JP7348409B2 - モータ駆動制御回路、駆動方法、配線板及び空調機 - Google Patents

モータ駆動制御回路、駆動方法、配線板及び空調機 Download PDF

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Description

本出願は、２０２０年４月１６日に提出された出願番号２０２０１０２９９９６０．８、名称「モータ駆動制御回路、駆動方法、配線板及び空調機」及び２０２０年４月１６日に提出された出願番号２０２０２０５７２０５５．０、名称「モータ駆動制御回路、配線板及び空調機」の中国特許出願の優先権を主張しており、その内容の全ては、ここに参照として取り込まれる。
本開示は、モータ駆動制御の技術分野に関し、特にモータ駆動制御回路、駆動方法、配線板及び空調機に関する。
インバータモータは、インバータ空調機などの様々なインバータ機器に広く応用される。インバータモータは、現在の負荷の大きさに応じてマッチングする駆動電圧を出力することにより、インバータ機器の運転効率を向上させ、省エネの目的を達成する。インバータ機器の高周波動作ニーズを満たすために、いくつかのインバータモータは、オープン巻線モータ構造を採用して、大電力駆動の場合に非常に高いトルクと電力を実現することができる。しかし、単一インバータのモータ巻線構造に比べて、オープン巻線モータ構造は、二重インバータを有するため、低周波では、オープン巻線モータの運転効率が高くなく、ユーザの日増しに増加する省エネニーズを満たすことができない。
本開示は、従来の技術において存在する技術課題のうちの少なくとも一つを解決することを目的とする。このため、本開示は、異なる動作状態に切り替えることによって、オープン巻線モータが高周波で運転できることを確保した上で、オープン巻線モータの低周波での運転効率を向上させる駆動制御回路、駆動方法、配線板及び空調機を提供する。
本開示の第１態様の実施例によるモータ駆動制御回路は、三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、前記第１パワーモジュール、前記第２パワーモジュールと前記第１スイッチ群にそれぞれ接続されるコントローラと、前記コントローラに接続されて、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するように制御される、トーテムポールＰＦＣ回路と、降圧スイッチ回路と、を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と前記三相巻線とは順次接続され、前記降圧スイッチ回路の出力電圧を制御するように、前記コントローラが前記降圧スイッチ回路に接続される。
本開示の第１態様の実施例によるモータ駆動制御回路は、次のような有益な効果を少なくとも有する。オープン巻線モータを基礎として、第１スイッチ群の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路を、ダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路を、降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールの接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールが低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールにおけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記トーテムポールＰＦＣ回路は、第１インダクタと、第１コンデンサとブリッジ回路とをさらに含み、交流入力端と、前記第１インダクタと、前記ブリッジ回路と、前記第１コンデンサとは順次接続され、前記コントローラは前記ブリッジ回路に接続される。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品は、前記コントローラにそれぞれ接続される。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品は、半導体スイッチ素子であり、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品には、逆並列に接続されるダイオードがそれぞれ設けられる。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記第１整流部品と前記第２整流部品は、半導体スイッチ素子であり、前記第３整流部品と前記第４整流部品は、ダイオードであり、前記第１整流部品と前記第２整流部品に逆並列に接続されるダイオードが設けられる。本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続される。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記第５スイッチ素子に逆並列に接続されるダイオードが設けられる。
本開示の第１態様の別の実施例によるモータ駆動制御回路は、三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、第１インダクタと、第１コンデンサと、ブリッジ回路とを含むトーテムポールＰＦＣ回路あって、前記第１インダクタと、前記ブリッジ回路と、前記第１コンデンサとは順次接続され、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続されるトーテムポールＰＦＣ回路と、降圧スイッチ回路と、を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と前記三相巻線とは順次接続され、前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続される。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記第１三相引き出し線群と前記第２三相引き出し線群にそれぞれ接続される第２スイッチ群をさらに含み、前記第１スイッチ群が開となり、前記第２スイッチ群が閉となるとき、前記三相巻線は三角形接続に切り替えられる。
本開示の第１態様のいくつかの実施例によれば、前記降圧スイッチ回路は、前記降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチをさらに含む。
本開示の第１態様の別の実施例によるモータ駆動制御回路は、三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路と、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、異なる電圧出力状態に入るために用いられる降圧スイッチ回路と、を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と、前記三相巻線とが順次接続される。
本開示の第２態様の実施例による駆動方法は、三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路と、降圧スイッチ回路と、を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と、前記三相巻線とが順次接続され、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、前記三相巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉に制御し、ダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することを含む。
本開示の第２態様の実施例による駆動方法は、次のような有益な効果を少なくとも有する。オープン巻線モータを基礎として、第１スイッチ群の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路がダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路が降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールの接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールが低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールにおけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、前記の、ダイオード整流状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品を常時オフにすることを含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、前記の、低周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、交流入力の正の半サイクル内に、前記第４整流部品を常時オンにし、前記第２整流部品と前記第３整流部品を常時オフにし、且つ、電流が前記第１整流部品を流れる期間内に、前記第１整流部品をオンにすることと、交流入力の負の半サイクル内に、前記第３整流部品を常時オンにし、前記第１整流部品と前記第４整流部品を常時オフにし、且つ、電流が前記第２整流部品を流れる期間内に、前記第２整流部品をオンにすることとを含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、前記の、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、交流入力の正の半サイクル内に、前記第１整流部品を高周波で開閉し、前記第４整流部品を常時オンにし、前記第２整流部品と前記第３整流部品を常時オフにすることと、交流入力の負の半サイクル内に、前記第２整流部品を高周波で開閉し、前記第３整流部品を常時オンにし、前記第１整流部品と前記第４整流部品を常時オフにすることとを含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続され、前記の、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することは、前記第５スイッチ素子を高周波で開閉するように制御することと、前記第５スイッチ素子のオン状態で、前記第６フリーホイーリング素子をオフに制御し、前記第５スイッチ素子のオフ状態で、前記第６フリーホイーリング素子をオン又はオフに制御することと、を含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含み、前記の、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することは、前記第５スイッチ素子を常時オンに制御し、前記第６フリーホイーリング素子を常時オフに制御することを含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記降圧スイッチ回路は、前記降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチをさらに含み、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、前記短絡スイッチを閉に制御することをさらに含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記モータ駆動制御回路は、前記第１三相引き出し線群と前記第２三相引き出し線群にそれぞれ接続される第２スイッチ群をさらに含み、前記第１スイッチ群が開となり、前記第２スイッチ群が閉となるとき、前記三相巻線は三角形接続に切り替えられ、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、前記三相巻線を三角形接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開且つ前記第２スイッチ群を閉に制御し、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含む。
本開示の第２態様のいくつかの実施例によれば、前記オープン巻線モータの負荷が前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータである場合、前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータに基づき、前記トーテムポールＰＦＣ回路、前記降圧スイッチ回路、前記第１スイッチ群および前記第２スイッチ群を制御して、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが第１運転パワーパラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、ダイオード整流状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが前記第１運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第２パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、低周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、前記第２運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第３パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、前記第３運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第４パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線を三角形接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開、前記第２スイッチ群を閉に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、前記第４パワー運転パラメータよりも大きい場合、前記固定子巻線をオープン巻線接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、のうちの少なくとも一つの状態とすることを含む。
本開示の第３態様の実施例による配線板は、第１態様の実施例のいずれか一項に記載のモータ駆動制御回路を含む。
本開示の第３態様の実施例による配線板は、次のような有益な効果を少なくとも有する。配線板に上記モータ駆動制御回路を載せることによって、配線板を機器に取り付けやすくて上記モータ駆動制御回路の機能を応用し、すなわちオープン巻線モータを基礎として、第１スイッチ群の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路がダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路が降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールの接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールが低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールにおけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本開示の第４態様の実施例による空調機は、例えば第３態様に記載の配線板を含むか、又は、少なくとも一つのプロセッサと、前記少なくとも一つのプロセッサに通信接続されるためのメモリとを含み、前記メモリは、前記少なくとも一つのプロセッサによって実行可能な命令を記憶し、前記命令は、前記少なくとも一つのプロセッサによって実行されることにより、前記少なくとも一つのプロセッサに第２態様のいずれか一項に記載の駆動方法を実行させることができる。
本開示の第４態様の実施例による空調機は、次のような有益な効果を少なくとも有する。空調機においてモータ駆動制御回路が集積される配線板を取り付けるか又は相応な駆動方法を実行すると、上記モータ駆動制御回路の機能を応用することができるため、空調機のモータがオープン巻線モータであることを基礎として、第１スイッチ群の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路がダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路が降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールの接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールが低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールにおけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本開示の第５態様の実施例によるコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータに第２態様の実施例のいずれか一項に記載の駆動方法を実行させるためのコンピュータ実行可能な命令が記憶される。
本開示の追加の態様及び利点は、以下の記述において部分的に示され、部分的には以下の記述から明らかになるか、又は本開示の実践によって理解される。
本開示の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面を結び付ける実施例への記述から明らかになり、理解しやすくなる。
本開示の一実施例によるモータ駆動制御回路の回路図である。 本開示の一実施例によるトーテムポールＰＦＣ回路がダイオード整流状態にあり、降圧スイッチ回路が降圧出力状態にあり、固定子巻線がスター接続状態にあるモータ駆動制御回路の等価回路図である。 本開示の一実施例によるトーテムポールＰＦＣ回路が低周波スイッチ状態にあり、降圧スイッチ回路が降圧出力状態にあり、固定子巻線がスター接続状態にあるモータ駆動制御回路の等価回路図である。 本開示の一実施例によるトーテムポールＰＦＣ回路が高周波スイッチ状態にあり、降圧スイッチ回路が等圧出力状態にあり、固定子巻線がスター接続状態にあるモータ駆動制御回路の等価回路図である。 本開示の一実施例によるトーテムポールＰＦＣ回路が高周波スイッチ状態にあり、降圧スイッチ回路が等圧出力状態にあり、固定子巻線が三角形接続状態にあるモータ駆動制御回路の等価回路図である。 本開示の一実施例によるトーテムポールＰＦＣ回路が高周波スイッチ状態にあり、降圧スイッチ回路が等圧出力状態にあり、固定子巻線がオープン巻線接続状態にあるモータ駆動制御回路の等価回路図である。 本開示の一実施例による図２と図３の動作状態に対応する波形図である。 本開示の一実施例による図４～図６の動作状態に対応する波形図である。 本開示の別の実施例によるモータ駆動制御回路の回路図である。 本開示の一実施例による制御装置の構造図である。 本開示の一実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の別の実施例による駆動方法のフローチャートである。 本開示の一実施例による異なる運転パワーパラメータでのモータ駆動制御回路に対応する動作状態図である。
以下では、本開示の実施例を詳細に説明し、前記実施例の例を図面に示し、ここで、最初から最後まで同じもしくは類似している符号は、同じもしくは類似している素子、又は同じもしくは類似している機能を有する素子を示す。以下で図面を参照して説明する実施例は、本開示を解釈するためにのみ使用される例示的なものであり、本開示を限定するものとして理解すべきではない。
本開示の説明では、「いくつか」の意味は、１つ又は複数であり、「複数」の意味は、２つ以上であり、「よりも大きい」、「よりも小さい」、「超える」などの用語は、本数を含まないものとして理解され、「以上」、「以下」、「以内」などは、本数を含むものとして理解される。「第１」、「第２」が説明されている場合、それらは、単に技術的特徴を区別することを目的としたものであり、相対的重要性を指示もしくは暗示し、又は指示された技術的特徴の数を暗示し、又は指示された技術的特徴の前後関係を暗示していると理解されるべきではない。
本開示の説明において、別途明確な限定がない限り、「設け」、「取り付け」、「接続」等の用語は、広義に理解すべきであり、当業者は、技術的解決手段の具体的な内容を結び付けて、上記用語の本開示における具体的な意味を合理的に確定することができる。
モータ駆動制御回路は、可変電圧の提供によって機器においてインバータ制御を実現する。インバータ機器の高周波動作ニーズを満たすために、いくつかのインバータモータは、オープン巻線モータ構造を採用し、ハイパワー駆動の場合に非常に高いトルクとパワーを実現することができ、例えばインバータ空調である。しかしながら、オープン巻線モータを採用すれば高周波運転を確保できるが、オープン巻線モータの低周波での運転効率が理想的ではない。これは、極低周波の動作状態で特に明らかである。オープン巻線モータの２つのインバータにいずれもターンオン損失とスイッチ損失が存在し、且つ、オープン巻線モータの駆動制御回路の低周波出力は、往々にして１段階の電圧値しかなく、該段階の電圧値は、１つの最適運転効率の低周波動作状態に対応するからである。機器がより低い周波の動作状態に入る時、モータ駆動制御回路は、該段階の電圧値のみによってモータを駆動する。このとき、機器の運転効率が低下し、エネルギの回路における損失が大きくなり、人々の日増しに増加する省エネニーズを満たすことができないことが明らかになる。
これに基づき、本開示は、モータ駆動制御回路、駆動方法、配線板、空調機及びコンピュータ可読記憶媒体を提供し、機器が低周波状態で運転する時に、トーテムポールＰＦＣ回路の異なる動作状態によって降圧スイッチ回路と協同して、より低い給電電圧を取得することによって、オープン巻線モータの異なる動作状態にマッチングし、オープン巻線モータの高周波動作を確保する前提で、オープン巻線モータの低周波運転効率を向上させる。
当業者にはよく知られているように、オープン巻線モータは、３つの巻線を有し、合計６つの端子を引き出す。３つの巻線は、三相給電を構成する第１相の巻線と、第２相の巻線と、第３相の巻線とを含む。各巻線は、いずれも２つの端子を含み、すなわち第１相の巻線の両端から第１ピンと第６ピンがそれぞれ引き出され、第２相の巻線の両端から第２ピンと第５ピンがそれぞれ引き出され、第３相の巻線の両端から第３ピンと第４ピンがそれぞれ引き出される。このように、第１ピン、第２ピンと第３ピンは、オープン巻線モータの一側の三相引き出し線を構成し、第４ピン、第５ピンと第６ピンは、オープン巻線モータの他側の三相引き出し線を構成する。２つのインバータモジュールがオープン巻線モータの両側の三相引き出し線に接続されてオープン巻線モータを駆動することができる。
以下では、図面を参照しながら、本開示の実施例をさらに説明する。
図１を参照して、図１は、本開示の一実施例の第１態様によるモータ駆動制御回路の回路図である。該モータ駆動制御回路は、三相巻線１００を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相巻線の一端は第１三相引き出し線群１１０を構成し、各相巻線の他端は第２三相引き出し線群１２０を構成し、モータ駆動制御回路は、
第１三相引き出し線群１１０に接続される第１パワーモジュールＰＭ１と、
第２三相引き出し線群１２０に接続される第２パワーモジュールＰＭ２と、
第２三相引き出し線群１２０に接続され、三相巻線１００をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群ＫＹ１と、
第１パワーモジュールＰＭ１、第２パワーモジュールＰＭ２と第１スイッチ群ＫＹ１にそれぞれ接続されるコントローラと、
トーテムポールＰＦＣ回路２００（Ｔｏｔｅｍ－ｐｏｌｅ ＰＦＣ）であって、トーテムポールＰＦＣ回路２００がダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するように制御するように、コントローラがトーテムポールＰＦＣ回路２００に接続されるトーテムポールＰＦＣ回路２００と、
降圧スイッチ回路３００であって、トーテムポールＰＦＣ回路２００と、降圧スイッチ回路３００と三相巻線１００とは順次接続され、降圧スイッチ回路３００の出力電圧を制御するように、コントローラが降圧スイッチ回路３００に接続される降圧スイッチ回路３００とを含む。
一実施例では、該モータ駆動制御回路は、三相巻線１００を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相巻線の一端は第１三相引き出し線群１１０を構成し、各相巻線の他端は第２三相引き出し線群１２０を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
第１三相引き出し線群１１０に接続される第１パワーモジュールＰＭ１と、
第２三相引き出し線群１２０に接続される第２パワーモジュールＰＭ２と、
第２三相引き出し線群１２０に接続され、三相巻線１００をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群ＫＹ１と、
オープン巻線モータの負荷に基づき、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路２００と、
降圧スイッチ回路３００であって、オープン巻線モータの負荷に基づき、異なる電圧出力状態に入るために用いられ、トーテムポールＰＦＣ回路２００と、降圧スイッチ回路３００と、三相巻線１００とが順次接続される降圧スイッチ回路３００とを含む。
一実施例では、トーテムポールＰＦＣ回路２００の動作状態は、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態又は高周波スイッチ状態に入るように、コントローラによって切り替えられる。ここで、この時の回路損失がダイオードによるターンオン損失に等しく、小電流でダイオードのターンオン損失が高くなく、オープン巻線モータの極低周波出力に適用されるため、トーテムポールＰＦＣ回路２００のダイオード整流状態は、小電流出力に適用される。しかしながら、大電流で、ダイオードの電圧降下が増加し、ターンオン損失がそれに応じて増加し、回路の運転効率が低下する。そのため、オープン巻線モータが動作周波数を向上させ、トーテムポールＰＦＣ回路２００がより大きい電流を出力する必要がある場合には、ダイオード整流状態は適用されなくなる。このとき、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、より高い出力電圧を取得するように、低周波スイッチ状態に切り替えられる。低周波スイッチ状態で、トーテムポールＰＦＣ回路２００のうちの一部又はすべてのダイオードがスイッチ素子に置き換えられ、スイッチ素子のターンオン損失がダイオードのターンオン損失よりも低いため、より低いターンオン電圧降下を取得し、オープン巻線モータの運転効率を向上させることができる。オープン巻線モータが高周波動作に入る場合に、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、高電圧を出力する必要があり、低周波スイッチ状態は適用されなくなる。このとき、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、高周波スイッチ状態に切り替えられ、高周波出力での運転効率に適応するように、スイッチ素子のデューティ比を向上させてより高い電圧と電流を取得する。トーテムポールＰＦＣ回路２００の具体的な回路構造及び対応する動作状態に入る方法については、以下の実施例で詳細に説明される。
トーテムポールＰＦＣ回路２００は、出力電圧を調整できるが、ＰＦＣ回路は、降圧機能を備えない。且つ、実際の応用において、高逆起電力係数のオープン巻線モータが高周波に順調に入ることを確保するために、トーテムポールＰＦＣ回路２００に、昇圧の部品、例えばインダクタが付くが、このように中周波での効率が理想的でないことを引き起こす。そのため、モータの低周波運転の省エネニーズを満たすように、降圧スイッチ回路３００と協働してより低い電圧出力を得る必要がある。本実施例における降圧スイッチ回路３００は、トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力端に接続され、トーテムポールＰＦＣ回路２００のダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態での出力電圧は、降圧スイッチ回路３００によって処理された後、機器の低周波運転ニーズを満たすより低い電圧になる。
降圧スイッチ回路３００は、個別素子で構成される降圧回路であってもよく、集積してパッケージングされる電圧変換チップであってもよい。降圧スイッチ回路３００は、異なる動作モードで異なる駆動電圧を出力することができる。例えば、降圧スイッチ回路３００は、ｂｕｃｋ回路であれば、コントローラでｂｕｃｋ回路におけるスイッチ管の開閉を制御することによって、ｂｕｃｋ回路を降圧モード又はＬＣフィルタモードで運転させることができる。また例えば、降圧スイッチ回路３００は、電圧変換チップであり、コントローラがチップに接続されるイネーブル端は、イネーブル信号を制御し、電圧変換チップは、異なるレベルの電圧値を出力することができる。
第１パワーモジュールＰＭ１と第２パワーモジュールＰＭ２は、三相巻線１００に接続されてインバータ変換を実現し、モータに駆動電圧を提供するとともに、オープン巻線モータの接続構造も構成する。第１パワーモジュールＰＭ１と第２パワーモジュールＰＭ２は、種類選択には、個別素子で構成されるモジュール回路であってもよい。例えば、第１パワーモジュールＰＭ１と第２パワーモジュールＰＭ２は、６つのスイッチ素子で構成される三相ブリッジインバータ回路である。このとき、スイッチ素子は、ＩＧＢＴデバイス、Ｓｉ材料のＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＯ材料のＭＯＳＦＥＴ又はＧａＮ材料のＭＯＳＦＥＴであってもよい。第１パワーモジュールＰＭ１と第２パワーモジュールＰＭ２は、集積してパッケージングされるインテリジェントパワーモジュール、例えばＩＰＭモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）であってもよく、インバータ変換の機能を同様に実現することができる。
図１を参照して、第１スイッチ群ＫＹ１は、第１三相引き出し線１１０に接続され、コントローラは、第１スイッチ群ＫＹ１を閉に制御し、三相巻線１００は、スター接続に切り替えられ、コントローラは、第１スイッチ群ＫＹ１を開に制御し、三相巻線１０は、オープン巻線接続に切り替えられる。モータの中低周波運転状態で、スター接続の運転効率は、オープン巻線接続の運転効率よりも優れるため、第１スイッチ群ＫＹ１を加えることによって三相巻線１００の接続方式を切り替えてモータの低周波動作に適応させる。ここで、第１スイッチ群ＫＹ１の実施形態は、複数あり、具体的には、一実施例の形態において、第１スイッチ群ＫＹ１は、第１スイッチと、第２スイッチとを含み、第２三相引き出し線群１２０は、第１ピンＭ１と、第２ピンＭ２と、第３ピンＭ３とを含み、第１三相引き出し線群１１０は、第４ピンＭ４と、第５ピンＭ５と、第６ピンＭ６とを含み、第１スイッチは、第１ピンＭｌと第２ピンＭ２にそれぞれ接続され、第２スイッチは、第２ピンＭ２と第３ピンＭ３にそれぞれ接続される。第１スイッチと第２スイッチが同時に閉となる場合、第１ピンＭ１、第２ピンＭ２と第３ピンＭ３は、相互に接続され、それによって、三相巻線１０は、スター接続状態にあり、図２、３、４と６に示すとおりである。第２パワーモジュールＰＭ２は、スター接続状態で、モータの駆動回路に接続しないため、第２パワーモジュールＰＭ２による損失を無視してもよく、トーテムポールＰＦＣ回路２００と降圧スイッチ回路３００と協働して、モータの低周波での運転効率を大幅に改善することができる。スター接続される三相巻線１０が高周波動作状態に入る必要がある場合、モータの高周波運転に適応するように、第１スイッチ群ＫＹ１をオフにすればオープン巻線状態に切り替えることができる。
第１スイッチ群ＫＹ１の２つのスイッチは、個別の部品であってもよく、単一の部品上に集積されてもよい。例えば、第１スイッチと第２スイッチは、それぞれ電磁リレー、接触器、ソリッドステートリレー又はターンオン抵抗が１オームを超えない電子スイッチである。また例えば、第１スイッチと第２スイッチは、回転スイッチ上に集積され、回転スイッチを回動すれば、第１スイッチと第２スイッチを同時にオンオフにすることができる。第１スイッチ群ＫＹ１の実現形態が多く、異なるスイッチ形式によって、異なるスイッチ時間を有し、モータ駆動制御回路の応答要求に応じて、異なるスイッチ形式を選択することができ、ここで繰り返し説明しない。
図１を参照して、一実施例では、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、第１インダクタＬ１と、第１コンデンサＣ１と、ブリッジ回路とを含み、交流入力端と、第１インダクタＬ１と、ブリッジ回路と、第１コンデンサＣ１とは順次接続され、コントローラはブリッジ回路に接続される。本実施例では、トーテムポールＰＦＣ回路２００が昇圧整流回路であり、交流入力端（例えば商用電源入力であり、２つの接線ポートを含む）のうちの一端に第１インダクタＬ１が接続されて昇圧を実現し、その後にブリッジ回路で整流した後に直流電圧を出力し、最後に第１コンデンサＣ１を利用して回路の力率補正（ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、ＰＦＣと略称される）を実現し、第１コンデンサＣｌ上の電流進み電圧の特性を利用して第１インダクタＬ１上の電流ヒステリシス電圧の特性を補償して、ブリッジ回路の特性を抵抗性に近接させることにより、整流効率を改善する。
一実施例では、ブリッジ回路は、同方向に直列に接続される第１整流部品Ｔ１と第２整流部品Ｔ２とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向に直列に接続される第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、第１コンデンサＣ１は、ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、コントローラにそれぞれ接続される。
本実施例におけるブリッジ回路は、整流機能を実現するために用いられ、回路構造には、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、ブリッジ回路においていずれも同方向に接続されて整流ブリッジを構成する。第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、種類選択には回路の要求に応じて調整することができる。例えば、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、いずれもＭＯＳＦＥＴであり、第１ブリッジアームユニットにおいて、第１整流部品Ｔ１のソースが第２整流部品Ｔ２ドレインに接続され、第２ブリッジアームユニットにおいて、第３整流部品Ｔ３のソースが第４整流部品Ｔ４のドレインに接続され、第１整流部品Ｔ１のドレインが第３整流部品Ｔ３のドレインに接続され、第２整流部品Ｔ２のソースが第４整流部品Ｔ４のソースに接続され、交流入力端が第１整流部品Ｔ１のソースと第３整流部品Ｔ３のソースにそれぞれ接続され、第１整流部品Ｔ１のドレインがブリッジ回路の正極出力端であり、第２整流部品Ｔ２のソースがブリッジ回路の負極出力端である。上記回路構造は、例示的なものに過ぎず、実際の回路は、制御の必要に応じて相応な調整を行うことができる。
実際に、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態と高周波スイッチ状態を実現するために、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、種類選択には一定の要求がある。一実施形態では、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、半導体スイッチ素子であり、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４にいずれも逆並列に接続されるダイオードが設けられ、該逆並列に接続されるダイオードは、個別のダイオード素子であってもよく、寄生ダイオードであってもよい。このような実施形態で、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、コントローラのイネーブル端にそれぞれ接続されることにより、トーテムポールＰＦＣ回路２００の動作状態を切り替える。例えばコントローラは、少なくとも４つのイネーブルピンを有し、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、いずれもＭＯＳＦＥＴであり、整流部品Ｔ１～Ｔ４のゲートは、コントローラの４つのイネーブルピンにそれぞれ接続される。別の実施形態では、第１整流部品Ｔ１と第２整流部品Ｔ２は、半導体スイッチ素子であり、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、ダイオードであり、第１整流部品Ｔ１と第２整流部品Ｔ２のみに逆並列に接続されるダイオードが設けられる。このような実施形態で、コントローラの２つのイネーブルピンは、第１整流部品Ｔ１と第２整流部品Ｔ２のゲートにそれぞれ接続されて開閉制御を実現し、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、一般的なダイオードであり、制御する必要がなく、トーテムポールＰＦＣ回路２００の動作状態の切り替えを同様に実現することができる。
以下では、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４がいずれもＭＯＳＦＥＴであることを例として、トーテムポールＰＦＣ回路２００のいくつかの動作状態を説明する。
ダイオード整流状態：図２と図７を参照して、コントローラは、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４が常時オフにする状態にあるように制御する。このとき、電流は、逆並列に接続されるダイオードを順方向に通過しかできず、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、ブリッジレスｂｏｏｓｔ ＰＦＣ回路に等価する。交流電力がブリッジ回路を通過する損失は、ダイオードのターンオン損失のみからであり、ダイオードのターンオン損失は、電流に関するため、ダイオード整流状態は、小電流の状況に適用される。
低周波スイッチ状態：図３と図７を参照して、同期整流状態とも呼ばれ、ダイオード整流状態に対して、回路における電流が増加し、ダイオードのターンオン電圧降下も増加するため、低いターンオン損失のＭＯＳＦＥＴを採用してダイオードのターンオン損失による影響を低減させる。具体的には、交流電力の正の半サイクルに、第２整流部品Ｔ２と第３整流部品Ｔ３を常時オフにし、第４整流部品Ｔ４を常時オンにし、第１整流部品Ｔ１は、電流が逆並列に接続されるダイオードを流れる期間内にオンになり、交流電力の負の半サイクルに、第１整流部品Ｔ１と第４整流部品Ｔ４を常時オフにし、第３整流部品Ｔ３を常時オンにし、第２整流部品Ｔ２は、電流が逆並列に接続されるダイオードを流れる期間内にオンになる。ＭＯＳＦＥＴのターンオン電圧降下が非常に低くて、出力端の整流損失を低減させることができるため、変換効率を向上させ、電圧が低くて電流が大きい状況に適用される。
高周波スイッチ状態：図４と図８を参照して、交流電力の正の半サイクルに、コントローラは、第１整流部品Ｔ１を高周波で開閉するが第４整流部品Ｔ４を常時オンにし、第２整流部品Ｔ２と第３整流部品Ｔ３を常時オフに制御し、交流電力の負の半サイクルに、コントローラは、第２整流部品Ｔ２を高周波で開閉するが第３整流部品Ｔ３を常時オンにし、第１整流部品Ｔ１と第４整流部品Ｔ４を常時オフに制御する。高周波で開閉するデューティ比を制御することによって、トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力端に、モータの高周波動作状態に適する大電圧大電流の出力を得ることができる。
一実施例では、降圧スイッチ回路３００は、第５スイッチ素子Ｑ５と、第６フリーホイーリング素子Ｑ６と、第２インダクタＬ２と、第２コンデンサＣ２とを含む降圧チョッパ回路を含み、ＰＦＣ回路の出力端と、第５スイッチ素子Ｑ５と、第６フリーホイーリング素子Ｑ６と、リファレンスグランドとは順次接続され、第５スイッチ素子Ｑ５と第６フリーホイーリング素子Ｑ６との間の接続点と、第２インダクタＬ２と、第２コンデンサＣ２と、リファレンスグランドとは順次接続され、第２インダクタＬ２と第２コンデンサＣ２との間の接続点は第１パワーモジュールＰＭ１に接続される。
本実施例では、降圧チョッパ回路は、ｂｕｃｋ降圧回路であり、第５スイッチ素子Ｑ５は、オンオフ制御に用いられ、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、フリーホイーリング素子として第２インダクタＬ２と第２コンデンサＣ２と協働してチョッパ出力を形成する。種類選択には、第５スイッチ素子Ｑ５と第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、いずれも、パワースイッチ管であり、コントローラのイネーブル端に接続されてもよい。このような場合、降圧チョッパ回路は、コントローラの制御で以下の２つの動作モードがある。
１つは、降圧出力を行うモードである。図２と図３を参照して、コントローラは、第５スイッチ素子Ｑ５の周期的オンとオフを制御し、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、第５スイッチ素子Ｑ５がオンになる場合にオフになり、第５スイッチ素子Ｑ５がオフになる場合にオフになるか又はオンになり、コントローラは、第５スイッチ素子Ｑ５のデューティ比を制御して降圧幅を調整する。降圧出力状態は、より低い電圧を取得することができ、トーテムポールＰＦＣ回路２００のダイオード整流状態と低周波スイッチ状態に適用さる。
もう１つは、フィルタ出力を行うモードでる。図４～図６を参照して、コントローラは、第５スイッチ素子Ｑ５を常時オンにし、第６フリーホイーリング素子Ｑ６を常時オフに制御する。このとき、降圧チョッパ回路は、ＬＣフィルタ回路に等価し、電圧降下が無視されてもよく、トーテムポールＰＦＣ回路２００の高周波スイッチ状態に適用される。
上記２つの動作モードから分かるように、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、ダイオードに置換してもよい。このような場合、ダイオードが制御不可であるため、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、コントローラに接続される必要がない。
一実施例では、第５スイッチ素子Ｑ５には逆並列に接続されるダイオードが設けられる。本実施例では、１つの逆並列に接続されるダイオードを付加することによって、第５スイッチ素子Ｑ５が逆方向に破壊されて損傷することを防止することができる。無論、第５スイッチ素子Ｑ５には、逆並列に接続されるダイオードがなくてもよく、それは、第５スイッチ素子Ｑ５によって実現される機能に影響を与えない。
一実施例では、図１を参照して、降圧スイッチ回路３００は、降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチＫＹ３をさらに含む。短絡スイッチＫＹ３が閉となった後、降圧チョッパ回路を短絡させることができ、降圧チョッパ回路が機能しないことに相当し、トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力は、第１パワーモジュールＰＭ１に直接的に入力される。トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力は、降圧処理されていないため、短絡スイッチＫＹ３が閉となる状況は、モータの高周波動作状態に適用され、降圧スイッチ回路３００が直接出力モードで動作することに相当する。
上記実施例では、第１スイッチ群ＫＹ１の開閉によってスター接続とオープン巻線接続との間の切り替えを実現するが、スター接続とオープン巻線接続に対応する最適な動作周波数の間に一定の断層も存在する。このとき、本実施例は、モータの中高周波の運転に適応するように、三角形接続を導入する。これに基づき、以下の巻線切り替え構造を採用してもよい。
図１を参照して、一実施例では、第１三相引き出し線群１１０と第２三相引き出し線群１２０にそれぞれ接続される第２スイッチ群ＫＹ２をさらに含み、第１スイッチ群ＫＹ１が開となり、第２スイッチ群ＫＹ２が閉となり、三相巻線１００が三角形接続に切り替えられる。本実施例では、第２スイッチ群ＫＹ２を加えて三相巻線１００の三角形接続の切り替えを実現する。具体的には、一実施例の形態において、第２スイッチ群ＫＹ２は、第２ピンＭ２と第６ピンＭ６にそれぞれ接続される第３スイッチと、第３ピンＭ３と第５ピンＭ５にそれぞれ接続される第４スイッチと、第１ピンＭｌと第４ピンＭ４にそれぞれ接続される第５スイッチとを含む。第３スイッチ、第４スイッチと第５スイッチが同時に閉となり、且つ、第１スイッチ群ＫＹ１が開状態にある場合には、第２ピンＭ２と第６ピンＭ６が相互に接続され、第３ピンＭ３と第５ピンＭ５が相互に接続され、第１ピンＭｌと第４ピンＭ４が相互に接続され、それによって、三相巻線１００は、三角形接続であり、図５と図６に示すとおりである。三角形接続は、スター接続より、三相巻線１００のモータをより高い電圧に動作させ、より高い運転周波数に適用することができる。第２スイッチ群ＫＹ２が加えられ、第１スイッチ群ＫＹ１の開閉も第２スイッチ群ＫＹ２の開閉状態に関するため、三相巻線１００の接続方式の切り替えは、
第１スイッチ群ＫＹ１が閉となり、第２スイッチ群ＫＹ２が開となり、三相巻線１００がスター接続に切り替えられること、
第１スイッチ群ＫＹ１が開となり、第２スイッチ群ＫＹ２が閉となり、三相巻線１００が三角形接続に切り替えられること、
第１スイッチ群ＫＹ１が開となり、第２スイッチ群ＫＹ２が開となり、三相巻線１００がオープン巻線接続に切り替えられることで行うことができる。
第２スイッチ群ＫＹ２は、同様にスイッチであり、種類選択には第１スイッチ群ＫＹ１の選択を参照して、三相巻線１００の接続方式の切り替え要求に適応するように、モータ駆動制御回路の応答要求に応じて、異なるスイッチ形式を選択してもよい。
一実施例では、第２パワーモジュールＰＭ２は、降圧スイッチ回路３００の出力端又はトーテムポールＰＦＣ回路２００の出力端に接続される。本実施例のそのうちの１つの実施形態は、第２パワーモジュールＰＭ２の給電は、トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力からであり、図１を参照して、第２パワーモジュールＰＭ２は、高電圧駆動を取得し続け、モータの中低周波運転に不利であるため、このような接続方式は、上記第１スイッチ群ＫＹ１、又は、第１スイッチ群ＫＹ１と第２スイッチ群ＫＹ２との組み合わせと協働する必要があるため、中低周波運転の時に第２パワーモジュールＰＭ２を短絡させる。本実施例の別の実施形態として、第２パワーモジュールＰＭ２の給電は、降圧スイッチ回路３００の出力由来であり、図９を参照して、第１パワーモジュールＰＭ１と第２パワーモジュールＰＭ２は、いずれも同じ電圧値を受信し、オープン巻線接続されるモータを低中高周波で動作させることができる。もし上記第１スイッチ群ＫＹ１と第２スイッチ群ＫＹ２と協働すれば、モータの高周波動作状態のみで第２パワーモジュールＰＭ２への接続を実現することができる。このとき、降圧スイッチ回路３００は、フィルタ出力を行い、第２パワーモジュールＰＭ２は、依然として、モータの高周波動作状態に適応する高電圧駆動を得ることができる。
上記の、オープン巻線接続切り替え接続方式に基づく実施例では、第２パワーモジュールＰＭ２は、オープン巻線接続に専ら用いられ、高周波動作に適するが、第１パワーモジュールＰＭ１は、低中高周波動作に適することができるため、種類選択には、第２パワーモジュールＰＭ２は、高電圧駆動のみに対するデバイスを選択することができ、より高い運転効率を取得するとともに、デバイスコストを節約することもできる。
図１０を参照して、図１０は、本開示の一実施例による制御装置１０００の概略図である。上記実施例の第１態様のモータ駆動制御回路に制御装置１０００が設けられてもよい。別の回路構造のモータ駆動制御回路に基づいて制御装置１０００が設けられてもよい。具体的には、制御装置１０００は、トーテムポールＰＦＣ回路と降圧スイッチ回路に接続されて、トーテムポールＰＦＣ回路と降圧スイッチ回路に対する制御を実現する。該制御装置１０００は、制御プロセッサ１００１とメモリ１００２とを含み、図１０において一つの制御プロセッサ１００１及び一つのメモリ１００２を例とする。
制御プロセッサ１００１とメモリ１００２とは、バス又は他の方式によって接続されてもよく、図１０においてバスによる接続を例とする。
メモリ１００２は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体として、非一時的ソフトウェアプログラム及び非一時的コンピュータ実行可能なプログラムを記憶するために用いることができる。なお、メモリ１００２は、高速ランダムアクセスメモリ１００２を含んでもよく、非一時的メモリ１００２、例えば少なくとも一つのディスクメモリ１００２、フラッシュメモリデバイス、又は他の非一時的ソリッドメモリ１００２をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、メモリ１００２は、制御プロセッサ１００１に対してリモートに設けられるメモリ１００２を含み、これらのリモートメモリ１００２は、ネットワークによって該制御装置１０００に接続されてもよい。上記ネットワークの実例は、インターネット、企業イントラネット、ローカルエリアネットワーク、移動通信ネットワーク及びその組み合わせを含むが、それらに限らない。
図１０に示される装置構造は、制御装置１０００に対する限定を構成せず、図示された部品の数よりも多い又は少ない部品、又は何らかの部品の組み合わせ、又は異なる部品の配置を含んでもよい。
図１に示されるモータ駆動制御回路において、制御プロセッサ１００１は、モータ駆動制御回路に対する駆動方法を実現するように、メモリ１００２に記憶される駆動プログラムを呼び出すために用いてもよい。
モータ駆動制御回路に基づき、本開示の実施例の第２態様の駆動方法の各実施例を提供する。
図１１を参照して、図１１は、本開示の一実施例の第２態様による駆動方法のフローチャートである。ここで、駆動方法は、三相巻線１００を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられ、各相巻線の一端は第１三相引き出し線群１１０を構成し、各相巻線の他端は第２三相引き出し線群１２０を構成し、モータ駆動制御回路は、
第１三相引き出し線群１１０に接続される第１パワーモジュールＰＭ１と、
第２三相引き出し線群１２０に接続される第２パワーモジュールＰＭ２と、
第２三相引き出し線群１２０に接続され、三相巻線１００をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群ＫＹ１と、
ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路２００と、
降圧スイッチ回路３００であって、トーテムポールＰＦＣ回路２００と、降圧スイッチ回路３００と、三相巻線１００とが順次接続される降圧スイッチ回路３００とを含み、
駆動方法は、
オープン巻線モータの負荷に基づき、三相巻線１００をスター接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を閉に制御し、ダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態に入るようにトーテムポールＰＦＣ回路２００を制御するとともに、降圧出力を行うように降圧スイッチ回路３００を制御するＳ１１００を含む。
図１２を参照して、駆動方法は、
オープン巻線モータの負荷に基づき、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、高周波スイッチ状態に入るように制御するとともに、降圧スイッチ回路３００を、フィルタ出力を行うように制御するＳ１２００をさらに含む。
上記駆動方法に応用されるオブジェクトは、本開示の実施例の第２態様のモータ駆動制御回路に基づくものである。本開示の実施例の第１態様のモータ駆動制御回路は、回路構造をすでに詳細に説明したので、繰り返し説明を避けるために、以下では、本開示の実施例の第１態様のモータ駆動制御回路を例として、駆動方法を詳細に説明する。これは、本開示の実施例の第２態様の駆動方法が第１態様のモータ駆動制御回路のみに応用されることを限定しない。
第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４がいずれもＭＯＳＦＥＴであることを例として説明する。第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４にいずれも逆並列に接続されるダイオードが付く。ここで、図１３を参照して、ステップＳ１１００において、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、ダイオード整流状態に入るように制御することは、
第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４を常時オフにするＳ１３００を含む。
第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４にいずれも逆並列に接続されるダイオードが付くため、第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４がいずれもオフにされる場合、回路は、４つのダイオードで構成されるブリッジ回路と等価する。このとき、トーテムポールＰＦＣ回路２００は、ダイオード整流状態に入り、ダイオードのみで整流出力を行う。
図１４を参照して、ステップＳ１１００において、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、低周波スイッチ状態に入るように制御することは、
交流入力の正の半サイクル内に、第４整流部品Ｔ４を常時オンにし、第２整流部品Ｔ２と第３整流部品Ｔ３を常時オフにし、且つ、電流が第１整流部品Ｔ１を流れる期間内に、第１整流部品Ｔ１をオンにするＳ１４１０と、
交流入力の負の半サイクル内に、第３整流部品Ｔ３を常時オンにし、第１整流部品Ｔ１と第４整流部品Ｔ４を常時オフにし、且つ、電流が第２整流部品Ｔ２を流れる期間内に、第２整流部品Ｔ２をオンにするＳ１４２０とを含む。
第１整流部品Ｔ１、第２整流部品Ｔ２、第３整流部品Ｔ３と第４整流部品Ｔ４は、交流電力サイクル内に一回のみ開閉するため、低周波スイッチ状態に属する。このような動作状態は、同期整流状態とも呼ばれ、ダイオードのターンオン損失の代わりにＭＯＳＦＥＴの低いターンオン損失を利用し、電流がやや大きい状況に適応される。
図１５を参照して、ステップＳ１２００において、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、高周波スイッチ状態に入るように制御することは、
交流入力の正の半サイクル内に、第１整流部品Ｔ１を高周波で開閉し、第４整流部品Ｔ４を常時オンにし、第２整流部品Ｔ２と第３整流部品Ｔ３を常時オフにするＳ１５１０と、
交流入力の負の半サイクル内に、第２整流部品Ｔ２を高周波で開閉し、第３整流部品Ｔ３を常時オンにし、第１整流部品Ｔ１と第４整流部品Ｔ４を常時オフにするＳ１５２０とを含む。
第１整流部品Ｔ１と第４整流部品Ｔ４は、正の半サイクル内に電流通路を形成し、第１整流部品Ｔ１を高周波で開閉することによって、チョッパ出力を形成し、第２整流部品Ｔ２と第３整流部品Ｔ３は、負の半サイクル内に電流通路を形成し、第２整流部品Ｔ２を高周波で開閉することによって、チョッパ出力を形成することにより、トーテムポールＰＦＣ回路の電圧電流出力を向上させ、モータ高周波動作の状況に適応する。
降圧スイッチ回路３００が第５スイッチ素子Ｑ５と、第６フリーホイーリング素子Ｑ６と、第２インダクタＬ２と、第２コンデンサＣ２とを含むことを例として、降圧出力とフィルタ出力を実現することができる。図１６を参照して、ステップＳ１１００において、降圧スイッチ回路３００を、降圧出力を行うように制御することは、
第５スイッチ素子Ｑ５を、高周波で開閉するように制御するＳ１６１０と、
第５スイッチ素子Ｑ５のオン状態で、第６フリーホイーリング素子Ｑ６をオフに制御し、第５スイッチ素子Ｑ５のオフ状態で、第６フリーホイーリング素子Ｑ６をオン又はオフに制御するＳ１６２０とを含む。
第５スイッチ素子Ｑ５が高周波で開閉されるため、降圧スイッチ回路３００は、ｂｕｃｋ回路に相当し、降圧出力を実現する。ここで、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、ｂｕｃｋ回路においてフリーホイーリングの役割を果たすため、第６フリーホイーリング素子Ｑ６は、制御可能なスイッチ管又は制御不可なダイオードを選択することができる。
図１７を参照して、ステップＳ１２００において、降圧スイッチ回路３００がフィルタ出力を行うように制御することは、
第５スイッチ素子Ｑ５を常時オンに制御し、第６フリーホイーリング素子Ｑ６を常時オフに制御するＳ１７１０を含む。
このとき、降圧スイッチ回路３００は、ＬＣフィルタ回路と等価し、トーテムポールＰＦＣ回路２００の出力は、ＬＣフィルタを経た後に第１パワーモジュールＰＭ１に直接的に入力するため、モータ高周波動作の状況に適用される。
本開示の第１態様の実施例に係る短絡スイッチＫＹ３は、短絡スイッチＫＹ３を閉じることによって降圧チョッパ回路を直接的に短絡させることができ、降圧スイッチ回路３００が直接出力モードに入ることに相当する。このモードは、降圧スイッチ回路３００のフィルタ出力モードに近似し、いずれもトーテムポールＰＦＣ回路２００の出力を降圧処理なしに第１パワーモジュールＰＭ１に出力するため、以下に言及された降圧スイッチ回路３００がフィルタ出力を行う内容は、実際に直接出力モードを直接的に応用することができ、以下では繰り返し説明しない。
本開示の第１態様の実施例のモータ駆動制御回路において、三相巻線１００の接続方式の切り替えを実現するために、第１スイッチ群ＫＹ１と第２スイッチ群ＫＹ２が設けられる。この構造に基づき、図１８を参照して、オープン巻線モータの運転パワーパラメータに基づき、トーテムポールＰＦＣ回路２００、降圧スイッチ回路３００、第１スイッチ群ＫＹ１と第２スイッチ群ＫＹ２が以下のうちの少なくとも一つの状態に達するように制御する。
オープン巻線モータの運転パワーパラメータが第１運転パワーパラメータよりも小さい場合、三相巻線１００をスター接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を閉、第２スイッチ群ＫＹ２を開に制御するとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、ダイオード整流状態に入るように制御し、降圧スイッチ回路３００を、降圧出力を行うように制御し、
オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、第１運転パワーパラメータよりも大きく、第２パワー運転パラメータよりも小さい場合、三相巻線１００をスター接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を閉、第２スイッチ群ＫＹ２を開に制御するとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、低周波スイッチ状態に入るように制御し、降圧スイッチ回路３００を、降圧出力を行うように制御し、
オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、第２運転パワーパラメータよりも大きく、第３パワー運転パラメータよりも小さい場合、三相巻線１００をスター接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を閉、第２スイッチ群ＫＹ２を開に制御するとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、高周波スイッチ状態に入るように制御し、降圧スイッチ回路３００を、フィルタ出力を行うように制御し、
オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、第３運転パワーパラメータよりも大きく、第４パワー運転パラメータよりも小さい場合、三相巻線１００を三角形接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を開、第２スイッチ群ＫＹ２を閉に制御するとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、高周波スイッチ状態に入るように制御し、降圧スイッチ回路３００を、フィルタ出力を行うように制御し、
オープン巻線モータの運転パワーパラメータは、第４パワー運転パラメータよりも大きい場合、三相巻線１００をオープン巻線接続に切り替えるように、第１スイッチ群ＫＹ１を開、第２スイッチ群ＫＹ２を開に制御するとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、高周波スイッチ状態に入るように制御し、降圧スイッチ回路３００を、フィルタ出力を行うように制御する。
第１運転パワーパラメータ、第２運転パワーパラメータ、第３運転パワーパラメータと第４運転パワーパラメータに対応するパラメータは、モータの動作状態に関するものである。例えば該パラメータは、モータの電流であってもよく、モータの動作周波数であってもよく、モータの運転パワーであってもよい。オープン巻線モータは、同一の動作状態で、モータの電流、モータの動作周波数とモータの運転パワーが正相関である。一実施形態では、第１運転パワーパラメータ、第２運転パワーパラメータ、第３運転パワーパラメータと第４運転パワーパラメータに対応するパラメータ値が順次に増加するように設定してもよく、図１８に示すとおりである。
本開示の一実施例の第３態様は、実施例の第１態様のモータ駆動制御回路を含む配線板を提供し、配線板の方式で第１態様のモータ駆動制御回路を載せると、インバータモータに取り付けやすくて駆動制御を実現する。オープン巻線モータを基礎として、第１スイッチ群ＫＹ１の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路２００の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路３００の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群ＫＹ１を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、ダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路３００を、降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールＰＭ２の接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールＰＭ１が低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールＰＭ１におけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本開示の一実施例の第４態様は、上記第３態様の配線板を含む空調機を提供する。空調機に上記第２態様の配線板を取り付けて空調機の圧縮機の動作を駆動し、空調機のインバータ制御を実現するため、空調機のモータは、オープン巻線モータを基礎として、第１スイッチ群ＫＹ１の切り替え、トーテムポールＰＦＣ回路２００の動作状態の切り替え及び降圧スイッチ回路３００の動作状態の切り替えを制御することによって、オープン巻線モータの複数の負荷に対応して異なる駆動方式を実現することができる。例えば、オープン巻線モータが低周波で動作する時、第１スイッチ群ＫＹ１を閉じることによって三相巻線の接続方式をスター接続に切り替えるとともに、トーテムポールＰＦＣ回路２００を、ダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態で動作するように制御し、降圧スイッチ回路３００を、降圧出力状態で動作するように制御する。このように、第２パワーモジュールＰＭ２の接続損失を避けることができるとともに、第１パワーモジュールＰＭ１が低い給電電圧を得ることもできる。それにより、第１パワーモジュールＰＭ１におけるインバータ変換損失を低減させ、オープン巻線モータは、低周波運転の状態で、より高いエネルギ効率比を取得し、省エネのニーズを満たすことができる。
本実施例における空調機は、上記いずれか１つの実施例における制御装置１０００を有するため、本実施例における空調機は、上記実施例における制御装置１０００のハードウェア構造を有し、且つ、本開示の実施例の第２態様の駆動方法を実現するように、制御装置１０００における制御プロセッサ１００１がメモリ１００２に記憶される空調機の制御プログラムを呼び出すことを可能にする。
なお、本開示の一実施例は、コンピュータ実行可能な命令が記憶されるコンピュータ可読記憶媒体をさらに提供し、該コンピュータ実行可能な命令は、一つ又は複数の制御プロセッサ１００１によって実行され、例えば、図１０における１つの制御プロセッサ１００１によって実行され、上記１つ又は複数の制御プロセッサ１００１に上記方法の実施例における冷凍機器の冷凍方法を実行させることができ、例えば、以上に記述されている図１１における方法ステップＳ１１００、図１２における方法ステップＳ１２００、図１３における方法ステップＳ１３００、図１４における方法ステップＳ１４１０～Ｓ１４２０、図１５における方法ステップＳ１５１０～Ｓ１５２０、図１６における方法ステップＳ１６１０～Ｓ１６２０と図１７における方法ステップＳ１７１０を実行させる。
以上に記述されている装置の実施例は、例示的なものに過ぎず、ここで分離された部品として説明されるユニットは、物理的に分離されてもよく、又は物理的に分離されなくてもよく、すなわち、一つの場所に位置してもよく、又は複数のネットワークユニットに分布されてもよい。実際の必要に応じて、そのうちの一部又は全部のモジュールを選択して、本実施例の方案の目的を実現することができる。
上記で開示された方法におけるステップ、システムの全部又は一部は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア及びそれらの適切な組み合わせとして実施されてもよい。なんらかの物理的アセンブリの一部又はすべては、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサなどのプロセッサによって実行されるソフトウェアとして、又はハードウェアとして、又は特定の用途向け集積回路などの集積回路として実施されてもよい。このようなソフトウェアは、コンピュータ記憶媒体（又は非一時的媒体）と通信媒体（又は一時的媒体）を含んでもよいコンピュータ可読媒体上に分布することができる。当業者に周知のように、コンピュータ記憶媒体という用語は、情報（例えばコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータ）を記憶するための任意の方法又は技術において実施される揮発性と不揮発性、リムーバブルとリムーバブルでない媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多機能ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ディスク記憶、カートリッジ、磁気テープ、磁気ディスクメモリ又は他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために用いることができるとともに、コンピュータによってアクセス可能な任意の他の媒体を含むが、それらに限らない。なお、当業者には周知のように、通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波や他の伝送メカニズムのような変調データ信号における他のデータを含み、任意の情報配信媒体を含んでもよい。
以上は、本開示の好ましい実施を具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者は、本開示の精神に反することなく、様々な均等な変形又は置換を行うことができ、これらの均等な変形又は置換は、本開示の請求項によって限定される範囲内に含まれる。

Claims (31)

  1. 三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられるモータ駆動制御回路であって、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
    前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、
    前記第１パワーモジュール、前記第２パワーモジュールと前記第１スイッチ群にそれぞれ接続されるコントローラと、
    前記コントローラに接続されて、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するように制御されるトーテムポールＰＦＣ回路と、
    降圧スイッチ回路と、を含み、
    前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と前記三相巻線とは順次接続され、前記降圧スイッチ回路の出力電圧を制御するように、前記コントローラが前記降圧スイッチ回路に接続される、ことを特徴とするモータ駆動制御回路。
  2. 前記トーテムポールＰＦＣ回路は、第１インダクタと、第１コンデンサとブリッジ回路とをさらに含み、交流入力端と、前記第１インダクタと、前記ブリッジ回路と、前記第１コンデンサとは順次接続され、前記コントローラは前記ブリッジ回路に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御回路。
  3. 前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品は、前記コントローラにそれぞれ接続される、ことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動制御回路。
  4. 前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品は、半導体スイッチ素子であり、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品には、逆並列に接続されるダイオードがそれぞれ設けられる、ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御回路。
  5. 前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御回路。
  6. 三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられるモータ駆動制御回路であって、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
    前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、
    第１インダクタと、第１コンデンサと、ブリッジ回路とを含むトーテムポールＰＦＣ回路あって、前記第１インダクタと、前記ブリッジ回路と、前記第１コンデンサとは順次接続され、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続される、トーテムポールＰＦＣ回路と、
    降圧スイッチ回路と、を含み、
    前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と、前記三相巻線とは順次接続され、前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続される、ことを特徴とするモータ駆動制御回路。
  7. 前記第１三相引き出し線群と前記第２三相引き出し線群にそれぞれ接続される第２スイッチ群をさらに含み、前記第１スイッチ群が開となり、前記第２スイッチ群が閉となると、前記三相巻線は三角形接続に切り替えられる、ことを特徴とする請求項１又は６に記載のモータ駆動制御回路。
  8. 前記降圧スイッチ回路は、前記降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチをさらに含む、ことを特徴とする請求項５又は６に記載のモータ駆動制御回路。
  9. 三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられるモータ駆動制御回路であって、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
    前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路と、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、異なる電圧出力状態に入るために用いられる降圧スイッチ回路と、を含み、
    前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と、前記三相巻線とが順次接続される、ことを特徴とするモータ駆動制御回路。
  10. 前記トーテムポールＰＦＣ回路は、第１インダクタと、第１コンデンサとブリッジ回路とをさらに含み、交流入力端と、前記第１インダクタと、前記ブリッジ回路と、前記第１コンデンサとは順次接続される、ことを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動制御回路。
  11. 前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続される、ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ駆動制御回路。
  12. 前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品は、半導体スイッチ素子であり、前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品には、逆並列に接続されるダイオードがそれぞれ設けられる、ことを特徴とする請求項１１に記載のモータ駆動制御回路。
  13. 前記第１整流部品と前記第２整流部品は、半導体スイッチ素子であり、前記第３整流部品と前記第４整流部品は、ダイオードであり、前記第１整流部品と前記第２整流部品には、逆並列に接続されるダイオードが設けられる、ことを特徴とする請求項１１に記載のモータ駆動制御回路。
  14. 前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記ＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続される、ことを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動制御回路。
  15. 前記第５スイッチ素子には、逆並列に接続されるダイオードが設けられる、ことを特徴とする請求項１４に記載のモータ駆動制御回路。
  16. 前記降圧スイッチ回路は、前記降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチをさらに含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のモータ駆動制御回路。
  17. 前記第１三相引き出し線群と前記第２三相引き出し線群にそれぞれ接続される第２スイッチ群をさらに含み、前記第１スイッチ群が開となり、前記第２スイッチ群が閉となるとき、前記三相巻線は三角形接続に切り替えられる、ことを特徴とする請求項９～１６のいずれか一項に記載のモータ駆動制御回路。
  18. 前記第２パワーモジュールは、前記降圧スイッチ回路の出力端又は前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端に接続される、ことを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動制御回路。
  19. 三相巻線を有するオープン巻線モータを駆動するために用いられる駆動方法であって、各相の前記巻線の一端は第１三相引き出し線群を構成し、各相の前記巻線の他端は第２三相引き出し線群を構成し、前記モータ駆動制御回路は、
    前記第１三相引き出し線群に接続される第１パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続される第２パワーモジュールと、
    前記第２三相引き出し線群に接続され、前記三相巻線をスター接続とオープン巻線接続との間で切り替えるための第１スイッチ群と、
    ダイオード整流状態、低周波スイッチ状態及び高周波数スイッチ状態のうちの少なくとも一つの状態に達するためのトーテムポールＰＦＣ回路と、
    降圧スイッチ回路と、を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路と、前記降圧スイッチ回路と、前記三相巻線とが順次接続され、
    前記駆動方法は、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、前記三相巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉に制御し、前記トーテムポールＰＦＣ回路がダイオード整流状態又は低周波スイッチ状態に入るように制御するとともに、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することを含む、ことを特徴とする駆動方法。
  20. 前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、
    前記の、ダイオード整流状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、
    前記第１整流部品、前記第２整流部品、前記第３整流部品および前記第４整流部品を常時オフにすることを含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の駆動方法。
  21. 前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、
    前記の、低周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、
    交流入力の正の半サイクル内に、前記第４整流部品を常時オンにし、前記第２整流部品と前記第３整流部品を常時オフにし、且つ、電流が前記第１整流部品を流れる期間内に、前記第１整流部品をオンにすることと、
    交流入力の負の半サイクル内に、前記第３整流部品を常時オンにし、前記第１整流部品と前記第４整流部品を常時オフにし、且つ、電流が前記第２整流部品を流れる期間内に、前記第２整流部品をオンにすることとを含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の駆動方法。
  22. 前記駆動方法は、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の駆動方法。
  23. 前記トーテムポールＰＦＣ回路は、ブリッジ回路をさらに含み、前記ブリッジ回路は、同方向で直列に接続される第１整流部品と第２整流部品とを含む第１ブリッジアームユニットと、同方向で直列に接続される第３整流部品と第４整流部品とを含む第２ブリッジアームユニットとを含み、前記第１コンデンサは、前記ブリッジ回路の出力端に接続されるとともに前記第１ブリッジアームユニットに並列に接続され、
    前記の、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御することは、
    交流入力の正の半サイクル内に、前記第１整流部品を高周波で開閉し、前記第４整流部品を常時オンにし、前記第２整流部品と前記第３整流部品を常時オフにすることと、
    交流入力の負の半サイクル内に、前記第２整流部品を高周波で開閉し、前記第３整流部品を常時オンにし、前記第１整流部品と前記第４整流部品を常時オフにすることとを含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の駆動方法。
  24. 前記降圧スイッチ回路は、第５スイッチ素子と、第６フリーホイーリング素子と、第２インダクタと、第２コンデンサとを含む降圧チョッパ回路を含み、前記トーテムポールＰＦＣ回路の出力端と、前記第５スイッチ素子と、前記第６フリーホイーリング素子と、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第５スイッチ素子と前記第６フリーホイーリング素子との間の接続点と、前記第２インダクタと、前記第２コンデンサと、リファレンスグランドとは順次接続され、前記第２インダクタと前記第２コンデンサとの間の接続点は前記第１パワーモジュールに接続され、
    前記の、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することは、
    前記第５スイッチ素子を、高周波で開閉するように制御することと、
    前記第５スイッチ素子のオン状態で、前記第６フリーホイーリング素子をオフに制御し、前記第５スイッチ素子のオフ状態で、前記第６フリーホイーリング素子をオン又はオフに制御することと、を含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の駆動方法。
  25. 前記駆動方法は、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含み、
    前記の、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することは、
    前記第５スイッチ素子を、常時オンにするように制御し、前記第６フリーホイーリング素子を、常時オフに制御することを含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の駆動方法。
  26. 前記降圧スイッチ回路は、前記降圧チョッパ回路に並列に接続される短絡スイッチをさらに含み、
    前記駆動方法は、前記オープン巻線モータの負荷に基づき、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、前記短絡スイッチを閉に制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の駆動方法。
  27. 前記モータ駆動制御回路は、前記第１三相引き出し線群と前記第２三相引き出し線群にそれぞれ接続される第２スイッチ群をさらに含み、前記第１スイッチ群が開となり、前記第２スイッチ群が閉となるとき、前記三相巻線は三角形接続に切り替えられ、
    前記駆動方法は、
    前記オープン巻線モータの負荷に基づき、前記三相巻線を三角形接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開、且つ前記第２スイッチ群を閉に制御し、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御するとともに、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項１９～２６のいずれか一項に記載の駆動方法。
  28. 前記オープン巻線モータの負荷が前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータである場合、前記駆動方法は、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータに基づき、前記トーテムポールＰＦＣ回路、前記降圧スイッチ回路、前記第１スイッチ群および前記第２スイッチ群を制御して、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが第１運転パワーパラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、ダイオード整流状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが前記第１運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第２パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、低周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、降圧出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが前記第２運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第３パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線をスター接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を閉、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが前記第３運転パワーパラメータよりも大きく、且つ第４パワー運転パラメータよりも小さい場合、前記固定子巻線を三角形接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開、前記第２スイッチ群を閉に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、
    前記オープン巻線モータの運転パワーパラメータが前記第４パワー運転パラメータよりも大きい場合、前記固定子巻線をオープン巻線接続に切り替えるように、前記第１スイッチ群を開、前記第２スイッチ群を開に制御するとともに、高周波スイッチ状態に入るように前記トーテムポールＰＦＣ回路を制御し、フィルタ出力を行うように前記降圧スイッチ回路を制御する状態と、のうちの少なくとも一つの状態とすることを含む、ことを特徴とする請求項２７に記載の駆動方法。
  29. 請求項１～１８のいずれか一項に記載のモータ駆動制御回路を含む、ことを特徴とする配線板。
  30. 空調機であって、請求項２９に記載の配線板を含むか、
    又は、
    少なくとも一つのプロセッサと、前記少なくとも一つのプロセッサに通信接続されるためのメモリとを含み、前記メモリは、前記少なくとも一つのプロセッサによって実行可能な命令を記憶し、前記命令は、前記少なくとも一つのプロセッサによって実行されることにより、前記少なくとも一つのプロセッサに請求項１９～２８のいずれか一項に記載の駆動方法を実行させることができる、ことを特徴とする空調機。
  31. コンピュータに請求項１９～２８のいずれか一項に記載の駆動方法を実行させるためのコンピュータ実行可能な命令が記憶される、ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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