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▶ シェンヂェン ヴイマックス ニュー エネルギー カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-19
(45)【発行日】2022-08-29
(54)【発明の名称】単相三相充電兼用型変換回路及び車載充電機
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20220822BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 Q
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021039992
(22)【出願日】2021-03-12
(65)【公開番号】P2021145543
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2021-03-12
(31)【優先権主張番号】202010172650.X
(32)【優先日】2020-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】519259098
【氏名又は名称】シェンヂェン ヴイマックス ニュー エネルギー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ＶＭＡＸ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】５Ｆ，Ｆｅｎｇｙｕｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｎｏ．５ Ｒｏａｄ， ｓｃｉｅｎｃｅ ｐａｒｋ（Ｎｏｒｔｈ）， Ｎａｎｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０００ ＣＨＩＮＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110001841
【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ
(72)【発明者】
【氏名】リゥ ジュン
(72)【発明者】
【氏名】フォン インイン
(72)【発明者】
【氏名】イャオ シュン
(72)【発明者】
【氏名】フォン レンウェイ
【審査官】土井 悠生
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－１２１４０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６５７４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０２８９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３２５３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０３３８９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２９９７９３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ １／００－７／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＥＭＣモジュールとＰＦＣモジュールとスイッチＫ１と制御モジュールとを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点と接続され、前記仮想中点が前記スイッチＫ１を介して前記ＰＦＣモジュールのバス中点に接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つ前記グリッド入力信号のタイプに応じて前記スイッチＫ１の状態を制御するのに用いられることを特徴とする、単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項2】
前記仮想中点は、キャパシタＣＹ１を介して接地されていることを特徴とする、請求項１に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項3】
前記グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１をオンに制御し、単相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１をオフに制御することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項4】
前記ＥＭＣモジュールは、ＥＭＣ濾波器と切替装置とを含み、前記ＥＭＣ濾波器は、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う濾波ユニットで構成され、前記切替装置は、ラインＡとＢとＣとＮとの間に配置されたスイッチで構成され、前記ＥＭＣ濾波器の形態を切り替えるのに用いられることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項5】
前記グリッドを三相電源に接続している場合に、前記切替装置はラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定し、単相電源に接続している場合に、前記切替装置は両経路濾波の形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定することを特徴とする、請求項４に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項6】
Ｋ１は単極双投スイッチであり、前記グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＰＦＣモジュールのバス中点とをオンにし、単相電源に接続している場合に、前記グリッドのラインＮは、前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１のいずれかを介して出力を行い、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＥＭＣモジュールから出力されたラインＮとをオンにすることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項7】
ＥＭＣモジュールとＰＦＣモジュールと単極双投スイッチＫ２と制御モジュールとを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点と接続され、前記仮想中点が前記単極双投スイッチＫ２の固定接点と接続され、直列続流装置が前記ＰＦＣモジュールにおけるバスの間に更に配置され、前記直列続流装置の中点が前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第一動的接点が前記ＰＦＣモジュールのバス中点と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第二動的接点が前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つ前記グリッド入力信号のタイプに応じて前記単極双投スイッチＫ２の状態を制御するのに用いられることを特徴とする、単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項8】
前記直列続流装置は少なくとも直列接続された２つのダイオード、または直列接続された２つのトランジスタを含むことを特徴とする、請求項７に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項9】
前記グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールは前記単極双投スイッチＫ２の第一動的接点をオンに制御し、単相電源に接続している場合に、前記制御モジュールは前記単極双投スイッチＫ２の第二動的接点をオンに制御することを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項10】
前記ＥＭＣモジュールは、ＥＭＣ濾波器と切替装置とを含み、前記ＥＭＣ濾波器は、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う濾波ユニットで構成され、前記切替装置は、ラインＡとＢとＣとＮとの間に配置されたスイッチで構成され、前記ＥＭＣ濾波器の形態を切り替えるのに用いられることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項11】
前記グリッドを三相電源に接続している場合に、前記切替装置はラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定し、単相電源に接続されているとき、前記ＥＭＣ濾波器のラインＡの濾波ユニットは、前記切替装置による制御で前記ＰＦＣモジュールに単独接続されるか、ラインＢの濾波ユニットまたはラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続されるか、ラインＢの濾波ユニットとラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続されることを特徴とする、請求項１０に記載の単相三相充電兼用型変換回路。
【請求項12】
請求項１－１１のいずれか１項に記載の単相三相充電兼用型変換回路を備えることを特徴とする車載充電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気自動車充電の技術分野に属し、特に単相三相充電兼用型変換回路及び車載充電機に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネ及び排出削減並びにグリーン旅行の提唱とともに、新エネルギー車の需要量は日増しに増えており、電気自動車が新エネルギー車の主力となっている。車載充電機は電気自動車の重要な部分であり、電気自動車はエネルギーの区域及び形態の不定ができるのに役立つ。単相三相充電兼用型の車載充電機は広く使用されており、さまざまなグリッド環境に適用できる。特に、三相車載充電機は充電の待ち時間を短縮することができる。
【0003】
単相三相充電兼用型の車載充電機は、電気自動車の充電にさまざまな利便性をもたらすことができるが、その主回路の設計には多くの課題がある。単相三相充電兼用型の車載充電機は、実際の充電環境に応じて、単相作動モードと三相作動モードを切り替えることができる。一般に、三相作動モードでは、交流側と直流側の同相雑音を低減するように直流側の中点（Ｏ）をキャパシタを介してラインＮに接続し、雑音は接地の代わりにＮラインに送信される。また、干渉を低減するためにモジュールの外部に接地で直接送信された分量は、同時にキャパシタＹをＤＣバスの中点に接続して雑音を除去することができる。単相作動モードに切り替えると、直流側の中点（Ｏ）が干渉源となり、そのキャパシタにより交流側と直流側の同相雑音が増加することがある。さらに、一部の文献では、Ｎラインをバスの中点に接続することにより、三相作動時の同相干渉を低減するが、これによりＰＦＣバスの電圧調整範囲が制限され、空間ベクトル制御等の方法を採用してバス電圧をより広い範囲で調整することはできない。同時に、Ｎラインへの接続には、単相入力との互換性も困難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記の先行技術における車載充電機に三相充電モードと単相充電モード時の異なる同相雑音源及び経路があることを目指し、単相三相充電兼用型変換回路構造及び車載充電機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】
【0005】
本発明の実施例で提供された単相三相充電兼用型変換回路は、ＥＭＣモジュールとＰＦＣモジュールとスイッチＫ１と制御モジュールとを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点と接続され、前記仮想中点が前記スイッチＫ１を介して前記ＰＦＣモジュールのバス中点に接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つグリッド入力信号のタイプに応じて前記スイッチＫ１の状態を制御するのに用いられる。
【0006】
本発明の実施例で、前記仮想中点は、キャパシタＣＹ１を介して接地されている。
【0007】
本発明の実施例で、グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１をオンに制御し、単相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１をオフに制御する。
【0008】
本発明の実施例で、前記ＥＭＣモジュールは、ＥＭＣ濾波器と切替装置とを含み、前記ＥＭＣ濾波器は、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う濾波ユニットで構成され、前記切替装置は、ラインＡとＢとＣとＮとの間に配置されたスイッチで構成され、前記ＥＭＣ濾波器の形態を切り替えるのに用いられる。
【0009】
本発明の実施例で、グリッドを三相電源に接続している場合に、前記切替装置はラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定し、単相電源に接続している場合に、前記切替装置は両経路濾波の形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定する。
【0010】
本発明の実施例で、Ｋ１は単極双投スイッチである。グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＰＦＣモジュールのバス中点とをオンにし、単相電源に接続している場合に、グリッドのラインＮは、前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１のいずれかを介して出力を行い、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＥＭＣモジュールから出力されたラインＮとをオンにする。
【0011】
本発明の実施例で更に提供された単相三相充電兼用型変換回路は、ＥＭＣモジュールとＰＦＣモジュールと単極双投スイッチＫ２と制御モジュールとを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、ＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点と接続され、前記仮想中点が前記単極双投スイッチＫ２の固定接点と接続され、直列続流装置が前記ＰＦＣモジュールにおけるバスの間に更に配置され、前記直列続流装置の中点が前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第一動的接点が前記ＰＦＣモジュールのバス中点と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第二動的接点が前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つグリッド入力信号のタイプに応じて前記単極双投スイッチＫ２の状態を制御するのに用いられる。
【0012】
本発明の実施例で、前記直列続流装置は少なくとも直列接続された２つのダイオード、または直列接続された２つのトランジスタを含む。
【0013】
本発明の実施例で、グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールは前記単極双投スイッチＫ２の第一動的接点をオンに制御し、単相電源に接続している場合に、前記制御モジュールは前記単極双投スイッチＫ２の第二動的接点をオンに制御する。
【0014】
本発明の実施例で、前記ＥＭＣモジュールは、ＥＭＣ濾波器と切替装置とを含み、前記ＥＭＣ濾波器は、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う濾波ユニットで構成され、前記切替装置は、ラインＡとＢとＣとＮとの間に配置されたスイッチで構成され、前記ＥＭＣ濾波器の形態を切り替えるのに用いられる。
【0015】
本発明の実施例で、グリッドを三相電源に接続している場合に、前記切替装置はラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う形態に前記ＥＭＣ濾波器を設定し、単相電源に接続されているとき、前記濾波器のラインＡの濾波ユニットは、前記切替装置による制御で前記ＰＦＣモジュールに単独接続されるか、ラインＢの濾波ユニットまたはラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続されるか、ラインＢの濾波ユニットとラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続される。
【0016】
本発明の実施例で更に提供された車載充電機は、上記の単相三相充電兼用型変換回路を採用する。
【0017】
従来技術と比較して本発明の単相三相充電兼用型変換回路を採用すると、三相作動モードでは、キャパシタＣＸ１～ＣＸ３によって形成された仮想中点がＫ１でバス中点に短絡接続されて、同相電流回路を形成してグリッドに出力した同相雑音を減少させることができる。同時に、仮想中点の電圧はラインＮの電圧と等しくないため、ＰＦＣモジュールは空間ベクトル制御等の方法を採用してバス電圧をより広い範囲で調整することはできる。このとき、仮想中点の電圧は、ラインＮの電圧に対して電力周波数の３倍の低周波変動とごく小さい高周波雑音を生成する。単相作動モードでは、仮想中点とバス中点との間の接続を制御で切断することにより、直流側の中点によって引き起こされた同相雑音を遮断する。同時に、前記ＥＭＣ濾波回路の形態を切り替えることにより単相濾波を実現する。三相濾波器の巻線を完全に活用できるため、巻線の利用率が向上し、部品のコストを削減することができる。
【0018】
本発明は、三相変換モードと単相変換モードとの互換でＥＭＣ雑音を低減する可能性があり、また、三相変換モードで最適化制御方法（空間ベクトル制御など）を採用して、装置全体の性能を最適化するようにＰＦＣのバス電圧をより広い範囲で調整する可能性がある。単相変換モードで雑音を遮断しながらインターリーブで入力リップルを低減し、ＥＭＣ濾波器の切り替えで濾波部品の利用を最大化する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
図１に示されるように仮想中点を備えた単相三相充電兼用型変換回路の回路構造は、ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility：電磁適合性）モジュールとＰＦＣ（Power Factor Correction：力率補正）モジュールと中性のクランプスイッチＫ１と制御モジュールと負荷とを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃに対してＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点Ｏ１に接続され、前記仮想中点Ｏ１が前記スイッチＫ１を介して前記ＰＦＣモジュールのバス中点Ｏに接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つグリッド入力信号のタイプに応じて前記スイッチＫ１の状態を制御するのに用いられる。前記ＰＦＣモジュールは、グリッドから入力された電力を直流に変換し、負荷に電力を供給するのに用いられる。前記ＰＦＣモジュールのトポロジー構造は、三相２レベルのトポロジー構造を採用したり、三相ウィーンまたは三相ｂｕｃｋ等のトポロジー構造を採用したりすることができる。
【0021】
前記単相三相充電兼用型変換回路は充電機に用いられる可能性がある。上記の単相三相充電兼用型変換回路の作動原理を以下に説明する。
【0022】
まず、制御モジュールは、グリッドから入力されたラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎの信号を収集し、次にその作動モードを判定することにより、スイッチＫ１の接続を制御する。スイッチＫ１は継電器で実現でき、又はＭＯＳ、ＩＧＢＴ、双方向サイリスタなどによって形成されたスイッチング回路の様な半導体スイッチであり得る。本発明はこれを限定するものではない。
【0023】
仮に前記制御モジュールにより充電器が三相作動モードにあると判定するとすれば、Ｋ１をバス中点と仮想中点と接続していない場合、バスと接地との間に生成された高周波同相干渉雑音はキャパシタＹまたは寄生キャパシタの経由で入力ポートに伝わることがあるため、電源がＥＭＣテストに合格するのが困難になる。この問題を目指して、図２は三相作動モードでのトポロジー構造の一例を示す。このモードでは、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎの濾波器のインダクタ及びキャパシタが作動状態にある。図２に示されるように、制御モジュールは単相三相充電兼用型変換回路が三相作動モードにあると判断する場合、制御モジュールはスイッチＫ１を閉合にしてＤＣバス側の中点Ｏを仮想中点Ｏ１とキャパシタＣＹ１と接続させる。このとき、ラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１は、キャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介してバス中点のキャパシタと回線を形成してこの低抵抗経路を介して同相干渉を伝えるため、入力側に送信されたバス雑音の分量を低減する。同時に、キャパシタＣＹ１は直流側の同相雑音を吸収できるため、回路全体の同相雑音を低減することがある。さらに、バス中点はラインＮにクランプされていないため、すべての接続が容量性接続になる。したがって、空間ベクトル制御方法を採用して直流側のキャパシタ電圧をより広い範囲で調整する可能性がある。図３は、空間ベクトルで制御するとき、ラインＮまたは接地に対するバス中点Ｏの電圧を示す。これは低周波電圧であり、高周波信号がほとんどないため、システムのＥＭＣ干渉が減少する。
【0024】
変換器が単相作動モードにある場合に、接地に対するバス中点の電圧は単相整流中に＋Ｖｄｃと－Ｖｄｃとの間で定期変化し、ＡＣ電圧を重ね合わせるため（図４は、バス中点と接地との間の電圧を示す）、この電圧は、入力電圧ゼロ交差点に高いｄｖ／ｄｔ雑音分量を含む。Ｋ１を閉合にする場合（バス中点はまだキャパシタＹを介して接地している）、ＤＣバス側の雑音は仮想中点を介して接地を結合するため、比較的大きい干渉雑音を引き起こし、比較的大きいＥＭＣ問題をもたらす。
【0025】
この問題を目指して、単相モードでの一実例であるトポロジー構造を提供する。このモードでは、ラインＡとラインＮにおける濾波器のインダクタとキャパシタのみが作動状態にある。単相作動モードでは、Ｋ１を切断するとバス中点の電圧から接地する経路を切断し、ＥＭＣの目標をより簡単に達成できるようになる。
【0026】
必要な説明として、前記ＥＭＣモジュールは、ＥＭＣ濾波器と切替装置とを含み、前記ＥＭＣ濾波器は、ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎに対してそれぞれ濾波を行う濾波ユニットで構成され、前記切替装置は、ラインＡとＢとＣとＮとの間に配置されたスイッチ（Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ１３、Ｋ１４）で構成され、前記ＥＭＣ濾波器の形態を切り替えるのに用いられる。切替装置は、ＥＭＣ濾波器の前に位置したり、ＥＭＣ濾波器の間及び後に位置したりすることができ、本発明は、その位置を制限しない。
【0027】
三相モードでは、前記切替装置はＥＭＣ濾波器のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎの４経路濾波を維持する。単相モードでは、前記切替装置はＥＭＣ濾波器を両経路濾波に切り替る。前記切替装置は、ライン１、ライン２またはライン３の濾波器を作動させる。ライン２またはライン３の濾波器が作動する場合、前記ＰＦＣモジュールをインターリーブモードで作動させて入力リップル電流をさらに低減し、ＥＭＣ干渉を減少させる。図５に示されるように、第２段はライン３の濾波器を使用し、単相作動でＫ１１、Ｋ１２、Ｋ１３を閉合にし、Ｋ１を切断する。ＡＣ入力ＡとＮは第１段の濾波器を通って入り、Ａ相はＫ１１とＫ１２を介して第二濾波器の２つの巻線を用いて濾波を行った後ＰＦＣモジュールに出力する。ラインＮはＫ１３を介して第二濾波器の１つの巻線を用いて濾波を行った後ＰＦＣモジュールに出力する。
【0028】
図６に示されるように、前記ＥＭＣモジュールの第２段はライン４の濾波器を使用し、単相作動でＫ１１、Ｋ１２、Ｋ１３を閉合にし、Ｋ１を切断する。ＡＣ入力ＡとＮは第１段の濾波器を通って入り、Ａ相はＫ１１とＫ１２を介して第二濾波器の２つの巻線を用いて濾波を行った後ＰＦＣモジュールに出力する。ラインＮはＫ１３とＫ１４を介して第二濾波器の２つの巻線を用いて濾波を行った後ＰＦＣモジュールに出力する。単相作動では、第二濾波器の巻線をすべて利用するため、各巻線の電流を減少し、全体的な設計コストを低減し、効率を向上させることができる。同時に、ＰＦＣモジュールにおけるＬ１及びＬ２の対応モジュールは、インターリーブモードで作動して入力異相電流を減らすことができる。注意すべきなのは、ここで切替スイッチＫ１１、Ｋ１３も入力ポートに移動できるため、第１段の濾波器への入力もより適切に利用できることである。
【0029】
図７に示されるように、図１に示された回路に基づいて、仮想中点Ｏ１はキャパシタＣＹ１を介して更に接地することがあり、スイッチＫ１と直流側の中点Ｏとの間に選択的な抵抗Ｚｓｅｌが直列接続されることがある。スイッチＫ１は更に単極双投スイッチを利用することがある。グリッドを三相電源に接続している場合に、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＰＦＣモジュールのバス中点とをオンにし、単相電源に接続している場合に、グリッドのラインＮは、前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＣ１を介して出力を行い（このとき、ＥＭＣモジュール内ではＮラインがＣラインと並列接続されており、ＮラインはＣ１ラインを介して出力したり、Ａ１ラインまたはラインＢ１を介して出力したりすることができる）、前記制御モジュールはスイッチＫ１を制御して前記仮想中点と前記ＥＭＣモジュールから出力されたラインＮとをオンにする。
【0030】
本発明に提供された図８に示される様な単相三相充電兼用型変換回路の第２例の構造は、ＥＭＣモジュールとＰＦＣモジュールと単極双投スイッチＫ２と制御モジュールとを含み、前記ＥＭＣモジュールは、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｎと前記ＰＦＣモジュールとの間に接続され、グリッドのラインＡ、Ｂ、Ｃに対してＥＭＣモジュールから引かれたラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１が前記ＰＦＣモジュールと接続され、且つラインＡ１、Ｂ１、Ｃ１がそれぞれキャパシタＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３を介して設定された仮想中点Ｏ１に接続され、前記仮想中点が前記単極双投スイッチＫ２の固定接点と接続され、直列続流装置が前記ＰＦＣモジュールにおけるバスの間に更に配置され、前記直列続流装置の中点がグリッドのラインＮに対して前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第一動的接点が前記ＰＦＣモジュールのバス中点と接続され、前記単極双投スイッチＫ２の第二動的接点が前記ＥＭＣモジュールから引かれたラインＮ１と接続され、前記制御モジュールは、グリッド入力信号を検出し、且つグリッド入力信号のタイプに応じて前記単極双投スイッチＫ２の状態を制御するのに用いられる。
【0031】
上記のように仮想中点Ｏ１はキャパシタＣＹ１を介して更に接地することがあり、スイッチＫ１と直流側の中点Ｏとの間に選択的な抵抗Ｚｓｅｌが直列接続されることがある。
【0032】
前記直列続流装置は少なくとも直列接続された２つのダイオードまたはトランジスタを含む。２つのダイオードの中点がラインＮ１に直接接続されている。必要な説明として、前記直列続流装置は、その機能が続流または転流であるため、直列接続された２つのダイオードまたはトランジスタのみで構成されることもできる。三相作動では、この直列構造を利用して整流や転流を行うことができるため、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の変換ユニットを占用する必要がなく、より高仕事率の単相変換を実現できる。
【0033】
図９は、三相入力時の典型的な配置例を示す。三相入力の場合、Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ１３、及びＫ１４をすべて切断し、Ｋ２を１に設定する。ラインＮ１が続流装置を介してＰＦＣ出力バスに接続されるが、電圧がバスの間でのみ浮動するため、続流装置は導通せず、断路に相当する。この配置により、図２と同じ機能を実現し、三相作動時のＥＭＣ干渉を低減できる。
【0034】
図１０は、単相入力時の典型的な配置例を示す。三相入力の場合、Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ１３、及びＫ１４をすべて閉合にし、Ｋ２を２に設定する。このとき、ＰＦＣモジュールはインターリーブの作動モードを採用して、ＥＭＣ濾波器中のＡ相入力異相リップル電流とＰＦＣ直流側におけるキャパシタのリップル電流を低減することができる。次に、ＥＭＣ濾波器Ｌ２１中の上位３つの線路を流れる電流は等しく、すべて単相入力電流の３分の１である。したがって、この設計は、単相作動時の濾波器の使用率を向上させ、部品のコストを削減し、効率を高めるのにも役立つ。
【0035】
説明しなればいけないのが、単相電源に接続されているとき、図１０において、前記濾波器のラインＡの濾波ユニットは、前記切替装置による制御でラインＢの濾波ユニットとラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続されるか、前記濾波器のラインＡの濾波ユニットは、制御で前記ＰＦＣモジュールに単独接続されるか、ラインＢの濾波ユニットまたはラインＣの濾波ユニットと並列して前記ＰＦＣモジュールに接続される。
【0036】
さらに説明しなればいけないのが、本発明の実施例で、単極双投スイッチＫ２を、前記ＰＦＣモジュールのバス中点と仮想中点との間に接続された単極単投スイッチまたは２つのスイッチにも置き換える可能性があり、すべての切替スイッチは、半導体スイッチを用いることができる。
【0037】
要約すると、本発明の単相三相充電兼用型変換回路を、単相と三相の作動モード間で柔軟に切り替えることができ、濾波器の構造に対する単相三相の異なる雑音源の要件に適応し、単相三相の作動モードでのＥＭＣ雑音の低減と互換性がある。さらに、三相作動モードで最適化制御方法（空間ベクトル制御など）を採用して出力電圧の広い調整範囲を維持し、従って変換器の性能を向上させることができる。同時に、変換回路はＥＭＣの同相インダクタを最大限に活用できるため、製品コストを削減する。
【0038】
上記の説明は、単なる本発明の好ましい実施例だけであり、限定するものではない。本発明の趣旨および原則の範囲内で行われた修正、同等の置き換え及び改善は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
