JP6311401B2

JP6311401B2 - Ｐｗｍ信号発生装置

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Publication number: JP6311401B2
Application number: JP2014071095A
Authority: JP
Inventors: 原田　佳幸; 佳幸原田; 前田　敏行; 敏行前田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015195640A

Description

本開示は、インバータ等が有する複数のスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生装置に関する。

従来、モータを駆動するインバータ等の電力変換回路には、複数のトランジスタ等のスイッチング素子が備えられており、この電力変換回路を有するモータ制御回路では、電力変換回路の各スイッチング素子にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力してこれ等のスイッチング素子を適切にＯＮ−ＯＦＦ制御することにより、モータに供給する電圧波形を所定周波数の交流波形とすると共に、その周波数及び電圧値を変更するようにＰＷＭ信号を変更して、モータの回転速度を可変制御することが行われる。

ところで、従来、上記スイッチング素子へのＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生装置では、そのＰＷＭ信号のＯＮパルス幅又はＯＦＦパルス幅が極めて短くならないようにする技術がある。このような技術の例が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、ＰＷＭ信号のパルス幅が極めて短くなりそうな場合には、そのパルス幅を予め設定した最小パルス幅になるように制限するか、パルスを出力しないか、のいずれかを選択する。

特開２００４−１２９４０５号公報

しかしながら、三角波等のキャリアとしきい値との比較によってＰＷＭ信号を生成する場合には、しきい値の変更によってパルス幅を変更すると、その影響により、その直後においてもパルスが発生してしまうことがある。このため、スイッチングを行わないようにしたい期間を確保できないことがある。

本発明は、ＰＷＭ信号のパルス幅を最小パルス幅以上になるように制限しても、スイッチングを行わない期間を確保することを目的とする。

第１の発明のＰＷＭ信号発生装置は、モータ（6）への出力電圧を生成する複数のスイッチング素子（Tr）にそれぞれ出力される複数のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ信号発生装置であって、三角波を生成する信号生成器（12）と、前記三角波の各周期に対して、指令値に応じてしきい値を決定するパルス幅制御部（14）と、前記三角波と前記しきい値とを比較し、比較結果を、前記ＰＷＭ信号として出力するコンパレータ（16）とを有する。前記パルス幅制御部（14）は、第１の値が前記しきい値として決定され、用いられると、前記コンパレータ（16）から出力される前記ＰＷＭ信号の、前記しきい値に従って終了するパルスの幅が、所定の最小パルス幅未満になる場合には、前記パルスの幅が前記所定の最小パルス幅以上又は零になるように、前記三角波の同一の周期内において、前記しきい値を第２の値に変更してから前記第１の値に変更する。

第１の発明のＰＷＭ信号発生装置では、第１の値がしきい値として用いられるとＰＷＭ信号のパルスの幅が所定の最小パルス幅未満になる場合には、パルスの幅が最小パルス幅以上又は零になるように、しきい値を第２の値に変更してから第１の値に変更する。このため、ＰＷＭ信号のパルス幅を最小パルス幅以上又は零になるように制限することができ、そのように制限しても、不要なパルスの発生を抑えることができる。このため、例えば、スイッチングを行わない期間を、三角波の２周期以上にわたって確保することができる。

第２の発明では、第１の発明において、前記パルス幅制御部（14）は、前記第１の値が前記しきい値として用いられても前記パルスの幅が前記所定の最小パルス幅未満にならない場合には、前記しきい値を前記第２の値に変更しない。

これによると、前記第１の値が前記しきい値として用いられてもパルスの幅が所定の最小パルス幅未満にならない場合には、しきい値が第２の値に変更されない。不要な処理を行わないので、パルス幅制御部（14）の処理時間を短縮することができる。

第１又は第２の発明によれば、ＰＷＭ信号のパルス幅を最小パルス幅以上又は零になるように制限し、かつ、不要なパルスの発生を抑えることができる。その結果、スイッチングを行わない期間を確保することが可能になる。

本発明の実施形態に係るＰＷＭ信号発生装置を有する電力供給装置の構成例を示す回路図である。図１のコントローラの構成例を示すブロック図である。上アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。上アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。上アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラにおける信号の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラにおける信号の他の例を示すグラフである。下アーム用のＰＷＭ信号のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラにおける信号の他の例を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において同じ参照番号で示された構成要素は、同一の又は類似の構成要素である。

図１は、本発明の実施形態に係るＰＷＭ信号発生装置を有する電力供給装置の構成例を示す回路図である。図１の電力供給装置（P）は、コンバータ（2）と、平滑コイル（3）と、平滑コンデンサ（4）と、インバータ（5）と、ＰＷＭ信号発生装置としてのコントローラ（7）とを有する。

コンバータ（2）は、ブリッジ状に結線された６個のダイオード（Dr）を有し、三相交流電源（1）の三相交流を直流に変換して出力する。平滑コイル（3）及び平滑コンデンサ（4）は、コンバータ（2）から出力された直流電圧を平滑する。インバータ（5）は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相にそれぞれ対応し、並列に接続された３つのレグを有する。各レグは、直列に接続された２個のスイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）（Tr）と、これらのＩＧＢＴ（Tr）の各々に逆並列に接続された２個の還流ダイオード（Dw）とを有する。インバータ（5）は、平滑された直流電圧を三相交流電圧に変換し、三相モータ（6）に出力する。三相モータ（6）は、例えば、空気調和装置や冷凍装置が有する圧縮機を回転駆動するためのモータである。

本実施形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴを用いる場合について説明するが、スイッチング素子として、他の種類のトランジスタ等、他の素子を用いてもよい。インバータ（5）及びモータ（6）は、三相用のものには限らない。例えば、インバータ（5）及びモータ（6）は、単相用のものであってもよい。また、図１の電力供給装置（P）は、コンバータ（2）、平滑コイル（3）、及び平滑コンデンサ（4）を必ずしも有する必要はなく、インバータ（5）に必要な電圧が供給されるように構成されていればよい。

コントローラ（7）には、三相モータ（6）の各相に流れる電流の検出値（iu,iv,iw）が入力される。コントローラ（7）は、これ等の相電流が三相交流になるように、インバータ（5）に内蔵される６個のＩＧＢＴ（Tr）への６つのＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号をこれらのＩＧＢＴ（Tr）にそれぞれ出力して、三相モータ（6）の回転速度を制御する。

本明細書において、パルス幅は、パルスの期間の長さであって、信号がアクティブ（例えば、高レベル）である期間、又は非アクティブ（例えば、低レベル）である期間の長さである。信号のＯＮパルスは、信号のレベルが、アクティブに変化してから非アクティブに変化するまでのパルスである。信号のＯＦＦパルスは、信号のレベルが、非アクティブに変化してからアクティブに変化するまでのパルスである。

図２は、図１のコントローラ（7）の構成例を示すブロック図である。図３は、上アーム用のＰＷＭ信号（CU）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。コントローラ（7）は、信号生成器（12）と、パルス幅制御部（14）と、コンパレータ（16）とを有する。

信号生成器（12）は、複数のアップダウンカウンタを有し、各カウンタは、クロックに従ってインクリメント及びデクリメントを繰り返す。信号生成器（12）は、各カウンタのカウント値（WU,WL等）をコンパレータ（16）に出力する。カウント値（WU,WL等）は、それぞれ、三角波（キャリア）を構成する。つまり、各カウンタは、三角波を生成してコンパレータ（16）に出力する。パルス幅制御部（14）は、ＰＷＭ信号を生成するための指令値を生成する。指令値は、三角波の１周期内では１つの値を有する。Ｕ相に関しては、パルス幅制御部（14）は、三角波の各周期に対して、それぞれ１つの値を、指令値に応じてしきい値（TH）として決定し、コンパレータ（16）に出力する。パルス幅制御部（14）は、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに関しても同様に、指令値に応じてしきい値（TH）を決定し、コンパレータ（16）に出力する。指令値は、ＰＷＭ信号発生装置の外部からパルス幅制御部（14）に入力されてもよい。

図３においては、信号生成器（12）から出力された三角波について、周期（PA,PB）とその前後における波形が示されている。三角波の１周期は、カウント値（WU）が最小値から所定の値（例えば周期（PA）の中央における値）に上昇するまでの時間と、カウント値（WU）がこの所定の値から最小値に下降するまでの時間との和である。三角波の波形は、図３のように複数の直線で表されており、三角波は、これを表す各直線の延長部分を含む。例えば、三角波には、カウント値（WU）を表す２本の直線の、各周期（PA,PB等）の中央付近にある交点より上の部分、及び、カウント値（WL）を表す２本の直線の、周期（PA,PB等）の境界付近にある交点より下の部分が、延長部分として含まれる。周期（PA）とその前後（周期（PA）において三角波（カウント値（WL））を表す２本の直線の延長部分の期間）において、パルス幅制御部（14）は、周期（PA）に対応するしきい値（TH）として、しきい値（TA）を決定して出力する。

コンパレータ（16）は、各周期の三角波（延長部分を含む）と、その周期に対応するしきい値（TH）とを比較し、比較結果をＰＷＭ信号（CU）として出力する。より具体的には、コンパレータ（16）は、カウント値（WU）としきい値（TH）とを比較し、比較結果をＰＷＭ信号（CU）として出力する。また、コンパレータ（16）は、カウント値（WL）としきい値（TH）とを比較し、比較結果をＰＷＭ信号（CL）として出力する。ＰＷＭ信号（CU）は、インバータ（5）の例えばＵ相の上アームのＩＧＢＴ（Tr）に与えられ、ＰＷＭ信号（CL）は、このＩＧＢＴ（Tr）と同じ相の下アームのＩＧＢＴ（Tr）に与えられる。Ｖ相及びＷ相のそれぞれに関しても、パルス幅制御部（14）は、ＰＷＭ信号を生成するための指令値からＶ相又はＷ相のしきい値（TH）を決定し、コンパレータ（16）は、カウント値（WU）とＶ相又はＷ相のしきい値（TH）との比較、及びカウント値（WL）とＶ相又はＷ相のしきい値（TH）との比較を行う。以下ではＵ相に関して説明を行うが、Ｖ相及びＷ相に関しても同様に説明することができる。

図３を参照して説明する。コンパレータ（16）は、カウント値（WU）としきい値（TA）とを比較し、カウント値（WU）の方が大きい場合にはＰＷＭ信号（CU）をアクティブにし（その信号に対応するＩＧＢＴ（Tr）がＯＮになる）、その他の場合にはＰＷＭ信号（CU）を非アクティブにする（その信号に対応するＩＧＢＴ（Tr）がＯＦＦになる）。コンパレータ（16）は、カウント値（WL）としきい値（TA）とを比較し、カウント値（WL）の方が小さい場合にはＰＷＭ信号（CL）をアクティブにし、その他の場合にはＰＷＭ信号（CL）を非アクティブにする。カウント値（WL）が、周期（PA）の直前の下限値から周期（PA）の中央の上限値に達するまで、及び、周期（PA）の中央の上限値から周期（PA）の直後の下限値に達するまでの期間において、このカウント値（WL）はしきい値（TA）と比較される。他の周期においても、その周期のしきい値との比較が同様に行われる。

同様に、周期（PB）とその前後において、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TH）として、しきい値（TB）を出力する。しきい値（TA）の場合と同様に、コンパレータ（16）は、カウント値（WU）としきい値（TB）との比較、及びカウント値（WL）としきい値（TB）との比較を行い、比較結果をＰＷＭ信号（CU,CL）として出力する。しきい値（TA,TB）の両方が用いられる期間においては、ＰＷＭ信号（CU又はCL）が非アクティブとなる比較結果を優先する。パルス幅制御部（14）は、同様に、他の周期とその前後においても、その周期に対応する値をしきい値（TH）として出力する。

ＰＷＭ信号（CU,CL）のＯＦＦパルスの幅が短いと、還流ダイオード（Dw）に流れるリカバリー電流が大きくなり、ＩＧＢＴ（Tr）が破壊されることがある。また、ＩＧＢＴ（Tr）が短いＯＮパルスやＯＦＦパルスに反応せず、スイッチングが行われない場合がある。このように、短いパルスには問題があるので、ＰＷＭ信号（CU,CL）のＯＮパルスの幅及びＯＦＦパルスの幅の最小値（最小パルス幅）が予め決められている。したがって、ＰＷＭ信号（CU,CL等）のパルスの幅が常に最小パルス幅以上となることが必要である。

ＰＷＭ制御においては、例えば二相変調や過変調を行う場合には、２周期以上にわたってスイッチングを行わない期間を確保しなければならない場合がある。図３を含めて以下では、このような、スイッチングを行わない期間を連続して確保しなければならない場合について説明する。

図３の場合、しきい値（TB）を用いると、ＰＷＭ信号（CU）が非アクティブになる期間の長さ（ＯＦＦパルスの幅）が、最小パルス幅未満になる（領域（A））。パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）を用いて、この期間の後においてＰＷＭ信号（CU）を連続してアクティブにし、ＰＷＭ信号（CL）を連続して非アクティブにする。このため、インバータ（5）においてスイッチングが行われない期間が、周期（PB）以降において連続して確保されている。

図４は、上アーム用のＰＷＭ信号（CU）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。図３の領域（A）におけるＰＷＭ信号（CU）のＯＦＦパルスの幅が最小パルス幅以上になるようにするために、図４のようにしきい値（TB）が大きくなるように変更されると仮定する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。ところが、しきい値（TB）の値が大きくなるので、周期（PB）の終わりにおいて、ＯＦＦパルスが発生してしまう（領域（B））。したがって、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を連続して確保することができない。

図５は、上アーム用のＰＷＭ信号（CU）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。図３に示されているように、周期（PB）に対応するしきい値（TH）として、しきい値（TB）が決定され、このしきい値（TB）が用いられると、コンパレータ（16）から出力されるＰＷＭ信号（CU）のＯＦＦパルスの幅（ＰＷＭ信号（CU）が非アクティブになる期間の長さ）が、所定の最小パルス幅未満になる（図３の領域（A））。このＯＦＦパルスは、しきい値（TH）に従って終了する。

このような場合には、図５のように、パルス幅制御部（14）は、周期（PB）に対応するしきい値（TH）を、ＯＦＦパルスの幅が最小パルス幅以上になるように変更する。具体的には、パルス幅制御部（14）は、図３の領域（A）におけるパルスの幅が最小パルス幅以上になるように、しきい値（TH）をしきい値（TB）より大きなしきい値（TB1）に変更する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。

このＯＦＦパルスの終了後、しきい値（TH）が変更された周期（PB）内において、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）が用いられた場合と同じＰＷＭ信号（CU,CL）が得られるように、しきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。パルス幅制御部（14）は、例えば周期（PB）の後半において用いられるしきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。図５のしきい値（TB2）はしきい値（TB）に等しいので、図５の領域（B）においてはパルスが発生しない。このように、図５の場合には、ＰＷＭ信号（CU）のパルス幅を最小パルス幅以上になるように制限しても、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を、例えば三角波の２周期以上にわたって、連続して確保することができる。なお、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）がしきい値（TH）として用いられてもＯＦＦパルスの幅が所定の最小パルス幅未満にならない場合には、しきい値（TH）をしきい値（TB1）に変更しない。また、パルスの期間には、そのパルスの開始点及び終了点を含む。

図６は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。図６の場合、しきい値（TB）を用いると、ＰＷＭ信号（CL）がアクティブになる期間の長さ（ＯＮパルスの幅）が、最小パルス幅未満になる（領域（A））。パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）を用いて、この期間の後においてＰＷＭ信号（CL）を連続して非アクティブにし、周期（PB）以降においてＰＷＭ信号（CU）を連続してアクティブにする。このため、インバータ（5）においてスイッチングが行われない期間が、周期（PB）以降において連続して確保されている。

図７は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。図６の領域（A）におけるＯＮパルスの幅が最小パルス幅以上になるようにするために、図７のようにしきい値（TB）が大きくなるように変更されると仮定する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。ところが、しきい値（TB）の値が大きくなるので、周期（PB）の終わりにおいて、ＰＷＭ信号（CU）にＯＦＦパルスが発生してしまう（領域（B））。したがって、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を連続して確保することができない。

図８は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。図６に示されているように、周期（PB）に対応するしきい値（TH）として、しきい値（TB）が決定され、このしきい値（TB）が用いられると、コンパレータ（16）から出力されるＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスの幅（ＰＷＭ信号（CL）がアクティブになる期間の長さ）が、所定の最小パルス幅未満になる（図６の領域（A））。このＯＮパルスは、しきい値（TH）に従って終了する。

このような場合には、図８のように、パルス幅制御部（14）は、周期（PB）に対応するしきい値（TH）を、ＯＮパルスの幅が最小パルス幅以上になるように変更する。具体的には、パルス幅制御部（14）は、図６の領域（A）におけるパルスの幅が最小パルス幅以上になるように、しきい値（TH）をしきい値（TB）より大きなしきい値（TB1）に変更する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。

このＯＮパルスの終了後、しきい値（TH）が変更された周期（PB）内において、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）が用いられた場合と同じＰＷＭ信号（CU,CL）が得られるように、しきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。パルス幅制御部（14）は、例えば周期（PB）の後半において用いられるしきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。図８のしきい値（TB2）はしきい値（TB）に等しいので、図８の領域（B）においてはパルスが発生しない。このように、図８の場合には、ＰＷＭ信号（CL）のパルス幅を最小パルス幅以上になるように制限しても、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を、例えば三角波の２周期以上にわたって、連続して確保することができる。なお、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）がしきい値（TH）として用いられてもＯＮパルスの幅が所定の最小パルス幅未満にならない場合には、しきい値（TH）をしきい値（TB1）に変更しない。

図９は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。図９の場合、しきい値（TB）を用いると、ＰＷＭ信号（CL）が非アクティブになる期間の長さ（ＯＦＦパルスの幅）が、最小パルス幅未満になる（領域（A））。パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）を用いて、この期間の後においてＰＷＭ信号（CL）を連続してアクティブにし、ＰＷＭ信号（CU）を連続して非アクティブにする。このため、インバータ（5）においてスイッチングが行われない期間が、周期（PB）以降において連続して確保されている。

図１０は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の信号の例を示すグラフである。図９の領域（A）におけるＯＦＦパルスの幅が最小パルス幅以上になるようにするために、図１０のようにしきい値（TB）が小さくなるように変更されると仮定する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。ところが、しきい値（TB）の値が小さくなるので、周期（PB）の終わりにおいて、ＰＷＭ信号（CL）にＯＦＦパルスが発生してしまう（領域（B））。したがって、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を連続して確保することができない。

図１１は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＦＦパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラ（7）における信号の例を示すグラフである。図９に示されているように、周期（PB）に対応するしきい値（TH）として、しきい値（TB）が決定され、このしきい値（TB）が用いられると、コンパレータ（16）から出力されるＰＷＭ信号（CL）のＯＦＦパルスの幅（ＰＷＭ信号（CL）が非アクティブになる期間の長さ）が、所定の最小パルス幅未満になる（図９の領域（A））。このＯＦＦパルスは、しきい値（TH）に従って終了する。

このような場合には、図１１のように、パルス幅制御部（14）は、周期（PB）に対応するしきい値（TH）を、ＯＦＦパルスの幅が最小パルス幅以上になるように変更する。具体的には、パルス幅制御部（14）は、図９の領域（A）におけるパルスの幅が最小パルス幅以上になるように、しきい値（TH）をしきい値（TB）より小さなしきい値（TB1）に変更する。これにより、このパルスの幅が大きくなり、パルス幅は最小パルス幅以上になる。

このＯＦＦパルスの終了後、しきい値（TH）が変更された周期（PB）内において、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）が用いられた場合と同じＰＷＭ信号（CU,CL）が得られるように、しきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。パルス幅制御部（14）は、例えば周期（PB）の後半において用いられるしきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。図１１のしきい値（TB2）はしきい値（TB）に等しいので、図１１の領域（B）においてはパルスが発生しない。このように、図１１の場合には、ＰＷＭ信号（CL）のパルス幅を最小パルス幅以上になるように制限しても、周期（PB）以降においてスイッチングが行われない期間を、例えば三角波の２周期以上にわたって、連続して確保することができる。なお、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）がしきい値（TH）として用いられてもＯＦＦパルスの幅が所定の最小パルス幅未満にならない場合には、しきい値（TH）をしきい値（TB1）に変更しない。上アーム用のＰＷＭ信号（CU）のＯＮパルスの幅が最小パルス幅未満となる場合に、同様に、コントローラ（7）は、そのパルス幅の制限を行ってもよい。これについても同様に説明することができるが、ここでは説明を省略する。

ＰＷＭ信号（CU,CL）のパルス幅が最小パルス幅未満となる場合には、コントローラ（7）は、そのパルス幅を零にしてもよい。ここで、パルス幅が零というのは、そのパルスが発生しないということを意味する。以下ではこのような例について説明する。

図１２は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行わない場合の、図２のコントローラ（7）における信号の他の例を示すグラフである。図１３は、下アーム用のＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスに対してパルス幅の制限を行う場合の、図２のコントローラ（7）における信号の他の例を示すグラフである。図１２に示されているように、周期（PB）に対応するしきい値（TH）として、しきい値（TB）が決定され、このしきい値（TB）が用いられると、コンパレータ（16）から出力されるＰＷＭ信号（CL）のＯＮパルスの幅（ＰＷＭ信号（CL）がアクティブになる期間の長さ）が、所定の最小パルス幅未満になる（図１２の領域（A））。このＯＮパルスは、しきい値（TH）に従って終了する。

このような場合には、図１３のように、パルス幅制御部（14）は、周期（PB）に対応するしきい値（TH）を、ＯＮパルスの幅が零になるように変更してもよい。具体的には、パルス幅制御部（14）は、図１２の領域（A）におけるパルスの幅が零になるように、しきい値（TH）をしきい値（TB）より小さなしきい値（TB1）に変更する。これにより、このパルスが生じなくなる。

その後、図１２の領域（A）におけるＯＮパルスの終了時点の後に、しきい値（TH）が変更された周期（PB）内において、パルス幅制御部（14）は、しきい値（TB）が用いられた場合と同じＰＷＭ信号（CU,CL）が得られるように、しきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。パルス幅制御部（14）は、例えば周期（PB）の後半において用いられるしきい値（TH）をしきい値（TB2）に変更する。図１３のしきい値（TB2）はしきい値（TB）に等しい。

このように、図１３の例によると、ＰＷＭ信号（CL）のパルス幅が零になるようにすることができ、しきい値（TH）をしきい値（TB1）に変更したことによる影響は、しきい値（TH）としてしきい値（TB2）が用いられる期間において生じない。ＰＷＭ信号（CL）のＯＦＦパルスや上アーム用のＰＷＭ信号（CU）のパルスの幅が最小パルス幅未満となる場合に、同様に、コントローラ（7）は、そのパルス幅を零にしてもよい。これについても同様に説明することができるが、ここでは説明を省略する。

本明細書における各機能ブロックは、典型的にはハードウェアで実現され得る。例えば各機能ブロックは、ＩＣ（集積回路）の一部として半導体基板上に形成され得る。ここでＩＣは、ＬＳＩ（large-scale integrated circuit）、ＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）等を含む。代替としては各機能ブロックの一部又は全ては、ソフトウェアで実現され得る。例えばそのような機能ブロックは、プロセッサ及びプロセッサ上で実行されるプログラムによって実現され得る。換言すれば、本明細書で説明される各機能ブロックは、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せで実現され得る。

本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。

以上説明したように、本発明は、ＰＷＭ信号発生装置等について有用である。

２コンバータ
５インバータ
６モータ
７コントローラ
１２信号生成器
１４パルス幅制御部
１６コンパレータ
ＣＵ，ＣＬＰＷＭ信号
ＰＡ，ＰＢ周期
ＴＢ，ＴＢ２しきい値（第１の値）
ＴＢ１しきい値（第２の値）
ＴｒＩＧＢＴ（スイッチング素子）

Claims

モータ（6）への出力電圧を生成する複数のスイッチング素子（Tr）にそれぞれ出力される複数のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ信号発生装置であって、
三角波を生成する信号生成器（12）と、
前記三角波の各周期に対して、指令値に応じてしきい値を決定するパルス幅制御部（14）と、
前記三角波と前記しきい値とを比較し、比較結果を、前記ＰＷＭ信号として出力するコンパレータ（16）とを備え、
前記パルス幅制御部（14）は、第１の値が前記しきい値として決定され、用いられると、前記コンパレータ（16）から出力される前記ＰＷＭ信号の、前記しきい値に従って終了するパルスの幅が、所定の最小パルス幅未満になる場合には、前記パルスの幅が前記所定の最小パルス幅以上又は零になるように、前記三角波の同一の周期内において、前記しきい値を第２の値に変更してから前記第１の値に変更する
ＰＷＭ信号発生装置。
請求項１に記載のＰＷＭ信号発生装置において、
前記パルス幅制御部（14）は、前記第１の値が前記しきい値として用いられても前記パルスの幅が前記所定の最小パルス幅未満にならない場合には、前記しきい値を前記第２の値に変更しない
ＰＷＭ信号発生装置。