BRPI0708616B1

BRPI0708616B1 - Conversor de potência e circuito de geração de onda triangular

Info

Publication number: BRPI0708616B1
Application number: BRPI0708616-4A
Authority: BR
Inventors: Takashima Toyotaka
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2018-08-07
Also published as: EP1993196A1; CN101401288A; BRPI0708616A2; EP1993196B1; JPWO2007102601A1; US20090073728A1; WO2007102601A1; TW200818685A; EP1993196A4; US7729145B2; CN101401288B; JP4718598B2; TWI410035B

Abstract

conversor de potência e metodo e circuito de geração de onda triangular. a presente invenção refere-se a um conversor de potência que converte uma potência ca extraída a partir de um gerador em uma potência cc e a supre para uma bateria (carga). o conversor de potência inclui um tiristor (unidade de comutador) conectado entre uma unidade de saída do gerador e a bateria (carga); e uma unidade de controle de porta (unidade de controle) para a geração de uma voltagem de onda triangular que tem uma voltagem de pico constante correspondente a cada ciclo da potência ca extraída a partir do gerador, a geração de uma voltagem diferencial entre a voltagem suprida para a carga através da unidade de comutador e uma voltagem-alvo predeterminada, e o controle do estado condutivo da unidade de comutador, com base na voltagem de onda triangular e na voltagem diferencial.

Description

(54) Título: CONVERSOR DE POTÊNCIA E CIRCUITO DE GERAÇÃO DE ONDA TRIANGULAR (51) Int.CI.: H02M 7/155; H02M 7/12; H02M 7/162 (30) Prioridade Unionista: 09/03/2006 JP 2006-064150 (73) Titular(es): SHINDENGEN ELECTRIC MANUFACTURING CO., LTD.

(72) Inventor(es): TOYOTAKA TAKASHIMA (85) Data do Início da Fase Nacional: 05/09/2008

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CONVERSOR DE POTÊNCIA E CIRCUITO DE GERAÇÃO DE ONDA TRIANGULAR.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um conversor de potência e a um método que converte uma saída CA extraída de um gerador em uma potência CC, e um circuito de geração de onda triangular e, particularmente, se refere a uma técnica para controle preciso de uma tensão de saída de acordo com uma tensão-alvo.

Antecedente da Técnica [002] Convencionalmente, um conversor de potência que ajusta uma potência CA extraída a partir de um gerador e a converte em uma potência CC usada para, por exemplo, o carregamento de uma bateria de um veículo. [003] A figura 34 é uma configuração de um conversor de potência convencional 200. Na figura 34, uma potência CA é alimentada para uma bobina de gerador 100 pelo acionamento de um eixo de rotação do gerador. Um tiristor 201, um resistor 202, um diodo 203, diodos zener 204 e 205, e um diodo 206 constituem o conversor de potência 200, sendo basicamente realizado como um circuito retificador de meia onda.

[004] Especificamente, um anodo do tiristor 201 é conectado a uma extremidade da bobina de gerador 100, e um catodo do mesmo é conectado a um eletrodo positivo de uma bateria 300 que forma uma carga do conversor de potência 200. O resistor 202, o diodo 203 e os diodos zener 204 e 205 são conectados em série naquela ordem entre o anodo e o aterramento do tiristor 201. A partir do anodo do tiristor 201 em direção ao aterramento, o diodo 203 é conectado na direção para frente, e os diodos zener 204 e 205 são conectados na direção reversa. O diodo 206 é conectado na direção para frente a partir de um ponto de conexão P entre o resistor 202 e o diodo 203 em direção a um eletrodo de porta do tiristor 201.

[005] Uma tensão Vref do ponto de conexão P é regulada de modo que o tiristor 201 seja controlado para um estado LIGADO, quando uma tensão de terminal da bateria 300 estiver abaixo de uma tensão-alvo VT, a qual

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2/45 é mais alta do que uma tensão estipulada da bateria 300 por uma tensão predeterminada. Em outras palavras, a tensão Vref é regulada em um valor apropriado, de modo que o tiristor 201 não atinja o estado LIGADO quando a tensão de terminal da bateria 300 for igual a ou maior do que a tensão-alvo VT.

[006] Um conversor de potência de acordo com a técnica convencional mencionada acima será explicado, usando-se a figura 35.

[007] A figura 35A é um diagrama de uma operação em que um gerador tem um número baixo de rotações, e a figura 35B uma operação em que o gerador tem um número alto de rotações. Em nome da conveniência, um valor inicial da tensão de terminal da bateria 300 é menor do que a tensãoalvo VT.

[008] Em um período T1 na figura 35A, quando uma fase positiva (tensão positiva) de uma tensão CA VA alimentada para a bobina de gerador 100 é suprida para o anodo do tiristor 201, a tensão CA VA é aplicada através do resistor 202 ao ponto de conexão P. Quando a tensão no ponto de conexão P aumenta, uma corrente flui para o eletrodo de porta do tiristor 201 através do armazenamento de dados 206, e o tiristor 201 se torna LIGADO. Após isso, os diodos zener 204 e 205 grampeiam a tensão no ponto de conexão P para a tensão Vref. Quando o tiristor 201 se torna LIGADO, a fase positiva da tensão CA VA é suprida através do tiristor 201, por meio do que a tensão de saída VO do tiristor 201 aumenta, carregando a bateria 300.

[009] Em um período subsequente T2, quando a tensão CA VA se desloca para a fase negativa (eletrodo negativo), a tensão no ponto de conexão P diminui, por meio do que o tiristor 201 comuta para um estado de orientação reversa e se torna DESLIGADO. Quando o tiristor 201 se torna DESLIGADO, uma vez que uma potência não é mais suprida para a bateria 300, a bateria 300 se descarrega e sua tensão de terminal gradualmente diminui.

[0010] Em um período subsequente T3, quando a tensão CA VA se desloca de novo para a fase positiva, a tensão no ponto de conexão P aumenta; contudo, uma vez que a tensão de terminal da bateria 300 (isto é, a

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3/45 tensão de saída VO do tiristor 201) ainda é mais alta do que a tensão-alvo VT, a corrente não flui para o eletrodo de porta do tiristor 201, o qual permanece DESLIGADO. O tiristor 201 permanece DESLIGADO nos períodos subsequentes T4 a T6, uma vez que a tensão de saída VO ainda é mais alta do que a tensão-alvo VT.

[0011] Durante um período subsequente T7, quando a tensão de saída VO cai abaixo da tensão-alvo VT, o tiristor 201 se torna LIGADO, e a tensão de saída VO é ligeiramente aumentada pela fase positiva da tensão CA VA sendo extraída a partir do gerador naquele momento, carregando a bateria 300.

[0012] Enquanto isso, em um período subsequente T8, quando a tensão CA VA se desloca para a fase negativa, o tiristor 201 se torna DESLIGADO e a tensão de saída VO diminui, em um período subsequente T9, quando a tensão de saída VO cai abaixo da tensão-alvo VT, o tiristor 201 se torna LIGADO e a tensão de saída VO é aumentada pela fase positiva da tensão CA VA sendo extraída a partir do gerador naquele momento.

[0013] Assim, quando a tensão de saída VO cai abaixo da tensão-alvo VT, o tiristor 201 se torna LIGADO e carrega a bateria 300 durante a fase positiva da tensão CA VA.

[0014] Conforme mostrado na figura 35B, quando o gerador tem um número alto de rotações, a amplitude da tensão CA VA extraída a partir do gerador aumenta, e assim o faz sua frequência, desse modo se aumentando a taxa de elevação da tensão de saída VO, mas de outra forma é idêntico ao exemplo da figura 35A.

[0015] Literatura de Patente: JPA N° Hei 10-52045.

Descrição da Invenção

Problemas a serem Resolvidos pela Invenção [0016] De acordo com a técnica convencional descrita acima, quando a tensão de saída VO caiu abaixo da tensão-alvo VT, o tiristor 201 é tornado LIGADO, durante o período de ciclo de fase positiva da tensão CA VA. Se a tensão de saída VO não cair abaixo da tensão-alvo VT, o tiristor 201 permanecerá DESLIGADO em cada período de ciclo.

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4/45 [0017] Assim, em cada período de ciclo da vazão volumétrica, o tiristor 201 é controlado para um dos estados binários extremos de ser condutivo ou não condutivo. Esta técnica convencional, portanto, é problemática pelo fato de a amplitude de flutuação da tensão de saída VO aumentar, e se torna difícil controlar precisamente a tensão de saída VO para a tensão-alvo VT. [0018] Também, a configuração da técnica convencional mostrada na figura 34 é problemática pelo fato de, quando uma lâmpada é conectada como a carga ao invés da bateria 300, o valor eficaz Vrms da tensão de saída aumentar e a lâmpada comutar para desligado.

[0019] A figura 36 é um conversor de potência que resolve esses problemas. Em comparação com a configuração de dispositivo mostrada na figura 34, este conversor de potência ainda inclui um sistema de circuito para a obtenção de um valor eficaz Vrms da tensão de saída VO, incluindo um transistor 401, um diodo 402, um diodo zener 403, um resistor 404 e um capacitor eletrolítico 405.

[0020] De acordo com este dispositivo, a tensão de saída VO é suprida para o capacitor eletrolítico 405 e suavizada por ele; além disso, quando a tensão de terminal do capacitor eletrolítico 405 aumenta, o transistor 401 se torna condutivo e forçosamente torna o tiristor 201 DESLIGADO, suprimindo o aumento na tensão de terminal do capacitor eletrolítico 405. Portanto, este dispositivo é problemático pelo fato de, embora o valor eficaz Vrms da tensão de saída seja suprido para uma lâmpada 301, a qual subsequente não comutada para desligado, uma vez que a tensão de saída VO é extraída diretamente, a lâmpada pisca e tremeluzir.

[0021] De acordo com as técnicas convencionais mostradas na figura 34 e na figura 36, uma vez que a tensão de pico da tensão de saída VO aumenta, um dispositivo eletrônico com uma tensão de suprimento de classe nominal restrita não pode ser conectado como a carga. A figura 37 é um conversor de potência que resolve este problema. Em comparação com a configuração da figura 34, este conversor de potência ainda inclui um sistema de circuito para supressão da tensão de pico da tensão de saída VO, incluindo um tiristor 500 para a criação de um curto-circuito na bobina de

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5/45 gerador 100, e um diodo 501 e um diodo zener 502 para controle do tiristor 500.

[0022] De acordo com este dispositivo convencional, quando a tensão de saída VO excede a uma tensão fixa determinada pelo diodo zener 502, o tiristor 500 se torna LIGADO e a saída do gerador tem um curto-circuito criado para o aterramento, por meio do que a amplitude da tensão CA VA é controlada, e o pico da tensão de saída VO do tiristor 201 pode ser suprimido. [0023] Contudo, este dispositivo convencional é problemático pelo fato de, uma vez que o valor eficaz Vrms é baixo, um dispositivo eletrônico conectado como uma carga não poder operar. Há um problema adicional, uma vez que a saída do gerador tem um curto-circuito criado para o aterramento, a eficiência de conversão de potência deteriora.

[0024] A presente invenção foi realizada tendo em vista o dito acima, e tem por objetivo prover um conversor de potência e um método, e um circuito de geração de onda triangular, que podem controlar precisamente a tensão de saída para a tensão-alvo, sem redução da eficiência de conversão de potência.

Meios para Resolução dos Problemas [0025] Para resolução destes problemas, um conversor de potência de acordo com a invenção converte uma potência CA extraída a partir de um gerador em uma potência CC e a supre para uma carga, e inclui uma unidade de comutador conectada entre uma unidade de saída do gerador e a carga, a uma unidade de controle para a geração de uma tensão de onda triangular tendo uma tensão de pico constante correspondente a cada ciclo da potência CA extraída a partir do gerador, gerando uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e controlando o estado condutivo da unidade de comutador com base na tensão de onda triangular e na tensão diferencial.

[0026] No conversor de potência acima, a unidade de controle inclui um circuito diferencial que introduz uma tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e da tensão-alvo predeterminada, e gera uma tensão

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6/45 diferencial entre elas, e um circuito de comparação que compara a tensão diferencial gerada pelo circuito diferencial e, com base no resultado de comparação, gera um sinal de pulso que estipula um sincronismo de condução da unidade de comutador e o supre para a unidade de comutador.

[0027] No conversor de potência acima, a unidade de controle inclui um circuito de geração de tensão que gera uma tensão predeterminada, e um circuito de seleção que, com base na relação de tamanho entre uma tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão e uma tensão diferencial gerada pelo circuito diferencial, seleciona uma dentre a tensão predeterminada e a tensão diferencial, e a extrai para o circuito de comparação, e o circuito de comparação compara a tensão predeterminada ou a tensão diferencial introduzida a partir do circuito de seleção com a tensão de onda triangular e, com base no resultado de comparação, gera um sinal de pulso que estipula um sincronismo de condução da unidade de comutador e o supre para a unidade de comutador.

[0028] No conversor de potência acima, a unidade de controle inclui um circuito de contador que conta um relógio, e, quando o resultado de contagem excede a um limite, controla a saída do circuito de seleção de modo que extraia a tensão diferencial gerada pelo circuito diferencial.

[0029] No conversor de potência acima, o circuito de geração de tensão inclui um circuito CR que inclui um capacitor e um resistor e gera a tensão predeterminada pela descarga de uma carga armazenada no capacitor. [0030] Em cada um dos conversores de potência acima, a unidade de controle inclui um circuito de detecção de remoção de carga que detecta uma remoção da carga com base na tensão CA extraída a partir do gerador e na saída da unidade de comutador e, quando detecta que a carga foi removida, controla a saída da unidade de seleção de modo que ela extraia a tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão.

[0031] Em cada um dos conversores de potência acima, a unidade de controle inclui um circuito de detecção de remoção de carga que detecta uma remoção da carga com base na tensão CA extraída a partir do gerador e na saída da unidade de comutador e, quando detecta que a carga foi rePetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 10/61

7/45 movida, realiza um processo para redução do valor de tensão da tensão-alvo predeterminada.

[0032] O conversor de potência acima ainda inclui um circuito de amplificação que amplifica a tensão diferencial e a supre para o circuito de comparação.

[0033] No conversor de potência acima, se H for o valor de altura de onda da onda triangular, M for a taxa de amplificação do circuito de amplificação, VT for a tensão-alvo e W for a largura de controle da tensão suprida através da unidade de comutador para a carga, então, W será um valor em uma faixa de VT a VT + (H/M).

[0034] No conversor de potência acima, a unidade de controle inclui, como um meio para a geração da referida tensão de onda triangular, uma unidade de contagem que conta o tempo de um meio ciclo de uma tensão CA VA em um primeiro ciclo extraída pelo gerador, uma unidade de divisão que divide um número de contagem da unidade de contagem por um valor predeterminado, e uma unidade de geração de forma de onda que, em um segundo ciclo após o primeiro ciclo, gera uma forma de onda de tensão em degrau que sobe pela tensão predeterminada em cada lapso de um tempo indicado pelo resultado de divisão obtido a partir da unidade de divisão no primeiro ciclo, a forma de onda de tensão em degrau sendo extraída como uma forma de onda da tensão de onda triangular.

[0035] No conversor de potência acima, a unidade de controle inclui uma primeira unidade de carga que carrega um primeiro capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente predeterminado, enquanto a tensão CA extraída a partir do gerador está em um ciclo positivo ou em um ciclo negativo, uma segunda unidade de carga que carrega um segundo capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente com base em uma tensão entre os terminais do primeiro capacitor, quando o ciclo terminar, e uma unidade de controle que termina o carregamento da segunda unidade de carga, com base no ciclo de tensão CA e na tensão entre os terminais do segundo capacitor, o conversor de potência ainda incluindo um circuito de geração de onda triangular que extrai a tensão entre os terminais

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8/45 do segundo capacitor como uma forma de onda da tensão de onda triangular.

[0036] Um conversor de potência de acordo com um aspecto da presente invenção converte uma potência CA trifásica extraída a partir de um gerador em uma potência CC e a supre para uma carga, e inclui uma pluralidade de unidades de comutador conectadas entre cada unidade de saída de fase do gerador e cada terminal da carga, e uma unidade de controle para a geração de uma tensão de onda triangular correspondente a cada ciclo da potência CA em cada fase extraída a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gerando uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada e, em cada fase, controlando o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a cada unidade de saída de fase, com base nas tensões de onda triangular geradas para outras fases e na tensão diferencial. [0037] No conversor de potência acima, a unidade de controle gera uma tensão de onda triangular de fase W correspondente a cada fase de uma potência CA de fase W extraída a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gera uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e, em cada fase, controla o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada uma unidade de saída de fase U, com base nas tensões de onda triangular de fase W geradas e na tensão diferencial, gera uma tensão de onda triangular de fase U correspondente a cada ciclo de uma potência CA de fase U extraída a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gera uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e, em cada fase, controla o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a uma unidade de saída de fase V, com base nas tensões de onda triangular de fase U geradas e na tensão diferencial, e gera uma tensão de onda triangular de fase V correspondente a cada ciclo de uma potência CA de fase V extraída a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gera uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de

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9/45 comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e, em cada fase, controla o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a uma unidade de saída de fase W, com base nas tensões de onda triangular de fase V geradas e na tensão diferencial.

[0038] Para resolução dos problemas descritos acima, um método de conversão de potência de acordo com a invenção inclui uma etapa de suprimento de uma potência CA extraída a partir de um gerador através de uma unidade de comutador conectada entre a unidade de saída do gerador e uma carga para a carga, uma etapa de geração de uma tensão de onda triangular que tem uma tensão de pico constante correspondente a cada ciclo da potência CA extraída a partir do gerador, uma etapa de geração de uma tensão diferencial entre a tensão suprida para a carga através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e uma etapa de controle do estado condutivo da unidade de comutador, com base na tensão de onda triangular e na tensão diferencial.

[0039] Um circuito de geração de onda triangular de acordo com a invenção gera uma tensão de onda triangular para controle do estado condutivo de um elemento de comutador em um conversor de potência que converte uma potência CA extraída a partir de um gerador em uma potência CC e a supre para uma carga, e inclui uma unidade de contagem que conta o tempo de um meio ciclo de uma tensão CA VA em um primeiro ciclo extraído pelo gerador, uma unidade de divisão que divide um número de contagem da unidade de contagem por um valor predeterminado, e uma unidade de geração de forma de onda que, em um segundo ciclo após o primeiro ciclo, gera uma forma de onda de tensão em degrau que sobe pela tensão predeterminada em cada lapso de um tempo indicado pelo resultado de divisão obtido a partir da unidade de divisão no primeiro ciclo, e extrai a forma de onda de tensão em degrau como uma forma de onda da tensão de onda triangular. [0040] Um circuito de geração de onda triangular de acordo com um aspecto da invenção gera uma tensão de onda triangular para controle do estado condutivo de um elemento de comutador em um conversor de potência que converte uma potência CA extraída a partir de um gerador em uma

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10/45 potência CC e a supre para uma carga, e inclui uma primeira unidade de carga que carrega um primeiro capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente predeterminado, enquanto a tensão CA extraída a partir do gerador está em um ciclo positivo ou um ciclo negativo, uma segunda unidade de carga que carrega um segundo capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente com base em uma tensão entre os terminais do primeiro capacitor, quando o ciclo terminar, e uma unidade de controle que termina o carregamento da segunda unidade de carga, com base no ciclo de tensão CA e na tensão entre os terminais do segundo capacitor, o circuito de geração de onda triangular extraindo a tensão entre os terminais do segundo capacitor como uma forma de onda da tensão de onda triangular.

Efeitos da Invenção [0041] De acordo com a invenção, uma vez que o sincronismo condutivo do tiristor é controlado de acordo com a tensão diferencial entre a tensão de saída e a tensão-alvo, a tensão de saída pode ser precisamente controlada para a tensão-alvo, sem redução da eficiência de conversão de potência.

Breve Descrição dos Desenhos [0042] A figura 1 é um diagrama de uma configuração e um exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com uma primeira modalidade da invenção.

[0043] A figura 2 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0044] A figura 3A é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação do conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção, sendo um gráfico de forma de onda de quando um gerador tem um número baixo de rotações.

[0045] A figura 3B é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação do conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção, sendo um gráfico de forma de onda de quando um geraPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 14/61

11/45 dor tem um número alto de rotações.

[0046] A figura 4 é um gráfico de forma de onda para explicação de um mecanismo de geração de onda triangular (processo de geração de onda quadrada) em um circuito de geração de onda triangular de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0047] A figura 5 é um gráfico de forma de onda para explicação de um mecanismo de geração de onda triangular (processo de geração de seção inclinada) em um circuito de geração de onda triangular de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0048] A figura 6A é um gráfico de forma de onda para explicação dos efeitos obtidos por um circuito de amplificação de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0049] A figura 6B é um gráfico de forma de onda para explicação dos efeitos obtidos pelo circuito de amplificação de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0050] A figura 6C é um gráfico de forma de onda para explicação dos efeitos obtidos por um circuito de amplificação de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0051] A figura 7 é um digrama de um primeiro outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0052] A figura 8 é um digrama de um segundo outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0053] A figura 9 é um digrama de um terceiro outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0054] A figura 10 é um digrama de um quarto outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0055] A figura 11 é um digrama de um quinto outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da

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12/45 invenção.

[0056] A figura 12 é um digrama de um sexto outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0057] A figura 13 é um digrama de um sétimo outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0058] A figura 14 é um digrama de um oitavo outro exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com a primeira modalidade da invenção.

[0059] A figura 15 é um gráfico de forma de onda de um exemplo, na primeira modalidade da invenção, de quando uma tensão de saída VO aumenta de forma excessiva imediatamente após um gerador começar a gerar potência.

[0060] A figura 16 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com uma segunda modalidade da invenção.

[0061] A figura 17 é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência de acordo com a segunda modalidade da invenção.

[0062] A figura 18 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com uma terceira modalidade da invenção.

[0063] A figura 19 é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência de acordo com a terceira modalidade da invenção.

[0064] A figura 20 é um gráfico de forma de onda de um exemplo, na primeira modalidade da invenção, de quando uma carga é removida enquanto carregando e o tempo de carga aumenta.

[0065] A figura 21 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com uma quarta modalidade da invenção.

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13/45 [0066] A figura 22 é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência de acordo com a quarta modalidade da invenção.

[0067] A figura 23 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com uma quinta modalidade da invenção.

[0068] A figura 24 é um diagrama de uma configuração interna de um circuito de geração de onda triangular de acordo com uma sexta modalidade da invenção.

[0069] A figura 25 é um diagrama de uma transição de tempo de uma tensão entre terminais de capacitor de acordo com a sexta modalidade da invenção.

[0070] A figura 26 é um diagrama da relação entre o valor de corrente e a tensão de acordo com a sexta modalidade da invenção.

[0071] A figura 27 é um diagrama explicativo de um exemplo, na sexta modalidade da invenção, de quando um ciclo imediatamente precedente e um ciclo presente não são os mesmos.

[0072] A figura 28 é um gráfico de forma de onda para explicação de um circuito de geração de onda triangular de acordo com a sexta modalidade da invenção.

[0073] A figura 29 é um diagrama de uma configuração e um exemplo de aplicação de um conversor de potência de acordo com uma sétima modalidade da invenção.

[0074] A figura 30 é um diagrama de blocos de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta de acordo com uma sétima modalidade da invenção.

[0075] A figura 31 é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência de acordo com a sétima modalidade da invenção.

[0076] A figura 32 é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência de acordo com a sétima modalidade da invenção.

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14/45 [0077] A figura 33A é um diagrama para explicação dos ângulos de avanço e dos ângulos de atraso de acordo com a sétima modalidade da invenção, sendo um diagrama de resultados de um teste real.

[0078] A figura 33B é um diagrama para explicação dos ângulos de avanço e dos ângulos de atraso de acordo com a sétima modalidade da invenção, sendo um diagrama de resultados de um teste real.

[0079] A figura 33C é um diagrama para explicação dos ângulos de avanço e dos ângulos de atraso de acordo com a sétima modalidade da invenção, sendo um diagrama de resultados de um teste real.

[0080] A figura 34 é um diagrama da configuração de um conversor de potência convencional (que tem uma bateria como uma carga).

[0081] A figura 35A é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência convencional.

[0082] A figura 35B é um gráfico de forma de onda para explicação de uma operação de um conversor de potência convencional.

[0083] A figura 36 é um diagrama da configuração de um conversor de potência convencional (que tem uma lâmpada como uma carga).

[0084] A figura 37 é um diagrama da configuração de um conversor de potência convencional (que tem uma lâmpada como uma carga).

Números de Referência [0085] 100 bobinas, 201, 2071, 2073 tiristor, 300 bateria, 100, 2070,

2080, 2090, 2100, 2110, 2120, 2130, 2140, 2150 conversor de potência, 110, 2072, 2152 unidade de controle de porta, 1110 circuito de conversão de tensão, 1120, 1121 circuito de geração de tensão de referência, 1130 circuito diferencial, 1140 circuito de amplificação, 1150, 1151, 1152 circuito de geração de onda triangular, 1160, 1210 circuito de comparação, 1220, 1221 circuito de geração de tensão de limite, 1230 circuito de comutador, 1240 circuito de começo, 1250 circuito de contador, 1260, 11210 circuito de detecção de remoção de bateria, 11211 unidade de seleção, 11212 fonte de tensão de 1,5 V, 11223 fonte de tensão de 2,5 V 11223, 11500 fonte de corrente constante, 11502 fonte de corrente constante, 11501 circuito de manutenção, 11503 unidade de controle, C1, C2 capacitor, I1, I2, I3 inversor, Q1,

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Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 MOSFET de potência, R1, R2 resistor, SW1, SW2, SW3, SW4 comutador.

Melhores Modos para a Realização da Invenção [0086] As modalidades da invenção serão explicadas com referência aos desenhos.

Primeira Modalidade [0087] A figura 1 é uma configuração de um conversor de potência 1000 de acordo com esta modalidade da invenção. Na figura 1, as partes constituintes as quais são comuns àquelas do dispositivo convencional mostrado na figura 34 são designadas com números de referência iguais.

[0088] O conversor de potência 1000 converte uma tensão CA VA extraída a partir de uma bobina de gerador 100 em uma tensão de saída VO, e a supre para uma bateria 300 que constitui uma carga; o conversor de potência 1000 inclui um tiristor 201, uma unidade de controle de porta 1100 e resistores R1 e R2. O tiristor 201 é conectado entre uma unidade de saída do gerador e a bateria 300. Especificamente, um anodo do tiristor 201 é conectado a uma extremidade da bobina de gerador 100, e a bateria 300 é conectada a um eletrodo positivo de um catodo do tiristor 201. Um eletrodo negativo da bateria 300 se conecta ao aterramento.

[0089] Os resistores R1 e R2 para a detecção de uma tensão de saída VO suprida através do tiristor 201 para o eletrodo positivo da bateria 300 são conectados em série entre o catodo do tiristor 201 e o aterramento, e uma tensão VR, obtida quando a tensão de saída VO é dividida por estes resistores, aparece em um ponto de conexão P entre os resistores R1 e R2. Uma unidade de entrada da unidade de controle de porta 1100 é conectada ao por cento em peso, e uma unidade de saída da unidade de controle de porta 1100 é conectada a um eletrodo de porta do tiristor 201.

[0090] A figura 2 é uma configuração detalhada da unidade de controle de porta 1100.

[0091] A unidade de controle de porta 1100 controla a condução do tiristor 201, e inclui um circuito de conversão de tensão 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1120, um circuito diferencial 1130, um cirPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 19/61

16/45 cuito de amplificação 1140, um circuito de geração de onda triangular 1150 e um circuito de comparação 1160. O circuito de conversão de tensão 1110 converte a tensão VR que aparece no ponto de conexão P em uma tensão VR' que expressa seu valor eficaz ou valor médio; uma unidade de entrada do circuito de conversão de tensão 1110 se conecta ao ponto de conexão P, e uma unidade de saída se conecta a uma unidade de entrada do circuito diferencial 1130. A tensão VR' corresponde à tensão de saída VO suprida para a bateria 300, e é tratada como um valor de detecção da tensão de saída VO.

[0092] A questão quanto a se a tensão VR' expressa o valor eficaz ou o valor médio da tensão VR é determinada conforme apropriado de antemão, de acordo com como o dispositivo estiver sendo usado. Se o dispositivo for usado de modo que o valor eficaz da tensão de saída VO tenha significância, o circuito de conversão de tensão 1110 extrairá o valor eficaz da tensão VR, ao passo que, se o valor médio da tensão de saída VO for significativo, o circuito de conversão de tensão 1110 extrairá um valor médio da tensão VR. Obviamente, a tensão VR pode ser extraída não modificada como a tensão VR', e pode ser convertida em uma outra quantidade além dos valores eficaz e médio. Uma tecnologia convencional pode ser usada para a geração dos valores eficaz e médio da tensão VR.

[0093] O circuito de geração de tensão de referência 1120 gera uma tensão-alvo VT para carregamento da bateria 300, e sua unidade de saída é conectada a uma outra unidade de entrada do circuito diferencial 1130. A significância desta tensão-alvo VT já foi explicada aqui. O circuito diferencial 1130 gera uma tensão diferencial VD (= VR' - VT) da tensão VR' e da tensão-alvo VT, e sua unidade de saída é conectada a uma unidade de entrada do circuito de amplificação 1140.

[0094] O circuito de amplificação 1140 multiplica a tensão diferencial VD por um coeficiente de magnificação (fator de amplificação) M (> 0) e extrai uma tensão diferencial VD' que é uma amplificação da tensão diferencial VD por M vezes; uma unidade de saída do circuito de amplificação 1140 se conecta a uma unidade de entrada do circuito de comparação 1160. O circuiPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 20/61

17/45 to de geração de onda triangular 1150 gera uma tensão de onda triangular VB correspondente a cada ciclo da tensão CA VA extraída a partir da bobina de gerador 100 e, sua unidade de saída se conecta a uma outra unidade de entrada do circuito de comparação 1160.

[0095] Nesta modalidade da invenção, conforme mostrado na figura 3, a tensão de onda triangular VB corresponde a um período de ciclo da fase positiva da tensão CA VA, e tem uma forma de onda que aumenta a um gradiente constante de 0 V de um ponto básico, quando a tensão CA VA muda de negativa para positiva, e se torna 0 V, quando a tensão CA VA muda de positiva para negativa. A tensão de pico Vp da tensão de onda triangular VB em cada período de ciclo é constante. O mecanismo para geração desta tensão de onda triangular VB será explicado mais tarde.

[0096] O circuito de comparação 1160 compara a tensão de onda triangular VB com uma tensão diferencial VD', e extrai um sinal de pulso VSCR cujo nível correspondente à relação de tamanho entre elas. Nesta modalidade, o sinal de pulso VSCR está no nível alto em intervalos, quando a tensão de onda triangular VB for maior do que a tensão diferencial VD', e de outra forma está no nível baixo. O sinal de pulso VSCR é suprido para o eletrodo de porta do tiristor 201.

[0097] Subsequentemente, uma operação do conversor de potência 1000 será explicada com referência às figuras 3 a 6.

[0098] A figura 3A é um exemplo em que o gerador tem um número baixo de rotações, e a figura 3B é um exemplo em que o gerador tem um número alto de rotações, a rotação do gerador sendo estacionária em um estado inicial, e explicada sequencialmente a partir deste estado inicial. [0099] Se a rotação do gerador for estacionária, uma vez que potência não é gerada na bobina de gerador 100, a tensão CA VA é de 0 V e o conversor de potência 1000 está em um estado de nenhuma potência sendo suprida. Quando a carga não é uma bateria (por exemplo, quando a carga é uma lâmpada), a tensão VR no ponto de conexão P neste momento também é de 0 V, por meio do que a tensão diferencial VD e a tensão diferencial VD' têm valores negativos. Portanto, no estado inicial, a VB é mais alta do que a

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18/45 tensão diferencial VD', e o circuito de comparação 1160 envia o sinal de pulso VSCR no nível alto para a porta do tiristor 201. Quando a carga é uma bateria, uma vez que a fase positiva da tensão CA VA não é suprida, a tensão VR no ponto de conexão P é baixa e a tensão de onda triangular VB é mais alta, de modo similar, do que a tensão diferencial VD', e o circuito de comparação 1160 envia o sinal de pulso VSCR no nível alto para a porta do tiristor 201.

[00100] Quando o gerador começa a gerar potência a partir deste estado inicial, a tensão CA VA extraída a partir do gerador é suprida como uma tensão de saída VO através do tiristor 201, o qual está LIGADO para a bateria 300, e a bateria 300 começa a carregar. Quando o gerador extrai a tensão CA VA, o circuito de geração de onda triangular 1150 gera uma tensão de onda triangular VB para cada ciclo da tensão CA VA.

[00101] Conforme a tensão de saída VO aumenta, assim o faz a tensão VR no ponto de conexão P. Conforme a tensão VR aumenta, assim o faz a tensão VR' extraída pelo circuito de conversão de tensão 1110. O circuito diferencial 1130 introduz uma tensão-alvo VT gerada pelo circuito de geração de tensão de referência 1120 e a tensão VR' extraída a partir do circuito de conversão de tensão 1110 e extrai sua tensão diferencial VD. O circuito de amplificação 1140 amplifica a tensão diferencial VD em M vezes, e supre uma tensão diferencial VD' (= M x VD) para o circuito de comparação 1160. [00102] Quando a tensão VR' excede a tensão-alvo VT, a tensão diferencial VD extraída a partir do circuito diferencial 1130 se desloca para um valor positivo, e assim o faz a tensão diferencial VD' do circuito de amplificação 1140 que introduz a tensão diferencial VD. A significância do uso do circuito de amplificação 1140 para a amplificação da tensão diferencial VD em M vezes será explicada mais tarde. Conforme mostrado na figura 3A, o resultado da tensão diferencial VD' se deslocar para um valor positivo é que a forma de onda da tensão diferencial VD' intercepta a forma de onda da tensão de onda triangular VB, gerando um intervalo em que a tensão de onda triangular VB é mais alta do que a tensão diferencial VD', e um intervalo quando a tensão de onda triangular VB é mais baixa do que a tensão difePetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 22/61

19/45 rencial VD'.

[00103] O circuito de comparação 1160 compara a tensão diferencial VD' com a tensão de onda triangular VB, e, com base no resultado desta comparação, gera um sinal de pulso VSCR que estipula um sincronismo de condução do tiristor 201. O circuito de comparação 1160 supre o sinal de pulso VSCR para o eletrodo de porta do tiristor 201 no nível alto em um intervalo, quando a tensão de onda triangular VB for mais alta do que a tensão diferencial VD' e no nível baixo em um intervalo quando a tensão de onda triangular VB for mais baixa do que a tensão diferencial VD'.

[00104] O eletrodo de porta do tiristor 201 introduz o sinal de pulso VSCR, e o tiristor 201 se torna LIGADO, quando o sinal de pulso VSCR se deslocar para o nível alto. Quando a tensão CA VA se desloca para uma tensão negativa, o tiristor 201 comuta para um estado de orientação reversa e se torna DESLIGADO. Isto é, o tiristor 201 se torna LIGADO em um intervalo quando a tensão de onda triangular VB é mais alta do que a tensão diferencial VD', e se torna DESLIGADO, em todos os outros intervalos. Assim, o circuito de conversão de tensão 1110 controla o estado condutivo do tiristor 201 com base na tensão de onda triangular VB gerada pelo circuito de geração de onda triangular 1150 e na tensão diferencial VD' extraída a partir do circuito de amplificação 1140.

[00105] O intervalo quando o tiristor 201 está ligado, isto é, o período quando a tensão de onda triangular VB é mais alta do que a tensão diferencial VD', é dependente do nível da tensão diferencial VD', o qual é dependente do nível da tensão de saída VO com respeito à tensão-alvo VT. Portanto, se a tensão de saída VO for mais alta, o nível da tensão diferencial VD' também será alto, por meio do que os períodos quando a tensão de onda triangular VB é mais alta do que a tensão diferencial VD' diminuem, e assim o fazem os períodos quando o tiristor 201 está LIGADO. Como resultado, a tensão de saída VO diminui em direção a tensão-alvo VT.

[00106] Inversamente, se a tensão de saída VO for mais baixa, o nível da tensão diferencial VD' também será baixo, por meio do que os períodos quando a tensão de onda triangular VB é mais alta do que a tensão diferenPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 23/61

20/45 cial VD' aumentam, e assim o fazem os períodos quando o tiristor 201 está LIGADO. Como resultado, a tensão de saída VO aumenta em direção à tensão-alvo VT. Assim, e cada ciclo da tensão CA VA do gerador, o período de condução do tiristor 201 é controlado, de modo que a tensão de saída VO seja estável na tensão-alvo VT.

[00107] Enquanto o exemplo acima descreve um caso em que o gerador tem um número baixo de rotações, quando o gerador tem um número alto de rotações, conforme mostrado na figura 3B, conforme a amplitude da tensão CA VA extraída pelo gerador aumenta, assim o faz a frequência e, embora a taxa de elevação da tensão de onda triangular VB aumente, a operação é de outra forma a mesma que quando o gerador tem um número alto de rotações, conforme mostrado na figura 3A, o tiristor 201 sendo controlado por porta, de modo que a tensão de saída VO seja estável na tensão-alvo VT. [00108] Subsequentemente, um mecanismo para geração da tensão de onda triangular VB no circuito de geração de onda triangular 1150 será explicado, com referência às figuras 4 e 5.

[00109] Uma vez que a frequência de uma tensão CA extraída a partir de um gerador não muda subitamente, de modo usual, a forma de onda de um ciclo imediatamente precedente e a forma de onda de um ciclo presente podem ser consideradas como quase as mesmas. Por exemplo, na figura 4, se a forma de onda 2 for tomada como a forma de onda presente, um meio ciclo T2 da forma de onda 2 e um meio ciclo T1 de uma forma de onda 1 do ciclo precedente são quase as mesmas.

[00110] Usando-se estas características, a tensão de onda triangular VB é gerada pelos procedimentos a seguir.

Procedimento 1 Conforme mostrado na figura 4, no ciclo de forma de onda 1, uma onda quadrada S é gerada a partir da tensão CA VA extraída pelo gerador. Um meio ciclo da onda quadrada S correspondente a esta forma de onda 1 combina com um meio ciclo T1 da tensão CA VA no ciclo de forma de onda 1.

Procedimento 2 O tempo do meio ciclo T1 da onda quadrada S é contado.

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Procedimento 3	O número de contagem do tempo do meio ciclo T1 é dividido por uma potência de resolução predeterminada n, obtendo-se um tempo t1 (= T1/n). A potência de resolução n é uma quantidade que estipula a suavidade da inclinação da tensão de onda triangular VB; quanto mais alta a potência de resolução n, mais suave a inclinação da tensão de onda triangular VB.
Procedimento 4	A tensão de pico Vp da tensão de onda triangular VB é dividida pela potência de resolução predeterminada n, obtendo-se uma tensão v1 (= Vp/n).
Procedimento 5	Conforme mostrado na figura 5, a tensão de onda triangular VB é aumentada pela tensão v1 na subida de uma forma de onda 2 do próximo ciclo (no ponto quando a contagem de T2 começa), e esta tensão de onda triangular VB é mantida pelo tempo t1.
Procedimento 6	No ciclo da mesma forma de onda 2, a tensão de onda triangular VB é aumentada pela tensão v1, quando o tempo t1 decorrer; isto é repetido para um total de n repetições até a obtenção de uma forma de onda em degrau, tal como aquela mostrada na figura 5, desse modo se obtendo uma forma de onda em degrau que corresponde à seção de inclinação da tensão de onda triangular para o ciclo da forma de onda 2. Pelo aumento do valor da potência de resolução n, a forma de onda em degrau é tornada mais suave, por meio do que uma onda triangular superior pode ser obtida.

[00111] Por meio destes procedimentos, a forma de onda da tensão CA VA do ciclo imediatamente precedente é usada na geração de uma tensão de onda triangular correspondente a cada ciclo da tensão CA VA, e tendo uma forma de onda de tensão com uma tensão de pico constante Vp. [00112] O circuito de geração de onda triangular 1150 usando o mecanismo de geração de tensão de onda triangular descrito acima gera uma

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22/45 tensão de onda triangular para controle do sincronismo de condução do tiristor 201 no conversor de potência, e pode ser configurado, por exemplo, a partir de uma unidade de contador, uma unidade de divisão e uma unidade de geração de forma de onda. A unidade de contador conta o tempo de um meio ciclo da forma de onda de tensão CA de um primeiro ciclo extraído pelo gerador (por exemplo, o tempo T1 no ciclo de forma de onda 1 na figura 4). A unidade de divisão divide o número de contagem da unidade de contagem por uma potência de resolução predeterminada n (valor predeterminado). Em um segundo ciclo após o primeiro ciclo (por exemplo, o ciclo da forma de onda 2 na figura 4), a unidade de geração de forma de onda gera uma tensão nominal de tensão em degrau que sobe pela tensão predeterminada v1 em cada lapso de tempo t1, indicada pelo resultado de divisão obtido a partir da unidade de divisão no primeiro ciclo. Esta forma de onda de tensão em degrau é extraída como uma forma de onda da tensão de onda triangular. [00113] Subsequentemente, a significância tecnológica de inserção do circuito de amplificação 1140 será explicada, usando-se a figura 6.

[00114] A figura 6A é a relação relativa entre a tensão de onda triangular VB e a tensão diferencial VD’ (= VD), quando o fator de amplificação do circuito de amplificação 1140, especificamente, o coeficiente de magnificação M é ‘1’. Na figura 6A, um intervalo W1 indica um período em que a tensão de onda triangular VB excede à tensão diferencial VD’, isto é, quando o tiristor 201 é controlado no estado LIGADO. A figura 6B é a relação relativa entre a tensão de onda triangular VB e a tensão diferencial VD’ (= 2 x VD), quando o coeficiente de magnificação M for regulado em ‘2’. Conforme mostrado na figura 6B, quando a tensão diferencial VD é amplificada duas vezes pela regulagem do coeficiente de magnificação M em ‘2’, um intervalo W2 correspondente ao estado LIGADO do tiristor 201 tem duas vezes a quantidade de flutuação, em comparação com o intervalo W1 da figura 6A; consequentemente, a quantidade de resposta (sensibilidade) do sinal de pulso VSCR é duas vezes a quantidade de flutuação da tensão de saída VO.

[00115] Conforme mostrado na figura 6C, isto é equivalente à tensão de pico da tensão de onda triangular relativamente diminuindo para metade

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23/45 (VB/2) com respeito à tensão diferencial VD’ (= VD) quando o coeficiente de magnificação M é ‘1’, e indica que a largura de controle foi dividida à metade. Portanto, pela inserção do circuito de amplificação 1140 e pela amplificação da tensão diferencial VD em M vezes, a largura de controle da tensão de saída VO é relativamente reduzida para 1/M, permitindo que a tensão de saída VO seja controlada precisamente na tensão-alvo VT.

[00116] A relação entre a altura H (= tensão de pico Vp) da tensão de onda triangular VB, o coeficiente de magnificação M, a tensão-alvo VT e a largura de controle W da tensão de saída VO é tal que o valor de W esteja em uma faixa de VT a VT + (H/M). Portanto, quando da implementação do conversor de potência, a altura da tensão de onda triangular VB e o coeficiente de magnificação M são regulados apropriadamente, de modo a satisfazerem àquela relação, de acordo com a largura de controle W desejada e a tensão-alvo VT.

[00117] Subsequentemente, exemplos de aplicação do conversor de potência 1000 serão explicados com referência às figuras 7 a 14. Cada exemplo de aplicação toma como seu princípio básico o mecanismo de controle de porta já descrito com referência às figuras 1 a 6.

[00118] Um conversor de potência 2070 na figura 7 tem uma configuração de controle de circuito aberto com uma lâmpada L como uma carga, e inclui um tiristor 2071 e uma unidade de controle de porta 2072. Um anodo do tiristor 2071 se conecta à lâmpada L, e um catodo se conecta a uma bobina 100 de um gerador. A condução do tiristor 2073 assim é controlada em cada ciclo da fase negativa da tensão CA VA extraída a partir do gerador. [00119] Um conversor de potência 2080 mostrado na figura 8 tem uma configuração de controle de curto-circuito com uma lâmpada L como uma carga. O conversor de potência 2090 mostrado na figura 9 também tem uma configuração de controle de curto-circuito com uma lâmpada L como uma carga. Enquanto no exemplo anterior da figura 1 o período condutivo da carga é controlado, neste exemplo o período não condutivo é controlado (pelo controle de curto). Na figura 10, um conversor de potência 2100 realiza um controle aberto de meia onda de fase única com uma bateria 301 e um resisPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 27/61

24/45 tor 302 como a carga. Um conversor de potência 2110 mostrado na figura 11 realiza um controle aberto de onda completa de fase única com uma bateria e um resistor como a carga. Um conversor de potência 2120 mostrado na figura 12 realiza um controle de curto de onda completa de fase única. Um conversor de potência 2130 mostrado na figura 13 realiza um controle aberto de onda completa trifásico. Um conversor de potência 2140 mostrado na figura 14 realiza um controle de curto de onda completa trifásico.

[00120] A invenção não está limitada à modalidade descrita acima, e pode ser modificada, sem que se desvie de seus pontos principais.

[00121] Por exemplo, embora na modalidade mostrada da figura 1 à figura 6 apenas o elemento de fase positiva de uma potência CA extraída a partir do gerador seja suprido através do tiristor 201 para a carga, e a saída do gerador seja uma meia onda retificada, isto não é uma limitação da invenção, sendo possível realizar uma retificação de onda completa pela retificação de forma similar de meia onda do elemento de fase negativa da tensão CA extraída a partir do gerador.

[00122] Mais ainda, embora a modalidade mostrada da figura 1 à figura 6 converta uma potência CA monofásica, também pode ser aplicada a uma potência CA multifásica.

[00123] Mais ainda, embora a modalidade mostrada da figura 1 à figura 6 controle o sincronismo de tornar LIGADO o tiristor 201 que supre potência para a carga, a configuração pode ser uma que controle o sincronismo de tornar LIGADO um tiristor que crie um curto-circuito no gerador.

[00124] Mais ainda, embora a modalidade mostrada da figura 1 à figura 6 proveja o circuito de amplificação 1140 para aumento da sensibilidade do controle de porta do tiristor 201, conforme explicado acima, o circuito de amplificação 1140 pode ser omitido se a largura de controle da tensão de saída VO for suficiente.

[00125] Mais ainda, embora a modalidade mostrada da figura 1 à figura 6 proveja o circuito de conversão de tensão 1110, ele pode ser omitido, quando controlando uma corrente CC.

Segunda Modalidade

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25/45 [00126] Nesta modalidade, no conversor de potência 1000 de acordo com a primeira modalidade, a configuração do circuito de conversão de tensão 1110 é adicionalmente melhorada.

[00127] Na primeira modalidade, há casos em que a tensão de saída VO aumenta excessivamente de forma imediata após o gerador começar a gerar potência. A figura 15 é um exemplo específico de um estado como esse. No exemplo da figura 15, o lado esquerdo é um sincronismo de começo de geração de um gerador. Conforme mostrado na figura 15, uma vez que a tensão diferencial VD' é pequena, quando o gerador começa, há um período longo quando o sinal de pulso VSCR está no nível alto (LIGADO). Como resultado, o tempo durante o qual a tensão CA VA é suprida para a bateria 300 (tempo de carga) se torna mais longo. Embora a tensão de saída VO aumente devido ao suprimento de tensão CA VA para a bateria 300, ela aumenta de modo considerável durante o tempo de carga longo e se torna excessiva, conforme mostrado na figura 15.

[00128] A flutuação na amplitude da tensão CA VA na figura 15 indica que a saída do gerador é instável. Geralmente, a saída de um gerador frequentemente é estável na partida, conforme mostrado na figura 15. Também, a forma de onda distorcida indica que a saída do gerador é grampeada, quando o tiristor 201 estiver LIGADO.

[00129] Nesta modalidade, uma tensão de limite VL é adicionalmente inserida na configuração do circuito de conversão de tensão 1110, de modo que a tensão de saída VO não aumente de forma considerável. Esta tensão de limite VL restringe o valor máximo do tempo de carga. Isto será explicado em detalhes.

[00130] A figura 16 é um diagrama de uma configuração detalhada da unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade. Na figura 16, os elementos constituintes os quais são comuns àqueles na configuração da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a primeira modalidade (figura 2) são designados por números de referência iguais.

[00131] Conforme mostrado na figura 16, a unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade inclui um circuito de conversão de tenPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 29/61

26/45 são 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1120, um circuito diferencial 1130, um circuito de amplificação 1140, um circuito de geração de onda triangular 1150 e um circuito de comparação 1160, e ainda inclui um circuito de comparação 1210, um circuito de geração de tensão de limite 1220, um circuito de comutador 1230, um circuito de começo 1240 e um circuito de contador 1250.

[00132] Nesta modalidade, a unidade de saída do circuito de amplificação 1140 se conecta a unidades de entrada do circuito de comparação 1210 e do circuito de comutador 1230. A tensão diferencial VD' assim é introduzida no circuito de comparação 1210 e no circuito de comutador 1230.

[00133] O circuito de geração de tensão de limite 1220 gera uma tensão de limite VL que tem um valor de tensão predeterminado, e sua unidade de saída se conecta às unidades de entrada do circuito de comparação 1210 e no circuito de comutador 1230. A tensão de limite VL assim também é introduzida no circuito de comparação 1210 e no circuito de comutador 1230. [00134] O circuito de comparação 1210 e o circuito de comutador 1230 funcionam como um circuito de seleção o qual, com base na relação de tamanho entre uma tensão de limite gerada pelo circuito de geração de tensão de limite 1220 e em uma tensão diferencial gerada pelo circuito diferencial 1130, seleciona uma dentre a tensão de limite e a tensão diferencial, e a extrai para o circuito de comparação 1160. Mais especificamente, o circuito de comutador 1230 inclui um comutador para extração de uma dentre a tensão diferencial VD' e a tensão de limite VL introduzida nele para o circuito de comparação 1160. O circuito de comparação 1210 compara a tensão diferencial VD' e a tensão de limite VL. De acordo com esse resultado, então, ele controla o comutador do circuito de comutador 1230. Especificamente, ele controla de modo que qualquer uma delas que seja maior dentre a tensão diferencial VD' e a tensão de limite VL seja extraída para o circuito de comutador 1230.

[00135] A unidade de saída do circuito de começo 1240 se conecta a uma unidade de entrada do circuito de geração de tensão de limite 1220. O circuito de começo 1240 monitora a tensão CA VA introduzida no circuito de

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27/45 geração de onda triangular 1150, e, quando a tensão CA VA começa a ser introduzida, extrai um sinal de começo para o circuito de geração de tensão de limite 1220, para fazê-lo começar a gerar a tensão de limite VL.

[00136] Uma unidade de saída do circuito de contador 1250 se conecta à unidade de entrada do circuito de comparação 1210. De modo similar ao circuito de começo 1240, o circuito de contador 1250 monitora a tensão CA VA introduzida para o circuito de geração de onda triangular 1150, e, quando a tensão CA VA começa a ser introduzida, começa uma contagem de relógio que é gerada por um oscilador não ilustrado. Quando o valor de contador excede a um limite predeterminado, o circuito de contador 1250 controla o circuito de comparação 1210, de modo que a tensão diferencial VD' sempre seja extraída, após isso, a partir do circuito de comutador 1230. Especificamente, ele extrai um sinal de comando de seleção de tensão diferencial VD' para o circuito de comparação 1210.

[00137] Quando o sinal de começo é introduzido, o circuito de geração de tensão de limite 1220 começa a extrair a tensão de limite VL. Quando o sinal de comando de seleção de tensão diferencial VD' é introduzido, o circuito de comparação 1210 após isso sempre extrai a tensão diferencial VD' para o circuito de comutador 1230.

[00138] Subsequentemente, uma operação da unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade será explicada, enquanto se faz referência à figura 17. De modo similar ao exemplo da figura 17, o lado esquerdo é um sincronismo de começo de geração de um gerador. Quando o gerador começa a gerar potência, uma tensão CA VA começa a ser introduzida no circuito de geração de onda triangular 1150. O circuito de começo 1240 detecta isto, e começa a extrair uma tensão de limite VL para o circuito de geração de tensão de limite 1220.

[00139] Embora o valor de tensão da tensão de limite VL deva ser determinado apropriadamente por testes e similares, é usual usar um valor de aproximadamente dois terços do valor de tensão máximo da tensão de onda triangular VB. Se a tensão de limite VL tiver aproximadamente este valor de tensão, imediatamente após o gerador começar a gerar potência, a tensão

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28/45 de limite VL terá um valor maior do que a tensão diferencial VD'. Consequentemente, a tensão de onda triangular VB e a tensão de limite VL serão introduzidas no circuito de comparação 1160. Uma vez que o circuito de comparação 1160 extrai o sinal de pulso VSCR no nível alto em intervalos quando a tensão de onda triangular VB é maior do que a tensão de limite VL, e de outra forma a extrai no nível baixo, o tempo durante o qual o sinal de pulso VSCR está no nível alto (tempo de carga) mostrado na figura 17 é mais curto do que aquele na figura 15, onde a tensão diferencial VD' é introduzida no circuito de comparação 1160. Isto impede a tensão de saída VO de subir de forma considerável, e também impede um aumento excessivo na tensão de saída VO.

[00140] Com a configuração acima, contudo, pode haver casos em que a tensão diferencial VD' não aumenta qualquer coisa a mais do que a tensão de limite VL. A tensão de saída VO pode não aumentar devido à bateria 300 ser velha, ou por alguma outra razão; não obstante, uma vez que o circuito de comparação 1210 é controlado de acordo com o circuito de contador 1250, de modo que, após um tempo predeterminado, o circuito de comutador 1230 sempre extraia a tensão diferencial VD', a tensão de saída VO pode ser feita aumentar apropriadamente, mesmo nesses casos.

[00141] Conforme descrito acima, esta modalidade pode impedir uma elevação considerável na tensão de saída VO, quando o gerador começar a gerar potência, e pode garantir que a tensão de saída VO aumente apropriadamente após isso.

Terceira modalidade [00142] Esta modalidade é uma modificação da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a segunda modalidade.

[00143] Na segunda modalidade, embora o circuito de contador 1250 controle o circuito de comparação 1210, de modo que a tensão de saída VO aumente apropriadamente, quando já não estiver fazendo isso, a terceira modalidade obtém isso pelo controle do valor da tensão de limite VL.

[00144] A figura 18 é um diagrama de uma configuração detalhada de uma unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade. Na

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29/45 figura 18, as partes constituintes as quais são comuns àquelas da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a segunda modalidade (figura 16) são designadas com os mesmos números de referência.

[00145] Conforme mostrado na figura 18, a unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade inclui um circuito de conversão de tensão 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1120, um circuito diferencial 1130, um circuito de amplificação 1140, um circuito de geração de onda triangular 1150, um circuito de comparação 1160, um circuito de comparação 1210, um circuito de geração de tensão de limite 1221, um circuito de comutador 1230 e um circuito de começo 1240.

[00146] Embora não mostrado na figura 18, o circuito de geração de tensão de limite 1221 inclui um circuito CR que inclui um capacitor e um resistor, e um comutador. Uma carga elétrica para a tensão de limite VL é armazenada de antemão no capacitor. O comutador é conectado ao circuito CR e uma unidade de saída do circuito de geração de tensão de limite 1221, e está DESLIGADO no estado inicial. Quando um sinal de começo é introduzido, o comutador se torna LIGADO, e o capacitor começa a descarregar. A tensão gerada pela descarga é extraída como uma tensão de limite VL para o circuito de comparação 1210 e o circuito de comutador 1230. O valor de tensão da tensão de limite VL extraída a partir do circuito de geração de tensão de limite 1221 gradualmente diminui, devido a fenômenos transientes, e eventualmente se torna zero.

[00147] Subsequentemente, uma operação da unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade será explicada, com referência à figura 19.

[00148] No exemplo da figura 19, de modo similar, o lado esquerdo é um sincronismo de começo de geração de um gerador. Quando o gerador começa a gerar potência, uma tensão CA VA começa a ser introduzida no circuito de geração de onda triangular 1150. O circuito de começo 1240 detecta isto, e começa a extrair uma tensão de limite VL para o circuito de geração de tensão de limite 1220.

[00149] Conforme já mencionado, o valor de tensão da tensão de limite

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VL extraída a partir do circuito de geração de tensão de limite 1220 gradualmente diminui. Se a tensão de limite VL for inicialmente regulada em um valor suficientemente grande, a tensão de saída VO será impedida de aumentar de forma considerável. Conforme a tensão de limite VL diminui, a tensão diferencial VD' se torna com maior probabilidade de ser excedida, por meio do que, mesmo se a tensão de saída VO não aumentar suficientemente devido à bateria 300 ser velha ou por alguma outra razão, será possível aumentar a tensão de saída VO apropriadamente.

[00150] Conforme descrito acima, esta modalidade pode impedir uma elevação considerável na tensão de saída VO, quando o gerador começar a gerar potência, e pode garantir que a tensão de saída VO aumente apropriadamente após isso.

Quarta Modalidade [00151] Esta modalidade ainda melhora a configuração da unidade de controle de porta 1100 no conversor de potência 1000 de acordo com a segunda modalidade.

[00152] A primeira modalidade é problemática pelo fato de o tempo de carga aumentar, quando a carga (bateria 300) for removida durante um carregamento. A figura 20 é um exemplo específico de um estado como esse. Conforme mostrado na figura 20, quando a bateria 300 é removida, se o sinal de pulso VSCR estiver no nível alto, a tensão CA VA inalterada aparecerá como a tensão de saída VO. Por outro lado, se o sinal de pulso VSCR estiver no nível alto @ [baixo], a tensão de saída VO será zero. Portanto, a tensão VR', a qual é o valor eficaz da tensão VR, gradualmente diminui, e assim o faz a tensão diferencial VD'. Como uma consequência, conforme mostrado na figura 20, o tempo de carga (o período em que o sinal de pulso VSCR está no nível alto) gradualmente aumenta.

[00153] Contudo, um carregamento é sem significado após a bateria 300 ser removida. Assim sendo, esta modalidade detecta que a bateria 300 foi removida e ativa uma tensão de limite naquele momento, desse modo impedindo um aumento no tempo de carga devido à remoção da bateria 300. [00154] A figura 21 é uma configuração detalhada de uma unidade de

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31/45 controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade. Na figura 21, as partes constituintes as quais são comuns àquelas da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a segunda modalidade (figura 16) são designadas com números de referência iguais.

[00155] Conforme mostrado na figura 21, a unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade inclui um circuito de conversão de tensão 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1120, um circuito diferencial 1130, um circuito de amplificação 1140, um circuito de geração de onda triangular 1150, um circuito de comparação 1160, um circuito de comparação 1210, um circuito de geração de tensão de limite 1220, um circuito de comutador 1230, um circuito de começo 1240, um circuito de contador 1250, e um circuito de detecção de remoção de bateria 1260.

[00156] Uma unidade de saída do circuito de detecção de remoção de bateria 1260 se conecta a uma unidade de entrada do circuito de comparação 1210. O circuito de detecção de remoção de bateria 1260 detecta que a bateria 300 foi removida. Especificamente, ele monitora a tensão CA VA e a tensão de saída VO e, quando a tensão de saída VO está em 9, enquanto a tensão CA VA tem um valor negativo (quando a tensão CA VA está em um ciclo negativo), detecta uma remoção da bateria 300. Quando ele detecta a remoção da bateria 300, ele gera um sinal de detecção de remoção de bateria e o extrai para o circuito de comparação 1210.

[00157] Quando o circuito de comparação 1210 recebe o sinal de detecção de remoção de bateria, mesmo se ele estiver fazendo o circuito de comutador 1230 sempre extrair a tensão diferencial VD' naquele ponto, após isso ele controla o circuito de comutador 1230 de acordo com o resultado de comparação da tensão diferencial introduzida VD' e a tensão de limite VL. Especificamente, ele faz o circuito de comutador 1230 extrair o que quer que seja dentre a tensão diferencial VD' e a tensão de limite VL que for maior. [00158] Subsequentemente, uma operação da unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade será explicada, com referência à figura 22.

[00159] Conforme mostrado na figura 22, quando a bateria é removida,

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32/45 no ciclo negativo da tensão CA VA, a tensão de saída VO se torna 0. O circuito de detecção de remoção de bateria 1260 detecta este estado. Conforme já descrito, ele então ativa a tensão de limite VL. A tensão de limite VL limita o valor máximo do tempo de carga e, conforme mostrado na figura 22, estes processos impedem um aumento no tempo de carga.

[00160] Conforme descrito acima, a modalidade impede o tempo de carga de ser aumentado pela remoção da bateria.

Quinta Modalidade [00161] Como na quinta modalidade, esta modalidade impede o tempo de carga de ser aumentado pela remoção da bateria, mas difere da quarta modalidade pelo fato de obter isto pela redução da tensão-alvo VT. Isto será explicado em detalhes.

[00162] A figura 23 é uma configuração desmontada detalhada de uma unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade. Na figura 23, os elementos constituintes os quais são comuns àqueles na configuração da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a primeira modalidade (figura 2) são designados pelos mesmos números de referência. [00163] Conforme mostrado na figura 23, a unidade de controle de porta 1100 de acordo com esta modalidade inclui um circuito de conversão de tensão 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1121, um circuito diferencial 1130, um circuito de amplificação 1140, um circuito de geração de onda triangular 1150 e um circuito de comparação 1160. O circuito de geração de tensão de referência 1121 internamente inclui um circuito de detecção de remoção de bateria 11210, uma unidade de seleção 11211, uma fonte de tensão de 1,5 V 11212 e uma fonte de tensão de 2,5 V 11223. Na explicação a seguir, a tensão-alvo VT na primeira modalidade é de 2,5 V. [00164] Uma unidade de saída do circuito de detecção de remoção de bateria 11210 se conecta a uma unidade de entrada da unidade de seleção 11211. O circuito de detecção de remoção de bateria 11210 detecta uma remoção da bateria 300. Especificamente, ele monitora a tensão CA VA e a tensão de saída VO, e, quando a tensão de saída VO está em 0, enquanto a tensão CA VA tem um valor negativo (enquanto a tensão CA VA está em um

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33/45 ciclo negativo), detecta uma remoção da bateria 300. Quando ele detecta a remoção da bateria 300, ele gera um sinal de detecção de remoção de bateria e o extrai para a unidade de seleção 11211.

[00165] A unidade de seleção 11211 é conectada à fonte de tensão de 1 V 11212 e à fonte de tensão de 2,5 V 11223 e, usualmente, extrai uma tensão de 2,5 V extraída a partir da fonte de tensão de 2,5 V 11223 como uma tensão-alvo VT para o circuito diferencial 1130. Quando um sinal de detecção de remoção de bateria é introduzido, a unidade de seleção 11211 após isso extrai uma tensão de 1 V extraída a partir da fonte de tensão de 1 V 11212 como a tensão-alvo VT para o circuito diferencial 1130. Uma vez que a tensão-alvo VT diminui como uma consequência, o valor de VD' determinado de acordo com o valor de VR' - VT aumenta, encurtando o tempo de carga.

[00166] Conforme descrito acima, esta modalidade impede o tempo de carga de ser aumentado pela remoção da bateria.

Sexta Modalidade [00167] Esta modalidade é uma modificação do circuito de geração de onda triangular 1150 na unidade de controle de porta 1100 de acordo com a primeira modalidade.

[00168] Embora o circuito de geração de onda triangular 1150 de acordo com a primeira modalidade obtenha uma onda triangular que tem uma hipotenusa tipo de degrau de acordo com o aumento na tensão de onda triangular VB, o circuito de geração de onda triangular 1150 desta modalidade obtém uma onda triangular que tem uma hipotenusa suave. Nesta modalidade, como na primeira modalidade, a frequência da tensão CA extraída a partir do gerador não muda normalmente de forma abrupta, permitindo que a forma de onda de um ciclo imediatamente precedente e a forma de onda de um ciclo presente sejam considerados como quase os mesmos.

[00169] A figura 24 é uma configuração interna do circuito de geração de onda triangular 1150 de acordo com esta modalidade. Conforme mostrado na figura 24, o circuito de geração de onda triangular 1150 inclui uma fonte de corrente constante 11500, um circuito de manutenção 11501, uma fonte

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34/45 de corrente constante 11502, uma unidade de controle 11503, comutadores SW1 a SW4 e capacitores C1 e C2.

[00170] A fonte de corrente constante 11500, a unidade de controle 11503 e os comutadores SW1 a SW2 funcionam como uma primeira unidade de carga que carrega o capacitor C1 com uma corrente constante que tem um valor de corrente predeterminado, enquanto a tensão CA extraída a partir do gerador está no ciclo positivo ou no ciclo negativo (o ciclo positivo neste caso). O circuito de manutenção 11501, a fonte de corrente constante 11502, a unidade de controle 11503 e os comutadores SW3 a SW4 funcionam como uma segunda unidade de carga que carrega o capacitor C2 com uma corrente constante que tem um valor de corrente com base na tensão entre os terminais do capacitor C1, quando o ciclo acima terminar. Mais ainda, a unidade de controle 11503 funciona como uma unidade de controle que termina o carregamento pela segunda unidade de carga, com base no ciclo de tensão CA e na tensão entre os terminais do capacitor C2. O circuito de geração de onda triangular 1150 extrai a tensão entre os terminais do capacitor C2 durante um carregamento pela segunda unidade de carga como uma forma de onda da tensão de onda triangular. Os processos dos elementos constituintes serão explicados em detalhes.

[00171] A fonte de corrente constante 11500 se conecta a um terminal do comutador SW1. Um outro terminal do comutador SW1 se conecta a um terminal do capacitor C1 e a um terminal do comutador SW2. Um outro terminal do capacitor C1 se conecta ao aterramento. Um outro terminal do comutador SW2 se conecta ao circuito de manutenção 11501. O circuito de manutenção 11501 também se conecta à fonte de corrente constante 11502. [00172] A fonte de corrente constante 11502 se conecta a um terminal do comutador SW3, e um outro terminal do comutador SW3 se conecta a um terminal do capacitor C2 e a um terminal do comutador SW4. Um outro terminal do capacitor C2 se conecta ao aterramento. Um outro terminal do comutador SW3 forma um terminal de saída do circuito de geração de onda triangular 1150.

[00173] A fonte de corrente constante 11500 gera uma corrente cujo vaPetição 870180040778, de 16/05/2018, pág. 38/61

35/45 lor é fixado em Ic, e flui para um terminal do comutador SW1.

[00174] A unidade de controle 11503 comuta os comutadores SW1 a SW4 de acordo com os valores da tensão cA VA e da tensão de onda triangular VB gerada pelo circuito de geração de onda triangular 1150. Especificamente, quando a tensão CA VA tem um valor positivo, a unidade de controle 11503 torna LIGADOS os comutadores SW1 e SW3, e torna DESLIGADOS os comutadores SW2 e SW4. Quando a tensão CA VA não tem um valor positivo, a unidade de controle 11503 torna LIGADOS os comutadores SW2 e SW4, e torna DESLIGADOS os comutadores SW1 e SW3. Contudo, quando o valor de altura de onda da tensão de onda triangular VB atinge uma tensão-alvo V0 descrita mais tarde, independentemente do valor da tensão CA VA, a unidade de controle 11503 torna DESLIGADO o comutador SW3 e torna LIGADO o comutador SW4.

[00175] Como resultado das operações dos comutadores SW1 e SW2 controlados pela unidade de controle 11503, quando a tensão CA VA tem um valor positivo, o capacitor C1 é carregado com a corrente Ic.

[00176] A relação entre a corrente de carga I de um capacitor (capacitância estática C) e a tensão V(t) entre seus terminais geralmente é expressa pela equação (1). Aqui, t é o tempo de carga.

Equação 1

V()=C It ... (1) [00177] Conforme mostrado pela equação (1), se T1 for o tempo durante o qual a tensão CA VA tem um valor positivo, conforme mostrado na figura 25, a tensão V1 entre os terminais do capacitor C1 após o tempo T1 será expressa pela equação (2). Esta equação (2) indica que o tempo T1 pode ser convertido para a tensão V1. A capacitância estática dos capacitores C1 e C2 aqui é C.

Equação 2

V = C I_cr_l ... (2) [00178] O resultado das operações dos comutadores SW1 e SW2 é que,

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36/45 quando a tensão CA VA não tem mais um valor positivo, o capacitor C1 começa a descarregar. Como resultado da operação do comutador SW2, esta corrente de descarga é introduzida no circuito de manutenção 11501. O circuito de manutenção 11501 adquire a tensão V1 do ciclo imediatamente precedente pelo recebimento de uma entrada da corrente de descarga do capacitor C1, e a mantém.

[00179] A fonte de corrente constante 11502 gera uma corrente que tem um valor de corrente constante ID obtido a partir da equação (3), e flui para um terminal do comutador SW3.

Equação 3

1d = ... (³)

Vi [00180] onde a é um coeficiente expresso pela equação (4). Incidentalmente, V0 é o valor-alvo de um valor de tensão de pico (valor de altura de onda) da tensão de onda triangular, por exemplo, 5 V.

Equação 4 ^a = ^VJC ... ⁽⁴⁾ [00181] A figura 26 é uma relação entre o valor de corrente Id e a tensão V1 mostrada nas equações (3) e (4). Conforme mostrado na figura 26, quando o tamanho da tensão V1 flutua, a corrente ID calculada a partir da equação (3) excede ao máximo Idmax e ao mínimo Idmin da corrente que a fonte de corrente constante 11502 pode gerar; portanto, o circuito de geração de onda triangular 1150 preferencialmente é usado em uma faixa que não exceda a estes níveis.

[00182] Quando a tensão CA VA muda de um valor negativo para um valor positivo como resultado dos comutadores SW3 e SW4 serem controlados pela unidade de controle 11503, o capacitor C2 começa a ser carregado com o valor de corrente Id. Geralmente, quando uma corrente tendo um valor de corrente constante flui para um capacitor, a tensão entre os terminais do capacitor aumenta a uma taxa constante de aumento, de acordo com o tamanho do valor de corrente constante. Usando-se esta característica de um capacitor, enquanto se carrega o capacitor C2 com um valor de índice, a

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37/45 tensão V2 entre os terminais do capacitor C2 é extraída como a tensão de onda triangular VB.

[00183] Quando o tempo de carga é T2, a tensão V2 entre os terminais do capacitor C2 é expressa usando-se as equações (1) a (4) com a equação (5) a seguir.

Equação 5

[00184] O tempo de carga T2 do capacitor C2 é o tempo a partir de quando SW3 se torna LIGADO e SW4 se torna DESLIGADO, até SW3 se tornar DESLIGADO e SW4 se tornar LIGADO. Isto corresponde ao tempo durante o qual a tensão CA VA tem um valor positivo. Conforme declarado acima, uma vez que a frequência da tensão CA extraída a partir do gerador não muda normalmente de forma abrupta, a forma de onda de um ciclo imediatamente precedente e a forma de onda de um ciclo presente podem ser consideradas como quase as mesmas; daí, T2 e T1 podem ser considerados como iguais. Como resultado, a equação (5) pode ser adicionalmente modificada como a equação (6).

Equação 6

V; = V ... (6) [00185] Estes processos geram uma tensão de onda triangular VB a qual tem uma hipotenusa suave, e tem um valor alvo V0 como sua tensão de pico. Seu ciclo é T1.

[00186] Falando estritamente, há casos em que o ciclo imediatamente precedente e o ciclo presente não são os mesmos. A figura 27 é um diagrama explicativo de um exemplo de um caso como esse. No exemplo mostrado na figura 27, em nome da conveniência, uma lâmpada também é usada como uma carga, além da bateria 300. Conforme mostrado na figura 27, uma distorção de forma de onda e um atraso causados por um carregamento de bateria e um atraso causado por ignição de lâmpada são gerados na tensão CA introduzida na carga.

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38/45 [00187] Quando o ciclo imediatamente precedente é mais longo do que o ciclo presente, isto é, quando T2 > T1, com base na equação (5), o valor de tensão da tensão de onda triangular VB não atingirá a tensão-alvo V0 antes de o tempo de carga terminar. Por outro lado, quando o valor de tensão da tensão de onda triangular VB tiver atingido a tensão-alvo V0, independentemente do valor da tensão CA VA, a unidade de controle 11503 tornará DESLIGADO o comutador SW3 e tornará LIGADO o comutador SW4, desse modo terminando a saída da tensão de onda triangular VB no ponto quando seu valor de tensão tiver atingido a tensão-alvo V0.

[00188] Também é eficaz se, após a saída do gerador ter se tornado estável, a unidade de controle 11503 calcular uma média dos vários ciclos até então, e terminar a saída da tensão de onda triangular VB (tornar DESLIGADO o comutador SW3 e tornar LIGADO o comutador SW4) no ponto em que o tempo decorrido desde que a saída de onda triangular do presente ciclo começou tiver atingido o ciclo médio calculado. Isto pode reduzir o efeito de mudanças abruptas no ciclo de saída do gerador sobre o ciclo de saída da tensão de onda triangular.

[00189] Subsequentemente, uma operação do circuito de geração de onda triangular 1150 de acordo com esta modalidade será explicada, com referência a um exemplo mostrado na figura 28.

[00190] A figura 28 é uma forma de onda da tensão em ambos os terminais do capacitor C1 (forma de onda de tensão C1) e uma forma de onda da tensão em ambos os terminais do capacitor C2 (forma de onda de tensão C2) em seis ciclos de tensão CA VA após o gerador começar a gerar potência. Na figura 28, uma tensão de onda quadrada VA' está no nível mais alto quando a tensão CA VA tiver um valor positivo, e no nível mais baixo, quando a tensão CA VA tiver um valor negativo, e é inserida como um exemplo imaginário para fins explicativos.

[00191] Quando o gerador começa a gerar potência, SW1 se torna LIGADO e SW2 se torna DESLIGADO, e o capacitor C1 começa a carregar com um valor de corrente constante Ic. Se o ciclo positivo foi T1 ^{(- t}3 - Í1X ^atensão V11 entre os terminais do capacitor C1 será, com base na equação

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39/45 (2), Vii = IcTi/C. O circuito de manutenção 11501 mantém sua tensão V11, e faz a fonte de corrente constante 11502 gerar um valor de corrente constante Id tendo o valor indicado pela equação (3).

[00192] No tempo t4, o próximo ciclo positivo da tensão CA VA começa. Além disso, SW3 se torna LIGADO e SW4 se torna DESLIGADO, por meio do que o capacitor C2 começa a carregar e a tensão de onda triangular VB começa a ser extraída. Na figura 28, uma vez que o ciclo T2 do segundo ciclo positivo é mais curto do que o ciclo T1 do primeiro ciclo positivo, no tempo ts (= t4 + T2), SW3 se torna DESLIGADO e SW4 se torna LIGADO, terminando a extração da tensão de onda triangular VB, sem ela ter atingido a tensão-alvo V0 (5V neste exemplo).

[00193] O valor de tensão mantido pelo circuito de manutenção 11501 em um estado inicial (antes do tempo h) não é determinado. No exemplo da figura 28, esta tensão tem um valor extremamente alto, e a extração da tensão triangular termina no tempo t2 logo após o tempo t1 decorrer.

[00194] Após o tempo t5, de modo similar, a tensão de onda triangular VB começa a ser extraída e, conforme mostrado na figura 28, quando a saída do gerador se torna estável, o ciclo e a tensão de pico da onda triangular também se tornam estáveis.

[00195] Conforme descrito acima, de acordo com esta modalidade, uma onda triangular tendo uma hipotenusa suave pode ser obtida e, quando um tempo igual a um ciclo imediatamente precedente da tensão CA VA tiver decorrido deste o começo da extração da onda triangular, sua tensão pode ser controlada para a tensão-alvo V0.

Sétima Modalidade [00196] Esta modalidade aplica o conversor de potência 1000 de acordo com a primeira modalidade em um circuito que realiza uma retificação de onda completa trifásica.

[00197] Na figura 29, um conversor de potência 2150 é configurado de modo a controlar uma retificação de onda completa trifásica com uma bateria 300 e uma carga 303, e inclui transistores de efeito de campo de semicondutor de óxido de metal em pó (MOSFET) Q1 a Q6, inversores 11 a 13 e uma

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40/45 unidade de controle de porta 2152. Os MOSFETs de potência Q1 a Q6 são usados como as unidades de comutador nesta modalidade.

[00198] As fontes dos MOSFETs de potência Q1 a Q6 são conectadas a uma saída de fase U, uma saída de fase V e uma saída de fase W de um gerador CA trifásico incluindo uma bobina 100. Os drenos dos MOSFETs de potência Q1 a Q6 são conectados à unidade de controle de porta 2152, um lado mais da bateria 300 e à carga 303, e suas portas são conectadas à unidade de controle de porta 2152.

[00199] A figura 30 é uma configuração detalhada da unidade de controle de porta 2152. Na figura 30, as partes constituintes as quais são comuns àquelas da unidade de controle de porta 1100 de acordo com a primeira modalidade (figura 2) são designadas com números de referência iguais. [00200] Conforme mostrado na figura 30, a unidade de controle de porta 2152 inclui um circuito de conversão de tensão 1110, um circuito de geração de tensão de referência 1120, um circuito diferencial 1130, um circuito de amplificação 1140, circuitos de geração de onda triangular 1151-W, U e V, circuitos de geração de onda triangular 1152-W, U e V e circuitos de comparação 1160-U, V e W.

[00201] Uma tensão CA VA-W a qual é a saída de fase W do gerador alternativo trifásico, uma tensão CA VA-U a qual é a saída de fase U e uma tensão CA VA-W a qual é a saída de fase V são respectivamente introduzidas nos circuitos de geração de onda triangular 1151-W, U e V. Assim, uma tensão CA monofásica é introduzida em cada um dos circuitos de geração de onda triangular 1151, o que gera ondas triangulares da maneira descrita na primeira modalidade e na sexta modalidade. Como resultado, quando as tensões CA monofásicas estão no ciclo positivo, as ondas triangulares são geradas, e extraídas a partir dos circuitos de geração de onda triangular 1151 como as tensões de onda triangular VB-W1, U1 e V1.

[00202] Uma tensão CA VA-W, uma tensão CA VA-U e uma tensão CA VA-V são introduzidas de forma similar nos circuitos de geração de onda triangular 1152-W, U e V. Cada circuito de geração de onda triangular 1152 inverte a tensão CA monofásica introduzida antes da geração de uma onda

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41/45 triangular da maneira descrita na primeira modalidade e na sexta modalidade. Como resultado, quando as tensões CA monofásicas introduzidas estão no ciclo negativo, as ondas triangulares são geradas e extraídas a partir dos circuitos de geração de onda triangular 1152 como as tensões de onda triangular VB-W2, U2 e V2.

[00203] Os circuitos de comparação 1160-U, V e W respectivamente recebem entradas das tensões de onda triangular VB-W1 e W2, VB-U1 e U2 e VB-V1 e V2. Elas comparam cada tensão de onda triangular VB com a tensão VD' e, com base no resultado, extraem os sinais de pulso VSCR-U, V e W, conforme será explicado em detalhes abaixo com referência aos gráficos de forma de onda.

[00204] A figura 31 é um gráfico de forma de onda de cada tensão e similares. A figura 31 é um exemplo idealizado que não considera ruído e similares; por simplicidade, um processo do circuito de comparação 1160-U será explicado usando-se este exemplo, conforme mostrado em um primeiro estágio da figura 31, a fase da tensão CA VA-W é 240 graus mais lenta do que a tensão CA VA-U. O circuito de comparação 1160-U compara as tensões de onda triangular VB-W1 e W2 que são geradas com base nesta tensão CA VA-W com a tensão diferencial VD', e, com base no resultado, gera um sinal de pulso VSCR. As tensões de onda triangular VB-W1 e W2 e a tensão diferencial VD' são mostradas em um segundo estágio da figura 31.

[00205] Especificamente, o circuito de comparação 1160-U primeiramente determina se a tensão VD' tem um valor positivo na subida da tensão de onda triangular VB-W2 (o sincronismo quando a tensão CA VA-W entra em um ciclo negativo). Se a tensão VD' não for positiva, ele comutará o sinal de pulso VSCR-U para o nível alto, enquanto o ciclo negativo da tensão CA VAW continuará. Por outro lado, se a tensão VD' for positiva, ela calculará o ponto de interseção entre a hipotenusa da tensão de onda triangular VB-W2 e a tensão VD', e comutará o sinal de pulso VSCR-U para o nível alto a partir daquele ponto em diante. Subsequentemente, ele calcula um ponto de interseção entre a hipotenusa da próxima tensão de onda triangular VB-W1 e a tensão VD', e comuta o sinal de pulso VSCR-U para o nível baixo naquele

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42/45 ponto. O terceiro estágio da figura 31 é um exemplo de um sinal de pulso VSCR-U gerado neste processo. O circuito de comparação 1160-U assim gera e extrai o sinal de pulso VSCR-U. O mesmo vale para os circuitos de comparação 1160-V e W.

[00206] Em seguida, as tensões aplicadas a ambos os terminais da bateria 300 e da carga 303 como resultado destes processos dos circuitos de comparação 1160 serão explicadas.

[00207] O sinal de pulso VSCR-U extraído a partir do circuito de comparação 1160-U é introduzido na porta do MOSFET de potência Q1. A fonte e o dreno do MOSFET de potência Q1 se tornam condutivos apenas quando o sinal de pulso VSCR-U introduzido em sua porta no nível alto. Uma vez que a tensão CA VA-U é introduzida na fonte do MOSFET de potência Q1, quando o sinal de pulso VSCR-U introduzido na porta está no nível alto, a tensão CA VA-U passa pelo MOSFET de potência Q1 e é aplicada aos terminais mais da bateria 300 e da carga 303. O quarto estágio da figura 31 representa a tensão CA VA-U aplicada neste momento.

[00208] O sinal de pulso VSCR-U extraído a partir do circuito de comparação 1160-U é invertido pelo inversor I1, e introduzido em uma porta do MOSFET de potência Q4. A fonte e o dreno da MOSFET de potência Q4 se tornam condutivos apenas quando o sinal de pulso invertido VSCR-U introduzido nesta porta estiver no nível alto. Uma vez que a tensão CA VA-U é introduzida no dreno do MOSFET de potência Q4, quando o sinal de pulso invertido VSCR-U está no nível alto, a tensão CA VA-U passa pelo MOSFET de potência Q4 e é aplicado aos terminais menos da bateria 300 e da carga 303. Os quinto e sexto estágios da figura 31 respectivamente representam o sinal de pulso invertido VSCR-U e a tensão CA VA-U aplicada.

[00209] A forma de onda em um sétimo estágio da figura 31 é a tensão líquida aplicada a ambos os terminais da bateria 300 e da carga 303, como resultado da aplicação da tensão CA VA-U aos terminais mais e aos terminais menos da bateria 300 e da carga 303, conforme descrito acima. Esta tensão é obtida pela adição da tensão CA VA-U aplicada aos terminais mais e da tensão CA VA-U invertida aplicada aos terminais menos.

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43/45 [00210] Ainda, a figura 32 representa a tensão em cada fase aplicada em ambos os terminais da bateria 300 e da carga 303, e o valor total. Este valor total se torna a tensão de carga da bateria 300. Conforme mostrado nas figuras 31 e 32, conforme VD' diminui, a tensão de carga oscila para o lado menos e a bateria 300 começa a descarregar. Quando VD' diminui, o valor total oscila para o lado mais e a bateria 300 é carregada.

[00211] Estes processos podem ser explicados em termos de ângulos de avanço e ângulos de atraso. Os processos da unidade de controle de porta 2152 concretizam resultados equivalentes a um processo de ângulo de avanço e a um processo de ângulo de atraso, conforme descrito abaixo. [00212] Por exemplo, com respeito à fase U, quando a tensão VD' é comparativamente grande, a unidade de controle de porta 2152 torna a saída de MOSFET de potência Q1 negativa de tensão de fase U. Este processo é um processo de ângulo de avanço, em que a saída de fase U é deslocada para o lado negativo. Consequentemente, a corrente flui a partir da bateria 300 para o gerador, o que opera como um motor, e a bateria 300 se descarrega. Por outro lado, quando a tensão VD' é comparativamente pequena, a unidade de controle de porta 2152 torna a saída de MOSFET de potência Q1 positiva de tensão de fase U. Este processo é um processo de ângulo de atraso, pelo fato de a saída de fase U ser deslocada para o lado positivo. Consequentemente, a corrente flui a partir do gerador para a bateria 300, desse modo a carregando.

[00213] A figura 33 é um diagrama explicativo de ângulos de avanço e de atraso obtidos a partir de testes reais. A figura 33 representa uma onda quadrada representando a tensão CA VA-U, um sinal de pulso VSCR-U, e uma corrente de saída para a bateria 300 e a carga 303. A onda quadrada mantém o nível alto no ciclo positivo da tensão CA VA-U, e mantém o nível baixo no ciclo negativo. Para simplificar os testes, o exemplo da figura 33 difere do exemplo descrito acima pelo fato de o sinal de pulso VSCR-U ser abaixado para um nível baixo após um tempo predeterminado decorrer desde a elevação dele para o nível alto.

[00214] A figura 33A é um diagrama de estados de referência para um

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44/45 ângulo de avanço e um ângulo de atraso, os quais são dispostos por conveniência de ilustração. Aqui, o sinal de pulso VSCR-U é elevado para o nível alto a aproximadamente 7/20 do tempo desde o começo do ciclo negativo da tensão CA VA-U. A corrente de saída aqui está ligeiramente no lado mais. Em outras palavras, a bateria 300 está em um estado de carga calma. [00215] Em contraste, na figura 33B, o sinal de pulso VSCR-U é elevado para o nível alto a aproximadamente 2/20 do tempo desde o começo do ciclo negativo da tensão CA VA-U. Uma vez que isto extrai quase que inteiramente o ciclo negativo da tensão CA VA-U, ela atinge um estado de realização de um processo de ângulo de avanço. Como resultado, a corrente de saída está no lado menos, e a bateria 300 está no estado de descarga.

[00216] Na figura 33C, o sinal de pulso VSCR-U é elevado para o nível alto a aproximadamente 19/20 do tempo desde o começo do ciclo negativo da tensão CA VA-U. Uma vez que isto extrai quase que inteiramente o ciclo positivo da tensão CA VA-U, ela atinge um estado de realização de um processo de ângulo de atraso. Como resultado, a corrente de saída está consideravelmente no lado mais, e a bateria 300 está em um estado de descarga rápida.

[00217] Assim, o estado de carga da bateria 300 pode ser controlado de acordo com quanto do ciclo negativo da tensão CA VA-U é extraído. Conforme mostrado na figura 31, nesta modalidade, a extensão da extração de ciclo negativo em cada fase é controlada de acordo com o tamanho da tensão VD', obtendo-se um efeito que é equivalente à execução de um processo de ângulo de avanço ou de um processo de ângulo de atraso.

[00218] Conforme mencionado anteriormente, o conversor de potência 1000 também pode ser aplicado em um circuito que realize uma retificação de onda completa trifásica. Em cada fase, o sincronismo de saída de potência de tensão CA a partir de cada MOSFET de potência é controlado com base em uma tensão CA que tem uma fase deslocada em 240 graus, desse modo se criando estados de controle de ângulo de avanço e de ângulo de atraso, e tornando possível controlar os estados de carga / descarga da bateria 300.

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45/45 [00219] Embora as modalidades preferidas da invenção tenham sido descritas e ilustradas acima, deve ser entendido que estas são exemplos de acordo com a invenção e não devem ser consideradas como limitantes. Adições, omissões, substituições e outras modificações podem ser feitas, sem que se desvie do espírito ou do escopo da presente invenção. Assim sendo, a invenção não é para ser considerada como estando limitada pela descrição precedente, e é limitada apenas pelo escopo das reivindicações em apenso.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conversor de potência (100) configurado para converter uma potência CA emitida a partir de um gerador em uma potência CC e para fornecer para uma carga (305), compreendendo:

uma unidade de comutador conectada entre uma unidade de saída do gerador e a carga (303); e uma unidade de controle (1100) configurada para controlar um estado condutivo da unidade de comutador;

a unidade de controle (1100) incluindo:

um circuito de geração de onda triangular configurado para gerar uma tensão de onda triangular (VB) que tem uma tensão de pico (Vp) constante correspondente a cada ciclo da potência CA emitida a partir do gerador, usando-se uma forma de onda de uma tensão CA de um ciclo imediatamente precedente;

um circuito diferencial (1130) configurado para receber uma tensão expressando um valor eficaz ou um valor médio da tensão suprida através da unidade de comutador para a carga (303), e uma tensão-alvo predeterminada, e para gerar uma tensão diferencial (VD) entre elas; e um circuito de comparação configurado para comparar a tensão de onda triangular e a tensão diferencial (VD) gerada pelo circuito diferencial (1130), para gerar um sinal de pulso que estipula um sincronismo condutivo da unidade de comutador com base no resultado de comparação, e para controlar o estado condutivo da unidade de comutador;

caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) ainda compreende:

um circuito de geração de tensão (1220) configurado para gerar uma tensão predeterminada; e um circuito de seleção configurado para, com base na relação de tamanho entre uma tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão (1220) e uma tensão diferencial (VD) gerada pelo circuito diferencial (1130), selecionar uma dentre a tensão predeterminada e a tensão diferencial (VD), e para emitir para o circuito de comparação; e

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2/7 o circuito de comparação é configurado para comparar a tensão predeterminada ou a tensão diferencial (VD) emitida a partir do circuito de seleção com a tensão de onda triangular (VB), e para, com base no resultado de comparação, gerar um sinal de pulso que estipula um sincronismo de condução da unidade de comutador, e o supre para a unidade de comutador.

2. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) compreende um circuito de contador configurado para contar um relógio e, quando o resultado de contagem excede a um limite, controlar a saída do circuito de seleção, de modo que emita a tensão diferencial (VD) gerada pelo circuito diferencial (1130).
3. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de geração de tensão (1220) inclui um circuito CR que inclui um capacitor (C1) e um resistor (R1) e é configurado para gerar a tensão predeterminada para descarga de uma carga armazenada no capacitor (C1).
4. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) compreende um circuito de detecção de remoção de carga configurado para detectar uma remoção da carga (303) com base na tensão CA emitida a partir do gerador e na saída da unidade de comutador e, quando detecta que a carga (303) foi removida, controlar a saída da unidade de seleção de modo que ela emita a tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão (1220).
5. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) compreende um circuito de detecção de remoção de carga configurado para detectar uma remoção da carga (303) com base na tensão CA emitida a partir do gerador e na saída da unidade de comutador e, quando detecta que a carga (303) foi removida, realiza um processo para redução do valor de tensão da tensão-alvo predeterminada.

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6. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um circuito de amplificação configurado para amplificar a tensão diferencial (VD) e a para fornecer para o circuito de comparação.
7. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que se H for o valor de altura de onda da onda triangular, M for a taxa de amplificação do circuito de amplificação, VT for a tensão-alvo e W for a largura de controle da tensão fornecida através da unidade de comutador para a carga, então, W será um valor em uma faixa de VT a VT + (H/M).
8. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a unidade de geração de onda triangular inclui:

uma unidade de contagem configurada para contar o tempo de meio ciclo de uma tensão CA (VA) em um primeiro ciclo extraída pelo gerador;

uma unidade de divisão configurada para dividir um número de contagem da unidade de contagem por um valor predeterminado; e uma unidade de geração de forma de onda configurada para, em um segundo ciclo após o primeiro ciclo, gerar uma forma de onda de tensão em degrau que sobe pela tensão predeterminada em cada lapso de tempo indicado pelo resultado de divisão obtido a partir da unidade de divisão no primeiro ciclo; e o conversor de potência é configurado para emitir a forma de onda de tensão em degrau como uma forma de onda da tensão de onda triangular.
9. Conversor de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a unidade de geração de onda triangular ainda inclui:

uma primeira unidade de carga configurada para carregar um primeiro capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente predeterminado, enquanto a tensão CA emitida a partir do gerador está em

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4/7 um ciclo positivo ou em um ciclo negativo; e uma segunda unidade de carga configurada para:

carregar um segundo capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente com base em uma tensão entre os terminais do primeiro capacitor, quando o ciclo termina;

terminar o carregamento da segunda unidade de carga, com base no ciclo de tensão CA e na tensão entre os terminais do segundo conversor de potência; e emitir a tensão entre os terminais do segundo capacitor como uma forma de onda da tensão de onda triangular.
10. Conversor de potência (1000) configurado para converter uma potência CA trifásica emitida a partir de um gerador em uma potência CC e para fornecer para uma carga (303) compreendendo:

uma pluralidade de unidades de comutador conectadas entre cada unidade de saída de fase do gerador e cada terminal da carga (303); e uma unidade de controle configurada para gerar uma tensão de onda triangular (VB) correspondente a cada ciclo da potência CA em cada fase emitida a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, para gerar uma tensão diferencial (VD) entre a tensão suprida para a carga (303) através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada, e, em cada fase, para controlar um estado condutivo de cada unidade de comutador conectada àquela unidade de saída de fase, com base nas tensões de onda triangular geradas para outras fases e na tensão diferencial;

caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) ainda compreende:

um circuito de geração de tensão (1220) configurado para gerar uma tensão predeterminada; e um circuito de seleção configurado para, com base na relação de tamanho entre uma tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão (1220) e uma tensão diferencial (VD) gerada pelo circuito diferencial (1130), selecionar uma dentre a tensão predeterminada e a tensão diferencial (VD), e para emitir para o circuito de comparação; e

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5/7 o circuito de comparação é configurado para comparar a tensão predeterminada ou a tensão diferencial (VD) emitida a partir do circuito de seleção com a tensão de onda triangular (VB), e para, com base no resultado de comparação, gerar um sinal de pulso que estipula um sincronismo de condução da unidade de comutador, e o supre para a unidade de comutador.
11. Conversor de potência, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é configurada para:

gerar uma tensão de onda triangular de fase W (VB) correspondente a cada ciclo de uma potência CA de fase W emitida a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gerar uma tensão diferencial (VD) entre a tensão suprida para a carga (303) através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada e, em cada fase, controlar o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a uma unidade de saída de fase U, com base nas tensões de onda triangular de fase W geradas e na tensão diferencial;

gerar uma tensão de onda triangular de fase U (VB) correspondente a cada ciclo de uma potência CA de fase U emitida a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gerar uma tensão diferencial (VD) entre a tensão fornecida para a carga (303) através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada e, em cada fase, controlar o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a uma unidade de saída de fase V, com base nas tensões de onda triangular de fase U geradas e na tensão diferencial; e gerar uma tensão de onda triangular de fase V (VB) correspondente a cada ciclo de uma potência CA de fase V emitida a partir do gerador e tendo uma tensão de pico constante, gerar uma tensão diferencial entre a tensão fornecida para a carga (303) através da unidade de comutador e uma tensão-alvo predeterminada e, em cada fase, controlar o estado condutivo de cada unidade de comutador conectada a uma unidade de saída de fase W, com base nas tensões de onda triangular de fase V (VB) geradas e na tensão diferencial.

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12. Circuito de geração de onda triangular configurado para gerar uma tensão de onda triangular para controle do estado condutivo de um elemento de comutador em um conversor de potência configurado para converter uma potência CA emitida a partir de um gerador em uma potência CC e para fornecer para uma carga, compreendendo:

uma primeira unidade de carga que carrega um primeiro capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente predeterminado, enquanto a tensão CA emitida a partir do gerador está em um ciclo positivo ou em um ciclo negativo;

uma segunda unidade de carga que carrega um segundo capacitor com uma corrente constante que tem um valor de corrente com base em uma tensão entre os terminais do primeiro capacitor, quando o ciclo termina; e uma unidade de controle que termina o carregamento da segunda unidade de carga, com base no ciclo de tensão CA e na tensão entre os terminais do segundo capacitor;

o circuito de geração de onda triangular sendo configurado para emitir a tensão entre os terminais do segundo capacitor como uma forma de onda da tensão de onda triangular, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (1100) ainda compreende:

um circuito de geração de tensão (1220) configurado para gerar uma tensão predeterminada; e um circuito de seleção configurado para, com base na relação de tamanho entre uma tensão predeterminada gerada pelo circuito de geração de tensão (1220) e uma tensão diferencial (VD) gerada pelo circuito diferencial (1130), selecionar uma dentre a tensão predeterminada e a tensão diferencial (VD), e para emitir para o circuito de comparação; e o circuito de comparação é configurado para comparar a tensão predeterminada ou a tensão diferencial (VD) emitida a partir do circuito de seleção com a tensão de onda triangular (VB), e para, com base no resultado de comparação, gerar um sinal de pulso que estipula um sincronismo de

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7/7 condução da unidade de comutador, e o supre para a unidade de comutador.

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