JPWO2020021669A1 - 電力変換装置、モータ駆動装置及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

並列に接続された複数の段（１２０）を有し、電源（１０１）からの電圧を昇圧する昇圧部（１１０）と、昇圧された電圧を平滑化する平滑部（１３０）と、を備え、複数の段（１２０）の各々は、電源（１０１）から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部（１２１）と、エネルギー蓄積部（１２１）からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部（１２２）と、平滑部（１３０）からの逆流を防止する逆流防止部（１２３）と、を備え、複数の段（１２０）の内の少なくとも１つの段（１２０）には、スイッチング部（１２２）のスイッチング特性を調整するための特性調整部（１２４）が設けられている。

Description

本発明は、電力変換装置、モータ駆動装置及び冷凍サイクル装置に関する。
インバータを用いた電動機駆動装置には、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータが用いられるのが一般的である。コンバータの方式としては、駆動領域拡大、損失低減又は力率改善を目的として、インバータへの入力電力を制御できる昇圧チョッパが用いられることが多い。
昇圧チョッパは、電力系統に接続された整流回路、リアクタ、スイッチング素子、逆阻止ダイオード及びコンデンサを含む。スイッチング素子及びコンデンサは、整流回路の出力の正負間を跨ぐように接続される。リアクタは、整流回路出力の正側とスイッチング素子を結ぶように配置される。逆阻止ダイオードは、スイッチング素子の正側からコンデンサの正側に電流が流れるように配置される。
スイッチング素子は、導通することによって整流回路の出力を短絡する電源短絡動作を行う。電源短絡動作によりリアクタに流れる電流が上昇し、リアクタにエネルギーが充電される。この状態でスイッチング素子を開放するとリアクタに流れる電流が減少し、ｖ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔに則り、電圧が発生する。
コンデンサの端子電圧よりリアクタの電圧が高くなればダイオードが導通し、コンデンサに向かって電流が流れ、コンデンサに充電される。リアクタのエネルギーが放出し終わると電圧が低下し、リアクタ電圧がコンデンサ端子電圧より低下した時点で逆阻止ダイオードが転流し、電流の逆流を防ぐ。これにより、コンデンサの電圧は保たれる。
以上の動作を繰り返して、コンデンサに充電することで、コンデンサの端子電圧が電源電圧より上昇する。以上により、昇圧チョッパは、インバータへの入力電圧を制御することができる。
ここで、昇圧チョッパにおいて損失を低減するためには、コンバータ自体を低損失化することが重要である。特に昇圧チョッパでは、電圧制御に必要な電源短絡動作のためのスイッチング素子においてスイッチング損失が発生するため、これを低減することが求められる。
スイッチング損失は、スイッチング速度に依存するため、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）又は酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）等のスイッチング速度が速い半導体を使用したスイッチング素子の適用で低減可能である。
しかし、スイッチング速度の速いスイッチング素子を使用すると、その分ノイズが増加する場合がある。例えば、スイッチングによりスイッチング素子自体に発生するリンギング、又は、逆阻止ダイオードが転流する際に生じるリカバリ電流によるリンギング等がノイズになりやすい。
そこで、ノイズを低減するために、種々の対策が講じられることとなる。例えば、特許文献１は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のスイッチングノイズを低減させるため、ドレイン−ゲート間及びゲート−ソース間にコンデンサを挿入し、容量調整スイッチング素子にて容量を調整し、サージの発生量を抑制する装置を開示している。
特開２０１７−０５９９２０号公報
しかしながら、ＧａＮ等のデバイスを用いて昇圧部を構成する場合、デバイスのスイッチング速度が速いことから、電子基板の配線インダクタンス等の影響を受けやすいという課題がある。
特に、リアクトル、スイッチング素子及びダイオードを含む段を複数並列に接続して、昇圧部を構成する場合、格段のスイッチング特性の相違により、ノイズが増加して、昇圧効率が悪化することがある。
そこで、本発明の１又は複数の態様は、複数の段が並列接続された昇圧部における昇圧効率の悪化を防止することを目的とする。
本発明の１態様に係る電力変換装置は、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていることを特徴とする。
本発明の１態様に係るモータ駆動装置は、電力変換装置と、電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータと、を備えるモータ駆動装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていることを特徴とする。
本発明の１態様に係る冷凍サイクル装置は、電力変換装置及び前記電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータを備えるモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置で駆動されるモータと、を備える冷凍サイクル装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていることを特徴とする。
本発明の１又は複数の態様によれば、複数の段が並列接続された昇圧部における昇圧効率の悪化を防止することができる。
実施の形態１に係る電力変換装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第１の特性調整部の一例を示す回路図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ハードウェア構成例を示すブロック図である。 第１の特性調整部の調整方法を示すフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は、ゲート抵抗の調整例を示す概略図である。 実施の形態２に係る電力変換装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第２の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 第１の特性調整部の調整方法及び第２の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る電力変換装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第３の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 第１の特性調整部の調整方法及び第３の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る電力変換装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第２の特性調整部及び第３の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 第１の特性調整部の調整方法、第２の特性調整部の付加方法及び第３の特性調整部の付加方法を示すフローチャートである。 冷凍サイクル装置を示す概略図である。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
電力変換装置１００は、昇圧部１１０と、平滑部１３０と、電圧検出部１３２と、制御部１４０とを備える。
昇圧部１１０は、並列に接続された複数の段１２０Ａ、１２０Ｂを備える。昇圧部１１０は、電源１０１からの電圧を昇圧して、平滑部１３０に供給する。
段１２０Ａは、エネルギー蓄積部１２１Ａと、スイッチング部１２２Ａと、逆流防止部１２３Ａと、第１の特性調整部１２４Ａとを備える。
段１２０Ｂは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、スイッチング部１２２Ｂと、逆流防止部１２３Ｂと、第１の特性調整部１２４Ｂとを備える。
複数の段１２０Ａ、１２０Ｂの内の少なくとも１つには、スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられている。実施の形態１では、段１２０Ａ及び段１２０Ｂのそれぞれに、第１の特性調整部１２４Ａ及び第１の特性調整部１２４Ｂのそれぞれが設けられている。
ここで、段１２０Ａ及び段１２０Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、段１２０という。
エネルギー蓄積部１２１Ａ及びエネルギー蓄積部１２１Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、エネルギー蓄積部１２１という。
スイッチング部１２２Ａ及びスイッチング部１２２Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、スイッチング部１２２という。
逆流防止部１２３Ａ及び逆流防止部１２３Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、逆流防止部１２３という。
第１の特性調整部１２４Ａ及び第１の特性調整部１２４Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、第１の特性調整部１２４という。
エネルギー蓄積部１２１は、電源１０１の正側と共通接続される。例えば、エネルギー蓄積部１２１は、リアクトルである。エネルギー蓄積部１２１は、電源１０１から電流を受けて、エネルギーを蓄積する。
電源１０１は、直流電圧を供給する。例えば、電源１０１は、交流電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータを含んでいてもよい。
スイッチング部１２２は、電源１０１の正負間を跨ぐように接続されており、電源１０１の正側と負側との接続をオン又はオフにするスイッチングを行う。例えば、スイッチング部１２２がオン状態（閉状態）となると、電源１０１の正側と負側とは短絡され、エネルギー蓄積部１２１及びスイッチング部１２２に電流が流れる。言い換えると、スイッチング部１２２は、エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替える。
ここで、スイッチング部１２２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチである。半導体スイッチには、ワイドバンドギャップ半導体が用いられていてもよく、ワイドバンドギャップ半導体には、シリコンカーバイド、窒化ガリウム、酸化ガリウム又はダイヤモンドが用いられていてもよい。
逆流防止部１２３は、平滑部１３０からの逆流を防止する。例えば、逆流防止部１２３は、逆流防止用ダイオード（ファースト・リカバリー・ダイオード）等のダイオードである。
第１の特性調整部１２４は、制御部１４０からの指示に応じて、スイッチング部１２２におけるスイッチングを制御するスイッチング駆動部として機能する。ここで、第１の特性調整部１２４は、スイッチング部１２２に出力するスイッチング信号を用いて、スイッチング部１２２のスイッチング特性を調整する。例えば、第１の特性調整部１２４は、他の段１２０におけるスイッチング部１２２のスイッチング速度に近づけるために、スイッチング信号を調整して、調整後のスイッチング信号をスイッチング部１２２に出力する。
具体的には、スイッチング部１２２が半導体スイッチで実現されている場合、第１の特性調整部１２４は、ゲート駆動回路で実現することができる。
図２は、第１の特性調整部１２４の一例を示す回路図である。図２では、第１の特性調整部１２４として、ゲート駆動回路１２４＃が示されている。
ゲート駆動回路１２４＃は、レベルシフト回路１２４ａと、第１のゲート抵抗１２４ｂと、第２のゲート抵抗１２４ｃと、ダイオード１２４ｄとを備える。
レベルシフト回路１２４ａは、制御部１４０からの制御信号を、ゲート駆動可能な電圧までレベルシフトして、スイッチング信号とする。
第１のゲート抵抗１２４ｂは、スイッチング部１２２をオフからオンに変化させる際に、スイッチング部１２２にスイッチング信号を伝達するために用いられるゲート抵抗である。
第２のゲート抵抗１２４ｃは、スイッチング部１２２をオンからオフに変化させる際に、スイッチング部１２２からゲート電荷を抜くためのゲート抵抗である。
ダイオード１２４ｄは、スイッチング部１２２をオンからオフに変化させる際に、スイッチング部１２２からゲート電荷を抜くための整流手段である。
ここで、第１のゲート抵抗１２４ｂ又は第２のゲート抵抗１２４ｃの抵抗値を変更することで、スイッチング部１２２のゲート電圧の電圧勾配を調整することができる。例えば、第１のゲート抵抗１２４ｂの抵抗値を大きくすることで、スイッチング部１２２のゲート電圧の立ち上がり速度を遅くすることができる。同様に、第２のゲート抵抗１２４ｃの抵抗値を大きくすることで、スイッチング部１２２のゲート電圧の立ち下がり速度を遅くすることができる。
図１に戻り、平滑部１３０は、昇圧部１１０で昇圧された電圧を平滑化して、負荷１０２に供給する。例えば、平滑部１３０は、電解コンデンサである。
電圧検出部１３２は、平滑部１３０から出力された電圧を検出し、その検出結果を制御部１４０に与える。
制御部１４０は、電圧検出部１３２で検出される電圧に基づいて、昇圧部１１０を制御する。例えば、制御部１４０は、昇圧部１１０に含まれている各段１２０のスイッチング部１２２をオン又はオフするための制御信号を、スイッチング部１２２に送信する。ここでは、制御部１４０は、各段１２０のスイッチング部１２２に送信する制御信号の位相を替えることで、昇圧部１１０をインターリーブで駆動する。
以上に記載された制御部１４０の一部又は全部は、例えば、図３（ａ）に示されているように、メモリ１０と、メモリ１０に格納されているプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ１１とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、制御部１４０の一部又は全部は、例えば、図３（ｂ）に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路１２で構成することもできる。
図４は、第１の特性調整部１２４の調整方法を示すフローチャートである。
まず、電力変換装置１００の作成者は、スイッチング部１２２Ａ及びスイッチング部１２２Ｂのゲート電圧の立ち上がり時間の評価を行う（Ｓ１０）。具体的には、作成者は、スイッチング部１２２Ａのゲート電圧の立ち上がり時間ｔ１と、スイッチング部１２２Ｂのゲート電圧の立ち上がり時間ｔ２との差分（｜ｔ１−ｔ２｜）が、予め定められた第１の閾値ＴＨ１以下であるか否かを判断する。その差分が第１の閾値ＴＨ１以下である場合（Ｓ１０でＹｅｓ）には、処理は終了し、その差分が第１の閾値ＴＨ１よりも大きい場合（Ｓ１０でＮｏ）には、処理はステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、作成者は、スイッチング部１２２Ａ又はスイッチング部１２２Ｂの第１のゲート抵抗１２４ｂを調整する。具体的には、作成者は、図４のフローを開始してから最初にステップＳ１０の処理を行った際に、ゲート電圧の立ち上がり時間の早い方のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃１として特定し、ゲート電圧の立ち上がり時間の長い方のスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃２として特定し、以降、ステップＳ１１の処理においては、対象スイッチング部１２２＃１及び基準スイッチング部１２２＃２を固定する。例えば、作成者は、図４のフローを開始してから最初にステップＳ１０の処理を行った際に、スイッチング部１２２Ａを対象スイッチング部１２２＃１、スイッチング部１２２Ｂを基準スイッチング部１２２＃２と判断した場合には、以降、ステップＳ１１の処理を行う際には、スイッチング部１２２Ａを対象スイッチング部１２２＃１として扱い、スイッチング部１２２Ｂを基準スイッチング部１２２＃２として扱う。
そして、作成者は、対象スイッチング部１２２＃１の第１のゲート抵抗１２４ｂを調整することで、対象スイッチング部１２２＃１のゲート電圧の立ち上がり時間を、基準スイッチング部１２２＃２に近づける。作成者は、対象スイッチング部１２２＃１のゲート電圧の立ち上がり時間が、基準スイッチング部１２２＃２のゲート電圧の立ち上がり時間よりも短い場合には、対象スイッチング部１２２＃１の第１のゲート抵抗１２４ｂの抵抗値を大きくする。
対象スイッチング部１２２＃１の第１のゲート抵抗１２４ｂの抵抗値を大きくすることで、対象スイッチング部１２２＃１のゲート電圧の立ち上がり時間が、基準スイッチング部１２２＃２のゲート電圧の立ち上がり時間よりも長くなってしまった場合には、作成者は、対象スイッチング部１２２＃１の第１のゲート抵抗１２４ｂの抵抗値を小さくする。そして、処理はステップＳ１０に戻る。
ゲート抵抗の調整例を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。
スイッチング部１２２Ａの第１のゲート抵抗１２４ｂと、スイッチング部１２２Ｂの第１のゲート抵抗１２４ｂとの抵抗値を同じにしても、ゲート周辺の配線インダクタンス等の影響により、ゲート電圧の立ち上がり時間は異なる。
例えば、図５（ａ）に示されているように、スイッチング部１２２Ａのゲート電圧の立ち上がり時間に比べて、スイッチング部１２２Ｂのゲート電圧の立ち上がり時間は緩やかである場合、作成者は、スイッチング部１２２Ａの第１のゲート抵抗１２４ｂの抵抗値を大きくする。
これにより、図５（ｂ）に示されているように、スイッチング部１２２Ａのゲート電圧の立ち上がり時間と、スイッチング部１２２Ｂのゲート電圧の立ち上がり時間とを均一にすることができる。
なお、図５（ａ）に示されているように、ゲート電圧の立ち上がり時間ｔ１、ｔ２は、スイッチング部１２２にオンのスイッチング信号を入力してから、スイッチング部１２２のゲート電圧が予め定められた閾値電圧Ｖｔｈ１となるまでの時間とするが、実施の形態１は、このような例に限定されない。
なお、図４に示されているフローは、図１に示されているように、２段１２０Ａ、１２０Ｂが並列にされている昇圧部１１０での処理を説明しているが、例えば、３段以上が並列にされていてもよい。
このような場合でも、作成者は、図４のフローを開始してから最初にステップＳ１０の処理を行った際に、ゲート電圧の立ち上がり時間の最も長いスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃２として特定し、他のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃１として特定して、以降、ステップＳ１１の処理において、対象スイッチング部１２２＃１及び基準スイッチング部１２２＃２を固定して、全ての対象スイッチング部１２２＃１のゲート電圧の立ち上がり時間と、基準スイッチング部１２２＃２のゲート電圧の立ち上がり時間との差分が、第１の閾値ＴＨ１以下となるようにすればよい。
また、図４に示されているフローは、ゲート電圧の立ち上がり時間に注目した例を示したが、作成者は、ゲート電圧の立ち下がり時間に対しても同様に調整を行う。
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る電力変換装置２００の構成を概略的に示すブロック図である。
電力変換装置２００は、昇圧部２１０と、平滑部１３０と、電圧検出部１３２と、制御部１４０とを備える。
実施の形態２に係る電力変換装置２００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０は、実施の形態１に係る電力変換装置１００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０と同様である。
昇圧部２１０は、複数の段２２０Ａ、２２０Ｂを備える。
段２２０Ａは、エネルギー蓄積部１２１Ａと、スイッチング部１２２Ａと、逆流防止部１２３Ａと、スイッチング駆動部２２４Ａと、第２の特性調整部２２５とを備える。
段２２０Ｂは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、スイッチング部１２２Ｂと、逆流防止部１２３Ｂと、スイッチング駆動部２２４Ｂとを備える。
ここで、段２２０Ａ及び段２２０Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、段２２０という。
スイッチング駆動部２２４Ａ及びスイッチング駆動部２２４Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、スイッチング駆動部２２４という。
スイッチング駆動部２２４は、制御部１４０からの指示に応じて、スイッチング部１２２におけるスイッチングを制御する。具体的には、スイッチング部１２２が半導体スイッチで実現されている場合、スイッチング駆動部２２４は、ゲート駆動回路で実現することができる。
第２の特性調整部２２５は、他の段２２０におけるインダクタンス成分に近づけるために用いられる、インダクタを少なくとも有するインダクタ付加部である。例えば、第２の特性調整部２２５は、各段２２０のインダクタンス成分を均一にするために挿入されるインダクタ又はビーズである。
昇圧部２１０が複数の段２２０を備える場合、各段２２０のインダクタンス成分が大きく異なる場合がある。具体的に言えば、エネルギー蓄積部１２１Ａと、逆流防止部１２３Ａとの間の配線インダクタンスは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、逆流防止部１２３Ｂとの間の配線インダクタンスと大きく異なる場合がある。また、エネルギー蓄積部１２１Ａと、スイッチング部１２２Ａとの間の配線インダクタンスは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、スイッチング部１２２Ｂとの間の配線インダクタンスと大きく異なる場合がある。さらに、スイッチング部１２２Ａと、逆流防止部１２３Ａとの間の配線インダクタンスは、スイッチング部１２２Ｂと、逆流防止部１２３Ｂとの間の配線インダクタンスと大きく異なる場合がある。
このようなインダクタンス成分の相違により、スイッチング部１２２のドレイン電流の立ち上がり時間、又は、立ち下がり時間が相違し、各段２２０におけるノイズ発生量は大きく異なる場合がある。
このため、電力変換装置２００の作成者は、第２の特性調整部２２５を、特定の段２２０に挿入することにより、全ての段２２０のインダクタンス成分を均一にする。具体的には、作成者は、複数の段２２０の内、最も高いインダクタンス値を有する段２２０と、同じになるように他の段２２０に第２の特性調整部２２５を追加する。
なお、図６では、第１の段２２０Ａに第２の特性調整部２２５が追加されているが、第２の段２２０Ｂに第２の特性調整部２２５が挿入されていてもよい。
図７は、第２の特性調整部２２５の付加方法を示すフローチャートである。
まず、電力変換装置２００の作成者は、スイッチング部１２２Ａ及びスイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間の評価を行う（Ｓ２０）。具体的には、作成者は、スイッチング部１２２Ａのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ３と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ４との差分（｜ｔ３−ｔ４｜）が、予め定められた第２の閾値ＴＨ２以下であるか否かを判断する。その差分が第２の閾値ＴＨ２以下である場合（Ｓ２０でＹｅｓ）には、処理は終了し、その差分が第２の閾値ＴＨ２よりも大きい場合（Ｓ２０でＮｏ）には、処理はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２１では、作成者は、スイッチング部１２２Ａのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ３と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ４とを計測して、その時間ｔ３、ｔ４の短い方を含む段２２０に第２の特性調整部２２５を追加又はその時間ｔ３、ｔ４の短い方の第２の特性調整部２２５を調整する。具体的には、作成者は、図７のフローを開始してから最初にステップＳ２０の処理を行った際に、ドレイン電流の立ち上がり時間の早い方のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃３として特定し、ゲート電圧の立ち上がり時間の長い方のスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃４として特定し、以降、ステップＳ２１の処理において、対象スイッチング部１２２＃３及び基準スイッチング部１２２＃３を固定する。
そして、作成者は、対象スイッチング部１２２＃３を含む段２２０に第２の特性調整部２２５を追加すること、又は、第２の特性調整部２２５を含む段２２０に追加された第２の特性調整部を調整することで、対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間を、基準スイッチング部１２２＃４に近づける。
具体的には、まず、作成者は、対象スイッチング部１２２＃３を含む段２２０に第２の特性調整部２２５を追加する。
そして、作成者は、第２の特性調整部２２５を追加しても、対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間が、基準スイッチング部１２２＃４のドレイン電流の立ち上がり時間よりも短い場合には、第２の特性調整部２２５のインダクタンス値が大きくなるように、第２の特性調整部２２５を調整する。
第２の特性調整部２２５を追加又は調整することで、対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間が、基準スイッチング部１２２＃２のドレイン電流の立ち上がり時間よりも長くなってしまった場合には、作成者は、第２の特性調整部２２５のインダクタンス値が小さくなるように、第２の特性調整部２２５を調整する。
そして、処理はステップＳ２０に戻る。
以上により、スイッチング部１２２Ａのドレイン電流の立ち上がり時間と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間とを均一にすることができる。
なお、ドレイン電流の立ち上がり時間ｔ３、ｔ４は、スイッチング部１２２にオンのスイッチング信号を入力してから、スイッチング部１２２を流れるドレイン電流が予め定められた閾値電流となるまでの時間とするが、実施の形態１は、このような例に限定されない。
なお、図７に示されているフローは、図６に示されているように、２段２２０Ａ、２２０Ｂが並列にされている昇圧部２１０での処理を説明しているが、例えば、３段以上が並列にされていてもよい。
このような場合でも、作成者は、図７のフローを開始してから最初にステップＳ１０を行った際に、ドレイン電流の立ち上がり時間の最も長いスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃４として特定し、他のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃３として特定して、以降、ステップＳ２１の処理において、対象スイッチング部１２２＃３及び基準スイッチング部１２２＃４を固定して、全ての対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間と、基準スイッチング部１２２＃４のドレイン電流の立ち上がり時間との差分が、第２の閾値ＴＨ２以下となるようにすればよい。
また、図７に示されているフローは、ドレイン電流の立ち上がり時間に注目した例を示したが、作成者は、ドレイン電流の立ち下がり時間に対しても同様に調整を行う。
実施の形態２に係る電力変換装置２００は、スイッチング駆動部２２４を備えているが、スイッチング駆動部２２４の代わりに、実施の形態１に係る電力変換装置１００と同様に、第１の特性調整部１２４を備えていてもよい。
このような場合、図８に示されているフローチャートのようにして、第１の特性調整部１２４の調整と、第２の特性調整部２２５の付加とが行われればよい。
図８に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理は、図４に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理と同様であり、図８に示されているステップＳ２０及びＳ２１での処理は、図７に示されているステップＳ２０及びＳ２１での処理と同様である。
実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る電力変換装置３００の構成を概略的に示すブロック図である。
電力変換装置３００は、昇圧部３１０と、平滑部１３０と、電圧検出部１３２と、制御部１４０とを備える。
実施の形態３に係る電力変換装置３００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０は、実施の形態１に係る電力変換装置１００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０と同様である。
昇圧部３１０は、複数の段３２０Ａ、３２０Ｂを備える。
段３２０Ａは、エネルギー蓄積部１２１Ａと、スイッチング部１２２Ａと、逆流防止部１２３Ａと、スイッチング駆動部２２４Ａとを備える。
段３２０Ｂは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、スイッチング部１２２Ｂと、逆流防止部１２３Ｂと、スイッチング駆動部２２４Ｂと、第３の特性調整部３２６とを備える。
ここで、段３２０Ａ及び段３２０Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、段３２０という。
スイッチング駆動部２２４は、制御部１４０からの指示に応じて、スイッチング部１２２におけるスイッチングを制御する。具体的には、スイッチング部１２２が半導体スイッチで実現されている場合、スイッチング駆動部２２４は、ゲート駆動回路で実現することができる。
第３の特性調整部３２６は、他の段３２０におけるノイズ成分に近づけるために接続されるスナバ回路である。第３の特性調整部３２６は、例えば、各段３２０のノイズ成分を均一にするために挿入されるスナバ回路である。
例えば、昇圧部３１０が複数の段３２０を備える場合、各段３２０のインダクタンス成分の相違等から、各段３２０におけるノイズ成分が大きく異なる場合がある。
このため、電力変換装置３００の作成者は、第３の特性調整部３２６を、特定の段３２０に挿入することにより、全ての段３２０のノイズ成分を均一にする。具体的には、作成者は、複数の段３２０の内、最も少ないノイズ成分を有する段３２０と、同じになるように他の段３２０に第３の特性調整部３２６を追加する。
なお、図９では、第２の段３２０Ｂに第３の特性調整部３２６が追加されているが、第１の段３２０Ａに第３の特性調整部３２６が挿入されていてもよい。
図１０は、第３の特性調整部３２６の付加方法を示すフローチャートである。
まず、電力変換装置３００の作成者は、スイッチング部１２２Ａ及びスイッチング部１２２Ｂのドレイン−ソース電圧の立ち上がり開始から、ドレイン−ソース電圧のリンギングが収束するまでの時間の評価を行う（Ｓ３０）。具体的には、作成者は、スイッチング部１２２Ａのドレイン−ソース電圧の立ち上がり開始から、ドレイン−ソース電圧のリンギングが収束するまでの時間である収束時間ｔ５と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン−ソース電圧の立ち上がり開始から、ドレイン−ソース電圧のリンギングが収束するまでの時間である収束時間ｔ６との差分（｜ｔ５−ｔ６｜）が、予め定められた第３の閾値ＴＨ３以下であるか否かを判断する。その差分が第３の閾値ＴＨ３以下である場合（Ｓ３０でＹｅｓ）には、処理は終了し、その差分が第３の閾値ＴＨ３よりも大きい場合（Ｓ３０でＮｏ）には、処理はステップＳ３１に進む。
ステップＳ３１では、作成者は、スイッチング部１２２Ａの収束時間ｔ５と、スイッチング部１２２Ｂの収束時間ｔ６とを計測して、その収束時間ｔ５、ｔ６の長い方を含む段３２０に第３の特性調整部３２６を追加又はその収束時間ｔ５、ｔ６の長い方の第３の特性調整部３２６を調整する。
具体的には、作成者は、図１０のフローを開始してから最初にステップＳ３０の処理を行った際に、収束時間の長い方のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃５として特定し、ゲート電圧の立ち上がり時間の短い方のスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃６として特定し、以降、ステップＳ３１での処理において、対象スイッチング部１２２＃５及び基準スイッチング部１２２＃６を固定する。
そして、作成者は、対象スイッチング部１２２＃５を含む段３２０に第３の特性調整部３２６を追加すること、又は、第３の特性調整部３２６を含む段３２０に追加された第３の特性調整部３２６を調整することで、対象スイッチング部１２２＃５の収束時間を、基準スイッチング部１２２＃６の収束時間に近づける。
具体的には、まず、作成者は、対象スイッチング部１２２＃５を含む段３２０に第３の特性調整部３２６を追加する。
そして、作成者は、第３の特性調整部３２６を追加しても、対象スイッチング部１２２＃５の収束時間が、基準スイッチング部１２２＃６の収束時間よりも短い場合には、第３の特性調整部３２６の収束時間が短くなるように、第３の特性調整部３２６を調整する。
第３の特性調整部３２６を追加又は調整することで、対象スイッチング部１２２＃５の収束時間が、基準スイッチング部１２２＃６の収束時間よりも長くなってしまった場合には、作成者は、第３の特性調整部３２６の収束時間が長くなるように、第３の特性調整部３２６を調整する。
そして、処理はステップＳ３０に戻る。
以上により、スイッチング部１２２Ａのドレイン−ソース電圧の収束時間と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン−ソース電圧の収束時間とを均一にすることができる。
なお、スイッチング部１２２のドレイン−ソース電圧の収束時間ｔ５、ｔ６は、スイッチング部１２２にオンのスイッチング信号を入力してから、スイッチング部１２２のドレイン−ソース電圧のリンギングが予め定められた範囲内に収束するまでの時間とするが、実施の形態３は、このような例に限定されない。
なお、図１０に示されているフローは、図９に示されているように、２段３２０Ａ、３２０Ｂが並列にされている昇圧部３１０での処理を説明しているが、例えば、３段以上が並列にされていてもよい。
このような場合でも、作成者は、図１０のフローを開始してから最初にステップＳ３０の処理を行った際に、ドレイン−ソース電圧の収束時間の最も短いスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃６として特定し、他のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃５として特定して、以降、ステップＳ３０の処理において、対象スイッチング部１２２＃５及び基準スイッチング部１２２＃６を固定して、全ての対象スイッチング部１２２＃５の収束時間と、基準スイッチング部１２２＃６の収束時間との差分が、第３の閾値ＴＨ３以下となるようにすればよい。
また、図１０に示されているフローは、ドレイン−ソース電圧の立ち上がり時における収束時間に注目した例を示したが、作成者は、ドレイン−ソース電圧の立ち下がり時における収束時間に対しても同様に調整を行う。
実施の形態３に係る電力変換装置３００は、スイッチング駆動部２２４を備えているが、スイッチング駆動部２２４の代わりに、実施の形態１に係る電力変換装置１００と同様に、第１の特性調整部１２４を備えていてもよい。
このような場合、図１１に示されているフローチャートのようにして、第１の特性調整部１２４の調整と、第３の特性調整部３２６の付加とが行われればよい。
図１１に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理は、図４に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理と同様であり、図１１に示されているステップＳ３０及びＳ３１での処理は、図１０に示されているステップＳ３０及びＳ３１での処理と同様である。
実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係る電力変換装置４００の構成を概略的に示すブロック図である。
電力変換装置４００は、昇圧部４１０と、平滑部１３０と、電圧検出部１３２と、制御部１４０とを備える。
実施の形態４に係る電力変換装置４００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０は、実施の形態１に係る電力変換装置１００の平滑部１３０、電圧検出部１３２及び制御部１４０と同様である。
昇圧部４１０は、複数の段４２０Ａ、４２０Ｂを備える。
段４２０Ａは、エネルギー蓄積部１２１Ａと、スイッチング部１２２Ａと、逆流防止部１２３Ａと、スイッチング駆動部２２４Ａと、第２の特性調整部２２５とを備える。
段４２０Ｂは、エネルギー蓄積部１２１Ｂと、スイッチング部１２２Ｂと、逆流防止部１２３Ｂと、スイッチング駆動部２２４Ｂと、第３の特性調整部３２６とを備える。
ここで、段４２０Ａ及び段４２０Ｂの各々を特に区別する必要がない場合には、段４２０という。
スイッチング駆動部２２４は、制御部１４０からの指示に応じて、スイッチング部１２２におけるスイッチングを制御する。具体的には、スイッチング部１２２が半導体スイッチで実現されている場合、スイッチング駆動部２２４は、ゲート駆動回路で実現することができる。
第２の特性調整部２２５は、例えば、各段４２０のインダクタンス成分を均一にするために挿入されるインダクタ又はビーズである。
昇圧部４１０が複数の段４２０を備える場合、各段４２０のインダクタンス成分が大きく異なる場合がある。
このため、電力変換装置４００の作成者は、第２の特性調整部２２５を、特定の段４２０に挿入することにより、全ての段４２０のインダクタンス成分を均一にする。具体的には、作成者は、複数の段４２０の内、最も高いインダクタンス値を有する段４２０と、同じになるように他の段４２０に第２の特性調整部２２５を追加する。
なお、図１２では、第１の段４２０Ａに第２の特性調整部２２５が追加されているが、第２の段４２０Ｂに第２の特性調整部２２５が挿入されていてもよい。
第３の特性調整部３２６は、例えば、各段４２０のノイズ成分を均一にするために挿入されるスナバ回路である。
昇圧部４１０が複数の段４２０を備える場合、各段４２０のインダクタンス成分の相違等から、各段４２０におけるノイズ成分が大きく異なる場合がある。
このため、電力変換装置４００の作成者は、第３の特性調整部３２６を、特定の段４２０に挿入することにより、全ての段４２０のノイズ成分を均一にする。具体的には、作成者は、複数の段４２０の内、最も少ないノイズ成分を有する段４２０と、同じになるように他の段４２０に第３の特性調整部３２６を追加する。
なお、図１２では、第２の段４２０Ｂに第３の特性調整部３２６が追加されているが、第１の段４２０Ａに第３の特性調整部３２６が挿入されていてもよい。
図１３は、第２の特性調整部２２５及び第３の特性調整部３２６の付加方法を示すフローチャートである。
図１３のステップＳ２０及びＳ２１での処理は、図７のステップＳ２０及びＳ２１での処理と同様である。
図１３のステップＳ３０及びＳ３１での処理は、図１０のステップＳ３０及びＳ３１での処理と同様である。
以上により、スイッチング部１２２Ａのドレイン電流の立ち上がり時間と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間とを均一にすることができるとともに、スイッチング部１２２Ａのドレイン−ソース電圧の収束時間と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン−ソース電圧の収束時間とを均一にすることができる。
なお、図１３に示されているフローは、図１２に示されているように、２段４２０Ａ、４２０Ｂが並列にされている昇圧部４１０での処理を説明しているが、例えば、３段以上が並列にされていてもよい。
このような場合でも、作成者は、実施の形態２及び実施の形態３で説明したように、第２の特性調整部２２５及び第３の特性調整部３２６の追加及び調整を行うことができる。
また、図１３に示されているフローは、ドレイン電流の立ち上がり時間に注目した例を示したが、作成者は、ドレイン電流の立ち下がり時間に対しても同様に調整を行う。
さらに、図１３に示されているフローは、ドレイン−ソース電圧の立ち上がり時における収束時間に注目した例を示したが、作成者は、ドレイン−ソース電圧の立ち下がり時における収束時間に対しても同様に調整を行う。
実施の形態４に係る電力変換装置４００は、スイッチング駆動部２２４を備えているが、スイッチング駆動部２２４の代わりに、実施の形態１に係る電力変換装置１００と同様に、第１の特性調整部１２４を備えていてもよい。
このような場合、図１４に示されているフローチャートのようにして、第１の特性調整部１２４の調整と、第２の特性調整部２２５の付加と、第３の特性調整部３２６の付加とが行われればよい。
図１４に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理は、図４に示されているステップＳ１０及びＳ１１での処理と同様であり、図１４に示されているステップＳ２０及びＳ２１での処理は、図７に示されているステップＳ２０及びＳ２１での処理と同様であり、図１４に示されているステップＳ３０及びＳ３１での処理は、図１０に示されているステップＳ３０及びＳ３１での処理と同様である。
以上のようなプロセスで、各段４２０において、第１の特性調整部１２４を調整し、第２の特性調整部２２５及び第３の特性調整部３２６の設置を定めることにより、段数が多く複雑な昇圧部４１０においても、比較的簡易に、第１の特性調整部１２４、第２の特性調整部２２５及び第３の特性調整部３２６の仕様を特定することができる。
以上のような電力変換装置１００〜４００は、図１５に示されているような冷凍サイクル装置５００に搭載することができる。
例えば、冷凍サイクル装置５００は、モータ５０１を内部に有する圧縮機５０２と、モータ５０１を駆動するモータ駆動装置５０３と、四方弁５０４と、熱交換器５０５、５０６と、膨張弁５０７とを備える。そして、電力変換装置１００〜４００は、モータ駆動装置５０３に搭載することができる。
モータ駆動装置５０３は、電力変換装置１００〜４００から電力の供給を受けて、モータ５０１を駆動するための三相交流電力を生成するインバータ（図示せず）を備える。
なお、冷凍サイクル装置５００は、空気調和機又は冷蔵庫として利用することができる。
以上のように、並列に接続された複数の段の内の少なくとも１つの段に特性調整部を設けることで、複数の段におけるスイッチング特性を均一にすることができる。
例えば、特性調整部として、必要な段にインダクタ付加部を設けることで、複数の段におけるインダクタンス成分を均一にすることができる。
特性調整部として、必要な段にスナバ回路を設けることで、複数の段におけるノイズ成分を均一にすることができる。
特性調整部として、スイッチング駆動部を用いることで、複数の段におけるスイッチング速度を均一にすることができる。
特性調整部としては、インダクタ付加部、スナバ回路及びスイッチング駆動部の少なくともの２つの組み合わせを用いることで、複数の特性調整部により、スイッチング特性をより均一にすることができる。
この場合、スイッチング駆動部としてゲート駆動回路が用いられている場合には、ゲート抵抗の抵抗値を調整することで、容易に、複数の段におけるスイッチング速度を均一にすることができる。
スイッチング部として、ワイドバンドギャップ半導体を用いることで、高速にスイッチングを行うことができ、ワイドバンドギャップ半導体には、シリコンカーバイド、窒化ガリウム、酸化ガリウム又はダイヤモンドが用いられていることが望ましい。
複数の段を有する昇圧部をインターリーブで制御することで、スイッチング特性をより均一にすることができる。
１００，２００，３００，４００ 電力変換装置、 １１０，２１０，３１０，４１０ 昇圧部、 １２０，２２０，３２０，４２０ 段、 １２１ エネルギー蓄積部、 １２２ スイッチング部、 １２３ 逆流防止部、 １２４ 第１の特性調整部、 １２４ａ レベルシフト回路、 １２４ｂ 第１のゲート抵抗、 １２４ｃ 第２のゲート抵抗、 １２４ｄ ダイオード、 ２２５ 第２の特性調整部、 ３２６ 第３の特性調整部、 １３０ 平滑部、 １３２ 電圧検出部、 １４０ 制御部、 ５００ 冷凍サイクル装置、 ５０３ モータ駆動装置。
本発明の第１の態様に係る電力変換装置は、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部が設けられていることを特徴とする。
本発明の第２の態様に係る電力変換装置は、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路が設けられていることを特徴とする。
本発明の第３の態様に係る電力変換装置は、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段における前記スイッチング部のスイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング部のスイッチング速度に近づけるために、前記接続又は前記切断を切り替えるためのスイッチング信号を調整して、前記調整後のスイッチング信号を前記スイッチング部に出力するスイッチング駆動部、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部、及び、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路、の内の少なくとも２つの組み合わせが設けられていることを特徴とする。
本発明の第１の態様に係るモータ駆動装置は、電力変換装置と、電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータと、を備えるモータ駆動装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部が設けられていることを特徴とする。
本発明の第２の態様に係るモータ駆動装置は、電力変換装置と、電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータと、を備えるモータ駆動装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路が設けられていることを特徴とする。
本発明の第３の態様に係るモータ駆動装置は、電力変換装置と、電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータと、を備えるモータ駆動装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段における前記スイッチング部のスイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング部のスイッチング速度に近づけるために、前記接続又は前記切断を切り替えるためのスイッチング信号を調整して、前記調整後のスイッチング信号を前記スイッチング部に出力するスイッチング駆動部、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部、及び、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路、の内の少なくとも２つの組み合わせが設けられていることを特徴とする。
本発明の第１の態様に係る冷凍サイクル装置は、電力変換装置及び前記電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータを備えるモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置で駆動されるモータと、を備える冷凍サイクル装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部が設けられていることを特徴とする。
本発明の第２の態様に係る冷凍サイクル装置は、電力変換装置及び前記電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータを備えるモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置で駆動されるモータと、を備える冷凍サイクル装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路が設けられていることを特徴とする。
本発明の第３の態様に係る冷凍サイクル装置は、電力変換装置及び前記電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータを備えるモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置で駆動されるモータと、を備える冷凍サイクル装置であって、並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、前記複数の段の各々は、前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記少なくとも１つの段における前記スイッチング部のスイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング部のスイッチング速度に近づけるために、前記接続又は前記切断を切り替えるためのスイッチング信号を調整して、前記調整後のスイッチング信号を前記スイッチング部に出力するスイッチング駆動部、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部、及び、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路、の内の少なくとも２つの組み合わせが設けられていることを特徴とする。
ステップＳ２１では、作成者は、スイッチング部１２２Ａのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ３と、スイッチング部１２２Ｂのドレイン電流の立ち上がり時間ｔ４とを計測して、その時間ｔ３、ｔ４の短い方を含む段２２０に第２の特性調整部２２５を追加又はその時間ｔ３、ｔ４の短い方の第２の特性調整部２２５を調整する。具体的には、作成者は、図７のフローを開始してから最初にステップＳ２０の処理を行った際に、ドレイン電流の立ち上がり時間の早い方のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃３として特定し、ゲート電圧の立ち上がり時間の長い方のスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃４として特定し、以降、ステップＳ２１の処理において、対象スイッチング部１２２＃３及び基準スイッチング部１２２＃４を固定する。
第２の特性調整部２２５を追加又は調整することで、対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間が、基準スイッチング部１２２＃４のドレイン電流の立ち上がり時間よりも長くなってしまった場合には、作成者は、第２の特性調整部２２５のインダクタンス値が小さくなるように、第２の特性調整部２２５を調整する。
そして、処理はステップＳ２０に戻る。
このような場合でも、作成者は、図７のフローを開始してから最初にステップＳ２０を行った際に、ドレイン電流の立ち上がり時間の最も長いスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃４として特定し、他のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃３として特定して、以降、ステップＳ２１の処理において、対象スイッチング部１２２＃３及び基準スイッチング部１２２＃４を固定して、全ての対象スイッチング部１２２＃３のドレイン電流の立ち上がり時間と、基準スイッチング部１２２＃４のドレイン電流の立ち上がり時間との差分が、第２の閾値ＴＨ２以下となるようにすればよい。
具体的には、作成者は、図１０のフローを開始してから最初にステップＳ３０の処理を行った際に、収束時間の長い方のスイッチング部１２２を対象スイッチング部１２２＃５として特定し、収束時間の短い方のスイッチング部１２２を基準スイッチング部１２２＃６として特定し、以降、ステップＳ３１での処理において、対象スイッチング部１２２＃５及び基準スイッチング部１２２＃６を固定する。

Claims (11)

  1. 並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
    前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、
    前記複数の段の各々は、
    前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、
    前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、
    前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、
    前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていること
    を特徴とする電力変換装置。
  2. 前記特性調整部は、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部であること
    を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記特性調整部は、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路であること
    を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  4. 前記特性調整部は、前記少なくとも１つの段における前記スイッチング部のスイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング部のスイッチング速度に近づけるために、前記接続又は前記切断を切り替えるためのスイッチング信号を調整して、前記調整後のスイッチング信号を前記スイッチング部に出力するスイッチング駆動部であること
    を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  5. 前記特性調整部は、
    前記少なくとも１つの段における前記スイッチング部のスイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング部のスイッチング速度に近づけるために、前記接続又は前記切断を切り替えるためのスイッチング信号を調整して、前記調整後のスイッチング信号を前記スイッチング部に出力するスイッチング駆動部、前記少なくとも１つの段におけるインダクタンス成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるインダクタンス成分に近づけるために、前記エネルギー蓄積部及び前記逆流防止部の間に挿入されるインダクタを少なくとも有するインダクタ付加部、及び、前記少なくとも１つの段におけるノイズ成分を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段におけるノイズ成分に近づけるために、前記逆流防止部及び前記平滑部の間に接続されるスナバ回路、の内の少なくとも２つの組み合わせであること
    を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  6. 前記スイッチング部は、半導体スイッチであり、
    前記スイッチング駆動部は、前記半導体スイッチを駆動するためのゲート駆動回路であり、
    前記少なくとも１つの段の前記ゲート駆動回路のゲート抵抗の抵抗値を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段の前記ゲート駆動回路のゲート抵抗と異なる抵抗値にすることで、前記少なくとも１つの段における前記スイッチング速度を、前記少なくとも１つの段を除く前記複数の段における前記スイッチング速度に近づけること
    を特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換装置。
  7. 前記半導体スイッチには、ワイドバンドギャップ半導体が用いられていること
    を特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
  8. 前記ワイドバンドギャップ半導体には、シリコンカーバイド、窒化ガリウム、酸化ガリウム又はダイヤモンドが用いられていること
    を特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
  9. 前記昇圧部を制御する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記複数の段をインターリーブで制御すること
    を特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の電力変換装置。
  10. 電力変換装置と、
    電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータと、
    を備えるモータ駆動装置であって、
    並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
    前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、
    前記複数の段の各々は、
    前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、
    前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、
    前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、
    前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていること
    を特徴とするモータ駆動装置。
  11. 電力変換装置及び前記電力変換装置から電力の供給を受けて三相交流電力を生成するインバータを備えるモータ駆動装置と、
    前記モータ駆動装置で駆動されるモータと、を備える冷凍サイクル装置であって、
    並列に接続された複数の段を有し、電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
    前記昇圧された電圧を平滑化する平滑部と、を備え、
    前記複数の段の各々は、
    前記電源から電流を受けて、エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部と、
    前記エネルギー蓄積部からの電流を短絡させる経路の接続及び切断を切り替えるスイッチング部と、
    前記平滑部からの逆流を防止する逆流防止部と、を備え、
    前記複数の段の内の少なくとも１つの段には、前記スイッチング部のスイッチング特性を調整するための特性調整部が設けられていること
    を特徴とする冷凍サイクル装置。
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