RU2671947C1 - Инвертор с возможностью заряда - Google Patents

Инвертор с возможностью заряда Download PDF

Info

Publication number
RU2671947C1
RU2671947C1 RU2018102308A RU2018102308A RU2671947C1 RU 2671947 C1 RU2671947 C1 RU 2671947C1 RU 2018102308 A RU2018102308 A RU 2018102308A RU 2018102308 A RU2018102308 A RU 2018102308A RU 2671947 C1 RU2671947 C1 RU 2671947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
switching element
phase
inverter
switching
Prior art date
Application number
RU2018102308A
Other languages
English (en)
Inventor
Даи ЦУГАВА
Сигехару ЯМАГАМИ
Original Assignee
Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниссан Мотор Ко., Лтд. filed Critical Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2671947C1 publication Critical patent/RU2671947C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095—Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразовательной технике. Схема инвертора с возможностью заряда включает: схему плеча, в которой соединяются переключающие элементы (21, 31, 41) верхнего плеча, с которыми соединяется положительный электрод аккумулятора (70), и переключающие элементы (22, 32, 42) нижнего плеча, с которыми соединяется отрицательный электрод аккумулятора (70); первый конденсатор (10), имеющий один конец, соединенный с положительным электродом аккумулятора (70); второй конденсатор (11), соединенный между другим концом первого конденсатора (10) и отрицательным электродом аккумулятора (70); первый диод (12), имеющий катодный электрод, соединенный с точкой соединения между переключающими элементами верхнего плеча и нижнего плеча; и второй диод (13), имеющий катодный электрод, соединенный с другим концом первого конденсатора (10). Мощность подается из внешнего источника (80) питания в анодный электрод первого диода (12) и в анодный электрод второго диода (13). 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к инвертору с возможностью заряда, который также может использоваться в качестве зарядного модуля.
Уровень техники
[0002] Электротранспортное средство, такое как традиционный электромобиль или гибридный автомобиль, содержит инвертор, который управляет приведением в действие мотора. Примеры этого инвертора включают в себя инвертор, который выполняет (используется совместно для) управление приведением в действие мотора и управление зарядом аккумулятора.
[0003] Этот инвертор с возможностью заряда повышает, при приеме мощности из внешнего источника питания, напряжение внешнего источника питания посредством операции переключения инвертора и заряжает мощность в аккумулятор электротранспортного средства. Традиционно, инвертор с возможностью заряда и внешний источник питания соединяются между собой через реактивное сопротивление, включающее в себя катушку (патентный документ 1).
Список библиографических ссылок
Патентные документы
[0004] Патентный документ 1. Выложенная патентная публикация (Япония) номер 2002-223559
Сущность изобретения
[0005] Чтобы электрически стабилизировать точку питания инвертора с возможностью заряда, необходимо соединять инвертор с возможностью заряда с внешним источником питания через реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление приводит к увеличению размера традиционного инвертора с возможностью заряда.
[0006] Настоящее изобретение осуществлено с учетом этой проблемы и предоставляет инвертор с возможностью заряда, который может обходиться без большого реактивного сопротивления, чтобы достигать уменьшения размера.
[0007] Инвертор с возможностью заряда согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя схему плеча, первый конденсатор, второй конденсатор, первый диод и второй диод. Схема плеча включает в себя переключающие элементы верхнего плеча и нижнего плеча, соединенные с аккумулятором. Один конец первого конденсатора соединяется с положительным электродом аккумулятора. Второй конденсатор соединяется между другим концом первого конденсатора и отрицательным электродом аккумулятора. Первый диод имеет катодный электрод, соединенный с точкой соединения между переключающими элементами верхнего плеча и нижнего плеча. Катодный электрод второго диода соединяется с другим концом первого конденсатора. Затем, в инверторе с возможностью заряда согласно аспекту настоящего изобретения мощность подается из внешнего источника питания в анодный электрод первого диода и анодный электрод второго диода.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 1 с возможностью заряда первого варианта осуществления.
Фиг. 2 иллюстрирует пример функциональной конфигурации переключающего контроллера 50 инвертора 1 с возможностью заряда.
Фиг. 3 иллюстрирует пример временной диаграммы управления переключением, выполняемого посредством переключающего контроллера 50.
Фиг. 4 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 2 с возможностью заряда второго варианта осуществления.
Фиг. 5 иллюстрирует вольтамперные характеристики первого диода 12 и первого переключающего элемента 20.
Фиг. 6 иллюстрирует времена для включения первого диода 12 и первого переключающего элемента 20.
Фиг. 7 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 3 с возможностью заряда третьего варианта осуществления.
Фиг. 8 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 4 с возможностью заряда четвертого варианта осуществления.
Фиг. 9 иллюстрирует пример временной диаграммы управления переключением, выполняемого посредством переключающего контроллера 54 инвертора 4 с возможностью заряда.
Фиг. 10 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 5 с возможностью заряда модификации инвертора 4 с возможностью заряда.
Фиг. 11 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 6 с возможностью заряда пятого варианта осуществления.
Фиг. 12(a) иллюстрирует пример временной диаграммы для длительного периода времени управления переключением, выполняемого посредством переключающего контроллера 56 инвертора 6 с возможностью заряда, тогда как фиг. 12(b) иллюстрирует пример для короткого периода времени.
Фиг. 13 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 7 с возможностью заряда шестого варианта осуществления.
Фиг. 14 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 8 с возможностью заряда седьмого варианта осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0009] Ниже описываются варианты осуществления со ссылкой на чертежи. В описании чертежей, идентичной части присваивается идентичная ссылка с номером, чтобы опускать ее описание.
[0010] Первый вариант осуществления
Фиг. 1 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 1 с возможностью заряда первого варианта осуществления. Инвертор 1 с возможностью заряда управляет, с помощью тока мотора, поданного, например, в трехфазный синхронный мотор 60 с постоянными магнитами (в дальнейшем в этом документе, мотор), крутящим моментом приведения в движение, сформированным посредством мотора 60, а также управляет зарядом мощности внешнего источника 80 питания в аккумулятор 70.
[0011] Инвертор 1 с возможностью заряда включает в себя первый конденсатор 10, второй конденсатор 11, первый диод 12, второй диод 13, переключающие элементы 21, 31 и 41 верхнего плеча и переключающие элементы 22, 32 и 42 нижнего плеча. Этот пример включает в себя множество схем плеча (U-фазу, V-фазу и W-фазу), в которых соединяются верхнее плечо и нижнее плечо.
[0012] Положительный электрод аккумулятора 70 соединяется с переключающими элементами 21, 31 и 41 верхнего плеча, соответственно. Отрицательный электрод аккумулятора 70 соединяется с переключающими элементами 22, 32 и 42 нижнего плеча, соответственно.
[0013] Переключающий элемент 21 верхнего плеча и переключающий элемент 22 нижнего плеча соединяются между собой таким образом, что они составляют схему плеча U-фазы. Переключающий элемент 31 верхнего плеча и переключающий элемент 32 нижнего плеча соединяются между собой таким образом, что они составляют схему плеча V-фазы. Переключающий элемент 41 верхнего плеча и переключающий элемент 42 нижнего плеча соединяются между собой таким образом, что они составляют схему плеча W-фазы.
[0014] Один конец первого конденсатора 10 соединяется с положительным электродом аккумулятора 70. Второй конденсатор 11 соединяется между другим концом первого конденсатора 10 и отрицательным электродом аккумулятора 70.
[0015] Катодный электрод первого диода 12 соединяется с точкой соединения между переключающим элементом 21 верхнего плеча U-фазы и переключающим элементом 22 нижнего плеча U-фазы. Катодный электрод второго диода 13 соединяется с другим концом первого конденсатора 10. Выпрямительный мост 81 внешнего источника 80 питания соединяется с точкой A питания, в которой соединяются между собой анодный электрод первого диода 12 и анодный электрод второго диода 13.
[0016] Выпрямительный мост 81 представляет собой обычный выпрямительный мост, который выпрямляет переменный ток (AC) внешнего источника 80 питания. Внешний источник 80 питания может представлять собой трехфазный источник питания переменного тока или может представлять собой однофазный источник питания переменного тока.
[0017] Каждый из переключающих элементов 21, 31 и 41 верхнего плеча и переключающих элементов 22, 32 и 42 нижнего плеча включает в себя, например, NMOSFET. Соответствующие переключающие элементы 21, 31, 41, 22, 32 и 42 могут включать в себя IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), GTO (запираемый тиристор) и т.п. Соответствующие переключающие элементы 21, 22, 31, 32, 41 и 42 имеют соответствующие диоды D1, D2, D3, D4, D5 и D6, соединенные встречно-параллельно с ними.
[0018] Сигнал PU, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора переключающего элемента 21 верхнего плеча U-фазы. Сигнал NU, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора идентичного переключающего элемента 22 нижнего плеча U-фазы.
[0019] Сигнал PV, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора переключающего элемента 31 верхнего плеча V-фазы. Сигнал NV, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора идентичного переключающего элемента 32 нижнего плеча V-фазы.
[0020] Сигнал PW, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора переключающего элемента 41 верхнего плеча W-фазы. Сигнал NW, выводимый посредством переключающего контроллера 50, вводится в электрод затвора идентичного переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы.
[0021] Точка соединения между переключающим элементом 21 и переключающим элементом 22, составляющими схему плеча U-фазы, соединяется с катушкой 60u мотора U-фазы мотора 60. Точка соединения между переключающим элементом 31 и переключающим элементом 32, составляющими схему плеча V-фазы, соединяется с катушкой 60v мотора V-фазы мотора 60. Точка соединения между переключающим элементом 41 и переключающим элементом 42, составляющими схему плеча W-фазы, соединяется с катушкой 60w мотора W-фазы мотора 60.
[0022] Переключающий контроллер 50 переключает управляющую логику на основе сигнала переключения рабочего режима из непроиллюстрированного контроллера транспортного средства, который управляет, например, работой электротранспортного средства. Управляющая логика переключающего контроллера 50 включает в себя две управляющих логики: логику управления нагрузкой для приведения в действие мотора 60 с мощностью постоянного тока, накапливаемой в аккумуляторе 70; и логику управления зарядом для заряда мощности, предоставляемой из внешнего источника 80 питания в аккумулятор 70.
[0023] Ниже поясняется работа переключающего контроллера 50 со ссылкой на фиг. 2. Фиг. 2 иллюстрирует логическую конфигурацию, когда переключающий контроллер 50 реализован, например, с помощью микрокомпьютера. Переключающий контроллер 50, состоящий из арифметического процессора микрокомпьютера, включает в себя логический модуль 51 управления нагрузкой, логический модуль 52 управления зарядом и модуль 53 переключения логики.
[0024] Логический модуль 51 управления нагрузкой отслеживает ток нагрузки, протекающий в каждой фазе мотора 60, и формирует сигнал PWM (широтно-импульсной модуляции) для управления напряжением приведения в действие каждой фазы таким образом, что ток нагрузки, соответствующий команде управления током из непроиллюстрированного контроллера транспортного средства, протекает. PWM-сигнал означает каждый из вышеописанных сигналов PU, NU, сигналов PV, NV и сигналов PW, NW.
[0025] Кроме того, логический модуль 52 управления зарядом формирует PWM-сигнал для заряда мощности из внешнего источника питания в аккумулятор 70 в соответствии с выходным напряжением выпрямительного моста 81, который выпрямляет переменный ток внешнего источника 80 питания. Заряд выполняется посредством повышения выходного напряжения выпрямительного моста 81 с использованием каждой из катушек 60u, 60v и 60w мотора для мотора 60.
[0026] Модуль 53 переключения логики выбирает, когда сигнал переключения рабочего режима находится в состоянии приведения в действие мотора 60, PWM-сигнал, сформированный посредством логического модуля 51 управления нагрузкой. Следует отметить, что PWM-сигнал, сформированный посредством логического модуля 51 управления нагрузкой, является идентичным PWM-сигналу, когда традиционный инвертор приводит в действие мотор.
[0027] Ниже поясняется PWM-сигнал, выводимый посредством логического модуля 52 управления зарядом, со ссылкой на фиг. 3. Сверху на фиг. 3, проиллюстрированы сигнал NW, который представляет собой PWM-сигнал, выводимый посредством логического модуля 52 управления зарядом (переключающего контроллера 50), сигнал PU, который также представляет собой PWM-сигнал, напряжение U-фазы, с которым соединяется катодный электрод первого диода 12, рабочий режим первого диода 12 и режим заряда логики управления зарядом. Горизонтальное направление по фиг. 3 представляет время. Интервал, в течение которого амплитуда в вертикальном направлении является высокой (высокий уровень: 1), представляет интервал для включения каждого переключающего элемента, тогда как интервал, в течение которого амплитуда в вертикальном направлении является низкой (низкий уровень: 0), представляет интервал для выключения каждого переключающего элемента. Следует отметить, что Vdc/n и Vdc в виде представляют значения напряжения. Vdc представляет собой напряжение положительного электрода аккумулятора 70.
[0028] В интервале t1, в течение которого сигнал NW равен 1, включен только переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы (фиг. 1), и все другие переключающие элементы отключены. Напряжение U-фазы в этом интервале t1 составляет Vdc/n. Vdc/n представляет собой напряжение, полученное посредством разделения Vdc с помощью первого конденсатора 10 и второго конденсатора 11 в этом примере. Если емкости первого конденсатора 10 и второго конденсатора 11 являются идентичными, напряжение составляет Vdc/2.
[0029] Ниже поясняется причина, по которой напряжение U-фазы становится Vdc/2 в интервале t1. Вывод выпрямительного моста 81 соединяется с анодными электродами первого диода 12 и второго диода 13, т.е. точкой A питания, через выпрямительный диод 82.
[0030] В этой конфигурации, когда выходное напряжение выпрямительного моста 81 выше Vdc/2, ток протекает через выпрямительный диод 82, второй диод 13 и второй конденсатор 11. Как результат, напряжение анодного электрода второго диода 13 фиксируется равным Vdc/2 посредством операции фиксации напряжения второго диода 13.
[0031] Кроме того, в этом случае (в случае, в котором выходное напряжение выпрямительного моста 81 выше Vdc/2 в интервале t1), ток протекает через выпрямительный диод 82, первый диод 12, катушку 60u мотора, катушку 60w мотора и переключающий элемент 42. Рабочий режим первого диода 12 в этом случае представляет собой проводящее состояние, в котором ток протекает в мотор 60 из внешнего источника 80 питания. Следовательно, режим заряда логики управления зарядом в интервале t1 упоминается как "режим проводимости". Магнитная энергия посредством тока в этом "режиме проводимости" накапливается в катушках 60u и 60w мотора.
[0032] Кроме того, когда выходное напряжение выпрямительного моста 81 ниже Vdc/2, выпрямительный диод 82 и второй диод 13 обратно смещаются. Следовательно, выпрямительный диод 82 выступает в качестве диода для предотвращения противотока. Как результат, вывод выпрямительного моста 81 и второго конденсатора 11 развязаны друг от друга, и напряжение анодного электрода второго диода 13 поддерживается равным Vdc/2, зафиксированным посредством второго диода 13.
[0033] Таким образом, согласно инвертору 1 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления, напряжение анодного электрода второго диода 13 может быть стабилизировано равным Vdc/2, даже если выходное напряжение выпрямительного моста 81 варьируется. Напряжение анодного электрода второго диода 13 фактически составляет Vdc/2+VF (прямое напряжение второго диода 13). Соответственно, напряжение U-фазы становится Vdc/2, что составляет результирующее напряжение, уменьшенное посредством прямого напряжения VF первого диода 12.
[0034] Как описано выше, инвертор 1 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления может стабилизировать потенциал в точке A питания, в которую подается мощность внешнего источника 80 питания, без использования большого реактивного сопротивления.
[0035] В интервале t2, если сигнал NW варьируется от 1 до 0, переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы выключается. Если переключающий элемент 42 становится выключенным, ток, протекающий через выпрямительный диод 82, первый диод 12, катушку 60u мотора, катушку 60w мотора и переключающий элемент 42 в интервале t1, отсекается посредством переключающего элемента 42.
[0036] Затем магнитная энергия, накапливаемая в катушках 60u и 60w мотора в интервале t1, может восстанавливаться в качестве электродвижущей силы самоиндукции, сформированной посредством эффекта самоиндуктивности. Магнитная энергия, накапливаемая в катушках 60u и 60w мотора, формирует форму сигнала повышенного напряжения (электродвижущую силу самоиндукции), соответствующую этой энергии в напряжении U-фазы в момент, когда начинается интервал t2.
[0037] Форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции), сформированная в U-фазе, заряжает аккумулятор 70 через диод D1. Первый диод 12 выступает в качестве диода для предотвращения противотока относительно этой формы сигнала повышенного напряжения. Соответственно, зарядный ток, протекающий посредством этой формы сигнала повышенного напряжения, должен протекать в аккумулятор 70 только через диод D1.
[0038] Рабочий режим первого диода 12 в интервале t2 представляет собой запирающее состояние, поскольку первый диод 12 выступает в качестве диода для предотвращения противотока относительно этой формы сигнала повышенного напряжения. Следует отметить, что режим заряда логики управления зарядом в интервале t2 упоминается как "режим повышения напряжения", поскольку формируется форма сигнала повышенного напряжения. Следует отметить, что временная продолжительность интервала t2 может быть меньше временной продолжительности интервала t1.
[0039] Затем, в интервале t3, в течение которого сигнал NW становится равным 0, и сигнал PU, становится равным 1, переключающий элемент 21 верхнего плеча U-фазы включается. Если переключающий элемент 21 верхнего плеча U-фазы включается, форма сигнала повышенного напряжения заряжает аккумулятор 70 через переключающий элемент 21. Кроме того, как только переключающий элемент 21 включается, напряжение U-фазы становится Vdc, что составляет напряжение положительного электрода аккумулятора 70.
[0040] Включение переключающего элемента 21 верхнего плеча U-фазы сбрасывает напряжение U-фазы до Vdc. Таким образом, в интервале t3, включение переключающего элемента 21 не допускает становления нестабильным напряжения U-фазы вследствие формы сигнала повышенного напряжения. Следовательно, сигнал PU в интервале t3 может упоминаться как импульс сброса.
[0041] Как описано выше, согласно инвертору 1 с возможностью заряда, повышенное напряжение может управляться посредством управления разностью фаз от включения переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы и до включения переключающего элемента 21 верхнего плеча U-фазы. Здесь, причина, по которой разность фаз задается равной разности фаз от включения нижнего плеча W-фазы до включения верхнего плеча U-фазы, заключается в том, что временная продолжительность интервала t2 может быть небольшой, как описано выше. Форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции) может увеличиваться посредством увеличения этой разности фаз.
[0042] Рабочий режим первого диода 12 в интервале t3 представляет собой запирающее состояние, в котором первый диод 12 выступает в качестве диода для предотвращения противотока, поскольку переключающий элемент 21 включается, чтобы сбрасывать напряжение U-фазы до Vdc. Следует отметить, что режим заряда логики управления зарядом в интервале t3 упоминается как "режим рециркуляции", поскольку форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции), сформированная в интервале t2, рециркулирует в аккумулятор 70.
[0043] Логический модуль 52 управления зарядом формирует PWM-сигнал для повторения вышеописанных интервалов t1-t3. Интервал t4 является идентичным интервалу t1. Интервал t5 является идентичным интервалу t2. Интервал t6 является идентичным интервалу t3. Логический модуль 52 управления зарядом повторяет интервалы t1-t3 также в интервале t7 и после этого.
[0044] Как описано выше, согласно инвертору 1 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления, потенциал в точке A питания может быть стабилизирован без использования большого реактивного сопротивления. Следовательно, инвертор 1 с возможностью заряда может уменьшаться по размеру.
[0045] Следует отметить, что на фиг. 1, переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы и переключающий элемент 21 верхнего плеча U-фазы включаются/выключаются в предварительно определенном цикле, но не ограничены этим примером. Переключающий элемент 32 нижнего плеча V-фазы и переключающий элемент 21 верхнего плеча U-фазы могут включаться/выключаться.
[0046] Кроме того, катодный электрод первого диода 12 может соединяться с точкой соединения между переключающим элементом 31 верхнего плеча V-фазы и переключающим элементом 32 нижнего плеча V-фазы. В этом случае, переключающий элемент 31 верхнего плеча V-фазы и, например, переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы включаются/выключаются.
[0047] Кроме того, катодный электрод первого диода 12 может соединяться с точкой соединения между переключающим элементом 41 верхнего плеча W-фазы и переключающим элементом 42 нижнего плеча W-фазы. В этом случае, переключающий элемент 41 верхнего плеча W-фазы и, например, переключающий элемент 32 нижнего плеча V-фазы включаются/выключаются. Верхнее плечо и нижнее плечо, которые должны включаться/выключаться, должны отличаться друг от друга только таким образом.
[0048] Вкратце, инвертор 1 с возможностью заряда может заряжать аккумулятор 70 посредством управления разностью фаз для включения переключающего элемента нижнего плеча фазы, с которой не соединяется первый диод 12, и включения переключающего элемента верхнего плеча фазы, с которой соединяется первый диод 12. Кроме того, поскольку потенциал в точке A питания становится стабильным даже без использования большого реактивного сопротивления, инвертор 1 с возможностью заряда может обходиться без большого реактивного сопротивления, чтобы уменьшать размер инвертора 1 с возможностью заряда. Кроме того, поскольку потенциал в точке A питания становится стабильным, инвертор 1 с возможностью заряда не оказывает негативное влияние на надежность или долговечность аккумулятора 70.
[0049] Второй вариант осуществления
Фиг. 4 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 2 с возможностью заряда второго варианта осуществления. Инвертор 2 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 1 с возможностью заряда (фиг. 1) тем, что он включает в себя первый переключающий элемент 20, соединенный параллельно с первым диодом 12.
[0050] Ниже поясняется функциональное преимущество первого переключающего элемента 20 со ссылкой на фиг. 5. Горизонтальная ось по фиг. 5 представляет напряжение V, в то время как вертикальная ось представляет ток I. Сплошная жирная линия указывает V-I-характеристику первого диода 12. Узкая сплошная линия указывает V-I-характеристику первого переключающего элемента 20.
[0051] Напряжение, требуемое для того, чтобы подавать ток I1 через первый диод 12, составляет V2. Напряжение, требуемое для того, чтобы подавать идентичный ток I1 через первый переключающий элемент 20, составляет V1. Поскольку первый диод 12 имеет прямое напряжение VF порядка 0,7 В, взаимосвязь V2>V1 всегда удовлетворяется.
[0052] Мощность (I1 x (V2- V1)) посредством этой разности напряжений приводит к потерям. Чтобы исключать эти потери, первый переключающий элемент 20 может включаться в интервале t1 (режим проводимости), в котором первый диод 12 не выступает в качестве диода для предотвращения противотока.
[0053] Первый переключающий элемент 20 включается, когда режим заряда логики управления зарядом представляет собой "режим проводимости". Посредством включения первого переключающего элемента 20, падение напряжения, соответствующее прямому напряжению VF первого диода 12, может исключаться из пути зарядного тока. Инвертор 2 с возможностью заряда может повышать эффективность заряда на величину исключенного падения напряжения.
[0054] Фиг. 6 иллюстрирует времена для включения переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы и первого переключающего элемента 20. Горизонтальное направление по фиг. 6 представляет время, тогда как вертикальное направление представляет амплитуду сигнала. Переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы и первый переключающий элемент 20 включаются посредством амплитуды 1.
[0055] Чтобы одновременно включать переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы и первый переключающий элемент 20, сигнал, вводимый в электрод затвора первого переключающего элемента 20, задается идентичным сигналу NW. Когда амплитуда сигнала NW становится равным 0 (интервал t2), форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции) формируется в напряжении U-фазы, чтобы заряжать аккумулятор 70.
[0056] Следует отметить, что посредством задания времени включения первого переключающего элемента 20 большим времени включения переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы, можно стабилизировать формирование электродвижущей силы самоиндукции. Чем больше величина варьирования тока в момент выключения переключающего элемента 42, тем больше становится электродвижущая сила самоиндукции.
[0057] Если сигнал NW и сигнал для управления включением/выключением первого переключающего элемента 20 задаются как идентичный сигнала, величина варьирования тока может уменьшаться вследствие незначительной задержки сигналов. Например, если первый переключающий элемент 20 выключается раньше, ток, протекающий через переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы, уменьшается на величину прямого напряжения VF первого диода 12. Как результат, величина варьирования тока в момент выключения переключающего элемента 42 также уменьшается, так что электродвижущая сила самоиндукции также уменьшается.
[0058] Чтобы предотвращать уменьшение электродвижущей силы самоиндукции, первый переключающий элемент 20 только должен быть надежно включен, когда переключающий элемент 42 выключается. Сигнал для стабилизации формирования электродвижущей силы самоиндукции проиллюстрирован в качестве сигнала стабилизации на фиг. 6. Сигнал стабилизации получается посредством задания времени включения первого переключающего элемента 20 большим, на период α времени, времени включения переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы.
[0059] Посредством задержки времени для выключения первого переключающего элемента 20 относительно времени для выключения переключающего элемента 42 нижнего плеча таким способом, можно получать стабильную форму сигнала повышенного напряжения (электродвижущую силу самоиндукции). Следует отметить, что когда переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы включается/выключается, а также когда переключающий элемент 32 нижнего плеча V-фазы включается/выключается, может получаться идентичное преимущество, если время включения первого переключающего элемента 20 задается таким образом, что оно превышает времена включения этих переключающих элементов.
[0060] Следует отметить, что различные типы устройств могут использоваться для первого переключающего элемента 20. Например, может использоваться IGBT или MOSFET. Кроме того, может использоваться реле, имеющее контактную точку. Если первый переключающий элемент 20 состоит из NMOSFET, первый диод 12 может исключаться. Ниже поясняется этот аспект в следующем варианте осуществления.
[0061] Третий вариант осуществления
Фиг. 7 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 3 с возможностью заряда третьего варианта осуществления. Инвертор 3 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 2 с возможностью заряда (фиг. 4) тем, что первый диод 12 и первый переключающий элемент 20 сконфигурированы как одно устройство 30.
[0062] Устройство 30 представляет собой NMOSFET. Устройство 30 включает в себя NMOSFET 30a и первый паразитный диод 30b. Первый паразитный диод 30b представляет собой диод, который обязательно включен вследствие полупроводниковой структуры NMOSFET. Первый паразитный диод 30b действует аналогично первому диоду 12.
[0063] Анодный электрод первого паразитного диода 30b представляет собой полупроводниковую подложку (с каналом p-типа), которая смещается до потенциала, идентичного потенциалу электрода истока NMOSFET 30a. Кроме того, его катодный электрод представляет собой электрод стока полупроводника с каналом n-типа.
[0064] Инвертор 3 с возможностью заряда демонстрирует преимущества достижения уменьшения размера и уменьшения стоимости инвертора 2 с возможностью заряда, поскольку он может исключать первый диод 12 (фиг. 4), который представляет собой дискретный компонент. Следует отметить, что инвертор 3 с возможностью заряда демонстрирует функциональное преимущество, идентичное функциональному преимуществу инвертора 2 с возможностью заряда.
[0065] Таким образом, включение NMOSFET 30a, аналогично первому переключающему элементу 20, поясненному в инверторе 2 с возможностью заряда, обеспечивает возможность исключения встроенного напряжения первого паразитного диода 30b из пути зарядного тока. Встроенное напряжение представляет собой разность потенциалов, сформированную посредством электрического поля в области обедненного слоя p-n-перехода, и представляет собой напряжение, эквивалентное вышеописанному прямому напряжению VF.
[0066] Четвертый вариант осуществления
Фиг. 8 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 4 с возможностью заряда четвертого варианта осуществления. Инвертор 4 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 1 с возможностью заряда (фиг. 1) тем, что он включает в себя множество точек питания, в которые мощность подается из внешнего источника 80 питания, и тем, что он включает в себя переключающий контроллер 54.
[0067] Инвертор 4 с возможностью заряда включает в себя третий диод 33 и четвертый диод 34. Третий диод 33 имеет катодный электрод, соединенный с точкой соединения схемы плеча (фазы), отличающейся от точки соединения, с которой соединяется первый диод 12. В этом примере, катодный электрод третьего диода 33 соединяется с точкой соединения схемы плеча V-фазы.
[0068] Четвертый диод 34 соединяется между первым конденсатором 10 и третьим диодом 33. Анодный электрод четвертого диода 34 соединяется с анодным электродом третьего диода 33 и составляет точку B питания, в которую мощность подается из внешнего источника 80 питания. Катодный электрод четвертого диода 34 соединяется с напряжением Vdc/2 на другом конце первого конденсатора 10.
[0069] Выходной сигнал выпрямительного моста 81 внешнего источника 80 питания соединяется через выпрямительный диод 82 с точкой B питания, аналогично точке A питания. Соответственно, аналогично точке A питания, напряжение точки B питания может быть стабилизировано без использования большого реактивного сопротивления.
[0070] Ниже поясняется операция заряда, когда мощность подается из внешнего источника 80 питания в точки A и B питания, со ссылкой на фиг. 9. Описания временной диаграммы от сигнала NW до режима заряда, проиллюстрированного на фиг. 9, являются идентичными описаниям, поясненным фиг. 3. В инверторе 4 с возможностью заряда, первый диод 12 и третий диод 33 работают в идентичном режиме заряда.
[0071] Включение/отключение переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы и переключающего элемента 31 верхнего плеча V-фазы обеспечивает возможность мощности, предоставляемой в точку B питания, заряжать аккумулятор 70. В этом случае, сигнал PV для включения/отключения переключающего элемент а31 верхнего плеча V-фазы представляет собой вышеописанный импульс сброса.
[0072] Ниже поясняется путь тока из точки B питания. Когда выходное напряжение выпрямительного моста 81 выше Vdc/2 в интервале t1, ток должен протекать через выпрямительный диод 82, третий диод 33, катушку 60v мотора, катушку 60w мотора и переключающий элемент 42.
[0073] Как описано выше, первый диод 12 и третий диод 33 инвертора 4 с возможностью заряда работают в "режиме проводимости" в интервале t1, соответственно. Поскольку первый диод 12 и третий диод 33 работают в "режиме проводимости", ток, протекающий из внешнего источника 80 питания в мотор 60, увеличивается.
[0074] Магнитная энергия посредством тока в этом "режиме проводимости" накапливается в катушках 60u и 60w мотора и в катушках 60v и 60w мотора. Эта накопленная магнитная энергия увеличивается на величину увеличения тока по сравнению со случаем инвертора 1 с возможностью заряда. Эта магнитная энергия формирует, в напряжении U-фазы и напряжении V-фазы, форму сигнала повышенного напряжения (электродвижущую силу самоиндукции), соответствующую каждой энергии этого в момент, когда начинается интервал t2. Последующая операция является идентичной операции инвертора 1 с возможностью заряда.
[0075] Как описано выше, инвертор 4 с возможностью заряда, включающий в себя множество точек питания, может увеличивать мощность заряда больше по сравнению с инвертором 1 с возможностью заряда, имеющим одну точку питания. Следует отметить, что также может предполагаться конфигурация, отличная от комбинации точек A и B питания. Далее поясняется модифицированный пример инвертора 4 с возможностью заряда.
[0076] Модифицированный пример
Фиг. 10 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 5 с возможностью заряда модификации инвертора 4 с возможностью заряда. Инвертор 5 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается тем, что он включает в себя точку C питания вместо точки A питания инвертора 4 с возможностью заряда. Кроме того, инвертор 5 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 4 с возможностью заряда тем, что он включает в себя переключающий контроллер 55.
[0077] Точка C питания формируется посредством соединения анодного электрода пятого диода 43, имеющего катодный электрод, соединенный с точкой соединения схемы плеча W-фазы, и анодного электрода шестого диода 44, имеющего катодный электрод, соединенный с другим концом первого конденсатора 10. Ток, поданный в точку C питания из внешнего источника 80 питания, протекает через пятый диод 43, катушку 60w мотора, катушку 60u мотора и переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы.
[0078] Ток, поданный в точку B питания из внешнего источника 80 питания, протекает через третий диод 33, катушку 60v мотора, катушку 60u мотора и переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы. Как описано выше, инвертор 5 с возможностью заряда отличается от инвертора 4 с возможностью заряда тем, что переключающий элемент нижнего плеча для подачи тока через него представляет собой переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы. В инверторе 4 с возможностью заряда, переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы включается/выключается.
[0079] В инверторе 5 с возможностью заряда, сигнал, вводимый в электрод затвора переключающего элемента 22 нижнего плеча U-фазы, задается идентичным U-сигналу NW по фиг. 9. Кроме того, сигнал, вводимый в электрод затвора каждого из переключающего элемента 31 верхнего плеча V-фазы и переключающего элемента 41 верхнего плеча W-фазы, задается идентичным сигналу PU по фиг. 9. Способ для управления тем, чтобы включать/отключать переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы, переключающий элемент 31 верхнего плеча V-фазы и переключающий элемент 41 верхнего плеча W-фазы, соответственно, является идентичным способу в инверторе 4 с возможностью заряда.
[0080] Переключающие контроллеры 54 и 55 инверторов 4 и 5 с возможностью заряда, включающих в себя множество точек питания, заряжают аккумулятор 70 посредством управления разностью фаз времени включения между переключающим элементом нижнего плеча для схемы плеча, которая не должна снабжаться мощностью, и переключающим элементом верхнего плеча для схемы плеча, которая должна снабжаться мощностью. Следует отметить, что даже конфигурация комбинирования точки A питания для подачи питания в схему плеча U-фазы и точки C питания для подачи питания в схему плеча W-фазы демонстрирует аналогичное функциональное преимущество. Следует отметить, что иллюстрация примера функциональной конфигурации инвертора с возможностью заряда, в которой комбинируются точка A питания и точка C питания, опускается.
[0081] Пятый вариант осуществления
Фиг. 11 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 6 с возможностью заряда пятого варианта осуществления. Инвертор 6 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 1 с возможностью заряда (фиг. 1) тем, что он включает в себя точки A, B и C питания, через которые мощность подается в U-фазу, V-фазу и W-фазу из внешнего источника 80 питания, соответственно, и тем, что он включает в себя переключающий контроллер 56.
[0082] Переключающий контроллер 56 включает/отключает переключающий элемент 22 нижнего плеча U-фазы, с которым соединяется первый диод 12, переключающий элемент 32 нижнего плеча V-фазы, с которым соединяется третий диод 33, и переключающий элемент 42 нижнего плеча W-фазы, с которым соединяется пятый диод 43. Переключающий контроллер 56 включает/отключает переключающие элементы 22, 32 и 42 со временем включения во временную продолжительность, в течение которой не закорочены токи, протекающие через соответствующие переключающие элементы 22, 32 и 42.
[0083] Здесь, временная продолжительность, в течение которой не закорочены токи, представляет собой временную продолжительность, в течение которой не протекает ток короткого замыкания, даже если переключающие элементы 22, 32 и 42 включаются вследствие компонента индуктивности линии передачи для подачи питания в каждую из точек A, B и C питания из внешнего источника 80 питания. Этот компонент индуктивности может представлять собой индуктивность рассеяния или может представлять собой компонент конечной индуктивности. Для компонента конечной индуктивности, индуктивность дискретного компонента вставляется и добавляется между каждой из точек A, B, C питания и выпрямительным диодом 82.
[0084] Фиг. 12 иллюстрирует сигнал NU, сигнал NV и сигнал NW, которые являются примерами формы сигнала для сигнала, который переключающий контроллер 56 выводит в соответствующие переключающие элементы 22, 32 и 42. Фиг. 12(a) иллюстрирует формы сигналов на длинной горизонтальной оси (в течение длительного периода). Фиг. 12(b) иллюстрирует формы сигналов на короткой горизонтальной оси (в течение короткого периода).
[0085] Сверху по фиг. 12(a), проиллюстрированы сигнал NU, вводимый в электрод затвора переключающего элемента 22 нижнего плеча U-фазы, сигнал NV, вводимый в электрод затвора переключающего элемента 32 нижнего плеча V-фазы, и сигнал NW, вводимый в электрод затвора переключающего элемента 42 нижнего плеча W-фазы. Как описано выше, переключающий контроллер 56 включает/отключает переключающий элемент нижнего плеча каждой фазы после предоставления мертвого времени в небольшую временную продолжительность, в течение которой ток, протекающий через каждый переключающий элемент, не приводит к току короткого замыкания. Следует отметить, что на фиг. 12, фазы соответствующих фаз описываются как совмещаемые, но не обязательно ограничены этим, и может предоставляться разность фаз.
[0086] В момент выключения переключающего элемента 22, 32 или 42 нижнего плеча каждой фазы, форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции) формируется при каждом фазном напряжении. Эта форма сигнала повышенного напряжения, сформированная в каждой фазе, заряжает аккумулятор 70 через диод D1, D3 или D5.
[0087] Следует отметить, что когда переключающий элемент 22, 32 или 42 нижнего плеча каждой фазы выключается, переключающий элемент 21, 31 или 41 верхнего плеча каждой фазы может включаться. Временная диаграмма в этом случае проиллюстрирована на фиг. 12(b).
[0088] Сверху по фиг. 12(b), проиллюстрированы сигналы NU, PU, сигналы NV, PV и сигналы NW, PW. Сигналы PU, PV и PW представляют собой сигналы, получаемые посредством инверсии сигналов NU, NV и NW, соответственно.
[0089] В момент (β), когда сигнал PU варьируется от 1 до 0, форма сигнала повышенного напряжения (электродвижущая сила самоиндукции) формируется в схеме плеча U-фазы. Поскольку сигнал PU варьируется от 0 до 1 одновременно с формированием этой формы сигнала повышенного напряжения, переключающий элемент 21 верхнего плеча U-фазы включается. Как результат, форма сигнала повышенного напряжения может заряжать аккумулятор 70 без вызывания потерь вследствие прямого напряжения VF диода D1. То же верно для других фаз (V-фазы, W-фазы).
[0090] Как описано выше, в конфигурации, имеющей точки A, B и C питания, предоставленные в соответствующих схемах плеча трех фаз, переключающие элементы 22, 32 и 42 нижнего плеча соответствующих фаз включаются/выключаются с небольшой временной продолжительностью. Включение/отключение переключающих элементов 22, 32 и 42 нижнего плеча с небольшой временной продолжительностью обеспечивает возможность заряда аккумулятора 70, даже если мощность подается из внешнего источника 80 питания во все три фазы.
[0091] Шестой вариант осуществления
Фиг. 13 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 7 с возможностью заряда шестого варианта осуществления. Инвертор 7 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 6 с возможностью заряда (фиг. 11) тем, что он включает в себя переключающий контроллер 57, и тем, что он включает в себя внешний источник 90 питания, который выпрямляет, для каждой фазы, и выводит переменный ток трехфазного источника питания переменного тока.
[0092] Внешний источник 90 питания включает в себя выпрямитель 91. Выпрямитель 91 выводит выходное напряжение, полученное посредством выпрямления каждой фазы трехфазного источника питания переменного тока. Диод 92 подает выходное напряжение, полученное посредством выпрямления переменного тока U-фазы, в точку A питания. Диод 93 подает выходное напряжение, полученное посредством выпрямления переменного тока V-фазы, в точку B питания. Диод 94 подает выходное напряжение, полученное посредством выпрямления переменного тока W-фазы, в точку C питания.
[0093] Выходное напряжение, выводимое посредством выпрямителя 91, выводится независимо для каждой фазы. Таким образом, когда форма сигнала выпрямления U-фазы выводится, выходные напряжения V-фазы и W-фазы составляют нуль. Когда форма сигнала выпрямления V-фазы выводится, выходные напряжения U-фазы и W-фазы составляют нуль. Когда форма сигнала выпрямления W-фазы выводится, выходные напряжения U-фазы и V-фазы составляют нуль.
[0094] Переключающий контроллер 57 включает в себя контроллер 570 U-фазы, который включает/отключает переключающий элемент схемы плеча в соответствии с выходным напряжением U-фазы, контроллер 571 V-фазы, соответствующий выходному напряжению V-фазы, и контроллер 572 W-фазы, соответствующий выходному напряжению W-фазы. Контроллер 570 U-фазы управляет, в фазе, в течение которой ток может подаваться в мотор 60 из первого диода 12, разностью фаз времени включения между переключающим элементом 21 верхнего плеча U-фазы и, например, переключающим элементом 42 нижнего плеча W-фазы. Кроме того, верхнее плечо U-фазы и нижнее плечо V-фазы могут включаться/выключаться.
[0095] Контроллер 571 V-фазы управляет, в фазе, в течение которой ток может подаваться в мотор 60 из третьего диода 33, разностью фаз времени включения между переключающим элементом верхнего плеча V-фазы 31 и, например, переключающим элементом 22 нижнего плеча U-фазы. Кроме того, верхнее плечо V-фазы и нижнее плечо W-фазы могут включаться/выключаться.
[0096] Контроллер 572 W-фазы управляет, в фазе, в течение которой ток может подаваться в мотор 60 из пятого диода 43, разностью фаз времени включения между переключающим элементом 41 верхнего плеча W-фазы и, например, переключающим элементом 32 нижнего плеча V-фазы. Кроме того, верхнее плечо W-фазы и нижнее плечо U-фазы могут включаться/выключаться.
[0097] Как описано выше, посредством включения/отключения переключающего элемента каждой схемы плеча в соответствии с фазой формы сигнала выпрямления каждой фазы, можно уменьшать высокочастотный компонент подачи питания, сформированный в ходе заряда. Как результат, шум нормального режима, предоставляемый в аккумулятор 70 в ходе заряда, может уменьшаться.
[0098] Кроме того, инвертор 7 с возможностью заряда также может выполнять управление таким образом, что ротор мотора 60 не вращается. Например, поскольку комбинация контроллера 570 U-фазы и контроллера 571 V-фазы может осуществлять управление таким образом, чтобы подавлять форму сигнала повышенного напряжения, ротор может не закрепляться механически в ходе заряда.
[0099] Седьмой вариант осуществления
Фиг. 14 иллюстрирует пример конфигурации инвертора 8 с возможностью заряда седьмого варианта осуществления. Инвертор 8 с возможностью заряда представляет собой инвертор, допускающий выполнение PWM-управления трех уровней. Инвертор 8 с возможностью заряда настоящего варианта осуществления отличается от инвертора 6 с возможностью заряда (фиг. 11) тем, что он включает в себя переключающий элемент, соединенный параллельно с диодом, составляющим каждую из точек A, B и C питания.
[0100] Первый переключающий элемент 20 соединяется параллельно с первым диодом 12. Второй переключающий элемент 92 соединяется параллельно со вторым диодом 13. Третий переключающий элемент 93 соединяется параллельно с третьим диодом 33. Четвертый переключающий элемент 94 соединяется параллельно с четвертым диодом 34. Пятый переключающий элемент 95 соединяется параллельно с пятым диодом 43. Шестой переключающий элемент 96 соединяется параллельно с шестым диодом 44.
[0101] Посредством одновременной проводимости (включения) первого переключающего элемента 20, соединенного параллельно с первым диодом 12, и второго переключающего элемента 92, соединенного параллельно со вторым диодом 13, можно подавать напряжение Vdc/2, что составляет напряжение между обоими концами второго конденсатора 11, в U-фазу инвертора 8 с возможностью заряда. То же верно для других фаз.
[0102] Потенциал Vdc/2 может подаваться в V-фазу посредством одновременной проводимости третьего переключающего элемента 93 и четвертого переключающего элемента 94. Кроме того, чтобы подавать потенциал Vdc/2 в W-фазу, пятый переключающий элемент 95 и шестой переключающий элемент 96 могут одновременно проводиться.
[0103] Как описано выше, согласно инвертору 8 с возможностью заряда, в дополнение к двум напряжениям, т.е. напряжению (Vdc) положительного электрода и напряжению отрицательного электрода аккумулятора 70, Vdc/2, что составляет третье напряжение, может подаваться в сторону переменного тока инвертора. Соответственно, инвертор 8 с возможностью заряда обеспечивает PWM-управление трех уровней.
[0104] Управление включением/выключением первого переключающего элемента 20, второго переключающего элемента 92,..., и шестого переключающего элемента 96 выполняется посредством логического модуля управления нагрузкой (соответствующего логическому модулю 51 управления нагрузкой, проиллюстрированному на фиг. 2) в переключающем контроллере 58. Для способа управления, может использоваться традиционный способ для трехуровневого инвертора.
[0105] Поскольку инвертор 8 с возможностью заряда формирует форму сигнала переменного тока с использованием постоянных напряжений трех уровней, может формироваться более сглаженная форма сигнала переменного тока. Как результат, уменьшается вибрация мотора 60, и также уменьшается шум. Кроме того, инвертор 8 с возможностью заряда демонстрирует также функциональное преимущество ненужности большого реактивного сопротивления, предназначенного для того, чтобы стабилизировать потенциал точки питания, аналогично инвертору 6 с возможностью заряда (фиг. 11).
[0106] Как описано выше, согласно вариантам осуществления, получаются следующие функциональные преимущества.
[0107] Согласно инвертору 1 с возможностью заряда (фиг. 1) первого варианта осуществления, потенциал в точке A питания может быть стабилизирован без использования традиционно используемого большого реактивного сопротивления. Соответственно, инвертор с возможностью заряда может уменьшаться по размеру.
[0108] Согласно инвертору 2 с возможностью заряда (фиг. 4) второго варианта осуществления, посредством включения первого переключающего элемента 20, когда режим заряда представляет собой "режим проводимости", можно исключать падение напряжения, соответствующее прямому напряжению VF первого диода 12, из пути зарядного тока, чтобы повышать эффективность заряда.
[0109] Согласно инвертору 3 с возможностью заряда (фиг. 7) третьего варианта осуществления, первый диод 12 и первый переключающий элемент 20 могут быть сконфигурированы как одно устройство 30 (NMOSFET). Соответственно, инвертор 3 с возможностью заряда демонстрирует преимущество достижения дополнительного уменьшения размера по сравнению с инвертором 2 с возможностью заряда.
[0110] Согласно инверторам 4 и 5 с возможностью заряда (фиг. 8 и фиг. 10) четвертого варианта осуществления, мощность заряда, заряженная из внешнего источника 80 питания в аккумулятор 70, может увеличиваться больше по сравнению с любом из инверторов 1-3 с возможностью заряда, имеющих одну точку питания, поскольку инверторы 4 и 5 с возможностью заряда включают в себя множество точек питания. Следует отметить, что инвертор 4 с возможностью заряда может комбинироваться со вторым вариантом осуществления или третьим вариантом осуществления.
[0111] Согласно инвертору 6 с возможностью заряда (фиг. 11) пятого варианта осуществления, мощность подается из внешнего источника 80 питания во все из множества фаз, и переключающие элементы 22, 32 и 42 нижнего плеча соответствующих фаз включаются/выключаются с небольшой временной продолжительностью. Посредством включения/отключения с небольшой временной продолжительностью, токи, протекающие через переключающие элементы 22, 32 и 42, не приводят к току короткого замыкания, даже если мощность подается из внешнего источника 80 питания во все три фазы, и аккумулятор 70 может быть заряжен.
[0112] Согласно инвертору 7 с возможностью заряда (фиг. 13) шестого варианта осуществления, переключающий контроллер 57 включает в себя контроллер 570 U-фазы, контроллер 571 V-фазы и контроллер 572 W-фазы, которые включают/отключают переключающий элемент схемы плеча в соответствии с выходным напряжением каждой фазы питания переменного тока. Поскольку контроллер 570 U-фазы, контроллер 571 V-фазы и контроллер 572 W-фазы независимо включают/отключают переключающий элемент, высокочастотный компонент подачи питания, сформированный в ходе заряда, может уменьшаться, и шум нормального режима, предоставляемый в аккумулятор 70, может уменьшаться.
[0113] Согласно инвертору 8 с возможностью заряда (фиг. 14) седьмого варианта осуществления, PWM-управление трех уровней обеспечивается, в дополнение к функциональному преимуществу ненужности большого реактивного сопротивления, демонстрируемому посредством вышеописанных вариантов осуществления. PWM-управление трех уровней может уменьшать вибрацию мотора 60, а также уменьшать уровень шума.
[0114] В вышеприведенном описании, контент настоящего изобретения пояснен в соответствии с примерами, но специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что настоящее изобретение не ограничено этими описаниями, и возможны различные модификации и улучшения.
[0115] Например, в качестве модифицированного примера инвертора 4 с возможностью заряда четвертого варианта осуществления, пояснен инвертор 5 с возможностью заряда, реализованной только в V-фазе и W-фазе, но мощность может подаваться в U-фазу и W-фазу. Кроме того, хотя пример Vdc/2 проиллюстрирован в качестве конкретного примера Vdc/n, n может быть целым числом, равным или большим 2.
[0116] Кроме того, диоды D1-D6, соединенные встречно-параллельно с NMOSFET переключающих элементов 21, 31 и 41 верхнего плеча и переключающих элементов 22, 32 и 42 нижнего плеча, могут представлять собой вышеописанный паразитные диоды. Кроме того, то же верно для первого диода 12 - шестого диода 44.
[0117] Примеры настоящего изобретения, поясненные выше, могут широко применяться к инвертору с возможностью заряда, который выполняет как управление нагрузкой, так и управление зарядом.
Список номеров ссылок
[0118] 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 - инвертор с возможностью заряда
10 - первый конденсатор
11 - второй конденсатор
12 - первый диод
13 - второй диод
20 - первый переключающий элемент
21 - переключающий элемент верхнего плеча U-фазы
22 - переключающий элемент нижнего плеча U-фазы
30 - устройство
31 - переключающий элемент верхнего плеча V-фазы
32 - переключающий элемент нижнего плеча V-фазы
33 - третий диод
34 - четвертый диод
41 - переключающий элемент верхнего плеча W-фазы
42 - переключающий элемент нижнего плеча W-фазы
43 - пятый диод
44 - шестой диод
50, 54, 55, 57, 58 - переключающий контроллер
60 - мотор
70 - аккумулятор
80, 90 - внешний источник питания

Claims (36)

1. Инвертор с возможностью заряда, содержащий:
- схему плеча, в которой соединены переключающий элемент верхнего плеча, с которым соединен положительный электрод аккумулятора, и переключающий элемент нижнего плеча, с которым соединен отрицательный электрод аккумулятора;
- первый конденсатор, имеющий один конец, соединенный с положительным электродом;
- второй конденсатор, соединенный между другим концом первого конденсатора и отрицательным электродом;
- первый диод, имеющий катодный электрод, соединенный с точкой соединения между переключающими элементами верхнего плеча и нижнего плеча; и
- второй диод, имеющий катодный электрод, соединенный с другим концом первого конденсатора, при этом
мощность подается из внешнего источника питания в анодный электрод первого диода и в анодный электрод второго диода.
2. Инвертор с возможностью заряда по п. 1, содержащий первый переключающий элемент, соединенный параллельно с первым диодом.
3. Инвертор с возможностью заряда по п. 2, в котором первый диод и первый переключающий элемент сконфигурированы посредством одного устройства.
4. Инвертор с возможностью заряда по п. 2 или 3, содержащий:
- множество схем плеча и
- переключающий контроллер, который включает/отключает переключающий элемент верхнего плеча для схемы плеча, с которой соединен первый диод, и переключающий элемент нижнего плеча для схемы плеча, отличающейся от упомянутой схемы плеча, с предварительно определенным циклом соответственно, при этом
переключающий контроллер заряжает аккумулятор посредством управления разностью фаз времени включения между переключающим элементом верхнего плеча и переключающим элементом нижнего плеча.
5. Инвертор с возможностью заряда по п. 4,
в котором переключающий контроллер также включает/отключает первый переключающий элемент, и
при этом время включения переключающего элемента нижнего плеча задается таким образом, что оно превышает время включения первого переключающего элемента.
6. Инвертор с возможностью заряда по п. 1, содержащий:
- множество схем плеча;
- третий диод, имеющий катодный электрод, соединенный с точкой соединения схемы плеча, отличающейся от фазы, с которой соединен первый диод; и
- четвертый диод, имеющий катодный электрод, соединенный с другим концом первого конденсатора, при этом
мощность подается из внешнего источника питания в анодный электрод третьего диода и в анодный электрод четвертого диода.
7. Инвертор с возможностью заряда по п. 6, содержащий:
- пятый диод, имеющий катодный электрод, соединенный с точкой соединения схемы плеча, отличающейся от фазы, с которой соединены первый диод и третий диод; и
- шестой диод, имеющий катодный электрод, соединенный с другим концом первого конденсатора, при этом
мощность подается из внешнего источника питания в анодный электрод пятого диода и в анодный электрод шестого диода.
8. Инвертор с возможностью заряда по п. 7, содержащий переключающий контроллер, который включает/отключает переключающий элемент, предоставленный в нижнем плече каждой схемы плеча, при этом переключающий контроллер включает/отключает переключающий элемент со временем включения, имеющим временную продолжительность, в течение которой не закорочены токи, протекающие через соответствующие переключающие элементы.
9. Инвертор с возможностью заряда по п. 7,
в котором мощность отличающейся фазы подается в каждый из анодного электрода первого диода, анодного электрода третьего диода и анодного электрода пятого диода, и
при этом инвертор с возможностью заряда содержит переключающий контроллер, который включает/отключает переключающий элемент схемы плеча в соответствии с фазой.
10. Инвертор с возможностью заряда по п. 7, содержащий:
- первый переключающий элемент, соединенный параллельно с первым диодом;
- второй переключающий элемент, соединенный параллельно со вторым диодом;
- третий переключающий элемент, соединенный параллельно с третьим диодом;
- четвертый переключающий элемент, соединенный параллельно с четвертым диодом,
- пятый переключающий элемент, соединенный параллельно с пятым диодом; и
- шестой переключающий элемент, соединенный параллельно с шестым диодом.
RU2018102308A 2015-06-23 2015-06-23 Инвертор с возможностью заряда RU2671947C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/067989 WO2016207969A1 (ja) 2015-06-23 2015-06-23 充電共用インバータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671947C1 true RU2671947C1 (ru) 2018-11-08

Family

ID=57584888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102308A RU2671947C1 (ru) 2015-06-23 2015-06-23 Инвертор с возможностью заряда

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10439516B2 (ru)
EP (1) EP3316470B1 (ru)
JP (1) JP6402828B2 (ru)
KR (1) KR101853600B1 (ru)
CN (1) CN107787548B (ru)
BR (1) BR112017027795B1 (ru)
CA (1) CA2990141C (ru)
MX (1) MX361850B (ru)
RU (1) RU2671947C1 (ru)
WO (1) WO2016207969A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017041144A1 (en) 2015-09-11 2017-03-16 Invertedpower Pty Ltd A controller for an inductive load having one or more inductive windings
US11479139B2 (en) 2015-09-11 2022-10-25 Invertedpower Pty Ltd Methods and systems for an integrated charging system for an electric vehicle
JP6561768B2 (ja) * 2015-10-23 2019-08-21 日産自動車株式会社 充電共用インバータ、及び充電システム
DE102017221184A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Stromrichterkomponente und Halbleitermodul einer solchen Stromrichterkomponente
WO2020248023A1 (en) 2019-06-12 2020-12-17 Invertedpower Pty Ltd An electric vehicle dc-dc boost converter
JP7205428B2 (ja) * 2019-09-12 2023-01-17 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP7160007B2 (ja) * 2019-09-20 2022-10-25 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP7559617B2 (ja) 2021-02-26 2024-10-02 トヨタ自動車株式会社 電源装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065711A (en) * 1975-09-22 1977-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Chopper assisted uninterruptible power supply
JP2002223559A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Bab-Hitachi Industrial Co 充電共用インバータ制御装置
JP2010045961A (ja) * 2008-07-16 2010-02-25 Toyota Central R&D Labs Inc 電力制御装置
RU2012152795A (ru) * 2012-12-07 2014-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Трехфазный инвертор напряжения с трансформаторным выходом

Family Cites Families (111)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3938020A (en) * 1975-02-11 1976-02-10 Gould, Inc. Charger circuit for accessory battery
US5402043A (en) * 1978-03-20 1995-03-28 Nilssen; Ole K. Controlled driven series-resonant ballast
JPS56115182A (en) * 1980-02-15 1981-09-10 Toshiba Corp Inverter
JPH0813171B2 (ja) * 1987-06-26 1996-02-07 株式会社ユタカ電機製作所 安定化電源装置
US5731970A (en) * 1989-12-22 1998-03-24 Hitachi, Ltd. Power conversion device and semiconductor module suitable for use in the device
US5126585A (en) * 1990-06-19 1992-06-30 Auckland Uniservices Limited Uninterruptible power supplies
US5254932A (en) * 1990-12-24 1993-10-19 Magnetek, Inc. Charging voltage control circuit for battery chargers
JP3325030B2 (ja) * 1991-06-06 2002-09-17 三菱電機株式会社 ３レベルインバータ装置
DE69233450T2 (de) * 1991-09-20 2005-12-15 Hitachi, Ltd. Halbleitermodul
US6002603A (en) * 1999-02-25 1999-12-14 Elliott Energy Systems, Inc. Balanced boost/buck DC to DC converter
JP2000270564A (ja) * 1999-03-15 2000-09-29 Mitsubishi Electric Corp 連系装置
US6510063B2 (en) * 2000-05-30 2003-01-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric power conversion optimized for efficient harmonic elimination
SE523523C2 (sv) * 2001-09-21 2004-04-27 Abb Ab Strömriktare samt förfarande för styrning därav
JP3701015B2 (ja) * 2001-10-30 2005-09-28 オリジン電気株式会社 コンデンサの充電方法及びその充電装置
TWI293825B (ru) * 2002-07-03 2008-02-21 Benq Corp
JP4261163B2 (ja) 2002-11-21 2009-04-30 株式会社東芝 ハイブリッド式電力変換装置
US7138730B2 (en) * 2002-11-22 2006-11-21 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Topologies for multiple energy sources
US7046532B2 (en) * 2003-02-06 2006-05-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Switching power supply
US6842354B1 (en) * 2003-08-08 2005-01-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capacitor charge balancing technique for a three-level PWM power converter
CN1868110A (zh) * 2003-10-13 2006-11-22 皇家飞利浦电子股份有限公司 功率变换器
WO2005108181A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 Dynamic Brands, Llc Folding baby stroller
DE102004031216A1 (de) * 2004-06-28 2006-01-19 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Ladungsausgleich in Reihe geschalteter Energiespeicher
JP4626259B2 (ja) * 2004-10-21 2011-02-02 日産自動車株式会社 電力変換装置の制御方法
DE102005014285A1 (de) * 2005-03-24 2006-10-05 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Ladungsausgleich von in Reihe angeordneten einzelnen Zellen eines Energiespeichers
US7649335B2 (en) * 2005-06-07 2010-01-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular power supply system and vehicle
JP5020077B2 (ja) * 2005-07-01 2012-09-05 株式会社日立メディコ 電源装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置
JP2007037275A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Hitachi Ltd 充電制御装置を兼ねたモータ駆動装置
JP4839722B2 (ja) * 2005-08-08 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
TW200709544A (en) * 2005-08-29 2007-03-01 Ind Tech Res Inst Transformer-free power conversion circuit for parallel connection with commercial electricity system
JP4742781B2 (ja) * 2005-09-28 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 交流電圧出力装置およびそれを備えたハイブリッド自動車
JP4811917B2 (ja) * 2005-12-27 2011-11-09 三菱電機株式会社 電力変換装置
DE502006006287D1 (de) * 2006-02-01 2010-04-08 Abb Research Ltd Schaltzelle sowie umrichterschaltung zur schaltung einer vielzahl von spannungsniveaus
JP5101881B2 (ja) * 2006-02-24 2012-12-19 三菱電機株式会社 系統連系インバータ装置
JP4783294B2 (ja) * 2006-02-27 2011-09-28 三菱電機株式会社 系統連系用電力変換装置
US7274576B1 (en) * 2006-03-01 2007-09-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter with reduced common mode voltage
US7646182B2 (en) * 2006-03-29 2010-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Power supply apparatus
US8103892B2 (en) * 2006-04-26 2012-01-24 Adaptive Materials, Inc. Power management apparatus with buck boost converter module
DE102006025975B4 (de) * 2006-06-02 2008-08-28 Siemens Ag Österreich Wechselrichterschaltung und Verfahren zum Betreiben der Wechselrichterschaltung
CA2657758C (en) * 2006-08-09 2013-03-26 Mitsubishi Electric Corporation Power converter and controller using such converter for electric rolling stock
JP4359301B2 (ja) * 2006-10-04 2009-11-04 本田技研工業株式会社 充電装置
JP5157356B2 (ja) * 2006-11-17 2013-03-06 日産自動車株式会社 電力変換装置およびその制御方法
US7688048B2 (en) * 2007-02-21 2010-03-30 American Power Conversion Corporation 3-phase high power UPS
DE102007030577A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-02 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter zur Einspeisung elektrischer Energie in ein Energieversorgungsnetz
JP4727636B2 (ja) * 2007-09-13 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両の充電制御装置および車両
CN101582592B (zh) * 2008-05-15 2013-07-10 宣昆 无变压器光伏并网逆变装置及其控制方法
US8693213B2 (en) * 2008-05-21 2014-04-08 Flextronics Ap, Llc Resonant power factor correction converter
CA2734699C (en) * 2008-08-22 2014-03-25 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion apparatus
US8080973B2 (en) * 2008-10-22 2011-12-20 General Electric Company Apparatus for energy transfer using converter and method of manufacturing same
US8625307B2 (en) * 2008-11-18 2014-01-07 Mitsubishi Electric Corporation DC to AC power converting apparatus
JP5564864B2 (ja) * 2008-12-19 2014-08-06 日産自動車株式会社 二次電池システム
US7869226B2 (en) * 2009-03-31 2011-01-11 Tdk-Lambda Americas Inc. Achieving ZVS in a two quadrant converter using a simplified auxiliary circuit
DE112009004960B4 (de) * 2009-06-19 2015-10-22 Mitsubishi Electric Corporation Leistungsumwandlungseinrichtung
JP5279911B2 (ja) * 2009-07-30 2013-09-04 三菱電機株式会社 系統連系インバータ装置
US8385091B2 (en) * 2009-08-20 2013-02-26 Electric IT Corporation 3-phase high-power UPS
JP2011109789A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力変換装置
JP5440335B2 (ja) * 2010-04-06 2014-03-12 富士電機株式会社 パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置
US8937400B2 (en) * 2010-04-27 2015-01-20 Denso Corporation Power supply apparatus for vehicle
JP5584927B2 (ja) * 2010-06-04 2014-09-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置および蓄電装置
CN103125022B (zh) * 2010-07-01 2016-01-20 三菱电机株式会社 功率半导体模块、电力转换装置和铁路车辆
JP2012044824A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
DE102010042328A1 (de) * 2010-10-12 2012-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Überwachen des Ladebetriebs eines Energiespeichers in einem Fahrzeug und Ladesystem zum Laden eines Energiespeichers in einem Fahrzeug
US8411473B2 (en) * 2010-12-20 2013-04-02 Allis Electric Co., Ltd. Three-phase power supply with three-phase three-level DC/DC converter
EP2667481A4 (en) * 2011-01-19 2015-12-02 Technova Inc SYSTEM FOR CONTACT-FREE ENERGY TRANSMISSION
US8860379B2 (en) * 2011-04-20 2014-10-14 GM Global Technology Operations LLC Discharging a DC bus capacitor of an electrical converter system
US9701208B2 (en) * 2011-06-01 2017-07-11 Fh Joanneum Gmbh Inverter
DE202011102068U1 (de) * 2011-06-07 2012-09-10 Voltwerk Electronics Gmbh Hochsetzsteller
US8970161B1 (en) * 2011-06-29 2015-03-03 Carlos Cuadros Modulation control scheme for power converters in photovoltaic system charge controllers
TWI436574B (zh) * 2011-07-13 2014-05-01 Delta Electronics Inc 直流交流轉換器
TWI479794B (zh) * 2011-08-04 2015-04-01 Ablerex Electonic Co Ltd 五階式直流轉交流電源電路
US8884464B2 (en) * 2011-08-29 2014-11-11 Schneider Electric It Corporation Twin boost converter with integrated charger for UPS system
JP5724830B2 (ja) * 2011-11-01 2015-05-27 株式会社豊田中央研究所 電源システム
CA2856670C (en) * 2011-11-28 2017-07-04 Masato Achihara Vehicle auxiliary power supply device and overcurrent protection method thereof
JP5822732B2 (ja) * 2012-01-11 2015-11-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 ３レベル電力変換装置
CN104054253A (zh) * 2012-03-30 2014-09-17 富士电机株式会社 电力变换装置
KR101731156B1 (ko) * 2012-03-30 2017-04-27 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전원 장치
CN103597725B (zh) * 2012-06-01 2015-02-18 松下电器产业株式会社 电力变换装置及使用它的电池充电装置
US9214874B2 (en) * 2012-07-31 2015-12-15 Yashomani Y. Kolhatkar Intelligent level transition systems and methods for transformerless uninterruptible power supply
JP6041583B2 (ja) 2012-08-31 2016-12-14 富士電機株式会社 電力変換装置
FR2996071B1 (fr) * 2012-09-25 2014-09-05 Renault Sa Systeme de charge d'une batterie d'un vehicule automobile
KR101351650B1 (ko) * 2012-10-09 2014-01-24 (재) 기초전력연구원 독립적인 mppt 구동을 위한 dc링크 전압 비대칭 제어기법을 갖는 3레벨 태양광 인버터
CN103795251A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 台达电子工业股份有限公司 功率变换器及其控制方法
JP2014117047A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
US9077255B2 (en) * 2013-01-11 2015-07-07 Futurewei Technologies, Inc. Resonant converters and methods
KR101568225B1 (ko) * 2013-02-06 2016-07-20 엘지전자 주식회사 충전 장치, 및 이를 구비하는 전기 차량
US9376025B2 (en) * 2013-02-06 2016-06-28 Lg Electronics Inc. Charging apparatus and electric vehicle including the same
GB2512078A (en) * 2013-03-19 2014-09-24 Control Tech Ltd Control system for multi-phase rotary machines
CN105247776B (zh) * 2013-06-04 2018-09-07 华为技术有限公司 基于多状态开关单元的五电平光伏逆变器
KR101791288B1 (ko) * 2013-06-05 2017-10-27 엘에스산전 주식회사 멀티 레벨 인버터
CN104249629B (zh) * 2013-06-28 2016-09-07 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的动力系统和动力电池的充电方法
CN104249630B (zh) * 2013-06-28 2017-08-04 比亚迪股份有限公司 电动汽车及电动汽车向外供电的系统
CN104253465B (zh) * 2013-06-28 2017-01-04 比亚迪股份有限公司 电动汽车的充电控制系统及具有其的电动汽车
WO2014206369A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Power system for electric vehicle,electric vehicle and motor controller
CN103346690B (zh) * 2013-07-05 2016-03-30 华为技术有限公司 一种多电平逆变器及供电系统
JP6087238B2 (ja) * 2013-07-26 2017-03-01 株式会社日立情報通信エンジニアリング 電源装置とその運転方法
US9787217B2 (en) * 2013-08-30 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Power conversion circuit and power conversion system
WO2015049743A1 (ja) * 2013-10-02 2015-04-09 富士電機株式会社 ３レベルインバータ
JP5619253B1 (ja) * 2013-10-15 2014-11-05 三菱電機株式会社 誘導性負荷の給電制御装置
WO2015056341A1 (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 三菱電機株式会社 直流電源装置、電動機駆動装置、空気調和機および冷蔵庫
JP5931300B2 (ja) * 2013-10-23 2016-06-08 三菱電機株式会社 電力変換装置
BR112016009188B1 (pt) * 2013-10-29 2021-05-18 Mitsubishi Electric Corporation dispositivos de fonte de alimentação de cc e de ciclo de refrigeração
EP3065278B1 (en) * 2013-10-30 2019-08-28 Mitsubishi Electric Corporation Dc/dc conversion device and load drive control system
CN105765840B (zh) * 2013-11-26 2018-06-15 三菱电机株式会社 直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环应用设备
WO2015108613A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Abb Technology Ag Interleaved multi-channel, multi-level, multi-quadrant dc-dc converters
TWI485968B (zh) * 2014-01-29 2015-05-21 Delta Electronics Inc 電源轉換系統及其操作方法
US9931951B2 (en) * 2014-06-13 2018-04-03 University Of Maryland Integrated dual-output grid-to-vehicle (G2V) and vehicle-to-grid (V2G) onboard charger for plug-in electric vehicles
CN106797184B (zh) * 2014-08-29 2019-06-14 东芝三菱电机产业系统株式会社 整流器以及使用该整流器的功率转换装置
JP6239772B2 (ja) * 2014-08-29 2017-11-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ
EP3211779B1 (en) * 2014-10-20 2022-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Electric power conversion device
US10396684B2 (en) * 2014-12-16 2019-08-27 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc Coupled inductor for interleaved multi-phase three-level DC-DC converters
CN107000739B (zh) * 2015-01-21 2019-06-14 三菱电机株式会社 电力变换装置
DE112015006097T5 (de) * 2015-02-02 2017-11-30 Mitsubishi Electric Corporation Dc/dc-wandler

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065711A (en) * 1975-09-22 1977-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Chopper assisted uninterruptible power supply
JP2002223559A (ja) * 2001-01-24 2002-08-09 Bab-Hitachi Industrial Co 充電共用インバータ制御装置
JP2010045961A (ja) * 2008-07-16 2010-02-25 Toyota Central R&D Labs Inc 電力制御装置
RU2012152795A (ru) * 2012-12-07 2014-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Трехфазный инвертор напряжения с трансформаторным выходом

Also Published As

Publication number Publication date
EP3316470A1 (en) 2018-05-02
JPWO2016207969A1 (ja) 2018-04-05
MX361850B (es) 2018-12-18
US10439516B2 (en) 2019-10-08
CA2990141A1 (en) 2016-12-29
EP3316470A4 (en) 2018-11-21
CN107787548A (zh) 2018-03-09
KR101853600B1 (ko) 2018-04-30
BR112017027795B1 (pt) 2022-10-04
CN107787548B (zh) 2019-04-09
WO2016207969A1 (ja) 2016-12-29
JP6402828B2 (ja) 2018-10-10
US20180159441A1 (en) 2018-06-07
EP3316470B1 (en) 2019-12-25
CA2990141C (en) 2018-08-14
MX2017016300A (es) 2018-03-23
KR20180018802A (ko) 2018-02-21
BR112017027795A2 (pt) 2018-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671947C1 (ru) Инвертор с возможностью заряда
US10320278B2 (en) Semiconductor device having a decreased switching loss
US9083274B2 (en) Power stage precharging and dynamic braking apparatus for multilevel inverter
CN102403914B (zh) 模块开关、电换流器和用于驱动电换流器的方法
US8861235B2 (en) Power converting apparatus
US10511218B2 (en) Gate drive circuit, that supplies power to a gate of a semiconductor switching element, and carries out a driving on and off of the gate
US10581342B2 (en) Three-level two-stage decoupled active NPC converter
US20120307540A1 (en) Power conversion device
US20130038140A1 (en) Switching circuit
US8830704B2 (en) Power converter
IL95438A (en) Switching circuit
US10090778B2 (en) Multi-phase power device with two-phase modulation scheme
US8787055B2 (en) Inverter device
US20220173652A1 (en) Power conversion system and virtual dc voltage generator circuit
US20200169177A1 (en) Power conversion system
WO2019167244A1 (ja) 電力変換装置および電動機システム
JP2022108885A (ja) マルチレベルインバータ
US9853572B2 (en) Bridge leg circuit
JP6801343B2 (ja) 電力変換器
JP2015204723A (ja) 半導体装置及びそれを用いた電力変換装置
Vo et al. Bootstrap power supply for three-level neutral-point-clamped voltage source inverters
JP2018528753A (ja) スイッチング過電圧を制限するために構成されるパワーコンバータ
US10848049B2 (en) Main conversion circuit, power conversion device, and moving body
JP2020198734A (ja) 電力変換装置
TW201624909A (zh) 高電壓抑制方法及裝置