(57)【要約】【課題】入力電流の高調波を抑制しつつ、出力電圧を降圧する３相整流器を提供する。【解決手段】３相整流器は、３相交流電源から供給される３相交流電力を直流電力に変換する。３相整流器は、３相交流電力を直流電力に整流する全波整流回路と、３相交流電源から全波整流回路への各相の入力をＯＮ／ＯＦＦする双方向スイッチ回路と、３相交流電源の各相の電圧を検出し、検出した各相の検出電圧に基づいて、双方向スイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせるための各相のスイッチングパターンをスイッチング周期毎に生成し、生成したスイッチングパターンに基づいて、双方向スイッチ回路をスイッチング制御する制御手段とを備える。スイッチングパターンは、複数の区間を有する。制御手段は、全波整流回路への入力電圧が０となるゼロ電圧区間をスイッチングパターンの異なる区間に挿入する。【選択図】図１
2019149886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電源から供給される３相交流電力を直流電力に変換する３相整流器であって、
前記３相交流電力を直流電力に整流する全波整流回路と、
前記３相交流電源から前記全波整流回路への各相の入力をＯＮ／ＯＦＦする双方向スイッチ回路と、
前記３相交流電源の各相の電圧を検出し、検出した各相の検出電圧に基づいて、前記双方向スイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせるための各相のスイッチングパターンをスイッチング周期毎に生成し、生成したスイッチングパターンに基づいて、前記双方向スイッチ回路をスイッチング制御する制御手段と、を備え、
前記スイッチングパターンは、複数の区間を有し、
前記制御手段は、
前記全波整流回路への入力電圧が０となるゼロ電圧区間を前記スイッチングパターンの異なる区間に挿入する
ことを特徴とする３相整流器。
【請求項２】
前記制御手段は、
１つの前記スイッチング周期の中の異なる区間に、前記ゼロ電圧区間を挿入する
ことを特徴とする請求項１に記載の３相整流器。
【請求項３】
前記制御手段は、
複数の前記スイッチング周期に前記ゼロ電圧区間を挿入する際に、スイッチング周期における前記ゼロ電圧発生区間の発生タイミングが異なるように、前記ゼロ電圧区間を区間に挿入する
ことを特徴とする請求項１に記載の３相整流器。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記３相交流電力の各相の電圧の大小関係に基づく複数のモードに区分し、
前記モードに応じて異なるキャリア波形と制御信号とを生成し、該キャリア波形と該制御信号とから、前記モードと各相とに応じて異なるスイッチングパターンを生成する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の３相整流器。
【請求項５】
３相交流電源から供給される３相交流電力を直流電力に変換する３相整流器におけるスイッチング制御方法であって、
前記３相整流器は、
前記３相交流電力を直流電力に整流する全波整流回路と、
前記３相交流電源から前記全波整流回路への各相の入力をＯＮ／ＯＦＦする双方向スイッチ回路と、
前記３相交流電源の各相の電圧を検出し、検出した各相の検出電圧に基づいて、前記双方向スイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせるための各相のスイッチングパターンをスイッチング周期毎に生成し、生成したスイッチングパターンに基づいて、前記双方向スイッチ回路をスイッチング制御する制御手段と、を備え、
前記スイッチングパターンは、複数の区間を有し、
前記制御手段が、
前記全波整流回路への入力電圧が０となるゼロ電圧区間を前記スイッチングパターンの異なる区間に挿入する
ことを特徴とする３相整流器におけるスイッチング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相整流器および３相整流器におけるスイッチング制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子を有するスイッチ回路を介して３相交流電力をブリッジダイオードへ入力し、電圧を降下させて直流電力へ変換して出力する降圧型の３相整流器がある。かかる３相整流器は、３相交流電力の１周期が各相の電圧の大小関係に応じて６等分された各モードのスイッチング素子の１スイッチング周期において、少なくとも２相のスイッチング素子をオフにしてブリッジダイオードへの入力電圧を０とする区間を設け、出力電圧を低下させる。かかる３相整流器は、ブリッジダイオードへの入力電圧を０とする区間の長さを調整することで、３相交流電力を任意の電圧の直流電力へ変換することができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６８７８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、本発明の発明者は、３相整流器が備える直流リアクトルを流れる電流が、スイッチ回路におけるスイッチング素子のスイッチングにより変化することを見い出した。さらに、かかる変化が、１スイッチング周期においてブリッジダイオードへの入力電圧を０とする区間を設ける降圧型の３相整流器においてより顕著になり、これに伴って入力電流の高調波が大きくなることを見い出した。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力電流の高調波を抑制しつつ、出力電圧を降圧することができる３相整流器および３相整流器におけるスイッチング制御方法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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、例えば、３相交流電源から供給される３相交流電力を直流電力に変換する３相整流器は、３相交流電力を直流電力に整流する全波整流回路と、３相交流電源から全波整流回路への各相の入力をＯＮ／ＯＦＦする双方向スイッチ回路と、３相交流電源の各相の電圧を検出し、検出した各相の検出電圧に基づいて、双方向スイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせるための各相のスイッチングパターンをスイッチング周期毎に生成し、生成したスイッチングパターンに基づいて、双方向スイッチ回路をスイッチング制御する制御手段とを備える。スイッチングパターンは、複数の区間を有する。制御手段は、全波整流回路への入力電圧が０となるゼロ電圧区間をスイッチングパターンの異なる区間に挿入する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる３相整流器および３相整流器におけるスイッチング制御方法によれば、入力電流の高調波を抑制しつつ、出力電圧を降圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１を適用した３相整流器の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１の双方向スイッチ回路の１つの相のスイッチの構成の一例を示す回路図である。
【図３】図３は、実施形態１のＲ相電圧、Ｓ相電圧、Ｔ相電圧の各モードを説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態１のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、従来技術のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図８】図８は、従来技術のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図９】図９は、従来技術のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態１のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態２のモードＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態２のモードＩにおけるスイッチング制御の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、開示技術の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲で適宜組合せて実施できる。また、各実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。開示技術にかかる３相整流器は、各種装置に広く適用可能であり、例えば、空気調和機、冷蔵庫、洗濯機、クリーナー、換気扇、およびこれらで使用するモータ駆動装置、モータ駆動用インバータ制御装置等に有用である。
【００１０】
（実施形態１）
［３相整流器の構成例］
図１は、実施形態１を適用した３相整流器の構成の一例を示す図である。電力変換装置の一例である実施形態１の３相整流器１２は、図１に示すように、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の３相電圧を発生させる３相交流電源１、３相交流電源１の出力側に接続された３相リアクトル８および入力コンデンサ９、３相電圧を直流電圧に整流する６つのダイオードを備えた全波整流回路であるブリッジダイオード４を有する。
【００１１】
また、３相整流器１２は、ブリッジダイオード４のＲ相の入力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子であるスイッチＳＷ−Ｒ、Ｓ相の入力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子であるスイッチＳＷ−Ｓ、Ｔ相の入力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子であるスイッチＳＷ−Ｔを含んだ双方向スイッチ回路３を有する。また、３相整流器１２は、３相の相電圧を検出して、双方向スイッチ回路３のスイッチングパターンを生成するスイッチングパターン発生器５、スイッチングパターン発生器５で生成されたスイッチングパターンに基づいて、双方向スイッチ回路３のスイッチング素子をスイッチング制御する駆動回路６を有する。
【００１２】
また、３相整流器１２は、ブリッジダイオード４の出力側に接続された直流リアクトル２、コンデンサ１０およびダイオード１１、コンデンサ１０およびダイオード１１に並列に接続され、直流電力が供給される負荷７を有する。
【００１３】
スイッチングパターン発生器５および駆動回路６は、３相交流電源１の各相の電圧を検出して、各相の検出電圧に基づいて、双方向スイッチ回路３をＯＮ／ＯＦＦさせるための各相のスイッチングパターンを生成し、生成したスイッチングパターンに基づいて、双方向スイッチ回路３をスイッチング制御する制御手段として機能する。
【００１４】
スイッチングパターン発生器５は、直流電圧の脈動と入力電流の高調波を抑制するために、双方向スイッチ回路３のスイッチングパターン（Ｒ相パルス、Ｓ相パルス、Ｔ相パルス）を生成する。スイッチングパターン発生器５は、スイッチング周期の立ち上がり等の所定タイミングで、３相交流電源１の各相の電圧の最大電位相、中間電位相、最小電位相をそれぞれ検出する。そして、スイッチングパターン発生器５は、３相入力電圧の現在のモードが、最大電位相、中間電位相、最小電位相の大小関係に応じた後述のモードＩ〜モードＶＩ（図７参照）の何れのモードであるかを特定する。
【００１５】
そして、スイッチングパターン発生器５は、特定したモードに応じたタイミングで、１スイッチング周期Ｔの中に、スイッチＳＷ−ＳとスイッチＳＷ−Ｔをオンにし、スイッチＳＷ−Ｒをオフにする区間、スイッチＳＷ−ＲとスイッチＳＷ−Ｔをオンにし、スイッチＳＷ−Ｓをオフにする区間、スイッチＳＷ−ＲとスイッチＳＷ−Ｓをオンにし、スイッチＳＷ−Ｔをオフにする区間のそれぞれを設ける制御を、同一のモード（モードＩ〜モードＶＩ）にある限り繰り返す。スイッチングパターン発生器５の動作の詳細については、後述する。なお、スイッチング周期Ｔは、電源周波数（例えば、５０Ｈｚ）に対して十分短い周期（例えば、１／１００ｋＨｚ＝１０μｓｅｃ）に決定する。
【００１６】
図２は、実施形態１の双方向スイッチ回路の１つの相のスイッチの構成の一例を示す回路図である。図２に示す双方向スイッチ回路３は、ダイオードとＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）等のスイッチング素子とで構成される公知の回路であるので、その詳細な説明は省略する。
【００１７】
［相電圧の大小関係に応じて区分される複数の区間］
図３は、実施形態１のＲ相電圧、Ｓ相電圧、Ｔ相電圧の各区間を説明するための図である。図３において、３相交流電圧は、Ｒ相電圧、Ｓ相電圧、Ｔ相電圧の大小関係により、モードＩ〜モードＶＩの６つのモード（区間）に区分される。スイッチングパターン発生器５は、Ｒ＞Ｓ＞ＴをモードＩ、Ｓ＞Ｒ＞ＴをモードＩＩ、Ｓ＞Ｔ＞ＲをモードＩＩＩ、Ｔ＞Ｓ＞ＲをモードＩＶ、Ｔ＞Ｒ＞ＳをモードＶ、Ｒ＞Ｔ＞ＳをモードＶＩに区分する。
【００１８】
［実施形態１の各モードにおけるスイッチングパターン］
以下、図４〜図６を参照して、図３に示した各モードにおいて、スイッチングパターン発生器５が発生する実施形態１のスイッチングパターンについて説明する。モードＩとモードＩＶ、モードＩＩとモードＶ、モードＩＩＩとモードＶＩのそれぞれにおいて、スイッチングパターン発生器５が発生するスイッチングパターンは、同様となる。以下において、Ｒ相に対応するスイッチＳＷ−Ｒをオンにすることを、“Ｒ相をオンにする”といい、ＳＷ−Ｒをオフにすることを“Ｒ相をオフにする”という。Ｓ相およびＴ相についても同様である。
【００１９】
スイッチングパターン発生器５は、Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜、Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜、Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜を生成する。Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜は、Ｒ相の相電圧を「−１」と「１」の間で規格化したＲ相電圧ａである。Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜は、Ｓ相の相電圧を「−１」と「１」の間で規格化したＳ相電圧ｂである。Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜は、Ｔ相の相電圧を「−１」と「１」の間で規格化したＴ相電圧ｃである。そして、スイッチングパターン発生器５は、現在のＲ相電圧ａ、Ｓ相電圧ｂ、Ｔ相電圧ｃの大小関係を認識し、認識した大小関係から、現在のモードがモードＩ〜モードＶＩの何れであるかを特定する。
【００２０】
そして、スイッチングパターン発生器５は、Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜、Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜、Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜、直流電圧設定値（降圧する目標の電圧）に応じて決定した直流電圧設定ゲインＫ（０．５＜Ｋ＜１）をもとに、特定した現在のモードに応じて異なるスレッショルド１１〜１５、２１〜２５、３１〜３５をそれぞれ生成する。スレッショルド１１〜１５、２１〜２５、３１〜３５は、Ｒ相用鋸歯状波またはＴ相用鋸歯状波と切り合いする波形となる（図４〜図６参照）。Ｒ相用鋸歯状波は、１スイッチング周期において、１から１−１／Ｋまで線形に減少するキャリア波形である。Ｔ相用鋸歯状波は、１スイッチング周期において、０から１／Ｋまで線形に増加するキャリア波形である。
【００２１】
［実施形態１のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターン］
図４は、実施形態１のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図４を参照して、モードＩおよびモードＩＶにおいてスイッチングパターン発生器５が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００２２】
スイッチングパターン発生器５は、図４に示すように、現在のモードがモードＩまたはモードＩＶであると特定すると、Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜、Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜、直流電圧設定ゲインＫをもとに、モードＩおよびモードＩＶに応じた次のスレッショルド１１〜１５を生成する。
スレッショルド１１＝｜Ｒ｜
スレッショルド１２＝｜Ｒ｜−（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド１３＝｜Ｔ｜＋（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド１４＝｜Ｔ｜＋２（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド１５＝１＋２（１／Ｋ−１）／３
【００２３】
そして、スイッチングパターン発生器５は、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ１０で、Ｓ相およびＴ相をオンにする。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド１１と切り合うタイミングｔ１１で、Ｓ相をオフにする。タイミングｔ１１〜ｔ１２で、Ｔ相のみがオンとなり、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。以下、各モードのスイッチング素子の１スイッチング周期において、少なくとも２相のスイッチング素子をオフにして、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる区間を、ゼロ電圧区間という。
【００２４】
タイミングｔ１０において直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ１１である。ＩＬ１１は、後述のＩＬ１０（図７参照）よりも大きい。続いて、タイミングｔ１０〜ｔ１１のＳ相およびＴ相をオンにする区間（１）において、Ｓ相（中間電位相）とＴ相（最小電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ１１〜ｔ１２のＴ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下する。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図４の区間（１）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００２５】
続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド１２と切り合うタイミングｔ１２で、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ１２〜ｔ１３で、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド１３と切り合うタイミングｔ１３で、Ｔ相をオフにする。タイミングｔ１３〜ｔ１４で、Ｒ相のみがオンとなり、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００２６】
タイミングｔ１２〜ｔ１３のＲ相およびＴ相をオンにする区間（２）において、Ｒ相（モードＩのときは最大電位相であり、モードＩＶのときは最小電位相）とＴ相（モードＩのときは最小電位相であり、モードＩＶのときは最大電位相）の電位差が出力電圧よりも大きい場合に電流ＩＬは上昇し、ＩＬ１１を超える。続いて、タイミングｔ１３〜ｔ１４のＲ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においてブリッジダイオード４側の電位差が出力電圧よりも小さくなり電流ＩＬは低下する。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図４の区間（２）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００２７】
続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド１４と切り合うタイミングｔ１４で、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ１４〜ｔ１５で、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド１５と切り合うタイミングｔ１５で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ１５〜ｔ１６で、Ｓ相のみがオンとなり、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００２８】
タイミングｔ１４〜ｔ１５のＲ相およびＳ相をオンにする区間（３）において、Ｒ相（モードＩのときは最大電位相であり、モードＩＶのときは最小電位相）とＳ相（中間電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬはさらに低下する。続いて、タイミングｔ１５〜ｔ１６のＳ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下し、ＩＬ＝ＩＬ１１になる。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図４の区間（３）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００２９】
［実施形態１のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターン］
図５は、実施形態１のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図５を参照して、モードＩＩおよびモードＶにおいてスイッチングパターン発生器５が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００３０】
スイッチングパターン発生器５は、図５に示すように、現在のモードがモードＩＩまたはモードＶであると特定すると、Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜、Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜、直流電圧設定ゲインＫをもとに、モードＩＩおよびモードＶに応じた次のスレッショルド２１〜２５を生成する。
スレッショルド２１＝｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１
スレッショルド２２＝｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１＋（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド２３＝｜Ｔ｜＋（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド２４＝｜Ｔ｜＋２（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド２５＝１＋２（１／Ｋ−１）／３
【００３１】
そして、スイッチングパターン発生器５は、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ２０で、Ｓ相およびＴ相をオンにする。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド２１と切り合うタイミングｔ２１で、Ｓ相をオフにする。タイミングｔ２１〜ｔ２２で、Ｔ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００３２】
タイミングｔ２０において直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ２１である。ＩＬ２１は、後述のＩＬ２０（図８参照）よりも大きい。続いて、タイミングｔ２０〜ｔ２１のＳ相およびＴ相をオンにする区間（１）において、Ｓ相（モードＩＩのときは最大電位相であり、モードＶのときは最小電位相）とＴ相（モードＩＩのときは最小電位相であり、モードＶのときは最大電位相）の電位差が出力電圧よりも大きい場合に電流ＩＬは上昇する。続いて、タイミングｔ２１〜ｔ２２のＴ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）において電流ＩＬは低下する。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図５の区間（１）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００３３】
続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド２２と切り合うタイミングｔ２２で、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ２２〜ｔ２３で、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド２３と切り合うタイミングｔ２３で、Ｔ相をオフにする。タイミングｔ２３〜ｔ２４で、Ｒ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００３４】
タイミングｔ２２〜ｔ２３のＲ相およびＴ相をオンにする区間（２）において、Ｒ相（中間電位相）とＴ相（モードＩＩのときは最小電位相であり、モードＶのときは最大電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ２３〜ｔ２４のＲ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下する。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図５の区間（２）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００３５】
続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド２４と切り合うタイミングｔ２４で、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ２４〜ｔ２５で、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がスレッショルド２５と切り合うタイミングｔ２５で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ２５〜ｔ２６で、Ｓ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００３６】
タイミングｔ２４〜ｔ２５のＲ相およびＳ相をオンにする区間（３）において、Ｒ相（中間電位相）とＳ相（モードＩＩのときは最大電位相であり、モードＶのときは最小電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬはさらに低下する。続いて、タイミングｔ２５〜ｔ２６のＳ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下し、ＩＬ＝ＩＬ２１になる。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図５の区間（３）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００３７】
［実施形態１のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターン］
図６は、実施形態１のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図６を参照して、モードＩＩＩおよびモードＶＩにおいてスイッチングパターン発生器５が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００３８】
スイッチングパターン発生器５は、図６に示すように、現在のモードがモードＩＩＩまたはモードＶＩであると特定すると、Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜、Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜、直流電圧設定ゲインＫをもとに、モードＩＩＩおよびモードＶＩに応じた次のスレッショルド３１〜３５を生成する。
スレッショルド３１＝｜Ｒ｜
スレッショルド３２＝｜Ｒ｜−（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド３３＝｜Ｒ｜＋｜Ｓ｜−１−（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド３４＝｜Ｒ｜＋｜Ｓ｜−１−２（１／Ｋ−１）／３
スレッショルド３５＝−２（１／Ｋ−１）／３
【００３９】
そして、スイッチングパターン発生器５は、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ３０で、Ｓ相およびＴ相をオンにする。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド３１と切り合うタイミングｔ３１で、Ｓ相をオフにする。タイミングｔ３１〜ｔ３２で、Ｔ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００４０】
タイミングｔ３０において直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ３１である。ＩＬ３１は、後述のＩＬ３０（図９参照）よりも大きい。続いて、タイミングｔ３０〜ｔ３１のＳ相およびＴ相をオンにする区間（１）において、Ｓ相（モードＩＩＩのときは最大電位相であり、モードＶＩのときは最小電位相）とＴ相（中間電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ３１〜ｔ３２のＴ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下する。ブリッジダイオード４への入力が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図６の区間（１）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００４１】
続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド３２と切り合うタイミングｔ３２で、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ３２〜ｔ３３で、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド３３と切り合うタイミングｔ３３で、Ｔ相をオフにする。タイミングｔ３３〜ｔ３４で、Ｒ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００４２】
タイミングｔ３２〜ｔ３３のＲ相およびＴ相をオンにする区間（２）において、Ｒ相（モードＩＩＩのときは最小電位相であり、モードＶＩのときは最大電位相）とＴ相（中間電位相）の電位差が出力電圧よりも小さい場合に電流ＩＬはさらに低下する。続いて、タイミングｔ３３〜ｔ３４のＲ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）においても同様に、電流ＩＬはさらに低下する。ブリッジダイオード４への入力が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図６の区間（２）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００４３】
続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド３４と切り合うタイミングｔ３４で、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ３４〜ｔ３５で、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がスレッショルド３５と切り合うタイミングｔ３５で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ３５〜ｔ３６で、Ｓ相のみがオンとなっており、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる。
【００４４】
タイミングｔ３４〜ｔ３５のＲ相およびＳ相をオンにする区間（３）において、Ｒ相（モードＩＩＩのときは最小電位相であり、モードＶＩのときは最大電位相）とＳ相（モードＩＩＩのときは最大電位相であり、モードＶＩのときは最小電位相）の電位差が出力電圧よりも大きい場合に電流ＩＬは上昇し、ＩＬ３１を超える。続いて、タイミングｔ３５〜ｔ３６のＳ相のみをオンにする区間（４）ではブリッジダイオード４への入力電圧が０となるため、区間（４）において電流ＩＬは低下し、ＩＬ＝ＩＬ３１になる。ブリッジダイオード４への入力電圧が０となり、ブリッジダイオード４の出力電圧を低下させる、図６の区間（３）の直後の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）／３である。
【００４５】
［従来技術の各モードにおけるスイッチングパターン］
以下、図７〜図９を参照して、各モードにおける従来技術のスイッチングパターンについて説明する。従来技術も、モードＩとモードＩＶ、モードＩＩとモードＶ、モードＩＩＩとモードＶＩのそれぞれにおいて、スイッチングパターン発生器が発生するスイッチングパターンは、同様となる。また、Ｒ相制御電圧｜Ｒ｜、Ｓ相制御電圧｜Ｓ｜、Ｔ相制御電圧｜Ｔ｜、直流電圧設定ゲインＫ、Ｒ相用鋸歯状波、Ｔ相用鋸歯状波は、実施形態１と同様である。
【００４６】
［従来技術のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターン］
図７は、従来技術のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図７を参照して、モードＩおよびモードＩＶにおいて従来技術のスイッチングパターン発生器が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００４７】
従来技術のスイッチングパターン発生器は、モードＩおよびモードＩＶにおいて、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ１０で、Ｒ相およびＴ相をオンにする。タイミングｔ１０〜ｔ１１−１で、Ｓ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がＲ相制御電圧｜Ｒ｜と切り合うタイミングｔ１１−１で、Ｓ相をオフにするとともに、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ１１−１〜ｔ１３−１で、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。
【００４８】
続いて、Ｔ相用鋸歯状波がＴ相制御電圧｜Ｔ｜と切り合うタイミングｔ１３−１で、Ｔ相をオフにするとともに、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ１３−１〜ｔ１５−１で、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が０となるタイミングｔ１５−１で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ１５−１〜ｔ１６で、Ｓ相のみがオンとなり、ブリッジダイオードへの入力電圧が０となる。
【００４９】
すなわち、従来技術のモードＩおよびモードＩＶにおけるスイッチングパターンでは、スイッチング周期Ｔの開始タイミングであるタイミングｔ１０における直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ１０である。続いて、タイミングｔ１０〜ｔ１１−１のＳ相およびＴ相をオンにする区間（１）において電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ１１−１〜ｔ１３−１のＲ相およびＴ相をオンにする区間（２）において電流ＩＬは上昇し、ＩＬ１０を超える。続いて、タイミングｔ１３−１〜ｔ１５−１のＲ相およびＳ相をオンにする区間（３）において電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ１５−１〜ｔ１６のＳ相のみをオンにする区間（４）において電流ＩＬはさらに低下し、電流ＩＬはＩＬ＝ＩＬ１０になる。ブリッジダイオードへの入力電圧が０となり、ブリッジダイオードの出力電圧を低下させる図７の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）である。
【００５０】
［従来技術のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターン］
図８は、従来技術のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図８を参照して、モードＩＩおよびモードＶにおいて従来技術のスイッチングパターン発生器が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００５１】
従来技術のスイッチングパターン発生器は、モードＩＩおよびモードＶにおいて、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ２０で、Ｓ相およびＴ相をオンにする。タイミングｔ２０〜ｔ２１−１で、Ｓ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波が制御電圧｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１と切り合うタイミングｔ２１−１で、Ｓ相をオフにするとともに、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ２１−１〜ｔ２３−１で、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。
【００５２】
続いて、Ｔ相用鋸歯状波がＴ相制御電圧｜Ｔ｜と切り合うタイミングｔ２３−１で、Ｔ相をオフにするとともに、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ２３−１〜ｔ２５−１で、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｔ相用鋸歯状波が１となるタイミングｔ２５−１で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ２５−１〜ｔ２６まで、Ｓ相のみがオンとなり、ブリッジダイオードへの入力電圧が０となる。
【００５３】
すなわち、従来技術のモードＩＩおよびモードＶにおけるスイッチングパターンでは、スイッチング周期Ｔの開始タイミングであるタイミングｔ２０において直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ２０である。続いて、タイミングｔ２０〜ｔ２１−１のＳ相およびＴ相をオンにする区間（１）において電流ＩＬは上昇する。続いて、タイミングｔ２１−１〜ｔ２３−１のＲ相およびＴ相をオンにする区間（２）において電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ２３−１〜ｔ２５−１のＲ相およびＳ相をオンにする区間（３）において電流ＩＬはさらに低下する。続いて、タイミングｔ２５−１〜ｔ２６のＳ相のみをオンにする区間（４）において電流ＩＬはさらに低下し、電流ＩＬはＩＬ＝ＩＬ２０になる。ブリッジダイオードへの入力電圧が０となり、ブリッジダイオードの出力電圧を低下させる図８の区間（４）の長さは（１／Ｋ−１）である。
【００５４】
［従来技術のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターン］
図８は、従来技術のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図８を参照して、モードＩＩおよびモードＶにおいて従来技術のスイッチングパターン発生器が発生するスイッチングパターンについて説明する。
【００５５】
従来技術のスイッチングパターン発生器は、モードＩＩＩおよびモードＶＩにおいて、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、タイミングｔ３０で、Ｓ相およびＴ相をオンにする。タイミングｔ３０から次のタイミングｔ３１−１まで、Ｓ相およびＴ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がＲ相制御電圧｜Ｒ｜と切り合うタイミングｔ３１−１で、Ｓ相をオフにするとともに、Ｒ相をオンにする。タイミングｔ３１−１から次のタイミングｔ３３−１まで、Ｒ相およびＴ相がオンとなる。
【００５６】
続いて、Ｒ相用鋸歯状波が制御電圧｜Ｒ｜＋｜Ｓ｜−１と切り合うタイミングｔ３３−１で、Ｔ相をオフにするとともに、Ｓ相をオンにする。タイミングｔ３３−１から次のタイミングｔ３５−１まで、Ｒ相およびＳ相がオンとなる。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が０となるタイミングｔ３５−１で、Ｒ相をオフにする。タイミングｔ３５−１から次のタイミングｔ３６まで、Ｓ相のみがオンとなり、ブリッジダイオードへの入力電圧が０となる。
【００５７】
このように、従来技術では、図７〜図９に示すように、直流リアクトルを流れる電流ＩＬの波形が、理想（一定）とならず、結果、Ｒ、Ｓ、Ｔ相の各相の入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔに偏りが生じる。Ｒ、Ｓ、Ｔ相の各相の入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔに偏りが生じるのは、次の理由による。
【００５８】
前提として、電荷保存則から、図７〜図９の各図における区間（１）〜区間（３）のハッチング部分の合計面積（以下、「実際の面積」という）は、直流リアクトルを流れる電流ＩＬの波形が理想である場合の合計面積（以下、「理想の面積」という）と等しい。また、図７〜図９の各図における区間（４）では、ブリッジダイオードへの電圧入力がないため、直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、同一のスイッチング周期Ｔ中で最も大きな傾きで低下する。
【００５９】
図７〜図９から分かるように、各図における区間（１）の「実際の面積」は「理想の面積」より小さくなる。同様に、各図における区間（３）の「実際の面積」は「理想の面積」より大きくなる。ただし、各図における区間（２）の「実際の面積」と「理想の面積」は、タイミングによって、「実際の面積」＞「理想の面積」となったり、「実際の面積」＜「理想の面積」となったりする。
【００６０】
ここで、Ｒ相の入力電流Ｉｒは、図７〜図９の各図における区間（２）および区間（３）で流れる。また、Ｓ相の入力電流Ｉｓは、図７〜図９の各図における区間（１）および区間（３）で流れる。また、Ｔ相の入力電流Ｉｔは、図７〜図９の各図における区間（１）および区間（２）で流れる。よって、Ｒ相の入力電流Ｉｒは理想と比較して大きくなり、Ｔ相の入力電流Ｉｔは理想と比較して小さくなり、Ｓ相の入力電流Ｉｓは理想と比較して大きくなったり小さくなったりするというような、入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りが生じる。
【００６１】
図７〜図９の各図における区間（１）、区間（２）、区間（３）、区間（４）の順序は、モードＩ〜モードＶＩにわたって常に同様である。この結果、上述した入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りが、全モードにわたって起こり、図１０に示すように、入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔが理想波形からずれてしまう。
【００６２】
すなわち、従来技術のモードＩＩＩおよびモードＶＩにおけるスイッチングパターンでは、スイッチング周期Ｔの開始タイミングであるタイミングｔ３０において直流リアクトルを流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝ＩＬ３０である。続いて、タイミングｔ３０〜ｔ３１−１のＳ相およびＴ相をオンにする（１）の区間において電流ＩＬは低下する。続いて、タイミングｔ３１−１〜ｔ３３−１のＲ相およびＴ相をオンにする（２）の区間において電流ＩＬはさらに低下する。続いて、タイミングｔ３３−１〜ｔ３５−１のＲ相およびＳ相をオンにする（３）の区間において電流ＩＬは上昇し、ＩＬ＝ＩＬ３０を超える。続いて、タイミングｔ３５−１〜ｔ３６のＳ相のみをオンにする（４）の区間において電流ＩＬは低下し、電流ＩＬはＩＬ＝ＩＬ３０になる。ブリッジダイオードへの入力電圧が０となり、ブリッジダイオードの出力電圧を低下させる（４）の区間の長さは（１／Ｋ−１）である。
【００６３】
以下、図４〜図６と図７〜図９を参照し、実施形態１と従来技術のスイッチング制御を比較する。実施形態１は、モードＩおよびモードＩＶにおいて、従来技術の図７の区間（４）を３等分した図４の３つの区間（４）を、図４において、区間（１）と区間（２）の間、区間（２）と区間（３）の間、区間（３）の後にそれぞれ挿入するものである。また、実施形態１は、モードＩＩおよびモードＶにおいて、従来技術の図８の区間（４）を３等分した図５の３つの区間（４）を、図５において、区間（１）と区間（２）の間、区間（２）と区間（３）の間、区間（３）の後にそれぞれ挿入するものである。また、実施形態１では、モードＩＩＩおよびモードＶＩにおいて、従来技術の図９の区間（４）を３等分した図６の３つの区間（４）を、図６において、区間（１）と区間（２）の間、区間（２）と区間（３）の間、区間（３）の後にそれぞれ挿入するものである。
【００６４】
また、図４と図７、図５と図８、図６と図９をそれぞれ比較して分かるとおり、実施形態１は、従来技術と比較して、モードＩおよびモードＩＶ、モードＩＩおよびモードＶ、モードＩＩＩおよびモードＶＩの何れにおいても、区間（１）のハッチング部分の面積が拡大、区間（３）のハッチング部分の面積が縮小しており、従来技術に比べて、直流リアクトル２を流れる電流ＩＬの波形が一定の理想波形により近付いていることが分かる。
【００６５】
［シミュレーション］
図１０は、実施形態１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１は、従来技術のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１０と図１１とでは、動作条件（直流リアクトルのインダクタンス、スイッチング周波数、入力電圧、出力電流等）を同一とした。図１０は、図４〜図６に示した実施形態１のスイッチング制御を行った場合の入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔのシミュレーション波形を示す。図１１は、図７〜図９に示した従来技術のスイッチング制御を行った場合の入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔのシミュレーション波形を示す。
【００６６】
図１１に示す従来技術のシミュレーション結果では、Ｒ相の入力電流Ｉｒの実際の波形は、その振幅の絶対値が理想波形の振幅の絶対値以上となり、Ｓ相の入力電流Ｉｓの実際の波形は、理想波形に対して、その振幅の絶対値が、ある位相では理想波形の振幅の絶対値以上となり、ある位相では理想波形の振幅の絶対値以下となることで、位相にズレが生じ、Ｔ相の入力電流Ｉｔの実際の波形は、その振幅の絶対値が理想波形の振幅の絶対値以下となる。しかし、図１０の実施形態１のシミュレーション結果では、図１１の従来技術のシミュレーション結果に比べ、入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの各波形と理想波形との誤差が小さくなることが確認できる。
【００６７】
以上の実施形態１によれば、ブリッジダイオード４へ電圧入力がない区間（４）を１つのスイッチング周期内の異なる区間に挿入する。すなわち、１つのスイッチング周期の中に、３相のうち２相を選択して線間電圧を発生させる線間電圧発生区間を複数備え、この複数の線間電圧発生区間に対して区間（４）が分散するように挿入したスイッチングパターンを生成する。これにより、実施形態１は、従来技術と比較して、同一の区間（モード）において、１つのスイッチング周期Ｔの終了時点での直流リアクトル２を流れる電流ＩＬの電流値の低下を抑制する。このため、実施形態１は、従来技術と比較して、同一の区間（モード）において後に続くスイッチング周期Ｔの開始時点で直流リアクトル２を流れる電流ＩＬが、より大きな電流となる。よって、実施形態１は、従来技術に比べて、直流リアクトル２を流れる電流ＩＬの波形が一定の理想波形により近付くことから、１スイッチング周期Ｔ内で入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りを低減することができる。また、実施形態１は、１スイッチング周期Ｔ内で入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りを低減することから、従来技術と比較して低容量、小型、安価なインダクタンスの直流リアクトル２を採用できる。
【００６８】
なお、実施形態１では、スイッチングパターンを生成するために、キャリア波形として鋸歯状波を用いた場合を説明したが、これに限られるものではなく、最大電圧相と最小電圧相に対する制約を満足させるものであればよく、例えば、三角波等のキャリア波形を用いてもよい。また、スイッチングパターンを生成するオン時間とオフ時間を予めテーブル化しておいてもよい。
【００６９】
（実施形態２）
実施形態１は、ブリッジダイオード４への入力電圧が０となる区間（４）を１スイッチング周期内で３等分して分配する方法であるが、区間（４）を連続する所定数のスイッチング周期内で周期的にタイミングを異ならせて挿入することで入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りを軽減する方法も考えられる。以下では、この方法を、実施形態２として説明する。実施形態２では、前述の所定数が３である場合を例とするが、これに限られるものではない。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と重複する説明は省略する。
【００７０】
［実施形態２のモードＩにおけるスイッチングパターン］
図１２は、実施形態２のモードＩにおけるスイッチングパターンの一例を示す図である。図１３は、実施形態２のモードＩにおけるスイッチング制御の一例を示す図である。図１３は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各スイッチ（ＳＷ−Ｒ、ＳＷ−Ｓ、ＳＷ−Ｔ）をオンおよびオフする条件をまとめたものである。なお、図１２では、モードＩにおける３つの連続するスイッチング周期において、モードＩ_Ａ制御、モードＩ_Ｂ制御、モードＩ_Ｃ制御の３種類の制御が実行され、この順序でモードＩにわたって制御が継続される場合を示す。
【００７１】
図１２に示すように、実施形態２では、スイッチングパターン発生器５は、モードＩ_Ａ制御において、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、先ず、モードＩ_Ａ制御のスイッチング周期開始時においてＳ相およびＴ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＳ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ａ制御の区間（１）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がＲ相制御電圧｜Ｒ｜と切り合うタイミングで、Ｓ相をオフにするとともに、Ｒ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ａ制御の区間（２）が継続する。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がＴ相制御電圧｜Ｔ｜と切り合うタイミングで、Ｔ相をオフにするとともに、Ｓ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＳ相がオンとなるモードＩ_Ａ制御の区間（３）が継続する。続いて、Ｔ相用鋸歯状波が１となるタイミングで、Ｒ相のみをオフにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＳ相のみがオンとなるモードＩ_Ａ制御の区間（４）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が（１−１／Ｋ）となり、かつ、Ｔ相用鋸歯状波が１／Ｋとなるタイミングで、Ｔ相をオンにし、モードＩ_Ａ制御を終了し、モードＩ_Ｂ制御へ移行する。
【００７２】
続いて、スイッチングパターン発生器５は、モードＩ_Ｂ制御において、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、先ず、モードＩ_Ｂ制御のスイッチング周期開始時においてＴ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＳ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ｂ制御の区間（１）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がＲ相制御電圧｜Ｒ｜と切り合うタイミングで、Ｓ相をオフにするとともに、Ｒ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ｂ制御の区間（２）が継続する。続いて、Ｔ相用鋸歯状波がＴ相制御電圧｜Ｔ｜と切り合うタイミングで、Ｔ相をオフにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相のみがオンとなるモードＩ_Ｂ制御の区間（４）が継続する。続いて、Ｔ相用鋸歯状波が制御信号｜Ｔ｜＋１／Ｋ−１と切り合うタイミングで、Ｓ相のみをオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＳ相がオンとなるモードＩ_Ｂ制御の区間（３）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が（１−１／Ｋ）となり、かつ、Ｔ相用鋸歯状波が１／Ｋとなるタイミングで、Ｔ相をオンにし、モードＩ_Ｂ制御を終了し、モードＩ_Ｃ制御へ移行する。
【００７３】
続いて、スイッチングパターン発生器５は、モードＩ_Ｃ制御において、次のようなスイッチングパターンを発生させる。すなわち、先ず、モードＩ_Ｃ制御のスイッチング周期開始時においてＴ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＳ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ｃ制御の区間（１）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波がＲ相制御電圧｜Ｒ｜と切り合うタイミングで、Ｓ相をオフにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＴ相のみがオンとなるモードＩ_Ｃ制御の区間（４）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が制御電圧｜Ｒ｜−（１／Ｋ−１）と切り合うタイミングで、Ｒ相をオンにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＴ相がオンとなるモードＩ_Ｃ制御の区間（２）が継続する。続いて、Ｔ相用鋸歯状波が制御信号｜Ｔ｜＋１／Ｋ−１と切り合うタイミングで、Ｔ相をオフにする。次のタイミングまで、図１２に示すようにＲ相およびＳ相がオンとなるモードＩ_Ｃ制御の区間（３）が継続する。続いて、Ｒ相用鋸歯状波が（１−１／Ｋ）となり、かつ、Ｔ相用鋸歯状波が１／Ｋとなるタイミングで、Ｔ相をオンにし、モードＩ_Ｃ制御を終了し、モードＩ_Ａ制御へ移行する。
【００７４】
なお、モードＩＶは、モードＩと同様である。また、モードＩＩおよびモードＶでは、モードＩＩ_Ａ制御、モードＩＩ_Ｂ制御、モードＩＩ_Ｃ制御において、Ｔ相用鋸歯状波、制御信号｜Ｔ｜＋（１／Ｋ−１）、Ｔ相制御信号｜Ｔ｜、制御信号｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１、制御信号｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１＋（１／Ｋ−１）を用いて、Ｓ相のみをオンにしてブリッジダイオードへの入力電圧が０となる区間を設けるためのタイミングを制御する。
【００７５】
すなわち、モードＩＩ_Ａ制御において、Ｔ相用鋸歯状波が１となってから１／Ｋとなるまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩ_Ａ制御の区間（４）を生成する。また、モードＩＩ_Ｂ制御において、Ｔ相用鋸歯状波がＴ相制御信号｜Ｔ｜と切り合ってから制御信号｜Ｔ｜＋（１／Ｋ−１）と切り合うまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩ_Ｂ制御の区間（４）を生成する。また、モードＩＩ_Ｃ制御において、Ｔ相用鋸歯状波が制御信号｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１と切り合ってから制御信号｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１＋（１／Ｋ−１）と切り合うまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩ_Ｃ制御の区間（４）を生成する。
【００７６】
また、モードＩＩＩおよびモードＶＩでは、モードＩＩＩ_Ａ制御、モードＩＩＩ_Ｂ制御、モードＩＩＩ_Ｃ制御において、Ｒ相用鋸歯状波、Ｒ相制御信号｜Ｒ｜、制御信号｜Ｒ｜−（１／Ｋ−１）、制御信号｜Ｒ｜＋｜Ｔ｜−１、制御信号｜Ｓ｜＋｜Ｔ｜−１−（１／Ｋ−１）を用いて、Ｓ相のみをオンにしてブリッジダイオードへの入力電圧が０となる区間を設けるためのタイミングを制御する。
【００７７】
すなわち、モードＩＩＩ_Ａ制御において、Ｔ相用鋸歯状波がＲ相制御信号｜Ｒ｜と切り合ってから制御信号｜Ｒ｜−（１／Ｋ−１）と切り合うまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩＩ_Ａ制御の区間（４）を生成する。また、モードＩＩＩ_Ｂ制御において、Ｒ相用鋸歯状波が制御信号｜Ｒ｜＋｜Ｔ｜−１と切り合ってから制御信号｜Ｒ｜＋｜Ｔ｜−１＋（１／Ｋ−１）と切り合うまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩＩ_Ｂ制御の区間（４）を生成する。また、モードＩＩＩ_Ｃ制御において、Ｒ相用鋸歯状波が０となってから１−１／Ｋとなるまでの区間をＳ相のみをオンにして、モードＩＩＩ_Ｃ制御の区間（４）を生成する。
【００７８】
以上の実施形態２によれば、ブリッジダイオードへ電圧入力がない区間（４）を所定数のスイッチング周期を単位として各スイッチング周期におけるタイミングを異ならせて挿入する。すなわち、複数のスイッチング周期に亘ってゼロ電圧区間を挿入する際に、各スイッチング周期におけるゼロ電圧発生区間の発生タイミングが異なるように、ゼロ電圧区間を異なる区間に挿入するので、複数周期で入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りを低減することができる。また、複数周期で入力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔの偏りを低減することから、ゼロ電圧発生区間が短くなった場合でも、容易にゼロ電圧区間を挿入することができる。また、従来技術と比較して低容量、小型、安価な直流リアクトルを採用できる。
【００７９】
以上、実施形態を説明したが、上述した内容により本願が開示する技術が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換および変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ３相交流電源
２  直流リアクトル
３  双方向スイッチ回路
４  ブリッジダイオード
５  スイッチングパターン発生器
６  駆動回路
７  負荷
８  ３相リアクトル
９  入力コンデンサ
１０  整流器
ＳＷ−Ｒ、ＳＷ−Ｓ、ＳＷ−Ｔ  スイッチ
【図１】
2019149886.tif 000003
【図２】
2019149886.tif 000004
【図３】
2019149886.tif 000005
【図４】
2019149886.tif 000006
【図５】
2019149886.tif 000007
【図６】
2019149886.tif 000008
【図７】
2019149886.tif 000009
【図８】
2019149886.tif 000010
【図９】
2019149886.tif 000011
【図１０】
2019149886.tif 000012
【図１１】
2019149886.tif 000013
【図１２】
2019149886.tif 000014
【図１３】
2019149886.tif 000015