(57)【要約】【課題】分圧点の電圧変化を抑制する。【解決手段】コントローラ４は、制御周期毎に、補助スイッチンング回路のそれぞれを通過する電荷量に基づいて、補助スイッチング回路側から分圧点側へ通過する電荷量と、分圧点側から主スイッチング回路側に通過する電荷量とを比較する。そして、コントローラ４は、この比較結果に基づいて、補助スイッチング回路を通過する電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正する。【選択図】図１
2010141952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の両端子間に直列接続された一対の主スイッチで構成されて当該一対の主スイッチの相互接続点を出力点とする主スイッチング回路が、出力である多相交流電流の各相に対応して設けられた主スイッチング手段と、
電源電圧を２分割する一対のコンデンサの相互接続点である分圧点と前記主スイッチング回路の出力点との間に接続された補助スイッチで構成される補助スイッチング回路が、各主スイッチング回路に対応して設けられた補助スイッチング手段と、
制御周期毎に、前記主スイッチング回路が備える主スイッチのスイッチング動作を各相について行うとともに、各相の主スイッチング回路によるスイッチング動作に応じて、対応する補助スイッチング回路が備える補助スイッチのスイッチング動作を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、制御周期毎に、前記補助スイッチンング回路のそれぞれを通過する電荷量に基づいて、前記補助スイッチング回路側から前記分圧点側へ通過する電荷量と、前記分圧点側から前記補助スイッチング回路側に通過する電荷量とを比較するとともに、当該比較結果に基づいて、電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記補助スイッチング回路側から前記分圧点側に通過する電荷量と、前記分圧点側から前記補助スイッチング回路側に通過する電荷量とが対応するように、電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正することを特徴とする請求項１に記載された電力変換装置。
【請求項３】
前記多相交流電流は、三相交流電流であり、
前記制御手段は、各相の前記出力点における相電流の正負に基づいて、補正対象となる補助スイッチング回路と対応する相を補正相として特定することを特徴とする請求項１または２に記載された電力変換装置。
【請求項４】
前記制御手段は、各相毎に、前記補助スイッチング回路を流れる補助電流が前記出力点における相電流と対応するように前記補助スイッチング回路に関するスイッチング動作の動作期間を設定するとともに、補正対象となる補助スイッチング回路については、当該補助電流の２乗値が、補正相を除く他の２つの相電流の平方和となるように、スイッチング動作の動作期間を補正することを特徴とする請求項３に記載された電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直流電源から交流電流を生成する電力変換装置が知られている。例えば、特許文献１には、ソフトスイッチングを行うために補助共振転流回路を用いる電流変換装置が開示されている。具体的には、この電流変換装置は、直流電源の両端子に、一相あたり一対の主スイッチを備え、個々の主スイッチには還流ダイオードが並列接続されている。また、個々の還流ダイオードには、その両端にスナバコンデンサが結合されている。一対の主スイッチは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により駆動される。さらに、直流電圧を２つのコンデンサによって分圧した分圧点と、一対の主スイッチの相互接続点（出力点）との間には、補助コイルおよびスイッチを含む補助回路が接続されている。
【特許文献１】特表平５−５０２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、補助回路を流れる電流は、補助コイル、スナバコンデンサおよび出力点における電流（相電流）により決定される。相電流は正弦波のため、正弦波の一周期全体で見れば、分圧用のコンデンサにおける充放電量は相殺されてゼロとなる。そのため、分圧点における電圧は変化しない。しかしながら、ＰＷＭ制御の１制御周期で捉えた場合、各相において相電流の大きさが異なるため、分圧コンデンサの充放電量のバランスが崩れ、分圧点の電圧が変化してしまう虞がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分圧点の電圧変化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するために、本発明は、制御周期毎に、各相の補助スイッチング回路のそれぞれを通過する電荷量に基づいて、補助スイッチング回路側から分圧点側へ通過する電荷量と、その逆方向に通過する電荷量とを比較する。そして、この比較結果に基づいて、電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電荷量の比較から、１制御周期内におけるコンデンサの充電量と放電量の差を把握することができる。また、この比較結果に基づいて、スイッチング動作の動作期間を短く補正することで、充放電量のバランスを保つことできる。これにより、分圧点の電圧の変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の実施形態にかかる電力変換装置１の回路構成を模式的に示す説明図である。本実施形態にかかる電力変換装置１は、例えば、電気自動車に搭載されおり、電源２から供給される直流電流を多相交流電流（本実施形態では、Ｕ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流で構成される三相交流電流）に変換した上で、負荷であるモータ３に供給する装置である。電源２は、電力を蓄電する、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池といったバッテリ（直流電源）に相当する。モータ３は、車両の車輪を駆動する駆動用モータであり、例えば、中性点を中心に星形結線された複数の相巻線（本実施形態では、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線からなる３つの相巻線）を有する。このモータ３は、電力変換装置１内で変換された三相交流電流が各相巻線のそれぞれ対応して供給されることにより生じる磁界と、ロータの永久磁石が作る磁界との相互作用により駆動する。電力変換装置１の動作はコントローラ４によって制御される。
【０００８】
電力変換装置１は、主スイッチング回路と、補助スイッチング回路とを主体に構成されている。
【０００９】
主スイッチング回路は、電源２の両端子間に接続されており、Ｕ相用の主スイッチング回路と、Ｖ相用の主スイッチング回路と、Ｗ相用の主スイッチング回路とを備える。Ｕ相用の主スイッチング回路は、互いに直列接続された一対の主スイッチＳ１，Ｓ２を主体に構成されており、Ｖ相用の主スイッチング回路は、互いに直列接続された一対の主スイッチＳ３，Ｓ４を主体に構成されている。また、Ｗ相用の主スイッチング回路は、互いに直列接続された一対の主スイッチＳ５，Ｓ６を主体に構成されている。
【００１０】
個々の主スイッチＳ１〜Ｓ６としては、ＮＰＮ型のトランジスタ等のスイッチング素子を用いることができ、個々のトランジスタには、コレクタ・エミッタ間に還流ダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ並列接続されている。
【００１１】
Ｕ相用の主スイッチング回路の主スイッチＳ１，Ｓ２の相互接続点、Ｖ相用の主スイッチング回路の主スイッチＳ３，Ｓ４の相互接続点、および、Ｗ相用の主スイッチング回路の主スイッチＳ５，Ｓ６の相互接続点は、それぞれが各相電流の出力点として機能している。各出力点には、モータ３の各相巻線が接続される。なお、以下、各主スイッチング回路において、出力点を基準として、電流の上流側に位置する主スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５を必要に応じて上主スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５といい、電流の下流側に位置する主スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６を必要に応じて下主スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６という。
【００１２】
補助スイッチング回路は、電源電圧Ｅｄを２分割するコンデンサＣｒ１，Ｃｒ２の相互接続点（以下「分圧点」という）と、各主スイッチング回路の出力点との間に接続されている。具体的には、分圧点とＵ相に対応する上下主スイッチＳ１，Ｓ２の相互接続点（出力点）との間には、Ｕ相用の補助スイッチ回路が接続され、分圧点とＶ相に対応する上下主スイッチＳ３，Ｓ４の相互接続点との間には、Ｖ相用の補助スイッチ回路が接続されている。また、分圧点とＷ相に対応する上下主スイッチＳ５，Ｓ６の相互接続点との間には、Ｗ相用の補助スイッチ回路が接続されている。
【００１３】
Ｕ相用の補助スイッチング回路は、Ｕ相用の主スイッチング回路のスイッチング動作に対応して動作する回路であり、それぞれが直列接続された一対の補助スイッチＳｒ１，Ｓｒ２およびコイルＬｒ１を主体に構成されている。各補助スイッチＳｒ１，Ｓｒ２としては、ＮＰＮ型のトランジスタ等のスイッチング素子を用いることができる。具体的には、Ｕ相の主スイッチング回路の出力点に、コイルＬｒ１を介して補助スイッチＳｒ２であるトランジスタのコレクタが接続され、このトランジスタのエミッタに、ダイオードを順方向に介して分圧点が接続される。また、分圧点に、補助スイッチＳｒ１であるトランジスタのコレクタが接続され、このトランジスタのエミッタに、ダイオードを順方向に介してコイルＬｒ１の一端が接続される。ここで、一対の補助スイッチＳｒ１，Ｓｒ２のうち、一方の補助スイッチＳｒ１は、Ｕ相用の主スイッチング回路の上主スイッチＳ１のスイッチング動作に対応して動作し、これに対して、他方の補助スイッチＳｒ２は、その下主スイッチＳ２のスイッチング動作に対応して動作する。
【００１４】
Ｖ相用の補助スイッチング回路は、Ｖ相用の主スイッチング回路のスイッチング動作に対応して動作する回路であり、それぞれが直列接続された一対の補助スイッチＳｒ３，Ｓｒ４およびコイルＬｒ２を主体に構成されている。また、Ｗ相用の補助スイッチ回路は、Ｗ相用の主スイッチング回路のスイッチング動作に対応して動作する回路であり、それぞれが直列接続された一対の補助スイッチＳｒ５，Ｓｒ６およびコイルＬｒ３を主体に構成されている。Ｖ相用およびＷ相用の各補助スイッチング回路の構成は、Ｕ相用の補助それと同様の構成となっている。
【００１５】
ここで、図１に示すように、電力変換装置１により生成される三相交流電流をそれぞれＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗとする。また、３つの補助スイッチング回路を流れる電流をそれぞれ補助電流Ｉｒ１（Ｕ相用の補助スイッチング回路を流れる電流）、補助電流Ｉｒ２（Ｖ相用の補助スイッチング回路を流れる電流）、補助電流Ｉｒ３（Ｗ相用の補助スイッチング回路を流れる電流）とする。各電流について、モータ３側へ電流が流れる方向を正とする。
【００１６】
コントローラ４は、図示しない駆動回路を介して、電力変換装置１を構成する各主スイッチング回路（主スイッチＳ１〜Ｓ６）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、モータ３に供給する電流を調整する。また、コントローラ４は、図示しない駆動回路を介して、各主スイッチング回路に対応する補助スイッチング回路（補助スイッチＳｒ１〜Ｓｒ６）を制御する。
【００１７】
各相の主スイッチング回路において、上下主スイッチは、コントローラ４によって制御され、以下の通り動作する。具体的には、上下主スイッチは、相電流の正方向または負方向に応じて、どちらか一方の主スイッチがスイッチング動作（オン動作）する。この場合、他方の主スイッチに逆並列接続されたダイオードがその電流を還流することで、電流が流れ続ける。
【００１８】
以下、Ｕ相を例に具体的に説明する。相電流Ｉｕが正方向の場合、上主スイッチＳ１が、ＰＷＭオン期間に対応してスイッチング動作（オン動作）し、下主スイッチＳ２の還流ダイオードＤ２が、ＰＷＭオフ期間に対応して還流動作を行う。これに対して、相電流Ｉｕが負方向の場合、下主スイッチＳ２が、ＰＷＭオン期間に対応してスイッチング動作（オン動作）し、上主スイッチＳ１の還流ダイオードＤ１が、ＰＷＭオフ期間に対応して還流動作を行う。
【００１９】
各相の補助スイッチング回路において、一対の補助スイッチは、コントローラ４によって制御され、以下の通り動作する。具体的には、一対の補助スイッチは、対応する相の主スイッチング回路の主スイッチ（上主スイッチおよび下主スイッチのいずれか一方）のオンタイミングに対応して動作する。
【００２０】
ここで、Ｕ相を例に挙げて１相分の補助スイッチング回路の基本的な動作を説明する。図２および図３は、Ｕ相用の補助スイッチング回路に関する基本的なスイッチング動作に関するタイミングチャートである。図２は、Ｕ相電流Ｉｕの正方向に対応したスイッチング動作を示すタイミングチャートである。一方、図３は、Ｕ相電流Ｉｕの負方向に対応したスイッチング動作を示すタイミングチャートである。本実施形態のスイッチング動作では、主スイッチング回路における上下主スイッチＳ１，Ｓ２を同時にオン動作させないため、一方の主スイッチＳ１，Ｓ２のオン動作の終了タイミング（オフタイミング）と、他方の主スイッチＳ１，Ｓ２のオン動作の開始タイミング（オンタイミング）との間に、双方のスイッチＳ１，Ｓ２がともにオフ状態となる期間、いわゆる、デッドタイムＤＴが設定されている。
【００２１】
まず、図２を参照するに、Ｕ相電流Ｉｕの正方向に対応したスイッチング動作、具体的には、下主スイッチＳ２から上主スイッチＳ１へのスイッチング動作の切り換えを説明する。このケースでは、スイッチング動作の対象となる補助スイッチＳｒ１，Ｓｒ２は、補助電流Ｉｒ１が正方向となる補助スイッチＳｒ１となる。補助スイッチＳｒ１は、上主スイッチＳ１のオンタイミングに合わせて動作する。
【００２２】
具体的には、上主スイッチＳ１のオン動作前に、補助スイッチＳｒ１がオン動作され、補助スイッチング回路から出力点側へ補助電流Ｉｒ１を流し、下主スイッチＳ２の還流ダイオードＤ２から還流する電流（図中破線で示すＩ（Ｄ２））を抑制する。そして、補助電流Ｉｒ１がＵ相電流Ｉｕに到達した時に、上主スイッチＳ１がオン動作することにより、ゼロ電流スイッチングを行うことができる。その後、上主スイッチＳ１を流れる電流（図中実線で示すＩ（Ｓ１））の増加（正方向への増加）に応じて補助電流Ｉｒ１がゼロに向かい、そして、補助電流Ｉｒ１がゼロに到達した時に、補助スイッチＳｒ１がオフ動作することにより、ゼロ電流スイッチング（オフ）を行うことができる。
【００２３】
ここで、補助スイッチング回路の動作に関して、補助スイッチＳｒ１のオンタイミングから上主スイッチＳ１のオンタイミングまでの期間を前期間Ｔｒ１をとし、上主スイッチＳ１のオンタイミングから補助スイッチＳｒ１のオフタイミングまでの期間を後期間Ｔｆ１とする。補助スイッチＳｒ１の動作期間（オン期間）は、「Ｔｒ１＋Ｔｆ１」で表され、次式の関係を満たす。
【数１】
2010141952.tif 000003
【００２４】
同数式から分かるように、前期間Ｔｒ１は、所定の電流変化レート（分圧点電位Ｅｒに対するコイルＬｒ１のインダクタンスの比（Ｌｒ１／Ｅｒ））の補助電流Ｉｒ１が、０［Ａ］からＩｕ［Ａ］に到達するまで時間である。一方、後期間Ｔｆ１は、所定の電流変化レート（電源電圧Ｅｄと分圧点電位Ｅｒとの電位差に対するコイルＬｒ１のインダクタンスの比（Ｌｒ１／（Ｅｄ−Ｅｒ）））の補助電流Ｉｒ１が、Ｉｕ［Ａ］から０［Ａ］に到達するまで時間である。
【００２５】
分圧点電位Ｅｒは、電流変化レートを決めるパラメータであり、スイッチング動作中に分圧点電位Ｅｒがずれると補助スイッチＳｒ１の動作時間に影響を与えるため、その変動は望ましくない。
【００２６】
補助スイッチＳｒ１のオン期間中（Ｔｒ１＋Ｔｆ１）、Ｕ相用の補助スイッチング回路を流れる補助電流Ｉｒ１に伴い、一対のコンデンサＣｒ１，Ｃｒ２から放電された電荷量Ｑ１は、次式の関係を示す。換言すれば、次式に示す電荷量Ｑ１は、補助スイッチング回路側から分圧点側へ通過する電荷量に相当する。
【数２】
2010141952.tif 000004
【００２７】
次に、図３を参照するに、Ｕ相電流Ｉｕの負方向に対応したスイッチング動作、具体的には、上主スイッチＳ１から下主スイッチＳ２へのスイッチング動作の切り換えを説明する。このケースでは、スイッチング動作の対象となる補助スイッチＳｒ１，Ｓｒ２は、補助電流Ｉｒ１が負方向となる補助スイッチＳｒ２となる。補助スイッチＳｒ２は、下主スイッチＳ２のオンタイミングに合わせて動作する。
【００２８】
具体的には、下主スイッチＳ２のオン動作前に、補助スイッチＳｒ２がオン動作され、出力点側から補助スイッチング回路に補助電流Ｉｒ１を流し、上主スイッチＳ１の還流ダイオードＤ１から還流する電流（図中破線で示すＩ（Ｄ１））を抑制する。そして、補助電流Ｉｒ１がＵ相電流Ｉｕに到達した時に、下主スイッチＳ２がオン動作することにより、ゼロ電流スイッチングを行うことができる。その後、下主スイッチＳ２を流れる電流（図中実線で示すＩ（Ｓ２））の増加（負方向への増加）に応じて補助電流Ｉｒ１がゼロに向かい、そして、補助電流Ｉｒ１がゼロに到達した時に、補助スイッチＳｒ２がオフ動作することにより、ゼロ電流スイッチングを行う。
【００２９】
ここで、補助スイッチング回路の動作に関して、補助スイッチＳｒ２のオンタイミングから下主スイッチＳ２のオンタイミングまでの期間を前期間Ｔｒ１をとし、下主スイッチＳ２のオンタイミングから補助スイッチＳｒ２のオフタイミングまでの期間を後期間Ｔｆ１とする。補助スイッチＳｒ２の動作期間（オン期間）は、「Ｔｒ１＋Ｔｆ１」で表され、次式の関係を満たす。
【数３】
2010141952.tif 000005
【００３０】
同数式から分かるように、前期間Ｔｒ１は、所定の電流変化レート（分圧点電位Ｅｒに対するコイルＬｒ１のインダクタンスＬｒ１の比（Ｌｒ１／Ｅｒ））の補助電流Ｉｒ１が、０［Ａ］からＩｕ［Ａ］に到達するまで時間である。一方、後期間Ｔｆ１は、所定の電流変化レート（電源電圧Ｅｄと分圧点電位Ｅｒとの電位差に対するコイルＬｒ１のインダクタンスの比（Ｌｒ１／（Ｅｄ−Ｅｒ）））の補助電流Ｉｒ１が、Ｉｕ［Ａ］から０［Ａ］に到達するまで時間である。
【００３１】
補助スイッチＳｒ１のオン期間中（Ｔｒ１＋Ｔｆ１）、Ｕ相用の補助スイッチング回路を流れる補助電流Ｉｒ１に伴い、一対のコンデンサＣｒ１とＣｒ２に充電された電荷量Ｑ１は、次式の関係を示す。換言すれば、次式に示す電荷量Ｑ１は、分圧点側から補助スイッチング回路側に通過する電荷量に相当する。
【数４】
2010141952.tif 000006
【００３２】
各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、互いに１２０度位相がずれた交流電流であり、上記の如く、各相において主スイッチング回路および補助スイッチングが動作する。この場合、下式に示すように、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和はゼロになる。
【数５】
2010141952.tif 000007
【００３３】
図４は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負関係に応じて分類される複数の区間を示す説明図である。各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを正もしくはゼロ、または、負もしくはゼロの２種類で表した場合、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの組み合わせから６つの区間が定義される。例えば、区間１の場合、Ｕ相の相電流Ｉｕは正またはゼロ（ＰorＺ）、Ｖ相の相電流Ｉｖは負（Ｎ）、Ｗ相の相電流Ｉｗは正またはゼロ（ＰorＺ）となる。この場合、１制御周期における各相の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３による充放電の電荷量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、図５に示す各三角形で模式的に示すことができる。各補助スイッチング回路のコイルＬｒ１，Ｌｒ２，Ｌｒ３をＬｒで統一し、各補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３を各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗで置き換えると、三相分の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３により充放電された電荷量の合計は、下式を満たす。
【数６】
2010141952.tif 000008
【００３４】
同数式から分かるように、区間１では、Ｕ，Ｗ相の相電流Ｉｕ，Ｉｗがゼロとなる特殊点を除き、１制御周期において、各相の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３により充放電された電荷量の合計はゼロ以外の値を取り得る。
【００３５】
そこで、本実施形態では、三相に対応した補助スイッチング回路のうち、１相分を補正相として利用し、制御周期毎に、充放電された電荷量の合計がゼロとなるように、その補正相に対応する補助電流を補正する。具体的には、図４に示すように、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負に基づいて、現在に該当する区間１〜６を特定する。そして、特定した区間において、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの絶対値が最大となる相を補正相として特定し、この相に対応する補助スイッチング回路の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３を補正する。換言すれば、補正相に対応する補助スイッチング回路では、この回路を通過する電荷量が最大となることを意味する。各区間１〜６において、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの絶対値が最大となる相、および、補正対象となる補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３との関係は、上述した図４に示す関係となっている。例えば、区間１の場合、Ｖ相電流Ｉｖの絶対値が最大となり、Ｖ相に対応する補助スイッチング回路の補助電流Ｉｒ２が補正される。
【００３６】
補正対象となる補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３は、下式を満たすように補正される。
【数７】
2010141952.tif 000009
【００３７】
同数式において、Ｉｒａは、補正された補正対象の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３であり、Ｉｒｏ１，Ｉｒｏ２は、残りの相の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３をそれぞれ示す。同数式から分かるように、補正された補助電流Ｉｒａの２乗値は、補正相を除く他の２つの補助電流Ｉｒｏ１，Ｉｒｏ２の平方和と対応する。また、補正された補助電流Ｉｒａは、補正前の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３と対応した符合（正負）となる。例えば、区間１のように、Ｖ相が補正相である場合、Ｖ相用の補助スイッチング回路の補助電流Ｉｒ２は、以下に示す関係を満たすような補助電流Ｉｒａ２に補正される（図５の破線参照）。
【数８】
2010141952.tif 000010
【００３８】
上記の関係式を満たすような補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３の補正は、主スイッチのオンタイミングにおける補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３の値が、算出した補正値Ｉｒａとなるように、対応する補助スイッチのスイッチング動作の動作期間、すなわち、そのオンタイミングおよびオフタイミングを決定すればよい。通常の動作期間は、補助スイッチング回路を流れる補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３が、出力点における相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと対応するように設定される。上記の補正により、スイッチング動作の動作期間は、通常のそれよりも短く補正される。
【００３９】
図６は、本発明の実施形態にかかる補助スイッチ回路によるスイッチング処理の手順を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、所定の周期で呼び出され、コントローラ４によって実行される。
【００４０】
まず、ステップ１（Ｓ１）において、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが読み込まれる。各相電流は、例えば、各相毎に設けられた電流検出センサ（図示せず）から読み込まれる。
【００４１】
ステップ２（Ｓ２）において、各補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３の初期値が設定される。具体的には、各補助電流の初期値は、対応する相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが設定される。例えば、Ｕ相に対応する補助電流Ｉｒ１の初期値は、Ｕ相の相電流Ｉｕが設定されるといった如くである。
【００４２】
ステップ３（Ｓ３）において、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負（正もしくはゼロ、または、負もしくはゼロ）に基づいて、スイッチング動作の対象となる補助スイッチＳｒが選択される。例えば、区間１であれば、Ｕ相について補助スイッチＳｒ１、Ｖ相について補助スイッチＳｒ４、Ｗ相について補助スイッチＳｒ５がスイッチング動作の対象として選択されるといった如くである。
【００４３】
ステップ４（Ｓ４）のおいて、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、補正対象となる補助スイッチング回路に対応する相を決定する。具体的には、コントローラ４は、図４に示すテーブルを保持しており、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負に基づいて、現在の区間１〜６を特定する。そして、特定された区間１〜６から、補正対象となる補助スイッチング回路と対応する相を補正相として特定する。この特定された相は、電流絶対値が最大となる相となっている。そして、この補正相に対応する補助スイッチング回路が補正対象として決定する。
【００４４】
ステップ５（Ｓ５）において、補正対象となる補助スイッチング回路について、補助電流の補正値を決定する。具体的には、コントローラ４は、上述した数式８および各補助電流の初期値に基づいて、補正相の補助電流の補正値を算出する。この算出された補正値は、その２乗値が、補正相を除く他の２つの相電流（補助電流の初期値）の平方和となる。
【００４５】
ステップ６（Ｓ６）において、各相の補助スイッチング回路の補助スイッチの動作時間（前期間Ｔｒ１，後期間Ｔｆ１）が計算される。ここで、補正対象となる補助スイッチング回路については、その補助電流が補正値と対応するによう、補助スイッチのスイッチング動作の動作期間が設定される。一方、補正対象ではない補助スイッチング回路は、その補正電流がその初期値（各相電流）と対応するように、補助スイッチのスイッチング動作の動作期間が設定される。
【００４６】
そして、個々の補助スイッチは、各相の主スイッチのオンタイミングを基準として、ステップ６において設定された動作時間に対応してスイッチング動作される。
【００４７】
このように本実施形態によれば、コントローラ４は、制御周期毎に、補助スイッチンング回路のそれぞれを通過する電荷量に基づいて、補助スイッチング回路側から分圧点側へ通過する電荷量と、分圧点側から主スイッチング回路側に通過する電荷量とを比較する。そして、コントローラ４は、この比較結果に基づいて、補助スイッチング回路を通過する電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正する。
【００４８】
かかる構成によれば、補助スイッチング回路側から分圧点側へ通過する電荷量と、分圧点側から主スイッチング回路側に通過する電荷量とを比較することで、ＰＷＭ制御の１制御周期内におけるコンデンサＣｒ１，Ｃｒ２の充電量と放電量の差を把握することができる。また、スイッチング動作の動作期間を短く補正することで、充放電量のバランスを保つことできるので、分圧点の電圧の変化を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態において、コントローラ４は、補助スイッチング回路側から分圧点側に通過する電荷量と、分圧点側から補助スイッチング回路側に通過する電荷量とが対応するように、電荷量が最大となる補助スイッチング回路についてスイッチング動作の動作期間を短く補正する。
【００５０】
かかる構成によれば、両者の電荷量の差を抑制することができる。このため、ＰＷＭ制御の一制御周期内におけるコンデンサＣｒ１，Ｃｒ２の充放電量の差を抑制することができるので、分圧点の電圧の変化を更に抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態において、コントローラ４は、各相の出力点における相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負に基づいて、補正対象となる補助スイッチング回路と対応する相を補正相として特定する。
【００５２】
かかる構成によれば、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、補正相を特定することができるので、簡単かつ素早く補正相を特定することができる。
【００５３】
また、本実施形態において、コントローラ４は、各相毎に、補助スイッチング回路を流れる補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３が出力点における相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと対応するように補助スイッチング回路に関するスイッチング動作の動作期間を設定する。この場合、コントローラ４は、補正対象となる補助スイッチング回路については、この回路を流れる補助電流の２乗値が、補正相を除く他の２つの相電流の平方和となるように、スイッチング動作の動作期間を補正する。
【００５４】
かかる構成によれば、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、簡単かつ素早く補正値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】電力変換装置１の回路構成を模式的に示す説明図
【図２】Ｕ相電流Ｉｕの正方向に対応したスイッチング動作を示すタイミングチャート
【図３】Ｕ相電流Ｉｕの負方向に対応したスイッチング動作を示すタイミングチャート
【図４】各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの正負関係に応じて分類される複数の区間を示す説明図
【図５】１制御周期における各相の補助電流Ｉｒ１，Ｉｒ２，Ｉｒ３による充放電の電荷量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の説明図
【図６】補助スイッチ回路によるスイッチング処理の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１…電力変換装置
２…電源
３…モータ
４…コントローラ
Ｄ１〜Ｄ６…還流ダイオード
Ｓ１〜Ｓ６…主スイッチ
Ｓｒ１〜Ｓｒ６…補助スイッチ
Ｌｒ１〜Ｌｒ３…補助コイル
Ｃｒ１，Ｃｒ２…コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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