電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本公開涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可包括：雙向轉(zhuǎn)換器，該雙向轉(zhuǎn)換器包括能量存儲(chǔ)單元并且雙向地轉(zhuǎn)換電力；逆變器，從雙向轉(zhuǎn)換器接收電力并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)；以及電力輸送單元，將存儲(chǔ)在雙向轉(zhuǎn)換器的能量存儲(chǔ)單元中的能量傳送至逆變器。
【專利說明】電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年10月4日向韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10_2013_0118718號(hào)韓國專利申請(qǐng)的權(quán)益，通過引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及一種具有提高效率的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]逆變器是將DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力并且將平均電力從AC側(cè)傳輸?shù)紻C側(cè)的交流/直流(AC/DC)電力轉(zhuǎn)換器。這種逆變器可以根據(jù)其電力類型分為電壓源逆變器或電流源逆變器。
[0005]電壓源逆變器可以從DC電壓源(電池)接收電力，并且起電動(dòng)機(jī)(電機(jī))的作用。通常，限制可能在其中當(dāng)逆變器起電機(jī)的作用時(shí)，電池電壓趨于減小，并且因?yàn)橐缘碗妷撼掷m(xù)地操作電機(jī)，電機(jī)的性能和效率退化。
[0006]當(dāng)逆變器起發(fā)電機(jī)的作用時(shí)，電池利用再生電壓充電，以利用逆變器所需要的電力對(duì)逆變器充電。然而，具有高電壓電平的的再生電壓可能不是一致的和重復(fù)充電的，并且因此，會(huì)減小電池壽命。
[0007][相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)]
[0008](專利文獻(xiàn)I)韓國專利特開公開第10-2011-0062374號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開的一個(gè)方面使用包括置于用作電壓源逆變器的主電源的DC側(cè)電容器前方的雙向開關(guān)轉(zhuǎn)換器的逆變器結(jié)構(gòu)，可提供一種能夠高效率地雙向提升并且降低電壓的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0010]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以包括:雙向轉(zhuǎn)換器，包括能量存儲(chǔ)單元并且雙向地轉(zhuǎn)換電力；逆變器，從雙向轉(zhuǎn)換器接收電力并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)；以及電力輸送單元，將存儲(chǔ)在雙向轉(zhuǎn)換器的能量存儲(chǔ)單元中的能量轉(zhuǎn)移到逆變器。
[0011]雙向轉(zhuǎn)換器可以包括:第一電感器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間；第一開關(guān)器件，連接在第二節(jié)點(diǎn)與基本電源(base power source)之間并且根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換；隔離電容器，連接在第二節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間；第二電感器，連接在第三節(jié)點(diǎn)與基本電源之間；以及第二開關(guān)器件，連接在第三節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
[0012]電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以進(jìn)一步包括:輸入電容器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與基本電源之間；以及輸出電容器，連接在第四節(jié)點(diǎn)與基本電源之間。
[0013]電力輸送單元可以形成在第二節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
[0014]電力輸送單元可以包括彼此串聯(lián)連接的第三開關(guān)器件、第四開關(guān)器件和輔助電感器。
[0015]根據(jù)本公開的另一方面，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以包括=SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器，包括能量存儲(chǔ)單元并且雙向地轉(zhuǎn)換電力；逆變器，從SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器接收電力并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)；以及電力輸送單元，將存儲(chǔ)在SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器的能量存儲(chǔ)單元中的能量轉(zhuǎn)移到逆變器。
[0016]SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器可以包括:第一電感器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間；第一開關(guān)器件，連接在第二節(jié)點(diǎn)與基本電源之間并且根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換；隔離電容器，連接在第二節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間；第二電感器，連接在第三節(jié)點(diǎn)與基本電源之間；以及第二開關(guān)器件，連接在第三節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
[0017]電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以進(jìn)一步包括:輸入電容器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與基本電源之間；以及輸出電容器，連接在第四節(jié)點(diǎn)與基本電源之間。
[0018]電力輸送單元可以形成在第二節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
[0019]電力輸送單元可以包括彼此串聯(lián)連接的第三開關(guān)器件、第四開關(guān)器件和輔助電感器。
[0020]輸入電力單元可以連接在第一節(jié)點(diǎn)與基本電源之間，并且輸出電力單元可以連接在第四節(jié)點(diǎn)與基本電源之間。
[0021]負(fù)載可以連接在第一節(jié)點(diǎn)與基本電源之間，并且逆變器可以連接在第四節(jié)點(diǎn)與基本電源之間，以從逆變器接收電力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中，將更清楚地理解本公開的以上及其他方面、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0023]圖1是示出了根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意性框圖；
[0024]圖2是示出了根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖；
[0025]圖3是示出了在圖2中示出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的模擬測(cè)試的電路圖；
[0026]圖4示出了在圖3中示出的電路的部件的波形；
[0027]圖5是示出了在圖2中示出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的模擬測(cè)試的電路圖；以及
[0028]圖6示出了在圖5中示出的電路部件的波形。

【具體實(shí)施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖詳細(xì)說明本公開的實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式來體現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為限于本文中所闡述的實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式將使得本公開詳盡和完整，并且向本領(lǐng)域中的技術(shù)人員充分傳達(dá)本公開的范圍。貫穿附圖，相同的或者類似的參考標(biāo)號(hào)將被用于指代相同或者相似的元件。
[0030]圖1是示出了根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意性框圖。圖2是示出了根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖。
[0031]參考圖1和圖2，根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以包括輸入電力單元100、雙向轉(zhuǎn)換器200、電力輸送單元300以及逆變器400。
[0032]雙向轉(zhuǎn)換器200是雙向控制電力流動(dòng)的轉(zhuǎn)換器。當(dāng)諸如電池等的電壓源的電壓電平低時(shí)，雙向轉(zhuǎn)換器200可以以升壓模式起作用。另一方面，當(dāng)電壓源的電壓電平高時(shí)，雙向轉(zhuǎn)換器200可以以降壓模式起作用。
[0033]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)和ZETA(也稱作倒置的SEPIC)拓?fù)淇梢员粦?yīng)用于雙向轉(zhuǎn)換器200。SEPIC轉(zhuǎn)換器和ZETA轉(zhuǎn)換器可以提升和降低電壓。
[0034]SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器可以在一個(gè)方向上操作為SEPIC轉(zhuǎn)換器，并且在另一個(gè)方向上操作為ZETA轉(zhuǎn)換器。
[0035]S卩，在現(xiàn)有的SEPIC轉(zhuǎn)換器和ZETA轉(zhuǎn)換器中，當(dāng)通過將二極管設(shè)備轉(zhuǎn)換為如圖2中所示的有源開關(guān)器件來配置電路時(shí)，SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器可以在由向右箭頭指示的方向上操作為SEPIC轉(zhuǎn)換器，并且在向左箭頭指示的方向上操作為ZETA轉(zhuǎn)換器。
[0036]因此，雙向轉(zhuǎn)換器200可以操作為雙向提升并且降低電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0037]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以操作為雙向的SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器。即，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以在一個(gè)方向上操作為SEPIC轉(zhuǎn)換器，并且在另一個(gè)方向上操作為ZETA轉(zhuǎn)換器。
[0038]為了便于描述，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，下面將描述其中將雙向轉(zhuǎn)換器200操作為SEPIC轉(zhuǎn)換器的情況。
[0039]輸入電力單元100被連接在雙向轉(zhuǎn)換器200的基本電源與第一節(jié)點(diǎn)NI之間。輸入電力單元100可以以預(yù)定電平將輸入電壓提供給雙向轉(zhuǎn)換器200，并且可以是墻壁電源或電池。
[0040]雙向轉(zhuǎn)換器200包括輸入電容器C1、第一電感器L1、第一開關(guān)器件S1、隔離電容器Cs、第二電感器L2、第二開關(guān)器件S2、以及輸出電容器Co。
[0041]輸入電容器Ci被連接在第一節(jié)點(diǎn)NI與基本電源之間。輸入電容器Ci根據(jù)第一開關(guān)器件SI的切換來存儲(chǔ)從輸入電源Vi施加的電壓，并且輸出所存儲(chǔ)的能量。
[0042]第一電感器LI被連接在第一節(jié)點(diǎn)NI與第二節(jié)點(diǎn)N2之間。S卩，第一電感器LI的一端連接至第一節(jié)點(diǎn)NI，并且其另一端通過第二節(jié)點(diǎn)N2連接至隔離電容器Cs的一端。第一電感器LI根據(jù)第一開關(guān)器件SI的切換來存儲(chǔ)從輸入電源Vi所提供的能量，并且輸出所存儲(chǔ)的能量。
[0043]第一開關(guān)器件SI可以根據(jù)具有從外部占空比控制器(未示出)提供的預(yù)定占空比的第一開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換，并且可以控制雙向轉(zhuǎn)換器200中的電流流動(dòng)。
[0044]為此，第一開關(guān)器件SI可包括柵極端，第一開關(guān)信號(hào)被提供給該柵極端；連接至第二節(jié)點(diǎn)N2的漏極端以及連接至基本電源的源極端。
[0045]第一開關(guān)器件SI可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或集成門極換流晶閘管(IGCT)。
[0046]第一開關(guān)器件SI可以進(jìn)一步包括內(nèi)部二極管，其形成為在從源極端至漏極端的前向方向上偏置。
[0047]隔離電容器Cs被連接在第二節(jié)點(diǎn)N2與第三節(jié)點(diǎn)N3之間。即，隔離電容器Cs的一端被連接至第二節(jié)點(diǎn)N2，并且其另一端被連接至第三節(jié)點(diǎn)N3。隔離電容器Cs根據(jù)第一開關(guān)器件SI的切換來存儲(chǔ)能量并且將所存儲(chǔ)的能量輸出至負(fù)載。
[0048]第二電感器L2被連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與基本電源之間。即，第二電感器L2的一端被連接至第三節(jié)點(diǎn)N3，并且其另一端被連接至基本電源。第二電感器L2根據(jù)第一開關(guān)器件Si的切換來存儲(chǔ)向其提供的能量，并且將所存儲(chǔ)的能量輸出至負(fù)載，或?qū)⒛芰枯敵鲋粮綦x電容器Cs并且利用該能量對(duì)隔離電容器Cs進(jìn)行充電。
[0049]第二開關(guān)器件S2可以具有從外部占空比控制器(未示出)提供的預(yù)定占空比的第二開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換，并且可以在雙向轉(zhuǎn)換器200中控制電流流動(dòng)。
[0050]為此，第二開關(guān)器件S2可包括柵極端，第二開關(guān)信號(hào)被提供給該柵極端；連接到第三節(jié)點(diǎn)N3的漏極端以及連接到第四節(jié)點(diǎn)N4的源極端。
[0051]第二開關(guān)器件S2可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或集成門極換流晶閘管(IGCT)。
[0052]第二開關(guān)器件S2可以進(jìn)一步包括內(nèi)部二極管，其形成為在從源極端至漏極端的前向方向上偏置。
[0053]形成在第二開關(guān)器件S2中的內(nèi)部二極管被連接在第三節(jié)點(diǎn)N3與第四節(jié)點(diǎn)N4之間。即，內(nèi)部二極管的正極端被連接至第三節(jié)點(diǎn)N3，并且負(fù)極端被連接至第四節(jié)點(diǎn)N4。
[0054]內(nèi)部二極管可以根據(jù)在第三節(jié)點(diǎn)N3與第四節(jié)點(diǎn)N4之間的電壓電平而處于導(dǎo)電狀態(tài)，以將存儲(chǔ)在第一電感器LI和第二電感器L2中的能量輸出至第四節(jié)點(diǎn)N4。此外，內(nèi)部二極管可以阻擋從第四節(jié)點(diǎn)N4流向第三節(jié)點(diǎn)N3的反向電流。
[0055]輸出電容器Co被連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與基本電源之間。S卩，輸出電容器Co的一端被連接至第四節(jié)點(diǎn)N4，并且其另一端被連接至基本電源。
[0056]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)器件SI打開時(shí)，輸出電容器Co可以恒定地平滑并存儲(chǔ)通過第四節(jié)點(diǎn)N4輸出至負(fù)載的電壓。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)器件SI關(guān)閉時(shí)，第一開關(guān)器件SI可以通過第四節(jié)點(diǎn)N4將所存儲(chǔ)的電壓輸出至負(fù)載。
[0057]在此，負(fù)載可以是發(fā)光二極管(LED)、LED陣列、背光單元、各種信息設(shè)備、顯示裝置等。
[0058]當(dāng)根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)打開第一開關(guān)器件SI時(shí),雙向轉(zhuǎn)換器200可以對(duì)第一電感器LI充電，并且同時(shí)通過放出存儲(chǔ)在隔離電容器Cs中的能量對(duì)第二電感器L2充電。當(dāng)根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)關(guān)閉第一開關(guān)器件SI時(shí),存儲(chǔ)在第一電感器LI和第二電感器L2中的能量可以輸出至第四節(jié)點(diǎn)N4，并且可以在輸出電容器Co中充電。
[0059]電力輸送單元300可以形成額外的電力轉(zhuǎn)移路徑并且包括第三開關(guān)器件S3、第四開關(guān)器件S4和輔助電感器設(shè)備La。在此，第三開關(guān)器件S3、第四開關(guān)器件S4和輔助電感器設(shè)備La可以彼此串聯(lián)連接。
[0060]第三開關(guān)器件S3的一端可以連接至第二節(jié)點(diǎn)N2，并且輔助電感器設(shè)備La的一端可以連接至第四節(jié)點(diǎn)N4。
[0061]第三開關(guān)器件S3可以進(jìn)一步包括內(nèi)部二極管，該內(nèi)部二極管形成為在從源極端至漏極端的前向方向上偏置。此外，第四開關(guān)器件S4可以進(jìn)一步包括內(nèi)部二極管，該內(nèi)部二極管形成為在從源極端至漏極端的前向方向上偏置。
[0062]第三開關(guān)器件S3的漏極端和第四開關(guān)器件S4的漏極端可以彼此連接。
[0063]第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4可以將通過第二節(jié)點(diǎn)N2接收的電流提供給輔助電感器設(shè)備La。
[0064]輔助電感器設(shè)備La可以存儲(chǔ)根據(jù)第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4的切換所接收的能量，以降低開關(guān)損耗和流動(dòng)在第一開關(guān)器件Si中的電流的等級(jí)，從而軟切換第一開關(guān)器件Si。
[0065]在第一開關(guān)器件SI關(guān)閉之后，電力輸送單元300可以軟切換第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4，以利用輔助電感器設(shè)備La直接形成第一電感器LI與第四節(jié)點(diǎn)N4之間的電力路徑，并且因此，在沒有開關(guān)損耗的情況下，高效地直接傳輸?shù)拇罅侩娏Ρ恢苯虞敵鲋恋谒墓?jié)點(diǎn)N4。
[0066]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)器件SI打開時(shí)，電力輸送單元300可以利用輔助電感器設(shè)備La的電流特性線性并且緩慢地增加流動(dòng)在第一開關(guān)器件Si中的電流，以軟切換第一開關(guān)器件SI，從而去除第一開關(guān)器件SI的打開損耗和第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4的關(guān)閉損耗。
[0067]此外，當(dāng)穿過第二開關(guān)器件S2的路徑被阻擋時(shí)，電力輸送單元300可以利用輔助電感器設(shè)備La的電流特性線性并且緩慢地增加流動(dòng)在第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4中的電流，以線性并且緩慢地減小流動(dòng)在第二開關(guān)器件S2中的電流，從而去除第二開關(guān)器件S2的關(guān)閉損耗和第三開關(guān)器件S3和第四開關(guān)器件S4的打開損耗。
[0068]即，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置通過電力輸送單元300在第一電感器LI與第四節(jié)點(diǎn)N4之間直接形成電流路徑，以將剩余的電壓量和針對(duì)電流轉(zhuǎn)換所需量的電力通過雙向轉(zhuǎn)換器200輸出至負(fù)載，以及將大量的電力毫無損耗地通過輔助電感器設(shè)備La直接輸出至負(fù)載。
[0069]因此，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以使用電力輸送單元300減小相應(yīng)的開關(guān)器件的電流損耗，以提高DC-DC轉(zhuǎn)換效率。
[0070]逆變器400指代將DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力并且將平均電力從DC側(cè)傳輸?shù)紸C側(cè)的DC/AC電力轉(zhuǎn)換器。逆變器400可以根據(jù)電力類型分為電壓源逆變器或電流源逆變器。
[0071]逆變器400可以從DC電壓源(電池)接收電力，并且起電動(dòng)機(jī)(電機(jī))的作用。逆變器400可以連接在雙向轉(zhuǎn)換器200的基本電源與的第四節(jié)點(diǎn)N4之間，并且可以接收穩(wěn)定的電力。
[0072]通常，當(dāng)逆變器400起電機(jī)的作用時(shí)，電池的電壓趨于降低。然而，根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以這樣的方式配置:雙向轉(zhuǎn)換器200提升降低的電壓以允許逆變器400穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0073]逆變器400可以起發(fā)電機(jī)的作用，并且將再生電壓提供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。負(fù)載可以連接在第一節(jié)點(diǎn)NI與基本電源之間，并且逆變器可以被連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與基本電源之間，使得雙向轉(zhuǎn)換器200從逆變器接收電力。
[0074]通常，具有高電壓電平的再生電壓可以不存儲(chǔ)在電池中。然而，根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以以這樣的方式配置:雙向轉(zhuǎn)換器200可以將高再生電壓降低至低電平電壓(降壓操作)，并且因此可以利用穩(wěn)定電力對(duì)電源電池充電，以將電力再提供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0075]到目前為止，已經(jīng)描述了根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起SEPIC轉(zhuǎn)換器的作用的情況。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是，當(dāng)電力輸入單元和負(fù)載的位置在前述的情況中彼此互換時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起ZETA轉(zhuǎn)換器的作用，并且因此，將不會(huì)詳細(xì)地對(duì)其進(jìn)行描述。
[0076]S卩，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起ZETA轉(zhuǎn)換器的作用時(shí)，負(fù)載連接在第一節(jié)點(diǎn)NI與基本電源之間，并且電力輸入單元可以被連接在第四節(jié)點(diǎn)N4與基本電源之間。
[0077]當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起ZETA轉(zhuǎn)換器的作用時(shí)，第二開關(guān)器件S2可以代替第一開關(guān)器件Si的功能。
[0078]通過電力輸送單元300形成的額外的電力轉(zhuǎn)移路徑可以在輸入和輸出之間執(zhí)行直接的電力轉(zhuǎn)移。
[0079]在這種情況下，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起SEPIC轉(zhuǎn)換器的作用時(shí)，輸入-輸出轉(zhuǎn)換率可以根據(jù)Vo/Vi = (1-D2)/(1-Dl)來表示。此外，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置起ZETA轉(zhuǎn)換器的作用時(shí)，輸入-輸出轉(zhuǎn)換率可以根據(jù)Vo/Vi = (1-Dl)/(1-D2)來表示。
[0080]在此，Dl是第一開關(guān)器件SI的接通比，并且D2是是第二開關(guān)器件S2的斷開比。
[0081]類似于常規(guī)的雙向轉(zhuǎn)換器，根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以在輸入與輸出之間自由地提升或降低電壓。例如，當(dāng)輸入1V至20V的電壓并且輸出1V到20V的電壓時(shí)，即使在其中輸入與輸出之間的電壓范圍彼此重疊的情況下，還可以使用根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0082]當(dāng)電力轉(zhuǎn)移到額外的電力轉(zhuǎn)移路徑時(shí)，根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以這樣的方式配置:施加在第一電感器LI與第二電感器L2之間的電壓減小至V1-Vo，從而減小了電流紋波。
[0083]當(dāng)紋波電流減小時(shí)，電路中的rms電流減小，以減小電感器dc阻抗損耗和電容器DC阻抗損耗，從而提高效率。即，因?yàn)橛糜陔娏D(zhuǎn)移到額外的電力轉(zhuǎn)移路徑的時(shí)間增加，故可以改善提聞效率的影響。
[0084]此外，在額外的電力轉(zhuǎn)移路徑上的輔助電感器設(shè)備La可以在開關(guān)器件之間感應(yīng)軟電流換向，以促進(jìn)零電流開關(guān)(ZCS)。
[0085]根據(jù)本公開實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以使用有源開關(guān)器件替換現(xiàn)有的二極管，以促進(jìn)零電流開關(guān)(ZCS)，從而降減小切換打開的損耗。
[0086]此外，當(dāng)開關(guān)器件中的內(nèi)部二極管打開時(shí)，如果開關(guān)器件被打開和關(guān)閉，則可激活零電流開關(guān)(ZCS)。
[0087]圖3是示出了示出在圖2中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的模擬測(cè)試的電路圖并且示出了SEPIC轉(zhuǎn)換器操作。圖4示出了示出在圖3中的電路的部件的波形。
[0088]如從圖4所見，電感器紋波電流的量由于額外的電力轉(zhuǎn)移路徑而減小。
[0089]開關(guān)器件的ZCS和ZVS可以根據(jù)合適的切換控制和輔助電感器設(shè)備La的軟電流換向來確認(rèn)。
[0090]S卩，可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Ql打開時(shí)，可以激活零電流開關(guān)(ZCS)。此外，可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q2打開和關(guān)閉時(shí)，可以激活零電流開關(guān)(ZCS)。
[0091]可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q2的內(nèi)部二極管DQ2關(guān)閉時(shí)，可以激活零電流開關(guān)(ZCS)?？梢钥闯?，當(dāng)開關(guān)器件Q3的內(nèi)部二極管DQ3關(guān)閉時(shí)，可以激活零電流開關(guān)(ZCS)。
[0092]可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q3和開關(guān)器件Q4打開和關(guān)閉時(shí)，可以激活ZCS。此外，可以看出，可以激活開關(guān)器件Q2和開關(guān)器件Q3的ZVS。
[0093]圖5是示出了示出在圖2中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的模擬測(cè)試的電路圖并且示出了 ZETA轉(zhuǎn)換器操作。圖6示出了示出在圖5中的電路的部件的波形。
[0094]如從圖6所見，電感器紋波電流的量由于額外的電力轉(zhuǎn)移路徑而減小。
[0095]開關(guān)器件的ZCS和ZVS可以根據(jù)合適的切換控制和輔助電感器設(shè)備La的軟電流換向看出。即，可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q5打開時(shí)，可以激活ZCS。可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q6打開和關(guān)閉時(shí)，可以激活ZCS。
[0096]可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q6的內(nèi)部二極管DQ6關(guān)閉時(shí)，可以激活ZCS。可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q7的內(nèi)部二極管DQ7打開和關(guān)閉時(shí)，可以激活ZCS。
[0097]可以看出，當(dāng)開關(guān)器件Q7和開關(guān)器件Q8打開和關(guān)閉時(shí)，可以激活ZCS。此外，可以看出，可以激活開關(guān)器件Q6和開關(guān)器件Q7的ZCS。
[0098]如上所述，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式，利用包括置于用作電壓源逆變器主電源的DC側(cè)電容器前方的雙向切換轉(zhuǎn)換器的逆變器結(jié)構(gòu)，提供了能夠高效率地雙向提升并且降低電壓的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0099]雖然在上文已示出并描述了示例性實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，在不背離由所附權(quán)利要求限定的本公開的精神和范圍的情況下可做出修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,包括: 雙向轉(zhuǎn)換器，包括能量存儲(chǔ)單元并且雙向地轉(zhuǎn)換電力； 逆變器，從所述雙向轉(zhuǎn)換器接收所述電力并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)；以及電力輸送單元，將存儲(chǔ)在所述雙向轉(zhuǎn)換器的所述能量存儲(chǔ)單元中的能量傳送到所述逆變器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述雙向轉(zhuǎn)換器包括: 第一電感器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間； 第一開關(guān)器件，連接在所述第二節(jié)點(diǎn)與基本電源之間并且根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換； 隔離電容器，連接在所述第二節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間； 第二電感器，連接在所述第三節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間；以及 第二開關(guān)器件，連接在所述第三節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括: 輸入電容器，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間；以及 輸出電容器，連接在所述第四節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電力輸送單元形成在所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第四節(jié)點(diǎn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電力輸送單元包括彼此串聯(lián)連接的第三開關(guān)器件、第四開關(guān)器件和輔助電感器。
6.—種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,包括: SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器，包括能量存儲(chǔ)單元并且雙向地轉(zhuǎn)換電力； 逆變器，從所述SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器接收所述電力并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)；以及電力輸送單元，將存儲(chǔ)在所述SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器的所述能量存儲(chǔ)單元中的能量傳送到所述逆變器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述SEPIC和ZETA轉(zhuǎn)換器包括: 第一電感器，連接在第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間； 第一開關(guān)器件，連接在所述第二節(jié)點(diǎn)與基本電源之間并且根據(jù)第一開關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換； 隔離電容器，連接在所述第二節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間； 第二電感器，連接在所述第三節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間；以及 第二開關(guān)器件，連接在所述第三節(jié)點(diǎn)與第四節(jié)點(diǎn)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)一步包括: 輸入電容器，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間；以及 輸出電容器，連接在所述第四節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電力輸送單元形成在所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第四節(jié)點(diǎn)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電力輸送單元包括彼此串聯(lián)連接的第三開關(guān)器件、第四開關(guān)器件和輔助電感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，輸入電力單元被連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間，并且所述逆變器被連接在所述第四節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，負(fù)載被連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間，并且所述逆變器被連接在所述第四節(jié)點(diǎn)與所述基本電源之間，以從所述逆變器接收所述電力。
【文檔編號(hào)】H02P27/06GK104518728SQ201410209059
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月4日
【發(fā)明者】金漢泰, 宋珉燮, 樸璟勛 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社