(57)【要約】【課題】複数の昇圧回路のそれぞれの入力電流を演算する電力変換装置を提供する。【解決手段】それぞれ直流電源に接続され、インダクタンス素子および半導体スイッチング素子を有する複数の昇圧回路と、各昇圧回路の半導体スイッチング素子を制御する制御部と、昇圧回路ごとの入力電流を演算する電流演算部とを備え、電流演算部は、昇圧回路ごとのスイッチング信号と、母線電流と、昇圧回路ごとの、キャリア波のキャリア周期に対するインダクタンス素子における電流非通流期間の割合を示す非通流率と、を用いて入力電流を演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直流電源に接続され、インダクタンス素子および半導体スイッチング素子を有して前記直流電源の電圧を昇圧する複数の昇圧回路を、正負の直流母線間に並列接続して備え、前記直流母線を流れる母線電流を検出する電流検出器と、各前記昇圧回路の前記半導体スイッチング素子を制御する制御部と、各前記昇圧回路の前記インダクタンス素子を流れる前記昇圧回路ごとの入力電流を演算する電流演算部とを備え、
前記制御部は、
前記入力電流を制御する通流率指令値を生成し、該通流率指令値とキャリア波との比較により、前記昇圧回路ごとの前記半導体スイッチング素子を駆動するためのスイッチング信号を生成し、
前記電流演算部は、
前記昇圧回路ごとの前記スイッチング信号と、前記電流検出器で検出した前記母線電流と、前記昇圧回路ごとの、前記キャリア波のキャリア周期に対する前記インダクタンス素子における電流非通流期間の割合を示す非通流率と、を用いて前記入力電流を演算する、
電力変換装置。
【請求項２】
前記電流演算部は、
前記昇圧回路の台数以上の複数の所定の取得タイミングにおいて検出された前記母線電流と、各前記取得タイミングにおける前記昇圧回路ごとの前記スイッチング信号と、前記昇圧回路ごとの前記非通流率と、を用いて前記入力電流を演算する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電流演算部は、
前記入力電流を、前記スイッチング信号と、各前記取得タイミングにおいて検出された前記母線電流と、前記昇圧回路ごとの前記非通流率と、を用いて行列で表し、前記入力電流を前記行列の行列式に基づいて演算する、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電流演算部は、
前記昇圧回路ごとの前記非通流率を、前記昇圧回路ごとの前記通流率指令値と、各前記昇圧回路に入力される前記直流電源の電圧と、前記正負の直流母線間の母線電圧と、から演算する、
請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電流演算部は、
前記非通流率が正の前記昇圧回路である第１昇圧回路において、該昇圧回路の前記インダクタンス素子の各前記取得タイミングにおける電流通流状態を判定し、
判定した前記電流通流状態に応じて、各前記取得タイミングにおける前記第１昇圧回路の前記スイッチング信号を、前記入力電流の演算において補正して用いる、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記電流演算部は、
各前記取得タイミングにおける前記昇圧回路ごとの前記スイッチング信号を、前記直流母線に対して前記昇圧回路が電流出力状態時に１、電流不出力状態時に０として数値化して前記入力電流の演算において用いるものであり、
前記電流通流状態が非通流である前記取得タイミングにおける前記スイッチング信号を、前記入力電流の演算において電流不出力状態時の０に補正して用いる、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電流演算部は、
前記非通流率が正の前記昇圧回路である第１昇圧回路において、該昇圧回路の前記インダクタンス素子の各前記取得タイミングにおける電流通流状態を判定し、
判定した前記電流通流状態に基づいて選出した前記母線電流を、前記入力電流の演算に用いる、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記電流演算部は、
前記キャリア周期と、前記昇圧回路ごとの前記通流率指令値と、前記第１昇圧回路ごとの前記非通流率と、を用いて前記第１昇圧回路の各前記取得タイミングにおける前記電流通流状態を判定する、
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記電流演算部は、
少なくとも最新の前記取得タイミングにおける前記母線電流を用いて、前記入力電流を演算する、
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記電流演算部は、
前記昇圧回路の台数および前記昇圧回路ごとの前記通流率指令値に応じた各前記取得タイミングを指定する条件データを有し、
前記条件データに指定された各前記取得タイミングにおいて検出された前記母線電流を用いて、前記入力電流を演算する、
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記電流演算部は、
検出された前記母線電流を、各前記キャリア周期の電流通流期間における、前記インダクタンス素子のリプル電流に起因する電流変動を抑制するように補正して、前記入力電流の演算において用いる、
請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記電流演算部は、
前記非通流率が０の前記昇圧回路である第２昇圧回路において、
各前記第２昇圧回路に入力される前記直流電源の電圧と、前記正負の直流母線間の母線電圧と、前記昇圧回路ごとの前記インダクタンス素子のインダクタンス値と、を用いて、
検出された前記母線電流を、前記リプル電流の電流変動を抑制するように補正して、前記入力電流の演算において用いる、
請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記電流演算部は、
前記非通流率が正の前記昇圧回路である第１昇圧回路において、
各前記第１昇圧回路に入力される前記直流電源の電圧と、前記正負の直流母線間の母線電圧と、前記昇圧回路ごとの前記インダクタンス素子のインダクタンス値と、前記昇圧回路ごとの前記通流率指令値とを用い、前記入力電流の最大値に基づいて、検出された前記母線電流を、前記リプル電流の電流変動を抑制するように補正して、前記入力電流の演算において用いる、
請求項１１または請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記昇圧回路は、
上アーム、下アームにそれぞれ前記半導体スイッチング素子を有する直列体を、前記正負の直流母線間に備え、
前記制御部は、
前記非通流率が正の前記昇圧回路である第１昇圧回路において、前記インダクタンス素子の前記電流非通流期間に、前記直列体の上アームの前記半導体スイッチング素子をオフ状態に制御する、
請求項２から請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記昇圧回路は、
上アームにダイオードを有し、下アームに前記半導体スイッチング素子を有する直列体を、前記正負の直流母線間に備える、
請求項２から請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記昇圧回路ごとの前記キャリア波は、三角波であり、且つ３６０度を前記昇圧回路の台数で割った等間隔の位相差を互いに有するものであり、
前記電流検出器は、
前記昇圧回路の台数が偶数台のときは、
前記キャリア波の前記キャリア周期の（（前記昇圧回路の台数＋１）／前記昇圧回路の台数）倍の固定周期における前記取得タイミングで前記母線電流を検出し、
前記昇圧回路の台数が奇数台のときは、
前記キャリア波の前記キャリア周期の（（２×前記昇圧回路の台数）＋１）／（２×前記昇圧回路の台数））倍の固定周期における前記取得タイミングで前記母線電流を検出する、
請求項２から請求項１５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記電流演算部は、
前記直流電源の電圧および前記母線電圧の少なくとも一方に対して設定された電圧指令値を用いて、前記非通流率を演算する、
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
各前記取得タイミングは、前記キャリア波が最大または最小になるタイミングの少なくとも一方である、
請求項２から請求項１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記直流電源の数は、前記昇圧回路の台数以下である、
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源からの直流電圧を調整変換する昇圧回路を複数台備える電力変換装置において、昇圧回路の入力電流を演算する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
並列に多重化された複数の昇圧回路を、複数の直流電源に接続し、この複数の昇圧回路を介して直流電源と負荷あるいは別電源との間で電力授受を行う太陽光発電用の電力変換装置が用いられている。このような構成の電力変換装置では、各昇圧回路において、直流電源から供給される入力電流を監視する高精度の電流センサを必要とする。これらの電流センサの個数を削減するために、各昇圧回路に電流センサを設けず、並列多重化した全ての昇圧回路の出力電流が通過する直流母線経路において電流センサを設け、この直流母線経路に流れる電流から各昇圧回路の入力電流を演算する次のような技術が開示されている。
【０００３】
電力変換装置としての電源装置は、昇圧コンバータ１２Ａと、昇圧コンバータ１２Ｂと、昇圧コンバータ１２Ａの出力と昇圧コンバータ１２Ｂの出力の合流点に接続される第３の電流経路と、第３の電流経路を流れる電流を検出する電流センサとを備える。キャリア信号ＦＣＢは、キャリア信号ＦＣＡとは周波数が等しく、かつ位相が１８０度シフトした三角波である。こうして、昇圧コンバータ１２Ａの出力電流のリップルに対して昇圧コンバータ１２Ｂの出力電流のリップルの位相が１８０度ずれる。キャリア信号ＦＣＡが最小となる点に合わせて電流センサの検出値をサンプリングすれば、昇圧コンバータ１２Ａの電流値が分かる。またキャリア信号ＦＣＢが最小となる点に合わせて電流センサの検出値をサンプリングすれば、昇圧コンバータ１２Ａの電流値が分かる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
電力変換装置は、それぞれリアクトルと半導体スイッチング素子を有するｎ台の昇圧回路を備える。各昇圧回路の出力は並列に接続され、母線を構成する。母線の電流を検出する第１電流検出器を備える。電力変換装置の入力電流復元部は、各昇圧回路の半導体スイッチング素子のオン／オフ状態と、第１電流検出器に流れる電流とを用いて、各昇圧回路の入力電流を復元する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４２９８３号公報  （段落［００４０］〜［００４１］、［００５９］〜［００７０］、図１、図４）
【特許文献２】特開２０１７−２８９５０号公報  （段落［００３３］〜［００５３］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の従来の電力変換装置では、２台の昇圧回路の出力電流のリップルの位相を１８０度ずらしている。そして、一方の昇圧回路の出力電流が第３の電流経路を流れていないタイミングで、第３の電流経路の電流を検出することにより、他方の昇圧回路の出力電流を測定する。そのため、第３の電流経路に流れる電流のサンプリングタイミングに３台以上の昇圧回路の出力電流が重畳される構成の電力変換装置では、個々の昇圧回路の出力電流を検出できないという問題点があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の従来の電力変換装置では、３台以上の昇圧回路を備える構成において、各昇圧回路の入力電流を復元できる。しかしながら、各昇圧回路のリアクトルを流れる電流が不連続となる場合には、精度良く入力電流を演算できないという問題点があった。そのため、例えば高精度の入力電流の演算が要求される太陽光発電装置に対して上記特許文献２の電力変換装置を適用させた場合、入力電流の演算誤差が発電量に影響を与える。
【０００８】
本発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、複数台の昇圧回路の入力電流を、各昇圧回路の電流通流状態によらず精度良く演算することができる電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電力変換装置は、
それぞれ直流電源に接続され、インダクタンス素子および半導体スイッチング素子を有して前記直流電源の電圧を昇圧する複数の昇圧回路を、正負の直流母線間に並列接続して備え、前記直流母線を流れる母線電流を検出する電流検出器と、各前記昇圧回路の前記半導体スイッチング素子を制御する制御部と、各前記昇圧回路の前記インダクタンス素子を流れる前記昇圧回路ごとの入力電流を演算する電流演算部とを備え、
前記制御部は、
前記入力電流を制御する通流率指令値を生成し、該通流率指令値とキャリア波との比較により、前記昇圧回路ごとの前記半導体スイッチング素子を駆動するためのスイッチング信号を生成し、
前記電流演算部は、
前記昇圧回路ごとの前記スイッチング信号と、前記電流検出器で検出した前記母線電流と、前記昇圧回路ごとの、前記キャリア波のキャリア周期に対する前記インダクタンス素子における電流非通流期間の割合を示す非通流率と、を用いて前記入力電流を演算する、
ものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る電力変換装置によれば、複数台の昇圧回路の入力電流を、各昇圧回路の電流通流状態によらず精度良く演算することができる。そのため、各昇圧回路において高精度の電流センサを不要として、低コストで高効率の電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による電力変換装置の基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、直流電源に太陽電池を適用した場合の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１による電力変換装置におけるリアクトル電流を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、リアクトル電流連続時の電力変換装置の動作特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、昇圧回路の動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、リアクトル電流不連続時の電力変換装置の動作特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、リアクトル電流連続時の母線電流を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１による電力変換装置において、リアクトル電流不連続時の母線電流を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２による電力変換装置において、リアクトル電流不連続時の電力変換装置の動作特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による電力変換装置において、リアクトル電流不連続時の母線電流を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４による電力変換装置が有する条件データの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４による電力変換装置が有する条件データの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５による電力変換装置の構成を示す構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態５による電力変換装置において、昇圧回路を駆動するスイッチング信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００について図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００の基本構成を示す構成図である。
図２は、図１に示す汎用的な構成の電力変換装置１００において、直流電源に太陽電池を適用した場合の電力変換装置１００ａの構成を示す図である
図１を用いて電力変換装置１００の基本構成を説明する。電力変換装置１００は、直流電源部１と電力変換器５０との間に接続され、直流電源部１からの電力を調整変換して電力変換器５０に出力するものである。
電力変換装置１００は、電力変換の対象である直流電源部１に接続される昇圧回路部２と、昇圧回路部２を制御する制御部としての昇圧回路制御部２０とを備える。
【００１３】
直流電源部１は、複数台（ｎ台、ｎは２以上の整数）の直流電源１Ａから構成される。ここで、各直流電源１Ａの出力電圧はそれぞれ異なる場合を想定している。例えば、直流電源１Ａが太陽電池の場合、それぞれの直流電源１Ａにおいて、直列に接続される太陽電池パネルの枚数が異なる場合を想定している。
昇圧回路部２は、直流電源部１の各直流電源１Ａの台数に対応した複数台（ｎ台）の昇圧回路２Ａから構成される。各昇圧回路２Ａは、各直流電源１Ａの出力に接続され、昇圧回路制御部２０の制御によって、各直流電源１Ａの出力電圧を昇圧する。
【００１４】
各昇圧回路２Ａの出力は並列に接続されて正側の直流母線１０Ｐと負側の直流母線１０Ｎを構成する。即ち、直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間に複数の昇圧回路２Ａが並列接続された構成となる。直流母線１０Ｐ、１０Ｎは電力変換器５０の入力に接続され、直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間には、母線電圧平滑用の母線コンデンサ１１が接続される。
電力変換器５０は、変換器制御部６０からの制御により、昇圧回路部２の出力である直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の直流電圧を、所望の直流電圧あるいは交流電圧に調整する。そして、電力変換器５０は、調整した電圧を負荷７１および電力系統を含む電源７０に供給する。
【００１５】
電力変換装置１００は、各直流電源１Ａの出力電圧、即ち、各昇圧回路２Ａの入力電圧Ｖｉｎを検出するための第１電圧検出器３１をさらに備える。図１に示すように、第１電圧検出器３１は、各昇圧回路２Ａに設けられている。さらに、電力変換装置１００は、直流母線１０Ｐ、１０Ｎを流れる母線電流ｉｂｕｓを検出する電流検出器としての第１電流検出器３０と、直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の母線電圧Ｖｂｕｓを検出する第２電圧検出器３２とを備える。なお、第１電流検出器３０は、正負の直流母線１０Ｐ、１０Ｎのどちらに設けてもよい。
【００１６】
次に、各昇圧回路２Ａの内部構成を説明する。
各昇圧回路２Ａは、コンデンサＣ１と、インダクタンス素子としてのリアクトルＬ１と、上アームにダイオード３を有し、下アームに半導体スイッチング素子Ｓ１ａを有する直列体４、とを備える。
各半導体スイッチング素子Ｓ１ａには、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、などに代表される自己消弧形の半導体スイッチング素子が使用される。各半導体スイッチング素子Ｓ１ａには、逆並列にフリーホイールダイオードが接続される。
【００１７】
昇圧回路２Ａの直列体４の下アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオンのとき、半導体スイッチング素子Ｓ１ａに対応する直流電源１ＡはリアクトルＬ１にエネルギを蓄える。半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオフのとき、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギは上アームのダイオード３を介して母線コンデンサ１１と、電力変換器５０に供給される。
【００１８】
次に昇圧回路制御部２０の構成と動作を説明する。
昇圧回路制御部２０は、各直流電源１Ａの出力電圧を昇圧回路２Ａで調整するために、各昇圧回路２Ａの入力電圧Ｖｉｎおよび各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを用いて各昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン／オフ制御を行う。
【００１９】
昇圧回路制御部２０は、電流演算部としての入力電流演算部２１と、電圧制御回路２２と、電流制御回路２３と、ＰＷＭ変調回路２４とを備える。
入力電流演算部２１は、各昇圧回路２ＡのリアクトルＬ１を流れる、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを演算する。この入力電流演算部２１における演算については後で具体的に説明する。
電圧制御回路２２は、第１電圧検出器３１により検出される各昇圧回路２Ａの入力電圧Ｖｉｎと、図示しない外部の上位制御装置等から入力される各昇圧回路２Ａに対する入力電圧指令Ｖｉｎ＊とに基づいて、各直流電源１Ａを制御する電圧制御信号２２ａを生成する。
なお、直流電源１Ａが太陽電池のような可変電圧源ではなく、電圧の調整ができない定電圧源の場合は電圧制御回路２２を省き、入力電圧指令Ｖｉｎ＊の代わりにリアクトル電流ｉＬの指令値に相当する電圧制御信号２２ａを外部より入力する形の構成を取ってもよい。
【００２０】
電流制御回路２３は、入力電流演算部２１で演算された各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬと、電圧制御回路２２からの電圧制御信号２２ａとに基づいて、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを制御するための通流率指令値Ｄ＊を生成する。
【００２１】
ＰＷＭ変調回路２４は、電流制御回路２３からの各昇圧回路２Ａの通流率指令値Ｄ＊とキャリア波との比較により、各昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａを駆動するためのスイッチング信号Ｓを生成する。ＰＷＭ変調回路２４は、通流率指令値Ｄ＊がキャリア波より大きいとき、対応する昇圧回路２Ａにおける直列体４の下アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ａをオンするスイッチング信号Ｓを生成する。そしてＰＷＭ変調回路２４は、通流率指令値Ｄ＊がキャリア波より小さいとき、前記半導体スイッチング素子Ｓ１ａをオフするスイッチング信号Ｓを生成する。なお、通流率指令値Ｄ＊の生成については、後で説明する。
【００２２】
こうして、昇圧回路制御部２０は、スイッチング信号Ｓにより各昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン／オフ制御を行い、各直流電源１Ａの出力電圧、すなわち各昇圧回路２Ａの入力電圧Ｖｉｎを一定に制御する。
直流電源１Ａが電圧の調整ができない定電圧源であり、電圧制御回路２２を省き、入力電圧指令Ｖｉｎ＊の代わりにリアクトル電流ｉＬの指令値に相当する電圧制御信号２２ａを外部より入力する構成の場合では、昇圧回路制御部２０は各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを一定に制御する。
【００２３】
なお、昇圧回路制御部２０と変換器制御部６０は、それぞれの制御部の性能に応じて台数の増減や共通化を行ってもよい。例えば、図１において昇圧回路制御部２０のＰＷＭ変調回路２４は、直流電源１Ａの台数分設けられるように図示しているが、１つのＰＷＭ変調回路２４に統合してもよい。また異なる種類の制御回路（例えば、電圧制御回路２２と電流制御回路２３）を統合してもよい。
また、１台の直流電源１Ａに対して１台の昇圧回路２Ａが接続される構成を示しているが、この構成に限定するものではない。例えば、直流電源１Ａの台数を昇圧回路２Ａの台数より少くして、１台の直流電源１Ａに対して複数台の昇圧回路２Ａが接続される構成でもよい。
また、昇圧回路制御部２０が、その内部に入力電流演算部２１を備える構成を示したが、昇圧回路制御部２０の外部に入力電流演算部２１を設ける構成としてもよい。
【００２４】
次に電力変換器５０を制御する変換器制御部６０の動作を説明する。
母線コンデンサ１１の電圧である直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の母線電圧Ｖｂｕｓは、第２電圧検出器３２により検出されて、電力変換器５０の変換器制御部６０に入力される。
電力変換器５０の変換器制御部６０は、検出された母線電圧Ｖｂｕｓと母線電圧指令Ｖｂｕｓ＊とに基づいて電力変換器５０を制御し、母線電圧Ｖｂｕｓを一定に制御する。そして変換器制御部６０は、電力変換器５０を制御することで、母線電圧Ｖｂｕｓを所望の電圧に変換して、負荷７１および電源７０に供給する。
【００２５】
次に、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置１００を太陽電池に適用させた具体例である電力変換装置１００ａについて、図２を用いて説明する。
電力変換装置１００ａは、直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃとしての３つの太陽電池にそれぞれ接続される３つの昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、昇圧回路制御部２０ａとを備える。図２において直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、それぞれを区別して示す。
なお、各直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、のそれぞれを区別する必要がない場合は、直流電源１Ａ、昇圧回路２Ａとして記載する。
この電力変換装置１００ａにおいて、図１に示した電力変換装置１００と同一、あるいは相当部分には同一の符号を付す。また、電力変換器５０、変換器制御部６０は、図１に比較して内部構成を具体的に示した。また、昇圧回路制御部２０ａは、図１に示した汎用的な構成の昇圧回路制御部２０を、直流電源１Ａに太陽電池を適用した場合に対応させたものである。
【００２６】
まず、電力変換器５０の構成について説明する。
電力変換器５０は、複数の半導体スイッチング素子を有するインバータ５１、リアクトル５２、および出力コンデンサ５３とから構成される。さらに、電力変換器５０は、電力変換器５０の出力電流Ｉｏｕｔを検出する第２電流検出器３３を備える。
インバータ５１は、変換器制御部６０から出力される半導体スイッチング素子の制御用スイッチング信号６３ａにより制御されて、直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の母線電圧Ｖｂｕｓを、以下に説明する母線電圧指令Ｖｂｕｓ＊と一致する直流電圧に調整する。
【００２７】
次に、変換器制御部６０について説明する。
変換器制御部６０は、母線電圧制御回路６１と、出力電流制御回路６２と、ＰＷＭ変調回路６３とを備える。
【００２８】
母線電圧制御回路６１は、直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の母線電圧Ｖｂｕｓを制御するものであり、母線電圧指令Ｖｂｕｓ＊と、第２電圧検出器３２により検出された母線電圧Ｖｂｕｓとに基づいて、出力電流指令６１ａを生成する。
なお、母線電圧指令Ｖｂｕｓ＊は、変換器制御部６０により、電源７０の電圧実効値、電圧振幅、周波数変化等の状況に基づいて生成される。
【００２９】
出力電流制御回路６２は、母線電圧制御回路６１からの出力電流指令６１ａと、第２電流検出器３３で検出した電力変換器５０の出力電流Ｉｏｕｔとに基づいて、電力変換器５０の出力電流を制御する通流率指令値６２ａを生成する。
ＰＷＭ変調回路６３は、出力電流制御回路６２からの通流率指令値６２ａに基づいて、電力変換器５０のインバータ５１の半導体スイッチング素子の制御用スイッチング信号６３ａを生成して、電力変換器５０に出力する。
【００３０】
次に、電力変換装置１００ａの昇圧回路制御部２０ａについて説明する。
昇圧回路制御部２０ａは、入力電流演算部２１と、ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘと、ＰＶ電圧制御回路２２Ｙと、電流制御回路２３と、ＰＷＭ変調回路２４とを備える。
前述したように、この昇圧回路制御部２０ａは、図１に示す昇圧回路制御部２０を、直流電源１Ａに太陽電池を用いた場合に対応させたものである。
【００３１】
図１に示した電力変換装置１００では、昇圧回路制御部２０において用いられる入力電圧指令Ｖｉｎ＊は、外部の上位制御装置から与えられる。電力変換装置１００ａでは、入力電圧指令Ｖｉｎ＊はＭＰＰＴ制御回路２２Ｘにより生成される。
入力電流演算部２１、電流制御回路２３、ＰＷＭ変調回路２４は、図１の電力変換装置１００と同じである。
ＰＶ電圧制御回路２２Ｙは、ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘから入力電圧指令Ｖｉｎ＊が入力される構成となっている点以外は、図１に示した電圧制御回路２２と同じである。よって、図１の電力変換装置１００と異なるＭＰＰＴ制御回路２２Ｘについて説明する。
【００３２】
ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘは、第１電圧検出器３１で検出した各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電圧Ｖｉｎと、入力電流演算部２１で演算された各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬとを用い、太陽電池の最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行う。ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘは、このＭＰＰＴ制御の結果である入力電圧指令Ｖｉｎ＊をＰＶ電圧制御回路２２Ｙへ出力する。
このように直流電源が太陽電池の場合は、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電圧Ｖｉｎと、演算された各入力電流ＩＬとを用いて、ＭＰＰＴ制御を行える。そのため、図１に示したような、外部の上位制御装置等から与えられる入力電圧指令Ｖｉｎ＊は必要ない。
【００３３】
ＰＶ電圧制御回路２２Ｙは、入力電圧Ｖｉｎと、ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘから入力される入力電圧指令Ｖｉｎ＊とに基づいて、各直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃを制御する電圧制御信号２２Ｙａを生成する。
なお、前記ＰＶ電圧制御回路２２Ｙが通流率指令値Ｄ＊を生成し、生成した通流率指令値Ｄ＊をＰＷＭ変調回路２４へ入力する構成とすることで、電流制御回路２３を省いた構成を取ってもよい。
【００３４】
以降、本実施の形態の要部である入力電流演算部２１における各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬの演算制御について説明する。図２に示した太陽電池である３台の直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃを備える構成例に基づいて説明をする。
【００３５】
本実施の形態の入力電流演算部２１は、以下にて説明する昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎと、直流母線１０Ｐ、１０Ｎを流れる母線電流ｉｂｕｓと、半導体スイッチング素子Ｓ１ａのスイッチング信号Ｓのオン／オフ情報とを用いて、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを演算するものである。
この入力電流演算部２１における制御の基となる、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬの演算理論について説明する。
【００３６】
先ず、入力電流演算部２１の入力電流ＩＬの演算において用いられる上記非通流率Ｄｎについて説明する。
図３は、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流ｉＬが不連続状態の昇圧回路の、リアクトル電流ｉＬを示す図である。
図３において、昇圧回路２Ａの通流率Ｄに対応するスイッチング素子Ｓ１ａの、キャリア周期Ｔｓｗにおけるオン期間をＤ・Ｔｓｗとして示し、キャリア周期ＴｓｗにおけるリアクトルＬ１の電流非通流期間をＤｎ・Ｔｓｗとして示している。
なお、ＩＬＣａｖｅは、キャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流ｉＬの平均値である。
【００３７】
非通流率Ｄｎは、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流ｉＬが不連続時の各昇圧回路２Ａにおいて、キャリア波のキャリア周期Ｔｓｗに対する、リアクトルＬ１の電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗの割合を示すものである。
【００３８】
非通流率Ｄｎは、図３に示すリアクトル電流平均値ＩＬＣａｖｅと、リアクトルＬ１のリアクトル値Ｌと、昇圧回路２Ａのスイッチング素子Ｓ１ａのキャリア周期Ｔｓｗあたりの通流率Ｄを用いて下記（１）式で表すことができる。
ここで、下記（１）式の右辺第２項の分子は半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗにおける電流上昇分の２分の１を表している。
なお、リアクトル電流ｉＬの連続時においては、前記半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗにおける電流上昇量と半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオフ期間における電流下降量は一致するため、下記（１）式の非通流率Ｄｎは０となる。
【００３９】
【数１】
2019054571.tif 000003
【００４０】
また、非通流率Ｄｎは、以下（２）〜（５）式から導出することもできる。
第１電圧検出器３１による昇圧回路２Ａの入力電圧検出値を入力電圧Ｖｉｎ、第２電圧検出器３２による直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の電圧検出値を母線電圧Ｖｂｕｓとする。この場合、リアクトル電流連続時の通流率Ｄｃｃｍは以下（２）式で表せる。
【００４１】
【数２】
2019054571.tif 000004
【００４２】
また、リアクトル電流不連続時の通流率をＤｄｃｍとして新たに表すと、Ｄｄｃｍは以下（３）式で表せる。
【００４３】
【数３】
2019054571.tif 000005
【００４４】
前記入力電圧Ｖｉｎと母線電圧Ｖｂｕｓが同値の場合、（３）式のリアクトル電流不連続時の非通流率Ｄｎは、（２）式のリアクトル電流連続時に成立する関係を用いた、以下（４）式より求まる。
【００４５】
【数４】
2019054571.tif 000006
【００４６】
ここで、（１）式と（４）式によって求まる非通流率Ｄｎは同じ値である。
【００４７】
（４）式において、リアクトル電流不連続時の通流率Ｄｄｃｍを通流率指令値Ｄ＊で表し、リアクトル電流連続時の通流率Ｄｃｃｍを（２）式で示す入力電圧Ｖｉｎと母線電圧Ｖｂｕｓとの関係で表す。こうして、リアクトル電流不連続時における非通流率Ｄｎを推定する非通流率推定値Ｄｎｈａｔは、以下（５）式のように表すことができる。
【００４８】
【数５】
2019054571.tif 000007
【００４９】
こうして、各昇圧回路２Ａの非通流率推定値Ｄｎｈａｔは、上記（５）式示したように、各昇圧回路２Ａの通流率指令値Ｄ＊と、第１電圧検出器３１により検出された各昇圧回路２Ａの入力電圧Ｖｉｎと、第２電圧検出器３２により検出された直流母線１０Ｐ、１０Ｎ間の母線電圧Ｖｂｕｓとを用いた演算により取得できる。
なお、非通流率推定値Ｄｎｈａｔは、このように式（５）を用いて推定可能である。しかしながら、リアクトル電流ｉＬの電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗをリアクトル電流ｉＬの経路において直接検出できる構成の場合は、電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗの検出値から非通流率推定値Ｄｎｈａｔを求めてもよい。電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗを直接検出する方法として、例えば安価で低精度の電流検出器を各昇圧回路２Ａに設ける等の方法がある。
【００５０】
以降の説明において、（５）式により演算された非通流率推定値Ｄｎｈａｔは、（１）
式、（４）式に示した非通流率Ｄｎと一律にＤｎと表記する。
なお、演算された非通流率Ｄｎが正の場合は、リアクトル電流ｉＬが不連続状態の昇圧回路（請求項における第１昇圧回路）である。また、演算された非通流率Ｄｎが０の場合は、リアクトル電流ｉＬが連続状態の昇圧回路（請求項における第２昇圧回路）である。
【００５１】
次に、直流母線１０Ｐ、１０Ｎを流れる母線電流ｉｂｕｓと、半導体スイッチング素子Ｓ１ａのスイッチング信号Ｓのオン／オフ情報と、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬとの関係について説明する。
【００５２】
図４は、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００ａにおいて、リアクトル電流連続状態の昇圧回路（第２昇圧回路）を有する電力変換装置１００ａの動作特性を示す図である。
図５は、図４に示す特定のサンプリングタイミングにおける、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの動作を示す図である。
図６は、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００ａにおいて、リアクトル電流不連続状態の昇圧回路（第１昇圧回路）を有する電力変換装置１００ａの動作特性を示す図である。
図７は、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００ａにおいて、リアクトル電流連続時における母線電流ｉｂｕｓを示す図である。
図８は、本発明の実施の形態１による電力変換装置１００ａにおいて、リアクトル電流不連続時における母線電流ｉｂｕｓを示す図である。
【００５３】
図４、図６において、キャリア１、キャリア２、キャリア３は、それぞれ昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃに対するキャリア波である。
サンプリングタイミングは、第１電流検出器３０により母線電流ｉｂｕｓの検出を行う所定の取得タイミングである。
スイッチング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれ昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの半導体スイッチング素子Ｓ１ａに対するスイッチング信号Ｓである。
リアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３は、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２ＣのリアクトルＬ１を流れるリアクトル電流ｉＬである。
【００５４】
以降、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃごとのリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３を区別する必要が無い場合は、リアクトル電流ｉＬとして示す。また、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃごとのスイッチング信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を区別する必要が無い場合は、スイッチング信号Ｓとして示す。
【００５５】
また、図４、図６に示す各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおいて、昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓ１の通流率および昇圧回路２Ｂのスイッチング信号Ｓ２の通流率は、共に３３％未満相当であり、昇圧回路２Ｃのスイッチング信号Ｓ３の通流率は６６％以上相当である。
なお、本実施の形態の説明にて用いる通流率３３％、６６％は、１００％／３＝３３．３３・・・％、１００％×２／３＝６６．６６・・・％を簡単化して表記した値である。
また、各キャリア波は三角波である。各キャリア波は、３６０度（＝２π［ｒａｄ］）を昇圧回路の台数（ｎ台）で割った等間隔の位相差を互いに有する。本実施の形態では、各キャリア波の位相差は、３６０度／３＝１２０度となる。
【００５６】
第１電流検出器３０は、各キャリア波が最大（ｔｏｐ）あるいは最小（ｂｔｍ）になるサンプリングタイミングで母線電流ｉｂｕｓの検出を行う。また、第１電流検出器３０が母線電流ｉｂｕｓの検出を行うサンプリングタイミングの周期は以下のようになる。
第１電流検出器３０は、昇圧回路の台数が偶数台のときは、キャリア周期Ｔｓｗの（（昇圧回路の台数＋１）／昇圧回路の台数）倍の固定周期におけるサンプリングタイミングで母線電流ｉｂｕｓの検出を行う。
また、第１電流検出器３０は、昇圧回路の台数が奇数台のときは、キャリア周期Ｔｓｗの（（２×昇圧回路の台数）＋１）／（２×昇圧回路の台数））倍の固定周期におけるサンプリングタイミングで母線電流ｉｂｕｓの検出を行う。
本実施の形態の電力変換装置１００ａは、３台の昇圧回路をもつため上記奇数台の時の固定周期でサンプリングを行う。
【００５７】
各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬであるリアクトル電流ｉＬは、母線電流ｉｂｕｓと、スイッチング信号Ｓのオン／オフ情報とを用いて、以下（６）式に示す関係で表すことができる。
【００５８】
【数６】
2019054571.tif 000008
【００５９】
（６）式における、ｉｂｕｓｓｐ１、ｉｂｕｓｓｐ２、ｉｂｕｓｓｐ３は、サンプリングタイミングｓｐ１、ｓｐ２、ｓｐ３においてそれぞれ検出された母線電流ｉｂｕｓの検出値を示す。
図４、図６において示す６つのサンプリングタイミング（ｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ））において検出された母線電流ｉｂｕｓの内から、任意に選出した３つの母線電流ｉｂｕｓの値が、（６）式におけるｉｂｕｓｓｐ１、ｉｂｕｓｓｐ２、ｉｂｕｓｓｐ３として用いられる。
例えば、各キャリア波が最大になるサンプリングタイミング（ｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｔｏｐ））において検出された母線電流ｉｂｕｓのみを用いてもよい。また例えば、各キャリア波が最小になるサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓのみを用いてもよい。あるいは、各キャリア波が最大、最小になるサンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された母線電流ｉｂｕｓを組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
（６）式におけるＳ１ｓｐ１、Ｓ２ｓｐ１、Ｓ３ｓｐ１は、サンプリングタイミングｓｐ１における各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのスイッチング信号Ｓのオン／オフ信号を数値化した０、１に対応するものである。
例えば、サンプリングタイミングｓｐ１において、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオンの場合、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃは直流母線１０Ｐに対して電流不出力状態となり、この場合、Ｓ１ｓｐ１、Ｓ２ｓｐ１、Ｓ３ｓｐ１は「０」と置く。また例えば、サンプリングタイミングｓｐ１において、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオフの場合、昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのリアクトル電流ｉＬは、直流母線１０Ｐに対して電流出力状態となり、この場合、Ｓ１ｓｐ１、Ｓ２ｓｐ１、Ｓ３ｓｐ１は「１」と置く。
【００６１】
例えば、（６）式におけるｓｐ１を、図４に示すサンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）とする。図５に示す各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの動作は、このサンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）に対応している。
この場合、サンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）において、昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓ１はオフであり、電流出力状態であるのでＳ１ｓｐ１は「１」となる。また、昇圧回路２Ｂのスイッチング信号Ｓ２はオフであり、電流出力状態であるのでＳ２ｓｐ１は「１」となる。また、昇圧回路２Ｃのスイッチング信号Ｓ３はオンであり、電流不出力状態であるのでＳ３ｓｐ１は「０」となる。
【００６２】
同様に、（６）式におけるＳ１ｓｐ２〜Ｓ３ｓｐ２は、サンプリングタイミングｓｐ２に対応する各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのスイッチング信号Ｓのオン／オフに対応する。また、Ｓ１ｓｐ３〜Ｓ３ｓｐ３は、サンプリングタイミングｓｐ３に対応する各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのスイッチング信号Ｓのオン／オフに対応する。
【００６３】
また、（６）式における、ｉＬ１ｓｐ１、ｉＬ２ｓｐ１、ｉＬ３ｓｐ１は、サンプリングタイミングｓｐ１における各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３の瞬時値である。同様に、ｉＬ１ｓｐ２、ｉＬ２ｓｐ２、ｉＬ３ｓｐ２は、サンプリングタイミングｓｐ２におけるリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３の瞬時値であり、ｉＬ１ｓｐ３、ｉＬ２ｓｐ３、ｉＬ３ｓｐ３は、サンプリングタイミングｓｐ３におけるリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３の瞬時値である。
【００６４】
各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３の瞬時値ｉＬ１ｓｐ１〜ｉＬ３ｓｐ３は、半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン／オフ駆動により生じるリアクトルＬ１のリプル電流およびリアクトル電流不連続性による電流変動の影響により、サンプリングタイミングごとに値が異なる。よって、上記（６）式における母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３は、上記変動を含んだ、サンプリングタイミングごとに異なるリアクトル電流瞬時値ｉＬ１ｓｐ１〜ｉＬ３ｓｐ３、との関係により表されている。
【００６５】
ここで、各サンプリングタイミングｓｐ１〜ｓｐ３に対応した、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのリアクトル電流瞬時値ｉＬ１ｓｐ１〜ｉＬ３ｓｐ３を次のように置き換える。
即ち、リアクトル電流瞬時値ｉＬ１ｓｐ１〜ｉＬ３ｓｐ３を、上記リプル電流およびリアクトル電流不連続性による電流変動の影響を除いた、各キャリア周期Ｔｓｗのリアクトル電流通流期間におけるリアクトル電流平均値ＩＬＳａｖｅ（ＩＬ１Ｓａｖｅ〜ＩＬ３Ｓａｖｅ）と、瞬時電流と前記電流平均値ＩＬＳａｖｅとの差分ΔｉＬ（ΔｉＬ１ｓｐ１〜ΔｉＬ３ｓｐ３）と、に分けて置き換える。これにより（６）式は以下（７）式に変換される。
【００６６】
【数７】
2019054571.tif 000009
【００６７】
次に、リアクトル電流ｉＬと同様に、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３から、上記リプル電流およびリアクトル電流不連続性によるリアクトル電流ｉＬの電流変動の影響を除く。電流変動を除いた母線電流補正値の表記をＩｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３と置き（７）式を以下の（８）式に変換する。
【００６８】
【数８】
2019054571.tif 000010
【００６９】
（８）式に示す、スイッチング信号Ｓのオン／オフに対応するＳ１ｓｐ１〜Ｓ３ｓｐ３から成る行列を、以下（９）式のように定義して以降の説明に用いる。
【００７０】
【数９】
2019054571.tif 000011
【００７１】
上記（９）式の定義を、上記（８）式に用いて、（８）式を以下（１０）式のように変形する。
【００７２】
【数１０】
2019054571.tif 000012
【００７３】
各キャリア周期Ｔｓｗのリアクトル電流通流期間におけるリアクトル電流平均値ＩＬＳａｖｅは、このように（９）式の逆行列を用いることで、上記（１０）式より演算が可能である。
こうして、リアクトル電流通流期間におけるリアクトル電流平均値ＩＬＳａｖｅは、母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３と、スイッチング信号Ｓのオン／オフ情報とを用いて演算できる。
【００７４】
なお、（８）式から（１０）式の変換は、以下（１１）式を満足する必要がある。
【００７５】
【数１１】
2019054571.tif 000013
【００７６】
ここで（１０）式に用いる母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３の導出方法を説明する。
なお、以下の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３の導出過程において、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２ＣのリアクトルＬ１の、インダクタンス値としてのリアクトル値Ｌを用いるが、このリアクトル値Ｌには設計値を用いる。
【００７７】
（８）式において示したように、母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３は、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３から、リプル電流およびリアクトル電流不連続性による電流変動の影響を除いたものである。
ここで、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１と母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１を代表例として説明する。（８）式より、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１と母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１との関係は、以下（１２）式と表せる。
【００７８】
【数１２】
2019054571.tif 000014
【００７９】
以下、（１２）式の代表項Ｓ１ｓｐ１・ΔｉＬ１ｓｐ１を用いて、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１の補正方法の説明を行う。
（１２）式において、昇圧回路２Ｂ、２Ｃの昇圧動作が停止しているとする。そのため、ΔｉＬ２ｓｐ１とΔｉＬ３ｓｐ３はゼロとなり、（１２）式を以下（１３）式とみなすことができる。なお、（１２）式の残りの項のＳ２ｓｐ１・ΔｉＬ２ｓｐ１、Ｓ３ｓｐ１・ΔｉＬ１３ｓｐ１は、以下にて説明する手順と同様に補正できるため説明を省略する。
【００８０】
【数１３】
2019054571.tif 000015
【００８１】
先ず、リアクトル電流連続時における母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１の補正方法を、図７を用いて説明する。
図７では、３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、キャリア２とキャリア３に対応する２台の昇圧回路２Ｂ、２Ｃの昇圧動作が停止している状態を示す。そして、キャリア１に対応する１台の昇圧回路２Ａのリアクトル電流ｉＬが電流連続状態で動作する条件の時の、母線電流ｉｂｕｓとリアクトル電流ｉＬの代表波形を示す。
図７に示すように、リアクトル電流ｉＬには、半導体スイッチング素子Ｓ１ａの駆動による、昇圧回路２Ａの入力平均電流を中心に変動するリプル電流が生じている。
なお、図７に示す各サンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）〜ｓｐ３（ｂｔｍ）の周期は、図４に示したサンプリングタイミングの周期より便宜上短くしている。
【００８２】
以下、図７に示したサンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）、のそれぞれのタイミングを（１３）式におけるｓｐ１とし、（１３）式右辺第二項の導出方法を説明する。
図７において、ｓｐ１（ｔｏｐ）とｓｐ１（ｂｔｍ）におけるリアクトル電流ｉＬの値は、リアクトル電流ｉＬのキャリア周期Ｔｓｗあたりの平均値を示す。よって、リアクトル電流連続時においては、（１３）式の右辺第二項は、ｓｐ１（ｔｏｐ）の値を補正量ゼロの基準にして補正値を設定する。
【００８３】
図７に示したｓｐ１（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、以下（１４）式と表せる。
【００８４】
【数１４】
2019054571.tif 000016
【００８５】
図７に示したｓｐ３（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は以下（１５）式と表せる。
【００８６】
【数１５】
2019054571.tif 000017
【００８７】
図７に示したｓｐ２（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は以下（１６）式と表せる。
【００８８】
【数１６】
2019054571.tif 000018
【００８９】
図７に示したｓｐ１（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は以下（１７）式と表せる。
【００９０】
【数１７】
2019054571.tif 000019
【００９１】
図７に示したｓｐ３（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は以下（１８）式と表せる。
【００９２】
【数１８】
2019054571.tif 000020
【００９３】
図７に示したｓｐ２（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は以下（１９）式と表せる。
【００９４】
【数１９】
2019054571.tif 000021
【００９５】
上記（１４）〜（１９）式に示した通り、リアクトル電流ｉＬのキャリア周期Ｔｓｗあたりの平均値となるｓｐ１（ｔｏｐ）の値を基準にして、入力電圧Ｖｉｎおよび母線電圧Ｖｂｕｓの検出値と、リアクトル値Ｌとを用いて、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１を補正できることを示した。即ち、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１から、リアクトル電流ｉＬのリプル電流に起因する電流変動を抑制する補正ができることを示した。
【００９６】
なお、キャリア１に対応する昇圧回路の昇圧動作が停止している場合は（１４）〜（１９）式の右辺は全て（１７）式と共通になる。
また、キャリア２に対応する昇圧回路はｓｐ２（ｔｏｐ）を補正量ゼロの基準とし、キャリア３に対応する昇圧回路はｓｐ３（ｔｏｐ）を補正量ゼロの基準とする。
【００９７】
次に、リアクトル電流不連続時における母線電流検出値ｉｂｕｓの補正方法を、図８を用いて説明する。
図８は、図７のリアクトル電流連続時と同様に、３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、キャリア２とキャリア３に対応する２台の昇圧回路２Ｂ、２Ｃの昇圧動作が停止している状態を示す。そして、キャリア１に対応する１台の昇圧回路２Ａのリアクトル電流ｉＬ１が電流不連続状態で動作する条件の時の、母線電流ｉｂｕｓとリアクトル電流ｉＬの代表波形を示す。リアクトル電流ｉＬには、半導体スイッチング素子Ｓ１ａの駆動によるリプル電流が生じている。
図８において、ΔｉＬ２ｓｐ１とΔｉＬ３ｓｐ３は対象の昇圧回路の昇圧動作が停止しているためゼロである。よって、前述した図７を用いた説明と同様に（１２）式を（１３）式とみなすことができる。
【００９８】
図８に示したサンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）、のそれぞれのタイミングを（１３）式におけるｓｐ１とし、（１３）式右辺第二項の導出方法を説明する。
【００９９】
図８において、ｓｐ１（ｂｔｍ）におけるリアクトル電流ｉＬは、半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗあたりの平均値を意味している。リアクトル電流ｉＬは、キャリア１に対応する昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオフ期間の後半においてリアクトル電流ｉＬが途切れる特性である。そのため、リアクトル電流連続時の特性と異なり、図８に示すｓｐ１（ｔｏｐ）におけるリアクトル電流ｉＬは、キャリア周期Ｔｓｗあたりの平均値とはならず、補正の基準とはならない。
【０１００】
このような電流特性を持つリアクトル電流不連続時においては、リアクトル電流ｉＬの最大値を基準にして、リプル電流およびリアクトル電流不連続性による電流変動の影響を除く補正を行う。
ここで、図８に示したｓｐ１（ｂｔｍ）からリアクトル電流ｉＬがゼロに下がるまでの期間Ｔ１は、非通流率Ｄｎを用いて以下（２０）式で表せる。
【０１０１】
【数２０】
2019054571.tif 000022
【０１０２】
なお、（２０）式の右辺第一項は、キャリア１に対応する昇圧回路２Ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗの半周期を意味し、右辺第二項は昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオフ期間におけるリアクトル電流ｉＬの電流連続期間を意味している。
【０１０３】
また、キャリア１に対応する昇圧回路２Ａの半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗにおけるリアクトル電流ｉＬの増加量と、オフ期間における電流連続期間（１−Ｄ−Ｄｎ）Ｔｓｗのリアクトル電流ｉＬの減少量の和はゼロの特性を持つ。よって、以下（２１）式で表せる。
【０１０４】
【数２１】
2019054571.tif 000023
【０１０５】
（２１）式の左辺第一項は、半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオン期間Ｄ・Ｔｓｗの電流増加量を表し、左辺第二項は半導体スイッチング素子Ｓ１ａのオフ期間の電流連続期間（１−Ｄ−Ｄｎ）Ｔｓｗにおける電流減少量を表す。
上記（２０）、（２１）式に示した特性に基づいて、（２０）式右辺第一項に示した期間から後の期間における、（２１）式左辺第二項に示した電流減少特性を考慮することで、検出された母線電流ｉｂｕｓの補正を行う。
即ち、キャリア１の最小（ｓｐ１（ｂｔｍ））のタイミングから、（２０）式右辺第一項に示す期間（Ｄ／２）Ｔｓｗ分進んだタイミングは、リアクトル電流ｉＬが最大になるタイミングである。そして、（２１）式に示した電流減少特性より、（２１）式の左辺第一項の値であるリアクトル電流ｉＬの最大値の半分（ｓｐ１（ｂｔｍ）におけるリアクトル電流ｉＬ）は、リアクトル電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおける平均電流を意味する。
【０１０６】
よって、リアクトル電流ｉＬが最大になるタイミングにおいて導出されるリアクトル電流ｉＬの最大値を半分の値とすると、このようなリアクトル電流不連続時において、リアクトル電流ｉＬの電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおけるリアクトル電流ｉＬの平均値を演算することができる。こうして、以下（２２）〜（２７）式に示すように、検出した母線電流ｉｂｕｓから、リプル電流およびリアクトル電流不連続性による電流変動の影響を除く補正を行う。
【０１０７】
図８に示したｓｐ１（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２２）式と表せる。
【０１０８】
【数２２】
2019054571.tif 000024
【０１０９】
図８に示したｓｐ３（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２３）式と表せる。
【０１１０】
【数２３】
2019054571.tif 000025
【０１１１】
図８に示したｓｐ２（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２４）式と表せる。
【０１１２】
【数２４】
2019054571.tif 000026
【０１１３】
図８に示したｓｐ１（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２５）式と表せる。
【０１１４】
【数２５】
2019054571.tif 000027
【０１１５】
図８に示したｓｐ３（ｂｔｍ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２６）式と表せる。
【０１１６】
【数２６】
2019054571.tif 000028
【０１１７】
図８に示したｓｐ２（ｔｏｐ）を（１３）式のｓｐ１と置くと、（１３）式の母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１は、（２７）式と表せる。
【０１１８】
【数２７】
2019054571.tif 000029
【０１１９】
上記（２２）〜（２７）式に示した通り、リアクトル電流ｉＬの最大値を基準として、入力電圧Ｖｉｎおよび母線電圧Ｖｂｕｓの検出値と、リアクトル値Ｌと、通流率Ｄ（通流率指令値Ｄ＊）とを用いて、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１を補正できることを示した。即ち、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１から、各キャリア周期Ｔｓｗの電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおけるリアクトル電流ｉＬのリプル電流に起因する電流変動を抑制する補正ができることを示した。
【０１２０】
ここで、以下に示す（２８）式は（１）式を変形した得られた関係式であり、リアクトル電流不連続状態を考慮したキャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流平均値ｉＬＣａｖｅを表す。リアクトル電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗあたりの平均電流をＩＬＳａｖｅとして示し、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの非通流率ＤｎをそれぞれＤｎ１、Ｄｎ２、Ｄｎ３と置いた。
【０１２１】
【数２８】
2019054571.tif 000030
【０１２２】
（２８）式と（８）式より、リアクトル電流不連続状態を考慮した母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３と、キャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流ｉＬの平均電流値ｉＬ１Ｃａｖｅ〜ｉＬ３Ｃａｖｅとの関係は、以下（２９）式と表すことができる。
【０１２３】
【数２９】
2019054571.tif 000031
【０１２４】
こうして、リアクトル電流不連続状態を考慮したキャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流平均値ＩＬＣａｖｅ、即ち、リアクトル電流不連続状態を考慮した各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのキャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値は、上記（２９）式より求めることができる。よって、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのキャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値は、母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３と、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ３のオン／オフ情報と、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの非通流率Ｄｎ１〜Ｄｎ３と、を用いて演算される。
【０１２５】
リアクトル電流連続時における各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬは、上記（１４）〜（１９）式により得られる母線電流補正値Ｉｂｕｓと、スイッチング信号Ｓのオン／オフ情報とを用い、非通流率Ｄｎを０と置くことで、（２９）式から演算できる。
このように、上記（２９）式は、リアクトル電流連続時、不連続時の両場合に対応した、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬの演算式である。
【０１２６】
入力電流演算部２１は、上記の入力電流ＩＬの演算理論に基づいて演算を行うものである。以下、入力電流演算部２１による昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬの演算を、図に基づいて説明する。
【０１２７】
先ず、図４に示すリアクトル電流連続時の昇圧回路における、入力電流演算部２１の演算について示す。
入力電流演算部２１は、上記（２９）式に示す関係と、（９）〜（１１）式に示した逆行列を用いて、入力電流ＩＬの演算を行う。
（２９）式と（９）〜（１１）式に示すｓ１ｓｐ１〜ｓ３ｓｐ３に対応するサンプリングタイミングｓｐ１、ｓｐ２、ｓｐ３を、それぞれ図４に示すｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）とする。この場合、（２９）式と（９）〜（１１）式はそれぞれ、以下（３０）〜（３２）式となる。
ここで、入力電流演算部２１は、（５）式に基づき、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの非通流率Ｄｎ１〜Ｄｎ３を演算する。図４に示すように、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃは常にリアクトル電流連続状態であるため、演算された非通流率Ｄｎ１〜Ｄｎ３は０となる。
【０１２８】
【数３０】
2019054571.tif 000032
【０１２９】
なお、上記（３０）式では、リアクトル電流連続状態であるので、各キャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流ｉＬの平均値ＩＬＣａｖｅ＝各キャリア周期Ｔｓｗのリアクトル電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおけるリアクトル電流平均値ＩＬＳａｖｅとしている。
【０１３０】
【数３１】
2019054571.tif 000033
【０１３１】
【数３２】
2019054571.tif 000034
【０１３２】
入力電流演算部２１は、（１３）式に基づき、検出された母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３を、母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３に補正する。そして入力電流演算部２１は、得られた母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３を上記（３２）式に用いる。
こうして、入力電流演算部２１は、上記（３２）式に示す行列の行列式により、キャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流平均値ＩＬＣａｖｅ、即ち、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのキャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値を演算する。
【０１３３】
次に、図６に示すリアクトル電流不連続状態の昇圧回路を含む状態における、入力電流演算部２１の演算について示す。図６に示すように、昇圧回路２Ａ、２Ｂのリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２は不連続状態であるが、昇圧回路２Ｃのリアクトル電流ｉＬ３は連続状態である。
【０１３４】
入力電流演算部２１は、リアクトル電流連続時と同様に、上記（２９）式に示す関係と、（９）〜（１１）式に示した逆行列を用いて、入力電流ＩＬの演算を行う。
（２９）式と（９）〜（１１）式に示すｓ１ｓｐ１〜ｓ３ｓｐ３に対応するサンプリングタイミングｓｐ１、ｓｐ２、ｓｐ３を、それぞれ図６に示すｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）とする。この場合、（２９）式と（９）〜（１１）式はそれぞれ、以下（３３）〜（３５）式となる。
ここで、入力電流演算部２１は、（５）式に基づき、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの非通流率Ｄｎ１〜Ｄｎ３を演算する。昇圧回路２Ｃは常にリアクトル電流連続状態であるため、演算された非通流率Ｄｎ３は０となる。ここで、昇圧回路２Ａ、２Ｂの非通流率Ｄｎ１、Ｄｎ２についても入力電流演算部２１により演算されて値が出ているが、便宜上以下（３３）式ではＤｎ１、Ｄｎ２として示す。
【０１３５】
【数３３】
2019054571.tif 000035
【０１３６】
【数３４】
2019054571.tif 000036
【０１３７】
【数３５】
2019054571.tif 000037
【０１３８】
入力電流演算部２１は、（１３）式に基づき、検出された母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３を、母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３に補正する。そして入力電流演算部２１は、得られた母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３を上記（３５）式に用いる。
こうして、入力電流演算部２１は、上記（３５）式に示す行列の行列式により、キャリア周期Ｔｓｗあたりのリアクトル電流平均値ＩＬＣａｖｅ、即ち、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのキャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値を演算する。
【０１３９】
こうして、上記（２９）式を用いて、図４に示したリアクトル電流が常に連続である状態と、図６に示したリアクトル電流が不連続である昇圧回路を含む状態の、２つの状態の電力変換装置１００ａにおいて各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬが演算された。
【０１４０】
ＭＰＰＴ制御回路２２Ｘは、入力電流演算部２１により演算された各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの、キャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値（ＩＬ１Ｃａｖｅ、ＩＬ２Ｃａｖｅ、ＩＬ３Ｃａｖｅ）と、第１電圧検出器３１で検出した各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電圧Ｖｉｎとを用い、太陽電池のＭＰＰＴ制御を行う。
【０１４１】
なお、（２９）式では、３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃに対応させた３行３列の行列を示した。しかしながら以下（３６）式に示すように（２９）式は、３台以上の昇圧回路を備える電力変換装置においても適用可能である。
【０１４２】
【数３６】
2019054571.tif 000038
【０１４３】
上記（３６）式において、入力電流演算部２１は、昇圧回路の台数に対応した分の複数の母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐｎ、即ち、少なくとも昇圧回路の台数分のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐｎを用いて入力電流ＩＬを演算する。
【０１４４】
なお上記では、入力電流演算部２１は、第１電流検出器３０が検出した複数のサンプリングタイミングにおける母線電流検出値ｉｂｕｓの内から、母線電流検出値ｉｂｕｓを任意に選出して入力電流ＩＬの演算に用いた。しかしながら、入力電流ＩＬの演算において、少なくとも最新のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを使うものでもよい。
【０１４５】
また、入力電流演算部２１は、上記（１１）式においてＺの行列式が導出できない場合では、Ｚの行列式がゼロとならないように各サンプリングタイミングにおける母線電流検出値ｉｂｕｓを再選出する。
例えば、図４、図６に示す特性の電力変換装置では、各キャリア波が最大になるタイミング（ｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｔｏｐ））において検出した母線電流ｉｂｕｓのみを用いた場合、あるいは、各キャリア波が最小になるタイミング（ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）において検出した母線電流ｉｂｕｓのみを用いた場合に（１１）式が成立しない。この場合、入力電流演算部２１は、各キャリア波が、最大になるタイミングと最小になるタイミングにおいて検出された母線電流値を組み合わせて用いても良い。このように、入力電流演算部２１は、（１１）式が成立するようなサンプリングタイミングにおける母線電流ｉｂｕｓを選出して演算を行う。
【０１４６】
また上記では、第１電流検出器３０は、キャリア波が最大あるいは最小になるサンプリングタイミングで母線電流ｉｂｕｓの検出を行う例を示した。しかしながらこのサンプリングタイミングに限定するものではなく、例えばキャリア波の最大値と最小値の間のタイミングにおいて母線電流ｉｂｕｓを検出してもよい。
【０１４７】
また、上記では、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを（５）式を用いて演算する際において、第１電圧検出器３１により検出された入力電圧Ｖｉｎと、第２電圧検出器３２により検出された母線電圧Ｖｂｕｓとを用いた。しかしながらこの方法に限定するものではない。入力電流演算部は、（５）式において用いる、入力電圧Ｖｉｎと母線電圧Ｖｂｕｓの少なくとも一方に対して、それぞれに設定された電圧指令値を用いてもよい。
例えば、直流電源１Ａが定電圧源である場合は、この定電圧源の電圧指令値を、（５）式における入力電圧Ｖｉｎとして用いることができる。また、例えば、母線電圧Ｖｂｕｓが、他の電力変換器による定電圧制御により制御されている場合は、この母線電圧に対する電圧指令値を、（５）式における母線電圧Ｖｂｕｓとして用いることができる。
【０１４８】
また、上記では、第１電流検出器３０において検出された母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３を（１３）式に基づいて補正し、補正された母線電流補正値Ｉｂｕｓｓｐ１〜Ｉｂｕｓｓｐ３を（２９）式における演算に用いた。しかしながらこの方法に限定するものではなく、母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３を（２９）式において直接用いてもよい。
【０１４９】
また、直流電源１Ａの具体例として、太陽電池を適用した場合を説明したが、燃料電池、直流出力可能な発電機、および蓄電池でもよい。
【０１５０】
上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置１００、１００ａによると、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓと、母線電流ｉｂｕｓと、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを用いることで、複数台の昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを、各昇圧回路２Ａの電流通流状態によらず精度良く演算できる。そのため、直流電源１Ａの出力変化時においても、各昇圧回路２Ａにおいて高精度の電流センサを設けることを不要として、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを精度良く演算できる。こうして、低コストで且つ高効率の電力変換装置を提供することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態の電力変換装置を太陽光発電装置に適用させると、直流電源１Ａの出力変化時においても、全直流電源１Ａに対してＭＰＰＴ制御を行うことができる。またこのように、全直流電源１Ａに対して、常にＭＰＰＴ制御を行うことができるため、省エネルギの効果を得られる。また、精度良く演算された入力電流ＩＬに基づいてこのＭＰＰＴ制御を行うため、各直流電源１Ａの出力電力が最大となる動作点を精度良く演算でき、高効率の太陽光発電装置を提供できる。
【０１５２】
また、入力電流演算部２１は、昇圧回路２Ａの台数以上の複数のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを用いて、入力電流ＩＬの演算を行う。即ち、少なくとも昇圧回路２Ａの台数分（未知数分と同じ数）のサンプリング周期における入力電流ＩＬの演算式を立てることができる。こうして、昇圧回路２Ａの台数によらず、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬの演算が可能である。
【０１５３】
さらに、入力電流演算部２１は、入力電流ＩＬを、各サンプリングタイミングにおけるスイッチング信号Ｓと、母線電流ｉｂｕｓと、非通流率Ｄｎとを用いて行列で表す。そして入力電流演算部２１は、この行列の行列式に基づいて入力電流ＩＬの演算を行う。そのため、入力電流演算部２１は、各サンプリングタイミングにおけるスイッチング信号Ｓに基づいた行列Ｚの逆行列を、母線電流に乗算するという簡便な解法を用いて入力電流ＩＬを演算できる。そのため、多数の昇圧回路２Ａを備える電力変換装置においても、入力電流演算部２１における処理負荷を低減しつつ、迅速に入力電流ＩＬを演算できる。
【０１５４】
さらに、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを、各昇圧回路２Ａに入力される直流電源１Ａの電圧Ｖｉｎと、母線電圧Ｖｂｕｓと、通流率指令値Ｄ＊とを用いて演算する。これにより、非通流率Ｄｎを得るための特別な計測器を不要として、低コスト且つ簡易な装置構成で非通流率Ｄｎを演算できる。また、この非通流率Ｄｎの演算に用いる直流電源１Ａの電圧および母線電圧Ｖｂｕｓの少なくとも一方に対して、設定された電圧指令値を用いることができる。これにより、検出値を用いた非通流率Ｄｎの演算に限定されず、複数の演算方法を用いた非通流率Ｄｎの演算が可能になる。
【０１５５】
さらに入力電流演算部２１は、キャリア波が最大あるいは最少になるタイミングを母線電流ｉｂｕｓの検出を行うサンプリングタイミングとしている。このようにキャリア波の位相に基づいた母線電流ｉｂｕｓの検出を行うことで、サンプリングタイミングを決定するための他の信号を不要として、一定の固定周期における母線電流ｉｂｕｓの検出が可能となる。
【０１５６】
さらに、入力電流演算部２１は、複数のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流検出値ｉｂｕｓの内から、各キャリア波が最小になるタイミングの母線電流ｉｂｕｓと、最大になるタイミングの母線電流ｉｂｕｓとを組み合わせて選出することができる。よって、入力電流演算部２１は、最新の母線電流ｉｂｕｓの検出値が、キャリア波が最大あるいは最小において検出された母線電流ｉｂｕｓのいずれかに関わらず、この最新の母線電流ｉｂｕｓを用いて入力電流ＩＬの演算を行うことができる。こうして、入力電流演算部２１が、最新の母線電流検出値ｉｂｕｓが検出される度に入力電流ＩＬの演算を行うようにすることで、最新の電力変換装置１００、１００ａの運転状態に基づいた入力電流ＩＬを得ることができる。
【０１５７】
また、このように、入力電流演算部２１は、各キャリア波が最小あるいは最大になるタイミングの母線電流ｉｂｕｓを任意に組み合わせて用いるため、（１１）式の行列がゼロとならないようなサンプリングタイミングにおける母線電流ｉｂｕｓを選出して用いることができる。これにより、入力電流ＩＬの演算不可条件を緩和できる。
【０１５８】
さらに、入力電流演算部２１は、各キャリア周期Ｔｓｗの電流通流期間におけるリアクトル電流ｉＬのリプル電流に起因する電流変動を抑制するように、母線電流ｉｂｕｓの検出値を補正する。このように母線電流ｉｂｕｓの検出値を補正することで、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのキャリア周期Ｔｓｗあたりの入力電流ＩＬの平均値を制度良く演算できる。
【０１５９】
また、入力電流演算部２１は、昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎが０の昇圧回路２Ａ（第２昇圧回路）では、各昇圧回路２Ａに入力される直流電源１Ａの電圧と、母線電圧Ｖｂｕｓと、リアクトル値Ｌとを用いて母線電流ｉｂｕｓの検出値の補正を行う。このように、簡便且つ精度良く入手可能な情報を用いて、母線電流ｉｂｕｓの検出値の補正を行うため、特別な装置構成を不要として、低コストで精度良く入力電流ＩＬを演算できる。
【０１６０】
また、入力電流演算部２１は、昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎが正の昇圧回路２Ａ（第１昇圧回路）では、各昇圧回路２Ａに入力される直流電源１Ａの電圧と、母線電圧Ｖｂｕｓと、リアクトル値Ｌと、各昇圧回路２Ａの通流率Ｄ（通流率指令値Ｄ＊）とを用いて、リアクトル電流ｉＬの最大値を基準にして母線電流ｉｂｕｓの検出値の補正を行う。これにより、入力電流演算部２１は、電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗを除いた、リアクトル電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおけるリアクトル電流ｉＬの平均電流を用いて、母線電流ｉｂｕｓを精度良く補正できる。
【０１６１】
さらに、入力電流演算部２１は、キャリア周期Ｔｓｗの（（昇圧回路２Ａの台数＋１）／昇圧回路２Ａの台数）倍の固定周期、あるいは、キャリア周期Ｔｓｗの（（２×昇圧回路の台数）＋１）／（２×昇圧回路の台数））倍の固定周期、におけるサンプリングタイミングで母線電流ｉｂｕｓを検出する。そのため、各サンプリングタイミングの間の期間は、キャリア周期Ｔｓｗの周期以上となる。このようにサンプリングタイミング間の期間を長くとることで、入力電流演算部２１の演算負荷を低減することができる。
【０１６２】
また、本実施の形態の昇圧回路２Ａは、直列体４の上アームにダイオード３を備える。例えば、上アームにスイッチング素子を備える昇圧回路では、リアクトル電流不連続状態でリアクトル電流ｉＬがゼロ以下になる場合、瞬時的に高圧側からの充電動作が生じ、直流母線側から電流が流入する。この充電動作による電流により、リアクトル電流ｉＬのキャリア周期Ｔｓｗあたりの平均値低下を招き、不要な損失を発生させる。本実施の形態では、上アームにダイオード３を備えることで、高圧の直流母線１０Ｐ側からの電流流入を防止して、昇圧回路２Ａにおける電力損失を抑制することができる。
【０１６３】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図９は、本発明の実施の形態２による電力変換装置において、リアクトル電流ｉＬが不連続状態の昇圧回路（第１昇圧回路）を含む電力変換装置の動作特性を示す図である。実施の形態１に示した図６と電流特性は同等である。
【０１６４】
本実施の形態２の電力変換装置の入力電流演算部２１は、非通流率Ｄｎが正である電流不連続状態の昇圧回路（第１昇圧回路）において、各サンプリングタイミングにおける各昇圧回路２Ａのリアクトル電流ｉＬの電流通流状態を判定する。そして、入力電流演算部２１は、判定した電流通流状態に応じて、（２９）式に用いるスイッチング信号Ｓを補正するものである。以下、図９を用いて具体的に説明する。
【０１６５】
実施の形態１に示す電力変換装置１００、１００ａと同様に、本実施の形態２における電力変換装置についても３つの直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、３つの昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃを有するとする。
例えば、入力電流演算部２１は、図９に示す、複数のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓの内から、ｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）において検出された母線電流ｉｂｕｓを入力電流ＩＬの演算に用いるとする。
ここで、入力電流演算部２１は、（５）式に基づき、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの非通流率Ｄｎ１〜Ｄｎ３を演算する。この場合、（２９）と（９）〜（１１）式に示す行列Ｚは、以下（３７）式となる。
【０１６６】
【数３７】
2019054571.tif 000039
【０１６７】
ここで、入力電流演算部２１は、非通流率Ｄｎが正の昇圧回路２Ａ、２Ｂ（第１昇圧回路）において、各サンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）におけるリアクトル電流ｉＬの電流通流状態を判定する。
入力電流演算部２１は、サンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）において、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、のリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ２、ｉＬ３の電流通流状態は連続であるので「通流」と判定する。
入力電流演算部２１は、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）において、昇圧回路２Ｂ、２Ｃ、のリアクトル電流ｉＬ２、ｉＬ３の電流通流状態は連続であるので「通流」と判定し、昇圧回路２Ａのリアクトル電流ｉＬ１は不連続であるので「非通流」と判定する。
入力電流演算部２１は、サンプリングタイミングｓｐ３（ｔｏｐ）において、昇圧回路２Ａ、２Ｃ、のリアクトル電流ｉＬ１、ｉＬ３の電流通流状態は連続であるので「通流」と判定し、昇圧回路２Ｂのリアクトル電流ｉＬ２は不連続状態であるので「非通流」と判定する。
【０１６８】
ここで、入力電流演算部２１は、電流通流状態が「非通流」であると判定されたサンプリングタイミングにおけるスイッチング信号Ｓを、電流不出力状態の「０」に補正する。
具体的には、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）における昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓは、（３７）式に示す行列式の２行１列目において電流出力状態の「１」となっている。入力電流演算部２１は、この「１」を電流不出力状態の「０」に補正する。
また、サンプリングタイミングｓｐ３（ｔｏｐ）における昇圧回路２Ｂのスイッチング信号Ｓは、（３７）式に示す行列式の３行２列目において電流出力状態の「１」となっている。入力電流演算部２１は、この「１」を電流不出力状態の「０」に補正する。
こうして、上記（３７）式に示す行列Ｚを含む（２９）式は、以下（３８）式に補正され、以下（３９）、（４０）式を得る。
ここで、実施の形態１では、電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗあたりのリアクトル電流平均値ＩＬＳａｖｅを、キャリア周期Ｔｓｗあたりの平均値に換算するため、（２９）式右辺に（１−Ｄｎ１）、（１−Ｄｎ２）、（１−Ｄｎ３）項を用いた。しかしながら、以下（３８）式では、昇圧回路２Ａ、昇圧回路２Ｂについては前記スイッチング信号Ｓの補正を行うため、１−Ｄｎ１、１−Ｄｎ２項を用いた補正は行わず、１−Ｄｎ１、１−Ｄｎ２項はそれぞれ１とおく。また、昇圧回路２Ｃは常にリアクトル電流連続状態であるため、非通流率Ｄｎ３は０である。
【０１６９】
【数３８】
2019054571.tif 000040
【０１７０】
【数３９】
2019054571.tif 000041
【０１７１】
【数４０】
2019054571.tif 000042
【０１７２】
入力電流演算部２１は、実施の形態１に示した（１３）式に基づく（２２）〜（２７）式の母線電流検出値ｉｂｕｓｓｐ１〜ｉｂｕｓｓｐ３の補正を行う。ここで、（２２）〜（２７）におけるスイッチング信号Ｓに対応するＳ１ｓｐ１（ｂｔｍ）〜Ｓ１ｓｐ３（ｂｔｍ）は、半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオンの時と、リアクトル電流ｉＬが「非通流」状態時において０となり、その他の期間は１とする。
こうして、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入力電流ＩＬを得る。
【０１７３】
実施の形態１では、半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオフである時は、リアクトル電流ｉＬの電流通流状態にかかわらず、（２９）式で用いるスイッチング信号に対応するＳ１ｓｐ１〜Ｓ３ｓｐ３を、電流出力状態の「１」とした。本実施の形態の入力電流演算部２１は、上記のように、電流通流状態が「非通流」であるサンプリングタイミングにおけるスイッチング信号Ｓを、入力電流ＩＬの演算において電流不出力状態の「０」に補正するものである。
【０１７４】
ここで、入力電流演算部２１による、各昇圧回路２Ａの電流通流状態の判定方法を説明する。入力電流演算部２１は、各サンプリングタイミングにおける各昇圧回路２Ａの電流通流状態の判定方法を判定する際に、実施の形態１に示した（２０）式を用いる。
例えば、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）における昇圧回路２Ａの電流通流状態を判定する場合で説明する。
【０１７５】
入力電流演算部２１は、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）の直前のキャリア１が最小になるタイミング（図９においてＰ１と示す）と、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）との時間差Ｈ１を演算する。サンプリングタイミングが一定である場合、前記時間差Ｈ１は事前に設定可能である。そして入力電流演算部２１は、サンプリングタイミングＰ１から、リアクトル電流ｉＬがゼロに下がるまでの期間Ｔ１を、非通流率Ｄｎを用いた（２０）式により演算する。入力電流演算部２１は、演算されたＴ１とＨ１との比較を行う。入力電流演算部２１は、Ｈ１＞Ｔ１の場合には、サンプリングタイミングｓｐ２（ｔｏｐ）において昇圧回路２Ａは「非通流」であると判定し、Ｈ１＜Ｔ１の場合には「通流」であると判定する。
【０１７６】
上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置によると、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓと、母線電流ｉｂｕｓとを用い、更に、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを用いて各昇圧回路２Ａの電流通流状態を判定して、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを演算する。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、直流電源１Ａの出力変化時にも、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを精度良く演算することができる。
【０１７７】
こうして、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを用いて各サンプリングタイミングにおける各昇圧回路２Ａのリアクトル電流ｉＬの電流通流状態を判定し、判定した電流通流状態に応じて、入力電流ＩＬの演算に用いるスイッチング信号Ｓを補正する。このように、各昇圧回路２Ａが直流母線１０Ｐに対して電流を出力していない「非通流」である場合は、入力電流演算部にて用いられるスイッチング信号に対応するＳ１ｓｐ１〜Ｓ１ｓｐ３を、電流不出力状態に補正する。これにより、入力電流ＩＬの演算誤差を低減することができるため、更に精度よく演算された入力電流ＩＬを得ることができる。
【０１７８】
また、スイッチング信号Ｓを補正する前の上記（３７）式において、スイッチング信号Ｓに対応するＳ１ｓｐ１〜Ｓ１ｓｐ３から得られる行列Ｚの逆行列は導出できない。そのため、補正前の（３７）式においては入力電流ＩＬの演算は行えない。しかしながら、スイッチング信号Ｓを補正して得られた上記（３８）式においては、Ｓ１ｓｐ１〜Ｓ１ｓｐ３による行列の逆行列が導出可能となる。こうして、入力電流ＩＬの演算不可条件を緩和できる。
【０１７９】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１０は、本発明の実施の形態３による電力変換装置において、リアクトル電流不連続時における母線電流ｉｂｕｓを示す図である。実施の形態１に示した図８と電流特性は同等である。３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、キャリア２とキャリア３に対応する２台の昇圧回路２Ｂ、２Ｃの昇圧動作が停止している状態で説明する。
【０１８０】
本実施の形態３の電力変換装置の入力電流演算部２１は、非通流率Ｄｎが正の昇圧回路（第１昇圧回路）において、各サンプリングタイミングにおける電流通流状態に応じて、入力電流ＩＬの演算において用いる母線電流ｉｂｕｓを選出するものである。
以下、図１０を用いて具体的に説明する。
【０１８１】
入力電流演算部２１は、各サンプリングタイミングｓｐ１（ｔｏｐ）、ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ２（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ、ｓｐ３（ｂｔｍ）において、昇圧回路２Ａの電流通流状態を判定する。この判定は、実施の形態２に示した電流通流状態の判定方法を用いる。そして、入力電流演算部２１は、電流通流状態が「通流」と判定されたサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを選出して、入力電流ＩＬの演算に用いる。電流通流状態が「通流」であるサンプリングタイミングは、図１０においては、ｓｐ１（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ１（ｔｏｐ）である。
【０１８２】
また、入力電流演算部２１は、以下のように電流通流状態が「通流」であるサンプリングタイミングを選出してもよい。
入力電流演算部２１は、第１電流検出器３０により検出された複数のサンプリングタイミングにおける母線電流検出値ｉｂｕｓの内から、キャリア１が最少になるタイミングに近いサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを用いる。
具体的には、キャリア１が最少になるサンプリングタイミングｓｐ１（ｂｔｍ）に近いサンプリングタイミングｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ１（ｔｏｐ）を選出する。
【０１８３】
キャリア１が最少になるサンプリングタイミングｓｐ１（ｂｔｍ）に近いサンプリングタイミングとは、半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオンとなりリアクトルＬ１にエネルギを蓄えた後、直流母線１０Ｐにエネルギを放出している期間である。よって、キャリア１が最少になるサンプリングタイミングｓｐ１（ｂｔｍ）に近いサンプリングタイミングにおける母線電流ｉｂｕｓを選出することで、リアクトル電流ｉＬが「通流」、即ち、リアクトル電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを選出することになる。
【０１８４】
上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置によると、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓと、母線電流ｉｂｕｓと、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを用いて、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを演算する。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、直流電源１Ａの出力変化時にも、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを精度良く演算することができる。
【０１８５】
さらに入力電流演算部２１は、リアクトル電流ｉＬの電流通流期間（１−Ｄｎ）Ｔｓｗにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを用い、電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを用いない制御とする。これにより、演算誤差を低減して、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを更に精度良く演算することができる。
【０１８６】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１１は、本発明の実施の形態１による電力変換装置の入力電流演算部２１が有する、条件データ２５の構成を示す図である。
図１２は、図１１に示した条件データ２５の続きのデータである。
【０１８７】
実施の形態１に示す電力変換装置１００ａと同様に、本実施の形態４における電力変換装置についても３つの直流電源１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、３つの昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃを有するとする。
本実施の形態の電力変換装置の入力電流演算部２１は、第１電流検出器３０が検出した複数のサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓの内から、条件データ２５に指定されたサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを入力電流ＩＬの演算において用いる。
【０１８８】
図１１、１２は、３台の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２ＣをそれぞれＣＮＶ１〜３として、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの通流率Ｄに応じた入力電流ＩＬの演算可否をまとめたものである。そして、条件データ２５には、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの通流率Ｄと昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの台数に応じた、入力電流ＩＬの演算が可能なサンプリングタイミングが指定されている。
ここで、総合判定の○は入力電流ＩＬが演算可能であり、▲は条件付きで演算可能であることを意味している。つまり、本実施の形態の入力電流演算部２１は、条件付きではあるが、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの動作条件によらず入力電流ＩＬを演算できることが判る。
【０１８９】
なお、総合判定が○の場合は、キャリア１〜キャリア３が、最大となるサンプリングタイミングで検出した母線電流ｉｂｕｓのみ、あるいは、最小となるサンプリングタイミングで検出した母線電流ｉｂｕｓのみを用いて入力電流ＩＬを演算できる場合である。また、他の総合判定が〇となる場合として、キャリア１〜キャリア３が、最大あるいは最小となるサンプリングタイミングにおいて検出した母線電流ｉｂｕｓを組み合わせた場合等、不等間隔の周期で検出した母線電流ｉｂｕｓを用いて入力電流ＩＬを演算できる場合である。
【０１９０】
また、総合判定が▲の条件は、昇圧動作が停止している昇圧回路２Ａが２台以上存在する場合であり、昇圧動作が停止している昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを区別できないが、昇圧動作が継続する昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬは演算できることを意味している。
例えば、昇圧回路２Ａ、２Ｂの２台の昇圧回路が停止しており、昇圧回路２Ｃのみが昇圧動作にあるとする。この場合、入力電流演算部２１において演算された入力電流ＩＬは、昇圧回路２Ｃの入力電流ＩＬ３については単独で演算される。昇圧動作が停止している昇圧回路２Ａ、２Ｂの入力電流ＩＬ１、ＩＬ２については、ＩＬ１＋ＩＬ２と合算された形で演算される。
【０１９１】
以下、入力電流演算部２１によるこの条件データ２５を用いた入力電流ＩＬの演算について説明する。
例えば、昇圧回路２Ａの通流率が０％超過３３％未満、昇圧回路２Ｂの通流率Ｄが０％超過３３％未満、昇圧回路２Ｃの通流率Ｄが６６％以上１００％未満であるとする。この動作条件の昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、条件データ２５において条件２４番に相当する。条件２４番において総合判定は〇となっているが、この場合、入力電流ＩＬの演算において指定されるサンプリングタイミングは、ｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）である。
よって、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃの通流率Ｄ（通流率指令値Ｄ＊）に基づいて、条件データ２５に指定されたサンプリングタイミングｓｐ２（ｂｔｍ）、ｓｐ３（ｔｏｐ）、ｓｐ３（ｂｔｍ）において検出された母線電流ｉｂｕｓを用いて入力電流ＩＬの演算を行う。
【０１９２】
上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置によると、入力電流演算部２１は、各昇圧回路２Ａのスイッチング信号Ｓと、母線電流ｉｂｕｓと、各昇圧回路２Ａの非通流率Ｄｎを用いて、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを演算する。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏し、直流電源１Ａの出力変化時にも、各昇圧回路２Ａの入力電流ＩＬを精度良く演算することができる。
【０１９３】
さらに入力電流演算部２１は、昇圧回路２Ａの台数および各昇圧回路２Ａの通流率Ｄ（通流率指令値Ｄ＊）に基づいて、条件データ２５に指定されたサンプリングタイミングにおいて検出された母線電流ｉｂｕｓを入力電流ＩＬの演算に用いる。
これにより、（２９）式を用いて入力電流ＩＬの演算が可能なサンプリングタイミングにおける母線電流ｉｂｕｓのみを選出して、入力電流ＩＬの演算において用いることができる。そのため、入力電流ＩＬの演算過程において演算不可となる場合がなく、迅速且つ確実に入力電流ＩＬを演算することができる。またこのように、入力電流ＩＬの演算過程において演算不可となることがないため、母線電流ｉｂｕｓの再選出を行う必要がない。これにより、入力電流演算部２１における処理負荷の低減が可能になる。
【０１９４】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１３は、本発明の実施の形態５による電力変換装置５００の構成を示す構成図である。
図１４は、本発明の実施の形態５による電力変換装置５００において、昇圧回路を駆動するスイッチング信号を示す図である。
【０１９５】
本実施の形態の電力変換装置５００では、昇圧回路の構成と、この昇圧回路を駆動するスイッチング信号が実施の形態１と異なる。
図１３に示すように、昇圧回路部５０２が備える各昇圧回路５０２Ａは、直列体４の上アームおよび下アームにそれぞれ、半導体スイッチング素子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを有する。本実施の形態では、この半導体スイッチング素子Ｓ１ａ、Ｓ１ｂに、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いる。
【０１９６】
直列体４の下アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ａは、実施の形態１と同様に、三角波のキャリア１と通流率指令値Ｄ＊との比較により生成されたスイッチング信号Ｓ１Ｕにより駆動される。
直列体４の上アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ｂは、鋸波と非通流率Ｄｎとの比較により生成された非通流期間パルスの立ち上がりにおいてオフとなり、スイッチング信号Ｓ１Ｕの立ち下がりにおいてオンとなるように生成されたスイッチング信号Ｓ１Ｄにより駆動される。
なお、この非通流期間パルスの生成において用いられる非通流率Ｄｎには、（５）式より求められる非通流率推定値Ｄｎｈａｔを用いる。
【０１９７】
図１４に示すように、上アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ｂは、下アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ａがオンとなっている期間と、リアクトル電流ｉＬの電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗとにおいてオフとなり、その他の期間においてオンとなる。
【０１９８】
上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置５００によると、昇圧回路５０２Ａの上アームの半導体スイッチング素子Ｓ１ｂは、リアクトル電流ｉＬの電流非通流期間Ｄｎ・Ｔｓｗにおいてオフとなるように制御される。これにより、リアクトル電流ｉＬがゼロ以下になる期間において、高圧の直流母線１０Ｐ側からの電流流入を防止することができる。こうして、昇圧回路５０２Ａにおける電力損失を抑制して、高効率の電力変換装置５００を提供することができる。
【０１９９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０２００】
１Ａ  直流電源、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  昇圧回路、３  ダイオード、
１０Ｐ，１０Ｎ  直流母線、３０  電流検出器、２０  昇圧回路制御部（制御部）、
２１  入力電流演算部（電流演算部）、２５  条件データ、
１００，１００ａ，５００  電力変換装置、Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ  半導体スイッチング素子。
【図１】
2019054571.tif 000043
【図２】
2019054571.tif 000044
【図３】
2019054571.tif 000045
【図４】
2019054571.tif 000046
【図５】
2019054571.tif 000047
【図６】
2019054571.tif 000048
【図７】
2019054571.tif 000049
【図８】
2019054571.tif 000050
【図９】
2019054571.tif 000051
【図１０】
2019054571.tif 000052
【図１１】
2019054571.tif 000053
【図１２】
2019054571.tif 000054
【図１３】
2019054571.tif 000055
【図１４】
2019054571.tif 000056