(57)【要約】【課題】安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える電力変換装置を実現する。【解決手段】第１の交流電圧を第１の直流電圧Ｖdc1に変換する第１の変換器１１と、第１の直流電圧Ｖdc1を他の電圧Ｖdc2に変換する第２の変換器１２と、第１の直流電圧Ｖdc1によって充電される第１のコンデンサ１６と、を有する電力変換器セル１０と、第１の直流電圧Ｖdc1に応じて第１の変換器１１の動作状態を変更しつつ、第１のコンデンサ１６に対する充電を行わせる制御回路１０３と、を電力変換装置１００に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の交流電圧を第１の直流電圧に変換する第１の変換器と、前記第１の直流電圧を他の電圧に変換する第２の変換器と、前記第１の直流電圧によって充電される第１のコンデンサと、を有する電力変換器セルと、
前記第１の直流電圧に応じて前記第１の変換器の動作状態を変更しつつ、前記第１のコンデンサに対する充電を行わせる制御回路と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記第１の直流電圧を第１の所定電圧に近づけるように前記第２の変換器を動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記第１の直流電圧が、前記第１の所定電圧よりも低い所定の起動電圧以上であることを条件として、前記第１の直流電圧を前記第１の所定電圧に近づけるように前記第２の変換器を動作させる
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第２の変換器は、前記第１の直流電圧を第２の直流電圧に変換するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換器セルは、前記第２の直流電圧によって充電される第２のコンデンサを備え、
前記制御回路は、前記第１の直流電圧が第２の所定電圧に達した後に、前記第２の変換器に前記第２のコンデンサを充電させる
ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第２の変換器は、前記第２のコンデンサを充電する際、前記第２のコンデンサに流れる電流が所定値以下になるように出力電流を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第２の変換器は、前記第２のコンデンサを充電する際、前記第２のコンデンサに流れる電流が所定値以下になるように出力電流を制御し、その後に、前記第２の直流電圧が第３の所定電圧に近づくように制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第２の変換器は、前記第２のコンデンサを充電する際、前記第１の直流電圧を第１の所定電圧に近づけるように動作しつつ前記第２のコンデンサを充電し、その後に、前記第２のコンデンサに流れる電流または前記第２の直流電圧に基づいて前記第２のコンデンサを充電する
ことを特徴とする請求項５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、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流系統または直流系統と連系し、高電圧を入出力するために複数台の直列接続された電力変換器セル（以下、セルという）を有する電力変換装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。一般的に、この種の電力変換装置においては、各セルは、コンバータやダイオードブリッジ等の整流回路と、その後段で直流電圧を平滑するコンデンサと、を備えている。そして、装置起動時に各セルのコンデンサが充電されていない状態から交流系統または直流系統に連系すると、整流回路を介してコンデンサに突入電流が流れ、ダイオードやコンデンサが破壊する可能性がある。その対策として、下記特許文献１には、起動時に予めコンデンサを充電し、コンデンサが十分に充電されてから連系する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２３７３５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J. Rodriguez, J.S. Lai, and F.Z. Peng、"Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applications", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol.49, No.4, pp.724-738 (2002-8)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された技術によれば、各セルのコンデンサを一台ずつ順番に充電するため、初充電が完了するまでに長時間を要するという問題がある。また、初充電用の電源回路等、初充電用のための回路構成が大規模になるため、高コスト化するという問題もある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の電力変換装置は、第１の交流電圧を第１の直流電圧に変換する第１の変換器と、前記第１の直流電圧を他の電圧に変換する第２の変換器と、前記第１の直流電圧によって充電される第１のコンデンサと、を有する電力変換器セルと、前記第１の直流電圧に応じて前記第１の変換器の動作状態を変更しつつ、前記第１のコンデンサに対する充電を行わせる制御回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換装置を安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による電力変換装置のブロック図である。
【図２】電力変換器セルの要部の回路図である。
【図３】電力変換装置の要部のブロック図である。
【図４】中央制御回路が実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図５】前段セル制御回路が実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図６】前段ＤＣリンク電圧および後段ＤＣリンク電圧の波形図である。
【図７】フルブリッジ回路に供給されるドライブ信号の波形図である。
【図８】前段セル制御回路の要部のブロック図である。
【図９】第２実施形態において前段セル制御回路が実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態における前段ＤＣリンク電圧および後段ＤＣリンク電圧の波形図である。
【図１１】第３実施形態による電力変換システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
図１は、本発明の第１実施形態による電力変換装置１００のブロック図である。
電力変換装置１００は、系統電源１０１から入力される電力を変換し、外部の負荷装置１０２に出力する。電力変換装置１００は、開閉器１２９，１３２と、リアクトル１３０と、初充電用抵抗器１３１と、３台の電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、中央制御回路１０３（制御回路）と、を備えている。
【００１０】
電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、コンバータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ（第１の変換器）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ（第２の変換器）と、インバータ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、前段セル制御回路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、後段セル制御回路１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと、前段ＤＣリンクコンデンサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ（第１のコンデンサ）と、後段ＤＣリンクコンデンサ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ（第２のコンデンサ）と、を備えている。以下、電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを「電力変換器セル１０」と総称することがある。同様に、電力変換器セル１０の内部の構成要素も「コンバータ１１」、「ＤＣ／ＤＣコンバータ１２」、「インバータ１３」、「前段セル制御回路１４」、「後段セル制御回路１５」、「前段ＤＣリンクコンデンサ１６」および「後段ＤＣリンクコンデンサ１７」と称することがある。
【００１１】
コンバータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、系統電源１０１からの交流電圧を変換して、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1A，Ｖdc1B，Ｖdc1C（第１の直流電圧。以下、これらを前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1と総称することがある）を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、前段ＤＣリンク電圧を変換して、前段ＤＣリンク電圧に対して絶縁された後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2A，Ｖdc2B，Ｖdc2C（第２の直流電圧。以下、これらを後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2と総称することがある）を発生する。インバータ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、後段ＤＣリンク電圧をそれぞれ交流電圧ＶoA，ＶoB，ＶoCに変換して出力する。
【００１２】
前段セル制御回路１４は、コンバータ１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、を制御する。また、後段セル制御回路１５は、インバータ１３を制御する。そして、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を電源電圧として動作し、後段セル制御回路１５は、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2を電源電圧として動作する。前段ＤＣリンクコンデンサ１６は、コンバータ１１の出力側直流部と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力側直流部と、に対して並列に接続されている。また、後段ＤＣリンクコンデンサ１７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力側直流部と、インバータ１３の入力側直流部と、に対して並列に接続されている。
【００１３】
中央制御回路１０３、前段セル制御回路１４および後段セル制御回路１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＲＯＭには、ＣＰＵによって実行される制御プログラムや、各種データ等が格納されている。中央制御回路１０３は、各電力変換器セル１０の前段セル制御回路１４および後段セル制御回路１５に対して通信線１２８を介して接続され、各コンバータ１１、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、および各インバータ１３の運転を制御している。なお、中央制御回路１０３と、各電力変換器セルとの通信手段は無線であってもよい。
【００１４】
系統電源１０１に対しては、開閉器１２９と、リアクトル１３０と、初充電用抵抗器１３１および開閉器１３２を有する並列回路と、電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各入力端子と、が直列に接続されている。これにより、電力変換器セル１０に含まれるコンバータ１１の入力端子が直列接続されている。さらに、各電力変換器セル１０の出力端子も直列に接続され、これら電力変換器セルの出力電圧の合計が電力変換装置１００の出力電圧になる。
【００１５】
図２は、電力変換器セル１０の要部（主として電力系統）の回路図である。
コンバータ１１は、フルブリッジ接続されたスイッチング素子（符号なし）を有し、外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換する。なお、図示の例において、スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。この直流電圧は後段に接続される前段ＤＣリンクコンデンサ１６によって平滑され、さらに後段に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ１２に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を有するフルブリッジ回路２１２と、共振用インダクタ２０４，２０５と、共振用コンデンサ２０６と、トランス２０８と、ダイオードブリッジ回路２１４と、を有している。
【００１６】
フルブリッジ回路２１２は、前段ＤＣリンクコンデンサ１６における直流電圧を、高周波交流電圧に変換し、トランス２０８の一次側を介して、トランス２０８の二次側に電力を供給する。トランス２０８の二次側に誘起された高周波交流電圧は、ダイオードブリッジ回路２１４によって直流電圧に変換される。変換された直流電圧は、後段ＤＣリンクコンデンサ１７によって平滑され、後段に接続されるインバータ１３に電力が供給される。フルブリッジ回路２１２から出力される電流は、共振用インダクタ２０４，２０５および共振用コンデンサ２０６によって電流共振を起こす。この電流共振によって、フルブリッジ回路２１２におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のターンオフ時の遮断電流を小さくすることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の変換効率を向上させることができる。
【００１７】
図３は、電力変換装置１００の要部（主として制御系統）のブロック図である。
図３においては、図１に示したコンバータ１１と、前段ＤＣリンクコンデンサ１６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、後段ＤＣリンクコンデンサ１７と、を合わせた部分をＡＣ/ＤＣコンバータ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（以下、これらをＡＣ/ＤＣコンバータ３０と総称することがある）として示す。
すなわち、各電力変換器セル１０は、ＡＣ/ＤＣコンバータ３０と、インバータ１３と、前段セル制御回路１４と、後段セル制御回路１５と、を備えている。
【００１８】
前段セル制御回路１４は、ＡＣ/ＤＣコンバータ３０から、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を受信し、その結果を、中央制御回路１０３に対して、前段ＤＣリンク電圧通知信号３１１として出力する。また、後段セル制御回路１５は、インバータ１３から後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2を受信し、その結果を、中央制御回路１０３に対して、後段ＤＣリンク電圧通知信号３１５として出力する。中央制御回路１０３は、前段ＤＣリンク電圧通知信号３１１と、後段ＤＣリンク電圧通知信号３１５と、に基づいて、前段セル制御回路１４に対して前段ＤＣリンク電圧指令値３０６と、後段ＤＣリンク電圧指令値３０７と、運転指令３０８と、を送信する。
【００１９】
また、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３から供給された前段ＤＣリンク電圧指令値３０６に基づいて、ゲート信号を生成し、ＡＣ/ＤＣコンバータ３０を駆動する。また、中央制御回路１０３は、外部から起動指令３１６が入力されることにより、所定の初充電動作を開始する。
【００２０】
〈第１実施形態の動作〉
（動作の概要）
次に、本実施形態の動作を説明する。
本実施形態においては、まず、中央制御回路１０３に本システムの起動指令３１６（図３参照）が入力される。これに対して、中央制御回路１０３は、開閉器１２９（図１参照）を閉じ、開閉器１３２を開く。すると、系統電源１０１からリアクトル１３０、初充電用抵抗器１３１およびコンバータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを介して電流が流れる。
【００２１】
図２において、この時点では、コンバータ１１に属するスイッチング素子が全てオフ状態である。すると、コンバータ１１は、４個の還流用ダイオード（符号なし）を有する全波整流回路として機能する。従って、コンバータ１１の入力端子に交流電圧が印加されると、該交流電圧がコンバータ１１によって整流され、整流された直流電圧によって前段ＤＣリンクコンデンサ１６の充電が開始される。
【００２２】
各電力変換器セル１０においては、対応する前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定の制御回路起動電圧Ｖ0（図６参照）まで上昇すると、前段セル制御回路１４が起動する。なお、前段セル制御回路１４は、対応する前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を電源電圧として用い、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1のモニタを開始する。さらに、中央制御回路１０３は、各前段セル制御回路１４に対して、動作モードを「初充電モードＭＤ１」に設定する旨の運転指令を送信する。
【００２３】
この初充電モードＭＤ１において、前段セル制御回路１４は、それぞれ、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1の目標値を所定電圧Ｖ1（図６参照）に設定する。より具体的には、前段セル制御回路１４は、それぞれ、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1と、所定電圧Ｖ1との比較を開始する。ここで、前段ＤＣリンクコンデンサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの静電容量がＣA，ＣB，ＣCであったとすると、これら静電容量は、製造時のバラツキや、経年変化のバラツキ等によって、一般的には、異なる。これら静電容量の大小関係が「ＣA＜ＣB＜ＣC」であれば、電力変換器セル１０に含まれる前段ＤＣリンクコンデンサ１６の端子電圧、すなわち前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1Aが、最初に所定電圧Ｖ1に達する。
【００２４】
各電力変換器セル１０における前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達すると、前段セル制御回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作を開始して、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1を維持するように（換言すれば、Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に近づくように）ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電力を制御する。これは、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が過電圧になることを防止するためである。
【００２５】
その後、電力変換器セル１０Ｂ，１０Ｃにおいても、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に順次達する。このように、全ての電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達すると、中央制御回路１０３は、全ての前段セル制御回路１４に対して、動作モードを「初充電モードＭＤ２」に設定する旨の運転指令を送信する。初充電モードＭＤ２では、中央制御回路１０３は開閉器１３２を閉じる。さらに、初充電モードＭＤ２においては、前段セル制御回路１４は、コンバータ１１を動作させつつＤＣ／ＤＣコンバータ１２の動作を停止させ、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1の目標値を所定電圧Ｖ2（図６参照）に設定する。
【００２６】
ここで、所定電圧Ｖ1は、開閉器１３２を閉じても前段ＤＣリンクコンデンサ１６への突入電流が生じない程度の電圧であり、例えば、系統電源１０１の交流電圧の最大値とほぼ等しい値とする方法が考えられる。以上より、各電力変換器セル１０における前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が昇圧する。やがて、全ての電力変換器セル１０において前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2まで昇圧されると、これら電力変換器セルにおける前段ＤＣリンクコンデンサ１６の初充電は完了する。ここで、所定電圧Ｖ2は、例えば、定常運転時の前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1と等しい値とするとよい。
【００２７】
このように、前段ＤＣリンクコンデンサ１６の初充電が完了すると、中央制御回路１０３は、全ての前段セル制御回路１４に対して、動作モードを「初充電モードＭＤ３」に設定する旨の運転指令を送信する。この初充電モードＭＤ３は、各電力変換器セル１０における後段ＤＣリンクコンデンサ１７の初充電を行う動作モードである。
【００２８】
各電力変換器セルにおける前段セル制御回路１４は、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の指令値を所定電圧Ｖ3（図６参照）に設定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を動作させる。これにより、各電力変換器セルにおける後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2は、所定電圧Ｖ3に至るまで上昇し、後段ＤＣリンクコンデンサ１７が充電される。ここで、後段ＤＣリンクコンデンサ１７への突入電流を防止するため、例えば、前段セル制御回路１４によってＤＣ／ＤＣコンバータ１２を電流制御し、後段ＤＣリンクコンデンサ１７に流れる電流が所定値以下になるように制御してもよい。そして、電流制御を行った後は、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2を所定電圧Ｖ3に近づけるような電圧制御を行うとよい。
【００２９】
各電力変換器セルの後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3に達すると、前段ＤＣリンクコンデンサ１６および後段ＤＣリンクコンデンサ１７に対する初充電動作が完了する。次に、中央制御回路１０３は、各前段セル制御回路１４に対して、動作モードを「定常運転モードＭＤ４」に設定する旨の運転指令を送信する。これにより、各電力変換器セル１０は、定常運転を開始する。すなわち、系統電源１０１から入力された交流電力が、電圧振幅および周波数が異なる交流電力に変換され、負荷装置１０２に供給される。
【００３０】
（中央制御回路１０３の動作）
図４は、一連の初充電において、中央制御回路１０３が実行する制御プログラムのフローチャートである。
図４において処理が開始し、ステップＳ１０に進むと、初充電開始処理が実行される。すなわち、中央制御回路１０３は、開閉器１２９を閉じ、開閉器１３２を開く。その後、前段セル制御回路１４のうち、「起動済みのセル」が生じると、そのセルを特定する情報が当該前段セル制御回路１４から中央制御回路１０３に通知される。ここで、「起動済みのセル」とは、対応する前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が制御回路起動電圧Ｖ0に達したものを指す。
【００３１】
次に、処理がステップＳ１２に進むと、中央制御回路１０３は、各電力変換器セル１０のうち「起動済みのセル」に対して、動作モードを初充電モードＭＤ１に設定する旨の運転指令、すなわち「ＭＤ１指令」を送信する。
次に、処理がステップＳ１４に進むと、全ての電力変換器セル１０に対してＭＤ１指令を送信したか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１２に戻り、全ての電力変換器セルに対してＭＤ１指令を送信するまで、ステップＳ１２，Ｓ１４のループが繰り返される。そして、ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１６に進む。
【００３２】
ステップＳ１６においては、全ての電力変換器セル１０の前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が、所定電圧Ｖ1に達したか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１６にて待機する。一方、全ての電力変換器セルの前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８においては、中央制御回路１０３は、開閉器１３２（図１参照）を閉じる。
【００３３】
次に、処理がステップＳ２０に進むと、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０に対して、動作モードを初充電モードＭＤ２に設定する旨の運転指令、すなわち「ＭＤ２指令」を送信する。
次に、処理がステップＳ２２に進むと、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０において前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2に達したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ２２にて待機する。一方、全ての電力変換器セル１０の前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2に達すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ２４に進む。
【００３４】
処理がステップＳ２４において、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０に対して、動作モードを初充電モードＭＤ３に設定する旨の運転指令、すなわち「ＭＤ３指令」を送信する。
次に、処理がステップＳ２６に進むと、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０において後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3に達したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ２６にて待機する。一方、全ての電力変換器セル１０の後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3に達すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ２８に進む。
【００３５】
次に、処理がステップＳ２８に進むと、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０に対して、動作モードを定常運転モードＭＤ４に設定する旨の運転指令、すなわち「ＭＤ４指令」を送信する。
これにより、全ての電力変換器セル１０の動作モードが定常運転モードＭＤ４に設定される。すなわち、各電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、定常運転を開始し、本ルーチンの処理が終了する。
【００３６】
（前段セル制御回路１４の動作）
図５は、初充電の際に、前段セル制御回路１４が実行する制御プログラムのフローチャートである。
上述したように、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が制御回路起動電圧Ｖ0に達するまで、非起動状態になっている。そして、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が制御回路起動電圧Ｖ0に達すると、前段セル制御回路１４が起動し、図５において処理がステップＳ５０に進む。ここでは、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３に対して、起動通知、すなわち前段セル制御回路１４が起動した旨の通知を送信する。
【００３７】
次に、処理がステップＳ５２に進むと、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1の指令値を所定電圧Ｖ1に設定し、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1のモニタを開始する。次に、処理がステップＳ５４に進むと、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達したか否か、すなわち「Ｖdc1≧Ｖ1」の関係が成立するか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ５４にて待機する。一方、「Ｖdc1≧Ｖ1」の関係が成立すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ５６に進む。
【００３８】
ステップＳ５６では、「自己消費動作」が開始される。自己消費動作について、詳細は後述するが、これは、フルブリッジ回路２１２（図２参照）においてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ状態を切り替えて、フルブリッジ回路２１２に若干の電力を消費させ、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を所定電圧Ｖ1に維持しようとする（換言すれば、Ｖdc1を所定電圧Ｖ1に近づける）動作である。次に、処理がステップＳ５８に進むと、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ２指令を受信したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ５８にて待機する。一方、ＭＤ２指令を受信すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ６０に進む。
【００３９】
ステップＳ６０において、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1の指令値を所定電圧Ｖ2に設定する。次に、処理がステップＳ６２に進むと、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を昇圧させるＶdc1昇圧動作を開始する。ここで、「Ｖdc1昇圧動作」とは、コンバータ１１を起動させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を停止させることを指す。そして、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2になるように、コンバータ１１の制御を開始する。
【００４０】
次に、処理がステップＳ６４に進むと、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ３指令を受信したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ６４にて待機する。一方、ＭＤ３指令を受信すると、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ６６に進む。ここでは、前段セル制御回路１４は、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の指令値を所定電圧Ｖ3に設定する。次に、処理がステップＳ６８に進むと、前段セル制御回路１４は、ＤＣリンク動作を開始する。ここで、「ＤＣリンク動作」とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を起動してＤＣ／ＤＣコンバータ１２から後段ＤＣリンクコンデンサ１７に直流電力を伝送する動作である。直流電力が伝送されると、後段ＤＣリンクコンデンサ１７の充電が開始され後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が上昇してゆく。
【００４１】
次に、処理がステップＳ７０に進むと、前段セル制御回路１４は、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3に達するまで、すなわち「Ｖdc2≧Ｖ3」の関係が成立するまで待機する。そして、「Ｖdc2≧Ｖ3」の関係が成立すると、処理はステップＳ７２に進む。ここでは、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ４指令、すなわち動作モードを定常運転モードＭＤ４に設定する旨の運転指令を受信するまで処理が待機する。そして、中央制御回路１０３からＭＤ４指令を受信すると、前段セル制御回路１４は、動作モードを定常運転モードＭＤ４に設定し、本ルーチンの処理を終了する。
【００４２】
（波形例）
図６は、本実施形態における前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1および後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の波形図である。
図６において、時刻ｔ1に、中央制御回路１０３において初充電開始処理（図４のＳ１０）が実行されたとする。上述したように、前段ＤＣリンクコンデンサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ（図１参照）の静電容量をＣA，ＣB，ＣCとし、これら静電容量の大小関係が「ＣA＜ＣB＜ＣC」であれば、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1A，Ｖdc1B，Ｖdc1Cのうち、Ｖdc1Aが、最初に所定電圧Ｖ1に達する。その時刻をｔ2とする。
【００４３】
その後、時刻ｔ3に前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1Bが所定電圧Ｖ1に達し、時刻ｔ4に前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1Cが所定電圧Ｖ1に達したとする。この時刻ｔ4において、全ての電力変換器セル１０の前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が、所定電圧Ｖ1に達しているため、中央制御回路１０３は、開閉器１３２（図１参照）を閉じ（図４のＳ１６，Ｓ１８）、ＭＤ２指令を送信する（図４のＳ２０）。これにより、各電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が上昇し、時刻ｔ5には、全ての前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2まで昇圧されたとする。
【００４４】
次に、中央制御回路１０３は、全ての電力変換器セル１０に対して、「ＭＤ３指令」を送信する（図４のＳ２２，Ｓ２４）。前段セル制御回路１４は、このＭＤ３指令を受信すると、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の指令値を所定電圧Ｖ3に設定し（図５のＳ６６）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を起動させる（図５のＳ６８）。これにより、各セルの後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が上昇する。そして、時刻ｔ6において、全セルの後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3に達すると、中央制御回路１０３は全セルにＭＤ４指令を送信する（図４のＳ２６，Ｓ２８）。これにより、全ての電力変換器セル１０は、時刻ｔ6において定常運転を開始する。
【００４５】
図６におけるＳＴＡ，ＳＴＢ，ＳＴＣは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの状態を示す。状態ＳＴＡ，ＳＴＢ，ＳＴＣにおいてハッチングを付した矩形を描いた区間は、これらＤＣ／ＤＣコンバータにおいて「自己消費動作」が実行されている区間である。また、ハッチングを付していない矩形を描いた区間は、「ＤＣリンク動作」が実行されている区間である。また、時刻ｔ6以前において、これら矩形が描かれていない区間は、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が全てオフ状態になっている区間である。
【００４６】
図７は、前段セル制御回路１４からフルブリッジ回路２１２（図２参照）に供給されるドライブ信号の波形図である。
ここで、ドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４は、それぞれ、上述した「自己消費動作」を行う期間に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４（図２参照）に供給されるドライブ信号である。また、ドライブ信号ＳＮ１〜ＳＮ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２から直流電力を出力する「ＤＣリンク動作」の際に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に供給されるドライブ信号である。
【００４７】
ドライブ信号ＳＳ１，ＳＳ３が共に“１”になる期間は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が共にオン状態になる。また、ドライブ信号ＳＳ２，ＳＳ４が共に“１”になる期間は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４が共にオン状態になる。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、若干の寄生容量を有している。従って、ドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４によってスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ状態を切り替えると、この寄生容量が充放電されるため、フルブリッジ回路２１２にて若干の電力が消費される。これにより、前段ＤＣリンクコンデンサ１６を放電することができる。また、ドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４のスイッチング周波数を変化させることにより、その消費電力を調整することができるため、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を所定電圧Ｖ1に維持することができる。
【００４８】
また、ＤＣリンク動作を行う際、ドライブ信号ＳＮ１，ＳＮ４が共に“１”になる期間は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４が共にオン状態になる。これにより、図２において、スイッチング素子Ｑ１、共振用インダクタ２０４、トランス２０８および共振用コンデンサ２０６を介して電流が流れる。また、ドライブ信号ＳＮ２，ＳＮ３が共に“１”になる期間は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が共にオン状態になる。これにより、トランス２０８等には逆方向の電流が流れる。従って、ドライブ信号ＳＮ１〜ＳＮ４によってスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ状態を切り替えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２から電力変換器セル１０に電力を伝送することができる。
【００４９】
図８は、前段セル制御回路１４の要部のブロック図である。すなわち、図８は、前段セル制御回路１４によって実行される自己消費動作に関するアルゴリズム構成を示す。
図８において、電圧センサ８２は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を計測する。減算器８３は、所定電圧Ｖ1から前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を減算する。スイッチング周波数演算部８５は、減算器８３における減算結果（Ｖ1−Ｖdc1）に基づいて、ドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４のスイッチング周波数を決定する。上述したように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で消費される電力は、ドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４のスイッチング周波数に比例するため、スイッチング周波数を制御することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２における消費電力を制御できる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２における消費電力を低減する場合は、スイッチング周波数を下げるとよい。
【００５０】
〈第１実施形態の効果〉
以上のように本実施形態の電力変換装置（１００）は、第１の直流電圧（Ｖdc1）に応じて第１の変換器（１１）の動作状態を変更しつつ、第１のコンデンサ（１６）に対する充電を行わせる制御回路（１０３）を備える。
これにより、第１の直流電圧（Ｖdc1）に応じて第１のコンデンサ（１６）を充電できる。
【００５１】
より具体的には、制御回路（１０３）は、第１の直流電圧（Ｖdc1）を第１の所定電圧（Ｖ1）に近づけるように第２の変換器（１２）を動作させる。
これにより、第１の直流電圧（Ｖdc1）の制御において、第２の変換器（１２）を有効に活用できる。
【００５２】
また、制御回路（１０３）は、第１の直流電圧（Ｖdc1）が、第１の所定電圧（Ｖ1）よりも低い所定の起動電圧（Ｖ0）以上であることを条件として、第１の直流電圧（Ｖdc1）を第１の所定電圧（Ｖ1）に近づけるように第２の変換器（１２）を動作させる。
これにより、第１の直流電圧（Ｖdc1）に応じて、第２の変換器（１２）を適切に動作させることができる。
【００５３】
また、第２の変換器（１２）は、第１の直流電圧（Ｖdc1）を第２の直流電圧（Ｖdc2）に変換するものであり、電力変換器セル（１０）は、第２の直流電圧（Ｖdc2）によって充電される第２のコンデンサ（１７）を備え、制御回路（１０３）は、第１の直流電圧（Ｖdc1）が第２の所定電圧（Ｖ2）に達した後に、第２の変換器（１２）に第２のコンデンサ（１７）を充電させる。
これにより、適切な時期に第２のコンデンサ（１７）の充電を開始できる。
【００５４】
また、第２の変換器（１２）は、第２のコンデンサ（１７）を充電する際、第２のコンデンサ（１７）に流れる電流が所定値以下になるように出力電流を制御する。
これにより、第２のコンデンサ（１７）への突入電流を防止できる。
【００５５】
さらに、第２の変換器（１２）は、第２のコンデンサ（１７）を充電する際、第２のコンデンサ（１７）に流れる電流が所定値以下になるように出力電流を制御し、その後に、第２の直流電圧（Ｖdc2）が第３の所定電圧（Ｖ3）に近づくように制御する。
これにより、第２のコンデンサ（１７）への突入電流を防止しつつ、第２の直流電圧（Ｖdc2）を第３の所定電圧（Ｖ3）の付近に維持することができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、例えば初充電用の専用電源等が不要である。そして、複数の電力変換器セル（１０）の間で、第１のコンデンサ（１６）の容量に差がある場合であっても、第１のコンデンサ（１６）等の過電圧を防止しつつ、短時間かつ低コストに初充電を行うことが可能である。これにより、本実施形態の電力変換装置（１００）は、安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態による電力変換装置の構成を説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
本実施形態のハードウエア構成は、第１実施形態のもの（図１、図２、図３、図８参照）と同様であり、中央制御回路１０３における制御プログラムも第１実施形態のもの（図４参照）と同様である。
但し、前段セル制御回路１４が実行するプログラムは第１実施形態のもの（図５参照）とは異なる。
【００５８】
図９は、本実施形態において、初充電の際に前段セル制御回路１４が実行する制御プログラムのフローチャートである。
上述したように、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が制御回路起動電圧Ｖ0に達するまで、非起動状態になっている。そして、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が制御回路起動電圧Ｖ0に達すると、前段セル制御回路１４が起動し、図９において処理がステップＳ８０に進む。図９におけるステップＳ８０〜Ｓ８４の処理は、図５に示したステップＳ５０〜Ｓ５４の処理と同様である。
【００５９】
すなわち、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３に対して起動通知を送信し（Ｓ８０）、その後は前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達するまで処理が待機する（Ｓ８２，Ｓ８４）。前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ1に達すると、処理はステップＳ２０２に進み、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3未満であるか否かが判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ２０４に進み、ＤＣリンク動作が開始される。ここで、ＤＣリンク動作の内容は、第１実施形態のステップＳ６８のものと近似している。
【００６０】
すなわち、前段セル制御回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を起動してＤＣ／ＤＣコンバータ１２に電力を伝送させ、後段ＤＣリンクコンデンサ１７を充電してゆく点で、ステップＳ２０４の処理はステップＳ６８の処理と同様である。但し、ステップＳ２０４では、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1を所定電圧Ｖ1に維持しつつ、余った電力を後段ＤＣリンクコンデンサ１７に伝送する点で、ステップＳ６８の処理とは異なる。
【００６１】
次に、処理がステップＳ２０６に進むと、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3未満であるか否かが再び判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ２０８に進み、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ２指令を受信したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ２０６に戻る。以後、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が所定電圧Ｖ3未満であって前段セル制御回路１４がＭＤ２指令を受信しない限り、ステップＳ２０６，Ｓ２０８のループが繰り返される。
【００６２】
ここで、前段セル制御回路１４がＭＤ２指令を受信すると、ステップＳ２０８において「Ｙｅｓ」と判定され、処理はステップＳ９０に進む。以後、ステップＳ９０〜Ｓ１０２の処理が実行されるが、これらの処理は図５に示したステップＳ６０〜Ｓ７２の処理と同様である。すなわち、前段セル制御回路１４は、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1の指令値を所定電圧Ｖ2に設定し（Ｓ９０）、Ｖdc1昇圧動作を開始する（Ｓ９２）。
【００６３】
その後、前段セル制御回路１４が中央制御回路１０３からＭＤ３指令を受信すると（Ｓ９４）、前段セル制御回路１４は後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の指令値を所定電圧Ｖ3に設定し（Ｓ９６）、ＤＣリンク動作を開始する（Ｓ９８）。これにより、後段ＤＣリンクコンデンサ１７の充電が開始され後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2が上昇してゆく。そして、「Ｖdc2≧Ｖ3」の関係が成立すると（Ｓ１００）、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ４指令を受信するまで処理を待機させ、ＭＤ４指令を受信すると、動作モードを定常運転モードＭＤ４に設定し（Ｓ１０２）、本ルーチンの処理を終了する。
【００６４】
ところで、電力変換装置１００が停止中であっても、負荷装置１０２が回生電力を発生させた場合等に、後段ＤＣリンクコンデンサ１７が充電される場合がある。このような場合、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2は、早期に所定電圧Ｖ3に達する。すると、ステップＳ２０２またはＳ２０６において「Ｎｏ」と判定され、処理はステップＳ８６に進む。
【００６５】
ステップＳ８６では、第１実施形態のステップＳ５６と同様に、前段セル制御回路１４は「自己消費動作」が開始される。次に、処理がステップＳ８８に進むと、前段セル制御回路１４は、中央制御回路１０３からＭＤ２指令を受信したか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ８８にて待機する。一方、ＭＤ２指令を受信すると、「Ｙｅｓ」と判定され、上述したステップＳ９０以降の処理が実行される。
【００６６】
図１０は、本実施形態における前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1および後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2の波形図である。
図１０において、時刻ｔ1に、中央制御回路１０３において初充電開始処理（図４のステップＳ１０）が実行されたとする。図６の場合と同様に、前段ＤＣリンクコンデンサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ（図１参照）の静電容量の大小関係が「ＣA＜ＣB＜ＣC」であれば、時刻ｔ2にＶdc1Aが、最初に所定電圧Ｖ1に達する。その時刻ｔ2から後段ＤＣリンクコンデンサ１７Ａへの充電が開始し、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2Aの昇圧が開始する。
【００６７】
その後の時刻ｔ3に前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1Bが所定電圧Ｖ1に達すると、その時刻ｔ3から後段ＤＣリンクコンデンサ１７Ｂへの充電が開始し、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2Bの昇圧が開始する。このように、本実施形態においては、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2A，Ｖdc2Bの昇圧が早期に開始されるため、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2A，Ｖdc2Bは、共に時刻ｔ6以前に所定電圧Ｖ3に到達している。上述した以外の動作は、第１実施形態のもの（図６参照）と同様である。本実施形態においては、後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2A，Ｖdc2Bが所定電圧Ｖ1に達した後、コンバータ１１から入力される電力を後段ＤＣリンク電圧Ｖdc2A，Ｖdc2Bの昇圧のために有効利用することができる。これにより、第１実施形態と比較して、より高効率かつ短時間に後段ＤＣリンクコンデンサ１７を初充電できる。
【００６８】
以上のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、電力変換装置を安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える等の効果を奏する。
さらに、本実施形態によれば、第２の変換器（１２）は、第２のコンデンサ（１７）を充電する際、第１の直流電圧（Ｖdc1）を第１の所定電圧（Ｖ1）に近づけるように動作しつつ第２のコンデンサ（１７）を充電し、その後に、第２のコンデンサ（１７）に流れる電流または第２の直流電圧（Ｖdc2）に基づいて第２のコンデンサ（１７）を充電する。
これにより、前段ＤＣリンク電圧Ｖdc1が所定電圧Ｖ2に達する以前から、少なくとも一部の後段ＤＣリンクコンデンサ１７の充電を開始できるため、電力変換装置の初充電時間を短縮することができ、かつ、初充電動作時の電力変換効率を高めることができる。
【００６９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態による電力変換装置の構成を説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１１は、本実施形態による電力変換システム３００のブロック図である。
電力変換システム３００は、入力端子３０２Ｒ，３０２Ｓ，３０２Ｔと、出力端子３０４Ｕ，３０４Ｖ，３０４Ｗと、電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗと、を備えている。ここで、電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗは、それぞれ、第１実施形態による電力変換装置１００（図１参照）または第２実施形態による電力変換装置と同様に構成されている。
【００７０】
入力端子３０２Ｒ，３０２Ｓ，３０２Ｔには、三相系統電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相電圧が印加される。各電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗの一方の入力端子は、入力端子３０２Ｒ，３０２Ｓ，３０２Ｔにそれぞれ接続され、他方の入力端子は、系統側中性点３０２Ｎに接続されている。また、出力端子３０４Ｕ，３０４Ｖ，３０４Ｗには、図示せぬ三相負荷装置が接続される。各電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗの一方の出力端子は、出力端子３０４Ｕ，３０４Ｖ，３０４Ｗにそれぞれ接続、他方の出力端子は、負荷側中性点３０４Ｎに接続されている。
【００７１】
かかる構成により、電力変換システム３００は、入力端子３０２Ｒ，３０２Ｓ，３０２Ｔに供給された三相交流電力を、任意の電圧振幅および周波数を有する他の三相交流電力に変換し、図示せぬ三相負荷装置に供給することができる。本実施形態において、電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗは、第１実施形態または第２実施形態のものと同様の初充電動作を個別に実行する。
以上のように、本実施形態によれば、三相の電力変換システム３００においても、装置を安価に構成できるとともに迅速に初充電を行える。
【００７２】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【００７３】
（１）上記各実施形態では、電力変換装置１００（図１参照）に含まれる電力変換器セルの数を「３」としているが、これは一例であり、電力変換器セルの数は任意に定めることができる。さらに、図１では、各電力変換器セル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの出力端子が直列接続されているが、これらの出力端子を並列接続してもよい。
【００７４】
（２）図２に示した電力変換器セル１０には、種々の変形が可能である。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２においては、共振用インダクタ２０４，２０５のうち一方のみを設けてもよい。さらに、共振用コンデンサ２０６を省略し、電流共振させることなく電力変換を行う構成を採用してもよい。また、ダイオードブリッジ回路２１４に代えて、スイッチング素子を用いたフルブリッジ回路を適用してもよい。
【００７５】
（３）図１、図２および図８では、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを適用した例を示したが、これに代えて、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等、他の素子を適用してもよい。
【００７６】
（４）図７に示したドライブ信号ＳＳ１〜ＳＳ４のパターンは、図示のものには限定されない。例えば、ドライブ信号ＳＳ１，ＳＳ３の一方のみを図示のように交番させ、他方を“０”に維持してもよい。同様に、ドライブ信号ＳＳ２，ＳＳ４の一方のみを図示のように交番させ、他方を“０”に維持してもよい。
【００７７】
（５）上記第３実施形態（図１１参照）においては、入力端子３０２Ｒ，３０２Ｓ，３０２Ｔと出力端子３０４Ｕ，３０４Ｖ，３０４Ｗとの間において、電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００ＷをＹ−Ｙ結線により接続した。しかし、電力変換装置１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗの結線方法はＹ−Ｙ結線に限られるものではなく、Ｙ−Δ結線、Δ−Ｙ結線、またはΔ−Δ結線であってもよい。
【００７８】
（６）上記各実施形態における中央制御回路１０３、前段セル制御回路１４および後段セル制御回路１５のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、図４、図５、図９に示したプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。
【００７９】
（７）図４、図５、図９に示した処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(field-programmable gate array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  電力変換器セル
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  コンバータ（第１の変換器）
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２の変換器）
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ  前段ＤＣリンクコンデンサ（第１のコンデンサ）
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ  後段ＤＣリンクコンデンサ（第２のコンデンサ）
１００，１００Ｕ，１００Ｖ，１００Ｗ  電力変換装置
１０３  中央制御回路（制御回路）
Ｖ1  第１の所定電圧
Ｖ2  第２の所定電圧
Ｖ3  第３の所定電圧
Ｖdc1  前段ＤＣリンク電圧（第１の直流電圧）
Ｖdc2  後段ＤＣリンク電圧（第２の直流電圧）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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