方のスイッチングレグを構成するスイッチング素子をスイッチング駆動するスイッチング駆動部を有する。

【0021】

これにより、スイッチング素子のスイッチング回数を減らしてスイッチング損失を低減することができる電力変換装置の構成が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、実施形態１に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、単相スイッチング回路の構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、スイッチング駆動部の構成の一例を示す論理回路図である。

【図4】図４は、電圧指令の波形の一例を示す図である。

【図5】図５は、電圧指令から分離された正電圧側の電圧指令（正電圧側の指令信号）の波形の一例を示す図である。

【図6】図６は、電圧指令から分離された負電圧側の電圧指令及び該負電圧側の電圧指令をオフセットして得た負電圧側の指令信号の波形の一例を示す図である。

【図7】図７は、負電圧側制限回路から出力される正電圧側の指令信号及び三角波信号と、各スイッチング素子の駆動状態との関係を示す図である。

【図8】図８は、加算器から出力される負電圧側の指令信号及び三角波信号と、各スイッチング素子の駆動状態との関係を示す図である。

【図9】図９は、正電圧側の不感帯について説明するための図である。

【図10】図１０は、負電圧側の不感帯について説明するための図である。

【図11】図１１は、電力変換装置が有する不感帯を模式的に示した図である。

【図12】図１２は、電力変換装置が正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯を有する場合において、電圧指令と出力電圧との関係を示す図である。

【図13】図１３は、電力変換装置が正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯を有する場合において、電圧指令と出力電圧との関係を示す図である。

【図14】図１４は、変形例において、正電圧側の不感帯と負電圧側の不感帯との関係を示す図である。

【図15】図１５は、電圧指令及ぶ三角波信号と、各スイッチング素子の駆動状態との関係を示す図である。

【図16】図１６は、電圧指令及ぶ三角波信号と、各スイッチング素子の駆動状態との関係を示す図である。

【図17】図１７は、変形例の構成において、電圧指令と出力電圧との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0024】

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の構成の一例を示す図である。電力変換装置１は、モータ２の各相のコイル２ａに対して電気的に接続される単相スイッチング回路１０を有する。本実施形態では、モータ２は３相のコイル２ａを有する。よって、本実施形態の電力変換装置１は、単相スイッチング回路１０を３つ有する。

【0025】

なお、電力変換装置１は、１つの単相スイッチング回路１０を有していてもよいし、複数の単相スイッチング回路１０を有していてもよい。単相スイッチング回路１０の数は、負荷の相数に応じて変えてもよい。

【0026】

各単相スイッチング回路１０は、電源３に電気的に接続されている。３つの単相スイッチング回路１０は、電源３に対して電気的に並列に接続されている。電力変換装置１は、３つの単相スイッチング回路１０をそれぞれ駆動制御する駆動制御部２０を有する。

【0027】

図２は、単相スイッチング回路１０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、単相スイッチング回路１０は、電源３に対して電気的に並列に接続された第１スイッチングレグ１１及び第２スイッチングレグ１２を有する。第１スイッチングレグ１１は、電気的に直列に接続された第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を有する。第２スイッチングレグ１２は、電気的に直列に接続された第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を有する。

【0028】

なお、以下の説明において、スイッチング素子を区別して説明する必要がない場合には、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を、まとめて、「各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４」と呼ぶ。

【0029】

第１スイッチングレグ１１及び第２スイッチングレグ１２の各中点は、モータ２のコイル２ａに電気的に接続されている。具体的には、第１スイッチングレグ１１の中点は、モータ２のコイル２ａの一端（正電圧側）に電気的に接続されている。第２スイッチングレグ１２の中点は、モータ２のコイル２ａの他端（負電圧側）に電気的に接続されている。コイル２ａが、本発明の負荷に対応する。

【0030】

各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４のスイッチング駆動は、駆動制御部２０によって、制御されている。すなわち、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４は、オン状態またはオフ状態を、駆動制御部２０によって制御されている。

【0031】

第１スイッチング素子ＳＷ１がオン状態で且つ第４スイッチング素子ＳＷ４がオン状態のときには、コイル２ａには、正の電圧が印加される。このとき、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３は、オフ状態である。第１スイッチング素子ＳＷ１は、電源３の正電位側に電気的に接続されている。

【0032】

一方、第２スイッチング素子ＳＷ２がオン状態で且つ第３スイッチング素子ＳＷ３がオン状態のときには、コイル２ａには、負の電圧が印加される。このとき、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第４スイッチング素子ＳＷ４は、オフ状態である。第３スイッチング素子ＳＷ３は、電源３の正電位側に電気的に接続されている。

【0033】

第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２のうち、一方のスイッチング素子がオン状態の場合には、他方のスイッチング素子はオフ状態である。同様に、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４のうち、一方のスイッチング素子がオン状態の場合には、他方のスイッチング素子はオフ状態である。

【0034】

（駆動制御部）
次に、駆動制御部２０の構成について説明する。駆動制御部２０は、ＰＷＭ制御によって、単相スイッチング回路１０の各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動を制御する。駆動制御部２０は、三角波生成部２１と、スイッチング駆動部２５とを有する。

【0035】

三角波生成部２１は、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４を駆動するタイミングの基準を決める搬送波としての三角波信号Ｆｃを生成する。三角波生成部２１が三角波信号Ｆｃを生成する構成は、従来と同様であるため、詳しい説明を省略する。

【0036】

スイッチング駆動部２５は、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４をスイッチング駆動する。具体的には、スイッチング駆動部２５は、電圧指令Ｖｒｅｆと三角波生成部２１によって生成された三角波信号Ｆｃとを用いて、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動信号を生成する。図３は、スイッチング駆動部２５の構成の一例を示す論理回路図である。図３に示すように、スイッチング駆動部２５は、電圧指令変換部２６と、第１駆動信号生成部２７と、第２駆動信号生成部２８とを有する。第１駆動信号生成部２７及び第２駆動信号生成部２８が、本発明の駆動信号生成部に対応する。

【0037】

電圧指令変換部２６は、電圧指令Ｖｒｅｆを正電圧側の電圧指令と負電圧側の電圧指令とに分離して、正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号を生成する。具体的には、電圧指令変換部２６は、負電圧側制限回路３１と、正電圧側制限回路３２と、加算器３３とを有する。図４は、電圧指令Ｖｒｅｆの波形の一例を示す図である。図５は、電圧指令Ｖｒｅｆから分離された正電圧側の電圧指令（正電圧側の指令信号）の波形の一例を示す図である。図６は、電圧指令Ｖｒｅｆから分離された負電圧側の電圧指令及び該負電圧側の電圧指令をオフセットして得た負電圧側の指令信号の波形の一例を示す図である。

【0038】

負電圧側制限回路３１は、電圧指令Ｖｒｅｆのうち、負電圧側の電圧指令をカットする。すなわち、図５に示すように、負電圧側制限回路３１は、電圧指令Ｖｒｅｆのうち、正電圧側の電圧指令のみを正電圧側の指令信号として出力する。負電圧側制限回路３１は、例えば負電圧側の信号をカット可能なフィルタである。

【0039】

正電圧側制限回路３２は、電圧指令Ｖｒｅｆのうち、正電圧側の電圧指令をカットする。すなわち、図６に破線で示すように、正電圧側制限回路３２は、電圧指令Ｖｒｅｆのうち、負電圧側の電圧指令を出力する。正電圧側制限回路３２は、例えば正電圧側の信号をカット可能なフィルタである。

【0040】

加算器３３は、正電圧側制限回路３２によって得られた負電圧側の電圧指令に、電圧指令の最大値Ｖｍａｘを加算する。これにより、図６に実線で示すように、前記負電圧側の電圧指令は、正電圧側にオフセットされて、負電圧側の指令信号になる。このように、加算器３３は、前記負電圧側の電圧指令から、負電圧側の指令信号を生成して出力する。なお、スイッチング駆動部２５は、前記負電圧側の電圧指令を、正電圧側にオフセットさせる構成であれば、加算器３３以外の構成を有していてもよい。

【0041】

第１駆動信号生成部２７は、負電圧側制限回路３１から出力される正電圧側の指令信号と、三角波信号Ｆｃとを比較した結果に基づいて、第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２に対する駆動信号を生成する。具体的には、第１駆動信号生成部２７は、第１比較器４１と、第１信号変換部４２とを有する。

【0042】

第１比較器４１は、負電圧側制限回路３１から出力される正電圧側の指令信号と、三角波信号Ｆｃとを比較して、前記正電圧側の指令信号が三角波信号Ｆｃよりも大きい場合に、ＯＮ信号を出力する。第１比較器４１は、前記正電圧側の指令信号が三角波信号Ｆｃよりも大きくない場合には、ＯＮ信号を出力しないかＯＦＦ信号を出力する。第１比較器４１は、例えば、コンパレータである。第１比較器４１から出力される信号は、第１スイッチング素子ＳＷ１に入力されるとともに、第１信号変換部４２に入力される。なお、第１比較器４１によって比較される三角波信号Ｆｃが、比較対象である第１三角波信号である。

【0043】

第１信号変換部４２は、第１比較器４１から出力される信号とは逆の信号を出力する。すなわち、第１信号変換部４２は、第１比較器４１からＯＮ信号が出力された場合には、ＯＮ信号を出力しないかＯＦＦ信号を出力する。第１信号変換部４２は、第１比較器４１からＯＮ信号が出力されていない場合またはＯＦＦ信号が出力されている場合には、ＯＮ信号を出力する。第１信号変換部４２は、例えばＮＯＴ回路である。第１信号変換部４２から出力された信号は、第２スイッチング素子ＳＷ２に入力される。

【0044】

図７は、従来のＰＷＭ制御において、電圧指令Ｖｒｅｆ及び三角波信号Ｆｃと、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動状態との関係を示す図である。図７に示すように、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４は、電圧指令Ｖｒｅｆと三角波信号Ｆｃとの比較結果に応じて、オン状態またはオフ状態に駆動される。なお、図７では、デッドタイムを考慮していない。

【0045】

ところで、電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる正電圧側の電圧指令によって、第１スイッチングレグ１１の第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２がスイッチング駆動している際に、第２スイッチングレグ１２の第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４は、コイル２ａに負電圧を印加するようにスイッチング駆動する場合がある（図７の太破線参照）。また、電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる負電圧側の電圧指令によって、第２スイッチングレグ１２の第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４がスイッチング駆動している際に、第１スイッチングレグ１１の第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２は、コイル２ａに正電圧を印加するようにスイッチング駆動する場合がある（図７の太破線参照）。

【0046】

このような各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の動作は、電圧指令Ｖｒｅｆと三角波信号Ｆｃとの比較結果に基づいて各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４をスイッチング駆動させるために生じる。そのため、上述のように、電圧指令Ｖｒｅｆとは異なる電圧をコイル２ａに印加するようにスイッチング素子がスイッチング駆動する場合がある。このようなスイッチング駆動は無駄であり、スイッチング損失の増大などの問題などが生じる。

【0047】

図８は、本実施形態の電力変換装置１において、負電圧側制限回路３１から出力される正電圧側の指令信号及び三角波信号Ｆｃと、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動状態との関係を示す図である。図８に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２は、負電圧側制限回路３１から出力される正電圧側の指令信号と三角波信号Ｆｃとの関係に応じて、オン状態またはオフ状態に駆動される。一方、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４の駆動は、負電圧側制限回路３１から出力される正電圧側の指令信号と三角波信号Ｆｃとの関係に影響を受けない。

【0048】

これにより、電圧指令が正電圧側の電圧指令を含んでいるタイミングでは、前記正電圧側の電圧指令を三角波信号Ｆｃと比較した際に前記正電圧側の電圧指令が三角波信号Ｆｃと交差する。この場合には、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４が駆動しない。第３スイッチング素子ＳＷ３は、モータ２のコイル２ａに対して負電圧を印加する際に動作するスイッチング素子である。このように、電圧指令が正電圧側の駆動指令を含んでいるタイミングでは、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を駆動させないことにより、無駄なスイッチング駆動を減らすことができる。よって、電力変換装置１のスイッチング損失を低減することができる。

【0049】

なお、図８に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるタイミングは、破線のタイミングよりも遅れている。このタイミングの遅れにより、デッドタイムを設けることができ、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２が同時にオン状態にならないようにすることができる。

【0050】

第２駆動信号生成部２８は、加算器３３から出力される負電圧側の指令信号と、三角波信号Ｆｃとを比較した結果に基づいて、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４に対する駆動信号を生成する。具体的には、第２駆動信号生成部２８は、第２比較器４３と、第２信号変換部４４とを有する。

【0051】

第２比較器４３は、加算器３３から出力される負電圧側の指令信号と、三角波信号Ｆｃとを比較して、三角波信号Ｆｃが前記負電圧側の指令信号よりも大きい場合に、ＯＮ信号を出力する。第２比較器４３は、三角波信号Ｆｃが前記負電圧側の指令信号よりも大きくない場合には、ＯＮ信号を出力しないかＯＦＦ信号を出力する。第２比較器４３は、例えば、コンパレータである。第２比較器４３から出力される信号は、第３スイッチング素子ＳＷ３に入力されるとともに、第２信号変換部４４に入力される。なお、第２比較器４３によって比較される三角波信号Ｆｃが、比較対象である第２三角波信号である。

【0052】

第２信号変換部４４は、第２比較器４３から出力される信号とは逆の信号を出力する。すなわち、第２信号変換部４４は、第２比較器４３からＯＮ信号が出力された場合には、ＯＮ信号を出力しないかＯＦＦ信号を出力する。第２信号変換部４４は、第２比較器４３からＯＮ信号が出力されていない場合またはＯＦＦ信号が出力された場合には、ＯＮ信号を出力する。第２信号変換部４４は、例えばＮＯＴ回路である。第２信号変換部４４から出力された信号は、第４スイッチング素子ＳＷ４に入力される。

【0053】

図９は、加算器３３から出力される負電圧側の指令信号及び三角波信号Ｆｃと、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動状態との関係を示す図である。図９に示すように、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４は、加算器３３から出力される負電圧側の指令信号と三角波信号Ｆｃとの関係に応じて、オン状態またはオフ状態に駆動される。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２の駆動は、加算器３３から出力される負電圧側の指令信号と三角波信号Ｆｃとの関係に影響を受けない。

【0054】

これにより、電圧指令が負電圧側の電圧指令を含んでいるタイミングでは、前記負電圧側の電圧指令を三角波信号Ｆｃと比較した際に前記負電圧側の電圧指令が三角波信号Ｆｃと交差する。この場合には、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２が駆動しない。第１スイッチング素子ＳＷ１は、モータ２のコイル２ａに対して正電圧を印加する際に動作するスイッチング素子である。このように、電圧指令が負電圧側の電圧指令を含んでいるタイミングでは、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を駆動させないことにより、無駄なスイッチング駆動を減らすことができる。よって、電力変換装置１のスイッチング損失を低減することができる。

【0055】

なお、図９に示すように、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるタイミングにも、デッドタイムが設けられている。

【0056】

以上のように、スイッチング駆動部２５は、電圧指令Ｖｒｅｆの正負に応じて、第１スイッチングレグ１１及び第２スイッチングレグ１２のうち、スイッチング素子をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態を維持するスイッチングレグを決定する。詳しくは、スイッチング駆動部２５は、例えば、電圧指令Ｖｒｅｆが正電圧側の電圧指令のときには、第２スイッチングレグ１２を前記スイッチングレグとし、電圧指令Ｖｒｅｆが負電圧側の電圧指令のときには、第１スイッチングレグ１１を前記スイッチングレグとする。

【0057】

本実施形態に係る電力変換装置１は、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２が電気的に直列に接続された第１スイッチングレグ１１と、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４が電気的に直列に接続された第２スイッチングレグ１２とが電気的に並列に接続されていて、電圧指令Ｖｒｅｆに応じた各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動により、電源３の電圧をコイル２ａに対して印加する単相スイッチング回路１０と、単相スイッチング回路１０における各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４の駆動を制御する駆動制御部２０と、を備える。第１スイッチングレグ１１において電気的に直列に接続された第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２の中点は、コイル２ａの一端に電気的に接続されている。第２スイッチングレグ１２において電気的に直列に接続された第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４の中点は、コイル２ａの他端に電気的に接続されている。駆動制御部２０は、搬送波である三角波信号Ｆｃを生成する三角波生成部２１と、電圧指令Ｖｒｅｆのうち正電圧側の電圧指令を三角波信号Ｆｃと比較した際に前記正電圧側の電圧指令が三角波信号Ｆｃと交差する場合には、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記正電圧側の電圧指令及び三角波信号Ｆｃを用いて、第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２をスイッチング駆動し、且つ、電圧指令Ｖｒｅｆのうち負電圧側の電圧指令を三角波信号Ｆｃと比較した際に前記負電圧側の電圧指令が三角波信号Ｆｃと交差する場合には、第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２をスイッチング駆動することなくＯＮ状態またはＯＦＦ状態で維持するとともに、前記負電圧側の電圧指令及び三角波信号Ｆｃを用いて、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動するスイッチング駆動部２５と、を有する。

【0058】

これにより、電圧指令Ｖｒｅｆ及び三角波信号Ｆｃを用いて、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４のうち少なくとも一方のスイッチング素子、または、第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２のうち少なくとも一方のスイッチング素子のスイッチング駆動を停止することができる。よって、単相スイッチング回路１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、電力変換装置１において、電圧指令に応じた出力を実現しつつ、スイッチング損失を低減することができる。

【0059】

また、本実施形態では、第２スイッチングレグ１２を構成する第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４のうち少なくとも一方のスイッチング素子は、電源３の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含む。第１スイッチングレグ１１を構成する第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２のうち少なくとも一方のスイッチング素子は、電源３の正電位側に電気的に接続されたスイッチング素子を含む。

【0060】

これにより、電源３の正電位側に電気的に接続された第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３スイッチング素子ＳＷ３をスイッチング駆動しないため、単相スイッチング回路１０を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、電力変換装置１において、電圧指令に応じた出力を実現しつつ、スイッチング損失を低減することができる。

【0061】

スイッチング駆動部２５は、電圧指令Ｖｒｅｆを前記正電圧側の電圧指令と前記負電圧側の電圧指令とに分離して、正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号を生成する電圧指令変換部２６と、前記正電圧側の指令信号及び前記負電圧側の指令信号を三角波信号Ｆｃとそれぞれ比較した結果に基づいて、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４をスイッチング駆動するための駆動信号を生成して出力する第１駆動信号生成部２７及び第２駆動信号生成部２８と、を有する。

【0062】

これにより、電圧指令Ｖｒｅｆから正電圧側の指令信号及び負電圧側の指令信号の２種類の信号を生成することができる。そして、前記２種類の信号と三角波信号Ｆｃとを比較することにより、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４をスイッチング駆動するための駆動信号を容易に生成することができる。よって、スイッチング駆動部２５の構成を容易に実現することができる。

【0063】

電圧指令変換部２６は、前記負電圧側の電圧指令を正の値に変換して、前記負電圧側の指令信号を生成する。これにより、電圧指令Ｖｒｅｆから得られる負電圧側の指令信号を、三角波信号Ｆｃとより容易に比較することができる。よって、スイッチング駆動部２５の構成をより容易に実現することができる。

【0064】

（変形例）
電力変換装置１は、電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる正電圧側の電圧指令と三角波信号Ｆｃとに基づいて、駆動制御部２０によって第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を駆動する際に、前記正電圧側の電圧指令の所定範囲に対して正電圧を出力できない正電圧側の不感帯を有する。図１０は、正電圧側の不感帯について説明するための図である。なお、図１０では、説明のために、前記正電圧側の電圧指令を、一定の信号として記載しているとともに、三角波を、正電圧側の電圧指令及び負電圧側の電圧指令に合わせて、電圧指令の正電圧側及び負電圧側にそれぞれ記載している。

【0065】

図１０に示すように、前記正電圧側の電圧指令が小さい場合には、デッドタイムの関係で、スイッチング素子ＳＷ１が本来はオン状態になるタイミング（図中の破線）でオン状態にならない可能性がある。そうすると、電力変換装置１は、要求される正電圧をコイル２ａに出力できない可能性がある。

【0066】

また、電力変換装置１は、電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる負電圧側の電圧指令と三角波信号Ｆｃとに基づいて、駆動制御部２０によって第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４を駆動する際に、前記負電圧側の電圧指令の所定範囲に対して負電圧を出力できない負電圧側の不感帯領域を有する。図１１は、負電圧側の不感帯について説明するための図である。なお、図１１では、説明のために、前記負電圧側の電圧指令を、一定の信号として記載しているとともに、三角波を、正電圧指令及び負電圧指令に合わせるように、電圧指令の正電圧側及び負電圧側にそれぞれ記載している。

【0067】

図１１に示すように、前記負電圧側の電圧指令が小さい場合には、デッドタイムの関係で、スイッチング素子ＳＷ３が本来はオン状態になるタイミング（図中の破線）でオン状態にならない可能性がある。そうすると、電力変換装置１は、要求される負電圧をコイル２ａに出力できない可能性がある。

【0068】

図１２は、電力変換装置１が有する不感帯を模式的に示した図である。図１２に示すように、電力変換装置１は、正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯を有する。図１２にも、説明のために、電圧指令の正電圧側及び負電圧側にそれぞれ三角波を記載している。

【0069】

図１３は、電力変換装置１が正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯を有する場合において、電圧指令と出力電圧との関係を示す図である。図１３に示すように、正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯では、電圧指令が変化しても、出力電圧はゼロである。

【0070】

これに対し、駆動制御部２０のスイッチング駆動部２５は、以下のように、前記正電圧側の不感帯では、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動し、前記負電圧側の不感帯では、第２スイッチング素子ＳＷ２、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動してもよい。

【0071】

すなわち、スイッチング駆動部２５は、不感帯制御部を有していてもよい。前記不感帯制御部は、負電圧側制限回路３１及び加算器３３の出力信号を、正電圧側の不感帯と負電圧側の不感帯とが重なるように、変換する。具体的には、前記不感帯制御部は、図１４に示すように、電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号の最大値が電圧指令Ｖｒｅｆに含まれる正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号の最小値よりも大きく、且つ、第１三角波信号及び第２三角波信号が正電圧側の指令信号または負電圧側の指令信号のいずれか一方と交差するように、前記出力信号をオフセットさせる。前記不感帯制御部は、例えば、負電圧側制限回路３１の出力信号を負電圧側にオフセットさせるとともに、加算器３３の出力信号を正電圧側にオフセットさせる。このときのオフセット量は、図１４に示すように、第２三角波信号の最大値が第１三角波信号の最小値よりも大きくなるようなオフセット量である。

【0072】

これにより、例えば、図１５に示すように、負電圧側の不感帯において、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２をスイッチング駆動させることができる。すなわち、図１５に示す例では、電圧指令Ｖｒｅｆは、正電圧であり、第１三角波信号と交差するとともに、第２三角波信号の不感帯にも重なっている。よって、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２をスイッチング駆動させつつ、第３スイッチング素子ＳＷ３はオフ状態で維持される。なお、第４スイッチング素子ＳＷ４は、スイッチング駆動している。

【0073】

また、例えば、図１６に示すように、正電圧側の不感帯において、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動させることができる。すなわち、図１６に示す例では、電圧指令Ｖｒｅｆは、負電圧であり、第２三角波信号と交差するとともに、第１三角波信号の不感帯にも重なっている。よって、第３スイッチング素子ＳＷ３及び第４スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング駆動させつつ、第１スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態で維持される。なお、第２スイッチング素子ＳＷ２は、スイッチング駆動している。

【0074】

図１７は、図１５及び図１６に示す制御を行った場合の電圧指令と出力電圧との関係を示す図である。図１７に示すように、出力電圧は、正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯の影響を受けることなく、電圧指令に比例して出力が増大する。

【0075】

したがって、電力変換装置１は、正電圧側の不感帯及び負電圧側の不感帯の影響を受けることなく、電圧指令に応じた所定の電圧をコイル２ａに出力することができる。しかも、上述のように一部のスイッチング素子（図１５の場合では第３スイッチング素子ＳＷ３、図１６の場合では第１スイッチング素子ＳＷ１）は、オフ状態で維持されてスイッチング駆動されないため、その分、電力変換装置１のスイッチング損失を低減することができる。

【0076】

以上の構成により、前記三角波信号は、前記正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号と、前記負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号と、を含む。スイッチング駆動部２５は、前記第２三角波信号の最大値が前記第１三角波信号の最小値よりも大きく、且つ、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号が前記正電圧側の電圧指令または前記負電圧側の電圧指令のいずれか一方に対して交差するように、前記正電圧側の電圧指令及び前記負電圧側の電圧指令を補正する。

【0077】

上述の構成により、正電圧側の電圧指令の値が小さい場合でも、電圧指令に応じた電圧を出力するためにオン状態になるべき第１スイッチング素子ＳＷ１をオン状態にする駆動信号を生成できるとともに、前記正電圧側の電圧指令を、負電圧側の電圧指令と比較される第２三角波信号に対しては不感帯の範囲にすることができ、第３スイッチング素子ＳＷ３のスイッチング駆動を停止することができる。また、負電圧側の電圧指令の値が小さい場合でも、電圧指令に応じた電圧を出力するためにオン状態になるべき第３スイッチング素子ＳＷ３をオン状態にする駆動信号を生成できるとともに、前記負電圧側の電圧指令を、正電圧側の電圧指令と比較される第１三角波信号に対しては不感帯の範囲にすることができ、第１スイッチング素子ＳＷ１のスイッチング駆動を停止することができる。

【0078】

したがって、スイッチング駆動にデッドタイムを設けた場合、正電圧側の電圧指令または負電圧側の電圧指令の値が小さくても、電力変換装置１からコイル２ａに電圧指令どおりの電圧を印加できるとともに、一部のスイッチング素子の駆動を停止して電力変換装置１のスイッチング損失を低減できる。

【0079】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0080】

前記実施形態では、第１駆動信号生成部２７及び第２駆動信号生成部２８は、三角波生成部２１によって生成された同一の三角波信号を用いている。しかしながら、第１駆動信号生成部及び第２駆動信号生成部は、それぞれ、正電圧側の指令信号と比較するために生成された第１三角波信号及び負電圧側の指令信号と比較するために生成された第２三角波信号を用いてもよい。なお、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号の波形は、例えば、図１０及び図１１に示す波形である。

【0081】

この場合、前記実施形態の変形例における不感帯制御部は、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号を、前記第２三角波信号の最大値が前記第１三角波信号の最小値よりも大きく且つ前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号が正電圧側の指令信号または負電圧側の指令信号のいずれか一方と交差するように、補正してもよい。

【0082】

すなわち、前記不感帯制御部は、前記第２三角波信号の最大値が前記第１三角波信号の最小値よりも大きく、且つ、前記第１三角波信号及び前記第２三角波信号が前記正電圧側の指令信号または前記負電圧側の指令信号のいずれか一方に対してそれぞれ交差するように、前記第１三角波信号、前記第２三角波信号、前記正電圧側の指令信号及び前記負電圧側の指令信号の少なくとも一つを補正すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、同期電動機の駆動制御をＰＷＭ駆動制御と矩形波駆動制御とで切り替え可能な制御装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0084】

１ 電力変換装置
２ モータ
３ 電源
２ａ コイル
１０ 単相スイッチング回路
１１ 第１スイッチングレグ
１２ 第２スイッチングレグ
２０ 駆動制御部
２１ 三角波生成部
２５ スイッチング駆動部
２６ 電圧指令変換部
２７ 第１駆動信号生成部
２８ 第２駆動信号生成部
３１ 負電圧側制限回路
３２ 正電圧側制限回路
３３ 加算器
４１ 第１比較器
４２ 第１信号変換部
４３ 第２比較器
４４ 第２信号変換部
ＳＷ１ 第１スイッチング素子
ＳＷ２ 第２スイッチング素子
ＳＷ３ 第３スイッチング素子
ＳＷ４ 第４スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】