(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源のＲ相に接続されるＲ相用直列回路、正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が前記三相交流電源のＳ相に接続されるＳ相用直列回路、正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が前記三相交流電源のＴ相に接続されるＴ相用直列回路を有し、前記三相交流電源の電圧を直流電圧に変換して出力する複数の整流回路と、
前記各ダイオードに並列接続した複数のスイッチング素子と、
前記三相交流電源の各相と前記各直列回路との接続間に設けた複数のリアクトルと、
前記各スイッチング素子のうち、前記各負側ダイオードと並列接続のスイッチング素子を前記三相交流電源からの入力電圧が零クロス点から次の零クロス点まで正レベルとなる半サイクル期間の前縁側および後縁側において前記各整流回路間で異なるタイミングで断続的にオンするとともに、前記各正側ダイオードと並列接続のスイッチング素子を前記三相交流電源からの入力電圧が零クロス点から次の零クロス点まで負レベルとなる半サイクル期間の前縁側および後縁側において前記各整流回路間で異なるタイミングで断続的にオンする制御手段と、
を備え、
前記前縁側は、初めの所定期間を除いた期間であり、
前記後縁側は、最後の所定期間を除いた期間である、
ことを特徴とする三相整流装置。
【請求項２】
前記前縁側は、初めの所定期間ｔ０を除いた期間であり、
前記後縁側は、最後の所定期間ｔ２（＞ｔ０）を除いた期間である、
ことを特徴とする請求項１記載の三相整流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、三相交流電源の電圧を整流して直流電圧に変換する三相整流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な三相交流電源の電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路は、一対のダイオードを直列接続してなる３つの直列回路を有し、これら直列回路の各ダイオードの相互接続点が三相交流電源の各相に接続される。そして、この整流回路の出力端に平滑コンデンサが接続され、その平滑コンデンサに負荷が接続される。
【０００３】
三相交流電圧は位相が互いに１２０°異なる３つの相電圧からなり、これら相電圧により、各直列回路のそれぞれ正側ダイオードを通って平滑コンデンサに電流が流れ、その平滑コンデンサから各直列回路のそれぞれ負側ダイオードを通って電流が流れる。
【０００４】
また、このような整流回路における力率を改善するため、また入力電流に含まれる高調波電流を抑制するため、入力側にリアクトルを設けるとともに、これらリアクトルに対する短絡路形成用の複数のスイッチを接続し、これらスイッチの高周波スイッチングにより、入力電流波形を正弦波に追従させる三相アクティブフィルタが採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１つの整流回路に流れる電流を低減して電流容量の小さい整流回路によって大きな電流を供給するために三相交流電源に複数の整流回路を並列接続することが考えられる。このような三相交流電源に複数の整流回路を並列接続し、さらにこれら整流回路に三相アクティブフィルタを設けた三相整流装置の場合、高調波抑制のための高周波スイッチングが整流回路ごとに行われるため、三相整流装置全体として、高周波スイッチングに伴う伝播ノイズが大きくなり、このノイズを低減するためのフィルタ等の回路素子が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、高周波スイッチングノイズを低減しつつ、力率の向上および高調波抑制を可能とする三相整流装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の三相整流装置は、正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源のＲ相に接続されるＲ相用直列回路、正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が前記三相交流電源のＳ相に接続されるＳ相用直列回路、正側ダイオードと負側ダイオードを直列接続しその両ダイオードの相互接続点が前記三相交流電源のＴ相に接続されるＴ相用直列回路を有し、前記三相交流電源の電圧を直流電圧に変換して出力する複数の整流回路と、前記各ダイオードに並列接続した複数のスイッチング素子と、前記三相交流電源の各相と前記各直列回路との接続間に設けた複数のリアクトルと、制御手段とを備える。制御手段は、前記各スイッチング素子のうち、前記各負側ダイオードと並列接続のスイッチング素子を前記三相交流電源からの入力電圧が零クロス点から次の零クロス点まで正レベルとなる半サイクル期間の前縁側および後縁側において前記各整流回路間で異なるタイミングで断続的にオンするとともに、前記各正側ダイオードと並列接続のスイッチング素子を前記三相交流電源からの入力電圧が零クロス点から次の零クロス点まで負レベルとなる半サイクル期間の前縁側および後縁側において前記各整流回路間で異なるタイミングで断続的にオンする。前記前縁側は、初めの所定期間を除いた期間である。前記後縁側は、最後の所定期間を除いた期間である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】一実施形態のスイッチング期間を示す図。
【図３】一実施形態における入力電圧および入力電流の波形を示す図。
【図４】図３における入力電流の波形の一部をスイッチング素子のオン，オフパターンと共に拡大して示す図。
【図５】一実施形態における高調波電流の大きさをその次数ごとに示す図。
【図６】一実施形態の変形例のスイッチング期間を示す図。
【図７】一実施形態の変形例における入力電流の波形をスイッチング素子のオン，オフパターンと共に示す図。
【図８】一実施形態の変形例における平滑コンデンサに流れるリップル電流の波形を示す図。
【図９】従来のリップル電流の波形を参考として示す図。
【図１０】入力電圧と入力電流の波形が位相ずれを起こした状態を示すＲ相入力電圧、入力電流及び各整流回路２０，６０のそれぞれのＲ相入力電流の波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［１］以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、三相交流電源１のＲ，Ｓ，Ｔ相に三相整流装置１０を接続し、その三相整流装置１０の出力電圧（後述の平滑コンデンサ９０に生じる電圧）を負荷２に供給する。負荷２は、例えばモータ駆動用のインバータ装置である。なお、本実施形態においては、２つの整流回路２０、６０を用いた三相整流装置１０で説明するが、整流回路の数は複数あればよく、これに限らない。
【００１１】
三相整流装置１０は、三相交流電源１に接続される第１整流回路２０、この第１整流回路２０と三相交流電源１との接続ラインに設けた高調波低減用のリアクトル１１〜１３、このリアクトル１１〜１３と三相交流電源１との間の接続ラインに設けた零クロス検出回路４１〜４３と電流センサ５１〜５３、第１整流回路２０の出力電圧を検出する電圧検出回路４７、三相交流電源１に接続される第２整流回路６０、この第２整流回路６０と三相交流電源１との接続ラインに設けた高調波低減用のリアクトル１４〜１６、このリアクトル１４〜１６と三相交流電源１との間の接続ラインに設けた零クロス検出回路４４〜４６と電流センサ５４〜５６、第２整流回路６０の出力電圧を検出する電圧検出回路４８、第１および第２整流回路２０，６０の出力端に接続した平滑コンデンサ９０、および制御部１００を有する。
【００１２】
零クロス検出回路４１，４４は、三相交流電源１からのＲ相入力電圧の零クロス点を検出し、零クロス検出回路４２，４５は、Ｓ相入力電圧の零クロス点を検出する。同様に、零クロス検出回路４３，４６は、Ｔ相入力電圧の零クロス点を検出する。電流センサ５１，５４は、三相交流電源１から第１整流回路２０へのＲ相入力電流を検出し、電流センサ５２，５５は、三相交流電源１から第１整流回路２０へのＳ相入力電流を検出し、電流センサ５３，５６は、三相交流電源１から第１整流回路２０へのＴ相入力電流を検出する。
【００１３】
なお、第１整流回路２０及び第２整流回路６０のそれぞれに各相電流を検出する電流センサ５１〜５３及び５４〜５６を設けたが、部品点数を削減するため、それぞれの整流回路２０，６０において特定の２相にのみ電流センサを設け、他の1相については、計算によって算出しても良い。
【００１４】
第１整流回路２０は、正側ダイオード２１と負側ダイオード２２を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＲ相に接続されるＲ相用直列回路、正側ダイオード２３と負側ダイオード２４を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＳ相に接続されるＳ相用直列回路、正側ダイオード２５と負側ダイオード２６を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＴ相に接続されるＴ相用直列回路を有し、三相交流電源１の三相交流電圧を直流電圧に変換して正側出力端子（＋）および負側出力端子（−）から出力する。この第１整流回路２０のダイオード２１〜２６に対し、スイッチング素子たとえばＭＯＳＦＥＴ３１〜３６がそれぞれ並列接続されている。
【００１５】
なお、ＭＯＳＦＥＴ３１〜３６はそれぞれ内部に寄生ダイオードを有するので、これら寄生ダイオードをそのままダイオード２１〜２６として用いればよい。なお、スイッチング素子としては、トランジスタやＩＧＢＴを用いてもよい。
【００１６】
第２整流回路６０は、第1整流回路２０と同じ回路構成になっており、正側ダイオード６１と負側ダイオード６２を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＲ相に接続されるＲ相用直列回路、正側ダイオード６３と負側ダイオード６４を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＳ相に接続されるＳ相用直列回路、正側ダイオード６５と負側ダイオード６６を直列接続しその両ダイオードの相互接続点が三相交流電源１のＴ相に接続されるＴ相用直列回路を有し、三相交流電源１の三相交流電圧を直流電圧に変換して正側出力端子（＋）および負側出力端子（−）から出力する。この第２整流回路６０のダイオード６１〜６６に対し、スイッチング素子たとえばＭＯＳＦＥＴ７１〜７６がそれぞれ並列接続されている。
【００１７】
制御部１００は、主要な機能として次の（１）（２）の手段を有する。  
（１）零クロス検出回路４１〜４３による三相交流電源１の各相の零クロス点検出結果に基づき、第１整流回路２０のＭＯＳＦＥＴ３１〜３６のうち、負側ダイオード２２，２４，２６と並列接続のＭＯＳＦＥＴ３２，３４，３６を三相交流電源１からのＲ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧がそれぞれ正レベルとなる位相の少なくとも前縁側において断続的にオンするとともに、正側ダイオード２１，２３，２５と並列接続のＭＯＳＦＥＴ３１，３３，３５を三相交流電源１からのＲ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧がそれぞれ負レベルとなる位相の少なくとも前縁側において断続的にオンする第１制御手段。
【００１８】
（２）零クロス検出回路４４〜４６の検出結果に基づき、第２整流回路６０のＭＯＳＦＥＴ７１〜７６のうち、負側ダイオード６２，６４，６６と並列接続のＭＯＳＦＥＴ７２，７４，７６を三相交流電源１からのＲ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧がそれぞれ正レベルとなる位相の少なくとも前縁側において且つ第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３２，３４，３６のオンとは異なるタイミングで断続的にオンするとともに、正側ダイオード６１，６３，６５と並列接続のＭＯＳＦＥＴ７１，７３，７５を三相交流電源１からのＲ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧がそれぞれ負レベルとなる位相の少なくとも前縁側において且つ第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３１，３３，３５のオンとは異なるタイミングで断続的にオンする第２制御手段。
【００１９】
入力電圧の正レベルとなる位相の前縁側は、図２に示すように、Ｒ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧のそれぞれ零クロス点から次の零クロス点までの電気角０°〜１８０°の半サイクル期間のうち、前寄りの電気角０°〜６０°の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１である。入力電圧の負レベルとなる位相の前縁側は、Ｒ相入力電圧、Ｓ相入力電圧、Ｔ相入力電圧のそれぞれ零クロス点から次の零クロス点までの電気角１８０°〜３６０°の半サイクル期間のうち、前寄りの電気角１８０°〜２４０°の期間Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１である。また、断続的にオンするとは、所定の間隔でオンとオフを繰り返すことをいう。さらに、第２の制御手段における、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴのオンとは異なるタイミングで断続的に第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴをオンするとは、オンとオフの両方をタイミングを異ならせる場合、オンのタイミングのみを異ならせる場合のいずれをも含むものである。
【００２０】
つぎに、動作を説明する。  
Ｒ相入力電圧が正レベルとなる位相では、商用交流電源１からリアクトル１１および第１整流回路２０の正側ダイオード２１を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第１整流回路２０の負側ダイオード２４およびリアクトル１２を通って商用交流電源１のS相に戻り、次にR相の位相が進むにつれ、第１整流回路２０の負側ダイオード２６およびリアクトル１３を通って商用交流電源１のT相に戻る経路が形成される。第２整流回路６０でも同様に、Ｒ相入力電圧が正レベルとなる位相で、商用交流電源１からリアクトル１４および第２整流回路６０の正側ダイオード６１を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第２整流回路６０の負側ダイオード６４およびリアクトル１５を通って商用交流電源１に戻り、次に第２整流回路６０の負側ダイオード６６およびリアクトル１６を通って商用交流電源１に戻る経路が形成される。
【００２１】
そして、上記の動作に加え、Ｒ相入力電圧が正レベルとなる位相の前縁側期間Ｒｘ１において、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３２が断続的にオンするとともに、そのオンとは異なるタイミングで第２整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ７２が断続的にオンする。本実施形態においては、ＭＯＳＦＥＴ３２とＭＯＳＦＥＴ７２が同時にオンすることがないよう、交互にオンするようになっている。このスイッチングタイミングの設定の結果、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴとは、オンとオフの両方をタイミングが異なることとなる。また、各ＭＯＳＦＥＴのオン（継続）期間は、位相が進むに従って徐々に短くなるように設定されている。
【００２２】
ＭＯＳＦＥＴ３２がオンすると、第１整流回路２０のダイオード２１，２２の相互接続点が同第１整流回路２０の負側出力端と導通し、図１に矢印で示すように、商用交流電源１に対してリアクトル１１、ＭＯＳＦＥＴ３２、負側ダイオード２４、リアクトル１２を介した短絡路が形成される。一方、ＭＯＳＦＥＴ７２がオンすると、第２整流回路６０のダイオード６１，６２の相互接続点が同第２整流回路６０の負側出力端と導通し、商用交流電源１に対してリアクトル１４、ＭＯＳＦＥＴ７２、負側ダイオード６４、リアクトル１５を介した短絡路が形成される。
【００２３】
Ｓ相入力電圧が正レベルとなる位相では、商用交流電源１からリアクトル１２および第１整流回路２０の正側ダイオード２３を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第１整流回路２０の負側ダイオード２６およびリアクトル１３を通って商用交流電源１に戻り、次に第１整流回路２０の負側ダイオード２２およびリアクトル１１を通って商用交流電源１に戻る経路が形成される。同時に、商用交流電源１からリアクトル１５および第２整流回路６０の正側ダイオード６３を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第２整流回路６０の負側ダイオード６４およびリアクトル１５を通って商用交流電源１に戻り、次に第２整流回路６０の負側ダイオード６６およびリアクトル１６を通って商用交流電源１に戻る経路が形成される。
【００２４】
そして、上記の動作に加え、Ｓ相入力電圧が正レベルとなる位相の前縁側期間Ｓｘ１において、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３４が断続的にオンするとともに、そのオンとは異なるタイミングで第２整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ７４が断続的にオンする。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ３４とＭＯＳＦＥＴ７４が交互にオンする。オン期間は、位相が進むに従って徐々に短くなる。
【００２５】
ＭＯＳＦＥＴ３４がオンすると、第１整流回路２０のダイオード２３，２４の相互接続点が同第１整流回路２０の負側出力端と導通し、商用交流電源１に対してリアクトル１２、ＭＯＳＦＥＴ３４、負側ダイオード２６、リアクトル１３を介した短絡路が形成される。一方、ＭＯＳＦＥＴ７４がオンすると、第２整流回路６０のダイオード６３，６４の相互接続点が同第２整流回路６０の負側出力端と導通し、商用交流電源１に対してリアクトル１５、ＭＯＳＦＥＴ７４、負側ダイオード６６、リアクトル１６を介した短絡路が形成される。
【００２６】
Ｔ相入力電圧が正レベルとなる位相では、商用交流電源１からリアクトル１３および第１整流回路２０の正側ダイオード２５を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第１整流回路２０の負側ダイオード２２およびリアクトル１１を通って商用交流電源１に戻り、次に第１整流回路２０の負側ダイオード２４およびリアクトル１２を通って商用交流電源１に戻る経路が形成される。同時に、商用交流電源１からリアクトル１６および第２整流回路６０の正側ダイオード６５を通って平滑コンデンサ９０に電流が流れ、その平滑コンデンサ９０を経た電流が、先ず第２整流回路６０の負側ダイオード６２およびリアクトル１４を通って商用交流電源１に戻り、次に第２整流回路６０の負側ダイオード６４およびリアクトル１５を通って商用交流電源１に戻る経路が形成される。
【００２７】
そして、上記の動作に加え、Ｔ相入力電圧が正レベルとなる位相の前縁側期間Ｔｘ１において、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３６が断続的にオンするとともに、そのオンとは異なるタイミングで第２整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ７６が断続的にオンする。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ３６とＭＯＳＦＥＴ７６が交互にオンする。オン期間は、位相が進むに従って徐々に短くなる。
【００２８】
ＭＯＳＦＥＴ３６がオンすると、第１整流回路２０のダイオード２５，２６の相互接続点が同第１整流回路２０の負側出力端と導通し、商用交流電源１に対してリアクトル１３、ＭＯＳＦＥＴ３６、負側ダイオード２２、リアクトル１１を介した短絡路が形成される。一方、ＭＯＳＦＥＴ７６がオンすると、第２整流回路６０のダイオード６５，６６の相互接続点が同第２整流回路６０の負側出力端と導通し、商用交流電源１に対してリアクトル１６、ＭＯＳＦＥＴ７６、負側ダイオード６２、リアクトル１４を介した短絡路が形成される。
【００２９】
Ｒ相入力電圧，Ｓ相入力電圧，Ｔ相入力電圧が負レベルとなる位相の前縁側期間Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１では、第１整流回路２０の正側ダイオード２１，２３，２５と並列接続のＭＯＳＦＥＴ３１，３３，３５が断続的にオンし、そのオンとは交互のタイミングで、第２整流回路６０の正側ダイオード６１，６３，６５と並列接続のＭＯＳＦＥＴ７１，７３，７５が断続的にオンする。これらＭＯＳＦＥＴの断続的なオンに伴う動作については、正負が反対となるだけで、基本的には正レベル期間と同じ動作パターンとなる。よって、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
このように、Ｒ相入力電圧，Ｓ相入力電圧，Ｔ相入力電圧が正レベルとなる位相の前縁側期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１において第１整流回路２０のＭＯＳＦＥＴ３２，３４，３６および第２整流回路６０のＭＯＳＦＥＴ７２，７４，７６を断続的にオンするとともに、Ｒ相入力電圧，Ｓ相入力電圧，Ｔ相入力電圧が負レベルとなる位相の前縁側期間Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１において第１整流回路２０のＭＯＳＦＥＴ３１，３３，３５および第２整流回路６０のＭＯＳＦＥＴ７１，７３，７５を断続的にオンすることにより、図３に示すように、当該三相整流装置１０への入力電流（＝第１整流回路２０への入力電流と第２整流回路６０への入力電流の和）の波形を正弦波に追従性よく近似させることができる。これにより、力率が向上するとともに、当該三相整流装置１０への入力電流に含まれる高調波電流を抑制することができる。
【００３１】
図３の入力電流波形の前縁側期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１をＭＯＳＦＥＴのオン，オフパターンと共に拡大して示したのが図４である。
【００３２】
しかも、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴが交互にオンするので、商用交流電源１の入力電流の変化を小さくすることができる。
【００３３】
仮に第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴとが同期してオンする場合は、そのオン時に第１整流回路２０および第２整流回路６０の両方で短絡回路が形成され、商用交流電源１を流れる電流変化（増加）は、大きくなってしまう。この結果、高調波の発生が大きくなってしまう。これに対し、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴが交互にオン、すなわち同時にオンしないようにすれば、ＭＯＳＦＥＴのオン時には短絡回路の形成による商用交流電源１の電流変化（増加）は、一方の整流回路における増加分のみとなり、その電流変化を小さくできる。この結果、商用交流電源１を流れる電流変化はそれほど大きくならず、同期オンの場合に比べて電流変化を少なくすることができる。
【００３４】
また、当該三相整流装置１０への入力電流のリップルが少なくなると、平滑コンデンサ９０に流れる電流のリップルが少なくなる分だけ、平滑コンデンサ９０の発熱量が減少し、結果的に平滑コンデンサ９０の寿命が向上する。
【００３５】
当該三相整流装置１０への入力電流に含まれる高調波電流の大きさをその次数とともに図５に示す。斜線の棒グラフが本実施形態の高調波電流を示し、破線はIEC(国際電機標準会議)61000-3-2で規定される電源高調波電流限度値を示している。
【００３６】
また、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴのオンと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴのオンが交互であることにより、ＭＯＳＦＥＴのオン，オフ周波数（高周波スイッチング周波数ともいう）を、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴのオンと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴのオンが同期する場合の例えば１０ｋＨｚに比べ、半分以下の例えば２ｋＨｚに低減することができる。このオン，オフ周波数の低減に伴い、入力側および他の相に伝導する高周波スイッチングノイズを大幅に低減することができる。また、この高周波スイッチングノイズの低減に伴い、ノイズフィルタ等の搭載部品の数や容量を削減することができる。
【００３７】
ＭＯＳＦＥＴを断続的にオンする前縁側０°〜６０°の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１は、１つの相のオン，オフ制御が他の２つの相の電流波形に及ぼす影響が少ない期間で、各相の立ち上がりに当たる。このため、この期間を選定したことにより、少ないスイッチング回数で大きな高調波電流の低減効果が得られる。また、従来の三相アクティブフィルタのように全位相において高い周波数でスイッチングする場合に比べて、大幅にスイッチング回数を少なくすることができ、高周波スイッチングノイズを低減できる。
【００３８】
［２］変形例  
（１）上記実施形態では、ＭＯＳＦＥＴを断続的にオンする期間として、入力電圧が正レベルとなる位相の前縁側０°〜６０°の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１、および入力電圧が負レベルとなる位相の前縁側０°〜６０°の期間Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１を設定したが、それに加えて、図６に示すように、入力電圧が正レベルとなる位相の後縁側１２０°〜１８０°の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２、および入力電圧が負レベルとなる位相の後縁側１２０°〜１８０°の期間Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２を設定してもよい。
【００３９】
後縁側１２０°〜１８０°の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２，Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２では、１つの相のオン，オフ制御が他の２つの相の電流波形に及ぼす影響が比較的大きい区間であるが、この期間にスイッチングするとスイッチング回数を大幅に増加することなく、入力電流が０となる期間を減らすことができ、リアクトル１１，１２，１３を小さくすることができる。
【００４０】
（２）前縁側の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１，Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１として０°〜（４０°±１０°）を設定し、後縁側の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２，Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２として（１６０°±１０°）〜１８０°を設定してもよい。例えば、前縁側の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１，Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１として０°〜３０°を設定する場合は、後縁側の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２，Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２として長めの１５０°〜１８０°の期間を設定する。前縁側の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１，Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１として長めの０°〜５０°を設定する場合は、後縁側の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２，Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２として１７０°〜１８０°の期間を設定する。要は電気角６０°の範囲内で前縁側の期間と後縁側の期間を振り分ければよい。
【００４１】
前縁側０°〜（４０°±１０°）および後縁側（１６０°±１０°）〜１８０°の期間でのスイッチングは、前縁側０°〜６０°および後縁側１２０°〜１８０°の期間にスイッチングする場合と比較すると、全期間（０°〜１８０°）を通してオン状態となるＭＯＳＦＥＴ３１〜３６がいずれか１つとなり、制御性向上、スイッチングノイズ減少の効果を得ることができる。
【００４２】
（３）第1の実施形態においては、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴを交互にオンさせ、同時にオンする期間をなくしたが、図７に示すように、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴを交互ではなく互いに所定期間ｔ１ずらしてオンしてもよい。所定期間ｔ１として、ＭＯＳＦＥＴのオン期間の例えば５０％を逐次に可変設定する。  
この場合、平滑コンデンサ９０に流れるリップル電流は図８に示す波形となる。この図８及び図９において、平滑コンデンサ９０に流れ込む（充電）電流を“＋”、平滑コンデンサ９０から流れ出す(放電)電流を“−”で表している。
【００４３】
第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴのオンと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴのオンが同期する場合のリップル電流の波形を参考として図９に示すが、図８の場合に比べ、リップル電流の量が多くなっている。これは、第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴとが同期してオンしたとき、第１整流回路２０および第２整流回路６０から負荷２へと流れる電流が減少し、その減少分を補うべく平滑コンデンサ９０の放電電流が多くなることに起因する。
【００４４】
第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴがオンするタイミングと第２整流回路６０側のＭＯＳＦＥＴがオンするタイミングを所定期間ｔ１ずらすことにより、平滑コンデンサ９０に流れるリップル電流の量を少なくすることができる。図８のデータでは、図９の場合に比べ、リップル電流の量が約１４％少ない。
【００４５】
平滑コンデンサ９０に流れるリップル電流の量が少なくなる分だけ、平滑コンデンサ９０の発熱量が減少し、結果的に平滑コンデンサ９０の寿命が向上する。
【００４６】
（４）零クロス検出回路４１〜４６による零クロス点の検出結果は、部品性能の誤差や演算処理の誤差などの影響を受けて一致しないことがある。この点を考慮し、図６に示すように、ＭＯＳＦＥＴを断続的にオンするスイッチング期間として、前縁側の期間Ｒｘ１，Ｓｘ１，Ｔｘ１，Ｒｙ１，Ｓｙ１，Ｔｙ１の期間のうち初めの所定期間ｔ０を除いた期間を設定するとともに、後縁側の期間Ｒｘ２，Ｓｘ２，Ｔｘ２，Ｒｙ２，Ｓｙ２，Ｔｙ２のうち最後の所定期間ｔ２を除いた期間を設定することが望ましい。
【００４７】
仮に、零クロス検出回路４１〜４６による零クロス点の検出結果が一致しない場合、図１０に示すように、入力電圧の零クロス点の位相と入力電流の零クロス点の位相とにずれが生じることがある。とくに、ＰＬＬ制御により零クロス点が常に変動するような状況では、入力電圧の零クロス点の位相と入力電流の零クロス点の位相との間に２００μｓ以上の大きなずれが生じることもある。このような状況では、入力電圧が正レベルなのに入力電流が負レベルとなるいわゆる逆位相期間が生じる。このような状態でスイッチングを行なうと、零クロス点近傍で入力電流の波形に大きな歪みが生じてしまう。図１０は、前縁側で零クロス点直後からスイッチングし、後縁側は次の零クロス点になるまでスイッチングをした状態を示している。このため、前縁側のｔ０の期間では、電流が−側にあるにもかかわらず、Ｒ相とＳ相を短絡する無駄なスイッチング、すなわち第１整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ３２のオン及び第２整流回路２０側のＭＯＳＦＥＴ７２のオン、が行なわれている。一方、後縁部のｔ２の期間では、Ｒ相とＴ相を短絡するＭＯＳＦＥＴ３２のオン及びＭＯＳＦＥＴ７２のオンにより、さらに電流位相を遅らせてしまい、入力電流の波形を崩してしまうという逆効果が生じている。
【００４８】
そこで、零クロス点の検出結果を基準とする所定期間である前縁側の零クロス点検出から初め(前縁側)の所定期間ｔ０及び最後(後縁側)の所定期間ｔ２をスイッチング禁止期間とすることで、無駄なスイッチングをなくし、当該三相整流装置１０への入力電流（＝第１整流回路２０への入力電流と第２整流回路６０への入力電流の和）の波形を正弦波に近づけることができる。なお、所定時間ｔ０，ｔ２はそれぞれ試験を行い、適切な値に予め設定された時間であり、電流位相が大きく遅れることを防止するためには、前縁側の所定期間ｔ０＜後縁側の所定期間ｔ２に設定することが好ましい。
【００４９】
（５）上記（４）のようにスイッチング禁止期間を設けることで、入力電圧と入力電圧の零クロスを近づけることができるため、電流センサ５１〜５６の検出結果から入力電流の零クロス点を検出し、その検出結果に基づいてスイッチング期間を設定してもよい。この場合、零クロス検出回路４１〜４６を不要にすることができる。
【００５０】
（６）その他、上記実施形態および変形例は、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。この新規な実施形態および変形例は、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、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は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】
【００５１】
１…三相交流電源、２…負荷、１０…三相整流装置、１１〜１６…リアクトル、２０…第１整流回路、２１，２３，２５…正側ダイオード、２２，２４，２６…負側ダイオード、３１〜３６…スイッチング素子、４１〜４６…零クロス検出回路、６０…第２整流回路、６１，６３，６５…正側ダイオード、６２，６４，６６…負側ダイオード、７１〜７６…スイッチング素子、９０…平滑コンデンサ、１００…制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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