(57)【要約】【課題】遅れのないゼロクロスポイントを用いて、力率改善に使用する基準電流波形を求めることで、力率改善を図る。【解決手段】スイッチング素子のスイッチング動作により交流電力を直流電力に変換する電力変換制御装置２０は、スイッチング素子のスイッチング動作の制御を行う制御演算処理を行う電力変換制御部１５０と、交流電力の入力電圧波形のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出部１２０とを備え、ゼロクロスポイントと電力変換制御部１５０の制御演算処理の実行タイミングとが重なることを回避するために、電力変換制御部１５０の制御演算処理を演算時間が短い処理に変更する。【選択図】図１
2018137895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子のスイッチング動作によって交流電力を直流電力に変換する電力変換制御装置であって、
要求電力量に基づいて、前記スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態の期間を指示するスイッチング制御量を演算する制御演算処理を、予め設定された実行周期で行う電力変換制御部と、
前記交流電力の入力電圧波形のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出部と
を備え、
前記電力変換制御部は、検出された前記ゼロクロスポイントと前記制御演算処理の前記実行周期とに基づいて次のゼロクロスポイントと前記制御演算処理の次の実行タイミングとが重なると判定した場合に、前記制御演算処理を、通常時の第１の制御演算処理よりも演算時間が短い第２の制御演算処理に切り替えて、前記スイッチング制御量を演算する、
電力変換制御装置。
【請求項２】
前記電力変換制御部は、次のゼロクロスポイントを含む当該ゼロクロスポイントの前後の指定期間と前記制御演算処理の次の実行タイミングとが重なると判断した場合に、前記第２の制御演算処理に切り替えて前記スイッチング制御量を演算する、
請求項１に記載の電力変換制御装置。
【請求項３】
前記指定期間は、前記入力電圧波形の電圧値の絶対値が閾値以下になる期間である、
請求項２に記載の電力変換制御装置。
【請求項４】
前記指定期間は、前記ゼロクロス検出部で検出された隣接する前記ゼロクロスポイント間の時間間隔と前記制御演算処理の前記実行周期とに基づいて決定される、
請求項２に記載の電力変換制御装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御量の固定値を記憶するスイッチング制御量記憶部をさらに有し、
前記電力変換制御部の前記第２の制御演算処理は、前記スイッチング制御量記憶部に記憶された前記固定値を読み出して、前記固定値を前記スイッチング制御量に設定する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の電力変換制御装置。
【請求項６】
前記指定期間における時間毎の変化量を推定して決定されたスイッチング制御量の固定値を前記ゼロクロスポイントからの経過時間毎に記憶するスイッチング制御量テーブルを格納するスイッチング制御量記憶部をさらに有し、
前記電力変換制御部の前記第２の制御演算処理は、前記ゼロクロス検出部が検出した前記ゼロクロスポイントからの経過時間に基づいて前記スイッチング制御量テーブルから読み出した前記固定値を前記スイッチング制御量に設定する、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の電力変換制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電力変換制御装置に関し、特に、交流電力を直流電力に変換する電力変換制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、電動車両が注目を浴びている。電動車両には、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給する電力を蓄える駆動用バッテリとが搭載されている。そのような電動車両としては、例えば、電気自動車、プラグインハイブリッド車などがある。
【０００３】
また、それらの電動車両に搭載されている駆動用バッテリを外部電源から充電する技術も開発されている。そのような技術のうち、一般的に知られている技術は、一般家庭に設けられた商用電源のコンセントを用いて、駆動用バッテリを充電する技術である。当該技術においては、商用電源と電動車両とを充電ケーブルにより接続することで、充電ケーブルを介して商用電源から電動車両の駆動用バッテリを充電する。
【０００４】
このときに、商用電源は交流電源であるため、駆動用バッテリを充電させるためには、交流電力を直流電力に変換するための電力変換装置が必要である。そのような電力変換装置においては、無効電力による電力網への影響の抑制及び電磁ノイズの抑制のために、力率を向上させることが求められる。
【０００５】
そのため、例えば特許文献１に記載の力率改善装置は、交流電源からの入力電圧の電圧波形のゼロクロスポイントを検出するためのゼロクロス検出回路を備えている。なお、ゼロクロスポイントとは、入力電圧の値がゼロになる時刻のことである。制御部は、ゼロクロス検出回路で検出したゼロクロスポイントに基づいて、入力電流の目標になる基準電流波形を算出する。また、位相調節部が、入力電流の波形と基準電流波形との位相差に応じて、当該位相差が小さくなるように、基準電流波形を進相または遅相させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２２９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１の力率改善装置では、制御部が、検出されたゼロクロスポイントに基づいて、入力電流の目標になる基準電流波形を算出している。しかしながら、ゼロクロス検出回路がゼロクロスポイントを検出したときに、制御部が優先度の高い別の処理を実行していたとすると、制御部はその処理を優先させるため、すぐにはゼロクロスポイントに基づく基準電流波形の算出処理を実行できないという問題点があった。
【０００８】
このことについて具体的に説明する。電力変換装置は、内部にスイッチング素子を有し、当該スイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、交流電力を直流電力に変換する。スイッチング動作の周波数は、回路構成および使用するデバイスによって異なるが、一般的に、おおよそ２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲である。そのため、スイッチング動作のスイッチング制御量は、１０μｓ〜５０μｓ周期（２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）で演算する必要がある。また、スイッチング動作が正確に行われないと、短絡電流により電力変換装置が故障する危険があるため、スイッチング動作の制御は最も高い優先度で実行される。従って、ゼロクロス検出回路がゼロクロスポイントを検出したときにおいても、制御部は、スイッチング動作の制御を優先させる。そうして、制御部は、スイッチング動作の制御を完了させた後に、ゼロクロスポイントに基づく基準電流波形の算出処理を実行する。従って、制御部が当該算出処理に用いたゼロクロスポイントは、スイッチング動作の制御の実行時間分だけ遅れたゼロクロスポイントである。制御部は、そのようなゼロクロスポイントを用いて基準電流波形を算出しているので、正確な基準電流波形を求めることができないという問題点があった。また、基準電流波形は力率改善に使用されるため、正確な基準電流波形を求めることができない場合、力率が改善できないという問題点があった。
【０００９】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、遅れのないゼロクロスポイントを用いて、力率改善に使用する基準電流波形を求めることで、力率改善を図ることが可能な、電力変換制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、スイッチング素子のスイッチング動作によって交流電力を直流電力に変換する電力変換制御装置であって、要求電力量に基づいて、前記スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態の期間を指示するスイッチング制御量を演算する制御演算処理を、予め設定された実行周期で行う電力変換制御部と、前記交流電力の入力電圧波形のゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出部とを備え、前記電力変換制御部は、検出された前記ゼロクロスポイントと前記制御演算処理の前記実行周期とに基づいて次のゼロクロスポイントと前記制御演算処理の次の実行タイミングとが重なると判定した場合に、前記制御演算処理を、通常時の第１の制御演算処理よりも演算時間が短い第２の制御演算処理に切り替えて、前記スイッチング制御量を演算する、電力変換制御装置である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ゼロクロスポイントのタイミングとスイッチング制御量を演算する制御演算処理の実行タイミングとが重なることを回避して、遅れのないゼロクロスポイントを用いて、力率改善に使用する基準電流波形を求めることで、高い力率改善効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置の構成を示したブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置の電力変換回路部の構成を示した回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る交流電源からの入力電圧の入力電圧波形とスイッチング制御量との関係を模式的に示した図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置の力率改善処理部が算出する基準電流波形の一例を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るゼロクロスポイント前後での制御演算処理の変更動作を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る電力変換制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係るゼロクロスポイント前後での制御演算処理の変更動作を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る電力変換制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係るゼロクロスポイント前後での制御演算処理の変更動作を説明するための図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る電力変換装置のスイッチング制御量記憶部に記憶されたスイッチング制御量テーブルの一例を示した図である。
【図１２】この発明の実施の形態１〜３に係る電力変換制御装置のハードウェア構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態に係る電力変換制御装置について、図面に基づいて説明する。なお、各図における同一符号は、それぞれ、同一又は相当する部分を示す。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置の構成を示す図である。ただし、図１では、本実施の形態１に直接関与しない構成要素については、図示を省略している。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態１に係る電力変換制御装置２０は、例えば電動車両１０に搭載されて使用される。
【００１６】
電動車両１０は、必要に応じて、外部に設けられている交流電源３０に接続される。交流電源３０は、例えば商用電源である。電動車両１０には、交流電源３０に接続するためのコネクタ４０が設けられている。
【００１７】
電力変換制御装置２０は、コネクタ４０を介して、交流電源３０に接続される。電力変換制御装置２０は、交流電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、負荷５０に出力する。負荷５０は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば、電動車両１０に搭載された駆動用バッテリに接続されている。その場合、ＤＣ−ＤＣコンバータは、電力変換制御装置２０から供給される直流電力を用いて当該駆動用バッテリを充電する。
【００１８】
図１に示すように、電力変換制御装置２０は、電力変換回路部１７０を有している。電力変換回路部１７０は、内部にスイッチング素子を有しており、当該スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作により、交流電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換する。
【００１９】
図２に、本実施の形態１に係る電力変換回路部１７０の構成の一例を示す。図２の例においては、電力変換回路部１７０は、４つのダイオード２１０，２２０，２３０，２４０から構成された全波整流回路２９０と、チョークコイル２５０と、スイッチング素子２６０と、整流ダイオード２７０と、出力コンデンサ２８０とで構成されている。
【００２０】
全波整流回路２９０において、４つのダイオード２１０，２２０，２３０，２４０はフルブリッジ回路を構成している。具体的に説明すると、ダイオード２１０のアノード端子とダイオード２２０のカソード端子とが直列接続されている。当該直列接続の接続点２０６はコネクタ４０の２つの出力端子のうちの一方の出力端子に接続される。同様に、ダイオード２３０のアノード端子とダイオード２４０のカソード端子とが直列接続されている。当該直列接続の接続点２０７はコネクタ４０の他方の出力端子に接続されている。さらに、ダイオード２１０のカソード端子とダイオード２３０のカソード端子とが接続され、ダイオード２２０のアノード端子とダイオード２４０のアノード端子とが接続されている。
【００２１】
また、全波整流回路２９０と負荷５０との間は、正側電力ライン２０１および負側電力ライン２０２によって接続されている。正側電力ライン２０１と負側電力ライン２０２との間には、スイッチング素子２６０及び出力コンデンサ２８０が接続されている。すなわち、スイッチング素子２６０及び出力コンデンサ２８０は、それぞれ、負荷５０に対して並列接続されている。スイッチング素子２６０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）から構成される。また、出力コンデンサ２８０は、平滑コンデンサとして機能する。また、全波整流回路２９０と正側電力ライン２０１との接続点２０３と、スイッチング素子２６０と正側電力ライン２０１との接続点２０４との間には、チョークコイル２５０が接続されている。すなわち、チョークコイル２５０は、負荷５０に対して直列接続されている。また、上記接続点２０４と、出力コンデンサ２８０と正側電力ライン２０１との接続点２０５との間には、整流ダイオード２７０が接続されている。整流ダイオード２７０のアノード端子はチョークコイル２５０側に接続されており、カソード端子は出力コンデンサ２８０側に接続されている。整流ダイオード２７０は、スイッチング素子２６０がＯＮしたときに、出力コンデンサ２８０に蓄えられた電荷がスイッチング素子２６０を通って放電することを防止する。
【００２２】
電力変換回路部１７０において、スイッチング素子２６０のスイッチング動作は、後述する電力変換制御部１５０により制御される。電力変換制御部１５０がスイッチング素子２６０のスイッチング動作を制御することで、交流電源３０から電力変換回路部１７０に入力される交流電力が、全波整流回路２９０、チョークコイル２５０、および、整流ダイオード２７０で整流された後に、出力コンデンサ２８０で平滑されて、直流電力が生成される。
【００２３】
また、図１に示すように、電力変換制御装置２０は、さらに、電圧検出部１１０と、ゼロクロス検出部１２０と、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０と、力率改善処理部１４０と、電力変換制御部１５０と、スイッチング制御量記憶部１６０とを有している。
【００２４】
電圧検出部１１０は、交流電源３０から電力変換制御装置２０に入力される入力電圧の電圧値を計測する。図３に、当該入力電圧３１０の電圧波形を示す。図３においては、入力電圧３１０の入力電圧波形とスイッチング素子２６０のスイッチング制御量３１３との関係が模式的に表されている。なお、図３において、縦軸は、上段のグラフにおいては電圧を示し、下段のグラフにおいてはスイッチング素子２６０のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。また、横軸は、上段のグラフおよび下段のグラフにおいて、共に、時間を示す。
【００２５】
ゼロクロス検出部１２０は、電圧検出部１１０で検出した入力電圧３１０の電圧値に基づいて、入力電圧３１０の入力電圧波形におけるゼロクロスポイント３１１を検出する。ここで、ゼロクロスポイント３１１とは、図３に示すように、入力電圧３１０の電圧値が０になる時刻のことである。
【００２６】
ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０は、ゼロクロス検出部１２０で検出されたゼロクロスポイント３１１に基づいて、隣接するゼロクロスポイント３１１間の時間間隔を算出する。なお、以下では、当該時間間隔を、ゼロクロスポイント時間間隔と呼ぶこととする。ゼロクロスポイント時間間隔は、交流電源３０の周波数に従って変化する。具体的には、交流電源３０が５０Ｈｚの場合は、ゼロクロスポイント時間間隔は１０ｍｓとなり、交流電源３０が６０Ｈｚの場合は、ゼロクロスポイント時間間隔は８．３３ｍｓ（小数第２以下四捨五入）となる。
【００２７】
力率改善処理部１４０は、ゼロクロス検出部１２０で検出されたゼロクロスポイント３１１に基づいて、力率改善処理を行う。力率改善処理とは、無効電力による電力網への影響の抑制および電磁ノイズの抑制のために、交流電源から供給される電力の力率を向上させることを目的として行う処理のことである。力率改善処理として、力率改善処理部１４０は、検出されたゼロクロスポイント３１１に基づいて、交流電源３０からの入力電流の目標になる基準電流波形を算出する。図４に、基準電流波形の一例を示す。図４において、横軸は時間、縦軸は電流を示す。図４に示すように、基準電流波形４１０は、入力電圧３１０の電圧波形と周波数が等しい振幅１の正弦波からなる電流波形である。基準電流波形４１０を算出する際に、力率改善処理部１４０は、ゼロクロス検出部１２０によって検出されたゼロクロスをもとに、入力電圧３１０の電圧波形と周波数および位相が一致する基準電流波形４１０を算出する。電力変換回路部１７０に設けられたスイッチング素子２６０は、基準電流波形４１０に従って、ＯＮ／ＯＦＦのスイッチング制御が行われる。これにより、交流電源３０から取り込む電流を入力電圧３１０の電圧波形と一致した位相にすることが出来る。
【００２８】
電力変換制御部１５０は、力率改善処理部１４０によって算出された基準電流波形４１０に従って、スイッチング素子２６０のスイッチング制御量３１３を演算して、スイッチング素子２６０の駆動を制御する。ここで、スイッチング制御量３１３について説明する。図３に示すように、スイッチング素子２６０は、一定のスイッチング動作周期３１４でＯＮされる。スイッチング動作周期３１４は、スイッチング素子２６０のスイッチング動作の周波数から求められる。このとき、スイッチング制御量３１３とは、スイッチング動作周期３１４のうち、スイッチング素子２６０がＯＮ状態である期間３１５、または、その割合を示す。本実施の形態１では、電力変換制御部１５０は、図３に示すように、ゼロクロスポイント３１１付近ではスイッチング制御量３１３を大きくし、入力電圧３１０のピーク３１２付近ではスイッチング制御量３１３を小さくするような制御を行う。すなわち、ゼロクロスポイント３１１でスイッチング制御量３１３を最大値とし、ピーク３１２に近づくにつれて、スイッチング動作周期３１４ごとに、スイッチング制御量３１３を一定量ずつ漸減させていく。そうして、ピーク３１２でスイッチング制御量３１３を最小値とする。その後、ピーク３１２から次のゼロクロスポイント３１１の間は、スイッチング動作周期３１４ごとに、スイッチング制御量３１３を一定量ずつ漸増させていく。これにより、当該次のゼロクロスポイント３１１で、スイッチング制御量３１３が、再び、最大値となる。なお、図３は、スイッチング制御量３１３の傾向を示すための模式図であり、入力電圧３１０の電圧波形とスイッチング制御量波形のスイッチング動作周期３１４およびスイッチング制御量３１３との比率を正しく表わしているわけではない。なお、このように、電力変換制御部１５０において、力率改善処理部１４０によって算出された基準電流波形４１０に従って、スイッチング素子２６０のスイッチング制御量を演算する制御演算処理を、以下では、「第１の演算」と呼ぶこととする。なお、上記の説明においては、スイッチング制御量３１３を一定量ずつ漸減または漸増させると説明したが、その場合に限らず、漸減または漸増させる量はスイッチング動作周期３１４ごとに異なる値としてもよい。
【００２９】
スイッチング制御量記憶部１６０は、電力変換制御部１５０が「第２の演算」で使用するためのスイッチング制御量の固定値を予め記憶している。「第２の演算」では、電力変換制御部１５０が、スイッチング制御量を演算によって求めずに、スイッチング制御量記憶部１６０に記憶されている固定値を読み出し、当該固定値をスイッチング制御量にそのまま設定する。このように、「第２の演算」は固定値をそのままスイッチング制御量として用いることにより、「第１の演算」の演算時間よりも演算時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
「第２の演算」について、図５を用いて説明する。図５の四角形の吹き出し５００内は、ゼロクロスポイント３１１付近の拡大図を示している。当該拡大図は、本実施の形態１における電力変換制御部１５０の「第１の演算」および「第２の演算」の各制御演算処理にかかった制御演算時間を模式的に示している。図５において、制御演算時間３２０ａ〜３２０ｃは、「第１の演算」の実行にかかった演算時間である。一方、制御演算時間３３０は、「第２の演算」の実行にかかった演算時間である。また、図５において、符号３１４ａ〜３１４ｄは、図３に示したスイッチング動作周期３１４である。ここでは、各スイッチング動作周期３１４ａ〜３１４ｄを、５０μｓとしている。図５に示すように、「第２の演算」の実行にかかる制御演算時間３３０は、「第１の演算」の実行にかかる制御演算時間３２０ａ〜３２０ｃよりも短い。ここでは、制御演算時間３２０ａ〜３２０ｃを４０μｓとし、制御演算時間３３０を５μｓとしている。本実施の形態１においては、このように、ゼロクロスポイント３１１のタイミングと電力変換制御部１５０の制御演算処理の実行タイミングとが重ならないように、ゼロクロスポイント３１１付近では、電力変換制御部１５０の制御演算処理を、通常の「第１の演算」から、制御演算時間の短い「第２の演算」に変更する処理を行う。以下に、図５の例を用いて、当該変更処理について説明する。
【００３１】
変更処理においては、まず、電力変換制御部１５０は、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０で算出されたゼロクロスポイント時間間隔に基づいて、スイッチング動作周期ごとに、次のスイッチング動作周期までにゼロクロスポイント３１１が発生するか否かの判定を行う。図５の例で説明すれば、スイッチング動作周期３１４ａ，３１４ｃ，３１４ｄにおいては、次のスイッチング動作周期までにゼロクロスポイント３１１が発生しないが、スイッチング動作周期３１４ｂにおいては、次のスイッチング動作周期３１４ｃまでにゼロクロスポイント３１１が発生する。
【００３２】
電力変換制御部１５０は、判定の結果、次のスイッチング動作周期までにゼロクロスポイント３１１が発生しない場合は、通常の「第１の演算」を用いて、スイッチング制御量３１３を算出する。ここで、「第１の演算」の制御演算時間３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃは、上述したように、４０μｓである。
【００３３】
一方、判定の結果、次のスイッチング動作周期までにゼロクロスポイント３１１が発生する場合は、電力変換制御部１５０は、「第２の演算」を用いて、スイッチング制御量３１３を算出する。「第２の演算」においては、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量記憶部１６０に記憶されたスイッチング制御量の固定値を読み出し、当該固定値をそのままスイッチング制御量３１３に設定する。ここで、「第２の演算」の制御演算時間３３０は、上述したように、５μｓである。
【００３４】
このように、本実施の形態１では、ゼロクロスポイント３１１が次のスイッチング動作周期３１４までに発生して、スイッチング制御量を算出する制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なると判定された場合には、通常の「第１の演算」から、当該「第１の演算」よりも制御演算時間の短い「第２の演算」へ、制御演算処理を変更する。これにより、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なることを回避することができる。制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なった場合には、優先度の高い制御演算処理を優先させなければならないので、検出したゼロクロスポイント３１１を用いて行う基準電流波形の演算処理の実行は、制御演算処理の実行後に行うことになる。そのため、基準電流波形の演算処理の実行は、制御演算処理の実行完了を待つ分だけ遅延する。その結果、その遅延した分だけずれたゼロクロスポイントを用いた基準電流波形を算出することになるので、正確な基準電流波形を求めることができない。基準電流波形は、力率改善に使用されるため、正確な基準電流波形を求めることができなければ、力率改善を図ることができない。しかしながら、本実施の形態１では、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なることを防止することができるため、基準電流波形のずれを抑止することできるので、精度良く力率改善を図ることが可能となる。
【００３５】
ここで、電力変換制御装置２０のハードウェア構成について説明する。図１２は、電力変換制御装置２０の各部の機能のハードウェア構成を概略的に示した図である。図１２（ａ）は、電力変換装置の各部の機能をハードウェアで構成した場合を示し、図１２（ｂ）は、それらの各部の機能をソフトウェアで構成した場合を示している。
【００３６】
電力変換制御装置２０において、電圧検出部１１０、ゼロクロス検出部１２０、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０、力率改善処理部１４０、電力変換制御部１５０、スイッチング制御量記憶部１６０、電力変換回路部１７０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、電力変換制御装置２０は、交流電源３０からの入力電圧を検出し、入力電圧の電圧波形におけるゼロクロスポイントを検出し、当該ゼロクロスポイント間のゼロクロスポイント時間間隔を算出し、力率改善処理を行いながら、電力変換制御を行って、電力変換処理を行うとともに、スイッチング制御量を記憶するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。なお、電力変換回路部１７０については、例えば図２に示すような回路構成とすればよいため、以下では、電圧検出部１１０、ゼロクロス検出部１２０、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０、力率改善処理部１４０、電力変換制御部１５０、スイッチング制御量記憶部１６０の各部の機能の構成について説明する。
【００３７】
図１２（ａ）に示すように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路１０００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。上記各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００３８】
また、図１２（ｂ）に示すように、処理回路がＣＰＵの場合、上記各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２１００に格納される。処理回路であるプロセッサ２０００は、メモリ２１００に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、電力変換制御装置２０は、入力電圧を検出するステップ、ゼロクロスポイントを検出するステップ、ゼロクロスポイント時間間隔を算出するステップ、力率改善処理を行うステップ、電力変換制御を行うステップ、および、スイッチング制御量を記憶するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、上記各部の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ２１００とは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。
【００３９】
なお、上記各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００４０】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４１】
なおこの発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な組み合わせを全て含む。
【００４２】
このように、本実施の形態１においては、電力変換制御装置２０においては、電圧検出部１１０、ゼロクロス検出部１２０、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０、力率改善処理部１４０、電力変換制御部１５０、スイッチング制御量記憶部１６０の各機能は、共通の処理回路により構成されている。そのため、例えば、力率改善処理部１４０の処理のタイミングと電力変換制御部１５０の処理のタイミングとが重なった場合、優先度の高い方の処理を優先させて実行し、当該処理の実行後に、優先度の低い方の処理を実行することになる。
【００４３】
そのため、本実施の形態１においては、ゼロクロスポイント３１１が次のスイッチング動作周期３１４までに発生する場合は、電力変換制御部１５０の制御演算処理を、スイッチング制御量を固定値にするという「第２の演算」に変更することにより、制御演算時間を短くするようにしたので、制御演算処理のタイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重ならないようにしている。その結果、ゼロクロス検出部１２０がゼロクロスポイント３１１を検出したときに、電力変換制御部１５０がスイッチング制御量の制御演算処理を行っていないので、即座に、力率改善処理部１４０が、ゼロクロスポイント３１１に基づいた基準電流波形の算出を実行することができる。本実施の形態１では、このように、遅延しないゼロクロスポイントを用いて基準電流波形が算出できるため、正確な基準電流波形を得ることができる。
【００４４】
電力変換制御装置２０は、以上のように構成され、電力変換制御部１５０から、たとえば周波数２０ｋＨｚのスイッチング信号がスイッチング素子２６０に与えられると、スイッチング素子２６０が当該スイッチング信号に基づいてスイッチング動作する。スイッチング信号にはスイッチング制御量の情報が含まれており、図３に示すように、スイッチング制御量に相当する期間３１５の間、スイッチング素子２６０がＯＮ状態となる。このように、電力変換制御部１５０によってスイッチング素子２６０のスイッチング動作が制御されることにより、交流電源３０から入力された交流電力が、全波整流回路２９０、チョークコイル２５０、および、整流ダイオード２７０で整流され、出力コンデンサ２８０で平滑されて、直流電力が生成される。また、このとき、力率改善処理部１４０は、基準電流波形４１０を、交流電源３０からの入力電圧３１０の電圧波形に同期した正弦波に近づけることで、力率を改善する。電力変換制御部１５０は、チョークコイル２５０を流れるリアクトル電流と基準電流波形４１０との電流差が小さくなるようにスイッチング動作のスイッチング制御量を求めて、当該スイッチング制御量に基づいてスイッチング素子２６０のスイッチング動作を制御する。
【００４５】
なお、本実施の形態１において、スイッチング素子２６０は、ＭＯＳＦＥＴから構成されると説明したが、その場合に限らず、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ）、ＧａＮ（Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）などのパワーデバイスからスイッチング素子２６０を構成しても良い。
【００４６】
また、図２において、電力変換回路部１７０の一例として、スイッチング素子２６０を１つだけ用いた回路を示しているが、図２に記載の回路構成に限定されるものではない。電力変換回路部１７０は、１以上のスイッチング素子をスイッチング駆動することによって、入力される交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換回路であれば、いずれのものでもよいので、他の回路構成としてもよい。
【００４７】
次に、図６を用いて、この発明の実施の形態１に係る電力変換制御装置２０において、電力変換制御部１５０における制御演算処理を、通常の「第１の演算」から、「第２の演算」に変更する変更処理の手順について説明する。図６は、電力変換制御装置２０の動作を説明するフローチャートである。
【００４８】
図６に示すように、電力変換制御装置２０において、まず、ステップＳ１において、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０が、ゼロクロス検出部１２０で検出されたゼロクロスポイントに基づいて、ゼロクロスポイント時間間隔を算出する。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、電力変換制御部１５０が、ゼロクロスポイント時間間隔に基づいて、次のスイッチング動作周期３１４までに、ゼロクロスポイント３１１が発生するか否かの判定を行う。ゼロクロスポイント３１１が発生しない場合（ＮＯ）には、ステップＳ５に進む。一方、ゼロクロスポイント３１１が発生する場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３に進む。
【００５０】
ステップＳ３においては、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量記憶部１６０から、あらかじめ設定された固定値を読み出す。
【００５１】
続くステップＳ４では、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量に、読み出した固定値をセットし、処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ５では、電力変換制御部１５０は、力率改善処理部１４０が算出した基準電流波形４１０に基づいて、スイッチング制御量を算出する。
【００５３】
ここで、ステップＳ３及びステップＳ４の処理が「第２の演算」を行う処理であり、ステップＳ５の処理が「第１の演算」を行う処理である。
【００５４】
このようにして、本実施の形態１においては、ゼロクロスポイント３１１が次のスイッチング動作周期までに発生しない場合は、通常の「第１の演算」によりスイッチング制御量を演算する。一方、ゼロクロスポイント３１１が次のスイッチング動作周期までに発生する場合は、制御演算処理を「第１の演算」から「第２の演算」に変更して、「第２の演算」によりスイッチング制御量を演算する。このように、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なる可能性がある場合には、制御演算処理を「第２の演算」に変更することで、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なることを回避することが出来る。
【００５５】
なお、上記の説明においては、次のスイッチング動作周期までにゼロクロスポイントを検出するか否かの判定後に、スイッチング制御量記憶部１６０から予め設定された固定値を読み出すと説明した。しかしながら、その場合に限らず、電力変換制御装置２０の起動時に、当該固定値をスイッチング制御量記憶部１６０から読み出しておき、いつでも参照することができるようにしておくようにしてもよい。その場合には、固定値を読み出す時間が不要となるので、「第２の演算」の演算時間をさらに短くすることが可能なことはいうまでもない。
【００５６】
以上のように、本実施の形態１では、電力変換制御装置２０は、ゼロクロスポイントのタイミングとスイッチング動作の制御演算処理とが重なるタイミングにおいて、制御演算処理を「第２の演算」に切り替えている。これにより、ゼロクロスポイントのタイミングとスイッチング動作の制御演算処理とが重なることを回避することができる。これにより、優先度の高いスイッチング動作の制御演算処理を優先させることによる、ゼロクロスポイント検出処理の遅れを防止することができる。その結果、力率改善に使用する基準電流波形のずれを抑止することができるため、高い力率改善効果を得ることが可能となる。
【００５７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電力変換制御装置の構成は、上記の実施の形態１と同一である。そのため、ここでは、その説明を省略する。本実施の形態２と上記の実施の形態１との違いは、電力変換制御装置２０に設けられた電力変換制御部１５０における「第１の演算」から「第２の演算」への変更処理の手順のみである。
【００５８】
図７のフローチャートを用いて、本実施の形態２に係る電力変換制御装置における、当該変更処理の手順について説明する。
【００５９】
図７に示すように、電力変換制御装置２０において、まず、ステップＳ１１において、電力変換制御部１５０は、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が、予め設定された閾値以下か否かの判定を行う。交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値より大きい場合（ＮＯ）には、ステップＳ１５に進む。一方、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２に進む。
【００６０】
ステップＳ１２においては、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量記憶部１６０から、予め設定された固定値を読み出す。
【００６１】
続くステップＳ１３では、電力変換制御部１５０は、スイッチング素子２６０のスイッチング制御量に当該固定値をセットする。
【００６２】
次に、ステップＳ１４において、電力変換制御部１５０は、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値より大きいか否かの判定を行う。交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値より大きい場合（ＹＥＳ）には、処理を終了する。一方、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２の処理に戻る。
【００６３】
一方、ステップＳ１５では、電力変換制御部１５０は、力率改善処理部１４０が算出した基準電流波形４１０に基づいて、スイッチング制御量を算出する。
【００６４】
ここで、本実施の形態２においては、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が「第２の演算」を行う処理であり、ステップＳ１５の処理が「第１の演算」を行う処理である。
【００６５】
このようにして、本実施の形態２においては、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下の期間、すなわち、ゼロクロスポイント３１１が検出される前後の指定期間において、制御演算処理を、通常の「第１の演算」から、「第２の演算」に変更する。「第２の演算」では、スイッチング制御量として、スイッチング制御量記憶部１６０から読み出した固定値を用いるため、制御演算時間を短くすることが出来る。そのため、制御演算処理とゼロクロスポイント３１１とが重ならないようにすることが出来る。なお、スイッチング制御量記憶部１６０に記憶するスイッチング制御量は１つの固定値でもよいが、複数の値としてもよい。複数の値とする場合には、入力電圧の絶対値ごとにスイッチング制御量の固定値を予め設定する。そうして、入力電圧の絶対値とスイッチング制御量の固定値との対応関係を定めたスイッチング制御量テーブルを生成して、スイッチング制御量記憶部１６０に記憶しておく。
【００６６】
入力電圧の絶対値ごとのスイッチング制御量の固定値が複数の場合の各固定値の設定方法について説明する。本実施の形態２においても、上記の実施の形態１と同様に、ゼロクロスポイント３１１付近ではスイッチング制御量３１３を大きくし、入力電圧３１０のピーク３１２付近ではスイッチング制御量３１３を小さくするような制御を行う。従って、入力電圧３１０の絶対値が０の時刻でスイッチング制御量３１３を最大値とし、入力電圧３１０の絶対値が大きくなるのにつれて、スイッチング動作周期３１４ごとに、スイッチング制御量３１３を一定量ずつ漸減させていく。そうして、入力電圧３１０のピーク３１２でスイッチング制御量３１３を最小値とする。なお、上記の説明においては、スイッチング制御量３１３を一定量ずつ漸減させると説明したが、その場合に限らず、漸減させる量はスイッチング動作周期３１４ごとに異なる値としてもよい。このように、本実施の形態２においては、ゼロクロスポイントからの経過時間毎のスイッチング制御量の変化量を推定して、時間毎のスイッチング制御量の固定値を求め、当該固定値をゼロクロスポイントからの経過時間毎にスイッチング制御量テーブルに記憶する。
【００６７】
図８は、本実施の形態２における電力変換制御部１５０の制御演算処理を、通常の「第１の演算」から、制御演算時間が短い「第２の演算」に変更する処理を行った場合を示している。図８の四角形の吹き出し５００Ａ内は、ゼロクロスポイント３１１付近の拡大図を示している。当該拡大図は、本実施の形態２における電力変換制御部１５０の「第１の演算」および「第２の演算」の各制御演算処理にかかった制御演算時間を模式的に示している。
【００６８】
図８の例において、まず、電力変換制御部１５０が、スイッチング動作周期３１４ａで、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値以下か否かを判定する。スイッチング動作周期３１４ａでは、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値より大きいので、通常の「第１の演算」を行う。図８において、制御演算時間３２０ａは、「第１の演算」の実行にかかった演算時間である。ここで、「第１の演算」の制御演算時間は４０μｓとしている。
【００６９】
次のスイッチング動作周期３１４ｂにおいても、同様に、電力変換制御部１５０は、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下か否かを判定する。しかしながら、ここでは、スイッチング動作周期３１４ｂでは、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値以下であるので、「第２の演算」を行う。図８において、制御演算時間３３０は、「第２の演算」の実行にかかった演算時間である。ここで、「第２の演算」の制御演算時間は５μｓとしている。
【００７０】
さらに、次のスイッチング動作周期３１４ｃでも、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下であるので、「第２の演算」を行う。この処理を、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値より大きくなるまで、繰り返し行う。
【００７１】
そして、スイッチング動作周期３１４ｅで、同様に、電力変換制御部１５０は、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下か否かを判定する。スイッチング動作周期３１４ｅでは、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値より大きいので、「第１の演算」を行う。図８において、制御演算時間３２０ｂは、「第１の演算」の実行にかかった演算時間である。この処理を、交流電源３０からの入力電圧の絶対値が閾値以下になるまで、繰り返し行う。
【００７２】
このように、本実施の形態２においては、ゼロクロスポイント３１１の前後の期間、すなわち、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値以下の期間において、電力変換制御部１５０の制御演算処理を制御演算時間の短い「第２の演算」へ変更する。これにより、優先度の高いスイッチング動作の制御演算処理による、ゼロクロスポイント検出処理の遅れを抑止でき、力率改善に使用する基準電流波形のずれを抑止することができる。その結果、高い力率改善効果を得ることが可能となる。
【００７３】
本実施の形態２は、ゼロクロスポイント３１１が外乱などによりずれる場合を考慮に入れている。本実施の形態２においては、交流電源３０からの入力電圧３１０の絶対値が閾値以下の期間においては、制御演算処理を「第１の演算」から「第２の演算」に切り替えている。そのため、たとえ、ゼロクロスポイント３１１が前回のゼロクロス時間間隔と同じ時間で発生しなくても、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重なることはなく、優先度の高いスイッチング動作の制御演算処量による、ゼロクロスポイント検出処理の遅れを抑止でき、力率改善に使用する基準電流波形のずれを抑止することできるので、力率改善を図ることが可能となる。
【００７４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る電力変換制御装置の構成は、上記の実施の形態１と同一である。そのため、ここでは、その説明を省略する。本実施の形態３と上記の実施の形態１との違いは、電力変換制御装置２０に設けられた電力変換制御部１５０における「第１の演算」から「第２の演算」への変更処理の手順のみである。
【００７５】
図９のフローチャートを用いて、本実施の形態３に係る電力変換制御装置における、当該変更処理の手順について説明する。また、図１１に、本実施の形態３におけるスイッチング制御量テーブル６００の一例を示す。スイッチング制御量テーブル６００においては、要素番号ごとに予め設定されたスイッチング制御量の固定値が定められている。要素番号は、ゼロクロスポイントからの経過時間に対応している。また、各スイッチング制御量は、ゼロクロスポイントからの経過時間毎のスイッチング制御量の変化量を推定して決定された値である。従って、スイッチング制御量テーブル６００は、ゼロクロスポイントからの経過時間毎のスイッチング制御量の変化量を推定して決定されたスイッチング制御量の固定値を、ゼロクロスポイントからの経過時間毎に記憶している。
【００７６】
図９に示すように、ステップＳ２１において、電力変換制御装置２０は、ゼロクロスポイント時間間隔算出部１３０によって、ゼロクロスポイント時間間隔を検出する。
【００７７】
次に、ステップＳ２２において、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量テーブル６００の要素番号を決める値ａに０をセットして、値ａを初期化する。
【００７８】
次に、ステップＳ２３において、まず、電力変換制御部１５０は、ゼロクロスポイント時間間隔から、予め設定された一定値を減算した値を求める。以下では、当該値を第１の期間と呼ぶこととする。電力変換制御部１５０は、前回のゼロクロスポイント３１１の時刻から第１の期間が経過したか否かの判定を行う。第１の期間が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２８に進む。一方、第１の期間が経過している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２４に進む。
【００７９】
ステップＳ２４においては、電力変換制御部１５０は、スイッチング制御量記憶部１６０から、スイッチング制御量テーブル６００を読み出す。
【００８０】
続くステップＳ２５では、電力変換制御部１５０が、スイッチング制御量テーブル６００から、現在の要素番号ａの値に対応するスイッチング制御量の固定値を読み出し、当該固定値をスイッチング制御量３１３にセットする。例えば、要素番号０のときは、０．９９２５が読み出され、要素番号３のときには１．００００が読み出される。スイッチング制御量テーブル６００では、ゼロクロスポイント３１１でスイッチング制御量が最大値となり、交流電源３０からの入力電圧３１０の電圧波形のピーク３１２でスイッチング制御量が最小値となり、ゼロクロスポイント３１１からピーク３１２まではスイッチング制御量が漸増し、ピーク３１２からゼロクロスポイント３１１まではスイッチング制御量が漸減するように、各スイッチング制御量の固定値が設定されている。
【００８１】
次に、ステップＳ２６において、電力変換制御部１５０は、要素番号ａの値をインクリメントする。すなわち、要素番号ａの値を１だけ増加させる。
【００８２】
次に、ステップＳ２７において、まず、電力変換制御部１５０は、ゼロクロスポイント時間間隔に対して、予め設定された一定値を加算した値を求める。以下では、当該値を第２の期間と呼ぶこととする。電力変換制御部１５０は、前回のゼロクロスポイント３１１の時刻から第２の期間が経過したか否かの判定を行う。第２の期間が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２５に戻り、ステップＳ２５〜Ｓ２７の処理を繰り返す。一方、第２の期間が経過している場合（ＹＥＳ）には、処理を終了する。
【００８３】
なお、ステップＳ２３およびステップＳ２７で用いられる一定値は、例えば、ゼロクロスポイント３１１の前後３回のスイッチング動作周期３１４で定められる値で、スイッチング動作周期３１４が５０μｓであれば、一定値は１５０μｓとなる。
【００８４】
このようにして、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過した時点から第２の期間が経過する時点までの間、すなわち、次のゼロクロスポイント３１１の前後の指定期間において、制御演算処理を「第１の演算」から「第２の演算」に切り替える。「第２の演算」では、スイッチング制御量として、スイッチング制御量テーブル６００から読み出した固定値を用いるため、制御演算時間を短くすることができる。そのため、制御演算処理の実行タイミングとゼロクロスポイント３１１のタイミングとが重ならないようにすることが出来る。
【００８５】
図１０は、本実施の形態３における電力変換制御部１５０の制御演算処理を、通常の「第１の演算」から、制御演算時間が短い「第２の演算」に変更する処理を行った場合を示している。図１０の四角形の吹き出し５００Ｂ内は、ゼロクロスポイント３１１付近の拡大図を示している。当該拡大図は、本実施の形態３における電力変換制御部１５０の「第１の演算」および「第２の演算」の各制御演算処理にかかった制御演算時間を模式的に示している。なお、図１０では、電力変換制御部１５０でスイッチング制御量を演算するスイッチング動作周期が５０μｓである場合を示している。
【００８６】
図１０の例において、まず、電力変換制御部１５０が、スイッチング動作周期３１４ａで、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過したか否かを判定する。スイッチング動作周期３１４ａでは、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過していないので、通常の「第１の演算」を行う。ここで、「第１の演算」の制御演算時間は４０μｓとしている。
【００８７】
次に、スイッチング動作周期３１４ｂで、電力変換制御部１５０が、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過したか否かを判定する。ここでは、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過しているので、「第２の演算」を行う。このとき、要素番号ａの値は、初期値の０であるため、「第２の演算」では、スイッチング制御量は要素番号０に対応した値となる。ここで、「第２の演算」の制御演算時間は５μｓとしている。次に、電力変換制御部１５０は、前回のゼロクロスポイント３１１から第２の期間が経過したか否かを判定する。前回のゼロクロスポイント３１１から第２の期間が経過していないので、次のスイッチング動作周期３１４ｃに移行する。
【００８８】
次のスイッチング動作周期３１４ｃでは、電力変換制御部１５０が、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過したか否かを判定する。前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過しているので、「第２の演算」を行う。このとき、要素番号ａの値は１であるため、「第２の演算」では、スイッチング制御量は要素番号１に対応した値となる。次に、電力変換制御部１５０は、前回のゼロクロスポイント３１１から第２の期間が経過したか否かを判定する。この処理を、前回のゼロクロスポイント３１１から第２の期間が経過するまで繰り返す。
【００８９】
そして、スイッチング動作周期３１４ｄでは、前回のゼロクロスポイント３１１から第２の期間が経過したと判定されるので、制御演算処理を「第２の演算」から「第１の演算」に切り替えて、「第１の演算」を実行する。
【００９０】
このように、本実施の形態３においては、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過した時点から第２の期間が経過する時点までの間、すなわち、ゼロクロスポイント３１１が検出される前後の指定期間において、制御演算処理を「第１の演算」から「第２の演算」へ変更する。これにより、優先度の高いスイッチング動作の制御演算処量を優先させることによるゼロクロスポイント検出処理の遅れを抑止できる。その結果、力率改善に使用する基準電流波形のずれを抑止することできるので、力率改善を図ることが可能となる。
【００９１】
以上のように、「第２の演算」においては、スイッチング制御量として、１つの固定値ではなく、スイッチング制御量テーブル６００から読み出した固定値を用いているので、ゼロクロスポイント３１１付近でのスイッチング制御量をより細かく調整することが可能となる。
【００９２】
このように、本実施の形態３においては、前回のゼロクロスポイント３１１から第１の期間が経過した時点から第２の期間が経過する時点までの間、すなわち、ゼロクロスポイント３１１の前後の指定期間において、電力変換制御部１５０の制御演算処理を制御演算時間の短い「第２の演算」へ変更する。これにより、優先度の高いスイッチング動作の制御演算処理による、ゼロクロスポイント検出処理の遅れを抑止でき、力率改善に使用する基準電流波形のずれを抑止することができる。その結果、高い力率改善効果を得ることが可能となる。
【００９３】
なお、上記の実施の形態１〜３では、ゼロクロスポイント３１１付近では、スイッチング制御量を大きくし、交流電源３０からの入力電圧３１０の電圧波形のピーク３１２付近ではスイッチング制御量は小さくするような制御とすることを示したが、回路構成によっては、スイッチング素子のＯＮとＯＦＦの論理が逆となることは言うまでもない。
【００９４】
また、上記の実施の形態１〜３に係る電力変換装置は、上述したように、電動車両に搭載して利用することが出来るが、電動車両に限らず、交流電力を直流電力に変換する場合であれば、いずれの装置にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９５】
１０  電動車両、２０  電力変換制御装置、３０  交流電源、４０  コネクタ、１１０  電圧検出部、１２０  ゼロクロス検出部、１３０  ゼロクロスポイント時間間隔算出部、１４０  力率改善処理部、１５０  電力変換制御部、１６０  スイッチング制御量記憶部、１７０  電力変換回路部、２１０〜２４０  ダイオード、２５０  チョークコイル、２６０  スイッチング素子、２７０  整流ダイオード、２８０  出力コンデンサ。
【図１】
2018137895.tif 000003
【図２】
2018137895.tif 000004
【図３】
2018137895.tif 000005
【図４】
2018137895.tif 000006
【図５】
2018137895.tif 000007
【図６】
2018137895.tif 000008
【図７】
2018137895.tif 000009
【図８】
2018137895.tif 000010
【図９】
2018137895.tif 000011
【図１０】
2018137895.tif 000012
【図１１】
2018137895.tif 000013
【図１２】
2018137895.tif 000014