JP6167559B2 - 変換器、制御装置、及び電力変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、交流電力と直流電力に変換する変換器、制御装置、及び電力変換方法に関する。

電気機器の多くは、商用電源から出力される交流電力を直流電力に変換して動作している。そして、交流電力を直流電力に変換するには、ＡＣ（Alternating Current）−ＤＣ（Direct Current）コンバータ等の変換器が利用される。このような変換器は複数のスイッチ素子を有しており、これらのスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることにより、電力を変換している。また、交流電力と直流電力を双方向に変換する変換器を用いて、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池の充電を行ったり、当該蓄電池が蓄えている直流電力を交流電力に変換して商用電源に供給したりする蓄電システムが普及している。

特許文献１には、スイッチ素子を用いて、交流電力の電圧値を昇圧及び降圧する回路、及び直流電力を交流電力に変換する回路の一例が開示されている。

特開２０１２−１８２９８２号公報

スイッチ素子としては、一般的にトランジスタが用いられている。このようなスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える際、ドレイン−ソース間に印加されている電圧及び電流の積によってスイッチング損失が発生する。そして、このスイッチング損失を低減させるためには、スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態をできる限り高速に切り替えることが求められる。しかし、スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を高速に切り替えると、主経路やスイッチ素子に急激な電流変化が生じ、リンギングが発生する恐れがある。さらに、スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を高速に切り替えると、急激な電圧変化によるセルフターンオンが発生する恐れがある。このリンギングやセルフターンオンは、過大な損失を生み、電力変換時の効率悪化の要因となる。

本発明の目的は、リンギングやセルフターンオンの発生を抑え、電力変換時の損失を低減する変換器、制御装置、及び電力変換方法を提供することにある。

本発明によれば、
交流電力を直流電力に変換する変換器であって、
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
変換器が提供される。

本発明によれば、
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
を備える回路の動作を制御する制御装置であって、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
制御装置が提供される。

本発明によれば、
交流電力を直流電力に変換する変換器により実行される電力変換方法であって、
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
を備える変換器が、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
ことを含む電力変換方法が提供される。

本発明によれば、リンギングやセルフターンオンの発生を抑え、電力変換時の損失を低減できる。

第１実施形態における変換器の構成例を示す図である。 制御部の詳細な構成例を示す図である。 制御部が、第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する流れを説明するための図である。 交流電源から印加されている電圧の時間波形、及び第１入力端子と第２入力端子との間に接続された２つの仮想キャパシタの中点を基準とした場合における、第１入力端子及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の時間波形を示す図である。 第１乃至第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を決定する流れを説明するための図である。 第１乃至第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する回路の一例を示す図である。 第２実施形態における変換器の構成例を示す図である。 三相交流電源から印加される電圧の波形を示す図である。 第３実施形態における蓄電システムの構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における変換器１０の構成例を示す図である。図１において、変換器１０は、スイッチング回路１００と、制御部１０２と、フィルタ回路１５０と、変流器１６０とを有する。スイッチング回路１００は、交流電源２００と接続されており、当該交流電源２００から印加される交流電力を直流電力に変換する。制御部１０２は、交流電源２００からスイッチング回路１００に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、当該スイッチング回路１００に含まれる第１スイッチ素子１１２、第２スイッチ素子１１４、第３スイッチ素子１１６、及び第４スイッチ素子１１８の動作を制御する。フィルタ回路１５０は、交流電源２００のノイズ成分を除去する。変流器１６０は、フィルタ回路１５０で平滑化された電流を制御部１０２で扱えるように、適切な大きさに変更する。

スイッチング回路１００は、第１スイッチ素子１１２と、第２スイッチ素子１１４と、第３スイッチ素子１１６と、第４スイッチ素子１１８とを含む。第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８は、直列に接続されて閉回路を形成している。第１スイッチ素子１１２と第２スイッチ素子１１４との間には、第１入力端子１０８が配置されている。第３スイッチ素子１１６と第４スイッチ素子１１８との間には、第２入力端子１１０が配置されている。また、第１及び第２入力端子は、それぞれ交流電源２００に接続されている。第１スイッチ素子１１２と第４スイッチ素子１１８との間には、正極出力端子１０４が配置されている。第２スイッチ素子１１４と第３スイッチ素子１１６との間には、負極出力端子１０６が配置されている。第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８には、図示しないが、ダイオード等の整流素子が並列に接続されており、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替と合わせて、交流電力を直流電力に変換する。そして、正極出力端子１０４と負極出力端子１０６からは、スイッチング回路１００を介することによって交流電力から変換された直流電力が出力される。また、正極出力端子１０４と負極出力端子１０６から直流電力が入力された場合、入力された直流電力は、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることにより交流電力に変換され、交流電源２００側に供給される。

制御部１０２は、交流電源２００から第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０に対してそれぞれ印加されている電圧の瞬時値に基づいて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８の各ゲート端子に印加されるゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する。ここで、制御部１０２の詳細な構成例を図２に示す。図２では、制御部１０２は、検出部１０２２、時間決定部１０２４、及び信号出力部１０２６を有する。

検出部１０２２は、交流電源２００から印加されている電圧（印加電圧）の瞬時値を検出する。検出部１０２２は、例えば、印加電圧の電圧値を常時モニタリングすることにより、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０に印加されている印加電圧の瞬時値を検出できる。そして、検出部１０２２は、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値に基づいて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧を判断する。

また、検出部１０２２は、印加電圧の電圧値をモニタリングしなくとも、印加電圧の位相を用いて、印加電圧の瞬時値を把握することができる。ここで、印加電圧の位相は、例えば、位相の初期整合を行った時間からの経過時間と、当該印加電圧の周期とを用いて判断することができる。制御部１０２は、印加電圧の周期がＴ［ｓ］、初期整合時点からの経過時間をｔ［ｓ］とした場合、例えば、以下の式１を用いて位相φを算出することができる。例えば、印加電圧の周波数が５０［Ｈｚ］、すなわち周期Ｔが０．０２［ｓ］であり、経過時間ｔが０．００５［ｓ］の場合を考える。この場合、下記の式１を用いると、位相φは９０度と算出される。そして、制御部１０２は、この９０度という位相から、印加電圧の瞬時値が１４１［Ｖ］と判断できる。

また、検出部１０２２は、上記の式１の右辺第２項を用いて、経過時間ｔから印加電圧の瞬時値を判断することもできる。詳細には、上記の式１の第２項から算出される値が"０"又は"１／２"の場合は、印加電圧の瞬時値は０［Ｖ］と判断できる。また、同様に、上記の式１の第２項から算出される値が"１／４"であれば印加電圧の瞬時値は１４１［Ｖ］と、"３／４"であれば印加電圧の瞬時値は−１４１［Ｖ］と判断できる。このように、経過時間と周期から算出される値に応じて、印加電圧の瞬時値を把握することもできる。

ここで、制御部１０２（検出部１０２２）が、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧を判断する流れについて、図３及び図４を用いて説明する。図３は、制御部１０２が、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧を判断する流れを説明するための図である。図３では、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０の間と、正極出力端子及び負極出力端子との間に、それぞれ２つの仮想キャパシタが直列に接続されているとみなす。また、図３において、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０の間に接続された２つの仮想キャパシタの中点Ａと、正極出力端子１０４及び負極出力端子１０６の間に接続された２つの仮想キャパシタの中点Ｂとが共に接地されているとみなす。なお、図３では、交流電源２００から実効値１００［Ｖ］の交流電圧が印加され、正極出力端子１０４及び負極出力端子１０６を介して５００［Ｖ］の直流電圧が出力されるものとする。

図４は、交流電源２００から印加されている電圧の波形、及び第１入力端子１０８と第２入力端子１１０との間に接続された２つの仮想キャパシタの中点Ａを基準とした場合における、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の波形を示す図である。図４（ａ）は、交流電源２００から印加されている電圧の波形を示している。交流電源２００から実効値１００Ｖの交流電圧が印加されている場合、その電圧は、図４（ａ）に示されるように、１４１［Ｖ］〜−１４１［Ｖ］の間を周期的に変動する。図４（ｂ）は、第１入力端子１０８と第２入力端子１１０との間に接続された２つの仮想キャパシタの中点Ａを基準とした場合における、第１入力端子１０８に印加されている電圧の波形を示している。中点Ａを基準とした場合、第１入力端子１０８に印加されている電圧は、図４（ｂ）に示されるように、７０［Ｖ］〜−７０［Ｖ］の間で周期的に変動しているように見える。図４（ｃ）は、第１入力端子１０８と第２入力端子１１０との間に接続された２つの仮想キャパシタの中点Ａを基準とした場合における、第２入力端子１１０に印加されている電圧の波形を示している。中点Ａを基準とした場合、第２入力端子１１０に印加されている電圧は、図４（ｃ）で示されるように、第１入力端子１０８に印加されている電圧に対して位相が反転した状態で、７０［Ｖ］〜−７０［Ｖ］の間で周期的に変動しているように見える。図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示される波形は中点Ａを基準とした相対的な波形であり、これらの波形を合成すると、図４（ａ）に示される波形となる。

ここで、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧は、交流電源２００から印加されている電圧の瞬時値に依存して変動する。例えば、交流電源２００から印加されている電圧の位相が０又は１８０度のときの印加電圧の瞬時値は０［Ｖ］であり、このとき、図４（ｂ）を参照すると、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は０［Ｖ］になる。ここで、中点Ａと中点Ｂが仮想接地されていることを考えると、第１スイッチ素子１１２及び第２スイッチ素子１１４の中点Ｃの電圧は"２５０［Ｖ］＋０［Ｖ］＝２５０［Ｖ］"になる。そして、正極出力端子１０４と負極出力端子１０６との間には５００Ｖの電圧が印加されているため、第１スイッチ素子１１２に印加されている電圧と第２スイッチ素子１１４に印加されている電圧は等しく２５０［Ｖ］になる。また、同様に、図４（ｃ）を参照すると、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値も０［Ｖ］になる。よって、第３スイッチ素子１１６及び第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧も２５０［Ｖ］になる。

一方、交流電源２００から印加されている電圧の位相が９０度のときの印加電圧の瞬時値は１４１［Ｖ］であり、このとき、図４（ｂ）を参照すると、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は７０［Ｖ］になる。ここで、中点Ａと中点Ｂが仮想接地されていることを考えると、第１スイッチ素子１１２及び第２スイッチ素子１１４の中点Ｃの電圧は"２５０［Ｖ］＋７０［Ｖ］＝３２０［Ｖ］"になる。そして、正極出力端子１０４と負極出力端子１０６との間には５００Ｖの電圧が印加されているため、第１スイッチ素子１１２に印加されている電圧は１８０［Ｖ］になり、第２スイッチ素子１１４に印加されている電圧は３２０［Ｖ］になる。また、同様に、図４（ｃ）を参照すると、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は−７０［Ｖ］になる。そのため、第３スイッチ素子１１６及び第４スイッチ素子１１８の中点Ｄの電圧は"２５０［Ｖ］−７０［Ｖ］＝１８０［Ｖ］"になる。すなわち、第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧は１８０［Ｖ］になり、第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧は３２０［Ｖ］になる。

なお、交流電源２００から印加されている電圧の位相が２７０度のときの印加電圧の瞬時値は−１４１［Ｖ］であり、このとき、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は、位相が９０度のときと逆になる。すなわち、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧は３２０［Ｖ］になり、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧は１８０［Ｖ］になる。

このように、制御部１０２は、交流電源２００から印加されている電圧の位相から、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値を判断する。そして、制御部１０２は、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値に基づいて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧を把握することができる。

時間決定部１０２４は、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧に応じて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を決定する。詳細には、あるスイッチ素子において印加されている電圧が高い場合は、ＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えた際の電圧の変化量が大きくなるため、時間決定部１０２４は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を長く設定する。これにより、急激な電圧変化の発生が抑制される。一方、あるスイッチ素子に印加されている電圧が低い場合は、ＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えた際の電圧の変化量が小さくなるため、時間決定部１０２４は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を短く設定する。これにより、ドレイン−ソース間に印加されている電圧及び電流を時間で積分した際の面積（スイッチング損失）が低減される。

また、図３及び図４を用いて説明したとおり、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ印加されている電圧は、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値に依存する。また、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値は、交流電源２００から印加される電圧の位相から求めることができる。そこで、時間決定部１０２４は、例えば、検出部１０２２で検出された位相から求められる電圧の瞬時値、あるいは、当該検出された位相そのものを引数として立上り時間及び立下り時間を算出する関数を用いて、立上り時間及び立下り時間を決定してもよい。また、時間決定部１０２４は、検出部１０２２で検出された位相から求められる電圧の瞬時値、あるいは、当該検出された位相そのものと、立上り時間及び立下り時間とを対応付けたテーブルを用いて、立上り時間及び立下り時間を決定してもよい。これらの関数やテーブルでは、急激な電圧変化を防ぐために、スイッチ素子の両端に印加される電圧が高いほど、そのスイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間が長くなるように設定される。また、これらの関数やテーブルでは、スイッチング損失を低減するために、スイッチ素子の両端に印加される電圧が低いほど、そのスイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間が短くなるように設定される。また、これらの関数やテーブルは、変換器１０のメモリやストレージ等の記憶部に記憶されていてもよいし、外部に位置する他の装置の記憶部に記憶されていてもよい。

ここで、制御部１０２（時間決定部１０２４）が、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を決定する流れを、図５を用いて説明する。図５は、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を決定する流れを説明するための図である。図５の上段のグラフは、交流電源２００から印加されている電圧の波形を示している。また、図５の中段のグラフは、第２スイッチ素子１１２及び第４スイッチ素子１１８のゲート電圧の時間変化を例として示している。図５の下段の表は、（ａ）〜（ｃ）で示される領域における第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間の詳細を示している。

図５の上段のグラフは、閾値電圧Ｖ_ｔｈ１及びＶ_ｔｈ２によって、（ａ）〜（ｃ）の３つの領域に区切られている。閾値電圧Ｖ_ｔｈ１及びＶ_ｔｈ２は、セルフターンオン等の発生を防止するために、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を切り替える指標である。閾値電圧Ｖ_ｔｈ１は、セルフターンオン等を発生しやすい所定の値以上の電圧が、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８に印加される点を示す。閾値電圧Ｖ_ｔｈ２は、セルフターンオン等を発生しやすい所定の値以上の電圧が、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６に印加される点を示す。この閾値電圧Ｖ_ｔｈ１及びＶ_ｔｈ２は、回路構成や入出力電圧の関係により適宜設定される。制御部１０２は、この閾値電圧Ｖ_ｔｈ１及びＶ_ｔｈ２を用いて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する。また、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は、交流電源２００の位相から判断できるため、制御部１０２は、閾値電圧Ｖ_ｔｈ１及びＶ_ｔｈ２となる位相を用いて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御してもよい。

図３に示すような入出力電圧を例とすると、図４を用いて説明したとおり、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８に印加されている電圧は、１８０［Ｖ］から３２０［Ｖ］の間を周期的に変動する。ここで、印加されている電圧が１８０［Ｖ］に近いほど、セルフターンオンが発生しにくいと言え、逆に、３２０［Ｖ］に近いほど、セルフターンオンが発生しやすいと言える。例えば、図５の（ａ）で示される領域は、１８０［Ｖ］〜３２０［Ｖ］の触れ幅の中間である２５０［Ｖ］近傍の電圧が、各スイッチ素子に印加されている領域と言える。すなわち、第１スイッチ素子１１２及び第２スイッチ素子１１４、並びに、第３スイッチ素子１１６及び第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧にそれほど差がない。そのため、制御部１０２は、図５の表に示すように、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を同じ長さとして制御する。

また、図５の（ｂ）で示される領域では、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は正の値になり、第２スイッチ素子１１４に印加されている電圧は、第１スイッチ素子１１２に印加されている電圧よりも高くなる。また、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は負の値になり、第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧は、第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧よりも高くなる。さらに、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧は所定の値以上となるため、高速にスイッチングした場合、セルフターンオン等が発生しやすい。そこで、制御部１０２は、図５の表の（ｂ）列に示すように、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、（ａ）のときよりも長く設定する。一方、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧は低くなるため、高速にスイッチングしてもセルフターンオン等が発生しにくい。そこで、制御部１０２は、図５の表の（ｂ）列に示すように、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６の立上り時間及び立下り時間を、（ａ）のときよりも短くする。

また、図５の（ｃ）で示される領域では、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は負の値になり、第１スイッチ素子１１２に印加されている電圧は、第２スイッチ素子１１４に印加されている電圧よりも高くなる。また、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は正の値になり、第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧は、第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧よりも高くなる。さらに、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６に印加されている電圧は所定の値以上となるため、高速にスイッチングした場合、セルフターンオン等が発生しやすい。そこで、制御部１０２は、図５の表の（ｃ）列に示すように、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、（ａ）のときよりも長く設定する。一方、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８に印加されている電圧は低くなるため、高速にスイッチングしてもセルフターンオン等が発生しにくい。そこで、制御部１０２は、図５の表の（ｃ）列に示すように、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８の立上り時間及び立下り時間を、（ａ）のときよりも短くする。

なお、ここでは、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を段階的に切り替える例を説明したが、これに限らず、交流電源２００から印加されている電圧の位相から判断される電圧の瞬時値に応じて連続的に切り替えるようにしてもよい。詳細には、位相が０度より大きく１８０度未満の場合は、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は正の値となり、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は負の値となる。この場合、制御部１０２は、位相が０又は１８０度の時の立上り時間及び立下り時間を基準として、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６の立上り時間及び立下り時間を短くし、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を長くする。また、位相が１８０度より大きく３６０度未満の場合は、第１入力端子１０８に印加されている電圧の瞬時値は負の値となり、第２入力端子１１０に印加されている電圧の瞬時値は正の値となる。この場合、制御部１０２は、位相が０又は１８０度の時の立上り時間及び立下り時間を基準として、第１スイッチ素子１１２及び第３スイッチ素子１１６の立上り時間及び立下り時間を長くして、第２スイッチ素子１１４及び第４スイッチ素子１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短くする。

このように、制御部１０２は、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御できる。また、一般的に、各スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える周波数は、交流電源から印加される電圧の周波数と比較して圧倒的に大きいため、上述したようなゲート電圧の立上り時間及び立下り時間の制御が可能となる。

信号出力部１０２６は、時間決定部１０２４により決定された、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を用いて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成する。そして、信号出力部１０２６は、当該制御信号Ｓ１〜Ｓ４を、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のそれぞれに出力し、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８の動作を制御する。

ここで、制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する回路の一例を図６に示す。図６に示されるような回路は、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８にそれぞれ設けられている。

図６（ａ）に示されるゲート制御回路１２６ａは、ゲート電圧の立上り時間を連続的に切り替えて制御する回路の一例である。ゲート制御回路１２６ａは、時間制御回路１２６１と、可変抵抗１２６２と、ゲートスイッチ素子１２６３とを有する。なお、ゲートスイッチ素子１２６３の可変抵抗１２６２と対向していない端子は、ゲート電圧を供給する電源（不図示）に接続されている。ゲートスイッチ素子１２６３のＯＮ／ＯＦＦ状態は、制御部１０２から出力される制御信号に応じて切り替わる。ゲートスイッチ素子１２６３がＯＮ状態の間は、電源からゲート電圧が供給される。そして、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８は、各々のゲートスイッチ素子１２６３を介して供給されるゲート電圧が所定の閾値電圧以上である場合にＯＮ状態になる。ここで、可変抵抗１２６２の抵抗値が大きくなると、その抵抗値に応じて可変抵抗１２６２とゲートスイッチ素子１２６３との接続点の電圧は高くなる。また、可変抵抗１２６２の抵抗値が小さくなると、その抵抗値に応じて可変抵抗１２６２とゲートスイッチ素子１２６３との接続点の電圧は低くなる。すなわち、時間制御回路１２６１は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御する制御信号に応じて可変抵抗１２６２の抵抗値を変化させる時間を調整することにより、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を連続的に調整できる。

図６（ｂ）に示されるゲート制御回路１２６ｂは、ゲート電圧の立上り時間を段階的に切り替えて制御する回路の一例である。図６（ｂ）に示されるゲート制御回路１２６ｂは、時間制御回路１２６１と、スイッチ素子１２６４及び１２６５と、抵抗１２６６とを有する。２つのスイッチ素子１２６４及び１２６５の立上り時間及び立下り時間は、当該スイッチ素子の特性や時間制御回路１２６１からスイッチ素子１２６４及び１２６５までの信号の伝達経路等により異なっている。スイッチ素子１２６４及び１２６５の抵抗１２６６と対向していない端子は、ゲート電圧を供給する電源（不図示）に接続されている。抵抗１２６６は、スイッチ素子１２６４及び１２６５を介して供給されるゲート電圧が、閾値以上となるように調整する役割を果たす。時間制御回路１２６１は、ゲートの立上り時間及び立下り時間を制御する制御信号に応じて、スイッチ素子１２６４及び１２６５のうち、いずれか一方をＯＮ状態とする。これにより、時間制御回路１２６１は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を切り替えることができる。なお、ゲート制御回路１２６ｂは、立上り時間及び立下り時間の異なる３以上のスイッチ素子を有していてもよい。このようにすれば、各スイッチ素子の立上り時間及び立下り時間を３段階以上に切り替えることができる。

以上、本実施形態によれば、まず、交流電源２００から印加されている電圧の瞬時値が検出される。そして、検出された印加電圧の瞬時値を用いて、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０のそれぞれに印加されている電圧の瞬時値が把握される。そして、第１入力端子１０８及び第２入力端子１１０のそれぞれに印加されている電圧の瞬時値に基づいて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のそれぞれに印加されている電圧が把握される。そして第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のそれぞれに印加されている電圧に基づいて、第１乃至第４スイッチ素子１１２〜１１８のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間が制御される。具体的には、両端に印加されている電圧が高いスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える場合は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間が長く設定される。これにより、両端に高い電圧が印加されているスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることにより発生する、急激な電圧変化を抑制することができる。すなわち、リンギングやセルフターンオンの発生を抑制することができ、電力変換時の損失を低減させることができる。また、両端に印加されている電圧が低いスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える場合は、ゲート電圧の立上り時間及び立下り時間が短く設定される。これにより、リンギングやセルフターンオンが起こりにくい場合には、高速にスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えて、スイッチング損失を低減させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、スイッチング回路１００が第５スイッチ素子１２２と第６スイッチ素子１２４とを有する点、及び電源が三相交流電源２０２である点を除き、第１実施形態と同様である。

図７は、第２実施形態における変換器１０の構成例を示す図である。図７において、スイッチング回路１００は、第３入力端子１２０と、第５スイッチ素子１２２と、第６スイッチ素子１２４とを更に有する。第５スイッチ素子１２２の一端は、第１スイッチ素子１１２と第４スイッチ素子１１８との間に接続されている。また、第６スイッチ素子１２４の一端は、第２スイッチ素子１１４と第３スイッチ素子１１６との間に接続されている。また、第５スイッチ素子１２２の他端は、第６スイッチ素子１２４の他端と接続されている。第３入力端子１２０は、第２スイッチ素子１１４と第３スイッチ素子１１６との間に接続されている。

三相交流電源２０２は、第１乃至第３相の電圧を、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０のそれぞれに印加する。図８は、三相交流電源２０２から印加される電圧の波形を示す図である。三相交流電源２０２から印加される電圧は、第１相電圧、第２相電圧、及び第３相電圧により構成される。図８に示すように、第１乃至第３相電圧の位相は、互いに１２０度ずつずれている。そして、第１乃至第３相電圧は、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０にそれぞれ印加される。なお、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０のそれぞれに、どの相の電圧が印加されるかは任意であり、特に限定されない。

制御部１０２は、第１実施形態と同様に、三相交流電源２０２から印加されている第１相〜第３相電圧の位相を用いて、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０に印加されている電圧の瞬時値を判断する。ここで、第１乃至第３相電圧は、それぞれ位相が１２０度ずれている。すなわち、第１相電圧が印加されている場合は、第１実施形態と同様に、位相から電圧の瞬時値を判断することができる。また、第２相電圧が印加されている場合は、例えば、第１相電圧で検出された位相に１２０を加算することで、位相から電圧の瞬時値を判断することができる。また、第３相電圧が印加されている場合は、例えば、第１相電圧で検出された位相に２４０を加算することで、位相から電圧の瞬時値を判断することができる。このように、本実施形態においても、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値を把握することができる。そして、第１実施形態と同様に、第１乃至第３入力端子１０８、１１０、１２０にそれぞれ印加されている電圧の瞬時値に基づいて、第１乃至第６スイッチ素子１１２〜１１８、１２２、１２４にそれぞれ印加されている電圧を把握し、各スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御することができる。なお、制御部１０２は、第１実施形態と同様に、第１〜第３相電圧の電圧値をそれぞれモニタリングすることで、第１〜第３相電圧の瞬時値を取得してもよい。

以上、本実施形態によれば、三相交流を用いる場合であっても、各スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を制御することができる。よって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、上述の各実施形態で説明した変換器１０を用いた蓄電システムについて説明する。

図９は、第３実施形態における蓄電システム３００の構成例を示す図である。蓄電システム３００は、変換器１０、商用電源３０２、蓄電池３０４により構成される。変換器１０は、商用電源３０２と蓄電池３０４との間に接続される。

変換器１０は、商用電源３０２からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池３０４に供給する。そして、蓄電池３０４は、変換部１０によって変化された直流電力を蓄える。また、ここで蓄えられた電力は、例えば、電力使用量のピーク時など、商用電源３０２の供給量が不足した場合に、商用電源３０２に対して供給される。このとき、変換器１０は、蓄電池３０４からの直流電力を交流電力に変換して商用電源３０２に供給する。なお、ここで蓄えられた電力は、商用電源３０２に供給する以外にも、他の電気機器を動かすために使用されてもよい。

本実施形態によれば、上述した各実施形態と同様に、交流電力を直流電力に変換する際の電力損失を低減させ、効率よく蓄電池３０４へ電力を蓄えることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば、上述した実施形態では、入力電圧の位相を示す信号に基づいて、各入力端子に印加されている電圧の瞬時値を算出したが、電圧計等を用いて、電圧の瞬時値を直接測定してもよい。また、特に説明しなかったが、変換器１０は、一方向のＡＣ−ＤＣコンバータであってもよいし、双方向のＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。また、変換器１０は、ＡＣ−ＡＣコンバータであってもよい。

以下、参考形態の例を付記する。
１．
交流電力を直流電力に変換する変換器であって、
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
変換器。
２．
前記制御部は、
前記第１及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の位相を用いて、前記第１及び第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
１．に記載の変換器。
３．
前記制御部は、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
１．又は２．に記載の変換器。
４．
一端が前記第１及び第４スイッチ素子の間に接続される第５スイッチ素子と、
一端が前記第５スイッチの他端と接続され、他端が前記第２及び前記第３スイッチ素子の間に接続される第６スイッチ素子と、
前記第５及び第６スイッチ素子の間に位置する第３入力端子と、
を更に備え、
前記制御部は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
１．から３．のいずれか１つに記載の変換器。
５．
前記制御部は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の位相を用いて、前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
４．に記載の変換器。
６．
前記制御部は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
４．又は５．に記載の変換器。
７．
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
を備える回路の動作を制御する制御装置であって、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
制御装置。
８．
前記制御装置は、
前記第１及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の位相を用いて、前記第１及び第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
７．に記載の制御装置。
９．
前記制御装置は、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
７．又は８．に記載の制御装置。
１０．
前記閉回路は、
一端が前記第１及び第４スイッチ素子の間に接続される第５スイッチ素子と、
一端が前記第５スイッチの他端と接続され、他端が前記第２及び前記第３スイッチ素子の間に接続される第６スイッチ素子と、
前記第５及び第６スイッチ素子の間に位置する第３入力端子と、
を更に備えており、
前記制御装置は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
７．から９．のいずれか１つに記載の制御装置。
１１．
前記制御装置は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の位相を用いて、前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
１０．に記載の制御装置。
１２．
前記制御装置は、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
１０．又は１１．に記載の制御装置。
１３．
交流電力を直流電力に変換する変換器により実行される電力変換方法であって、
直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
を備える変換器が、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
ことを含む電力変換方法。
１４．
前記変換器が、
前記第１及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の位相を用いて、前記第１及び第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
ことを含む１３．に記載の電力変換方法。
１５．
前記変換器が、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
ことを含む１３．又は１４．に記載の電力変換方法。
１６．
前記変換器は、
一端が前記第１及び第４スイッチ素子の間に接続される第５スイッチ素子と、
一端が前記第５スイッチの他端と接続され、他端が前記第２及び前記第３スイッチ素子の間に接続される第６スイッチ素子と、
前記第５及び第６スイッチ素子の間に位置する第３入力端子と、
を更に備えており、
前記変換器が、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
ことを含む１３．から１５．のいずれか１つに記載の電力変換方法。
１７．
前記変換器が、
前記第３入力端子に印加されている電圧の位相を用いて、前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
ことを含む１６．に記載の電力変換方法。
１８．
前記変換器が、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値である場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
ことを含む１６．又は１７．に記載の電力変換方法。

１０ 変換器
１００ スイッチング回路
１０２ 制御部
１０２２ 検出部
１０２４ 時間決定部
１２２６ 信号出力部
１０４ 第１出力端子
１０６ 第２出力端子
１０８ 第１入力端子
１１０ 第２入力端子
１１２ 第１スイッチ素子
１１４ 第２スイッチ素子
１１６ 第３スイッチ素子
１１８ 第４スイッチ素子
１２０ 第３入力端子
１２２ 第５スイッチ素子
１２４ 第６スイッチ素子
１２６ ゲート制御回路
１２６ａ ゲート制御回路
１２６ｂ ゲート制御回路
１２６１ 時間制御回路
１２６２ 可変抵抗
１２６３ ゲートスイッチ素子
１２６４ ゲートスイッチ素子
１２６５ ゲートスイッチ素子
１２６６ 抵抗
１５０ フィルタ回路
１６０ 変流器
２００ 交流電源
２０２ 三相交流電源
３００ 蓄電システム
３０２ 商用電源
３０４ 蓄電池
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 制御信号
Ｓ３ 制御信号
Ｓ４ 制御信号
Ｓ５ 制御信号
Ｓ６ 制御信号

Claims (13)

1. 交流電力を直流電力に変換する変換器であって、
   直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
   前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
   前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
   前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
   前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
   前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
   変換器。
2. 前記制御部は、
   前記第１及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の位相を用いて、前記第１及び第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
   請求項１に記載の変換器。
3. 前記制御部は、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ第１の閾値よりも大きい場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ第２の閾値よりも小さい場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
   請求項１又は２に記載の変換器。
4. 一端が前記第１及び第４スイッチ素子の間に接続される第５スイッチ素子と、
   一端が前記第５スイッチの他端と接続され、他端が前記第２及び前記第３スイッチ素子の間に接続される第６スイッチ素子と、
   前記第５及び第６スイッチ素子の間に位置する第３入力端子と、
   を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の変換器。
5. 前記制御部は、
   前記第３入力端子に印加されている電圧の位相を用いて、前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
   請求項４に記載の変換器。
6. 前記制御部は、
   前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
   前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
   請求項３を引用する請求項４又は５に記載の変換器。
7. 直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
   前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
   前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
   前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
   前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
   を備える回路の動作を制御する制御装置であって、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
   制御装置。
8. 前記制御装置は、
   前記第１及び第２入力端子にそれぞれ印加されている電圧の位相を用いて、前記第１及び第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
   請求項７に記載の制御装置。
9. 前記制御装置は、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ第１の閾値よりも大きい場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
   前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ第２の閾値よりも小さい場合は、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
   前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
   請求項７又は８に記載の制御装置。
10. 前記閉回路は、
    一端が前記第１及び第４スイッチ素子の間に接続される第５スイッチ素子と、
    一端が前記第５スイッチの他端と接続され、他端が前記第２及び前記第３スイッチ素子の間に接続される第６スイッチ素子と、
    前記第５及び第６スイッチ素子の間に位置する第３入力端子と、
    を更に備えており、
    前記制御装置は、
    前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
    請求項７から９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記制御装置は、
    前記第３入力端子に印加されている電圧の位相を用いて、前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値を判断する、
    請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記制御装置は、
    前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が正の値かつ前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも短く設定し、
    前記第３入力端子に印加されている電圧の瞬時値が負の値かつ前記第２の閾値よりも小さい場合は、前記第５スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間を、前記第６スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間よりも長く設定する、
    請求項９を引用する請求項１０又は１１に記載の制御装置。
13. 交流電力を直流電力に変換する変換器により実行される電力変換方法であって、
    直列に接続されて閉回路を形成する第１乃至第４スイッチ素子と、
    前記第１及び第２スイッチ素子の間に位置する第１入力端子と、
    前記第３及び第４スイッチ素子の間に位置する第２入力端子と、
    前記第１及び第４スイッチ素子の間に位置する正極出力端子と、
    前記第２及び第３スイッチ素子の間に位置する負極出力端子と、
    前記第１乃至第４スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
    を備える変換器が、
    前記第１入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第１スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間と、前記第２スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御し、
    前記第２入力端子に印加されている電圧の瞬時値に基づいて、前記第３スイッチ素子のゲート電圧の立上り及び立下り時間と、前記第４スイッチ素子のゲート電圧の立上り時間及び立下り時間とを制御する、
    ことを含む電力変換方法。

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