チョッパ装置
【課題】制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制とを両立させたチョッパ装置を提供する。
【解決手段】複数のチョッパ部１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部１０Ａと比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂとし、この高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの制御周期をその他のチョッパ部１０Ａと比較して短く設定する。前記その他のチョッパ部１０Ａより、電流指令値Ｉref*の定常成分である電流を出力し、前記高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより、チョッパ装置の電流指令値Ｉref*と前記その他のチョッパ装置１０Ｂの電流との偏差電流Ｉ2ref*を出力する。
【解決手段】複数のチョッパ部１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部１０Ａと比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂとし、この高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの制御周期をその他のチョッパ部１０Ａと比較して短く設定する。前記その他のチョッパ部１０Ａより、電流指令値Ｉref*の定常成分である電流を出力し、前記高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより、チョッパ装置の電流指令値Ｉref*と前記その他のチョッパ装置１０Ｂの電流との偏差電流Ｉ2ref*を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチョッパ装置に係り、特に負荷電流の急変に高速で応答することが要求されるチョッパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、チョッパ装置において、制御における応答性の向上が要求されている。チョッパ装置に高い応答性を得る手法としては、指令に応じた周波数の正弦波信号と比較する三角波キャリア信号の周波数（すなわち、キャリア周波数）を高く設定する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、キャリア周波数を高く設定することより、スイッチング素子においてエネルギー損失や発熱が上昇する等の問題がある。キャリア周波数の上限は、主回路定数と素子特定により定まる。
【０００４】
なお、インバータにおいては、負荷状態に応じてキャリア周波数を切り換えることにより、上記の問題を解決した装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、チョッパ装置においても、負荷状態に応じてキャリア周波数を切り換える方法が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１７７７６号公報（段落［０００８］〜［００１８］，第１図）
【特許文献２】特開２００６−１５８１０９号公報（段落［００２４］〜［００３３］，第１図）
【特許文献３】特開平０８−２２８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に示すような負荷状態に応じたキャリア周波数の切替では、キャリア周波数を高く設定して制御における応答性を向上させるか、キャリア周波数を低く設定してスイッチング素子のエネルギー損失および発熱を抑制するか、のどちらか一方を優先させることはできるが、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制を同時に両立することはできなかった。
【０００８】
以上示したようなことから、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制と、を両立させたチョッパ装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、スイッチング素子をオンオフ制御することにより、直流電圧を降圧または昇圧するチョッパ部が複数並列に接続されたチョッパ装置であって、前記複数のチョッパ部のうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部と比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部とし、この高キャリア周波数チョッパ部の制御周期をその他のチョッパ部と比較して短く設定し、前記その他のチョッパ部より、電流指令値の定常成分である電流を出力し、前記高キャリア周波数チョッパ部により、チョッパ装置の電流指令値と前記その他のチョッパ装置の電流との偏差電流を出力することを特徴とする。
【００１０】
また、その他の態様として、前記チョッパ部は２つ並列に接続され、前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、前記電流指令値と低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、別の態様として、前記チョッパ部は２つ並列に接続され、前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、前記電流指令値と第１電流指令値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記チョッパ部は、直列に接続された２つのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続された２つのダイオードと、を有するスイッチングモジュールと、前記２つのスイッチング素子の中間接続点に一端が接続されたリアクトルと、をそれぞれ備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制と、を両立させたチョッパ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１におけるチョッパ装置の主回路を示す構成図である。
【図２】実施形態１におけるチョッパ装置の制御部を示す構成図である。
【図３】実施形態１におけるチョッパ装置の負荷電流急変時の電圧電流波形を示すグラフである。
【図４】実施形態２におけるチョッパ装置の制御部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
本実施形態１におけるチョッパ装置を図１，図２に基づいて説明する。図１はチョッパ装置の主回路を示し、図２はチョッパ装置の制御部を示す。
【００１６】
本実施形態１におけるチョッパ装置の主回路は、図１に示すように、直流電源１３と、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂと、コンデンサＣと、負荷１５と、を備える。
【００１７】
前記低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは並列に接続されており、第１スイッチングモジュール１１，第２スイッチングモジュール１２と、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２と、を有している。
【００１８】
前記第１スイッチングモジュール１１は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２およびそのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に逆並列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，ダイオードＤ１，Ｄ２の中間接続点に第１リアクトルＤＣＬ１の一端が接続されている。また、第１リアクトルＤＣＬ１の他端は、第２リアクトルＤＣＬ２，コンデンサＣ，負荷１５に接続されている。
【００１９】
同様に、第２スイッチングモジュール１２も、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４および、そのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４に逆並列に接続されたダイオードＤ３，Ｄ４を備えている。また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４，ダイオードＤ３，Ｄ４の中間接続点に、第２リアクトルＤＣＬ２の一端が接続されている。また、第２リアクトルＤＣＬ２の他端は第１リアクトルＤＣＬ１，コンデンサＣ，負荷１５に接続されている。
【００２０】
なお、図１に示したスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４はＩＧＢＴであるが、これはＩＧＢＴに限られるものではなく、ＧＴＯやＦＥＴなどの自己消弧型スイッチング素子であれば良く、また、第１スイッチングモジュール１１と第２スイッチングモジュール１２とで同種類のスイッチング素子を使用する必要もない。
【００２１】
上記のように構成されたチョッパ装置において、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をオンオフ制御することにより、直流電源１３の直流電圧をスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３において降圧し、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２を介してコンデンサＣに充電する。
【００２２】
ここで、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をオンすると、第１，第２リアクトルＤＣＬ１，ＤＣＬ２に流れる電流（低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流）Ｉ1，Ｉ2がスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３→第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２→コンデンサＣの経路で流れ、コンデンサＣが充電される。
【００２３】
次に、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３をオフすると第１，第２リアクトルＤＣＬ１，ＤＣＬ２に流れる電流（低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流）Ｉ1，Ｉ2がコンデンサＣ→ダイオードＤ２，Ｄ４→第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の経路で循環電流として流れ、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の残留エネルギーをコンデンサＣに充電する。
【００２４】
また、スイチング素子Ｓ２，Ｓ４をオンオフ制御することにより、コンデンサＣの静電エネルギーを放電し、直流電源１３に回生する。
【００２５】
まず、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオンすることによって、コンデンサＣの静電エネルギーは、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２および、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４を介して放電し、この時のエネルギーは第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２に蓄積される。
【００２６】
次に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオフすると、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２には逆起電力による電圧が発生し、コンデンサＣの電圧と第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の逆起電力による電圧が加算されて、ダイオードＤ１，Ｄ３を介して直流電源１３に回生し、昇圧チョッパの動作を行う。
【００２７】
ここで、図２に基づき、本実施形態１におけるチョッパ装置の制御部２０について説明する。
【００２８】
制御部２０は、電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３，第２電流制御部２４，第１ＰＷＭ信号生成部２５，第２ＰＷＭ信号生成部２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８，を備える。
【００２９】
まず、電圧制御部（ＡＶＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｒａｔｏｒ）２１は電圧指令値Ｖref*とチョッパ装置の出力電圧検出値Ｖoutとの偏差を用いて電圧制御を行うことにより、チョッパ装置の出力電圧検出値Ｖoutが電圧指令値Ｖref*となるように制御する。この電圧制御部２１の出力は電流指令値Ｉref*となる。
【００３０】
この電流指令値Ｉref*は第１リアクトルＤＣＬ１と第２リアクトルＤＣＬ２の２つのリアクトルに流れる電流の合計の指令値である。
【００３１】
本実施形態１では、電流指令値Ｉref*の大部分を第１リアクトルＤＣＬ１に流れる低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1により供給する。そのため、電流指令値Ｉref*をローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２２によりフィルタ処理して定常成分を抽出した値を第１電流指令値Ｉ1ref*とする。
【００３２】
これにより、第１電流指令値Ｉ1ref*は、電流指令値Ｉref*が定常あるいは、ローパスフィルタ２２通過成分のみである時は、Ｉ1ref*＝Ｉref*となる。ローパスフィルタ２２を通過しない成分がある時（負荷急変時）はＩ1ref*＝Ｉref*とならない。これは、電流指令値Ｉref*の急変により、第１電流検出値Ｉ1のオーバーシュートが大きくなり過ぎるのを防ぐためである。
【００３３】
第１電流指令値Ｉ1ref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1を第１電流制御部（ＡＣＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｇｕｒａｔｏｒ）２３に入力し、その偏差に基づき低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1が第１電流指令値Ｉ1ref*となるように制御する。
【００３４】
第１ＰＷＭ信号生成部（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）２５は、第１キャリア生成部２７で生成された周波数Ｆ1の三角波キャリア信号と第１電流制御部２３の出力とを比較してＰＷＭ波形を生成し、第１スイッチングモジュール１１にゲート信号Ｇ1を出力する。
【００３５】
また、電流指令値Ｉref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とする。これにより、電流指令値Ｉref*のうち、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1で供給できない電流を高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により補償することができる。
【００３６】
つまり、第１電流指令値Ｉ1ref*は、電流指令値Ｉref*が定常成分（ローパスフィルタ２２通過分）のみである時は、Ｉ1ref*＝Ｉref*となるが、ローパスフィルタ２２を通過しない成分がある時（負荷急変時）は、Ｉ1ref*＝Ｉref*とならない。この第１電流指令値Ｉ1ref*と電流指令値Ｉref*の差分が第２電流指令値Ｉ2ref*となる。
【００３７】
第２電流指令値Ｉ2ref*と高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの電流検出値Ｉ2を電流制御部２４に入力し、その偏差に基づき高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂから出力される電流検出値Ｉ2が第２電流指令値Ｉ2ref*となるように制御する。
【００３８】
第２ＰＷＭ信号生成部２６は、第２キャリア生成部２８で生成された周波数Ｆ2の三角波キャリア信号と第２電流制御部２４の出力とを比較してＰＷＭ波形を生成し、第２スイッチングモジュール１２にゲート信号Ｇ２を出力する。
【００３９】
ここで、第１，第２キャリア生成部２７，２８において生成されるキャリア周波数Ｆ1，Ｆ2はＦ1＜Ｆ2という関係になるように設定する。また、第１電流制御部２３はキャリア周波数Ｆ1に、第２電流制御部２４はキャリア周波数Ｆ2に、同期する制御周期で制御する。
【００４０】
これにより、第２スイッチングモジュール１２は、第１スイッチングモジュール１１よりキャリア周期，制御周期ともに短くなり、高応答の制御性能が得られる。
【００４１】
図３は、本実施形態１におけるチョッパ装置において、負荷電流が急変した場合の電圧電流波形を示すグラフである。図３に示すように、負荷電流急変時までは、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1は、電流指令値Ｉref*と同じ値となっており、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの電流検出値Ｉ2は０となっている。また、チョッパ装置の出力電圧Ｖoutは、電圧指令値Ｖref*に制御されている。
【００４２】
負荷電流が急変すると、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1は、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａのキャリア周波数Ｆ1が低いため、電流指令値Ｉref*に追従するまで時間を要する。ここで、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により、電流指令値Ｉref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1との差分を補償する。高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂはキャリア周期Ｆ2，制御周期ともに短いため、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1よりも高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2は早く立ち上がる。
【００４３】
また、上述のとおり、負荷１５側に供給しなければならない電流、つまり、電流指令値Ｉref*の大部分を出力する低キャリア周波数チョッパ部１０Ａは、キャリア周波数が低いため、スイッチング損失，発熱を抑制することができる。一方、高いキャリア周波数が設定された高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは、小容量の電力しか通過しないため、スイッチング損失，発熱を抑制することが可能となる。また、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは小容量の電力しか通過しないため、キャリア周波数Ｆ2を高速化することができる。
【００４４】
さらに、高いキャリア周波数である高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより、負荷電流急変時の補償を行うため、電圧応答の向上が図れる。
【００４５】
つまり、本実施形態１のチョッパ装置はキャリア周波数が低く、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２でのエネルギー損失や発熱の少ない低キャリア周波数チョッパ部１０Ａにより主な電力を変換し、キャリア周波数が高く、応答性の高い高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより電圧応答向上のための補償を行うものである。
【００４６】
以上に示すように、本実施形態１のチョッパ装置によれば、スイッチング素子でのエネルギー損失や発熱を抑えながら、キャリア周波数を上昇させ、電圧制御における応答性の向上を図ることが可能となる。
【００４７】
［実施形態２］
図４に基づき、本実施形態２における制御部３０の動作を説明する。実施形態１と同様に、本実施形態２の制御部３０は、電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３，第２電流制御部２４，第１ＰＷＭ信号生成部２５，第２ＰＷＭ信号生成部２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８を備える。
【００４８】
電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３の動作は実施形態１と同様である。
【００４９】
本実施形態２では、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とする。ローパスフィルタ２２により、フィルタ処理した第１電流指令値Ｉ1ref*は低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1とほぼ同じ値となるはずである。また、電流検出部（図示省略）にはノイズ除去のためのフィルタを挿入しなければならず、そのフィルタ分、応答が遅くなってしまう。そのため、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とすることにより、実施形態１の第２電流指令値Ｉ2ref*とほぼ同じ電流指令値を作成することができ、かつ応答速度が向上する。
【００５０】
これにより、電流指令値Ｉref*のうち、低キャリア周波数チョッパ部の出力電流Ｉ1で供給できない電流を、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により補償することができる。
【００５１】
電流制御部２４，第１，第２ＰＷＭ信号生成部２５，２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８により得られる効果は、実施形態１と同じである。
【００５２】
以上示したように、本実施形態２におけるチョッパ装置は、スイッチング素子でのエネルギー損失や発熱を抑制しながら、キャリア周波数を向上させ、電圧制御の応答性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とすることにより、電流検出部のフィルタにおける応答遅れが解消されるため、実施形態１よりも応答速度の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０Ａ…低キャリア周波数チョッパ部
１０Ｂ…高キャリア周波数チョッパ部
１１，１２…第１，第２スイッチングモジュール
１３…直流電源
１５…負荷
ＤＣＬ１，ＤＣＬ２・・・第１，第２リアクトル
Ｓ１〜Ｓ４…スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ４・・・ダイオード
Ｉ1…低キャリア周波数の電流検出値
Ｉ2…高キャリア周波数の電流検出値
Ｖout…チョッパ装置の出力電圧
Ｃ…コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明はチョッパ装置に係り、特に負荷電流の急変に高速で応答することが要求されるチョッパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、チョッパ装置において、制御における応答性の向上が要求されている。チョッパ装置に高い応答性を得る手法としては、指令に応じた周波数の正弦波信号と比較する三角波キャリア信号の周波数（すなわち、キャリア周波数）を高く設定する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、キャリア周波数を高く設定することより、スイッチング素子においてエネルギー損失や発熱が上昇する等の問題がある。キャリア周波数の上限は、主回路定数と素子特定により定まる。
【０００４】
なお、インバータにおいては、負荷状態に応じてキャリア周波数を切り換えることにより、上記の問題を解決した装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、チョッパ装置においても、負荷状態に応じてキャリア周波数を切り換える方法が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１７７７６号公報（段落［０００８］〜［００１８］，第１図）
【特許文献２】特開２００６−１５８１０９号公報（段落［００２４］〜［００３３］，第１図）
【特許文献３】特開平０８−２２８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に示すような負荷状態に応じたキャリア周波数の切替では、キャリア周波数を高く設定して制御における応答性を向上させるか、キャリア周波数を低く設定してスイッチング素子のエネルギー損失および発熱を抑制するか、のどちらか一方を優先させることはできるが、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制を同時に両立することはできなかった。
【０００８】
以上示したようなことから、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制と、を両立させたチョッパ装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、スイッチング素子をオンオフ制御することにより、直流電圧を降圧または昇圧するチョッパ部が複数並列に接続されたチョッパ装置であって、前記複数のチョッパ部のうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部と比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部とし、この高キャリア周波数チョッパ部の制御周期をその他のチョッパ部と比較して短く設定し、前記その他のチョッパ部より、電流指令値の定常成分である電流を出力し、前記高キャリア周波数チョッパ部により、チョッパ装置の電流指令値と前記その他のチョッパ装置の電流との偏差電流を出力することを特徴とする。
【００１０】
また、その他の態様として、前記チョッパ部は２つ並列に接続され、前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、前記電流指令値と低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、別の態様として、前記チョッパ部は２つ並列に接続され、前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、前記電流指令値と第１電流指令値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記チョッパ部は、直列に接続された２つのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続された２つのダイオードと、を有するスイッチングモジュールと、前記２つのスイッチング素子の中間接続点に一端が接続されたリアクトルと、をそれぞれ備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御における応答性の向上と、スイッチング素子のエネルギー損失および発熱の抑制と、を両立させたチョッパ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１におけるチョッパ装置の主回路を示す構成図である。
【図２】実施形態１におけるチョッパ装置の制御部を示す構成図である。
【図３】実施形態１におけるチョッパ装置の負荷電流急変時の電圧電流波形を示すグラフである。
【図４】実施形態２におけるチョッパ装置の制御部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
本実施形態１におけるチョッパ装置を図１，図２に基づいて説明する。図１はチョッパ装置の主回路を示し、図２はチョッパ装置の制御部を示す。
【００１６】
本実施形態１におけるチョッパ装置の主回路は、図１に示すように、直流電源１３と、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂと、コンデンサＣと、負荷１５と、を備える。
【００１７】
前記低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは並列に接続されており、第１スイッチングモジュール１１，第２スイッチングモジュール１２と、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２と、を有している。
【００１８】
前記第１スイッチングモジュール１１は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２およびそのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に逆並列に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，ダイオードＤ１，Ｄ２の中間接続点に第１リアクトルＤＣＬ１の一端が接続されている。また、第１リアクトルＤＣＬ１の他端は、第２リアクトルＤＣＬ２，コンデンサＣ，負荷１５に接続されている。
【００１９】
同様に、第２スイッチングモジュール１２も、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４および、そのスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４に逆並列に接続されたダイオードＤ３，Ｄ４を備えている。また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４，ダイオードＤ３，Ｄ４の中間接続点に、第２リアクトルＤＣＬ２の一端が接続されている。また、第２リアクトルＤＣＬ２の他端は第１リアクトルＤＣＬ１，コンデンサＣ，負荷１５に接続されている。
【００２０】
なお、図１に示したスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４はＩＧＢＴであるが、これはＩＧＢＴに限られるものではなく、ＧＴＯやＦＥＴなどの自己消弧型スイッチング素子であれば良く、また、第１スイッチングモジュール１１と第２スイッチングモジュール１２とで同種類のスイッチング素子を使用する必要もない。
【００２１】
上記のように構成されたチョッパ装置において、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をオンオフ制御することにより、直流電源１３の直流電圧をスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３において降圧し、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２を介してコンデンサＣに充電する。
【００２２】
ここで、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をオンすると、第１，第２リアクトルＤＣＬ１，ＤＣＬ２に流れる電流（低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流）Ｉ1，Ｉ2がスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３→第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２→コンデンサＣの経路で流れ、コンデンサＣが充電される。
【００２３】
次に、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３をオフすると第１，第２リアクトルＤＣＬ１，ＤＣＬ２に流れる電流（低キャリア周波数チョッパ部１０Ａ，高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流）Ｉ1，Ｉ2がコンデンサＣ→ダイオードＤ２，Ｄ４→第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の経路で循環電流として流れ、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の残留エネルギーをコンデンサＣに充電する。
【００２４】
また、スイチング素子Ｓ２，Ｓ４をオンオフ制御することにより、コンデンサＣの静電エネルギーを放電し、直流電源１３に回生する。
【００２５】
まず、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオンすることによって、コンデンサＣの静電エネルギーは、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２および、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４を介して放電し、この時のエネルギーは第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２に蓄積される。
【００２６】
次に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオフすると、第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２には逆起電力による電圧が発生し、コンデンサＣの電圧と第１リアクトルＤＣＬ１，第２リアクトルＤＣＬ２の逆起電力による電圧が加算されて、ダイオードＤ１，Ｄ３を介して直流電源１３に回生し、昇圧チョッパの動作を行う。
【００２７】
ここで、図２に基づき、本実施形態１におけるチョッパ装置の制御部２０について説明する。
【００２８】
制御部２０は、電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３，第２電流制御部２４，第１ＰＷＭ信号生成部２５，第２ＰＷＭ信号生成部２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８，を備える。
【００２９】
まず、電圧制御部（ＡＶＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｒａｔｏｒ）２１は電圧指令値Ｖref*とチョッパ装置の出力電圧検出値Ｖoutとの偏差を用いて電圧制御を行うことにより、チョッパ装置の出力電圧検出値Ｖoutが電圧指令値Ｖref*となるように制御する。この電圧制御部２１の出力は電流指令値Ｉref*となる。
【００３０】
この電流指令値Ｉref*は第１リアクトルＤＣＬ１と第２リアクトルＤＣＬ２の２つのリアクトルに流れる電流の合計の指令値である。
【００３１】
本実施形態１では、電流指令値Ｉref*の大部分を第１リアクトルＤＣＬ１に流れる低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1により供給する。そのため、電流指令値Ｉref*をローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２２によりフィルタ処理して定常成分を抽出した値を第１電流指令値Ｉ1ref*とする。
【００３２】
これにより、第１電流指令値Ｉ1ref*は、電流指令値Ｉref*が定常あるいは、ローパスフィルタ２２通過成分のみである時は、Ｉ1ref*＝Ｉref*となる。ローパスフィルタ２２を通過しない成分がある時（負荷急変時）はＩ1ref*＝Ｉref*とならない。これは、電流指令値Ｉref*の急変により、第１電流検出値Ｉ1のオーバーシュートが大きくなり過ぎるのを防ぐためである。
【００３３】
第１電流指令値Ｉ1ref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1を第１電流制御部（ＡＣＲ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｇｕｒａｔｏｒ）２３に入力し、その偏差に基づき低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1が第１電流指令値Ｉ1ref*となるように制御する。
【００３４】
第１ＰＷＭ信号生成部（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）２５は、第１キャリア生成部２７で生成された周波数Ｆ1の三角波キャリア信号と第１電流制御部２３の出力とを比較してＰＷＭ波形を生成し、第１スイッチングモジュール１１にゲート信号Ｇ1を出力する。
【００３５】
また、電流指令値Ｉref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とする。これにより、電流指令値Ｉref*のうち、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1で供給できない電流を高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により補償することができる。
【００３６】
つまり、第１電流指令値Ｉ1ref*は、電流指令値Ｉref*が定常成分（ローパスフィルタ２２通過分）のみである時は、Ｉ1ref*＝Ｉref*となるが、ローパスフィルタ２２を通過しない成分がある時（負荷急変時）は、Ｉ1ref*＝Ｉref*とならない。この第１電流指令値Ｉ1ref*と電流指令値Ｉref*の差分が第２電流指令値Ｉ2ref*となる。
【００３７】
第２電流指令値Ｉ2ref*と高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの電流検出値Ｉ2を電流制御部２４に入力し、その偏差に基づき高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂから出力される電流検出値Ｉ2が第２電流指令値Ｉ2ref*となるように制御する。
【００３８】
第２ＰＷＭ信号生成部２６は、第２キャリア生成部２８で生成された周波数Ｆ2の三角波キャリア信号と第２電流制御部２４の出力とを比較してＰＷＭ波形を生成し、第２スイッチングモジュール１２にゲート信号Ｇ２を出力する。
【００３９】
ここで、第１，第２キャリア生成部２７，２８において生成されるキャリア周波数Ｆ1，Ｆ2はＦ1＜Ｆ2という関係になるように設定する。また、第１電流制御部２３はキャリア周波数Ｆ1に、第２電流制御部２４はキャリア周波数Ｆ2に、同期する制御周期で制御する。
【００４０】
これにより、第２スイッチングモジュール１２は、第１スイッチングモジュール１１よりキャリア周期，制御周期ともに短くなり、高応答の制御性能が得られる。
【００４１】
図３は、本実施形態１におけるチョッパ装置において、負荷電流が急変した場合の電圧電流波形を示すグラフである。図３に示すように、負荷電流急変時までは、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1は、電流指令値Ｉref*と同じ値となっており、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの電流検出値Ｉ2は０となっている。また、チョッパ装置の出力電圧Ｖoutは、電圧指令値Ｖref*に制御されている。
【００４２】
負荷電流が急変すると、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1は、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａのキャリア周波数Ｆ1が低いため、電流指令値Ｉref*に追従するまで時間を要する。ここで、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により、電流指令値Ｉref*と低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1との差分を補償する。高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂはキャリア周期Ｆ2，制御周期ともに短いため、低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの出力電流Ｉ1よりも高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2は早く立ち上がる。
【００４３】
また、上述のとおり、負荷１５側に供給しなければならない電流、つまり、電流指令値Ｉref*の大部分を出力する低キャリア周波数チョッパ部１０Ａは、キャリア周波数が低いため、スイッチング損失，発熱を抑制することができる。一方、高いキャリア周波数が設定された高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは、小容量の電力しか通過しないため、スイッチング損失，発熱を抑制することが可能となる。また、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂは小容量の電力しか通過しないため、キャリア周波数Ｆ2を高速化することができる。
【００４４】
さらに、高いキャリア周波数である高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより、負荷電流急変時の補償を行うため、電圧応答の向上が図れる。
【００４５】
つまり、本実施形態１のチョッパ装置はキャリア周波数が低く、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２でのエネルギー損失や発熱の少ない低キャリア周波数チョッパ部１０Ａにより主な電力を変換し、キャリア周波数が高く、応答性の高い高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂにより電圧応答向上のための補償を行うものである。
【００４６】
以上に示すように、本実施形態１のチョッパ装置によれば、スイッチング素子でのエネルギー損失や発熱を抑えながら、キャリア周波数を上昇させ、電圧制御における応答性の向上を図ることが可能となる。
【００４７】
［実施形態２］
図４に基づき、本実施形態２における制御部３０の動作を説明する。実施形態１と同様に、本実施形態２の制御部３０は、電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３，第２電流制御部２４，第１ＰＷＭ信号生成部２５，第２ＰＷＭ信号生成部２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８を備える。
【００４８】
電圧制御部２１，ローパスフィルタ２２，第１電流制御部２３の動作は実施形態１と同様である。
【００４９】
本実施形態２では、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とする。ローパスフィルタ２２により、フィルタ処理した第１電流指令値Ｉ1ref*は低キャリア周波数チョッパ部１０Ａの電流検出値Ｉ1とほぼ同じ値となるはずである。また、電流検出部（図示省略）にはノイズ除去のためのフィルタを挿入しなければならず、そのフィルタ分、応答が遅くなってしまう。そのため、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とすることにより、実施形態１の第２電流指令値Ｉ2ref*とほぼ同じ電流指令値を作成することができ、かつ応答速度が向上する。
【００５０】
これにより、電流指令値Ｉref*のうち、低キャリア周波数チョッパ部の出力電流Ｉ1で供給できない電流を、高キャリア周波数チョッパ部１０Ｂの出力電流Ｉ2により補償することができる。
【００５１】
電流制御部２４，第１，第２ＰＷＭ信号生成部２５，２６，第１キャリア生成部２７，第２キャリア生成部２８により得られる効果は、実施形態１と同じである。
【００５２】
以上示したように、本実施形態２におけるチョッパ装置は、スイッチング素子でのエネルギー損失や発熱を抑制しながら、キャリア周波数を向上させ、電圧制御の応答性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、電流指令値Ｉref*と第１電流指令値Ｉ1ref*との差分を第２電流指令値Ｉ2ref*とすることにより、電流検出部のフィルタにおける応答遅れが解消されるため、実施形態１よりも応答速度の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０Ａ…低キャリア周波数チョッパ部
１０Ｂ…高キャリア周波数チョッパ部
１１，１２…第１，第２スイッチングモジュール
１３…直流電源
１５…負荷
ＤＣＬ１，ＤＣＬ２・・・第１，第２リアクトル
Ｓ１〜Ｓ４…スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ４・・・ダイオード
Ｉ1…低キャリア周波数の電流検出値
Ｉ2…高キャリア周波数の電流検出値
Ｖout…チョッパ装置の出力電圧
Ｃ…コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子をオンオフ制御することにより、直流電圧を降圧または昇圧するチョッパ部が複数並列に接続されたチョッパ装置であって、
前記複数のチョッパ部のうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部と比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部とし、この高キャリア周波数チョッパ部の制御周期をその他のチョッパ部と比較して短く設定し、
前記その他のチョッパ部より、電流指令値の定常成分である電流を出力し、
前記高キャリア周波数チョッパ部により、チョッパ装置の電流指令値と前記その他のチョッパ装置の電流との偏差電流を出力することを特徴とするチョッパ装置。
【請求項２】
前記チョッパ部は２つ並列に接続され、
前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、
電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、
前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、
前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、
高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、
前記電流指令値と低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、
低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のチョッパ装置。
【請求項３】
前記チョッパ部は２つ並列に接続され、
前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、
電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、
前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、
前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、
高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、
前記電流指令値と第１電流指令値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、
低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のチョッパ装置。
【請求項４】
前記チョッパ部は、
直列に接続された２つのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続された２つのダイオードと、を有するスイッチングモジュールと、
前記２つのスイッチング素子の中間接続点に一端が接続されたリアクトルと、をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のチョッパ装置。
【請求項１】
スイッチング素子をオンオフ制御することにより、直流電圧を降圧または昇圧するチョッパ部が複数並列に接続されたチョッパ装置であって、
前記複数のチョッパ部のうち少なくとも一つを、その他のチョッパ部と比較して高いキャリア周波数に設定した高キャリア周波数チョッパ部とし、この高キャリア周波数チョッパ部の制御周期をその他のチョッパ部と比較して短く設定し、
前記その他のチョッパ部より、電流指令値の定常成分である電流を出力し、
前記高キャリア周波数チョッパ部により、チョッパ装置の電流指令値と前記その他のチョッパ装置の電流との偏差電流を出力することを特徴とするチョッパ装置。
【請求項２】
前記チョッパ部は２つ並列に接続され、
前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、
電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、
前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、
前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、
高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、
前記電流指令値と低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、
低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のチョッパ装置。
【請求項３】
前記チョッパ部は２つ並列に接続され、
前記スイッチング素子にゲート信号を出力する制御部は、
電圧指令値とチョッパ装置の出力電圧検出値との偏差に基づいて電圧制御を行い、電流指令値を出力する電圧制御部と、
前記電流指令値の定常成分である第１電流指令値を抽出するローパスフィルタと、
前記第１電流指令値と、前記高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定された低キャリア周波数チョッパ部の電流検出値と、の偏差に基づいて電流制御を行う第１電流制御部と、
高キャリア周波数チョッパ部と比較して低いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第１電流制御部の出力とを比較し、低キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第１ＰＷＭ信号生成部と、
前記電流指令値と第１電流指令値との差分と、高キャリア周波数チョッパ部の電流検出値との偏差に基づいて電流制御を行う第２電流制御部と、
低キャリア周波数チョッパ部と比較して高いキャリア周波数が設定されたキャリア信号と前記第２電流制御部の出力とを比較し、高キャリア周波数チョッパ部のスイッチング素子にゲート信号を出力する第２ＰＷＭ信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のチョッパ装置。
【請求項４】
前記チョッパ部は、
直列に接続された２つのスイッチング素子と、前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続された２つのダイオードと、を有するスイッチングモジュールと、
前記２つのスイッチング素子の中間接続点に一端が接続されたリアクトルと、をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のチョッパ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４６４３１（Ｐ２０１３−４６４３１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０４０６（Ｐ２０１１−１８０４０６）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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