知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024166828
(43)【公開日】2024-11-29
(54)【発明の名称】コンバータ装置、及びこれを備えるモータ駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20241122BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083203
(22)【出願日】2023-05-19
(71)【出願人】
【識別番号】516299338
【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】久原 正和
(72)【発明者】
【氏名】芹澤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】角藤 清隆
(72)【発明者】
【氏名】小宮 真一
【テーマコード（参考）】
5H006
【Ｆターム（参考）】
5H006AA02
5H006BB05
5H006CA01
5H006CB02
5H006CB04
5H006CC01
5H006DB01
5H006DC02
5H006DC05
(57)【要約】
【課題】切替スイッチング素子をオンさせたときのコンデンサへ流れるラッシュ電流を抑制することができるコンバータ装置を提供する。
【解決手段】コンバータ装置１０は、交流電源２と、第１スイッチング素子Ｔｒ１を備える第１アーム部ａｒｍ１と、第２スイッチング素子Ｔｒ２を備える第２アーム部ａｒｍ２とを備えるブリッジ整流回路５と、ブリッジ整流回路５に並列接続され、直列接続された複数のコンデンサＣ１，Ｃ２と、ブリッジ整流回路５と複数のコンデンサを流れる電流経路を切替える切替スイッチング素子ＳＷ１と、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて生成した昇圧制御信号に基づいて第１スイッチング素子Ｔｒ１及び第２スイッチング素子Ｔｒ２のオン／オフを制御することにより出力電圧を昇圧した後に切替スイッチング素子をオンに切替える制御部２４とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】コンバータ装置１０は、交流電源２と、第１スイッチング素子Ｔｒ１を備える第１アーム部ａｒｍ１と、第２スイッチング素子Ｔｒ２を備える第２アーム部ａｒｍ２とを備えるブリッジ整流回路５と、ブリッジ整流回路５に並列接続され、直列接続された複数のコンデンサＣ１，Ｃ２と、ブリッジ整流回路５と複数のコンデンサを流れる電流経路を切替える切替スイッチング素子ＳＷ１と、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて生成した昇圧制御信号に基づいて第１スイッチング素子Ｔｒ１及び第２スイッチング素子Ｔｒ２のオン／オフを制御することにより出力電圧を昇圧した後に切替スイッチング素子をオンに切替える制御部２４とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子と前記第１スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第３スイッチング素子とを備える第１アーム部と、第２スイッチング素子と前記第２スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第４スイッチング素子とを備える第２アーム部とを備えるブリッジ整流回路と、
前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、
直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、
前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した前記昇圧制御信号に基づいて前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン／オフを制御することにより前記コンデンサの端子間電圧を昇圧した後に前記切替スイッチング素子をオンに切替えるコンバータ装置。
前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、
直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、
前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した前記昇圧制御信号に基づいて前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン／オフを制御することにより前記コンデンサの端子間電圧を昇圧した後に前記切替スイッチング素子をオンに切替えるコンバータ装置。
【請求項2】
交流電源から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子と前記第１スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第３スイッチング素子を備える第１アーム部と、第２スイッチング素子と前記第２スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第４スイッチング素子を備える第２アーム部とを備えるブリッジ整流回路と、
前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、
直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、
前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記低圧制御から前記高圧制御に切替える際に、前記切替スイッチング素子を漸近的に増加するデューティ比に従ってＰＷＭ制御させた後に前記切替スイッチング素子をオンに切替えるコンバータ装置。
前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、
直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、
前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記低圧制御から前記高圧制御に切替える際に、前記切替スイッチング素子を漸近的に増加するデューティ比に従ってＰＷＭ制御させた後に前記切替スイッチング素子をオンに切替えるコンバータ装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記端子間電圧が前記高圧制御の端子間電圧の近傍に設定された所定の閾値以上となった場合に、前記切替スイッチング素子をオンに切替える請求項１に記載のコンバータ装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記デューティ比を所定値まで増加させた場合に、前記切替スイッチング素子をオンに切替える請求項２に記載のコンバータ装置。
【請求項5】
請求項１に記載のコンバータ装置を備えるモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、コンバータ装置、及びこれを備えるモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、パワートランジスタによって構成されたブリッジ回路を用いた整流制御及び昇圧制御が広く利用されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、交流電源から電力を供給する、ダイオードやコンデンサを備えるブリッジ回路を備えたインバータ装置の構成が開示されている。このインバータ装置は、交流電源から出力された交流電圧を直流電圧に変換するとともに、変換した直流電圧の周波数に応じて、ブリッジ回路の導通状態を切替えるリレー素子のオン／オフを制御し、ブリッジ整流モードと倍圧整流モードの２つの整流モードを切替えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭６１－１１２５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に開示されているブリッジ回路は、ブリッジ回路の動作中にスイッチング素子（リレー素子）のオン／オフを切替えると、切替えるタイミングによっては、例えば、ブリッジ回路が備えるコンデンサの蓄電量が少ない場合には、コンデンサに過大な電流が流れてしまい、ブリッジ回路が備える電子部品が破損してしまう虞があった。また、電子部品が破損に至らない場合においても、過大な電流が流れることにより、各電子部品の耐久性や寿命を低下させてしまう虞があった。
【0006】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切替スイッチング素子をオンさせたときのコンデンサへ流れるラッシュ電流を抑制することができるコンバータ装置、及びこれを備えるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係るコンバータ装置は、交流電源から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子と前記第１スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第３スイッチング素子とを備える第１アーム部と、第２スイッチング素子と前記第２スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第４スイッチング素子とを備える第２アーム部とを備えるブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部とを備え、前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した前記昇圧制御信号に基づいて前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン／オフを制御することにより前記コンデンサの端子間電圧を昇圧した後に前記切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0008】
本開示の一態様に係るコンバータ装置は、交流電源から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子と前記第１スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第３スイッチング素子を備える第１アーム部と、第３スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と直列接続される整流素子又は第４スイッチング素子を備える第２アーム部とを備えるブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサと、直列接続された複数の前記スイッチング素子の間の接続点、又は直列接続された前記スイッチング素子と前記整流素子との間の接続点に第１端子が接続され、複数の前記コンデンサの間の中点に第２端子が接続された切替スイッチング素子と、前記切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部とを備え、前記制御部は、前記低圧制御から前記高圧制御に切替える際に、前記切替スイッチング素子を漸近的に増加するデューティ比に従ってＰＷＭ制御させた後に前記切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0009】
本開示の一態様に係るモータ駆動装置は、上記コンバータ装置を備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、コンバータ装置が備える電子部品が破損することや寿命により劣化することを抑制し、コンバータ装置を安全に駆動することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る低圧制御から高圧制御へ切替える際にＰＡＭ制御を実行する場合の各波形を示すタイミングチャートである。
【図5】本開示の一実施形態に係るコンバータ装置において切替スイッチング素子をオンにした際に発生するラッシュ電流の比較図である。
【図10】本開示の一実施形態に係るコンバータ装置において切替スイッチング素子をオンにした際に発生するラッシュ電流の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔第１実施形態〕
以下、本開示の第１実施形態に係るコンバータ装置、及びこれを備えるモータ駆動装置について、図面を参照して説明する。
以下、本開示の第１実施形態に係るコンバータ装置、及びこれを備えるモータ駆動装置について、図面を参照して説明する。
【0013】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置１の構成を示す図である。モータ駆動装置１は、図１に示すように、コンバータ装置１０と、インバータ装置４０と、交流電源２と、モータ５０とを備える。また、コンバータ装置１０は、ブリッジ整流回路５と、入力電流検出部２１と、入力電圧検出部２２と、ゼロクロス検出部２３と、制御部２４とを備える。
モータ駆動装置１は、交流電源２からの交流電力をコンバータ装置１０によって直流電力に変換し、直流電力をインバータ装置４０によって三相交流電力に変換してモータ５０に出力する装置である。
図１は、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置１の構成を示す図である。モータ駆動装置１は、図１に示すように、コンバータ装置１０と、インバータ装置４０と、交流電源２と、モータ５０とを備える。また、コンバータ装置１０は、ブリッジ整流回路５と、入力電流検出部２１と、入力電圧検出部２２と、ゼロクロス検出部２３と、制御部２４とを備える。
モータ駆動装置１は、交流電源２からの交流電力をコンバータ装置１０によって直流電力に変換し、直流電力をインバータ装置４０によって三相交流電力に変換してモータ５０に出力する装置である。
【0014】
交流電源２は、例えば、単相の交流電力をコンバータ装置１０に供給する。交流電源２は、例えば、電源電圧及び入力電流をコンバータ装置１０に供給する。
コンバータ装置１０は、交流電力を直流電力へ変換し、その直流電力をインバータ装置４０に出力する。
インバータ装置４０は、例えば、直流電力を三相交流電力に変換して、モータ５０に出力する。
モータ５０は、インバータ装置４０から供給される三相交流電力によって回転駆動される。モータ５０は、例えば、空気調和機に用いられる圧縮機モータである。
コンバータ装置１０は、交流電力を直流電力へ変換し、その直流電力をインバータ装置４０に出力する。
インバータ装置４０は、例えば、直流電力を三相交流電力に変換して、モータ５０に出力する。
モータ５０は、インバータ装置４０から供給される三相交流電力によって回転駆動される。モータ５０は、例えば、空気調和機に用いられる圧縮機モータである。
【0015】
コンバータ装置１０は、例えば、力率改善（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路を有する。また、コンバータ装置１０は、例えば、交流電源２から出力される交流電圧の極性に応じてスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２をスイッチング制御することにより、交流電力の整流化を行う同期整流制御及びコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧（コンバータ装置１０の出力電圧）を昇圧するＰＡＭ制御を行う。
図１に示すように、コンバータ装置１０は、ブリッジ整流回路５と、リアクトルＬ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、切替スイッチング素子ＳＷ１と、制御部２４とを備える。また、コンバータ装置１０は、例えば、入力電流検出部２１、入力電圧検出部２２、ゼロクロス検出部２３などの各種検出部を備えている。
図１に示すように、コンバータ装置１０は、ブリッジ整流回路５と、リアクトルＬ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、切替スイッチング素子ＳＷ１と、制御部２４とを備える。また、コンバータ装置１０は、例えば、入力電流検出部２１、入力電圧検出部２２、ゼロクロス検出部２３などの各種検出部を備えている。
【0016】
ブリッジ整流回路５は、例えば、第１アーム部ａｒｍ１と、第１アーム部ａｒｍ１に並列に接続された第２アーム部ａｒｍ２とを備える。
第１アーム部ａｒｍ１は、スイッチング素子（第１スイッチング素子）Ｔｒ１と、スイッチング素子Ｔｒ１に並列接続されたダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｔｒ１に直列接続されたダイオードＤ３とを備える。スイッチング素子Ｔｒ１のソースは、ダイオードＤ３のアノードに接続され、リアクトルＬ１を介して交流電源２の第１端子に接続される。
第２アーム部ａｒｍ２は、スイッチング素子（第２スイッチング素子）Ｔｒ２と、スイッチング素子Ｔｒ２に並列接続されたダイオードＤ２と、スイッチング素子Ｔｒ２に直列接続されたダイオードＤ４とを備える。スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、ダイオードＤ４のアノードに接続されている。スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、交流電源２の第２端子に接続される。
第１アーム部ａｒｍ１は、スイッチング素子（第１スイッチング素子）Ｔｒ１と、スイッチング素子Ｔｒ１に並列接続されたダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｔｒ１に直列接続されたダイオードＤ３とを備える。スイッチング素子Ｔｒ１のソースは、ダイオードＤ３のアノードに接続され、リアクトルＬ１を介して交流電源２の第１端子に接続される。
第２アーム部ａｒｍ２は、スイッチング素子（第２スイッチング素子）Ｔｒ２と、スイッチング素子Ｔｒ２に並列接続されたダイオードＤ２と、スイッチング素子Ｔｒ２に直列接続されたダイオードＤ４とを備える。スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、ダイオードＤ４のアノードに接続されている。スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、交流電源２の第２端子に接続される。
【0017】
スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は、後述するように制御部２４からのＰＷＭ信号によってオン／オフが制御される。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴであり、各スイッチング素子の電気的特性は同じである。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を用いることで、コンバータ装置１０のスイッチングを高速で行うことができ、更に電圧ドロップの小さいＭＯＳＦＥＴに電流を流すことで、同期整流制御を行うことが可能であり、回路の導通損失を低減できる。
なお、ＭＯＳＦＥＴは、好ましくは、例えば、オン抵抗が小さく高速タイプのスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴである。または、酸化ガリウムやシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等を用いた次世代パワーＭＯＳＦＥＴであってもよい。
また、電気的特性とは、絶縁性、誘電性、帯電性等の意味に限らず、電子部品の使用時における耐熱性や印加可能な電圧範囲及び電流範囲等、電子部品の仕様に関わる特性を指すものとする。
なお、ＭＯＳＦＥＴは、好ましくは、例えば、オン抵抗が小さく高速タイプのスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴである。または、酸化ガリウムやシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等を用いた次世代パワーＭＯＳＦＥＴであってもよい。
また、電気的特性とは、絶縁性、誘電性、帯電性等の意味に限らず、電子部品の使用時における耐熱性や印加可能な電圧範囲及び電流範囲等、電子部品の仕様に関わる特性を指すものとする。
【0018】
リアクトルＬ１は、交流電源２とブリッジ整流回路５との間に設けられている。リアクトルＬ１は、交流電源２から供給される電力をエネルギとして蓄え、更にこのエネルギを放出することで昇圧を行う。
【0019】
コンデンサＣ１，Ｃ２は、ダイオードＤ３やダイオードＤ４を通って整流化された電圧を平滑化して、直流電圧を生成する。複数のコンデンサＣ１，Ｃ２は、ブリッジ整流回路５の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続されている。なお、コンデンサＣ１は、正極側がダイオードＤ３及びダイオードＤ４のカソードに接続され、負極側がコンデンサＣ２の正極側に接続されている。また、コンデンサＣ２は、正極側がコンデンサＣ１の負極側に接続され、負極側がダイオードＤ１及びダイオードＤ２のアノードに接続されている。
ここで、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、ブリッジ整流回路５の出力する直流電力を平滑化するコンデンサである。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２によって、直流電圧の電圧値の変動を抑制する。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、例えば、電解コンデンサである。
ここで、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、ブリッジ整流回路５の出力する直流電力を平滑化するコンデンサである。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２によって、直流電圧の電圧値の変動を抑制する。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、例えば、電解コンデンサである。
【0020】
切替スイッチング素子ＳＷ１は、直列接続されたスイッチング素子Ｔｒ２及びダイオードＤ４の間の接続点Ｐ１に第１端子が接続され、直列接続されたコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の間に位置する切替スイッチング素子ＳＷ１の中点Ｐ２に第２端子が接続されている。また、切替スイッチング素子ＳＷ１は、制御部２４から制御信号が入力されることによってオン／オフが制御される。切替スイッチング素子ＳＷ１の例として、リレー素子やＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタが挙げられる。
【0021】
入力電流検出部２１は、交流電源２からコンバータ装置１０へ供給される入力電流の電流値を、交流電源２が出力する交流電圧の周期よりも充分に短い周期毎に検出する。例えば、入力電流検出部２１は、交流電源２とコンバータ装置１０との間に設けられた電流センサを含み、その電流センサの読み取った入力電流の電流値（入力電流に係る物理量の一例）を検出する。また、例えば、入力電流検出部２１は、交流電源２とコンバータ装置１０との間に設けられたシャント抵抗を含み、そのシャント抵抗の両端の電位差（入力電流に係る物理量の一例）を抵抗値で除算して電流値を検出するものであってもよい。
入力電流検出部２１は、検出した入力電流の電流値を制御部２４に出力する。
入力電流検出部２１は、検出した入力電流の電流値を制御部２４に出力する。
【0022】
入力電圧検出部２２は、交流電源２からコンバータ装置１０へ供給される入力電流の電圧値を、交流電源２が出力する交流電圧の周期よりも充分に短い周期毎に検出する。例えば、入力電圧検出部２２は、交流電源２とコンバータ装置１０との間に設けられた電圧センサを含み、その電圧センサの読み取った入力電圧の電圧値（入力電圧に係る物理量の一例）を検出する。
入力電圧検出部２２は、検出した入力電圧の電圧値をゼロクロス検出部２３に出力する。
入力電圧検出部２２は、検出した入力電圧の電圧値をゼロクロス検出部２３に出力する。
【0023】
ゼロクロス検出部２３は、入力電圧検出部２２によって検出される交流電源の電圧の値に関して、その正負が切替わったか否か（ゼロクロス点に達したか否か）を判定する機能を有する。ゼロクロス検出部２３は、交流電源２の電圧の極性を検出する極性検出部であり、ゼロクロス信号を制御部２４に出力する。例えば、ゼロクロス検出部２３は、交流電源２の電圧が正の期間中には制御部２４に「１」の信号を出力し、交流電源２の電圧が負の期間中には制御部２４に「０」の信号を出力する。
【0024】
制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【0025】
制御部２４は、入力電流検出部２１から入力電流の電流値を受取る。また、制御部２４は、ゼロクロス検出部２３からゼロクロス信号を受取る。そして、制御部２４は、入力電流検出部２１及びゼロクロス検出部２３から受取った信号に基づいて、各スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフ制御及び切替スイッチング素子ＳＷ１のオン／オフ制御を行う。
【0026】
具体的には、制御部２４は、低圧の電圧を出力する低圧制御において、切替スイッチング素子ＳＷ１をオフに制御するとともに、以下に説明する通り、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２のオン／オフを半周期毎に切替える。なお、制御部２４は、モータ回転数が所定の回転数以下の場合に、低圧制御を行う。
例えば、制御部２４は、交流電源２の正極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオフ、スイッチング素子Ｔｒ２をオンに制御する。これにより、図２に太線で示されるように、交流電源２の第１端子からリアクトルＬ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｔｒ２、交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。
例えば、制御部２４は、交流電源２の正極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオフ、スイッチング素子Ｔｒ２をオンに制御する。これにより、図２に太線で示されるように、交流電源２の第１端子からリアクトルＬ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｔｒ２、交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。
【0027】
また、制御部２４は、交流電源２の負極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオン、スイッチング素子Ｔｒ２をオフに制御する。これにより、図３に太線で示されるように、交流電源２の第２端子からダイオードＤ４、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｔｒ１、リアクトルＬ１、交流電源２の第１端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。
【0028】
また、制御部２４は、高圧の電圧を出力する高圧制御において、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに制御するとともに、以下に説明する通り、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを半周期毎に切替える。また、スイッチング素子Ｔｒ２は常時オフにする。制御部２４は、モータ回転数が所定の回転数を超えた場合に、高圧制御を行う。
例えば、制御部２４は、交流電源２の正極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオフ、スイッチング素子Ｔｒ２をオフに制御する。これにより、交流電源２の第１端子からリアクトルＬ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣ１、切替スイッチング素子ＳＷ１、交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１が充電される。
例えば、制御部２４は、交流電源２の正極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオフ、スイッチング素子Ｔｒ２をオフに制御する。これにより、交流電源２の第１端子からリアクトルＬ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣ１、切替スイッチング素子ＳＷ１、交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１が充電される。
【0029】
また、制御部２４は、交流電源２の負極側から電力が供給される半周期においては、スイッチング素子Ｔｒ１をオン、スイッチング素子Ｔｒ２をオフに制御する。すなわち、交流電源２の負極側から電力が供給される半周期においては、同期整流制御が実行される。これにより、交流電源２の第２端子から切替スイッチング素子ＳＷ１、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｔｒ１、リアクトルＬ１、交流電源２の第１端子へと電流が流れる。また、この電流により、コンデンサＣ２が充電される。なお、仮にスイッチング素子Ｔｒ１をオフにした場合、ダイオード整流制御となる。
【0030】
以上より、高圧制御において、交流電源２の正極側から電力が供給される半周期においてはダイオードＤ３を流れる電流によりコンデンサＣ１が充電され、交流電源２の負極側から電力が供給される半周期においては、ダイオードＤ１を流れる電流によりコンデンサＣ２が充電される。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧に交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧が発生することとなり、この出力電力がインバータ装置へ供給される。
【0031】
上述のように、制御部２４は、モータ回転数に応じて切替スイッチング素子ＳＷ１のオン／オフを切替えることにより、低圧制御と高圧制御とを切替える。しかしながら、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える際に、切替スイッチング素子ＳＷ１の両端に位置する接続点Ｐ１と中点Ｐ２との間に電位差が存在する場合、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした瞬間に、コンデンサＣ１，Ｃ２等のコンバータ装置１０が備える電子部品にラッシュ電流が流れ込んでしまい、各電子部品の耐久性や寿命を低下させてしまう虞がある。
【0032】
そこで、発明者らは、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前に、コンバータ装置１０の回路に流れる電流を制御し、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧することにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした際のラッシュ電流を抑制するコンバータ装置１０の制御を発案した。具体的には、以下に説明するように、制御部２４がＰＡＭ制御を行い、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧した後に、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることとした。
【0033】
以下、切替スイッチング素子ＳＷ１をオフからオンに切替える際のＰＡＭ制御について説明する。
制御部２４は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフをそれぞれ切替える制御信号を各スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２へ出力することにより、ＰＡＭ制御を実行する。ここで、制御部２４が行うＰＡＭ制御は、入力電圧に応じてＰＡＭ制御信号（昇圧制御信号）を生成するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）生成技術を用いればよい。また、ＰＷＭ生成技術については、基準電圧と三角波を比較して信号を生成する公知のものを適宜採用すればよく、ここでは詳述しない。
制御部２４は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフをそれぞれ切替える制御信号を各スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２へ出力することにより、ＰＡＭ制御を実行する。ここで、制御部２４が行うＰＡＭ制御は、入力電圧に応じてＰＡＭ制御信号（昇圧制御信号）を生成するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）生成技術を用いればよい。また、ＰＷＭ生成技術については、基準電圧と三角波を比較して信号を生成する公知のものを適宜採用すればよく、ここでは詳述しない。
【0034】
具体的には、制御部２４は、ＰＡＭ制御の実行時において、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いてＰＡＭ制御信号を生成する。そして、制御部２４は、生成したＰＡＭ制御信号に基づいてスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを制御することによりコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧する。
【0035】
具体的には、制御部２４は、交流電源２から出力される電圧が正の極性である区間において、スイッチング素子Ｔｒ１をオフにし、スイッチング素子Ｔｒ２については所定のキャリア周波数で複数回に亘ってオン／オフを切替える。ここで、スイッチング素子Ｔｒ２がオンの場合、コンバータ装置１０には力率改善電流が流れる。このとき、リアクトルＬ１にはエネルギが蓄えられる。そして、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギがコンデンサＣ１，Ｃ２に放出されることで、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧の昇圧及び力率の改善がなされる。
【0036】
また、制御部２４は、交流電源２から出力される電圧が負の極性である区間において、スイッチング素子Ｔｒ２をオフにし、スイッチング素子Ｔｒ１については所定のキャリア周波数で複数回に亘ってオン／オフを切替える。ここで、スイッチング素子Ｔｒ１がオンの場合、コンバータ装置１０には力率改善電流が流れる。このとき、リアクトルＬ１にはエネルギが蓄えられる。そして、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギがコンデンサＣ１，Ｃ２に放出されることで、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧の昇圧及び力率の改善がなされる。
【0037】
このように、制御部２４は、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いてＰＡＭ制御信号を生成し、生成したＰＡＭ制御信号に基づいて、交流電源２から出力される電圧の極性に対応してスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の駆動状態を切替えてＰＡＭ制御を実行する。
そして、制御部２４は、コンデンサＣ１、Ｃ２の端子間電圧が予め設定されている所定の電圧に達すると、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える。このように、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行してコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧してから、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることにより、コンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することが可能となる。
そして、制御部２４は、コンデンサＣ１、Ｃ２の端子間電圧が予め設定されている所定の電圧に達すると、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える。このように、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行してコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧してから、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることにより、コンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することが可能となる。
【0038】
（第１実施形態における各波形について）
次に、図４は、低圧制御から高圧制御へ切替える際にＰＡＭ制御を実行する場合の各波形を示すタイミングチャートである。なお、図４（ａ）は、交流電源２の出力電圧を示す波形図である。図４（ｂ）は、スイッチング素子Ｔｒ１の駆動状態を示す波形図である。図４（ｃ）は、スイッチング素子Ｔｒ２の駆動状態を示す波形図である。図４（ｄ）は、切替スイッチング素子ＳＷ１の駆動状態を示す波形図である。図４（ｅ）は、コンバータ装置１０の出力電圧を示す波形図である。
制御部２４は、上述した通り、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行うことにより、交流電源２から出力される入力電流を交流電源２の出力する交流電圧の周期に近づけるとともに、高調波歪みを所望の歪み率以下にすることができる。
次に、図４は、低圧制御から高圧制御へ切替える際にＰＡＭ制御を実行する場合の各波形を示すタイミングチャートである。なお、図４（ａ）は、交流電源２の出力電圧を示す波形図である。図４（ｂ）は、スイッチング素子Ｔｒ１の駆動状態を示す波形図である。図４（ｃ）は、スイッチング素子Ｔｒ２の駆動状態を示す波形図である。図４（ｄ）は、切替スイッチング素子ＳＷ１の駆動状態を示す波形図である。図４（ｅ）は、コンバータ装置１０の出力電圧を示す波形図である。
制御部２４は、上述した通り、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行うことにより、交流電源２から出力される入力電流を交流電源２の出力する交流電圧の周期に近づけるとともに、高調波歪みを所望の歪み率以下にすることができる。
【0039】
図４（ａ）～（ｅ）より、コンバータ装置１０の出力電圧が１倍圧（低圧）で駆動している期間において、制御部２４は、入力電圧の極性に対応して、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのオン／オフを交互に切替え、入力電圧に同期して電流を整流化する同期整流制御を実行する。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える以前の期間において、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行う。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える以前の期間において、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行う。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。
【0040】
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍に達した際に、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２をオフするとともに、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えて高圧制御を実行する。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧の検出には、例えば、電圧センサや検出抵抗を設ける等公知の手法を適宜採用すればよい。
次に、制御部２４は、高圧制御を実行した後において、スイッチング素子Ｔｒ２をオフにするとともに、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
なお、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした状態でさらにＰＡＭ制御を実行することにより、コンバータ装置１０の出力電圧をさらに高電圧にすることとしてもよい。
次に、制御部２４は、高圧制御を実行した後において、スイッチング素子Ｔｒ２をオフにするとともに、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
なお、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした状態でさらにＰＡＭ制御を実行することにより、コンバータ装置１０の出力電圧をさらに高電圧にすることとしてもよい。
【0041】
図５は、上述のコンバータ装置１０において切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした際に発生するラッシュ電流の比較図である。図５において、太線は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行しなかった場合のコンデンサＣ１に流れる電流である。また、破線は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行しなかった場合のコンデンサＣ２に流れる電流である。細線は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行した場合のコンデンサＣ１，Ｃ２に流れる電流である。
【0042】
図５より、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした直後の破線、太線及び細線を比較すると、細線の電流の振幅は、破線及び太線の各電流の振幅よりも小さい。これは、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行したことにより、ラッシュ電流の発生が抑制されているためである。すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行してコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を予め昇圧することにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした場合にコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。
【0043】
また、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした後の破線及び太線の２つ目の電流の振幅は、ラッシュ電流の影響により一時的に小さくなってしまう。一方、細線の３つ目及び４つ目の電流の振幅は、ラッシュ電流の影響が抑制されているため小さくなることがなく安定している。
【0044】
したがって、制御部２４が低圧制御から高圧制御へ切替える前にＰＡＭ制御を実行することにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした際のラッシュ電流を抑制することができる。これにより、低圧制御から高圧制御へ切替える際にコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れる電流量を安定させることができ、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
なお、図４の説明においては、低圧制御時のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを切替えるタイミングは、交流電源２の入力電圧Ｖｉｎのゼロクロスとしたが、この例に限らず、交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの位相を変調してスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の切替タイミングを変更してもよい。
なお、図４の説明においては、低圧制御時のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを切替えるタイミングは、交流電源２の入力電圧Ｖｉｎのゼロクロスとしたが、この例に限らず、交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの位相を変調してスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の切替タイミングを変更してもよい。
【0045】
（フルブリッジレス回路である場合の例）
また、図１に示すブリッジ整流回路５は、ハーフブリッジレス回路の構成であるが、ダイオードＤ３に並列接続されたスイッチング素子（第３スイッチング素子）Ｔｒ３と、ダイオードＤ４に並列接続されたスイッチング素子（第４スイッチング素子）Ｔｒ４とをさらに備えるフルブリッジレス回路に対しても、上述の制御を適用することが可能である。図６は、図１におけるブリッジ整流回路５をフルブリッジレス回路に変更した場合のモータ駆動装置１の構成を示す図である。
また、図１に示すブリッジ整流回路５は、ハーフブリッジレス回路の構成であるが、ダイオードＤ３に並列接続されたスイッチング素子（第３スイッチング素子）Ｔｒ３と、ダイオードＤ４に並列接続されたスイッチング素子（第４スイッチング素子）Ｔｒ４とをさらに備えるフルブリッジレス回路に対しても、上述の制御を適用することが可能である。図６は、図１におけるブリッジ整流回路５をフルブリッジレス回路に変更した場合のモータ駆動装置１の構成を示す図である。
【0046】
ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路である場合においても、制御部２４は、ＰＡＭ制御の実行時において、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いてＰＡＭ制御信号を生成し、生成したＰＡＭ制御信号に基づいてスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを制御することによりコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧する。このとき、制御部２４は、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４の両方をオフにしてもよく、又はスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに対応して相補ＰＷＭ制御を実行してもよい。
【0047】
制御部２４は、モータ回転数が所定の回転数以下の場合に、低圧制御を行う。
例えば、制御部２４は、交流電源２から出力される電圧が正の極性である区間においては、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３をオン、かつスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４についてはオフに制御する。スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンの場合、交流電源２の第１端子→リアクトルＬ１→スイッチング素子Ｔｒ３→コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｔｒ２→交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１、Ｃ２が充電される。
例えば、制御部２４は、交流電源２から出力される電圧が正の極性である区間においては、スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３をオン、かつスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４についてはオフに制御する。スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンの場合、交流電源２の第１端子→リアクトルＬ１→スイッチング素子Ｔｒ３→コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｔｒ２→交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１、Ｃ２が充電される。
【0048】
また、制御部２４は、交流電源２から出力される電圧が負の極性である区間においては、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４をオン、かつスイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３についてはオフに制御する。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンの場合、交流電源２の第１端子→スイッチング素子Ｔｒ４→コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｔｒ１→リアクトルＬ１→交流電源２の第２端子へと電流が流れ、コンデンサＣ１、Ｃ２が充電される。
なお、フルブリッジレス回路の場合、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を常時オフにする場合、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４に代わってダイオードＤ３，Ｄ４へ電流が流れる。
なお、フルブリッジレス回路の場合、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を常時オフにする場合、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４に代わってダイオードＤ３，Ｄ４へ電流が流れる。
【0049】
ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路であって、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を備える場合においても、制御部２４は、ブリッジ整流回路５がハーフブリッジレス回路である場合と同様に、交流電源２から出力される電圧の極性に対応してスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを切替えて、ＰＡＭ制御を実行する。すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える前にＰＡＭ制御を実行して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を予め昇圧することにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした場合にコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。なお、制御部２４がＰＡＭ制御を実行する際、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４は、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２に対応する相補ＰＷＭ制御によりオン／オフが切換えられてもよい。
【0050】
図７は、図６のモータ駆動装置１において、低圧制御から高圧制御へ切替える際にＰＡＭ制御を実行する場合の各波形を示すタイミングチャートである。なお、図７（ａ）は、交流電源２の出力電圧を示す波形図である。図７（ｂ）は、スイッチング素子Ｔｒ１の駆動状態を示す波形図である。図７（ｃ）は、スイッチング素子Ｔｒ２の駆動状態を示す波形図である。図７（ｄ）は、スイッチング素子Ｔｒ３の駆動状態を示す波形図である。図７（ｅ）は、スイッチング素子Ｔｒ４の駆動状態を示す波形図である。図７（ｆ）は、切替スイッチング素子ＳＷ１の駆動状態を示す波形図である。図７（ｇ）は、コンバータ装置１０の出力電圧を示す波形図である。
制御部２４は、ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路である場合においても、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行うことにより、交流電源２から出力される入力電流を交流電源２の出力する交流電圧の周期に近づけるとともに、高調波歪みを所望の歪み率以下にすることができる。
制御部２４は、ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路である場合においても、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行うことにより、交流電源２から出力される入力電流を交流電源２の出力する交流電圧の周期に近づけるとともに、高調波歪みを所望の歪み率以下にすることができる。
【0051】
図７（ａ）～（ｇ）より、コンバータ装置１０の出力電圧が１倍圧（低圧）で駆動している期間において、制御部２４は、入力電圧の極性に対応して、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４のそれぞれのオン／オフを交互に切替え、入力電圧に同期して電流を整流化する同期整流制御を実行する。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える以前の期間において、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行う。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。この時、図７（ｄ），（ｅ）より、制御部２４は、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４がスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに対応する相補ＰＷＭ制御を実行するように、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４へ制御信号を送信する。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える以前の期間において、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行う。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。この時、図７（ｄ），（ｅ）より、制御部２４は、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４がスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに対応する相補ＰＷＭ制御を実行するように、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４へ制御信号を送信する。
【0052】
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍に達した際に、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ４をオフするとともに、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えて高圧制御を実行する。なお、この時、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ４をオフすることに代わって、再び同期整流制御を実行してもよい。
図７において、制御部２４は、高圧制御を実行した後、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４はオフするとともに、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
なお、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした状態で同様にＰＡＭ制御を実行することにより、コンバータ装置１０の出力電圧をさらに高電圧にする。
図７において、制御部２４は、高圧制御を実行した後、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４はオフするとともに、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
なお、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした状態で同様にＰＡＭ制御を実行することにより、コンバータ装置１０の出力電圧をさらに高電圧にする。
【0053】
以上より、制御部２４は、ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路である場合においても、ブリッジ整流回路５がハーフブリッジレス回路である場合と同様に、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える以前の期間において、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを交互に切替えてＰＡＭ制御を行うことが可能である。そのため、ブリッジ整流回路５がフルブリッジレス回路である場合においても、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした際のコンバータ装置１０に発生するラッシュ電流を抑制することができる。
【0054】
また、上述の例では、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍に達した際にＰＡＭ制御を中断し、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにしていたが、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えるタイミングはこの例に限らない。例えば、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が高圧制御の端子間電圧の近傍に設定された所定の閾値以上となった場合に、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることにしてもよい。なお、所定の閾値は、コンバータ装置１０の駆動条件やコンバータ装置１０が備える電子部品の耐圧に基づいて決定されればよい。
【0055】
〔第２実施形態〕
図８は、図１において、切替スイッチング素子をパワートランジスタに変更した場合のモータ駆動装置１の構成を示す図である。
上述した第１実施形態では、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２をＰＡＭ制御することにより切替スイッチング素子ＳＷ１の切替え時におけるサージ電流を抑制したが、本実施形態は、切替スイッチング素子ＳＷ２をＰＷＭ制御することによりコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧させる点で上述した第１実施形態と異なる。また、本実施形態では、上述した切替スイッチング素子ＳＷ１をパワートランジスタである切替スイッチング素子ＳＷ２に変更する。
以下、上述した第１実施形態と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。
図８は、図１において、切替スイッチング素子をパワートランジスタに変更した場合のモータ駆動装置１の構成を示す図である。
上述した第１実施形態では、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２をＰＡＭ制御することにより切替スイッチング素子ＳＷ１の切替え時におけるサージ電流を抑制したが、本実施形態は、切替スイッチング素子ＳＷ２をＰＷＭ制御することによりコンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を漸近的に昇圧させる点で上述した第１実施形態と異なる。また、本実施形態では、上述した切替スイッチング素子ＳＷ１をパワートランジスタである切替スイッチング素子ＳＷ２に変更する。
以下、上述した第１実施形態と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【0056】
切替スイッチング素子ＳＷ２は、切替スイッチング素子ＳＷ１と同様に、直列接続されたスイッチング素子Ｔｒ２及びダイオードＤ４の間の接続点Ｐ１に第１端子が接続され、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の間の中点Ｐ２に第２端子が接続されている。また、切替スイッチング素子ＳＷ２は、制御部２４から制御信号が入力されることによってオン／オフのいずれかの状態とされる。切替スイッチング素子ＳＷ２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタである。
【0057】
制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替えて高圧制御を実行する以前の期間において、図９に示すように、切替スイッチング素子ＳＷ２を漸近的に増加するデューティ比に従ってＰＷＭ制御する。制御部２４が、切替スイッチング素子ＳＷ２のＰＷＭ信号のデューティ比を漸近的に増加することによって、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を高圧制御の端子間電圧に徐々に近づけることができる。そして、高圧制御が実行される場合において、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンにした際のコンバータ装置１０に発生するラッシュ電流を抑制することができる。
【0058】
具体的には、コンバータ装置１０の出力電圧が１倍圧（低圧）で駆動している期間において、制御部２４は、入力電圧の極性に対応して、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのオン／オフを交互に切替え、入力電圧に同期して電流を整流化する同期整流制御を実行する。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替える以前の期間において、切替スイッチング素子ＳＷ２のＰＷＭ信号のデューティ比を漸近的に増加する。これにより、切替スイッチング素子ＳＷ２の両端子間の電位差を徐々に低減させ、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧とする高圧制御を実行する前、すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替える以前の期間において、切替スイッチング素子ＳＷ２のＰＷＭ信号のデューティ比を漸近的に増加する。これにより、切替スイッチング素子ＳＷ２の両端子間の電位差を徐々に低減させ、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づける。
【0059】
なお、切替スイッチング素子ＳＷ２がオンである時に、スイッチング素子Ｔｒ２がオンであると、逆電流が発生してしまい、電子部品の耐久性や寿命を低下させてしまう虞がある。そのため、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ２がオンである時には、スイッチング素子Ｔｒ２は常にオフにするか、又は、切替スイッチング素子ＳＷ２がオフである時にのみスイッチング素子Ｔｒ２をオフにする相補ＰＷＭ制御を実行する。
【0060】
次に、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍に達した際に、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替えて高圧制御を実行する。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧の検出には、例えば、電圧センサや検出抵抗を設ける等、公知の手法を適宜採用すればよい。
制御部２４は、高圧制御を実行した後、スイッチング素子Ｔｒ２をオフして、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
制御部２４は、高圧制御を実行した後、スイッチング素子Ｔｒ２をオフして、スイッチング素子Ｔｒ１のオン／オフを交互に切替えて同期整流制御を実行する。
【0061】
図１０は、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンにした際のコンバータ装置１０に発生するラッシュ電流の比較図である。図１０において、太線は、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替える前に切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加しなかった場合のコンデンサＣ１に流れる電流である。また、破線は、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替える前に切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加しなかった場合のコンデンサＣ２に流れる電流である。細線は、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替える前に切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加した場合のコンデンサＣ１，Ｃ２に流れる電流である。なお、図１０において、細線の振幅に描かれる垂線は、切替スイッチング素子ＳＷ２のオン／オフが切替わっていることを表す。
【0062】
図１０より、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替えた後の破線、太線及び細線を比較すると、細線の電流の振幅は、破線及び太線の各電流の振幅よりも小さい。これは、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替える前に切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加したことにより、ラッシュ電流の発生が抑制されているためである。すなわち、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替える前に切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加して、切替スイッチング素子ＳＷ２の両端子間の電位差を徐々に低減させることにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えた場合にコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。
【0063】
また、切替スイッチング素子ＳＷ１をデューティ比１００％でオンに切替えた後の破線及び太線の２つ目の電流の振幅は、ラッシュ電流の影響により一時的に小さくなってしまう。一方、細線の３つ目及び４つ目の電流の振幅は、ラッシュ電流の影響が抑制されているため小さくなることがなく安定している。
【0064】
したがって、制御部２４が切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えた際のラッシュ電流を抑制することにより、低圧制御から高圧制御へ切替える際にコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れる電流量を安定させることができ、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
【0065】
上述の例では、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ２のデューティ比を漸近的に増加し、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍に達した際に、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替えていたが、切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替えるタイミングはこの例に限らない。例えば、制御部２４は、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が高圧制御の端子間電圧の近傍に設定された所定の閾値以上となった場合に、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替えてもよい。また、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧が高圧制御の端子間電圧の近傍に設定された所定の閾値以上となった場合に限らず、デューティ比が所定値まで増加した場合に、切替スイッチング素子ＳＷ２をデューティ比１００％でオンに切替えてもよい。なお、所定の閾値又はデューティ比の所定値は、コンバータ装置１０の駆動条件やコンバータ装置１０が備える電子部品の耐圧に基づいて決定されればよい。
【0066】
また、上述の例では、ブリッジ整流回路５がハーフブリッジレス回路の例を示したが、この例に限らず、フルブリッジレス回路であってもよい。この場合、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ２をＰＷＭ制御することに代わって、図６に例示するスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のそれぞれをＰＷＭ制御することにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を逐次的に昇圧して、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を交流電源２の入力電圧Ｖｉｎの２倍の直流電圧に近づけることとしてもよい。
【0067】
本開示の幾つかの本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
制御部２４は、低圧制御から高圧制御へ切替える際に、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した昇圧制御信号を用いてスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを制御する。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧する。そして、制御部２４が、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧させた後に切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンさせたときのコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。この結果、コンバータ装置１０が備える電子部品が破損することを抑制し、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
制御部２４は、低圧制御から高圧制御へ切替える際に、交流電源２の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した昇圧制御信号を用いてスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン／オフを制御する。これにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧する。そして、制御部２４が、コンデンサＣ１，Ｃ２の端子間電圧を昇圧させた後に切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替えることにより、切替スイッチング素子ＳＷ１をオンさせたときのコンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。この結果、コンバータ装置１０が備える電子部品が破損することを抑制し、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
【0068】
また、他の実施形態によれば、制御部２４は、切替スイッチング素子ＳＷ１の代わりにパワートランジスタである切替スイッチング素子ＳＷ２を利用し、低圧制御から高圧制御に切替える際に、切替スイッチング素子ＳＷ２へＰＷＭ信号を出力することによって切替スイッチング素子ＳＷ２のオン／オフを切替える。この際、切替スイッチング素子ＳＷ２のＰＷＭ信号のデューティ比は漸近的に増加することにより、切替スイッチング素子ＳＷ２の両端子間の電位差を徐々に低減させることができる。これにより、低圧制御から高圧制御へ切替える際において、コンデンサＣ１，Ｃ２へ流れるラッシュ電流を抑制することができる。この結果、コンバータ装置１０が備える電子部品が破損することを抑制し、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
【0069】
また、制御部２４は、コンバータ装置１０の出力電圧が所定の閾値以上となった場合に切替スイッチング素子ＳＷ１をオンに切替える、又は、切替スイッチング素子ＳＷ２のＰＷＭ信号のデューティ比を所定値まで増加させた場合に切替スイッチング素子ＳＷ２をオンに切替える。所定の閾値又はデューティ比を所定値は、高圧制御の端子間電圧の近傍の値に基づいて設定されているので、この状態で制御部２４が切替スイッチング素子をオンに切替えることで、コンデンサＣ１，Ｃ２にラッシュ電流が流れることを抑制することができる。これにより、コンバータ装置１０を安全に駆動することができる。
【0070】
以上、本開示について実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれる。また、上記実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【0071】
（付記事項）
上述した実施形態に記載のコンバータ装置、及びこれを備えたモータ駆動装置は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るコンバータ装置は、交流電源（２）から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子（Ｔｒ１）と第１スイッチング素子と直列接続される整流素子（Ｄ３）又は第３スイッチング素子（Ｔｒ３）とを備える第１アーム部（ａｒｍ１）と、第２スイッチング素子（Ｔｒ２）と第２スイッチング素子と直列接続される整流素子（Ｄ４）又は第４スイッチング素子（Ｔｒ４）とを備える第２アーム部（ａｒｍ２）とを備えるブリッジ整流回路（５）と、ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、直列接続された複数のスイッチング素子の間の接続点（Ｐ１）、又は直列接続されたスイッチング素子と整流素子との間の接続点（Ｐ１）に第１端子が接続され、複数のコンデンサの間の中点（Ｐ２）に第２端子が接続された切替スイッチング素子（ＳＷ１）と、切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部（２４）とを備え、制御部は、交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した昇圧制御信号に基づいて第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御することによりコンデンサの端子間電圧を昇圧した後に切替スイッチング素子をオンに切替える。
上述した実施形態に記載のコンバータ装置、及びこれを備えたモータ駆動装置は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るコンバータ装置は、交流電源（２）から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子（Ｔｒ１）と第１スイッチング素子と直列接続される整流素子（Ｄ３）又は第３スイッチング素子（Ｔｒ３）とを備える第１アーム部（ａｒｍ１）と、第２スイッチング素子（Ｔｒ２）と第２スイッチング素子と直列接続される整流素子（Ｄ４）又は第４スイッチング素子（Ｔｒ４）とを備える第２アーム部（ａｒｍ２）とを備えるブリッジ整流回路（５）と、ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、直列接続された複数のスイッチング素子の間の接続点（Ｐ１）、又は直列接続されたスイッチング素子と整流素子との間の接続点（Ｐ１）に第１端子が接続され、複数のコンデンサの間の中点（Ｐ２）に第２端子が接続された切替スイッチング素子（ＳＷ１）と、切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部（２４）とを備え、制御部は、交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した昇圧制御信号に基づいて第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御することによりコンデンサの端子間電圧を昇圧した後に切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0072】
本開示のコンバータ装置によれば、制御部は、低圧制御から高圧制御へ切替える際に、交流電源の交流電圧の周波数よりも高い周波数のキャリア周波数を用いて昇圧制御信号を生成し、生成した昇圧制御信号を用いて第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のオン／オフを制御する。換言すると、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子をＰＷＭ制御する。これにより、コンデンサの端子間電圧を昇圧させた後に、切替スイッチング素子をオンに切替える。このように、切替スイッチング素子をオンに切替える前に、コンバータ装置の出力電圧を昇圧しておくことにより、切替スイッチング素子をオンに切替えたときにコンデンサへ流れるラッシュ電流を抑制することができる。この結果、コンバータ装置が備える電子部品が破損することを抑制し、コンバータ装置を安全に駆動することができる。
【0073】
本開示の第２態様に係るコンバータ装置は、交流電源（２）から供給される交流電力を整流するとともに、第１スイッチング素子と第１スイッチング素子（Ｔｒ１）と直列接続される整流素子（Ｄ３）又は第３スイッチング素子（Ｔｒ３）を備える第１アーム部（ａｒｍ１）と、第２スイッチング素子（Ｔｒ２）と第２スイッチング素子と直列接続される整流素子（Ｄ４）又は第４スイッチング素子（Ｔｒ４）を備える第２アーム部（ａｒｍ１）とを備えるブリッジ整流回路（５）と、ブリッジ整流回路の出力側に並列接続されるとともに、互いに直列接続された複数のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、直列接続された複数のスイッチング素子の間の接続点（Ｐ１）、又は直列接続されたスイッチング素子と整流素子との間の接続点（Ｐ１）に第１端子が接続され、複数のコンデンサの間の中点（Ｐ２）に第２端子が接続された切替スイッチング素子（ＳＷ２）と、切替スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、低圧の電圧を出力する低圧制御と、高圧の電圧を出力する高圧制御とを切替える制御部（２４）とを備え、制御部は、低圧制御から高圧制御に切替える際に、切替スイッチング素子を漸近的に増加するデューティ比に従ってＰＷＭ制御させた後に切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0074】
本開示のコンバータ装置によれば、切替スイッチング素子は、低圧制御から高圧制御に切替える際に、制御部から出力されるＰＷＭ信号によってオン／オフが切替えられる。この際、ＰＷＭ信号のデューティ比は漸近的に増加されることから、切替スイッチング素子の両端子間の電位差を徐々に低減させることができる。これにより、低圧制御から高圧制御へ切替える際において、コンデンサへ流れるラッシュ電流を抑制することができる。この結果、コンバータ装置が備える電子部品が破損することを抑制し、コンバータ装置を安全に駆動することができる。
【0075】
本開示の第３態様に係るコンバータ装置は、前記第１態様において、制御部は、前記端子間電圧が前記高圧制御の端子間電圧の近傍に設定された所定の閾値以上となった場合に、切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0076】
本開示のコンバータ装置によれば、制御部は、端子間電圧が所定の閾値以上となった場合に、切替スイッチング素子をオンに切替える。所定の閾値が高圧制御の端子間電圧の近傍に設定されているので、この状態で制御部が切替スイッチング素子をオンに切替えることで、コンデンサにラッシュ電流が流れることを抑制することができる。これにより、コンバータ装置を安全に駆動することができる。
【0077】
本開示の第４態様に係るコンバータ装置は、前記第２態様において、デューティ比を所定値まで増加させた場合に、切替スイッチング素子をオンに切替える。
【0078】
本開示のコンバータ装置によれば、制御部は、デューティ比を所定値まで増加させた場合に、切替スイッチング素子をオンに切替える。所定値は、切替スイッチング素子の両端子間の電位差が高圧制御の端子間電圧の近傍にとなる値に設定されているので、この状態で制御部が切替スイッチング素子をオンに切替えることで、コンデンサにラッシュ電流が流れることを抑制することができる。これにより、コンバータ装置を安全に駆動することができる。
【0079】
本開示の第５態様に係るモータ駆動装置は、前記第１態様乃至前記第４態様のいずれかのコンバータ装置を備える。
【符号の説明】
【0080】
１ モータ駆動装置
２ 交流電源
５ ブリッジ整流回路
１０ コンバータ装置
２１ 入力電流検出部
２２ 入力電圧検出部
２４ 制御部
４０ インバータ装置
５０ モータ
ａｒｍ１ 第１アーム部
ａｒｍ２ 第２アーム部
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１～Ｄ４ ダイオード
Ｌ１ リアクトル
Ｐ１ 接続点
Ｐ２ 中点
Ｔｒ１～Ｔｒ４ スイッチング素子
２ 交流電源
５ ブリッジ整流回路
１０ コンバータ装置
２１ 入力電流検出部
２２ 入力電圧検出部
２４ 制御部
４０ インバータ装置
５０ モータ
ａｒｍ１ 第１アーム部
ａｒｍ２ 第２アーム部
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１～Ｄ４ ダイオード
Ｌ１ リアクトル
Ｐ１ 接続点
Ｐ２ 中点
Ｔｒ１～Ｔｒ４ 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】
