(57)【要約】【課題】マルチレベル電力変換装置において、装置の停止時、起動時の出力電圧のレベルスキップを抑制する。【解決手段】装置停止時に、停止指令受信時の電圧出力指令に応じて相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターンを選択し、スイッチングパターンを遷移させて、全ての第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂをオフする。その後、直流モジュール１の全ての第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈをオフする。【選択図】図１
2019187101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、
前記直流モジュールは、
２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、
前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、
前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、
前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、
前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、
前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、
前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、
前記相モジュールは、
前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、
前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、
前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、
前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、
前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、
装置停止時に、停止指令受信時の電圧出力指令が［＋２Ｅ］であれば表３，［＋Ｅ］であれば表４，［ＮＰ］であれば表５，［−Ｅ］であれば表６，［−２Ｅ］であれば表７を選択し、各表の最上段から最下段に向けて１段ずつ上から下に、前記相モジュールの前記第１〜第１０スイッチングデバイスのスイッチングパターンを遷移させて、全ての前記第１〜第１０スイッチングデバイスをオフし、
その後、前記直流モジュールの全ての前記第１〜第８半導体スイッチをオフすることを特徴とするマルチレベル電力変換装置。
【表３】
2019187101.tif 000020
【表４】
2019187101.tif 000021
【表５】
2019187101.tif 000022
【表６】
2019187101.tif 000023
【表７】
2019187101.tif 000024
［２Ｅ］，［Ｅ］，［ＮＰ］，［−Ｅ］，［−２Ｅ］：電圧出力指令
＋２Ｅ，＋Ｅ，ＮＰ，−Ｅ，−２Ｅ：出力電圧
Ｉ：出力電流
Ｓ１〜Ｓ１０ｂ：第１〜第１０スイッチングデバイス
１：ゲート信号オン
０：ゲート信号オフ
【請求項２】
各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、
前記直流モジュールは、
２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、
前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、
前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、
前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、
前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、
前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、
前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、
前記相モジュールは、
前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、
前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、
前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、
前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、
前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、
装置起動時に、前記直流モジュールの所定の半導体スイッチをオンさせ、
その後、起動指令受信時の電圧出力指令が［＋２Ｅ］であれば表３、［＋Ｅ］であれば表４、［ＮＰ］であれば表５、［−Ｅ］であれば表６、［−２Ｅ］であれば表７を選択し、各表の最下段から最上段に向けて１段ずつ下から上に、前記相モジュールの前記第１〜第１０スイッチングデバイスのスイッチングパターンを遷移させることを特徴とするマルチレベル電力変換装置。
【表３】
2019187101.tif 000025
【表４】
2019187101.tif 000026
【表５】
2019187101.tif 000027
【表６】
2019187101.tif 000028
【表７】
2019187101.tif 000029
［２Ｅ］，［Ｅ］，［ＮＰ］，［−Ｅ］，［−２Ｅ］：電圧出力指令
＋２Ｅ，＋Ｅ，ＮＰ，−Ｅ，−２Ｅ：出力電圧
Ｉ：出力電流
Ｓ１〜Ｓ１０ｂ：第１〜第１０スイッチングデバイス
１：ゲート信号オン
０：ゲート信号オフ
【請求項３】
各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、
前記直流モジュールは、
２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、
前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、
前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、
前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、
前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、
前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、
前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、
前記相モジュールは、
前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、
前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、
前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、
前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、
前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、
前記第１，第８スイッチングデバイスに装置停止時用の待機時間を設定し、前記第３，第６スイッチングデバイスに前記第１，第８スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第４，第５スイッチングデバイスに前記第３，第６スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第９，第１０スイッチングデバイスに前記第４，第５スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第２，第７スイッチングデバイスに前記第９，第１０スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第１〜第８半導体スイッチに前記第２，第７スイッチングデバイスの待機時間より長い装置停止時用の待機時間を設定し、装置停止時は、停止指令を受信してからそれぞれの待機時間経過後に前記第１〜第１０スイッチングデバイスおよび前記第１〜第８半導体スイッチをＯＦＦすることを特徴とするマルチレベル電力変換装置。
【請求項４】
各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、
前記直流モジュールは、
２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、
前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、
前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、
前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、
前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、
前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、
前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、
前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、
前記相モジュールは、
前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、
前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、
前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、
前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、
前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、
前記第１〜第８半導体スイッチに装置起動時用の待機時間を設定し、前記第２，第７スイッチングデバイスに前記第１〜第８半導体スイッチの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第９，第１０スイッチングデバイスに前記第２，第７スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第４，第５スイッチングデバイスに前記第９，第１０スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第３，第６スイッチングデバイスに前記第４，第５スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第１，第８スイッチングデバイスに前記第３，第６スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、装置起動時は、起動指令を受信してからそれぞれの待機時間経過後に前記第１〜第１０スイッチングデバイスおよび前記第１〜第８半導体スイッチをＯＮすることを特徴とするマルチレベル電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチレベル電力変換装置の起動時・停止時のゲート信号に関する  。
【背景技術】
【０００２】
図１に、従来の一相分のマルチレベル電力変換装置を示す。図１に示すように、マルチレベル電力変換装置は、直流モジュール１と相モジュール２を備える、
直流モジュール１は、２つの第１，第２直流キャパシタＤＣＰ，ＤＣＮと、２つの第１，第２フライングキャパシタＦＣＰ，ＦＣＮと、８つの第１〜第８半導体スイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈと、を備える。
【０００３】
また、相モジュール２は１４個の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ，Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９ａ，Ｓ９ｂ，Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂを備える。図１において、第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈおよび第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂは、一例として、ＩＧＢＴとＩＧＢＴに逆並列接続されたダイオードとで構成されたものを示している。
【０００４】
直流モジュール１は第１，第２直流キャパシタＤＣＰ，ＤＣＮの電圧を２Ｅ［Ｖ］，第１，第２フライングキャパシタＦＣＰ，ＦＣＮの電圧をＥ［Ｖ］に保つ。相モジュール２は直流モジュール１の電位を選択することで５つの電位（＋２Ｅ，＋Ｅ，０，−Ｅ，−２Ｅ）を出力する。また、出力端子Ｏに流れる電流をＩとする。上記の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈ，第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂは、ゲート信号によってオンオフ動作を行う。なおこのオンオフ動作は、ゲート信号を入力する図示していないドライブ回路を介して行われる。
【０００５】
相モジュール２はマルチレベル電力変換装置の相数だけ（１相以上）ある。各相モジュール２の入力端子ａ〜ｅを、直流モジュール１の出力端子Ａ〜Ｅに並列接続する。３相の場合は、３台の相モジュール２が、直流モジュール１の出力端子Ａ〜Ｅに接続されることになる。
【０００６】
また、直流モジュール１は、第１，第２直流キャパシタＤＣＰ，ＤＣＮの電圧を２Ｅ［Ｖ］，第１，第２フライングキャパシタＦＣＰ，ＦＣＮの電圧をＥ［Ｖ］に保つ。これにより、直流モジ ュール１の出力端子Ａ〜Ｅの電位（図１のＣ点基準）は、以下の表１となる。
【０００７】
【表１】
2019187101.tif 000003
【０００８】
図１において、５レベルの電圧を出力する各半導体スイッチ、各スイッチングデバイスのスイッチングパターンを表２に示す。表２に示すように、これらのゲート信号の組合せにより、５つの電位が出力に可能になる。ここで相モジュール２の電圧出力指令を［＋２Ｅ］，［＋Ｅ］，［ＮＰ］，［−Ｅ］，［−２Ｅ］とし、直流モジュール１の電圧出力指令を［ＤＤ］、［ＣＤ］、［ＤＣ］、［ＣＣ］とする。
【０００９】
電圧出力指令［＋２Ｅ］は、中性点端子Ｃに対しての出力端子Ｏの電圧出力指令が＋２Ｅであることを意味する。［＋Ｅ］、［−Ｅ］、［−２Ｅ］も同様である。電圧出力指令［ＮＰ］は、中性点端子Ｃに対しての出力端子Ｏの電圧出力指令が０であることを意味する。
【００１０】
また、直流モジュール１の電圧出力指令の［Ｄ］は電流Ｉが正のときの放電指令、［Ｃ］は充電指令を意味する。電圧出力指令の１つ目は第１フライングキャパシタＦＣＰの指令、２つ目は第２フライングキャパシタＦＣＮの指令である。例えば、電圧出力指令［ＣＤ］の場合、第１フライングキャパシタＦＣＰは充電指令、第２フライングキャパシタＦＣＮは放電指令を意味する。
【００１１】
表２の電圧出力指令［ＯＦＦ］は直流モジュール１，相モジュール２ともに全ての半導体スイッチ，スイッチングデバイスがゲートオフとなる。
【００１２】
ここで、表２中の１はゲートオン（ゲート信号がオン状態）、０はゲートオフ（ゲート信号がオフ状態）を意味する。各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスは、ゲートオン時にオン状態、ゲートオフ時にオフ状態となる。
【００１３】
【表２】
2019187101.tif 000004
【００１４】
一般的に、半導体スイッチ，スイッチングデバイスやドライブ回路の特性差によってオフ状態→オン状態またはオン状態→オフ状態の遷移のタイミングがばらつく恐れがある。そこで電力変換装置の電圧出力指令の遷移時に短絡を防止するため短絡防止時間（デッドタイム）Ｔｄを挿入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
特開２０１４−１７６２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１に示すような５レベル電力変換装置において、すべての半導体スイッチ、スイッチングデバイスのゲート信号を同時にオフにして電力変換装置の運転を停止する場合を例に挙げる。ある条件（Ｏ＝＋２Ｅ、Ｉ＜０）の場合、出力電圧は＋２Ｅから−２Ｅに変化する。
【００１７】
これを具体的に説明する。図５に電圧出力指令を［＋２Ｅ］から［ＯＦＦ］に遷移した場合を示す。［＋２Ｅ］では図５（ａ）に示すように電流の向きによらず出力電圧は＋２Ｅとなる。この状態から停止処理によりゲート信号を全て遮断（オフ）すると、［ＯＦＦ］へ直接選移する。
【００１８】
ここでは、電流Ｉが正の場合、電流経路は図５（ｂ）の下側の点線に示すように第５，第６，第８スイッチングＳ５ａ、Ｓ５ｂ、Ｓ６、Ｓ８の還流ダイオードを通るために出力電圧は−２Ｅになる。電流Ｉが負の場合、電流経路は図５（ｂ）の上側の点線に示すように第１，第３，第４スイッチングデバイスＳ１、Ｓ３、Ｓ４ａ、Ｓ４ｂの還流ダイオードを通るため出力電圧は＋２Ｅとなる。電流Ｉの向きが正の場合、出力電圧は＋２Ｅから−２Ｅに遷移するため、４Ｅの電圧変化となる。
【００１９】
出力電圧の変化が大きい場合、部品の電圧責務や対地電圧変動を増加させるため、出力電圧の変化量は最少であることが望ましい。５レベル電力変換装置において、最少の出力電圧変化はＥである。停止処理においてゲート信号を全て同時に遮断 する際は、前述のように出力電圧の変化量を最小のＥにできない場合がある。
【００２０】
また、各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスの特性ばらつきによって、各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスがオフとなる順序がばらつく恐れがある。これにより、出力電圧のレベルスキップ（±２Ｅ以上の電位変動）が発生して、モータ等の負荷に対して過度なサージ電圧が印加される可能性がある。このサージ電圧は負荷の寿命劣化をもたらす。
【００２１】
各半導体スイッチ、各スイッチングデバイスにかかる電圧は条件によって異なるため、予めスイッチング順序を考慮する必要がある。
【００２２】
電力変換装置の起動時も同様に、直流モジュール１の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈも加えて、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのゲートオンの順序を考慮する必要がある。
【００２３】
以上示したようなことから、マルチレベル電力変換装置において、装置の停止時、起動時の出力電圧のレベルスキップを抑制することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、前記直流モジュールは、２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、前記相モジュールは、前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、装置停止時に、停止指令受信時の電圧出力指令が［＋２Ｅ］であれば表３，［＋Ｅ］であれば表４，［ＮＰ］であれば表５，［−Ｅ］であれば表６，［−２Ｅ］であれば表７を選択し、各表の最上段から最下段に向けて１段ずつ上から下に、前記相モジュールの前記第１〜第１０スイッチングデバイスのスイッチングパターンを遷移させて、全ての前記第１〜第１０スイッチングデバイスをオフし、その後、前記直流モジュールの全ての前記第１〜第８半導体スイッチをオフすることを特徴とする。
【００２５】
【表３】
2019187101.tif 000005
【００２６】
【表４】
2019187101.tif 000006
【００２７】
【表５】
2019187101.tif 000007
【００２８】
【表６】
2019187101.tif 000008
【００２９】
【表７】
2019187101.tif 000009
【００３０】
［２Ｅ］，［Ｅ］，［ＮＰ］，［−Ｅ］，［−２Ｅ］：電圧出力指令
＋２Ｅ，＋Ｅ，ＮＰ，−Ｅ，−２Ｅ：出力電圧
Ｉ：出力電流
Ｓ１〜Ｓ１０ｂ：第１〜第１０スイッチングデバイス
１：ゲート信号オン
０：ゲート信号オフ。
【００３１】
また、他の態様として、各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、前記直流モジュールは、２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、前記相モジュールは、前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、装置起動時に、前記直流モジュールの所定の半導体スイッチをオンさせ、その後、起動指令受信時の電圧出力指令が［＋２Ｅ］であれば表３、［＋Ｅ］であれば表４、［ＮＰ］であれば表５、［−Ｅ］であれば表６、［−２Ｅ］であれば表７を選択し、各表の最下段から最上段に向けて１段ずつ下から上に、前記相モジュールの前記第１〜第１０スイッチングデバイスのスイッチングパターンを遷移させることを特徴とする。
【００３２】
【表３】
2019187101.tif 000010
【００３３】
【表４】
2019187101.tif 000011
【００３４】
【表５】
2019187101.tif 000012
【００３５】
【表６】
2019187101.tif 000013
【００３６】
【表７】
2019187101.tif 000014
【００３７】
［２Ｅ］，［Ｅ］，［ＮＰ］，［−Ｅ］，［−２Ｅ］：電圧出力指令
＋２Ｅ，＋Ｅ，ＮＰ，−Ｅ，−２Ｅ：出力電圧
Ｉ：出力電流
Ｓ１〜Ｓ１０ｂ：第１〜第１０スイッチングデバイス
１：ゲート信号オン
０：ゲート信号オフ。
【００３８】
また、他の態様として、各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、前記直流モジュールは、２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、前記相モジュールは、前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、前記第１，第８スイッチングデバイスに装置停止時用の待機時間を設定し、前記第３，第６スイッチングデバイスに前記第１，第８スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第４，第５スイッチングデバイスに前記第３，第６スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第９，第１０スイッチングデバイスに前記第４，第５スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第２，第７スイッチングデバイスに前記第９，第１０スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置停止時用の待機時間を設定し、前記第１〜第８半導体スイッチに前記第２，第７スイッチングデバイスの待機時間より長い装置停止時用の待機時間を設定し、装置停止時は、停止指令を受信してからそれぞれの待機時間経過後に前記第１〜第１０スイッチングデバイスおよび前記第１〜第８半導体スイッチをＯＦＦすることを特徴とする。
【００３９】
また、他の態様として、各相共通の直流モジュールと、１相以上の相モジュールと、を備え、直流−交流変換、または、交流−直流変換を行うマルチレベル電力変換装置であって、前記直流モジュールは、２個直列接続された第１，第２直流キャパシタと、前記第１直流キャパシタの正極端に一端が接続された第１半導体スイッチと、前記第１直流キャパシタの負極端に一端が接続された第４半導体スイッチと、前記第１半導体スイッチの他端と前記第４半導体スイッチの他端との間に接続された第１フライングキャパシタと、前記第１半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点と前記第４半導体スイッチと前記第１フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第２，第３半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの正極端に一端が接続された第５半導体スイッチと、前記第２直流キャパシタの負極端に一端が接続された第８半導体スイッチと、前記第５半導体スイッチの他端と前記第８半導体スイッチの他端との間に接続された第２フライングキャパシタと、前記第５半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点と前記第８半導体スイッチと前記第２フライングキャパシタの共通接続点との間に直列接続された第６，第７半導体スイッチと、を有し、前記相モジュールは、前記第１半導体スイッチの一端と前記第２，第３半導体スイッチの共通接続点との間に直列接続された第１，第２スイッチングデバイスと、前記第６，第７半導体スイッチの共通接続点と前記第８半導体スイッチの一端との間に直列接続された第７，第８スイッチングデバイスと、前記第１，第２スイッチングデバイスの共通接続点と、前記第７，第８スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスと、前記第３，第４スイッチングデバイスの共通接続点と前記第５，第６スイッチングデバイスの共通接続点との間に直列接続された第９，第１０スイッチングデバイスと、を有し、前記第４，第５半導体スイッチの共通接続点と前記第９，第１０スイッチングデバイスの共通接続点とを接続し、前記第４，第５スイッチングデバイスの共通接続点を出力端子とし、前記第１〜第８半導体スイッチに装置起動時用の待機時間を設定し、前記第２，第７スイッチングデバイスに前記第１〜第８半導体スイッチの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第９，第１０スイッチングデバイスに前記第２，第７スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第４，第５スイッチングデバイスに前記第９，第１０スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第３，第６スイッチングデバイスに前記第４，第５スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、前記第１，第８スイッチングデバイスに前記第３，第６スイッチングデバイスの待機時間よりも長い装置起動時用の待機時間を設定し、装置起動時は、起動指令を受信してからそれぞれの待機時間経過後に前記第１〜第１０スイッチングデバイスおよび前記第１〜第８半導体スイッチをＯＮすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、マルチレベル電力変換装置において、装置の停止時、起動時の出力電圧のレベルスキップを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１におけるマルチレベル電力変換装置を示す回路構成図。
【図２】実施形態２におけるゲート指令補正部を示すブロック図。
【図３】停止時における待機時間付加後のイネーブル信号を示すタイムチャート。
【図４】起動時における待機時間付加後のイネーブル信号を示すタイムチャート。
【図５】従来において電圧出力指令を［＋２Ｅ］から［ＯＦＦ］へ変更した場合のスイッチングパターン遷移時の電流経路を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本願発明におけるマルチレベル電力変換装置の実施形態１，２を図１〜図４に基づいて詳述する。
【００４３】
［実施形態１］
本実施形態１は、マルチレベル電力変換装置の起動時・停止時におけるゲート信号動作順序のパターンの生成を行い、相電圧の急変を抑制するものである。
【００４４】
本実施形態１の制御方法は、例えば、図１に示す回路構成のマルチレベル電力変換装置に用いられる。まず、図１に示すマルチレベル電力変換装置の回路構成を説明する。図１に示すように、実施形態１のマルチレベル電力変換装置は、各相共通の直流モジュール１と、各相（１相以上）の相モジュール２と、を備え、交流−直流変換、または直流−交流変換を行う。
【００４５】
直流モジュール１は、２個直列接続された第１，第２直流キャパシタＤＣＰ，ＤＣＮを備える。第１直流キャパシタＤＣＰの正極端に第１半導体スイッチＳａの一端が接続される。第１直流キャパシタＤＣＰの負極端に第４半導体スイッチＳｄの一端が接続される。
【００４６】
第１半導体スイッチＳａの他端と第４半導体スイッチＳｄの他端との間に第１フライングキャパシタＦＣＰが接続される。第１半導体スイッチＳａと第１フライングキャパシタＦＣＰの共通接続点と第４半導体スイッチＳｄと第１フライングキャパシタＦＣＰの共通接続点との間に第２，第３半導体スイッチＳｂ，Ｓｃが直列接続される。
【００４７】
第２直流キャパシタＤＣＮの正極端に第５半導体スイッチＳｅの一端が接続される。第２直流キャパシタＤＣＮの負極端に第８半導体スイッチＳｈの一端が接続される。
【００４８】
第５半導体スイッチＳｅの他端と第８半導体スイッチＳｈの他端との間に第２フライングキャパシタＦＣＮが接続される。第５半導体スイッチＳｅと第２フライングキャパシタＦＣＮの共通接続点と第８半導体スイッチＳｈと第２フライングキャパシタＦＣＮの共通接続点との間に第６，第７半導体スイッチＳｆ，Ｓｇが直列接続される。
【００４９】
前記相モジュール２は、第１半導体スイッチＳａの一端と第２，第３半導体スイッチＳｂ，Ｓｃの共通接続点との間に第１，第２スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２が直列接続される。第６，第７半導体スイッチＳｆ，Ｓｇの共通接続点と第８半導体スイッチＳｈの一端との間に第７，第８スイッチングデバイスＳ７，Ｓ８が直列接続される。
【００５０】
第１，第２スイッチングデバイスＳ１，Ｓ２の共通接続点と、第７，第８スイッチングデバイスＳ７，Ｓ８の共通接続点との間に第３，第４，第５，第６スイッチングデバイスＳ３，Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ，Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ，Ｓ６が直列接続される。第３，第４スイッチングデバイスＳ３，Ｓ４ａの共通接続点と第５，第６スイッチングデバイスＳ５ｂ，Ｓ６の共通接続点との間に第９，第１０スイッチングデバイスＳ９ａ，Ｓ９ｂ，Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂが直列接続される。
【００５１】
第４，第５半導体スイッチＳｄ，Ｓｅの共通接続点と第９，第１０スイッチングデバイスＳ９ｂ，Ｓ１０ａの共通接続点とが接続される。第４，第５スイッチングデバイスＳ４ｂ，Ｓ５ａの共通接続点を出力端子Ｏとする。
【００５２】
なお、本実施形態１では、図１に示すように、スイッチングデバイスの耐電圧の関係で、２つの第４スイッチングデバイスＳ４ａ，Ｓ４ｂを直列接続している。第５スイッチングデバイスＳ５ａ，Ｓ５ｂ，第９スイッチングデバイスＳ９ａ，Ｓ９ｂ，第１０スイッチングデバイスＳ１０ａ，Ｓ１０ｂについても同様である。耐電圧の高いスイッチングデバイスを用いれば、これらの直列接続されたスイッチングデバイスは１つにまとめても良い。
【００５３】
次に、本実施形態１におけるマルチレベル電力変換装置の起動時・停止時の制御方法を説明する。本実施形態１では、起動時・停止時のゲート信号動作順序のパターンに以下の（１）〜（４）の規則を設ける。
【００５４】
（１）起動時、停止時の出力電圧変化は±２Ｅ以上とならないようにする。
【００５５】
（２）マルチレベル電力変換装置の停止動作時は、相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターンを遷移させ、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのゲート信号をすべてオフした後に、直流モジュール１の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈのゲート信号をすべてオフする。
【００５６】
（３）マルチレベル電力変換装置の起動動作時は、直流モジュール１の所定の半導体スイッチのゲート信号をオンした後に、相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターンを遷移させる。
【００５７】
図１に示すマルチレベル電力変換装置において、直流モジュール１は相モジュール２の電圧源として動作する。直流電圧源が不定であると、相モジュール２内の電位も不定になり、意図しない電圧が各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスに印加させるおそれがある。これを防ぐため、直流モジュール１を電圧源として動作させている。
【００５８】
（４）各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスの動作は、停止時はオン→オフ動作のみ、起動時はオフ→オン動作のみとする。
【００５９】
ゲート信号動作順序パターン中にターンオンとターンオフが混在すると短絡期間防止用のデッドタイムを設ける必要があり、冗長なスイッチングパターンとなる。このように、冗長なスイッチングパターンを抑制するため、停止時はオン→オフ動作のみ、起動時はオフ→オン動作のみとしている。
【００６０】
表３，表４，表５，表６，表７に本実施形態１におけるマルチレベル電力変換装置の停止時、起動時のゲート動作順序を示す。ここで、表３〜表７中の１はゲートオン（ゲート信号がオン状態）、０はゲートオフ（ゲート信号がオフ状態）を意味する。表３〜表７に示すように、ゲート信号を前述した（１）〜（４）の規則に基づいて制御する。表３〜表７の出力電圧の欄には停止、起動中の出力電圧を示している。表３〜表７の［ＯＦＦ］は第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂの全てがオフしている状態を示す。
【００６１】
停止時・起動時は、マルチレベル電力変換装置が停止指令または起動指令を受信したときに選択していた電圧出力指令（［＋２Ｅ］、［＋Ｅ］、［ＮＰ］、［−Ｅ］、［−２Ｅ］）に基づいて表３〜表７のいずれかを選択する。停止指令，起動指令を受信した時の電圧出力指令が［＋２Ｅ］であれば表３、［＋Ｅ］であれば表４、［ＮＰ］であれば表５、［−Ｅ］であれば表６、［−２Ｅ］であれば表７を選択する。各表に基づいて第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターン（ゲート信号）を遷移させる。停止時は、各表において最上段から最下段に向けて一段ずつ上から下へスイッチングパターンを遷移させる。起動時は、各表において最下段から最上段に向けて一段ずつ下から上へスイッチングパターンを遷移させる。
【００６２】
表３〜表７に示す通り、電流の極性に関わらず、出力電圧（図１の出力端子Ｏ〜端子Ｃ間電圧）の２レベルスキップ（±２Ｅの電圧変化）を抑制することが可能となる。
【００６３】
【表３】
2019187101.tif 000015
【００６４】
【表４】
2019187101.tif 000016
【００６５】
【表５】
2019187101.tif 000017
【００６６】
【表６】
2019187101.tif 000018
【００６７】
【表７】
2019187101.tif 000019
【００６８】
停止時は、表３〜表７に従って、相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターンの遷移が完了し、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂを全てオフしてから、直流モジュール１の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈを全てオフする。一方、起動時は、直流モジュール１の所定の半導体スイッチをオンして直流モジュール１の出力電圧を確立した後に、表３〜表７に従って相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのスイッチングパターンの遷移を行う。 
【００６９】
以上示したように、本実施形態１によれば、装置の起動時および停止時において、出力電圧に意図しない電位変動（レベルスキップ）が発生することを抑制する。
【００７０】
意図しない電位変動がないため、モータ等の負荷に過度なサージ電圧が印加されない。これによって負荷の劣化が抑制され、負荷の寿命が向上する。
【００７１】
［実施形態２］
実施形態１では電圧出力指令に応じて停止時、起動時における動作順序のスイッチングパターンを用意する必要があった。また、電圧出力指令ごとにスイッチングパターンの遷移数が異なる。三相インバータなど複数の相モジュール２が電力変換装置に存在する場合、各半導体スイッチ，各スイッチングデバイスやドライブ回路の特性差によって遷移がばらつく恐れがある。
【００７２】
そこで、電力変換装置の停止時に、相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂおよび直流モジュール１の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈをゲートオフする時間にそれぞれ待機時間を設定し、それぞれの待機時間経過後に第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈ，第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂをゲートオフする手法をとる。ゲート信号は補正前ゲート指令とゲートイネーブル信号の論理積で出力される場合、ゲートイネーブル信号に待機時間を付加すれば実現可能になる。これを図２に示す。
【００７３】
図２のＳ１−Ｓ１０ｂは、相モジュール２の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのゲート信号である。図２のＳａ−Ｓｈは、直流モジュール１の第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈのゲート信号である。
【００７４】
図２において、相モジュール２の補正前ゲート指令をＯ＿ＡＣ、直流モジュール１の補正前ゲート指令をＯ＿ＤＣ、待機時間設定前のゲートイネーブルをＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅと表記した。（実施形態１では図２の論理積回路がないため、補正前ゲート指令Ｏ＿ＡＣ、Ｏ＿ＤＣと第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈ，第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのゲート信号が一致する。）
図２の待機時間付加部Ｄｅｌａｙで第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜ＳｈそれぞれのゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅに待機時間を設定する。なお、装置停止時は、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂの待機時間よりも第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈの待機時間の方が長くなるように設定する。装置起動時は第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈの待機時間よりも第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂの待機時間の方が長くなるように設定する。
【００７５】
図２に示す論理積部３ａは、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ毎に、相モジュール２の補正前ゲート指令Ｏ＿ＡＣと待機時間付加後のゲートイネーブルＧａｔｅ＿Ｅｎａｂｌｅを入力し、両方１の場合１を出力する。論理積部３ａの出力が第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂのゲート信号となる。
【００７６】
同様に、論理積部３ｂは、第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈ毎に、直流モジュール１の補正前ゲート指令Ｏ＿ＤＣと待機時間付加後のゲートイネーブルＧａｔｅ＿Ｅｎａｂｌｅを入力し、両方１の場合１を出力する。論理積部３ｂの出力が第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈのゲート信号となる。
【００７７】
実施形態１と比較して、電圧出力指令に関わらない遷移状態となるので、構成が単純化できる。
【００７８】
図３に、装置停止時の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈの待機時間付加後のゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅのタイムチャートを示す。図３に示すように、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜ＳｈのゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅは、電力変換装置の停止指令を受信した時刻ｔ０での状態（表２のいずれかの状態）を待機時間中（第３，第６スイッチングデバイスＳ３，Ｓ６ではｔ０〜ｔ１の期間）保持する。なお、第１，第８スイッチングデバイスＳ１，Ｓ８においては、待機時間＝０となる。
【００７９】
さらに、図３に示すように、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜ＳｈのゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅは、停止指令を受信してからそれぞれの待機時間経過後オフする。その結果、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５以外の時間で、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈのオン→オフ動作はない。
【００８０】
時刻ｔ０では、第１，第８スイッチングデバイスＳ１，Ｓ８はオン→オフ動作するが、第１，第８スイッチングデバイスＳ１、Ｓ８以外のスイッチングデバイス、半導体スイッチはオン→オフ動作しない。
【００８１】
時刻ｔ１では、第３，第６スイッチングデバイスＳ３、Ｓ６はオン→オフ動作するが、第３，第６スイッチングデバイスＳ３、Ｓ６以外のスイッチングデバイス、半導体スイッチはオン→オフ動作しない。時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５についても、同様に図３に示されたスイッチングデバイス，半導体スイッチだけオン→オフ動作を行い、その他のスイッチングデバイス、半導体スイッチはオン→オフ動作しない。
【００８２】
よって、電力変換装置の停止動作時に出力電圧のレベルスキップは発生しない。最後に補正前ゲート指令Ｏ＿ＡＣ、Ｏ＿ＤＣは時刻ｔ５以降に［ＯＦＦ］に遷移すればよい。
【００８３】
装置の起動時も同様の動作を行う。起動時の動作を図４に基づいて説明する。図４は装置起動時の第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈの待機時間付加後のゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅのタイムチャートを示す。
【００８４】
まず、補正前ゲート指令Ｏ＿ＡＣ，Ｏ＿ＤＣは時刻ｔ０以前に［ＯＦＦ］から各指令値に遷移する。次に、第１〜第１０スイッチングデバイスＳ１〜Ｓ１０ｂ，第１〜第８半導体スイッチＳａ〜ＳｈのゲートイネーブルＧａｔｅ  Ｅｎａｂｌｅは、時刻ｔ０での状態（表２のいずれかの状態）を待機時間中（Ｓ３、Ｓ６ではｔ０〜ｔ４の期間）に保持する。図４に示す通りに待機時間経過後のゲートイネーブルをオンすると、停止時と同様に、レベルスキップは発生しない起動が実現できる。なお、第１〜第８半導体スイッチＳａ〜Ｓｈにおいては、待機時間＝０となる。
【００８５】
それぞれの待機時間は、図３、図４に示すように短絡防止時間（デッドタイム）Ｔｄの整数倍の値を設定すれば、各スイッチングデバイス，各半導体スイッチの特性にばらつきがあっても確実にレベルスキップを防止できる。
【００８６】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００８７】
１…直流モジュール
２…相モジュール
３…論理積部
ＤＣＰ，ＤＣＮ…第１，第２直流キャパシタ
ＦＣＰ，ＦＣＮ…第１，第２フライングキャパシタ
Ｓａ〜Ｓｈ…第１〜第８半導体スイッチ
Ｓ１〜Ｓ１０ｂ…第１〜第１０スイッチングデバイス
【図１】
2019187101.tif 000030
【図２】
2019187101.tif 000031
【図３】
2019187101.tif 000032
【図４】
2019187101.tif 000033
【図５】
2019187101.tif 000034