発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

請求項１及び請求項１１の発明では、スイッチング素子のスイッチングにより変換された出力を負荷に印加する電力変換装置において、直流電源の正極側の寄生容量発生ポイントＰと基準電位導体間に正極側付加抵抗を接続すると共に、直流電源の負極側の寄生容量発生ポイントＮと基準電位導体間に負極側付加抵抗を接続し、直流電源の正極側からスイッチング素子に至る正極側経路のインダクタンスのインピーダンスをＺｖ、直流電源の負極側からスイッチング素子に至る負極側経路のインダクタンスのインピーダンスをＺｇ、正極側の寄生容量発生ポイントＰと基準電位導体間の容量と正極側付加抵抗を含むインピーダンスをＺｔ、負極側の寄生容量発生ポイントＮと基準電位導体間の容量と負極側付加抵抗を含むインピーダンスをＺｂとしたとき、インピーダンスＺｖ、Ｚｇ、Ｚｔ、及び、Ｚｂで構成されるブリッジ回路の平衡条件が成立、若しくは、略成立するように、インピーダンスＺｔ、及び、Ｚｂを設定するようにしたので、正極側の寄生容量発生ポイントＰと基準電位導体間の容量、及び、負極側の寄生容量発生ポイントＮと基準電位導体間の容量における共振点近辺で、インピーダンスＺｔとインピーダンスＺｂが急激に低下してしまう不都合を、正極側付加抵抗と負極側付加抵抗により補い、インピーダンスＺｔとインピーダンスＺｂの比率を維持することができるようになる。

これにより、インピーダンスバランスの効果が得られる帯域を広げることができるようになり、コモンモード電流によるノイズを広帯域で効果的に抑制することができるようになる。

における平衡条件は、請求項２及び請求項１２の発明の如く、Ｚｂ×Ｚｖ＝Ｚｇ×Ｚｔの関係が成立し、若しくは、Ｚｂ×Ｚｖ＝Ｚｇ×Ｚｔの関係が略成立することである。

また、請求項３及び請求項１３の発明の如く正極側付加抵抗に直列に正極側付加容量を接続し、及び／又は、負極側付加抵抗に直列に負極側付加容量を接続して、インピーダンスＺｖ、Ｚｇ、Ｚｔ、及び、Ｚｂで構成されるブリッジ回路の平衡条件が成立、若しくは、略成立するように、正極側付加抵抗、及び、負極側付加抵抗の抵抗値と、正極側付加容量、及び／又は、負極側付加容量の容量を設定するようにすれば、正極側付加容量や負極側付加容量の容量を寄生容量より十分大きくすることにより、寄生容量の影響を受けること無く、インピーダンスバランスをとることができるようになる。即ち、正極側付加容量や負極側付加容量の容量を、寄生容量を考慮して選定することにより、寄生容量を調整すること無く、一層容易にインピーダンスバランスをとることができるようになる。

また、請求項４及び請求項１４の発明の如く正極側付加抵抗に直列に正極側付加インダクタを接続し、及び／又は、負極側付加抵抗に直列に負極側付加インダクタを接続すると共に、インピーダンスＺｖ、Ｚｇ、Ｚｔ、及び、Ｚｂで構成されるブリッジ回路の平衡条件が成立、若しくは、略成立するように、正極側付加抵抗、及び、負極側付加抵抗の抵抗値と、正極側付加インダクタ、及び／又は、負極側付加インダクタのインダクタンスを設定するようにすれば、周波数が高い帯域において、インピーダンスＺｔとインピーダンスＺｂの比率を、正極側付加インダクタと負極側付加インダクタのインダクタンスの比率により維持することができるようになる。これにより、インピーダンスバランスの効果が得られる帯域をより一層広げることができるようになる。

また、請求項５及び請求項１５の発明の如く正極側付加インダクタ、及び／又は、負極側付加インダクタに、並列に抵抗を接続すれば、高周波領域で共振が起きた場合に、抵抗によって共振を抑制することができるようになる。

尚、この抵抗は、請求項６及び請求項１６の発明の如く正極側付加抵抗と正極側付加インダクタの直列回路、及び／又は、負極側付加抵抗と負極側付加インダクタの直列回路に、並列に接続してもよい。

更に、請求項７の発明の如く直流電源とスイッチング素子の間に接続されたＥＭＩフィルタに、正極側経路と負極側経路の双方にそれぞれ接続されたノーマルモードコイルを設けることにより、ノーマルモード電流がコモンモード電流として基準電位導体に流出する不都合を抑制することができる。特に、正極側経路と負極側経路の双方にノーマルモードコイルを接続することで、正極側と負極側のインピーダンスを等しくし、平衡度を保つことができるようになり、インピーダンスバランスの効果を最大限に引き出すことが可能となる。

また、請求項８の発明の如く、各発明に加えて上アームのスイッチング素子と、下アームのスイッチング素子を有し、正極側経路が直流電源の正極側と上アームのスイッチング素子の高電位側端子とを接続し、負極側経路が直流電源の負極側と下アームのスイッチング素子の低電位側端子とを接続している電力変換装置の場合、上アームのスイッチング素子の低電位側端子と下アームのスイッチング素子の高電位側端子とを接続する中間経路と負荷との間に中間付加インピーダンスを接続すれば、負荷と基準電位導体間の寄生容量を経由する経路のインピーダンスを増加させ、この経路から流出するコモンモード電流を低減させることができるようになる。これにより、負荷と基準電位導体間の寄生容量が大きい場合にも、インピーダンスバランスの効果を向上させることが可能となり、大型のＥＭＩフィルタを搭載すること無く、ノイズを一層抑制することができるようになる。

特に、中間経路と負荷との間に中間付加インピーダンスを接続して、負荷と基準電位導体間の寄生容量を経由する経路のインピーダンスを十分に大きくすることにより、インピーダンスＺｖ、Ｚｇ、Ｚｔ、及び、Ｚｂで構成されるブリッジ回路の平衡条件に基づき、インピーダンスＺｔ、及び、Ｚｂを設定することで、インピーダンスバランス（平衡）をとる際に、中間インピーダンスが関わる値を無視できる程に小さくすることが可能となり、バランスがとり易くなって効果的にノイズを低減することができるようになる。

この場合、請求項９の如く各相の上アームのスイッチング素子と、下アームのスイッチング素子を有して三相交流出力を負荷としてのモータに印加する電力変換装置においては、アーム中点と基準電位導体間の寄生容量が大きく、中間インピーダンスが小さいため、バランスをとることが困難となるが、の如く中間付加インピーダンスを接続することで、効果的に係る問題を解消することが可能となる。

また、中間付加インピーダンスは請求項１０の発明の如く、ノーマルモードコイル、三相コモンモードコイル、フェライトコアのうちの何れか、又は、それらのうちの二つの組み合わせ、若しくは、それらの全てにより構成するとよい。中間付加インピーダンスとして三相コモンモードコイルとフェライトコアを設けることにより、コモンモードインピーダンスを増加させてコモンモード電流の流出を減少させることができるようになる。一方、中間付加インピーダンスとしてノーマルモードコイルを設けることにより、スイッチングサージを効果的に抑制することが可能となり、結果として三相線間のモード変換（ノーマルモードからコモンモード）の抑制となるので、これらにより、負荷と基準電位導体間の寄生容量の影響を受け難くすることができるようになる。

また、ノーマルモードコイルは、コモンモードコイルと異なり、三相線の結合が不要なことから、別々に配置することが可能であり、配置上の制約が少なく、コモンモードコイルの場合よりも小型化し易い。更に、三相全てに入れなくとも（例えば二相のみ）、ノイズ低減効果が得られることから、使い勝手がよいという利点がある。