特開 2024-147976 電力変換器

(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】P2024147976

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】電力変換器

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241009BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 E

H02M3/155 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060784

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】松永 英也

【テーマコード（参考）】

5H730

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H730AS05

5H730AS13

5H730BB13

5H730BB57

5H730BB82

5H730BB88

5H730BB89

5H730DD04

5H730EE13

5H730FD11

5H730FD31

5H730FF09

5H730FG02

5H730FG16

5H770BA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA41

5H770HA02Y

5H770HA03W

5H770HA03Z

5H770HA07Z

(57)【要約】

【課題】回路を改善することで微小電流に対する性能を向上させ、リップルも抑制できる電力変換回路を提供する。
【解決手段】並列接続されたｎ個のコンバータ５、入力される指令値に応じた制御情報を出力するモータ制御部１１、及びその制御情報に基づいてｎ個のコンバータを駆動する多重パルス信号を生成するパルス生成部１２を備える。共振調整用容量素子Ｃａ１，Ｃａ２は、パルス生成部１２がｎ個のコンバータ５を電流境界モードで動作させる際に、それらのコンバータ５におけるＬＣ共振時間を調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列接続された２以上のｎ個のコンバータ（５）と、
入力される指令値に応じた制御情報を出力する制御部（１１）と、
前記制御情報に基づいて、前記ｎ個のコンバータを駆動する多重パルス信号を生成するパルス生成部（１２，１２Ａ）と、
このパルス生成部が前記ｎ個のコンバータを電流境界モードで動作させる際に、前記ｎ個のコンバータにおけるＬＣ共振時間を調整する共振調整用容量素子（Ｃａ１，Ｃａ２，Ｃａｖ１，Ｃａｖ２）と、を備える電力変換器。

【請求項2】

前記パルス生成部は、前記コンバータを構成する各スイッチを駆動するスイッチ駆動部（２１）と、
前記コンバータが出力する電流の値がゼロになったことを検出するゼロ電流検出部（２２）と、
前記コンバータを電流境界モードで動作させるための前記各スイッチのオン時間と、オンオフの周期と、各オンタイミング間の位相差と、共振時間補正値とを算出することで、前記スイッチ駆動部に出力する多重パルス信号を生成するパルス演算部（２３，２３Ａ）と、を備える請求項１記載の電力変換器。

【請求項3】

前記コンバータに入力される電圧をＶｉｎ、前記コンバータが出力する電圧をＶｏｕｔとし、
前記コンバータを構成する上アームスイッチ（ＳＷ１）についてのオン時間をＴｏｎ１、オフ時間をＴｏｆｆ１、オンオフの周期をＴ１、前記各オンタイミング間の位相差をＴｄ１とし、
前記コンバータを構成する下アームスイッチ（ＳＷ２）についてのオン時間をＴｏｎ２、オフ時間をＴｏｆｆ２、オンオフの周期をＴ２、前記各オンタイミング間の位相差をＴｄ２とし、
前記コンバータが備えるインダクタのインダクタンスをＬ、前記インダクタに流れるピーク電流をＩＬｐ、共振時間補正値をＴｃｎとすると、
前記パルス生成部は、前記指令値が正の値であれば、前記コンバータを構成する上アームスイッチを
Ｔｏｎ１＝ＩＬｐ×Ｌ／（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）
Ｔｏｆｆ１＝ＩＬｐ×Ｌ／Ｖｏｕｔ
Ｔ１＝Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１＋Ｔｃｎ
Ｔｄ１＝Ｔ１／ｎ …（１）
で駆動するように多重パルス信号を生成し、
前記指令値が負の値であれば、前記コンバータを構成する下アームスイッチを
Ｔｏｎ２＝ＩＬｐ×Ｌ／Ｖｏｕｔ
Ｔｏｆｆ２＝ＩＬｐ×Ｌ／（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）
Ｔ２＝Ｔｏｎ２＋Ｔｏｆｆ２＋Ｔｃｎ
Ｔｄ２＝Ｔ２／ｎ …（２）
で駆動するように多重パルス信号を生成する請求項２記載の電力変換器。

【請求項4】

前記共振調整用容量素子（Ｃａｖ１，Ｃａｖ２）は、容量が変更可能な素子であり、
前記指令値に応じて、前記共振調整用容量素子の容量を変更する調整用容量変更部（４２）を備える請求項１記載の電力変換器。

【請求項5】

前記共振調整用容量素子は、容量変化に温度特性を有している素子である請求項１から４の何れか一項に記載の電力変換器。

【請求項6】

前記共振調整用容量素子は、容量変化に当該素子の両端に印加される電圧への依存性を有している素子である請求項１から４の何れか一項に記載の電力変換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、並列接続された複数個のコンバータを有してなる電力変換器に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ハイブリッド車の動力発生装置が提案されている。この動力発生装置は、永久磁石同期モータの各相にマルチフェーズコンバータを並列に接続している。各マルチフェーズコンバータが、それぞれ位相を変化させながら駆動することで正弦波状の電圧を出力しており、これにより出力電流リップルを低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２１９２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の構成では、コンバータを並列に接続する数が多いほど出力電流リップルを低減できるが、電流指令値が小さい場合には周期が短くなることでコンバータを駆動するパルス幅が短くなり、マイコンにおける処理の制御分解能が不足してパルスを正常に出力できなくなるおそれがある。より詳細に言えば、周期が短くなると、パルス制御におけるキャリア信号の三角波が高周波化する。

【0005】

マイコンにより制御する場合、出力可能な最小パルス幅は割込み等の制御分解能で決定される。微小電流によって例えば正弦波等の直流以外の波形を生成しようとすると、分解能の限界で近似されるため、目標とは異なる電流波形になったり波形にリップルが生じる。このようにパルスを正常に出力できなくなると、電流の波形に歪みが発生してノイズや騒音が増加してしまう。

【0006】

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、回路を改善することで微小電流に対する性能を向上させ、リップルも抑制できる電力変換回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の電力変換回路によれば、並列接続された２以上のｎ個のコンバータ（５）、入力される指令値に応じた制御情報を出力する制御部（１１）、及びその制御情報に基づいてｎ個のコンバータを駆動する多重パルス信号を生成するパルス生成部（１２，１２Ａ）を備える。共振調整用容量素子（Ｃａ１，Ｃａ２，Ｃａｖ１，Ｃａｖ２）は、パルス生成部がｎ個のコンバータを電流境界モードで動作させる際に、それらのコンバータにおけるＬＣ共振時間を調整する。

【0008】

このように構成すれば、電流の指令値がある程度小さくなった際には、共振電流の極性を、共振調整用容量素子の容量分だけ共振電流とは逆極性に引き込むことが可能になる。そして、共振電流の極性を共振電流とは逆極性に引き込んだ分だけ、ｎ個のコンバータが出力する電流を合成した波形の振幅を低下させることができる。したがって、多重パルス信号の周期を一定の下限より短くせずとも、微小な電流を出力することが可能になる。

【0009】

請求項２記載の電力変換回路によれば、パルス生成部のスイッチ駆動部（２１）は、コンバータを構成する各スイッチを駆動し、ゼロ電流検出部（２２）は、コンバータが出力する電流の値がゼロになったことを検出する。パルス演算部（２３，２３Ａ）は、コンバータを電流境界モードで動作させるための各スイッチのオン時間と、オンオフの周期と、各オンタイミング間の位相差と、共振時間補正値とを算出することで、スイッチ駆動部に出力する多重パルス信号を生成する。これにより、共振調整用容量素子の容量を考慮して、コンバータを電流境界モードで動作させることができる。

【0010】

請求項３記載の電力変換回路によれば、パルス生成部は、指令値が正の値であれば、コンバータを構成する上アームスイッチ（ＳＷ１）を（１）式により駆動するように多重パルス信号を生成し、指令値が負の値であれば、コンバータを構成する下アームスイッチ（ＳＷ２）を（２）式により駆動するように多重パルス信号を生成する。このように、共振調整用容量素子の容量を考慮した多重パルス信号を、具体的に（１）式及び（２）式に従って生成できる。

【0011】

請求項４記載の電力変換回路によれば、指令値に応じて、共振調整用容量素子（Ｃａｖ１，Ｃａｖ２）の容量を変更する調整用容量変更部（４２）を備える。これにより、指令値がある程度大きく、パルス生成部が多重パルス信号を生成する際の周期に余裕がある際には、共振調整用容量素子を共振動作に関与させないように制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態における一相分の電気的構成図

【図2】全体的な電気的構成図

【図3】１つのコンバータにおけるインダクタ電流ＩＬの波形を示す図

【図4】４つのコンバータのインダクタ電流ＩＬ１～ＩＬ４の波形を合成した一相の出力電流Ｉｏｕｔの波形を示す図

【図5】コンバータの制御構成図

【図6】Ｉｕ＿ｃｍｄ＞０の場合の上アームＳＷ１のオン・オフ制御を示すタイミングチャート

【図7】４多重コンバータがそれぞれ出力する電流の波形と、それらを合成した電流の波形を示す図

【図8】従来技術の課題を説明する図（その１）

【図9】従来技術の課題を説明する図（その２）

【図10】従来技術の課題を説明する図（その３）

【図11】本実施形態の効果を説明する図（その１）

【図12】本実施形態の効果を説明する図（その２）

【図13】本実施形態の効果を説明する図（その３）

【図14】第２実施形態における一相分の電気的構成図

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。尚、本実施形態における電流境界モードに関する制御については、特開２０２２－１３２０５２号公報（以下、先願公報と称す）に開示されている構成をベースにしている。図２に示すように、バッテリ２には電力変換器としての三相インバータ３が接続されている。バッテリ２は、ニッケル水素蓄電池やリチウム蓄電池などの蓄電池である。三相インバータ３にはモータ４が接続されている。モータ４は、例えばハイブリッド車の車輪を駆動する動力発生装置であり、例えば永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）である。

【0014】

三相インバータ３は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する基本単位となるコンバータ５ｕ、５ｖ、５ｗを、２以上であるｎ個多重並列接続したマルチフェーズコンバータ６ｕ、６ｖ、６ｗにより構成されている。図１では、基本単位となるコンバータ５ｕ、５ｖ、５ｗの符号にそれぞれ添え字「１～ｎ」を付している。以下の説明では、コンバータ５ｕ１、５ｕ２、５ｕ３…５ｕｎ、５ｖ１、５ｖ２、５ｖ３…５ｖｎ、５ｗ１、５ｗ２、５ｗ３…５ｗｎ、のうち個々又はその一つを単にコンバータ５と略することもある。また、インダクタに流れる電流；インダクタ電流ＩＬの検出対象となるコンバータ５ｕ１、５ｖ１、５ｗ１を、「マスタ相のコンバータ５」と称することもある。コンバータ５の構成例は図５に示している。

【0015】

例えば、Ｕ相のマルチフェーズコンバータ６ｕは、ｎ個のコンバータ５に流す全電流を１／ｎでそれぞれ分担すると共に、互いに位相差Ｔ／ｎを存して駆動することで各コンバータ５ｕ１…５ｕｎの駆動電流を平準化する。各コンバータ５ｕ１…５ｕｎの出力電流が合成されるため電流リップルを相殺でき、これにより、所望の電流波形、ここでは正弦波電流を出力するように構成されている。Ｖ相、Ｗ相のマルチフェーズコンバータ６ｖ、６ｗも同様である。図３は、１つのコンバータ５におけるインダクタ電流ＩＬの波形を示し、図４は、４つのコンバータのインダクタ電流ＩＬ１～ＩＬ４の波形を合成した、一相の出力電流Ｉｏｕｔの波形を示している。

【0016】

上記の個々のコンバータ５は、図５に示すように、上アームスイッチＳＷ１、下アームスイッチＳＷ２、インダクタＬ、及びコンデンサＣを備え、バッテリ２の電圧を所望に変換する降圧型の非反転形バックコンバータにより構成される。上アームスイッチＳＷ１、下アームスイッチＳＷ２は、Ｎチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴなどのパワースイッチとして構成され、ドレインソース間には、負荷電流を転流するためそれぞれ還流ダイオードＤ１、Ｄ２が接続されている。また、還流ダイオードＤ１、Ｄ２に対して、共振調整用のコンデンサＣａ１，Ｃａ２がそれぞれ並列に接続されている。コンデンサＣａ１，Ｃａ２は、容量変化に温度特性を有する素子である。以下の説明では、上アームスイッチＳＷ１及び下アームスイッチＳＷ２の双方、又はその一方を「パワースイッチ」と称することもある。

【0017】

本実施形態に係る制御システム１は、三相インバータ３に制御装置１０を接続しており、制御装置１０を主体として制御を実行する。制御装置１０は、複数のＣＰＵコアやメモリ３７などを備えたコンピュータにより構成されるもので、機能的にはモータ制御部１１及びパルス生成部１２としての構成を備える。

【0018】

また、ＵＶＷ各相のマスタ相となるコンバータ５ｕ１、５ｖ１、５ｗ１を構成するインダクタＬの通電経路には、電流センサ１４が設けられている。モータ制御部１１には、電流センサ１４により検出されたインダクタ電流ＩＬが入力されている。モータ制御部１１には、要求トルクに応じて算出されたｄ軸電流、ｑ軸電流の指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊が入力され、当該電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊に応じた制御情報Ｉｕ＿ｃｍｄ，Ｉｖ＿ｃｍｄ，Ｉｗ＿ｃｍｄをパルス生成部１２に出力する。なお、電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊の更新周期は、交流周波数の周期に比較して十分短い時間に設定されており、交流周波数にて変化する電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊を細かく設定できる。

【0019】

また電流センサ１４は、モータ４に入力させる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出するために設けられており、電流センサ１４による検出電流はモータ制御部１１に入力されている。またモータ制御部１１には、モータ４に設置されるレゾルバなどの回転位置センサ４ａによりロータの角度θが入力される。モータ制御部１１は、これらの入力に基いて三相二相変換器３４にてベクトル制御演算を行い、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを生成する。

【0020】

減算器３０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊からｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑをそれぞれ減算し、電流制御器３１に出力する。電流制御器３１は、例えば、比例積分制御によりｄｑ軸の電流指令値Ｉｄ＿ｃｍｄ、Ｉｑ＿ｃｍｄを二相三相変換器３２に出力する。二相三相変換器３２は、電流制御器３１から入力されるｄｑ軸の電流指令値をモータ４の三相毎の電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄ、Ｉｖ＿ｃｍｄ、Ｉｗ＿ｃｍｄ、に変換し、パルス生成部１２に出力する。

【0021】

パルス生成部１２は、モータ制御部１１から入力される制御情報に基づいて、三相インバータ３の３×ｎ個のコンバータ５を多重動作させるように多重パルス、すなわちマルチフェーズパルスを生成する。図１や図５に示すように、パルス生成部１２は、ゲート駆動部２１、ゼロ電流検出部２２、及びパルス演算部２３としての機能的構成を備える。パルス演算部２３の内部構成については、先願公報の図３に示されている。

【0022】

パルス演算部２３は、各相のマルチフェーズコンバータ６ｕ、６ｖ、６ｗの各コンバータ５が電流境界モードにて動作する際の、上アームスイッチＳＷ１及び下アームスイッチＳＷ２のオン時間Ｔｏｎ及びオフ時間Ｔｏｆｆ、周期Ｔ、及び、同相の複数のコンバータ５に入力させる多重パルス間の位相差Ｔｄの各パラメータを算出する。

【0023】

電流境界モードとは、インダクタ電流ＩＬがゼロとなることを検出したことを条件として、上アームスイッチＳＷ１及び下アームスイッチＳＷ２のオン・オフを切り替えるモードを示す。オン時間Ｔｏｎ、オフ時間Ｔｏｆｆ、周期Ｔ、位相差Ｔｄの各パラメータは、同相のマルチフェーズコンバータ６の各コンバータ５に入力させる多重パルスの間で同一に設定される。

【0024】

ゲート駆動部２１は、パルス演算部２３の演算結果に基づいて三相インバータ３を駆動する。ゲート駆動部２１は、パルス演算部２３により算出されたオン時間Ｔｏｎ、オフ時間Ｔｏｆｆ、周期Ｔ、位相差Ｔｄに基づいて上アームスイッチＳＷ１又は下アームスイッチＳＷ２をオン・オフ駆動する。電流境界モードの詳細については、先願公報の段落[００２４]～[００３５]や図４に示されているので説明を省略する。また、各相のマルチフェーズコンバータ６ｕ、６ｖ、６ｗに係る処理動作についても、同段落[００３６]～[００５３]や図６及び図７に示されているので説明を省略する。

【0025】

以下では、本実施形態において、先願公報と相違している部分を中心に説明する。電流境界モードについては、以下のような問題がある。微小電流を制御する場合には、パルス制御の周期が短くなる。制御装置１０を構成するマイクロコンピュータによる制御分解能の限界である周期Ｔ１を下回ると、図８に示すようにパルス信号を正常に出力できなくなり、図１０に示すように合成電流波形にリップルを生じてしまう。

【0026】

そこで、本実施形態では、各コンバータ５に共振調整用のコンデンサＣａ１，Ｃａ２を付加している。すると、図６及び図７に示すように、ＬＣ共振動作においてコンデンサＣａ１，Ｃａ２の容量に溜まった電荷が抜ける間だけ、電流波形が負側に引き込まれる。すなわち、電流の極性が正の場合に、ゼロクロス点を超えて逆極性の負に至る。これにより、図１１及び図１２に示すように、合成電流の振幅値が低下して共振周期Ｔが等価的に遅くなるので、微小電流を出力することが可能になり、図１３に示すように、電流波形のリップルを低減できる。

【0027】

ゲート駆動部２１は、ゼロ電流検出部２２が、インダクタ電流ＩＬの極性が負から正に遷移する際にゼロとなるタイミングを検出したことを条件として、上アームスイッチＳＷ１又は下アームスイッチＳＷ２をターンオンさせる。図中では、上記のタイミングをＺＣＳ（Zero Current Switching）として示している。このとき、パルス演算部２３は、例えばＵ相であれば、電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄがゼロを超えていれば、ゲート駆動部２１に上アームスイッチＳＷ１をターンオンさせる。電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄがゼロ未満であれば、下アームスイッチＳＷ２をターンオンさせる。図６は、電流指令値がゼロを超えている場合の、上アームスイッチＳＷ１のターンオンタイミングを示している。

【0028】

コンバータ５ｕ１を駆動する際、パルス演算部２３は、各コンバータ５のパワースイッチＳＷ１又はＳＷ２をオン継続させるオン時間Ｔｏｎ、及び、各コンバータ５に印加する多重パルスの間の位相差Ｔｄを算出する。
以下も、Ｕ相について説明する。電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄに応じたコンバータ５の出力電流をＩｏｕｔ、コンバータ５の多重数をｎとすると、コンバータ５の平均電流Ｉ＝Ｉｏｕｔ／ｎとなり、インダクタ電流ＩＬのピーク電流ＩＬｐは、平均電流Ｉの２倍＝２Ｉとなる。

【0029】

パルス演算部２３は、電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄ＞０のときには、上アームスイッチＳＷ１のオン時間Ｔｏｎ及びオフ時間Ｔｏｆｆ、並びに、周期Ｔ及び位相差Ｔｄを、それぞれ下記の（１）式、（２）式に基づいて算出する。尚、本実施形態では、コンデンサＣａ１，Ｃａ２を付加したことにより、先願公報の（１－１）式～（１－４）式、（２－１）式～（２－４）式とは相違している点がある。ここで、

【0030】

Ｖｉｎ ：コンバータ５の入力電圧
Ｖｏｕｔ ：コンバータ５の出力電圧
Ｔｏｎ１ ：上アームスイッチＳＷ１のオン時間
Ｔｏｆｆ１：上アームスイッチＳＷ１のオフ時間
Ｔ１ ：オン・オフ周期
Ｔｄ１ ：各オンタイミング間の位相差
Ｌ ：インダクタのインダクタンス
ＩＬｐ ：インダクタに流れるピーク電流
Ｔｃｎ ：共振時間補正値
とする。

【0031】

パルス生成部１２は、指令値Ｉｕ＿ｃｍｄが正の値であれば、上アームスイッチＳＷ１を
Ｔｏｎ１＝ＩＬｐ×Ｌ／（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）
Ｔｏｆｆ１＝ＩＬｐ×Ｌ／Ｖｏｕｔ
Ｔ１＝Ｔｏｎ１＋Ｔｏｆｆ１＋Ｔｃｎ
Ｔｄ１＝Ｔ１／ｎ …（１）
で駆動するように多重パルス信号を生成する。

【0032】

尚、図６に示すタイミングチャートでは、下アーム側のスイッチＳＷ２の制御は明示していないが、オフ状態を維持すれば還流ダイオードＤ２を介して還流電流が流れる。同期整流を行うのであれば、還流電流が流れるタイミングでスイッチＳＷ２をオンさせれば良い。また、

【0033】

Ｔｏｎ２ ：下アームスイッチＳＷ２のオン時間
Ｔｏｆｆ２：下アームスイッチＳＷ２のオフ時間
Ｔ２ ：オン・オフ周期
Ｔｄ２ ：各オンタイミング間の位相差
とする。

【0034】

パルス生成部１２は、電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄが負の値であれば、下アームスイッチＳＷ２を
Ｔｏｎ２＝ＩＬｐ×Ｌ／Ｖｏｕｔ
Ｔｏｆｆ２＝ＩＬｐ×Ｌ／（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）
Ｔ２＝Ｔｏｎ２＋Ｔｏｆｆ２＋Ｔｃｎ
Ｔｄ２＝Ｔ２／ｎ …（２）
で駆動するように多重パルス信号を生成する。

【0035】

尚、図７に示す共振時間補正値Ｔｃｎについては、基本的にコンバータ５のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣや、容量素子Ｃａ１及びＣａ２のキャパシタンスに基づいて決定するが、例えば定数としたり、電圧、電流の値に応じたマップを作成して決定しても良い。また、１番目のコンバータ５を基準とするｍ番目のコンバータ５の位相差Ｔｄｍは、
Ｔｄｍ＝Ｔｄ×（ｍ－１）＝Ｔ／ｎ×（ｍ－１）
となる。

【0036】

以上のように本実施形態によれば、並列接続されたｎ個のコンバータ５、入力される指令値に応じた制御情報を出力するモータ制御部１１、及びその制御情報に基づいてｎ個のコンバータを駆動する多重パルス信号を生成するパルス生成部１２を備える。共振調整用容量素子Ｃａ１，Ｃａ２は、パルス生成部１２がｎ個のコンバータ５を電流境界モードで動作させる際に、それらのコンバータ５におけるＬＣ共振時間を調整する。

【0037】

このように構成すれば、電流の指令値がある程度小さくなった際には、共振電流の極性を、容量素子Ｃａ１，Ｃａ２の容量分だけ負側に引き込むことが可能になる。そして、共振電流の極性を負側に引き込んだ分だけ、ｎ個のコンバータ５が出力する電流を合成した波形の振幅を低下させることができる。したがって、多重パルス信号の周期を一定の下限より短くせずとも微小な電流を出力することが可能になる。

【0038】

より具体的には、パルス生成部１２のゲート駆動部２１は、コンバータ５を構成する各スイッチＳＷ１、ＳＷ２を駆動し、ゼロ電流検出部２２は、コンバータ５が出力する電流の値がゼロになったことを検出する。パルス演算部２３は、コンバータ５を電流境界モードで動作させるための各スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン時間Ｔｏｎと、オン・オフの周期Ｔと、各オンタイミング間の位相差Ｔｄと、共振時間補正値Ｔｃｎとを算出することで、ゲート駆動部２１に出力する多重パルス信号を生成する。これにより、共振調整用容量素子Ｃａ１，Ｃａ２の容量を考慮して、コンバータ５を電流境界モードで動作させることができる。

【0039】

更に、パルス生成部１２は、指令値が正の値であれば、コンバータ５を構成する上アームスイッチＳＷ１を（１）式により駆動するように多重パルス信号を生成し、指令値が負の値であれば、コンバータ５を構成する下アームスイッチＳＷ２を（２）式により駆動するように多重パルス信号を生成する。このように、共振調整用容量素子Ｃａ１，Ｃａ２の容量を考慮した多重パルス信号を、具体的に（１）式及び（２）式に従って生成できる。

【0040】

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１４に示すように、第２実施形態のコンバータ５では、共振調整用容量素子Ｃａ１，Ｃａ２に替えて、容量を変更可能な素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２が接続されている。制御装置４１は、調整用容量変更部に相当する出力容量調整部４２を備えている。出力容量調整部４２は、Ｕ相であれば電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄの大きさに応じて共振調整用容量素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２の容量を変更する。

【0041】

すなわち、電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄがある程度の大きさであれば、共振調整用容量素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２の容量値によってＬＣ共振状態を調整する必要はないので、容量値をゼロに設定する。電流指令値Ｉｕ＿ｃｍｄが小さくなり、出力電流Ｉｏｕｔの値が小さくなると、共振調整用容量素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２の容量値を大きくして、共振電流を負側に引き込むように調整する。パルス演算部２３Ａは、出力容量調整部４２より入力される容量設定値に応じて共振時間補正値Ｔｃｎを設定する。

【0042】

以上のように第２実施形態によれば、出力容量調整部４２は、二里木さ電流指令値に応じて共振調整用容量素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２の容量を変更する。これにより、電流指令値がある程度大きく、パルス生成部２３Ａが多重パルス信号を生成する際の周期に余裕がある際には、共振調整用容量素子Ｃａｖ１，Ｃａｖ２を共振動作に関与させないように制御できる。

【0043】

（その他の実施形態）
共振調整用容量素子は、外的に付加したコンデンサＣａ１，Ｃａ２に限らず、例えばスイッチＳＷ１、ＳＷ２の寄生容量Ｃｐを調整することで、寄生容量Ｃｐを共振調整用容量素子としても良い。

【0044】

また、容量が変更可能な素子として、容量変化に電圧依存性を有する可変容量ダイオードを用いても良い。
電力変換器として降圧型のコンバータ５を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、昇圧型、昇降圧型のコンバータ５を用いることができる。またコンバータ５は、非絶縁型であっても絶縁型であっても良い。

【0045】

多重動作個数ｎを４に設定した形態を示しているが、多重動作個数ｎは３でも４以上でも良い。
パワースイッチＳＷ１及びＳＷ２は、Ｎチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴを例示しているが、他種類のパワースイッチング素子により構成しても良い。

【0046】

パワースイッチＳＷ１、ＳＷ２を構成するパワーＭＯＳＦＥＴに負荷電流を転流するため、並列に還流ダイオードＤ１、Ｄ２をそれぞれ設けているが、これに限定されるものではない。還流ダイオードＤ１、Ｄ２に代えてパワーＭＯＳＦＥＴに付加されるボディダイオードを用いても良い。また逆導通性を備えたパワースイッチ、例えばＲＣ－ＩＧＢＴを用いても良い。

【0047】

また、１多重目のコンバータ５ｕ１、５ｖ１、５ｗ１と同様に、２以上のｍ多重目のコンバータ５ｕ２…５ｕｎ、５ｖ２…５ｖｎ、５ｗ２…５ｗｎにゼロ電流検出部２２を設け、インダクタ電流ＩＬをゼロ検出した後に、対応するパワースイッチＳＷ１又はＳＷ２をオンするようにしても良い。パワースイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン時間Ｔonは、前述（１）式、（２）式のように算出したオン時間Ｔonを用いることが望ましい。

【0048】

制御装置１０の中の構成である「モータ制御部１１」、「パルス生成部１２」は、ロジック回路を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよいし、マイコンなどのハードウェアがプログラムを実行することで実現しても良い。
本開示に記載の制御装置１０による手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載の制御装置１０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載の制御装置１０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。又、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。

【0049】

本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、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、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、本発明の範畴や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0050】

図面中、３は三相インバータ、５、５ｕ１、５ｖ１、５ｗ１、５ｕ２、５ｖ２、５ｗ２、５ｕ３、５ｖ３、５ｗ３、５ｕｎ、５ｖｎ、５ｗｎはコンバータ、６ｕ、６ｖ、６ｗはマルチフェーズコンバータ、１０は制御装置、１１はモータ制御部、１２はパルス生成部、２２はゼロ電流検出部、ＳＷ１は上アームスイッチ、ＳＷ２は下アームスイッチを示す。

【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】