(57)【要約】【課題】高い電圧定格のインバータにも適用可能な小型のアクティブフィルタを用い、且つ応答性に優れた漏れ電流抑制回路を提供する。【解決手段】コモンモード電圧検出部６は、電力変換機器のスイッチング動作によって発生するコモンモード電圧を電源ラインより検出する。フィードバック部８は、検出したコモンモード電圧を直流電流ラインの中性点電位と同電位とする増幅電圧を演算する。キャンセル電圧印加部１０は、増幅電圧を電力変換機器の電源ラインに印加する。電圧制御型電源部９は、複数のＮＰＮ型トランジスタと、複数のＰＮＰ型のトランジスタとを正負対称に配置したものである。複数のＮＰＮ型トランジスタは、検出したコモンモード電圧と、直流電流ラインの直流電流正側との間の電圧を分圧するように接続される。複数のＰＮＰ型トランジスタは、検出したコモンモード電圧と、直流電流ラインの直流電流負側との間の電圧を分圧するように接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力用半導体素子をスイッチング動作させて電力変換を行う電力変換機器の漏れ電流抑制回路であって、
前記電力変換機器のスイッチング動作によって発生するコモンモード電圧を電源ラインより検出するコモンモード電圧検出部と、
前記電力変換機器の直流電流ラインの中性点電位を検出する中性点電位検出部と、
検出した前記コモンモード電圧を、前記直流電流ラインの中性点電位と同電位とする増幅電圧を演算するフィードバック部と、
前記フィードバック部で演算した増幅電圧を発生させる電圧制御型電源部と、
発生させた前記増幅電圧を前記電力変換機器の電源ラインに印加するキャンセル電圧印加部と、
を備え、
前記電圧制御型電源部は、
複数のＮＰＮ型トランジスタと、複数のＰＮＰ型のトランジスタとを正負対称に配置し、
前記複数のＮＰＮ型トランジスタは、コモンモード電圧検出部で検出したコモンモード電圧と、前記直流電流ラインの直流電流正側との間の電圧を分圧するように接続し、
前記複数のＰＮＰ型トランジスタは、コモンモード電圧検出部で検出したコモンモード電圧と、前記直流電流ラインの直流電流負側との間の電圧を分圧するように接続することを特徴とする漏れ電流抑制回路。
【請求項２】
電圧制御型電源部のＮＰＮ型トランジスタは、
前記キャンセル電圧印加部と接続される第１のＮＰＮ型トランジスタと、
ベース側が前記直流電流ラインの直流電流正側と接続される第２のＮＰＮ型トランジスタとからなり、
第１のＮＰＮ型トランジスタのエミッタ側と、第２のＮＰＮ型トランジスタのベース側は、分圧用抵抗とを介して前記直流電流正側とに接続することを特徴とする請求項１に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項３】
電圧制御型電源部のＮＰＮ型トランジスタは、
キャンセル電圧印加部と接続される第１のＮＰＮ型トランジスタと、
ベース側が前記直流電流ラインの直流電流正側と接続される第２のＮＰＮ型トランジスタとからなり、
第１のＰＮＰ型トランジスタのコレッタ側と、第２のＮＰＮ型トランジスタのベース側は、分圧用抵抗とを介して前記直流電流正側とに接続することを特徴とする請求項１に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項４】
前記分圧用抵抗は、複数であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項５】
前記ＰＮＰ型トランジスタまたはＮＰＮ型トランジスタに対する分圧比は、キャンセル電圧印加部と接続されるトランジスタの分圧比を、他のトランジスタの分圧比よりも小さくすることを特徴する請求項１乃至４の何れか１項に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項６】
前記キャンセル電圧印加部は、
電源ラインに接続する巻線と、補助巻線の巻き数比は、１：１とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の漏れ電流抑制回路。
【請求項７】
前記インバータ装置の電源ラインにコモンモードチョークコイルを設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の漏れ電流抑制回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、漏れ電流抑制回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータに代表される電力変換装置は、半導体スイッチング素子のスイッチング動作により電力変換を行っている。モータを駆動する３相ＰＷＭインバータを例にとると、出力しようとする電圧の指令値と三角波などのキャリアとを比較し、比較結果に基づき各相の半導体素子をスイッチングさせる。
【０００３】
このとき、その原理上、３相のＵＶＷ相出力電圧の平均値を示すコモンモード電圧はゼロにはならず、キャリアに同期して大きな電圧が発生する。このコモンモード電圧は、モータの浮遊容量などを介してアースへと流れる漏れ電流（高周波ノイズ）の原因となる。漏れ電流は他の機器に障害をもたらすなどの問題となるため、漏れ電流対策は必須となっている。その有効な対策としてコイルやコンデンサなどの受動素子で構成されるフィルタ回路がある（特許文献１，２参照）。
【０００４】
また、特許文献１，２のようなＬＣによるパッシブフィルタのほか、半導体素子を用いて積極的にコモンモード電圧をキャンセルするアクティブフィルタ回路も提案されている（特許文献３参照）。図１０において、インバータのスイッチングで発生するコモンモード電圧をコンデンサで検出し、バイポーラトランジスタで構成されたエミッタフォロアを電圧制御型電源とし、コモンモードトランスへ電圧を印加する。コモンモードトランスは、インバータの３相出力ラインに巻かれたトランスであり、エミッタフォロアが出力する電圧は３相ラインに印加される。この結果、３相の出力から発生するコモンモード電圧がキャンセルされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4351916号公報
【特許文献２】特許第3596694号公報
【特許文献３】特開平10-94244号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２のような構成のフィルタ回路では、コモンモード電流抽出回路に３つの単相リアクトルが含まれるなど、バイパス回路が大きく、これがフィルタ回路全体の大型化につながっている。また、特許文献３のようなエミッタフォロア型のアクティブフィルタ回路は、インバータ回路の直流電圧の定格が高い場合、トランジスタの耐圧が制約となり、適用範囲が限定されてしまう。
【０００７】
さらに、フィルタ回路を用いて、コモンモード電圧を相殺する電圧発生させる場合、フィルタ内のトランジスタの応答性能により、遅延が生じる。その遅延は、フィルタ内のトランジスタの応答速度に起因するのであり、特に耐圧が高いトランジスタを使用した場合、耐圧が高いトランジスタは応答性能が遅いため、遅延が大きくなる。
【０００８】
そこで本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、高い電圧定格のインバータにも適用可能な小型のアクティブフィルタを用い、且つ応答性に優れた漏れ電流抑制回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、電力用半導体素子をスイッチング動作させて電力変換を行う電力変換機器の漏れ電流抑制回路であって以下の構成を備える。
（ａ）前記電力変換機器のスイッチング動作によって発生するコモンモード電圧を電源ラインより検出するコモンモード電圧検出部。
（ｂ）前記電力変換機器の直流電流ラインの中性点電位を検出する中性点電位検出部。
（ｃ）検出した前記コモンモード電圧を、前記直流電流ラインの中性点電位と同電位とする増幅電圧を演算するフィードバック部。
（ｄ）前記フィードバック部で演算した増幅電圧を発生させる電圧制御型電源部。
（ｅ）発生させた前記増幅電圧を前記電力変換機器の電源ラインに印加するキャンセル電圧印加部。
（ｆ）前記電圧制御型電源部は、複数のＮＰＮ型トランジスタと、複数のＰＮＰ型のトランジスタとを正負対称に配置する。
（ｇ）前記複数のＮＰＮ型トランジスタは、コモンモード電圧検出部で検出したコモンモード電圧と、前記直流電流ラインの直流電流正側との間の電圧を分圧するように接続する。
（ｈ）前記複数のＰＮＰ型トランジスタは、コモンモード電圧検出部で検出したコモンモード電圧と、前記直流電流ラインの直流電流負側との間の電圧を分圧するように接続する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の漏れ電流抑制回路の構成を示す構成図である。
【図２】第１実施形態の電圧制御型電源部であるエミッタフォロア回路の構成図である。
【図３】フィルタが無い場合のコモンモード等価回路を示す図である。
【図４】第１実施形態のコモンモード等価回路を示す図である。
【図５】第１実施形態の漏れ電流抑制回路を適用した場合の漏れ電流を示すグラフである。
【図６】インバータの３相スイッチングとコモンモード電圧、漏れ電流のタイミングチャートである。
【図７】インバータの３相スイッチングとコモンモード電圧、漏れ電流のタイミングチャートである（３相スイッチングが揃った場合）。
【図８】ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを１つずつ用いたプッシュプル型のエミッタフォロア回路を使用する場合の回路図である。
【図９】漏れ電流抑制回路が動作している場合のトランジスタ１７、１８、１９のエミッタ電圧を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態の漏れ電流抑制回路の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る漏れ電流抑制回路の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。実施形態において、重複する図面の説明は省略する。
【００１２】
［１．第１実施形態］
以下、図１乃至２を参照しつつ第１実施形態に係る漏れ電流抑制回路を説明する。本実施形態の漏れ電流抑制回路は電力変換装置に備えられ、電力変換装置のアースに対するコモンモード電圧を検出する。コモンモード電圧がアースと同電位となるような電圧を、漏れ電流抑制回路内の電圧制御型電源部で発生させ、電力変換装置に対して印加する。つまり、電力変換装置のコモンモード電圧は、電圧制御型電源部で発生した逆位相で同振幅の電圧により打ち消される。すなわち、キャンセルされる。
【００１３】
本実施形態は、電圧制御型電源部を複数のトランジスタで構成することにより、１つのトランジスタにかかる電圧を分圧すると共に、配置する場所によりコンデンサの特性を選択する。また、応答性を高めるために、検出したコモンモード電圧を、直流電流ラインの中性点電位と同電位となるようにフィードバック制御を行う。
［１−１．構成］
［基本構成］
【００１４】
図１は、第１実施形態の電力変換装置Ｂにおける漏れ電流抑制回路Ａの一構成例を概略的に示す図である。本実施形態の漏れ電流抑制回路Ａは、電力変換装置Ｂに備えられるものである。電力変換装置Ｂは、半導体スイッチング素子のスイッチング動作により電力変換を行っている。電力変換装置Ｂは、コンバータ１、平滑コンデンサ２、インバータ３、負荷４、電源５を備える。
【００１５】
コンバータ１は電源ラインで電源５と接続され、電源５から供給される３相電圧を直流電圧に変換する。コンバータ１は、電源ラインから３相電圧を入力し、直流電流ラインへ出力する。電源ラインは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相から構成される。直流電流ラインは、直流電流正側、直流電流負側ラインから構成される。
【００１６】
平滑コンデンサ２は、コンバータ１とインバータ３との間に接続された直流電流ラインに接続されている。平滑コンデンサ２の一方の端子は、直流電流ラインの直流電流正側ラインに接続され、他方の端子は、直流電流負側に接続される。
【００１７】
インバータ３は、直流をスイッチングによる交流に変換する、所謂ＰＷＭインバータである。インバータ３は、直流電流ラインから平滑コンデンサ２により平滑された直流電流を入力し、所望の大きさ及び周波数の３相交流電流に変換して出力ラインに出力する。インバータ３の出力各相は２つのスイッチング素子を含み、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相を構成する。
【００１８】
負荷４は、インバータ３に接続される負荷であり、インバータ３から出力された３相交流電圧が印加する。負荷４としてはモータ等がある。負荷４は、アースに接続され、負荷４としてモータを使用する場合は、モータのフレームはアースに接続される。
【００１９】
電源５は、３相交流電源であり、電流または電圧の位相を互いにずらした３系統の単相交流を組み合わせた交流電源である。電源５から出力される３相電力は、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相を構成する。
【００２０】
本実施形では、以上の構成の電力変換装置Ｂに漏れ電流抑制回路Ａを接続する。本実施形態の電流抑制回路Ａは、電力変換装置Ｂのアースに対するコモンモード電圧を検出し、この電圧がアースと同電位となるような電圧を電力変換装置Ｂに対して印加する。電流抑制回路Ａは、コモンモード電圧検出部６、中性点電位検出部７、フィードバック部８、電圧制御型電源部９、キャンセル電圧印加部１０を備える。
【００２１】
コモンモード電圧検出部６は、電力変換装置Ｂのスイッチングによって発生するコモンモード電圧を検出する。コモンモード電圧検出部６は、電力変換装置Ｂの出力ラインのＵ、Ｖ、Ｗの３相に流れるコモンモード電圧を検出可能に構成される。すなわち、コモンモード電圧検出部６は、３つのコンデンサより構成され、各コンデンサの一方の端子は、電力変換装置Ｂの３相電力ラインのＵ、Ｖ、Ｗの３相と接続する。コンデンサの他方の端子は、１つに接続され、フィードバック部８と接続する。
【００２２】
中性点電位検出部７は、直流電流ラインの中性点電圧を検出する。中性点電位検出部７は、２つのコンデンサより構成される。各コンデンサの一方の端子は、電力変換装置Ｂの直流電流ラインに接続させる。２つのコンデンサの内の１つは、直流電流正側に端子の１つを接続し、２つのコンデンサの内のもう１つは、直流電流負側ラインに端子の１つを接続する。つまり、２つのコンデンサが異なるラインに接続する。各コンデンサの他方の端子は、１つに接続され、フィードバック部８と接続する。
【００２３】
フィードバック部８は、コモンモード電圧検出部６で検出したコモンモード電圧を、中性点電位検出部７で検出した直流電流ラインの中性点電位と同電位とする増幅電圧を演算する。この増幅電圧は、電圧制御型電源部９に出力される。フィードバック部８としては、所謂フィードバック回路を使用することができる。電圧制御型電源部９の出力側は、電圧制御型電源部９と接続する。
【００２４】
電圧制御型電源部９は、フィードバック部８で増幅した増幅電圧をインピーダンス変換し、出力する。本実施形態の電圧制御型電源部９は、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを複数用いたプッシュプル型のエミッタフォロア回路である。電圧制御型電源部９のエミッタフォロア回路は、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを同数有し、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタと合計数と同じ数の分圧用抵抗及び分圧用コンデンサを有する。ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタの個数は任意であるが、以下では、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを３個用いたプッシュプル型のエミッタフォロアの回路の構成について説明する。
【００２５】
プッシュプル型のエミッタフォロア回路は、２つのグループの増幅素子を正負対称に接続した回路である。図２に示すように、１つのグループは、３つのＮＰＮ型トランジスタ１２，１３，１４と３つの分圧用抵抗１５ａ，ｂ，ｃと、３つの分圧用コンデンサ１６ａ，ｂ，ｃとから構成される。
【００２６】
１つのグループのトランジスタ１２のベース側は、フィードバック部８と接続される。このトランジスタ１２のエミッタ側はキャンセル電圧印加部１０と、コレクタ側はトランジスタ１３のエミッタ側と接続する。トランジスタ１３のコレクタ側は、トランジスタ１４のエミッタ側と接続する。トランジスタ１３、トランジスタ１４のベース側と、トランジスタ１２のエミッタ側は、分圧用抵抗１５と分圧用コンデンサ１６とを介して直流電流ラインとに接続する。
【００２７】
図１のキャンセル電圧印加部１０は、所謂、コモンモードトランスであり、３相電源ラインに接続された３つのコイルと、電圧制御型電源部９に接続された１つのコイルとから構成される。各コイルの巻き方は、電圧制御型電源部９に接続されたコイルに印加する電圧の逆位相の電圧が、３相電源ラインに印加する方向で巻かれている。すなわち、各コイルの組み合わせにより、電圧制御型電源部９から出力された増幅電圧の逆位相の電圧が３相電源ラインに印加する。
【００２８】
キャンセル電圧印加部１０は、電源５から延びる各相配線と接続した主巻線１１ａと、電圧制御型電源部９と接続した補助巻線１１ｂと、主巻線１１ａと補助巻線１１ｂとが巻きつけられたコアと、を備えている。本実施形態では主巻線１１ａと補助巻線２６ｂとがコアに巻きつけられる方向は同じである。主巻線と補助巻線の巻き数の比は、１：１とする。
【００２９】
［１−２．作用］
本実施形態では、電力変換装置Ｂでのスイッチングにより発生する漏れ電流を抑制する。
【００３０】
図３は、従来のインバータシステムのコモンモード等価回路を示している。電源側はアースにノイズ測定用回路のＬＩＳＮ（Line Impedance Stabilization Network：電源インピーダンス安定回路網）を介して接続される。モータ側はモータの巻線−フレーム間の浮遊容量を介してアースに接続される（フレームはアースに接地される）。また、回路の寄生インダクタンスが存在し、スイッチングによるコモンモードの電位変動はスイッチング電圧源として表される。すなわち、漏れ電流は各種寄生成分の直列ＬＣＲ回路のインピーダンスに対して発生するスイッチング電圧により流れる。
【００３１】
これに対して本実施形態の漏れ電流抑制回路Ａを付加した場合のコモンモード等価回路を図４に示す。コモンモード電圧検出部６によってコモンモード電圧が検出される。また、電圧制御型電源部９で検出する電位は、ほぼアースと同電位であるため、アース電位の検出として示している。これら２つの電位差がゼロになるようにフィードバック部８は動作し、演算結果を電圧源に対して出力する。電圧源は電圧制御型電源部９とキャンセル電圧印加部１０で構成される部分である。これらの構成による回路の出力部のコモンモード電位変動がゼロになるように動作する。
【００３２】
その結果、図５に示すように、漏れ電流が低減する。漏れ電流抑制回路Ａが無い場合には、６Ａ近い漏れ電流が流れるのに対して、漏れ電流抑制回路Ａがある場合には、漏れ電流はほとんど検出されなくなる。
【００３３】
以下では、本実施形態の漏れ電流抑制回路の動作を詳述する。
【００３４】
(コモンモード電圧の発生)
インバータ３は、電圧型ＰＷＭインバータであり、スイッチングのたびにコモンモード電圧が変動する。つまり、電力変換装置Ｂのスイッチングにより発生するコモンモード電圧はモータのフレームを介してアースに流れる漏れ電流を流す。この漏れ電流は、直流電流ラインの直流電流正側、直流電流負側いずれのラインにも流れるため、直流電流正側、直流電流負側共にアースに対して電圧変動が発生している。
【００３５】
図６は、スイッチングによる３相のインバータ端子電圧の変化によるコモンモード電圧の変化および漏れ電流を示している。Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧が印加される毎に、コモンモード電圧は０Ｖから１／３Vdclink、２／３Vdclink、Vdclinkと変化する。漏れ電流は、コモンモード電圧の変化の瞬間に流れ、コモンモード電圧の変化が大きいほど大きくなる。
【００３６】
３相の場合、最もコモンモード電圧の変化が大きいのは、図７で示す３相のスイッチングタイミングがそろったときである。この場合は、インバータ３の出力電圧がゼロの場合である。
【００３７】
(コモンモード電圧の検出)
コモンモード電圧検出部６によって、アースに対するコモンモード電圧を検出する。直流電流正側、直流電流負側いずれのラインにもアースに対して電圧変動が発生している。このように発生するコモンモード電圧をコモンモード電圧検出部６にて検出する。検出できるコモンモード電圧の周波数はコンデンサの容量に準じる。コモンモード電圧検出部６は検出したコモンモード電圧は、フィードバック部８に出力する。
【００３８】
(中性点電位の検出)
中性点電位検出部７によって、直流電流ラインの中性点電位を検出する。直流電流ラインの中性点電位はほぼアースと同電位であるため、検出した電位をアース電位として扱うことができる。中性点電位検出部７で検出した電位はフィードバック部８に出力する。
【００３９】
（フィードバック制御）
フィードバック部８によって、検出した前記コモンモード電圧を、直流電流ラインの中性点電位と同電位とする増幅電圧を演算する。フィードバック部８では、演算した結果である増幅電圧が、直流電流ラインの中性点電位と同電位となるように出力する増幅電圧を決定する。
【００４０】
（電圧制御）
電圧制御型電源部９は、フィードバック部８で増幅した増幅電圧を発生させる。電圧制御型電源部９は、フィードバック部８で増幅した増幅電圧をインピーダンス変換し、出力することで電圧制御する。
【００４１】
図８は、電圧制御型電源部９として、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを１つずつ用いたプッシュプル型のエミッタフォロア回路を使用する場合の回路図である。図８の電圧制御型電源部９において、トランジスタのベース側に入力された電圧をエミッタ側から出力する場合、各トランジスタのVceには、最大で上側トランジスタのコレクタ側、すなわち直流リンク電圧正側と、下側トランジスタのコレクタ、すなわち直流リンク電圧負側の間の電圧が印加される可能性がある。
【００４２】
例えば、直流リンク電圧が600V、ベース電位が0Ｖの場合、上側トランジスタのVceは600Ｖに達する。このような高耐圧のトランジスタを適用することは困難である。
【００４３】
これに対して、本実施形態では、図２に示すように、電圧制御型電源部９のエミッタフォロア回路として、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタを同数有し、ＮＰＮとＰＮＰ型のトランジスタと合計数と同じ数の分圧用抵抗及び分圧用コンデンサを有する。本実施形態の電圧制御型電源部９では、フィードバック部８の出力電圧はトランジスタ１２とトランジスタ２０のベースに入力される。トランジスタ１２と１７はベース電圧とほぼ同等（厳密にはVbe=0.6〜0.7Vの差があるが）の電圧をエミッタから出力する。
【００４４】
フィードバック部８の出力電圧は、トランジスタ１２とトランジスタ１７に入力するが、トランジスタ１２とトランジスタ１７のいずれかが作用するかは、入力のベース電圧が直流リンク電圧の中点電圧よりの大きいか小さいかで決まる。そのため、トランジスタ１２と１７のVceはフィードバック回路の出力電圧がエミッタから出力されるように変化する。
【００４５】
図８で示すように電圧制御型電源部９のトランジスタを２つのみとする場合は、直流リンク電圧Vdclinkとベース電圧の差がそのままVceとなる。これに対してと、本実施形態のエミッタフォロア回路では、トランジスタ１３，１４（あるいは１８，１９）がVceを分散するように作用する。
【００４６】
トランジスタ１３、１４のベース電圧は、トランジスタ１２，１７のエミッタフォロア回路の出力電圧と直流リンク電圧Vdclinkを抵抗２３で分圧した電圧が入力される。
【００４７】
例えば、フィードバック回路の出力電圧が0V、直流リンク電圧Vdclinkを600Vであり、抵抗２３の分圧率を２３ａ：２３ｂ：２３ｃ：２３ｄ：２３ｅ：２３ｆ＝２：２：１：１：２：２とする。このとき、トランジスタ１２，１７のエミッタは０Ｖを出力すると、トランジスタ１４のベース電圧は６００Ｖ×（１＋２）／５＝２４０Ｖとなる。同様にトランジスタ１３のベース電圧は６００Ｖ×１／５＝１２０Ｖとなる。
【００４８】
そして、トランジスタ１４，１３もエミッタフォロア動作をするため、トランジスタ１４のエミッタ電圧も２４０Ｖ、トランジスタ１３のエミッタ電圧も１２０Ｖとなる。このとき、各トランジスタのＶｃｅを考えると、トランジスタ１２のＶｃｅは１２０Ｖ、トランジスタ１３，１４のＶｃｅは２４０Ｖとなり、抵抗によって各Ｖｃｅが分散する。
【００４９】
以上、ＮＰＮ型トランジスタ１２，１３，１４による上側のエミッタフォロア動作について説明したが、下側のＰＮＰ型トランジスタ１７，１８，１９の動作も同様である。
【００５０】
また、抵抗の分圧率であるが、例で示したように中央のトランジスタ１２，１７のＶｃｅが最も小さくなるように設定すると、トランジスタ１２，１７により低耐圧で高速のトランジスタを用いることができる。つまり、トランジスタ１２，１７のエミッタ週力はキャンセル電圧印加部１１へ印加する電圧を決定する部分なのでより高速なトランジスタを用いることで高周波までのＥＭＩ抑制効果を得ることができる。一方、トランジスタ１２，１４，１８，１９は耐圧の分散が主目的であるため、高耐圧で低速のトランジスタを選ぶことが望ましい。また、分圧用抵抗１５と並列に接続される分圧用コンデンサ１６は、過渡的な電圧変動を抑制する効果をもたせている。
【００５１】
図９は漏れ電流抑制回路Ａが動作している場合のトランジスタ１２，１３，１４のエミッタ電圧を示している。直流リンク電圧は600Vとし、分圧率は均分の１：１：１：１：１：１としている。トランジスタ１２のエミッタ電圧は、検出したコモンモード電圧とほぼ同じ電圧となっており、トランジスタ１３，１４は分圧率に応じた電圧を出力し、Vceを分散していることがわかる。
【００５２】
（コモンモード電圧のキャンセル）
キャンセル電圧印加部１０は、電圧制御型電源部９から出力される電圧を３相電力ラインに印加する。この結果、３相出力電圧の電位変動が中性点電位すなわちゼロになるようにアースに対する変換器の電位が変動するため、電力変換装置Ｂによって発生していたコモンモード電圧の影響がキャンセルされる。
【００５３】
［１−３．効果］
本実施形態の漏れ電流抑制回路Ａによれば、電力変換装置Ｂのアースに対するコモンモード電圧を検出し、コモンモード電圧がアースと同電位となるような電圧を、電流抑制回路Ａ内の電圧制御型電源部９で発生させ、電力変換装置Ｂに対して印加する。
【００５４】
電圧制御型電源部９には、インバータ回路の直流電圧の定格が高い場合は、直流リンク電圧も高くなることが多い。そのため、電圧制御型電源部９のトランジスタの耐圧も高くする必要があり、制約となっていた。しかししながら、本実施形態では、電圧制御型電源部９に複数のトランジスタを用いることで、電圧制御型電源部９のトランジスタにかかる電圧を分散することができるので、漏れ電流抑制回路Ａの小型化を図ることができる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、電圧制御型電源部９のトランジスタにかかる電圧を分散することができるので、応答性に寄与する部分のトランジスタを、応答性を優先して選択することができる。これにより、コモンモード電圧を打ち消す電流のコモンモード電圧に対する遅延を低減することができる。
【００５６】
また、電圧制御型電源部９に入力する電圧は、フィードバック部８によってフィードバック制御するように予め演算されたものである、そのため、スイッチングにより発生するコモンモード電圧を、短時間で、アース電位に近づけることが可能である。
【００５７】
このように、本実施形態では、電圧制御型電源部９の応答性に寄与する部分のトランジスタを応答性を優先して選択すること、及び、電圧制御型電源部９に入力する電圧に対してフィードバック制御を行うことにより、応答性を高めることができる。
【００５８】
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
第２実施形態にかかる漏れ電流抑制回路Ａは、第１実施形態の漏れ電流抑制回路Ａに３相出力ラインにコモンモードチョークコイル２２を追加したものであり、高周波の帯域に流れるコモンモード電流に対するインピーダンスとなる。
【００５９】
第２実施形態について図１０を用いて説明する。図１０に示すように、３相出力ラインにコモンモードチョークコイル２２が接続されている。コモンモードチョークコイル２２は、高周波の帯域にながれる電流に対し大きなインピーダンスと作用する特性を有する。
【００６０】
［２−２．作用効果］
以上のような構成を有する電流抑制回路Ａでは、第１の実施形態の効果に加えて、トランジスタの高周波特性の限界等により、高周波の帯域でわずかに流れるコモンモード電流をコモンモードチョークコイル２０のインピーダンスにより抑えることができる。
【００６１】
［３．その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６２】
さらに、第１乃至第２実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含され、その他の様々な形態で実施されることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ    …  漏れ電流抑制回路
Ｂ    …  電力変換装置
１    …  コンバータ
２    …  平滑コンデンサ
３    …  インバータ
４    …  負荷
５    …  電源
６    …  コモンモード電圧検出部
７    …  中性点電位検出部
８    …  フィードバック部
９    …  電圧制御型電源部
１０  …  キャンセル電圧印加部
１１ａ…  主巻線
１１ｂ…  主巻線
１２…  ＮＰＮ型トランジスタ
１３…  ＮＰＮ型トランジスタ
１４…  ＮＰＮ型トランジスタ
１５，１５ａ〜ｃ…  分圧用抵抗
１６，１６ａ〜ｃ…  分圧用コンデンサ
１７…  ＰＮＰ型トランジスタ
１８…  ＰＮＰ型トランジスタ
１９…  ＰＮＰ型トランジスタ
２０…  ＮＰＮ型トランジスタ
２１…  ＰＮＰ型トランジスタ
２２…  コモンモードチョークコイル
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図５】
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【図９】
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