JP2021100305A - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子の増加を抑制しつつ、スイッチング損失を低減できる電力変換システムを提供する。【解決手段】電力変換システムは、電力変換回路を構成する少なくとも一つのパワースイッチング素子１〜６と、パワースイッチング素子を駆動する少なくとも一つの駆動回路１１〜１６とを備えている。さらに、電力変換システムは、駆動回路に電源を供給する少なくとも一つの絶縁電源５０と、駆動回路がパワースイッチング素子を駆動するための駆動信号を駆動回路に出力するマイコンとを備えている。絶縁電源は、パワースイッチング素子の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、パワースイッチング素子の駆動状態に対応するように、自身の動作状態を変更する。【選択図】図３

Description

本開示は、電力変換システムに関する。

従来、特許文献１に開示されたスイッチング電源装置がある。特許文献１は、スイッチング素子でのスイッチング損失を低減し、待機モード時の低消費電力化を図ることを目的としている。

スイッチング電源は、トランスの一次巻線を介して主電流をオンオフする主スイッチング素子と並列に、主スイッチング素子よりも電力容量が小さい副スイッチング素子を備えている。また、これらのスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路は、主ドライブ回路と、副ドライブ回路と、イネーブル制御回路を備えている。

主ドライブ回路は、トランスの二次巻線から得られる出力電圧に応じて生成した制御信号にしたがって主スイッチング素子をオンオフ駆動する主駆動信号を生成する。副ドライブ回路は、制御信号にしたがって副スイッチング素子をオンオフ駆動する副駆動信号を生成する。そして、イネーブル制御回路は、さらに負荷消費電力が所定の閾値に満たないときに主ドライブ回路の動作を停止させる。

特開２０１７−２２８７５号公報

しかしながら、特許文献１では、スイッチング損失を低減するためにスイッチング素子が増加してしまうという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、スイッチング素子の増加を抑制しつつ、スイッチング損失を低減できる電力変換システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
電力変換回路を構成する少なくとも一つのパワースイッチング素子（１〜ｎ）と、
パワースイッチング素子を駆動する少なくとも一つの駆動回路（１１〜１ｎ）と、
駆動回路に電源を供給する少なくとも一つのスイッチング電源部（５０）と、
駆動回路がパワースイッチング素子を駆動するための駆動信号を駆動回路に出力するマイコン（３０）と、を備え、
スイッチング電源部は、パワースイッチング素子の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、パワースイッチング素子の駆動状態に対応するように、自身の動作状態を変更することを特徴とする。

スイッチング電源部の負荷は、電力変換回路のパワースイッチング素子の駆動状態に依存する。そこで、本開示は、上記のように構成されているため、スイッチング電源部の動作状態をパワースイッチング素子の駆動状態に対応させることができる。このため、本開示は、スイッチング素子の数を増やすことなく、スイッチング電源部におけるスイッチング損失を低減できる。

なお、特許請求の範囲、およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電力変換システムの概略構成を示す回路図である。 実施形態における電力変換システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態における電力変換システムの絶縁電源を示す回路図である。 実施形態における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例１における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例２における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例３における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例４における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例５における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例６における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例７における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例７における分圧回路の概略構成を示す回路図である。 変形例８における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例８における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例９における電力変換システムの概略構成を示すブロック図である。 変形例９における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例９における電力変換システムの概略構成を示すブロック図である。 変形例１０における電力変換システムの概略構成を示す回路図である。 変形例１０における電力変換システムの動作を示す波形図である。 変形例１１における電力変換システムの概略構成を示す回路図である。 変形例１２における電力変換システムの動作を示す波形図である。

以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（実施形態）
図１〜図４を用いて、本実施形態における電力変換システムに関して説明する。本実施形態では、電力変換システムを車載主機として回転機を備える車両（例えば、ハイブリッド車や電気自動車）に適用した例を採用する。電力変換システムは、主に、電力変換装置１０、マイコン３０、絶縁電源５０を備えている。

図１に示すように、電力変換装置１０は、３相インバータ回路を構成している。電力変換装置１０は、モータジェネレータ２０と電気的に接続されている。モータジェネレータ２０は、車載主機の役割を果たしている。また、電力変換装置１０は、高電圧バッテリ４０に接続されている。高電圧バッテリ４０は、例えば、リチウムイオン２次電池やニッケル水素２次電池などを採用できる。

電力変換システムには、モータジェネレータ２０のＶ相を流れる電流を検出するＶ相電流センサ４６ｖや、モータジェネレータ２０のＷ相を流れる電流を検出するＷ相電流センサ４６ｗが設けられている。さらに、電力変換システムは、モータジェネレータ２０の回転角（電気角θ）を検出するレゾルバなども設けられていてもよい。上記各種センサの出力信号は、マイコン３０に取り込まれる。

電力変換装置１０は、主に、第１パワー素子１〜第６パワー素子６と、第１駆動回路１１〜第６駆動回路１６を備えている。さらに、電力変換装置１０は、平滑コンデンサ７や第１フライホイールダイオード１ｄ〜第６フライホイールダイオード６ｄなどを備えている。なお、パワー素子１〜６は、パワースイッチング素子に相当する。

また、第１パワー素子１〜第６パワー素子６のそれぞれは、同様の構成をなしている。第１駆動回路１１〜第６駆動回路１６のそれぞれは、同様の構成をなしている。このため、以下においては、代表例として、第１パワー素子１、および第１駆動回路１１を用いて説明することもある。

電力変換回路１０は、２つのパワー素子が直列接続された直列接続体を３組備えている。１つ目は、Ｕ相上アーム素子としての第１パワー素子１とＵ相下アーム素子としての第２パワー素子２の直列接続体である。２つ目は、Ｖ相上アーム素子としての第３パワー素子３とＶ相上アーム素子としての第４パワー素子４の直列接続体である。そして、３つ目は、Ｗ相上アーム素子としての第５パワー素子５とＷ相上アーム素子としての第６パワー素子６の直列接続体である。各上アーム素子と各下アーム素子の接続点は、モータジェネレータ２０の各相に接続されている。このように、第１パワー素子１〜第６パワー素子６のそれぞれは、電力変換回路を構成するものである。

本実施形態では、第１パワー素子１〜第６パワー素子６の一例としてＩＧＢＴを採用している。そして、各フライホイールダイオード１ｄ〜６ｄは、各パワー素子１〜６に逆並列に接続されている。しかしながら、本開示は、これに限定されず、ＭＯＳＦＥＴやＲＣ−ＩＧＢＴなどであっても採用できる。

図１、図２、図３に示すように、各駆動回路１１〜１６は、各パワー素子１〜６を駆動制御するために、対応する各パワー素子１〜６のそれぞれに個別に接続されている。また、各駆動回路１１〜１６は、絶縁電源５０に接続されている。

駆動回路１１〜１６は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３、第４端子Ｔ４を備えている。第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２間は、絶縁電源５０が接続されており、駆動用電圧が印加される。第３端子Ｔ３は、各パワー素子１〜６のゲート電極に接続されている。第４端子Ｔ４は、各パワー素子１〜６のエミッタ電極に接続されている。さらに、第２端子Ｔ２は、駆動回路１１〜１６内において、第４端子Ｔ４に短絡されている。

なお、各駆動回路１１〜１６は、特に限定されるものでないため、詳細な説明を省略する。また、第１駆動回路１１は、Ｕ相上アーム駆動回路である。第２駆動回路１２は、Ｕ相下アーム駆動回路である。第３駆動回路１３は、Ｖ相上アーム駆動回路である。第４駆動回路１４は、Ｖ相下アーム駆動回路である。第５駆動回路１５は、Ｗ相上アーム駆動回路である。第６駆動回路１６は、Ｗ相下アーム駆動回路である。

図１に示すように、マイコン３０は、直流電源としての低電圧バッテリ４４から電源供給されて動作する。マイコン３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路などを備えている。なお、低電圧バッテリ４４は、その出力電圧（例えば１５Ｖ）が高電圧バッテリ４０の出力電圧（例えば数百Ｖ）よりも低いバッテリである。ここで、低電圧バッテリ４４としては、例えば鉛蓄電池を用いることができる。

さらに、マイコン３０には、Ｖ相電流センサ４６ｖおよびＷ相電流センサ４６ｗの出力信号が入力される。また、マイコン３０には、インターフェース回路を介してレゾルバの出力信号が入力される。そして、マイコン３０は、電力変換装置１０を制御する制御機能と、レゾルバの出力信号をディジタル絶対位置角度信号（電気角）に変換する変換機能を備えている。制御機能は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行して、所定の演算処理を行うことで達成できる。一方、変換機能は、レゾルバデジタルコンバータによって達成できる。

また、図２に示すように、マイコン３０は、絶縁電源５０と駆動回路１１と接続されている。詳述すると、マイコン３０は、絶縁電源５０と絶縁素子５１に接続されている。そして、絶縁素子５１は、駆動回路１１と接続されている。よって、マイコン３０は、絶縁素子５１を介して駆動回路１１と接続されている。なお、絶縁素子５１は、フォトカプラなどを採用することができる。電力変換システムは、絶縁電源５０および絶縁素子５１よりもマイコン３０側が低電圧システムで、駆動回路１１側が高電圧システムである。

マイコン３０は、駆動回路１１〜１６がパワー素子１〜６を駆動するための駆動信号８ｇｘｙを駆動回路１１〜１６に出力する。また、マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報を絶縁電源５０に出力する。

マイコン３０は、モータジェネレータ２０の制御量（トルク）をその指令トルクに制御すべく、電力変換回路１０を操作する。モータジェネレータ２０の制御は、指令トルクを実現するための指令電流とモータジェネレータ２０に流れる電流とが一致するように、各パワー素子１〜６をオンオフ操作する制御となる。

マイコン３０は、例えば、Ｖ相電流センサ４６ｖの出力値、Ｗ相電流センサ４６ｗの出力値、電気角などに基づく周知の電流ベクトル制御によって、各パワー素子１〜６の駆動信号８ｇｘｙ（ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ、ｙ＝ｐ，ｎ）を生成する。しかしながら、本開示は、これに限定されない。なお、例えば、駆動信号８ｇＵｐは、第１パワー素子１に対するものである。また、駆動信号８ｇＷｎは、第６パワー素子６に対するものである。

そして、マイコン３０は、絶縁素子５１を介して、生成した駆動信号８ｇｘｙを各パワー素子１〜６の駆動回路１１〜１６に対して出力することで、パワー素子１〜６をオンオフ操作する。詳述すると、マイコン３０は、絶縁素子５１を介して、駆動信号８ｇｘｙを各駆動回路１１〜１６に対して出力する。絶縁素子５１は、高電圧システムと低電圧システムとの間を電気的に絶縁しつつ、これらシステム間の信号の伝達を行う機能を有する。

なお、本実施形態において、低電圧システムの基準電位ＶｓｔＬと、高電圧システムの基準電位ＶｓｔＨとは相違している。特に、本実施形態では、高電圧システムの基準電位ＶｓｔＨが高電圧バッテリ４０の負極端子の電位に設定され、低電圧システムの基準電位ＶｓｔＬが高電圧バッテリ４０の正極端子の電位および負極端子の電位との中央値である車体電位に設定されている。

ここで、図３を用いて、絶縁電源５０に関して説明する。絶縁電源５０は、スイッチング電源部に相当する。絶縁電源５０は、各駆動回路１１〜１６などに駆動用電圧を供給する。また、絶縁電源５０は、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、パワー素子１〜６の駆動状態に対応するように、絶縁電源５０の動作状態を変更する。

絶縁電源５０は、複数のトランス、複数のダイオード、複数のコンデンサ、電源側スイッチング素子１００、電源ＩＣ１０１、フィードバック回路１０２などを備えている。絶縁電源５０は、フライバック式のスイッチング電源である。

絶縁電源５０は、複数のトランスとして、第１トランス８０、第２トランス８２、第３トランス８４、第４トランス８６、第５トランス８８を備えている。また、絶縁電源５０は、複数のダイオードとして、第１ダイオード９０ａ、第２ダイオード９２ａ、第３ダイオード９４ａ、第４ダイオード９６ａ、第５ダイオード９８ａを備えている。そして、絶縁電源５０は、複数のコンデンサとして、第１コンデンサ９０ｂ、第２コンデンサ９２ｂ、第３コンデンサ９４ｂ、第４コンデンサ９６ｂ、第５コンデンサ９８ｂを備えている。なお、本実施形態では、第１〜第５コンデンサとして、電解コンデンサを用いている。

以下、複数の素子をまとめて記載する場合、符号を省略することもある。例えば、第１〜第５トランス８０，８２，８４，８６，８８をまとめて記載する場合、第１〜第５トランスと記載する。第１〜第５ダイオード９０ａ，９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａをまとめて記載する場合、第１〜第５ダイオードと記載する。第１〜第５コンデンサ９０ｂ，９２ｂ，９４ｂ，９６ｂ，９８ｂをまとめて記載する場合、第１〜第５コンデンサと記載する。また、後ほど説明する第１〜第５の１側コイル８０ａ，８２ａ，８４ａ，８６ａ，８８ａや、第１〜第５の２次側コイル８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ，８６ｂ，８８ｂに関しても同様である。

電源側スイッチング素子１００は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを採用している。以下、電源側スイッチング素子１００は、電源側スイッチ１００と略称で記載する。

ここで、絶縁電源５０に関して、詳しく説明する。低電圧バッテリ４４の正極端子は、第１〜第５トランスを構成する第１〜第５の１次側コイルの並列接続体と、電源側スイッチ１００とを介して低電圧バッテリ４４の負極端子に接続されている。すなわち、電源側スイッチ１００は、自身がオン操作されることにより、低電圧バッテリ４４、第１〜第５の１次側コイルの並列接続体、および電源側スイッチ１００を含む閉回路を形成可能に構成されている。なお、低電圧バッテリ４４には、コンデンサ１０４が並列接続されている。

第１トランス８０を構成する第１の２次側コイル８０ｂは、第１ダイオード９０ａと第１コンデンサ９０ｂを介してＵ相上アーム駆動回路１１に接続されている。具体的には、第１ダイオード９０ａと第１コンデンサ９０ｂの接続点がＵ相上アーム駆動回路１１の第１端子Ｔ１に接続され、第１コンデンサ９０ｂと第１の２次側コイル８０ｂの接続点が第２端子Ｔ２に接続されている。なお、図３では、駆動回路１１〜１６の備える第１端子Ｔ１および第２端子Ｔ２を、Ｕ相上アーム駆動回路１１について代表して図示した。

第２トランス８２を構成する第２の２次側コイル８２ｂは、第２ダイオード９２ａと第２コンデンサ９２ｂを介してＶ相上アーム駆動回路１３に接続されている。また、第３トランス８４を構成する第３の２次側コイル８４ｂは、第３ダイオード９４ａと第３コンデンサ９４ｂを介してＷ相上アーム駆動回路１５に接続されている。このように、第２の２次側コイル８２ｂと第３の２次側コイル８４ｂは、第１の２次側コイル８０ｂと同様の接続構成をなしている。

第４トランス８６を構成する第４の２次側コイル８６ｂは、第４ダイオード９６ａと第４コンデンサ９６ｂを介して、各下アーム駆動回路１２、１４、１６に接続されている。さらに、第４トランス８６は、フィードバックコイル８６ｃを備えている。

本実施形態において、第１〜第４の１次側コイルの巻数は、互いに同一に設定されている。また、第１〜第４の２次側コイルの巻数と、フィードバックコイル８６ｃの巻数とは、互いに同一に設定されている。これは、フィードバックコイル８６ｃの出力電圧と、第１〜第４の２次側コイルの出力電圧とを同一とすることを狙った設定である。しかしながら、本開示は、これに限定されない。

フィードバックコイル８６ｃは、フィードバック回路１０２を介して電源ＩＣ１０１に接続されている。フィードバック回路１０２は、検出用ダイオード１０２ａ、検出用コンデンサ１０２ｂ、第１抵抗体１０２ｃ、および第２抵抗体１０２ｄを備えている。フィードバックコイル８６ｃの出力電圧は、検出用ダイオード１０２ａを通過した後、第１抵抗体１０２ｃおよび第２抵抗体１０２ｄによって分圧される。第１抵抗体１０２ｃおよび第２抵抗体１０２ｄによって分圧された電圧は、電源ＩＣ１０１の検出端子Ｔｆｂを介して電源ＩＣ１０１に入力される。以下、分圧された電圧は、フィードバック電圧Ｖｆｂとも称する。なお、フィードバックコイル８６ｃおよびフィードバック回路１０２は、電圧検出部ともいえる。

第５トランス８８を構成する第５の２次側コイル８８ｂは、第５ダイオード９８ａおよび第５コンデンサ９８ｂを介して、図示を省略しているレゾルバの励磁回路に接続されている。例えば、第５ダイオード９８ａと第５コンデンサ９８ｂの接続点は、励磁回路を構成する励磁用オペアンプの正電源入力端子である第５端子Ｔ５に接続されている。一方、第５コンデンサ９８ｂと第５の２次側コイル８８ｂの接続点は、励磁用オペアンプの負電源入力端子に接続（すなわち、接地）されている。

なお、レゾルバや励磁回路に関しては、特開２０１５−７３４０７号公報を参照して適用できる。図３のＶｒｍは、励磁回路に対する駆動用電圧である。一方、Ｖｏｎは、パワー素子１〜６に対する駆動用電圧である。そして、駆動用電圧Ｖｒｍは、駆動用電圧Ｖｏｍよりも高く設定されている。

電源ＩＣ１０１は、集積回路によって構成されている。電源ＩＣ１０１は、電源側スイッチ１００のゲート電極と接続されている。電源ＩＣ１０１は、フィードバック電圧Ｖｆｂを目標電圧Ｖｔｇｔにフィードバック制御すべく、電源側スイッチ１００をオンオフ操作する。また、電源ＩＣ１０１は、検出端子Ｔｆｂが第１抵抗体１０２ｃと第２抵抗体１０２ｄとの間の配線に接続されている。

目標電圧Ｖｔｇｔは、第４の２次側コイル８６ｂの出力電圧がパワー素子１〜６の駆動用電圧Ｖｏｍとなるように設定されている。具体的には、目標電圧Ｖｔｇｔは、上記駆動用電圧Ｖｏｍを第１，第２抵抗体１０２ｃ，１０２ｄで分圧した値に設定されている。

さらに、絶縁電源５０は、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、パワー素子１〜６の駆動状態に対応するように、自身の動作状態を変更する。絶縁電源５０は、動作状態として、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数、または電圧を変更する。なお、駆動状態は、パワー素子１〜６における個別の駆動状態でもよいし、パワー素子１〜６に共通の駆動状態でもよい。

本実施形態では、変更する絶縁電源５０の動作状態の一例として、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を採用する。また、本実施形態では、駆動状態の一例として、パワー素子１〜６の駆動周波数を採用する。よって、本実施形態では、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報の一例として、パワー素子１〜６の駆動周波数を示す情報を採用する。駆動周波数を示す情報は、例えば、駆動周波数が高いことを示す情報と、駆動周波数が低いことを示す情報などを採用できる。

したがって、絶縁電源５０は、パワー素子１〜６の駆動周波数を示す情報に基づいて、パワー素子１〜６の駆動周波数に対応するように、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を変更する。

例えば、マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動周波数を示す情報を絶縁電源５０に送信する。そして、絶縁電源５０（電源ＩＣ１０１）は、駆動周波数を示す情報に基づいて、駆動回路１１〜１６およびパワー素子１〜６の負荷を判断する。そして、電源ＩＣ１０１は、負荷が大きくなるほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。つまり、電源ＩＣ１０１は、負荷が大きいときは負荷が小さいときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。言い換えると、電源ＩＣ１０１は、負荷が小さいときは負荷が大きいときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。なお、本開示は、パワー素子１〜６の負荷のみを判断してもよい。

さらに、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど、負荷が大きくなるとみなす。よって、図４に示すように、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。つまり、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が低いときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。言い換えると、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が低いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が高いときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。これによって、電力変換システムは、後ほど説明する駆動損失の低減に加えて、消費電流を削減できる。

ここで、電力変換システムの動作に関して説明する。絶縁電源５０は、高圧側の電源を生成する。マイコン３０は、絶縁電源５０に対して、パワー素子１〜６の駆動周波数を示す情報を送信する。絶縁電源５０は、上記のように、受信した駆動周波数に基づいて、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を変更する。

マイコン３０は、外部からの駆動要求に基づいた駆動信号８ｇｘｙを駆動回路１１〜１６に出力する。駆動信号８ｇｘｙは、絶縁素子５１にて、低圧信号から高圧信号に変換される。駆動回路１１〜１６は、駆動信号８ｇｘｙに応じて、パワー素子１〜６をオンオフ操作する。

電力変換システムは、高圧側の電源の生成から、パワー素子１〜６のオンオフ操作までを連続的に実施する。なお、電力変換システムは、高圧側の電源の生成から、パワー素子１〜６をオンオフ操作までを実施する。その後、電力変換システムは、駆動信号８ｇｘｙの出力から、パワー素子１〜６のオンオフ操作までを連続的に実施するものであってもよい。

ここで、電力変換システムの効果に関して説明する。絶縁電源５０の負荷は、電力変換回路のパワー素子１〜６の駆動状態に依存する。そこで、電力変換システムは、上記のように構成されているため、絶縁電源５０の動作状態をパワー素子１〜６の駆動状態に対応させることができる。このため、電力変換システムは、パワー素子の数を増やすことなく、絶縁電源５０におけるスイッチング損失を低減できる。

詳述すると、電力変換システムは、パワー素子１〜６の駆動周波数が高い場合、駆動回路１１〜１６の要求電流の変化が早くなる。電力変換システムは、それに合わせて電流を供給する絶縁電源５０における電源側スイッチ１００のスイッチング周波数も高くして、早い変化に対応する必要がある。これに対して、電力変換システムは、パワー素子１〜６の駆動周波数が低い場合は、駆動回路１１〜１６の要求電流の変化が遅く、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を下げることができる。よって、電力変換システムは、駆動に必要な電源を供給しながら絶縁電源５０のスイッチング損失を低減することができる。

なお、電力変換システムは、温度に応じて、絶縁電源１００の動作状態を変更するようにしてもよい。つまり、電源ＩＣ１０１は、駆動情報の一例として、電力変換装置１０の温度を取得する。そして、電源ＩＣ１０１は、温度が高いほど負荷が大きくなるとみなす。よって、電源ＩＣ１０１は、負荷が大きくなるほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

以下に、本開示のその他の形態として、変形例１〜１４に関して説明する。上記実施形態および変形例１〜１４は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。例えば、下記の変形例で採用した駆動情報や変更する動作状態は、上記実施形態や他の変形例にも採用することができる。

（変形例１）
図５に基づいて、変形例１の電力変換システムに関して説明する。変形例１では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例１は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が実施形態と異なる。変形例１の電力変換システムの構成および基本的な動作は、実施形態と同様である。

電力変換システムは、パワー素子１〜６の駆動モードが切り替わる構成となっている。電力変換システムは、駆動信号が正弦波である通常駆動モードと、駆動信号が矩形波である矩形波駆動モードとで駆動モードが切り替わる。マイコン３０は、所定の条件に応じて、駆動モードを切り替える。図５では、上段が通常駆動モードで、下段が矩形波駆動モードを示している。

マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動モードを駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動モードを取得する。また、電源ＩＣ１０１は、駆動モードに基づいて動作状態を変更する。つまり、電源ＩＣ１０１は、駆動周波数が高い駆動モードほど負荷が大きくなるとみなして、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。

詳述すると、矩形波は、正弦波よりも駆動周波数が低く見える。また、上記のように、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど、負荷が大きくなるとみなす。そして、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が低いときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。このため、図５に示すように、電源ＩＣ１０１は、駆動モードが矩形波駆動モードの場合、通常駆動モードのときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例１の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例１の電力変換システムは、消費電流を削減できる。

（変形例２）
図６に基づいて、変形例２の電力変換システムに関して説明する。変形例２では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例２は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が実施形態と異なる。変形例２の電力変換システムの構成および基本的な動作は、実施形態と同様である。

電力変換システムは、パワー素子１〜６の駆動モードが切り替わる構成となっている。電力変換システムは、駆動信号が正弦波である通常駆動モードと、駆動信号が過変調である過変調駆動モードとで駆動モードが切り替わる。マイコン３０は、所定の条件に応じて、駆動モードを切り替える。図６では、上段が通常駆動モードで、下段が過変調駆動モードを示している。

マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動モードを駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動モードを取得する。また、電源ＩＣ１０１は、駆動モードに基づいて動作状態を変更する。つまり、電源ＩＣ１０１は、駆動周波数が高い駆動モードほど負荷が大きくなるとみなして、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。

詳述すると、過変調の場合は、正弦波よりも駆動周波数が低く見える。また、上記のように、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど、負荷が大きくなるとみなす。そして、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が低いときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。このため、図６に示すように、電源ＩＣ１０１は、駆動モードが過変調駆動モードの場合、通常駆動モードのときよりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例２の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例２の電力変換システムは、消費電流を削減できる。

なお、変形例２は、変形例１と組み合わせて実施することもできる。つまり、マイコン３０は、通常駆動モード、矩形波駆動モード、過変調駆動モードの三つの駆動モードを切り替え可能に構成される。そして、電源ＩＣ１０１は、駆動モードに基づいて動作状態を変更する。この場合、電源ＩＣ１０１は、通常駆動モード、過変調駆動モード、矩形波駆動モードの順で、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

（変形例３）
図７に基づいて、変形例３の電力変換システムに関して説明する。変形例３では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例３は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が実施形態と異なる。変形例３の電力変換システムの構成および基本的な動作は、実施形態と同様である。

本変形例では、駆動情報として各パワー素子１〜６に流れる電流値を採用する。このため、電力変換システムは、各パワー素子１〜６に流れる電流を検出する電流検出部を備えている。なお、電流検出部は、周知の技術を採用することができる。各パワー素子１〜６に流れる電流の検出方法は、特に限定されない。図７では、下段よりも上段の方が、パワー素子電流が大きい場合の動作を示している。

マイコン３０は、各パワー素子１〜６の電流値を駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、各パワー素子１〜６の電流値を取得する。また、電源ＩＣ１０１は、電流値に基づいて動作状態を変更する。

電源ＩＣ１０１は、電流値が大きいほどゲート総電荷量が増えるため、負荷が大きくなるとみなす。よって、図７に示すように、電源ＩＣ１０１は、電流値が大きいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。

言い換えると、電源ＩＣ１０１は、電流値が小さいほどゲート総電荷量が減るため、負荷が小さくなるとみなす。よって、電源ＩＣ１０１は、電流値が小さいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例３の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例３の電力変換システムは、パワー素子１〜６の電流に合わせて、絶縁電源５０におけるスイッチング損失を低減できる。変形例３の電力変換システムは、消費電流を削減できる。

（変形例４）
図８に基づいて、変形例４の電力変換システムに関して説明する。変形例４では、主に、上記変形例３と異なる点に関して説明する。変形例４は、絶縁電源５０の動作状態を変更する領域が上記変形例３と異なる。変形例４の電力変換システムの構成および動作は、上記実施形態と同様である。

マイコン３０は、各パワー素子１〜６の電流値を駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、各パワー素子１〜６の電流値を取得する。また、電源ＩＣ１０１は、電流値に基づいて動作状態を変更する。特に、図８の下段に示すように、電源ＩＣ１０１は、各パワー素子１〜６の電流値が所定値よりも大きい大電流領域の場合のみ、電流値に基づいて動作状態を変更する。電源ＩＣ１０１は、電流値が大きいほどゲート総電荷量が増えるため、負荷が大きくなるとみなす。よって、電源ＩＣ１０１は、電流値が大きいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。なお、図８では、大電流領域を点線の円で囲っている。

変形例４の電力変換システムは、上記変形例３と同様の効果を奏することができる。

（変形例５）
図９に基づいて、変形例５の電力変換システムに関して説明する。変形例５では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例５は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が実施形態と異なる。変形例５の電力変換システムの構成および基本的な動作は、実施形態と同様である。

本変形例では、駆動情報として各パワー素子１〜６にかかる電圧値を採用する。このため、電力変換システムは、各パワー素子１〜６にかかる電圧を検出する電圧検出部を備えている。電圧検出部では、各パワー素子１〜６のコレクタ‐エミッタ間電圧を検出する。なお、電圧検出部は、周知の技術を採用することができる。各パワー素子１〜６にかかる電圧の検出方法は、特に限定されない。図９では、下段よりも上段の方が、パワー素子電圧が低い場合の動作を示している。

マイコン３０は、各パワー素子１〜６の電圧値を駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、各パワー素子１〜６の電圧値を取得する。また、電源ＩＣ１０１は、電圧値に基づいて動作状態を変更する。

電源ＩＣ１０１は、電圧値が小さいほどゲート総電荷量が増えるため、負荷が大きくなるとみなす。よって、図９に示すように、電源ＩＣ１０１は、電圧値が小さいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。

言い換えると、電源ＩＣ１０１は、電圧値が大きいほどゲート総電荷量が減るため、負荷が小さくなるとみなす。よって、電源ＩＣ１０１は、電圧値が大きいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例５の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例５の電力変換システムは、パワー素子１〜６の電圧に合わせて、絶縁電源５０におけるスイッチング損失を低減できる。変形例３の電力変換システムは、消費電流を削減できる。

なお、本開示は、各パワー素子１〜６としてＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。この場合、電圧検出部は、各パワー素子１〜６のドレイン‐ソース間電圧を検出する。

（変形例６）
図１０に基づいて、変形例６の電力変換システムに関して説明する。変形例６では、主に、上記変形例５と異なる点に関して説明する。変形例６は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が変形例５と異なる。変形例６の電力変換システムの構成および基本的な動作は、変形例５と同様である。

本変形例では、駆動情報として各パワー素子１〜６に印加するゲート電圧値を採用する。このため、電力変換システムは、各パワー素子１〜６に印加するゲート電圧を検出する電圧検出部を備えている。なお、電圧検出部は、周知の技術を採用することができる。各パワー素子１〜６に印加するゲート電圧の検出方法は、特に限定されない。図１０では、下段よりも上段の方が、ゲート電圧が高い場合の動作を示している。

マイコン３０は、各パワー素子１〜６のゲート電圧値を駆動情報として送信する。そして、絶縁電源５０の電源ＩＣ１０１は、各パワー素子１〜６のゲート電圧値を取得する。また、電源ＩＣ１０１は、ゲート電圧値に基づいて動作状態を変更する。

電源ＩＣ１０１は、ゲート電圧値が大きいほどゲート総電荷量が増えるため、負荷が大きくなるとみなす。よって、図１０に示すように、電源ＩＣ１０１は、ゲート電圧値が大きいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。

言い換えると、電源ＩＣ１０１は、ゲート電圧値が小さいほどゲート総電荷量が減るため、負荷が小さくなるとみなす。よって、電源ＩＣ１０１は、ゲート電圧値が小さいほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例６の電力変換システムは、変形例５と同様の効果を奏することができる。

（変形例７）
図１１、図１２に基づいて、変形例７の電力変換システムに関して説明する。変形例７では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例７は、変更する絶縁電源５０の動作状態が実施形態と異なる。また、変形例７は、フィードバック回路１０２が実施形態と異なる。変形例７の電力変換システムの基本的な構成や動作は、実施形態と同様である。

絶縁電源５０は、上記実施形態と同様、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、パワー素子１〜６の駆動状態に対応するように、自身の動作状態を変更する。しかしながら、本変形例の絶縁電源５０は、動作状態として、絶縁電源５０の電圧を変更する。絶縁電源５０の電圧は、駆動回路１１〜１６に印加する駆動用電圧である。言い換えると、本変形例は、動作状態として、絶縁電源５０の出力を変更する。図１１では、下段よりも上段の方が、パワー素子１〜６の駆動周波数が高い場合の動作を示している。

図１２に示すように、本変形例のフィードバック回路１０２は、分圧用抵抗体１０２ｅ、および分圧用スイッチング素子１０２ｆを備えている。以下、分圧用スイッチング素子１０２ｆを分圧用スイッチ１０２ｆと略称で記載する。マイコン３０は、分圧用スイッチ１０２ｆのゲートに接続されている。

駆動用電圧は、例えば、マイコン３０がフィードバック定数を切り替えることで変更することができる。マイコン３０は、絶縁電源５０による駆動用電圧を高くする場合は、分圧用スイッチ１０２ｆをオンして、分圧抵抗の比率を変更する。

これにより、フィードバック回路１０２は、分圧用抵抗体１０２ｅと第２抵抗体１０２ｄの並列抵抗により抵抗値が小さくなり、フィードバック定数が小さくなる。このため、電源ＩＣ１０１は、駆動用電圧（出力）を高くする。逆に、絶縁電源５０による駆動用電圧を低くする場合、マイコン３０は、分圧用スイッチ１０２ｆをオフする。

なお、本開示は、これに限定されない。本開示は、マイコン３０が電源ＩＣ１０１に対して、駆動用電圧の変更を直接指示してもよい。

ところで、電源は、供給電力（電圧）に対して、たくさん使う方が少しだけ使うよりも効率がよい。本変形例は、この原理を使って効率を上げている。

そこで、図１１に示すように、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど、絶縁電源５０による駆動用電圧を高くする。つまり、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が低いときよりも、駆動用電圧を高くする。言い換えると、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が低いときはパワー素子１〜６の駆動周波数が高いときよりも、駆動用電圧を低くする。また、電源ＩＣ１０１は、パワー素子１〜６の駆動周波数が高いほど絶縁電源５０の出力を上げ、パワー素子１〜６の駆動周波数が低いほど絶縁電源５０の出力を下げるともいえる。また、電力変換システムは、駆動用電圧を可変させることで、絶縁電源５０の効率がよくなるポイントで、絶縁電源５０を動作させるともいえる。

変形例７の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例７の電力変換システムは、絶縁電源５０の効率を高くできるため、絶縁電源５０におけるスイッチング損失を低減できる。

なお、本変形例は、実施形態や変形例１〜６に適用することもできる。つまり、実施形態や変形例１〜６では、絶縁電源５０の動作状態として、絶縁電源５０による駆動用電圧を変更してもよい。この場合、実施形態や変形例１〜６では、負荷が小さい場合よりも負荷が大きい場合の方が、駆動用電圧を高くする。つまり、実施形態や変形例１〜６では、負荷が大きくなるほど、駆動用電圧を高くする。また、その他の変形例においても、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数のかわりに、絶縁電源５０による駆動用電圧を変更してもよい。

（変形例８）
図１３、図１４に基づいて、変形例８の電力変換システムに関して説明する。変形例１では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例１は、絶縁電源５０の動作状態の変更タイミングが実施形態と異なる。変形例８の電力変換システムの構成および基本的な動作は、実施形態と同様である。

図１３に示すように、絶縁電源５０は、負荷が大きい状態から小さい状態に変化する場合、すなわち、パワー素子１〜６の駆動周波数が高い状態から低い状態に変化する場合、負荷の状態変化の後に、絶縁電源５０の動作状態を変更する。つまり、絶縁電源５０は、タイミングｔｍ１で負荷が大きい状態から小さい状態に変化した場合、タイミングｔｍ１よりも後のタイミングｔｍ２で絶縁電源５０の動作状態を変更する。本変形例では、タイミングｔｍ２で、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする例を採用している。

この場合、マイコン３０は、時間差をもって駆動情報を絶縁電源５０に送信する。つまり、マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動状態が変化したタイミングに対して、予め決められた時間だけ遅延させて、変更後の駆動情報を送信する。これによって、電力変換システムは、負荷の状態変化の後に、絶縁電源５０の動作状態を変更することができる。

一方、図１４に示すように、絶縁電源５０は、負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、すなわち、パワー素子１〜６の駆動周波数が低い状態から高い状態に変化する場合、負荷の状態変化の前に、絶縁電源５０の動作状態を変更する。つまり、絶縁電源５０は、タイミングｔｍ１２で負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、タイミングｔｍ１２よりも先のタイミングｔｍ１１で絶縁電源５０の動作状態を変更する。本変形例では、タイミングｔｍ１１で、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする例を採用している。

この場合、マイコン３０は、時間差をもって駆動情報を絶縁電源５０に送信する。つまり、マイコン３０は、パワー素子１〜６の駆動状態を変化するタイミングに対して、予め決められた時間だけ早めて、変更後の駆動情報を送信する。これによって、電力変換システムは、負荷の状態変化の前に、絶縁電源５０の動作状態を変更することができる。

変形例８の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、電源側スイッチ１００は、スイッチング周波数が低い場合よりも高い場合の方が、制御性が高く変動に強い。よって、変形例８の電力変換システムは、絶縁電源５０の電源変動を抑制することができる。

なお、本開示における絶縁電源５０の動作状態の変更タイミングは、上記に限定されない。本開示は、負荷が大きい状態から小さい状態に変化する場合、負荷の状態変化と同時に絶縁電源５０の動作状態を変更してもよい。また、本開示は、負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、負荷の状態変化と同時に絶縁電源５０の動作状態を変更してもよい。

さらに、本開示は、負荷が大きい状態から小さい状態に変化する場合、負荷の状態変化の後に絶縁電源５０の動作状態を変更し、負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、負荷の状態変化と同時に絶縁電源５０の動作状態を変更してもよい。逆に、本開示は、負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、負荷の状態変化の前に絶縁電源５０の動作状態を変更し、負荷が大きい状態から小さい状態に変化する場合、負荷の状態変化と同時に絶縁電源５０の動作状態を変更してもよい。

また、変形例８の電力変換システムは、絶縁電源５０の動作状態として駆動用電圧を変更する場合にも適用できる。

（変形例９）
図１５、図１６、図１７に基づいて、変形例９の電力変換システムに関して説明する。変形例９では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例９は、絶縁電源５０の動作状態を変更するための情報である駆動情報が実施形態と異なる。変形例９の電力変換システムの基本的な動作は、実施形態と同様である。

図１５に示すように、二つの絶縁素子５２，５３を備えている。絶縁素子５２，５３は、絶縁素子５１と同様の素子を採用できる。マイコン３０は、実施形態と同様、第１絶縁素子５２を介して、生成した駆動信号８ｇｘｙをパワー素子１の駆動回路１１に対して出力する。一方、駆動回路１１は、第２絶縁素子５３を介して、信号をマイコン３０に対して出力する。

駆動回路１１は、自身が駆動するパワー素子１の異常を検出する。そして、駆動回路１１は、第２絶縁素子５３を介して、検出結果を示す異常検出信号をマイコン３０に対して出力する。なお、パワー素子１の異常を検出方法は、特に限定されない。異常検出信号は、異常検出結果に相当する。なお、その他の駆動回路１２〜１６も同様に、自身が駆動するパワー素子２〜６の異常を検出して、異常検出信号をマイコン３０に出力する。

よって、マイコン３０は、パワー素子１の異常検出結果を示す異常検出信号が入力される。このため、マイコン３０は、パワー素子１を個別に異常であるか否かを判断することができる。

マイコン３０は、異常検出信号を受信すると、異常検出信号を駆動情報として絶縁電源５０に送信する。また、マイコン３０は、異常検出信号が異常を示す場合、異常である駆動回路を停止する。マイコン３０は、例えば、パワー素子１の検出結果である異常検出信号が異常を示す場合、第１駆動回路１１を停止する。しかしながら、マイコン３０は、複数の異常検出信号のうち一つでも異常を示す場合、すべての駆動回路１１〜１６を停止してもよい。

絶縁電源５０は、異常検出信号に基づいて動作状態を変更する。具体的には、図１６に示すように、電源ＩＣ１０１は、異常検出信号が異常を示す場合、異常を示さない場合よりも、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を低くする。

変形例９の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例９の電力変換システムは、消費電流を削減できる。

なお、電力変換システムは、図１７のように構成されていてもよい。つまり、図１７の上段に示すように、駆動回路１１は、マイコン３０を介することなく、第２絶縁素子５２を介して、絶縁電源５０に異常検出信号を出力してもよい。また、図１７の下段に示すように、駆動回路１１は、マイコン３０や第２絶縁素子５２を介することなく、絶縁電源５０に異常検出信号を出力してもよい。

この場合、駆動回路１１は、自身でパワー素子１の異常を検出して、異常と判断した場合、パワー素子１を停止する。電源ＩＣ１０１は、マイコン３０からの信号によらず、自身が受信した異常検出信号に基づいて、動作状態を変更する。これによって、電力変換システムは、マイコン３０が駆動回路１１を介してパワー素子１を停止する場合よりも早く停止させることができる。また、電力変換システムは、マイコン３０が異常検出信号を送信する場合よりも早く動作状態を変更することができる。

（変形例１０）
図１８、図１９を用いて、変形例１０の電力変換システムに関して説明する。変形例１０では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例１０は、回路構成が実施形態と異なる。変形例１０の電力変換システムの基本的な動作は、実施形態と同様である。

図１８に示すように、電力変換システムは、複数のスイッチ群として、インバータ回路１０ａ、ジェネレータ回路１０ｂ、昇圧回路１０ｃを備えている。つまり、インバータ回路１０ａ、ジェネレータ回路１０ｂ、昇圧回路１０ｃのそれぞれは、パワー素子ｎを少なくとも一つ含んでいる。ｎは、２以上の自然数である。

具体的には、インバータ回路１０ａは、六個のパワー素子ｎを備えている。ジェネレータ回路１０ｂは、六個のパワー素子ｎを備えている。昇圧回路１０ｃは、二個のパワー素子ｎを備えている。各パワー素子ｎのそれぞれは、個別に駆動回路１ｎが接続されている。

また、インバータ回路１０ａ、ジェネレータ回路１０ｂ、昇圧回路１０ｃのそれぞれは、絶縁電源５０ｎと絶縁素子５ｎを備えている。つまり、絶縁電源５０ｎと絶縁素子５ｎは、インバータ回路１０ａ、ジェネレータ回路１０ｂ、昇圧回路１０ｃごとに分離されている。

マイコン３０は、各絶縁電源５０ｎおよび各絶縁素子５ｎに共通に接続されている。つまり、マイコン３０は、複数の絶縁電源５０ｎおよび複数の絶縁素子５ｎに対して一つだけ設けられている。マイコン３０は、各絶縁電源５０ｎに対して、個別に駆動情報を送信可能に構成されている。

これによって、電力変換システムは、インバータ回路１０ａ、ジェネレータ回路１０ｂ、昇圧回路１０ｃのそれぞれに含まれるパワー素子ｎの駆動情報に合わせて、絶縁電源５０ｎを制御することができる。したがって、各絶縁電源５０ｎは、同時に動作状態を変更することなく、個別に動作状態を変更可能に構成されている。

また、電力変換システムは、意図的に動作状態の変更タイミングをずらすことができる。変更タイミングをずらす間隔は、例えば、入力変動が収まる期間を、バラツキを含め予め求めておきマイコン３０のメモリに記憶しておく。そして、マイコン３０は、メモリの記憶内容を参照して、駆動情報の送信タイミングを調整することで、動作状態の変更タイミングをずらすことができる。さらに、マイコン３０は、入力変動を学習して更新してもよい。

図１９に示すように、例えば、昇圧回路１０ｃは、タイミングｔｍ３１で絶縁電源５０ｎの動作状態を変更する。ジェネレータ回路１０ｂ、タイミングｔｍ３１よりも後のタイミングｔｍ３２で絶縁電源５０ｎの動作状態を変更する。インバータ回路１０ａ、タイミングｔｍ３２よりも後のタイミングｔｍ３３で絶縁電源５０ｎの動作状態を変更する。

本変形例の電力変換システムは、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

（変形例１１）
図２０を用いて、変形例１１の電力変換システムに関して説明する。変形例１１では、主に、変形例１０と異なる点に関して説明する。変形例１１は、回路構成が変形例１０と異なる。変形例１１の電力変換システムの基本的な動作は、実施形態と同様である。なお、図２０では、一つのアームに対応する絶縁電源５０ｎおよび絶縁素子５ｎのみを図示している。つまり、図２０では、残りの二つのアームに対応する絶縁電源５０ｎおよび絶縁素子５ｎの図示を省略している。

電力変換システムは、一つのパワー素子ｎを含むアームを複数備えている。ここでは、一例として、二つのパワー素子ｎを含む三つのアームを備えた例を採用している。各アームは、三相インバータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応している。各アームは、スイッチ群ともいえる。

さらに、電力変換システムは、複数の絶縁電源５０ｎおよび複数の絶縁素子５ｎを有している。各絶縁電源５０ｎと各絶縁素子５ｎは、アームごとに対応して設けられている。このため、電力変換システムは、三つの絶縁電源５０ｎおよび三つの絶縁素子５ｎを有している。各絶縁電源５０ｎは、対応するアームの駆動情報を取得し、駆動情報に基づいて動作状態を変更する。

本変形例の電力変換システムは、変形例１１と同様の効果を奏することができる。

（変形例１２）
図２１を用いて、変形例１１の電力変換システムに関して説明する。変形例１１では、主に、上記実施形態と異なる点に関して説明する。変形例１１は、回路構成が実施形態と異なる。変形例１１の電力変換システムの基本的な動作は、実施形態と同様である。

本変形例では、変更する絶縁電源５０の動作状態の一例として、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を採用する。また、本変形例では、駆動状態の一例として、パワー素子１〜６の駆動周波数を採用する。よって、本変形例では、パワー素子１〜６の駆動状態を示す駆動情報の一例として、パワー素子１〜６の駆動周波数を示す情報を採用する。

図２１に示すように、電力変換システムは、パワー素子１〜６の駆動周波数を段階的に変更可能に構成されている。そこで、マイコン３０は、パワー素子１〜６の段階ごとの駆動周波数を示す情報を絶縁電源５０に送信する。

このとき、マイコン３０は、図２１の上段に示すように、段階のそれぞれに対応する駆動周波数を示す情報を送信する。しかしながら、本開示は、これに限定されない。マイコン３０は、複数の段階の駆動周波数のうち、一部の段階の駆動周波数を示す情報を駆動情報として送信してもよい。マイコン３０は、例えば図２１の下段に示すように、最も高い駆動周波数を示す情報と、最も低い駆動周波数を示す情報のみを駆動情報として送信してもよい。

絶縁電源５０（電源ＩＣ１０１）は、実施形態と同様、駆動周波数を示す情報に基づいて、駆動回路１１〜１６およびパワー素子１〜６の負荷を判断する。そして、電源ＩＣ１０１は、負荷が大きくなるほど、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を高くする。このとき、電源ＩＣ１０１は、各段階の駆動周波数を示す情報に基づいて、電源側スイッチ１００のスイッチング周波数を段階的に変更する。図２１の上段の場合、電源ＩＣ１０１は、タイミングｔｍ４１とタイミングｔｍ４２で段階的に変更する。また、図２１の下段の場合、電源ＩＣ１０１は、タイミングｔｍ５１とタイミングｔｍ５２で段階的に変更する。

本変形例の電力変換システムは、実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本変形例の電力変換システムは、電源変動を抑制しつつ、絶縁電源５０のスイッチング損失を低減することができる。

１０…電力変換装置、１〜ｎ…パワースイッチング素子、１ｄ〜６ｄ…フライホイールダイオード、１１〜１ｎ…駆動回路、２０…モータジェネレータ、３０…マイコン、４０…高電圧バッテリ、５０…絶縁電源、５１…絶縁素子、１００…電源側スイッチング素子、１０１…電源ＩＣ、１０４…コンデンサ

Claims (15)

1. 電力変換回路を構成する少なくとも一つのパワースイッチング素子（１〜ｎ）と、
   前記パワースイッチング素子を駆動する少なくとも一つの駆動回路（１１〜１ｎ）と、
   前記駆動回路に電源を供給する少なくとも一つのスイッチング電源部（５０）と、
   前記駆動回路が前記パワースイッチング素子を駆動するための駆動信号を前記駆動回路に出力するマイコン（３０）と、を備え、
   前記スイッチング電源部は、前記パワースイッチング素子の駆動状態を示す駆動情報に基づいて、前記パワースイッチング素子の前記駆動状態に対応するように、自身の動作状態を変更する電力変換システム。
2. 前記スイッチング電源部は、前記動作状態として、スイッチング周波数または電圧を変更する請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記スイッチング電源部は、前記動作状態として、前記スイッチング周波数を変更するものであり、前記駆動情報に基づいて、前記駆動回路および前記パワースイッチング素子の負荷を判断し、前記負荷が大きくなるほど前記スイッチング周波数を高くする請求項２に記載の電力変換システム。
4. 前記スイッチング電源部は、前記パワースイッチング素子の駆動周波数を前記駆動情報として取得し、前記駆動周波数に基づいて前記動作状態を変更するものであり、前記駆動周波数が高いほど前記負荷が大きくなるとみなして前記スイッチング周波数を高くする請求項３に記載の電力変換システム。
5. 前記スイッチング電源部は、前記パワースイッチング素子の駆動モードを前記駆動情報として取得し、前記駆動モードに基づいて前記動作状態を変更するものであり、駆動周波数が高い前記駆動モードほど前記負荷が大きくなるとみなして前記スイッチング周波数を高くする請求項３に記載の電力変換システム。
6. 前記パワースイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出部を備え、
   前記スイッチング電源部は、前記電流検出部によって検出された電流値を前記駆動情報として取得し、前記電流値に基づいて前記動作状態を変更するものであり、前記電流値が大きいほど前記負荷が大きくなるとみなして前記スイッチング周波数を高くする請求項３に記載の電力変換システム。
7. 前記パワースイッチング素子にかかる電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記スイッチング電源部は、前記電圧検出部によって検出された電圧値を前記駆動情報として取得し、前記電圧値に基づいて前記動作状態を変更するものであり、前記電圧値が小さいほど前記負荷が大きくなるとみなして前記スイッチング周波数を高くする請求項３に記載の電力変換システム。
8. 前記パワースイッチング素子に印加する電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記スイッチング電源部は、前記パワースイッチング素子に印加するゲート電圧値を前記駆動情報として取得し、前記ゲート電圧値に基づいて前記動作状態を変更するものであり、前記ゲート電圧値が大きいほど前記負荷が大きくなるとみなして前記スイッチング周波数を高くする請求項３に記載の電力変換システム。
9. 前記スイッチング電源部は、前記動作状態として、前記電圧を変更するものであり、前記駆動情報に基づいて、前記駆動回路および前記パワースイッチング素子の負荷を判断し、前記負荷が大きくなるほど前記電圧を高くする請求項２に記載の電力変換システム。
10. 前記スイッチング電源部は、前記負荷が大きい状態から小さい状態に変化する場合、前記負荷の状態変化の後または前記負荷の状態変化と同時に、前記動作状態を変更し、前記負荷が小さい状態から大きい状態に変化する場合、前記負荷の状態変化の前または前記負荷の状態変化と同時に、前記動作状態を変更する請求項３〜９のいずれか１項に記載の電力変換システム。
11. 前記駆動回路は、前記パワースイッチング素子の異常を検出するものであり、
    前記スイッチング電源部は、前記駆動回路の異常検出結果を前記駆動情報として取得し、前記異常検出結果に基づいて前記動作状態を変更するものであり、前記異常検出結果が前記パワースイッチング素子の異常を示す場合、前記パワースイッチング素子の異常を示さない場合よりも、前記スイッチング周波数を低くする請求項３に記載の電力変換システム。
12. 前記スイッチング電源部は、前記動作状態を段階的に変更する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電力変換システム。
13. 前記パワースイッチング素子を少なくとも一つ含むスイッチ群を複数備え、
    さらに、複数の前記スイッチング電源部を有し、各スイッチング電源部は、前記スイッチ群ごとに対応して設けられており、
    各スイッチング電源部は、同時に前記動作状態を変更することなく、個別に前記動作状態を変更可能に構成されている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電力変換システム。
14. 複数の前記スイッチ群は、昇圧回路と、ジェネレータ回路と、インバータ回路とを含んでいる請求項１３に記載の電力変換システム。
15. 一つの前記パワースイッチング素子を含むアームを複数備え、
    さらに、複数の前記スイッチング電源部を有し、各スイッチング電源部は、前記アームごとに対応して設けられており、
    各スイッチング電源部は、対応する前記アームの前記駆動情報を取得し、前記駆動情報に基づいて前記動作状態を変更する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電力変換システム。

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