(57)【要約】【課題】出力電力の電圧の制御範囲の自由度を高くし、出力電力を効率良く整流、昇圧及び降圧することができる発電機又はモータの定電圧入出力回路を提供する。【解決手段】定電圧入出力回路１はバイポーラ回路又はユニポーラ回路のいずれかの状態で動作する。定電圧入出力回路１をバイポーラ回路又はユニポーラ回路のいずれかに切り替えるには、コンデンサ６の第１電極６ａと発電機２の中性点２２とを第３スイッチング部９によって接続された状態か又は切断された状態かのいずれかの状態にすることで切り替えることができる。コンデンサ６の第１電極６ａと発電機２の中性点２２とが第３スイッチング部９によって切断された状態がバイポーラ回路であり、コンデンサ６の第１電極６ａと発電機２の中性点２２とを第３スイッチング部９によって接続された状態がユニポーラ回路である。【選択図】図１
2017060248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ（６）と、
一端が中性点（２２）においてＹ結線にて結線されている駆動コイル（２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）を有する発電機又はモータ（２）と、
前記コンデンサ（６）の第１電極（６ａ）と前記駆動コイル（２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）の他端である駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）との間に接続されてスイッチングを行う第１スイッチング部（７）と、
前記コンデンサ（６）の第２電極（６ｂ）と前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）との間に接続されてスイッチングを行う第２スイッチング部（８）と、
前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記中性点（２２）との間に接続されてスイッチングを行う第３スイッチング部（９）と、
を備え、
前記第１スイッチング部（７）と前記第２スイッチング部（８）と前記第３スイッチング部（９）は、ダイオード（７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４）が並列に接続されたスイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２）を、前記ダイオード（７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４）のカソード端子（Ｋ）同士が接続されるように２つ１組で直列に接続した素子構造（１００）を含み、
前記第１スイッチング部（７）は、前記素子構造（１００）の一端が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）に接続され、前記素子構造（１００）の他端が前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続され、
前記第２スイッチング部（８）は、前記素子構造（１００）の一端が前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続され、前記素子構造（１００）の他端が前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続され、
前記第３スイッチング部（９）は、前記素子構造（１００）の一端が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）に接続され、前記素子構造（１００）の他端が前記中性点（２２）に接続される
ことを特徴とする前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【請求項２】
前記第３スイッチング部（９）が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記発電機又はモータ（２）の前記中性点（２２）との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部（７）において前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）に接続されている前記スイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ）をオン状態とし、前記第１スイッチング部（７）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続されている前記スイッチング素子（８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ）をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータ（２）への入出力電流を整流する
ことを特徴とする請求項１に記載の前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【請求項３】
前記第３スイッチング部（９）が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記中性点（２２）との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部（７）において前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）に接続されている前記スイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ）をオン状態にし、前記第１スイッチング部（７）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続されている前記スイッチング素子（８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ）をそれぞれＰＷＭ制御して前記発電機又はモータ（２）への入出力電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【請求項４】
前記第３スイッチング部（９）が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記中性点（２２）との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部（７）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続されている前記スイッチング素子（８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ）をオフ状態とし、前記第１スイッチング部（７）において前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）に接続されている前記スイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ）及び前記第２スイッチング部（８）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ）をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータ（２）への入出力電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【請求項５】
前記第３スイッチング部（９）が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記中性点（２２）とを接続するとともに、前記第１スイッチング部（７）のスイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ）をオフ状態とし、前記第２スイッチング部（８）において前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ）をそれぞれオン状態にするとともに前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続されている前記スイッチング素子（８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ）をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータ（２）への入出力電流を整流する
ことを特徴とする請求項１に記載の前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【請求項６】
前記第３スイッチング部（９）が前記コンデンサ（６）の前記第１電極（６ａ）と前記中性点（２２）とを接続するとともに、前記第１スイッチング部（７）のスイッチング素子（７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ）をオフ状態とし、前記第２スイッチング部（８）において前記コンデンサ（６）の前記第２電極（６ｂ）に接続されている前記スイッチング素子（８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ）をそれぞれオフ状態にするとともに前記駆動コイル他端（２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ）に接続されている前記スイッチング素子（８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ）をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータ（２）への入出力電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の前記発電機又はモータ（２）の定電圧入出力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は発電機又はモータの定電圧入出力回路に関し、特に、コンデンサと発電機又はモータの中性点との間にスイッチング部を備える定電圧入出力回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられてきた発電機及びモータの定電圧入出力回路としては、例えば以下の特許文献１などに記載された構成を図８として挙げることができる。すなわち、従来の発電機の定電圧入出力回路１は、三相交流発電機である発電機２で発電した電力を整流、昇圧及び降圧し、三相交流出力制御回路１００１に制御されたインバータ回路１００２で所要の周波数の交流電力に変換する。定電圧入出力回路１は、発電機２のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の出力電圧を降圧するサイリスタ１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ、昇圧チョッピングを行うトランジスタ１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ、該トランジスタ１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのコレクタ及びエミッタ間に接続されたダイオード１３ｕ，１３ｖ，１３ｗから構成されている。
【０００３】
電圧検出回路３に検出された定電圧入出力回路１の出力電圧と所定の目標電圧との関係により、昇圧制御回路４及び降圧制御回路５が、サイリスタ１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ及びトランジスタ１２ｕ，１２ｖ，１２ｗをスイッチング制御することで、定電圧入出力回路１にて発電機２の出力交流電力が整流されるとともに、昇圧及び降圧が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２３７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の発電機及びモータの定電圧入出力回路１では、図７（ａ）で示されるように、交流電力を整流、昇圧及び降圧して出力される直流電圧の制御範囲の自由度が低く、効率良く整流、昇圧及び降圧することができる電圧範囲が狭いという問題点があった。
【０００６】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、出力電力の電圧の制御範囲の自由度を高くし、出力電力を効率良く整流、昇圧及び降圧することができる発電機又はモータの定電圧入出力回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る定電圧入出力回路では、コンデンサと一端が中性点においてＹ結線にて結線されている駆動コイルを有する発電機又はモータと、前記コンデンサの第１電極と前記駆動コイルの他端である駆動コイル他端との間に接続されてスイッチングを行う第１スイッチング部と、前記コンデンサの第２電極と前記駆動コイル他端との間に接続されてスイッチングを行う第２スイッチング部と、前記コンデンサの前記第１電極と前記中性点との間に接続されてスイッチングを行う第３スイッチング部とを備え、前記第１スイッチング部と前記第２スイッチング部と前記第３スイッチング部は、ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を、前記ダイオードのカソード端子同士が接続されるように２つ１組で直列に接続した素子構造を含み、前記第１スイッチング部は、前記素子構造の一端が前記コンデンサの前記第１電極に接続され、前記素子構造の他端が前記駆動コイル他端に接続され、前記第２スイッチング部は、前記素子構造の一端が前記コンデンサの前記第２電極に接続され、前記素子構造の他端が前記駆動コイル他端に接続され、前記第３スイッチング部は、前記素子構造の一端が前記コンデンサの前記第１電極に接続され、前記素子構造の他端が前記中性点に接続される構成であり、また、前記第３スイッチング部が前記コンデンサの前記第１電極と前記発電機又はモータの前記中性点との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部において前記コンデンサの第１電極に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子をオン状態とし、前記第１スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記コンデンサの前記第２電極に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータへの入出力電流を整流する構成であり、また、前記第３スイッチング部が前記コンデンサの第１電極と前記中性点との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部において前記コンデンサの第１電極に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子をオン状態にし、前記第１スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記コンデンサの第２電極に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれＰＷＭ制御して前記発電機又はモータへの入出力電圧を制御する構成であり、また、前記第３スイッチング部が前記コンデンサの前記第１電極と前記中性点との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記コンデンサの第２電極に接続されている前記スイッチング素子をオフ状態とし、前記第１スイッチング部において前記コンデンサの第１電極に接続されている前記スイッチング素子及び前記第２スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータへの入出力電圧を制御する構成であり、また、前記第３スイッチング部が前記コンデンサの前記第１電極と前記中性点とを接続するとともに、前記第１スイッチング部のスイッチング素子をオフ状態とし、前記第２スイッチング部において前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれオン状態にするとともに前記コンデンサの第２電極に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータへの入出力電流を整流する構成であり、また、前記第３スイッチング部が前記コンデンサの第１電極と前記中性点とを接続するとともに、前記第１スイッチング部のスイッチング素子をオフ状態とし、前記第２スイッチング部において前記コンデンサの第２電極に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれオフ状態にするとともに前記駆動コイル他端に接続されている前記スイッチング素子をそれぞれスイッチング制御して前記発電機又はモータへの入出力電圧を制御する構成である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の定電圧入出力回路によれば、以上のように構成されているため、コンデンサの第１電極と駆動コイル他端との間に接続されてスイッチングを行う第１スイッチング部と、コンデンサの第２電極と駆動コイル他端との間に接続されてスイッチングを行う第２スイッチング部と、コンデンサの第１電極と中性点との間に接続されてスイッチングを行う第３スイッチング部とを備えるので、出力電力の電圧の制御範囲の自由度を高くし、出力電力を効率良く整流、昇圧及び降圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図６】この発明の実施の形態５に係る定電圧入出力回路の回路図である。
【図７】この発明の実施の形態１〜５に係る定電圧出力回路の従来技術に対する効果を示すグラフである。
【図８】従来の定電圧入出力回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態１〜５を添付図面の図１〜図６に基づいて説明する。なお、従来例と同一または同等部分は同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１〜５に係る基本的な定電圧入出力回路１を図１に示す。前記定電圧入出力回路１は主として、発電機２と、コンデンサ６と、第１スイッチング部７と、第２スイッチング部８と、第３スイッチング部９から構成されている。前記定電圧入出力回路１は、例えば車両等に搭載される。また、前記定電圧入出力回路１は、前記車両等に搭載された図示しない制御装置により制御される。
【００１１】
前記発電機２は三相交流発電機であり、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを備えている。前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、一端が中性点２２において結線されているＹ結線の発電機である。前記発電機２は、車両の車軸の回転の動力によって動作する発電機及び車両の車軸を回転させるモータとしての機能を有している。
【００１２】
前記コンデンサ６は、前記発電機２で発電された電力を蓄電するために設けられており、第１電極６ａ及び第２電極６ｂを有する。
【００１３】
前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの他端である駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗとの間には、スイッチングを行う第１スイッチング部７が接続されている。前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂと前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの他端である駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗとの間には、スイッチングを行う前記第２スイッチング部８が設けられている。前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２との間には、スイッチングを行う前記第３スイッチング部が設けられている。
【００１４】
前記第１スイッチング部７は、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗと、ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗから構成されている。
【００１５】
前記スイッチング素子７１ｕのソース端子Ｓが、前記第１電極６ａに接続されている。また、前記スイッチング素子７１ｕと前記スイッチング素子７２ｕとは、ドレイン端子Ｄ同士が接続されることにより２つ１組で直列に接続されている。そして、前記スイッチング素子７２ｕのソース端子Ｓが、前記駆動コイル他端２１１ｕに接続されている。
【００１６】
同様に、前記スイッチング素子７１ｖ，７１ｗの各ソース端子Ｓが、前記第１電極６ａに接続されている。また、前記スイッチング素子７１ｖ，７１ｗと前記スイッチング素子７２ｖ，７２ｗとは、各ドレイン端子Ｄ同士が接続されることにより２つ１組で直列に接続されている。そして、前記スイッチング素子７２ｖ，７２ｗの各ソース端子Ｓが、前記駆動コイル他端２１１ｖ，２１１ｗにそれぞれ接続されている。つまり、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗは、発電機２のＵ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ対応している。
【００１７】
前記各スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗには前記各ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗが並列にそれぞれ接続され、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗには前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗが並列にそれぞれ接続されている。ここで、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗの各ドレイン端子Ｄには前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗのカソード端子Ｋがそれぞれ接続され、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗの各ドレイン端子Ｄには前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗの各カソード端子Ｋがそれぞれ接続されている。これにより、前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗの各カソード端子Ｋと、前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗの各カソード端子Ｋとがそれぞれ接続されている。
【００１８】
前記第２スイッチング部８は、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと、ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗから構成されている。
【００１９】
前記スイッチング素子８１ｕのソース端子Ｓが、前記駆動コイル他端２１１ｕに接続されている。また、前記スイッチング素子８１ｕと前記スイッチング素子８２ｕとは、ドレイン端子Ｄ同士が接続されることにより２つ１組で直列に接続されている。そして、前記スイッチング素子８２ｕのソース端子Ｓが、前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている。
【００２０】
同様に、前記スイッチング素子８１ｖ，８１ｗの各ソース端子Ｓが、前記駆動コイル他端２１１ｖ，２１１ｗに接続されている。また、前記スイッチング素子８１ｖ，８１ｗと前記スイッチング素子８２ｖ，８２ｗとは、各ドレイン端子Ｄ同士が接続されることにより２つ１組で直列に接続されている。そして、前記スイッチング素子８２ｖ，８２ｗの各ソース端子Ｓが、前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂにそれぞれ接続されている。つまり、前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗは、発電機２のＵ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ対応している。
【００２１】
前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗには前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗが並列にそれぞれ接続され、前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗには前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗが並列にそれぞれ接続されている。ここで、前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗの各ドレイン端子Ｄには前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗのカソード端子Ｋがそれぞれ接続され、前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗの各ドレイン端子Ｄには前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗの各カソード端子Ｋがそれぞれ接続されている。これにより、前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗの各カソード端子Ｋと、前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗの各カソード端子Ｋとがそれぞれ接続されている。
【００２２】
前記第３スイッチング部９は、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子９１，９２と、ダイオード９３，９４から構成されている。
【００２３】
前記スイッチング素子９１のソース端子Ｓが、前記コンデンサ６の第１電極に接続されている。また、前記スイッチング素子９１と前記スイッチング素子９２とは、ドレイン端子Ｄ同士が接続されることにより２つ１組で直列に接続されている。そして、前記スイッチング素子９２のソース端子Ｓが、前記発電機２の前記中性点２２に接続されている。
【００２４】
前記スイッチング素子９１には、前記ダイオード９３が並列に接続され、前記スイッチング素子９２には前記ダイオード９４が並列に接続されている。ここで、前記スイッチング素子９１のドレイン端子Ｄには前記ダイオード９４のカソード端子Ｋが接続され、前記スイッチング素子９２のドレイン端子Ｄには前記ダイオード９４のカソード端子Ｋがそれぞれ接続されている。これにより、前記ダイオード９３のカソード端子Ｋと、前記ダイオード９４のカソード端子Ｋとが接続されている。
【００２５】
前記第１スイッチング部７、前記第２スイッチング部８及び前記第３スイッチング部９が備えているスイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２は、図示しない前記制御装置によってスイッチングされる。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態１〜５に係る基本的な定電圧入出力回路１である図１の動作を説明する。
前記発電機２を運転して発電された出力電力は、前記定電圧入出力回路１により整流されて前記コンデンサ６に供給される。前記発電機２は、回転数が大きいほど出力電力の電圧である出力電圧が大きくなる。そのため、前記発電機２を運転して発電された出力電力を前記コンデンサ６に供給する場合に、前記コンデンサ６に供給するために必要な目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧が異なる場合には、前記定電圧入出力回路１により前記発電機２の出力電力を整流すると共に、出力電圧を昇圧又は降圧して目標制御電圧にすることが必要である。図示しない前記制御装置は、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とを比較して、前記定電圧入出力回路１が出力電力の整流を行うか、整流及び昇圧を行うか、整流及び降圧を行うかを決定する。また、前記制御装置は、前記定電圧入出力回路１が整流及び昇圧を行う場合は目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧から昇圧すべき電圧値を決定し、前記定電圧入出力回路１が整流及び降圧を行う場合は目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧から降圧すべき電圧値を決定する。実施の形態１では、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とが等しい場合であり、前記定電圧入出力回路１は出力電力の整流を行う。
【００２７】
後述するように、前記定電圧入出力回路１は出力電力の整流を行うか、整流及び昇圧を行うか、整流及び降圧を行うかに応じて、また、整流及び降圧を行う場合は降圧すべき電圧値に応じてバイポーラ回路又はユニポーラ回路のいずれかの状態で動作する。前記定電圧入出力回路１をバイポーラ回路又はユニポーラ回路のいずれかに切り替えるには、前記コンデンサ６の第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２とを前記第３スイッチング部９によって接続された状態か又は切断された状態かのいずれかの状態にすることで切り替えることができる。前記コンデンサ６の第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２とが前記第３スイッチング部９によって切断された状態がバイポーラ回路であり、前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２とを前記第３スイッチング部９によって接続された状態がユニポーラ回路である。前記発電機２の出力電力の電圧に合わせて、前記定電圧入出力回路１をバイポーラ回路又はユニポーラ回路に切り替えることができる。
【００２８】
次に、図２の実施の形態１では、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とは等しいので、前記制御装置により前記定電圧入出力回路１が出力電力の整流を行うことが決定される。整流が行われる場合には、前記制御装置により前記第３スイッチング部９がオフにされ、前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力が整流されて前記コンデンサ６に供給される。この場合は、図示しない制御装置によって制御された前記第３スイッチング部９により前記第１電極６ａと前記中性点２２とを切断された状態で、図示しない制御装置によって前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態にされる。また、図示しない制御装置により、前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合にオン状態となるように、前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗがスイッチングされる。
【００２９】
前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を整流してコンデンサ６に供給する場合の、上記の各スイッチング素子のスイッチングの状態を反映した回路図を図２に示す。前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと、前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ及び前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗとで、ＡＣ−ＤＣコンバータが形成されている。前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合に、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗがオン状態となるように図示しない制御装置によってスイッチングされることで、前記発電機２で発電された電力を整流して前記コンデンサ６に供給することができる。
【００３０】
このような定電圧入出力回路では、前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２との間に接続されてスイッチングを行う前記第３スイッチング部９を備え、前記定電圧入出力回路１をバイポーラ回路又はユニポーラ回路のいずれかの状態に切り替えることができるので、出力電力の電圧の制御範囲の自由度を高くし、出力電力を効率良く整流、昇圧及び降圧することができる。
【００３１】
また、このような定電圧入出力回路では、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサの第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２との接続を切断するとともに、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをオン状態とし、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれ前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合にオン状態となるようにスイッチングして前記発電機２への出力電力を整流するので、前記発電機２の発電電力を効率良く整流できる。
【００３２】
実施の形態２．
次に、この発明の図３に示す実施の形態２に係る定電圧入出力回路の構成を示す。尚、以下の実施の形態において、図１〜図２の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
実施の形態２では、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とを比較すると目標制御電圧に対して出力電圧が小さい状態であり、前記制御装置により前記定電圧入出力回路１が整流及び昇圧を行うこと及び昇圧すべき電圧値が決定される。整流及び昇圧が行われる場合には、前記制御装置により図３の前記第３スイッチング部９がオフにされ、前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２の出力電圧が昇圧されて前記コンデンサ６に供給される。この場合は、図示しない制御装置によって制御された前記第３スイッチング部９により前記第１電極６ａと前記中性点２２とが切断された状態で、図示しない制御装置によって前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態にされる。また、図示しない制御装置により、前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが周知のＰＷＭ制御で制御される。
【００３４】
前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を昇圧して前記コンデンサ６に供給する場合の、上記の各スイッチング素子のスイッチングを反映した回路を図３に示す。前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗと、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと、前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ及び前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗとで、昇圧回路が形成されている。前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が昇圧すべき電圧値の分だけ高くなるようにＰＷＭ制御されることで、前記発電機２で発電された電力を整流、昇圧して前記コンデンサ６に供給することができる。
【００３５】
なお、図３に示す回路は、前記コンデンサ６から供給される電力で前記発電機２をモータとして運転する場合には、ＰＷＭ制御方式のインバータ回路として動作することができる。
【００３６】
このような定電圧入出力回路では、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２との接続を切断すると共に、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをオン状態とし、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれ前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が高くなるようにＰＷＭ制御して前記発電機２への入力電圧を昇圧するので、前記発電機２の発電電力を効率良く整流、昇圧できる。
【００３７】
実施の形態３．
次に、この発明の図４に示す実施の形態３に係る定電圧入出力回路の構成を示す。
実施の形態３では、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とを比較すると目標制御電圧に対して出力電圧が大きい状態であり、前記制御装置により前記定電圧入出力回路１が整流及び降圧を行うこと及び降圧すべき電圧値が決定される。整流及び降圧が行われる場合には、前記制御装置により図４の前記第３スイッチング部９がオフにされ、前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２の出力電圧が降圧されて前記コンデンサ６に供給される。この場合は、図示しない制御装置によって制御された前記第３スイッチング部９により前記第１電極６ａと前記中性点２２とが切断された状態で、図示しない制御装置によって前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗがオフ状態にされる。また、図示しない制御装置により、前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがスイッチング制御される。
【００３８】
前記定電圧入出力回路１がバイポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を降圧して前記コンデンサ６に供給する場合の、上記の各スイッチング素子のスイッチングを反映した回路を図４に示す。前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗと、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗと、前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ及び前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗと、前記ダイオード７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ及び前記ダイオード８４ｕ，８４ｖ，８４ｗとで、降圧チョッパ回路が形成されている。前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗが前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が低くなるようにスイッチング制御されることで、前記発電機２で発電された電力を整流、降圧して前記コンデンサ６に供給することができる。
【００３９】
このような定電圧入出力回路では、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサの第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２との接続を切断するとともに、前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをオン状態とし、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをそれぞれ前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が降圧すべき電圧値の分だけ低くなるようにスイッチング制御して前記発電機２への入力電圧を降圧するので、前記発電機２の発電電力を効率良く整流、降圧することができる。
【００４０】
実施の形態４．
次に、この発明の図５で示す実施の形態４に係る定電圧入出力回路の構成を示す。
実施の形態４では、目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とを比較すると実施の形態３の場合よりも目標制御電圧に対して出力電圧が大きい状態であり、前記制御装置により前記定電圧入出力回路１が整流及び降圧を行うこと及び降圧すべき電圧値が決定される。この時、降圧すべき電圧値が実施の形態３のバイポーラ回路において効率よく降圧できる電圧範囲より大きい状態である。そこで、前記制御装置により図５の前記第３スイッチング部９がオンにされ、前記定電圧入出力回路１が前記ユニポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力が整流されて前記コンデンサ６に供給される。この場合は、図示しない制御装置によって制御された前記第３スイッチング部９により前記第１電極６ａと前記中性点２２とが接続された状態で、図示しない制御装置によって前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗがオフ状態にされる。また、図示しない制御装置により、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態にされる。さらに、前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合にオン状態となるように、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが図示しない制御装置によりスイッチングされる。
【００４１】
前記定電圧入出力回路１がユニポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を整流して前記コンデンサ６に供給する場合の、上記の各スイッチング素子のスイッチングを反映した回路を図５に示す。前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと、前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗとで、ＡＣ−ＤＣコンバータが形成されている。前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合にオン状態となるようにスイッチングされることで、前記発電機２で発電された電力を整流して前記コンデンサ６に供給することができる。
【００４２】
定電圧入出力回路１がユニポーラ回路の状態で、発電機２で発電された電力を整流して前記コンデンサ６に供給する場合は、実施の形態１のバイポーラ回路の状態に対して、前記コンデンサ６に供給される電力の電圧が１／√３となる。従って、前記発電機２の回転速度が大きく、前記発電機２の出力電圧が大きいため実施の形態３のバイポーラ回路では降圧すべき電圧値が効率良く降圧できる電圧範囲よりも大きい場合に、実施の形態４のユニポーラ回路で整流を行うことで、前記発電機２の回転速度に応じて効率の良い電圧で整流を行うことができる。
【００４３】
このような定電圧入出力回路では、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサの第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２を接続するとともに、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗをオフ状態とし、前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態とし、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが前記コンデンサ６の電位が前記発電機２の電位未満である場合にオン状態となるようにスイッチングして前記発電機２への出力電力を整流するので、前記コンデンサ６に供給される電力の電圧を１／√３としつつ前記発電機２の発電電力を効率良く整流できる。
【００４４】
実施の形態５．
次に、この発明の図６で示す実施の形態５に係る定電圧入出力回路の構成を示す。
実施の形態５では、前記目標制御電圧と前記発電機２の出力電圧とを比較すると実施の形態４の場合よりも目標制御電圧に対して出力電圧が大きい状態であり、前記制御装置により前記定電圧入出力回路１が整流及び降圧を行うことと降圧すべき電圧値が決定される。この時、降圧すべき電圧値が実施の形態３のバイポーラ回路において効率良く整流、降圧できる電圧値及び実施の形態４のユニポーラ回路において整流できる電圧値より大きい状態である。そこで、前記制御装置により図６の前記第３スイッチング部がオンにされ、前記定電圧入出力回路１がユニポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力が降圧されて前記コンデンサ６に供給される。この場合は、図示しない制御装置によって制御された前記第３スイッチング部９により前記第１電極６ａと前記中性点２２とを接続した状態で、図示しない制御装置によって前記第１スイッチング部７の前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗがオフ状態にされる。また、図示しない制御装置により、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態にされる。さらに、前記発電機２の出力電圧よりも前記コンデンサ６の電位が降圧すべき電圧値だけ低くなるように、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが図示しない制御装置によりスイッチングされる。
【００４５】
前記定電圧入出力回路１がユニポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を降圧して前記コンデンサ６に供給する場合の、上記の各スイッチング素子のスイッチングを反映した回路を図５に示す。前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗと、前記ダイオード８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗとで、降圧チョッパ回路が形成されている。前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が低くなるようにスイッチングされることで、前記発電機２で発電された電力を整流して前記コンデンサ６に供給することができる。
【００４６】
図６の実施の形態５の定電圧入出力回路１においても、前述の実施の形態４と同じく前記定電圧入出力回路１がユニポーラ回路の状態で、前記発電機２で発電された電力を降圧して前記コンデンサ６に供給する場合は、実施の形態３のバイポーラ回路の状態に対して、前記コンデンサ６に供給される電力の電圧が１／√３となる。従って、前記発電機２の回転速度が大きく、前記発電機２の出力電圧が実施の形態３のバイポーラ回路で効率よく降圧できる電圧範囲及び実施の形態４のユニポーラ回路で整流できる電圧よりも大きい場合に実施の形態５のようなユニポーラ回路で整流を行うことで、前記発電機２の回転速度に応じて効率の良い電圧範囲で整流、降圧を行うことができる。
【００４７】
このような定電圧入出力回路では、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサの前記第１電極６ａと前記発電機２の前記中性点２２を接続するとともに、前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗをオフ状態とし、前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗがオン状態とし、前記第２スイッチング部８の前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗが前記発電機２の出力電圧より前記コンデンサ６の入力電圧が低くなるようにスイッチングして前記発電機２への出力電力を整流、降圧するので、前記コンデンサ６の受電電圧を１／√３としつつ前記発電機２の発電電力を効率良く整流、降圧することができる。
【００４８】
図７は、従来技術に対するこの発明の実施の形態１〜５に係る定電圧入出力回路の効果を示すグラフである。図７（ａ）は発電機で発電された電力を従来のバイポーラ回路による定電圧入出力回路によって整流、昇圧、降圧してコンデンサに供給する場合である。バイポーラ回路による定電圧入出力回路では、発電機の回転数に対して定電圧入出力回路がコンデンサに供給する電圧はバイポーラ発生電圧で表される。制御回路により定電圧入出力をスイッチング制御することで、定電圧入出力回路は目標制御電圧と出力電圧とが等しい場合に整流を行い、目標制御電圧よりも出力電圧が小さい場合に整流及び昇圧を行い、目標制御電圧よりも出力電圧が大きい場合に整流及び降圧を行う。この時、効率良くコンデンサに電力を供給するには、発電機の回転数に対する定電圧入出力回路の許容（実用）効率を表す許容（実用）効率ラインが効率の閾値Ａを上回る範囲にある必要がある。そのため、定電圧入出力回路が昇圧及び降圧を行うことができる発電機の回転数の範囲は、許容（実用）効率ラインが効率の閾値Ａを上回る範囲に制限される。
【００４９】
これに対し、図７（ｂ）に示す本発明の実施の形態１〜３に示すバイポーラ回路及び実施の形態４〜５に示すユニポーラ回路による前記定電圧入出力回路１によって前記発電機２で発電された電力を整流、昇圧、降圧して前記コンデンサ６に供給する場合では、バイポーラ回路の状態と、バイポーラ回路の状態に対して前記コンデンサ６が供給される受電電圧が１／√３となるユニポーラ回路の状態とで整流、降圧が行われる。ユニポーラ回路による前記定電圧入出力回路１では、前記発電機２の回転数に対して前記定電圧入出力回路１が前記コンデンサ６に供給する電圧はユニポーラ発生電圧で表される。そして、前記発電機２の回転数に対するユニポーラ回路の許容（実用）効率ラインが効率の閾値Ａを上回る範囲にある場合も、効率良く前記コンデンサ６に電力を供給可能である。そのため、実施の形態１〜３に示すバイポーラ回路及び実施の形態４〜５に示すユニポーラ回路による前記定電圧入出力回路１が昇圧及び降圧を行うことができる前記発電機２の回転数の範囲は、バイポーラ回路の許容（実用）効率ラインが効率の閾値Ａを上回る範囲及びユニポーラ回路の許容（実用）効率ラインが効率の閾値Ａを上回る範囲に制限されるので、図７（ａ）に示すような従来のバイポーラ回路による定電圧入出力回路に対して、前記コンデンサ６に電力を供給することができる前記発電機２の回転数の範囲が広くなる。
【００５０】
なお、実施の形態１〜５において前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２に並列に接続されていた前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４は、ＭＯＳＦＥＴである前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２の寄生ダイオードを利用するものであってもよい。
【００５１】
また、実施の形態１〜５において前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２はＭＯＳＦＥＴであったが、バイポーラトランジスタ等他の種類のスイッチング素子であってもよい。
【００５２】
尚、本発明による発電機又はモータの定電圧入出力回路の要旨とするところは、以下の通りである。すなわち、前記コンデンサ６と、一端が前記中性点２２においてＹ結線にて結線されている前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを有する前記発電機（又はモータ）２と、前記コンデンサ６の第１電極６ａと前記駆動コイル２１ｕ，２１ｖ，２１ｗの他端である前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗとの間に接続されてスイッチングを行う前記第１スイッチング部７と、前記コンデンサ６の第２電極６ｂと前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗとの間に接続されてスイッチングを行う前記第２スイッチング部８と、前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２との間に接続されてスイッチングを行う前記第３スイッチング部９とを備え、前記第１スイッチング部７と前記第２スイッチング部８と前記第３スイッチング部９は、前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４が並列に接続された前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２を、前記ダイオード７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４の前記カソード端子Ｋ同士が接続されるように２つ１組で直列に接続した前記素子構造１００を含み、前記第１スイッチング部７は、前記素子構造１００の一端が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａに接続され、前記素子構造１００の他端が前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続され、前記第２スイッチング部８は、前記素子構造１００の一端が前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続され、前記素子構造１００の他端が前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続され、前記第３スイッチング部９は、前記素子構造１００の一端が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａに接続され、前記素子構造１００の他端が前記中性点２２に接続される構成であり、また、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記発電機（又はモータ）２の前記中性点２２との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部７において前記コンデンサ６の前記第１電極６ａに接続されている前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをオン状態とし、前記第１スイッチング部７において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれスイッチング制御して前記発電機（又はモータ）２への入出力電流を整流する構成であり、また、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部７において前記コンデンサ６の前記第１電極６ａに接続されている前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをオン状態にし、前記第１スイッチング部７において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれＰＷＭ制御して前記発電機（又はモータ）２への入出力電圧を制御する構成であり、また、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２との接続を切断するとともに、前記第１スイッチング部７において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをオフ状態とし、前記第１スイッチング部７において前記コンデンサ６の前記第１電極６ａに接続されている前記スイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ及び前記第２スイッチング部８において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをそれぞれスイッチング制御して前記発電機（又はモータ）２への入出力電圧を制御する構成であり、また、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２とを接続するとともに、前記第１スイッチング部７のスイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗをオフ状態とし、前記第２スイッチング部８において前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをそれぞれオン状態にするとともに前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれスイッチング制御して前記発電機（又はモータ）２への入出力電流を整流する構成であり、また、前記第３スイッチング部９が前記コンデンサ６の前記第１電極６ａと前記中性点２２とを接続するとともに、前記第１スイッチング部７のスイッチング素子７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗをオフ状態とし、前記第２スイッチング部８において前記コンデンサ６の前記第２電極６ｂに接続されている前記スイッチング素子８２ｕ，８２ｖ，８２ｗをそれぞれオフ状態にするとともに前記駆動コイル他端２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗに接続されている前記スイッチング素子８１ｕ，８１ｖ，８１ｗをそれぞれスイッチング制御して前記発電機（又はモータ）２への入出力電圧を制御する構成である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明による定電圧入出力回路は、コンデンサの第１電極と前記駆動コイルとの間に接続されてスイッチングを行う第１スイッチング部と、コンデンサの第２電極と駆動コイルとの間に接続されてスイッチングを行う第２スイッチング部と、コンデンサの第１電極と前記発電機又はモータの中性点との間に接続されてスイッチングを行う第３スイッチング部とを備えているので、バイポーラ回路の状態で整流回路、昇圧回路及び降圧回路に切り替えることができ、また、ユニポーラ回路の状態で整流回路、降圧回路に切り替えることができ、発電機又はモータの発電電力に合わせて効率良く整流、昇圧及び降圧することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１          定電圧入出力回路
２          発電機（発電機又はモータ）
６          コンデンサ
６ａ        第１電極
６ｂ        第２電極
７          第１スイッチング部
８          第２スイッチング部
９          第３スイッチング部
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ  駆動コイル
２２        中性点
７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ，８１ｕ，８１ｖ，８１ｗ，８２ｕ  ，８２ｖ，８２ｗ，９１，９２  スイッチング素子
７３ｕ，７３ｖ，７３ｗ，７４ｕ，７４ｖ，７４ｗ，８３ｕ，８３ｖ，８３ｗ，８４ｕ  ，８４ｖ，８４ｗ，９３，９４            ダイオード
１００      素子構造
２１１ｕ，２１１ｖ，２１１ｗ  他端（駆動コイル他端）
【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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