JP5481630B2 - 電気回路制御装置および電気回路制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換回路等の電気回路の入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード（転流ダイオード，整流ダイオード等）に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流等を検出し、これらの検出値を周波数信号に変換する周波数検出回路を備え、簡単な構造で前記電流や前記電圧等の変動（前記周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したこと）を判定できる電気回路制御装置および電気回路制御方法の制御方法に関する。

従来、図２０に示すような、電力変換器９１と、周波数信号生成回路９２と、駆動信号生成回路９３とを備えた電力変換装置９が知られている。電力変換器９１は、電源８１からの直流電力の変換を行い変換出力（直流電力または交流電力）を負荷８２に供給している（特許文献１等参照）。

この電力変換装置９では、周波数信号生成回路９２は、出力電圧を入力してこの検出値を周波数信号に変換する。駆動信号生成回路９３は、周波数信号生成回路９２から入力される信号をカウントして出力電圧の所定期間の平均値を算出する回路を有しており、その平均値算出結果に応じて電力変換器９１を構成するスイッチをオンオフ駆動する。
特開２００２−３３０５４５

しかし、図２０の電力変換装置９では、上述したように、電圧等の所定期間における平均値を検出するのみで電圧瞬時値を検出することができない。
図示しないが、電流制御型の電力変換装置においては、電流値を電圧信号に変換してこの電圧値を周波数信号に変換し、この周波数信号から電流ピーク値を検出して電流を制御することも行われる。この場合にも、電流ピーク値は電圧信号に変換された電流値の平均値からピーク時刻を推測せざるを得ない。

すなわち、従来の電圧制御型電力変換装置の制御や電流制御型電力変換装置の制御では、電圧の瞬時値や電流ピークの瞬時値を検出できないため高精度の制御が容易ではなかった。

本発明は、簡単な構造で、前記制御パラメータの変動（周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したこと）を判定できる周波数検出回路を備えかつ高精度の制御ができる電力変換装置および電力変換装置の制御方法を提供することを目的とする。

（１）
電気回路に含まれる少なくとも１つのスイッチを駆動する駆動信号生成回路と、
前記スイッチの駆動により変化する電気信号（電圧・電流・電力・位相）を、１つまたは１つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも１つの電気信号から周波数信号を生成してこれを第１周波数信号として出力する周波数信号生成回路と、
前記周波数信号生成回路の出力周波数信号の周波数を検出する周波数検出回路と、
を備えた電気回路制御装置であって、
前記周波数検出回路は、
前記第１周波数信号を所定時間遅延させた第２周波数信号を出力する遅延信号生成回路と、
前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを入力し、
前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたか否か、および／または、
前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する判定回路と、
を有し、
前記駆動信号生成回路は、前記判定回路の判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御装置。

前記周波数信号生成回路は、「所定部位を流れる電流、または前記所定部位における電圧または電圧降下」として、入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流，、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード（転流ダイオード，整流ダイオード等）に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流等を検出するようにできる。

本発明の電気回路制御装置は、制御方式にとらわれることなく、電圧制御型であってもよいし電流制御型であってもよい。電力回路を構成するスイッチは、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴトランジスタ等の半導体スイッチである。
また、周波数信号生成回路が発生する周波数信号は、典型的には、狭幅パルス列、矩形波、鋸歯状波、三角波、正弦波である。
遅延信号生成回路は、アナログ回路により構成してもよいし、デジタル回路により構成してもよく、遅延時間は、適宜に設定できる。

周波数信号生成回路が発生する第１周波数信号は、狭幅パルス列の場合にはパルス間隔が変化する。第１周波数信号の狭幅パルス列が正または負のパルスである場合には、判定回路は、第１周波数信号の狭幅パルスと第２周波数信号の狭幅パルスとが交互に入力されているかにより、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれているか否か、
または、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれているか否かを判定することができる。狭幅パルス列が一周期に正パルスと負パルスの二パルスを含む場合には、判定回路は、たとえば正パルスまたは負パルスのみを第１周波数信号として検出して判定信号を出力することができる。

第１周波数信号が矩形波の場合には、判定回路は、立上りエッジまたは立下りエッジにより、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれているか否か、または、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれているか否かを判定することができる。

第１周波数信号が鋸歯状波の場合には、判定回路は、たとえばエッジ（立上りまたは立下りエッジ）により、または鋸歯状波の振幅の最大値により、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれているか否か、または、第２周波数信号の周期に第１パルスの周期が含まれているか否かを判定することができる。

第１周波数信号が三角波や正弦波の場合には、判定回路は、たとえばピーク値（最大値や最小値）あるいはゼロ点により、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれているか否か、または、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれているか否かを判定することができる。
本発明では、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できるが、そのときの周波数は遅延時間の逆数である。したがって、遅延時間がたとえばある制御系の少なくとも１つの検出値により決定されるような場合には、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したときの当該周波数を知ること、すなわち周波数に対応する電流や電圧の値（ピーク値（最大値や最小値）等）を知ることができる。

（２）
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする（１）に記載の電気回路制御装置。

（３）
前記遅延信号生成回路は、前記第１周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも１つに基づき遅延させて前記第２周波数信号を出力することを特徴とする（１）または（２）に記載の電気回路制御装置。

（４）
前記周波数検出回路は、
前記判定回路が、前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および／または、
前記判定回路が、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の電気回路制御装置。

本発明では、周波数検出回路は、遅延信号生成回路により周波数信号を時間Δτ遅らせた場合には、周波数信号のエッジ，最大値等の間隔がΔτのときに、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれ、または第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれることになる。第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれるときは、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは第１周波数信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したときであり、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれるときは、第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移しまたは第１周波数信号の周波数が下降方向側の所定値に達したときである。したがって、周波数検出回路は、第１周波数信号の周波数が、周波数が低い側から所定値に達したか、周波数が高い側から所定値に達したかを、峻別して判断することができることになる。

本発明では、周波数検出回路を構成する遅延信号生成回路により第１周波数信号を時間Δτ遅らせた場合には、第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれたときに、第１周波数信号の狭幅パルス，エッジ等の間隔は、Δτ／ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｊ、Ｊは正の整数）となり、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれたときに、第２周波数信号の狭幅パルス，エッジ等の間隔は、ｊΔτ（ｊ＝１／Ｉ，・・・，１／３，１／２，１、Ｉは正の整数）となる。
第１周波数信号の周期に第２周波数信号の周期が含まれるときは、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは第１周波数信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したときであり、第２周波数信号の周期に第１周波数信号の周期が含まれるときは、第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移しまたは第１周波数信号の周波数が下降方向側の所定値に達したときである。したがって、本発明では、周波数検出回路は、第１周波数信号の周波数が、周波数が低い側から所定値に達したか、周波数が高い側から所定値に達したかを、峻別して判断することができることになる。

判定回路は、第１周波数信号が狭幅パルス列であり、この狭幅パルス列が周期に正パルスと負パルスの二パルスを含み、これら正負のパルスの間隔が１８０ーである場合や、第１周波数信号のディユーティが５０％である場合には、第１周波数信号の半周期が第２周波数信号の半周期に含まれたか否か、および／または、第２周波数信号の半周期が第１周波数信号の半周期に含まれたか否かを検出することができる。

たとえば、第１周波数信号（被検出周波数信号）が狭幅パルス列であり、この狭幅パルス列が周期に正パルスと負パルスの二パルスを含み、これら正負のパルスの間隔が１８０ーである場合には、判定回路は、正パルスおよび負パルスの双方を同一性質のパルス（等価なパルス）として判定する（判定信号を出力する）ことができる。

また、第１周波数信号が矩形波であり、デューティが５０％の場合には、判定回路は、立上りエッジおよび立下りエッジの双方を同一性質のエッジ（等価なエッジ）として検出して判定信号を出力することができる。
さらに、第１周波数信号が、三角波や正弦波であり、振幅の最大値および最小値の間隔が１８０ーである場合には、判定回路は、正パルスおよび負パルスの双方を同一性質のパルス（等価なパルス）として検出して判定信号を出力することができる。

（５）
前記判定回路は、
前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第１周波数信号の周波数が、
第ｉ回目の検出では、周期が遅延時間Δτ／ｉ
（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、Ｉは正の整数）
で、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の電気回路制御装置。

（６）
前記判定回路は、
Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J≦Δτ＜Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J＋Ｔ_J+1
（Ｊは正の整数）
の場合において、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第ｊ回目の検出において、周期が遅延時間（１／ｊ）Δτ
（ｊ＝Ｊ，・・・，３，２，１）
で、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の電気回路制御装置。

（７）
前記遅延回路は、前記第１周波数信号を入力して前記第２周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする（１）から（７）の何れかに記載の電気回路制御装置。

（８）
（１）から（７）の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を１ユニットとし、前記第１周波数信号を共通にして第１ユニットから第Ｒユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
第１ユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ₁と、
第２ユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ₂と、
・・・
第Ｒユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ_Rと、
が異なることを特徴とする記載の電気回路制御装置。

（９）
（１）から（７）の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を１ユニットとし、第１ユニットから第Ｒユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
前記各ユニットにおける第２周波数の第１周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
前記第１ユニットから前記第Ｒユニットにおける各第１周波数信号の位相が、２π／Ｒずつ異なることを特徴とする電気回路制御装置

（１０）
前記電気回路が、電流制御型または電圧制御型のＡＣ／ＤＣ電力変換回路またはＤＣ／ＤＣ電力変換回路であり、
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とするから（１）から（９）の何れかに記載の電気回路制御装置。
本発明の電気回路制御方法は、（１１）から（１６）を要旨とする。

（１１）
電気回路に含まれる少なくとも１つのスイッチの駆動により変化する電気信号（電圧・電流・電力・位相）を、１つまたは１つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも１つの電気信号から周波数信号を生成し、記周波数信号の周波数を検出することで電気回路を制御する方法であって、
前記周波数の検出において、
前記第１周波数信号を所定時間遅延させた第２周波数信号を生成し、
前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを入力して、
前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたか否か、および／または、
前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力し、当該判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御方法。

（１２）
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする（１１）に記載の電気回路制御方法。

（１３）
前記第１周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも１つに基づき遅延させて前記第２周波数信号を出力することを特徴とする（１１）または（１２）に記載の電気回路制御方法。

（１４）
前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および／または、
前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする（１１）から（１３）の何れかに記載の電気回路制御方法。

（１５）
前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第１周波数信号の周波数が、
第ｉ回目の検出では、周期が遅延時間Δτ／ｉ
（ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、Ｉは正の整数）
で、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする（１１）から（１４）の何れかに記載の電気回路制御方法。

（１６）
前記第１周波数信号の周期が、
Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J≦Δτ＜Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J＋Ｔ_J+1
（Ｊは正の整数）
の場合において、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第ｊ回目の検出において、周期が遅延時間（１／ｊ）Δτ
（ｊ＝Ｊ，・・・，３，２，１）
で、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする（１１）から（１５）の何れかに記載の電気回路制御方法。

本発明の電気回路制御装置および電気回路制御方法では、簡単な構造で、電力変換回路等の電気回路の入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード（転流ダイオード，整流ダイオード等）に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流等の変動（周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波
数が上昇方向側の所定値に達したこと）を高精度で検出できる。

本発明の基本構成を示す図であり、遅延制御回路を有しない制御装置を示す図である。 本発明の基本構成を示す図であり、遅延制御回路を有する制御装置を示す図である。 本発明の電力変換装置および電力変換装置の制御方法の第１実施形態を示す説明図である。 三相の電力変換装置および電力変換装置の制御方法をより詳細に示す説明図である。 電流制御型の電力変器装置の実施形態を示す図である。 （Ａ）は電力変換装置の各部における時間推移状態を示す図、（Ｂ）は第１周波数信号Ｆ₁、第２周波数信号Ｆ₂の時間推移状態を示す図である。 周波数信号発生回路が、スイッチに流れる電流を流れる電流とした例を示す図である。 （Ａ）は電力変換装置の各部における時間推移状態を示す図、（Ｂ）は第１周波数信号Ｆ₁、第２周波数信号Ｆ₂の時間推移状態を示す図である。 周波数検出回路を１ユニットとして、このユニット２つを並列接続して構成した、出解像度（判定精度）を高くする電力変換装置を示す図である。 図５の電力変換装置において第１周波数信号と第２周波数信号の位相差がπであり、検出解像度（判定精度）が２倍となった様子を示す図である。 周波数信号発生回路がスイッチに流れる電流を回路電流として取り込む例を示す図である。 レンジ選択回路に入力された電圧の大きさに応じて周波数処理を第１ユニットまたは第２ユニットに振り分けられる電力変換器を示す図である。 図１１の電力変換装置において、レンジ選択回路に入力された電圧の大きさに応じて周波数処理を第１ユニットまたは第２ユニットに振り分けられる様子を示す図である。 回路電流を上限と上限との間で動作させる電力変換装置を示す図である。 （Ａ）は電力変換装置の各部の信号状態を示す図、（Ｂ）は第１周波数信号および第２周波数信号が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図、（Ｃ）は第１周波数信号および第２周波数信号が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図である。 本発明の電力変換装置の第２実施形態を示す説明図である。 図１６の電力変換装置の動作説明図であり、（Ａ）は電力変換器の出力電圧の時間の推移を示す図、（Ｂ）は周波数信号生成回路の出力周波数を示す図、（Ｃ）は第１周波数信号が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図である。 図１６の電力変換装置において周波数検出回路を２ユニットを備え、上限と下限のしきい値を持つときの説明図である。 （Ａ）は電力変換装置の出力電圧の時間推移を示す図、（Ｂ）は判定回路による処理を示す図、（Ｃ）は一方のユニットにおいて第１周波数信号および第２周波数信号が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図、（Ｄ）は他方のユニットにおいて第１周波数信号および第２周波数信号が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図である。 従来の電力変換装置の説明図である。

符号の説明

１，２ 電力変換装置
１１、２１ 電力変換器
１２，２２ 制御回路
１３，１３Ａ，１３Ｂ，２３ 周波数信号生成回路
１４，２４ 周波数検出回路
１５，２５ 駆動信号生成回路
１６，１６Ａ，１６Ｂ 遅延制御回路
１７ 位相シフト回路
１７ レンジ選択回路
１１１ スイッチ
１１２ リアクトル
１１３ 電流検出用抵抗
１１４ 転流ダイオード
１１５ キャパシタ
１４１，２４１ 遅延信号生成回路
１４２，２４１ 判定回路
８１ 電源
８２ 負荷

図１および図２は本発明の電気回路制御装置の構成を示す説明図である。
図１において、電気回路制御装置１０２は、周波数信号生成回路１０３と、周波数検出回路１０４と、駆動信号生成回路１０５と、遅延制御回路１０６とを有している。
周波数信号生成回路１０３は、電気回路１０１の電気信号相当する電圧（図１では、１つまたは２つ以上の電気信号：第１信号群）を検出し、当該検出値を第１周波数信号Ｆ₁に変換する。

周波数検出回路１０４は、遅延信号出力回路１０４１と、判定回路１０４２とからなる。
周波数信号生成回路１０３は、電気回路１０１の第１信号群を電圧信号Ｆ₁として検出し判定回路１０４２に出力する。遅延信号出力回路１０４１には遅延時間Δτが設定され
、遅延信号出力回路１０４１は、第１電圧信号Ｆ₁に対してΔτ遅延した第２周波数信号Ｆ₁を判定回路１０５に出力する。判定回路１０５は、第１周波数信号Ｆ₃と第２周波数信号Ｆ₂とを入力し、第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否か、および／または、第２周波数信号Ｆ₂の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれたか否かを検出して判定信号を出力する。駆動信号生成回路１０５はこの判定回路信号から制御信号Ｖ_Gs生成し、これを電気回路１０１に含まれる図示しないスイッチに送出する。

図２では、遅延信号出力回路１０４１の前段に遅延制御回路１０６が設けられている。遅延制御回路１０６には、電気回路１０１の電気信号相当する電圧（図２では、１つまたは２つ以上の電気信号：第１信号群）を検出し、遅延制御信号を生成する。第２信号群は第１信号と一部が重複していてもよい。また、遅延制御信号は、定数であってもよいし動的に変化する信号（一定のサイクルごとに変化する信号を含む）であってもよい。

本発明では、電気回路１０１に含まれる電気信号は、たとえば、入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード（転流ダイオード，整流ダイオード等）に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流である。これら電圧や電流は、図１および図２における電気信号として採用することができる。

図３は電力変換装置１を示す図であり、図２の電気回路制御装置１０２を電力変換器の制御に適用した第１実施形態示している。なお、図１の電気回路制御装置１０２を電力変換装置の制御に適用することもできる（後述する図１１参照）。
図３において電力変換装置１は、電力変換器１１と、制御回路１２とを備えている。
第１実施形態では、電力変換器１１は、電圧制御型ＤＣ／ＤＣ変換器であり、電源８１の直流電圧をＤＣ／ＤＣ変換して負荷８２に供給する。

制御回路１２は、周波数信号生成回路１３と、周波数検出回路１４と、駆動信号生成回路１５と、遅延制御回路１６とを有している。
周波数信号生成回路１３は、電力変換器１１の回路電流ｉに相当する電圧Ｖ_iを検出し、当該検出値を周波数信号Ｆ₁に変換する。周波数信号生成回路１３は、たとえばアナログの電圧制御発振器（ＶＣＯ）から構成することができる。

周波数検出回路１４は、遅延信号生成回路１４１と、判定回路１４２とからなる。
遅延制御回路１６は、Ａ／Ｄ変換器１７を介して電力変換器１１の出力電圧ｅ_Oを検出し、遅延信号生成回路１４１に遅延制御信ＤＬＹ（ｅ_O）を出力することができる。遅延信号生成回路１４１がアナログ入力により動作する場合には、Ａ／Ｄ変換器１７は図３では不要である。

遅延信号生成回路１４１は、第１周波数信号Ｆ₁を所定時間Δτ（ＤＬＹ（ｅ_O）に応じた時間であり、第１周波数信号Ｆ₁の初期周期より小さい）だけ遅延させた第２周波数信号Ｆ₂を出力する。判定回路１４２は、第１周波数信号Ｆ₁と第２周波数信号Ｆ₂とを入力し、第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否か、および第２周波数信号Ｆ₂の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれたか否かを検出して判定信号を出力する。

駆動信号生成回路１５は、電力変換器１１を構成するスイッチの制御端子に制御信号Ｖ_Gsを出力することができる。
本発明の電気回路制御装置は、図４に示すように、三相電力変換装置１１に適用することができる。図４では電力変換装置１には三相電圧ｖａ，ｖｂ，ｖｃが入力されている。ａ相制御装置１２ａ，ｂ相制御装置１２ｂ，ｃ相制御装置１２ｃは、電力変換器１１から電気信号群Ａ，電気信号群Ｂ，電気信号群Ｃを取り込んでおり、これらの電気信号群に基づいて、電力変換装置１を構成する各相のスイッチに制御信号を出力する。

図５は図３の電力変換装置１をより詳細に示す説明図である。図５において電力変換装置１は、電力変換器１１と、制御回路１２とを備えている。
第１実施形態では、電力変換器１１は、電流制御型ＤＣ／ＤＣ変換器であり、電源８１の直流電圧をＤＣ／ＤＣ変換して負荷８２に供給する。電力変換器１１は、スイッチ１１１と、リアクトル１１２と、電流検出用抵抗１１３と、転流ダイオード１１４と、キャパシタ１１５とからなる。

入力側から順に、スイッチ１１とリアクトル１１２と電流検出用抵抗１１３とが直列接続され、スイッチ１１とリアクトル１１２との間には転流ダイオード１１４がＴ字接続されており、出力側にはキャパシタ１１５が接続されている。

制御回路１２は、図３に示した電気回路制御装置１２と同じである。すなわち、周波数信号生成回路１３は、電流検出用抵抗１１３の両端電圧ｖ₁，ｖ₂を入力して電圧降下Ｖ_R＝（ｖ₁−ｖ₂）（（ｖ₁−ｖ₂）は、リアクトル電流ｉ_L（本発明における回路電流）を電圧に変換した値である）を検出し、当該検出値を周波数信号ｆ₁に変換して第１周波数信号Ｆ₁として出力する。周波数検出回路１４は、遅延信号生成回路１４１と、判定回路１４２とからなり、遅延信号生成回路１４１は、第１周波数信号Ｆ₁を所定時間Δτだけ遅延させた第２周波数信号Ｆ₂を出力する。また、判定回路１４２は、第１周波数信号Ｆ₁と第２周波数信号Ｆ₂とを入力し、第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否かを検出して判定信号を出力する。

図６（Ａ）のＳ_Tsに示すように、駆動信号生成回路１５は周期ＴｓのクロックＳ_Tsで動作しており、クロックＳ_Tsの立上がりで、スイッチ１１１に送出する制御信号Ｖ_GsをＯＮにする。
一方、遅延信号生成回路１４１は図６（Ａ）のＶ＝Ｒ・ｉ_Lで示すように、電圧Ｖ_R（ｖ₁−ｖ₂）を入力し、これを周波数信号ｆ₁（図６（Ａ）の最上段の周波数特性参照）に変換している。図６（Ａ）では、周波数は下限で約３０ＭＨｚ、上限で４０ＭＨｚとしてある。すなわち、判定回路１４１は、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が所定のしきい値ｆ_SH（約４０ＭＨｚ）に達したとき（第１周波数信号Ｆ₁の周期が対応する周期Δτに達したとき：図６（Ｂ）参照）に、判定信号Ｓ_Qを出力する。ただし，図のしきい値は，この方式の電力変換機では通常行うように系の安定性を保つために傾きを持たせている。この判定信号Ｓ_Qにより駆動信号生成回路１５は電力変換器１１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力する。

図６（Ａ）では、図５の周波数信号生成回路１３は、電流検出用抵抗１１４（抵抗値Ｒ₁）の両端電圧を入力して電圧降下Ｖ₁＝Ｒ₁・ｉ_Sを検出する。また、図６（Ｂ）では、図５の周波数信号生成回路１３は、電圧降下Ｖ＝Ｒ・ｉ_Sの値と、転流ダイオード１１４の両端電圧の値（抵抗値Ｒ₂）電圧降下Ｖ₂＝Ｒ₂・ｉ_Dの検出し、電流の合算値相当分の第１周波数信号Ｆ₁を発生する。

図５ではリアクトル電流ｉ_Lを図３の回路電流として採用しているが、図７に示すように、回路電流をスイッチ２１１を流れる電流ｉ_Sとすることもできる。
図８（Ａ）に電力変換装置の各部における時間推移状態を示す図、（Ｂ）に第１周波数信号Ｆ₁、第２周波数信号Ｆ₂の時間推移状態を示す。図７の電力変換装置ではでは、図８（Ａ）に示すように、転流ダイオード１１４がオフのときには、ｉ_Sはボトム値となっているが（周波数ｆの特性を示す波形図、および電圧Ｖ＝Ｒ１×ｉ_sを示す波形図を参照）、電気回路制御装置の出力は図５の電気回路制御装置１２の出力と同じである（図８のクロックＳ_Ts、判定信号Ｓ_Q、制御信号Ｖ_Gs参照）。

図９は、図５の電力変換装置１の周波数検出回路１４を１ユニットとして、このユニット２つ（周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂ）を並列接続して構成した電力変換装置１を示す図である。図９では、周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂの構成は同じであり、遅延制御回路１６Ａ，１６Ｂは、遅延信号生成回路１４１にそれぞれ共通のΔτを制御するための信号を送出するので、各遅延信号生成回路１４１に設定される遅延時間Δτは同じである。図９では、周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂに、それぞれ遅延制御回路１６Ａ，１６Ｂを設けたているが、たとえば遅延制御１６Ｂを設けずに、遅延制御回路１６Ａの出力を周波数検出回路１４Ａの遅延信号生成回路１４１および周波数検出回路１４Ｂの遅延信号生成回路１４１に送出するようにしてもよい。

図９の制御回路１２には、位相シフト回路２７が設けられており、位相シフト回路２７は、第１ユニット（周波数検出回路２４Ａ）の周波数信号生成回路１３Ａおよび第２ユニット（周波数検出回路２４Ｂ）の周波数信号生成回路１３Ｂに接続されている。
位相シフト回路２７は、周波数信号生成回路１３Ａ，１３Ｂが発生する各第１周波数信号Ｆ₁に位相差πを持たせるように動作する。

図１０に示すように、周波数信号生成回路１３Ａが出力する第１周波数信号Ｆ₁と、周波数信号生成回路１３Ｂが出力する第１周波数信号Ｆ₁とは位相差がπなので、検出解像度（判定精度）が２倍となる。

なお、図１１に示すように、図５電力変換器１１のリアクトル電流ｉ_Lを測定せずにスイッチ１１１を流れる電流と、転流ダイオード１１４を流れる電流を周波数信号生成回路１３が取得するようにもできる。

図１２は、図５の電力変換装置１の周波数検出回路１４を１ユニットとして、このユニット２つ（周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂ）を並列接続して構成した電力変換装置１を示す図である。制御回路１２には、レンジ選択回路１８が設けられている。
各周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂは、共通の第１周波数信号Ｆ₁を有しており、この第１周波数信号Ｆ₁は、第１周波数信号Ｆ₁の周波数が高域に属するか低域に属するかに応じて、により、第１ユニット，第２ユニット（周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂ）の何れかに送られる。

図１２において、第１ユニット（周波数検出回路１４Ａ）は遅延信号生成回路１４１と判定回路１４２とからなり、遅延信号生成回路１４１の前段には遅延制御回路１６Ａが設けられていてもよい。また、第２ユニット（周波数検出回路１４Ｂ）は遅延信号生成回路１４１と判定回路１４２とからなり、遅延信号生成回路１４１の前段には遅延制御回路１６Ｂが設けられていている。

第１ユニット（周波数検出回路１４Ａ）における第２周波数信号Ｆ_A2の第１周波数信号Ｆ_A1に対する遅延時間Δτ_Aと、第２ユニット（周波数検出回路１４Ｂ）における第２周波数信号Ｆ_B2の第１周波数信号Ｆ_B1に対する遅延時間Δτ_Bとは同じであってもよいし異なっていてもよい。

図１２の変換装置１は、図１３に示すように、レンジ選択回路１８に入力された電圧の大きさに応じて（すなわち、回路電流の大きさ、すなわち負荷の大きさに応じて）周波数処理を第１ユニット（周波数検出回路２４Ａ）または第２ユニット（周波数検出回路２４Ｂ）に振り分けることができる。したがって、実質上、動作範囲も広げることができる。

図１４の電力変換装置１は、回路電流を上限と上限との間で動作させる（すなわち、第１周波数信号Ｆ₁を上限しきい値と下限しきい値との間で動作させる）。図１４では、図５の電力変換装置１の周波数検出回路１４を１ユニットとして、このユニットを２つ（周波数検出回路１４Ａ，１４Ｂ）を並列接続して構成した電力変換装置１を構成している。

ここで、周波数信号生成回路１３は、周波数検出回路１４Ａと周波数検出回路１４Ｂとに共通の第１周波数信号Ｆ₁を出力する。
第１ユニット（周波数検出回路１４Ａ）は遅延信号生成回路１４１と判定回路１４２とからなり、遅延信号生成回路１４１の前段には遅延制御回路１６Ａが設けられており、第２ユニット（周波数検出回路１４Ｂ）は遅延信号生成回路１４１と判定回路１４２とからなり、遅延信号生成回路１４１の前段には遅延制御回路１６Ｂが設けられている。

図１４では、図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１ユニット（周波数検出回路１４Ａ）における第２周波数信号Ｆ_A2の第１周波数信号Ｆ₁に対する遅延時間Δτ_Aと、第２ユニット（周波数検出回路２４Ｂ）における第２周波数信号Ｆ_B2の第１周波数信号Ｆ₁に対する遅延時間Δτ_Bとは異なっている（Δτ_A＜Δτ_B）。
図１４の電力変換装置１では、上限周波数ｆ_SHAと下限周波数ｆ_SHBとがしきい値となって第１周波数信号Ｆ₁の周波数が制御される（すなわち、リアクトル電流ｉ_Lが制御される）。

図１５（Ａ）に、電力変換装置１の各部の信号状態を示し、図１５（Ｂ）に第１周波数信号Ｆ₁および第２周波数信号Ｆ_A2が時間に比例して変動する様子をパルス列で示し、図１５（Ｃ）に第１周波数信号Ｆ₁および第２周波数信号Ｆ_B2が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す。周波数検出回路１４Ａにおける第２周波数信号Ｆ_A2の第１周波数信号Ｆ_A1に対する遅延時間Δτ_Aと、周波数検出回路１４Ｂにおける第２周波数信号Ｆ₂の第１周波数信号Ｆ₁に対する遅延時間Δτ_Bとは異なっており、Δτ_B＞Δτ_Aである。周期がΔτ_Aより大きくΔτ_Bより小さい場合（Δτ_Aに対応する周波数ｆ_Aが、Δτ_Bに対応する周波数ｆ_Bよりも高い場合）において、周期がΔτ_Aよりも小さくなった場合（Δτ_Aに対応する周波数ｆ_Aを超えたとき）は、駆動信号生成回路１５は、電力変換器１１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力する。

そして、周期がΔτ_Bよりも大きくなった場合（周波数ｆ_Bより低下したとき）は、駆動信号生成回路１５は、電力変換１１にスイッチがＯＮとなる制御信号を出力する（図１５（Ａ）のＶ_Gs参照）。
図１４の電力変換装置１では判定回路１４２は第２周波数信号Ｆ_A2の一周期が第１周波数信号Ｆ_A1の一周期に含まれたか否かを検出し、判定回路１４２は第１周波数信号Ｆ_B1の一周期が第２周波数信号Ｆ_A2の一周期に含まれたか否かを検出している。
駆動信号生成回路１５がＰＩＤ制御、ＦＩＲ制御ＩＩＲ制御等の制御を行う場合に、遅延制御回路１６Ａの遅延信号生成回路１４１、遅延制御回路１６Ｂの遅延信号生成回路１４１の遅延特性を変化させることができる。

たとえば、遅延制御回路１６Ａ，１６Ｂは、制御回路１２の出力が、Ａ（ｅ_O−Ｅ_r）−Ｅ_B（Ａは伝達係数、ｅ_Oは電力変換器１１の出力電圧、Ｅ_rは参照電圧、Ｅ_rはバイアス電圧）の特性を有するように、遅延制御回路１６Ａ，１６Ｂの各遅延信号生成回路１４１に設定されるΔτ_A，Δτ_Bを変化させる。この遅延特性の変化により、たとえば図１５（Ｂ）の回路電流ｉ（第１周波数信号Ｆ₁）の周波数推移図、図１５（Ｂ）の狭幅パルス図に示すように、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτ_Aより大きい側からΔτ_Aより小さい側に遷移するときの周波数しきい値（図１５（Ｂ）の周波数推移図の上限しきい値において上限しきい値ｆ_ASHで示す）、および、図１５（Ｂ）の回路電流ｉ（第１周波数信号Ｆ₁）の周波数推移図、図１５（Ｃ）の狭幅パルス図に示すように、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτ_Bより小さい側からΔτ_Bより大きい側に遷移するときの周波数しきい値（図１５（Ｃ）の周波数推移図の下限しきい値ｆ_BSHで示す）が変化する。

すなわち、図１４の電力変換装置１では、図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτ_Aより大きい側からΔτ_Aより小さい側に遷移したこと（第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が所定特性の上限値に達したこと）、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτ_Bより小さい側からΔτ_Bより大きい側に遷移したこと（第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が所定特性の下限値に達したこと）を検出している。

駆動信号生成回路１５は、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が上限しきい値ｆ_ASHに達したときは、電力変換器１１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力し、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が下限しきい値ｆ_BSHに低下したときは、電力変換器１１にスイッチがＯＮとなる制御信号を出力する（図１５（Ａ）のＶ_Gs参照）。

図１６は本発明の電力変換装置の第２実施形態を示す説明図である。
図１６において電力変換装置２は、電力変換器２１と、制御回路２２とを備えている。
第２実施形態では、電力変換器２１は、電圧制御型ＤＣ／ＤＣ変換器であり、電源８１の直流電圧をＤＣ／ＤＣ変換して負荷８２に供給する。

制御回路２２は、周波数信号生成回路２３と、周波数検出回路２４と、駆動信号生成回路２５とを有している。周波数信号生成回路２３は、電力変換器２１の出力電圧ｅ_Oを検出し、当該検出値を周波数信号Ｆ₁に変換する。

周波数検出回路２４は、遅延信号生成回路２４１と、判定回路２４２とからなる。遅延信号生成回路２４１は、第１周波数信号Ｆ₁を所定時間Δτ（第１周波数信号Ｆ₁の初期周期より小さい）だけ遅延させた第２周波数信号Ｆ₂を出力する。判定回路２４２は、第１周波数信号Ｆ₁と第２周波数信号Ｆ₂とを入力し、第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否か、および第２周波数信号Ｆ₂の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれたか否かを検出して判定信号を出力する。
駆動信号生成回路２５は、電力変換器２１を構成するスイッチの制御端子に制御信号を出力することができる。

図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図１６の周波数検出回路２の動作説明図であり、（Ａ）は電力変換器２１の出力電圧ｅ_Oの時間ｔの推移を示す図（同図中、出力電圧ｅ_Oの目標値をｅ_O ^*で示す）、（Ｂ）は周波数信号生成回路２３の出力周波数（出力電圧ｅ_Oに対応する周波数）ｆを示す図、図１７（Ｃ）は、第１周波数信号Ｆ₁が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す図である。図１７（Ｃ）では、説明を分かり易くするために、第１周波数信号Ｆ₁および第２周波数信号Ｆ₂の狭幅パルス列にそれぞれ、時間経過に応じて１，２，３，・・・の番号を付してある。

また、第１周波数信号Ｆ₁は、周波数１Ｈｚから周期が調和級数で減少・増加するように設定してあり、
１番目と２番目の狭幅パルスの間隔：１秒
２番目と３番目の狭幅パルスの間隔：１／２秒
３番目と４番目の狭幅パルスの間隔：１／３秒
４番目と５番目の狭幅パルスの間隔：１／４秒
５番目と６番目の狭幅パルスの間隔：１／５秒
６番目と７番目の狭幅パルスの間隔：１／６秒
７番目と８番目の狭幅パルスの間隔：１／７秒
８番目と９番目の狭幅パルスの間隔：１／６秒
９番目と１０番目の狭幅パルスの間隔：１／５秒
１０番目と１１番目の狭幅パルスの間隔：１／４秒
１１番目と１２番目の狭幅パルスの間隔：１／３秒
となっている。

第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれることと、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスが、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスの間に位置していることとは等価である。また、第２周波数信号Ｆ₁の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれることと、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスが、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスの間に位置していることとは等価である。
第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否かの判定において、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスが、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスに重なっていても、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスが、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスに重なっていてもよいものとする。

第２周波数信号Ｆ₂の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれたか否かの判定において、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスが、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスに重なっていても、第２周波数信号Ｆ₂の連続する２つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスが、第１周波数信号Ｆ₁の連続する２つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスに重なっていてもよいものとする。

本実施形態では、第１周波数信号Ｆ₁の狭幅パルスと、第２周波数信号Ｆ₂の狭幅パルスとが交互に検出されるか否かにより、第１周波数信号Ｆ₁の周期が第２周波数信号Ｆ₂の周期に含まれたか否か、または第２周波数信号Ｆ₂の周期が第１周波数信号Ｆ₁の周期に含まれたか否かを検出することができる。

すなわち、図１７（Ｃ）において、判定回路２４２は、周波数信号Ｆ₁の信号と、周波数信号Ｆ₂の信号とを交互性に検出する。第２実施形態では、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁は時間に比例して高くなり、あるいは低くなっているので、図１７（Ｃ）に示すように、第１周波数信号Ｆ₁の周期は時間経過にしたがって調和級数で短くなりまたは長くなる。

この場合、判定回路２４２は、第１周波数信号Ｆ₁の１番目の狭幅パルス、第２周波数信号Ｆ₂の１番目の狭幅パルス、第１周波数信号Ｆ₁の２番目の狭幅パルス、・・・、第２周波数信号Ｆ₂の５番目の狭幅パルス、第１周波数信号Ｆ₁の６番目の狭幅パルスまでは交互性があると判定しているが、第１周波数信号Ｆ₁の６番目の狭幅パルスの後に、第１周波数信号Ｆ₁の７番目の狭幅パルスを検出する。したがって、判定回路２４２は、このときに交互性がないと判定する（図１７（Ｃ）の「上限」参照）。

すなわち、第１周波数信号Ｆ₁の狭幅パルスと第２周波数信号Ｆ₂の狭幅パルスとの交互性がなくなる最初の時刻は、図１７（Ｃ）では、判定回路２４２に第１周波数信号Ｆ₁の７番目の狭幅パルスが入力されたときなので、判定回路２４２は、第１周波数信号Ｆ₁の周期（Δτより大きい周期）が、Δτより小さくなった時刻（第１周波数信号Ｆ₁の６番目ないし７番目の狭幅パルスが入力された時刻）を検出できたことになる。

なお、第１周波数信号Ｆ₁の６番目の狭幅パルスと７番目の狭幅パルスの間隔がΔτよりも小さく、かつ第１周波数信号Ｆ₁の６番目の狭幅パルスと第２周波数信号Ｆ₂の６番目の狭幅パルスの間隔はΔτなので、第１周波数信号Ｆ₁の７番目の狭幅パルスは第２周波数信号Ｆ₂の６番目の狭幅パルスよりも必ず左にある。このことからも、判定回路２４２が、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτより小さくなった時刻を検出できることは明らかである。

次に、第１周波数信号Ｆ₁の狭幅パルスと第２周波数信号Ｆ₂の狭幅パルスとの交互性がなくなる２番目の時刻は、図１７（Ｃ）では、判定回路２４２に第２周波数信号Ｆ₂の９番目の狭幅パルスが入力されたときなので、判定回路２４２は、このときに交互性がないと判定する（図１７（Ｃ）の「下限」参照）。判定回路２４２は、第１周波数信号Ｆ₁の周期（Δτより小さい周期）が、Δτより大きくなった時刻（第１周波数信号Ｆ₁の８番目の狭幅パルスが入力された時刻）を検出できたことになる。

言い換えると、図１７（Ｃ）において、第２周波数信号Ｆ₂の６番目の狭幅パルスは、第１周波数信号Ｆ₁の６番目の狭幅パルスに対してΔτの時間遅れる。これにより、第１周波数信号Ｆ₁の９番目の狭幅パルスと１０番目の狭幅パルスとの間に第２周波数信号Ｆ₂の８番目の狭幅パルスと９番目の狭幅パルスとが含まれることにる。したがって、判定回路１４２は、第２周波数信号Ｆ₂の周期がΔτより大きくなった時刻（第１周波数信号Ｆ₁の９番目ないし１０番目の狭域パルスが入力された時刻）を検出できたことになる。

上述したように、第２実施形態では、第１周波数信号Ｆ₁の周波数（したがって、第２周波数信号Ｆ₂の周波数）が調和級数で高くなる。本実施形態では、分かり易くするために、第１周波数信号Ｆ₁の周波数が、
１Ｈｚ，２Ｈｚ，・・・，５Ｈｚ，６Ｈｚ，７Ｈｚ，・・・，６Ｈｚ，５Ｈｚ，・・・のように変動する場合を説明したが（図１７（Ｃ）参照）、実際には、第１周波数信号Ｆ₁の周波数は、たとえば２５×１０⁶Ｈｚないし５０×１０⁶Ｈｚの近傍で変動するようにできる。

以上述べたように、周波数検出回路２４は、第１周波数信号Ｆ₁に対して第２周波数信号Ｆ₂をΔτ遅らせることで、第１周波数信号Ｆ₁の狭幅パルス間隔が、Δτより小さくなったこと（Δτより大きかった周期がΔτより小さくなった時刻）、Δτより大きくなったこと（Δτより小さかった周期がΔτより大きくなった時刻）を検出することができる。

駆動信号生成回路２５は、第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτより長いとき（電圧ｅ_Oの値が小さいとき）は、駆動信号発生回路１５は、電力変換器２１にスイッチがＯＮとなる制御信号を出力する（図１７（Ｂ）のＶ_Gs参照）。第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτより大きい側からΔτより小さい側に遷移したとき（第１周波数信号Ｆ₁の周期がΔτより大きい側からΔτに達したとき、すなわちｅ_Oが増大したとき）には、駆動信号生成回路２５は、電力変換器２１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力する。

図１８は図１６の周波数検出回路２４を２ユニットを備えた電力変換装置２を示す図である。
図１８の電力変換装置２においては、図１４に示した周波数検出回路を２ユニット（周波数検出回路２４Ａ，２４Ｂで示す）とし、第１周波数信号Ｆ₁を共通にして第１ユニット（周波数検出回路２４Ａ）および第２ユニット（周波数検出回路４Ｂ）を並列に接続してあり、周波数検出回路２４Ａと周波数検出回路２４Ｂとの後段に駆動信号生成回路２５が設けられている。なお、周波数検出回路２４Ａの遅延信号生成回路２４１にはΔτ_Aがセットされ、周波数検出回路２４Ｂの遅延信号生成回路２４１にはΔτ_Bがセットされている。

図１９（Ａ）に、電力変換装置２の出力電圧ｅ_Oの時間推移を示し（同図中、出力電圧ｅ_Oの目標値をｅ_O ^*で示す）、図１９（Ｂ）に判定回路２４２による処理を示し、図１９（Ｃ）に第１周波数信号Ｆ₁および第２周波数信号Ｆ_A2が時間に比例して変動する様子をパルス列で示し、図１９（Ｄ）に第１周波数信号Ｆ₁および第２周波数信号Ｆ_B2が時間に比例して変動する様子をパルス列で示す。

周波数検出回路２４Ａにおける第２周波数信号Ｆ_A2の第１周波数信号Ｆ_A1に対する遅延時間Δτ_Aと、周波数検出回路２４Ｂにおける第２周波数信号Ｆ₂の第１周波数信号Ｆ₁に対する遅延時間Δτ_Bとは異なっており、Δτ_B＞Δτ_Aである。駆動信号生成回路２５は、周期がΔτ_Aより大きくΔτ_Bより小さい場合（Δτ_Aに対応する周波数ｆ_Aが、Δτ_Bに対応する周波数ｆ_Bよりも高い場合）において、周期がΔτ_Aよりも小さくなった場合（Δτ_Aに対応する周波数ｆ_Aを超えたとき）は、駆動信号生成回路２５は、電力変換器２１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力する。そして、周期がΔτ_Bよりも大きくなった場合（周波数ｆ_Bより低下したとき）は、駆動信号生成回路２５は、電力変換器２１にスイッチがＯＮとなる制御信号を出力する（図１９（Ｂ）のＶ_Gs参照）。

図１９（Ｃ），（Ｄ）に示すように図１８の電力変換装置２では、判定回路２４２Ａは第２周波数信号Ｆ_A2の一周期が第１周波数信号Ｆ_A1の一周期に含まれたか否かを検出し、判定回路２４２Ｂは第１周波数信号Ｆ_B1の一周期が第２周波数信号Ｆ_A2の一周期に含まれたか否かを検出している。

駆動信号生成回路２５は、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が上限しきい値ｆ_ASHに達したときは、電力変換器２１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力し、第１周波数信号Ｆ₁の周波数ｆ₁が下限しきい値ｆ_BSHに低下したときは、電力変換器２１にスイッチがＯＦＦとなる制御信号を出力する（図１９（Ｂ）のＶ_Gs参照）。

Claims (16)

1. 電気回路に含まれる少なくとも１つのスイッチを駆動する駆動信号生成回路と、
   前記スイッチの駆動により変化する電気信号を、１つまたは１つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも１つの電気信号から周波数信号を生成してこれを第１周波数信号として出力する周波数信号生成回路と、
   前記周波数信号生成回路の出力周波数信号の周波数を検出する周波数検出回路と、
   を備えた電気回路制御装置であって、
   前記周波数検出回路は、
   前記第１周波数信号を所定時間遅延させた第２周波数信号を出力する遅延信号生成回路と、
   前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを入力し、
   前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたか否か、および／または、
   前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたか否か、
   を検出して判定信号を出力する判定回路と、
   を有し、
   前記駆動信号生成回路は、前記判定回路の判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
   ことを特徴とする電気回路制御装置。
2. 前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の電気回路制御装置。
3. 前記遅延信号生成回路は、前記第１周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも１つに基づき遅延させて前記第２周波数信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の電気回路制御装置。
4. 前記周波数検出回路は、
   前記判定回路が、前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および／または、
   前記判定回路が、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電気回路制御装置。
5. 前記判定回路は、
   前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第１周波数信号の周波数が、
   第ｉ回目の検出では、周期が遅延時間Δτ／ｉ
   （ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、Ｉは正の整数）
   で、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電気回路制御装置。
6. 前記判定回路は、
   Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J≦Δτ＜Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J＋Ｔ_J+1
   （Ｊは正の整数）
   の場合において、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
   第ｊ回目の検出において、周期が遅延時間（１／ｊ）Δτ
   （ｊ＝Ｊ，・・・，３，２，１）
   で、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電気回路制御装置。
7. 前記遅延回路は、前記第１周波数信号を入力して前記第２周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の電気回路制御装置。
8. 請求項１から７の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を１ユニットとし、前記第１周波数信号を共通にして第１ユニットから第Ｒユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
   第１ユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ₁と、
   第２ユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ₂と、
   ・・・
   第Ｒユニットにおける第２周波数信号の第１周波数信号に対する遅延時間Δτ_Rと、
   が異なることを特徴とする記載の電気回路制御装置。
9. 請求項１から７の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を１ユニットとし、第１ユニットから第Ｒユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
   前記各ユニットにおける第２周波数の第１周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
   前記第１ユニットから前記第Ｒユニットにおける各第１周波数信号の位相が、２π／Ｒずつ異なることを特徴とする電気回路制御装置
10. 前記電気回路が、電流制御型または電圧制御型のＡＣ／ＤＣ電力変換回路、ＤＣ／ＤＣ電力変換回路またはＤＣ／ＡＣ電力変換回路であり、
    前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とするから請求項１から９の何れかに記載の電気回路制御装置。
11. 電気回路に含まれる少なくとも１つのスイッチの駆動により変化する電気信号（電圧・電流・電力・位相）を、１つまたは１つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも１つの電気信号から周波数信号を生成し、記周波数信号の周波数を検出することで電気回路を制御する方法であって、
    前記周波数の検出において、
    前記第１周波数信号を所定時間遅延させた第２周波数信号を生成し、
    前記第１周波数信号と前記第２周波数信号とを入力して、
    前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたか否か、および／または、
    前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたか否か、
    を検出して判定信号を出力し、当該判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
    ことを特徴とする電気回路制御方法。
12. 前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする請求項１１に記載の電気回路制御方法。
13. 前記第１周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも１つに基づき遅延させて前記第２周波数信号を出力することを特徴とする請求項１１または１２に記載の電気回路制御方法。
14. 前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および／または、
    前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第１周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
    ことを特徴とする請求項１１から１３の何れかに記載の電気回路制御方法。
15. 前記第１周波数信号の周期が前記第２周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第１周波数信号の周波数が、
    第ｉ回目の検出では、周期が遅延時間Δτ／ｉ
    （ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、Ｉは正の整数）
    で、第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項１１から１４の何れかに記載の電気回路制御方法。
16. 前記第１周波数信号の周期が、
    Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J≦Δτ＜Ｔ₁＋Ｔ₂＋・・・＋Ｔ_J＋Ｔ_J+1
    （Ｊは正の整数）
    の場合において、前記第２周波数信号の周期が前記第１周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
    第ｊ回目の検出において、周期が遅延時間（１／ｊ）Δτ
    （ｊ＝Ｊ，・・・，３，２，１）
    で、前記第１周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
    ことを特徴とする請求項１１から１５の何れかに記載の電気回路制御方法。

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