专利名称：电功率控制装置和电功率控制装置中的电功率计算方法
技术领域：
本发明涉及一种在功率电子产品中在驱动/再生模式时输入/输出功率的计算方法，该功率电子产品包括斩波电路并且被配置为例如用来执行电动机控制。
背景技术：
例如，非专利文献1以及专利文献1和2均提出了一种电动机驱动装置，作为用于通过使用斩波电路将直流电源的电功率供应给负载和将负载的电功率再生到直流电源中的装置。引用列表非专利文献非专利文献1 日本电气工程师学会的期刊-D中“220000r/min-2kW PM Motor Drive System for Turbocharger (用于涡轮增压器的 220000r/min_2kW PM 电动机驱动系统)”，2005年第125卷，第9期，第854-861页专利文献专利文献1 日本专利第3278188号专利文献2 日本专利申请公布第2008-295^0号图3表示了装备有直流电源、斩波电路和逆变器的电动机驱动装置的一个实例。在图3中，附图标号10代表电池，并且附图标号Cl代表电容器。电容器Cl与电池10并联连接。附图标号11代表通过电抗器Ll与电池10并联连接的开关元件。附图标号12代表与开关元件11串联连接的开关元件。开关元件11与续流二极管(旁路二极管)13逆并联(反并联)连接。开关元件 12与续流二极管(旁路二极管)14逆并联连接。开关元件11和12的串联组合体与电容器C2并联连接。电容器C2与通过串联连接开关元件15和16形成的串联组合体连接。电容器C2与开关元件15和16的该串联组合体并联。开关元件15与续流二极管(旁路二极管)17逆并联连接。开关元件16与续流二极管(旁路二极管)18逆并联连接。电抗器L2的一端与开关元件15和16的共同连接点连接。具有三相桥配置的逆变器19被布置在电抗器L2的另一端与电池10的负极端子之间并且与电抗器L2的所述另一端以及电池10的负极端子连接。逆变器19的三相输出被供应给PM电动机20。逆变器19和电抗器L2的共同连接点通过二极管Dl的阳极和阴极与开关元件12 和电容器C2的共同连接点(=点P)连接。逆变器19是120度导通型电流源逆变器。逆变器19由开关元件和续流二极管 (旁路二极管)构成。逆变器19的各开关元件以三相桥的形式彼此连接。逆变器19的续流二极管中的每个都与逆变器19的相应开关元件逆并联连接。附图的图示中省略了逆变器19的门驱动电路、用于感测点P的电压Vdc的检测器和用于感测流入电抗器L2的电流Idc的检测器。现在将要说明如上配置的装置的操作。首先，在驱动模式时，开关元件11被接通(开启)，使得电流通过来自电池10并经由电容器Cl平滑化(smoothed)的直流电压而施加给电抗器Li。由此，能量被存储在电抗器Ll中。然后，开关元件11被关断(断开)，使得存储在电抗器Ll中的能量通过续流二极管14充电到电容器C2中。由此，电容器C2的电压升高。借助这样的结构，即使电容器C2侧的电压高，也能够对电容器C2充电。相应地， 电抗器Ll、开关元件11、二极管14和电容器C2构成第一升压斩波电路。此时，开关元件11 被重复地接通和关断以便维持电容器C2的电压Vdc在恒定的电平。通过改变电容器C2的该电压控制或调节(AVR)的目标值，损失减少变为可能。而且，当开关元件15被接通时，电流被施加于电抗器L2，使得能量被存储在电抗器L2中。在这种情况下，除非电容器C2侧的电压Vdc高于电抗器L2侧的电压，否则不能进行驱动。接着，当开关元件15被关断并且开关元件16被接通时，借助于存储在电抗器L2 中的能量，恒定的电流通过开关元件16和逆变器19的任意两个现在导通的开关元件流入电抗器L2中。通过未示出的电流检测器检测该电流。可选择地，从基于门信号的波形检测或估计PM电动机20的旋转速度。为了将该电流或旋转速度置于其目标值，执行开关元件 15和16的通/断控制，从而执行电流控制(ACR)或速度控制(ASR)。此外，通过利用开关元件15和16的通/断控制，使电动机20能够通过低于电池电压的电压电平被旋转。接着，现在将描述在再生模式时的操作。在再生时，PM电动机20产生与其旋转速度成比例的感应电压。如果电动机的感应电压变得高于电抗器L2侧的电压，则电流能够通过逆变器19的未示出的续流二极管中的任一个施加于电抗器L2侧。当开关元件16被接通时，电流流入电抗器L2，使得能量被存储在电抗器L2中。然后，当开关元件16被关断时， 电流通过电抗器L2的能量首先流过二极管17。接着，在经过了死区时间后开关元件15被接通。由此，电流流过开关元件15并被充电到电容器C2中，使得电容器C2的电压升高。借助这样的结构，即使PM电动机20的感应电压低，也能够对电容器C2充电。相应地，开关元件15和16、电抗器L2和电容器C2构成第二升压斩波电路。在该第二升压斩波部分中，执行电流控制(ACR)以使电流维持在恒定的水平，或执行PM电动机20的速度控制(ASR)，或执行功率控制(APR)以使电功率维持在恒定的水平。此时，通过电容器C2的电压的升高量使电功率返回到电池10，该电压的升高量是由于来自第二升压斩波电路的再生功率引起的。作为电功率返回到电池10的具体过程，开关元件12被接通以便将电流施加于电抗器Li。由此，电抗器Ll存储能量。然后，开关元件12被关断，从而通过电抗器Ll的能量使电流经由续流二极管13施加于电抗器Li。另外，当逆变器19的门被切断时，作为旁路，逆变器19的正侧电压通过二极管Dl 被引导到电容器C2的点P。因而，可抑制逆变器19的电压上升。因此，能够防止构成逆变器19的相应开关元件的损坏。
发明内容
技术问题如上所述，在图3的装置中，执行对点P的电压Vdc的电压控制和对流入电抗器L2 的电流Idc的电流控制。因而，电压Vdc和电流Idc是已经知晓的。
然而，流入与直流功率的输入部分对应的点P(=施加电压Vdc的区域，S卩，产生电压Vdc的区域)的电流的值是未知的。同样，在电池10的负极端子与逆变器19和电抗器 L2(=电流Idc流入的区域)的共同连接点之间施加的电压的值是未知的。电抗器L2和逆变器19的共同连接点对应于直流功率的输出部分。因此，不能计算输入/输出电功率值。因此，在执行输出功率控制或再生功率控制的情况下，为了精确地进行控制，必须通过在具有电压Vdc的区域提供电流检测器或者在具有电流Idc的区域提供电压检测器来测量电功率值。本发明解决了上述的问题。本发明的一个目的是，提供一种电功率控制装置或电功率控制装置中的电功率计算方法，设计成在不使用输入部分的电流检测器或输出部分的电压检测器的情况下计算输入/输出电功率值。问题的解决方案一种电功率控制装置包含直流电源；斩波电路，该斩波电路包括第一开关元件、 第二开关元件和电抗器，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，并且电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，该负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间。该电功率控制装置通过控制斩波电路被配置为将直流电源的直流功率供应给负载并且配置为用负载的直流功率再生直流电源。在这种电功率控制装置中，当实施普通的电压控制和/或电流控制时，直流电源的输出电压 Vdc、流入电抗器的电流Idc、斩波电路的第一开关元件的开关占空比(switching duty) Cl1, 斩波电路的第二开关元件的开关占空比d2、和在第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT是已知的。此时，开关占空比Cl1满足条件0彡Cl1 ( 1，开关占空比(12满足条件 0彡d2彡1，和死区时间DT满足条件0彡DT彡1。而且，满足关系式1 = di+4+DT。因此，根据本发明，通过使用这些已知的值Vdc、Idc、Cl1, d2和DT按照以下的方式确定(得到)电功率W。也就是说，(1)在只执行负载的驱动以及开关占空比Cl1也已知的情况下，通过计算以下的公式(1)确定电功率W。W = Vdc · Cl1 · Idc —(1)(2)在只执行从负载的功率再生以及开关占空比d2也已知的情况下，通过计算以下的公式(2)确定电功率W。W = Vdc · (l-d2) · Idc —(2)(3)在执行负载的驱动以及开关占空比d2也已知的情况下，通过计算以下的公式 (3)确定电功率W。W = Vdc · (l-d2-DT) · Idc —(3)(4)在从负载再生电功率以及开关占空比Cl1也已知的情况下，通过计算以下的公式⑷确定电功率W。W = Vdc · (di+DT) · Idc —(4)(5)在执行负载的驱动和从负载的再生以及开关占空比Cl1和开关占空比d2也已知的情况下，通过计算以上的公式⑴至⑷中任一项确定电功率W。(6)此外，计算斩波电路的内部损耗，和由此基于该内部损耗得到斩波电路的输入与输出之间的电功率比(比率)η。然后，从电功率比η和通过上述公式⑴至⑷之一所得到的电功率W，通过计算以下的公式(5)确定在考虑设备效率的情况下经调节的电功率 Ψ。r=n.W -—(5)根据上述结构，能够计算出电功率值，而无须提供用于检测流入直流电源(施加电压Vdc的区域)的电流的电流检测器和用于检测施加于电抗器另一端的电压(电流Idc 流入的区域的电压)的电压检测器。发明的有益效果(1)根据如权利要求1至8所述的发明，在无须提供用于检测流入直流电源的电流的电流检测器和无须提供用于检测施加于电抗器的另一端的电压的电压检测器的情况下， 能够计算出电功率值。(2)此外，通过利用计算出的电功率值，在无须提供电流检测器或电压检测器的情况下，能够精确地达到驱动(功率运行)功率控制或再生功率控制。
图1为应用本发明的电功率控制装置的配置图。图2为表示按照本发明的第七至第九实例的主电路图。图3为表示应用本发明的电动机驱动装置的一个实例的电路图。
具体实施例方式下面，将参考附图描述根据本发明的实施例。然而，本发明并不限于以下实施例的实例。图1表示应用本发明的电功率控制装置的配置。附图标号1代表直流电源(DC电源)，例如，图3中由从(施加电压Vdc的)点P到电池10的电路构成，即，由电池10、电容器Cl和C2、电抗器Li、开关元件11和12以及续流二极管13和14构成。根据本发明的该直流电源1不限于图3所示的电路，并且可以是具有桥式可控硅整流电路或者具有电压值Vdc的电池的直流电源。附图标记2代表斩波电路，例如，包括图3中开关元件15和16、续流二极管17和 18以及电抗器L2。附图标记3代表控制部分，该控制部分包括用于计算电功率W的功能。例如，控制部分3的该功能基于图3的点P的电压Vdc、流入电抗器L2的电流Idc、斩波电路2的第一开关元件(图3的开关元件15)的开关占空比Cl1、斩波电路2的第二开关元件(图3的开关元件16)的开关占空比d2、以及第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT利用上述的公式(1)至⑷来计算电功率W。开关占空比Cl1满足条件0彡Cl1彡1。开关占空比d2 满足条件0 < d2 < 1。死区时间DT满足条件0彡DT < 1。此外，控制部分3包括用于计算在考虑设备效率的情况下经调节的电功率W’的功能。控制部分3的该功能通过计算斩波电路2的内部损耗和基于内部损耗从电功率W和斩波电路的输入与输出的功率比(比率)n计算上述的公式(5)，来计算电功率W’。
此外，控制部分3包括这样的功能，该功能用于通过控制斩波电路2执行控制以将直流电源1的直流功率供应给直流负载4和执行(再生)控制以将直流负载4的直流功率返回到直流电源1。直流负载4，例如在图3中，包括用于将直流功率转换为交流功率的逆变器19、和与逆变器19的交流侧相连接的PM电动机20。在普通的电压控制或电流控制的情况下，电压Vdc、电流Idc、开关占空比(占空比时间)Cl1、开关占空比(占空比时间)d2和死区时间DT是已知的(1 = d^d^DT) 0从图1的描述中省略掉用于检测这些值的部件。接着，现在将解释应用本发明于图3的电动机驱动装置的各个具体实例。在以下的实例中，开关元件11、12、15和16在PM电动机20的驱动模式时和在PM电动机20的电功率的再生模式时的操作基本上如上所述。第一实例在第一实例中，本发明应用于这样的情况，其中，在图3的电路中只执行PM电动机 20的驱动且开关元件15的开关占空比Cl1是已知的。要注意，开关占空比Cl1由占空比=A/ B表示，其中，A代表开关元件的接通时间并且B代表ON-OFF(通-断)操作的一个周期。此时，不需要在再生动作过程中执行通-断控制的开关元件16和12。因而，开关元件16和二极管18的组合体可以只用二极管18代替，以及开关元件12和二极管14的组合体可以只用二极管14代替。流入图3的点P(=施加电压Vdc的区域)的电流的值等于Cl1 · Idc0相应地，图 1的控制部分3通过以下的公式⑴计算电功率W的值。W = Vdc · Cl1 · Idc —(1)第二实例在第二实例中，本发明应用于这样的情况，其中，在图3的电路中只执行PM电动机 20的电功率的再生(经由PM电动机20的再生模式)且开关元件16的开关占空比d2是已知的。此时，不需要在驱动动作过程中执行通-断控制的开关元件15和11。因而，开关元件15和二极管17的组合体可以只用二极管17代替，以及开关元件11和二极管13的组合体可以只用二极管13代替。在电功率的再生过程中，当开关元件16处于OFF(关断)状态时，再生电流通过开关元件15或二极管17流入点P(施加电压Vdc的区域)中。相应地，该再生电流的值等于电流Idc与开关元件16的关断时间(l-d2)的乘积(相乘)。因此，图1的控制部分3通过以下的公式(2)计算电功率W的值。W = Vdc · (l-d2) · Idc —(2)第三实例在第三实例中，本发明应用于这样的情况，其中，在图3的电路中执行PM电动机20 的驱动且开关元件16的开关占空比d2是已知的。在PM电动机20的驱动过程中，当开关元件15处于ON(接通)状态时，电流从点 P流入。开关元件15的该接通时间利用开关元件16的关断时间(l-d2)和死区时间DT通过(l-d2-DT)表示。相应地，流入点P的电流的值等于(l-d2-DT) · Idc0因此，图1的控制部分3通过以下的公式(3)计算电功率W的值。W = Vdc · (l-d2-DT) · Idc —(3)第四实例在第四实例中，本发明应用于这样的情况，其中，在图3的电路中执行PM电动机20 的电功率的再生且开关元件15的开关占空比Cl1是已知的。在电功率再生的过程中，当开关元件16处于OFF(关断)状态时，再生电流通过被接通的开关元件15流入点P。开关元件16的该关断时间通过开关元件15的开关占空比Cl1 与死区时间DT的和(屯+DT)表示。相应地，流入点P的再生电流的值等于电流Idc与开关元件16的关断时间((UDT)的乘积(相乘)。因此，图1的控制部分3通过以下的公式⑷计算电功率W的值。W = Vdc · (di+DT) · Idc —(4)第五实例在第五实例中，本发明应用于这样的情况，其中，在图3的电路中执行PM电动机20 的驱动和电功率再生且开关元件15的开关占空比Cl1和开关元件16的开关占空比d2是已知的。图1的控制部分3通过第一至第四实例的以上公式⑴至⑷之一计算电功率W 的值。第六实例在第一至第五实例中计算的电功率的值是图3的点P(施加电压Vdc的区域)的电功率值。因而，在实际的设备(装置)的情况下，点P的该电功率值由于内部损耗而偏离于斩波电路的输入/输出部分的电功率值。因此，在该实例中，计算内部损耗。在输入/输出部分相对于图3的点P的电功率比已知为η的情况下，通过利用在第一至第五实例中计算出的电功率W计算以下的公式(5)，能够得到输入/输出部分的精确的电功率W’。r=n.W -—(5)要注意，设备的效率η可以用作该比n。第七实例在第七实例中，包括如图2中所示的控制回路的功率控制或功率调节(APR)基于在第一至第六实例中计算出的电功率值W(W’)被应用于先前已经执行了电流控制(ACR)的图3的开关元件15和16。由此，可以在无须提供附加电流/电压检测器的情况下达到功率运行(驱动)控制和功率再生控制。图2取出图3的一部分，并且用相同的附图标号表示与图3的部件相同的部件。在图2中，附图标号30代表电功率控制部分，用于基于电功率命令值W d和在第一至第六实例中计算出的电功率值W(W’ )执行功率控制(APR)。附图标号40代表电流控制部分，用于基于电流命令值Idcemd和电流检测值Idc执行电流控制(ACR)。第八实例在与第三实例相同的情况下(即，在图3中执行驱动且只有开关元件16的开关占空比(12是已知的情况下)和同样在第七实例的情况下实施第八实例。在第八实例中，忽略上述公式(3)的死区时间DT。也就是说，通过以下公式(6)计算作为控制目标的电功率值IW = Vdc · (l-d2) · Idc —(6)在这种情况下，由死区时间的影响导致控制的误差。因此，电功率命令值Wraod被修改为W’ d，如以下的公式(7)所示。相应地，可以精确地执行输出电功率控制，因为增加了依据死区时间的校正。W，cmd = Wcmd+DT · Vdc · Idc -—(7)第九实例在与第四实例相同的情况下(S卩，在图3中执行再生且只有开关元件15的开关占空比Cl1是已知的情况下)和同样在第七实例的情况下实施第九实例。在第九实例中，忽略上述公式的死区时间DT。也就是说，通过以下公式(8)计算作为控制目标的电功率值 IW = Vdc · Cl1 · Idc —(8)在这种情况下，由死区时间的影响导致控制的误差。因此，电功率命令值Wraod被修改为W’ d，如以下的公式(9)所示。相应地，可以精确地执行输出电功率控制，因为增加了依据死区时间的校正。W，cmd = Wcmd-DT · Vdc · Idc -—(9)附图标号列表1-直流电源2-斩波电路3-控制部分4-直流负载10-电池11、12、15、16_ 开关元件13、14、17、18-续流二极管19-逆变器20-PM 电动机30-电流控制部分40-电功率控制部分Cl、C 2-电容器L1、L2-电抗器Dl-二极管
权利要求
1.一种电功率控制装置，包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，所述第一开关元件和所述第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来将直流电源的直流功率供应给负载， 其特征在于，所述电功率控制装置还包括配置为检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc和斩波电路的第一开关元件的开关占空比Cl1的部件，其中，开关占空比Cl1满足条件0 < Cl1 < 1 ；和配置为从检测到的Vdc、Idc和Cl1通过计算Vdc · Cl1 · Idc来确定电功率W的控制部件。
2.一种电功率控制装置中的电功率计算方法，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件与直流电源串联地设置在直流电源的正极端子与负极端子之间，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来将直流电源的直流功率供应给负载， 其特征在于，所述电功率计算方法包括用于检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc和斩波电路的第一开关元件的开关占空比Cl1的装置，其中，开关占空比Cl1满足条件0 < Cl1 < 1 ；和用于从检测到的Vdc、Idc和Cl1通过计算Vdc · Cl1 · Idc来确定电功率W的控制装置。
3.一种电功率控制装置中的电功率计算方法，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来用负载的直流功率再生直流电源，其特征在于，所述电功率计算方法包括用于检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc和斩波电路的第二开关元件的开关占空比d2的装置，其中，开关占空比(12满足条件0 < d2 ^ 1 ；和用于从检测到的Vdc、Idc和d2通过计算Vdc · (l-d2) · Idc来确定电功率W的控制装置。
4.一种电功率控制装置中的电功率计算方法，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来将直流电源的直流功率供应给负载， 其特征在于，所述电功率计算方法包括用于检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc、斩波电路的第二开关元件的开关占空比d2、和第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT的装置，其中，开关占空比d2满足条件0彡d2彡1，死区时间DT满足条件0彡DT彡1 ；和用于从检测到的Vdc、Idc、d2和DT通过计算Vdc · (l-d2-DT) · Idc来确定电功率W的控制装置。
5.一种电功率控制装置，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来用负载的直流功率再生直流电源， 其特征在于，所述电功率控制装置还包括配置为检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc、斩波电路的第一开关元件的开关占空比屯、和第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT的部件，其中，开关占空比Cl1满足条件0彡Cl1彡1，死区时间DT满足条件0彡DT彡1 ；和配置为从检测到的Vdc、Idc、Cl1和DT通过计算Vdc ·(屯+DT) · Idc来确定电功率W的控制部件。
6.一种电功率控制装置中的电功率计算方法，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路来用负载的直流功率再生直流电源， 其特征在于，所述电功率计算方法包括用于检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc、斩波电路的第一开关元件的开关占空比Cl1、和第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT的装置，其中，开关占空比Cl1满足条件0彡Cl1彡1，死区时间DT满足条件0彡DT彡1 ；和用于从检测到的Vdc、Idc、Cl1和DT通过计算Vdc ·(屯+DT) · Idc来确定电功率W的控制装置。
7.一种电功率控制装置中的电功率计算方法，所述电功率控制装置包括 直流电源；斩波电路，所述斩波电路包括第一开关元件，第一开关元件的一端与直流电源的正极端子侧相连接， 第二开关元件，第二开关元件的一端与直流电源的负极端子侧相连接，其中，第一开关元件和第二开关元件设置在直流电源的正极端子与负极端子之间以与直流电源串联，和电抗器，电抗器的一端与位于第一开关元件的另一端和第二开关元件的另一端之间的共同连接点相连接；以及负载，所述负载连接在电抗器的另一端与直流电源的负极端子之间，其中，所述电功率控制装置被配置为通过控制斩波电路将直流电源的直流功率供应给负载并且用负载的直流功率再生直流电源，其特征在于，所述电功率计算方法包括用于检测直流电源的输出电压Vdc、流入电抗器的电流Idc、斩波电路的第一开关元件的开关占空比Cl1、斩波电路的第二开关元件的开关占空比d2、和第一开关元件与第二开关元件之间的死区时间DT的装置，其中，开关占空比Cl1满足条件0彡Cl1彡1，开关占空比d2 满足条件0彡d2彡1，死区时间DT满足条件0彡DT彡1 ；和用于从检测到的 Vdc、Idc、Cl1、(12和 DT 通过计算 Vdc · Cl1 · Idc、Vdc · (l_d2) · Idc、 Vdc · (l-d2-DT) · Idc和Vdc · (di+DT) · Idc中的任一个来确定电功率W的控制装置。
8.如权利要求2-4、6和7中任一项所述的电功率计算方法，其中，所述控制装置被配置为计算斩波电路的内部损耗，和从电功率W和基于内部损耗的斩波电路的输入与输出之间的电功率比η通过计算η 来确定考虑了设备效率的电功率W’。
全文摘要
提供一种电功率控制装置中的电功率计算方法，其能够在无须使用输入单元的电流检测器和输出单元的电压检测器的情况下获得输入/输出功率值。在包括电池(10)、开关元件(15、16)、电抗器(L2)、和用于驱动PM电动机(20)的逆变器(19)的电动机驱动装置中，基于在电容器(C2)的正侧的P点电压(Vdc)、流入电抗器(L2)中的电流(Idc)、和满足条件0≤d1≤1的开关元件(15)的开关占空比(d1)计算Vdc·d1·Idc，由此获得电功率(W)。开关元件(15、16)直接与电容器(C2)相连接，在该电容器(C2)中，通过增加电池电压获得的电压(Vdc)被充电并且经受斩波控制。电抗器(L2)的一个端子与开关元件(15、16)的共同连接点连接。逆变器(19)被连接在电抗器(L2)的另一端子和电池(10)的负端子之间。
文档编号H02M3/155GK102474178SQ20108003040
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者只野裕吾, 山口崇, 掛林徹 申请人:株式会社明电舍