(57)【要約】      （修正有）【課題】負電力を低減する電力変換回路を提供する。【解決手段】誘導負荷６２に対して電力を供給するための電力変換回路１０は、切替回路３０とエネルギー貯留回路５０とを含む。誘導負荷は、切替回路が導電状態であると、電力が供給され、エネルギー貯留回路は充電され、切替回路が非導電状態であると、誘導負荷は電源から接続解除され、エネルギー貯留回路に蓄積されたエネルギーは、誘導負荷に対して放電される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導負荷に対して電力を供給するための電力変換回路であって、
ＡＣ電源に接続するように適合された第１及び第２の入力端子とＤＣ電圧を出力するための第１及び第２のＤＣ端子とを備える、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するための変換器と、
第１及び第２の被制御端子を備え、前記第１及び第２の被制御端子が互いに接続される導電状態と前記第１及び第２の被制御端子が互いに接続解除される非導電状態との間で切替可能であり、前記導電状態と非導電状態との間の前記切替回路の切替を制御するための制御端子を備えた切替回路と、
制御信号を提供して前記切替回路を前記導電状態と非導電状態との間で切り替える制御回路と、
前記第２の接続端子と前記第２のＤＣ端子に接続され、前記誘導負荷に対して電力を供給するための第１及び第２の出力端子を備え、前記切替回路が導電状態であるとエネルギーを蓄積し、前記切替回路が非導電状態であると前記誘導負荷に対してエネルギーを放電するエネルギー貯留回路と、
を備えることを特徴とする電力変換回路。
【請求項２】
前記制御回路は、ＰＷＭ信号発生器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電力変換回路。
【請求項３】
前記第１及び第２のＤＣ端子間に接続されたフィルタ回路をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項４】
前記フィルタ回路は、前記第１及び第２のＤＣ端子間に接続された第１のキャパシタを備えることを特徴とする、請求項３に記載の電力変換回路。
【請求項５】
前記エネルギー貯留回路は、前記第２の被制御端子と前記第２のＤＣ端子との間に接続されたダイオードと、前記第２の被制御端子と前記第１の出力端子との間又は前記第２のＤＣ端子と前記第２の出力端子との間に接続されたインダクタンスとを備えることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項６】
前記エネルギー貯留回路は、前記第１及び第２の出力端子間に接続された第２のキャパシタをさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の電力変換回路。
【請求項７】
前記第１及び第２の出力端子は、それぞれ前記第２の被制御端子及び前記第２のＤＣ端子に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項８】
前記エネルギー貯留回路は、前記第２の被制御端子と前記第２のＤＣ端子との間に接続されたインダクタンスと、前記第２の被制御端子と前記第１の出力端子との間又は前記第２のＤＣ端子と前記第２の出力端子との間に接続されたダイオードをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の電力変換回路。
【請求項９】
誘導負荷に対して電力を供給するための電力変換回路であって、
切替回路とエネルギー貯留回路とを備え、
前記切替回路が導電状態であると、前記誘導負荷は電力を供給されかつ前記エネルギー貯留回路は充電され、前記切替回路が非導電状態であると、前記誘導負荷は電力から接続解除されかつ前記エネルギー貯留回路に蓄積されたエネルギーは前記誘導負荷に対して放電される、
ことを特徴とする電力変換回路。
【請求項１０】
前記切替回路は、前記エネルギー貯留回路と直列接続されることを特徴とする、請求項９に記載の電力変換回路。
【請求項１１】
前記誘導負荷は、電気モータを含むことを特徴とする、請求項９〜請求項１０のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項１２】
前記誘導負荷は、ＢＬＤＣモータを含み、前記電力変換回路は、前記エネルギー貯留回路と前記ＢＬＤＣモータとの間に接続されたインバータをさらに備えることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項１３】
前記インバータは、Ｈ−ブリッジ駆動回路であることを特徴とする、請求項１２に記載の電力変換回路。
【請求項１４】
前記切替回路は、ＤＣ電圧と前記エネルギー貯留回路との間に接続されることを特徴とする、請求項９〜請求項１３のいずれかに記載の電力変換回路。
【請求項１５】
前記エネルギー貯留回路は、前記切替回路と前記誘導負荷との間に接続されることを特徴とする、請求項９〜請求項１４のいずれかに記載の電力変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導負荷用の電力変換回路、具体的には、ＢＬＤＣモータに特に好適な電力変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータは、磁石回転子と、少なくとも１つの巻線が上に巻かれた固定子とを有する。電力は、電力変換回路を介して、ＡＣ電源によりモータに供給することができる。図１は、従来の電力変換回路に基づいた、ＡＣ電源の電圧、電流及び電力の信号を示す。モータをＡＣ電源に接続した瞬間に、電流は、ＢＬＤＣモータの固定子の巻線を通り、エネルギーは、巻線により発生した界磁に蓄えられる。巻線は誘導素子であるので、電流信号の位相は、電圧信号の位相と比較して遅延する。モータを電源に接続した瞬間は、モータの回転子は静止し、かつ巻線により発生する逆起電力（ＥＭＦ）はない。電圧が増大するにつれて、饋電した巻線は、回転子の界磁と相互作用する発生した界磁の強度を増大させて回転子を駆動し、従って巻線は逆ＥＭＦ  ＶＢを発生する。従来の電力変換回路によると、巻線は、ＡＣ電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢよりも大きい全期間中、充電され、巻線により蓄積したエネルギーは比較的高い。ＡＣ電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢよりも小さい値に低下すると、ＡＣ電源により共有される電力は停止し、巻線はエネルギーを放電し始め、これは図１に示すようにＡＣ電圧がゼロを下回る瞬間まで継続し、これにより負電力が発生する。負電力は、電力の一部を電力系統に逆流させ、電気エネルギーを消費し、ＡＣ電源の有効電力の低下を招いてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、負電力を低減する電力変換回路に対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明は、一つの態様において、誘導負荷に対して電力を供給するための電力変換回路であって、ＡＣ電源に接続するように適合された第１及び第２の入力端子とＤＣ電圧を出力するための第１及び第２のＤＣ端子とを備える、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するための変換器と、第１及び第２の被制御端子を備え、該第１及び第２の被制御端子が互いに接続される導電状態と該第１及び第２の被制御端子が互いに接続解除される非導電状態との間で切替可能であり、導電状態と非導電状態との間の切替回路の切替を制御するための制御端子を備えた切替回路と、制御信号を提供して切替回路を導電状態と非導電状態との間で切り替える制御回路と、第２の接続端子と第２のＤＣ端子に接続され、誘導負荷に対して電力を供給するための第１及び第２の出力端子を備え、切替回路が導電状態であるとエネルギーを蓄積し、切替回路が非導電状態であると誘導負荷に対してエネルギーを放電するエネルギー貯留回路と、を備えることを特徴とする電力変換回路を提供する。
【０００５】
制御回路は、ＰＷＭ信号発生器を備えることが好ましい。
フィルタ回路が第１及び第２のＤＣ端子間に接続されることが好ましい。
フィルタ回路は、第１及び第２のＤＣ端子間に接続された第１のキャパシタを備えることが好ましい。
【０００６】
エネルギー貯留回路は、第２の被制御端子と第２のＤＣ端子との間に接続されたダイオードと、第２の被制御端子と第１の出力端子との間又は第２のＤＣ端子と第２の出力端子との間に接続されたインダクタンスを備えることが好ましい。
【０００７】
エネルギー貯留回路は、第１及び第２の出力端子間に接続された第２のキャパシタを備えることが好ましい。
第１及び第２の出力端子は、それぞれ第２の被制御端子及び第２のＤＣ端子に接続されることが好ましい。
【０００８】
エネルギー貯留回路は、第２の被制御端子と第２のＤＣ端子との間に接続されたインダクタンスと、第２の被制御端子と第１の出力端子との間又は第２のＤＣ端子と第２の出力端子との間に接続されたダイオードをさらに備えることが好ましい。
【０００９】
第２の態様によると、本発明は、誘導負荷に対して電力を供給するための電力変換回路であって、切替回路とエネルギー貯留回路とを備え、切替回路が導電状態であると、誘導負荷は電力を供給されかつエネルギー貯留回路は充電され、切替回路が非導電状態であると誘導負荷は電力から接続解除されかつエネルギー貯留回路に蓄積されたエネルギーは誘導負荷に対して放電される。
【００１０】
切替回路は、エネルギー貯留回路と直列接続されることが好ましい。
誘導負荷は、電気モータを含むことが好ましい。
誘導負荷は、ＢＬＤＣモータを含み、電力変換回路は、エネルギー貯留回路とＢＬＤＣモータとの間に接続されたインバータをさらに備えることが好ましい。
インバータは、Ｈ−ブリッジ駆動回路であることが好ましい。
切替回路は、ＤＣ電圧とエネルギー貯留回路との間に接続されることが好ましい。
エネルギー貯留回路は、切替回路と誘導負荷との間に接続されることが好ましい。
【００１１】
ここで、添付図面の図を参照して、単なる例として、本発明の好ましい実施形態を以下に説明する。図において、１つより多くの図に現れる同一の構造、要素及び部品には、一般に、現れる全ての図において同一の参照番号が付される。図に示される構成要素及び特徴部の寸法は、一般的に、便宜上及び表示を明確にするために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下に図が列挙される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の電力変換回路に基づく、ＡＣ電源の電圧、電流及び電力の信号を示す。
【図２】本発明の実施形態による電力変換回路を示す。
【図３】本発明の別の実施形態による電力変換回路を示す。
【図４】図３の電力変換回路に基づくＡＣ電源の電圧及び電流信号を示す。
【図５】本発明の別の実施形態による電力変換回路を示す。
【図６】図５の電力変換回路に基づくＡＣ電源の電圧及び電流信号を示す。
【図７】本発明の別の実施形態による電力変換回路を示す。
【図８】図７の電力変換回路に基づくＡＣ電源の電圧及び電流信号を示す。
【図９】本発明の別の実施形態による電力変換回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、本発明の実施形態による電力変換回路１０を示す。電力変換回路１０は、誘導負荷６２に対して電力を供給するよう適合される。本実施形態において、誘導負荷６２は、Ｈ−ブリッジ駆動回路であることが好ましいインバータにより駆動されるＢＬＤＣモータであることが好ましい。電力変換回路１０は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、制御回路４０及びエネルギー貯留回路５０を備える。
【００１４】
ＡＣＤＣ変換器２０は、ＡＣ電源６１からのＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、第１の入力端子２１、第２の入力端子２２、第１のＤＣ端子２３及び第２のＤＣ端子２４を備える。第１の入力端子２１及び第２の入力端子２２は、ＡＣ電源６１に接続する。第１のＤＣ端子２３及び第２のＤＣ端子２４は、ＤＣ電圧を出力する。
【００１５】
切替回路３０は、第１の被制御端子３１、第２の被制御端子３２及び第１の被制御端子３１と第２の被制御端子３２との間の接続又は接続解除を制御する制御端子３３を備える。第１の被制御端子３１は、第１のＤＣ端子２３に接続される。制御回路４０は、第１の被制御端子３１を第２の被制御端子３２に対して選択的に接続及び接続解除するために、制御端子３３に制御信号を与える。切替回路３０は、第１及び第２の被制御端子が互いに接続されると、導電状態であるとされる。
【００１６】
エネルギー貯留回路５０は、第２の被制御端子２６及び第２のＤＣ端子２４に接続され、好ましくは図２に図示しないインバータを介して誘導負荷６２に接続される第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２を備える。エネルギー貯留回路５０は、切替回路３０が導電状態であるとエネルギーを蓄積し、切替回路３０が非導電状態であると誘導負荷６２に対してエネルギーを放電して、ＢＬＤＣモータの動作を維持する。
【００１７】
図３は、本発明の別の実施形態による電力変換回路を示す。本実施形態において、ＡＣＤＣ変換器２０は、半ブリッジダイオード整流器であることが好ましい。切替回路３０は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）又は金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含むことが好ましい。ＢＪＴの集電器及びエミッタ、つまりＭＯＳＦＥＴのドレイン及びソースは、第１の被制御端子３１及び第２の被制御端子３２であり、ＢＪＴのベースつまりＭＯＳＦＥＴのゲートは、制御端子３３である。第１の被制御端子３１は、第１のＤＣ端子２３に接続される。制御回路４０は、ＰＷＭ信号発生器又は単一チップマイクロコンピュータ等の任意の型式の信号発生器を含むことが望ましい。
【００１８】
エネルギー貯留回路５０は、第１の出力端子５１に直接接続された第２の被制御端子３２と、第２の出力端子５２に直接接続された第２のＤＣ端子２４との間に接続された第２のキャパシタＣ２を備える。Ｈ−ブリッジ駆動回路６３のスイッチは、制御装置により制御してモータを正常に動作させることができる。制御装置は、制御回路４０に組み込まれることが望ましい。
【００１９】
図４を参照すると、動作中、変換回路２０は、第１のＤＣ端子２３及び第２のＤＣ端子２４に印加されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する。切替回路３０は、制御回路４０の制御下で選択的に導電状態及び非導電状態である。切替回路３０が導電状態であると、ＤＣ電圧がＢＬＤＣモータに供給され、ＢＬＤＣモータが回転を開始して、モータ巻線により逆ＥＭＦ  ＶＢが発生する。ＡＣ電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢより大きい値（図の点Ａ）まで次第に増大すると、電流がＡＣ電源６１により与えられる。点Ａの前では、ＡＣ電源６１から流れる電流はない。
【００２０】
切替回路３０は、制御回路４０の制御下で、導電状態又は非導電状態である。ＡＣ電源６１は、ＡＣ電源６１の電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢより大きい、点Ａと点Ｂとの間で電力を誘導負荷６２に供給する。切替回路３０が導電状態であると、ＡＣ電源６１は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２と第１の回路を形成する。一方、ＡＣ電源６１は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０及びエネルギー貯留回路５０と第２の回路を形成し、エネルギー貯留回路５０にエネルギーを蓄積する。切替回路３０が非導電状態であると、上記の第１及び第２の回路を形成することが不可能なので、電流は与えられない。この間、エネルギー貯留回路５０は、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２に対してエネルギーを放電して、モータの動作を維持する。従って、ＡＣ電源６１は一連の電流パルスを与え、ＡＣ電圧がゼロを超えた後は、電流シフトは発生しない。
【００２１】
ＡＣ電圧が、逆ＥＭＦ  ＶＢと等しい値（図の点Ｂ）に低下すると、さらにはゼロに低下すると、モータの巻線に蓄積されたエネルギーがある場合、つまり誘導負荷６２に電圧が存在する場合、モータに蓄積したエネルギーは、切替回路３０が非導電状態であると、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及び切替回路３０を介してＡＣ電源６１に逆流する。放電期間は、制御回路４０の制御信号のデューティサイクルに対応する切替回路３０の切替周波数及び導電時間に対応する。切替回路３０は、交互に導電状態及び非導電状態であるので、モータの巻線を充電する時間は低減され、従って巻線に蓄積したエネルギーが低減され、巻線の放電を素早く完了することができる。従って、負電力が低減され、モータの有効出力が改善され、電力系統の電力消費を減少させ、電気的効率が向上する。本実施形態において、切替回路３０の切替周波数が高いほど及び／又は制御信号のデューティサイクルが小さいほど、負電力は小さくなる。
【００２２】
フィルタ回路は、第１のＤＣ端子２３及び第２のＤＣ端子２４から出力されるＤＣ電圧をフィルタするために、第１のＤＣ端子２３と第２のＤＣ端子２４との間に接続されることが好ましい。本実施形態において、フィルタ回路は、第１のキャパシタＣ１を含む。代替的に、フィルタ回路は、ＬＣ回路を含み、ＬＣ回路におけるインダクタンスは、ＡＣＤＣ変換器２０と第１のキャパシタＣ１との間に接続されるか、１つのみのインダクタンスを含むことができることを理解されたい。
【００２３】
点Ａと点Ｂとの間の期間、モータの回転速度は、制御回路４０の制御信号のデューティサイクルに対応する切替回路３０の導電時間を調節することにより制御することができる。デューティサイクルが高いほど、つまり切替回路の導電時間が長いほど、ＢＬＤＣモータの巻線に貯留されるエネルギーは多く、負電力も大きい。
【００２４】
代替的に、切替回路３０は、第２のＤＣ端子２４とエネルギー貯留回路５０との間に接続できることに留意されたい。
【００２５】
図５は、本発明の別の実施形態による電力変換回路１０ｂを示す。電力変換回路１０ｂは、上記の実施形態における電力変換回路１０と類似する。両者の違いは、電力変換回路１０ｂのエネルギー貯留回路５０ｂは、ダイオードＤとインダクタンスＬを備えることである。ダイオードＤの陽極は、第２のＤＣ端子２４に接続され、ダイオードＤの陰極は、第２の被制御端子３２に接続される。インダクタンスＬは、第２の被制御端子３２と第１の出力端子５１との間に接続される。第２の出力端子５２は、第２のＤＣ端子２４に直接接続される。
【００２６】
図６を参照すると、動作中、電圧は、ＢＬＤＣモータ６２に印加され、モータが回転して、巻線により逆ＥＭＦ  ＶＢが発生する。逆ＥＭＦ  ＶＢより大きい値（図の点Ａ）まで次第に増大すると、電流がＡＣ電源６１により与えられる。点Ａと点Ｂの間の期間、ＡＣ電源６１の電圧は、逆ＥＭＦ  ＶＢより大きく、切替回路３０が導電状態であると、ＡＣ電源６１は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、エネルギー貯留回路５０のインダクタンスＬ、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２と回路を形成し、エネルギーはインダクタンスＬに蓄積され、切替回路３０が非導電状態であると、上述の充電回路を形成することが不可能なので、ＡＣ電源６１により電流は提供されない。この間、エネルギー貯留回路５０は、ダイオードＤを介して放電回路を形成し、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２に対してエネルギーを放電して、モータの動作を維持する。従って、ＡＣ電源６１は、図６に示すように、一連の電流パルスを与える。
【００２７】
ＡＣ電圧が、逆ＥＭＦ  ＶＢと等しい値（図の点Ｂ）に低下すると、モータの巻線に蓄積されたエネルギーは、切替回路３０が導電状態であると、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及び切替回路３０を介してＡＣ電源６１に逆流する。切替回路３０は、交互に導電状態及び非導電状態であるので、モータの巻線を充電する時間は低減され、従って巻線に蓄積したエネルギーが低減され、放電を素早く完了することができる。従って、負電力が低減され、モータの有効出力が改善され、電力系統の電力消費を減少させ、電気的効率が向上する。さらに、インダクタンスＬは、電流高調波及び電磁干渉を低減することができる。
【００２８】
代替的に、インダクタンスＬは、第２のＤＣ端子２４と第２の出力端子５２との間に接続することができ、切替回路３０は、第２のＤＣ端子２４とエネルギー貯留回路５０ｂとの間に接続できることに留意されたい。
【００２９】
図７は、本発明の別の実施形態による電流変換回路１０ｃを示す。電力変換回路１０ｃは、電力変換回路１０と類似する。両者の違いは、電力変換回路１０ｃのエネルギー貯留回路５０ｃは、ダイオードＤ、インダクタンスＬ、及び第２のキャパシタＣ２を備えることである。ダイオードＤの陽極は、第２のＤＣ端子２４に接続され、ダイオードＤの陰極は、第２の被制御端子３２に接続される。インダクタンスＬは、第２のＤＣ端子２４と第２の出力端子５２との間に接続される。第２のキャパシタＣ２の陽極は、第１の出力端子５１に接続され、第２のキャパシタＣ２の陰極は、第２の出力端子５２に接続される。第１の出力端子５１は、第２の被制御端子３２に直接接続される。
【００３０】
図８を参照すると、動作中、電圧は、ＢＬＤＣモータに印加され、ＢＬＤＣモータが回転して、巻線により逆ＥＭＦ  ＶＢが発生する。ＡＣ電源６１の電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢより大きい値（図の点Ａ）まで次第に増大すると、電流がＡＣ電源６１により与えられる。点Ａと点Ｂの間の期間、ＡＣ電源６１の電圧は、逆ＥＭＦ  ＶＢより大きく、切替回路３０が導電状態であると、ＡＣ電源６１は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、エネルギー貯留回路５０ｂのインダクタンスＬ，Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２と第１の回路を形成し、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、インダクタンスＬ及びエネルギー貯留回路５０ｃの第２のキャパシタＣ２と第２の回路を形成してインダクタンスＬ及び第２のキャパシタＣ２にエネルギーを蓄積する。切替回路３０が非導電状態であると、上記の第１及び第２の回路を形成することが不可能なので、電流は与えられない。この間、インダクタンスＬ２は、ダイオードＤを介して放電回路を形成し、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２に対してエネルギーを放電する。一方、第２のキャパシタＣ２は、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及びＢＬＤＣモータ６２に対してエネルギーを放電する。従って、モータの動作は維持される。従って、ＡＣ電源６１は、図８に示すように、一連の電流パルスを与える。
【００３１】
ＡＣ電圧が、逆ＥＭＦ  ＶＢと等しい値（図の点Ｂ）に低下すると、モータの巻線に蓄積されたエネルギーは、切替回路３０が非導電状態であると、Ｈ−ブリッジ駆動回路６３及び切替回路３０を介してＡＣ電源６１に逆流する。切替回路３０は、交互に導電状態及び非導電状態であるので、モータの巻線を充電する時間は低減され、従って巻線に蓄積したエネルギーが低減され、放電を素早く完了することができる。従って、負電力が低減され、モータの有効出力が改善され、電力系統の電力消費を減少させ、電気的効率が向上する。さらに、インダクタンスＬ及び第２のキャパシタＣ２は、電流高調波及び電磁干渉を低減し、ＢＬＤＣモータに供給される電圧を安定させ、従ってモータの速度を安定させることができる。
【００３２】
代替的に、インダクタンスＬは、第２の被制御端子３２と第１の出力端子５１との間に接続し、切替回路３０は、第２のＤＣ端子２４とエネルギー貯留回路５０ｃとの間に接続できることに留意されたい。
【００３３】
図９は、本発明の別の実施形態による電流変換回路１０ｄを示す。電力変換回路１０ｄは、電力変換回路１０ｃと類似する。両者の違いは、電力変換回路１０ｄのエネルギー貯留回路５０ｄにおいて、インダクタンスＬは、第２の被制御端子３２と第２のＤＣ端子２４との間に接続され、ダイオードＤの陽極は、第１の出力端子５１に接続され、ダイオードＤの陰極は、第２の被制御端子３２に接続され、エネルギー貯留回路５０ｄの第２のキャパシタＣ２の陽極は、第２の出力端子５２に接続され、第２のキャパシタＣ２の陰極は、第１の出力端子５１に接続されることである。
【００３４】
図８を参照すると、動作中、電圧は、ＢＬＤＣモータに印加され、ＢＬＤＣモータが回転して、巻線により逆ＥＭＦ  ＶＢが発生する。ＡＣ電源６１の電圧が逆ＥＭＦ  ＶＢより大きい値（図の点Ａ）まで次第に増大すると、電流がＡＣ電源６１により与えられる。点Ａの前にはＡＣ電源６１により電流は与えられない。点Ａと点Ｂの間の期間、ＡＣ電源６１の電圧は、逆ＥＭＦ  ＶＢより大きく、切替回路３０が導電状態であると、ＡＣ電源６１は、ＡＣＤＣ変換器２０、切替回路３０、エネルギー貯留回路５０ｄのインダクタンスＬと回路を形成して、インダクタンスＬを充電する。切替回路３０が非導電状態であると、インダクタンスＬは、第２のキャパシタＣ２及びダイオードＤと回路を形成して放電する。完全に充電された後、第２のキャパシタＣ２は、Ｈ−ブリッジ駆動回路に対して負の電圧を与える。切替回路が再度導電状態になると、ＡＣ電源６１は、インダクタンスＬを充電し、第２のキャパシタＣ２は、Ｈ−ブリッジ駆動回路及びＢＬＤＣモータと放電回路を形成して、モータの動作を維持する。切替回路３０が再度非導電状態になると、上記の説明のように、インダクタンスＬは、第２のキャパシタＣ２及びダイオードを介してエネルギーを放電し、第２のキャパシタＣ２は、完全に充電された後、負の電圧を与える。
【００３５】
エネルギー貯留回路５０ｃと比較すると、本実施形態におけるエネルギー貯留回路５０ｄは、第１の出力端子５１及び第２の出力端子５２による出力される電圧の極性を、その素子の位置及び極性を変えることにより、変えるので、電力変換回路５０ｄは、逆極性で電圧を必要とするモータに好適である。
【００３６】
同様に、切替回路３０は、交互に導電状態及び非導電状態であるので、モータの巻線を充電する時間は低減され、従って巻線に蓄積したエネルギーが低減され、巻線の放電を素早く完了することができる。従って、負電力が低減され、モータの有効出力が改善され、電力系統の電力消費を減少させ、電気的効率が向上する。
【００３７】
代替的に、ダイオードＤは、第２の出力端子５２と第２のＤＣ端子２４との間に接続し、ダイオードＤの陽極を第２のＤＣ端子２４に接続し、ダイオードＤの陰極を第２の出力端子５２に接続してもよいことに留意されたい。さらに、代替的に、切替回路３０は、第２のＤＣ端子２４とエネルギー貯留回路５０ｄとの間に接続してもよい。
【００３８】
本出願の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」及び「有する（ｈａｖｅ）」の各々及びその変形は、包括的意味で用いられており、記載された項目の存在を特定するが、付加的な項目の存在を排除するものではない。
【００３９】
明確にするために、別個の実施形態の文脈において説明される本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせても提供できることに留意されたい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈において説明される本発明の様々な特徴を、別個に又は任意の好適な副組み合わせで提供することもできる。
【００４０】
本発明は、１つ又はそれ以上の好ましい実施形態を参照して説明されたが、当業者により、様々な修正が可能であることを留意されたい。従って、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照して定められる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：電力変換回路
２０：ＡＣＤＣ変換器
２１：第１の入力端子
２２：第２の入力端子
２３：第２のＤＣ端子
２４：第２のＤＣ端子
２５：第１の接続端子
２６：第２の接続端子
３０：切替回路
３１：第１の被制御端子
３２：第２の被制御端子
３３：制御端子
４０：制御回路
４０：制御回路
５０、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ：エネルギー貯留回路
５１：第１の出力端子
５２：第２の出力端子
６１：ＡＣ電源
６２：誘導負荷、モータ
６３：Ｈ−ブリッジ駆動回路
Ｃ２：第２のキャパシタ
Ｄ：ダイオード
Ｌ１：第１のインダクタンス
Ｌ２：第２のインダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2015122945000001.pdf