(57)【要約】【課題】電流検出オフセット調整が精度良くできるの電力変換器（コンバータ）を提供する。【解決手段】電源１と電源の電圧位相を検出する電圧位相検出器５と電源に接続され独立にＯＮ，ＯＦＦできる半導体スイッチ３と半導体スイッチにより整流された電圧を平滑するコンデンサ４と半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出器６とを備えたＰＷＭコンバータにおいて、電流検出器の出力のオフセット調整を、電圧位相検出器の位相情報に基づいて電流が流れない期間Ａを検出して行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の電圧位相を検出する電圧位相検出器と、前記電源に接続され独立にオン、オフできる半導体スイッチと、前記半導体スイッチにより整流された電圧を平滑するコンデンサと、前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出器とを備えたＰＷＭ（パルス幅変調方式）コンバータにおいて，
前記電流検出器の出力のオフセット調整を、前記電圧位相検出器の入力位相θｉｎ検出により電流が流れていない期間Ａを検出し、該期間Ａにてオフセット調整を行うことを特徴とする電流オフセット調整方法。
【請求項２】
電源の電圧位相を検出する電圧位相検出器と、前記電源に接続され独立にオン、オフできる半導体スイッチと、前記半導体スイッチにより整流された電圧を平滑するコンデンサと、前記半導体スイッチを流れる電流を検出する電流検出器とを備えたＰＷＭ（パルス幅変調方式）コンバータにおいて、
入力位相θｉｎの検出により電流の流れていない期間Ａを検出する電圧位相検出器と、前記電圧位相検出器により検出された期間Ａにて電流オフセット調整を行う制御コントローラを備えた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、ＰＷＭコンバータにおいて入力電流を検出する電流検出器のオフセット調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電流オフセット調整については、インバータにおいては，モータを駆動していないベースブロック状態の時に電流検出器のオフセット調整を行う方法が一般的である。
図３は従来の電流オフセット調整方法を示すインバータ駆動のブロック図である。図３に示すようなインバータの構成では、電流検出器６はスイッチ群３２と負荷モータ１０の間に配設されている。従って、電流の流れていない期間（例えば、インバータを運転していない期間で、今後これをベースブロック期間と呼ぶ）に電流検出器６の検出値を、インバータの直流母線から電源回路８を介して電源を入力して動作する制御コントローラ１１にて取り込み、ゼロとの偏差をオフセット値として、スイッチ駆動回路１３に反映させて補正することが可能である。
【０００３】
また、モータ運転中に電流検出のオフセット調整を行う方法としては，モータ出力電流をトルク成分（ｑ軸）と励磁成分（ｄ軸）に分離し、ｄ軸成分と制御コントローラ内部で演算した電圧位相指令からオフセット量を推定している（例えば、特許文献１参照）。
このように、従来の電流検出器のオフセット調整方法は、インバータが駆動していない場合にオフセット調整を行うか、又は、電流検出結果とコントローラ内部の指令値から推定するといった方法を用いている。
【特許文献１】国際公開第００／１４８６６号パンフレット（２７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電流検出器のオフセット調整方法のうち，モータを駆動していないベースブロック状態の時に電流検出器のオフセット調整を行う方法は、インバータでは最も簡単で有効な手段であるが、電源と常に接続されているＰＷＭコンバータの入力電流検出回路のオフセット調整には適用できない。つまりＰＷＭコンバータでは、運転をしていない場合でも、直流母線から制御コントローラの電源を作成している場合は電流がわずかに流れているので、この方法は適用できないという問題がある。
また、特許文献１の方法では、ＰＷＭコンバータにも適用可能であるが、制御コントローラ内部で演算した電圧位相指令から推定しているため、推定誤差が発生してしまうという問題がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、常に電源に接続されたＰＷＭコンバータにおいても精度良く電流検出器のオフセット調整を行うことが可能な電流オフセット調整方法とそれを用いた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】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電源の電圧位相を検出する電圧位相検出器と、前記電源に接続され独立にオン、オフできる半導体スイッチと、前記半導体スイッチにより整流された電圧を平滑するコンデンサと、前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流検出器とを備えたＰＷＭ（パルス幅変調方式）コンバータにおいて、前記電流検出器の出力のオフセット調整を，前記電圧位相検出器の入力位相θｉｎ検出により電流が流れていない期間Ａを検出し、該期間Ａにてオフセット調整を行うことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、電源の電圧位相を検出する電圧位相検出器と、前記電源に接続され独立にオン、オフできる半導体スイッチと、前記半導体スイッチにより整流された電圧を平滑するコンデンサと、前記半導体スイッチを流れる電流を検出する電流検出器とを備えたＰＷＭ（パルス幅変調方式）コンバータにおいて、入力位相θｉｎの検出により電流の流れていない期間Ａを検出する電圧位相検出器と、前記電圧位相検出器により検出された期間Ａにて電流オフセット調整を行う制御コントローラを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、常に電源に接続されたＰＷＭコンバータにおいて、電源電圧の位相情報に基づき電流が流れていない期間Ａを検出できるので、期間Ａにてオフセット調整を行うことで、精度良く電流検出器のオフセット調整を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、本発明の電流検出器のオフセット調整方法のブロック図である。
図において、三相交流電源１は電力変換装置（この場合はコンバータ）のスイッチ群３（半導体スイッチＳｐｒ〜Ｓｎｔ，フライホイールダイオードＤｐｒ〜Ｄｎｔから構成される）により、交流電圧から直流電圧に変換され、電解コンデンサ４により平滑される。この例では半導体スイッチＳｐｒ〜Ｓｎｔは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を用いているが、各スイッチ独立にＯＮ、ＯＦＦ可能であれば何でもかまわない。
三相交流電源１とスイッチ群３の間には、スイッチ群３のスイッチングノイズが電源１へ流出するのを除去する目的とスイッチ群３を構成する半導体スイッチＳｐｒ〜ＳｎｔのＯＮ，ＯＦＦによって引き起こされる電源の線間短絡時の電源陥没を抑制する為入力フィルタ２が挿入される。
制御コントローラ１１には、電源１の入力電圧位相を検出する入力電圧位相検出器５の出力θｉｎ、入力電流を検出するための電流検出器６の出力Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔ、電解コンデンサ４で平滑された直流母線電圧を検出する直流電圧検出器７の出力Ｖｄｃと、ＰＷＭコンバータの出力であるＰ，Ｎ端子間の電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆが入力される。制御コントローラ１１では、これらの入力情報を基にスイッチ駆動時間演算器１２によりスイッチ駆動時間が演算され、スイッチ駆動回路１３によりスイッチ駆動信号Ｇｐｒ〜Ｇｎｔがスイッチ群３に伝えられる。
【０００９】
ここで、電流検出器６は、一般にホール素子やシャント抵抗などにより電流を電圧に変換し、ＡＤコンバータなどを用いディジタル値に変換して制御コントローラで演算される。また、これらの検出回路にはオペアンプなどの増幅回路が用いられることが一般的である。これら電流検出器６と検出回路には、電圧のオフセットが重畳されることがあり、精度良い制御を行う為には、オフセット調整が必要となる。
図１に示すＰＷＭコンバータで従来と同様の電流検出器のオフセット調整を行う場合を考えると、ＰＷＭコンバータがベースブロック期間であっても、直流母線電圧から電源回路８により制御コントローラ１１へ供給される電力が消費されている。
図２は、ＰＷＭコンバータがベースブロック期間での電源１の線間電圧Ｖｒｓ、Ｖｓｔ、Ｖｔｒと入力電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔを示している。ＰＷＭコンバータがベースブロック期間であっても、パルス状の電流が電源回路８の消費電力に応じて流れていることが分かる。このようにＰＷＭコンバータでは、ベースブロック期間であっても入力電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔが流れている為、従来例のようなオフセット調整では、精度良く補正ができない。
図２に示すようなパルス状の電流は、三相交流電源電圧が直流母線電圧より高い場合に、スイッチ群３のフライホイールダイオードＤｐｒ〜Ｄｎｔを介して電解コンデンサ４に流れ込む。本発明では、入力電圧位相検出器５により入力電圧位相θｉｎを検出し、図２に示す電流が流れていない期間Ａを検出し、電流検出のオフセット調整は、期間Ａにて実施する。
【００１０】
このように、常に電源と接続されたＰＷＭコンバータにおいても、電流が流れていない期間を検出可能なので、精度良く電流検出オフセット調整が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本実施例は、ＰＷＭコンバータについて記述したが、交流電圧を直流に変換する電力変換装置で入力電流検出を行う機器には、容易に展開可能である（例えば、１２０度通電形コンバータ等）。
また、本実施例は三相交流電源の場合を説明しているが、単相入力形の電力変換装置にも容易に展開可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電流オフセット調整をするＰＷＭコンバータのブロック図である。
【図２】本発明の電流検出器のオフセット調整方法を示すタイミングチャートである。
【図３】従来のオフセット調整方法のブロック図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  三相交流電源
２  入力フィルタ
３  スイッチ郡
３１  入力側ダイオードブリッジ
３２  出力側スイッチ郡
４  電解コンデンサ
５  電圧位相検出器
６  電流検出器
７  直流電圧検出器
８  電源回路
１０  負荷モータ
１１  制御コントローラ
１２  スイッチ駆動時間演算器
１３  スイッチ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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