(57)【要約】【課題】出力電流におけるリプル電流に含まれる特定の周波数成分の振幅を抑えることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換回路１０、１１は、入力端が互いに接続されるとともに、出力端が互いに接続されている。電力変換回路１０、１１は、それぞれＦＥＴを有し、そのＦＥＴをスイッチングさせることで入力端に入力された電力を変換して出力端から出力する。制御回路１４、１５は、電力変換回路１０、１１にそれぞれ接続されている。制御回路１４、１５は、電力変換回路１０、１１のＦＥＴのスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１４、１５は、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらして出力する。そのため、出力電流におけるリプル電流に含まれる特定の周波数成分の振幅を抑えることができる。【選択図】図１
2016005403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端が互いに接続されるとともに、出力端が互いに接続され、それぞれスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子をスイッチングさせることで前記入力端に入力された電力を変換して前記出力端から出力する複数の電力変換回路（１０、１１、２０、２１、３０、３１）と、
複数の前記電力変換回路にそれぞれ接続され、複数の前記電力変換回路の出力電流を合成した合成出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるように前記スイッチング素子のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号の位相を互いにずらして出力する複数の制御回路（１４、１５、２４、２５、３４、３５）と、
を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
複数の前記制御回路（１４、１５、２４、２５）のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する前記制御回路（１４、２４）を除く前記制御回路（１５、２５）は、
ＰＷＭ信号のデューティ比と指定された周波数成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示したマップを記憶するマップ記憶部（１５２ａ、２５２ａ）と、
前記マップ記憶部に記憶されている前記マップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定する位相差設定部（１５２ｂ、２５２ｂ）と、
前記位相差設定部の設定したＰＷＭ信号の位相差に基づいて位相のずれたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（１５３、２５３）と、
を有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】
少なくともいずれかの前記制御回路（２５）は、複数の前記電力変換回路の合成出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析する周波数成分解析部（２５２ｃ）を有し、
複数の前記制御回路（２４、２５）のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する前記制御回路（２４）を除く前記制御回路（２５）は、前記周波数成分解析部の解析結果に基づいて、前記マップ記憶部に記憶されている前記マップを補正するマップ補正部（２５２ｄ）を有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】
複数の前記制御回路（３４、３５）のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する前記制御回路（３４）を除く前記制御回路（３５）は、
ＰＷＭ信号のデューティ比と所定の周波数成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示した複数のマップを記憶するマップ記憶部（３５２ａ）と、
前記マップ記憶部に記憶されている複数の前記マップの中から指定された周波数成分に対応する前記マップを選択し、選択した前記マップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定する位相差設定部（３５２ｂ）と、
前記位相差設定部の設定したＰＷＭ信号に位相差に基づいて位相のずれたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（３５３）と、
を有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】
少なくともいずれかの前記制御回路（３５）は、
複数の前記電力変換回路の合成出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析する周波数成分解析部（３５２ｃ）と、
前記周波数成分解析部の解析結果に基づいて振幅を小さくすべき周波数成分を指定する周波数成分指定部（３５２ｆ）と、
を有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】
少なくともいずれかの前記制御回路（３５）は、複数の前記電力変換回路の合成出力電流におけるリプル電流に含まれる所定の周波数成分の振幅目標値を記憶する振幅目標値記憶部（３５２ｅ）を有し、
前記周波数成分指定部（３５２ｆ）は、前記振幅目標値記憶部に記憶されている前記振幅目標値からの乖離が最も大きい周波数成分を前記周波数成分解析部の解析結果から求め、振幅を小さくすべき周波数成分として指定することを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
複数の前記制御回路（３４、３５）のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する前記制御回路（３４）を除く前記制御回路（３５）は、前記周波数成分解析部の解析結果に基づいて、前記マップ記憶部に記憶されている前記マップを補正するマップ補正部（３５２ｄ）を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電力変換装置。  
【請求項８】
前記マップは、シミュレーションによって得られた結果に基づいて作成されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
複数の前記電力変換回路（１０、１１、２０、２１、３０、３１）及び複数の前記制御回路（１４、１５、２４、２５、３４、３５）は、車両に搭載されていることを特徴とする請求項１〜８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】
本発明は、スイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることで電力を変換する複数の電力変換回路と、複数の電力変換回路にそれぞれ接続される複数の制御回路とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることで電力を変換する複数の電力変換回路と、複数の電力変換回路にそれぞれ接続される複数の制御回路とを備えた電力変換装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示される電源装置がある。
【０００３】
この電源装置は、３つのＤＣ−ＤＣコンバータと、３つのコントローラとを備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ及びコントローラが、電力変換回路及び制御回路に相当する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることで入力端から入力された電力を変換して出力端から出力する回路である。コントローラは、ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を出力する回路である。３つのＤＣ−ＤＣコンバータは、入力端が互いに接続されるとともに、出力端が互いに接続されている。３つのコントローラは、３つのＤＣ−ＤＣコンバータにそれぞれ接続されている。３つのコントローラは、ＰＷＭ信号の位相を均等に分散させて出力する。その結果、スイッチング素子のスイッチングに伴って発生するＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流におけるリプル電流の位相が均等に分散される。そのため、３つのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を合成した合成出力電流におけるリプル電流の振幅が小さくなる。つまり、電源装置の出力電流におけるリプル電流の振幅が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１００５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した電源装置では、電源装置の出力電流におけるリプル電流の振幅が小さくなる。しかし、ＰＷＭ信号の位相を均等に分散させるだけでは、３つのＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流におけるリプル電流の位相が均等に分散されるだけであり、リプル電流に含まれる周波数成分の振幅は小さくならない。そのため、リプル電流に含まれる周波数成分のノイズが発生してしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、出力電流におけるリプル電流に含まれる特定の周波数成分の振幅を抑えることができる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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明は、入力端が互いに接続されるとともに、出力端が互いに接続され、それぞれスイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることで入力端に入力された電力を変換して出力端から出力する複数の電力変換回路と、複数の電力変換回路にそれぞれ接続され、複数の電力変換回路の出力電流を合成した合成出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにスイッチング素子のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号の位相を互いにずらして出力する複数の制御回路と、を有することを特徴とする。
【０００８】
従来のように、ＰＷＭ信号の位相を均等に分散させるだけでは、複数の電力変換回路の出力電流におけるリプル電流の位相が均等に分散されるだけであり、リプル電流に含まれる周波数成分の振幅は小さくならない。しかし、ＰＷＭ信号の位相を調整することで、リプル電流に含まれる周波数成分の振幅を調整できる。この構成によれば、複数の制御回路は、複数の電力変換回路の合成出力電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらして出力する。そのため、電力変換装置の出力電流におけるリプル電流に含まれる特定の周波数成分の振幅を抑えることができる。従って、リプル電流に起因する特定の周波数成分のノイズを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における電力変換装置の回路図である。
【図２】図１の位相差設定回路のブロック図である。
【図３】ＰＷＭ信号のデューティ比が４０％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の振幅の関係を示すグラフである。
【図４】ＰＷＭ信号のデューティ比が４０％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の最大振幅の関係を示すグラフである。
【図５】ＰＷＭ信号のデューティ比が３０％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の最大振幅の関係を示すグラフである。
【図６】ＰＷＭ信号のデューティ比が３５％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の最大振幅の関係を示すグラフである。
【図７】ＰＷＭ信号のデューティ比が４５％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の最大振幅の関係を示すグラフである。
【図８】ＰＷＭ信号のデューティ比が５０％の場合における、ＰＷＭ信号の位相差と電力変換装置の出力電流に含まれるＰＷＭ信号に関連する高調波成分の最大振幅の関係を示すグラフである。
【図９】第２実施形態における電力変換装置の回路図である。
【図１０】図９の位相差設定回路のブロック図である。
【図１１】第３実施形態における電力変換装置の回路図である。
【図１２】図１１の位相差設定回路のブロック図である。
【図１３】第３実施形態の変形形態における位相差設定回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載された高電圧バッテリから供給される電力を変換して、車両に搭載された負荷に供給する電力変換装置に適用した例を示す。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の電力変換装置の構成について説明する。
【００１２】
図１に示す電力変換装置１は、車両に搭載され、車両に搭載された高電圧バッテリＢ１から供給される直流電力を絶縁した状態で異なる電圧の直流電力に変換して、車両に搭載された負荷Ｓ１に供給する装置である。電力変換装置１は、２つの電力変換回路１０、１１と、電圧センサ１２、１３と、２つの制御回路１４、１５とを備えている。
【００１３】
電力変換回路１０は、高電圧バッテリＢ１から供給される直流電力を絶縁した状態で異なる電圧の直流電力に変換して負荷Ｓ１に供給する回路である。電力変換回路１０は、スイッチング回路１００と、トランス１０１と、整流回路１０２と、駆動回路１０３とを備えている。
【００１４】
スイッチング回路１００は、高電圧バッテリＢ１から供給される直流を交流に変換してトランス１０１に供給する回路である、スイッチング回路１００は、ＦＥＴ１００ａ〜１００ｄ（スイッチング素子）を備えている。
【００１５】
ＦＥＴ１００ａ〜１００ｄは、スイッチングすることで高電圧バッテリＢ１から供給される直流を交流に変換してトランス１０１に供給する素子である。ＦＥＴ１００ａ、１００ｂ及びＦＥＴ１００ｃ、１００ｄは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＦＥＴ１００ａ、１００ｃのソースが、ＦＥＴ１００ｂ、１００ｄのドレインにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＦＥＴ１００ａ、１００ｂ及びＦＥＴ１００ｃ、１００ｄは、並列接続され、高電圧バッテリＢ１に接続されている。具体的には、共通接続されたＦＥＴ１００ａ、１００ｃのドレインが一方の入力端Ｉ１００を構成し高電圧バッテリＢ１の正極端に、共通接続されたＦＥＴ１００ｂ、１００ｄのソースが他方の入力端Ｉ１０１を構成し高電圧バッテリＢ１の負極端にそれぞれ接続されている。また、ＦＥＴ１００ａ、１００ｂの直列接続点及びＦＥＴ１００ｃ、１００ｄの直列接続点はトランス１０１にそれぞれ接続されている。さらに、ＦＥＴ１００ａ〜１００ｄのゲートは、駆動回路１０３にそれぞれ接続されている。
【００１６】
トランス１０１は、１次側に入力される交流を絶縁した状態で異なる電圧の交流に変換して２次側から出力する素子である。トランス１０１は、１次巻線１０１ａと、２次巻線１０１ｂ、１０１ｃとを備えている。１次巻線１０１ａの一端はＦＥＴ１００ａ、１００ｂの直列接続点に、他端はＦＥＴ１００ｃ、１００ｄの直列接続点にそれぞれ接続されている。２次巻線１０１ｂ、１０１ｃは直列接続されている。具体的には、２次巻線１０１ｂの一端と２次巻線１０１ｃの一端が接続されている。２次巻線１０１ｂ、１０１ｃの他端及び２次巻線１０１ｂ、１０１ｃの直列接続点は、整流回路１０２にそれぞれ接続されている。
【００１７】
整流回路１０２は、２次巻線１０１ｂ、１０１ｃから供給される交流を整流して直流に変換し、負荷Ｓ１に供給する回路である。整流回路１０２は、ダイオード１０２ａ、１０２ｂと、リアクトル１０２ｃと、コンデンサ１０２ｄとを備えている。
【００１８】
ダイオード１０２ａ、１０２ｂは、２次巻線１０１ｂ、１０１ｃから供給される交流をそれぞれ整流する素子である。ダイオード１０２ａのアノードは２次巻線１０１ｂの他端に、カソードはリアクトル１０２ｃにそれぞれ接続されている。ダイオード１０２ｂのアノードは２次巻線１０１ｃの他端に、カソードはリアクトル１０２ｃにそれぞれ接続されている。
【００１９】
リアクトル１０２ｃ及びコンデンサ１０２ｄは、ダイオード１０２ａ、１０２ｂによって変換された直流を平滑化する素子である。リアクトル１０２ｃの一端は、ダイオード１０２ａ、１０２ｂのカソードに接続されている。また、リアクトル１０２ｃの他端はコンデンサ１０２ｄの一端に接続され、コンデンサ１０２ｄの他端は２次巻線１０１ｂ、１０１ｃの直列接続点に接続されている。さらに、コンデンサ１０２ｄの一端は一方の出力端Ｏ１００を構成し負荷Ｓ１の正極端に、他端は他方の出力端Ｏ１０１を構成し負荷Ｓ１の負極端にそれぞれ接続されている。
【００２０】
駆動回路１０３は、制御回路１４から入力される、後述するＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴ１００ａ〜１００ｄを駆動する回路である。駆動回路１０３の入力端は制御回路１４に、出力端はＦＥＴ１００ａ〜１００ｄのゲートにそれぞれ接続されている。
【００２１】
電力変換回路１１は、高電圧バッテリＢ１から供給される直流電力を絶縁した状態で異なる電圧の直流電力に変換して負荷Ｓ１に供給する回路である。電力変換回路１１は、スイッチング回路１１０と、トランス１１１と、整流回路１１２と、駆動回路１１３とを備えている。スイッチング回路１１０、トランス１１１、整流回路１１２及び駆動回路１１３は、スイッチング回路１００、トランス１０１、整流回路１０２及び駆動回路１０３と同一の回路である。つまり、電力変換回路１１は、電力変換回路１０と同一の回路である。電力変換回路１１の入力端Ｉ１１０、Ｉ１１１は、電力変換回路１０の入力端Ｉ１００、Ｉ１０１に接続されるとともに、高電圧バッテリＢ１に接続されている。電力変換回路１１の出力端Ｏ１１０、Ｏ１１１は、電力変換回路１０の出力端Ｏ１００、Ｏ１０１に接続されるとともに、負荷Ｓ１に接続されている。
【００２２】
電圧センサ１２は、電力変換回路１０、１１の入力電圧を検出し、検出結果を制御回路１４、１５に出力する素子である。電圧センサ１２は、電力変換回路１０、１１の入力端Ｉ１００、Ｉ１０１、Ｉ１１０、Ｉ１１１に接続されている。また、電圧センサ１２の出力端は、制御回路１４、１５に接続されている。
【００２３】
電圧センサ１３は、電力変換回路１０、１１の出力電圧を検出し、検出結果を制御回路１４、１５に出力する素子である。電圧センサ１３は、電力変換回路１０、１１の出力端Ｏ１００、Ｏ１０１、Ｏ１１０、Ｏ１１１に接続されている。また、電圧センサ１３の出力端は、制御回路１４、１５に接続されている。
【００２４】
制御回路１４は、外部から入力される出力電圧指令、及び、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１０の入出力電圧の検出結果に基づいて電力変換回路１０を制御する回路である。具体的には、基準となる、ＦＥＴ１００ａ〜１００ｄのスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１４は、発振回路１４０と、基準信号発生回路１４１と、ＰＷＭ制御値設定回路１４２と、ＰＷＭ信号生成回路１４３とを備えている。
【００２５】
発振回路１４０は、ＰＷＭ信号を生成する際の基準となる所定周波数のパルス信号を発生し、基準信号発生回路１４１及びＰＷＭ信号生成回路１４３に出力する回路である。具体的には、１００ｋＨｚのパルス信号を発生し出力する。発振回路１４０の出力端は基準信号発生回路１４１及びＰＷＭ信号生成回路１４３にそれぞれ接続されている。
【００２６】
基準信号発生回路１４１は、発振回路１４０から入力されるパルス信号に同期した基準信号を発生し、制御回路１５に出力する回路である。基準信号発生回路１４１の入力端は発振回路１４０の出力端に、出力端は制御回路１５にそれぞれ接続されている。
【００２７】
ＰＷＭ制御値設定回路１４２は、外部から入力される出力電圧指令、及び、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１０の入出力電圧の検出結果に基づいてスイッチング回路１００に対する制御値を設定し、ＰＷＭ信号生成回路１４３に出力する回路である。具体的には、スイッチング回路１００に対するＰＷＭ信号のデューティ比を設定し出力する。ＰＷＭ制御値設定回路１４２の入力端は出力電圧指令を出力する外部装置（図略）及び電圧センサ１２、１３の出力端に、出力端はＰＷＭ信号生成回路１４３にそれぞれ接続されている。
【００２８】
ＰＷＭ信号生成回路１４３は、発振回路１４０から入力されるパルス信号と、ＰＷＭ制御値設定回路１４２から入力されるデューティ比に基づいて、スイッチング回路１００に対するＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１０３に出力する回路である。具体的には、発振回路１４０から入力される１００ｋＨｚのパルス信号と、ＰＷＭ制御値設定回路１４２から入力されるデューティ比に基づいて、１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し出力する。ＰＷＭ信号生成回路１４３の入力端は発振回路１４０及びＰＷＭ制御値設定回路１４２の出力端に、出力端は駆動回路１０３の入力端にそれぞれ接続されている。
【００２９】
制御回路１５は、外部から入力される出力電圧指令、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１１の入出力電圧の検出結果、及び、電力変換装置１の出力電流の検出結果に基づいて電力変換回路１１を制御する回路である。具体的には、スイッチング回路１１０を構成するＦＥＴ（図略）のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１５は、発振回路１５０と、ＰＷＭ制御値設定回路１５１と、位相差設定回路１５２と、ＰＷＭ信号生成回路１５３（ＰＷＭ信号生成部）とを備えている。
【００３０】
発振回路１５０は、ＰＷＭ信号を生成する際の基準となる所定周波数のパルス信号を発生し、位相差設定回路１５２に出力する回路である。具体的には、発振回路１４０と同一周波数の同一のパルス信号を、発振回路１４０のパルス信号と同期させることなく出力する。発振回路１５０の出力端は、位相差設定回路１５２に接続されている。
【００３１】
ＰＷＭ制御値設定回路１５１は、外部から入力される出力電圧指令、及び、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１１の入出力電圧の検出結果に基づいてスイッチング回路１１０に対する制御値を設定し、位相差設定回路１５２及びＰＷＭ信号生成回路１５３に出力する回路である。具体的には、スイッチング回路１１０に対するＰＷＭ信号のデューティ比を設定し出力する。原則的には、ＰＷＭ制御値設定回路１４２と同一のデューティ比を設定し出力する。ＰＷＭ制御値設定回路１５１の入力端は出力電圧指令を出力する外部装置（図略）及び電圧センサ１２、１３の出力端に、出力端は位相差設定回路１５２及びＰＷＭ信号生成回路１５３にそれぞれ接続されている。
【００３２】
位相差設定回路１５２は、基準信号発生回路１４１から入力される基準信号、発振回路１５０から入力されるパルス信号、及び、ＰＷＭ制御値設定回路１５１から入力されるデューティ比に基づいて、制御回路１４の出力するＰＷＭ信号と制御回路１５の出力するＰＷＭ信号の位相差を設定し、ＰＷＭ信号生成回路１５３に出力する回路である。具体的には、発振回路１４０の出力するパルス信号に対して設定した位相差だけ位相のずれたパルス信号を出力する。位相差設定回路１５２の入力端は基準信号発生回路１４１、発振回路１５０及びＰＷＭ制御値設定回路１５１の出力端に、出力端はＰＷＭ信号生成回路１５３にそれぞれ接続されている。図２に示すように、位相差設定回路１５２は、マップ記憶部１５２ａと、位相差設定部１５２ｂとを備えている。
【００３３】
マップ記憶部１５２ａは、ＰＷＭ信号のデューティ比と指定されたＡＭ帯の周波数成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示したマップを記憶するブロックである。
【００３４】
前述したように、ＰＷＭ信号生成回路１４３は、１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し出力する。スイッチング回路１００を構成するＦＥＴ１００ａ〜１００ｄは、１００ｋＨｚでスイッチングする。一方、後述するように、ＰＷＭ信号生成回路１５３は、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号に対して位相差設定回路１５２の設定した位相差だけ位相のずれた１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し出力する。スイッチング回路１１０を構成するＦＥＴ（図略）は、ＦＥＴ１００ａ〜１００ｄのスイッチングタイミングに対して位相差設定回路１５２の設定した位相差だけ位相がずれ、１００ｋＨｚでスイッチングする。その結果、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流には、２００ｋＨｚ及びその高調波成分が含まれることになる。
【００３５】
車両に搭載されたラジオのＡＭ帯の周波数は、５００ｋＨｚ〜１．７ＭＨｚである。２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分（６００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、１．２ＭＨｚ、１．４ＭＨｚ、１．６ＭＨｚ）がＡＭ帯に含まれる。
【００３６】
図３に示すように、ＰＷＭ信号のデューティ比４０％の場合のシミュレーションにおいて、制御回路１４の出力するＰＷＭ信号と制御回路１５の出力するＰＷＭ信号の位相差を０ｄｅｇ〜１８０ｄｅｇの範囲で変化させると、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流に含まれる２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が変化する。図３において、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅の最大値に着目した場合、図４に示すように、位相差が１５６ｄｅｇのとき、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が最も小さくなる。つまり、ＰＷＭ信号のデューティ比４０％の場合、制御回路１４の出力するＰＷＭ信号に対して制御回路１５の出力するＰＷＭ信号の位相を１５６ｄｅｇずらすことで、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅を最も小さくできる。
【００３７】
同様に、ＰＷＭ信号のデューティ比３０％の場合には、図５に示すように、位相差１６２ｄｅｇのとき、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が最も小さくなる。ＰＷＭ信号のデューティ比３５％の場合には、図６に示すように、位相差１２６ｄｅｇのとき、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が最も小さくなる。ＰＷＭ信号のデューティ比４５％の場合には、図７に示すように、位相差１６７ｄｅｇのとき、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が最も小さくなる。ＰＷＭ信号のデューティ比５０％の場合には、図８に示すように、位相差１８０ｄｅｇのとき、２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅が最も小さくなる。マップ記憶部１５２ａには、このようなシミュレーションによって得られた結果に基づいて作成された、ＰＷＭ信号のデューティ比とＡＭ帯に含まれる２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示したＡＭ帯用のマップが記憶されている。
【００３８】
図２に示す位相差設定部１５２ｂは、マップ記憶部１５２ａに記憶されているＡＭ帯用のマップに基づいて、ＰＷＭ制御値設定１５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比から、ＰＷＭ信号の位相差を設定するブロックである。また、基準信号発生回路１４１から入力される基準信号、及び、発振回路１５０から入力されるパルス信号に基づいて、発振回路１４０のパルス信号に対して設定した位相差だけ位相がずれたパルス信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路１５３に出力するブロックでもある。
【００３９】
図１に示すＰＷＭ信号生成回路１５３は、位相差設定回路１５２から入力されるパルス信号と、ＰＷＭ制御値設定回路１５１から入力されるデューティ比に基づいて、スイッチング回路１１０に対するＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１１３に出力する回路である。具体的には、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号に対して位相差設定回路１５２の設定した位相差だけ位相のずれた１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し出力する。原則的には、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号と同一のデューティ比であり、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号に対して位相差設定部１５２ｂの設定した位相差だけ位相のずれたＰＷＭ信号を生成し出力する。ＰＷＭ信号生成回路１５３の入力端はＰＷＭ制御値設定回路１５１及び位相差設定回路１５２に、出力端は駆動回路１１３にそれぞれ接続されている。
【００４０】
次に、図１及び図２を参照して第１実施形態の電力変換装置の動作について説明する。
【００４１】
図１に示す電力変換装置１が動作を開始すると、発振回路１４０は、ＰＷＭ信号を生成する際の基準となる１００ｋＨｚのパルス信号を発生し、基準信号発生回路１４１及びＰＷＭ信号生成回路１４３に出力する。基準信号発生回路１４１は、発振回路１４０から入力されるパルス信号に同期した基準信号を発生し、位相差設定回路１５２に出力する。
【００４２】
ＰＷＭ制御値設定回路１４２は、外部から入力される出力電圧指令、及び、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１０の入出力電圧の検出結果に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、ＰＷＭ信号生成回路１４３に出力する。ＰＷＭ信号生成回路１４３は、発振回路１４０から入力されるパルス信号と、ＰＷＭ制御値設定回路１４２から入力されるデューティ比に基づいて、１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１０３に出力する。
【００４３】
駆動回路１０３は、ＰＷＭ信号生成回路１４３から入力されるＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴ１００ａ〜１００ｄを駆動する。ＦＥＴ１００ａ、１００ｄは、同期して１００ｋＨｚでスイッチングする。ＦＥＴ１００ｂ、１００ｃは、ＦＥＴ１００ａ、１００ｄに対して相補的に１００ｋＨｚでスイッチングする。その結果、高電圧バッテリＢ１から供給される直流が交流に変換されトランス１０１に供給される。
【００４４】
トランス１０１は、１次巻線１０１ａに入力される交流を絶縁した状態で異なる電圧の交流に変換して２次巻線１０１ｂ、１０１ｃから出力する。ダイオード１０２ａ、１０２ｂは、２次巻線１０１ｂ、１０１ｃから供給される交流をそれぞれ整流して直流に変換する。リアクトル１０２ｃ及びコンデンサ１０２ｄは、ダイオード１０２ａ、１０２ｂによって変換された直流を平滑化して負荷Ｓ１に供給する。
【００４５】
一方、発振回路１５０は、ＰＷＭ信号を生成する際の基準となる、発振回路１４０と同一周波数の同一のパルス信号を、発振回路１４０のパルス信号と同期させることなく位相差設定回路１５２に出力する。
【００４６】
ＰＷＭ制御値設定回路１５１は、外部から入力される出力電圧指令、及び、電圧センサ１２、１３から入力される電力変換回路１１の入出力電圧の検出結果に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、位相差設定回路１５２及びＰＷＭ信号生成回路１５３に出力する。原則的には、ＰＷＭ制御値設定回路１４２と同一のデューティ比を設定し出力する。
【００４７】
位相差設定回路１５２は、図２に示すように、マップ記憶部１５２ａと、位相差設定部１５２ｂとを備えている。マップ記憶部１５２ａには、ＰＷＭ信号のデューティ比とＡＭ帯に含まれる２００ｋＨｚの３次〜８次高調波成分の振幅を小さくするためのＰＷＭ信号の位相差の関係を示した、ＡＭ帯用のマップが記憶されている。  位相差設定部１５２ｂは、マップ記憶部１５２ａに記憶されているＡＭ帯用のマップに基づいて、ＰＷＭ制御値設定１５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比から、ＰＷＭ信号の位相差を設定する。そして、基準信号発生回路１４１から入力される基準信号、及び、発振回路１５０から入力されるパルス信号に基づいて、発振回路１４０のパルス信号に対して設定した位相差だけ位相がずれたパルス信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路１５３に出力する。
【００４８】
図１に示すＰＷＭ信号生成回路１５３は、位相差設定回路１５２から入力されるパルス信号と、ＰＷＭ制御値設定回路１５１から入力されるデューティ比に基づいて、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号に対して位相差設定部１５２ｂの設定した位相差だけ位相のずれた１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１１３に出力する。原則的には、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号と同一のデューティ比であり、ＰＷＭ信号生成回路１４３の出力するＰＷＭ信号に対して位相差設定部１５２ｂの設定した位相差だけ位相のずれたＰＷＭ信号を生成し出力する。
【００４９】
駆動回路１１３は、ＰＷＭ信号生成回路１５３から入力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング回路１１０を構成するＦＥＴを駆動する。スイッチング回路１１０を構成するＦＥＴがスイッチングすることで、高電圧バッテリＢ１から供給される直流が交流に変換されトランス１１１に供給される。
【００５０】
トランス１１１は、１次巻線に入力される交流を絶縁した状態で異なる電圧の交流に変換して２次巻線から出力する。整流回路１１２は、２次巻線から供給される交流を整流して直流に変換し、負荷Ｓ１に供給する。その結果、原則的には同一電圧となる電力変換回路１０、１１の出力電圧が、電力変換装置１の出力電圧として負荷Ｓ１に供給される。また、電力変換回路１０、１１の出力電流を合成した合成出力電流が、電力変換装置１の出力電流として負荷Ｓ１に供給される。これにより、高電圧バッテリＢ１から供給される直流電力が、絶縁された状態で出力電圧指令によって指示された電圧の直流電力に変換され、負荷Ｓ１に供給される。
【００５１】
次に、第１実施形態の電力変換装置の効果について説明する。
【００５２】
第１実施形態によれば、電力変換装置１は、２つの電力変換回路１０、１１と、２つの制御回路１４、１５とを備えている。電力変換回路１０、１１は、それぞれＦＥＴを有し、そのＦＥＴをスイッチングさせることで入力端Ｉ１００、Ｉ１０１、Ｉ１１０、Ｉ１１１に入力された電力を変換して出力端Ｏ１００、Ｏ１０１、Ｏ１１０、Ｏ１１１から出力する。電力変換回路１０、１１は、入力端Ｉ１００、Ｉ１０１、Ｉ１１０、Ｉ１１１が互いに接続されるとともに、出力端Ｏ１００、Ｏ１０１、Ｏ１１０、Ｏ１１１が互いに接続されている。制御回路１４、１５は、電力変換回路１０、１１のＦＥＴのスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１４、１５は、電力変換回路１０、１１にそれぞれ接続されている。このような電力変換装置１において、仮に、従来のようにＰＷＭ信号の位相を均等に分散させると、電力変換回路１０、１１の出力電流を合成した合成出力電流におけるリプル電流の振幅が小さくなる。つまり、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流の振幅が小さくなる。しかし、ＰＷＭ信号の位相を均等に分散させるだけでは、電力変換回路１０、１１の出力電流におけるリプル電流の位相が均等に分散されるだけで、リプル電流に含まれる周波数成分の振幅は小さくならない。そのため、リプル電流に含まれる周波数成分のノイズが発生してしまう。
【００５３】
しかし、第１実施形態によれば、制御回路１４、１５は、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらして出力する。そのため、電力変換装置１の出力電流におけるリプル電流に含まれる特定の周波数成分の振幅を抑えることができる。従って、リプル電流に起因する特定の周波数成分のノイズを抑えることができる。
【００５４】
第１実施形態によれば、２つの制御回路１４、１５のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する制御回路１４を除く制御回路１５は、位相差設定回路１５２と、ＰＷＭ信号生成回路１５３とを備えている。位相差設定回路１５２は、マップ記憶部１５２ａと、位相差設定部１５２ｂとを備えている。マップ記憶部１５２ａは、ＰＷＭ信号のデューティ比と指定されたＡＭ帯の周波数成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示したマップを記憶している。位相差設定部１５２ｂは、マップ記憶部１５２ａに記憶されているＡＭ帯用のマップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定する。ＰＷＭ信号生成回路１５３は、位相差設定部１５２ｂの設定したＰＷＭ信号の位相差に基づいて位相のずれたＰＷＭ信号を生成する。そのため、指定されたＡＭ帯の周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を確実にずらすことができる。
【００５５】
第１実施形態によれば、ＡＭ帯用のマップは、シミュレーションによって得られた結果に基づいて作成されている。そのため、実測によって得られた結果に基づいて作成する場合に比べ、マップを容易に作成することができる。
【００５６】
第１実施形態によれば、電力変換回路１０、１１及び制御回路１４、１５は、車両に搭載されている。つまり、電力変換装置１は、車両に搭載された装置である。車両には、ラジオが搭載されている。電力変換装置１がＡＭ帯の周波数成分のノイズを発生した場合、ラジオのＡＭ帯で雑音が発生してしまう。しかし、電力変換装置１は、リプル電流に起因するＡＭ帯の周波数成分のノイズを抑えることができる。そのため、ラジオのＡＭ帯における雑音を抑えることができる。
【００５７】
なお、第１実施形態では、電力変換装置１が、２つの電力変換回路１０、１１と、２つの制御回路１４、１５とを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。電力変換装置は、３つ以上の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。つまり、複数の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。電力変換装置の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらせばよい。その際、複数の制御回路のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する制御回路を除く制御回路が、マップ記憶部、位相差設定部及びＰＷＭ信号生成回路を備えているとよい。
【００５８】
第１実施形態では、ＰＷＭ信号の周波数が１００ｋＨｚである例を挙げているが、これに限られるものではない。ＰＷＭ信号の周波数は、どのような周波数であってもよい。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電力変換装置について説明する。第２実施形態の電力変換装置は、第１実施形態の電力変換装置に対して、電力変換装置の出力電流に基づいてマップを補正するようにしたものである。
【００６０】
まず、図９及び図１０を参照して第２実施形態の電力変換装置の構成について説明する。
【００６１】
図９に示すように、電力変換装置２は、車両に搭載され、車両に搭載された高電圧バッテリＢ２から供給される直流電力を絶縁した状態で異なる電圧の直流電力に変換して、車両に搭載された負荷Ｓ２に供給する装置である。電力変換装置２は、２つの電力変換回路２０、２１と、電圧センサ２２、２３と、電流センサ２６と、２つの制御回路２４、２５とを備えている。
【００６２】
電力変換回路２０、２１は、スイッチング回路２００、２１０と、トランス２０１、２１１と、整流回路２０２、２１２と、駆動回路２０３、２１３とを備えている。スイッチング回路２００、２１０、トランス２０１、２１１、整流回路２０２、２１２及び駆動回路２０３、２１３は、第１実施形態のスイッチング回路１００、１１０、トランス１０１、１１１、整流回路１０２、１１２及び駆動回路１０３、１１３と同一の回路である。電力変換回路２０、２１は、第１実施形態の電力変換回路１０、１１と同一の回路である。
【００６３】
電圧センサ２２、２３は、第１実施形態の電圧センサ１２、１３と同一の素子である。
【００６４】
電流センサ２６は、電力変換回路２０、２１の出力電流を合成した合成出力電流、つまり電力変換装置２の出力電流を検出し、検出結果を制御回路２５に出力する素子である。具体的には、電力変換回路２０、２１から負荷Ｓ２に供給される全電流を検出する。電流センサ２６は、電力変換回路２０、２１の出力端Ｏ２００、Ｏ２１０と負荷Ｓ２の間に接続されている。また、電流センサ２６の出力端は、制御回路２５に接続されている。
【００６５】
制御回路２４は、発振回路２４０と、基準信号発生回路２４１と、ＰＷＭ制御値設定回路２４２と、ＰＷＭ信号生成回路２４３とを備えている。発振回路２４０、基準信号発生回路２４１、ＰＷＭ制御値設定回路２４２及びＰＷＭ信号生成回路２４３は、第１実施形態の発振回路１４０、基準信号発生回路１４１、ＰＷＭ制御値設定回路１４２及びＰＷＭ信号生成回路１４３と同一の回路である。制御回路２４は、第１実施形態の制御回路１４と同一の回路である。
【００６６】
制御回路２５は、発振回路２５０と、ＰＷＭ制御値設定回路２５１と、位相差設定回路２５２と、ＰＷＭ信号生成回路２５３（ＰＷＭ信号生成部）とを備えている。発振回路２５０、ＰＷＭ制御値設定回路２５１及びＰＷＭ信号生成回路２５３は、第１実施形態の発振回路１５０、ＰＷＭ制御値設定回路１５１及びＰＷＭ信号生成回路１５３と同一の回路である。制御回路２５は、位相差設定回路２５２を除いて、第１実施形態の制御回路１５と同一の回路である。
【００６７】
位相差設定回路２５２は、第１実施形態の位相差設定回路１５２と同一の機能を有する回路である。また、電流センサ２６から入力される電力変換装置２の出力電流の検出結果、及び、ＰＷＭ制御値設定回路２５１から入力されるデューティ比に基づいて、内部に記憶されているマップを補正する回路でもある。位相差設定回路２５２の入力端は基準信号発生回路２４１、発振回路２５０、ＰＷＭ制御値設定回路２５１及び電流センサ２６に、出力端はＰＷＭ信号生成回路２５３にそれぞれ接続されている。図１０に示すように、位相差設定回路２５２は、マップ記憶部２５２ａと、位相差設定部２５２ｂと、周波数成分解析部２５２ｃと、マップ補正部２５２ｄとを備えている。
【００６８】
マップ記憶部２５２ａは、第１実施形態のマップ記憶部１５２ａと同一のブロックである。マップ記憶部２５２ａには、第１実施形態の同一のＡＭ帯用のマップが記憶されている。
【００６９】
位相差設定部２５２ｂは、第１実施形態の位相差設定部１５２ｂと同一の機能を有するブロックである。また、マップを補正するために、ＰＷＭ制御値設定回路２５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比と、自ら設定したＰＷＭ信号の位相差をマップ補正部２５２ｄに出力するブロックでもある。
【００７０】
周波数成分解析部２５２ｃは、電流センサ２６から入力される電力変換装置２の出力電流の検出結果に基づいて、その出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析し、解析結果をマップ補正部２５２ｄに出力するブロックである。
【００７１】
マップ補正部２５２ｄは、位相差設定部２５２ｂから入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比及び位相差設定部２５２ｂの設定したＰＷＭ信号の位相差と、周波数成分解析部２５２ｃから入力されるリプル電流に含まれる周波数成分の解析結果に基づいて、マップ記憶部２５２ａに記憶されているＡＭ帯用のマップを補正するブロックである。
【００７２】
次に、図９及び図１０を参照して第２実施形態の電力変換装置の動作について説明する。位相差設定回路におけるマップの補正以外の動作は、第１実施形態の電力変換装置１と同一であるため説明を省略する。位相差設定回路におけるマップの補正動作について説明する。
【００７３】
図９に示す電流センサ２６は、電力変換装置２の出力電流を検出し、検出結果を、図１０に示す周波数成分解析部２５２ｃに出力する。
【００７４】
周波数成分解析部２５２ｃは、電流センサ２６から入力される電力変換装置２の出力電流の検出結果に基づいて、その出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析し、マップ補正部２５２ｄに出力する。位相差設定部２５２ｂは、ＰＷＭ制御値設定回路２５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比と、自ら設定したＰＷＭ信号の位相差をマップ補正部２５２ｄに出力する。
【００７５】
マップ補正部２５２ｄは、位相差設定部２５２ｂから入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比及び位相差設定部２５２ｂの設定したＰＷＭ信号の位相差と、周波数成分解析部２５２ｃから入力される解析結果に基づいて、マップ記憶部２５２ａに記憶されているＡＭ帯用のマップを補正する。具体的には、ＰＷＭ信号のデューティ比に対するＰＷＭ信号の位相差を補正する。
【００７６】
次に、第２実施形態の電力変換装置の効果について説明する。
【００７７】
第２実施形態によれば、制御回路２５の位相差設定回路２５２は、周波数成分解析部２５２ｃと、マップ補正部２５２ｄとを備えている。周波数成分解析部２５２ｃは、電力変換装置２の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析する。マップ補正部２５２ｄは、周波数成分解析部２５２ｃの解析結果に基づいて、マップ記憶部２５２ａに記憶されているマップを補正する。そのため、電力変換装置２の実際の特性を加味し、マップを適切に補正することができる。従って、リプル電流に含まれる指定された周波数成分の振幅を確実に小さくすることができる。
【００７８】
なお、第２実施形態では、電力変換装置２が、２つの電力変換回路２０、２１と、２つの制御回路２４、２５とを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。電力変換装置は、３つ以上の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。つまり、複数の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。電力変換装置の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらせばよい。その際、複数の制御回路のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する制御回路を除く制御回路が、マップ記憶部、位相差設定部及びＰＷＭ信号生成回路を備えているとよい。また、少なくともいずかの制御回路が周波数解析部を備え、複数の制御回路のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する制御回路を除く制御回路がマップ補正部を備えているとよい。
【００７９】
第２実施形態では、ＰＷＭ信号の周波数が１００ｋＨｚである例を挙げているが、これに限られるものではない。ＰＷＭ信号の周波数は、どのような周波数であってもよい。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電力変換装置について説明する。第３実施形態の電力変換装置は、第２実施形態の電力変換装置が１つのマップに基づいてＰＷＭ信号の位相をずらすのに対して、２つのマップの中から１つのマップを選択し、選択したマップに基づいてＰＷＭ信号の位相をずらすようにしたものである。
【００８１】
まず、図１１及び図１２を参照して第３実施形態の電力変換装置の構成について説明する。
【００８２】
図１１に示すように、電力変換装置３は、車両に搭載され、車両に搭載された高電圧バッテリＢ３から供給される直流電力を絶縁した状態で異なる電圧の直流電力に変換して、車両に搭載された負荷Ｓ３に供給する装置である。電力変換装置３は、２つの電力変換回路３０、３１と、電圧センサ３２、３３と、電流センサ３６と、２つの制御回路３４、３５とを備えている。
【００８３】
電力変換回路３０、３１は、スイッチング回路３００、３１０と、トランス３０１、３１１と、整流回路３０２、３１２と、駆動回路３０３、３１３とを備えている。スイッチング回路３００、３１０、トランス３０１、３１１、整流回路３０２、３１２及び駆動回路３０３、３１３は、第２実施形態のスイッチング回路２００、２１０、トランス２０１、２１１、整流回路２０２、２１２及び駆動回路２０３、２１３と同一の回路である。電力変換回路３０、３１は、第２実施形態の電力変換回路２０、２１と同一の回路である。
【００８４】
電圧センサ３２、３３及び電流センサ３６は、第２実施形態の電圧センサ２２、２３及び電流センサ２６と同一の素子である。
【００８５】
制御回路３４は、発振回路３４０と、基準信号発生回路３４１と、ＰＷＭ制御値設定回路３４２と、ＰＷＭ信号生成回路３４３とを備えている。発振回路３４０、基準信号発生回路３４１、ＰＷＭ制御値設定回路３４２及びＰＷＭ信号生成回路３４３は、第２実施形態の発振回路２４０、基準信号発生回路２４１、ＰＷＭ制御値設定回路２４２及びＰＷＭ信号生成回路２４３と同一の回路である。制御回路３４は、第２実施形態の制御回路２４と同一の回路である。
【００８６】
制御回路３５は、発振回路３５０と、ＰＷＭ制御値設定回路３５１と、位相差設定回路３５２と、ＰＷＭ信号生成回路３５３（ＰＷＭ信号生成部）とを備えている。発振回路３５０、ＰＷＭ制御値設定回路３５１及びＰＷＭ信号生成回路３５３は、第２実施形態の発振回路２５０、ＰＷＭ制御値設定回路２５１及びＰＷＭ信号生成回路２５３と同一の回路である。制御回路３５は、位相差設定回路３５２を除いて、第２実施形態の制御回路２５と同一の回路である。
【００８７】
位相差設定回路３５２は、第２実施形態の位相差設定回路２５２と同一の機能を有する回路である。位相差設定回路３５２の入力端は基準信号発生回路３４１、発振回路３５０、ＰＷＭ制御値設定回路３５１及び電流センサ３６にそれぞれ接続されている。図１２に示すように、位相差設定回路３５２は、マップ記憶部３５２ａと、位相差設定部３５２ｂと、周波数成分解析部３５２ｃと、マップ補正部３５２ｄと、振幅目標値記憶部３５２ｅと、周波数成分指定部３５２ｆとを備えている。
【００８８】
マップ記憶部３５２ａは、ＰＷＭ信号のデューティ比と所定の周波数成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示した複数のマップを記憶するブロックである。マップ記憶部３５２ａには、ＡＭ帯用のマップと、ＦＭ帯用のマップが記憶されている。ＡＭ帯用のマップは、第２実施形態の同一のマップである。車両に搭載されたラジオのＦＭ帯の周波数は、７６ＭＨｚ〜９０ＭＨｚである。ＦＭ帯用のマップは、ＰＷＭ信号のデューティ比とＦＭ帯に含まれる２００ｋＨｚの高調波成分の振幅を小さくするＰＷＭ信号の位相差の関係を示したものである。ＦＭ帯用のマップは、ＡＭ帯用のマップと同様に、シミュレーションによって得られた結果に基づいて作成されている。
【００８９】
位相差設定部３５２ｂは、マップ記憶部３５２ａに記憶されているＡＭ帯用及びＦＭ帯用の２つのマップの中から、周波数成分指定部３５２ｆに指定された周波数成分に対応するマップを選択し、選択したマップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定するブロックである。また、基準信号発生回路３４１から入力される基準信号、及び、発振回路３５０から入力されるパルス信号に基づいて、発振回路３４０のパルス信号に対して設定した位相差だけ位相がずれたパルス信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路３５３に出力するブロックでもある。さらに、マップを補正するために、ＰＷＭ制御値設定回路３５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比と、自ら設定したＰＷＭ信号の位相差をマップ補正部３５２ｄに出力するブロックでもある。
【００９０】
周波数成分解析部３５２ｃは、第２実施形態の周波数成分解析部２５２ｃと同一のブロックである。
【００９１】
マップ補正部３５２ｄは、第２実施形態のマップ補正２５２ｄと同一の機能を有するブロックである。
【００９２】
振幅目標値記憶部３５２ｅは、電力変換装置３の出力電流におけるリプル電流に含まれる所定の周波数成分の振幅目標値を記憶するブロックである。振幅目標値記憶部３５２ｅには、ＡＭ帯の周波数成分の振幅目標値と、ＦＭ帯の周波数成分の振幅目標値が記憶されている。
【００９３】
周波数成分指定部３５２ｆは、周波数成分解析部３５２ｃの解析結果に基づいて、振幅を小さくすべき周波数成分を指定するブロックである。
【００９４】
次に、図１１及び図１２を参照して第３実施形態の電力変換装置の動作について説明する。位相差設定回路以外の動作は、第２実施形態の電力変換装置２と同一であるため説明を省略する。位相差設定回路の動作について説明する。
【００９５】
図１１に示す電流センサ３６は、電力変換装置３の出力電流を検出し、検出結果を図１２に示す周波数成分解析部３５２ｃに出力する。
【００９６】
周波数成分解析部３５２ｃは、電流センサ３６から入力される電力変換装置３の出力電流の検出結果に基づいて、その出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分を解析し、解析結果をマップ補正部３５２ｄ及び周波数成分指定部３５２ｆに出力する。
【００９７】
周波数成分指定部３５２ｆは、振幅目標値記憶部３５２ｅに記憶されている振幅目標値からの乖離が最も大きい周波数成分を周波数成分解析部３５２ｃの解析結果から求める。そして、その周波数成分を、振幅を小さくすべき周波数成分として指定する。具体的には、その周波数成分がＡＭ帯である場合には、ＡＭ帯に含まれる２００ｋＨｚの高調波成分を指定する。その周波数成分がＦＭ帯である場合には、ＦＭ帯に含まれる２００ｋＨｚの高調波成分を指定する。
【００９８】
位相差設定部３５２ｂは、マップ記憶部３５２ａに記憶されているＡＭ帯用及びＦＭ帯用の２つのマップの中から、周波数成分指定部３５２ｆに指定された周波数成分に対応するマップを選択し、選択したマップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定する。そして、基準信号発生回路３４１から入力される基準信号、及び、発振回路３５０から入力されるパルス信号に基づいて、発振回路３４０のパルス信号に対して設定した位相差だけ位相がずれたパルス信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路３５３に出力する。
【００９９】
さらに、位相差設定部３５２ｂは、ＰＷＭ制御値設定回路３５１から入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比と、自ら設定したＰＷＭ信号の位相差をマップ補正部３５２ｄに出力する。
【０１００】
マップ補正部３５２ｄは、位相差設定部３５２ｂから入力されるＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比及び位相差設定部３５２ｂの設定したＰＷＭ信号の位相差と、周波数成分解析部３５２ｃから入力される解析結果に基づいて、マップ記憶部３５２ａに記憶されているＡＭ帯用及びＦＭ帯用のマップを補正する。
【０１０１】
次に、第３実施形態の電力変換装置の効果について説明する。
【０１０２】
第３実施形態によれば、制御回路３５は、位相差設定回路３５２と、ＰＷＭ信号生成回路３５３とを備えている。位相差設定回路３５２は、マップ記憶部３５２ａと、位相差設定部３５２ｂとを備えている。マップ記憶部３５２ａには、ＡＭ帯用及びＦＭ帯用の２つのマップが記憶されている。位相差設定部３５２ｂは、マップ記憶部３５２ａに記憶されているＡＭ帯用及びＦＭ帯用の２つのマップの中から指定された周波数成分に対応するマップを選択する。そして、選択したマップに基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのデューティ比からＰＷＭ信号の位相差を設定する。ＰＷＭ信号生成回路３５３は、位相差設定部３５２ｂの設定したＰＷＭ信号に位相差に基づいて位相のずれたＰＷＭ信号を生成する。そのため、振幅を小さくしたい周波数成分が複数ある場合であっても、指定された周波数成分の振幅を確実に小さくすることができる。
【０１０３】
第３実施形態によれば、制御回路３５の位相差設定回路３５２は、周波数成分解析部３５２ｃと、周波数成分指定部３５２ｆとを備えている。周波数成分解析部３５２ｃは、電力変換装置３の出力電流に含まれる周波数成分を解析する。周波数成分指定部３５２ｆは、周波数成分解析部３５２ｃの解析結果に基づいて、振幅を小さくすべき周波数成分を指定する。そのため、電力変換装置３から実際に出力される出力電流に基づいて、振幅を小さくすべき周波数成分を指定することができる。
【０１０４】
第３実施形態によれば、制御回路３５の位相差設定回路３５２は、振幅目標値記憶部３５２ｅと、周波数成分指定部３５２ｆとを備えている。振幅目標値記憶部３５２ｅは、電力変換装置３の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分の振幅目標値を記憶している。周波数成分指定部３５２ｆは、振幅目標値からの乖離が最も大きい周波数成分を周波数成分解析部３５２ｃの解析結果から求める。そして、それを、振幅を小さくすべき周波数成分として指定する。そのため、振幅目標値からの乖離が最も大きい周波数成分を確実に小さくすることができる。
【０１０５】
第３実施形態によれば、制御回路３５の位相差設定回路３５２は、マップ補正部３５２ｄを備えている。マップ補正部３５２ｄは、周波数成分解析部３５２ｃの解析結果に基づいてマップ記憶部３５２ａに記憶されているマップを補正する。そのため、電力変換装置３の実際の特性を加味し、マップを適切に補正することができる。従って、リプル電流に含まれる指定された周波数成分の振幅を確実に小さくすることができる。
【０１０６】
第３実施形態によれば、ＡＭ帯及びＦＭ帯のマップは、シミュレーションによって得られた結果に基づいて作成されている。そのため、実測によって得られた結果に基づいて作成する場合に比べ、マップを容易に作成することができる。
【０１０７】
なお、第３実施形態では、ＡＭ帯用とＦＭ帯用の２つのマップが設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１３に示すように、周波数成分毎により多くのマップが設けられていてもよい。
【０１０８】
第３実施形態では、電力変換装置３が、２つの電力変換回路３０、３１と、２つの制御回路３４、３５とを備えている例を挙げているが、これに限られるものではない。電力変換装置は、３つ以上の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。つまり、複数の電力変換回路及び制御回路を備えていてもよい。電力変換装置の出力電流におけるリプル電流に含まれる周波数成分のうち、指定された周波数成分の振幅が小さくなるようにＰＷＭ信号の位相を互いにずらせばよい。その際、複数の制御回路のうち、基準となるＰＷＭ信号を出力する制御回路を除く制御回路が、マップ記憶部、位相差設定部及びＰＷＭ信号生成回路を備えているとよい。また、少なくともいずかの制御回路が、周波数解析部、振幅目標値記憶部及び周波数成分指定部を、さらにマップ補正部を備えているとよい。
【０１０９】
第３実施形態では、ＰＷＭ信号の周波数が１００ｋＨｚである例を挙げているが、これに限られるものではない。ＰＷＭ信号の周波数は、どのような周波数であってもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１・・・電力変換装置、１０、１１・・・電力変換回路、１００ａ〜１００ｄ・・・ＦＥＴ（スイッチング素子）、１４、１５・・・制御回路、１５２・・・位相差設定回路、１５２ａ・・・マップ記憶部、１５２ｂ・・・位相差設定部、１５３・・・ＰＷＭ信号生成回路（ＰＷＭ信号生成部）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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