(57)【要約】【課題】ディスチャージ回路が不要となる電力変換装置を提供する。【解決手段】平滑コンデンサ１２とインバータ回路１３との間において、インバータ回路１３に並列にスナバコンデンサ１４が接続されている。直流電源１１の正極側端子と平滑コンデンサ１２の正極側端子との間に、スイッチング素子１６Ａおよびダイオード１６Ｂとからなる逆接保護リレー１６が接続されている。平滑コンデンサ１２の正極側端子とスナバコンデンサ１４の正極側端子との間に、スイッチング素子１７Ａおよびダイオード１７Ｂからなる電源リレー１７が接続されている。電力変換回路３の作動を停止させるときには、スイッチング素子１６Ａおよびスイッチング素子１７Ａがオフされるとともに、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷が負荷に放電されるように、インバータ回路１３が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路と、前記電力変換回路を制御する制御回路とを備えた電力変換装置であって、
前記電力変換回路は、直流電源に直列に接続され、前記直流電源の出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記平滑コンデンサによる平滑後の直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ回路と、
前記平滑コンデンサと前記インバータ回路との間において、前記インバータ回路に並列に接続されたスナバコンデンサと、
前記直流電源の正極側端子と前記平滑コンデンサの正極側端子との間に接続された逆接保護リレーと、
前記平滑コンデンサの正極側端子と前記スナバコンデンサの正極側端子との間に接続された電源リレーとを含み、
前記逆接保護リレーは、第１スイッチング素子と、前記直流電源に対して順方向となるように、前記第１スイッチング素子に並列に接続された第１ダイオードとからなり、
前記電源リレーは、第２スイッチング素子と、前記直流電源に対して逆方向となるように、前記第２スイッチング素子に並列に接続された第２ダイオードとからなり、
前記制御回路は、前記電力変換回路の作動を停止させるときには、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフするとともに、前記スナバコンデンサに蓄積されている電荷が前記負荷に放電されるように前記インバータ回路を制御する手段を含む、電力変換装置。
【請求項２】
前記第１スイッチング素子は、前記第１ダイオードを内蔵しており、
前記第２スイッチング素子は、前記第２ダイオードを内蔵している、請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路とその制御回路とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の電力変換回路の一例を示す電気回路図である。
図６の電力変換回路１０１は、直流電源１１１と、平滑コンデンサ１１２と、インバータ回路１１３と、電源リレー１１４と、逆接保護リレー１１５と、プリチャージ回路１１６と、電圧監視回路１１７と、ディスチャージ回路１１８とを含んでいる。
平滑コンデンサ１１２は直流電源１１１に直列に接続されている。インバータ回路１１３は、電動モータ１０２を駆動するための三相インバータ回路からなり、平滑コンデンサ１１２に並列に接続されている。インバータ回路１１３は、６つのスイッチング素子１２１〜１２６を含んでいる。
【０００３】
直流電源１１１の正極側端子と平滑コンデンサ１１２の正極側端子との間に、電源リレー１１４と逆接保護リレー１１５との直列回路が接続されている。電源リレー１１４は、直流電源１１１側に接続され、逆接保護リレー１１５は、平滑コンデンサ１１２側に接続されている。逆接保護リレー１１５は、直流電源１１１が誤って逆接続された場合に回路を保護するために設けられている。
【０００４】
プリチャージ回路１１６は、電源リレー１１４に並列に接続されている。プリチャージ回路１１６は、抵抗１１６Ａとスイッチング素子１１６Ｂとの直列回路からなる。
電圧監視回路１１７は、電源リレー１１４と逆接保護リレー１１５との接続点と、直流電源１１１の負極端子との間に接続されている。電圧監視回路１１７は、直列接続された２つの抵抗１１７Ａ，１１７Ｂを含む分圧回路から構成されており、それらの抵抗１１７Ａ，１１７Ｂの接続点の電圧を監視電圧として出力する。
【０００５】
ディスチャージ回路１１８は、平滑コンデンサ１１２とインバータ回路１１３との間において、平滑コンデンサ１１２に並列に接続されている。ディスチャージ回路１１８は、２つの抵抗１１８Ａ，１１８Ｂの直列回路からなる。
電源リレー１１４は、スイッチング素子１１４Ａと、直流電源１１に対して逆方向となるように、電源スイッチング素子１１４Ａに並列接続されたダイオード１１４Ｂとからなる。
【０００６】
逆接保護リレー１１５は、スイッチング素子１１５Ａと、直流電源１１１に対して順方向となるように、スイッチング素子１１５Ａに並列接続されたダイオード１１５Ｂとからなる。
電力変換回路１０１は、図示しないコントローラによって制御される。電力変換回路１０１と、コントローラとによって電力変換装置が構成される。
【０００７】
コントローラは、電力変換回路１０１を非作動状態から作動状態にするための作動開始処理を行う。また、コントローラは、電力変換回路１０１を作動状態から非作動状態にするための作動停止処理を行う。電力変換回路１０１の非作動状態とは、電源リレー１１４、逆接保護リレー１１５およびプリチャージ回路１１６のスイッチング素子１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ｂがともにオフである状態をいう。電力変換回路１０１の作動状態とは、電源リレー１１４、逆接保護リレー１１５およびプリチャージ回路１１６のスイッチング素子１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ｂがともにオンである状態をいう。
【０００８】
コントローラは、電力変換回路１０１が作動状態である場合には、インバータ回路１１３内の６つのスイッチング素子１２１〜１２６を制御するための制御信号を生成する。
作動開始処理においては、コントローラは、電圧監視回路１１７の出力電圧が所定の第１閾値未満であるか否かを判別する。電圧監視回路１１７の出力電圧が第１閾値以上である場合には、コントローラは、電源リレー１１４およびプリチャージ回路１１６の少なくとも一方が故障していると判別し、異常処理に移行する。
【０００９】
電圧監視回路１１７の出力電圧が第１閾値未満である場合には、コントローラは、プリチャージ回路１１６内のスイッチング素子１１６Ｂをオンする。これにより、直流電源１１１からプリチャージ回路１１６および逆接保護リレー１１５のダイオード１１５Ｂを介して平滑コンデンサ１１２に電流が流れるので、平滑コンデンサ１１２がプリチャージされる。
【００１０】
コントローラは、電圧監視回路１１７の出力電圧が所定の第２閾値以上であるか否かを判別する。第２閾値は第１閾値よりも大きな値である。電圧監視回路１１７の出力電圧が第２閾値未満である場合には、コントローラは、プリチャージ回路１０６が故障であると判別し、異常処理に移行する。
電圧監視回路１１７の出力電圧が第２閾値以上である場合には、コントローラは、電源リレー１１４のスイッチング素子１１４Ａおよび逆接保護リレー１１５のスイッチング素子１１５Ａをオンする。これにより、直流電源１１１の電圧がインバータ回路１１３に印加されるようになる。
【００１１】
作動停止処理においては、コントローラは、電源リレー１１４のスイッチング素子１１４Ａ、逆接保護リレー１１５のスイッチング素子１１５Ａおよびプリチャージ回路１１６のスイッチング素子１１６Ｂをオフさせる。これにより、平滑コンデンサ１１２からディスチャージ回路１１８に電流が流れるので、平滑コンデンサ１１２に蓄積されている電荷がディスチャージされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１７−２２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述した従来の電力変換装置では、作動開始処理においては、電圧監視回路１１７の出力電圧が第１閾値未満である否かが判別され、電圧監視回路１１７の出力電圧が第１閾値以上である場合には、電源リレー１１４およびプリチャージ回路１１６の少なくとも一方が異常であると判定される。このときに、平滑コンデンサ１１２の端子間電圧が高い場合には、電圧監視回路１１７の出力電圧が第１閾値以上となるので、電源リレー１１４およびプリチャージ回路１１６が正常であっても、これらの少なくとも一方が故障であると誤判定される。
【００１４】
したがって、作動停止処理が行われた直後に作動開始処理が開始されるときに、前述のような誤判定を発生させないようにするためには、作動停止処理終了時に平滑コンデンサ１１２の電荷を迅速にディスチャージする必要がある。そこで、ディスチャージ回路１１８が設けられている。
ディスチャージ回路１１８は、電力変換回路１０１の作動を停止させるとき（作動停止処理時）に使用されるが、電力変換回路１０１が作動状態であるときには不必要な回路である。そこで、電力変換回路１０１の構成部品の削減化および電力変換回路１０１の小型化を図るために、ディスチャージ回路１１８の省略化が望まれている。
【００１５】
この発明の目的は、ディスチャージ回路が不要となる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、電力変換回路（３）と、前記電力変換回路を制御する制御回路（４）とを備えた電力変換装置（１）であって、前記電力変換回路は、直流電源（１１）に直列に接続され、前記直流電源の出力電圧を平滑する平滑コンデンサ（１２）と、前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記平滑コンデンサによる平滑後の直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ回路（１３）と、前記平滑コンデンサと前記インバータ回路との間において、前記インバータ回路に並列に接続されたスナバコンデンサ（１４）と、前記直流電源の正極側端子と前記平滑コンデンサの正極側端子との間に接続された逆接保護リレー（１６）と、前記平滑コンデンサの正極側端子と前記スナバコンデンサの正極側端子との間に接続された電源リレー（１７）とを含み、前記逆接保護リレーは、第１スイッチング素子（１６Ａ）と、前記直流電源に対して順方向となるように、前記第１スイッチング素子に並列に接続された第１ダイオード（１６Ｂ）とからなり、前記電源リレーは、第２スイッチング素子（１７Ａ）と、前記直流電源に対して逆方向となるように、前記第２スイッチング素子に並列に接続された第２ダイオード（１７Ｂ）とからなり、前記制御回路は、前記電力変換回路の作動を停止させるときには、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオフするとともに、前記スナバコンデンサに蓄積されている電荷が前記負荷に放電されるように前記インバータ回路を制御する手段を含む、電力変換装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【００１７】
この構成では、電力変換回路が非作動状態（逆接保護リレーおよび電源リレーがオフである状態）であるときには、平滑コンデンサは、インバータ回路から電気的に切り離されるとともに、直流電源の出力電圧が第１ダイオードを介して印加される。つまり、この構成では、電力変換回路が非作動状態であるときにも、平滑コンデンサは電荷が蓄積された状態を維持する。
【００１８】
このため、電力変換回路が作動状態（逆接保護リレーおよび電源リレーがオンである状態）から非作動状態にされたときに、平滑コンデンサに蓄積されている電荷をディスチャージする必要がない。
また、この構成では、電力変換回路が作動状態から非作動状態にされたときに、スナバコンデンサに蓄積されている電荷は、インバータ回路および負荷を介してディチャージされる。このため、この構成では、図６の従来例に設けられているようなディスチャージ回路は不要となる。これにより、電力変換回路の構成部品の削減化、電力変換回路の小型化が図れる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記第１スイッチング素子は、前記第１ダイオードを内蔵しており、前記第２スイッチング素子は、前記第２ダイオードを内蔵している、請求項１に記載の電力変換装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置が適用されたモータ制御装置の構成を示す電気回路図である。
【図２】図２は、コントローラによって行われる作動開始処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、電源リレーがターンオンされたときに、スナバコンデンサに印加される電圧およびスナバコンデンサに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、図３は、コントローラによって行われる作動停止処理の手順を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、逆接保護リレーおよび電源リレーがオフされかつディスチャージ処理が行われたときに、スナバコンデンサから電動モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、逆接保護リレーおよび電源リレーがオフされかつディスチャージ処理が行われたときに、スナバコンデンサ１４の端子間電圧の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、従来の電力変換回路の一例を示す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置が適用されたモータ制御装置の構成を示す電気回路図である。
図１に示すように、モータ制御装置（電力変換装置）１は、電動モータ２に電力を供給する電力変換回路３と、電力変換回路３を制御するためのコントローラ４とを含む。
【００２２】
電力変換回路３は、直流電源１１の出力電圧を平滑するための平滑コンデンサ１２と、平滑コンデンサ１２による平滑後の電圧が印加されるインバータ回路１３とを含む。また、電力変換回路３は、インバータ回路１３内の任意のスイッチング素子のターンオフ時に、当該スイッチング素子に印加されるサージ電圧を抑制するためのスナバコンデンサ１４を含む。この実施形態では、直流電源１１の出力電圧は１２［Ｖ］で程度ある。
【００２３】
平滑コンデンサ１２は、直流電源１１に直列に接続されている。平滑コンデンサ１２の２つの端子のうち、直流電源１１の正極側端子に接続されている端子を正極側端子といい、直流電源１１の負極側端子に接続されている端子を負極側端子ということにする。平滑コンデンサ１２は、電解コンデンサから構成されている。この実施形態では、平滑コンデンサ１２の容量は、４０００［μＦ］である。インバータ回路１３は、平滑コンデンサ１２に並列に接続されている。
【００２４】
スナバコンデンサ１４は、平滑コンデンサ１２とインバータ回路１３との間において、インバータ回路１３（平滑コンデンサ１２）に並列に接続されている。スナバコンデンサ１４の２つの端子のうち、平滑コンデンサ１２の正極側端子に接続されている端子を正極側端子といい、平滑コンデンサ１２の負極側端子に接続されている端子を負極側端子ということにする。スナバコンデンサ１４は、この実施形態では、平滑コンデンサ１２よりも容量の小さいセラミックコンデンサから構成されている。この実施形態では、スナバコンデンサ１４の容量は、６．６［μＦ］である。
【００２５】
直流電源１１の正極側端子と平滑コンデンサ１２の正極側端子との間に、直流電源１１が誤って逆接続された場合に回路を保護するための逆接保護リレー１６が接続されている。逆接保護リレー１６は、スイッチング素子１６Ａと、直流電源１１に対して順方向となるようにスイッチング素子１６Ａに並列接続されたダイオード１６Ｂとからなる。この実施形態では、スイッチング素子１６Ａは、ダイオード１６Ｂが内蔵されたＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）からなる。スイッチング素子１６Ａのゲートには、ゲート抵抗２１を介してゲートドライバ（ゲート駆動回路）２２が接続されている。
【００２６】
平滑コンデンサ１２の正極側端子とスナバコンデンサ１４の正極側端子との間に、電源リレー１７が接続されている。電源リレー１７は、スイッチング素子１７Ａと、直流電源１１に対して逆方向となるようにスイッチング素子１７Ａに並列接続されたダイオード１７Ｂとからなる。この実施形態では、スイッチング素子１７Ａは、ダイオード１７Ｂが内蔵されたＭＯＳＦＥＴからなる。スイッチング素子１７Ａのゲートには、ゲート抵抗２３を介してゲートドライバ（ゲート駆動回路）２５が接続されている。
【００２７】
スイッチング素子１６Ａ，１７Ａのゲートは、それぞれ、そのスイッチング素子１６Ａ，１７Ａのオンオフを制御する制御信号が入力される入力端子である。ゲートドライバ２２，２５は、それぞれスイッチング素子１６Ａ，１７Ａのゲートに、ゲート抵抗（入力抵抗）２１，２３を介して接続された入力駆動回路である。
ゲート抵抗２３の抵抗値Ｒｇ［Ω］が大きくなるほど、電源リレー１７（スイッチング素子１７Ａ）のターンオン時の端子間電圧（出力電圧）の立上り時間Ｔｏｎが長くなり、電源リレー１７のターンオン時に電源リレー１７に流れる電流の最大値が小さくなる。この実施形態では、ゲート抵抗２３の抵抗値Ｒｇは、電源リレー１７の端子間電圧の立上り時間Ｔｏｎが所定時間Ｔｏｎ１よりも長くなるような大きな抵抗値に設定されている。所定時間Ｔｏｎ１は、電源リレー１７（スイッチング素子１７Ａ）のターンオン時に電源リレー１７の定格電流よりも大きな電流が電源リレー１７に流れないような値に設定されている。つまり、ゲート抵抗２３の抵抗値Ｒｇは、電源リレー１７のターンオン時に電源リレー１７に定格電流以上の電流が流れないような、所定値以上の大きさに設定されている。この実施形態では、電源リレー１７の定格電流は１００［Ａ］程度である。
【００２８】
また、スイッチング素子１７Ａのゲートは、スイッチング素子１７Ａのターンオフ時の端子間電圧（出力電圧）の立下り時間を短くするための立下り時間短縮用ダイオード２４を介してゲートドライバ２５に接続されている。立下り時間短縮用ダイオード２４のアノードは電源リレー１７のゲートに接続され、立下り時間短縮用ダイオード２４のカソードはゲートドライバ２５に接続されている。
【００２９】
逆接保護リレー１６と平滑コンデンサ１２の正極側端子との接続点と、直流電源１１の負極側端子と平滑コンデンサ１２の負極側端子との接続点との間には、電圧監視回路１５が接続されている。電圧監視回路１５は、直列に接続された２つの抵抗１５Ａ，１５Ｂを含む分圧回路からなる。電圧監視回路１５は、抵抗１５Ａ，１５Ｂの接続点の電圧Ｖｍを監視電圧として出力する。
【００３０】
インバータ回路１３は、三相インバータ回路から構成されている。インバータ回路１３は、Ｕ相直列回路３１Ｕと、Ｖ相直列回路３１Ｖと、Ｗ相直列回路３１Ｗを含む。これらの直列回路３１Ｕ，３１Ｖおよび３１Ｗは、それぞれスナバコンデンサ１４に並列に接続されている。
Ｕ相直列回路３１Ｕは、上アームを構成するハイサイドスイッチング素子３２Ｕと下アームを構成するローサイドスイッチング素子３３Ｕとの直列回路からなる。Ｖ相直列回路３１Ｖは、上アームを構成するハイサイドスイッチング素子３２Ｖと下アームを構成するローサイドスイッチング素子３３Ｖとの直列回路からなる。Ｗ相直列回路３１Ｗは、上アームを構成するハイサイドスイッチング素子３２Ｗと下アームを構成するローサイドスイッチング素子３３Ｗとの直列回路からなる。
【００３１】
これらの６つのスイッチング素子３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｖ，３３Ｖ，３２Ｗ，３３Ｗは、ＭＯＳＦＥＴからなる。これらの６つのスイッチング素子３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｖ，３３Ｖ，３２Ｗ，３３Ｗには、それぞれ、ダイオードが逆並列接続されている。Ｕ相のスイッチング素子３２Ｕとスイッチング素子３３Ｕとの接続点は、電動モータ２のＵ相のステータ巻線（図示略）に接続されている。Ｖ相のスイッチング素子３２Ｖとスイッチング素子３３Ｖとの接続点は、電動モータ２のＶ相のステータ巻線（図示略）に接続されている。Ｗ相のスイッチング素子３２Ｗとスイッチング素子３３Ｗとの接続点は、電動モータ２のＷ相のステータ巻線（図示略）に接続されている。
【００３２】
インバータ回路１３内の６つのスイッチング素子３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｖ，３３Ｖ，３２Ｗ，３３Ｗには、図示しないが、それぞれゲート抵抗を介してゲートドライバが接続されている。
コントローラ４は、電力変換回路３を非作動状態から作動状態にするための作動開始処理を行う。また、コントローラ４は、電力変換回路３を作動状態から非作動状態にするための作動停止処理を行う。電力変換回路３の非作動状態とは、逆接保護リレー１６および電源リレー１７がともにオフである状態をいう。電力変換回路３の作動状態とは、逆接保護リレー１６および電源リレー１７がともにオンである状態をいう。
【００３３】
コントローラ４は、電力変換回路３が作動状態である状態においては、インバータ回路１３内の６つのスイッチング素子３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｖ，３３Ｖ，３２Ｗ，３３Ｗを制御するためのゲート制御信号を生成して、対応するゲートドライバに与える。
図２は、コントローラ４によって行われる作動開始処理の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
電力変換回路３が非作動状態である場合においても、逆接保護リレー１６のダイオード１６Ｂを介して平滑コンデンサ１２および電圧監視回路１５に直流電源１１の出力電圧が印加される。このため、電力変換回路３が非作動状態である場合には、平滑コンデンサ１２は、電荷が蓄積された状態（電荷蓄積状態）を維持する。ただし、電源リレー１７がオフとなっているため、スナバコンデンサ１４およびインバータ回路１３には、直流電源１１の出力電圧は印加されない。
【００３５】
作動開始処理においては、コントローラ４は、まず、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが、所定の第１閾値Ａ以上でかつ所定の第２閾値Ｂ以下であるか否かを判別する(ステップＳ１)。第２閾値Ｂ（Ｂ＞０）は、第１閾値Ａ（Ａ＞０）よりも大きな値に設定される。
前述したように、電力変換回路３が非作動状態である場合においても、直流電源１１から逆接保護リレー１６のダイオード１６Ｂを介して電圧監視回路１５に電源電圧が印加されている。したがって、逆接保護リレー１６のスイッチング素子１６Ａおよびダイオード１６Ｂが正常である場合には、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍは、第１閾値Ａ以上でかつ第２閾値Ｂ以下となる。しかし、逆接保護リレー１６のダイオード１６Ｂがオープン故障している場合には、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍは、第１閾値Ａ未満となる。
【００３６】
また、逆接保護リレー１６のスイッチング素子１６Ａがショート故障している場合には、直流電源１１の出力電圧は、スイッチング素子１６Ａを介して電圧監視回路１５に印加される。スイッチング素子１６Ａのオン抵抗は、ダイオード１６Ｂの順方向の抵抗よりも小さいので、スイッチング素子１６Ａがショート故障している場合には、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍは、第２閾値Ｂ以上となる（ダイオード１６Ｂの順方向電圧降下分の方がスイッチング素子１６Ａのオン抵抗による電圧降下分よりも大きい）。
【００３７】
電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが、第１閾値Ａ未満または第２閾値Ｂよりも大きければ（ステップＳ１：ＮＯ）、コントローラ４は、ダイオード１６Ｂがオープン故障しているかまたは逆接保護リレー１６のスイッチング素子１６Ａがショート故障していると判別し(ステップＳ２)、異常処理に移行する(ステップＳ３)。
ステップＳ１において、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖ１が、第１閾値Ａ以上でかつ第２閾値Ｂ以下であると判別された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、コントローラ４は、逆接保護リレー１６をオンさせる(ステップＳ４)。そして、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが、第２閾値Ｂよりも大きいか否かを判別する(ステップＳ５)。前述したように、逆接保護リレー１６のスイッチング素子１６Ａが正常である場合には、逆接保護リレー１６がオンされる前に比べて、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍは大きくなり、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが第２閾値Ｂ以上となる。
【００３８】
ステップＳ５において、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが、第２閾値Ｂ以下であると判別された場合には(ステップＳ５：ＮＯ)、コントローラ４は、逆接保護リレー１６のスイッチング素子１６Ａがオープン故障していると判別し(ステップＳ６)、異常処理に移行する(ステップＳ３)。
ステップＳ５において、電圧監視回路１５の出力電圧Ｖｍが、第２閾値Ｂよりも大きいと判別された場合には(ステップＳ５：ＹＥＳ)、コントローラ４は、電源リレー１７をオンさせる(ステップＳ７)。そして、作動開始処理を終了する。
【００３９】
前記ステップＳ４で逆接保護リレー１６がオンされる際には、平滑コンデンサ１２は電荷が蓄積されている状態となっている。つまり、この実施形態では、平滑コンデンサ１２に電荷が蓄積されている状態で、逆接保護リレー１６がオンされるので、逆接保護リレー１６がオンされたときに平滑コンデンサ１２に突入電流が流れるのを防止できる。
また、この実施形態では、ゲート抵抗２３の抵抗値Ｒｇは、電源リレー１７のターンオン時に電源リレー１７に定格電流以上の電流が流れないような、所定値以上の大きさに設定されている。したがって、前記ステップＳ７において、電源リレー１７がオンされたときに、電源リレー１７に定格電流以上の電流が流れるのを防止できるとともに、スナバコンデンサ１４に突入電流が流れるのを防止できる。
【００４０】
したがって、この実施形態では、図６の従来例に設けられているプリチャージ回路は不要となるので、電力変換回路の小型化が図れる。
図３は、電源リレー１７がターンオンされたときに、スナバコンデンサ１４に印加される電圧およびスナバコンデンサ１４に流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【００４１】
図３に示すように、電源リレー１７がターンオンされると、スナバコンデンサ１４に印加される電圧Ｖは、徐々に大きくなり所定値に達すると一定値となる。スナバコンデンサ１４に印加される電圧Ｖの立上り時間は、電源リレー１７の端子間電圧（出力電圧）の立上り時間Ｔｏｎに相当する。図３の例では、電源リレー１７の端子間電圧の立上り時間Ｔｏｎは、２０［μｓｅｃ］程度である。
【００４２】
また、図３に示すように、電源リレー１７がターンオンされると、スナバコンデンサ１４に流れる電流Ｉは、急激に大きくなった後、零まで徐々に低下する。電源リレー１７がターンオンされたときにスナバコンデンサ１４に流れる電流Ｉは、電源リレー１７がターンオンされたときに電源リレー１７に流れる電流に相当する。図３の例では、電源リレー１７がターンオンされたときに電源リレー１７に流れる電流の最大値は１３［Ａ］程度であり、電源リレー１７の定格電流である１００［Ａ］よりも大幅に低い値となる。
【００４３】
ゲート抵抗２３の抵抗値Ｒｇは、電源リレー１７の端子間電圧の立上り時間Ｔｏｎが１８［μｓｅｃ］以上となるような値に設定されることが好ましい。
図４は、コントローラ４によって行われる作動停止処理の手順を示すフローチャートである。
作動停止処理においては、コントローラ４は、逆接保護リレー１６および電源リレー１７をオフする(ステップＳ１１)。これにより、スナバコンデンサ１４およびインバータ回路１３は、直流電源１１に対して電気的に切り離される。ただし、逆接保護リレー１６のダイオード１６Ｂを介して直流電源１１の電圧が平滑コンデンサ１２に印加されるため、平滑コンデンサ１２は電荷蓄積状態を維持する。前述したように、電源リレー１７のゲート抵抗２３は比較的大きい値に設定されているので、そのままでは、電源リレー１７のオフ時に、電源リレー１７の端子間電圧の立下り時間が長くなるおそれがある。しかしながら、この実施形態では、電源リレー１７のゲートは、立下り時間短縮用ダイオード２４を介してゲートドライバ２５に接続されているので、電源リレー１７のターンオフ時に、電源リレー１７の端子間電圧の立下り時間が長くなるのを防止できる。
【００４４】
また、コントローラ４は、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷をディスチャージさせるためのディスチャージ処理を行う(ステップＳ１２)。具体的には、コントローラ４は、インバータ回路１３内のスイッチング素子３２Ｕ〜３３Ｗを制御することによって、スナバコンデンサ１４の蓄積電荷を、インバータ回路１３を介して電動モータ２に放電させる。例えば、コントローラ４は、インバータ回路１３内のＵ相のハイサイドスイッチング素子３２ＵおよびＶ相のローサイドスイッチング素子３３Ｖをオンにし、その他のスイッチング素子をオフとする。そして、コントローラ４は、このような状態を所定時間維持する。これにより、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷がＵ相のハイサイドスイッチング素子３２Ｕ、電動モータ２のステータ巻線およびＶ相のローサイドスイッチング素子３３を介して放電される。
【００４５】
なお、ディスチャージ処理においては、コントローラ４は、インバータ回路１３内のハイサイドスイッチング素子３２Ｕ，３２Ｖおよび３２Ｗのうちの任意の１つのスイッチング素子をオンし、インバータ回路１３内のローサイドスイッチング素子３３Ｕ，３３Ｖおよび３３Ｗのうち、対応するハイサイドスイッチング素子がオフである２つのスイッチング素子の一方または両方をオンさせてもよい。
【００４６】
また、ディスチャージ処理においては、コントローラ４は、インバータ回路１３内のハイサイドスイッチング素子３２Ｕ，３２Ｖおよび３２Ｗのうちの任意の２つのスイッチング素子をオンし、インバータ回路１３内のローサイドスイッチング素子３３Ｕ，３３Ｖおよび３３Ｗのうち、対応するハイサイドスイッチング素子がオフである１つのスイッチング素子をオンさせてもよい。
【００４７】
この後、コントローラ４は、インバータ回路１３の内の全てのスイッチング素子３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｖ，３３Ｖ，３２Ｗ，３３Ｗをオフにする(ステップＳ１３)。そして、コントローラ４は、作動停止処理を終了する。
この実施形態では、電力変換回路３が非作動状態である場合には、平滑コンデンサ１２は、インバータ回路１３から電気的に切り離されるとともに、直流電源１１の電圧が印加された状態となる。つまり、電力変換回路３が非作動状態であるときにも、平滑コンデンサ１２は電荷が蓄積された状態を維持する。このため、電力変換回路３が作動状態から非作動状態にされたときに、平滑コンデンサ１２に蓄積されている電荷をディスチャージさせる必要がない。
【００４８】
また、電力変換回路３が作動状態から非作動状態にされたときに、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷は、インバータ回路１３および電動モータ２を介してディチャージされる。このため、この実施形態では、図６の従来例に設けられているようなディスチャージ回路は不要となる。これにより、電力変換回路の構成部品の削減化、電力変換回路の小型化が図れる。
【００４９】
図５Ａは、逆接保護リレー１６および電源リレー１７がオフされかつディスチャージ処理が行われたときに、スナバコンデンサ１４から電動モータ２に流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。図５Ｂは、逆接保護リレー１６および電源リレー１７がオフされかつディスチャージ処理が行われたときに、スナバコンデンサ１４の端子間電圧の時間的変化を示すタイムチャートである。
【００５０】
図５Ａに示すように、スナバコンデンサ１４から電動モータ２に流れる電流の最大値は３．５Ａ程度と小さい。このため、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷を電動モータ２に流すことによって、スナバコンデンサ１４をディスチャージしたとしても、電動モータ２が回転駆動されるのを抑制できる。また、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、スナバコンデンサ１４に蓄積されている電荷を放電させるのに必要な時間（ディスチャージ時間）は、８［ｍｓｅｃ］程度である。図６の従来例に示すように、スナバコンデンサよりも容量の大きな平滑コンデンサをディスチャージする場合には、数秒かかるので、図６の従来例に比べてディスチャージ時間は短くなる。
【００５１】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、インバータ回路は三相インバータ回路であるが、インバータ回路は単相インバータ回路であってもよい。
また、スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴに限定されず、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）、バイポーラトランジスタ等であってもよい。スイッチング素子を構成する主要な半導体材料は、Ｓｉの他、ＳｉＣ，ＧａＮ等であってもよい。
【００５２】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…モータ制御装置、２…電動モータ、３…電力変換回路、４…コントローラ、１１…直流電源、１２…平滑コンデンサ、１３…インバータ回路、１４…スナバコンデンサ、１６…逆接保護リレー、１６Ａ…スイッチング素子、１６Ｂ…ダイオード、１７…電源リレー、１７Ａ…スイッチング素子、１７Ｂ…ダイオード、２３…ゲート抵抗，２４…立下り時間短縮用イオード、２５…ゲートドライバ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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