DPWM1 (Discontinuous PWM 1) は、一相PWM変調(二相変調)の中でも、特に**「電力変換効率の最大化」**を目的とした非常に賢い変調パターンです。
最大の特徴は、**「相電流が最大になるタイミングで、その相のスイッチングをピタリと止める(上下どちらかのレールに貼り付ける)」**ことにあります。
DPWM1の核となるアイデア
インバータのスイッチング損失(Psw)は、大まかに次の式で表されます。
(Vdc: 直流バス電圧, I: その瞬間の電流値, fsw: スイッチング周波数)
通常のPWMでは fsw は常に一定ですが、DPWM1では「電流 I が大きいタイミング」でスイッチングを休止(実質 fsw = 0)させます。これにより、最も損失が出るはずのポイントを狙い撃ちでカットできるため、他のDPWM方式(DPWM0やDPWM2など)よりも効率面で有利になります。
波形と制御の仕組み
DPWM1では、三相の電圧指令値に対して、位相を**30° ずらしたタイミング**で各相を 60° ずつ上下のレールに貼り付けます。
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力率1の場合: 電流のピークは電圧のピークと一致します。
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貼り付け区間: 電圧指令値が最大(または最小)付近の前後 30°(計 60° )の間、その相のゲート信号を「H固定」または「L固定」にします。
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スイッチング回数: 1周期(360°)のうち、計 120° 分(60° X 2)のスイッチングが消えるため、損失が大幅に低減します。
他の方式との比較
| 方式 | 特徴 | 最適な負荷条件 |
| 連続PWM (SPWM) | 常に全相スイッチング。 | 低負荷・低速時(低ノイズ重視)。 |
| DPWM0 | 電圧ピークより 30° 前で貼り付け。 | 遅れ力率(モーター駆動など)に対応。 |
| DPWM1 | 電圧ピークを中心に貼り付け。 | 力率が1に近い系(SSTの入力段や系統連系など)。 |
| DPWM2 | 電圧ピークより 30° 後で貼り付け。 | 進み力率に対応。 |
SST(ソリッドステート・トランス)における重要性
これまでお話ししてきたSSTやマトリックスDABにおいて、DPWM1は「標準装備」とも言える技術です。
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高圧SiC素子の保護: SSTでは数kVの電圧を扱います。DPWM1によって発熱を抑えることは、素子の熱破壊を防ぎ、信頼性を高める直結した手段です。
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高調波とのトレードオフ: スイッチングを止めることで電流波形に歪み(高調波)が出やすくなりますが、SSTのような大電力システムでは、**「歪みはフィルタで抑え、損失は変調法で抑える」**という設計思想が一般的です。
設計のツボ: 実際のシステムでは、負荷の力率(cos θ)をリアルタイムに計算し、DPWM0〜DPWM2を動的に切り替える**「適応型DPWM」**が採用されることもあります。
下記資料は「SiCを用いたSSTの回路図的なイメージ」になります。
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出典:Google Gemini












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