(57)【要約】【課題】電圧が未確定で周期的に変移する種々の入力電圧の周期及び位相を精度良く検出することが可能な、周期及び位相検出モード制御装置及び方法を提供する。【解決手段】交流電源や半波又は全波整流電源等の周期的変移電圧源１１からの入力電圧を検知するＡＣ電圧センサ１２と、該入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出部１３と、入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、最大値・最小値検出部１３で検出された入力電圧の最小値及び最大値を基に、少なくとも１つの周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理部１４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出手段と、
前記入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して前記入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、前記最大値・最小値検出手段で検出された前記入力電圧の最小値及び最大値を基に、少なくとも１つの前記周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理手段と、
を備えた周期検出モード制御装置。
【請求項２】
前記周期・位相検出処理手段は、１又は複数の暫定の周期検出モードを選択し、前記暫定の周期検出モードにより前記入力電圧の周期及び位相の検出を行い、該検出した周期の誤差が、所定の基準範囲内で有るか否かを判定し、該所定の基準範囲内であるとき、前記暫定の周期検出モードの一つを、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定することを特徴とする請求項１に記載の周期検出モード制御装置。
【請求項３】
入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出ステップと、
前記入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して前記入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、前記最大値・最小値検出ステップで検出された前記入力電圧の最小値及び最大値を基に、少なくとも１つの前記周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理ステップと、
を含む周期検出モード制御方法。
【請求項４】
前記周期・位相検出処理ステップは、１又は複数の暫定の周期検出モードを選択し、前記暫定の周期検出モードにより前記入力電圧の周期及び位相の検出を行い、該検出した周期の誤差が、所定の基準範囲内で有るか否かを判定し、該所定の基準範囲内であるとき、前記暫定の周期検出モードの一つを、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定することを特徴とする請求項３に記載の周期検出モード制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電圧等の周期的変移電圧の周期を検出する検出モードを制御する周期検出モード制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電圧等の周期的変移電圧から直流電圧を発生するＡＣ−ＤＣ変換装置を備えた車載用の充電器等は、力率を改善するためにＰＦＣ（power factor correction）制御を行ない、交流電圧を整流回路により整流し、平滑コンデンサにより平滑して直流電圧に変換し、該直流電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにより所定の直流に変換して、最終的にバッテリー等に給電する。
【０００３】
ＰＦＣ制御では、入力される電圧の波形と同様の波形となるよう入力電流の波形を制御する方法、或いはマイクロコントローラ内にサイン波のマップを設けておき、入力される電圧の位相に合わせて該サイン波のマップに沿って電流を生成する方法が用いられる。
【０００４】
サイン波のマップを使用して電流を生成する場合には、入力される電圧の０度及び１８０度の位相でマップの読出しを開始するため、入力される電圧の位相検出が必要となる。そのために、入力される電圧が０ボルトを跨ぐタイミング、即ちゼロクロスを正しく検出する必要がある。
【０００５】
入力される電圧の周期の検出は、当該入力電圧の実効値の演算、電流の実効値の演算、及び入力電力（平均値）を演算するために必要となる。入力電圧の実効値、入力電流の実効値及び入力電力（平均値）を基に、ＡＣ−ＤＣ変換装置の電流制御モードにおける目標電流となるよう入力電流を制御する。
【０００６】
このような電流制御において、入力される電圧の周期が乱れ、周期が変動する場合、既定の周期の値を用いた演算では、電圧及び電流の実効値並びに電力を正しく算出することができない。また、上位装置から指令される充電電力の指令値に対する応答性（追従性）、電圧変動に対する応答性（追従性）に高速に対応するために、上述の目標電流の更新を半周期（半波）毎に行なうこともある。そのため、変移電圧の０度又は１８０度の位相を正確に検出し、半周期（半波）毎の目標電流の更新タイミングを精度良く決定する必要がある。
【０００７】
変移電圧の０度又は１８０度の位相、即ちゼロクロスの点で、目標電流を更新することにより、電流が０アンペアから徐々に変化するため、滑らかな電流波形とすることができる。一方、入力電圧が０ボルト以外の電圧のとき、例えばピーク電圧付近のとき、目標電流を更新すると、ピーク電流付近の電流が変更後の電流に急激に上昇又は下降するため、大きく歪んだ電流波形となってしまう。
【０００８】
本発明に関連する文献として、交流電圧のゼロクロス検出に関して、下記の特許文献１には、ノイズ等による誤検出を防止するために、ゼロクロス検出に対するマスク期間（不感帯）を設定する構成が記載されている。特許文献１に記載のものは、図９に示すように、起動時から最初の所定期間Ｔ１に交流電圧の周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを検出し、検出した周波数を基に（１／検出周波数)／２により半周期を求める。
【０００９】
特許文献１の交流電圧の周波数波の検出は、周波数測定期間Ｔ１（例えば２００ｍｓ）におけるゼロクロスの回数が４５以上５５以下であれば５０Ｈｚとし、５６以上６５以下であれば６０Ｈｚとして検出する。そして、交流電圧の最大周波数変動率ａから、交流電圧の半周期の許容変動幅αを、（１／検出周波数)／２×ａとして算定し、マスク期間Ｔ２を、（１／検出周波数)／２−αとして設定する。
【００１０】
そして、交流電圧のゼロクロスのタイミングをトリガとしてカウンタにより所定時間毎のカウントアップを開始し、該カウンタによるカウント値がマスク期間Ｔ２内の値のときに検出されたゼロクロスを、半周期の正規のゼロクロスとしては検出しないようにし、マスク期間Ｔ２経過後に検出されるゼロクロスを、半周期の正規のゼロクロスとして検出するようにしている。
【００１１】
また、一定周期のパルス列に雑音パルスが混入し、或いは該パルス列のパルス周期に変動が生じ、パルス周期が所定値以下に短縮した場合、パルスインヒビットを行って、周期短縮を阻止する回路に関して下記の特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３１８０７２号公報
【特許文献２】特公昭５６−１９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１等に記載の従来のゼロクロス検出方法は、正電圧及び負電圧が同一のサイン波電圧に対する位相検出を前提とし、また、固定的なマスク期間を設けてノイズ等による誤検出を防止して交流電圧のゼロクロスの検出を行なっているが、マスク期間が固定であるため、入力電圧の周期が揺らいで変動する場合、周期の正規のゼロクロス以外のゼロクロスを誤検出する可能性がある。
【００１４】
また、サイン波電圧以外の半波整流電圧又は全波整流電圧や矩形波電圧等の周期的変移電圧や電圧が未確定の周期的変移電圧が入力される発電機の電圧源に対して、従来のゼロクロス検出方法では、周期及び０度又は１８０度の位相を正確に検出することができない。上記課題に鑑み、本発明は、電圧が未確定の種々の周期的変移電圧の周期及び位相を正確に検出することが可能な、周期及び位相検出モード制御装置及び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】
【００１５】
本発明に係る一つの形態の周期検出モード制御装置は、入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出手段と、前記入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して前記入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、前記最大値・最小値検出手段で検出された前記入力電圧の最小値及び最大値を基に、少なくとも１つの前記周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理手段と、を備えたものである。
【００１６】
前記周期・位相検出処理手段は、１又は複数の暫定の周期検出モードを選択し、前記暫定の周期検出モードにより前記入力電圧の周期及び位相の検出を行い、該検出した周期の誤差が、所定の基準範囲内で有るか否かを判定し、該所定の基準範囲内であるとき、前記暫定の周期検出モードの一つを、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、入力される電圧の最大値及び最小値を基に、最適な周期検出用の閾値を用いる周期検出モードを選択して周期及び位相を検出することにより、種々の入力電圧波形に対して、より正確な周期及び位相の検出を行うことが可能となる。
【００１８】
また、ＡＣ−ＤＣ変換装置等の装置を動作させることができる入力電圧として利用可能な入力電圧の電圧幅及び波形の種類を、より増大させることが可能となる。また、サイン波形以外の入力電圧に対しても、ＰＦＣ制御に必要な周期の検出を最適な検出モードで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】周期検出モード制御装置を適用した構成例を示す図である。
【図２】周期検出モード制御のフローチャートを示す図である。
【図３】入力電圧の最大値及び最小値を取得し保持する態様例を示す図である。
【図４】入力電圧の最大値及び最小値に基づく周期検出モードの決定の第１の実施形態を示す図である。
【図５】入力電圧の最小値及び最大値に基づく周期検出モードの選択の第２の実施形態を示す図である。
【図６】第１の周期検出モードの一例を示す図である。
【図７】第２の周期検出モードの一例を示す図である。
【図８】第３の周期検出モードの一例を示す図である。
【図９】従来のゼロクロスの検出の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明による周期検出モード制御装置を適用した構成例を示す。図１に示す構成例ように、本発明による周期検出モード制御装置は、商用配電線網から供給される交流電源（系統電源）等の周期的変移電圧源１１の入力電圧を検知するＡＣ電圧センサ１２と、該ＡＣ電圧センサ１２で検知される入力電圧の最大値及び最小値を検出する最大値・最小値検出部１３と、入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理部１４とを備える。
【００２１】
周期・位相検出処理部１４で検出した周期及び位相は、ＡＣ／ＤＣ電力変換制御部１５に通知される。ＡＣ／ＤＣ電力変換制御部１５は、周期・位相検出処理部１４から通知された周期及び位相に基づいて、ＡＣ／ＤＣ電力変換機１６の入力電流等を制御する。
【００２２】
本発明による周期検出モード制御装置は、入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得し、該入力電圧の最小値及び最大値を基に、周期及び位相の検出モードを切り替えることにより、入力電圧の波形に応じた最適な周期検出モードにより周期を検出する。
【００２３】
図２は、周期検出モード制御のフローチャートを示す。図２に示すように、最大値・最小値検出部１３により、ステップＳ２１の所定時間が経過するまで、入力電圧の最大値及び最小値を監視し、該入力電圧の最大値及び最小値を取得して保持する(ステップＳ２１，Ｓ２２）。
【００２４】
図３は、入力電圧の最大値及び最小値を取得し保持する態様例を示す。図３の（ａ）は入力電圧を示す。図３の（ａ）に示すように、装置の起動後、所定時間の期間Ｔ１、入力電圧をモニタリングし、入力電圧の最小値及び最大値を取得して保持する。
【００２５】
図３（ｂ）は入力電圧のモニタリングにより取得保持される最大値を示し、図３（ｃ）入力電圧のモニタリングにより取得保持される最小値を示す。図３の例の場合、最大値は入力電圧の正側の最大ピーク電圧、最小値は入力電圧の負側の最大ピーク電圧となる。
【００２６】
次に、周期検出試行期間Ｔ２において、入力電圧の最小値及び最大値を基に、入力電圧の周期を検出する最適な暫定の周期検出モードを決定する（図２のステップＳ２３)。その後、暫定の周期検出モードで所定時間、周期及び位相の検出を行う（図２のステップＳ２４）。この期間Ｔ２で、複数の周期検出モードで同時に周期及び位相検出行うようにしてもよい。
【００２７】
次に、暫定の周期検出モードで検出した周期の誤差を算出し（図２のステップＳ２５）、該誤差が所定の基準範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。周期の誤差の判定としては、検出した周期の最小値と最大値との差分が所定値未満若しくは所定比率未満であるか、或いは検出した周期が、商用電源周波数の許容誤差に相当する変動範囲内であるか、などにより判定することができる。
【００２８】
暫定の周期検出モードで検出した周期の誤差が所定の基準範囲内である場合（ステップＳ２６でＹｅｓの場合)、該暫定の周期検出モードを、ＡＣ／ＤＣ変換における入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定する（ステップＳ２７）。複数の周期検出モードによる周期検出を同時に実施させた場合、周期の誤差が上述の所定の基準を満たすものの中から、周期検出モードを決定する。
【００２９】
所定の基準を満たす周期検出モードが複数存在する場合には、周期検出モードに予め優先順位を設定しておき、該優先順位に基づいて、周期検出モードを決定するようにしてもよい。或いは、周期誤差が最も小さい周期検出モードを決定するようにしてもよい。或いは、周期を誤検出しやすい瞬停等の電圧変動のパラメータに対して、最も有利な周期検出モードを決定するようにしてもよい。
【００３０】
暫定の周期検出モードで検出した周期の誤差が何れも所定の基準範囲内でない場合（ステップＳ２６でＮｏの場合)、周期検出の動作を停止し、タイマにより定期的に上述の周期検出の動作を繰り返し実施する制御を行う。
【００３１】
周期検出試行期間Ｔ２後の通常動作時の周期検出期間Ｔ３において、上述の周期検出試行期間Ｔ２で決定した周期検出モードを用いて周期検出を行う。通常動作時の周期検出期間Ｔ３において、周期検出モードの決定後も、定期的に入力電圧の最小値及び最大値を監視し続け、代替候補の周期検出モードによる周期検出を試行的に実施させるようにしてもよい。
【００３２】
このとき、入力電圧の最小値及び最大値に応じて、試行的に実施させる周期検出モードを切り替えるようにする。決定した周期検出モードで入力電圧の周期検出を実施しているとき、周期が所定の比率又は所定値以上変動した場合、同時に試行的に実施させている代替候補の周期検出モードによる検出周期が正常値（前回の検出周期に近い周期）であれば、該代替候補の周期検出モードに切り替える構成としてもよい。
【００３３】
なお、上述の周期検出試行期間Ｔ２における周期検出モードの決定の動作を省き、起動時から暫定の周期検出モードにより周期検出を行い、入力電圧の周期変動又は電圧変動が大きく、上述の所定の基準を満たさないときに、暫定の周期検出モードを代替候補の周期検出モードに切り替えるようにしてもよい。
【００３４】
図４は、入力電圧の最大値及び最小値に基づく周期検出モードの決定の第１の実施形態を示す。この第１の実施形態は、入力電圧として、最大値が正電圧、最小値が負電圧となる交流電圧が入力される場合の実施形態である。図４において、横軸は入力電圧の最大値（正電圧）を示し、右側へ行くほど電圧が高くなる。縦軸は入力電圧の最小値（負電圧）を示し、上側へ行くほど電圧が低くなる（絶対値は大きくなる）。
【００３５】
図４に示すように、入力電圧の最大値が例えば正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が例えば負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回っている場合、第１の周期検出モードＭ１を選択する。
【００３６】
この場合は、入力電圧が正側及び負側に起動可能電圧（第１の閾値電圧）以上の電圧で現れる通常の正常な交流電圧の場合であり、第１の周期検出モードＭ１として、入力電圧が例えば０ボルトを跨ぐタイミングを検出して、入力電圧の周期を検出するモードとすることができる。
【００３７】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を上回り、センサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を下回っている場合、第２の周期検出モードＭ２を選択する。
【００３８】
この場合は、正側のピーク電圧は十分大きいが、負側のピーク電圧が小さい場合であり、第２の周期検出モードＭ２として、例えば、入力電圧のピーク電圧がより大きい側の閾値電圧（例えばセンサ誤差電圧）を入力電圧が跨ぐタイミングを検出して入力電圧の周期を検出するモードとすることができる。
【００３９】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が負側のセンサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を上回っている場合、第３の周期検出モードＭ３を選択する。
【００４０】
この場合は、正側のピーク電圧は十分大きいが、負側のピーク電圧がさらに小さい場合であり、このような入力電圧の正確な予測が困難な場合などは、第３の周期検出モードＭ３として、固定的な閾値電圧を用いることなく、例えば、入力電圧の正側のピーク電圧と負側のピーク電圧との差分の４分の１の電圧を算出し、正側のピーク電圧又は負側のピーク電圧から該４分の１の電圧分、離れた電圧を入力電圧が跨ぐタイミングを検出して、入力電圧の周期を検出するモードとすることができる。
【００４１】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を下回り、センサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回っている場合、第２の周期検出モードＭ２を選択する。
【００４２】
この場合は、負側のピーク電圧は十分大きいが、正側のピーク電圧が小さい場合であり、第２の周期検出モードＭ２として、入力電圧のピーク電圧がより大きい側の閾値電圧（例えばセンサ誤差電圧）を入力電圧が跨ぐタイミングを検出して入力電圧の周期を検出するモードとすることができる。
【００４３】
また、入力電圧の最大値が正側のセンサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を下回り、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回っている場合、第３の周期検出モードＭ３を選択する。
【００４４】
この場合は、負側のピーク電圧は十分大きいが、正側のピーク電圧がさらに小さい場合であり、このように入力電圧の正確な予測が困難な場合などは、第３の周期検出モードＭ３として、例えば、入力電圧の正側のピーク電圧と負側のピーク電圧との差分の４分の１の電圧を算出し、正側のピーク電圧又は負側のピーク電圧から該４分の１の電圧分、離れた電圧で入力電圧が跨ぐタイミングを検出して、入力電圧の周期を検出するモードとすることができる。
【００４５】
なお、入力電圧の最大値が起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を下回り、かつ、入力電圧の最小値が起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を上回っている場合、ＡＣ／ＤＣ電力変換機１６を起動することが不可能であるので、周期・位相検出処理部１４は、周期検出の動作を停止し、タイマにより定期的に周期検出の動作を再実施する制御を行う。
【００４６】
図５は、入力電圧の最小値及び最大値に基づく周期検出モードの選択の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態は、入力電圧として、最大値が正電圧及び負電圧となり、最小値が正電圧及び負電圧となる電圧が入力される場合の実施形態である。
【００４７】
図５において、横軸は入力電圧の最大値を示し、右側へ行くほど電圧が高くなり、０Ｖを中心として右方が正電圧、左方が負電圧である。縦軸は入力電圧の最小値を示し、上側へ行くほど電圧が高くなり、０Ｖを中心として上方が正電圧、下方が負電圧である。なお、図５で斜線を施した領域は、入力電圧の最大値が最小値より小さくなる領域であり、実際にはあり得ない領域である。
【００４８】
図５に示すように、入力電圧の最大値が例えば正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が例えば負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回っている場合、第１の周期検出モードＭ１を選択する。この第１の周期検出モードＭ１は、前述の図４で説明した第１の周期検出モードＭ１と同様のモードとすることができる。
【００４９】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を上回り、センサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を下回っている場合、第２の周期検出モードＭ２を選択する。この第２の周期検出モードＭ２は、前述の図４で説明した第２の周期検出モードＭ２と同様のモードとすることができる。
【００５０】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が負側のセンサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を上回り、正側のセンサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を下回っている場合、第３の周期検出モードＭ３を選択する。この第３の周期検出モードＭ３は、前述の図４で説明した第３の周期検出モードＭ３と同様のモードとすることができる。
【００５１】
また、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を上回り、入力電圧の最小値が正側のセンサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を上回っている場合、第４の周期検出モードＭ４を選択する。この場合は、入力電圧の最大値が正電圧で、最小値も正電圧であることから、入力電圧が直流電源からの入力電圧である場合があり、直流の入力電圧から周期を検出することはできないので、第４の周期検出モードＭ４では、周期・位相検出処理部１４の内部に備えたクロック源を用いて周期・位相信号を生成し、該周期・位相信号をＡＣ／ＤＣ電力変換制御部１５に通知する構成とすることができる。
【００５２】
また、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回り、入力電圧の最大値が正側の起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を下回り、センサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を上回っている場合、第２の周期検出モードＭ２を選択する。この第２の周期検出モードＭ２は、前述の図４で説明した第２の周期検出モードＭ２と同様、のモードとすることができる。
【００５３】
また、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回り、入力電圧の最大値が正側のセンサ誤差電圧（＋第２の閾値電圧）を下回り、負側のセンサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を上回っている場合、第３の周期検出モードＭ３を選択する。この第３の周期検出モードＭ３は、前述の図４で説明した第３の周期検出モードＭ３と同様のモードとすることができる。
【００５４】
また、入力電圧の最小値が負側の起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を下回り、入力電圧の最大値が負側のセンサ誤差電圧（−第２の閾値電圧）を下回っている場合、第４の周期検出モードＭ４を選択する。この場合は、入力電圧の最大値が負電圧で、最小値も負電圧であることから、入力電圧が直流電源からの入力電圧である場合があり、直流の入力電圧から周期を検出することはできないので、第４の周期検出モードＭ４では、周期・位相検出処理部１４の内部に備えたクロック源を用いて周期・位相信号を生成し、該周期・位相信号をＡＣ／ＤＣ電力変換制御部１５に通知する構成とすることができる。
【００５５】
なお、入力電圧の最大値が起動可能電圧（＋第１の閾値電圧）を下回り、かつ、入力電圧の最小値が起動可能電圧（−第１の閾値電圧）を上回っている場合、ＡＣ／ＤＣ電力変換機１６を起動することが不可能であるので、周期・位相検出処理部１４は、周期検出の動作を停止し、タイマにより定期的に周期検出の動作を再実施する制御を行う。
【００５６】
図６は、第１の周期検出モードＭ１の一例を示す。図６の（ａ）は、ＡＣ電圧センサ１２で検知される入力電圧の波形を示している。（ｂ）は周期カウンタのカウント値を示す。周期・位相検出処理部１４は、入力電圧のゼロクロスのエッジ点Ｒを検出したタイミングで、例えば３６ＫＨｚの周期でカウントアップを行なう半周期カウンタのカウントアップを開始する。
【００５７】
周期・位相検出処理部１４は、一旦、入力電圧のゼロクロスのエッジ点Ｒを検出した後は、該半周期カウンタがマスク期間である所定の時間閾値Ｔｍに相当するカウント値Ｍを越えるまでは、次のゼロクロス点の検出を行わないようにする。
【００５８】
周期・位相検出処理部１４は、所定の時間閾値Ｔｍに相当するカウント値Ｍとして、１周期の例えば約４０％（≒２５／６４）の値を設定する。該所定の時間閾値Ｔｍは、交流電圧の公称周波数変動による許容位相変動幅にマージンを加えた期間を基に決定することができる。
【００５９】
入力電圧のゼロクロスのエッジ点Ｒの検出により、入力電圧の０度及び１８０度の位相が検出されるとともに、ゼロクロスのエッジ点Ｒの間を所定の周期でカウントアップしたカウント値により半周期が検出される。ＡＣ電圧センサ１２により検知される入力電圧を、ＡＤコンバータ等よりデジタル信号としてゼロクロス検出処理部１４に入力することにより、ゼロクロス検出処理部１４では、ＣＰＵ等のプロセッサを用いてソフトウェア処理により交流電圧のゼロクロスを検出することができる。
【００６０】
図７は、第２の周期検出モードＭ２の一例を示す。図７の（ａ）は、入力電圧の波形例を示す。（ｂ）は、正電圧閾値下回り継続カウンタのカウント値を示す。（ｃ）は負電圧閾値上回り継続カウンタのカウント値を示す。（ｄ）は正側の１周期を検出する周期検出カウンタのカウント値を示し、（ｅ）は負側の１周期を検出する周期検出カウンタのカウント値を示している。
【００６１】
図７に示すように、正電圧閾値Ｖｐｔｈを越える点Ｐ、又は負電圧閾値Ｖｍｔｈを下回る点Ｑを検出し、１周期の検出位相として点Ｐ又は点Ｑを用いる。正電圧に変移した後に負電圧に変移し次に再度正電圧に変移する直前までの１周期（正側の１周期）の検出位相には、点Ｐと次の点Ｐとを用いる。また、負電圧に変移した後に正電圧に変移し次に再度負電圧に変移する直前までの１周期（負側の１周期）の検出位相には、点Ｑと次の点Ｑとを用いる。
【００６２】
正電圧閾値下回り継続カウンタのカウント値及び負電圧閾値上回り継続カウンタのカウント値は、入力電圧の０ボルト付近のノイズによる周期の誤検出を防ぐためのマスク期間設定用に使用され、また、入力電圧の瞬停等の検出に使用することができる。
【００６３】
図８は、第３の周期検出モードＭ３の一例を示す。図８の（ａ）は、入力電圧の波形例を示す。（ｂ）は、周期検出カウンタのカウント値を示す。図８に示すように、入力電圧の正側のピーク電圧と負側のピーク電圧との差分Ｄの４分の１の電圧（Ｄ／４）を算出し、正側のピーク電圧又は負側のピーク電圧から該４分の１の電圧分、離れた電圧の点Ｊ，Ｋを入力電圧が跨ぐタイミングを検出して、入力電圧の周期を検出することができる。
【００６４】
図８の例では、点Ｊを上回るタイミングから点Ｋを下回るタイミングまで、及び点Ｋを下回るタイミングから点Ｊを上回るタイミングまで、を半周期として検出する例を示している。なお、点Ｊを上回るタイミングから次の点Ｊを上回るタイミングまで、又は点Ｋを下回るタイミングから次の点Ｋを下回るタイミングまで、を１周期として検出する構成としてもよい。
【００６５】
本実施形態による周期検出モード制御装置では、入力される電圧の最大値及び最小値を基に、最適な周期検出用の閾値を用いる周期検出モードを選択して周期及び位相を検出することにより、種々の入力電圧波形に対して、より正確な周期及び位相の検出を行うことが可能となる。
【００６６】
また、ＡＣ−ＤＣ変換装置等の装置を動作させることができる入力電圧として利用可能な入力電圧の電圧幅及び波形の種類を、より増大させることが可能となる。また、サイン波形以外の入力電圧に対しても、ＰＦＣ制御に必要な周期の検出を最適な検出モードで実施することができる。
【００６７】
また、入力電圧の最大値及び最小値を取得し、それらを起動可能電圧と比較することにより、当該入力電圧で装置が動作可能であるか否かを判断することが可能となる。また、電源からの入力電圧の波形が不安定のときに、入力電圧の判定及び周期検出を繰り返し実施することにより、異常な入力電圧に対するリカバリが可能となる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１１    周期的変移電圧源
１２    ＡＣ電圧センサ
１３    最大値・最小値検出部
１４    周期・位相検出処理部
１５    ＡＣ／ＤＣ電力変換制御部
１６    ＡＣ／ＤＣ電力変換機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月3日(2015.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出手段と、
前記入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して前記入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、前記最大値・最小値検出手段で検出された前記入力電圧の最小値及び最大値それぞれが示す電圧値の大小を基に、少なくとも１つの前記周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理手段と、
を備えた周期検出モード制御装置。
【請求項２】
前記周期・位相検出処理手段は、１又は複数の暫定の周期検出モードを選択し、前記暫定の周期検出モードにより前記入力電圧の周期及び位相の検出を行い、該検出した周期の誤差が、所定の基準範囲内で有るか否かを判定し、該所定の基準範囲内であるとき、前記暫定の周期検出モードの一つを、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定することを特徴とする請求項１に記載の周期検出モード制御装置。
【請求項３】
入力電圧を所定時間監視し、該入力電圧の最小値及び最大値を取得する最大値・最小値検出ステップと、
前記入力電圧が複数の異なる閾値電圧の何れかを跨ぐタイミングを検出して前記入力電圧の周期及び位相を検出する複数の周期検出モードの中から、前記最大値・最小値検出ステップで検出された前記入力電圧の最小値及び最大値それぞれが示す電圧値の大小を基に、少なくとも１つの前記周期検出モードを選択し、該選択した周期検出モードで、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期・位相検出処理ステップと、
を含む周期検出モード制御方法。
【請求項４】
前記周期・位相検出処理ステップは、１又は複数の暫定の周期検出モードを選択し、前記暫定の周期検出モードにより前記入力電圧の周期及び位相の検出を行い、該検出した周期の誤差が、所定の基準範囲内で有るか否かを判定し、該所定の基準範囲内であるとき、前記暫定の周期検出モードの一つを、前記入力電圧の周期及び位相を検出する周期検出モードとして決定することを特徴とする請求項３に記載の周期検出モード制御方法。