(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力するコンバータと、複数のスイッチング素子を有し前記コンバータから出力された直流電圧を前記複数のスイッチング素子をスイッチングして交流電圧に変換するインバータと、を含むインバータ装置に用いる漏れ電流抑制回路であって、
直列接続した２つのスイッチング素子を含む第１スイッチング素子対と、直列接続した複数のコンデンサを含む第１コンデンサ組とを備え、前記第１スイッチング素子対が前記複数のコンデンサの中間コンデンサに並列に接続した第１アームと、
直列接続した２つのスイッチング素子を含む第２スイッチング素子対と、直列接続した複数のコンデンサを含む第２コンデンサ組とを備え、前記第２スイッチング素子対が前記複数のコンデンサの中間コンデンサに並列に接続した第２アームと、
前記インバータの前段あるいは後段において直列に接続し、各相の配線と接続した主巻線と、前記第１スイッチング素子対の接続点と前記第２スイッチング素子対の接続点とに接続した補助巻線と、を備えたコモンモードトランスと、を備え、
前記第１アームと前記第２アームとは前記インバータ装置の直流ラインに接続し、
前記第１コンデンサ組の中間コンデンサの電圧と、前記第２コンデンサ組の中間コンデンサの電圧との比は２対１であり、
前記コモンモードトランスの前記主巻線の巻数と前記補助巻線の巻数との比は前記インバータの直流電圧と、前記第１コンデンサ組の中間コンデンサの電圧の３倍との比であることを特徴とする漏れ電流抑制回路。
【請求項２】
直流電圧を出力するコンバータと、複数のスイッチング素子を有し前記コンバータから出力された直流電圧を前記複数のスイッチング素子をスイッチングして交流電圧に変換するインバータと、を含むインバータ装置に用いる漏れ電流抑制回路であって、
直列接続した２つのスイッチング素子を含む第１スイッチング素子対を備えた第１アームと、
直列接続した２つのスイッチング素子を含む第２スイッチング素子対と、直列接続した３つのコンデンサを含む第２コンデンサ組とを備え、前記第２スイッチング素子対が前記３つのコンデンサの中間コンデンサに並列に接続した第２アームと、
前記インバータの前段あるいは後段において直列に接続し、各相の配線と接続した主巻線と、前記第１スイッチング素子対の接続点と前記第２スイッチング素子対の接続点とに接続した補助巻線と、を備えたコモンモードトランスと、を備え、
前記第１アームと前記第２アームとは前記インバータ装置の直流ラインに接続し、
前記中間コンデンサと他の２つのコンデンサ各々との容量の比率は1対２であり、
前記コモンモードトランスの前記主巻線の巻数と前記補助巻線の巻数との比は２対３であることを特徴とする漏れ電流抑制回路。
【請求項３】
前記インバータが出力各相に、正極側に接続される第１スイッチング素子と負極側に接続される第２スイッチング素子を有する三相出力インバータであって、
出力三相の全ての第１スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの正極側のスイッチング素子と前記第２アームの負極側のスイッチング素子とが導通し、
前記インバータ装置の出力三相のうちの二つは第１スイッチング素子、一つは第２スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの正極側のスイッチング素子と前記第２アームの正極側のスイッチング素子とが導通し、
前記インバータ装置の出力三相のうちの一つは第１スイッチング素子、二つは第２スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの負極側のスイッチング素子と前記第２アームの負極側のスイッチング素子が導通し、
前記インバータ装置の出力三相の全てで第２スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの負極側のスイッチング素子と前記第２アームの正極側のスイッチング素子とが導通し、
前記主巻線と前記補助巻線とは同じ方向に巻きつけられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項４】
前記インバータが出力各相に、正極側に接続される第１スイッチング素子と負極側に接続される第２スイッチング素子を有する三相出力インバータであって、
出力三相の全ての第１スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの負極側のスイッチング素子と前記第２アームの正極側のスイッチング素子とが導通し、
出力三相のうちの二つは第１スイッチング素子、一つは第２スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの負極側のスイッチング素子と前記第２アームの負極側のスイッチング素子が導通し、
出力三相のうちの一つは第１スイッチング素子、二つは第２スイッチング素子が導通する場合は、前記第１アームの正極側のスイッチング素子と前記第２アームの正極側のスイッチング素子とが導通し、
出力三相の全てで第２スイッチング素子が導通する場合、前記第１アームの正極側のスイッチング素子と前記第２アームの負極側のスイッチング素子が導通し、
前記主巻線と前記補助巻線とは互いに逆向きに巻きつけられる請求項１または２に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項５】
前記インバータ装置の電源ラインにコモンモードチョークコイルが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の漏れ電流抑制回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、漏れ電流抑制回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータに代表される電力変換装置は、半導体スイッチング素子のスイッチング動作により電力変換を行っている。モータを駆動する三相ＰＷＭインバータを例にとると、出力しようとする電圧の指令値と三角波などのキャリアとを比較し、比較結果に基づき各相の半導体素子をスイッチングさせる。このとき、その原理上、三相のＵＶＷ相出力電圧の平均値を示すコモンモード電圧はゼロにはならず、キャリアに同期して大きな電圧が発生する。このコモンモード電圧は、モータの浮遊容量などを介してアースへと流れる漏れ電流（高周波ノイズ）の原因となる。漏れ電流は他の機器に障害をもたらすなどの問題となるため、漏れ電流対策は必須となっている。その有効な対策としてコイルやコンデンサなどの受動素子で構成されるフィルタ回路を設けることがある。
【０００３】
従来、漏れ電流対策を施した電力変換装置では、三相交流電源からコンバータまでの入力ライン上に、コモンモードチョークコイルなど高周波の漏れ電流に対して高インピーダンスとなるインダクタンス素子を挿入する。
【０００４】
コンバータは三相電力を直流電力に変換し、この直流電圧は平滑コンデンサにて平滑される。平滑コンデンサは、コンバータとインバータとの主回路配線の線間に接続されている。インバータは平滑された直流電圧を、所望の大きさ及び周波数の三相交流電圧に変換しモータに供給する。
【０００５】
更に、インダクタンス素子とコモンモード電圧の発生源であるインバータのスイッチング素子とを含めたループ内に、コンデンサ及びコモンモード電流抽出回路などの低インピーダンス素子で構成される漏れ電流のバイパス回路が設けられる。コモンモード電流抽出回路は、コンデンサと単相リアクトルとの３つの対を含む。
【０００６】
フィルタ回路は、例えばコモンモードチョークコイルが高インピーダンス特性となって漏れ電流となるコモンモード電流の流れを抑えると共に、それでも抑え切れない漏れ電流は、コンデンサ、コモンモード電流抽出回路で形成されたバイパス回路を流れる。そのため、このような回路構成は漏れ電流の抑制には非常に有効であり、更に他の類似フィルタ回路も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３５１９１６号公報
【特許文献２】特許第３５９６６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記のフィルタ回路では、コモンモード電流抽出回路に３つの単相リアクトルが含まれるなど、バイパス回路が大きくなり、これがフィルタ回路全体の大型化につながっている。
【０００９】
そこで本発明の実施形態は、大型化することなく漏れ電流を効果的に抑制する漏れ電流抑制回路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】
【００１０】
実施形態によれば、直流電圧を出力するコンバータと、複数のスイッチング素子を有し前記コンバータから出力された直流電圧を前記複数のスイッチング素子をスイッチングして交流電圧に変換するインバータと、を含むインバータ装置に用いる漏れ電流抑制回路であって、直列接続した２つのスイッチング素子を含む第１スイッチング素子対と、直列接続した複数のコンデンサを含む第１コンデンサ組とを備え、前記第１スイッチング素子対が前記複数のコンデンサの中間コンデンサに並列に接続した第１アームと、直列接続した２つのスイッチング素子を含む第２スイッチング素子対と、直列接続した複数のコンデンサを含む第２コンデンサ組とを備え、前記第２スイッチング素子対が前記複数のコンデンサの中間コンデンサに並列に接続した第２アームと、前記インバータの前段あるいは後段において直列に接続し、各相の配線と接続した主巻線と、前記第１スイッチング素子対の接続点と前記第２スイッチング素子対の接続点とに接続した補助巻線と、前記主巻線と前記補助巻線とが巻きつけられたコアとを備えたコモンモードトランスと、を備え、前記第１アームと前記第２アームとは前記インバータ装置の直流ラインに接続し、前記第１コンデンサ組の中間コンデンサの電圧と、前記第２コンデンサ組の中間コンデンサの電圧との比は２対１であり、前記コモンモードトランスの主巻線の巻数と補助巻線の巻数との比は前記インバータの直流電圧と、前記第１コンデンサ組の中間コンデンサの電圧の３倍との比であることを特徴とする漏れ電流抑制回路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第２実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路における第１および第２アームのスイッチング状態を示す図である。
【図４】図４は、第３実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路における第１および第２アームのスイッチング状態を示す図である。
【図６】図６は、第４実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の漏れ電流抑制回路について、図面を参照して説明する。  
図１は、第１実施形態の電力変換装置における漏れ電流抑制回路の一構成例を概略的に示す図である。本実施形態の漏れ電流抑制回路は、直流電力を出力するコンバータと、複数のスイッチング素子を有しコンバータから出力された直流電力を複数のスイッチング素子を切替て交流電力に変換するインバータと、を含むインバータ装置に用いる漏れ電流抑制回路である。
【００１３】
本実施形態の電力変換装置は、コンバータ１と、インバータ２と、平滑コンデンサ３と第１アーム２０と第２アーム２３と、コモンモードトランス２６と、コントローラ３０と、を備えている。
【００１４】
コンバータ１は、コモンモードトランス２６を介して電源５に接続されている。コンバータ１は電源５から供給される三相電力を直流電力に変換する。コンバータ１から出力された直流電圧は平滑コンデンサ３にて平滑される。
【００１５】
平滑コンデンサ３は、コンバータ１とインバータ２との間に接続された直流電力ラインに接続されている。
【００１６】
インバータ２は、平滑コンデンサ３により平滑された直流電圧を、所望の大きさ及び周波数の三相交流電圧に変換して出力する。すなわち、インバータ２の出力各相は２つのスイッチング素子を含み、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相を構成する。本実施形態では、インバータ２には負荷としてモータ４が接続され、インバータ２から出力された三相交流電圧はモータ４へ供給される。
【００１７】
第１アーム２０は、インバータ２の直流電力ラインに接続している。第１アーム２０は、直列接続した３つのコンデンサ（第１コンデンサ組）２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、真ん中のコンデンサ（中間コンデンサ）２１ｂに並列接続するとともに互いに直列接続した２つのスイッチング素子（第１スイッチング素子対）２２ａ、２２ｂを備えている。スイッチング素子２２ａ、２２ｂは、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を採用することができる。
【００１８】
第２アーム２３は、直列接続した３つのコンデンサ（第２コンデンサ組）２４ａ、２４ｂ、２４ｃの真ん中のコンデンサ（中間コンデンサ）２４ｂに、直列接続した２つのスイッチング素子（第２スイッチング素子対）２５ａ、２５ｂを並列接続した構成となっている。スイッチング素子２５ａ、２５ｂは、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等を採用することができる。
【００１９】
コントローラ３０は、インバータ２のスイッチング状態に基づいて、第１アーム２０のスイッチング素子２２ａ、２２ｂ、と第２アーム２３のスイッチング素子２５ａ、２５ｂのスイッチングを切替える。なお、コントローラ３０は漏れ電流抑制回路内に含まれるものであっても良く、インバータ装置内に含まれるものであっても良い。
【００２０】
本実施形態では、第１アーム２０と第２アーム２３との各コンデンサの容量は、２１ａと２１ｃ及び２４ａと２４ｃをそれぞれ同じに選択する。また、インバータ直流部の中間電位を基準として、コンデンサ２１ｂの両端の電位を＋Ｅ１／２と−Ｅ１／２、コンデンサ２４ｂの両端の電位を＋Ｅ２／２と−Ｅ２／２とした場合、  
Ｅ１＝２×Ｅ２…（１）  
の関係を満たすように、各コンデンサの容量を選択する。
【００２１】
コモンモードトランス２６は、電源５から延びる各相配線と接続した主巻線２６Ａと、漏れ電流抑制回路と接続した補助巻線２６Ｂと、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとが巻きつけられたコアと、を備えている。本実施形態では主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとがコアに巻きつけられる方向は同じである。
【００２２】
コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂは、第１アーム２０のスイッチング素子２２ａとスイッチング素子２２ｂの接続点、及び、第２アーム２３のスイッチング素子２５ａとスイッチング素子２５ｂの接続点とに接続する。このコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａの巻数Ｎ１と補助巻線２６Ｂの巻数Ｎ２との比率は、コンバータ１とインバータ２の直流ラインの正極側電位と負極側電位がそれぞれ＋Ｅ／２と、−Ｅ／２とである場合、下記の条件を満たすように選択する。  
Ｎ１：Ｎ２＝Ｅ：３／２×Ｅ１…（２）
漏れ電流の発生源となるインバータ２のコモンモード電圧は、出力の３つの相の平均で表され、各相のスイッチングパターンによって、＋Ｅ／２、＋Ｅ／６、−Ｅ／６、−Ｅ／２の４つの電圧レベルをとりうる。
【００２３】
一方、２つのアーム２０、２３は、上下どちらの素子を導通させるかによって第１アーム２０からは、＋Ｅ１／２と−Ｅ１／２、第２アーム２３からは＋Ｅ１／４と−Ｅ１／４のいずれかの電圧が出力されるため、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには、＋３Ｅ１／４、＋Ｅ１／４、−Ｅ１／４、−３Ｅ１／４の４つの電圧レベルを作ることができる。
【００２４】
コモンモードトランス２６の主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとの巻数が（２）式の比率であれば、インバータ２のコモンモード電圧と同じ電圧がコモンモードトランス２６を介して印加できる。このため、コモンモード電圧を打ち消すことが可能となり、漏れ電流を抑制することができる。
【００２５】
上記のように、本実施形態の電力変換装置では、スイッチング素子とコンデンサとにより漏れ電流抑制回路を構成することができ、大型のフィルタ回路を設ける必要がなくなる。したがって、本実施形態によれば、大型化することなく漏れ電流を効果的に抑制する漏れ電流抑制回路を提供することができる。
【００２６】
なお、ここでは電源５とコンバータ１との間にコモンモードトランス２６を設けた回路構成を示しているが、例えばコンバータ１とインバータ２との間の直流ライン、あるいは、インバータ２の出力側の電源ラインにコモンモードトランス２６を設けた場合も同様の効果が得られる。
【００２７】
次に、第２実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図２は、本実施形態の電力変換装置における漏れ電流抑制回路の一構成例を概略的に示す図である。
【００２９】
第１アーム２０は、互いに直列な２つのスイッチング素子２２ａ、２２ｂを有し、これらのスイッチング素子２２ａ、２２ｂが直接インバータ２の直流部に接続されている。
【００３０】
また、第２アーム２３の３つのコンデンサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの容量の比率は、２：１：２である。この場合、第１アーム２０と第２アーム２３とで出力されるコモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂの電圧は、＋３Ｅ／４、＋１Ｅ／４、−１Ｅ／４、−３Ｅ／４の４つのレベルとなり、主巻線２６Ａの巻数と補助巻線２６Ｂの巻数との比を２：３とすることで、第１実施形態の電力変換装置と同様に、インバータ２のコモンモード電圧を打ち消すことが可能となる。
【００３１】
図３は、図１および図２に示す電力変換装置において、コモンモードトランス２６の主巻線２６Ａの電圧をＶ１、補助巻線２６Ｂの電圧をＶ２とした場合の第１アーム２０および第２アーム２３のスイッチング素子の接続状態の一例を示す図である。
【００３２】
なお、以下の説明において、インバータの各相における上素子とはインバータ２の直流電圧電力ラインの正極側とモータ４との接続を切替えるスイッチング素子であり、インバータの各相における下素子とはインバータ２の直流電圧ラインの負極側とモータ４との接続を切替えるスイッチング素子である。
【００３３】
また、以下の説明において、第１アーム２０の上素子とはインバータ２の直流電圧ラインの正極側に接続されたスイッチング素子２２ａであって、第１アーム２０の下素子とは、インバータ２の直流電圧ラインの負極側に接続されたスイッチング素子２２ｂである。第２アーム２３の上素子とはインバータ２の直流電圧ラインの正極側に接続されたスイッチング素子２５ａであって、第２アーム２３の下素子とはインバータ２の直流電圧ラインの負極側に接続されたスイッチング素子２５ｂである。
【００３４】
インバータ２の３つの相で全て上素子が導通する場合、インバータ２のコモンモード電圧は＋Ｅ／２である。このとき、第１アーム２０の上素子２２ａと第２アーム２３の下素子２５ｂとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには＋３Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａにはコモンモード電圧と同じ＋Ｅ／２の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを同じとすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００３５】
同様に、インバータ２の三相のうち、二相が上素子、一相が下素子で導通する場合、＋Ｅ／６のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の上素子２２ａと第２アーム２３の上素子２５ａを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには＋Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａにはコモンモード電圧と同じ＋Ｅ／６の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを同じにすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００３６】
インバータの三相のうち、一相が上素子、二相が下素子で導通する場合、−Ｅ／６のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の下素子２２ｂと第２アーム２３の下素子２５ｂとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには−Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａには−Ｅ／６の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを同じにすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００３７】
インバータの三相の全てで、下素子が導通する場合、−Ｅ／２のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の下素子２２ｂと第２アーム２３の上素子２５ａとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには−３Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａには−Ｅ／２の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを同じにすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００３８】
このように、インバータ２のスイッチング状態に合わせて、第１アーム２０および第２アーム２３のスイッチングを切替えることで、コモンモード電圧は打ち消すことができ、漏れ電流が大幅に低減される。
【００３９】
上記のように、本実施形態の電力変換装置では、スイッチング素子とコンデンサとにより漏れ電流抑制回路を構成することができ、大型のフィルタ回路を設ける必要がなくなる。また、第１実施形態よりも部品点数を少なくすることができるため、より小型化が可能であると共に製造コストを低く抑えることができる。したがって、本実施形態によれば、大型化することなく漏れ電流を効果的に抑制する漏れ電流抑制回路を提供することができる。
【００４０】
次に、第３実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路について図面を参照して説明する。  
図４は、本実施形態の電力変換装置における漏れ電流抑制回路の一構成例を概略的に示す図である。本実施形態の漏れ電流抑制回路は、コモンモードトランス２６の構成が上記第２実施形態の漏れ電流抑制回路と異なっている。
【００４１】
本実施形態では、コモンモードトランス２６の主巻線２６Ａの巻線方向と補助巻線２６Ｂの巻線方向とが互いに逆向きである。なお、図４では、第２実施形態の電力変換装置においてコモンモードトランス２６の巻線方向を入れ替えた構成を表しているが、第１実施形態の電力変換装置においてコモンモードトランス２６の巻線方向を入れ替えても同様である。
【００４２】
図５は、図４に示す電力変換装置において、コモンモードトランス２６の主巻線２６Ａの電圧をＶ１、補助巻線２６Ｂの電圧をＶ２とした場合の第１アーム２０および第２アーム２３のスイッチング素子の接続状態の一例を示す図である。
【００４３】
インバータ２の３つの相で全て上素子が導通する場合、インバータ２のコモンモード電圧は＋Ｅ／２である。このとき、第１アーム２０の下素子２２ｂと第２アーム２３の上素子２５ａとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには−３Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａにはコモンモード電圧と同じ＋Ｅ／２の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとの向きを逆方向とすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００４４】
同様に、インバータ２の三相のうち、二相が上素子、一相が下素子で導通する場合、＋Ｅ／６のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の下素子２２ｂと第２アーム２３の下素子２５ｂを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには−Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａにはコモンモード電圧と同じ＋Ｅ／６の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを逆方向にすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００４５】
インバータ２の三相のうち、一相が上素子、二相が下素子で導通する場合、−Ｅ／６のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の上素子２２ａと第２アーム２３の上素子２５ａとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには＋Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａには−Ｅ／６の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを逆方向にすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００４６】
インバータ２の三相の全てで、下素子が導通する場合、−Ｅ／２のコモンモード電圧が発生する。このとき、第１アーム２０の上素子２２ａと第２アーム２３の下素子２５ｂとを導通させると、コモンモードトランス２６の補助巻線２６Ｂには＋３Ｅ／４の電圧Ｖ２がかかるため、巻数比２：３に応じてコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａには−Ｅ／２の電圧Ｖ１がかかり、主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂとをコアに巻きつける向きを逆方向にすることで、コモンモード電圧が打ち消される。
【００４７】
このように、インバータ２のスイッチング状態に合わせて、第１アーム２０および第２アーム２３のスイッチングを切替えることで、コモンモード電圧は打ち消すことができ、漏れ電流が大幅に低減される。
【００４８】
上記のように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態および第２実施形態と同様に、大型化することなく漏れ電流を効果的に抑制する電力変換装置を提供することができる。
【００４９】
次に、第４実施形態の電力変換装置の漏れ電流抑制回路について図面を参照して説明する。  
図６は、本実施形態の電力変換装置における漏れ電流抑制回路の一構成例を概略的に示す図である。本実施形態の電力変換装置は、コモンモードトランス２６の前段にコモンモードチョークコイルが接続されている点が上記第２実施形態の電力変換装置と異なっている。
【００５０】
本実施形態の電力変換装置では、第１アーム２０と第２アーム２３との構成およびコモンモードトランス２６の主巻線２６Ａと補助巻線２６Ｂの向きも上述の第２実施形態と同じであるため、図３に示すようにインバータ２のスイッチングに合わせて、第１アーム２０および第２アーム２３のスイッチングを切替えることで、発生するコモンモード電圧を打ち消すことが可能であり、漏れ電流の低減を実現する。
【００５１】
また、本実施形態の電力変換装置では電源ラインにコモンモードチョークコイル２７が接続された回路となっている。インバータ２の各相が上素子あるいは下素子のどちらかが導通している状態では、第２実施形態および第３実施形態で示したように第１アーム２０と第２アーム２３とのスイッチングを切替えることで、インバータ２のコモンモード電圧を打ち消すことができる。
【００５２】
しかしながら、インバータ２のいずれかの相において、導通させる素子を上素子と下素子とで切り換える、いわゆるデッドタイムの期間においては、その相の電圧は一意に定まらないため、コモンモードトランス２６を介して正確にコモンモード電圧を打ち消すことができず、わずかにコモンモード電流が流れる。コモンモードチョークコイル２７はこのコモンモード電流に対して大きなインピーダンスとして作用するため、第１アーム２０と第２アーム２３のスイッチングの切替えによって抑えきれない漏れ電流を低減することが可能となる。
【００５３】
上記のように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態乃至第３実施形態と同様に、大型化することなく漏れ電流を効果的に抑制する電力変換装置の漏れ電流抑制回路を提供することができるとともに、第１アーム２０と第２アーム２３のスイッチング切替えによって抑えきれない漏れ電流を低減することが可能となる。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１…コンバータ、２…インバータ、３…平滑コンデンサ、２０…第１アーム、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ…コンデンサ、２２ａ…スイッチング素子（上素子）、２２ｂ…スイッチング素子（下素子）、２３…第２アーム、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…コンデンサ、２５ａ…スイッチング素子（上素子）、２５ｂ…スイッチング素子（下素子）、２６…コモンモードトランス、２６Ａ…主巻線、２６Ｂ…補助巻線、２７…コモンモードチョークコイル。
【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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