JP3950262B2 - モータ駆動用電力変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に電気自動車、電気スクータ、電気自転車等の動力用モータを駆動するのに適したモータ駆動用電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、電気スクータ、電気自転車用の動力用モータを駆動するモータ駆動用電力変換装置としては、電池及びコンデンサを直列接続し、この電池、コンデンサから電力変換回路（第１の電力変換器）を介してモータに力行電力を供給し、該モータからの回生電力を前記電力変換器及びこれとは別の電力変換器（第２の電力変換器）を介して前記コンデンサに蓄えるようにしたものがある。例えば特開平１０−８４６２８号公報、特開平１０−８４６０１号公報にはこの種のモータ駆動用電力変換装置が紹介されている。図７はそのようなモータ駆動用電力変換装置の一例を示す回路図である。
【０００３】
同図において、２４はコンデンサ、２６は該コンデンサ２４に直列に接続された電池、３６は該コンデンサ２４に並列に接続されたダイオードで、該コンデンサ２４の極性が反転するのを防止する。１６は第１の電力変換器で、出力端にモータ１８が接続され、入力端はスイッチ回路７７を介して前記電池２６及びはコンデンサ２４からなる直列回路に接続されている。スイッチ回路７７は力行時はオンし、回生時にオフするもので、前記直列回路の電池側端子と第１の電力変換器１６の出力端のプラス側端子との間に接続されている。
【０００４】
３２０は第２の電力変換器で、入力端が前記第１の電力変換器１６の入力端に接続され、出力端がコンデンサ２４に接続されている。７３は制御回路で、例えば電気自動車等のアクセル７４、ブレーキ７６、クラッチ７８からの信号を処理し、それらの信号に基づいて第１の電力変換器１６、第２の電力変換器３２０及びスイッチ回路７７を制御する。
【０００５】
次に、図７に示すモータ駆動用電力変換装置の動作を説明する。力行時にはスイッチ回路７７がオンされ、電池２６及びコンデンサ２４から力行電力が第１の電力変換器１６を介してモータ１８に供給され、モータ１８が回転する。また、回生時には、スイッチ回路７７がオフされ、モータ１８からの回生電力が第１の電力変換器１６及び第２の電力変換器３２０を介してコンデンサ２４に供給され、該コンデンサ２４がその回生電力を蓄積する。
【０００６】
このようなモータ駆動用電力変換装置によれば、モータ１８の負荷変動に応じて、コンデンサ２４が短時間ながら大電力をモータ１８に供給する機能を果たし、電池は小電力ながら長時間にわたって平均した電力をモータ１８に供給する機能を果たす。これにより電池のピーク負荷を減らし、電池の寿命を延長すると共に、実質的に電力容量を拡大することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のモータ駆動用電力変換装置には、コンデンサのみが回生電力の蓄積を行うので、蓄積容量を増すことに限界があるという問題があった。即ち、一般にコンデンサは大容量の例えば電気二重層コンデンサを用いたとしてもその蓄積容量が電池の数分の１以下であり、従って蓄積容量を増やすことが難しい。
【０００８】
そのため、そのモータ駆動用電力変換装置を用いた例えば電気自動車等が長い下り坂を連続走行する場合、回生電力によってコンデンサがその蓄積容量が小さいが故に短時間で満充電になり、電池には回生の余力が残っているにも拘わらず回生走行を続けることができないという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、電池にも回生電力の蓄積ができるようにし、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を高めることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係るモータ駆動用電力変換装置は、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路と、第２入出力端がモータ１８に結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器１６と、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサ２４に結合された第２の電力変換器３２０と、前記第１の電力変換器１６、及び第２の電力変換器３２０を少なくとも制御する制御回路７３とを少なくとも備え、前記回生対象切換用のスイッチ回路１０は、前記第２の電力変換器３２０の出力の前記コンデンサ２４への印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器の出力を前記電池２６のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、 前記制御回路１０がコンデンサ２４の充電電圧を検出し、スイッチ回路１０（１０１、１０２）が第１の切換状態にあるときにその充電電圧が予め設定された電圧よりも高くなったとき自動的にスイッチ回路１０（１０１、１０２）を第１の切換状態から第２の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明に係るモータ駆動用電力変換装置は、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路と、第２入出力端がモータ１８に結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器１６と、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサ２４に結合された第２の電力変換器３２０と、前記第１の電力変換器１６、及び第２の電力変換器３２０を少なくとも制御する制御回路７３とを少なくとも備え、前記回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）は、前記第２の電力変換器の出力を前記コンデンサ２４への印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器１６の出力を前記電池２６のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、 前記制御回路７３が連続回生状態の終了を検出し、スイッチ回路１０（１０１、１０２）が第２の切換状態にあるときに連続回生状態の終了を検出したとき自動的にスイッチ回路１０（１０１、１０２）を第２の切換状態から第１の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のモータ駆動用電力変換装置において、スイッチ回路１０１、１０２に対してプリチャージ回路ＰＡ、ＰＢを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のモータ駆動用電力変換装置において、スイッチ回路１０（１０１、１０２）の両端間電圧を検出してスイッチ回路１０の制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載のモータ駆動用電力変換装置において、タイマーを用いてスイッチ回路１０（１０１、１０２）のシーケンス制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態及び実施例】
図１は本発明のモータ駆動用電力変換装置の第１の実施例のブロック図である。同図において、２４はコンデンサ、例えば大容量電気二重層コンデンサである。２６は該コンデンサ２４に直列に接続された電池であり、該電池の２６の陰極をコンデンサ２４のプラス側端子に接続することにより電池２６とコンデンサ２４からなる直列回路が構成されている。
【００２０】
３６は該コンデンサ２４に並列に接続されたダイオードで、該コンデンサ２４の極性が反転するのを防止する。１６は第１の電力変換器で、第２入出力端にはモータ１８が接続され、第１入出力端は第１のスイッチ回路７７を介して前記電池２６及びコンデンサ２４からなる直列回路に接続されている。第１の電力変換器１６はモータ１８が交流モータの場合、インバータまたはＤＣ／ＡＣコンバータ、直流モータの場合、チョッパまたはＤＣ／ＤＣコンバータである。第２の電力変換器はチョッパまたはＤＣ／ＤＣコンバータである。スイッチ回路７７は力行時はオンし、回生時にオフし、コンデンサ２４の満充電後においてもなお連続回生状態が継続するとオンするもので、前記直列回路の電池側端子と第１の電力変換器１６の第１入出力端のプラス側端子との間に接続されており、制御回路７３により制御される。
【００２１】
３２０は第２の電力変換器で、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に接続され、出力端がコンデンサ２４に接続されている。なお、第２の電力変換器３２０が絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、内部にて入力端と出力端が電気的に絶縁されている場合には、スイッチ回路７７を省略することができる。１０は第２のスイッチ回路で、特許請求の範囲における回生対象切換用のスイッチ回路に該当する。該スイッチ回路１０は共通端子が第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に接続され、一方の切換端子Ａがコンデンサ２４のマイナス側端子に接続され、他方の切換端子Ｂが前記コンデンサ２４と上記電池２６との接続点（換言すれば電池２６の陰極）に接続されている。
【００２２】
１２はコンデンサ２４の端子電圧を検出する電圧検出手段であり、その出力は上記制御回路７３へ送出される。該制御回路７３は、例えば電気自動車等のアクセル７４、ブレーキ７６、クラッチ７８からの信号を処理し、それらの信号に基づいて第１の電力変換器１６、第２の電力変換器３２０及びスイッチ回路７７を制御する点では図７に示す従来のモータ駆動用電力変換装置と共通するが、更に、上記電圧検出手段１２の検出出力に基づいて上記第２のスイッチ回路１０をも制御する点で従来のモータ駆動用電力変換装置と異なる。
【００２３】
次に、図１に示したモータ駆動用電力変換装置の動作説明をする。制御回路７３により、通常時は第２のスイッチ回路１０を切換端子Ａに切り換えた切換状態、即ち第１の切換状態に、第２の電力変換器を停止するとともに第１のスイッチ回路７７を導通する状態に制御する。この状態では上記電池２６及びコンデンサからなる直列回路側から第１のスイッチ回路７７及び第１の電力変換器１６を介してモータ１８に力行電力が供給される。
【００２４】
回生状態になると、上記制御回路７３は第１のスイッチ回路７７をオフ状態にし、第２の電力変換器３２０を作動させる。すると、モータ１８から回生電力が第１の電力変換器１６及び第２の電力変換器３２０を介してコンデンサ２４に供給され、コンデンサ２４に電力が蓄積される。そして、回生状態が連続する連続回生状態が継続し、その結果、コンデンサ２４が満充電状態に達すると、電圧検出手段１２の検出出力が予め設定された基準電圧を越える。
【００２５】
すると、制御回路７３が第２の電力変換器３２０を停止するとともに第１のスイッチ回路７７をオン状態にし、同時に第２のスイッチ回路１０を第１の切換状態から、第２の切換状態、即ち切換端子Ｂ側に切り換えた状態にする。該第２の電力変換器３２０を介してのコンデンサ２４への回生が停止すると共に、第１の電力変換器１６を介しての第２のスイッチ回路１０を通じて電池２６のみに回生が可能な状態になる。
【００２６】
従って、上記のモータ駆動用電力変換装置によれば、連続回生状態が継続してコンデンサ２４が満充電状態になっても、その後は、電池２６のみに回生する状態になり、以後は電池２６に回生電力が蓄積される。そして、一般に、電池はコンデンサと比較して数倍以上の蓄積容量を持つので、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を増大することができるのである。
【００２７】
ところで、回生状態が終了すると、そのことが検出され、その検出結果に基づいて制御回路７３は第２のスイッチ回路１０を第２の切換状態から第１の切換状態、即ち切換端子Ａに切り換えた切換状態に切り換える。すると、通常の力行状態に戻る。なお、回生状態が終了したことは、運転者がアクセルを踏んだことなどから判別することが可能である。
【００２８】
なお、図１に示した実施例においては、第２のスイッチ回路１０の切換を電圧検出手段１２の検出結果に基づく制御回路７３による制御により自動的に行うようにしているが、手動その他の操作により行うようにしても良い。
【００２９】
図２は図１に示したモータ駆動用電力変換装置の第２のスイッチ回路１０の実際の構成を明らかにする回路ブロック図である。同図において、ＭＡ、ＭＢはスイッチ回路１０の主となる電流経路で、共にスイッチを有し、この電流経路ＭＡとＭＢが直列に接続され、この直列回路がコンデンサ２４に対して並列に接続されており、この電流経路ＭＡとＭＢとの接続点が第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に接続されている。ＰＡ、ＰＢはスイッチ回路１０のプリチャージ用の電流経路で、スイッチを有し、ＲＡ、ＲＢはその電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチと直列に接続されたプリチャージ抵抗である。電流経路ＰＡのスイッチとプリチャージ抵抗ＲＡの直列回路は電流経路ＭＡに対して、電流経路ＰＢのスイッチとプリチャージ抵抗ＲＢの直列回路は電流経路ＭＢに対してそれぞれ並列に接続されている。
【００３０】
第２のスイッチ回路１０を図２に示すように構成するのは、第１と第２の切換状態間で瞬間的に切換を行うと第１の電力変換器１６の第１入出力端のリップル吸収用平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷による突入電流がスイッチ素子に流れてこれが焼損するからである。即ち、一般に第１の電力変換器１６等を成すインバータ等の入力端にはその内部のスイッチング動作によるリップル電流を平滑化するため、大容量の平滑コンデンサ（例えばアルミ電解コンデンサ等）が接続されている。図１のリップル吸収用平滑コンデンサ１４がそれに該当する。
【００３１】
ところで、その平滑コンデンサ１４は電圧を維持する性質を持つ一方、図１に示すスイッチ回路１０を切換端子Ａ側に切り換えた切換状態にすると電池２６とコンデンサ２４の端子電圧の和を、切換端子Ｂ側に切り換えた切換状態にすると電池２６の端子電圧そのものを受けるので、実際には、その図１におけるスイッチ回路１０を瞬間的に切り換えることはできない。もし、瞬間的な切り換えを行うと、電位差のために突入電流がスイッチに突入し、焼損するからである。
【００３２】
そこで、スイッチ回路１０を図２に示すように構成し、次のシーケンスで動作させるのである。スイッチ回路１０を切換端子Ａ側に切り換えた切換状態（第１の切換状態）から切換端子Ｂ側に切り換えた切換状態（第２の切換状態）にするには、電流経路ＭＡのスイッチをオフ→プリチャージ用電流経路ＰＢをオン（プリチャージ抵抗ＲＢを介して第１の電力変換器１６の平滑コンデンサ１４の電圧調整）→プリチャージ電流経路ＰＢをオフ、主たる電流経路ＭＢをオンの順序でスイッチ操作をする。
【００３３】
また、スイッチ回路１０を切換端子Ｂに切り換えた切換状態（第２の切換状態）から切換端子Ａに切り換えた切換状態（第１の切換状態）にするには、電流経路ＭＢのスイッチをオフ→プリチャージ用電流経路ＰＡのスイッチをオン→プリチャージ電用流経路ＰＡをオフ、主たる電流経路ＭＡをオンの順序でスイッチ操作をする。
このようなスイッチ操作によりプリチャージ抵抗ＲＡ、ＲＢで主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチを保護することができる。
【００３４】
これらのシーケンス動作は、タイマーに基づく制御により、或いは主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチの端子電圧ＶＡ、ＶＢを計測し、計測結果に基づく制御により自動的に行うようにすることができる。
なお、ＭＡ、ＭＢ、ＰＡ、ＰＢのスイッチは、電流をオン／オフすることができれば、どのようなスイッチング素子を用いても良く、例えばコンタクタ、リレー、半導体素子（サイリスタ、トランジスタ等）が好適例である。
【００３５】
図３（Ａ）、（Ｂ）は図１に示したモータ駆動用電力変換装置の第２のスイッチ回路１０を構成する半導体素子の各別の例を示すもので、図３（Ａ）に示すものはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、図３（Ｂ）に示すものはＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）である。図において、Ｇはゲート、Ｓはソース、Ｄはドレイン、Ｅはエミッタ、Ｃはコレクタ、ダイオードは構造上必然的に発生する寄生ダイオードである。
【００３６】
なお、図３（Ａ）に示すように半導体素子がＦＥＴの場合、ゲートＧに印加する電圧によりドレインＤからソースＳへの電流をオン／オフ制御することができるが、ソースＳからドレインＤへの電流は上記寄生ダイオードを流れるので、オフすることはできないという性質を持ち、図３（Ｂ）に示すように半導体素子がＩＧＢＴの場合、ゲートＧに印加する電圧によりコレクタＣからエミッタＥのへの電流をオン／オフ制御することができるが、エミッタＥからコレクタＣへの電流は上記寄生ダイオードを流れるので、オフすることはできないという性質を持つ。
【００３７】
図４はスイッチ回路１０を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子により構成した、本発明のモータ駆動用電力変換装置の第２の実施例を示すものである。本モータ駆動用電力変換装置は、主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチとしてＩＧＢＴを用い、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチとしてＦＥＴを用いたものである。
【００３８】
本実施例においては、電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチが共にオフの状態でも、ＭＡのスイッチを成すＩＧＢＴの寄生ダイオードにより電池２６とコンデンサ２４への回生が可能である。尤も、これらは特に必要不可欠な経路というわけではない。
【００３９】
一方、ＭＡのスイッチをオン、ＭＢのスイッチをオフにすることで、電池２６とコンデンサ２４による力行が可能になり、ＭＡのスイッチをオフ、ＭＢのスイッチをオンすることで電池２６だけへの回生が可能になる。なお、その間第２の電力変換器３２０（ここではＤＣ／ＤＣコンバータとする。）は停止させておくが、ＭＡのスイッチがオン、ＭＢのスイッチがオフの状態で第２の電力変換器３２０を動作させると、コンデンサ２４だけへの回生も可能になる。これらは本発明において必要不可欠な経路（モード）である。
【００４０】
なお、プリチャージに関しては、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチを半導体素子（ＦＥＴ、ＩＧＢＴ）で構成しても、プリチャージ電流は寄生ダイオードを流れない方向に流れる電流なので、通常のスイッチを用いたのと同様にオン／オフ制御することができる。
【００４１】
図５は本発明のモータ駆動用電力変換装置の第３の実施例を原理を理解しやすくするためプリチャージ回路を省略して示すブロック図である。本実施例は第２の電力変換器をなくし、電力変換器として第１の電力変換器のみを用いたものである。
【００４２】
１０１は第１のスイッチ回路で、その共通端子は第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に、切換端子Ａはコンデンサ２４のマイナス側端子に、切換端子Ｂは電池２６とコンデンサ２４との接続点にそれぞれ接続されている。１０２は第２のスイッチ回路で、その共通端子は第１の電力変換器１６の第１入出力端のプラス側端子に、切換端子Ｃは電池２６とコンデンサ２４との接続点に、切換端子Ｄは電池２６の陽極にそれぞれ接続されている。
【００４３】
本実施例においては、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ａ側に、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｄ側に切り換えた状態にすることにより電池２６とコンデンサ２４による力行を行うことができ、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ａ側、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｃ側に切り換えた状態にすることによりコンデンサ２４だけへの回生を行うことができ、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ｂ側に、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｄ側に切り換えた状態にすることにより電池２６だけへの回生ができるようにすることができる。
【００４４】
なお、実際の切換にあたってはプリチャージが必要となるため、第１のスイッチ回路１０１及び第２のスイッチ回路１０２は共に、実際の構成は図２に示すモータ駆動用電力変換装置と同様に、例えば単接点スイッチ等のスイッチ素子とプリチャージ抵抗とを組み合わせたものとなる。
【００４５】
図６は図５に示したモータ駆動用電力変換装置の第１及び第２のスイッチ回路１０１、１０２を半導体素子、特にＦＥＴ、ＩＧＢＴにより構成した、本発明のモータ駆動用電力変換装置の第４の実施例を示す回路ブロック図である。本実施例においては、第１のスイッチ回路１０１の主たる電流経路ＭＡ、ＭＢ及び第２のスイッチ回路１０２の主たる電流経路ＭＣ、ＭＤの各スイッチをＩＧＢＴにより構成し、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤの各スイッチをＦＥＴにより構成したものである。ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤはプリチャージ抵抗である。
【００４６】
本実施例においては、ＭＡ、ＭＢ、ＭＣ、ＭＤの各スイッチがオフ状態であっても、ＭＡ、ＭＤの各スイッチを成すＩＧＢＴの寄生ダイオードにより電池２６及びコンデンサ２４への回生が可能であるが、これは特に必要不可欠な経路（モード）ではない。
【００４７】
ＭＡのスイッチをオン、ＭＢのスイッチをオフ、ＭＣのスイッチをオフ、ＭＤのスイッチをオンにすると電池２６とコンデンサ２４により力行する状態にすることができ、ＭＡのスイッチをオフ（オンでも良い。）、ＭＢのスイッチをオフ、ＭＣのスイッチをオン、ＭＤのスイッチをオフにすることによりコンデンサ２４だけへの回生をする状態にすることができ、ＭＡのスイッチをオフ、ＭＢのスイッチをオン、ＭＣのスイッチをオフ、ＭＤのスイッチをオフ（オンでも良い。）とすることにより電池だけへの回生が可能になる。これらは、本発明において必要不可欠な経路（モード）である。
【００４８】
プリチャージに関しては、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤのスイッチを半導体素子（ＦＥＴ、ＩＧＢＴ）で構成しても、プリチャージ電流は寄生ダイオードを流れない方向に流れる電流なので、通常のスイッチを用いたのと同様にオン／オフ制御することができる。
なお、図１、図２、図４、図５、図６において第１の電力変換器１６がインバータの場合、図では単相としたが、３相や多相でも良いことは言うまでもない。
【００４９】
【発明の奏する効果】
以上に述べたように、本発明のモータ駆動用電力変換装置によれば、コンデンサのみならず電池にも回生電力の蓄積ができるので、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を高めることができる。従って、モータ駆動用電力変換装置を用いた例えば電気自動車等が長い下り坂を連続走行するというような場合、回生電力によってコンデンサがその蓄積容量が小さいが故に短時間で満充電になったとしても、その後は蓄積容量の大きな電池に回生電力を蓄積することができる。よって、電池の余力が残っている限りにおいて回生走行を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動用電力変換装置の第１の実施例のブロック図である。
【図２】図１に示したモータ駆動用電力変換装置をスイッチ回路の実際の構成を明らかにして示すブロック図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は図２に示したモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路に使用できる半導体素子の各別の例を示す図である。
【図４】図２に示したモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子で構成したところの本発明のモータ駆動用電力変換装置の第２の実施例のブロック図である。
【図５】本発明のモータ駆動用電力変換装置の第３の実施例のブロック図である。
【図６】図５のモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子で構成したところの本発明のモータ駆動用電力変換装置の第４の実施例のブロック図である。
【図７】モータ駆動用電力変換装置の一つの従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０１、１０２ スイッチ回路（回生対象変更用スイッチ回路）
１２ 電圧検出手段
１６ 第１の電力変換器
１８ モータ
２４ コンデンサ
２６ 電池
３２０ 第２の電力変換器
３６ コンデンサ保護用ダイオード
７３ 制御回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に電気自動車、電気スクータ、電気自転車等の動力用モータを駆動するのに適したモータ駆動用電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、電気スクータ、電気自転車用の動力用モータを駆動するモータ駆動用電力変換装置としては、電池及びコンデンサを直列接続し、この電池、コンデンサから電力変換回路（第１の電力変換器）を介してモータに力行電力を供給し、該モータからの回生電力を前記電力変換器及びこれとは別の電力変換器（第２の電力変換器）を介して前記コンデンサに蓄えるようにしたものがある。例えば特開平１０−８４６２８号公報、特開平１０−８４６０１号公報にはこの種のモータ駆動用電力変換装置が紹介されている。図７はそのようなモータ駆動用電力変換装置の一例を示す回路図である。
【０００３】
同図において、２４はコンデンサ、２６は該コンデンサ２４に直列に接続された電池、３６は該コンデンサ２４に並列に接続されたダイオードで、該コンデンサ２４の極性が反転するのを防止する。１６は第１の電力変換器で、出力端にモータ１８が接続され、入力端はスイッチ回路７７を介して前記電池２６及びはコンデンサ２４からなる直列回路に接続されている。スイッチ回路７７は力行時はオンし、回生時にオフするもので、前記直列回路の電池側端子と第１の電力変換器１６の出力端のプラス側端子との間に接続されている。
【０００４】
３２０は第２の電力変換器で、入力端が前記第１の電力変換器１６の入力端に接続され、出力端がコンデンサ２４に接続されている。７３は制御回路で、例えば電気自動車等のアクセル７４、ブレーキ７６、クラッチ７８からの信号を処理し、それらの信号に基づいて第１の電力変換器１６、第２の電力変換器３２０及びスイッチ回路７７を制御する。
【０００５】
次に、図７に示すモータ駆動用電力変換装置の動作を説明する。力行時にはスイッチ回路７７がオンされ、電池２６及びコンデンサ２４から力行電力が第１の電力変換器１６を介してモータ１８に供給され、モータ１８が回転する。また、回生時には、スイッチ回路７７がオフされ、モータ１８からの回生電力が第１の電力変換器１６及び第２の電力変換器３２０を介してコンデンサ２４に供給され、該コンデンサ２４がその回生電力を蓄積する。
【０００６】
このようなモータ駆動用電力変換装置によれば、モータ１８の負荷変動に応じて、コンデンサ２４が短時間ながら大電力をモータ１８に供給する機能を果たし、電池は小電力ながら長時間にわたって平均した電力をモータ１８に供給する機能を果たす。これにより電池のピーク負荷を減らし、電池の寿命を延長すると共に、実質的に電力容量を拡大することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のモータ駆動用電力変換装置には、コンデンサのみが回生電力の蓄積を行うので、蓄積容量を増すことに限界があるという問題があった。即ち、一般にコンデンサは大容量の例えば電気二重層コンデンサを用いたとしてもその蓄積容量が電池の数分の１以下であり、従って蓄積容量を増やすことが難しい。
【０００８】
そのため、そのモータ駆動用電力変換装置を用いた例えば電気自動車等が長い下り坂を連続走行する場合、回生電力によってコンデンサがその蓄積容量が小さいが故に短時間で満充電になり、電池には回生の余力が残っているにも拘わらず回生走行を続けることができないという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、電池にも回生電力の蓄積ができるようにし、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を高めることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係るモータ駆動用電力変換装置は、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路と、第２入出力端がモータ１８に結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器１６と、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサ２４に結合された第２の電力変換器３２０と、前記第１の電力変換器１６、及び第２の電力変換器３２０を少なくとも制御する制御回路７３とを少なくとも備え、前記回生対象切換用のスイッチ回路１０は、前記第２の電力変換器３２０の出力の前記コンデンサ２４への印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器の出力を前記電池２６のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、 前記制御回路１０がコンデンサ２４の充電電圧を検出し、スイッチ回路１０（１０１、１０２）が第１の切換状態にあるときにその充電電圧が予め設定された電圧よりも高くなったとき自動的にスイッチ回路１０（１０１、１０２）を第１の切換状態から第２の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明に係るモータ駆動用電力変換装置は、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路と、第２入出力端がモータ１８に結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器１６と、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサ２４に結合された第２の電力変換器３２０と、前記第１の電力変換器１６、及び第２の電力変換器３２０を少なくとも制御する制御回路７３とを少なくとも備え、前記回生対象切換用のスイッチ回路１０（１０１、１０２）は、前記第２の電力変換器の出力を前記コンデンサ２４への印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器１６の出力を前記電池２６のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、 前記制御回路７３が連続回生状態の終了を検出し、スイッチ回路１０（１０１、１０２）が第２の切換状態にあるときに連続回生状態の終了を検出したとき自動的にスイッチ回路１０（１０１、１０２）を第２の切換状態から第１の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のモータ駆動用電力変換装置において、スイッチ回路１０１、１０２に対してプリチャージ回路ＰＡ、ＰＢを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のモータ駆動用電力変換装置において、スイッチ回路１０（１０１、１０２）の両端間電圧を検出してスイッチ回路１０の制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載のモータ駆動用電力変換装置において、タイマーを用いてスイッチ回路１０（１０１、１０２）のシーケンス制御を行うようにしたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態及び実施例】
図１は本発明のモータ駆動用電力変換装置の第１の実施例のブロック図である。同図において、２４はコンデンサ、例えば大容量電気二重層コンデンサである。２６は該コンデンサ２４に直列に接続された電池であり、該電池の２６の陰極をコンデンサ２４のプラス側端子に接続することにより電池２６とコンデンサ２４からなる直列回路が構成されている。
【００２０】
３６は該コンデンサ２４に並列に接続されたダイオードで、該コンデンサ２４の極性が反転するのを防止する。１６は第１の電力変換器で、第２入出力端にはモータ１８が接続され、第１入出力端は第１のスイッチ回路７７を介して前記電池２６及びコンデンサ２４からなる直列回路に接続されている。第１の電力変換器１６はモータ１８が交流モータの場合、インバータまたはＤＣ／ＡＣコンバータ、直流モータの場合、チョッパまたはＤＣ／ＤＣコンバータである。第２の電力変換器はチョッパまたはＤＣ／ＤＣコンバータである。スイッチ回路７７は力行時はオンし、回生時にオフし、コンデンサ２４の満充電後においてもなお連続回生状態が継続するとオンするもので、前記直列回路の電池側端子と第１の電力変換器１６の第１入出力端のプラス側端子との間に接続されており、制御回路７３により制御される。
【００２１】
３２０は第２の電力変換器で、入力端が前記第１の電力変換器１６の第１入出力端に接続され、出力端がコンデンサ２４に接続されている。なお、第２の電力変換器３２０が絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、内部にて入力端と出力端が電気的に絶縁されている場合には、スイッチ回路７７を省略することができる。１０は第２のスイッチ回路で、特許請求の範囲における回生対象切換用のスイッチ回路に該当する。該スイッチ回路１０は共通端子が第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に接続され、一方の切換端子Ａがコンデンサ２４のマイナス側端子に接続され、他方の切換端子Ｂが前記コンデンサ２４と上記電池２６との接続点（換言すれば電池２６の陰極）に接続されている。
【００２２】
１２はコンデンサ２４の端子電圧を検出する電圧検出手段であり、その出力は上記制御回路７３へ送出される。該制御回路７３は、例えば電気自動車等のアクセル７４、ブレーキ７６、クラッチ７８からの信号を処理し、それらの信号に基づいて第１の電力変換器１６、第２の電力変換器３２０及びスイッチ回路７７を制御する点では図７に示す従来のモータ駆動用電力変換装置と共通するが、更に、上記電圧検出手段１２の検出出力に基づいて上記第２のスイッチ回路１０をも制御する点で従来のモータ駆動用電力変換装置と異なる。
【００２３】
次に、図１に示したモータ駆動用電力変換装置の動作説明をする。制御回路７３により、通常時は第２のスイッチ回路１０を切換端子Ａに切り換えた切換状態、即ち第１の切換状態に、第２の電力変換器を停止するとともに第１のスイッチ回路７７を導通する状態に制御する。この状態では上記電池２６及びコンデンサからなる直列回路側から第１のスイッチ回路７７及び第１の電力変換器１６を介してモータ１８に力行電力が供給される。
【００２４】
回生状態になると、上記制御回路７３は第１のスイッチ回路７７をオフ状態にし、第２の電力変換器３２０を作動させる。すると、モータ１８から回生電力が第１の電力変換器１６及び第２の電力変換器３２０を介してコンデンサ２４に供給され、コンデンサ２４に電力が蓄積される。そして、回生状態が連続する連続回生状態が継続し、その結果、コンデンサ２４が満充電状態に達すると、電圧検出手段１２の検出出力が予め設定された基準電圧を越える。
【００２５】
すると、制御回路７３が第２の電力変換器３２０を停止するとともに第１のスイッチ回路７７をオン状態にし、同時に第２のスイッチ回路１０を第１の切換状態から、第２の切換状態、即ち切換端子Ｂ側に切り換えた状態にする。該第２の電力変換器３２０を介してのコンデンサ２４への回生が停止すると共に、第１の電力変換器１６を介しての第２のスイッチ回路１０を通じて電池２６のみに回生が可能な状態になる。
【００２６】
従って、上記のモータ駆動用電力変換装置によれば、連続回生状態が継続してコンデンサ２４が満充電状態になっても、その後は、電池２６のみに回生する状態になり、以後は電池２６に回生電力が蓄積される。そして、一般に、電池はコンデンサと比較して数倍以上の蓄積容量を持つので、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を増大することができるのである。
【００２７】
ところで、回生状態が終了すると、そのことが検出され、その検出結果に基づいて制御回路７３は第２のスイッチ回路１０を第２の切換状態から第１の切換状態、即ち切換端子Ａに切り換えた切換状態に切り換える。すると、通常の力行状態に戻る。なお、回生状態が終了したことは、運転者がアクセルを踏んだことなどから判別することが可能である。
【００２８】
なお、図１に示した実施例においては、第２のスイッチ回路１０の切換を電圧検出手段１２の検出結果に基づく制御回路７３による制御により自動的に行うようにしているが、手動その他の操作により行うようにしても良い。
【００２９】
図２は図１に示したモータ駆動用電力変換装置の第２のスイッチ回路１０の実際の構成を明らかにする回路ブロック図である。同図において、ＭＡ、ＭＢはスイッチ回路１０の主となる電流経路で、共にスイッチを有し、この電流経路ＭＡとＭＢが直列に接続され、この直列回路がコンデンサ２４に対して並列に接続されており、この電流経路ＭＡとＭＢとの接続点が第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に接続されている。ＰＡ、ＰＢはスイッチ回路１０のプリチャージ用の電流経路で、スイッチを有し、ＲＡ、ＲＢはその電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチと直列に接続されたプリチャージ抵抗である。電流経路ＰＡのスイッチとプリチャージ抵抗ＲＡの直列回路は電流経路ＭＡに対して、電流経路ＰＢのスイッチとプリチャージ抵抗ＲＢの直列回路は電流経路ＭＢに対してそれぞれ並列に接続されている。
【００３０】
第２のスイッチ回路１０を図２に示すように構成するのは、第１と第２の切換状態間で瞬間的に切換を行うと第１の電力変換器１６の第１入出力端のリップル吸収用平滑コンデンサ１４に蓄積された電荷による突入電流がスイッチ素子に流れてこれが焼損するからである。即ち、一般に第１の電力変換器１６等を成すインバータ等の入力端にはその内部のスイッチング動作によるリップル電流を平滑化するため、大容量の平滑コンデンサ（例えばアルミ電解コンデンサ等）が接続されている。図１のリップル吸収用平滑コンデンサ１４がそれに該当する。
【００３１】
ところで、その平滑コンデンサ１４は電圧を維持する性質を持つ一方、図１に示すスイッチ回路１０を切換端子Ａ側に切り換えた切換状態にすると電池２６とコンデンサ２４の端子電圧の和を、切換端子Ｂ側に切り換えた切換状態にすると電池２６の端子電圧そのものを受けるので、実際には、その図１におけるスイッチ回路１０を瞬間的に切り換えることはできない。もし、瞬間的な切り換えを行うと、電位差のために突入電流がスイッチに突入し、焼損するからである。
【００３２】
そこで、スイッチ回路１０を図２に示すように構成し、次のシーケンスで動作させるのである。スイッチ回路１０を切換端子Ａ側に切り換えた切換状態（第１の切換状態）から切換端子Ｂ側に切り換えた切換状態（第２の切換状態）にするには、電流経路ＭＡのスイッチをオフ→プリチャージ用電流経路ＰＢをオン（プリチャージ抵抗ＲＢを介して第１の電力変換器１６の平滑コンデンサ１４の電圧調整）→プリチャージ電流経路ＰＢをオフ、主たる電流経路ＭＢをオンの順序でスイッチ操作をする。
【００３３】
また、スイッチ回路１０を切換端子Ｂに切り換えた切換状態（第２の切換状態）から切換端子Ａに切り換えた切換状態（第１の切換状態）にするには、電流経路ＭＢのスイッチをオフ→プリチャージ用電流経路ＰＡのスイッチをオン→プリチャージ電用流経路ＰＡをオフ、主たる電流経路ＭＡをオンの順序でスイッチ操作をする。
このようなスイッチ操作によりプリチャージ抵抗ＲＡ、ＲＢで主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチを保護することができる。
【００３４】
これらのシーケンス動作は、タイマーに基づく制御により、或いは主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチの端子電圧ＶＡ、ＶＢを計測し、計測結果に基づく制御により自動的に行うようにすることができる。
なお、ＭＡ、ＭＢ、ＰＡ、ＰＢのスイッチは、電流をオン／オフすることができれば、どのようなスイッチング素子を用いても良く、例えばコンタクタ、リレー、半導体素子（サイリスタ、トランジスタ等）が好適例である。
【００３５】
図３（Ａ）、（Ｂ）は図１に示したモータ駆動用電力変換装置の第２のスイッチ回路１０を構成する半導体素子の各別の例を示すもので、図３（Ａ）に示すものはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、図３（Ｂ）に示すものはＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）である。図において、Ｇはゲート、Ｓはソース、Ｄはドレイン、Ｅはエミッタ、Ｃはコレクタ、ダイオードは構造上必然的に発生する寄生ダイオードである。
【００３６】
なお、図３（Ａ）に示すように半導体素子がＦＥＴの場合、ゲートＧに印加する電圧によりドレインＤからソースＳへの電流をオン／オフ制御することができるが、ソースＳからドレインＤへの電流は上記寄生ダイオードを流れるので、オフすることはできないという性質を持ち、図３（Ｂ）に示すように半導体素子がＩＧＢＴの場合、ゲートＧに印加する電圧によりコレクタＣからエミッタＥのへの電流をオン／オフ制御することができるが、エミッタＥからコレクタＣへの電流は上記寄生ダイオードを流れるので、オフすることはできないという性質を持つ。
【００３７】
図４はスイッチ回路１０を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子により構成した、本発明のモータ駆動用電力変換装置の第２の実施例を示すものである。本モータ駆動用電力変換装置は、主たる電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチとしてＩＧＢＴを用い、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチとしてＦＥＴを用いたものである。
【００３８】
本実施例においては、電流経路ＭＡ、ＭＢのスイッチが共にオフの状態でも、ＭＡのスイッチを成すＩＧＢＴの寄生ダイオードにより電池２６とコンデンサ２４への回生が可能である。尤も、これらは特に必要不可欠な経路というわけではない。
【００３９】
一方、ＭＡのスイッチをオン、ＭＢのスイッチをオフにすることで、電池２６とコンデンサ２４による力行が可能になり、ＭＡのスイッチをオフ、ＭＢのスイッチをオンすることで電池２６だけへの回生が可能になる。なお、その間第２の電力変換器３２０（ここではＤＣ／ＤＣコンバータとする。）は停止させておくが、ＭＡのスイッチがオン、ＭＢのスイッチがオフの状態で第２の電力変換器３２０を動作させると、コンデンサ２４だけへの回生も可能になる。これらは本発明において必要不可欠な経路（モード）である。
【００４０】
なお、プリチャージに関しては、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢのスイッチを半導体素子（ＦＥＴ、ＩＧＢＴ）で構成しても、プリチャージ電流は寄生ダイオードを流れない方向に流れる電流なので、通常のスイッチを用いたのと同様にオン／オフ制御することができる。
【００４１】
図５は本発明のモータ駆動用電力変換装置の第３の実施例を原理を理解しやすくするためプリチャージ回路を省略して示すブロック図である。本実施例は第２の電力変換器をなくし、電力変換器として第１の電力変換器のみを用いたものである。
【００４２】
１０１は第１のスイッチ回路で、その共通端子は第１の電力変換器１６の第１入出力端のマイナス側端子に、切換端子Ａはコンデンサ２４のマイナス側端子に、切換端子Ｂは電池２６とコンデンサ２４との接続点にそれぞれ接続されている。１０２は第２のスイッチ回路で、その共通端子は第１の電力変換器１６の第１入出力端のプラス側端子に、切換端子Ｃは電池２６とコンデンサ２４との接続点に、切換端子Ｄは電池２６の陽極にそれぞれ接続されている。
【００４３】
本実施例においては、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ａ側に、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｄ側に切り換えた状態にすることにより電池２６とコンデンサ２４による力行を行うことができ、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ａ側、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｃ側に切り換えた状態にすることによりコンデンサ２４だけへの回生を行うことができ、第１のスイッチ回路１０１を切換端子Ｂ側に、第２のスイッチ回路１０２を切換端子Ｄ側に切り換えた状態にすることにより電池２６だけへの回生ができるようにすることができる。
【００４４】
なお、実際の切換にあたってはプリチャージが必要となるため、第１のスイッチ回路１０１及び第２のスイッチ回路１０２は共に、実際の構成は図２に示すモータ駆動用電力変換装置と同様に、例えば単接点スイッチ等のスイッチ素子とプリチャージ抵抗とを組み合わせたものとなる。
【００４５】
図６は図５に示したモータ駆動用電力変換装置の第１及び第２のスイッチ回路１０１、１０２を半導体素子、特にＦＥＴ、ＩＧＢＴにより構成した、本発明のモータ駆動用電力変換装置の第４の実施例を示す回路ブロック図である。本実施例においては、第１のスイッチ回路１０１の主たる電流経路ＭＡ、ＭＢ及び第２のスイッチ回路１０２の主たる電流経路ＭＣ、ＭＤの各スイッチをＩＧＢＴにより構成し、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤの各スイッチをＦＥＴにより構成したものである。ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤはプリチャージ抵抗である。
【００４６】
本実施例においては、ＭＡ、ＭＢ、ＭＣ、ＭＤの各スイッチがオフ状態であっても、ＭＡ、ＭＤの各スイッチを成すＩＧＢＴの寄生ダイオードにより電池２６及びコンデンサ２４への回生が可能であるが、これは特に必要不可欠な経路（モード）ではない。
【００４７】
ＭＡのスイッチをオン、ＭＢのスイッチをオフ、ＭＣのスイッチをオフ、ＭＤのスイッチをオンにすると電池２６とコンデンサ２４により力行する状態にすることができ、ＭＡのスイッチをオフ（オンでも良い。）、ＭＢのスイッチをオフ、ＭＣのスイッチをオン、ＭＤのスイッチをオフにすることによりコンデンサ２４だけへの回生をする状態にすることができ、ＭＡのスイッチをオフ、ＭＢのスイッチをオン、ＭＣのスイッチをオフ、ＭＤのスイッチをオフ（オンでも良い。）とすることにより電池だけへの回生が可能になる。これらは、本発明において必要不可欠な経路（モード）である。
【００４８】
プリチャージに関しては、プリチャージ用電流経路ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤのスイッチを半導体素子（ＦＥＴ、ＩＧＢＴ）で構成しても、プリチャージ電流は寄生ダイオードを流れない方向に流れる電流なので、通常のスイッチを用いたのと同様にオン／オフ制御することができる。
なお、図１、図２、図４、図５、図６において第１の電力変換器１６がインバータの場合、図では単相としたが、３相や多相でも良いことは言うまでもない。
【００４９】
【発明の奏する効果】
以上に述べたように、本発明のモータ駆動用電力変換装置によれば、コンデンサのみならず電池にも回生電力の蓄積ができるので、モータ駆動用電力変換装置の回生電力の蓄積容量を高めることができる。従って、モータ駆動用電力変換装置を用いた例えば電気自動車等が長い下り坂を連続走行するというような場合、回生電力によってコンデンサがその蓄積容量が小さいが故に短時間で満充電になったとしても、その後は蓄積容量の大きな電池に回生電力を蓄積することができる。よって、電池の余力が残っている限りにおいて回生走行を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動用電力変換装置の第１の実施例のブロック図である。
【図２】図１に示したモータ駆動用電力変換装置をスイッチ回路の実際の構成を明らかにして示すブロック図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は図２に示したモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路に使用できる半導体素子の各別の例を示す図である。
【図４】図２に示したモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子で構成したところの本発明のモータ駆動用電力変換装置の第２の実施例のブロック図である。
【図５】本発明のモータ駆動用電力変換装置の第３の実施例のブロック図である。
【図６】図５のモータ駆動用電力変換装置のスイッチ回路を図３（Ａ）、（Ｂ）に示した半導体素子で構成したところの本発明のモータ駆動用電力変換装置の第４の実施例のブロック図である。
【図７】モータ駆動用電力変換装置の一つの従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０１、１０２ スイッチ回路（回生対象変更用スイッチ回路）
１２ 電圧検出手段
１６ 第１の電力変換器
１８ モータ
２４ コンデンサ
２６ 電池
３２０ 第２の電力変換器
３６ コンデンサ保護用ダイオード
７３ 制御回路
Claims (5)
- 電池及びコンデンサの直列回路と、
第２入出力端がモータに結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器と、
入力端が前記第１の電力変換器の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサに結合された第２の電力変換器と、
前記第１の電力変換器、及び第２の電力変換器を少なくとも制御する制御回路とを少なくとも備え、
前記回生対象切換用のスイッチ回路は、前記第２の電力変換器の出力の前記コンデンサへの印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器の出力を前記電池のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、
前記制御回路がコンデンサの充電電圧を検出し、スイッチ回路が第１の切換状態にあるときにその充電電圧が予め設定された電圧よりも高くなったとき自動的にスイッチ回路を第１の切換状態から第２の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする、モータ駆動用電力変換装置。 - 電池及びコンデンサの直列回路と、
第２入出力端がモータに結合され、第１入出力端が少なくとも回生対象切換用のスイッチ回路を介して前記直列回路と結合された第１の電力変換器と、
入力端が前記第１の電力変換器の第１入出力端に結合され、出力端が前記コンデンサに結合された第２の電力変換器と、
前記第１の電力変換器、及び第２の電力変換器を少なくとも制御する制御回路とを少なくとも備え、
前記回生対象切換用のスイッチ回路は、前記第２の電力変換器の出力の前記コンデンサへの印加を許容する第１の切換状態と、上記第１の電力変換器の出力を前記電池のみに印加を許容する第２の切換状態とを持ち、
前記制御回路が連続回生状態の終了を検出し、スイッチ回路が第２の切換状態にあるときに連続回生状態の終了を検出したとき自動的にスイッチ回路を第２の切換状態から第１の切換状態に切り換えるようにしたことを特徴とする、モータ駆動用電力変換装置。 - スイッチ回路に対してプリチャージ回路を設けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のモータ駆動用電力変換装置。
- スイッチ回路の両端間電圧を検出してスイッチ回路の制御を行うようにしたことを特徴とする、請求項１、２又は３記載のモータ駆動用電力変換装置。
- タイマーを用いてスイッチ回路のシーケンス制御を行うようにしたことを特徴とする、
請求項１、２、３又は４記載のモータ駆動用電力変換装置。
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