(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】
(24)【登録日】2023-11-24
(45)【発行日】2023-12-04
(54)【発明の名称】電力変換装置及びＸ線画像撮影装置、モータードライブ装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20231127BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20231127BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 A
H02M7/48 E
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019223556
(22)【出願日】2019-12-11
(65)【公開番号】P2021093854
(43)【公開日】2021-06-17
【審査請求日】2022-12-05
(73)【特許権者】
【識別番号】320011683
【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】河口 祐樹
(72)【発明者】
【氏名】進藤 将太郎
(72)【発明者】
【氏名】正木 貴之
(72)【発明者】
【氏名】小川 美奈
【審査官】町田 舞
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０７２０３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１１８７８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２２９７１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１９４９２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１７４６５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１０６１０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０４２５７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１１０５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１５２１６５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／００－７／４０
Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体のＸ線画像を撮影するＸ線画像撮影装置であって、上アームのスイッチング素子である上アーム素子と下アームのスイッチング素子である下アーム素子とが三相の各相に設けられる三相変換回路と、
前記上アーム素子をオンに固定する期間である上アーム期間と前記下アーム素子をオンに固定する期間である下アーム期間とを交互に切り替えるスイッチング制御部と、を備える電力変換装置であって、
前記スイッチング制御部は、予め設定される電力パターンを積算して算出される電力積算値に基づいて、前記上アーム期間と前記下アーム期間とを切り替える電力変換装置を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は三相電力を扱う電力変換装置及びそれを備えるＸ線画像撮影装置、モータードライブ装置に係り、特に電力変換装置の損失を低減する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
被検体のＸ線画像を撮影するＸ線画像撮影装置やモーターを駆動するモータードライブ装置には、三相電力を扱う電力変換装置であるコンバータやインバータが搭載される。電力変換装置では発熱の抑制が重要であり、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御でのスイッチング損失を低減するために二相変調方式が用いられる。二相変調方式では、上アームと下アームのいずれか一方のスイッチング素子を１２０°毎に１相ずつオンに固定しスイッチング回数を減少させることによりスイッチング損失を低減させる。
【0003】
さらに特許文献１には、二相変調方式において、オンに固定されるスイッチング素子の発熱ともう一方のスイッチング素子の発熱とのアンバランスを抑制する技術が開示されている。具体的には、上アームのスイッチング素子をオンに固定する期間と下アームのスイッチング素子をオンに固定する期間とをほぼ等しく設定し、周期的に切り替えるか交互に実施する二相変調方式が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第４１５８７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１では、電力変換装置の負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合について配慮がなされていない。すなわち、スイッチング素子をオンに固定する期間を上アームと下アームとでほぼ等しく設定し、両期間を周期的に切り替えたとしても、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合には、スイッチング素子の発熱にアンバランスが生じる。
【0006】
そこで、本発明は、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合であっても、複数のスイッチング素子での発熱の差異を低減可能な電力変換装置及びそれを備えたＸ線画像撮影装置、モータードライブ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】
上記目的を達成するために本発明は、上アームのスイッチング素子である上アーム素子と下アームのスイッチング素子である下アーム素子とが三相の各相に設けられる三相変換回路と、前記上アーム素子をオンに固定する期間である上アーム期間と前記下アーム素子をオンに固定する期間である下アーム期間とを交互に切り替えるスイッチング制御部と、を備える電力変換装置であって、前記スイッチング制御部は、予め設定される電力パターンを積算して算出される電力積算値に基づいて、前記上アーム期間と前記下アーム期間とを切り替えることを特徴とする。
【0008】
また本発明は、被検体のＸ線画像を撮影するＸ線画像撮影装置であって、前記電力変換装置を備えることを特徴とする。
【0009】
また本発明は、モーターを駆動するモータードライブ装置であって、前記電力変換装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合であっても、複数のスイッチング素子での発熱の差異を低減可能な電力変換装置及びそれを備えたＸ線画像撮影装置、モータードライブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】Ｘ線画像撮影装置の一例であるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す図である。
【図2】実施例１の電力変換装置の構成の一例を示す図である。
【図3A】実施例１のＡＣ／ＤＣ変換回路の一例を示す図である。
【図3B】実施例１のＤＣ／ＤＣ変換回路の一例を示す図である。
【図4A】上アーム素子をオンに固定する二相変調方式を説明する図である。
【図4B】下アーム素子をオンに固定する二相変調方式を説明する図である。
【図5】実施例１において閾値を算出する処理の流れの一例を示す図である。
【図6】実施例１の電力変換装置の動作の流れの一例を示す図である。
【図7】実施例１の電力変換装置の動作を補足説明する図である。
【図8】比較例の電力変換装置の動作を補足説明する図である。
【図9】比較例と実施例１の電力変換装置を比較する図である。
【図10】温度と電力量の関係を示すテーブルの一例を示す図である。
【図11】実施例１において切り替えタイミングを算出する処理の流れの一例を示す図である。
【図12】実施例１の電力変換装置の動作の流れの他の例を示す図である。
【図13】実施例２の電力変換装置の構成の一例を示す図である。
【図14A】実施例２のＡＣ／ＤＣ変換回路の一例を示す図である。
【図14B】実施例２のＤＣ／ＡＣ変換回路の一例を示す図である。
【図15】実施例２において閾値を算出する処理の流れの一例を示す図である。
【図16】実施例２の電力変換装置の動作の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面に従って本発明に係る電力変換装置及びＸ線画像撮影装置、モータードライブ装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【実施例1】
【0013】
図１を用いて、Ｘ線画像撮影装置の一例であるＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置の全体構成について説明する。図１に示すようにＸ線ＣＴ装置１は、スキャンガントリ部１００と操作ユニット１２０を備える。
【0014】
スキャンガントリ部１００は、Ｘ線管装置１０１、回転円盤１０２、コリメータ１０３、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７、寝台装置１０５、ガントリ制御装置１０８、寝台制御装置１０９、X線制御装置１１０、電力変換装置１１１を備える。Ｘ線管装置１０１は寝台装置１０５上に載置された被検体１０にＸ線を照射する装置である。コリメータ１０３はＸ線の照射範囲を制限する装置である。回転円盤１０２は、寝台装置１０５上に載置された被検体１０が入る開口部１０４を備えるとともに、Ｘ線管装置１０１とＸ線検出器１０６を搭載し、Ｘ線管装置１０１とＸ線検出器１０６を被検体１０の周囲で回転させる。
【0015】
Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線管装置１０１と対向配置され、被検体１０を透過したＸ線を検出することにより透過Ｘ線の空間的な分布を計測する装置である。Ｘ線検出器１０６の検出素子は、回転円盤１０２の回転方向に一次元に配列される場合と、回転円盤１０２の回転方向と回転軸方向との二次元に配列される場合がある。データ収集装置１０７は、Ｘ線検出器１０６で検出されたＸ線量をデジタルデータとして収集する装置である。
【0016】
ガントリ制御装置１０８は回転円盤１０２の回転及び傾斜を制御する装置である。寝台制御装置１０９は、寝台装置１０５の上下前後左右動を制御する装置である。Ｘ線制御装置１１０は、電力変換装置１１１の出力を制御する装置である。電力変換装置１１１は、Ｘ線管装置１０１に印加される高電圧である管電圧等を発生する装置である。電力変換装置１１１の詳細は図２が用いられて後述される。
【0017】
操作ユニット１２０は、入力装置１２１、画像処理装置１２２、表示装置１２５、記憶装置１２３、システム制御装置１２４を備える。入力装置１２１は、被検体１０の氏名、検査日時、撮影条件等を入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイス、タッチパネル等である。画像処理装置１２２は、データ収集装置１０７から送信される計測データを演算処理してＣＴ画像を再構成する装置である。表示装置１２５は、画像処理装置１２２で再構成されたＣＴ画像やその他のデータを表示する装置であり、具体的には液晶ディスプレイ等である。記憶装置１２３は、データ収集装置１０７で収集されたデータや画像処理装置１２２で再構成されたＣＴ画像等を記憶する装置であり、具体的にはＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等である。システム制御装置124は、各部を制御する装置であり、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。
【0018】
入力装置１２１から入力された撮影条件に基づき、Ｘ線管装置１０１に印加される管電圧や管電流を電力変換装置１１１が発生することにより、撮影条件に応じたＸ線がＸ線管装置１０１から被検体１０に照射される。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線管装置１０１から照射され被検体１０を透過したＸ線を多数のＸ線検出素子で検出し、透過Ｘ線の分布を計測する。回転円盤１０２はガントリ制御装置１０８により制御され、入力装置１２１から入力された撮影条件、特に回転速度等に基づいて回転する。寝台装置１０５は寝台制御装置１０９によって制御され、入力装置１２１から入力された撮影条件、特にらせんピッチ等に基づいて動作する。
【0019】
Ｘ線管装置１０１からのＸ線照射とＸ線検出器１０６によるＸ線計測が回転円盤１０２の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。投影データは、各角度を表すビュー（View）と、Ｘ線検出器１０６の検出素子番号であるチャネル（ch）番号及び列番号と対応付けられる。取得された様々な角度からの投影データは画像処理装置１２２に送信される。画像処理装置１２２は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりＣＴ画像を再構成する。再構成されたＣＴ画像は表示装置１２５に表示され、医師の診断に用いられる。
【0020】
図２を用いて電力変換装置１１１の一例について説明する。電力変換装置１１１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１、ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２、スイッチング制御部２０３、電流計測部２０４を備える。
【0021】
ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１は、商用の三相電源２００から供給される三相電力を直流電力に変換する回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の出力端にはＤＣ／ＤＣ変換回路２０２が接続される。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の詳細は図３Ａが用いられて後述される。
【0022】
ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１から出力される直流電力を交流電力に変換した後、さらに直流電力に変換する回路である。ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２の出力端には、電力変換装置１１１の負荷であるＸ線管装置１０１が接続される。なお回転円盤１０２に搭載されないＡＣ／ＤＣ変換回路２０１から出力される直流電力は、回転円盤１０２に搭載されるＤＣ／ＤＣ変換回路２０２にスリップリング等を介して供給される。ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２の詳細は図３Ｂが用いられて後述される。
【0023】
電流計測部２０４は、三相電源２００からＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に供給される電流である入力電流を計測する回路である。電流計測部２０４によって計測された入力電流の値は、スイッチング制御部２０３へ送信される。
【0024】
スイッチング制御部２０３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１が有するスイッチング素子を、Ｘ線管装置１０１に供給される電圧パターンと電流パターンから算出される電力パターンに基づいて制御する装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算器を有する。またスイッチング制御部２０３は、電流計測部２０４から送信される電流の値をスイッチング素子の制御に必要に応じて用いる。スイッチング制御部２０３の動作の詳細は図６等が用いられて後述される。
【0025】
図３Ａを用いて、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の一例について説明する。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１は、リアクトルＬ１１～Ｌ１３と、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、逆並列ダイオードＤＱ１～ＤＱ６と、平滑コンデンサＣ１１を備え、直流電圧Ｖｄｃを出力する。なおＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に供給される電流を計測する電流計測部２０４は、三相のそれぞれの電流を計測しても良いし、図３Ａに示されるように、三相のうちの任意の二相の電流を計測しても良い。二相の電流が計測される場合、残りの一相の電流は二相の電流の値から算出される。
【0026】
リアクトルＬ１１～Ｌ１３は三相電源２００の各相から供給される電流に含まれる高調波電流を抑制するコイルである。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６はスイッチング制御部２０３によってオン／オフ制御されるスイッチであり、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の半導体デバイスである。スイッチング素子Ｑ１とＱ２との接続点に三相のうちのＵ相が、Ｑ３とＱ４との接続点にＶ相が、Ｑ５とＱ６との接続点にＷ相がそれぞれ入力される。逆並列ダイオードＤＱ１～ＤＱ６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれと並列であって逆極性に接続されるダイオードであり、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を逆電流から保護する。平滑コンデンサＣ１１は出力電圧のリプルを抑制するコンデンサである。
【0027】
なおスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５と逆並列ダイオードＤＱ１、ＤＱ３、ＤＱ５を上アーム３０１、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６と逆並列ダイオードＤＱ２、ＤＱ４、ＤＱ６を下アーム３０２と呼ぶ。さらに上アーム３０１に含まれるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を上アーム素子、下アーム３０２に含まれるスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を下アーム素子と呼ぶ。また三相のうちのある相の上アーム素子がオンであるとき、同じ相の下アーム素子はオフである。例えばスイッチング素子Ｑ１がオンであればスイッチング素子Ｑ２がオフであり、スイッチング素子Ｑ４がオンであればスイッチング素子Ｑ３がオフである。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１は、上アーム素子と下アーム素子とが三相の各相に設けられる三相変換回路である。
【0028】
図３Ｂを用いて、ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２の一例について説明する。ＤＣ／ＤＣ変換回路２０２は、平滑コンデンサＣｄｃ１と、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４と、逆並列ダイオードＤ１～Ｄ４と、高周波トランスＴ１と、整流ダイオードＤ２１～Ｄ２４と、平滑コンデンサＣｄｃ２を備える。直流電圧Ｖｄｃが入力されるＤＣ／ＤＣ変換回路２０２は、Ｘ線管装置１０１に管電圧Ｖｘと管電流Ｉｘを出力する。
【0029】
平滑コンデンサＣｄｃ１は、スリップリング等を介して供給される直流電圧Ｖｄｃに含まれる高周波電圧を平滑化するコンデンサである。スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４はオン／オフ制御されるスイッチであり、逆並列ダイオードＤ１～Ｄ４とともにフルブリッジ回路を構成する。逆並列ダイオードＤ１～Ｄ４はスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４のそれぞれと並列であって逆極性に接続されるダイオードである。高周波トランスＴ１はフルブリッジ回路から出力される交流電圧を変圧する変圧器である。整流ダイオードＤ２１～Ｄ２４は高周波トランスＴ１から出力される交流電圧を整流するダイオードである。平滑コンデンサＣｄｃ２は管電圧Ｖｘのリプルを抑制するコンデンサである。
【0030】
図４Ａを用いて、上アーム素子をオンに固定する二相変調方式について説明する。図４Ａには、パルス幅変調出力を作り出すための三角波と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各変調波が示される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各変調波は１２０°毎に三角波の振幅の最大値である１に固定され、各変調波が三角波よりも大きいときに上アーム素子、例えば図３Ａのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５がオンになる。すなわち図４Ａに示される二相変調方式では１２０°毎に上アーム素子がオンに固定されるとともに下アーム素子がオフに固定されるので、上アーム素子と下アーム素子が常にオンオフ動作する三相変調方式に比較してスイッチング損失を約２／３に低減できる。
【0031】
図４Ｂには、下アーム素子をオンに固定する二相変調方式の場合の三角波と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各変調波が示される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各変調波は１２０°毎に三角波の振幅の最小値である０に固定され、各変調波が三角波よりも小さいときに下アーム素子、例えば図３Ａのスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６がオンになる。すなわち図４Ｂに示される二相変調方式では１２０°毎に下アーム素子がオンに固定されるとともに上アーム素子がオフに固定されるので、図４Ａの場合と同様に、三相変調方式に比較してスイッチング損失を低減できる。
【0032】
オンに固定されている間、上アーム素子と下アーム素子は電力変換装置１１１の負荷に供給される電力に応じて発熱するので、上アーム素子と下アーム素子の一方のみをオンに固定すると発熱にアンバランスが生じる。このような発熱のアンバランスは、上アーム素子をオンに固定する期間である上アーム期間と下アーム素子をオンに固定する期間である下アーム期間とをほぼ等しく設定して周期的に切り替えることで抑制される。
【0033】
しかし、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合にはその限りではない。すなわち上アーム期間と下アーム期間とをほぼ等しく設定したとしても、上アーム期間に上アーム素子に供給される電力と、下アーム期間に下アーム素子に供給される電力との差異が大きくなる場合がある。そこで本実施例では、スイッチング制御部２０３が、予め設定される電力パターンを積算して算出される電力積算値に基づいて、上アーム期間と下アーム期間とを切り替えることにより、上アーム素子と下アーム素子での発熱の差異を低減する。より具体的には、電力積算値に応じて上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力量と、電力積算値に応じて下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力量との差異が所定値以下になるように予め算出される閾値を、電流計測部２０４によって計測される電流の積算値が超えるときに、上アーム期間と下アーム期間とが切り替えられる。所定値はより小さい値であることが好ましく、ゼロであることが最も好ましい。
【0034】
図５を用いて、閾値を算出する処理の流れの一例について説明する。
【0035】
（Ｓ５０１）
スイッチング制御部２０３は、Ｘ線管装置１０１に供給される電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）を取得する。例えば、入力装置１２１から入力される撮影条件に含まれる管電圧や管電流、撮影モードのシーケンス情報に基づいて、負荷であるＸ線管装置１０１に供給される電圧と電流の時間変化のパターンである電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）が算出される。
スイッチング制御部２０３は、Ｘ線管装置１０１に供給される電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）を取得する。例えば、入力装置１２１から入力される撮影条件に含まれる管電圧や管電流、撮影モードのシーケンス情報に基づいて、負荷であるＸ線管装置１０１に供給される電圧と電流の時間変化のパターンである電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）が算出される。
【0036】
（Ｓ５０２）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０１で取得された電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）を用いて、電力パターンＰｘ（ｔ）を算出する。電力パターンＰｘ（ｔ）の算出には、例えば次式が用いられる。
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０１で取得された電圧パターンＶｘ（ｔ）と電流パターンＩｘ（ｔ）を用いて、電力パターンＰｘ（ｔ）を算出する。電力パターンＰｘ（ｔ）の算出には、例えば次式が用いられる。
【0037】
Ｐｘ（ｔ）＝Ｖｘ（ｔ）×Ｉｘ（ｔ） …（１）
（Ｓ５０３）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０２で算出された電力パターンＰｘ（ｔ）を用いて、動作期間中の電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔを算出する。電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔの算出には、例えば次式が用いられる。
（Ｓ５０３）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０２で算出された電力パターンＰｘ（ｔ）を用いて、動作期間中の電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔを算出する。電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔの算出には、例えば次式が用いられる。
【0038】
Ｐｘ＿ｉｎｔ＝∫Ｐｘ（ｔ）・ｄｔ …（２）
（Ｓ５０４）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０３で算出された電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔを用いて、上アーム期間と下アーム期間とを切り替える回数である切り替え回数Ｎｓｗを算出する。切り替え回数Ｎｓｗの算出には、例えば次式が用いられる。
（Ｓ５０４）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０３で算出された電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔを用いて、上アーム期間と下アーム期間とを切り替える回数である切り替え回数Ｎｓｗを算出する。切り替え回数Ｎｓｗの算出には、例えば次式が用いられる。
【0039】
Ｎｓｗ＝２・ＲｏｕｎｄＵｐ（Ｐｘ＿ｉｎｔ／Ｐｘ＿ｍａｘ） …（３）
ここでＲｏｕｎｄＵｐ（）は小数を切り上げる演算子であり、Ｐｘ＿ｍａｘはスイッチング素子に供給可能な電力の最大値である。Ｐｘ＿ｍａｘの値は、スイッチング素子の定格電力やＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に取り付けられる冷却器の冷却量等によって決定される。
ここでＲｏｕｎｄＵｐ（）は小数を切り上げる演算子であり、Ｐｘ＿ｍａｘはスイッチング素子に供給可能な電力の最大値である。Ｐｘ＿ｍａｘの値は、スイッチング素子の定格電力やＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に取り付けられる冷却器の冷却量等によって決定される。
【0040】
（３）式によれば切り替え回数Ｎｓｗは偶数に設定される。なお、上アーム期間と下アーム期間を切り替えたときにＡＣ／ＤＣ変換回路２０１から発生するノイズはＸ線ＣＴ装置１の計測データに悪影響を与える場合があり、切り替え回数Ｎｓｗはより少ない方が望ましい。つまり切り替え回数Ｎｓｗが偶数であれば、式（３）による算出に限定されない。
【0041】
（Ｓ５０５）
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０３で算出された電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔとＳ５０４で算出された切り替え回数Ｎｓｗを用いて、負荷に供給される電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを算出する。閾値Ｐｘ＿ｒｅｆの算出には、例えば次式が用いられる。
スイッチング制御部２０３は、Ｓ５０３で算出された電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔとＳ５０４で算出された切り替え回数Ｎｓｗを用いて、負荷に供給される電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを算出する。閾値Ｐｘ＿ｒｅｆの算出には、例えば次式が用いられる。
【0042】
Ｐｘ＿ｒｅｆ＝Ｐｘ＿ｉｎｔ／Ｎｓｗ …（４）
スイッチング制御部２０３は、さらに電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを用いて、電流計測部２０４によって計測される入力電流に係る閾値Ｉｒｅｆを算出する。閾値Ｉｒｅｆの算出には、例えば次式が用いられる。
スイッチング制御部２０３は、さらに電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを用いて、電流計測部２０４によって計測される入力電流に係る閾値Ｉｒｅｆを算出する。閾値Ｉｒｅｆの算出には、例えば次式が用いられる。
【0043】
Ｉｒｅｆ＝Ｐｘ＿ｒｅｆ／Ｖａｃ …（５）
ここでＶａｃは三相電源２００の線間電圧の実効値である。
ここでＶａｃは三相電源２００の線間電圧の実効値である。
【0044】
以上の処理の流れによって、電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆや入力電流に係る閾値Ｉｒｅｆ等の閾値が算出される。なお閾値の算出を、スイッチング制御部２０３以外の演算器、例えばＸ線制御装置１１０やシステム制御装置１２４が実行しても良い。
【0045】
【0046】
（Ｓ６０１）
スイッチング制御部２０３は、電流積算値をリセットする。すなわち、電流積算値であるＩｉｎ＿ｉｎｔの値を０にする。
スイッチング制御部２０３は、電流積算値をリセットする。すなわち、電流積算値であるＩｉｎ＿ｉｎｔの値を０にする。
【0047】
（Ｓ６０２）
スイッチング制御部２０３は停止指令の有無を判定する。停止指令が有る場合は処理の流れが終了となり、無い場合はＳ６０３へ処理が進められる。停止指令は、電力変換装置１１１の動作期間が終了した場合や、外部から割り込み指令が有った場合に発生する。
スイッチング制御部２０３は停止指令の有無を判定する。停止指令が有る場合は処理の流れが終了となり、無い場合はＳ６０３へ処理が進められる。停止指令は、電力変換装置１１１の動作期間が終了した場合や、外部から割り込み指令が有った場合に発生する。
【0048】
（Ｓ６０３）
電流計測部２０４は、三相電源２００からＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に入力される電流である入力電流Ｉｉｎ（ｔ）を計測する。なお入力電流Ｉｉｎ（ｔ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちの少なくとも一相の電流である。計測された入力電流Ｉｉｎ（ｔ）の値は、スイッチング制御部２０３に送信される。
電流計測部２０４は、三相電源２００からＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に入力される電流である入力電流Ｉｉｎ（ｔ）を計測する。なお入力電流Ｉｉｎ（ｔ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちの少なくとも一相の電流である。計測された入力電流Ｉｉｎ（ｔ）の値は、スイッチング制御部２０３に送信される。
【0049】
（Ｓ６０４）
スイッチング制御部２０３は、入力電流Ｉｉｎ（ｔ）を積算し、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔを算出する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔは、Ｓ６０１にてリセットされてから本ステップまでに計測された入力電流Ｉｉｎ（ｔ）の値が積算されて算出される。
スイッチング制御部２０３は、入力電流Ｉｉｎ（ｔ）を積算し、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔを算出する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔは、Ｓ６０１にてリセットされてから本ステップまでに計測された入力電流Ｉｉｎ（ｔ）の値が積算されて算出される。
【0050】
（Ｓ６０５）
スイッチング制御部２０３は、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔが閾値Ｉｒｅｆを超えたか否かを判定する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔが閾値Ｉｒｅｆを超えていればＳ６０６へ処理が進められ、超えていなければＳ６０２へ処理が戻される。
スイッチング制御部２０３は、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔが閾値Ｉｒｅｆを超えたか否かを判定する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔが閾値Ｉｒｅｆを超えていればＳ６０６へ処理が進められ、超えていなければＳ６０２へ処理が戻される。
【0051】
（Ｓ６０６）
スイッチング制御部２０３は、上アーム期間と下アーム期間とを切り替える。すなわち上アーム期間である場合は下アーム期間に、下アーム期間である場合は上アーム期間に切り替えられる。上アーム期間と下アーム期間とが切り替えられた後、Ｓ６０１へ処理が戻される。
スイッチング制御部２０３は、上アーム期間と下アーム期間とを切り替える。すなわち上アーム期間である場合は下アーム期間に、下アーム期間である場合は上アーム期間に切り替えられる。上アーム期間と下アーム期間とが切り替えられた後、Ｓ６０１へ処理が戻される。
【0052】
以上説明した処理の流れにより、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合であっても、上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力と下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力との差異が低減されるので、発熱のアンバランスを抑制できる。
【0053】
図７を用いて、本実施例の電力変換装置１１１の動作を補足説明する。図７には、Ｓ５０２の電力Ｐｘと、Ｓ５０３の電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔと、閾値Ｉｒｅｆによって上アーム期間と下アーム期間とを４回切り替えたときのＳ６０４の電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの時間変化の波形が示される。上アーム期間はｔ０～ｔ１とｔ２～ｔ３、下アーム期間はｔ１～ｔ２とｔ３～ｔ４であり、両期間は不等であるものの、両期間にスイッチング素子へ供給される電流の積算値であるＩｉｎ＿ｉｎｔは閾値Ｉｒｅｆにほぼ等しい。また三相電源２００の線間電圧Ｖａｃはほぼ一定であるので、上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力と下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力もほぼ等しく、上アーム素子と下アーム素子での発熱の差異を低減できる。
【0054】
図８を用いて、比較例の電力変換装置の動作を補足説明する。図８には、図７と同じ電力Ｐｘ及び電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔと、ほぼ等しく設定された上アーム期間と下アーム期間を周期的に切り替えたときの電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの時間変化の波形が示される。上アーム期間はｔ１０～ｔ１１とｔ１２～ｔ１３、下アーム期間はｔ１１～ｔ１２とｔ１３～ｔ１４であり、両期間はほぼ等しいものの、両期間にスイッチング素子へ供給される電流の積算値であるＩｉｎ＿ｉｎｔは不等である。そして三相電源２００の線間電圧Ｖａｃはほぼ一定であるので、上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力と下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力も不等であり、上アーム素子と下アーム素子での発熱に差異が生じる。
【0055】
図９を用いて、図８の比較例と図７の本実施例を比較する。図９には、上アーム期間と下アーム期間にスイッチング素子で生じる損失が示される。図８の比較例では両期間での損失の差異が大きいのに対し、図７の本実施例では損失の差異が小さい。すなわち、本実施例により、上アーム素子と下アーム素子での発熱の差異を低減できる。またスイッチング素子の発熱の差異の低減によって、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に取り付けられる冷却器の小型化が図れ、閾値の算出に用いられる所定値がゼロであるとき、上アーム素子と下アーム素子に同じ冷却器を用いることができる。
【0056】
なおＡＣ／ＤＣ変換回路２０１への入力電流の積算値の代わりに、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１からの出力電流の積算値を閾値と比較して、上アーム期間と下アーム期間を切り替えても良い。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１からの出力電流は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の出力端子に設けられ出力電流を計測する回路である電流計測部によって計測される。出力電流の積算値と比較される閾値の算出には、例えば例えば次式が用いられる。
【0057】
Ｉｒｅｆ＝Ｐｘ＿ｒｅｆ／Ｖｄｃ …（６）
ここでＶｄｃはＡＣ／ＤＣ変換回路２０１が出力する直流電圧の値である。
ここでＶｄｃはＡＣ／ＤＣ変換回路２０１が出力する直流電圧の値である。
【0058】
また入力電流や出力電流を計測する代わりに、上アーム素子と下アーム素子の温度を計測し、計測された温度の値を上アーム素子や下アーム素子に供給される電力量に換算しても良い。上アーム素子や下アーム素子の温度は、各素子に設けられる温度計測部によって計測される。温度の値を電力量に換算するには、例えば図１０に示されるテーブルが用いられる。図１０のテーブルは上アーム素子や下アーム素子の温度と各素子に供給される電力量との関係を示すものであり、既知の電力量が供給されたときのスイッチング素子の温度を計測することで予め作成され、スイッチング制御部２０３等が備える記憶部に記憶される。
【0059】
すなわちスイッチング制御部２０３は、温度計測部によって計測されるスイッチング素子の温度を図１０に例示されるテーブルに照合することでスイッチング素子に供給される電力量に換算する。そして、求められた電力量が閾値を超えるときにスイッチング制御部２０３が上アーム期間と下アーム期間を切り替える。
【0060】
なお上アーム期間と下アーム期間の切り替えに用いられる閾値は、上アームのための閾値である上アーム閾値と下アームのための閾値である下アーム閾値とがそれぞれ算出されても良い。ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１に取り付けられる冷却器は、上アームと下アームを均等に冷却するとは限らず、上アームと下アームの冷却量に差異が生じる場合がある。例えば上アームを冷却する上アーム冷却器と下アームを冷却する下アーム冷却器が個別に設けられ、両者の取り付け位置や性能が大きく異なる場合、上アームと下アームの冷却量に差異が生じる。
【0061】
そこで上アームの発熱量から冷却量を減じた値と下アームの発熱量から冷却量を減じた値との差異が所定値以下となるように、上アーム閾値と下アーム閾値を予め算出し、上アーム閾値と下アーム閾値を用いて上アーム期間と下アーム期間を切り替えても良い。より具体的には、電力積算値に応じて上アーム期間に上アーム素子に供給される電力量から上アームに対する冷却量を減じた値と、電力積算値に応じて下アーム期間に下アーム素子に供給される電力量から下アームに対する冷却量を減じた値との差異が所定値以下になるように、上アーム閾値と下アーム閾値が予め算出される。そして、入力電流や出力電流の電流積算値が上アーム期間中に上アーム閾値を超えるときに上アーム期間は下アーム期間に切り替えられ電流積算値が、下アーム期間中に下アーム閾値を超えるときに下アーム期間は上アーム期間に切り替えられる。
【0062】
また入力電流や出力電流の電流積算値を閾値と比較する代わりに、予め設定される電力パターンが積算された電力積算値に基づいて算出される切り替えタイミングによって、上アーム期間と下アーム期間を切り替えても良い。より具体的には、電力積算値に応じて上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力量と、電力積算値に応じて下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力量との差異が所定値以下になるように、切り替えタイミングが算出される。
【0063】
【0064】
（Ｓ１１０５）
スイッチング制御部２０３は、式（４）によって算出される閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを用いて、切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を算出する。切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）は、時刻ｔまでの電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔ（ｔ）が閾値Ｐｘ＿ｒｅｆの倍数となる時刻として算出され、例えば図７のｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が相当する。なおｎは上アーム期間と下アーム期間の切り替えのインデックスであり、１から切り替え回数Ｎｓｗまでの整数である。図７の例では、Ｎｓｗ＝４であり、ｔｓｗ（１）＝ｔ１、ｔｓｗ（２）＝ｔ２、ｔｓｗ（３）＝ｔ３、ｔｓｗ（４）＝ｔ４である。
スイッチング制御部２０３は、式（４）によって算出される閾値Ｐｘ＿ｒｅｆを用いて、切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を算出する。切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）は、時刻ｔまでの電力積算値Ｐｘ＿ｉｎｔ（ｔ）が閾値Ｐｘ＿ｒｅｆの倍数となる時刻として算出され、例えば図７のｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４が相当する。なおｎは上アーム期間と下アーム期間の切り替えのインデックスであり、１から切り替え回数Ｎｓｗまでの整数である。図７の例では、Ｎｓｗ＝４であり、ｔｓｗ（１）＝ｔ１、ｔｓｗ（２）＝ｔ２、ｔｓｗ（３）＝ｔ３、ｔｓｗ（４）＝ｔ４である。
【0065】
以上の処理の流れによって、予め設定される電力パターンを積算して算出される電力積算値に基づいて切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）が算出される。なお切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）の算出を、スイッチング制御部２０３以外の演算器、例えばＸ線制御装置１１０やシステム制御装置１２４が実行しても良い。
【0066】
図１２を用いて、本実施例の電力変換装置１１１の動作の流れの他の例について説明する。図１２では、切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）に基づいて、上アーム期間と下アーム期間とが切り替えられる。なお図６と同じ処理であるＳ６０２とＳ６０６の説明を省略し、Ｓ１２０１とＳ１２０５について説明する。
【0067】
（Ｓ１２０１）
スイッチング制御部２０３は、切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を設定する。すなわち、本ステップが一回目であればｔｓｗ（１）が設定され、二回目以降ではｔｓｗ（ｎ）が随時更新される。
スイッチング制御部２０３は、切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を設定する。すなわち、本ステップが一回目であればｔｓｗ（１）が設定され、二回目以降ではｔｓｗ（ｎ）が随時更新される。
【0068】
（Ｓ１２０５）
スイッチング制御部２０３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の動作開始から経過した時刻ｔが切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を超えたか否かを判定する。時刻ｔが切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を超えていればＳ６０６へ処理が進められ、超えていなければＳ６０２へ処理が戻される。
スイッチング制御部２０３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２０１の動作開始から経過した時刻ｔが切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を超えたか否かを判定する。時刻ｔが切り替えタイミングｔｓｗ（ｎ）を超えていればＳ６０６へ処理が進められ、超えていなければＳ６０２へ処理が戻される。
【0069】
以上説明した処理の流れにより、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合であっても、上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力と下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力との差異が低減されるので、発熱のアンバランスを抑制できる。また図１２の動作の流れでは、入力電流や出力電流を計測する電流計測部を備えなくても良い。
【実施例2】
【0070】
実施例１では、三相変換回路としてＡＣ／ＤＣ変換回路を有する電力変換装置がＸ線画像撮影装置に備えられる場合について説明した。本実施例では、三相変換回路としてＤＣ／ＡＣ変換回路を有する電力変換装置がモータードライブ装置に備えられる場合について説明する。
【0071】
図１３を用いて、モーター１３０４を駆動するモータードライブ装置に備えられる電力変換装置１３００の一例について説明する。なおモーター１３０４は三相電力によって駆動する。電力変換装置１３００は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２、スイッチング制御部１３０３、電流計測部１３０５、電圧計測部１３０６を備える。
【0072】
ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１は、商用の三相電源２００から供給される三相電力を直流電力に変換する回路である。ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１の出力端にはＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２が接続される。ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１の詳細は図１４Ａが用いられて後述される。
【0073】
ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１から出力される直流電力を三相電力に変換する回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２の出力端には、電力変換装置１３００の負荷であるモーター１３０４が接続される。ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２の詳細は図１４Ｂが用いられて後述される。
【0074】
電流計測部１３０５は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１からＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２に供給される電流である入力電流を計測する回路である。電流計測部１３０５によって計測された入力電流の値は、スイッチング制御部１３０３へ送信される。
【0075】
電圧計測部１３０６は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１からＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２に印加される電圧である入力電圧を計測する回路である。電圧計測部１３０６によって計測された入力電圧の値は、スイッチング制御部１３０３へ送信される。
【0076】
スイッチング制御部１３０３は、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２が有するスイッチング素子を、モーター１３０４の動作パターンから算出される電力パターンに基づいて制御する装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算器を有する。またスイッチング制御部１３０３は、電流計測部１３０５から送信される電流や電圧計測部１３０６から送信される電圧の値をスイッチング素子の制御に必要に応じて用いる。スイッチング制御部１３０３の動作の詳細は図１６が用いられて後述される。
【0077】
図１４Ａを用いて、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１の一例について説明する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１は、リアクトルＬ１１～Ｌ１３と、整流ダイオードＤｒ１～Ｄｒ６と、昇圧リアクトルＬｂと、スイッチング素子Ｓｂと、ダイオードＤｂと、平滑コンデンサＣ１１を備え、直流電圧Ｖｄｃを出力する。
【0078】
図１４Ｂを用いて、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２の一例について説明する。ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２は、平滑コンデンサＣ１２と、スイッチング素子Ｈ１～Ｈ６と、逆並列ダイオードＤＨ１～ＤＨ６を備える。直流電流Ｉｄｃと直流電圧Ｖｄｃが入力されるＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２は、モーター１３０４に三相電力を供給する。直流電流Ｉｄｃは電流計測部１３０５によって、直流電圧Ｖｄｃは電圧計測部１３０６によってそれぞれ計測される。
【0079】
スイッチング素子Ｈ１～Ｈ６はスイッチング制御部１３０３によってオン／オフ制御されるスイッチである。スイッチング素子Ｈ１とＨ２との接続点、Ｈ３とＨ４との接続点、Ｈ５とＨ６との接続点のそれぞれから三相のうちの一相がモーター１３０４へ出力される。またスイッチング素子Ｈ１、Ｈ３、Ｈ５と逆並列ダイオードＤＨ１、ＤＨ３、ＤＨ５が上アーム１４０１であり、スイッチング素子Ｈ２、Ｈ４、Ｈ６と逆並列ダイオードＤＨ２、ＤＨ４、ＤＨ６が下アーム１４０２である。さらに上アーム１４０１に含まれるスイッチング素子Ｈ１、Ｈ３、Ｈ５は上アーム素子、下アーム１４０２に含まれるスイッチング素子Ｈ２、Ｈ４、Ｈ６は下アーム素子である。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２は、上アーム素子と下アーム素子とが三相の各相に設けられる三相変換回路である。
【0080】
図１５を用いて、上アーム期間と下アーム期間との切り替えに用いられる閾値を、予め設定されるモーター１３０４の動作パターンに基づいて算出する処理の流れの一例について説明する。なおＳ５０３～Ｓ５０５は図５と同じであるので説明を省略し、Ｓ１５０１とＳ１５０２について説明する。
【0081】
（Ｓ１５０１）
スイッチング制御部１３０３は、モーター１３０４の動作パターンを取得する。動作パターンには、例えば、モーター１３０４のトルク（Ｎ・ｍ）や回転数（ｒ／ｍｉｎ）の時間変化のパターンであるトルクパターンＴ（ｔ）と回転数パターンＮ（ｔ）が含まれる。
スイッチング制御部１３０３は、モーター１３０４の動作パターンを取得する。動作パターンには、例えば、モーター１３０４のトルク（Ｎ・ｍ）や回転数（ｒ／ｍｉｎ）の時間変化のパターンであるトルクパターンＴ（ｔ）と回転数パターンＮ（ｔ）が含まれる。
【0082】
（Ｓ１５０２）
スイッチング制御部１３０３は、Ｓ１５０１で取得されたトルクパターンＴ（ｔ）と回転数パターンＮ（ｔ）を用いて、電力パターンＰｘ（ｔ）を算出する。電力パターンＰｘ（ｔ）の算出には、例えば次式が用いられる。
スイッチング制御部１３０３は、Ｓ１５０１で取得されたトルクパターンＴ（ｔ）と回転数パターンＮ（ｔ）を用いて、電力パターンＰｘ（ｔ）を算出する。電力パターンＰｘ（ｔ）の算出には、例えば次式が用いられる。
【0083】
Ｐｘ（ｔ）＝２π×Ｔ（ｔ）×Ｎ（ｔ）／６０ …（７）
なおＳ５０５の閾値Ｉｒｅｆの算出には、式（５）の代わりに、次式が用いられる。
なおＳ５０５の閾値Ｉｒｅｆの算出には、式（５）の代わりに、次式が用いられる。
【0084】
Ｉｒｅｆ＝Ｐｘ＿ｒｅｆ／Ｖｄｃ＿ｒｅｆ …（８）
ここでＶｄｃ＿ｒｅｆは直流電圧Ｖｄｃの基準値である。
ここでＶｄｃ＿ｒｅｆは直流電圧Ｖｄｃの基準値である。
【0085】
以上の処理の流れによって、電力の閾値Ｐｘ＿ｒｅｆや入力電流に係る閾値Ｉｒｅｆ等の閾値が算出される。なお閾値の算出を、スイッチング制御部１３０３以外の演算器、例えば外部の装置が備える演算器が実行しても良い。
【0086】
図１６を用いて、本実施例の電力変換装置１３００の動作の流れの一例について説明する。なお図１６では、入力電流に係る閾値Ｉｒｅｆに基づいて、上アーム期間と下アーム期間とが切り替えられる。なお図６と同じ処理であるＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０５、Ｓ６０６の説明を省略し、Ｓ１６０３とＳ１６０４について説明する。
【0087】
（Ｓ１６０３）
電流計測部１３０５と電圧計測部１３０６は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１からＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２に入力される直流電流Ｉｄｃと直流電圧Ｖｄｃをそれぞれ計測する。計測された直流電流Ｉｄｃの値と直流電圧Ｖｄｃの値は、スイッチング制御部１３０３に送信される。
電流計測部１３０５と電圧計測部１３０６は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３０１からＤＣ／ＡＣ変換回路１３０２に入力される直流電流Ｉｄｃと直流電圧Ｖｄｃをそれぞれ計測する。計測された直流電流Ｉｄｃの値と直流電圧Ｖｄｃの値は、スイッチング制御部１３０３に送信される。
【0088】
（Ｓ１６０４）
スイッチング制御部１３０３は、直流電流Ｉｄｃを積算し、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔを算出する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの算出には、Ｓ６０１にてリセットされてから本ステップまでに計測された直流電流Ｉｄｃの値が用いられる。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの算出には、例えば次式が用いられる。
スイッチング制御部１３０３は、直流電流Ｉｄｃを積算し、電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔを算出する。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの算出には、Ｓ６０１にてリセットされてから本ステップまでに計測された直流電流Ｉｄｃの値が用いられる。電流積算値Ｉｉｎ＿ｉｎｔの算出には、例えば次式が用いられる。
【0089】
Ｉｉｎ＿ｉｎｔ＝（Ｖｄｃ／Ｖｄｃ＿ｒｅｆ）∫Ｉｄｃ・ｄｔ …（９）
式（９）において、Ｖｄｃ／Ｖｄｃ＿ｒｅｆは直流電圧Ｖｄｃの値を変化させた場合の補正係数である。補正係数が乗じられることによって、モーター１３０４の動作パターンに応じて直流電圧Ｖｄｃの値を変化させた場合においても損失の差異を低減できる。
式（９）において、Ｖｄｃ／Ｖｄｃ＿ｒｅｆは直流電圧Ｖｄｃの値を変化させた場合の補正係数である。補正係数が乗じられることによって、モーター１３０４の動作パターンに応じて直流電圧Ｖｄｃの値を変化させた場合においても損失の差異を低減できる。
【0090】
以上説明した処理の流れにより、負荷に供給される電力の変動が大きい場合や周期的でない場合であっても、上アーム期間に上アーム素子へ供給される電力と下アーム期間に下アーム素子へ供給される電力との差異が低減されるので、発熱のアンバランスを抑制できる。
【0091】
なお、本発明の電力変換装置及びＸ線画像撮影装置、モータードライブ装置は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【0092】
１：Ｘ線ＣＴ装置、１０：被検体、１００：スキャンガントリ部、１０１：Ｘ線管装置、１０２：回転円盤、１０３：コリメータ、１０４：開口部、１０５：寝台装置、１０６：Ｘ線検出器、１０７：データ収集装置、１０８：ガントリ制御装置、１０９：寝台制御装置、１１０：Ｘ線制御装置、１１１：電力変換装置、１２０：操作ユニット、１２１：入力装置、１２２：画像処理装置、１２３：記憶装置、１２４：システム制御装置、１２５：表示装置、２００：三相電源、２０１：ＡＣ／ＤＣ変換回路、２０２：ＤＣ／ＤＣ変換回路、２０３：スイッチング制御部、２０４：電流計測部、３０１：上アーム、３０２：下アーム、１３００：電力変換装置、１３０１：ＡＣ／ＤＣ変換回路、１３０２：ＤＣ／ＡＣ変換回路、１３０３：スイッチング制御部、１３０４：モーター、１３０５：電流計測部、１３０６：電圧計測部、１４０１：上アーム、１４０２：下アーム
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】