(57)【要約】【課題】交流電流の共振を抑制する電力変換装置を得る。【解決手段】コンデンサ２ａ，２ｂと、スイッチング素子１１ａ，１１ｂと、平滑コンデンサ８ａ，８ｂと、スイッチング素子１１ａ，１１ｂを制御する制御部１２とを有し、スイッチング素子１１ａ，１１ｂをＯＮ−ＯＦＦ制御することにより交流電源１からの交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路２０ａ，２０ｂを複数並列に備えた電力変換装置３において、交流電源１から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路と、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源１からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部１３とを備え、交流電流が共振していると判定したとき、制御部１２は、制御パラメータを変更してスイッチング素子１１ａ，１１ｂを制御する。【選択図】図１
2015076976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記制御部は、前記電流共振検出部の判定結果に基づいて制御パラメータを変更して前記スイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにした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】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路のスイッチング素子の制御を、演算処理開始までに取得できた前記センサ値のうちの、共振していない別の電力変換回路で取得した最新のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにした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４】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していない別の電力変換回路の前記センサ回路によるセンサ値取得開始時間をずらし、共振していると判定した前記電力変換回路のスイッチング素子の制御を、前記共振していない別の電力変換回路で取得したセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにした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】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していない別の電力変換回路の前記センサ回路によるセンサ値取得開始時間をずらし、共振していると判定した前記電力変換回路のスイッチング素子の制御を、演算処理開始までに取得できた前記センサ値のうちの、前記共振していない別の電力変換回路で取得できた最新のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにした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６】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の制御周波数を上げるようにした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７】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の制御周波数を上げるようにした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８】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の制御ゲインを下げるようにした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９】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の制御ゲインを下げるようにした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１０】
前記電流共振検出部が、少なくとも１つの前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の出力電力を抑制して前記スイッチング素子を制御するようにした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１１】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の出力電力を抑制して前記スイッチング素子を制御するようにした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１２】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の前記スイッチング素子の動作を停止するようにした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１３】
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の前記スイッチング素子の動作を停止するようにした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１４】
前記電流共振検出部は、前記電力変換回路の前記交流電流の目標値と前記交流電流値がクロスする間隔の時間を測定し、測定した前記時間から前記交流電流の共振周波数を求め、前記共振周波数が所定の周波数範囲内にあれば、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記電流共振検出部は、更に、前記電力変換回路の前記交流電流の目標値と前記交流電流値との差が所定の閾値を上回ったとき、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１４に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記電流共振検出部は、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記センサ回路より取得した交流電流値をＦＦＴ変換し、所定の周波数帯域の電流スペクトル値が所定の閾値を超えたとき、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置に関し、特に、電力変換装置の入力部のコンデンサ成分と電力変換装置に入力される電源系ラインのインダクタンス成分による共振を抑制する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動車両に採用される電力変換装置は、高圧バッテリの充電時間の短縮を目的として、充電能力の高出力化が要求されつつある。例えば、現在、国内の電動車両の電力変換装置は、３．３ｋＷ級（例えば定格２２０Ｖ・１５Ａ）の外部電源に対応した３．３ｋＷ級の充電能力を有しているものが主流であるが、北米地域では６．６ｋＷ級（例えば定格２２０Ｖ・３０Ａ）の外部電源に対応した６．６ｋＷ級の充電能力を有しているものが主流となりつつある。
【０００３】
このような高出力充電能力を有する電力変換装置を１組の電力変換回路で構成する場合、電力変換回路に流れる電流が大きくなるため、電力変換回路にて使用する素子（リアクトル、トランス、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等）の発熱が増え、熱設計が難しくなる。また、これらの素子に求められる耐熱、耐電圧、耐電流スペックが厳しくなり、使用する部品コストが増大する場合がある。
このため、電力変換装置は、電力変換回路を複数並列に備えることによって、それぞれの電力変換回路に流れる電圧、電流を小さくし、電力変換回路の発熱やコストを抑えた設計とすることが多い。
【０００４】
また、電力変換装置としての、例えば交流直流電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ）は様々なパワーエレクトロニクス製品に用いられている。ＡＣＤＣコンバータは交流電圧をスイッチングして直流電圧を発生させるが、その際のＡＣＤＣコンバータの交流電圧にはスイッチングノイズが入るため、ＡＣＤＣコンバータ以外の機器に悪影響を及ぼす。このため、ノイズ除去を目的としてＡＣＤＣコンバータの入力部にコンデンサを設置することが多い。
【０００５】
本願のような電力変換装置が適用される、一般的な入力側のシステムを含むブロック図を図１７に示す。なお、本願発明との対応が分かりやすいように、図中の符号は本願発明の各図と対応させている。
電力変換装置３が、交流電源１を備えた外部電源４に接続された回路構成である。一般的に、電力変換装置３は、ノイズ規格を満足させるために、ノイズ除去を目的としたノイズ除去用コンデンサ２が入力部に接続される。
また、本願のような電力変換装置が適用される入力側の系統は、例えば、図１８に示すように構成されている。すなわち、系統からの外部電源４と電力変換装置３までの間に、実際には、柱上トランス・低圧配電線・引込線・屋内電気配線等のインピーダンス成分がある。このインピーダンス成分は、各家庭により定数は異なる。また、このインピーダンス成分は、通常インダクタンス成分となるため、システム全体を等価回路としてブロック図で示せば、図１９のようになる。
【０００６】
電力変換装置３により、交流電圧を直流電圧に変換して負荷１０に供給するが、電力変換の一般的な制御方法としては、例えば、電圧（または電流）指令値と三角波キャリアを比較してＰＷＭ変調をする方式がある。このとき、図１９に示す系統のインダクタンス成分５とノイズ除去用コンデンサ２によるＬＣ共振により、共振周波数付近に系統からの外乱や交流電流の高調波成分があると、その成分が増幅されてしまい、結果、電力変換装置
３のシステム全体の制御系としての共振周波数付近のゲインが増幅されることになる。
【０００７】
この共振周波数が、電力変換装置３の制御周波数やスイッチング周波数より十分低いと位相余裕があるため、共振を抑制することは容易である。また、共振周波数が、電力変換装置のスイッチング周波数などと比べて十分高い場合、位相余裕はないが、ゲインが小さいため、交流電流の共振は発生しない。しかし、共振周波数付近のゲインが増加し、位相余裕がゼロ以下になると、交流電流が共振してしまい抑制することが困難となる。
【０００８】
従来、このようなＬＣ共振を抑制する方法としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。これは、電力変換装置の制御部に、設定された電圧指令値とＬＣフィルタのコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差信号をＫｐ１・Ｃ倍する第１の比例要素と、この比例要素の出力とコンデンサ電流Ｉｃとの偏差信号をＫｐ２・Ｌ倍する第２の比例要素、およびＬＣフィルタの伝達関数を打ち消すための擬似微分要素を有する帯域通過フィルタを設け、この帯域通過フィルタから得られる制御量と電圧指令値Ｖ＊を加算して電圧指令値Ｖ２＊を生成し、この生成された電圧指令値Ｖ２＊をＬＣフィルタ部に印加するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−３９８２７号公報（要約、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１の共振抑制方法で取り扱っている問題は、スイッチング周波数とＬＣ共振周波数が近い場合の共振抑制についてのみしか考えられていない。
電力変換装置の周波数応答特性において、上記で述べたようなＬＣ共振が発生すると、ＬＣ共振周波数付近のゲインが増加する。このとき、共振周波数付近の位相余裕がゼロ以下になってしまった場合は、共振を抑制することができない。また、電力変換制御を行う場合、各センサ値を取得し、取得した値に基づいて演算した制御が実行されるまで、フィルタ、サンプリング遅延、演算処理等のタイムラグがある。このため、実際に共振抑制に必要な制御量Ｖｃとセンサ値から演算して求めた制御量Ｖｃ＊は、フィルタ特性やサンプリング遅延等により周波数成分次第でＶｃ≠Ｖｃ＊となるため、共振が抑制されない場合がある。上記のような問題を解決するには、通常、ＬＣ共振周波数に対して、十分高い周波数で駆動するＩＣやマイコンが必要であるが、これはコストが高くなってしまう。
【００１１】
この発明は、上記のような問題を解消するためになされたもので、電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、従来の共振抑制方法で取り扱っているスイッチング周波数とＬＣ共振周波数が近い場合だけではなく、フィルタ特性やサンプリング遅延等によりシステム全体の制御ループの位相が１８０°以上回る周波数でも共振抑制可能な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】
【００１２】
この発明に係る電力変換装置は、入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子を制御する制御部とを有し、制御部がスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、電力変換回路は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、制御部は、電流共振検出部の判定結果に基づいて制御パラメータを変更してスイッチング素子を
制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の電力変換装置によれば、電力変換回路は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、制御部は、電流共振検出部の判定結果に基づいて制御パラメータを変更してスイッチング素子を制御するようにしたので、特別な回路を必要とせず、制御部の制御パラメータの調整を行うことで、交流電流の共振を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１による電力変換装置を含む交流電源から負荷までのシステム全体の概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電力変換装置を含む交流電源から負荷までのシステム全体の電流経路を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電力変換装置における、交流電流を力率１の電流目標値に制御するイメージを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作原理を説明する線図である。
【図５】この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作を説明する制御ブロック図である。
【図６】一般的な電力変換装置の制御部のタイムラグを説明する説明図である。
【図７】一般的な電力変換装置により制御された理想の交流電流波形と、制御部のタイムラグによる実際の交流電流波形を示す波形図である。
【図８】一般的な電力変換装置のセンサ値取得開始から制御実行開始までの処理時間を説明する線図である。
【図９】一般的な電力変換装置のシステム全体の共振周波数が無い場合のボード線図である。
【図１０】一般的な電力変換装置のシステム全体の共振周波数がある場合のボード線図である。
【図１１】一般的な電力変換装置の交流電流が共振している場合の、交流電流波形と目標電流波形を示す波形図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による電力変換装置の電流共振検出部の動作を説明するための線図である。
【図１３】この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作を説明するためのボード線図である。
【図１４】この発明の実施の形態１による電力変換装置の制御部の処理の時間推移を説明するための線図である。
【図１５】この発明の実施の形態１による電力変換装置の制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態２による電力変換装置の動作を説明するためのボード線図である。
【図１７】この発明による電力変換装置が適用される入力側のシステムを含むブロック図である。
【図１８】この発明による電力変換装置が適用される入力側の系統を説明する図である。
【図１９】この発明による電力変換装置が適用されるシステム全体を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電力変換装置を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電力変換装置を含む外部電源から負荷までのシステム全体の概略構成を示すブロック回路図である。また、図２は、実施の形態１の電力変換装置を含む交流電源から負荷までのシステム全体の電流経路を示す図である。
図１に示すように、電力変換装置３は、電力変換回路２０ａ，２０ｂを並列に備えており、外部電源４より、交流入力電源としての交流電圧電源（以下、単に交流電源１と称す）が、系統のインダクタンス成分５を介して、各電力変換回路２０ａ，２０ｂに接続されている。
【００１６】
電力変換装置３の電力変換回路２０ａ，２０ｂの入力側には、ノイズ除去用コンデンサ２ａ，２ｂが接続されており、さらに後段にはダイオードブリッジ６ａ，６ｂ、限流回路としてのリアクトル７ａ，７ｂが順に接続されている。リアクトル７ａ，７ｂの後段にはスイッチング素子１１ａ，１１ｂと整流ダイオード９ａ，９ｂとが接続され、整流ダイオード９ａ，９ｂのカソード側には出力段の平滑コンデンサ８ａ，８ｂの正極が接続されている。また、スイッチング素子１１ａ，１１ｂの、リアクトル７ａ，７ｂが接続された側の反対側は、平滑コンデンサ８ａ，８ｂの負極に接続されている。
【００１７】
交流電源１からの入力電圧値を取得する交流電圧検出回路３１ａ（図中記号ＳＶ１ａ、以下、括弧内は同様），３１ｂ（ＳＶ１ｂ）が、交流電源１と並列に接続されており、また、交流電源１からの交流電流値を取得する交流電流検出回路３２ａ（ＳＩ１ａ）、３２ｂ（ＳＩ１ｂ）が設けられている。更に、平滑コンデンサ８ａ，８ｂと並列に、平滑コンデンサ電圧検出回路３３ａ（ＳＶ２ａ），３３ｂ（ＳＶ２ｂ）が設けられている。これらはセンサ回路である。
【００１８】
制御部１２は、制御線４０ａ，４０ｂによりスイッチング素子１１ａ，１１ｂをＯＮまたはＯＦＦ制御する。また、制御部１２は、電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングを同タイミングで実施し、信号線４１ａ，４２ａ，４３ａ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂにより、それぞれ交流電圧検出回路３１ａ，３１ｂ、交流電流検出回路３２ａ，３２ｂ、平滑コンデンサ電圧検出回路３３ａ，３３ｂの各センサ回路から、センサ値である電圧値または電流値をデータとして取得する。
【００１９】
また、電力変換装置３は、入力された交流電流が共振していることを検出する電流共振検出部１３を備えている。電流共振検出部１３は、信号線４４から制御部１２が上記のセンサ回路から取得した各センサ値の少なくとも一つのセンサ値のデータを入力し、入力したセンサ値のデータに基づいて制御電流が共振しているか否かを判定し、判定結果を信号線４５を通じて制御部１２に知らせる。
また、各電力変換回路２０ａ，２０ｂによって電力変換された直流電圧は、それぞれ負荷１０ａ，１０ｂに供給されるようになっている。
【００２０】
次に、実施の形態１による電力変換装置の動作原理について説明する。
以下、簡単のため、電力変換回路２０ａ側において共振が発生する場合のみを説明するが、電力変換回路２０ｂ側に共振が発生する場合は、添え字ａとｂを入れ替えるのみで動作原理に違いはない。
【００２１】
図１の電力変換装置３は、スイッチング素子１１ａをＯＮ−ＯＦＦさせることにより、ＯＮまたはＯＦＦそれぞれで、図２に示す電流経路（但し、Ｖａｃ＞０のとき）を通る。図２に示す各電流経路における電圧の関係は、式（１）で表すことができる。式中のｄｕｔｙＯＮａはスイッチング素子１１ａのデューティ比（ＯＮの割合、０〜１）を表す。また、式中の、Ｖａｃは交流電源１の電圧（入力電圧）、Ｖｄｃａは電力変換装置３の出力
電圧、ＶＬａはリアクトル７ａに掛かる電圧である。
【００２２】
【数１】
2015076976.tif 000003
【００２３】
ここで、インダクタンスの関係式である式（２）より、交流電流（入力電流）が力率１の交流電流目標値に追従するための、リアクトル７ａに掛かる電圧ＶＬａ（誘導起電力に相当）を求めることができる。式（２）中の、ｅは誘導起電力、ｉは電流、Ｌはインダクタンスを示す。
これより、ＶＬａをリアクトル７ａに印加するよう、スイッチング素子１１ａをスイッチング制御する際のデューティ比を操作して、交流電流を制御する。このイメージを図３に示す。
【００２４】
【数２】
2015076976.tif 000004
【００２５】
また、電力変換装置３は、スイッチング素子１１ａの前段に掛かる電圧（＝Ｖａｃ−ＶＬａ）をＶｄｃａへ昇圧するチョッパ回路として動作する。なお、実際の制御では、計算式中のＶａｃの電圧は交流電圧検出回路３１ａの値を用いるため、系統のインダクタンス成分５は無視される。スイッチングのＯＦＦデューティをｄｕｔｙＯＦＦａ（＝１−ｄｕｔｙＯＮａ）とすると、このときの昇圧比は以下の式（３）より求められる。
【００２６】
【数３】
2015076976.tif 000005
【００２７】
すなわち、式（３）からスイッチング素子１１ａをスイッチング動作させる際の、ＯＦＦデューティを決定することにより、式（４）のようにＯＮデューティｄｕｔｙＯＮａを演算することができる。このＯＮデューティｄｕｔｙＯＮａで操作することで、交流電流を制御する。
図３は、交流電流（入力電流）を力率１の電流目標値に制御するイメージ図である。
【００２８】
【数４】
2015076976.tif 000006
【００２９】
次に、図４の線図により、動作原理を説明する。
図４（ａ）は、入力電圧Ｖａｃ、交流電流（入力電流）目標値Ｉａｃａ＊、および出力電圧Ｖｄｃａを示し、図４（ｂ）は、スイッチング素子１１ａのＯＮまたはＯＦＦ状態を示し、図４（ｃ）はリアクトル７ａに印加される電圧ＶＬａを示し、図４（ｄ）は交流電流Ｉａｃａを示す。
リアクトル７ａには、スイッチング素子１１ａを動作させる電圧として、スイッチング素子１１ａがＯＮのときには入力電圧Ｖａｃが印加され、ＯＦＦのときには（入力電圧Ｖａｃ−出力電圧Ｖｄｃａ）が印加される。リアクトル７ａに電圧が印加されると、式（２）にしたがって交流電流Ｉａｃａが流れる。交流電流Ｉａｃａは、図４（ｄ）に示すように、Ｖａｃ＞０では、スイッチング素子１１ａのスイッチングＯＮ時に増加し、ＯＦＦ時に減少し、Ｖａｃ＜０では、スイッチング素子１１ａのスイッチングＯＮ時に減少し、ＯＦＦ時に増加する。
【００３０】
次に、実施の形態１の電力変換装置３の制御演算ブロック図を図５に示す。
制御部１２は、電力変換回路２０ａ、２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングを同タイミングで実施した後、平滑コンデンサ８ａの測定された出力電圧（直流電圧）Ｖｄｃａを目標電圧Ｖｄｃａ＊に維持し、また交流電源１の力率が概１になるように電流Ｉａｃａを制御する。
【００３１】
まず、制御部１２は、平滑コンデンサ８ａの目標電圧Ｖｄｃａ＊と出力電圧Ｖｄｃａとの偏差をフィードバック量として、比例積分（ＰＩ）制御した出力を振幅目標値として生成し、この振幅目標値に基づいて、交流電源１の同期正弦波から、入力電圧Ｖａｃに同期した正弦波の入力電流目標値Ｉａｃａ＊を生成する。
また、入力電流目標値Ｉａｃａ＊と測定された入力電流値Ｉａｃａとの偏差をフィードバック量として、比例積分（ＰＩ）制御した出力をリアクトル７ａに印加する目標電圧ＶＬａとして生成する。その後、式（３）、式（４）によりスイッチング素子のデューティを算出するよう構成されている。図５の制御演算ブロックによれば、交流電源１の入力電流Ｉａｃａを所望の電流波形に制御することが可能となる。
【００３２】
ここで、電力変換装置３のノイズ除去用コンデンサ２ａと系統のインダクタンス成分５により、入力電流が共振するメカニズムについて説明する。
まず、図５の制御ブロック図より、入力電流が交流電圧に追従するよう（力率１の電流目標値への追従）に制御される。しかし、図６に示すように、実際には、ＡＤサンプリングしてセンサ値を取得してから、制御を実行するまでには制御演算処理、フィルタ回路等による遅延が発生する。このため、図７に示すように、実際の波形は交流電源１の交流電圧に対して、制御する入力電流は少し遅れて追従することになる。
【００３３】
理想的に制御された交流電流波形をＦＦＴすると、交流電源１の周波数のほか制御周波数、スイッチング周波数および、制御周波数，スイッチング周波数の高調波成分の逓倍波の周波数成分が存在する。しかし実際には、交流電流波形は交流電圧波形から少し遅れる（または、少しずれる）ため、上記の周波数成分のほかに、交流電源の高調波成分が発生する。この高調波成分がＬＣ共振により増幅されると発振状態となり制御できなくなる恐れがある。
【００３４】
一般的に、図８に示すように、制御部１２は、電流を制御するまでに、各センサ値を取得し、取得したＡＤ値を用いて演算処理を行う。このため、制御実行を開始した時点での電力変換装置３の各電流・電圧値とＡＤサンプリングしたセンサ値との間はＴｓの遅れが生じる。このため、電力変換装置３の周波数特性は、図９のボード線図に示すように、ある周波数帯域からゲインが落ちてくる。
【００３５】
次に、系統のインダクタンス成分５とのＬＣ共振が起こると、電力変換装置３のボード線図は図１０のように、共振周波数付近のゲインが増加する。このとき、ゲインが増加してしまった周波数帯域において位相余裕がないと交流電流が共振してしまい、最悪の場合、交流電流が過電流により、電力変換装置３が故障してしまう恐れがある。交流電流が共振している電流波形のイメージを図１１に示す。
以上が、交流電流が共振するメカニズムである。
【００３６】
次に、電力変換装置３の電流共振検出部１３の共振検出方法について説明する。
電流共振検出部１３は、電力変換装置３が動作中の交流電流Ｉａｃａのセンサ値（以下、交流電流のセンサ値Ｉａｃａと記す）と制御部１２の入力電流目標値Ｉａｃａ＊との偏差を求め、ゼロクロスを検出する。ゼロクロス検出から次にゼロクロス検出するまでの時間Ｔａを計測し、式（５）により交流電流の共振周波数ｆａを求める。
【００３７】
【数５】
2015076976.tif 000007
【００３８】
式（５）により求めた電流波形の共振周波数ｆａが所定の範囲内（ｆ１ＴＨａ＜ｆａ＜ｆ２ＴＨａ）であると、電流共振検出手段は次のステップに移行する。
次のステップでは、式（６）により交流電流のセンサ値Ｉａｃａと目標値Ｉａｃａ＊との差のピーク値ΔＩａｃａを計算する。なお、式（６）で、ｔは時刻ｔを示す。
【００３９】
【数６】
2015076976.tif 000008
【００４０】
計算した結果、ΔＩａｃａの値が所定の閾値ＩＴＨａより大きい場合、電流共振検出部１３は交流電流が共振したと判定する。
以上の、交流電流のセンサ値Ｉａｃａと制御部１２の目標値Ｉａｃａ＊との偏差のゼロクロス、およびピーク値のイメージを図１２に示す。
【００４１】
なお、上記の説明では、交流電流検出回路３２ａのセンサ値Ｉａｃａを用いて共振を判定する例を説明したが、交流電圧検出回路３１ａのセンサ値、すなわち交流電圧値Ｖａｃａを用いても、同様に共振を判定することができる。共振が発生すると、電流だけではなく、電力変換装置３の入力、すなわちノイズ除去用コンデンサ２ａの両端の電圧も共振波形が重畳された波形となる。そこで、例えば、共振が発生していない場合の理想的な交流電圧波形と交流電圧検出回路のセンサ値の差から、上記の電流の場合と同じように、ゼロクロスおよびピーク値を求めることで共振を判定することができる。
【００４２】
次に、電流共振検出部１３が、交流電流が共振したと判定したときの制御部１２の制御方法について説明する。
上記で説明したように、電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングを同タイミングで実施してセンサ値を取得してから、実際に制御が開始するまでに遅延があるため、交流電流の高調波成分が発生し、電力変換装置３の周波数特性は、ある帯域からゲインが落ちてくる。センサ値取得開始から、取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くすると、高調波成分のレベルは下がるため、ＬＣ共振による共振ピークのレベルも下がる。また、周波数特性に関してもより高周波帯域まで追従するため、電力変
換装置３の周波数特性は高周波側に移動する。
【００４３】
このため、ＬＣ共振により位相余裕がゼロ以下になることで交流電流共振が起こっていた帯域でも、位相余裕を持つようになり、交流電流の共振が発生しなくなる。この様子を図１３に示す。
図１３の細実線がセンサ値を取得開始してから取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くする前のボード線図、太実線がセンサ値を取得開始してから制御を実行するまでの時間を短くした後のボード線図である。
【００４４】
また、電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングを同タイミングで実施し、センサ値を取得開始してから制御を実行する変更前と、電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングをずらして実施し、センサ値を取得開始してから制御を実行する変更後の制御部の処理の時間推移を図１４に示す。図１４（ａ）は変更前、図１４（ｂ）は変更後である。
図１４（ｂ）に示すように、電力変換回路ごとにセンサ値の取得開始タイミングをずらし、電力変換回路２０ａは、少なくとも１つ（例えば図５の制御演算処理のＶａｃ）を電力変換回路２０ｂのＡＤサンプリングで取得したセンサ値に基づいて、制御演算処理を実施して制御を実行するため、センサ値を取得開始してから取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くすることができる。
【００４５】
図１５は、共振抑制の制御アルゴリズムを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０において、電流共振検出部１３は、電力変換装置３が動作中の交流電流のセンサ値Ｉａｃａと制御部１２の目標値Ｉａｃａ＊との偏差Ｉａｃａ―Ｉａｃａ＊を求め、ゼロクロスを検出する。
次に、ステップＳ２０において、ゼロクロス検出から次にゼロクロス検出するまでの時間Ｔａを計測し、交流電流の共振周波数ｆａを求め、ステップＳ３０において、共振周波数ｆａが所定の範囲内にあるか否かを判定する。ステップＳ３０で共振周波数ｆａが所定の範囲内にあると判定された場合においては、ステップＳ４０に移行する。一方、ステップＳ３０において共振周波数ｆａが所定の範囲外であると判定された場合においては、共振の発生無しとして共振判定を終了する。
【００４６】
ステップＳ４０では、交流電流のセンサ値Ｉａｃａと目標値Ｉａｃａ＊との差（Ｉａｃａ―Ｉａｃａ＊）のピーク値ΔＩａｃａを計算する。
次にステップＳ５０において、ΔＩａｃａが所定の閾値ＩＴＨａより大きいか否かを判定する。ΔＩａｃａが所定の閾値ＩＴＨａより大きいと判定した場合は、ステップＳ６０に移り、ＮＯの場合は共振判定を終了する。
ステップＳ６０において、電流共振検出部１３は、交流電流が共振していると判定する。電流共振検出部１３が、交流電流が共振していると判定した場合は、ステップＳ７０において、制御部１２は、電力変換回路２０ａと２０ｂのセンサ値の取得開始タイミングをずらす。
最後にステップＳ８０において、電力変換回路２０ａは、少なくとも１つを電力変換回路２０ｂのＡＤサンプリングで取得したセンサ値に基づいて、制御演算処理を実施し、制御を実行する。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、電力変換回路ごとにノイズ除去用コンデンサ２ａ，２ｂ、平滑コンデンサ８ａ，８ｂ、負荷１０ａ，１０ｂを備えた例について示したが、これに限るものではなく、少なくとも一部を共通化してもよい。平滑コンデンサ８ａ、８ｂを共通化した場合、共振している電力変換回路のセンサ値ＶｄｃやＶａｃとして、共振していない電力変換回路のセンサ値の取得開始タイミングをずらしたセンサ値ＶｄｃやＶａｃが利用できる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、電力変換回路２０ａに共振が発生すると、電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングをずらし、電力変換回路２０ａは、少なくとも１つを電力変換回路２０ｂのＡＤサンプリングで取得したセンサ値に基づいて、制御演算処理を実施し、制御を実行する例について示したが、これに限るものではなく、電力変換回路２０ａに共振が発生する前から電力変換回路２０ａ，２０ｂにおいて、ＡＤサンプリングをずらしておき、共振が発生すると、電力変換回路２０ａは、少なくとも１つを電力変換回路２０ｂのＡＤサンプリングで取得したセンサ値に基づいて、制御演算処理を実施し、制御を実行してもよい。
【００４９】
更に、上記実施の形態では、２組の電力変換回路２０ａ，２０ｂを備えた電力変換装置について示したが、これに限るものではなく、例えば、３組以上の電力変換回路を備えている場合、夫々の電力変換回路で各センサ値の取得開始タイミングを変更し、共振している電力変換回路は、共振していない別の電力変換回路のＡＤサンプリングで取得したセンサ値あるいは最新のセンサ値に基づいて、演算処理を実施し、制御してもよい。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、共振が発生したときに電力変換回路２０ａ，２０ｂで各センサ値の取得開始タイミングをずらし、電力変換回路２０ａについて、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮することを特徴としているが、これに限るものではなく、例えば、共振が発生している、または全ての電力変換回路の制御周波数そのものを上げることでセンサ読み取りから制御実行までの時間を短縮してもよい。
【００５１】
以上のように、実施の形態１の電力変換装置によれば、入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子を制御する制御部とを有し、制御部がスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、電力変換回路は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、制御部は、電流共振検出部の判定結果に基づいて制御パラメータを変更してスイッチング素子を制御するようにしたので、特別な回路を必要とせず、制御部の制御パラメータの調整を行うことで、交流電流の共振を抑制することができる。
【００５２】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたので、センサ値取得開始から、取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くできるので、周波数特性は高周波側に移動して位相余裕を持つようになり、交流電流の共振を抑制することができる。
【００５３】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、演算処理開始までに取得できたセンサ値のうち、共振していない別の電力変換回路で取得した最新のセンサ値に基づいて制御演算処理を実施して実行するようにしたので、センサ値取得開始から制御実行までの時間を短くできるため、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していない別の電力変換回路のセンサ回路によるセンサ値取得開始時間をずらし、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路で取得したセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたので、センサ値取得のタイミングを容易に調整でき、センサ値取得開始から制御実行までの時間を短くできるため、上記と同様な効果を得ることができる。
【００５５】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していない別の電力変換回路のセンサ回路によるセンサ値取得開始時間をずらし、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、演算処理開始までに取得できたセンサ値のうち、共振していない別の電力変換回路で演算処理までに取得できた最新のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたので、上記と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路の制御周波数を上げるようにしたので、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮できるため、交流電流の共振を抑制することができる。
【００５７】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、全ての電力変換回路の制御周波数を上げるようにしたので、上記と同様に、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮できるため、交流電流の共振を抑制することができる。
【００５８】
また、電流共振検出部は、電力変換回路の交流電流の目標値と交流電流値がクロスする間隔の時間を測定し、測定した時間から交流電流の共振周波数を求め、共振周波数が所定の周波数範囲内にあれば、電力変換回路の交流電流が共振していると判定するようにしたので、簡単な構成で、交流電流の共振の有無を判定することができる。
【００５９】
また、電流共振検出部は、更に、電力変換回路の交流電流の目標値と交流電流値との差が所定の閾値を上回ったとき、電力変換回路の交流電流が共振していると判定するようにしたので、交流電流の共振の有無を容易に判定することができる。
【００６０】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２による電力変換装置について説明する。実施の形態１では、共振抑制方法として、制御部は２組の電力変換回路のセンサ値の取得開始タイミングをずらし、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮して、電力変換回路を制御していた。しかし、マイコンの処理能力には限界があるため、周波数特性の高周波側への移動には限界がある。このため、センサ値の取得開始タイミングをずらし、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮しても、共振周波数付近でのゲインの増加により、電力変換装置３のゲインが０ｄＢを越え、位相が−１８０°以下であると交流電流は共振してしまうことがある。
【００６１】
そこで、このような場合、電流共振検出部１３が、交流電流が共振していると判定すると、制御部１２は、図５のＰＩ項である制御ゲインを少なくとも１つ下げる。これにより、図１６のボード線図に示すように、電力変換装置３の周波数特性のゲインが下がり、ＬＣ共振によるゲインの増加分が減少し、位相が−１８０°以下で位相余裕がなくても交流電流が共振することを防ぐことができる。
【００６２】
なお、上記の説明では、共振が発生したときに制御ゲインを下げることで共振を抑制したが、これに限るものではなく、例えば、共振発生時に電力変換装置の出力電力を抑制することで、交流電流を小さくし制御ゲインそのものを抑制してもよい。
【００６３】
交流電流が共振していると判定すると、まず、実施の形態１のように、制御部は２組の電力変換回路のセンサ値の取得開始タイミングをずらし、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮して、電力変換回路を制御し、マイコンやＩＣの能力の限界までセンサ読み取りから制御実行までの時間を短縮しても共振が続く場合は、本実施の形態２のように、共振が発生している電力変換回路または全ての電力変換回路の制御ゲインを下げるようにする。あるいは、共振が発生している電力変換回路または全ての電力変換回路の出力電力を抑制するようにしてもよい。
【００６４】
上述のように、実施の形態１および実施の形態２で説明した電力変換装置は、電流共振検出部１３が、交流電流が共振していると判定した場合、制御部１２が、センサ値取得開始から制御実行開始までの時間、制御周波数、ゲインなどの制御パラメータを変更して交流電流の共振を抑制するものである。
【００６５】
以上のように、実施の形態２による電力変換装置によれば、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路の制御ゲインを下げるようにしたので、周波数特性のゲインが下がり、ＬＣ共振によるゲインの増加分が減少するため、位相余裕が無い場合でも交流電流の共振を防ぐことができる。
また、共振抑制のためにマイコンやＩＣの能力を特に向上させることなく、交流電流の共振を抑制できるという効果が得られる。
【００６６】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、全ての前記電力変換回路の制御ゲインを下げるようにしたので、簡単な構成で上記と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路の出力電力を抑制してスイッチング素子を制御するようにしたので、交流電流を小さくし制御ゲインそのものを抑制することで、位相余裕が無い場合でも交流電流の共振を防ぐことができる。
【００６８】
更にまた、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、全ての電力変換回路の出力電力を抑制してスイッチング素子を制御するようにしたので、簡単な構成で上記と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
実施の形態３
以下、この発明の実施の形態３による電力変換装置について説明する。
実施の形態３は、制御部１２の電流共振検出部１３が、交流電流が共振していると判定したときは、フェールセーフ機能として、電力変換装置３の共振している電力変換回路の動作そのものを停止するものである。
特に、実施の形態１および実施の形態２の共振抑制策を講じても共振が続くような場合に電力変換装置３の共振している電力変換回路の動作そのものを停止することが有効となる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、制御部１２の電流共振検出部１３が、交流電流が共振していると判定したときは、フェールセーフ機能として電力変換装置３の共振している電力変換回路の動作そのものを停止することを特徴としているが、これに限るものではなく、全ての電力変換回路の動作を停止してもよい。
【００７１】
また、上記各実施の形態では、電流共振検出部１３の電流共振判定方法は、センサ値と目標値の差に基づいて交流電流の共振が発生しているか否かを判定しているが、これに限
るものではない。例えば、交流電流検出回路３２や交流電圧検出回路３１のセンサ値のデータを取り込んでＦＦＴ変換し、所定の周波数帯域のスペクトルが所定の閾値を越えたとき、共振が発生すると判定してもよい。
【００７２】
また、上記各実施の形態の電力変換装置は入力段にダイオードブリッジを用いた構成としているが、これに限るものではなく、例えば、セミブリッジ構成でも良い。
また、上記各実施の形態の電力変換装置は昇圧回路について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、降圧回路でも良い。
【００７３】
以上のように、実施の形態３による電力変換装置によれば、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の動作を停止するようにしたので、電力変換装置が保護されると共に共振が発生した電力変換回路に接続された負荷への影響を阻止することができる。
【００７４】
また、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、全ての電力変換回路のスイッチング素子の動作を停止するようにしたので、フェールセーフ機能に優れた電力変換装置を提供できる。
【００７５】
また、電流共振検出部は、電力変換回路の少なくとも１つでセンサ回路より取得した交流電流値をＦＦＴ変換し、所定の周波数帯域の電流スペクトル値が所定の閾値を超えたとき、電力変換回路の交流電流が共振していると判定するようにしたので、共振の発生を容易に検出して判定できる。
【００７６】
なお、本願発明は、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したときに各種処理を実行しているが、共振周波数ｆａやセンサ値Ｉａｃａと目標値Ｉａｃａ＊との差のピーク値ΔＩａｃａに共振を予測する閾値を設け、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流の共振を予測したときに各種処理を実行してもよい。
また、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  交流電源、２，２ａ，２ｂ  ノイズ除去用コンデンサ、３  電力変換装置、
４  外部電源、５  系統のインダクタンス成分、６ａ，６ｂ  ダイオードブリッジ、
７ａ，７ｂ  リアクトル、８ａ，８ｂ  平滑コンデンサ、９ａ，９ｂ  整流ダイオード、１０，１０ａ，１０ｂ  負荷、１１ａ，１１ｂ  スイッチング素子、１２  制御部、
１３  電流共振検出部、２０ａ，２０ｂ  電力変換回路、
３１ａ，３１ｂ  交流電圧検出回路、３２ａ，３２ｂ  交流電流検出回路、
３３ａ，３３ｂ  平滑コンデンサ電圧検出回路、４０ａ，４０ｂ  制御線、
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４，４５  信号線、
Ｖａｃ  入力電圧、Ｖｄｃａ  出力電圧（直流電圧）、Ｖｄｃａ＊  目標電圧、
ＶＬａ  リアクトル７ａに掛かる電圧、Ｉａｃａ  入力電流（交流電流）、
Ｉａｃａ＊  入力電流目標値、ｆａ  共振周波数。
【図１】
2015076976.tif 000009
【図２】
2015076976.tif 000010
【図３】
2015076976.tif 000011
【図４】
2015076976.tif 000012
【図５】
2015076976.tif 000013
【図６】
2015076976.tif 000014
【図７】
2015076976.tif 000015
【図８】
2015076976.tif 000016
【図９】
2015076976.tif 000017
【図１０】
2015076976.tif 000018
【図１１】
2015076976.tif 000019
【図１２】
2015076976.tif 000020
【図１３】
2015076976.tif 000021
【図１４】
2015076976.tif 000022
【図１５】
2015076976.tif 000023
【図１６】
2015076976.tif 000024
【図１７】
2015076976.tif 000025
【図１８】
2015076976.tif 000026
【図１９】
2015076976.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月26日(2014.12.26)
【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】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記共振していない別の電力変換回路のセンサ値は、演算処理開始までに前記共振していない別の電力変換回路で取得できた最新のセンサ値を用い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】
前記共振していない別の電力変換回路のセンサ値は、前記共振していない別の電力変換回路の前記センサ回路により、センサ値取得開始時間をずらして取得したセンサ値を用い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４】
前記共振していない別の電力変換回路のセンサ値は、前記共振していない別の電力変換回路の前記センサ回路によるセンサ値取得開始時間をずらし、演算処理開始までに前記共振していない別の電力変換回路で取得できた最新のセンサ値を用い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】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の制御周波数を上げるようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の制御周波数を上げるようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の制御ゲインを下げるようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の制御ゲインを下げるようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、少なくとも１つの前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の出力電力を抑制して前記スイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、少なくとも１つの前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の出力電力を抑制して前記スイッチング素子を制御するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、共振していると判定した前記電力変換回路の前記スイッチング素子の動作を停止するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、前記スイッチング素子を制御する制御部とを有し、前記制御部が前記スイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、
前記電力変換回路は、前記交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、
前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、
前記電流共振検出部が、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記交流電流が共振していると判定したとき、前記制御部は、全ての前記電力変換回路の前記スイッチング素子の動作を停止するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１３】
前記電流共振検出部は、前記電力変換回路の前記交流電流の目標値と前記交流電流値がクロスする間隔の時間を測定し、測定した前記時間から前記交流電流の共振周波数を求め、前記共振周波数が所定の周波数範囲内にあれば、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記電流共振検出部は、更に、前記電力変換回路の前記交流電流の目標値と前記交流電流値との差が所定の閾値を上回ったとき、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記電流共振検出部は、前記電力変換回路の少なくとも１つで前記センサ回路より取得した交流電流値をＦＦＴ変換し、所定の周波数帯域の電流スペクトル値が所定の閾値を超えたとき、前記電力変換回路の前記交流電流が共振していると判定するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明に係る電力変換装置は、入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子を制御する制御部とを有し、制御部がスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御することにより外部の交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路を複数並列に備えた電力変換装置において、電力変換回路は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたものである。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明の電力変換装置によれば、電力変換回路は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路を有し、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源からの交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部を備え、電流共振検出部が、電力変換回路の少なくとも１つで交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、共振していると判定した電力変換回路のスイッチング素子の制御を、共振していない別の電力変換回路のセンサ値に基づいて制御演算処理をして実行するようにしたので、センサ値取得開始から、取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くできるため、周波数特性は高周波側に移動して位相余裕を持つようになり、交流電流の共振を抑制することができる。