電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池(2)的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)(3)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。包括將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件(101)的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成的全橋式電路(10)，在將該全橋式電路(10)與交流電源(1)連接的狀態(tài)下經(jīng)由變壓器(21)及交流/直流轉(zhuǎn)換電路(11)將從全橋式電路(10)輸出的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，以對(duì)電池(2)進(jìn)行充電。此外，在將交流電源(1)從全橋式電路(10)切斷的狀態(tài)下，利用全橋式電路(10)將電池(2)的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給交流電動(dòng)機(jī)(3)。由此，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的功率轉(zhuǎn)換電路也共用于電池充電，并能以高頻驅(qū)動(dòng)絕緣用的變壓器(21)，實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化、低成本化。
【專利說明】電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝直

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如裝載于混合動(dòng)力汽車(以下稱為HEV)、電動(dòng)汽車(以下稱為EV)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，更詳細(xì)而言，涉及具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電池的充電功能的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]在以低碳社會(huì)為目標(biāo)的國(guó)際形勢(shì)背景下，汽車業(yè)界為了應(yīng)對(duì)逐年加強(qiáng)的廢氣排放限制，正從利用汽油等燃料驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)以進(jìn)行行駛的以往的汽車向能利用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以進(jìn)行行駛的HEV、EV轉(zhuǎn)移。
HEV、EV裝載大容量的電池，利用其電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以進(jìn)行行駛，因此，包括對(duì)電池進(jìn)行充電的車載用充電器、及用于利用電池的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)(power train)。
[0003]圖11表示HEV、EV所使用的現(xiàn)有的車載用充電器及傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。
圖11中，車載用充電器4包括功率因數(shù)控制電路(以下稱為PFC電路)41、DC/AC轉(zhuǎn)換器42、變壓器43、整流電路44及電抗器45，利用DC/AC轉(zhuǎn)換器42、變壓器43、整流電路44及電抗器45構(gòu)成絕緣型AC/DC轉(zhuǎn)換器。此外，傳動(dòng)系統(tǒng)5由三相逆變器51構(gòu)成。
另外，I是交流電源，2是電池,3是二相交流電動(dòng)機(jī)。
[0004]對(duì)圖11的動(dòng)作進(jìn)行簡(jiǎn)單說明，在電池2充電時(shí)，將外部的交流電源I與車載用充電器4連接。在此狀態(tài)下，利用PFC電路41控制輸入電流的功率因數(shù)，并利用上述DC/AC轉(zhuǎn)換器42以后的電路來(lái)控制電池2的充電電流、功率、電壓，以對(duì)電池2進(jìn)行充電。另一方面，在車輛行駛時(shí)，利用逆變器電路51將電池2的直流電轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3。
[0005]圖11的現(xiàn)有技術(shù)中，由于將構(gòu)成車載用充電器4的功率轉(zhuǎn)換電路與構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)5的功率轉(zhuǎn)換電路分開設(shè)置，因此，成為電路的元器件數(shù)量變多、裝置整體大型化、高成本化的原因。
[0006]因此，通過共用功率轉(zhuǎn)換電路來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化、低成本化的現(xiàn)有技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)I中有揭示。
圖12是專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。圖12中，對(duì)具有與圖11記載的結(jié)構(gòu)要素相同的功能的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)。圖12中，6是與電池2并聯(lián)連接的電容器，7是一次側(cè)施加有交流輸入的變壓器，8是與變壓器7的二次側(cè)連接的濾波器，9是設(shè)置在交流電動(dòng)機(jī)3的輸入側(cè)的切斷連接器。
[0007]圖12的電路中，在將切斷連接器9打開的狀態(tài)下，將交流輸入經(jīng)由變壓器7及濾波器8施加給逆變器51，利用其AC/DC轉(zhuǎn)換動(dòng)作對(duì)電池2進(jìn)行充電。此外，在交流電動(dòng)機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在將切斷連接器9連接的狀態(tài)下，利用逆變器51將電池2的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，以提供給交流電動(dòng)機(jī)3。
在該現(xiàn)有技術(shù)中，通過將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的逆變器51也用作為電池2的充電器，從而簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化、低成本化。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利第3477850號(hào)公報(bào)(
[0007]?
[0010]段、圖2等)


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009]圖11的現(xiàn)有技術(shù)中，如上所述難以實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化、低成本化，相反地，通過利用DC/AC轉(zhuǎn)換器42以數(shù)十kHz的高頻驅(qū)動(dòng)變壓器43，能實(shí)現(xiàn)變壓器43的小型化。
與此相對(duì)，圖12所示的現(xiàn)有技術(shù)中，通過使逆變器51在驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3時(shí)和電池2充電時(shí)共用，能實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化等。
然而，圖12的電路結(jié)構(gòu)中，為了將交流輸入與電池2絕緣，在交流輸入部中利用變壓器
7。在此情況下，若對(duì)交流輸入利用商用電源，則電源頻率為數(shù)十Hz左右，因此，變壓器7成為低頻規(guī)格，難以實(shí)現(xiàn)小型化。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其通過共用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的功率轉(zhuǎn)換電路和電池充電用的功率轉(zhuǎn)換電路，并以高頻驅(qū)動(dòng)絕緣用的變壓器，從而可實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化、低成本化。
解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明是利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，上述功率轉(zhuǎn)換電路將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成。
然后，在將該功率轉(zhuǎn)換電路與交流電源連接的狀態(tài)下經(jīng)由變壓器及交流/直流轉(zhuǎn)換電路將從功率轉(zhuǎn)換電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，利用該直流電壓對(duì)電池進(jìn)行充電。此外，在將交流電源從功率轉(zhuǎn)換電路切斷的狀態(tài)下，利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給交流電動(dòng)機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。
[0012]本發(fā)明中使用的功率轉(zhuǎn)換電路將例如4個(gè)在上下臂具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成。然后，通過使該4個(gè)支路中的3個(gè)支路作為逆變器進(jìn)行動(dòng)作，從而將電池作為電源來(lái)驅(qū)動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)。此外，在電池充電時(shí)，例如利用2個(gè)支路進(jìn)行交流/直流轉(zhuǎn)換動(dòng)作，利用剩余的2個(gè)支路進(jìn)行直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作，從而生成高頻交流電壓，利用變壓器及交流/直流轉(zhuǎn)換電路將該高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓以獲得充電電力。
此外，本發(fā)明還包含由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)成交流電動(dòng)機(jī)、或者將電池的直流電壓進(jìn)行升壓之后轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。
發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能將用于獲得以電池作為電源而施加給交流電動(dòng)機(jī)的施加電壓的功率轉(zhuǎn)換電路的部分支路與用于從交流電源獲得規(guī)定頻率的高頻交流電壓的功率轉(zhuǎn)換電路的支路共用。即，本發(fā)明中，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，利用所述功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給交流電動(dòng)機(jī)，在電池充電時(shí)，利用所述功率轉(zhuǎn)換電路來(lái)改善功率因數(shù)，并將生成的高頻交流電壓經(jīng)由變壓器進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換以提供給電池。
通過上述動(dòng)作，能使絕緣用的變壓器小型化，有效利用功率轉(zhuǎn)換電路的支路，能實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、裝置整體的小型化、低成本化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的電路圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的電路圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式2中電池充電時(shí)的全橋式電路的簡(jiǎn)要等效電路圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中電池充電時(shí)的變壓器一次側(cè)電壓及各支路的開關(guān)函數(shù)的圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2中電池充電時(shí)的控制電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的電路圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的電路圖。
圖8是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式5的主要部分的電路圖。
圖9是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式5的主要部分的電路圖。
圖10是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式5的主要部分的電路圖。
圖11是由車載用充電器及傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。
圖12是專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，根據(jù)【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的電路圖。圖1中，對(duì)與圖11、圖12的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，以下，以與圖11、圖12不同的部分為中心來(lái)進(jìn)行說明。
[0016]電池2與由開關(guān)Sa、Sc2構(gòu)成的第3開關(guān)電路20c及電容器23b并聯(lián)連接。在電容器23b的兩端連接有作為功率轉(zhuǎn)換電路的全橋式電路10的正負(fù)直流端子，該全橋式電路10將在上下臂具有IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)元件101的4個(gè)支路LegA、LegB、LegC、LegD全部并聯(lián)連接而構(gòu)成。
[0017]3個(gè)支路LegA、LegB, LegC的交流端子(各支路的上下臂的連接點(diǎn))經(jīng)由由開關(guān)Sai>SA2,Sa3構(gòu)成的第I開關(guān)電路20a連接到三相交流電動(dòng)機(jī)3。此外，支路LegB、LegC的交流端子經(jīng)由由開關(guān)Sb1、Sb2構(gòu)成的第2開關(guān)電路20b、電抗器22a及電容器23a連接到單相的交流電源I。
并且，支路LegD、LegA的交流端子(各支路的上下臂的連接點(diǎn))連接到變壓器21的一次繞組，其二次繞組經(jīng)由由二極管橋構(gòu)成的AC/DC轉(zhuǎn)換電路11及電抗器22b連接到電池2的兩端。
[0018]接下來(lái)，說明該實(shí)施方式的動(dòng)作。
在對(duì)電池2進(jìn)行充電的情況下，將第2開關(guān)電路20b接通，將外部的交流電源I連接到支路LegB、LegC的交流輸入輸出端子。此時(shí)，將第I開關(guān)電路20a關(guān)斷，將交流電動(dòng)機(jī)3從全橋式電路10切斷。此外，將第3開關(guān)電路20c關(guān)斷，使得處于從全橋式電路10經(jīng)由變壓器21、AC/DC轉(zhuǎn)換電路11、電抗器22b向電池2提供能量的狀態(tài)。
[0019]在此狀態(tài)下，通過使全橋式電路10的支路LegB、LegC的開關(guān)元件101進(jìn)行接通關(guān)斷動(dòng)作，從而利用這些支路LegB、LegC進(jìn)行功率因數(shù)控制，并將交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。該直流電壓施加到支路LegA、LegD的并聯(lián)電路的兩端。 支路LegA、LegD中，通過使開關(guān)元件101進(jìn)行接通關(guān)斷動(dòng)作，從而將直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的脈沖狀高頻交流電壓，以施加給變壓器21的一次側(cè)。然后，根據(jù)變壓器21的匝數(shù)比，利用AC/DC轉(zhuǎn)換器11將輸出到二次側(cè)的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，并經(jīng)由電抗器22b施加給電池2，從而對(duì)電池2進(jìn)行充電。
[0020]另一方面，在利用電池2所儲(chǔ)蓄的直流電驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3以進(jìn)行行駛的情況下，將開關(guān)電路20a接通，并將開關(guān)電路20b關(guān)斷，此外，將開關(guān)電路20c接通。由此，將電池2的直流電壓施加給全橋式電路10的正負(fù)直流端子。
[0021]在此狀態(tài)下，通過使全橋式電路10的支路LegA、LegB, LegC的開關(guān)元件101進(jìn)行接通關(guān)斷動(dòng)作，從而使這些支路LegA、LegB, LegC作為三相逆變器進(jìn)行動(dòng)作。由此，將電池2的直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的三相交流電壓以施加給電動(dòng)機(jī)3，從而驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3。
另外，在驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3的情況下，為了防止因支路LegA的開關(guān)而導(dǎo)致向變壓器21的一次側(cè)施加電壓，需要使支路LegD以與支路LegA相同的模式進(jìn)行接通關(guān)斷。
[0022]根據(jù)該實(shí)施方式1，在電池2充電時(shí)利用支路LegB、LegC來(lái)改善功率因數(shù)并進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換，此外，通過使支路LegA、LegD進(jìn)行DC/AC轉(zhuǎn)換動(dòng)作，從而可獲得高頻的交流電壓。因此，與圖12的現(xiàn)有技術(shù)相比，能實(shí)現(xiàn)變壓器21的小型化。
此外，由于支路LegA兼用作向變壓器21的一次側(cè)提供交流電壓的DC/AC轉(zhuǎn)換電路的部分支路、和驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3的逆變器的部分支路，因此，可通過削減元器件數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、裝置的小型化及低成本化。
[0023]接下來(lái)，圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的電路圖。圖2中，對(duì)與圖1的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，以下，以與圖1不同的部分為中心來(lái)進(jìn)行說明。
[0024]該實(shí)施方式中，在交流電源I的兩端與電容器23a的兩端之間連接有第2開關(guān)電路20b，在電容器23a和電抗器22a的串聯(lián)電路、與作為功率轉(zhuǎn)換電路的全橋式電路1A的直流端子之間連接有PFC電路12。
另外，全橋式電路1A由在上下臂具有IGBT作為半導(dǎo)體開關(guān)元件101的3個(gè)支路LegA、LegB、LegC、及在上下臂具有MOSFET作為半導(dǎo)體開關(guān)元件102的支路LegE構(gòu)成。此處，對(duì)于支路LegE的開關(guān)元件102為MOSFET的理由將在后面闡述。
[0025]在支路LegA、LegB、LegC的交流端子與交流電動(dòng)機(jī)3之間連接的第4開關(guān)電路20d除了包括將支路LegA的交流端子與交流電動(dòng)機(jī)3連接的開關(guān)Sdi之外，還包括選擇性地進(jìn)行支路LegA、LegB的交流端子彼此的短路動(dòng)作和將支路LegB的交流端子與交流電動(dòng)機(jī)3連接的動(dòng)作的開關(guān)Sd2、及選擇性地進(jìn)行支路LegB、LegC的交流端子彼此的短路動(dòng)作和將支路LegC的交流端子與交流電動(dòng)機(jī)3連接的動(dòng)作的開關(guān)SD3。
[0026]接下來(lái)，說明該實(shí)施方式的動(dòng)作。
在電池2充電時(shí)，使開關(guān)電路20d的開關(guān)SD1、SD2, Sd3的狀態(tài)處于將全橋式電路1A與交流電動(dòng)機(jī)3切斷、且將全橋式電路1A的支路LegA、LegB、LegC的交流端子彼此短路的狀態(tài)。此外，將開關(guān)電路20b接通，使得能將交流電源I的能量提供給PFC電路12，并且，將開關(guān)電路20c關(guān)斷，使得處于從全橋式電路10經(jīng)由變壓器21、AC/DC轉(zhuǎn)換電路11向電池2提供能量的狀態(tài)。
[0027]在此狀態(tài)下，利用PFC電路12控制功率因數(shù)，并且，將交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，利用支路LegA?LegE將該直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的脈沖狀高頻交流電壓，以施加給變壓器21的一次側(cè)。然后，根據(jù)變壓器21的匝數(shù)比，利用AC/DC轉(zhuǎn)換器11將輸出到二次側(cè)的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，并經(jīng)由電抗器22b施加給電池2，從而對(duì)電池2進(jìn)行充電。
[0028]另一方面，在利用電池2所儲(chǔ)蓄的直流電驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3以進(jìn)行行駛的情況下，使開關(guān)電路20d的開關(guān)SD1、SD2> Sd3的狀態(tài)處于解除支路LegA、LegB> LegC的交流端子彼此的短路而與交流電動(dòng)機(jī)3連接的狀態(tài)。此外，將開關(guān)電路20b關(guān)斷并將開關(guān)電路20c接通，處于從電池2經(jīng)由全橋式電路1A的支路LegA、LegB、LegC向交流電動(dòng)機(jī)3提供能量的狀態(tài)。
[0029]在此狀態(tài)下,通過使支路LegA、LegB、LegC的開關(guān)元件101進(jìn)行接通關(guān)斷動(dòng)作,從而使這些支路LegA、LegB、LegC作為三相逆變器進(jìn)行動(dòng)作。由此，將電池2的直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的三相交流電壓以施加給交流電動(dòng)機(jī)3，從而驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3。
另外，與實(shí)施方式I同樣，在驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3的情況下，為了防止因支路LegA的開關(guān)而導(dǎo)致向變壓器21的一次側(cè)施加電壓，需要使支路LegE以與支路LegA相同的模式進(jìn)行接通關(guān)斷。
[0030]在該實(shí)施方式2中，也可與實(shí)施方式I同樣地實(shí)現(xiàn)變壓器21的小型化。
此外，由于支路LegA兼用作向變壓器21的一次側(cè)提供交流電壓的DC/AC轉(zhuǎn)換電路的部分支路、和驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3的逆變器的部分支路，因此，可實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、裝置的小型化及低成本化。
[0031]圖3是實(shí)施方式2中利用外部的交流電源I對(duì)電池2進(jìn)行充電的情況下的全橋式電路1A的簡(jiǎn)要等效電路圖。
在電池2充電時(shí)，開關(guān)電路20d處于將全橋式電路1A與交流電動(dòng)機(jī)3切斷、且將支路LegA、LegB、LegC的交流端子彼此短路的狀態(tài)。即，如圖3所示，在變壓器21的一次側(cè)連接有由將支路LegA、LegB、LegC并聯(lián)連接而成的合成支路、及支路LegE構(gòu)成的全橋式電路10A。
[0032]圖4示出利用上述全橋式電路1A來(lái)對(duì)變壓器21的一次側(cè)施加電壓時(shí)的施加電壓 Vtk1、與 LegA、LegB、LegC、LegD 的開關(guān)函數(shù)
^LegA'' ^LegB'' ^LegC'' ^LegE 之間的關(guān)系。此處，若設(shè)各支路的上臂側(cè)的開關(guān)元件為Qup，下臂側(cè)的開關(guān)元件為Qkjw，則開關(guān)函數(shù)=I時(shí)，表示該支路的開關(guān)元件Qup接通、開關(guān)元件Qtot關(guān)斷的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)=O時(shí)，表示該支路的開關(guān)元件QUP、均關(guān)斷的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)=-1時(shí)，表示該支路的開關(guān)元件Qup關(guān)斷、開關(guān)元件接通的狀態(tài)。
[0033]由圖4可知，在該實(shí)施方式中，作為用于對(duì)變壓器21施加所希望的電壓Vtki的開關(guān)動(dòng)作，使支路LegA、LegB、LegC交替動(dòng)作，以使得交流端子彼此短路的支路LegA、LegB、LegC的動(dòng)作頻率為電壓Vm的頻率的1/3。
換言之，在利用第4開關(guān)電路20d使全橋式電路1A的支路LegA、LegB、LegC的交流端子彼此短路以與變壓器21的一次側(cè)的一端連接時(shí),將支路LegA、LegB、LegC、LegE的各開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)，以使得該交流端子的輸出電壓的頻率與和變壓器21的一次側(cè)的另一端連接的其他支路LegE的交流端子的輸出電壓的頻率一致。這種開關(guān)動(dòng)作例如可利用圖5所示的控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0034]S卩，圖5中，利用比較器30a、30b，將用于使全橋式電路1A動(dòng)作的占空比指令值Duty*與兩種載波(Carrierl, Carrier2)進(jìn)行比較,生成兩個(gè)開關(guān)脈沖信號(hào),將其中一方作為支路LegE的驅(qū)動(dòng)脈沖(PulseE)，將另一方輸入到輸出對(duì)象選擇單元31。此處，載波(Carrierl, Carrier2)的頻率與電壓Vtki相等,相位彼此相差180°。
[0035]輸出對(duì)象選擇單元31例如具有與多路信號(hào)分離器相同的功能，根據(jù)輸出對(duì)象選擇信號(hào)(Select Signal),將輸入信號(hào)(比較器30b的輸出信號(hào))的輸出對(duì)象分配為A、B、C中的任一個(gè)。輸出對(duì)象選擇單元31的輸出A、B、C分別作為支路LegA、LegB、LegC的驅(qū)動(dòng)脈沖(PulseA,Pulse B,Pulse C),輸出對(duì)象選擇信號(hào)(Select Signal)以驅(qū)動(dòng)脈沖(PulseA, Pulse B, Pulse C)實(shí)現(xiàn)圖4所示的開關(guān)函數(shù)S—、S^、S.的狀態(tài)的方式來(lái)提供。
此處，通過使支路LegE的開關(guān)元件102為M0SFET，從而即使支路LegA、LegB、LegC的開關(guān)元件101為IGBT，也能使給變壓器21的一次側(cè)的施加電壓為與MOSFET的動(dòng)作頻率相同頻率的高頻電壓，能實(shí)現(xiàn)變壓器21的小型化。
[0036]接下來(lái)，圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的電路圖。該實(shí)施方式涉及具有多臺(tái)、例如2臺(tái)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)。此處，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)是具有交流電動(dòng)機(jī)及交流發(fā)電機(jī)這兩種功能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0037]在圖6所示的實(shí)施方式3中，首先，連接第I電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a，以代替圖2的交流電動(dòng)機(jī)3。此外，第2電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4b經(jīng)由第I開關(guān)電路20a連接作為功率轉(zhuǎn)換電路的全橋式電路1B的交流端子。該全橋式電路1B與全橋式電路1A同樣，由支路LegA、LegB、LegC構(gòu)成,全橋式電路1B的直流端子與電容器23b的兩端連接。
[0038]此外，交流電源I的兩端與電抗器22a及電容器23a連接，將這些串聯(lián)電路的兩端經(jīng)由第2開關(guān)電路20b分別與開關(guān)SA2、SA3的各一端(全橋式電路1B側(cè)的各一端)連接。該實(shí)施方式3中，去除圖2中的PFC電路12。
另外，雖未圖示，但也可以構(gòu)成為將多個(gè)由全橋式電路10B、開關(guān)電路20a及電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4b組合而成的電路與全橋式電路1A并聯(lián)連接，整體上驅(qū)動(dòng)3臺(tái)以上的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。
[0039]以下，說明該實(shí)施方式的動(dòng)作。
在利用交流電源I對(duì)電池2進(jìn)行充電的情況下，使第4開關(guān)電路20d處于將全橋式電路1A與第I電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a切斷、且支路LegA、LegB、LegC的交流端子彼此短路的狀態(tài)。此外，將第I開關(guān)電路20a關(guān)斷，將全橋式電路1B與第2電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4b切斷，將第2開關(guān)電路20b接通，使得處于能將能量從交流電源I提供給全橋式電路1B的狀態(tài)。此夕卜，將第3開關(guān)電路20c關(guān)斷，從而使得處于從全橋式電路1A經(jīng)由變壓器21、AC/DC轉(zhuǎn)換電路11、電抗器22b向電池2提供能量的狀態(tài)。
[0040]在此狀態(tài)下，利用全橋式電路1B控制功率因數(shù)，并且，將交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，利用全橋式電路1A的支路LegA?LegE將該直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的脈沖狀高頻交流電壓，以施加給變壓器21的一次側(cè)。然后，根據(jù)匝數(shù)比，利用AC/DC轉(zhuǎn)換電路11將輸出到變壓器21的二次側(cè)的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，以對(duì)電池2進(jìn)行充電。
此時(shí)，全橋式電路1A的支路LegA、LegB、LegC、LegE的開關(guān)函數(shù)如圖4說明的那樣提供即可。
[0041]另一方面，在利用電池2所儲(chǔ)蓄的直流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a、4b以進(jìn)行行駛的情況下，利用開關(guān)電路20d解除全橋式電路1A的支路LegA、LegB、LegC的交流端子彼此的短路狀態(tài)，并將這些交流端子與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a連接。此外，在將開關(guān)電路20a接通的同時(shí)將開關(guān)電路20b關(guān)斷，且將開關(guān)電路20c接通。
由此,處于使得從電池2經(jīng)由全橋式電路10A、1B向電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a、4b提供能量，且能將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a、4b產(chǎn)生的能量向電池2提供(再生)的狀態(tài)。
[0042]在此狀態(tài)下，使全橋式電路10A、1B作為三相逆變器進(jìn)行動(dòng)作，將電池2的直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的三相交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a、4b)。此外，通過使全橋式電路10AU0B進(jìn)行三相整流動(dòng)作，將由交流發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a、4b)產(chǎn)生的三相交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓以提供給電池2，從而也能對(duì)電池2進(jìn)行充電。
另外，同上，在將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4a作為交流電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的情況下，為了防止因支路LegA的開關(guān)而導(dǎo)致向變壓器21的一次側(cè)施加電壓,需要使支路LegE以與支路LegA相同的模式進(jìn)行接通關(guān)斷。
[0043]接下來(lái)，圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的電路圖。
該實(shí)施方式4是對(duì)圖1所示的實(shí)施方式I進(jìn)行部分改良后得到的，以下以與圖1不同的部分為中心來(lái)進(jìn)行說明。
圖7中，作為第I功率轉(zhuǎn)換電路的全橋式電路1B是從圖1的全橋式電路10中去除支路LegD后的電路。此外，13是作為由將2個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件101串聯(lián)連接得到的支路構(gòu)成的升壓用的第2功率轉(zhuǎn)換電路的DC/DC轉(zhuǎn)換電路。該DC/DC轉(zhuǎn)換電路13與全橋式電路1B的支路LegA、LegB、LegC及電容器23b并聯(lián)連接。
[0044]此外，DC/DC轉(zhuǎn)換電路13的上下臂的連接點(diǎn)經(jīng)由電抗器22c連接到第3開關(guān)電路20c的開關(guān)Sa的一端，并連接到變壓器21的一次繞組的一端。而且，變壓器21的一次繞組的另一端連接到支路LegA的上下臂的連接點(diǎn)。
在變壓器21的二次側(cè)經(jīng)由電抗器22b連接有由開關(guān)SE1、SE2構(gòu)成的第5開關(guān)電路20e，該開關(guān)電路20e連接到電池2的兩端。
[0045]以下，說明該實(shí)施方式4的動(dòng)作。
在利用外部的交流電源I對(duì)電池2進(jìn)行充電的情況下，與實(shí)施方式I同樣，將第2開關(guān)電路20b接通，將第I開關(guān)電路20a、第3開關(guān)電路20c關(guān)斷。除此之外，實(shí)施方式4中，將第5開關(guān)電路20e接通。
在此狀態(tài)下，利用全橋式電路1B的支路LegB、LegC的開關(guān)動(dòng)作進(jìn)行功率因數(shù)控制，且將交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。利用支路LegA及DC/DC轉(zhuǎn)換電路13的支路的開關(guān)動(dòng)作，將該直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的脈沖狀高頻交流電壓，以施加給變壓器21的一次側(cè)。由此，根據(jù)匝數(shù)比，利用AC/DC轉(zhuǎn)換電路11將輸出到變壓器21的二次側(cè)的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，并經(jīng)由電抗器22b及開關(guān)電路20e提供給電池2，從而對(duì)電池2進(jìn)行充電。
[0046]另一方面，在利用電池2所儲(chǔ)蓄的直流電驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3以進(jìn)行行駛的情況下，與實(shí)施方式I同樣，將開關(guān)電路20a接通，并將開關(guān)電路20b關(guān)斷，將開關(guān)電路20c接通。此夕卜，實(shí)施方式4中，將開關(guān)電路20e關(guān)斷。
在此狀態(tài)下，通過使DC/DC轉(zhuǎn)換電路13進(jìn)行斬波動(dòng)作，來(lái)將電池2的電壓進(jìn)行升壓以施加給全橋式電路1B的直流輸入端子,使全橋式電路1B的支路LegA、LegB、LegC作為三相逆變器進(jìn)行動(dòng)作，從而將直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的頻率的三相交流電壓，并經(jīng)由開關(guān)20a驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3。
[0047]該實(shí)施方式4中，也在電池2充電時(shí)利用支路LegB、LegC進(jìn)行AC/DC轉(zhuǎn)換，能利用支路LegA及DC/DC轉(zhuǎn)換電路13的支路的開關(guān)動(dòng)作來(lái)獲得高頻交流電壓。所以，能實(shí)現(xiàn)變壓器21的小型化。
此外，由于支路LegA兼用作向變壓器21的一次側(cè)提供交流電壓的DC/AC轉(zhuǎn)換電路的部分支路、和驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)3的逆變器的部分支路，因此，可實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、裝置的小型化及低成本化。
[0048]接下來(lái)，說明本發(fā)明的實(shí)施方式5。
上述實(shí)施方式I?實(shí)施方式4是使用了單相交流電源I的情況下的實(shí)施方式，但該實(shí)施方式5是使用三相交流電源Ia的情況下的實(shí)施方式。
首先，圖8是使用三相交流電源Ia以代替圖1的實(shí)施方式I中的單相交流電源I的示例。在此情況下，通過對(duì)圖1的全橋式電路10追加支路LegF以構(gòu)成全橋式電路10C,從而能與三相交流電源Ia對(duì)應(yīng)。另外，圖8中，20bi是由開關(guān)Sbi?Sb3構(gòu)成的第2開關(guān)電路，22d是電抗器，23d是電容器。
[0049]接下來(lái)，圖9是使用三相交流電源Ia以代替圖2的實(shí)施方式2中的單相交流電源I的示例。在此情況下，PFC電路12的交流輸入側(cè)全部成為與三相交流電源Ia相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。
圖10是使用三相交流電源Ia以代替圖6的實(shí)施方式3中的單相交流電源I的示例。在此情況下，全橋式電路1B為三相輸入規(guī)格，在對(duì)電池2進(jìn)行充電時(shí)，通過使全橋式電路1B作為PFC電路進(jìn)行動(dòng)作，從而能與三相交流電源Ia對(duì)應(yīng)。
[0050]另外，圖8?圖10的電路中，電池2充電時(shí)的動(dòng)作及交流電動(dòng)機(jī)3或電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)4b驅(qū)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作可容易從實(shí)施方式I?3類推得到，因此省略說明。
[0051]此外，各實(shí)施方式中，對(duì)驅(qū)動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但在驅(qū)動(dòng)單相交流電動(dòng)機(jī)的情況下，通過將開關(guān)電路20a、20d等變更為單相規(guī)格的電路，此外，在實(shí)施方式2及實(shí)施方式3中，將構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的逆變器的全橋式電路中的I個(gè)支路(例如支路LegC)去除，從而能適用本發(fā)明。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0052]本發(fā)明可用作為以裝載于HEV、EV的情況為代表的、具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電池的充電功能的各種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
標(biāo)號(hào)說明
[0053]I，Ia:交流電源
2:電池
3:交流電動(dòng)機(jī)
4a, 4b:電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 10，10A, 10B, 1C:全橋式電路
11:AC/DC轉(zhuǎn)換電路
12:PFC電路13:DC/DC轉(zhuǎn)換電路
20a, 20b, 20b” 20c，20d, 20e:開關(guān)電路
21:變壓器
22a, 22b, 22c, 22d:電抗器
23a, 23b, 23c, 23d:電容器
30a，30b:比較器
31:輸出對(duì)象選擇單元
101,102:半導(dǎo)體開關(guān)元件
LegA, LegB, LegC, LegD, LegE, LegF:支路
Sai ?SA3，Sbi ?SB3，Sci, Sc2J Sdi ?SD3，Sei，Se2:開關(guān)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接以構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路， 在將所述功率轉(zhuǎn)換電路與交流電源連接的狀態(tài)下經(jīng)由變壓器及交流/直流轉(zhuǎn)換電路將從所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，利用該直流電壓對(duì)所述電池進(jìn)行充電，并且 在將所述交流電源從所述功率轉(zhuǎn)換電路切斷的狀態(tài)下，利用所述功率轉(zhuǎn)換電路將所述電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給所述交流電動(dòng)機(jī)。
2.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，該功率轉(zhuǎn)換電路將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成； 第I開關(guān)電路，該第I開關(guān)電路連接在構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與所述交流電動(dòng)機(jī)之間； 第2開關(guān)電路，該第2開關(guān)電路連接在構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與交流電源之間； 第3開關(guān)電路，該第3開關(guān)電路連接在所述電池與所述功率轉(zhuǎn)換電路的直流端子之間； 變壓器，該變壓器的一次側(cè)連接在構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的2個(gè)支路的交流端子之間；以及 交流/直流轉(zhuǎn)換電路，該交流/直流轉(zhuǎn)換電路與所述變壓器的二次側(cè)連接，在一對(duì)輸出端子間連接所述電池， 在將第1、第3開關(guān)電路關(guān)斷、第2開關(guān)電路接通的狀態(tài)下，將所述交流電源的交流電壓提供給所述功率轉(zhuǎn)換電路以生成高頻交流電壓，經(jīng)由所述變壓器及所述交流/直流轉(zhuǎn)換電路將該高頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電壓以提供給所述電池，從而對(duì)所述電池進(jìn)行充電， 在將第1、第3開關(guān)電路接通、第2開關(guān)電路關(guān)斷的狀態(tài)下，利用所述功率轉(zhuǎn)換電路將所述電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給所述交流電動(dòng)機(jī)。
3.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括: 功率轉(zhuǎn)換電路，該功率轉(zhuǎn)換電路將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成； 第4開關(guān)電路，該第4開關(guān)電路設(shè)置在構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與所述交流電動(dòng)機(jī)之間，能使所述多個(gè)支路的交流端子彼此短路，或使這些交流端子與所述交流電動(dòng)機(jī)連接； 第2開關(guān)電路，該第2開關(guān)電路經(jīng)由功率因數(shù)控制電路連接在所述功率轉(zhuǎn)換電路的直流端子與交流電源之間； 第3開關(guān)電路，該第3開關(guān)電路連接在所述電池與所述功率轉(zhuǎn)換電路的直流端子之間； 變壓器，該變壓器的一次側(cè)連接在交流端子彼此由第4開關(guān)電路短路的所述多個(gè)支路的該交流端子與其他支路的交流端子之間；以及 交流/直流轉(zhuǎn)換電路，該交流/直流轉(zhuǎn)換電路與所述變壓器的二次側(cè)連接，在一對(duì)輸出端子間連接所述電池， 在將第2開關(guān)電路接通并將第3開關(guān)電路關(guān)斷、且利用第4開關(guān)電路將所述多個(gè)支路的交流端子彼此短路的狀態(tài)下，經(jīng)由所述功率因數(shù)控制電路并利用所述功率轉(zhuǎn)換電路將所述交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換成高頻交流電壓，經(jīng)由所述變壓器及所述交流/直流轉(zhuǎn)換電路將該高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓以提供給所述電池，從而對(duì)所述電池進(jìn)行充電， 在將第2開關(guān)電路關(guān)斷并將第3開關(guān)電路接通、且利用第4開關(guān)電路將所述多個(gè)支路的交流端子與所述交流電動(dòng)機(jī)連接的狀態(tài)下，利用所述功率轉(zhuǎn)換電路將所述電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給所述交流電動(dòng)機(jī)。
4.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)多臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，所述交流電動(dòng)機(jī)由也能作為交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)成，其特征在于，包括: 多個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路，該多個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成； 第4開關(guān)電路，該第4開關(guān)電路設(shè)置在構(gòu)成所述多個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路中的一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間，能使所述多個(gè)支路的交流端子彼此短路，或使這些交流端子與一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接； 第2開關(guān)電路，該第2開關(guān)電路連接在構(gòu)成所述多個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路中的其他功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與交流電源之間； 第I開關(guān)電路，該第I開關(guān)電路連接在構(gòu)成所述其他功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與其他電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間； 第3開關(guān)電路，該第3開關(guān)電路連接在所述電池與所述一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路的直流端子之間； 變壓器，該變壓器的一次側(cè)連接在交流端子彼此由第4開關(guān)電路短路的所述多個(gè)支路的該交流端子與其他支路的交流端子之間； 交流/直流轉(zhuǎn)換電路，該交流/直流轉(zhuǎn)換電路與所述變壓器的二次側(cè)連接，在一對(duì)輸出端子間連接所述電池， 在將第1、第3開關(guān)電路關(guān)斷并將第2開關(guān)電路接通、且利用第4開關(guān)電路將所述多個(gè)支路的交流端子彼此短路的狀態(tài)下，利用所述其他功率轉(zhuǎn)換電路將所述交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓之后，利用所述一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成高頻交流電壓，經(jīng)由所述變壓器及所述交流/直流轉(zhuǎn)換電路將該高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓以提供給所述電池，從而對(duì)所述電池進(jìn)行充電， 在將第2開關(guān)電路關(guān)斷并將第1、第3開關(guān)電路接通、且利用第4開關(guān)電路將所述多個(gè)支路的交流端子與所述一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接的狀態(tài)下，利用所述一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路及所述其他功率轉(zhuǎn)換電路將所述電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給各電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。
5.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用功率轉(zhuǎn)換電路將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括: 第I功率轉(zhuǎn)換電路，該第I功率轉(zhuǎn)換電路將多個(gè)在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的支路并聯(lián)連接而構(gòu)成； 升壓用的第2功率轉(zhuǎn)換電路，該升壓用的第2功率轉(zhuǎn)換電路由在上下臂分別具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的單一支路構(gòu)成，并與第I功率轉(zhuǎn)換電路并聯(lián)連接； 第I開關(guān)電路，該第I開關(guān)電路連接在構(gòu)成第I功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與所述交流電動(dòng)機(jī)之間； 第2開關(guān)電路，該第2開關(guān)電路連接在構(gòu)成第I功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子與交流電源之間； 第3開關(guān)電路，該第3開關(guān)電路連接在所述電池與第2功率轉(zhuǎn)換電路之間； 變壓器，該變壓器的一次側(cè)連接在第I功率轉(zhuǎn)換電路的I個(gè)支路的上下臂連接點(diǎn)與第2功率轉(zhuǎn)換電路的上下臂連接點(diǎn)之間； 與所述變壓器的二次側(cè)連接的交流/直流轉(zhuǎn)換電路；以及 第5開關(guān)電路，該第5開關(guān)電路連接在所述交流/直流轉(zhuǎn)換電路的輸出側(cè)與所述電池之間， 在將第1、第3開關(guān)電路關(guān)斷、第2、第5開關(guān)電路接通的狀態(tài)下，將所述交流電源的交流電壓提供給第I功率轉(zhuǎn)換電路，利用第I功率轉(zhuǎn)換電路的I個(gè)支路和第2功率轉(zhuǎn)換電路的直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作來(lái)生成高頻交流電壓，經(jīng)由所述變壓器及所述交流/直流轉(zhuǎn)換電路將該高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓以提供給所述電池，從而對(duì)所述電池進(jìn)行充電， 在將第1、第3開關(guān)電路接通、第2、第5開關(guān)電路關(guān)斷的狀態(tài)下，利用第2功率轉(zhuǎn)換電路將所述電池的直流電壓進(jìn)行升壓之后，利用第I功率轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成交流電壓以提供給所述交流電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 使構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的部分支路在對(duì)所述電池進(jìn)行充電時(shí)的直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作、及驅(qū)動(dòng)所述交流電動(dòng)機(jī)時(shí)的直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作中共用。
7.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 使構(gòu)成第I功率轉(zhuǎn)換電路的部分支路在對(duì)所述電池進(jìn)行充電時(shí)的直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作、及驅(qū)動(dòng)所述交流電動(dòng)機(jī)時(shí)的直流/交流轉(zhuǎn)換動(dòng)作中共用。
8.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 在利用第4開關(guān)電路使所述功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子彼此短路并與所述變壓器的一次側(cè)的一端連接時(shí)，對(duì)所述功率轉(zhuǎn)換電路的各支路的半導(dǎo)體開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)，以使得該交流端子的輸出電壓的頻率與和所述變壓器的一次側(cè)的另一端連接的其他支路的交流端子的輸出電壓的頻率一致。
9.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 在利用第4開關(guān)電路使所述一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)支路的交流端子彼此短路并與所述變壓器的一次側(cè)的一端連接時(shí)，對(duì)所述一個(gè)功率轉(zhuǎn)換電路的各支路的半導(dǎo)體開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)，以使得該交流端子的輸出電壓的頻率與和所述變壓器的一次側(cè)的另一端連接的其他支路的交流端子的輸出電壓的頻率一致。
10.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述交流電源是單相電源或三相電源。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104170204SQ201380012933
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月11日
【發(fā)明者】勝又洋樹, 鹢頭政和 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社