以下、本発明の実施形態を図面に基づ� �て詳細に説明する。

  図1に示すように、本実施形態の電源供� ��回路(10)は、コンバータ回路(11)と、インバ� �タ回路(14)と、マイコン(15)とを備えている。

  -コンバータ回路の構成-
  上記電源供給回路(10)は、交流電力をコン� ��ータ回路(11)によって整流し、その直流をイ ンバータ回路(14)によって三相交流に変換し� �電動機(30)へ供給するものである。この電動� ��(30)は、空調機の冷媒回路に設けられる圧縮 機を駆動するものである。空調機の冷媒回路 は、図示しないが、圧縮機と凝縮器と膨張機 構と蒸発器が閉回路に接続され、冷媒が循環 して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構 成されている。そして、冷房運転では、蒸発 器で冷却された空気が室内へ供給され、暖房 運転では、凝縮器で加熱された空気が室内へ 供給される。

  上記コンバータ回路(11)は、交流電源(20) に接続され、交流電力を整流する。このコン バータ回路(11)は、リアクトル(L)を備えると� �に、ダイオードブリッジ回路(12)および平滑� ��路(13)を備えている。

  上記ダイオードブリッジ回路(12)は、交� ��電源(20)に接続され、4つのダイオード(D1~D4)� ��ブリッジ結線された回路である。つまり、� ��のダイオードブリッジ回路(12)は、交流電流 を整流するものであり、本発明に係る整流回 路を構成している。

  上記平滑回路(13)は、ダイオードブリッ� ��回路(12)の出力側に設けられている。この平 滑回路(13)は、互いに直列に接続された2つの� ��ンデンサ(C1,C2)と、その2つのコンデンサ(C1,C 2)に並列に接続された1つのコンデンサ(C3)と� �構成されている。直列接続された2つのコン� ��ンサ(C1,C2)は、ダイオードブリッジ回路(12)� �出力電圧(Vo)を分圧し、入力電圧(Vi)が低くて も電流(IL)が流れるようにする。並列接続さ� �たコンデンサ(C3)は、ダイオードブリッジ回� ��(12)によって整流された出力電圧(Vo)を平滑� �るものである。

  上記リアクトル(L)は、交流電源(20)の一� ��の電極とダイオードブリッジ回路(12)との間 に接続されている。

  また、上記コンバータ回路(11)には、双� ��向にON-OFF可能なスイッチング素子(S)が設け� ��れている。このスイッチング素子(S)は、ダ� ��オードブリッジ回路(12)における入力側と、 直列接続された2つのコンデンサ(C3)の中点と� ��間に接続されている。つまり、本実施形態� ��コンバータ回路(11)は、スイッチング素子(S) がONされると、倍電圧整流回路に切り換わり� ��スイッチング素子(S)がOFFされると、全波整� ��回路に切り換わるように構成されている。

  上記インバータ回路(14)は、コンデンサ( C3)の直流電圧を三相交流電圧に変換し、電動 機(30)へ供給するように構成されている。な� �、このインバータ回路(14)は、図示しないが� ��例えば6つのスイッチング素子が三相ブリッ ジ状に結線された一般的な構成となっている 。

  -マイコンの構成-
  上記マイコン(15)は、インバータ回路(14)の スイッチング制御の他に、コンバータ回路(11 )のPAM(Pulse Amplitude Modulation:パルス振幅変調)� ��御を行うものであり、PAM制御部を構成して� ��る。このマイコン(15)は、ゼロクロス検出部 (5a)と、チャタリング検出部(5b)と、PAM波形出� ��部(5c)と、タイマー部(5d)と、初期値補正部(5 e)とを備えている。

  また、本実施形態の電源供給回路(10)に� ��、ダイオードブリッジ回路(12)の入力電圧(Vi )、即ち電源電圧(Vi)を検出する電圧検出回路( 16)が設けられている。さらに、電源供給回路 (10)には、ダイオードブリッジ回路(12)の入力� ��流(IL)を検出する電流検出回路(17)が設けら� �ている。

  上記ゼロクロス検出部(5a)は、図2に示す ように、電圧検出回路(16)によって検出され� �電源電圧(Vi)に応じてゼロクロス信号(ON-OFF信 号)を出力するように構成されている。具体� �に、ゼロクロス検出部(5a)は、電源電圧(Vi)が 基準値より低いとON信号を出力し、基準値以� ��になるとOFFになる。

  また、上記ゼロクロス検出部(5a)は、電� ��電圧の周期毎にゼロクロス点Pの位置を算出 (推定)するように構成されている。ゼロクロ� ��点Pは、ゼロクロス信号(ON信号)の立ち下が� �位置から最初のゼロクロスの点である。

  具体的に、上記ゼロクロス検出部(5a)は� ��電源電圧の周期毎に、「ゼロクロス幅tz」� �「電源周期ts」を算出する。「ゼロクロス幅 tz」は、ゼロクロス信号の立ち下がり位置か� ��次の立ち上がり位置までの時間、即ちゼロ� ��ロス信号のLレベル(OFF)の幅である。「電源� ��期ts」は、ゼロクロス信号の立ち上がり位� �から次の立ち上がり位置までの時間、即ち� �ゼロクロス幅tz」+「ゼロクロス幅tzh」の値� �ある。なお、「ゼロクロス幅tzh」は、ゼロ� �ロス信号のHレベル(ON)の幅である。

  そして、上記ゼロクロス検出部(5a)は、周� ��毎の「ゼロクロス幅tz」および「電源周期ts 」からそれぞれ「平均ゼロクロス幅tza」およ び「平均電源周期tsa」を算出する。つまり、 これらの平均値(tza、tsa)は、「ゼロクロス幅t z」および「電源周期ts」の前回までの所定回 数分(本実施形態では、16回)の平均である。� �して、ゼロクロス検出部(5a)は、以下の式1に より、ゼロクロス点Pの位置tzwavを算出する。
   tzwav=(tza/2)-(tsa/4)  ・・・式1
したがって、ゼロクロス信号の立ち下がり位 置から時間tzwavが経過した位置がゼロクロス� ��Pとして推定される。

  上記チャタリング検出部(5b)は、電源電� ��に生じたチャタリング(即ち、極めて短い周 期で電圧が上下する現象)を検出するように� �成されている。具体的な検出方法について� �、後述する。

  上記タイマー部(5d)は、図3に示すように 、ゼロクロス検出部(5a)の立ち下がり位置が� �出されると、初期値「ゼロ」からカウント� �スタートする。そして、タイマー部(5d)は、� ��ロクロス検出部(5a)の次の立ち下がり位置が 検出されると、カウントがリセットされて再 スタートする。このように、タイマー部(5d)� �、ゼロクロス検出部(5a)の立ち下がり位置の� ��出毎に、リセットされてカウントを開始す� ��。

  上記PAM波形出力部(5c)は、図3に示すよう に、スイッチング素子(S)をスイッチングする ためのON-OFFパルス(PAM波形)を出力するもので� ��る。そして、PAM波形出力部(5c)は、入力電流 の波形が入力電圧と同じ正弦波形になる(近� �する)ように、パルス信号(ON-OFFパルス)を出� �する。具体的に、PAM波形出力部(5c)は、ゼロ� ��ロス検出部(5a)の立ち下がり位置の検出毎に 、タイマー部(5d)のカウントを用いて、所定� �タイミング(出力タイミング)でパルス信号を 出力する。つまり、ゼロクロス点Pを基準に� �標のPAM波形が生成されるように、ゼロクロ� �信号の立ち下がり位置から所定のタイミン� �でパルス信号が出力される。

  上記PAM波形出力部(5c)は、電源電圧のゼ� ��クロス点毎に、5つのパルスから成るパルス 群が生成されるようにパルス信号を出力する 。このパルス群は、中央のパルス1(ONパルス)� ��他の4つのパルス2~5に比べて幅広に形成され 、そのパルス1を基準に対称形になっている� �そして、このパルス群は、図3に示す寸法tw1~ tw5が固定されている。つまり、本実施形態で は、パルス幅が固定されている。

  また、上記PAM波形出力部(5c)は、中央の� ��ルス1が常にゼロクロス点Pを跨って生成さ� �るようにパルス信号を出力する。そして、PA M波形出力部(5c)は、立ち下がり位置が検出さ� ��ると、まず最初にOFFパルスを出力し、その� ��ONパルスおよびOFFパルスを交互に出力する� �うに出力タイミングが設定されている。こ� �ように、本実施形態では、電源電圧の半周� �の間に複数のパルス(ONパルス)が生成される� ��いわゆるマルチパルス制御が行われる。

  上記初期値補正部(5e)は、電源電圧に歪� ��またはゼロクロス信号にチャタリングが生� ��て、ゼロクロス信号の立ち下がり位置がず� ��た場合、即ちゼロクロス点Pの推定位置がず れた場合に、そのずれた分だけタイマー部(5d )のカウントの初期値を補正するように構成� �れている。これにより、立ち下がり位置か� �所定のタイミングでPAM波形のパルス信号が� �力される。この初期値補正部(5e)は、本発明� ��係る補正部を構成している。具体的な補正� ��法については、後述する。

  -PAM波形の出力動作-
  次に、具体的なPAM波形の出力動作につい� �、図3~図6に基づいて詳細に説明する。

  先ず、電源電圧が正常である通常時の� �力動作について説明する。図3に示すように� ��ゼロクロス検出部(5a)によってゼロクロス信 号の立ち下がり位置が検出されると、タイマ ー部(5d)において初期値「ゼロ」からカウン� �がスタートする。そうすると、PAM波形出力� �(5c)によって、パルス信号が所定のタイミン� ��で出力される。

  具体的には、図4に示すように、先ず、� ��イマー部(5d)のカウントが「t1」になると、O FFパルスが出力される。続いて、タイマー部( 5d)のカウントが「t2」、「t3」、・・・「t18� �、「t19」になる毎に、ONパルスとOFFパルスが 交互に出力される。これにより、入力電圧の 1周期分のPAM波形が出力されることになる。� �こで、上記のカウント値t1,t2,・・・t18,t19は� ��ゼロクロス点Pを基準に目標のPAM波形が出力 されるように、ゼロクロス検出部(5a)で算出� �れたゼロクロス位置tzwavを考慮して設定され ている。続いて、次のゼロクロス信号の立ち 下がり位置が検出されると、タイマー部(5d)� �おいてカウントがリセットされ再び初期値� �ゼロ」からスタートする。そうすると、上� �したカウント値でパルス信号が出力される� �このように、電源電圧のゼロクロス点Pを基� ��に目標のPAM波形を生成することができる。� ��たがって、入力電流の波形を正弦波にする� ��とができ、高調波電流を抑制することがで� ��る。

  〈電圧歪み時の出力動作〉
  次に、図5に示すように、何らかの要因で� ��源電圧に歪みが生じて、ゼロクロス信号の� ��ち下がり位置がずれた場合のPAM波形の出力� ��作について説明する。なお、ここでは、電� ��電圧の歪みによって立ち下がり位置が図5に おいて左側にずれた場合(即ち、立ち下がり� �置が早めに検出された場合)を説明する。

  図5に示すように、電源電圧に歪みが生� ��て電圧値が通常時よりも早めに基準値以上� ��なると、ゼロクロス信号の立ち下がり位置� ��左側にずれる。そして、タイマー部(5d)にお いてカウントがリセットされ再スタートする 。ここで、上述した通常時と同様に、初期値 「ゼロ」からカウントがスタートすると、立 ち下がり位置が左側にずれた分だけ早めにPAM 波形出力部(5c)からパルス信号が出力される� �そのため、PAM波形が左側にずれて生成され� �入力電流の波形が崩れてしまう。ところが� �この場合、本実施形態では、初期値補正部(5 e)によってタイマー部(5d)のカウントの初期値 が補正される。

  初期値補正部(5e)は、電源電圧の周期毎に� ��前回の立ち下がり位置から今回の立ち下が� ��位置までの時間(以下、workという。)を算出� ��る(図5に示すwork1~work3を参照)。即ち、workは� ��電源周期tsでもある。そして、初期値補正� �(5e)は、以下の式2により、カウントの初期値 の補正量δtを算出する。
   δt=tsa-work  ・・・式2
ここに、tsaは上述した平均電源周期である。 つまり、初期値補正部(5e)は、今回の電源周� �と前回までの平均電源周期tsaとの差に応じ� �タイマー部(5d)の初期値を補正するように構� ��されている。

  本実施形態のケースでは、式2のworkに「 work2」が代入される。work2は、通常時のworkよ� ��小さいため、補正量δtがプラスの値で算出� ��れる。そして、初期値補正部(5e)は、タイマ ー部(5d)の初期値を「ゼロ」から「-δt」に補� ��する。これにより、タイマー部(5d)のカウン トが「-δt」からスタートするので、カウン� �が上述した所定の値t1,t2,・・・に到達する� �間が通常時より遅くなる。そのため、立ち� �がり位置のずれが吸収されて、ゼロクロス� �Pから通常時と同様のタイミングでPAM波形の� ��ルス信号が出力される。したがって、確実� ��目標のPAM波形が生成されるので、入力電流� ��形が正弦波に維持される。このように、本� ��施形態では、タイマー部(5d)のカウントの初 期値が補正されることで、結果、PAM波形出力 部(5c)の所定の出力タイミングが補正される� �とになる。

  なお、上記とは逆に、電源電圧の歪み� �よって電圧値が通常時よりも遅めに基準値� �上になった場合、即ち立ち下がり位置が図5� ��おいて右側にずれた場合、work2が通常時のwo rkより大きくなる。そうすると、補正量δtは� ��マイナスの値で算出される。その場合、初� ��値補正部(5e)は、タイマー部(5d)の初期値を� �ゼロ」から「+δt」に補正する。これにより� ��タイマー部(5d)のカウントが「+δt」からス� �ートするので、カウントが上述した所定の� �t1,t2,・・・に到達する時間が通常時より早� �なる。したがって、上述した同様の作用効� �が得られる。

  〈チャタリング時の出力動作〉
  次に、図6に示すように、電源電圧の歪み� ��よってゼロクロス信号にチャタリングが生� ��た場合のPAM波形の出力動作について説明す� ��。なお、ここでは、電圧値が短い周期で基� ��値を上下するチャタリングの場合を説明す� ��。

  図6に示すように、ゼロクロス信号にチ� ��タリングが生じると、ゼロクロス信号が通� ��時よりも短い周期でON-OFFを数回(本実施形態 では、2回)繰り返す。つまり、1回目の立ち下 がり位置b1が検出されてから、短い間隔で、2 回目の立ち下がり位置b2および3回目の立ち下 がり位置b3が順に検出される。

  先ず、図6(A)に示すように、前回の立ち下� ��り位置aから1回目の立ち下がり位置b1が検出 されると、タイマー部(5d)のカウントがリセ� �トされる。そうすると、初期値補正部(5e)に� ��って、タイマー部(5d)のカウントの初期値が 補正される。具体的に、図6(B)に示すように� �初期値補正部(5e)は、前回の立ち下がり位置a から立ち下がり位置b1までの間隔tm1を算出す� ��。そして、初期値補正部(5e)は、以下の式3� �より、カウントの初期値の補正量δt1を算出� ��る。
   δt1=tsa-tm1     ・・・式3
ここに、tsaは上述した平均電源周期である。 また、tm1は上記式2のworkに相当する。つまり� ��1回目の立ち下がり位置b1が検出された時点� ��は、カウントの初期値が上述した式2と同様 の論理で補正される。このように、初期値補 正部(5e)は、タイマー部(5d)の初期値を「ゼロ� ��から「-δt1」に補正する。これにより、タ� �マー部(5d)のカウントが「-δt1」からスター� �する(図6(B)に白丸で示す)。

  続いて、図6(B)に示すように、2回目の立 ち下がり位置b2が検出されると、再び、タイ� ��ー部(5d)のカウントがリセットされる。また 、チャタリング検出部(5b)において、前回の� �ち下がり位置b1から今回の立ち下がり位置b2� ��での間隔tmnow1が所定値以下であるか否かが� ��断される。そして、tmnow1が所定値以下であ� ��と、チャタリング検出部(5b)によってチャタ リングの発生が検出される。このように、チ ャタリング検出部(5b)は、ゼロクロス検出部(5 a)における前回の検出から今回の検出までの� ��出間隔が所定値以下であるとチャタリング� ��発生を検出するように構成されている。つ� ��り、ゼロクロス信号のON-OFFの周期が通常の� ��期より著しく短いことをもって、チャタリ� ��グの発生が検知される。

  チャタリングの発生が検出されると、図6( C)に示すように、初期値補正部(5e)は、ゼロク ロス検出部(5a)による前回の立ち下がり位置b1 の検出を無効にして、タイマー部(5d)のカウ� �トの初期値を補正する。具体的に、初期値� �正部(5e)は、以下の式4および式5により、カ� �ントの初期値の補正量δt2を算出する。
   tm2=tm1+tmnow1  ・・・式4
   δt2=tsa-tm2     ・・・式5
ここに、tm2は、前々回の立ち下がり位置aか� �今回の立ち下がり位置b2までの間隔である。 つまり、チャタリングが発生すると、前回の 立ち下がり位置を無効にして、前々回の立ち 下がり位置と今回の立ち下がり位置の検出間 隔が対象にされる。このように、初期値補正 部(5e)は、タイマー部(5d)の初期値を「ゼロ」� ��ら「-δt2」だけ引き下げる。これにより、� �イマー部(5d)のカウントが「-δt2」からスタ� �トする(図6(C)に白丸で示す)。

  続いて、図6(C)に示すように、3回目の立 ち下がり位置b3が検出されると、再び、タイ� ��ー部(5d)のカウントがリセットされる。また 、チャタリング検出部(5b)において、前回の� �ち下がり位置b2から今回の立ち下がり位置b3� ��での間隔tmnow2が所定値以下であるか否かが� ��断される。そして、tmnow2が所定値以下であ� ��と、チャタリング検出部(5b)によってチャタ リングの発生が検出される。

  チャタリングの発生が検出されると、図6( D)に示すように、初期値補正部(5e)は、ゼロク ロス検出部(5a)による前回の立ち下がり位置b2 の検出を無効にして、タイマー部(5d)のカウ� �トの初期値を補正する。具体的に、初期値� �正部(5e)は、以下の式6および式7により、カ� �ントの初期値の補正量δt3(図示せず)を算出� �る。
   tm3=tm2+tmnow2  ・・・式6
   δt3=tsa-tm3     ・・・式7
ここに、tm3は、前々々回の立ち下がり位置a� �ら今回の立ち下がり位置b3までの間隔である 。つまり、この場合も上記と同様に、前回の 立ち下がり位置b2が無効にされるので、結果� ��して、立ち下がり位置b1および立ち下がり� �置b2の2つの検出が無効にされる。したがっ� �、この場合は、前々々回の立ち下がり位置� �今回の立ち下がり位置の検出間隔が対象に� �れる。ここで、tm3が平均電源周期tsaと同じ� �あれば、補正量δt3は「ゼロ」になる。よっ� ��、初期値補正部(5e)は、タイマー部(5d)の初� �値を「ゼロ」のまま維持する。これにより� �タイマー部(5d)のカウントが「ゼロ」からス� ��ートする(図6(D)に白丸で示す)。その後、立� ��下がり位置が検出されず、そのままタイマ� ��部(5d)のカウントが刻まれていく。

  以上により、チャタリングの検出毎に� �tm1(tm2,tm3)と平均電源周期tsaとの時間差が算� �され、時間差がある場合はその分だけタイ� �ー部(5d)の初期値が補正される。したがって� ��tm1等と平均電源周期tsaとの差がゼロになる� ��ち下がり位置が検知され、その位置から初� ��値「ゼロ」でカウントをスタートさせるこ� ��ができる。よって、ゼロクロス点Pから通常 時と同様のタイミングでPAM波形のパルス信号 を出力させることができる。したがって、確 実に目標のPAM波形を生成することができ、入 力電流波形を正弦波に維持することができる 。

  -実施形態の効果-
  この実施形態によれば、電源電圧の歪み� �チャタリングによってゼロクロス検出部(5a)� ��検出位置が通常とずれた場合、即ちゼロク� ��ス点Pの推定位置がずれた場合、そのずれ量 に応じてタイマー部(5d)のカウントの初期値� �補正するようにした。したがって、PAM波形� �力部(5c)に対して、ゼロクロス点Pを基準に所 定のタイミングでパルス信号を出力させるこ とができる。これにより、目標のPAM波形を確 実に生成することができる。その結果、入力 電流の波形を確実に正弦波にすることができ 、高調波電流を一層抑制することができる。

 《その他の実施形態》
  上述した実施形態については以下のよう� �構成としてもよい。

  例えば、上記実施形態では、タイマー部(5 d)の初期値の補正量を、電圧歪み時には上記� ��2により、またチャタリング時には例えば式 5により求めるようにしたが、本発明は、こ� �に限らずそれぞれ以下の式8および式9によっ て求めるようにしてもよい。
   δt=(tsa-work)×η/100  ・・・式8
   δt2=(tsa-tm2)×η/100  ・・・式9
ここに、ηは100以下の係数であり、例えば「9 8」に設定される。これにより、タイマー部(5 d)の初期値が一度に補正されずに徐々に補正� ��れることになる。

  したがって、初期値が補正された後に� �例えば、何らかの要因で周期の異なる電源� �圧が入力された場合でも、過電流および過� �圧の発生を抑制することができる。つまり� �電源電圧の周期が変動する(即ち、ゼロクロ� ��点の周期が変動する)と、その周期に合わせ てPAM波形を出力する必要がある。ところが、 初期値を一度に補正すると、PAM波形の周期が 一気に通常時に設定されるため、その後に周 期の異なる電源電圧が入力されると、その周 期とPAM波形の周期が大きくずれてしまう。こ れにより、過電圧および過電流が発生してし まう。そこで、初期値を徐々に補正すること により、PAM波形の周期を少しずつ変動させる ことができ、PAM波形の周期と電源電圧の周期 とのずれを抑制することができる。よって、 過電流および過電圧の発生を抑制できる。

  また、上記実施形態では、ゼロクロス� �号の立ち下がり位置からタイマー部(5d)のカ� ��ントをスタートさせるようにしたが、本発� ��はこれに限るものではない。例えば、ゼロ� ��ロス検出部(5a)がゼロクロス点Pそのものを� �出するように構成され、そのゼロクロス点P� ��らタイマー部(5d)のカウントをスタートさせ るようにしてもよい。

  また、上記実施形態では、ゼロクロス� �毎に生成するパルス群を5つのパルスから構� ��するようにしたが、これに限らず、7つや9� �のパルスによって構成するようにしてもよ� �。また、パルス群は、奇数のパルス数に限� �ず、偶数のパルス数で構成するようにして� �よい。

  なお、上記実施形態は、本質的に好ま� �い例示であって、本発明、その適用物、あ� �いはその用途の範囲を制限することを意図� �るものではない。