JP2000152659A - 車両用電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力変換装置から出る高調波成分により信号
機が誤動作しないようにする。 【解決手段】 この発明の車両用電力変換装置では、制
御手段４によって信号機の検出時間より短い所定周期で
半導体スイッチング素子３のゲート抵抗値を抵抗５と
（５＋５Ａ）との間で交互に切り換えることにより、本
装置が発生する高調波成分の周波数帯を変化させ、高調
波成分が信号機に悪影響を与えて誤動作させないように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用電力変換装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＴＯサイリスタ（Ｇａｔｅ Ｔ
ｕｒｎ Ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉ
ｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチング素子を使用
した電力変換装置では、これらの半導体素子が高速にス
イッチングするため非常に急峻に電圧が変化し、その結
果、出力される電圧は数百ｋＨｚから数十ＭＨｚ程度の
高い周波数成分の高調波を含んだ波形となる。

【０００３】半導体素子のスイッチング時間は素子の特
性や素子のゲート回路の定数により決まるが、一般的に
は、半導体素子のスイッチング損失やスイッチング時に
発生するサージ電圧などを考慮し、適切なスイッチング
時間となるようにゲート回路の定数が決定される。

【０００４】一方、一般に車両の保安などに用いられて
いる信号機は、特定の周波数の電圧や電流を信号として
用いており、その周波数成分の電圧、電流が一定レベル
以上の大きさで、かつ一定時間継続することにより、信
号の有無を判断している。

【０００５】したがって、半導体素子のスイッチング時
間の設計値によっては、インバータ回路から発生する高
調波が信号機の検出する周波数成分を一定レベル以上含
んでいて、信号機が誤動作してしまうことがある問題点
があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、車両関係に使
用している信号機では使用する特定の周波数帯が決まっ
ており、また特定の周波数帯から必要な情報を得るため
と誤動作を防止するために、信号を検出するための時間
を持っている。そこで、信号機が検出するための時間よ
り短い時間帯で車両用電力変換装置が発生する高調波成
分の周波数帯が変化して行くと、車両用電力変換装置が
発生する高調波成分の周波数帯と信号機の使用する周波
数帯とが一致したとしても、検出する時間以下であるの
で、信号機は車両電力変換装置が発生する高調波成分に
よって誤動作する恐れはない。

【０００７】一方、半導体スイッチング素子のゲート抵
抗、あるいはゲート−エミッタ間に接続されたコンデン
サの容量を変化させると、半導体スイッチング素子のオ
ン時の電圧降下時間／電流の上昇時間、及びオフ時の電
圧上昇時間／電流の減少時間（以下、スイッチング時間
という）が変化する。このスイッチング時間は車両用電
力変換装置から発生する高調波成分の周波数帯と密接な
関係があり、スイッチング時間が短くなれば高調波成分
は高い周波数帯を多く含み、スイッチング時間が長くな
れば低い周波数帯を含むようになるので、半導体スイッ
チング素子のスイッチング時間を変えることにより車両
用電力変換装置が発生する高調波成分の周波数帯を変化
させることができる。

【０００８】また、ＰＷＭ制御方式のインバータ回路を
有する場合、ＰＷＭ制御に用いるスイッチング周波数
は、車両用電力変換装置から発生する高調波成分の周波
数帯と密接な関係があり、スイッチング周波数が高くな
れば高調波成分は高い周波数帯を多く含み、スイッチン
グ周波数が低くなれば低い周波数帯を多く含むようにな
るので、ＰＷＭ制御のスイッチング周波数を変えること
により、車両用電力変換装置が発生する高調波成分の周
波数帯を変化させることができる。

【０００９】本発明は、このような考察のもとに発明さ
れたものであって、信号機の検出時間より短い時間で半
導体スイッチング素子のゲート抵抗、もしくはゲート−
エミッタ間のコンデンサ容量を変化させることにより、
スイッチング周波数成分に含まれる高調波成分が信号機
に悪影響を与えて誤動作させる恐れをなくした車両用電
力変換装置を提供することを目的とする。

【００１０】本発明はまた、ＰＷＭ制御のスイッチング
周波数を信号機の検出時間よりも短い時間で変化させる
ことにより、スイッチング周波数成分に含まれる高調波
成分が信号機に悪影響を与えて誤動作させる恐れをなく
した車両用電力変換装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、半導
体スイッチング素子を使用したインバータ回路を有する
車両用電力変換装置において、前記半導体スイッチング
素子に対する複数個のゲート抵抗と、前記複数個のゲー
ト抵抗を所定周期ごとに切り換える制御手段とを備えた
ものである。

【００１２】請求項１の発明の車両用電力変換装置で
は、制御手段によって信号機の検出時間より短い所定周
期で半導体スイッチング素子のゲート抵抗を切り換える
ことにより、本装置が発生する高調波成分の周波数帯を
変化させ、高調波成分が信号機に悪影響を与えて誤動作
させないようにする。

【００１３】請求項２の発明は、半導体スイッチング素
子を使用したインバータ回路を有する車両用電力変換装
置において、前記半導体スイッチング素子のゲート−エ
ミッタ間に接続された容量の異なる複数のコンデンサ
と、前記複数個のコンデンサを所定周期ごとに切り換え
る制御手段とを備えたものである。

【００１４】請求項２の発明の車両用電力変換装置で
は、制御手段によって信号機の検出時間より短い所定周
期で半導体スイッチング素子のゲート−エミッタ間のコ
ンデンサ容量を切り換えることにより、本装置が発生す
る高調波成分の周波数帯を変化させ、高調波成分が信号
機に悪影響を与えて誤動作させないようにする。

【００１５】請求項３の発明は、半導体スイッチング素
子を使用した、直列又は並列に接続された複数のインバ
ータ回路を有する車両用電力変換装置において、前記複
数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチング素子
に対する複数個のゲート抵抗と、前記複数個のゲート抵
抗を所定周期ごとに切り換える制御手段とを備えたもの
である。

【００１６】請求項３の発明の車両用電力変換装置で
は、複数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチン
グ素子のゲート抵抗をそれぞれ異なった値のもの切り換
えることにより、各インバータ回路が発生する高調波成
分の周波数帯を変化させると共に、高調波成分のピーク
を抑え、高調波成分が信号機に悪影響を与えて誤動作さ
せないようにする。

【００１７】請求項４の発明は、半導体スイッチング素
子を使用した、直列又は並列に接続された複数のインバ
ータ回路を有する車両用電力変換装置において、前記複
数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチング素子
のゲート−エミッタ間に接続された容量の異なる複数個
のコンデンサと、前記複数個のコンデンサを所定周期ご
とに切り換える制御手段とを備えたものである。

【００１８】請求項４の発明の車両用電力変換装置で
は、複数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチン
グ素子のゲート−エミッタ間のコンデンサをそれぞれ異
なった容量のもの切り換えることにより、各インバータ
回路が発生する高調波成分の周波数帯を変化させると共
に、高調波成分のピークを抑え、高調波成分が信号機に
悪影響を与えて誤動作させないようにする。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１〜４の車両用
電力変換装置において、さらに、外部からの走行区間に
存在する信号機の情報を受信する回路と、この回路が受
信した情報に応じて最適な半導体スイッチング素子のゲ
ート抵抗又はコンデンサ容量を選定して前記制御手段に
指示する論理演算手段とを備えたものである。

【００２０】請求項５の発明の車両用電力変換装置で
は、外部からの信号機の情報を受信し、この情報に応じ
て高調波成分によって信号機に悪影響を与えないために
最適な半導体スイッチング素子のゲート抵抗又はコンデ
ンサ容量を選定し、信号機の検出時間より短い所定周期
で半導体スイッチング素子のゲート抵抗又はゲート−エ
ミッタ間のコンデンサ容量を選定されたものに切り換え
ることにより、本装置が発生する高調波成分の周波数帯
を変化させ、高調波成分が信号機に悪影響を与えて誤動
作させないようにする。

【００２１】請求項６の発明は、ＰＷＭ制御方式のイン
バータ回路を有する車両用電力変換装置において、ＰＷ
Ｍ制御のスイッチング周波数を切り換える制御手段と、
前記制御手段に対して、所定時間ごとにスイッチング周
波数の切り換え指示を与える論理演算手段とを備えたも
のである。

【００２２】請求項６の発明の車両用電力変換装置で
は、論理演算手段が所定時間ごとにスイッチング周波数
の切り換え指示を制御手段に与え、制御手段が信号機の
検出時間より短い所定周期でＰＷＭ制御のスイッチング
周波数を切り換えることにより、本装置が発生する高調
波成分の周波数帯も変化させ、高調波成分が信号機に悪
影響を与えて誤動作させないようにする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
回路構成を示している。第１の実施の形態の車両用電力
変換装置は、インピーダンス１と大地との間の電圧で駆
動されるインバータ回路２のＩＧＢＴ３を、制御回路８
で制御されるゲート回路４によって駆動し、交流電圧を
出力端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃから出力する。

【００２４】ゲート回路４は、直列に接続されたゲート
抵抗５とゲート抵抗５Ａを有していて、タイマ（ＴＲ）
７により一定時間Ｔごとにオン／オフが繰り返されるト
ランジスタ６により、ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値を切り
換える。この時間Ｔは信号機の検出時間より短いものに
設定してある。

【００２５】次に、上記の構成の車両用電力変換装置の
動作を説明する。トランジスタ６のオン／オフを信号機
の検出時間よりも短い時間間隔Ｔごとに切り換えると、
ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値が変わるために、ＩＧＢＴ３
のスイッチング時間が周期的に変化する。すなわち、図
２（ａ），（ｂ）に示すように、トランジスタ６をオン
すると、ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値は抵抗５だけになっ
て小さくなり、波形１４，１６に示すようにスイッチン
グ時間が短くなる。逆にトランジスタ６をオフすると、
ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値は抵抗（５＋５Ａ）となって
大きくなり、波形１４Ａ，１６Ａに示すようにスイッチ
ング時間は長くなる。

【００２６】したがって、タイマ７によりトランジスタ
６をＴ時間ごとにオン／オフさせると、ＩＧＢＴ３のス
イッチング時間が周期的に変化し、電力変換装置から発
生する高調波成分の周波数帯も周期的に変化する。これ
により、図２（ｃ）に示すスペクトル分布のように、電
力変換装置より発生する高調波成分の周波数帯を周波数
帯１７と周波数帯１７Ａとで周期的に切り換えることが
できる。

【００２７】以上のように、第１の実施の形態の車両用
電力変換装置では、スイッチング素子であるＩＧＢＴ３
のゲート抵抗値を抵抗５若しくは抵抗（５＋５Ａ）に切
り換えることにより、電力変換装置から発生する高調波
の周波数成分を変化させることができ、これを信号機の
検出時間より短い周期Ｔで高速に行うことにより、信号
機が電力変換装置から発生する高調波成分により誤動作
するのを防ぐことができる。

【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態を図３に
基づいて説明する。第２の実施の形態の車両用電力変換
装置は、図１に示した第１の実施の形態の回路構成に対
して、スイッチング素子であるＩＧＢＴ３のゲート抵抗
は抵抗５の１つだけであるが、それに代わってＩＧＢＴ
３のゲート−エミッタ間にコンデンサ９とコンデンサ９
Ａの２つを並列に挿入し、またコンデにンサ９Ａと直列
にタイマ７により一定時間ごとにオン／オフを繰り返す
トランジスタ６を接続した点を特徴とする。なお、その
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、同一の符
合することによって詳細な説明は省略する。

【００２９】第２の実施の形態の車両用電力変換装置の
動作は次の通りである。トランジスタ６のオン／オフを
信号機の検出時間よりも短い時間間隔Ｔごとに切り換え
ると、ＩＧＢＴ３の入力容量が変わるためにＩＧＢＴ３
のスイッチング時間が周期的に変化する。すなわち、ト
ランジスタ６をオフすると、ＩＧＢＴ３の入力容量はコ
ンデンサ９だけになって小さくなるためにスイッチング
時間が短くなり、トランジスタ６をオンすると、ＩＧＢ
Ｔ３の入力容量はコンデンサ（９＋９Ａ）となって大き
くなるためにスイッチング時間が長くなる。

【００３０】したがって、タイマ７によりトランジスタ
６をＴ時間ごとにオン／オフさせると、ＩＧＢＴ３のス
イッチング時間が周期的に変化し、電力変換装置から発
生する高調波成分の周波数帯も周期的に変化する。これ
により、第１の実施の形態と同様、電力変換装置より発
生する高調波成分の周波数帯を周期的に変えることがで
きる。

【００３１】以上のように、第２の実施の形態の車両用
電力変換装置では、スイッチング素子であるＩＧＢＴ３
の入力容量をコンデンサ９若しくはコンデンサ（９＋９
Ａ）に切り換えることにより、電力変換装置から発生す
る高調波の周波数成分を変化させることができ、これを
信号機が検出する時間より短い周期Ｔで高速に行うこと
により、信号機が電力変換装置から発生する高調波成分
により誤動作するのを防ぐことができる。

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
基づいて説明する。第３の実施の形態の車両用電力変換
装置は、図１に示した第１の実施の形態に対して、集電
装置１と大地との間に、インバータ回路２に加えて、イ
ンバータ回路２Ａを直列に接続し、これらのインバータ
回路２，２Ａそれぞれのゲート回路４，４Ａを設け、こ
れらを制御回路８によって同時にゲート制御するように
したことを特徴とする。

【００３３】インバータ回路２、ゲート回路４の構成は
図１に示した第１の実施の形態と同じである。そして、
インバータ回路２ＡにはＩＧＢＴ３Ａが設けられてい
る。またゲート回路４Ａには、直列に接続されたゲート
抵抗５Ｂとゲート抵抗５Ｃを有していて、タイマ（Ｔ
Ｒ）７Ａにより一定時間Ｔごとにオン／オフが繰り返さ
れるトランジスタ６Ａにより、ＩＧＢＴ３Ａのゲート抵
抗値を切り換える。ここで、ゲート抵抗５，５Ａ，５
Ｂ，５Ｃの抵抗値に関しては、ゲート抵抗５と５Ｂの抵
抗値、またゲート抵抗（５＋５Ａ）と（５Ｂ＋５Ｃ）の
合成抵抗値は異なるものに設定している。

【００３４】次に、上記の構成の車両用電力変換装置の
動作を説明する。トランジスタ６，６Ａそれぞれのオン
／オフを信号機の検出時間よりも短い時間間隔Ｔごとに
切り換えると、ＩＧＢＴ３，３Ａのゲート抵抗値が変わ
るために、ＩＧＢＴ３，３Ａそれぞれのスイッチング時
間が周期的に変化する。すなわち、トランジスタ６，６
Ａそれぞれをオンすると、ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値は
抵抗５だけになり、ＩＧＢＴ３Ａのゲート抵抗値は抵抗
５Ｂだけになって共に小さくなり、それらのＩＧＢＴ
３，３Ａのスイッチング時間が短くなる。逆にトランジ
スタ６，６Ａそれぞれをオフすると、ＩＧＢＴ３のゲー
ト抵抗値は抵抗（５＋５Ａ）となり、ＩＧＢＴ３Ａのゲ
ート抵抗値は抵抗（５Ｂ＋５Ｃ）となって共に大きくな
り、ＩＧＢＴ３，３Ａそれぞれのスイッチング時間は長
くなる。

【００３５】したがって、タイマ７，７Ａによりトラン
ジスタ６，６ＡをＴ時間ごとにオン／オフさせると、Ｉ
ＧＢＴ３，３Ａそれぞれのスイッチング時間が周期的に
変化し、電力変換装置から発生する高調波成分の周波数
帯も周期的に変化し、しかも、ゲート抵抗値が両方のイ
ンバータ回路２，２ＡのＩＧＢＴ３，３Ａ間で相異なる
ものであるので、高調波成分のピークが急峻になるのを
抑制する。

【００３６】以上のように、第３の実施の形態の車両用
電力変換装置では、スイッチング素子であるＩＧＢＴ
３，３Ａそれぞれのゲート抵抗値を抵抗５，５Ｂそれぞ
れ若しくは抵抗（５＋５Ａ），（５Ｂ＋５Ｃ）それぞれ
に切り換えることにより、電力変換装置から発生する高
調波の周波数成分を変化させることができ、しかも、ゲ
ート抵抗値をインバータ回路２，２Ａによって異なった
値に設定することによって高調波成分のピークが急峻に
なるのも抑制することができ、これを信号機が検出する
時間より短い周期で高速に行うことにより、信号機が電
力変換装置から発生する高調波成分により誤動作するの
を確実に防ぐことができる。

【００３７】なお、この第３の実施の形態にあっては、
図５に示すように、図１に示した第１の実施の形態に対
する図３に示した第２の実施の形態の関係と同様に、並
列又は直列に接続されたインバータ回路２，２Ａそれぞ
れに対するゲート回路４，４Ａに、抵抗５，５Ａ，５
Ｂ，５Ｃに代えて、コンデンサ９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃを
設け、トランジスタ６，６Ａによってこれらのコンデン
サを切り換えることによりＩＧＢＴ３，３Ａの入力容量
を高速で切り換える構成にすることもできる（第４の実
施の形態）。

【００３８】これによっても、電力変換装置から発生す
る高調波の周波数成分を変化させることができ、しかも
高調波成分のピークが急峻になるのも抑制することがで
き、これを信号機が検出する時間より短い周期で高速に
行うことにより、信号機が電力変換装置から発生する高
調波成分により誤動作するのを確実に防ぐことができ
る。

【００３９】次に、本発明の第５の実施の形態を、図６
に基づいて説明する。第５の実施の形態の車両用電力変
換装置は、図１に示した第１の実施の形態に対して、ト
ランジスタ６のオン／オフの制御をタイマ７で行わず、
制御回路１１側からの制御信号によって行うようにした
ことを特徴とする。したがって、インバータ回路２の構
成、ゲート回路４におけるゲート抵抗５，５Ａとトラン
ジスタ６は第１の実施の形態の回路要素と共通である。

【００４０】第５の実施の形態の特徴である制御回路１
１は、外部から信号機に関する情報を受信回路１２によ
って受信し、内蔵されている制御条件データ１３と照ら
して、ＣＰＵ１４が現在走行している区間にある信号機
の検出周波数帯のデータに基づき、またインバータ回路
２のスイッチング損失などを加味してトランジスタ６の
オン／オフの適切なタイミングを決定し、これによって
トランジスタ６のオン／オフ制御を行う機能を備えてい
る。

【００４１】次に、第５の実施の形態の車両用電力変換
装置の動作を説明する。制御回路１１において、ＣＰＵ
１４は外部から信号機に関する情報を受信回路１２によ
って受信し、内蔵されている制御条件データ１３と照ら
して、ＣＰＵ１４が現在走行している区間にある信号機
の検出周波数帯のデータに基づき、またインバータ回路
２のスイッチング損失などを加味してトランジスタ６の
オン／オフの適切なタイミングを決定し、これによって
トランジスタ６のオン／オフ制御する。

【００４２】そして、ゲート回路４においてトランジス
タ６がオンすると、第１の実施の形態と同様、ＩＧＢＴ
３のゲート抵抗値は抵抗５だけになって小さくなり、ス
イッチング時間が短くなる。逆にトランジスタ６をオフ
すると、ＩＧＢＴ３のゲート抵抗値は抵抗（５＋５Ａ）
となって大きくなり、スイッチング時間は長くなる。し
たがって、制御回路１１側からトランジスタ６を適切な
タイミングごとにオン／オフさせることにより、ＩＧＢ
Ｔ３のスイッチング時間が変化し、電力変換装置から発
生する高調波成分の周波数帯も変化し、これにより、電
力変換装置より発生する高調波成分の周波数帯を信号機
に悪影響を与えないで切り換えることができる。

【００４３】以上のように、第５の実施の形態の車両用
電力変換装置でも、スイッチング素子であるＩＧＢＴ３
のゲート抵抗値を抵抗５若しくは抵抗（５＋５Ａ）に切
り換えることにより、電力変換装置から発生する高調波
の周波数成分を変化させることができ、これを現在走行
中の区間に使用されている信号機の検出時間より短い周
期で高速に行うことにより、信号機が電力変換装置から
発生する高調波成分により誤動作するのを防ぐことがで
きる。

【００４４】なお、この第５の実施の形態にあっては、
図７に示すように、図１に示した第１の実施の形態に対
する図３に示した第２の実施の形態の関係と同様に、制
御回路１１によって、ゲート回路４の抵抗５，５Ａに代
えて、コンデンサ９，９Ａを切り換えることによりＩＧ
ＢＴ３，３Ａの入力容量を高速で切り換える構成にする
こともできる（第６の実施の形態）。

【００４５】これによっても、電力変換装置から発生す
る高調波の周波数成分を変化させることができ、これを
信号機が検出する時間より短い周期で高速に行うことに
より、信号機が電力変換装置から発生する高調波成分に
より誤動作するのを防ぐことができる。

【００４６】次に、本発明の第７の実施の形態を、図８
に基づいて説明する。第７の実施の形態の車両用電力変
換装置は、集電装置１と大地との間の電圧で駆動される
インバータ回路２のＩＧＢＴ３を、ＰＷＭ制御方式の制
御回路２０で制御されるゲート回路４により駆動し、交
流電圧を端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃから出力するものであ
る。

【００４７】制御回路２０はＰＷＭ制御のキャリア周波
数を決める基準三角波として、周期の異なる２種類の三
角波データ２１，２１Ａを持っており、選択回路２２に
よって切り換える構成である。なお、制御回路２０にお
いて、２３は基準正弦波回路、２４を基準正弦波と基準
三角波を比較する比較器である。

【００４８】次に、上記の第７の実施の形態の動作を説
明する。図８において、選択回路２２を切り換えると、
比較器２４により基準三角波２１又は２１Ａが基準正弦
波と比較され、キャリア周波数の異なるＰＷＭ信号とし
てゲート回路４に出力する。このように、キャリア周波
数を切り換えることにより、電力変換装置から発生する
高調波成分の周波数帯も同時に変化させることができ
る。

【００４９】図９には、選択回路２２を切り換えた時の
ＰＷＭ信号２６，２６Ａと、その時の高調波成分の周波
数スペクトル２７，２７Ａを示してある。同図（ａ）に
示すように、高速周期Ｔごとに基準三角波２１，２１Ａ
を交互に切り換えることによってＰＷＭ信号波形２６，
２６Ａが交互に切り換えられ、本装置から同図（ｂ）に
示すような周波数分布が異なるスペクトル２７，２７Ａ
の高調波を出力することになる。

【００５０】以上のように第７の実施の形態によれば、
ＰＷＭ制御のキャリア周波数を切り換えることにより、
電力変換装置から発生する高調波の周波数成分を変化さ
せることができ、これを信号機が検出する時間より短い
周期Ｔによって高速に行うことにより、電力変換装置か
ら発生する高調波により信号機が誤動作するのを防ぐこ
とができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、信号機の検出時間より短い所定周期で半導体スイッ
チング素子のゲート抵抗を切り換えるので、本装置が発
生する高調波成分の周波数帯を変化させ、高調波成分が
信号機に悪影響を与えて誤動作させることがない。

【００５２】請求項２の発明によれば、信号機の検出時
間より短い所定周期で半導体スイッチング素子のゲート
−エミッタ間のコンデンサ容量を切り換えるので、本装
置が発生する高調波成分の周波数帯を変化させ、高調波
成分が信号機に悪影響を与えて誤動作させることがな
い。

【００５３】請求項３の発明によれば、複数のインバー
タ回路それぞれの半導体スイッチング素子のゲート抵抗
をそれぞれ異なった値のものに切り換えるので、各イン
バータ回路が発生する高調波成分の周波数帯を変化させ
ると共に、高調波成分のピークを抑え、高調波成分が信
号機に悪影響を与えて誤動作させることがない。

【００５４】請求項４の発明によれば、複数のインバー
タ回路それぞれの半導体スイッチング素子のゲート−エ
ミッタ間のコンデンサ容量をそれぞれ異なった値のもの
に切り換えるので、各インバータ回路が発生する高調波
成分の周波数帯を変化させると共に、高調波成分のピー
クを抑え、高調波成分が信号機に悪影響を与えて誤動作
させることがない。

【００５５】請求項５の発明によれば、外部からの信号
機の情報を受信し、この情報に応じて高調波成分によっ
て信号機に悪影響を与えないために最適な半導体スイッ
チング素子のゲート抵抗又はコンデンサ容量を選定し、
信号機の検出時間より短い所定周期で半導体スイッチン
グ素子のゲート抵抗又はゲート−エミッタ間のコンデン
サ容量を選定されたものに切り換えるので、本装置が発
生する高調波成分の周波数帯を変化させ、高調波成分が
信号機に悪影響を与えて誤動作させることがない。

【００５６】請求項６の発明によれば、論理演算手段が
所定時間ごとにスイッチング周波数の切り換え指示を制
御手段に与え、制御手段が信号機の検出時間より短い所
定周期でＰＷＭ制御のスイッチング周波数を切り換える
ので、本装置が発生する高調波成分の周波数帯も変化さ
せ、高調波成分が信号機に悪影響を与えて誤動作させる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】上記の実施の形態における半導体スイッチング
素子のスイッチング波形、トランジスタの動作及び出力
周波数スペクトルを示す説明図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図５】本発明の第４の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図６】本発明の第５の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図７】本発明の第６の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図８】本発明の第７の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。

【図９】上記の実施の形態における選択回路の動作、半
導体スイッチング素子のスイッチング波形及び出力周波
数スペクトルを示す説明図。

【符号の説明】

１ 集電装置 ２，２Ａ インバータ回路 ３，３Ａ ＩＧＢＴ ４，４Ａ 制御回路 ５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ ゲート抵抗 ６，６Ａ トランジスタ ７，７Ａ タイマ ８ 制御回路 ９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ コンデンサ １１ 制御回路 １２ 受信回路 １３ 制御条件データ １４ ＣＰＵ ２０ 制御回路 ２１，２１Ａ 基準三角波 ２２ 切換器 ２３ 基準正弦波 ２４ 比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H007 AA08 BB00 CA01 CB05 CC06 CC23 DB01 DB03 DB07 EA14 5H115 PA00 PA08 PC02 PG01 PI03 PI29 PU08 PV09 PV23 RB22 SE10 TR01 TW08 5H740 BA11 BB09 BC01 BC02 BC06 JA11 JA23 JA28 KK10 NN01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体スイッチング素子を使用したイン
   バータ回路を有する車両用電力変換装置において、 前記半導体スイッチング素子に対する複数個のゲート抵
   抗と、 前記複数個のゲート抵抗を所定周期ごとに切り換える制
   御手段とを備えて成る車両用電力変換装置。
2. 【請求項２】 半導体スイッチング素子を使用したイン
   バータ回路を有する車両用電力変換装置において、 前記半導体スイッチング素子のゲート−エミッタ間に接
   続された容量の異なる複数個のコンデンサと、 前記複数個のコンデンサを所定周期ごとに切り換える制
   御手段とを備えて成る車両用電力変換装置。
3. 【請求項３】 半導体スイッチング素子を使用した、直
   列又は並列に接続された複数のインバータ回路を有する
   車両用電力変換装置において、 前記複数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチン
   グ素子に対する複数個のゲート抵抗と、 前記複数個のゲート抵抗を所定周期ごとに切り換える制
   御手段とを備えて成る車両用電力変換装置。
4. 【請求項４】 半導体スイッチング素子を使用した、直
   列又は並列に接続された複数のインバータ回路を有する
   車両用電力変換装置において、 前記複数のインバータ回路それぞれの半導体スイッチン
   グ素子のゲート−エミッタ間に接続された容量の異なる
   複数個のコンデンサと、 前記複数個のコンデンサを所定周期ごとに切り換える制
   御手段とを備えて成る車両用電力変換装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の車両用
   電力変換装置において、 外部からの走行区間に存在する信号機の情報を受信する
   回路と、 この回路が受信した情報に応じて最適な半導体スイッチ
   ング素子のゲート抵抗又はコンデンサ容量を選定して前
   記制御手段に指示する論理演算手段とを備えたことを特
   徴とする車両用電力変換装置。
6. 【請求項６】 ＰＷＭ制御方式のインバータ回路を有す
   る車両用電力変換装置において、 ＰＷＭ制御のスイッチング周波数を切り換える制御手段
   と、 前記制御手段に対して、所定時間ごとにスイッチング周
   波数の切り換え指示を与える論理演算手段とを備えたこ
   とを特徴とする車両用電力変換装置。