JPWO2019159580A1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、放電制御信号を出力する回路部が故障した場合でも、電圧平滑用コンデンサの放電を確実に行うことができる電力変換装置の提供することである。電力変換装置は、インバータ回路部に電気的に並列に接続される電圧平滑用コンデンサ２と、電圧平滑用コンデンサ２に電気的に並列に接続される放電抵抗６と、放電抵抗６に直列に接続されるスイッチング素子７と、放電制御信号IN_AとしてHighレベル信号およびLowレベル信号を選択的に出力するモータコントローラ５と、所定デューティＤの矩形波信号IN_Bを出力するスイッチング信号回路部１６と、放電制御信号IN_Aと矩形波信号IN_Bとに基づいて、矩形波信号IN_Bと同一デューティＤのMODE1矩形波信号およびデューティ（１−Ｄ）のMODE2矩形波信号のいずれか一方をスイッチング素子７へ出力する論理回路２０と、を備える。

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、電力変換装置において、出力制御の停止時にコンデンサに蓄積された残留電荷を放電する技術として、例えば、特許文献１に記載されているようなものが知られている。特許文献１に記載の技術では、コンデンサと並列に配置されるスイッチング素子をコントローラによりオン／オフ制御することによりコンデンサの電荷を放電させている。

特開２０１７−０２８８７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、コントローラに不具合が生じた場合にはスイッチング素子を正常に制御できず、コンデンサの電荷を放電できないおそれがあった。

本発明の一態様によれば、電力変換装置は、直流電力と交流電力との間の変換を行うインバータ回路部と、前記インバータ回路部に電気的に並列に接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに電気的に並列に接続される放電抵抗素子と、前記放電抵抗素子に直列に接続され、前記放電抵抗素子に流れる放電電流をオンオフするスイッチング素子と、前記放電抵抗素子による放電を指示する放電制御信号としてHighレベル信号およびLowレベル信号を選択的に出力するコントローラ回路部と、所定デューティＤの第１矩形波信号を出力する信号生成回路と、前記放電制御信号と前記第１矩形波信号とに基づいて、前記第１矩形波信号と同一デューティの第２矩形波信号およびデューティ（１−Ｄ）の第３矩形波信号のいずれか一方を、オンオフ制御信号として前記スイッチング素子へ出力する論理回路と、を備える。

本発明によれば、放電制御信号を出力する回路部が故障した場合でも、電圧平滑用コンデンサの放電を確実に行うことができる。

図１は、電力変換装置の一実施の形態を示す図である。 図２は、放電用ゲート駆動回路の詳細を説明する図である。 図３は、論理回路に排他的論理和を用いた場合の真理値表を示す図である。 図４は、従来の放電制御方法を説明する図である。 図５は、スイッチング信号回路部の一例を示す図である。 図６は、スイッチング信号回路部における信号波形を説明する図である。 図７は、ＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２を説明する図である。 図８は、MODE1矩形波信号、MODE2矩形波信号の運用例を示す図である。 図９は、急速型を採用した場合の放電パターンの一例を示すフローチャートである。 図１０は、図９の制御フローによって放電した場合における出力信号OUTの信号波形および電圧Ｖｃの波形を示す図である。 図１１は、バランス型を採用した場合の放電パターンの一例を示すフローチャートである。 図１２は、図１１の制御フローによって放電した場合における出力信号OUTの信号波形および電圧Ｖｃの波形を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、電力変換装置の一実施の形態を示す図である。図１に示す電力変換装置１００はモータ駆動用の三相インバータ装置１４を備え、直流バッテリ１のＤＣ電力を、モータ１１を駆動するＡＣ電力に変換する。回生時にはモータ１１を発電機として駆動し、回生電力により直流バッテリ１を充電する。モータ駆動用の三相インバータ装置１４は、複数のスイッチング素子３を有するインバータ回路部９０、それらのスイッチング素子３を駆動するゲート駆動回路４、電圧平滑用コンデンサ２、電圧測定回路１３を備えている。三相インバータ装置１４と直流バッテリ１との間には、それらの接続・切断を制御するコンタクタ１２が設けられている。

モータコントローラ５は、電流センサ９，１０により検出されるモータ１１の通電電流値をフィードバックし、モータ１１を所望のトルク・回転数に制御するためのモータ用PWM信号をゲート駆動回路４に出力する。ゲート駆動回路４は、モータコントローラ５からのモータ用PWM信号に基づいてスイッチング素子３を制御する。電圧平滑用コンデンサ２は、電力変換時に変動する印加電圧を平滑する。電圧平滑用コンデンサ２に対しては、放電抵抗６と放電制御用のスイッチング素子７との直列回路が並列に接続されている。

モータコントローラ５は、電圧平滑用コンデンサ２に蓄積された電力の放電制御を行う。電圧測定回路１３は、電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃを測定する。モータコントローラ５は放電制御信号を放電用ゲート駆動回路８に出力し、後述するように放電用ゲート駆動回路８から出力される放電用スイッチング信号によってスイッチング素子７をオンオフ制御する。その結果、電圧平滑用コンデンサ２に蓄積された電力が放電抵抗６により消費される。

図２は、放電用ゲート駆動回路８の詳細を説明する図である。放電用ゲート駆動回路８は、スイッチング信号回路部１６、プルダウン抵抗１８、プルアップ抵抗１９および論理回路２０を備えている。論理回路２０には、モータコントローラ５から放電制御信号IN_Aが入力される。放電制御信号IN_Aは、２種類の放電用スイッチング信号（MODE1矩形波信号およびMODE2矩形波信号）のいずれで放電を行わせるかを指示する信号であって、HighおよびLowの２つの電圧レベルをとる。MODE1矩形波信号による放電制御を行わせる場合には放電制御信号IN_AとしてLow信号が出力され、MODE2矩形波信号による放電制御を行わせる場合には放電制御信号IN_AとしてHigh信号が出力される。放電制御信号IN_Aの信号ラインにはプルアップ抵抗１９が接続されている。

スイッチング信号回路部１６は矩形波信号IN_Bを生成する回路であり、生成された矩形波信号IN_Bは論理回路２０に入力される。スイッチング信号回路部１６の詳細構成については後述する。矩形波信号IN_Bの信号ラインにはプルダウン抵抗１８が接続されている。MODE1矩形波信号およびMODE2矩形波信号のいずれか一方は、デューティが矩形波信号IN_Bと同一となっている。以下では、矩形波信号IN_BのデューティとMODE1矩形波信号のデューティとが同一である場合を例に説明する。

論理回路２０は、放電制御信号IN_Aおよび矩形波信号IN_Bを入力とし、MODE1矩形波信号およびMODE2矩形波信号のいずれかを出力するものである。ここでは、論理回路２０が、排他的論理和（Exclusive OR）を用いた回路である場合を例に説明する。図３は、排他的論理和を用いた場合の真理値表を示したものであり、真理値表Ａは信号IN_A、IN_Bの真理値表で、真理値表Ｂはモータコントローラ５の故障状態に応じた真理値表である。真理値表Ａによれば、放電制御信号IN_AがHighであれば論理回路２０の出力信号OUTは矩形波信号IN_Bの反転信号となり、放電制御信号IN_AがLowであれば出力信号OUTは矩形波信号IN_Bとなる。

一方、モータコントローラ５の故障状態としては、真理値表Ｂに示すようにHigh信号が出力されるHigh固着、Low信号が出力されるLow固着、なんの信号も出力されないハイインピーダンス（HI-Z状態と称することにする）が考えられる。Hi-Z状態においてはプルアップ抵抗１９によりプルアップされ、放電制御信号IN_Aとして論理回路２０に入力される信号はHighとなる。

モータコントローラ５の故障状態がHI-Z状態の場合には、論理回路２０から出力される出力信号OUTはMODE2矩形波信号となる。MODE2矩形波信号は、スイッチング信号回路部１６から出力される矩形波信号IN_BのデューティをＤとすれば、デューティ（１−Ｄ）の矩形波信号になっている。故障状態がHigh固着の場合も同様で、出力信号OUTはMODE2矩形波信号となる。一方、故障状態がLow固着の場合には、論理回路２０から出力される出力信号OUTは矩形波信号IN_Bと同じデューティＤの矩形波信号（以下では、MODE1矩形波信号と称する）となる。

このように、本実施の形態では、電力変換装置１００は、直流電力と交流電力との間の変換を行うインバータ回路部９０と、インバータ回路部９０に電気的に並列に接続される電圧平滑用コンデンサ２と、電圧平滑用コンデンサ２に電気的に並列に接続される放電抵抗６と、放電抵抗６に直列に接続され、放電抵抗６に流れる放電電流をオンオフするスイッチング素子７と、放電抵抗６による放電を指示する放電制御信号IN_AとしてHighレベル信号およびLowレベル信号を選択的に出力するモータコントローラ５と、所定デューティＤの矩形波信号IN_Bを出力するスイッチング信号回路部１６と、放電制御信号IN_Aと矩形波信号IN_Bとに基づいて、矩形波信号IN_Bと同一デューティＤのMODE1矩形波信号およびデューティ（１−Ｄ）のMODE2矩形波信号のいずれか一方を、オンオフ制御信号としてスイッチング素子７へ出力する論理回路２０と、を備える。

モータコントローラ５が故障した場合、その故障状態（High固着、Low固着およびHI-Z状態）はHigh信号またはLow信号と同じ信号状態となるので、故障状態によらず論理回路２０からはMODE1矩形波信号またはMODE2矩形波信号が出力される。そのため、モータコントローラ５の故障がいずれの故障状態であっても、電圧平滑用コンデンサ２に溜まった電荷を放電することができる。

図４は、従来の放電制御方法を説明する図である。モータコントローラ５０はスイッチング素子７をオンオフするためのPWM信号を出力する。放電用ゲート駆動回路８０は、入力されたPWM信号に基づくゲート駆動信号（すなわちスイッチング信号）をスイッチング素子７へ出力する。そのため、モータコントローラ５０が故障して上述したようなHI-Z状態、High固着およびLow固着のいずれかの故障状態となってしまった場合、PWM信号に基づくスイッチング制御と同様のオンオフ制御をスイッチング素子７に対して行うことができず、故障時において適切な放電制御を行うことができない。例えば、Low固着の故障状態となった場合には、電圧平滑用コンデンサ２を放電できないという問題があった。

本実施の形態では、図２に示すようにMODE1矩形波信号またはMODE2矩形波信号を生成するスイッチング信号回路部１６を、モータコントローラ５とは別にハードウェアにて構成する点が特徴である。図５は、スイッチング信号回路部１６の一例を示す図である。スイッチング信号回路部１６は、三角波生成回路１６１とコンパレータ１６２とを備える。コンパレータ１６２の非反転入力端子には三角波生成回路１６１からの三角波信号Ｖａが入力され、反転入力端子には電圧Ｖccを抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧Ｖｂが入力される。コンパレータ１６２の出力Ｖout（すなわち矩形波信号IN_B）は、Ｖａ≧Ｖｂの場合にはHighレベルとなり、Ｖａ＜Ｖｂの場合にはLowレベルとなる。

図６は三角波信号Ｖａ、電圧Ｖｂおよび出力Ｖoutの波形を示す図である。図６（ａ）のように電圧Ｖｂを大きくすると出力Ｖoutのデューティ＝ｔon／Ｔは小さくなり、図６（ｂ）のように電圧Ｖｂを小さくすると出力Ｖoutのデューティは大きくなる。電圧Ｖｂは、例えば、抵抗Ｒ２の大きさを変えることで変更することができる。

次に、放電動作におけるMODE1矩形波信号およびMODE2矩形波信号の運用について説明する。図６に示したように、スイッチング信号回路部１６で生成される矩形波信号IN_B（すなわちMODE1矩形波信号）のデューティの設定によって、出力信号OUTであるMODE1矩形波信号およびMODE2矩形波信号を種々に設定することができる。ここでは、放電速度に関して急速型とバランス型について説明する。

（急速型）
急速型とは、MODE1矩形波信号を用いた放電によって電圧平滑用コンデンサ２に溜まった電荷の急速な放電が可能なように、MODE1矩形波信号のデューティを設定するものである。急速型においては、MODE1矩形波信号のデューティを９０％程度と大きく設定する。例えば、MODE1矩形波信号のデューティを９５％と設定すると、MODE1矩形波信号の反転信号であるMODE2矩形波信号のデューティは５％となる。

図７は、MODE1矩形波信号による放電（ＭＯＤＥ１で示す）と、MODE2矩形波信号による放電（ＭＯＤＥ２で示す）とを説明する図である。矩形波信号のHighレベルのときに放電が行われるので、電圧平滑用コンデンサ２の電圧が安全な電圧Ｖgoalに達するまでの時間はＭＯＤＥ１の方が格段に短い。例えば、車両キーオフ時における放電のように急速に放電終了する必要がある場合には、ＭＯＤＥ１の放電が用いられる。

一方、ＭＯＤＥ２のMODE2矩形波信号による放電の場合には、MODE2矩形波信号のデューティが小さいため矩形波信号の１周期当たりの放電量が非常に小さく、電圧Ｖgoalに達するまでの時間（放電終了時間）は長い。しかし、このような放電は、例えば、回生時における放電に利用した場合に以下のような利点がある。回生時において電圧平滑用コンデンサ２が満充電に近い場合には、過電圧状態になるのを防止するために電力を放電抵抗６で消費するようにしている。この場合にMODE2矩形波信号によるＭＯＤＥ２の放電を行えば、ＭＯＤＥ１の場合に比べて放電による電力消費が小さいため、無駄に消費される電力を小さく抑えることができる。

ただし、急速型のパターンを運用する場合には、コントローラ故障時において図３のHigh固着のようにMODE2矩形波信号による放電が実行されると、放電終了までの時間が長くなってしまう。そのため、モータコントローラ５は、論理回路２０からMODE2矩形波信号が出力されるＭＯＤＥ２による放電を行う場合には、モータ１１の巻線による放電を行わせるのが好ましい。それにより、ＭＯＤＥ２による放電の場合の放電終了時間を短縮することができる。この場合、モータコントローラ５は、電圧平滑用コンデンサ２の電力をモータ巻線によって消費させるように、インバータ回路部９０に設けられたスイッチング素子３を動作させる。

（バランス型）
バランス型とは、MODE1矩形波信号のデューティを６０％程度に設定し、ＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２のどちらにおいても放電終了時間に大きな差がでないような設定である。バランス型の特徴は、モータコントローラ５が故障した場合にＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２のいずれで放電されても放電終了時間に大きな差が生じないので、感電による二次災害の危険性を減らせることである。

ＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２で放電した場合の具体的な放電時間について説明する。ここでは、放電対象である電圧平滑用コンデンサ２の容量をＣ、放電開始電圧をＶ１、放電終了電圧をＶ２（図３のＶgoalに相当）、放電抵抗６の抵抗値をＲとする。定抵抗Ｒで放電した場合の放電終了時間ｔ０は次式（１）となる。このとき、ＭＯＤＥ１での放電終了時間ｔ１は式（２）のように表され、ＭＯＤＥ２での放電終了時間ｔ２は式（３）のように表される。
ｔ０＝−ＲＣ×ｌｎ（Ｖ２／Ｖ１） …（１）
ｔ１＝ｔ０／（ｔon／Ｔ） …（２）
ｔ２＝ｔ０／｛（Ｔ−ｔon）／Ｔ｝ …（３）

急速放電を重視する設定の場合には、式（２）で計算される放電終了時間ｔ１が要求される時間となるようにデューティを決定し、急速型で運用する。一方、故障時における放電終了時間を優先する場合には、すなわち、故障時にＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２のいずれで放電されても放電終了時間が既定値内となるためには、放電終了時間がより長いＭＯＤＥ２の式（３）を用いて放電終了時間ｔ２を計算する。そして、その放電終了時間ｔ２が既定値内となるようにデューティを決定し、バランス型で運用する。

図８は、モータコントローラ５が故障ではない場合に、ＭＯＤＥ１またはＭＯＤＥ２のどちらで放電をするかを決定するフローチャートである。図８では、図７に示す急速型を採用し、異常状態(ＡＬＭ信号の有無)および車両キーオフ状態に基づいて運用する場合について示した。説明は省略するが、バランス型を採用した場合も同様の運用となる。

ステップＳ１０では、モータコントローラ５は異常時に発生されるＡＬＭ信号の有無を判定する。ＡＬＭ信号は、例えば車両衝突等が検出されると発生される。モータコントローラ５は、ステップＳ１０でＡＬＭ信号有りと判定した場合にはステップＳ２５へ進み、放電に当たってはＭＯＤＥ１が運用される。すなわち、モータコントローラ５からは放電制御信号IN_AとしてLow信号が出力される。図３の真理値表Ｂでは、放電制御信号IN_AがLowの場合には論理回路２０からは矩形波信号IN_Bが出力されるので、出力信号OUTとしてMODE1矩形波信号が出力され、MODE1矩形波信号を用いた急速放電が実行される。

一方、ステップＳ１０でＡＬＭ信号無しと判定された場合にはステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、モータコントローラ５は車両キーオフ状態を判定する。ステップＳ２０でキーオフされていると判定された場合には、ステップＳ２５へ進んでＭＯＤＥ１運用に設定される。すなわち、MODE1矩形波信号を用いた急速放電が実行される。ステップＳ２０でキーオフされていないと判定された場合、すなわちキーオン状態の場合には、ステップＳ３０へ進んでＭＯＤＥ２運用に設定される。そのため、回生充電時に過放電状況となった場合には、MODE2矩形波信号によりゆっくりとした放電が行われ、無駄な電力消費が防止される。

図７に示すＭＯＤＥ１またはＭＯＤＥ２による放電を行う場合、キーオフ時のような急速な放電を行う場合には放電終了時間の短いＭＯＤＥ１による放電が行われる。ただし、ＭＯＤＥ１による急速放電は突入電力が大きく、放電抵抗６にかかる負荷も大きい。そのため、そのような放電が繰り返されると、放電抵抗６の寿命への影響が問題となる。

以下では、図９〜１２を用いて、放電抵抗６の寿命を考慮した放電パターンについて説明する。具体的には、ＭＯＤＥ１による放電とＭＯＤＥ２による放電とを混合することで、平均放電電力を小さくするようにした。なお、ＭＯＤＥ１およびＭＯＤＥ２における突入電力は、それぞれ次式（４），（５）で表される。式（４），（５）において、電圧Ｖは、ＭＯＤＥ切り替え時に電圧平滑用コンデンサ２に残留している電圧である。
Ｐmode1＝（Ｖ^２／Ｒ）×（ｔon／Ｔ） …（４）
Ｐmode2＝（Ｖ^２／Ｒ）×｛（Ｔ−ｔon）／Ｔ｝ …（５）

図９は、急速型を採用した場合の放電パターンの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１０では、放電終了時間の長いＭＯＤＥ２で放電を開始し、ＭＯＤＥ２による放電をＸ周期だけ行う。ステップＳ１２０では、ＭＯＤＥ２から放電終了時間の短いＭＯＤＥ１に切り換えて、ＭＯＤＥ１による放電をＹ周期行う。ステップＳ１３０では、電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖth以下に低下したか否かを判定する。ステップＳ１３０でＶｃ≦Ｖthと判定されるとステップＳ１４０に進み、Ｖｃ＞Ｖthと判定されるとステップＳ１１０へ戻る。ステップＳ１４０では、ＭＯＤＥ１による放電を放電終了まで継続する。

なお、Ｘ周期およびＹ周期については、矩形波の１周期あたり（Ｔ秒後）の電圧平滑用コンデンサ２（静電容量Ｃ）の電圧降下量を考慮して決定される。定抵抗Ｒで放電した場合の１周期後の電圧Ｖ４は次式（６）により算出され、ＭＯＤＥ１で放電した場合の１周期後の電圧Ｖ５は次式（７）により算出され、ＭＯＤＥ２で放電した場合の１周期後の電圧Ｖ６は次式（８）により算出される。なお、電圧Ｖ３は放電開始時の電圧である。
Ｖ４＝Ｖ３×exp（−T／ＲＣ） …（６）
Ｖ５＝Ｖ４×（ｔon／Ｔ） …（７）
Ｖ６＝Ｖ４×｛（Ｔ−ｔon）／Ｔ｝ …（８）

ステップＳ１１０およびＳ１２０のようにＭＯＤＥ２で放電を開始し、その後にＭＯＤＥ１による放電を行うことで、開始時における突入電力をＭＯＤＥ１で放電開始する場合よりも小さくすることができる。また、規定電圧値Ｖthよりも高い電圧領域ではＭＯＤＥ１による放電とＭＯＤＥ２による放電とが交互に行われるので、ＭＯＤＥ１のみで放電を行う場合よりも平均放電電力を低減することができる。そのため、放電開始領域における放電抵抗６の寿命への影響を低減することができる。電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖthまで低下すればＭＯＤＥ１であっても放電電力が小さいので、ステップＳ１４０におけるＭＯＤＥ１のみによる放電を継続しても放電抵抗６の寿命への影響が小さい。

図１０は、図９の制御フローによって放電した場合における論理回路２０の出力信号OUTの信号波形、および、電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃの波形を示す図である。期間Ｄ１ではＭＯＤＥ２による放電が１０周期行われ（ステップＳ１１０）、期間Ｄ２ではＭＯＤＥ１による放電が２周期行われ（ステップＳ１２０）、期間Ｄ３におけるＭＯＤＥ２による放電により電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖthを下回っている。その結果、図９のステップＳ１３０でＹＥＳと判定され、期間Ｄ４においてＭＯＤＥ１による放電が行われる（ステップＳ１４０）。

図１１は、バランス型を採用した場合の放電パターンの一例を示すフローチャートである。バランス型の場合、ＭＯＤＥ１とＭＯＤＥ２とで矩形波信号のデューティ差が小さく、ＭＯＤＥ２のデューティも４０％程度である。そのため、ＭＯＤＥ２だけで放電を開始しても放電抵抗６の寿命への影響を抑えることができ、かつ、急速型のようなＭＯＤＥ２とＭＯＤＥ１との交互の繰り返しを行わなくても十分な放電速度を得ることができる。

そのため、ステップＳ２１０でＭＯＤＥ２による放電を開始したならば、ステップＳ２２０で電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖthに対してＶｃ≦Ｖthと判定されるまで、ＭＯＤＥ２による放電を継続する。そして、ステップＳ２２０でＶｃ≦Ｖthと判定されると、ステップＳ２３０へ進んでＭＯＤＥ１による放電に切り換え、放電終了までＭＯＤＥ１による放電を継続する。

図１２は、図１１の制御フローによって放電した場合における論理回路２０の出力信号OUTの信号波形、および、電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃの波形を示す図である。期間Ｄ５ではＭＯＤＥ２による放電が行われ（ステップＳ２１０）、電圧平滑用コンデンサ２の電圧Ｖｃが規定電圧値Ｖth以下になると期間Ｄ６におけるＭＯＤＥ１による放電が開始される（ステップＳ２３０）。

上述した説明では、バランス型におけるデューティを、MODE1矩形波信号は６０％程度、MODE2矩形波信号は４０％程度に設定した。バランス型の場合には、ＭＯＤＥ１とＭＯＤＥ２との放電速度の差が大きくなりすぎないように、MODE1矩形波信号のデューティとMODE2矩形波信号のデューティとの差の大きさはデューティ２０％以内とするのが好ましい。

図９，１１に示す例では、突入電力の影響を低減するためにＭＯＤＥ２で放電を開始するようにしたが、放電開始時の電圧平滑用コンデンサ２の電圧ＶｃがＶｃ≦Ｖ１を満たしている場合には、ＭＯＤＥ１で放電を開始しても良い。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１…直流バッテリ、２…電圧平滑用コンデンサ、３，７…スイッチング素子、５，５０…モータコントローラ、６…放電抵抗、８，８０…放電用ゲート駆動回路、１１…モータ、１４…三相インバータ装置、１６…スイッチング信号回路部、２０…論理回路、９０…インバータ回路部、１００…電力変換装置、１６１…三角波生成回路、１６２…コンパレータ

Claims (7)

1. 直流電力と交流電力との間の変換を行うインバータ回路部と、
   前記インバータ回路部に電気的に並列に接続される平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサに電気的に並列に接続される放電抵抗素子と、
   前記放電抵抗素子に直列に接続され、前記放電抵抗素子に流れる放電電流をオンオフするスイッチング素子と、
   前記放電抵抗素子による放電を指示する放電制御信号としてHighレベル信号およびLowレベル信号を選択的に出力するコントローラ回路部と、
   所定デューティＤの第１矩形波信号を出力する信号生成回路と、
   前記放電制御信号と前記第１矩形波信号とに基づいて、前記第１矩形波信号と同一デューティの第２矩形波信号およびデューティ（１−Ｄ）の第３矩形波信号のいずれか一方を、オンオフ制御信号として前記スイッチング素子へ出力する論理回路と、を備える電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記第２矩形波信号のデューティと前記第３矩形波信号のデューティとの差の大きさはデューティ２０％以内である、電力変換装置。
3. 請求項１または２に記載の電力変換装置において、
   前記第２矩形波信号のデューティは前記第３矩形波信号のデューティよりも大きく、
   前記インバータ回路部からの交流電力はモータ巻線に供給され、
   前記コントローラ回路部は、前記論理回路から前記第３矩形波信号が出力される場合には前記モータ巻線による放電を行わせる、電力変換装置。
4. 請求項３に記載の電力変換装置において、
   前記コントローラ回路部は、前記第３矩形波信号が第１所定時間だけ出力された後に前記第２矩形波信号が第２所定時間だけ出力される動作が繰り返し実行されることを指示する前記放電制御信号を出力する、電力変換装置。
5. 請求項４に記載の電力変換装置において、
   前記第１所定時間は前記第３矩形波信号の複数周期に相当する時間に設定され、前記第２所定時間は前記第２矩形波信号の複数周期に相当する時間に設定されている、電力変換装置。
6. 請求項３に記載の電力変換装置において、
   前記コントローラ回路部は、前記第３矩形波信号が出力されるように指示する第１放電制御信号を出力し、放電開始後に前記平滑コンデンサの電圧が所定電圧以下となったならば前記第２矩形波信号が出力されるように指示する第２放電制御信号を出力する、電力変換装置。
7. 請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
   前記コントローラ回路部は、放電開始後に前記平滑コンデンサの電圧が所定電圧以下となったならば前記第２矩形波信号が出力されるように指示する前記放電制御信号を出力する、電力変換装置。

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