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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025010489
(43)【公開日】2025-01-21
(54)【発明の名称】モータ駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/10 20060101AFI20250110BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20250110BHJP
【ＦＩ】
H02J7/10 P
H02J7/10 B
H02J7/10 H
H02M7/48 E
【審査請求】有
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024078959
(22)【出願日】2024-05-14
(31)【優先権主張番号】112125576
(32)【優先日】2023-07-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】522466326
【氏名又は名称】亞福儲能股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＡＰｈ ｅＰｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】100204490
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 葉子
(72)【発明者】
【氏名】陳 志維
(72)【発明者】
【氏名】蘇 修賢
(72)【発明者】
【氏名】曾 ▲ユン▼棋
【テーマコード（参考）】
5G503
5H770
【Ｆターム（参考）】
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA11
5G503DA07
5G503DA08
5G503FA06
5G503GB06
5H770BA01
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA10
5H770DA41
5H770HA03W
5H770HA03Y
5H770JA19X
(57)【要約】 （修正有）
【課題】充電モードにおいて、変換回路の電圧降下損失を低減させるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置１００は、バッテリモジュールと、変換回路１２０と、を含む。変換回路は、駆動モードにおいてモータを駆動し、充電モードにおいてバッテリモジュールを充電する。変換回路は、判定回路と、コントローラと、第１相上アームスイッチ回路ＳＷ１と、を含む。パワースイッチＴ１は、第１端子がバッテリモジュールのプラス電源端子に結合され、第２端子が第１相ノードＮＤＵに結合され、制御端子がコントローラに結合される。トランジスタＭ１は、第１端子がプラス電源端子に結合され、第２端子が第１相ノードに結合され、制御端子がコントローラに結合される。コントローラは、充電モードにおいて、第１相ノードでの第１相電圧値がプラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、第１トランジスタを導通するよう通知する。
【選択図】図２
【解決手段】モータ駆動装置１００は、バッテリモジュールと、変換回路１２０と、を含む。変換回路は、駆動モードにおいてモータを駆動し、充電モードにおいてバッテリモジュールを充電する。変換回路は、判定回路と、コントローラと、第１相上アームスイッチ回路ＳＷ１と、を含む。パワースイッチＴ１は、第１端子がバッテリモジュールのプラス電源端子に結合され、第２端子が第１相ノードＮＤＵに結合され、制御端子がコントローラに結合される。トランジスタＭ１は、第１端子がプラス電源端子に結合され、第２端子が第１相ノードに結合され、制御端子がコントローラに結合される。コントローラは、充電モードにおいて、第１相ノードでの第１相電圧値がプラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、第１トランジスタを導通するよう通知する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータを駆動するために用いるモータ駆動装置であって、
バッテリ電力を蓄えるよう構成されたバッテリモジュールと、
前記モータと前記バッテリモジュールとに結合され、駆動モードにおいて前記バッテリ電力を用いて前記モータを駆動し、充電モードにおいて、前記モータが生成するモータ電力を用いて前記バッテリモジュールを充電するよう構成された、変換回路と
を含み、
前記変換回路は、
判定回路と
前記判定回路に結合されたコントローラと、
第１パワースイッチと、
第１トランジスタと
を含み、
前記第１パワースイッチの第１端子は前記バッテリモジュールのプラス電源端子に結合され、前記第１パワースイッチの第２端子は第１相ノードに結合され、前記第１パワースイッチの制御端子は前記コントローラに結合され、
前記第１トランジスタの第１端子は前記プラス電源端子に結合され、前記第１トランジスタの第２端子は前記第１相ノードに結合され、前記第１トランジスタの制御端子は前記コントローラに結合される、
第１相上アームスイッチ回路と、
を含み、
前記充電モードにおいて、前記コントローラは前記第１パワースイッチと前記第１トランジスタを遮断し、前記判定回路は前記第１相ノードでの第１相電圧値を判定し、前記第１相電圧値が前記プラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを導通させるよう通知する、
モータ駆動装置。
バッテリ電力を蓄えるよう構成されたバッテリモジュールと、
前記モータと前記バッテリモジュールとに結合され、駆動モードにおいて前記バッテリ電力を用いて前記モータを駆動し、充電モードにおいて、前記モータが生成するモータ電力を用いて前記バッテリモジュールを充電するよう構成された、変換回路と
を含み、
前記変換回路は、
判定回路と
前記判定回路に結合されたコントローラと、
第１パワースイッチと、
第１トランジスタと
を含み、
前記第１パワースイッチの第１端子は前記バッテリモジュールのプラス電源端子に結合され、前記第１パワースイッチの第２端子は第１相ノードに結合され、前記第１パワースイッチの制御端子は前記コントローラに結合され、
前記第１トランジスタの第１端子は前記プラス電源端子に結合され、前記第１トランジスタの第２端子は前記第１相ノードに結合され、前記第１トランジスタの制御端子は前記コントローラに結合される、
第１相上アームスイッチ回路と、
を含み、
前記充電モードにおいて、前記コントローラは前記第１パワースイッチと前記第１トランジスタを遮断し、前記判定回路は前記第１相ノードでの第１相電圧値を判定し、前記第１相電圧値が前記プラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを導通させるよう通知する、
モータ駆動装置。
【請求項2】
前記変換回路は、
第２パワースイッチと、
第２トランジスタと
を含み、
前記第２パワースイッチの第１端子は前記第１相ノードに結合され、前記第２パワースイッチの第２端子は前記バッテリモジュールのマイナス電源端子に結合され、前記第２パワースイッチの制御端子が前記コントローラに結合され、
前記第２トランジスタの第１端子は前記第１相ノードに結合され、前記第２トランジスタの第２端子は前記マイナス電源端子に結合され、前記第２トランジスタの制御端子は前記コントローラに結合される、
第１下アームスイッチ回路
を更に含む、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
第２パワースイッチと、
第２トランジスタと
を含み、
前記第２パワースイッチの第１端子は前記第１相ノードに結合され、前記第２パワースイッチの第２端子は前記バッテリモジュールのマイナス電源端子に結合され、前記第２パワースイッチの制御端子が前記コントローラに結合され、
前記第２トランジスタの第１端子は前記第１相ノードに結合され、前記第２トランジスタの第２端子は前記マイナス電源端子に結合され、前記第２トランジスタの制御端子は前記コントローラに結合される、
第１下アームスイッチ回路
を更に含む、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項3】
前記充電モードにおいて、
前記コントローラは前記第２パワースイッチと前記第２トランジスタを遮断し、
前記第１相電圧値が基準低電圧値未満であるとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項２に記載のモータ駆動装置。
前記コントローラは前記第２パワースイッチと前記第２トランジスタを遮断し、
前記第１相電圧値が基準低電圧値未満であるとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項4】
前記充電モードにおいて、
前記判定回路は前記第１相ノードを流れる第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記第１パワースイッチのダイオードを経由して前記プラス電源端子へと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
前記判定回路は前記第１相ノードを流れる第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記第１パワースイッチのダイオードを経由して前記プラス電源端子へと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項5】
前記充電モードにおいて、
前記第１相電流が前記第２パワースイッチのダイオードを経由して前記第１相ノードへと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項４に記載のモータ駆動装置。
前記第１相電流が前記第２パワースイッチのダイオードを経由して前記第１相ノードへと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを導通させるよう通知する、
請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項6】
前記充電モードにおいて、
前記第１トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相ノードを流れる第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記プラス電源端子から前記第１相ノードへと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを遮断するよう通知する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
前記第１トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相ノードを流れる第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記プラス電源端子から前記第１相ノードへと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第１トランジスタを遮断するよう通知する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項7】
前記充電モードにおいて、
前記第２トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記第１相ノードから前記マイナス電源端子へと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを遮断するよう通知する、
請求項６に記載のモータ駆動装置。
前記第２トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電流を判定し、
前記第１相電流が前記第１相ノードから前記マイナス電源端子へと流れているとき、前記判定回路は前記コントローラに前記第２トランジスタを遮断するよう通知する、
請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項8】
前記充電モードにおいて、
前記第１トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電圧値を判定し、
前記第１相電圧値が前記バッテリ電圧値に等しいとき、前記判定回路は第１導通時間長に基づいて前記コントローラに前記第１トランジスタを遮断するよう通知し、前記第１トランジスタが遮断された状況において前記第１相電圧値を判定する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
前記第１トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電圧値を判定し、
前記第１相電圧値が前記バッテリ電圧値に等しいとき、前記判定回路は第１導通時間長に基づいて前記コントローラに前記第１トランジスタを遮断するよう通知し、前記第１トランジスタが遮断された状況において前記第１相電圧値を判定する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項9】
前記充電モードにおいて、
前記第２トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電圧値を判定し、
前記第１相電圧値が前記基準低電圧値に等しいとき、前記判定回路は第２導通時間長に基づいて前記コントローラに前記第２トランジスタを遮断するよう通知し、前記第２トランジスタが遮断された状況において前記第１相電圧値を判定する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
前記第２トランジスタが導通されたとき、前記判定回路は前記第１相電圧値を判定し、
前記第１相電圧値が前記基準低電圧値に等しいとき、前記判定回路は第２導通時間長に基づいて前記コントローラに前記第２トランジスタを遮断するよう通知し、前記第２トランジスタが遮断された状況において前記第１相電圧値を判定する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項10】
前記判定回路は、
前記第１相ノードに結合され、前記第１相電圧値と基準低電圧値とに基づき第１検出値を生成し、前記第１相電圧値と設定電圧値とに基づき第２検出値を生成するよう構成された、第１相電圧検出回路と、
前記プラス電源端子に結合され、前記設定電圧値を第１基準値に変換し、前記バッテリ電圧値を第２基準値に変換するよう構成された、基準回路と、
前記第１相電圧検出回路と前記基準回路とに結合され、
前記第１相電圧値が負の電圧値であるとき、前記第１検出値と前記第１基準値との間の第１比較結果に基づいて前記コントローラに通知し、
前記第１相電圧値が正の電圧値であるとき、前記第２検出値と前記第２基準値との間の第２比較結果に基づいて前記コントローラに通知する
よう構成された、
比較回路と
を更に含む、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記第１相ノードに結合され、前記第１相電圧値と基準低電圧値とに基づき第１検出値を生成し、前記第１相電圧値と設定電圧値とに基づき第２検出値を生成するよう構成された、第１相電圧検出回路と、
前記プラス電源端子に結合され、前記設定電圧値を第１基準値に変換し、前記バッテリ電圧値を第２基準値に変換するよう構成された、基準回路と、
前記第１相電圧検出回路と前記基準回路とに結合され、
前記第１相電圧値が負の電圧値であるとき、前記第１検出値と前記第１基準値との間の第１比較結果に基づいて前記コントローラに通知し、
前記第１相電圧値が正の電圧値であるとき、前記第２検出値と前記第２基準値との間の第２比較結果に基づいて前記コントローラに通知する
よう構成された、
比較回路と
を更に含む、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項11】
前記第１相電圧検出回路は、
第１検出抵抗器と、
第２検出抵抗器と、
第１検出ダイオードと
を含み、
前記第１検出抵抗器の第１端子は前記設定電圧値を受け取り、前記第１検出抵抗器の第２端子は前記第１検出値を出力するために用いられ、
前記第２検出抵抗器の第１端子は前記第１検出抵抗器の第２端子に結合され、
前記第１検出ダイオードのアノードは前記第２検出抵抗器の第２端子に結合され、前記第１検出ダイオードのカソードは前記第１相電圧値を受け取る、
請求項１０に記載のモータ駆動装置。
第１検出抵抗器と、
第２検出抵抗器と、
第１検出ダイオードと
を含み、
前記第１検出抵抗器の第１端子は前記設定電圧値を受け取り、前記第１検出抵抗器の第２端子は前記第１検出値を出力するために用いられ、
前記第２検出抵抗器の第１端子は前記第１検出抵抗器の第２端子に結合され、
前記第１検出ダイオードのアノードは前記第２検出抵抗器の第２端子に結合され、前記第１検出ダイオードのカソードは前記第１相電圧値を受け取る、
請求項１０に記載のモータ駆動装置。
【請求項12】
前記基準回路は、
第１基準抵抗器と、
第２基準抵抗器と、
第１基準ダイオードと
を含み、
前記第１基準抵抗器の第１端子は前記設定電圧値を受け取り、前記第１基準抵抗器の第２端子は前記第１基準値を出力するために用いられ、
前記第２基準抵抗器の第１端子は前記第１基準抵抗器の第２端子に結合され、
前記第１基準ダイオードのアノードは前記第２基準抵抗器の第２端子に結合され、前記第１基準ダイオードのカソードは前記基準低電圧値に結合される、
請求項１１に記載のモータ駆動装置。
第１基準抵抗器と、
第２基準抵抗器と、
第１基準ダイオードと
を含み、
前記第１基準抵抗器の第１端子は前記設定電圧値を受け取り、前記第１基準抵抗器の第２端子は前記第１基準値を出力するために用いられ、
前記第２基準抵抗器の第１端子は前記第１基準抵抗器の第２端子に結合され、
前記第１基準ダイオードのアノードは前記第２基準抵抗器の第２端子に結合され、前記第１基準ダイオードのカソードは前記基準低電圧値に結合される、
請求項１１に記載のモータ駆動装置。
【請求項13】
前記第１基準ダイオードの順方向バイアス値は前記第１検出ダイオードの順方向バイアス値に等しい、
請求項１２に記載のモータ駆動装置。
請求項１２に記載のモータ駆動装置。
【請求項14】
前記第１相電圧検出回路は、
第２検出ダイオードと、
第３検出抵抗器と、
第４検出抵抗器と
を更に含み、
前記第２検出ダイオードのアノードは前記第１相電圧値を受け取り、
前記第３検出抵抗器の第１端子は前記第２検出ダイオードのカソードに結合され、前記第３検出抵抗器の第２端子は前記第２検出値を出力するために用いられ、
前記第４検出抵抗器は前記第３検出抵抗器の第２端子と前記基準低電圧値との間に結合される、
請求項１２に記載のモータ駆動装置。
第２検出ダイオードと、
第３検出抵抗器と、
第４検出抵抗器と
を更に含み、
前記第２検出ダイオードのアノードは前記第１相電圧値を受け取り、
前記第３検出抵抗器の第１端子は前記第２検出ダイオードのカソードに結合され、前記第３検出抵抗器の第２端子は前記第２検出値を出力するために用いられ、
前記第４検出抵抗器は前記第３検出抵抗器の第２端子と前記基準低電圧値との間に結合される、
請求項１２に記載のモータ駆動装置。
【請求項15】
前記基準回路は、
第２基準ダイオードと、
第３基準抵抗器と、
第４基準抵抗器と
を更に含み、
前記第２基準ダイオードのアノードは前記バッテリ電圧値を受け取り、
前記第３基準抵抗器の第１端子は前記第２基準ダイオードのカソードに結合され、前記第３基準抵抗器の第２端子は前記第２基準値を出力するために用いられ、
前記第４基準抵抗器は前記第３基準抵抗器の第２端子と前記基準低電圧値との間に結合される、
請求項１４に記載のモータ駆動装置。
第２基準ダイオードと、
第３基準抵抗器と、
第４基準抵抗器と
を更に含み、
前記第２基準ダイオードのアノードは前記バッテリ電圧値を受け取り、
前記第３基準抵抗器の第１端子は前記第２基準ダイオードのカソードに結合され、前記第３基準抵抗器の第２端子は前記第２基準値を出力するために用いられ、
前記第４基準抵抗器は前記第３基準抵抗器の第２端子と前記基準低電圧値との間に結合される、
請求項１４に記載のモータ駆動装置。
【請求項16】
前記バッテリモジュールはアルミニウムイオン電池により実施される、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は駆動装置に関するものであり、特にモータを駆動するモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図１は既存のモータ駆動装置の概略図である。モータ駆動装置１０は、バッテリモジュール１１と変換回路１２とを含む。変換回路１２はバッテリモジュール１１に蓄えられた電力を用いてモータＭＴＲを駆動する。変換回路１２はモータＭＴＲが生成した電力を用いてバッテリモジュール１１を充電することができる。変換回路１２は、上アームパワースイッチＴ１、Ｔ３、Ｔ５と、下アームパワースイッチＴ２、Ｔ４、Ｔ６と、ダイオードＤ１～Ｄ６とを含む。
【0003】
バッテリモジュール１１を充電するとき、変換回路１２の上アームパワースイッチＴ１、Ｔ３、Ｔ５と下アームパワースイッチＴ２、Ｔ４、Ｔ６はいずれも遮断される。ダイオードＤ１～Ｄ６は、モータＭＴＲが生成した電力に全波整流動作を行うために用いられる。上アームパワースイッチＴ１を例とすると、上アームパワースイッチＴ１は第１相ノードＮＤＵとバッテリモジュール１１のプラス電源端子との間に結合される。バッテリモジュール１１を充電するとき、上アームパワースイッチＴ１は遮断される。第１相ノードＮＤＵでの第１相電圧値ＶＵからバッテリ電圧値ＶＰを減算した電圧差値がダイオードＤ１の順方向バイアス値よりも大きいとき、ダイオードＤ１は導通される。このため、変換回路１２は第１相電圧値ＶＵを用いてバッテリモジュール１１を充電する。以下に下アームパワースイッチＴ２を例とすると、下アームパワースイッチＴ２は第１相ノードＮＤＵとバッテリモジュール１１のマイナス電源端子との間に結合される。基準低電圧値ＶＰから第１相電圧値ＶＵを減算した電圧差値がダイオードＤ２の順方向バイアス値未満であるとき、ダイオードＤ２は導通される。
【0004】
なお、バッテリモジュール１１を充電するとき、モータＭＴＲが生成した電力に全波整流動作を行う過程において、変換回路１２は電圧降下損失を生む可能性がある。電圧降下損失は、ダイオードＤ１～Ｄ６の順方向バイアス値により発生する。例を挙げると、ダイオードＤ１～Ｄ６の順方向バイアス値は０．７～１ボルトである。全波整流動作の各相の電圧降下損失は１．４～２ボルトである。変換回路１２の電圧降下損失は、バッテリモジュール１１の充電効率を低減させる可能性がある。ここから分かるように、電圧降下損失を低減することが必須である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、モータを駆動するために用いられるモータ駆動装置を提供する。該モータ駆動装置は電圧降下損失が低い。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のモータ駆動装置はモータを駆動するために用いられる。モータ駆動装置は、バッテリモジュールと、変換回路とを含む。バッテリモジュールはバッテリ電力を蓄える。変換回路はモータとバッテリモジュールとに結合される。変換回路は駆動モードにおいてバッテリ電力を用いてモータを駆動し、充電モードにおいてモータが生成したモータ電力を用いてバッテリモジュールを充電する。変換回路は、判定回路と、コントローラと、第１相上アームスイッチ回路とを含む。第１相上アームスイッチ回路は、第１パワースイッチと、第１トランジスタとを含む。第１パワースイッチの第１端子はバッテリモジュールのプラス電源端子に結合される。第１パワースイッチの第２端子は第１相ノードに結合される。第１パワースイッチの制御端子はコントローラに結合される。第１トランジスタの第１端子はプラス電源端子に結合される。第１トランジスタの第２端子は第１相ノードに結合される。第１トランジスタの制御端子はコントローラに結合される。充電モードにおいて、コントローラは第１パワースイッチと第１トランジスタを遮断する。充電モードにおいて、判定回路は第１相ノードでの第１相電圧値を判定する。第１相電圧値がプラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、判定回路はコントローラに第１トランジスタを導通するよう通知する。
【発明の効果】
【0007】
上記に基づき、第１相上アームスイッチ回路は、第１パワースイッチと、第１トランジスタとを含む。第１トランジスタの第１端子はプラス電源端子に結合される。第１トランジスタの第２端子は第１相ノードに結合される。充電モードにおいて、第１相電圧値がプラス電源端子でのバッテリ電圧値よりも大きいとき、第１トランジスタは導通される。第１トランジスタが導通されたとき、第１トランジスタの第１端子と第１トランジスタの第２端子との間の電圧差値は明らかに第１パワースイッチ中のダイオードの順方向バイアス値よりも低い。このようにして、充電モードにおいて、変換回路の電圧降下損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】既存のモータ駆動装置の概略図である。
【図2】本発明の１つの実施形態に基づき図示したモータ駆動装置の概略図である。
【図3】本発明の１つの実施形態に基づき図示した動作図である。
【図4】本発明の１つの実施形態に基づき図示した動作図である。
【図5】本発明の１つの実施形態に基づき図示した判定回路の概略図である。
【図6】本発明の１つの実施形態に基づき図示した基準回路の回路図である。
【図7】本発明の１つの実施形態に基づき図示した第１相電圧検出回路の回路図である。
【図8】本発明の１つの実施形態に基づき図示した第２相電圧検出回路の回路図である。
【図9】本発明の１つの実施形態に基づき図示した第３相電圧検出回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明の実施形態の一部を図面を参照して詳細に説明する。以下の記述で引用する部材符号について、異なる図に出現する同一の部材符号は同一又は類似の部材であると見なされる。これら実施形態は本発明の一部にすぎず、本発明の全ての潜在的な実施方式を開示するものではない。更に正確に述べると、これら実施形態は本発明の特許範囲内の実施例にすぎない。
【0010】
図２を参照し、図２は本発明の１つの実施形態に基づき図示したモータ駆動装置の概略図である。本実施形態において、モータ駆動装置１００はモータＭＴＲを駆動するために用いられる。モータ駆動装置１００は、バッテリモジュール１１０と、変換回路１２０とを含む。バッテリモジュール１１０はバッテリ電力ＰＢを蓄える。変換回路１２０はモータＭＴＲとバッテリモジュール１１０に結合される。変換回路１２０は、駆動モードにおいてバッテリモジュール１１０のバッテリ電力ＰＢを用いてモータＭＴＲを駆動することでモータＭＴＲを動作させる。変換回路１２０は、充電モードにおいてモータＭＴＲが生成するモータ電力ＰＭを用いてバッテリモジュール１１０を充電する。モータＭＴＲは移動車両に用いられる制動装置であってよい。移動車両は、電動アシスト歩行器、電動自転車、電気自動車、又はエレベータであってよい。
【0011】
本実施形態において、変換回路１２０は、判定回路１２１と、コントローラ１２２と、スイッチ回路ＳＷ１～ＳＷ６とを含む。スイッチ回路ＳＷ１は第１相上アームスイッチ回路であってよい。スイッチ回路ＳＷ２は第１相下アームスイッチ回路であってよい。スイッチ回路ＳＷ３は第２相上アームスイッチ回路であってよい。スイッチ回路ＳＷ４は第２相下アームスイッチ回路であってよい。スイッチ回路ＳＷ５は第３相上アームスイッチ回路であってよい。スイッチ回路ＳＷ６は第３相下アームスイッチ回路であってよい。
【0012】
スイッチ回路ＳＷ１は、パワースイッチＴ１と、トランジスタＭ１とを含む。パワースイッチＴ１の第１端子はバッテリモジュール１１０のプラス電源端子ＴＰに結合される。パワースイッチＴ１の第２端子は第１相ノードＮＤＵに結合される。パワースイッチＴ１の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ１の第１端子はプラス電源端子ＴＰに結合される。トランジスタＭ１の第２端子は第１相ノードＮＤＵに結合される。トランジスタＭ１の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ１を用いてパワースイッチＴ１を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ１を用いてトランジスタＭ１を制御する。
【0013】
充電モードにおいて。コントローラ１２２は先ず、パワースイッチＴ１とトランジスタＭ１を遮断する。また、充電モードにおいて、判定回路１２１は第１相ノードＮＤＵでの第１相電圧値ＶＵを判定する。第１相電圧値ＶＵがプラス電源端子ＴＰでのバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、判定回路１２１はコントローラ１２１にトランジスタＭ１を導通するよう通知する。
【0014】
また、スイッチ回路ＳＷ１はダイオードＤ１を更に含む。ダイオードＤ１は、充電モードにおいて整流動作を行うために用いられる。
【0015】
ここで言及すべき点として、充電モードにおいて、第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、トランジスタＭ１は導通される。トランジスタＭ１が導通されたとき、トランジスタＭ１の第１端子とトランジスタＭ１の第２端子との間の電圧差値は明らかにスイッチ回路ＳＷ１中のダイオードＤ１の順方向バイアス値よりも低い。このようにして、充電モードにおいて、変換回路１２０の電圧降下損失を低減させることができる。バッテリモジュール１１０の充電効率を向上させることができる。
【0016】
本実施形態において、判定回路１２１は第１相ノードＮＤＵとプラス電源端子ＴＰに結合されることにより、充電モードにおいて第１相電圧値ＶＵとバッテリ電圧値ＶＰを受け取る。パワースイッチＴ１とトランジスタＭ１がいずれも遮断された状況において、判定回路１２１は第１相電圧値ＶＵとバッテリ電圧値ＶＰを比較する。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、判定回路１２１は通知信号ＳＮを提供する。コントローラ１２２は、通知信号ＳＮに応じてトランジスタＭ１を導通させ、第１相電圧値ＶＵを用いてバッテリモジュール１１０を充電する。パワースイッチＴ１とトランジスタＭ１がいずれも遮断された状況において、第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、トランジスタＭ１は遮断に維持される。
【0017】
スイッチ回路ＳＷ２は、パワースイッチＴ２と、トランジスタＭ２とを含む。パワースイッチＴ２の第１端子は第１相ノードＮＤＵに結合される。パワースイッチＴ２の第２端子はバッテリモジュール１１０のマイナス電源端子ＴＮに結合される。パワースイッチＴ２の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ２の第１端子は第１相ノードＮＤＵに結合される。トランジスタＭ２の第２端子はマイナス電源端子ＴＮに結合される。トランジスタＭ２の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ２を用いてパワースイッチＴ２を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ２を用いてトランジスタＭ２を制御する。
【0018】
充電モードにおいて、コントローラ１２２はパワースイッチＴ２とトランジスタＭ２を遮断する。第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳ未満であるとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ２を導通するよう通知する。
【0019】
本実施形態において、判定回路１２１は更にマイナス電源端子ＴＮに結合されることにより、充電モードにおいて基準低電圧値ＶＳＳを受け取る。パワースイッチＴ２とトランジスタＭ２がいずれも遮断された状況において、判定回路１２１は第１相電圧値ＶＵと基準低電圧値ＶＳＳとを比較する。第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳ未満であるとき、判定回路１２１は通知信号ＳＮを提供する。コントローラ１２２は、通知信号ＳＮに応じてトランジスタＭ２を導通させる。一方、パワースイッチＴ２とトランジスタＭ２がいずれも遮断された状況において、第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳよりも大きいとき、トランジスタＭ２は遮断に維持される。
【0020】
スイッチ回路ＳＷ３は、パワースイッチＴ３と、トランジスタＭ３とを含む。パワースイッチＴ３の第１端子はバッテリモジュール１１０のプラス電源端子ＴＰに結合される。パワースイッチＴ２の第２端子は第２相ノードＮＤＶに結合される。パワースイッチＴ３の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ３の第１端子はプラス電源端子ＴＰに結合される。トランジスタＭ３の第２端子は第２相ノードＮＤＶに結合される。トランジスタＭ３の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ３を用いてパワースイッチＴ３を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ３を用いてトランジスタＭ３を制御する。スイッチ回路ＳＷ４は、パワースイッチＴ４と、トランジスタＭ４とを含む。パワースイッチＴ４の第１端子は第２相ノードＮＤＶに結合される。パワースイッチＴ４の第２端子はバッテリモジュール１１０のマイナス電源端子ＴＮに結合される。パワースイッチＴ４の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ４の第１端子は第２相ノードＮＤＶに結合される。トランジスタＭ４の第２端子はマイナス電源端子ＴＮに結合される。トランジスタＭ４の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ２を用いてパワースイッチＴ４を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ４を用いてトランジスタＭ４を制御する。
【0021】
充電モードにおいて、コントローラ１２２は先ずパワースイッチＴ３、Ｔ４とトランジスタＭ３、Ｍ４を遮断する。判定回路１２１は。第２相ノードＮＤＶでの第２相電圧値ＶＶを判定する。第２相電圧値ＶＶがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ３を導通するよう通知する。第２相電圧値ＶＶがバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ４を導通するよう通知する。
【0022】
スイッチ回路ＳＷ５は、パワースイッチＴ５と、トランジスタＭ５とを含む。パワースイッチＴ５の第１端子はバッテリモジュール１１０のプラス電源端子ＴＰに結合される。パワースイッチＴ５の第２端子は第３相ノードＮＤＷに結合される。パワースイッチＴ５の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ５の第１端子はプラス電源端子ＴＰに結合される。トランジスタＭ５の第２端子は第３相ノードＮＤＷに結合される。トランジスタＭ５の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ５を用いてパワースイッチＴ５を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ５を用いてトランジスタＭ５を制御する。スイッチ回路ＳＷ６は、パワースイッチＴ６と、トランジスタＭ６とを含む。パワースイッチＴ６の第１端子は第３相ノードＮＤＷに結合される。パワースイッチＴ６の第２端子はバッテリモジュール１１０のマイナス電源端子ＴＮに結合される。パワースイッチＴ６の制御端子はコントローラ１２２に結合される。トランジスタＭ６の第１端子は第３相ノードＮＤＷに結合される。トランジスタＭ６の第２端子はマイナス電源端子ＴＮに結合される。トランジスタＭ６の制御端子はコントローラ１２２に結合される。コントローラ１２２は、制御信号ＳＴ６を用いてパワースイッチＴ６を制御する。コントローラ１２２は、制御信号ＳＭ６を用いてトランジスタＭ４を制御する。
【0023】
充電モードにおいて、コントローラ１２２は先ずパワースイッチＴ５、Ｔ６とトランジスタＭ５、Ｍ６を遮断する。判定回路１２１は、第３相ノードＮＤＷでの第３相電圧値ＶＷを判定する。第３相電圧値ＶＷがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ５を導通するよう通知する。第３相電圧値ＶＷがバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ６を導通するよう通知する。
【0024】
本実施形態において、スイッチ回路ＳＷ２はダイオードＤ２を更に含む。スイッチ回路ＳＷ３はダイオードＤ３を更に含む。同様に、スイッチ回路ＳＷ６はダイオードＤ６を含むことを推知することができる。ダイオードＤ２～Ｄ６は、充電モードにおいて整流動作を行うために用いられる。
【0025】
上記に基づき、充電モードにおいて、判定回路１２１は、第１相電圧値ＶＵ、第２相電圧値ＶＶ、及び第３相電圧値ＶＷを検出することにより、トランジスタＭ１～Ｍ６を導通させるか否かを判定する。
【0026】
本実施形態において、パワースイッチＴ１～Ｔ６はそれぞれ、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）により実施される。トランジスタＭ１～Ｍ６はそれぞれ、例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）により実施される。ただし、本発明は本実施形態のパワースイッチＴ１～Ｔ６とトランジスタＭ１～Ｍ６の様態を限定しない。パワースイッチＴ１～Ｔ６とトランジスタＭ１～Ｍ６は任意の適した形態のトランジスタにより実施されてよい。
【0027】
充電モードにおいて、判定回路１２１は更に、第１相ノードＮＤＵを流れる第１相電流ＩＵ、第２相ノードＮＤＶを流れる第２相電流ＩＶ、及び第３相ノードＮＤＷを流れる第３相電流ＩＷを検出することにより、トランジスタＭ１～Ｍ６を導通させるか否かを判定することができる。
【0028】
ここで第１相電流ＩＵを例とすると、充電モードにおいて、判定回路１２１は第１相電流ＩＵの方向を検出する。第１相電流ＩＵが第１パワースイッチＴ１のダイオードＤ１を経由してプラス電源端子ＴＰへ流れているとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ１を導通するよう通知する。第１相電流ＩＵが第２パワースイッチＴ２のダイオードＤ２を経由して第１相ノードＮＤＵへ流れているとき、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ２を導通するよう通知する。
【0029】
本実施形態において、変換回路１２０は充電モードにおいて上記に類似の動作を用いてトランジスタＭ３～Ｍ６を導通させるか判定してよく、故にここでは繰り返し述べない。
【0030】
充電モードにおいて、判定回路１２１は更に第１相電流ＩＵ、第２相電流ＩＶ、及び第３相電流ＩＷを検出することより、トランジスタＭ１～Ｍ６のうちの既に導通されたトランジスタを遮断するか否かを判定することができる。
【0031】
ここで第１相電流ＩＵを例とすると、充電モードにおいて、トランジスタＭ１が導通されているとき、判定回路１２１は第１相電流ＩＵを判定してよい。第１相電流ＩＵがプラス電源端子ＴＰから第１相ノードＮＤＵへと流れているとき、判定回路１２１は第１相電流ＩＵをモータＭＴＲへ還流させるよう判定する。このため、モータＭＴＲ又はトランジスタＭ１が焼損することを防止するため、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ１を遮断するよう通知する。トランジスタＭ２が導通されているとき、判定回路１２１は第１相電流ＩＵを判定する。第１相電流ＩＵが第１相ノードＮＤＵからマイナス電源端子ＴＮへと流れているとき、判定回路１２１は第１相電流ＩＵを基準低電圧値ＶＳＳへと流すよう判定する。このため、トランジスタＭ２が焼損することを防止するため、判定回路１２１はコントローラ１２２にトランジスタＭ２を遮断するよう通知する。
【0032】
本実施形態において、変換回路１２０は充電モードにおいて上記に類似の動作を用いてトランジスタＭ３～Ｍ６のうちの既に導通されたトランジスタを遮断するか判定してよく、故にここでは繰り返し述べない。
【0033】
充電モードにおいて、判定回路１２１は更に、第１相電圧値ＶＵ、第２相電圧値ＶＶ、及び第３相電圧値ＶＷを検出することにより、トランジスタＭ１～Ｍ６のうちの既に導通されたトランジスタを遮断するか否かを判定することができる。
【0034】
ここで第１相電圧値ＶＵを例とすると、充電モードにおいて、判定回路１２１は第１相電圧値ＶＵを判定する。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰと概ね等しいとき、判定回路１２１は第１導通時間長ＴＬ１に基づいてコントローラ１２２にトランジスタＭ１を遮断するよう通知する。このため、判定回路１２１はトランジスタＭ１が遮断された状況において第１相電圧値ＶＵを判定する。
【0035】
例を挙げて説明すると、図２と図３を同時に参照し、図３は本発明の１つの実施形態に基づき図示した動作図である。図３は、充電モードにおける制御信号ＳＭ１、バッテリ電圧値ＶＰ、及び第１相電圧値ＶＵのシーケンス図を示している。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、制御信号ＳＭ１は低電圧値を有する。このため、トランジスタＭ１は遮断される。時点ｔｐ１で、第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、制御信号ＳＭ１は低電圧値から高電圧値へ変換される。このため、トランジスタＭ１は導通される。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰと概ね等しい。第１導通時間長ＴＬ１の後、制御信号ＳＭ１は時点ｔｐ２で高電圧値から低電圧値へと変換される。トランジスタＭ１は遮断される。このため、判定回路１２１はトランジスタＭ１が遮断された状況において第１相電圧値ＶＵとバッテリ電圧値ＶＰを比較することができる。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいとき、トランジスタＭ１は時点ｔｐ３で導通される。続いて、時点ｔｐ４でトランジスタＭ１は遮断される。判定回路１２１は第１相電圧値ＶＵとバッテリ電圧値ＶＰを比較し、以下同様である。トランジスタＭ１が遮断された状況において、第１相電圧値ＶＵが時点ｔｐ５でバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、トランジスタＭ１は遮断される。本実施形態において、第１導通時間長ＴＬ１は設定されてよい。
【0036】
図２の実施形態に戻り、充電モードにおいて、トランジスタＭ２が導通されているとき、判定回路１２１は第１相電圧値ＶＵを判定する。第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳと概ね等しいとき、判定回路１２１は第２導通時間長ＴＬ２に基づいてコントローラ１２２にトランジスタＭ１を遮断するよう通知する。このため、判定回路１２１はトランジスタＭ２が遮断された状況において第１相電圧値ＶＵを判定する。
【0037】
例を挙げて説明すると、図２と図４を同時に参照し、図４は本発明の１つの実施形態に基づき図示した動作図である。図４は、充電モードにおける、制御信号ＳＭ２、基準低電圧値ＶＳＳ、及び第１相電圧値ＶＵのシーケンス図を示している。第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳよりも大きいとき、制御信号ＳＭ１は低電圧値を有する。このため、トランジスタＭ２は遮断される。時点ｔｐ１で、第１相電圧値ＶＵが基準低電圧値ＶＳＳよりも低いとき、制御信号ＳＭ２は低電圧値から高電圧値へ変換される。このため、トランジスタＭ２は導通される。第１相電圧値ＶＵは基準低電圧値ＶＳＳに概ね等しい。第２導通時間長ＴＬ２の後、制御信号ＳＭ２は時点ｔｐ２で高電圧値から低電圧値へ変換される。トランジスタＭ２は遮断される。このため、判定回路１２１はトランジスタＭ２が遮断された状況において第１相電圧値ＶＵと基準低電圧値ＶＳＳを比較することができる。第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰ未満であるとき、トランジスタＭ２は時点ｔｐ３で導通される。続いて、時点ｔｐ４で、トランジスタＭ２は遮断される。判定回路１２１は、第１相電圧値ＶＵと基準低電圧値ＶＳＳを比較し、以下同様である。トランジスタＭ２が遮断された状況において、第１相電圧値ＶＵが時点ｔｐ５で基準低電圧値ＶＳＳよりも大きいとき、トランジスタＭ２は遮断される。本実施形態において、第２導通時間長ＴＬ２は設定されてよい。
【0038】
本実施形態において、変換回路１２０は充電モードにおいて上記に類似の動作を用いてトランジスタＭ３～Ｍ６のうちの既に導通されたトランジスタを遮断するよう判定してよく、故にここでは繰り返し述べない。
【0039】
本実施形態において、バッテリモジュール１１０はアルミニウムイオン電池により実施される。アルミニウムイオン電池は高い充放電率（Ｃレート）を有する。このため、バッテリモジュール１１０は急速充電の利点を達成することができる。
【0040】
以下に、例を挙げて判定回路１２１の実施方式を説明する。
【0041】
図２と図５を同時に参照し、図５は本発明の１つの実施形態に基づき図示した判定回路の概略図である。本実施形態において、判定回路１２１は、基準回路１２１１と、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕ、第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖ、第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗと、比較回路１２１３とを含む。
【0042】
本実施形態において、基準回路１２１１はプラス電源端子ＴＰに結合される。基準回路１２１１は、設定電圧値ＶＣＣとバッテリ電圧値ＶＰとを受け取る。基準回路１２１１は、設定電圧値ＶＣＣを基準値ＶＲＮに変換する。また、基準回路１２１１はバッテリ電圧値ＶＰを基準値ＶＲＰに変換する。
【0043】
本実施形態において、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは第１相ノードＮＤＵに結合される。第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、第１相電圧値ＶＵを受け取る。第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、第１相電圧値ＶＵと基準低電圧値ＶＳＳとに基づき、検出値ＶＵＮを生成する。また、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、第１相電圧値ＶＵと設定電圧値ＶＣＣとに基づき、検出値ＶＵＰを生成する。
【0044】
本実施形態において、比較回路１２１３は、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕと基準回路１２１１とに結合される。第１相電圧値ＶＵが負の電圧値であるとき、比較回路１２１３は、検出値ＶＵＮと基準値ＶＲＮとの間の第１比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。また、第１相電圧値ＶＵが正の電圧値であるとき、検出値ＶＵＰと基準値ＶＲＰとの間の比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。なお、第１相電圧値ＶＵは交流電気信号である。比較回路１２１３は、第１相電圧値ＶＵに基づき、第１比較結果と第２比較結果のうちの１つを提供することにより対応する通知信号を提供することができる。判定回路１２１は、第１相電圧値ＶＵの正の値と負の値のためにエラーが発生したと判定することはない。
【0045】
本実施形態において、第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは第２相ノードＮＤＶに結合される。第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは、第２相電圧値ＶＶを受け取る。第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは、第２相電圧値ＶＶと基準低電圧値ＶＳＳとに基づき、検出値ＶＶＮを生成する。また、第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは、第２相電圧値ＶＶと設定電圧値ＶＣＣとに基づき、検出値ＶＶＰを生成する。本実施形態において、比較回路１２１３は第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖに更に結合される。第２相電圧値ＶＶが負の電圧値であるとき、比較回路１２１３は、検出値ＶＶＮと基準値ＶＲＮとの間の第１比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。また、第２相電圧値ＶＶが正の電圧値であるとき、検出値ＶＶＰと基準値ＶＲＰとの間の第２比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。
【0046】
本実施形態において、第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは第３相ノードＮＤＷに結合される。第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは、第３相電圧値ＶＷを受け取る。第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは、第３相電圧値ＶＷと基準低電圧値ＶＳＳとに基づき、検出値ＶＷＮを生成する。また、第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは、第３相電圧値ＶＷと設定電圧値ＶＣＣとに基づき、検出値ＶＷＰを生成する。本実施形態において、比較回路１２１３は第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗに更に結合される。第３相電圧値ＶＷが負の電圧値であるとき、比較回路１２１３は、検出値ＶＷＮと基準値ＶＲＮとの間の第１比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。また、第３相電圧値ＶＷが正の電圧値であるとき、検出値ＶＷＰと基準値ＶＲＮとの間の第２比較結果に基づいてコントローラ１２２に通知する。
【0047】
図２、図６、図７を同時に参照し、図６は、本発明の１つの実施形態に基づき図示した基準回路の回路図である。図７は、本発明の１つの実施形態に基づき図示した第１相電圧検出回路の回路図である。基準回路１２１１は、基準抵抗器Ｒ１Ｒ、Ｒ２Ｒと、基準ダイオードＤ１Ｒとを含む。基準抵抗器Ｒ１Ｒの第１端子は設定電圧値ＶＣＣを受け取る。基準抵抗器Ｒ１Ｒの第２端子は、基準値ＶＲＮを出力するために用いられる。基準抵抗器Ｒ２Ｒの第１端子は、基準抵抗器Ｒ１Ｒの第２端子に結合される。基準ダイオードＤ１Ｒのアノードは、基準抵抗器Ｒ２Ｒの第２端子に結合される。基準ダイオードＤ１Ｒのカソードは、基準低電圧値ＶＳＳに結合される。本実施形態において、基準回路１２１１は、基準抵抗器Ｒ１Ｒの抵抗値、基準抵抗器Ｒ２Ｒの抵抗値、及び基準ダイオードＤ１Ｒの順方向バイアス値ＶＤ１Ｒに基づき、基準値ＶＲＮを生成する。基準値ＶＲＮは式（１）に示される。
【0048】
【数1】
【0049】
「ＲＲ１Ｒ」は基準抵抗器Ｒ１Ｒの抵抗値を表す。「ＲＲ２Ｒ」は基準抵抗器Ｒ２Ｒの抵抗値を表す。
【0050】
本実施形態において、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、検出抵抗器Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕと、検出ダイオードＤ１Ｕとを含む。検出抵抗器Ｒ１Ｕの第１端子は、設定電圧値ＶＣＣを受け取る。検出抵抗器Ｒ１Ｕの第２端子は、検出値ＶＵＮを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ２Ｕの第１端子は、検出抵抗器Ｒ１Ｕの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｕのアノードは、検出抵抗器Ｒ２Ｕの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｕのカソードは、第１相電圧値ＶＵを受け取る。設定電圧値ＶＣＣから第１相電圧値ＶＵを減算した電圧差値が検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ１Ｕよりも大きいとき、検出ダイオードＤ１Ｕは導通状態を呈する。このため、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、検出抵抗器Ｒ１Ｕの抵抗値、検出抵抗器Ｒ２Ｕの抵抗値、及び検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ１Ｕに基づき、検出値ＶＵＮを生成する。
【0051】
例を挙げると、設定電圧値ＶＣＣから第１相電圧値ＶＵを減算した電圧差値が検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ１Ｕよりも大きいとき、検出ダイオードＤ１Ｕは導通状態を呈する。このため、検出値ＶＵＮは式（２）で表される。
【0052】
【数2】
【0053】
「ＲＲ１Ｕ」は基準抵抗器Ｒ１Ｕの抵抗値を表す。「ＲＲ１Ｕ」は基準抵抗器Ｒ１Ｕの抵抗値を表す。
【0054】
本実施形態において、比較回路１２１３は、検出値ＶＵＮと基準値ＶＲＮとに基づき、第１比較結果を生成する。比較回路１２１３は、検出値ＶＵＮから基準値ＶＲＮを減算して電圧差値を生成する。例を挙げると、基準低電圧値ＶＳＳは０ボルトである。検出抵抗器Ｒ１Ｕの抵抗値は基準抵抗器Ｒ１Ｒの抵抗値に等しい。検出抵抗器Ｒ２Ｕの抵抗値は基準抵抗器Ｒ２Ｕの抵抗値に等しい。基準ダイオードＤ１Ｒの順方向バイアス値ＶＤ１Ｒは検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ１Ｕに等しい。このため、差値は式（３）で表される。
【0055】
【数3】
【0056】
充電モードにおいて、上記差値が「０」より小さいとき、検出値ＶＵＮが基準値ＶＲＮよりも小さいことを表す。比較回路１２１３は、第１相電圧値ＶＵは基準低電圧値ＶＳＳ（即ち、０ボルト）よりも小さいと判定する。比較回路１２１３は、第１相電圧値ＶＵが負の電圧値であることに対応する第１比較結果を生成し、第１比較結果を含む通知信号ＳＮを提供する。このため、充電モードにおいて、トランジスタＭ２は導通される。一方、上記差値が「０」よりも大きいとき、トランジスタＭ２は導通されることがない。
【0057】
本実施形態において、基準回路１２１１は、基準抵抗器Ｒ３Ｒ、Ｒ４Ｒと、基準ダイオードＤ２Ｒとを更に含む。基準ダイオードＤ２Ｒのアノードは、バッテリ電圧値ＶＰを受け取る。基準ダイオードＤ３Ｒの第１端子は、基準ダイオードＤ２Ｒのカソードに結合される。基準抵抗器Ｒ３Ｒの第２端子は、基準値ＶＲＰを出力するために用いられる。基準抵抗器Ｒ４Ｒは、基準抵抗器Ｒ３Ｒの第２端子と基準低電圧値ＶＳＳとの間に結合される。基準回路１２１１は、基準抵抗器Ｒ３Ｒの抵抗値、基準抵抗器Ｒ４Ｒの抵抗値、及び基準ダイオードＤ２Ｒの順方向バイアス値ＶＤ２Ｒに基づき、基準値ＶＲＰを生成する。例を挙げると、基準低電圧値ＶＳＳは０ボルトである。基準値ＶＲＰは式（４）で表される。
【0058】
【数4】
【0059】
「ＲＲ３Ｒ」は基準抵抗器Ｒ３Ｒの抵抗値を表す。「ＲＲ４Ｒ」は基準抵抗器Ｒ４Ｒの抵抗値を表す。
【0060】
本実施形態において、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、検出抵抗器Ｒ３Ｕ、Ｒ４Ｕと、検出ダイオードＤ２Ｕとを更に含む。検出ダイオードＤ２Ｕのアノードは、第１相電圧値ＶＵを受け取る。検出抵抗器Ｒ３Ｕの第１端子は、検出ダイオードＤ２Ｕのカソードに結合される。検出抵抗器Ｒ３Ｕの第２端子は、検出値ＶＵＰを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ４Ｕは、検出抵抗器Ｒ３Ｕの第２端子と基準低電圧値ＶＳＳとの間に結合される。第１相電圧値ＶＵから検出ダイオードＤ２Ｕのアノードでの電圧値を減算した電圧差値が検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ２Ｕよりも大きいとき、検出ダイオードＤ２Ｕは導通状態を呈する。このため、第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕは、検出抵抗器Ｒ３Ｕの抵抗値、検出抵抗器Ｒ４Ｕの抵抗値、及び検出ダイオードＤ２Ｕの順方向バイアス値ＶＤ２Ｕに基づき、検出値ＶＵＰを生成する。
【0061】
例を挙げると、基準低電圧値ＶＳＳは０ボルトである。第１相電圧値ＶＵから基準低電圧値ＶＳＳを減算した電圧差値が検出ダイオードＤ１Ｕの順方向バイアス値ＶＤ２Ｕよりも大きいとき、検出ダイオードＤ２Ｕは導通状態を呈する。このため、検出値ＶＵＰは式（５）で表される。
【0062】
【数5】
【0063】
「ＲＲ３Ｕ」は検出抵抗器Ｒ３Ｕの抵抗値を表す。「ＲＲ４Ｕ」は検出抵抗器Ｒ４Ｕの抵抗値を表す。
【0064】
本実施形態において、比較回路１２１３は、検出値ＶＵＰと基準値ＶＲＰとに基づき、第２比較結果を生成する。比較回路１２１３は、検出値ＶＵＰから基準値ＶＲＰを減算することで差値を生成する。検出抵抗器Ｒ３Ｕの抵抗値は、基準抵抗器Ｒ３Ｒの抵抗値に等しい。検出抵抗器Ｒ４Ｕの抵抗値は、基準抵抗器Ｒ４Ｒの抵抗値に等しい。基準ダイオードＤ２Ｒの順方向バイアス値ＶＤ２Ｒは、検出ダイオードＤ２Ｕの順方向バイアス値ＶＤ２Ｕに等しい。このため、差値は式（６）で表される。
【0065】
【数6】
【0066】
充電モードにおいて、上記差値が「０」よりも大きいとき、検出値ＶＵＰが基準値ＶＲＰよりも小さいことを表す。比較回路１２１３は、第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいと判定する。比較回路１２１３は、第１相電圧値ＶＵがバッテリ電圧値ＶＰよりも大きいことに対応する第２比較結果を生成し、第２比較結果を含む通知信号ＳＮを提供する。このため、充電モードにおいて、トランジスタＭ１は導通される。一方、上記差値が「０」未満であるとき、トランジスタＭ１は導通されることがない。
【0067】
本実施形態において、基準抵抗器Ｒ１Ｒ～Ｒ４Ｒと検出抵抗器Ｒ１Ｕ～Ｒ４Ｕはそれぞれ、物理的な抵抗器、又はトランジスタで形成された等価抵抗器であってよい。
【0068】
図８は、本発明の１つの実施形態に基づき図示した第２相電圧検出回路の回路図である。本実施形態において、第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは、検出抵抗器Ｒ１Ｖ、Ｒ２Ｖと、検出ダイオードＤ１Ｖとを含む。検出ダイオードＤ１Ｖの第１端子は、設定電圧値ＶＣＣを受け取る。検出抵抗器Ｒ１Ｖの第２端子は、検出値ＶＶＮを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ２Ｖの第１端子は、検出抵抗器Ｒ１Ｖの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｖのアノードは、検出抵抗器Ｒ２Ｖの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｖのカソードは、第２相電圧値ＶＶを受け取る。
【0069】
第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖは、検出抵抗器Ｒ３Ｖ、Ｒ４Ｖと、検出ダイオードＤ２Ｖとを更に含む。検出ダイオードＤ２Ｖのアノードは、第２相電圧値ＶＶを受け取る。検出抵抗器Ｒ３Ｖの第１端子は、検出ダイオードＤ２Ｖのカソードに結合される。検出抵抗器Ｒ３Ｖの第２端子は、検出値ＶＶＰを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ４Ｖは、検出抵抗器Ｒ３Ｖの第２端子と基準低電圧値ＶＳＳとの間に結合される。
【0070】
第２相電圧検出回路１２１２＿Ｖの動作は図７に示した第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕの動作に類似しており、故にここでは繰り返し述べない。
【0071】
本実施形態において、検出抵抗器Ｒ１Ｖ～Ｒ４Ｖはそれぞれ、物理的な抵抗器、又はトランジスタで形成された等価抵抗器であってよい。
【0072】
図９は、本発明の１つの実施形態に基づき図示した第３相電圧検出回路の回路図である。本実施形態において、第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは、検出抵抗器Ｒ１Ｗ、Ｒ２Ｗと、検出ダイオードＤ１Ｗとを含む。検出抵抗器Ｒ１Ｗの第１端子は、設定電圧値ＶＣＣを受け取る。検出抵抗器Ｒ１Ｗの第２端子は、検出値ＶＷＮを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ２Ｗの第１端子は、検出抵抗器Ｒ１Ｗの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｗのアノードは、検出抵抗器Ｒ２Ｗの第２端子に結合される。検出ダイオードＤ１Ｗのカソードは、第３相電圧値ＶＷを受け取る。
【0073】
第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗは、検出抵抗器Ｒ３Ｗ、Ｒ４Ｗと、検出ダイオードＤ２Ｗとを更に含む。検出ダイオードＤ２Ｗのアノードは、第３相電圧値ＶＷを受け取る。検出抵抗器Ｒ３Ｗの第１端子は、検出ダイオードＤ２Ｗのカソードに結合される。検出抵抗器Ｒ３Ｗの第２端子は、検出値ＶＷＰを出力するために用いられる。検出抵抗器Ｒ４Ｗは、検出抵抗器Ｒ３Ｗの第２端子と基準低電圧値ＶＳＳとの間に結合される。
【0074】
第３相電圧検出回路１２１２＿Ｗの動作は図７に示した第１相電圧検出回路１２１２＿Ｕの動作に類似しており、故にここでは繰り返し述べない。
【0075】
検出抵抗器Ｒ１Ｗ～Ｒ４Ｗはそれぞれ、物理的な抵抗器、又はトランジスタで形成された等価抵抗器であってよい。
【0076】
上記をまとめると、モータ駆動装置は、バッテリモジュールと、変換回路とを含む。変換回路は、判定回路と、コントローラと、複数のスイッチ回路とを含む。前記複数のスイッチ回路のうちの第１相上アームスイッチ回路は、パワースイッチと、トランジスタとを含む。充電モードにおいて、第１相電圧値がバッテリ電圧値よりも大きいとき、トランジスタは導通される。トランジスタが導通されたとき、トランジスタの第１端子とトランジスタの第２端子との間の電圧差値は、明らかにパワースイッチ中のダイオードの順方向バイアス値よりも低い。このようにして、充電モードにおいて、変換回路の電圧降下損失を低減させることができる。バッテリモジュールの充電効率を向上させることができる。
【0077】
本発明を実施形態にて上記のように開示したが、本願を限定するために用いられるものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、いくつかの改変と変更を加えることができることは明らかであり、故に本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されるものに準ずる。
【産業上の利用可能性】
【0078】
本発明は、モータを駆動するために用いるモータ駆動装置を提供する。モータ駆動装置は、バッテリモジュールと、変換回路とを含む。充電モードにおいて、変換回路の電圧降下損失を低減させることができ、バッテリモジュールの充電効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【0079】
１０、１００：モータ駆動装置
１１、１１０：バッテリモジュール
１２、１２０：変換回路
１２１：判定回路
１２１１：基準回路
１２１２＿Ｕ：第１相電圧検出回路
１２１２＿Ｖ：第２相電圧検出回路
１２１２＿Ｗ：第３相電圧検出回路
１２１３：比較回路
１２２：コントローラ
Ｄ１～Ｄ６：ダイオード
Ｄ１Ｒ、Ｄ２Ｒ：基準ダイオード
Ｄ１Ｕ、Ｄ２Ｕ、Ｄ１Ｖ、Ｄ２Ｖ、Ｄ１Ｗ、Ｄ２Ｗ：検出ダイオード
ＩＵ：第１相電流
ＩＶ：第２相電流
ＩＷ：第３相電流
Ｍ１～Ｍ６：トランジスタ
ＭＴＲ：モータ
ＮＤＵ：第１相ノード
ＮＤＶ：第２相ノード
ＮＤＷ：第３相ノード
ＰＢ：バッテリ電力
ＰＭ：モータ電力
Ｒ１Ｒ、Ｒ２Ｒ、Ｒ３Ｒ、Ｒ４Ｒ：基準抵抗器
Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕ、Ｒ３Ｕ、Ｒ４Ｕ、Ｒ１Ｖ、Ｒ２Ｖ、Ｒ３Ｖ、Ｒ４Ｖ、Ｒ１Ｗ、Ｒ２Ｗ、Ｒ３Ｗ、Ｒ４Ｗ：検出抵抗器
ＳＭ１～ＳＭ６、ＳＴ１～ＳＴ６：制御信号
ＳＮ：通知信号
ＳＷ１～ＳＷ６：スイッチ回路
Ｔ１～Ｔ６：パワースイッチ
ＴＬ１：第１導通時間長
ＴＬ２：第２導通時間長
ＴＮ：マイナス電源端子
ＴＰ：プラス電源端子
ｔｐ１～ｔｐ５：時点
ＶＣＣ：設定電圧値
ＶＤ１Ｒ、ＶＤ２Ｒ、ＶＤ１Ｕ、ＶＤ２Ｕ、ＶＤ１Ｖ、ＶＤ２Ｖ、ＶＤ１Ｗ、ＶＤ２Ｗ：順方向バイアス値
ＶＰ：バッテリ電圧値
ＶＳＳ：基準低電圧値
ＶＲＮ、ＶＲＰ：基準値
ＶＵ：第１相電圧値
ＶＵＮ、ＶＵＰ、ＶＶＮ、ＶＶＰ、ＶＷＮ、ＶＷＰ：検出値
ＶＶ：第２相電圧値
ＶＷ：第３相電圧値
１１、１１０：バッテリモジュール
１２、１２０：変換回路
１２１：判定回路
１２１１：基準回路
１２１２＿Ｕ：第１相電圧検出回路
１２１２＿Ｖ：第２相電圧検出回路
１２１２＿Ｗ：第３相電圧検出回路
１２１３：比較回路
１２２：コントローラ
Ｄ１～Ｄ６：ダイオード
Ｄ１Ｒ、Ｄ２Ｒ：基準ダイオード
Ｄ１Ｕ、Ｄ２Ｕ、Ｄ１Ｖ、Ｄ２Ｖ、Ｄ１Ｗ、Ｄ２Ｗ：検出ダイオード
ＩＵ：第１相電流
ＩＶ：第２相電流
ＩＷ：第３相電流
Ｍ１～Ｍ６：トランジスタ
ＭＴＲ：モータ
ＮＤＵ：第１相ノード
ＮＤＶ：第２相ノード
ＮＤＷ：第３相ノード
ＰＢ：バッテリ電力
ＰＭ：モータ電力
Ｒ１Ｒ、Ｒ２Ｒ、Ｒ３Ｒ、Ｒ４Ｒ：基準抵抗器
Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕ、Ｒ３Ｕ、Ｒ４Ｕ、Ｒ１Ｖ、Ｒ２Ｖ、Ｒ３Ｖ、Ｒ４Ｖ、Ｒ１Ｗ、Ｒ２Ｗ、Ｒ３Ｗ、Ｒ４Ｗ：検出抵抗器
ＳＭ１～ＳＭ６、ＳＴ１～ＳＴ６：制御信号
ＳＮ：通知信号
ＳＷ１～ＳＷ６：スイッチ回路
Ｔ１～Ｔ６：パワースイッチ
ＴＬ１：第１導通時間長
ＴＬ２：第２導通時間長
ＴＮ：マイナス電源端子
ＴＰ：プラス電源端子
ｔｐ１～ｔｐ５：時点
ＶＣＣ：設定電圧値
ＶＤ１Ｒ、ＶＤ２Ｒ、ＶＤ１Ｕ、ＶＤ２Ｕ、ＶＤ１Ｖ、ＶＤ２Ｖ、ＶＤ１Ｗ、ＶＤ２Ｗ：順方向バイアス値
ＶＰ：バッテリ電圧値
ＶＳＳ：基準低電圧値
ＶＲＮ、ＶＲＰ：基準値
ＶＵ：第１相電圧値
ＶＵＮ、ＶＵＰ、ＶＶＮ、ＶＶＰ、ＶＷＮ、ＶＷＰ：検出値
ＶＶ：第２相電圧値
ＶＷ：第３相電圧値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【外国語明細書】