(57)【要約】【課題】本発明は、効率を高めたマルチレベルコンバータの制御方法を提供する。【解決手段】本発明は、サブモジュールのモジュレーション状態値と電流の向きを検出する段階と、状態値と電流の向きで、平均スイッチング数を指定する段階を含み、平均スイッチング数を指定する段階は、サブモジュール状態がオンかオフかによりグループ化する段階と、以前のオンのサブモジュール数とオフのサブモジュール数を比較し、その差だけ変換する段階と、充電状況で予定された値だけ、高い電圧のオンのサブモジュールと低い電圧値を有するオフのサブモジュールを比較し、オンのサブモジュール値が高いと、比較されたオンとオフのサブモジュールを変化させる段階と、放電状況の予定値だけ、低い電圧のオンのサブモジュールと、高い電圧のオフのサブモジュールを比較し、オフのサブモジュール値が高い場合は比較されたオンとオフのサブモジュールを変化させる段階を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
備えられたサブモジュールのモジュレーション状態値と電流の向きを検出する段階と、
前記状態値と電流の向きに応じて、一つのサブモジュールが出力波形一周期当たりの平均スイッチング数を指定する段階とを含み、
前記平均スイッチング数を指定する段階は、
前記サブモジュールの状態がオン状態であるかオフ状態であるかに基づいてグループ化する段階と、
以前のオン状態のサブモジュールの数とオフ状態のサブモジュールの数をと比較して、その差だけ状態を変換する段階と、
充電状況で予定された値だけ、高い電圧を有するオン状態のサブモジュールと低い電圧値を有するオフ状態のサブモジュールとを比較して、オン状態のサブモジュールの値が高ければ、前記比較されたオン状態及びオフ状態のサブモジュールの状態を変化させる段階と、
放電状態で予定された値だけ、低い電圧を有するオン状態のサブモジュールと、高い電圧を有するオフ状態のサブモジュールとを比較して、オフ状態のサブモジュールの値が高い場合には、前記比較されたオン状態及びオフ状態のサブモジュールの状態を変化させる段階とを含むことを特徴とするマルチレベルコンバータの制御方法。
【請求項２】
前記以前のオン状態のサブモジュールの数とオフ状態のサブモジュールの数とを比較して、その差だけ変換する段階は、
以前のオン状態のサブモジュールの数がオフの状態のサブモジュールよりも多い場合、その差だけオフ状態のサブモジュールをオン状態に変換する、請求項１に記載のマルチレベルコンバータの制御方法。
【請求項３】
前記以前のオン状態のサブモジュールの数とオフ状態のサブモジュールの数とを比較して、その差だけ変換する段階は、
以前のオン状態のサブモジュールの数がオフ状態のサブモジュールよりも少ない場合、その差だけオン状態のサブモジュールをオフ状態に変換する、請求項１または２に記載のマルチレベルコンバータの制御方法。
【請求項４】
前記オフ状態のサブモジュールをオン状態に変換する段階は、
電流の向きに応じて、充電時には、最も低い電圧のサブモジュールから、放電時には、最も高い電圧を有するサブモジュールからオン状態に変換させる、請求項２に記載のマルチレベルコンバータの制御方法。
【請求項５】
前記オン状態のサブモジュールをオフ状態に変換する段階は、
電流の向きに応じて、充電時には、高い電圧を有するサブモジュールから、放電時には、最も低い電圧を有するサブモジュールからオフ状態に変換させる、請求項３に記載のマルチレベルコンバータの制御方法。
【請求項６】
前記充電状況で予定された値と、前記放電状況で予定された値は、同じ値である、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のマルチレベルコンバータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータの制御方法であり、より詳しくは、マルチレベル制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチレベルコンバータシステムは、一般に用いられる電圧バランシングを考慮したゲートスイッチング（ｇａｔｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）手法を利用する。従来の電圧バランシングは、モジュレーションの過程で投入された情報と、該当アーム（ａｒｍ）内部のすべてのサブモジュールから送られてきたキャパシタンス電圧の情報を電圧の大きさに応じて並べ替えを行う。このように加工された情報を利用して、サブモジュールを選択することになる。具体的には、アーム（ａｒｍ）の電流の情報に基づいて最も高い電圧を有するサブモジュール、または最も低い電圧を有するサブモジュールが選択されている機構を有する。
【０００３】
従来の電圧バランシング方法によると、まず、いくつかのサブモジュールがオン（ＯＮ）信号を出すかを決めることになると、一つのアームの内部のどのサブモジュールをオンにするかを決める。この時、一般的に、各サブモジュールの電圧を均等に分散するために、各サブモジュールの電圧値を比較して並べ替えるソート（ｓｏｒｔｉｎｇ）過程が行われる。オン（ＯＮ）に該当するサブモジュールは、アームの電流の向きに応じて、充電と放電が行われるので、充電と放電に応じてサブモジュールが選択され、選択されたサブモジュールからの充電または放電が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率を高めたマルチレベルコンバータの制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、備えられたサブモジュールのモジュレーション状態値と電流の向きを検出する段階と、前記状態値と電流の向きに応じて、一つのサブモジュールが出力波形一周期当たりの平均スイッチング数を指定する段階と、を含み、
【０００６】
前記平均スイッチング数を指定する段階は、前記サブモジュールの状態がオン状態であるかオフ状態であるかに応じてグループ化するステップと、以前のオン状態のサブモジュールの数とオフ状態のサブモジュールの数とを比較し、その差だけ状態を変換する段階と、充電状況で予定された値だけ高い電圧を有するオン状態のサブモジュールと低電圧の値を有するオフ状態のサブモジュールとを比較して、オン状態のサブモジュール値が高ければ、前記比較されたオン状態とオフ状態のサブモジュールの状態を変化させる段階と、放電状況で予定された値だけ、低電圧を有するオン状態のサブモジュールと、高電圧を有するオフ状態のサブモジュールとを比較して、オフ状態のサブモジュールの値が高い場合には、前記比較されたオン状態及びオフ状態のサブモジュールの状態を変化させる段階とを含むマルチレベルコンバータの制御方法を提供する。
【０００７】
また、前記以前のオン状態のサブモジュールの数とオフ状態のサブモジュールの数とを比較して、その差だけを変換する段階は、以前のオン状態のサブモジュールの数がオフの状態のサブモジュールよりも多い場合、その差だけオフ状態のサブモジュールをオン状態に変換することを特徴とする。
【０００８】
また、前記以前のオン状態のサブモジュール数とオフ状態のサブモジュール数とを比較して、その差だけを変換する段階は、以前のオン状態のサブモジュール数がオフの状態のサブモジュールよりも少ない場合、その差だけオン状態のサブモジュールをオフ状態に変換することを特徴とする。
【０００９】
また、前記オフ状態のサブモジュールをオン状態に変換する段階は、電流の向きに応じて、充電時には最も低い電圧のサブモジュールから、放電時には最も高い電圧を有するサブモジュールからオン状態に変換させることが特徴とする。
【００１０】
また、前記オン状態のサブモジュールをオフ状態に変換する段階は、電流の向きに応じて、充電時には高い電圧を有するサブモジュールから、放電時には最も低い電圧を有するサブモジュールからオフ状態に変換させることを特徴とする。
【００１１】
また、前記充電状況で予定された値と、前記放電状況で予定された値は、同じ値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、一つのサブモジュールに集中的にスイッチングが起こらず均等にすることで、スイッチングデバイスとキャパシタンスを最適に用いることができる。マルチレベルコンバータの最適設計により製品の単価を下げることができる。
【００１３】
また、本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、各サブモジュールのスイッチングが均等に行われるため、単に平均的にスイッチング数を増大させるのではなく、均等にスイッチング数を増やすことで、マルチレベルコンバータの寿命が延びる期待効果がある。
【００１４】
また、前述のようなマルチレベルコンバータの制御方法は、制御のためのデジタルプロセッサの並べ替えの部分のコードを単に提案された方法に置き換えればよいため、別のハードウェアの置き換え、及び形状の変更など、他の付加的な費用が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を説明するために提案されたもので、マルチレベルコンバータの制御方法を示すブロック図である。
【図２】図１に示された電圧バランシング部分の制御方法を示すブロック図である。
【図３】図１に示された電圧バランシング部分の制御方法を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が、本発明の技術的思想を容易に実施できる程度に詳細に説明するために、本発明の最も好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明は、マルチレベルコンバータ（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の電圧バランシングのためのスイッチング手法に関するもので、特に基本周波数（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を１サイクルの間の手法に必要とされる計算（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｅｆｆｏｒｔ ）を減らすことができる方法に関するものである。
【００１８】
本発明は、マルチレベルコンバータ利用したいずれのパワーエレクトロニクスとそのパワーエレクトロニクス装置を利用した電力機器に適用可能である。特に、多数のサブモジュール（Ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅ）を用いる大容量の電源機器において有用に用いられる。単にマルチレベルコンバータの電圧バランシング手法の変化を介して、電力機器の詳細容量選定の一つの基準とすることができる。即ち、一周期の間、サブモジュールのスイッチング数を任意に調節することにより、各サブモジュールに用いられるキャパシタンスの容量を選択的に減らすことができる。
【００１９】
図１は、本発明を説明するために提案されたもので、マルチレベルコンバータの制御方式を示すブロック図である。
【００２０】
図１を参照してみると、電力機器の使用目的に応じて、管理制御部１００から基準信号を生成し、その信号を中央制御部２３０でマルチレベルコンバータに合わせて、つまり、各サブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅ）は、ゲート信号を印加するようにサブモジュールを制御する。実質的に、各サブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅ）の集合であるコンバータ部３００からゲート信号の双方向通信が起こるようになる。管理制御部１００はフィードバック制御部１１０、実効電力制御部１２０、無効電力制御部１３０を含む。中央制御部２３０は、モジュレーション制御部２３１と電圧バランス制御部２３２を含む。コンバータ部３００は複数のサブモジュール３１０とアーム電流測定（Ａｒｍ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｍｅａｓｕｒｅ）部３２０を含んでいる。
【００２１】
図２は、本発明を説明するために提案されたもので、マルチレベルコンバータの制御方法を示すフローチャートであり、特に、電圧バランシングに関するフローチャートである。
【００２２】
図２を参照してみると、電圧バランスの制御方法を見ると、ＯＮ条件を満たしているサブモジュールの数を決定し（Ｓ１０）、サブモジュールを電圧値に基づいてソートする（Ｓ２０）。以後、電流値の符号を判断し（Ｓ３０）、電流値の符号が正の場合（Ｓ３０−ＹＥＳ ）、最小電圧を選択し（Ｓ４０）、電流値の符号が負の場合（Ｓ３０−ＮＯ）、最大電圧を選択する（Ｓ５０）。前記技術によると、サブモジュールを電圧値に基づいてソートする過程（Ｓ２０）で最も多い時間がかかる。大容量の電力機器に適用されるモジュールベースのマルチレベルコンバータの場合は、一つのアームに１５０〜２００以上のサブモジュールが備えられる。デジタル処理過程は、大きく４つの部分に分けられ、サブモジュールの電圧値をデジタル値に変換するプロセス、変換されたサブモジュール値をソートするプロセス、電流の向きに応じてサブモジュールを選択するプロセス、選択されたサブモジュールのゲート信号に適用するプロセスを含む。
【００２３】
サブモジュール（ ３１０ 、・・・）が有する各々のキャパシタンス（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の電圧値を利用して、中央制御部２３０はゲート信号を生成するが、一般には、そのサブモジュール（３１０ 、・・・）の各キャパシタの電圧値の算術比較（ｓｏｒｔｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を使用して決めることになる。特に、モジュレーション制御部２３１から入ってきた信号と、各サブモジュールの算術的な比較を介して並べ替えられている値の情報を利用して、電流の向きに応じて最小キャパシタ電圧のサブモジュール（３１０ 、・・・）を選択するか高いものを選択するかを決める（Ｓ３０）。
【００２４】
図３は、本発明を説明するために提案されたもので、マルチレベルコンバータの制御方法を示すフローチャートであり、電圧バランシングに関するものである。
【００２５】
まず、（ｔ−Δｔ）時間でのゲート信号を判断する（１０５）。これは、サブモジュールの直前の状態が分かるようにする。つまり、直前のサブモジュールのオン／オフの状態を知ることができる。備えられた各サブモジュールのオン／オフの状態が判断されると、オン状態であるかオフ状態であるかに区分する（１２１−２、１２１−３）。このように、オフ状態とオン状態を事前に分けて判断する理由は、サブモジュールの迅速な制御のためである。
【００２６】
オフ状態とオン状態に分かれた各サブモジュールは、以後その数の総和が求められる（Ｓ１２１−１、Ｓ１２１−４）。即ち、直前のゲート信号１０５を利用してオン状態のサブモジュールがいくつか、オフ状態のサブモジュールがいくつかを定める。以後、オン状態のサブモジュールの中で最も高い電圧を有するサブモジュールと最も低い電圧を有するサブモジュールを判断する。オフ状態のサブモジュールについても同様に最大電圧を有するサブモジュールと最低電圧を有するサブモジュールを判断する。
【００２７】
一周期当たりに一回のサブモジュールのスイッチングのために、電圧バランシング手法を用いる場合は、過去のサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）時間でのゲート信号を介して、ｏｎ−ｓｔａｔｅに該当するサブモジュールの集合と、ｏｆｆ−ｓｔａｔｅに該当するサブモジュールの集合に区分する。区分された集合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅに対応するサブモジュールの総和とｏｆｆ−ｓｔａｔｅに対応するサブモジュールとの総和を計算することができる。
【００２８】
図１〜図３に示されたマルチレベルコンバータの制御方法に応じた電圧バランシング方法は、各サブモジュール（ｓｕｂ−ｍｏｄｕｌｅ）のゲート信号を直接生成するための段階を示している。電圧バランシング手法は、中央制御部（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）で最も重要な制御部分の一つであり、これは、ソートアルゴリズム（ｓｏｒｔｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を介して具現される。しかし、ソートアルゴリズム（ｓｏｒｔｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）は、一周期内であまりにも多くのスイッチングが起こる。これを解消するために、図３に示すように、マルチレベルコンバータの長点を最大化するために、一周期当たりに一回のスイッチングが行われるようにｏｎ−ｓｔａｔｅ集合とｏｆｆ−ｓｔａｔｅ集合に区分して、現在のスイッチングが行われるサブモジュールを決めることができる。
【００２９】
図１と図２に示されたマルチレベルコンバータの制御方法では、ソートアルゴリズムのみを利用した電圧バランシング手法は、単に、各サブモジュールのキャパシタの電圧だけを基準とする。従って、一周期当たりに一つのサブモジュールのスイッチング数を調節できないだけでなく、その数が多く、実質的に各サブモジュールで発生するスイッチング損失が多く発生することにより、マルチレベルコンバータの長点を利用することができない。即ち、一つのサブモジュールを基準に一周期当たりスイッチングが２０回以上起こることがあり、これは多くの熱損失とスイッチング装置の寿命にも影響を及ぼす。
【００３０】
一つのサブモデルを基準に一周期当たりスイッチングが一回起こる方法が、図３に示された方法であるｏｎ−ｓｔａｔｅとｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループに区分して決める方法である。しかし、これは、サブモジュールのスイッチングが一回しか起こらないので、サブモジュールのキャパシタ電圧の充電と放電が一回しか行われないため、高キャパシタンスが求められる。また、スイッチング損失が少ないため、スイッチングデバイスを最適に使用できないことがある。
【００３１】
本発明は、マルチレベルコンバータの電圧バランシングを介して行われるスイッチング手法に関するものである。スイッチングバランシング手法中ソートアルゴリズムを利用するように、サブモジュールの電圧を直接比較する方法を介してゲート信号を決めることが一般的である。しかし、ソート方法に応じて、サブモジュールのキャパシタの容量を決めることができ、一つのサブモジュールが一周期当たりスイッチングすべき数を定めると、コンバータの製作基準は、簡単に作ることができる。本発明は、一つのサブモジュールが一周期当たり行うべきスイッチング数を決めるアルゴリズムを提供するためのものであり、製作者のニーズに合わせてシステムを設計することができる。
【００３２】
図４と図５は、本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法を示すブロック図である。図４は、マルチレベルコンバータの初期化を示しており、図５は、マルチレベルコンバータの動作時に発生するさまざまなケースの数においてどのように制御するかを示している。
【００３３】
図４を参照してみると、本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、各グループ、つまり、ｏｎ−ｓｔａｔｅ、ｏｆｆ−ｓｔａｔｅで各自の並べ替えを介してアーム（Ａｒｍ）モジュール内のすべてのサブモジュールを配置することとは差がある。Ｏｎ−ｓｔａｔｅに対応するグループをソートする段階（Ｓ３３０）とｏｆｆ−ｓｔａｔｅに対応するグループをソートする段階（Ｓ３４０）に区分される。
【００３４】
まず、（ｔ−Δｔ）時間でのゲート信号を判断する（Ｓ３０５）。これは、サブモジュールの直前の状態が分かるようにする。つまり、直前のサブモジュールのオン／オフ状態を知ることができる。備えられた各サブモジュールのオン／オフの状態を判断すると、オン状態であるかオフ状態であるかを区分する（Ｓ３２１−２、Ｓ３２１−３）。このように、オフ状態とオン状態を事前に分けて判断する理由は、サブモジュールの迅速な制御のためである。
【００３５】
オフ状態とオン状態に分かれた各サブモジュールは、以後その数の総和が求められる（Ｓ３２１−１、Ｓ３２１−４ ）。即ち、直前のゲート信号３０５を利用して、オン状態のサブモジュールがいくつか、オフ状態のサブモジュールがいくつかを定める。以後、オン状態のサブモジュールを並べ替え、オフ状態のサブモジュールを並べ替える（Ｓ３３０、Ｓ３４０）。
【００３６】
続いて、図５を参照すると、本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、主に現在のモジュレーション（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の状態値（Ｄｉｆｆ）と電流の向き（ｉ）に応じて、大きく４つに区分される。モジュレーション（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の状態値（Ｄｉｆｆ）は、次のように求める。まず、オン状態を有するようになるサブモジュールの数（Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＯＮ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｇａｔｅ  ａｔ  ｔ（ｎ））を求め、オン状態を有するようになるサブモジュールの数が求められると、計算された直前にオン状態のサブモジュール数を引く。その状態値（ｄｉｆｆ ）は、いくつかのサブモジュールの状態を制御するか否かの判断の基礎となり、オン状態を有するようになるサブモジュールの数が以前より多いと、状態値（ｄｉｆｆ）は、正の値、少ないと、状態値（ｄｉｆｆ）は負の値を示す。電流の向き（ｉ）は、充電状態になると正、放電状態になると負の値を示す。
【００３７】
最初の場合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅサブモジュールの数が増大して充電がされている状態（（１））、二番目の場合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅサブモジュールの数は増大するが、放電されている状態（（２））、三番目の場合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅサブモジュールの数が減少し、充電されている状態（（３））、四番目の場合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅサブモジュールの数が減少し、放電されている状態である（（４））。マルチレベルコンバータの動作中、この四つの状態のいずれか一つの状態だけが選択されることができる。二つの変数である状態値と電流の向き（Ｄｉｆｆ、ｉ）に応じて、四つの状態のいずれかが選択されるが、現在の状態でサブモジュールをターンオンさせたり、ターンオフさせる段階を「（５）」と表記して、以降ｏｎ−ｓｔａｔｅとｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループのサブモジュールの状態を強制的に変化させるステップを「（６）」に区分して表示する。
【００３８】
図５に示されるように、仮に充電状態である場合、ｏｎ−ｓｔａｔｅグループのサブモジュールがｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループのサブモジュールのそれよりも電圧が高い場合は、両方のサブモジュールの状態を変化させる（（７））。放電の場合は、ｏｎ−ｓｔａｔｅグループのサブモジュールがｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループのそれよりも電圧が小さいと、両方のサブモジュールの状態を変化させる（（８））。
【００３９】
本実施形態に係るマルチレベルコンバータは、まずアーム（Ａｒｍ）の内部のすべてのサブモジュールを並べ替える方式ではなく、現在のゲート状態、即ち"ｏｎ−ｓｔａｔｅ"、"ｏｆｆ−ｓｔａｔｅ"の状態を区別して保存する。これにより、全体の数のサブモジュールのデータ処理ではなく、二つの部類に分けた状態のデータ処理であるため、その計算量が減り、一周期当たりのサブモジュールのスイッチング数を限定することができる。
【００４０】
モジュレーションの結果に基づいて、過去に比べｏｎ−ｓｔａｔｅのサブモジュールの数が多い場合、即ち、状態値が正である場合（Ｄｉｆｆ＞０）、ｏｆｆ−ｓｔａｔｅのグループで状態値（Ｄｉｆｆ）の絶対値だけターンオンする。このとき、電流の向きに応じて、充電時には、最も低い電圧のサブモジュールから、放電時には、最も高い電圧を有するサブモジュールから "ｏｎ"にする。状態値が負の場合はＤｉｆｆ＜０）、ｏｎ−ｓｔａｔｅのグループのサブモジュールをターンオフさせるが、充電時には、高電圧を有するサブモジュールから、放電時には、低電圧のサブモジュールからオフさせる。ここまでが一サブモジュールが一周期当たり一回のスイッチングが起こることができるアルゴリズムです。
【００４１】
スイッチング増大のためには、製作者が所望の変更値を決めることもできる。即ち、一つのサブモジュールが一周期当たり平均的に何回かさらに起こる値を決めることである。現在の状況が充電の状態であれば、変更する数だけｏｎ−ｓｔａｔｅの高電圧の値を有するサブモジュールとｏｆｆ−ｓｔａｔｅの低電圧の値を有するサブモジュールとを比較して、 ｏｎ−ｓｔａｔｅグループがｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループよりも高ければ、両方のサブモジュールの状態を変化させ、それ以外の場合、現在の状態に維持する。
【００４２】
そして、仮に、現在の状況が放電の状況であれば、ｏｎ−ｓｔａｔｅの低電圧を有するサブモジュールとｏｆｆ−ｓｔａｔｅの高電圧を有するサブモジュールとを比較して、ｏｆｆ−ｓｔａｔｅグループのサブモジュールの電圧が高い場合は、両方のグループの間のサブモジュールの状態を変化させ、それ以外の場合、現在の状態に維持する。
【００４３】
前述したように、マルチレベルコンバータを制御するようになれば、一周期当たりのサブモジュールのスイッチング数を調節可能である。スイッチング数は、サブモジュール内のキャパシタ容量を決定する際の重要な要件となる。周期当たり発生するスイッチングが高いほど、キャパシタ容量を減らすことができるが、各スイッチングデバイス（例えばＩＧＢＴ）の損失量を増加させ、適切なスイッチング数を決めなければならない。
【００４４】
本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、一つのサブモジュールに集中的にスイッチングが起こらず、均等にすることで、スイッチングデバイス及びキャパシタを最適に用いることができる。従って、マルチレベルコンバータの最適設計を介した製品の単価を下げることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係るマルチレベルコンバータの制御方法は、各サブモジュールのスイッチングが均等に行われるため、単に平均的にスイッチング数を増大させるのではなく、均等にスイッチング数を変更することにより、マルチレベルコンバータの寿命が延びる期待効果がある。
【００４６】
また、前述のようなマルチレベルコンバータの制御方法は、制御のためのデジタルプロセッサの並べ替え部分のコードを単に提案された方法に置き換えればよいので、別途のハードウェアの置換、及び形状の変更など、他の付加的な費用がさほど要しない。
【００４７】
以上、代表的な実施形態を挙げて本発明について詳細に説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、前述した実施形態に対して、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることを理解するであろう。従って、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限定されて定まるのではなく、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等物により定められなければならない。
【符号の説明】
【００４８】
１００    管理制御部
１０５    ゲート信号
２３０    中央制御部
２３１    モジュレーション制御部
２３２    電圧バランス制御部
３００    コンバータ部
３１０，３２０，３３０    サブモジュールゲート
【図１】
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【図２】
2014233198.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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