(57)【要約】【課題】  デッドタイム期間を確実に確保し、正確なデッドタイムを生成できる電力変換装置を提供することにある。【解決手段】  ３相ドライバ1000は、上アーム及び下アームのそれぞれに設けられたスイッチング素子3001,3002を駆動する駆動信号にデッドタイムを生成する。３相ドライバ1000は、アナログ方式でデッドタイムを生成するアナログＣＲ時定数回路1160と、デジタル方式でデッドタイムを生成するデジタルカウンタ回路1150を有する。選択回路1170は、アナログＣＲ時定数回路1160が生成するデッドタイムと、デジタルカウンタ回路1150が生成するデッドタイムの内、期間が長い方のデッドタイムを選択し、AND回路1180,1190において、ＰＷＭ入力パルスにデッドタイムを付加する。【選択図】図１  
2005160265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上アーム及び下アームのそれぞれに設けられたスイッチング素子と、これらのスイッチング素子を駆動する駆動信号にデッドタイムを生成するデッドタイム生成手段とを有する電力変換装置において、
前記デッドタイム生成手段は、
アナログ方式でデッドタイムを生成するアナログデッドタイム生成手段と、
デジタル方式でデッドタイムを生成するデジタルデッドタイム生成手段及び前記上アーム及び下アームのそれぞれスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成するとともに、それぞれの駆動信号にデッドタイムを付与した上で出力するマイクロプロセッサの内少なくとも一方とから構成されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力変換装置において、
前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間を、他のデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間よりも短くしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２記載の電力変換装置において、
前記デッドタイム生成手段は、
前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デジタルデッドタイム生成手段と、
前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムと、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの内、長い方のデッドタイムを選択する選択手段とから構成されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３記載の電力変換装置において、
前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項２記載の電力変換装置において、
前記デッドタイム生成手段は、
前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デジタルデッドタイム生成手段と、前記デッドタイムを付与した駆動信号を出力するマイクロプロセッサとか構成され、
前記マイクロプロセッサが生成するデッドタイムの期間は、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間よりも長く、また、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項２記載の電力変換装置において、
前記デッドタイム生成手段は、
前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デッドタイムを付与した駆動信号を出力するマイクロプロセッサとか構成され、
前記マイクロプロセッサが生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１記載の電力変換装置において、
前記デッドタイム生成手段は、前記スイッチング素子の近傍に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
上アーム及び下アームのそれぞれに設けられたスイッチング素子と、これらのスイッチング素子を駆動する駆動信号にデッドタイムを生成するデッドタイム生成手段とを有する電力変換装置と、この電力変換装置によって変換された電力により駆動される回転電機とからなる回転電機装置において、
前記デッドタイム生成手段は、
アナログ方式でデッドタイムを生成するアナログデッドタイム生成手段と、
デジタル方式でデッドタイムを生成するデジタルデッドタイム生成手段及び前記上アーム及び下アームのそれぞれスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成するとともに、それぞれの駆動信号にデッドタイムを付与した上で出力するマイクロプロセッサの内少なくとも一方とから構成されるとともに、
前記スイッチング素子及び前記デッドタイム生成手段からなる電力変換装置は、前記回転電機のブラケットに取り付けられたことを特徴とする回転電機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源に直列接続された第1および第2電力スイッチング素子からなる少なくとも1アームを有する電力変換装置及びこれを用いる回転電機装置に係り、特に、電車，自動車等の輸送機関に搭載されるに好適な電力変換装置及びこれを用いる回転電機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電車，自動車等の輸送機関では、誘導電動機を動かすためのPWMインバータ装置が多く採用されている。そのインバータ装置の半導体スイッチング素子として、IGBTやパワーMOSFETが使用されている。通常は、上下アームに設けられたIGBTには個別にオンするものであり、仮に、同時にオン状態になるとアーム短絡により大きな電流が流れ、IGBTの発熱による素子破壊など大きな障害が発生する。そこで、上下アームのIGBTのオン状態が重ならないように、PWMパルスにデッドタイムを挿入することが一般的になっている。
【０００３】
PWMパルスにデッドタイムを挿入する方法としては、例えば、特開２００２−３３５６７９号公報に記載されているように、ヒステリシスインバータを用いてゲート信号を遅延させてデッドタイムを作成したり、抵抗とコンデンサからなる遅延を用いてデッドタイムを生成するアナログ回路が知られている。
【０００４】
また、デジタル回路でデッドタイムを作成する方法としては、例えば、実開平６−７４０９３号公報に記載されているように、カウンタ回路を用いた方法が知られている。近年では、例えば、特開平１１−１２２９３８号公報に記載されているように、マイクロプロセッサやDSP等によりデジタル的にPWMパルスを発生させ、カウンタ回路によりデッドタイムを挿入する方式も知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３５６７９号公報
【０００６】
【特許文献２】実開平６−７４０９３号公報
【０００７】
【特許文献３】特開平１１−１２２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
最近、本願発明者らは、機電一体型の回転電機の開発を進めている。機電一体型の回転電機とは、回転電気のブラケットに、インバータ回路やインバータ回路の制御回路を一体的に取り付けた構成を有している。このような機電一体型の回転電機に、特開２００２−３３５６７９号公報に記載されているようなアナログ回路を用いてデッドタイムを挿入する方式を採用しようとすると、温度条件及び電源電圧などに影響を受けやすくデッドタイム期間にばらつきが生じ、デッドタイム補償処理を行いにくくなる問題がある。
それに対して、実開平６−７４０９３号公報に記載のようなデジタル回路でデッドタイム期間を生成する方式では、正確なデッドタイムを生成することができるが、次のような問題があることが判明した。機電一体型の回転電機の場合、インバータ回路と、このインバータ回路を制御する制御回路の中に用いられ、デッドタイムを生成するためのカウンタ回路とが混在して設置されこととなり、インバータ回路に用いられるIGBTなどのスイッチング素子のスイッチング時のノイズによりカウンタ回路が誤動作し、デッドタイムを挿入できない場合が発生するという問題があることが判明した。
【０００９】
さらに、特開平１１−１２２９３８号公報に記載されているように、マイコン等でデッドタイムを生成するものでは、マイコン等の異常によりデッドタイムが短くなる場合があるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、デッドタイム期間を確実に確保し、正確なデッドタイムを生成できる電力変換装置及びこれを用いる回転電機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、上アーム及び下アームのそれぞれに設けられたスイッチング素子と、これらのスイッチング素子を駆動する駆動信号にデッドタイムを生成するデッドタイム生成手段とを有する電力変換装置において、前記デッドタイム生成手段は、アナログ方式でデッドタイムを生成するアナログデッドタイム生成手段と、デジタル方式でデッドタイムを生成するデジタルデッドタイム生成手段及び前記上アーム及び下アームのそれぞれスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成するとともに、それぞれの駆動信号にデッドタイムを付与した上で出力するマイクロプロセッサの内少なくとも一方とから構成したものである。  
かかる構成により、デッドタイム期間を確実に確保し、正確なデッドタイムを生成し得るものとなる。
【００１２】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間を、他のデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間よりも短くしたものである。
【００１３】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記デッドタイム生成手段は、前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デジタルデッドタイム生成手段と、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムと、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの内、長い方のデッドタイムを選択する選択手段とから構成したものである。
【００１４】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定したものである。
【００１５】
（５）上記（２）において、好ましくは、前記デッドタイム生成手段は、前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デジタルデッドタイム生成手段と、前記デッドタイムを付与した駆動信号を出力するマイクロプロセッサとか構成され、前記マイクロプロセッサが生成するデッドタイムの期間は、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間よりも長く、また、前記デジタルデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定したものである。
【００１６】
（６）上記（２）において、好ましくは、前記デッドタイム生成手段は、前記アナログデッドタイム生成手段と、前記デッドタイムを付与した駆動信号を出力するマイクロプロセッサとか構成され、前記マイクロプロセッサが生成するデッドタイムの期間は、前記アナログデッドタイム生成手段が生成するデッドタイムの期間に比べて長くなるように設定したものである。
【００１７】
（７）上記（１）において、好ましくは、前記デッドタイム生成手段は、前記スイッチング素子の近傍に配置したものである。
【００１８】
（８）また、上記目的を達成するために、本発明は、上アーム及び下アームのそれぞれに設けられたスイッチング素子と、これらのスイッチング素子を駆動する駆動信号にデッドタイムを生成するデッドタイム生成手段とを有する電力変換装置と、この電力変換装置によって変換された電力により駆動される回転電機とからなる回転電機装置において、前記デッドタイム生成手段は、アナログ方式でデッドタイムを生成するアナログデッドタイム生成手段と、デジタル方式でデッドタイムを生成するデジタルデッドタイム生成手段及び前記上アーム及び下アームのそれぞれスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成するとともに、それぞれの駆動信号にデッドタイムを付与した上で出力するマイクロプロセッサの内少なくとも一方とから構成されるとともに、前記スイッチング素子及び前記デッドタイム生成手段からなる電力変換装置は、前記回転電機のブラケットに取り付けるようにしたものである。  
かかる構成により、デッドタイム期間を確実に確保し、正確なデッドタイムを生成し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、デッドタイム期間を確実に確保し、正確なデッドタイムを生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１〜図６を用いて、本発明の第１の実施形態による電力変換装置の構成および動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による電力変換装置を用いた３相モータ駆動システムの構成について説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置を用いた３相モータ駆動システムの構成を示すシステム構成図である。
【００２１】
本実施形態の３相モータ駆動システムは、マイクロプロセッサ２０００と、３相ドライバ１０００と、３相インバータ３０００と、３相モータ４０００と、電源５０００とから構成される。以下、３相モータ駆動（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の動作について、U相を例にして説明する。なお、Ｖ相，Ｗ相についても、Ｕ相と同様である。
【００２２】
マイクロプロセッサ２０００は、３相インバータ３０００の内部のU相上アームスイッチング素子３００１とU相下アームスイッチング素子３００２のオン・オフ制御を行うPWMパルスを作成し、３相ドライバ１０００に出力する。U相上アームスイッチング素子３００１及びU相下アームスイッチング素子３００２としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴが用いられる。
【００２３】
３相ドライバ１０００に入力されたPWMパルスは、デッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路１１００で、U相上アームスイッチング素子３００１の制御パルスとU相下アームスイッチング素子３００２の制御パルスに分離される。この時、U相上下アームのスイッチング素子３００１、３００２が同時オンが重ならないように、分離された制御パルスにデッドタイムが付加される。デッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路１１００の詳細構成および動作については、図２を用いて後述する。
【００２４】
デッドタイムを付加された下アーム制御パルスは、下アーム駆動回路１３００を介して、U相下アームスイッチング素子３００２のゲート端子に出力される。また、デッドタイムを付加された上アーム制御パルスは、レベルシフト回路１２００で、高電圧領域で駆動する上アームスイッチング素子３００１のために電圧レベルシフトを行い、上アーム駆動回路１４００を介して、U相上アームスイッチング素子３００１のゲート端子に出力される。
【００２５】
３相インバータ３０００の上下アームのスイッチング素子３００１，３００２は、３相ドライバ１０００から送られた制御パルスに従い、オン・オフ動作を行い３相モータ４０００を駆動させる。
【００２６】
次に、図２および図３を用いて、本実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路１１００の構成および動作について説明する。  
図２は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
【００２７】
マイクロプロセッサ２０００から入力されるＰＷＭパルス（図３（Ａ））は、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように、上下アーム制御向けのパルスに分割される。上アーム制御パルスは、入力されるPWMパルスそのままで、下アーム制御パルスは、PWMパルスをインバータ１１１０で極性を反転させたものである。
【００２８】
上アーム用ワンショットパルス発生器１１３０は、図３（Ｄ）に示すように、上アーム制御パルスが入力すると、その立上りエッジに対応した短いパルスを生成する。下アーム用ワンショットパルス発生器１１２０は、図３（Ｅ）に示すように、下アーム制御パルスが入力すると、その立上りエッジに対応した短いパルスを生成する。ＯＲ回路１１４０は、図３（Ｆ）に示すように、上アーム用ワンショットパルス発生器１１３０が出力するパルスと、下アーム用ワンショットパルス発生器１１２０が出力するパルスとを合成して出力する。ＯＲ回路１１４０の出力は、デジタルカウンタ回路１１５０とアナログCR時定数回路１１６０に入力し、それぞれを起動するパルスとして用いられる。
【００２９】
デジタルカウンタ回路１１５０は、ＯＲ回路１１４０から出力される起動パルスを受け、外部クロックの立上りエッジを基準にインクリメントを行い、図３（Ｇ）に示すように、カウント上限値に到達するまでのデッドタイム期間Ｔ１の間、出力を「１」にする。これによりデッドタイム期間は、外部クロック周波数のみで決まるので、温度条件や製造ばらつきによるデッドタイム期間ばらつきが無く、正確なデッドタイムを得ることができる。
【００３０】
また、アナログCR時定数回路１１６０は、ＯＲ回路１１４０のから出力される起動パルスを受け、図３（Ｈ）に示すように、コンデンサCと抵抗Rの時定数分のデッドタイム期間Ｔ２の間、出力を「１」にする。アナログCR時定数回路１１６０は、温度条件，製造ばらつき，電源電圧によりデッドタイム期間にばらつきが発生するが、デッドタイム期間が消失してしまう誤動作は起きないので、確実にデッドタイムを得ることができる。
【００３１】
選択回路１１７０は、デジタルカウンタ回路１１５０とアナログCR時定数回路１１６０が二重に生成したデッドタイム期間が入力すると、デッドタイム期間の長い方の出力信号を選択したものを、図３（Ｉ）に示すように、デッドタイム期間として出力する。デジタルカウンタ回路１１５０のデッドタイム期間Ｔ１は、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間Ｔ２よりも長く（Ｔ１＞Ｔ２）、設定する。これにより、通常はデジタルカウンタ回路１１５０の正確なデッドタイム期間が選択される。図３（Ａ）に示すＰＷＭ信号として、例えば、２ＫＨｚの信号を用いると、周期Ｔ０は、５０μｓとなる。このような場合、デジタルカウンタ回路１１５０のデッドタイム期間Ｔ１は、例えば、５μｓに設定する。また、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間Ｔ２は、２．５μｓに設定する。
【００３２】
AND回路１１８０は、インバータ１１７１により反転された選択回路１１７０の出力と、上アーム制御パルスとのＡＮＤをとり、図３（Ｊ）に示すように、上アーム制御パルスにデッドタイムを付加する。また、AND回路１１９０は、インバータ１１７１により反転された選択回路１１７０の出力と、下アーム制御パルスとのＡＮＤをとり、図３（Ｋ）に示すように、下アーム制御パルスにデッドタイムを付加する。
【００３３】
図３（Ｇ）に示すように、スイッチング時のノイズ等により、デジタルカウンタが異常動作をした場合でも、アナログCR時定数回路１１６０が出力するデッドタイム期間により確実にデッドタイムを得ることができる。
【００３４】
以上のようにして、第１デッドタイムの生成に、外部クロックでデジタル回路を駆動することにより、温度条件や製造ばらつきによるデッドタイム期間のばらつきを無くすことができ、正確なデッドタイムを得ることができる。また、第２デッドタイムの生成に、アナログ回路を用いることにより、スイッチング時のノイズによる誤動作が発生しないので、確実なデッドタイムを得ることができる。そして、第１デッドタイムのパルス期間を第２デッドタイムのパルス期間より長くし、第１と第２のデッドタイム期間パルスを選択することにより、通常動作時は正確な第１デッドタイムが、デジタル異常時は第２デッドタイムが選択されるので、正確で確実なデッドタイムを得ることができる。これにより、PWMパルスに正確で確実にデッドタイムを付加することができる。
【００３５】
次に、図４および図５を用いて、本実施形態による電力変換装置に用いるデジタルカウンタ１１５０の構成および動作について説明する。  
図４は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデジタルカウンタの構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデジタルカウンタ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【００３６】
初期状態は、起動パルスが１になることにより、セレクタ１１５２は初期値０を選択し、外部クロックの立ちあがりエッジで更新するFF１１５３に、カウント初期値０がセットされる。カウント状態では、起動パルスは０に戻り、セレクタ１１５２はFF１１５３の出力値に加算器１１５１でインクリメント（＋１）した値を選択し、FF１１５３にセットする。これにより、FF１１５３の出力値が、外部クロックの立ちあがりエッジを受ける度にカウントアップされる。
【００３７】
デッドタイム期間パルスは、比較器１１５４でFF１１５３の値と上限値２０を比較し、上限値未満であれば１が出力され、上限値以上になると０が出力される。これにより、外部クロックに同期した正確なデッドタイム期間を得ることができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、PWMパルスに正確で確実にデッドタイムを付加することができる。
【００３９】
次に、図６を用いて、本実施形態による電力変換装置を用いた３相モータの構成について説明する。  
図６は、本発明の第１の実施形態による電力変換装置を用いた３相モータの構成を示す断面図である。
【００４０】
モータ４０００は、２個のブラケット４１００Ｆ，４１００Ｒによって固定された固定子４２００と、固定子４２００の内側に回転可能に保持された回転子４３００とを備えている。回転子４３００のシャフト４３１０は、２つのブラケットに取り付けられた軸受４３２０，４３３０によって回転可能に支持されている。固定子４２００は、固定子鉄芯４２１０と、固定子コイル４２２０とから構成される。回転子４３００は、回転子鉄芯４３４０と、回転子コイル４３５０とから構成される。ブラケット４１００Ｒには、図１に示したインバータ回路３０００と、ドライバ回路１０００からなる電力変換装置が取り付けられている。インバータ回路３０００とドライバ回路１０００とは、同一の基板状に形成される場合もあり、また、２枚の別々の基板に形成される場合もある。２枚の別々の基板に形成される場合には、２枚の基板は上下方向に積み重ねたような状態で配置される。いずれにしても、インバータ回路３０００とドライバ回路１０００とが近接配置されるため、インバータ回路３０００のスイッチング素子のスイッチング動作により、ノイズが発生し、ドライバ回路１０００のデジタルカウンタ回路が誤動作する恐れが生じる。
【００４１】
次に、図７および図８を用いて、本発明の第２の実施形態による電力変換装置の構成および動作について説明する。なお、本実施形態による電力変換装置を用いた３相モータ駆動システムの構成構成は、図１に示したものと同様である。  
図７は、本発明の第２の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。図８は、本発明の第２の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。なお、図２および図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００４２】
本実施形態では、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、図１のマイクロプロセッサ２０００からの出力が、上アーム制御パルスと下アーム制御パルス２本個別になり、さらにデッドタイムが付加されている。
【００４３】
上アーム用ワンショットパルス発生器１１３１は、下アーム制御パルス（図８（Ｆ））の立下りエッジを検出し、図８（Ｃ）に示すように、パルスを出力する。また、下アーム用ワンショットパルス発生器１１２１は、上アーム制御パルスの立下りエッジを検出して、図８（Ｄ）に示すように、パルスを出力する。ＯＲ回路１１４０は、  図８（Ｅ）に示すように、上アーム用ワンショットパルス発生器１１３１の出力パルスと下アーム用ワンショットパルス発生器１１２１の出力パルスを合成したパルスを出力する。デジタルカウンタ回路１１５０とアナログCR時定数回路１１６０は、それぞれ、図８（Ｆ），（Ｇ）に示すように、ＯＲ回路１１４０の出力パルスで起動する。なお、以降の処理は、図２，３で説明したものと同様である。
【００４４】
マイクロプロセッサ２０００で付加するデッドタイム期間Ｔ３は、デジタルカウンタ回路１１５０が生成するデッドタイム期間Ｔ１よりも長く設定する。これにより、通常動作時は、マイクロプロセッサ２０００で設定したデッドタイム期間が選択される。マイクロプロセッサ２０００で付加するデッドタイム期間Ｔ３は、例えば、５μｓに設定する。また、デジタルカウンタ回路１１５０のデッドタイム期間Ｔ１は、例えば、４μｓに設定する。さらに、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間Ｔ２は、２．５μｓに設定する。
【００４５】
また、マイクロプロセッサ２０００の異常により、デッドタイム期間が無くなる及び短すぎる場合は、デジタルカウンタ回路１１５０のデッドタイム期間が選択される。さらに、デジタルカウンタ回路１１５０も異常発生した場合は、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間が選択される。以上のように、マイクロプロセッサ２０００、デジタルカウンタ回路１１５０、アナログCR時定数回路１１６０でデッドタイムを三重に付加する方法により、確実にデッドタイム期間を得ることができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、PWMパルスに正確で確実にデッドタイムを付加することができる。また、第３デッドタイムの生成に、マイクロプロセッサを用いることにより、デッドタイム期間をユーザが自由に設定できることができる。さらに、第３デッドタイムのパルス期間を第１及び第２デッドタイムのパルス期間より長く、第１デッドタイムのパルス期間を第２デッドタイムのパルス期間を長くし、第１と第２と第３のデッドタイム期間パルスを選択することにより、通常動作時はユーザで設定した第３デッドタイムが、マイクロプロセッサ異常時は第１デッドタイムが、マイクロプロセッサとデジタル異常時は第２デッドタイムが選択されるので、正確で確実なデッドタイムを得ることができ、さらに通常動作時のデッドタイム期間をユーザが自由に設定することができる。
【００４７】
次に、図９および図１０を用いて、本発明の第３の実施形態による電力変換装置の構成および動作について説明する。なお、本実施形態による電力変換装置を用いた３相モータ駆動システムの構成構成は、図１に示したものと同様である。  
図９は、本発明の第３の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。図１０は、本発明の第３の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。なお、図２および図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
本実施形態では、図５に示した実施形態に対して、デッドタイム付加機能付きＰＷＭパルス制御回路１１００から、デジタルカウンタ回路１１５０と選択回路１１７０を除去したものある。
【００４９】
マイクロプロセッサ２０００で設定するデッドタイム期間Ｔ３は、アナログＣＲ時定数回路１１６０のデッドタイム期間Ｔ２よりも長くすることにより、通常動作時はマイクロプロセッサ２０００で設定したデッドタイム期間が選択される。マイクロプロセッサ２０００の異常時でデッドタイム期間が無くなる及び短すぎる場合は、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間が選択される。マイクロプロセッサ２０００で付加するデッドタイム期間Ｔ３は、例えば、５μｓに設定する。また、アナログCR時定数回路１１６０のデッドタイム期間Ｔ２は、２．５μｓに設定する。
【００５０】
以上のように、マイクロプロセッサ２０００、アナログCR時定数回路１１６０でデッドタイムを二重に付加する方法により、簡素化した回路で、確実なデッドタイム期間を得ることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、PWMパルスに正確で確実にデッドタイムを付加することができる。また、第３デッドタイムの生成に、マイクロプロセッサを用いることにより、デッドタイム期間をユーザが自由に設定できることができる。さらに、  第３デッドタイムのパルス期間を第２デッドタイムのパルス期間より長くし、第２と第３のデッドタイム期間パルスを選択することにより、簡易な回路で正確で確実なデッドタイムを得ることができる。
【００５２】
以上の各実施形態のように、基本的には、アナログ回路に加えて、デジタル回路及び／若しくはマイクロプロセッサによるデッドタイム生成を行う二重系若しくは三重系のデッドタイム生成を行うようにする。デジタル回路及び／若しくはマイクロプロセッサによるデッドタイム生成は、正確なデッドタイムを生成することができる反面、スイッチング素子のスイッチング時のノイズやマイクロプロセッサの異常等により、デッドタイムを挿入できない場合が発生するという点に対して、温度条件及び電源電圧などに影響を受けやすくデッドタイム期間にばらつきが生じるという問題はあるものの確実にデッドタイムを生成できるアナログ回路を組み合わせて、簡易な回路で正確で確実なデッドタイムを得ることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態による電力変換装置を用いた３相モータ駆動システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデジタルカウンタの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による電力変換装置に用いるデジタルカウンタ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態による電力変換装置を用いた３相モータの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による電力変換装置に用いるデッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１０００…３相ドライバ
１１００…デッドタイム付加機能付きPWMパルス制御回路
１１１０，１１７１…インバータ素子
１１２０，１１２１…下アーム用ワンショットパルス発生器
１１３０，１１３１…上アーム用ワンショットパルス発生器
１１４０…ＯＲ回路
１１５０…デジタルカウンタ回路
１１６０…アナログCR時定数回路
１１７０…選択回路
１１８０，１１９０…AND回路
１１５１…加算器
１１５２…セレクタ回路
１１５３…フリップフロップ
１１５４…比較器
１２００…レベルシフト回路
１３００…下アーム駆動回路
１４００…上アーム駆動回路
２０００…マイクロプロセッサ
３０００…３相インバータ
３００１…U相上アームスイッチング素子
３００２…U相下アームスイッチング素子
３００３…V相上アームスイッチング素子
３００４…V相下アームスイッチング素子
３００５…W相上アームスイッチング素子
３００６…W相下アームスイッチング素子
４０００…３相モータ
５０００…主電源
【図１】
2005160265.tif 000003
【図２】
2005160265.tif 000004
【図３】
2005160265.tif 000005
【図４】
2005160265.tif 000006
【図５】
2005160265.tif 000007
【図６】
2005160265.tif 000008
【図７】
2005160265.tif 000009
【図８】
2005160265.tif 000010
【図９】
2005160265.tif 000011
【図１０】
2005160265.tif 000012