(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクトル（１４）と、
入力端子（Ｐｉｎ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第１スイッチ（Ｓｎ）と、
出力端子（Ｐｏｕｔ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第２スイッチ（Ｓｐ）と、
を備え、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態とし、他方を開状態とすることで、前記入力端子及び前記出力端子の一方から前記リアクトルに電力を蓄積するとともに、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にすることで、前記リアクトルに蓄積された電力を前記入力端子及び前記出力端子の他方に出力する電力変換装置（ＣＮＶ）であって、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのそれぞれの制御端子に制御信号を出力することで、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にする場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがともに開状態となるデッドタイムを設けるデッドタイム設定手段（３０）と、
前記出力端子の電圧である出力電圧と所定の目標電圧との偏差に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉状態を調整することで、前記出力電圧を前記目標電圧に近づける制御を行う電圧制御手段（３０）と、
前記デッドタイムの開始時期の変化に基づいて、前記リアクトルに流れる電流であるリアクトル電流におけるゼロクロスの発生を判定する判定手段（３０）を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１スイッチ又は前記第２スイッチの制御周期当たりの閉時間が変化することに基づいて、前記ゼロクロスの発生を判定す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】
前記判定手段は、前記第１スイッチ又は前記第２スイッチの制御周期当たりの閉時間が、前記デッドタイムに相当する時間変化することに基づいて、前記ゼロクロスの発生を判定す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】
前記判定手段は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にすることで、前記リアクトルに蓄積された電力を前記入力端子及び前記出力端子の他方に出力した後、その他方のスイッチを閉状態から開状態にするタイミングの遅れに基づいて、前記ゼロクロスの発生を判定す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】
前記判定手段は、前記タイミングの遅れが、前記デッドタイムに相当する時間であることに基づいて、前記ゼロクロスの発生を判定す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】
前記判定手段は、前記デッドタイムの開始時期の変化が、所定時間にわたって生じていることを条件として、前記ゼロクロスの発生を判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
リアクトル（１４）と、
入力端子（Ｐｉｎ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第１スイッチ（Ｓｎ）と、
出力端子（Ｐｏｕｔ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第２スイッチ（Ｓｐ）と、
を備え、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態とし、他方を開状態とすることで、前記入力端子及び前記出力端子の一方から前記リアクトルに電力を蓄積するとともに、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にすることで、前記リアクトルに蓄積された電力を前記入力端子及び前記出力端子の他方に出力する電力変換装置（ＣＮＶ）であって、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのそれぞれの制御端子に制御信号を出力することで、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にする場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがともに開状態となるデッドタイムを設けるデッドタイム設定手段（３０）と、
前記出力端子の電圧である出力電圧と所定の目標電圧との偏差に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉状態を調整することで、前記出力電圧を前記目標電圧に近づける制御を行う電圧制御手段（３０）と、
前記第１スイッチ又は前記第２スイッチの制御周期当たりの閉時間が変化することに基づいて、前記リアクトルに流れる電流であるリアクトル電流におけるゼロクロスの発生を判定する判定手段（３０）を備えることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期整流制御が可能な電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上アームスイッチおよび下アームスイッチと、両スイッチにそれぞれ逆並列に接続されたダイオードと、両スイッチの接続点とバッテリとの間に接続されたリアクトルと、両スイッチの直列接続体に並列に接続されたコンデンサと、を備える電力変換装置（ブーストコンバータ）が知られている。
【０００３】
この電力変換装置では、バッテリから電力を出力する力行時には、下アームスイッチのオン操作によってリアクトルにエネルギが蓄えられ、同スイッチのオフ操作によって、リアクトルのエネルギが放出される。一方、バッテリを充電する回生時には、上アームスイッチのオン操作によってリアクトルにエネルギが蓄えられ、同スイッチのオフ操作によって、リアクトルのエネルギが放出される。
【０００４】
ここで、リアクトルを流れるリアクトル電流が小さい場合、スイッチの開閉（オフ・オン）の一制御周期において、リアクトル電流の符号が反転する状況（ゼロクロス）が生じることが考えられる。ゼロクロスが生じると、力行時において、バッテリからコンデンサ側に出力された電流がコンデンサ側からバッテリ側に戻る逆流が生じる。また、回生時において、コンデンサ側からバッテリに出力された電流がバッテリ側からコンデンサ側に戻る逆流が生じる。この逆流に起因して、電力変換効率が低下するおそれが生じる。ゼロクロスの発生を判定し、この逆流に起因する電力変換効率の低下を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の技術では、電流センサを用いてリアクトル電流を検出し、その検出値に基づいてリアクトル電流のゼロクロスを判定する。ここで、リアクトル電流はリップル成分により変化を繰り返すため、電流センサを用いてリアクトル電流を検出する構成では、サンプリングタイミングによってはリアクトル電流のゼロクロスを精度よく判定できないという問題が生じる。電流センサの精度やオフセットによってもゼロクロスを精度よく判定できないことが懸念される。また、新たに電流センサを設けることで部品点数が増加するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、リアクトル電流を検出する手段を設けない簡易な構成で、精度よくゼロクロスの発生を判定することが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】
【０００８】
本発明は、リアクトル（１４）と、入力端子（Ｐｉｎ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第１スイッチ（Ｓｎ）と、出力端子（Ｐｏｕｔ）と前記リアクトルとの電流経路を開閉する第２スイッチ（Ｓｐ）と、を備え、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態とし、他方を開状態とすることで、前記入力端子及び前記出力端子の一方から前記リアクトルに電力を蓄積するとともに、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にすることで、前記リアクトルに蓄積された電力を前記入力端子及び前記出力端子の他方に出力する電力変換装置（ＣＮＶ）であって、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのそれぞれの制御端子に制御信号を出力することで、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの一方を閉状態から開状態とし、他方を開状態から閉状態にする場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがともに開状態となるデッドタイムを設けるデッドタイム設定手段（３０）と、前記出力端子の電圧である出力電圧と所定の目標電圧との偏差に基づいて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉状態を調整することで、前記出力電圧を前記目標電圧に近づける制御を行う電圧制御手段（３０）と、前記制御信号の状態に基づいて、前記リアクトルに流れる電流であるリアクトル電流におけるゼロクロスの発生を判定する判定手段（３０）を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電力変換装置では、同期整流制御を行うとともに、スイッチの開閉状態の切り替え時にデッドタイムを設けている。即ち、入力端子側から供給される電力を出力端子側に出力する力行時において、スイッチの一方を閉状態とし、他方を開状態とする電力蓄積期間において、リアクトルに正の方向の電流を流し、リアクトルに電力を蓄積する。その後、第１デッドタイムにおいて、両スイッチを開状態にする。その後、スイッチの一方を開状態とし、他方を閉状態とする電力出力期間において、リアクトルから電力を出力する。その後、第２デッドタイムにおいて、両スイッチを開状態にする。
【００１０】
また、出力端子側から供給される電力を入力端子側に出力する回生時において、スイッチの一方を閉状態とし、他方を開状態とする電力蓄積期間において、リアクトルに負の方向の電流を流し、リアクトルに電力を蓄積する。なお、回生時における電力蓄積期間は、力行時における電力出力期間に相当し、回生時における電力出力期間は、力行時における電力蓄積期間に相当する。その後、上記第２デッドタイムにおいて、両スイッチを開状態にする。その後、スイッチの一方を開状態とし、他方を閉状態とする電力出力期間において、リアクトルから電力を出力する。その後、上記第１デッドタイムにおいて、両スイッチを開状態にする。
【００１１】
力行時において、リアクトル電流の符号が常に正でありゼロクロスが発生していない場合は、電力蓄積期間の終了時からリアクトル電流が低下し続け、第２デッドタイムの経過時にリアクトル電流が上昇し始める。一方、力行時において、リアクトル電流の符号が正から負に変わるゼロクロスが発生している場合は、電力出力期間、又は、第２デッドタイムにおいて、リアクトル電流が逆流し始める、つまり、リアクトル電流がゼロから更に低下する。その後、第２デッドタイムにおいて、リアクトル電流の逆流が抑制される、つまり、リアクトル電流がゼロに近づくように増加する。
【００１２】
言い換えると、リアクトル電流の符号が常に正でありゼロクロスが発生していない場合は、第１デッドタイムの開始時期において、リアクトル電流が最大値となり、第２デッドタイムの終了時において、リアクトル電流が最小値となる。一方、電流の符号が正から負に変わるゼロクロスが発生している場合は、第１デッドタイムの開始時期において、リアクトル電流が最大値となり、第２デッドタイムの開始時期又は第２デッドタイム中において、リアクトル電流が最小値となる。
【００１３】
同様に、回生時において、リアクトル電流の符号が常に負でありゼロクロスが発生していない場合は、上記第２デッドタイムの開始時期において、リアクトル電流が最小値となり、上記第１デッドタイムの終了時において、リアクトル電流が最大値となる。一方、電流の符号が負から正に変わるゼロクロスが発生している場合は、第２デッドタイムの開始時期において、リアクトル電流が最小値となり、第１デッドタイムの開始時期又は第１デッドタイム中において、リアクトル電流が最大値となる。
【００１４】
ここで、出力電圧を所定の目標電圧に近づける制御を行う本発明の構成では、リアクトル電流の最大値及び最小値の偏差は一定に保たれる。このため、力行時には、ゼロクロスが発生していない場合の第１デッドタイムの開始時期から第２デッドタイムの終了時の期間と、ゼロクロスが発生している場合の第１デッドタイムの開始時期から第２デッドタイムの開始時期又は第２デッドタイム中の期間とが等しくなる。また、回生時には、ゼロクロスが発生していない場合の第２デッドタイムの開始時期から第１デッドタイムの終了時の期間と、ゼロクロスが発生している場合の第２デッドタイムの開始時期から第１デッドタイムの開始時期又は第１デッドタイム中の期間とが等しくなる。つまり、ゼロクロスが発生している場合は、ゼロクロスが発生していない場合に比べて、電力出力期間が長くなることになる。
【００１５】
そこで、本発明では、両スイッチを制御する制御信号の状態に基づいて、ゼロクロスを判定する構成とした。このような構成にすることで、リアクトル電流を検出する手段を設けない簡易な構成で、精度よくゼロクロスの発生を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の電気的構成を示す図。
【図２】ゼロクロス時におけるリアクトル電流の流れを表す図。
【図３】力行時におけるリアクトル電流及び制御信号のタイミングチャート。
【図４】回生時におけるリアクトル電流及び制御信号のタイミングチャート。
【図５】ゼロクロス時におけるリアクトル電流及び制御信号のタイミングチャート。
【図６】リアクトル平均電流とデッドタイムとの関係を表す図。
【図７】リアクトル平均電流とデューティとの関係を表す図。
【図８】本実施形態における制御モード切替処理を表すフローチャート。
【図９】変形例における制御モード切替処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる電力変換制御装置を車載電源に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１に示されるモータジェネレータ１０は、電動機兼発電機であり、その回転子が駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ１０は、直流交流変換回路（インバータＩＮＶ）および電力変換装置としての電圧変換回路（コンバータＣＮＶ）を介してバッテリ１２に接続されている。バッテリ１２は、モータジェネレータ１０のエネルギ貯蔵手段としての２次電池であり、ここでは、複数の電池セルの直列接続体としての組電池を例示している。
【００１９】
コンバータＣＮＶは、平滑コンデンサ１６、平滑コンデンサ１６に並列接続されたスイッチＳｐ，Ｓｎの直列接続体、スイッチＳｐ，Ｓｎの接続点とバッテリ１２とを接続するリアクトル１４、およびスイッチＳｐ，Ｓｎに逆並列接続されるダイオードＤｉｐ，Ｄｉｎを備える周知のブースト型昇降圧チョッパ回路である。上アームスイッチ（第１スイッチ）Ｓｐは、入力端子Ｐｉｎとリアクトル１４との電流経路を開閉し、下アームスイッチＳｎ（第２スイッチ）は、出力端子Ｐｏｕｔとリアクトル１４との電流経路を開閉する。
【００２０】
すなわち、昇圧処理は、下アームスイッチＳｎのオン操作によるリアクトル１４の磁気エネルギ（リアクトル１４を流れる電流）の漸増処理と、下アームスイッチＳｎのオフ操作によるリアクトル１４の磁気エネルギの漸減処理とを有し、これらにより、入力端子Ｐｉｎから入力されるバッテリ１２の端子電圧を昇圧し、出力端子Ｐｏｕｔを介してインバータＩＮＶに印加する。
【００２１】
これに対し、降圧処理は、上アームスイッチＳｐのオン操作によるリアクトル１４の磁気エネルギ（リアクトル１４を流れる電流）の漸増処理と、上アームスイッチＳｐのオフ操作によるリアクトル１４の磁気エネルギの漸減処理とを有し、これらにより、出力端子Ｐｏｕｔから入力されるインバータＩＮＶの出力電圧を降圧し、入力端子Ｐｉｎを介してバッテリ１２に印加する。
【００２２】
なお、上記スイッチＳｐ，Ｓｎとして、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。ここで、ＩＧＢＴは、電流の流通経路を電子操作によって開閉する開閉機能を有するものの、閉状態において許容される電流の流通方向は一方向に限られる。一方、ダイオードＤｉｐ，Ｄｉｎは、ＩＧＢＴとは逆方向（低電位側から高電位側への方向）の電流のみを許容する整流機能を有している。上アームスイッチＳｐ及びダイオードＤｉｐは、回生時に平滑コンデンサ１６からバッテリ１２に流れる電流を規制し、下アームスイッチＳｎ及びダイオードＤｉｎは、力行時にバッテリ１２から平滑コンデンサ１６に流れる電流を規制する。
【００２３】
電圧制御手段としての制御装置３０は、コンバータＣＮＶを制御対象とし、スイッチＳｐ，Ｓｎを操作すべく、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御端子であるゲート端子に対してそれぞれ制御信号ｇｐ，ｇｎをそれぞれ出力することで昇圧処理や降圧処理を行なう。これらの昇圧処理及び降圧処理では、スイッチＳｐ，Ｓｎを交互にオン状態とする同期整流制御が行われる。また、デッドタイム設定手段としての制御装置３０は、スイッチＳｐ，Ｓｎのオン・オフの切り替え時にデッドタイムを設ける。即ち、デッドタイムｄｔを除き、いずれか一方がオン操作指令であって且つ他方がオフ操作指令となる信号によってコンバータＣＮＶを操作する処理となる。
【００２４】
この場合、上アームスイッチＳｐや下アームスイッチＳｎの１度のオン期間において、リアクトル１４を流れる電流であるリアクトル電流ＩＬの符号が反転する、即ち、ゼロクロスが生じると、電力変換効率が低下する。以下、図２を用いて、このリアクトル電流ＩＬにおけるゼロクロスについて説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示されるように、下アームスイッチＳｎをオン操作することで、バッテリ１２の電圧がリアクトル１４に印加される。ただし、図２（ａ）では、上アームスイッチＳｐがオン操作されていた期間において平滑コンデンサ１６からバッテリ１２に流れる電流と同じ方向にリアクトル１４を電流が流れているところを示している。
【００２６】
この電流は、漸減し、やがて符号が反転することで、図２（ｂ）に示されるように、バッテリ１２からリアクトル１４を介して下アームスイッチＳｎに電流が流れるようになる。ここで、リアクトル１４を流れる電流の絶対値は、漸増することとなり、リアクトル１４にエネルギが蓄えられる。これが力行時におけるリアクトル１４のエネルギの蓄積期間である。
【００２７】
その後、下アームスイッチＳｎをオフ操作し、上アームスイッチＳｐをオン操作することで、図２（ｃ）に示す状態となる。すなわち、バッテリ１２から平滑コンデンサ１６へ電流が流れる状態である。これは、先の図２（ｂ）に示した状態においてリアクトル１４に流れていた電流が継続して流れることによるものである。ただし、バッテリ１２の端子電圧よりも平滑コンデンサ１６の充電電圧の方が大きいために、リアクトル１４を流れる電流は漸減する。
【００２８】
この電流は、やがてゼロになり、符号が反転することで、図２（ｄ）に示されるように、平滑コンデンサ１６からリアクトル１４を介してバッテリ１２に電流が流れるようになる。ここで、リアクトル１４を流れる電流の絶対値は、漸増することとなり、リアクトル１４にエネルギが蓄えられる。これが回生時におけるリアクトル１４のエネルギの蓄積期間である。
【００２９】
このように、リアクトル１４を流れる電流の符号が反転する状況下においては、スイッチＳｐ，Ｓｎ、ダイオードＤｉｐ，Ｄｉｎや、リアクトル１４における損失に起因して電力変換効率が低下する。すなわち、たとえば符号が反転しない通常の力行時においては、図２（ｂ）に示す状態において、電流がリアクトル１４から下アームスイッチＳｎへと流通し、図２（ｃ）において、リアクトル１４からダイオードＤｉｐへと流通する。
【００３０】
これに対し、リアクトル１４を流れる電流の符号が反転する力行時においては、これらの流通経路に加えて、図２（ａ）に示すように、下アームスイッチＳｎからリアクトル１４へと進む方向や、図２（ｄ）に示すように、上アームスイッチＳｐからリアクトル１４へと進む方向にも電流が流通することとなる。このため、符号が反転しない通常の力行時と比較すると、図２に示す場合には、図２（ａ）に示す状態におけるダイオードＤｉｎの損失と、図２（ｄ）に示す状態における上アームスイッチＳｐの損失とが不要に生じることとなる。さらに、リアクトル１４を電流が往復することによる不要な損失も生じる。
【００３１】
本願の発明者は、平滑コンデンサ１６の端子間電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）を目標電圧Ｖｒｅｆに近づける一定電圧制御（フィードバック制御）を制御装置３０が行った場合に、ゼロクロスが生じていない状況とゼロクロスが生じている状況とで、スイッチＳｐ，Ｓｎの動作が異なることを発見した。具体的には、力行動作中にゼロクロスが生じると、ゼロクロスが生じていない場合に比べて、上アームスイッチＳｐのオン時間が長くなる。また、回生動作中にゼロクロスが生じると、ゼロクロスが生じていない場合に比べて、下アームスイッチＳｎのオン時間が長くなる。以下、図３〜５を用いて、このゼロクロスの発生の有無によるスイッチＳｐ，Ｓｎの動作の変化について説明する。
【００３２】
図３は、力行時において、ゼロクロスが発生していない場合のリアクトル電流ＩＬの時間変化、及び、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御信号ｇｐ，ｇｎの時間変化を表すタイミングチャートである。
【００３３】
時刻Ｔ１において、ｇｎがローからハイとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオン状態とされ、リアクトル１４にバッテリ１２の電圧が印加され、リアクトル電流ＩＬが正の方向に増加していく。時刻Ｔ１からデューティＤａ（Ｄａ＝１−Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）に応じた所定のオン時間Ｔａ（Ｔａ＝Ｔ・Ｄａ）が経過した時刻Ｔ２において、ｇｎがハイからローとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオフ状態とされ、リアクトル１４から平滑コンデンサ１６に電流が出力され、リアクトル電流ＩＬが減少していく。
【００３４】
時刻Ｔ２からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ３において、ｇｐがローからハイとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオン状態とされ、上アームスイッチＳｐを介してリアクトル電流ＩＬが出力される。時刻Ｔ３からデューティに応じた所定のオン時間（Ｔ−Ｔａ−２・ｄｔ）が経過した時刻Ｔ４において、ｇｐがハイからローとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオフ状態とされる。時刻Ｔ４からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ５において、ｇｎがローからハイとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオン状態とされ、リアクトル１４にバッテリ１２の電圧が印加され、リアクトル電流ＩＬが再び増加していく。
【００３５】
このように、力行時では、下アームスイッチＳｎのオフ期間中に、上アームスイッチＳｐが同期整流制御によりオンされる前、及び、オフされる後にデッドタイムｄｔが設けられる。
【００３６】
図４は、回生時において、ゼロクロスが発生していない場合のリアクトル電流ＩＬの時間変化、及び、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御信号ｇｐ，ｇｎの時間変化を表すタイミングチャートである。
【００３７】
時刻Ｔ１１において、ｇｐがローからハイとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオン状態とされ、リアクトル１４にインバータＩＮＶから電圧が印加され、リアクトル電流ＩＬの絶対値が増加していく。時刻Ｔ１１からデューティＤｂ（Ｄｂ＝Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）に応じた所定のオン時間Ｔｂ（Ｔｂ＝Ｔ・Ｄｂ）が経過した時刻Ｔ１２において、ｇｐがハイからローとされる。これにより、スイッチＳｐがオフ状態とされ、リアクトル１４からバッテリ１２に電流が出力され、リアクトル電流ＩＬの絶対値が減少していく。
【００３８】
時刻Ｔ１２からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ１３において、ｇｎがローからハイとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオン状態とされ、下アームスイッチＳｎを介してリアクトル電流ＩＬが出力される。時刻Ｔ１３からデューティに応じた所定のオン時間（Ｔ−Ｔｂ−２・ｄｔ）が経過した時刻Ｔ１４において、ｇｎがハイからローとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオフ状態とされる。時刻Ｔ１４からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ１５において、ｇｐがローからハイとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオン状態とされ、リアクトル１４にインバータＩＮＶから電圧が印加され、リアクトル電流ＩＬの絶対値が再び増加していく。
【００３９】
このように、回生時では、上アームスイッチＳｐのオフ期間中に、下アームスイッチＳｎが同期整流制御によりオンされる前、及び、オフされる後にデッドタイムｄｔが設けられる。
【００４０】
図５は、力行時又は回生時においてゼロクロスが発生している場合、特に、リアクトル電流ＩＬの平均値であるリアクトル平均電流ＩＬ０が０近傍である場合のリアクトル電流ＩＬの時間変化、及び、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御信号ｇｐ，ｇｎの時間変化を表すタイミングチャートである。
【００４１】
時刻Ｔ２１において、リアクトル電流ＩＬが増加している状況で、ｇｎがハイからローとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオフ状態とされ、リアクトル１４からインバータＩＮＶに電流が出力され、リアクトル電流ＩＬが減少していく。
【００４２】
時刻Ｔ２１からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ２２において、ｇｐがローからハイとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオン状態とされ、上アームスイッチＳｐを介してリアクトル電流ＩＬが出力される。ここで、時刻Ｔ２３において、リアクトル電流ＩＬが０となり、リアクトル電流ＩＬの逆流が生じる。つまり、時刻Ｔ２３以降、インバータＩＮＶからリアクトル１４に電力が蓄積される。時刻Ｔ２４において、ｇｐがハイからローとされる。これにより、上アームスイッチＳｐがオフ状態とされ、リアクトル１４からバッテリ１２に対して電力が出力されるため、リアクトル電流ＩＬが負の方向から見て減少し始める。
【００４３】
時刻Ｔ２４からデッドタイムｄｔが経過した時刻Ｔ２５において、制御信号ｇｎがローからハイとされる。これにより、下アームスイッチＳｎを介してリアクトル電流ＩＬが流れる。時刻Ｔ２６において、リアクトル電流ＩＬが０を超える。これにより、バッテリ１２からリアクトル１４に対して電力が蓄積されることになる。その後、時刻Ｔ２５から所定のオン時間経過した時刻Ｔ２７において、制御信号ｇｎがハイからローとされる。これにより、下アームスイッチＳｎがオフ状態とされ、リアクトル１４からインバータＩＮＶに電力が出力され始め、リアクトル電流ＩＬが減少し始める。
【００４４】
ここで、図３〜図５におけるリップル電流振幅Ｉｐｐは、Ｉｐｐ＝（Ｖｉｎ×Ｄａ）／（Ｌ×ｆ）として表すことができる。ここで、Ｌは、リアクトル１４のインダクタンスであり、ｆはスイッチング周波数である。つまり、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｒｅｆにする制御を実施すると、リアクトル平均電流ＩＬ０によらず、リップル電流振幅Ｉｐｐは一定値とされる。
【００４５】
力行時において、リアクトル電流ＩＬのゼロクロスが発生していない場合、図３の時刻Ｔ２から時刻Ｔ５までの期間、つまり、２回のデッドタイムｄｔ及び上アームスイッチＳｐのオン時間において、リアクトル電流ＩＬが減少する。力行時において、リアクトル電流ＩＬのゼロクロスが発生している場合、図５の時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２４までの時間、つまり、デッドタイムｄｔ及び上アームスイッチＳｐのオン時間において、リアクトル電流ＩＬが減少する。
【００４６】
リアクトル電流ＩＬの単位時間当たりの減少量（ｄｉ／ｄｔ）は、ゼロクロスの発生の有無によらず、（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）／Ｌである。また、リップル電流振幅Ｉｐｐは同じである。このため、力行時においてゼロクロスが発生していない場合の上アームスイッチＳｐのオン時間及び２回のデッドタイムｄｔの和と、ゼロクロスが発生している場合の上アームスイッチＳｐのオン時間及び１回のデッドタイムｄｔの和と、が等しくなる。
【００４７】
つまり、力行時において、ゼロクロスが発生すると、ゼロクロスが発生していない場合に比べて、上アームスイッチＳｐのオン時間がデッドタイムｄｔ分だけ長くなる。また、上アームスイッチＳｐのオン時間が長くなった分だけ、下アームスイッチＳｎのオン時間が短くなる。
【００４８】
また、回生時において、リアクトル電流ＩＬのゼロクロスが発生していない場合、図４の時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１５までの期間、つまり、２回のデッドタイムｄｔ及び下アームスイッチＳｎのオン時間において、リアクトル電流ＩＬの絶対値が減少する。回生時において、リアクトル電流ＩＬのゼロクロスが発生している場合、図５の時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２７までの期間、つまり、デッドタイムｄｔ及び下アームスイッチＳｎのオン時間において、リアクトル電流ＩＬの絶対値が減少する。
【００４９】
リアクトル電流ＩＬの絶対値の単位時間当たりの減少量（ｄｉ／ｄｔ）は、ゼロクロスの発生の有無によらず、Ｖｉｎ／Ｌである。また、リップル電流振幅Ｉｐｐは同じである。このため、回生時においてゼロクロスが発生していない場合の下アームスイッチＳｎのオン時間及び２回のデッドタイムｄｔの和と、ゼロクロスが発生している場合の下アームスイッチＳｎのオン時間及び１回のデッドタイムｄｔの和と、が等しくなる。
【００５０】
つまり、回生時において、ゼロクロスが発生すると、ゼロクロスが発生してない場合に比べて、下アームスイッチＳｎのオン時間がデッドタイムｄｔ分だけ長くなる。また、下アームスイッチＳｎのオン時間が長くなった分だけ、上アームスイッチＳｐのオン時間が短くなる。
【００５１】
図６に、リアクトル平均電流ＩＬ０の変化に伴う各スイッチＳｐ，Ｓｎのオン・オフタイミングの変化を示す。
【００５２】
力行時の電流臨界状態（電流臨界＋）からリアクトル平均電流ＩＬ０が減少し、力行時のゼロクロス移行域（移行域＋）に状態が変化すると、第２デッドタイムＤＴ２の開始が遅れる。第２デッドタイムＤＴ２の開始の遅れにともなって、上アームスイッチＳｐのオン時間が増加し、下アームスイッチＳｎのオンタイミングが遅延する。
【００５３】
移行域＋では、第２デッドタイムＤＴ２中に、ダイオードＤｉｎ，Ｄｉｐの容量成分から定まる合成容量及びリアクトル１４の誘導成分に起因した共振電流（負の電流）が、ダイオードＤｉｎからリアクトル１４に向かって流れる。なお、この共振電流の大きさは、リップル電流振幅Ｉｐｐに比べて十分に小さい。
【００５４】
移行域＋から更にリアクトル平均電流ＩＬ０が減少し、リアクトル平均電流ＩＬ０が０近傍となる領域（ゼロ近傍）に状態が変化すると、第２デッドタイムＤＴ２の開始がさらに遅れる。電流臨界＋とゼロ近傍とを比較すると、第２デッドタイムＤＴ２の開始が、第２デッドタイムＤＴ２に相当する時間（ｄｔ）遅れることになる。この第２デッドタイムＤＴ２の開始の遅れにともなって、上アームスイッチＳｐのオン時間が第２デッドタイムＤＴ２に相当する時間増加し、下アームスイッチＳｎのオンタイミングが第２デッドタイムＤＴ２に相当する時間遅くなる。
【００５５】
ゼロ近傍から更にリアクトル平均電流ＩＬ０が減少し、リアクトル平均電流ＩＬ０が負の値となり回生が実施される移行域（移行域−）に状態が変化すると、第１デッドタイムＤＴ１の開始が早くなる。第１デッドタイムＤＴ１の開始の早まりにともなって、上アームスイッチＳｐのオン時間が増加し、下アームスイッチＳｎのオフタイミングが早くなる。
【００５６】
移行域−から更にリアクトル平均電流ＩＬ０が減少し、リアクトル電流ＩＬの最大値が０となる電流臨界状態（電流臨界−）に状態が変化すると、第１デッドタイムＤＴ１の開始がさらに遅れる。ゼロ近傍と電流臨界−とを比較すると、第１デッドタイムＤＴ１の開始が第１デッドタイムＤＴ１に相当する時間（ｄｔ）早くなる。この第１デッドタイムＤＴ１の開始の早まりにともなって、上アームスイッチＳｐのオン時間が第１デッドタイムＤＴ１に相当する時間増加し、下アームスイッチＳｎのオフタイミングが第１デッドタイムＤＴ１に相当する時間早くなる。
【００５７】
図７に、リアクトル平均電流ＩＬ０の変化に伴う各スイッチＳｐ，Ｓｎのデューティの変化を示す。回生時においてゼロクロスが発生していない状態から、リアクトル平均電流ＩＬ０が増加していく場合を想定し、以下の説明を行う。
【００５８】
回生時において、ゼロクロスが生じない領域（非ゼロクロス−域）では、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｒｅｆより大きい。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｒｅｆに近づける降圧制御が実施され、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐがＤｂ（＝Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）に設定される。また、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎは、１からＤｂ及び２回のデッドタイムｄｔに相当する２・ｄｔ／Ｔを引いた値（１−Ｄｂ−２・ｄｔ／Ｔ＝Ｄａ−２・ｄｔ／Ｔ）に設定される。
【００５９】
回生時において、リアクトル平均電流ＩＬ０が増加することで、リアクトル電流ＩＬにゼロクロスが生じ、リアクトル平均電流ＩＬ０が回生時における移行域（移行域−）に属する。リアクトル平均電流ＩＬ０が増加することで、出力電圧Ｖｏｕｔが減少し、出力電圧Ｖｏｕｔの減少に伴って、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎが増加するとともに、上アームスイッチＳｐのデューティが減少する。この移行域の幅ΔＩは、ＬＣ共振電流の影響が極めて小さいと仮定すると、ΔＩ＝Ｖｉｎ×ｄｔ／Ｌと表すことができる。
【００６０】
さらにリアクトル平均電流ＩＬ０が増加することで、リアクトル平均電流ＩＬ０がゼロクロス判定域に属する。ゼロクロス判定域では、非ゼロクロス−域と比べて、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐが、Ｄｂからデッドタイムに相当するｄｔ／Ｔを減算した値（Ｄｂ−ｄｔ／Ｔ）に設定される。また、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎがＤａ−２・ｄｔ／Ｔにデッドタイムに相当するｄｔ／Ｔを加算した値（Ｄａ−ｄｔ／Ｔ）に設定される。
【００６１】
リアクトル平均電流ＩＬ０が増加し、リアクトル平均電流ＩＬ０が０を超えると、モータジェネレータ１０の動作が回生から力行に切り替わる。リアクトル平均電流ＩＬ０がさらに増加することで、リアクトル平均電流ＩＬ０が力行時における移行域（移行域＋）に属する。リアクトル平均電流ＩＬ０が増加することで、出力電圧Ｖｏｕｔが減少し、出力電圧Ｖｏｕｔの減少に伴って、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎが増加するとともに、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐが減少する。この移行域の幅ΔＩは、ＬＣ共振電流の影響が極めて小さいと仮定すると、回生時と同様にΔＩ＝Ｖｉｎ×ｄｔ／Ｌと表すことができる。
【００６２】
リアクトル平均電流ＩＬ０が増加すると、リアクトル平均電流ＩＬ０が力行時におけるゼロクロスが生じない領域（非ゼロクロス＋域）に属する。非ゼロクロス＋域では、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧Ｖｒｅｆより小さい。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｒｅｆに近づける昇圧制御が実施され、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎがＤａに設定される。また、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐが１からＤａ及び２回のデッドタイムｄｔに相当する２・ｄｔ／Ｔを引いた値（１−Ｄａ−２・ｄｔ／Ｔ＝Ｄｂ−２・ｄｔ／Ｔ）に設定される。つまり、ゼロクロス判定域と比べると、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎがデッドタイムｄｔに相当する値ｄｔ／Ｔだけ増加し、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐがデッドタイムｄｔに相当する値ｄｔ／Ｔだけ減少する。
【００６３】
本実施形態の制御装置３０は、スイッチＳｐ，ＳｎのデューティＤｐ，Ｄｎが、ゼロクロス域におけるデューティとなっている場合に、ゼロクロスが生じていると判定する。そして、ゼロクロスが生じていると判定された場合に、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御を電流連続モードから電流不連続モードに制御モードを切り替える。
【００６４】
図８にゼロクロスの発生にともなう制御モードの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この処理は、制御装置３０によって制御周期Ｔごとに実施される。
【００６５】
ステップＳ０１において、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐが、ゼロクロス判定域におけるデューティ（Ｄｂ−ｄｔ／Ｔ）となっているか否かを判定する。デューティＤｎと同様に、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐのデューティＤｐが、Ｄｂ−ｄｔ／Ｔ−ΔＤ以上、かつ、Ｄｂ−ｄｔ／Ｔ＋ΔＤ未満であることを条件として、上アームスイッチＳｐのデューティＤｐが、ゼロクロス判定域におけるデューティとなっていると判定する。
【００６６】
ステップＳ０２において、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎが、ゼロクロス判定域におけるデューティ（Ｄａ−ｄｔ／Ｔ）となっているか否かを判定する。ここで、コンバータＣＮＶにおける電力損失や、負荷変動による入出力電力の変動の影響によって、デューティは微少に変化する。そこで、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎが、Ｄａ−ｄｔ／Ｔ−ΔＤ以上、かつ、Ｄａ−ｄｔ／Ｔ＋ΔＤ未満であることを条件として、下アームスイッチＳｎのデューティＤｎが、ゼロクロス判定域におけるデューティとなっていると判定する。ΔＤは、ｄｔ／Ｔ未満の値であり、例えば、ｄｔ／（２・Ｔ）である。判定手段としての制御装置３０は、ステップＳ０１，Ｓ０２による判定により、デッドタイムの開始時期の変化が生じているか否かを判定している。
【００６７】
下アームスイッチＳｎのデューティＤｎ及び上アームスイッチＳｐのデューティＤｐの少なくとも一方が、ゼロクロス判定域におけるデューティとなっていないと判定された場合（Ｓ０１：ＮＯ、又は、Ｓ０２：ＮＯ）、ステップＳ０３において、ゼロクロスが発生していないと判定する。ステップＳ０３の後、ステップＳ０４において、複数の制御周期にわたって連続してリアクトル平均電流ＩＬ０がゼロクロス判定域になっている場合に、その制御周期の数を表す成立周期カウンタをリセットする。ステップＳ０４の後、ステップＳ０５において、電流連続モードにおける制御を実施する。
【００６８】
デューティＤｎ及びデューティＤｐが、ともにゼロクロス判定域におけるデューティとなっていると判定されると（Ｓ０１：ＹＥＳ、かつ、Ｓ０２：ＹＥＳ）、ステップＳ０６において、成立周期カウンタをインクリメントする。ステップＳ０７において、成立周期カウンタが所定数以上であるか否かを判定する。成立周期カウンタが所定数未満であると判定されると（Ｓ０７：ＮＯ）、ステップＳ０５の処理が実施される。成立周期カウンタが所定値以上であると判定されると（Ｓ０７：ＹＥＳ）、ステップＳ０８において、ゼロクロスが発生していると判定する。そして、ステップＳ０９以降のゼロクロス発生時の処理を行う。このように、複数の周期にわたってゼロクロスが発生している場合に、制御モードの切り替えを実施することで、制御モードが頻繁に切り替わり、動作が不安定になることを抑制する。
【００６９】
ステップＳ０９において、スイッチＳｐ，Ｓｎの制御モードを電流不連続モードに切り替える。電流不連続モードでは、スイッチＳｐ，Ｓｎの一方のオン・オフを切り替えるとともに、他方を常時オフとする。ここで、Ｖｒｅｆ＞Ｖｏｕｔの場合、つまり、力行時の場合、下アームスイッチＳｎのオン・オフを切り替えることで出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｒｅｆに近づける制御を行うとともに、上アームスイッチＳｐを常時オフとする。また、Ｖｒｅｆ≦Ｖｏｕｔの場合、つまり、回生時の場合、上アームスイッチＳｐのオン・オフを切り替えことで出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｒｅｆに近づける制御を行うとともに、下アームスイッチＳｎを常時オフとする。
【００７０】
ステップＳ１０において、出力電圧Ｖｏｕｔの安定性の判定を行う。具体的には、出力電圧Ｖｏｕｔと目標電圧Ｖｒｅｆとの偏差が所定値ΔＶ以内か否かの判定を行う。出力電圧Ｖｏｕｔが安定でないと判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ０４，Ｓ０５の処理を実施し、処理を終了する。電流不連続モードでは、出力電圧Ｖｏｕｔの安定性が低下する。そこで、出力電圧Ｖｏｕｔと目標電圧Ｖｒｅｆとの偏差が所定値以上となったことを条件として、電流連続モードに移行する上記の制御を実施することで、出力電圧Ｖｏｕｔが不安定になることを抑制することができる。
【００７１】
出力電圧Ｖｏｕｔが安定であると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１において、電流不連続モードにおいてオン・オフを切り替えるスイッチが下アームスイッチＳｎである場合、デューティＤｎがＤａ以下であるか否かを判定する。また、電流不連続モードにおいてオン・オフを切り替えるスイッチが上アームスイッチＳｐである場合、デューティＤｐがＤｂ以下であるか否かを判定する。デューティＤ１がＤｎより大きい場合、又は、デューティＤ２がＤｕより大きい場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ０４，Ｓ０５の処理を実施し、処理を終了する。
【００７２】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００７３】
両スイッチＳｐ，Ｓｎを制御する制御信号ｇｐ，ｇｎの状態に基づいて、ゼロクロスを判定する構成とした。このような構成にすることで、リアクトル電流ＩＬを検出するセンサを設けない簡易な構成で、精度よくゼロクロスの発生を判定することができる。
【００７４】
ゼロクロスが発生していない場合の電力出力期間に比べて、ゼロクロスが発生している場合の電力出力期間は長くなる。そこで、両スイッチＳｐ，Ｓｎの一方のデューティ（制御周期当たりのオン時間）が変化することに基づいて、ゼロクロスの発生を判定することができる。
【００７５】
力行時において、ゼロクロスが発生し、かつ、リアクトル平均電流ＩＬ０が０である場合の電力出力期間は、ゼロクロスが発生していない場合の電力出力期間に比べて、第２デッドタイムＤＴ２に相当する時間だけ長くなる。また、回生時において、ゼロクロスが発生し、かつ、リアクトル平均電流ＩＬ０が０である場合の電力出力期間は、ゼロクロスが発生していない場合の電力出力期間に比べて、第１デッドタイムＤＴ１に相当する時間だけ長くなる。そこで、両スイッチＳｐ，Ｓｎの一方のデューティ（制御周期当たりのオン時間）がデッドタイムｄｔに相当する時間（ｄｔ／Ｔ）変化することに基づいて、ゼロクロスが発生していることを判定することができる。
【００７６】
デッドタイムの開始時期の変化（デューティの変化）が所定時間（例えば、複数の制御周期）にわたって、生じていることを条件として、ゼロクロスの発生を判定する構成とした。このような構成とすることで、入力電圧Ｖｉｎ又は出力電圧Ｖｏｕｔの一時的な変動などに伴う一時的なリアクトル電流ＩＬの変化によるゼロクロスの誤判定を抑制することができる。
【００７７】
（他の実施形態）
・上記の実施形態では、デューティＤｐ，Ｄｎの変化に基づいて、ゼロクロスの発生を判定する構成とした。これを変更し、電力出力期間の前後のデッドタイムのうち、電力出力期間後のデッドタイムの開始時期の遅れに基づいて、ゼロクロスの発生を判定する構成としてもよい。
【００７８】
図６に示したように、力行時において、ゼロクロスが発生し、かつ、リアクトル平均電流ＩＬ０が０近傍である場合の第２デッドタイムＤＴ２の開始時期は、ゼロクロスが発生していない場合の第２デッドタイムＤＴ２の開始時期に比べて、第２デッドタイムＤＴ２に相当する時間（ｄｔ）遅くなる。また、回生時において、ゼロクロスが発生し、かつ、リアクトル平均電流ＩＬ０が０近傍である場合の第１デッドタイムＤＴ１の開始時期は、ゼロクロスが発生していない場合の第１デッドタイムＤＴ１の開始時期に比べて、第１デッドタイムＤＴ１に相当する時間（ｄｔ）遅くなる。
【００７９】
つまり、上アームスイッチＳｐのオフタイミングがデッドタイムｄｔに相当する時間遅れた場合に、力行時におけるゼロクロスが発生していることを判定できる。また、下アームスイッチＳｎのオンタイミングを基準とし、下アームスイッチＳｎのオフタイミングがデッドタイムｄｔに相当する時間遅れた場合、回生時におけるゼロクロスが発生していることを判定できる。
【００８０】
そこで、図８に示す制御モードの切り替え処理に代えて、図９に示す制御モードの切り替え処理を実施する構成とするとよい。以下、図９のフローチャートについて説明を行う。なお、図８と同一の処理については説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ２１において、上アームスイッチＳｐのオンタイミングを基準とし、上アームスイッチＳｐのオフタイミングがｄｔ−ΔＴ以上遅れているか否かを判定する。ΔＴは、ｄｔ未満の値であり、例えば、ｄｔ／２である。上アームスイッチＳｐのオフタイミングが遅れていないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ２２において、下アームスイッチＳｎのオンタイミングを基準とし、下アームスイッチＳｎのオフタイミングがｄｔ−ΔＴ以上遅れているか否かを判定する。
【００８２】
スイッチＳｐ，Ｓｎのオフタイミングがともにデッドタイムｄｔに相当する時間遅れていないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、デッドタイムの開始時期の変化が生じていないと判定し、ステップＳ０３以降の処理を行う。スイッチＳｐ，Ｓｎのオフタイミングのいずれか一方がデッドタイムｄｔに相当する時間遅れていると判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ、又は、Ｓ２２：ＹＥＳ）、デッドタイムの開始時期の変化が生じていると判定して、ステップＳ０６以降の処理を行う。
【００８３】
・電流連続モードから電流不連続モードへの切り替えに変えて、電流連続モードから電流臨界モードに切り替える制御を行ってもよい。電流臨界モードでは、スイッチング周波数を変化させることで、リアクトル電流ＩＬの値を０からピーク値の間で変動させる。また、電流連続モードからバーストモードに切り替える制御を行ってもよい。バーストモードでは、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の閾値以下に落ちた場合に、パルス状の電流を集中的に出力させる。
【００８４】
・上記構成では、電流不連続モードにおいて、スイッチＳｐ，Ｓｎの一方（制御対象スイッチ）のオン・オフを切り替えるとともに、他方を常時オフする構成とした。これを変更し、リアクトル電流ＩＬが０になるまでの期間において、他方のスイッチ（同期整流スイッチ）をオン状態とし、同期整流制御を実施する構成としてもよい。
【００８５】
電流不連続モードでは、制御対象スイッチをオン状態とし、リアクトル１４に電力を蓄積する電力蓄積期間と、制御対象スイッチをオフ状態とし、リアクトル１４から電力を出力する電力出力期間と、リアクトル電流ＩＬが０に達し、電流出力が停止される停止期間とが設けられる。この電力出力期間において、同期整流スイッチをオン状態とする。具体的には、リアクトル電流ＩＬのピーク値をＩｐとすると、電力蓄積期間の長さは、Ｌ・Ｉｐ／Ｖｉｎ、電力出力期間の長さはＬ・Ｉｐ／（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）となる。そこで、電力出力期間の開始後と終了前にデッドタイムｄｔを設け、同期整流スイッチをＬ・Ｉｐ／（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）−２ｄｔだけオン状態にする制御を行う構成とする。このような制御を実施することで、ダイオードＤｉｐ，Ｄｉｎにおける電力損失を低減することができる。
【００８６】
・第１デッドタイムＤＴ１の時間幅と第２デッドタイムＤＴ２の時間幅とは異なるものであってもよい。
【００８７】
・所定の周期にわたってデッドタイムの開始時期の変化が発生している場合に、ゼロクロスが生じていると判定する構成としたが、これを変更してもよい。つまり、デッドタイムの開始時期の変化が１回でも発生している場合に、ゼロクロスが生じていると判定する構成としてもよい。
【００８８】
・コンバータＣＮＶは、上記の非絶縁型ブーストコンバータに代えて、非絶縁型バックコンバータや、非絶縁型バックブーストコンバータであってもよい。
【００８９】
・スイッチＳｎ，ＳｐとしてＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１４…リアクトル、３０…制御装置、ＣＮＶ…コンバータ、Ｐｉｎ…入力端子、Ｐｏｕｔ…出力端子、Ｓｎ…下アームスイッチ、Ｓｐ…上アームスイッチ。
【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】
0006350218.tif 000008
【図８】
0006350218.tif 000009
【図９】
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