DE102014210326A1 - Antriebseinrichtung - Google Patents

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DE102014210326A1
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c/o Honda R & D Co. Ltd. Ohnuki Yasumichi
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Eine Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt eine erste und eine zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung, so dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar von ersten und zweiten Schalteinrichtungen, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, und einem Paar von ersten und dritten Schalteinrichtungen, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind. Die Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt einen Schalt-Vorgang der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, auf Basis von einem ersten Tastgrad. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung und die zweite Schalteinrichtung invertiert und die alternativen Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von sowohl der ersten als auch der zweiten Schalteinrichtung werden durchgeführt. Die Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt einen Schalt-Vorgang der ersten Schalteinrichtung und der dritten Schalteinrichtung, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Tastgrad. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung und die dritte Schalteinrichtung invertiert und die alternativen Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von sowohl der ersten als auch der dritten Schalteinrichtung werden durchgeführt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung. Es wird die Priorität der am 6. Juni 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nummer 201 3-119940 beansprucht, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme einbezogen ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Antriebssystem ist bekannt, welches einen DC-DC-Wandler, zwei Schalter einschließlich einem ersten und einem zweiten Schalter und zwei Energiequellen einschließlich einer ersten und einer zweiten Energiequelle umfasst. Das Antriebssystem schaltet um zwischen einem Reihenschaltungszustand, in welchem die erste und die zweite Energiequelle in Reihe geschaltet sind, und einem Parallelschaltungszustand, in welchem die erste und die zweite Energiequelle parallel geschaltet sind, auf Basis von einem AN/AUS-Zustand des ersten und zweiten Schalters, und verbindet die erste und die zweite Energiequelle in dem Reihenschaltungszustand oder dem Parallelschaltungszustand mit einer elektrischen Last, während das Antriebssystem eine Spannung einstellt, die an die elektrische Last angelegt wird, unter Verwendung von dem DC-DC-Wandler (vgl. zum Beispiel die japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nummer 2012-152079 ).
  • Es ist eine Antriebseinrichtung bekannt, die einen Hochtransformation-Wandler umfasst, vier Relais einschließlich erste bis vierte Relais und zwei Sekundärbatterien. Die Antriebseinrichtung schaltet zwischen einem Reihenschaltungszustand, in welchem die zwei Sekundärbatterien in Reihe geschaltet sind, und einem Parallelschaltungszustand um, in welchem die zwei Sekundärbatterien parallel geschaltet sind, auf Basis von einem AN/AUS-Zustand des ersten bis vierten Relais und verbindet die zwei Sekundärbatterien in dem Reihenschaltungszustand oder dem Parallelschaltungszustand mit einer elektrischen Last, während die Antriebseinrichtung eine Spannung einstellt, die an die elektrische Last angelegt wird, unter Verwendung von dem Hochtransformation-Wandler (vergleiche zum Beispiel die japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nummer 2012-60838 ).
  • Betriebspunkte von dem DC-DC-Wandler (oder dem Hochtransformation-Wandler) in dem Antriebssystem und der Antriebseinrichtung aus dem oben beschriebenen Stand der Technik sind im Wesentlichen auf nur zwei Punkte beschränkt, einschließlich einem ersten Punkt, an welchem die erste und die zweite Energiequelle (oder Sekundärbatterien) parallel verbunden sind und das Hochtransformation-Verhältnis 1 beträgt, und einem zweiten Punkt, an welchem die erste und zweite Energiequelle (oder die Sekundärbatterien) in Reihe verbunden sind und das Hochtransformation-Verhältnis 2 beträgt. Daher ist ein Betriebspunkt erwünscht, an welchem das Hochtransformation-Verhältnis ein beliebiger Wert größer als 2 ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Antriebseinrichtung bereit, die dazu in der Lage ist, Spannungen einer ersten Energiequelle und einer zweiten Energiequelle auf eine beliebige Spannung hochzutransformieren, die größer ist als eine Spannung, bei welcher die erste Energiequelle und die zweite Energiequelle in Reihe verbunden sind.
  • Überblick über die Erfindung
    • (1) Eine Antriebseinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine erste Energiequelle und eine zweite Energiequelle, eine Last, die dazu konfiguriert ist, durch von der ersten Energiequelle und der zweiten Energiequelle gelieferte Energie angetrieben zu werden, und einer Spannung-Steuer-/Regeleinheit umfassen, die dazu konfiguriert ist, eine an die Last anzulegende Spannung zu steuern/regeln. Die Spannung-Steuer-/Regeleinheit kann eine erste Spule und eine zweite Spule, eine Mehrzahl von Schaltern, wenigstens eine aus einer ersten Hochtransformation-Schaltung und einer zweiten Hochtransformation-Schaltung sowie erste bis sechste Knoten umfassen. Eine positive Elektrode der zweiten Energiequelle kann mit dem ersten Knoten verbunden sein, und eine negative Elektrode der zweiten Energiequelle kann mit dem zweiten Knoten verbunden sein. Eine positive Elektrode der ersten Energiequelle kann mit dem dritten Knoten verbunden sein, und eine negative Elektrode der ersten Energiequelle kann mit dem vierten Knoten verbunden sein. Ein erstes Ende der zweiten Spule kann mit dem fünften Knoten verbunden sein, und ein zweites Ende der zweiten Spule kann mit dem zweiten Knoten verbunden sein. Ein erstes Ende der ersten Spule kann mit dem sechsten Knoten verbunden sein, und ein zweites Ende der ersten Spule kann mit dem dritten Knoten verbunden sein. Die Mehrzahl von Schaltern kann einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter und einen dritten Schalter umfassen. Der erste Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes mit einem verbunden ist aus: sowohl dem fünften Knoten als auch dem sechsten Knoten, sowohl dem zweiten Knoten als auch dem sechsten Knoten, und sowohl dem fünften Knoten als auch dem dritten Knoten. Der zweite Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem sechsten Knoten als auch mit dem vierten Knoten verbunden ist. Der dritte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem fünften Knoten verbunden ist. Die erste Hochtransformation-Schaltung kann die erste Spule und den ersten und zweiten Schalter umfassen und kann mit der ersten Energiequelle verbunden sein. Die zweite Hochtransformation-Schaltung kann die zweite Spule und den ersten und dritten Schalter umfassen, und kann mit der zweiten Energiequelle verbunden sein. Die Spannung-Steuer-/Regeleinheit kann dazu konfiguriert sein, die an die Last anzulegende Spannung auf eine beliebige Spannung zu steuern/regeln, die gleich oder größer ist als eine summierte Spannung aus einer Spannung der ersten Energiequelle und einer Spannung der zweiten Energiequelle, auf Basis von einem Tastgrad von einem AN- und AUS-Schaltvorgang des Schalters.
    • (2) Bei der in (1) beschriebenen Antriebseinrichtung kann der erste Schalter ein bidirektionaler Schalter sein. Jedes der zwei Enden des ersten Schalters kann sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden sein. Die Mehrzahl von Schaltern kann einen vierten Schalter und einen fünften Schalter umfassen. Der vierte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch dem vierten Knoten verbunden ist. Der fünfte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch dem sechsten Knoten verbunden ist. Die Spannung-Steuer-/Regeleinheit kann die erste Hochtransformation-Schaltung und die zweite Hochtransformation-Schaltung umfassen. Die erste Hochtransformation-Schaltung kann den ersten, zweiten und vierten Schalter umfassen. Die zweite Hochtransformation-Schaltung kann den ersten, dritten und fünften Schalter umfassen.
    • (3) Bei der in (1) beschriebenen Antriebseinrichtung kann jedes der zwei Enden des ersten Schalters sowohl mit dem zweiten Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden sein. Die Mehrzahl von Schaltern kann einen vierten Schalter umfassen, der zwei Enden aufweist, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem dritten Knoten verbunden ist. Die Spannung-Steuer-/Regeleinheit kann die erste Hochtransformation-Schaltung und die zweite Hochtransformation-Schaltung umfassen. Die zweite Hochtransformation-Schaltung kann den vierten Schalter anstelle von dem ersten Schalter umfassen.
    • (4) Bei der in (3) beschriebenen Antriebseinrichtung können der erste und der vierte Schalter ein bidirektionaler Schalter sein. Die Mehrzahl von Schaltern kann einen fünften Schalter und einen sechsten Schalter umfassen. Der fünfte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden ist. Der sechste Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit den vierten Knoten verbunden ist. Die erste Hochtransformation-Schaltung kann den ersten, zweiten und fünften Schalter umfassen. Die zweite Hochtransformation-Schaltung kann den dritten, vierten und sechsten Schalter umfassen.
    • (5) Bei der in (3) beschriebenen Antriebseinrichtung kann die Spannung-Steuer-/Regeleinheit einen siebten Knoten umfassen, der zwischen dem zweiten Knoten und der zweiten Spule vorgesehen ist, und einen achten Knoten, der zwischen dem dritten Knoten und der ersten Spule vorgesehen ist. Die Mehrzahl von Schaltern kann einen fünften Schalter, einen sechsten Schalter, einen siebten Schalter und einen achten Schalter umfassen. Der fünfte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem dritten Knoten als auch mit dem achten Knoten verbunden ist. Der sechste Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem achten Knoten als auch mit dem vierten Knoten verbunden ist. Der siebte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem siebten Knoten verbunden ist. Der achte Schalter kann zwei Enden aufweisen, von denen jedes sowohl mit dem siebten Knoten als auch dem zweiten Knoten verbunden ist. Die erste Hochtransformation-Schaltung kann den ersten, zweiten, fünften und sechsten Schalter aufweisen. Die zweite Hochtransformation-Schaltung kann den dritten, vierten, siebten und achten Schalter aufweisen.
    • (6) Bei der in irgend einem aus (2), (4), und (5) beschriebenen Antriebseinrichtung kann die Spannung-Steuer-/Regeleinheit dazu konfiguriert sein, eine Einheit zu steuern/regeln, welche die Spannung steuert/regelt, die an die Last anzulegen ist, auf eine beliebige Spannung, in einem Bereich von einer Spannung die gleich einer größeren aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle ist, bis zu einer summierten Spannung aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle auf Basis von einem Tastgrad von einem AN- und AUS-Schaltvorgang des Schalters.
    • (7) Bei der in irgend einem aus (1) bis (6) beschriebenen Antriebseinrichtung können die erste Spule und die zweite Spule magnetisch gekoppelt sein.
  • Bei der Antriebseinrichtung gemäß dem in irgend einem aus (1) bis (5) beschriebenen Aspekt transformiert die erste Hochtransformation-Schaltung die Spannung der ersten Energiequelle hoch, indem der erste Schalter und der zweite Schalter so angetrieben werden, dass der erste Schalter und der zweite Schalter invertiert werden, und sowohl der erste als auch der zweite Schalter zwischen AN und AUS umgeschaltet wird. Die zweite Hochtransformation-Schaltung transformiert die Spannung der zweiten Energiequelle hoch, indem der erste Schalter und der dritte Schalter angetrieben werden, so dass der erste Schalter und der dritte Schalter invertiert werden, und sowohl der erste Schalter als auch der dritte Schalter zwischen AN und AUS umgeschaltet wird. Dadurch kann die an die Last anzulegende Spannung auf einfache Weise auf eine beliebige Spannung gesteuert werden, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle, indem der Tastgrad von dem Schaltvorgang in dem Paar aus dem ersten und zweiten Schalter und dem Paar aus dem ersten und dritten Schalter gesteuert/geregelt wird.
  • Im Fall von (6) kann die in die Last anzulegende Spannung auf einfache Weise auf eine beliebige Spannung eingestellt werden, die in einem Bereich liegt von einer Spannung, die gleich der größeren aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle ist, zusätzlich zu einer beliebigen Spannung, die gleich oder größer als die summierte Spannung aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle ist, indem der Tastgrad von dem Schaltvorgang von jedem Schalter gesteuert/geregelt wird.
  • Im Fall von (7) kann die Frequenz von dem Strom, der durch die erste Spule und die zweite Spule strömt, größer sein als die Schaltfrequenz, und die Frequenz von magnetostriktivem Rauschen, welches in der ersten Spule und der zweiten Spule erzeugt wird, kann so vergrößert werden, dass sie außerhalb von dem hörbaren Band liegt.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2A ist ein Diagramm, das einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 2B ist ein Diagramm, welches einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einer Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4A ist ein Diagramm, das einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 4B ist ein Diagramm, welches einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 4C ist ein Diagramm, das einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem Antriebsmodus befindet.
  • 4D ist ein Diagramm, welches einen Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem regenerativen Modus befindet.
  • 5A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem Antriebsmodus befindet.
  • 5B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn eine in der Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung enthaltene Last gestoppt ist.
  • 5C ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem regenerativen Modus befindet.
  • 6A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem Antriebsmodus befindet.
  • 6B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn die in der Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung enthaltene Last gestoppt ist.
  • 6C ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem regenerativen Modus befindet.
  • 7 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und einen Stromfluss zeigt, wenn sich eine in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene erste Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 8B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und einen Stromfluss zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene erste Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 8C ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und einen Stromfluss zeigt, wenn sich eine in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 8D ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und einen Stromfluss zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 9A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene erste Gleichstrom-Wandlerschaltung im Antriebsmodus befindet.
  • 9B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene erste Gleichstrom-Wandlerschaltung im regenerativen Modus befindet.
  • 9C ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung im Antriebsmodus befindet.
  • 9D ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltene zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung im regenerativen Modus befindet.
  • 10 ist ein Diagramm, welches eine Variation von AN/AUS von jeder Schalteinrichtung, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Tastgrad und eine Variation einer Lastspannung zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem ersten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 11A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsbetrieb von einem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 11B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Betrieb von dem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 12A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Antriebsbetrieb von dem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 12B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im regenerativen Betrieb von dem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 13A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Antriebsbetrieb des zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 13B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn die in der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthaltende Last im zweiten Steuer-/Regel-Modus gestoppt ist.
  • 13C ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im regenerativen Betrieb des zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 14 ist ein Diagramm, welches eine Variation von AN/AUS von jeder Schalteinrichtung, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Tastgrad und eine Variation einer Lastspannung zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 15 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Lastspannung, einer ersten und einer zweiten Spannung und jeder Ausgabespannung der Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16A ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsbetrieb von einem dritten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 16B ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Betrieb von dem dritten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 17 ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem vierten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 18 ist ein Diagramm, welches AN/AUS von jeder Schalteinrichtung und eine Variation von jedem Strom zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im vierten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 19A ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19B ist ein Konfigurationsdiagramm, welches die Antriebseinrichtung gemäß der ersten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 21 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 22A ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 22B ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 22C ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im Antriebsmodus befindet.
  • 22D ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im regenerativen Modus befindet.
  • 23 ist ein Diagramm, welches eine Variation von AN/AUS von jeder Schalteinrichtung, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Hochtransformation-Tastgrad und eine Variation jeder Spannung zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in dem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • 24 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Antriebseinrichtung gemäß einer dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 25A ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem Antriebsmodus befindet.
  • 25B ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem regenerativen Modus befindet.
  • 25C ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im Antriebsmodus befindet.
  • 25D ist ein Diagramm, welches jeden Stromfluss zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im regenerativen Modus befindet.
  • 26 ist ein Diagramm, welches eine Variation von AN/AUS von jeder Schalteinrichtung, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad, eine Variation von einem ersten und einem zweiten Hochtransformation-Tastgrad und eine Variation jeder Spannung zeigt, wenn sich die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Steuer-/Regel-Modus befindet.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Nachfolgend wird eine Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren beschrieben.
  • Die Antriebseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert eine Gleichstromleistung zu einer, Last wie beispielsweise einem Inverter. Der Inverter steuert/regelt einen Antriebsmodus und einen regenerativen Modus von einem Elektromotor, der beispielsweise eine Antriebskraft erzeugen kann, um ein Fahrzeug zu fahren.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Antriebseinrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11, eine zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12, eine Last (LD) 13, einen Kondensator (CA) 14, und eine Steuer-/Regeleinrichtung 15. Die Last 13 kann unter Verwendung einer Gleichstromleistung angetrieben werden, die von der ersten und der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 geliefert wird und kann eine erzeugte Gleichstromleistung an die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 liefern. Der Kondensator (CA) 14 ist mit beiden Enden der Last 13 verbunden.
  • Die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (REG1) umfasst eine erste Energiequelle BT1, beispielsweise eine Batterie, erste und zweite Schalteinrichtungen SW1 und SW2, beispielsweise IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), die eine erste Schaltgruppe bilden, sowie eine erste Spule L1.
  • Die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (REG2) umfasst eine zweite Energiequelle BT2, etwa eine Batterie, erste und dritte Schalteinrichtungen SW1 und SW3, etwa IGBT, die eine zweite Schaltgruppe bilden, und eine zweite Spule L2.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 umfassen die gemeinsame erste Schalteinrichtung SW1.
  • Eine erste Spannung VB1, die von der ersten Energiequelle BT1 ausgegeben wird, und eine zweite Spannung VB2, die von der zweiten Energiequelle BT2 ausgegeben wird, weisen eine vorbestimmte Spannungsdifferenz Vd (= VB1 – VB1) einschließlich Null auf.
  • Die Antriebseinrichtung 10 umfasst erste bis sechste Knoten A bis F.
  • Eine positive Elektrode der zweiten Energiequelle BT2 ist mit dem ersten Knoten A verbunden, und eine negative Elektrode der zweiten Energiequelle BT2 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Eine positive Elektrode der ersten Energiequelle BT1 ist mit dem dritten Knoten C verbunden, und eine negative Elektrode der ersten Energiequelle BT1 ist mit dem vierten Knoten D verbunden. Ein Ende der zweiten Spule L2 ist mit dem fünften Knoten E verbunden, und das andere Ende der zweiten Spule L2 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Ein Ende der ersten Spule L1 ist mit dem sechsten Knoten F verbunden, und das andere Ende der ersten Spule L1 ist mit dem dritten Knoten C verbunden.
  • Ein Kollektor und ein Emitter der ersten Schalteinrichtung SW1 sind mit dem fünften Knoten E bzw. mit dem sechsten Knoten F verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der zweiten Schalteinrichtung SW2 sind mit dem sechsten Knoten F bzw. dem vierten Knoten D verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der dritten Schalteinrichtung SW3 sind mit dem ersten Knoten A bzw. mit dem fünften Knoten E verbunden. Dioden D1 bis D3 sind zwischen dem Emitter und dem Kollektor der jeweiligen Schalteinrichtungen SW1 bis SW3 angeschlossen. Die Richtung von dem Emitter zu dem Kollektor von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW3 ist eine Vorwärtsrichtung von jeder Diode D1 bis D3.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, die von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW3 eingegeben werden, so dass die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Genauer werden die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines von einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der ersten und dritten Schalteinrichtung SW1 und SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind. Bei diesem Schaltvorgang wird jede Schalteinrichtung SW1 bis SW3 umgeschaltet zwischen Schließen (AN) und Öffnen (AUS).
  • Wie beispielsweise in 2A gezeigt, wird dann, wenn sich die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 wird angeschaltet. Dadurch wird die erste Spule L1 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 fließt, und ein erster Spulenstrom I(L1) wird erhöht, der durch die erste Spule L1 fließt. Andererseits fließt durch Anschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein Strom in die Last 13 über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie beispielsweise in 2B gezeigt, wird dann, wenn die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 sich in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Anschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Schalteinrichtung SW2 und die zweite Diode D2, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wie beispielsweise in 2A gezeigt, wird dann, wenn sich die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird angeschaltet. Dadurch wird die zweite Spule L2 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die zweite Energiequelle BT2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die zweite Spule L2 fließt, und ein zweiter Spulenstrom I(L2) wird erhöht, der durch die zweite Spule L2 fließt. Andererseits fließt durch Anschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein Strom in die Last 13 über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie beispielsweise in 2B gezeigt, wird dann, wenn die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 sich in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Anschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Spule L2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die dritte Diode D3 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Die Steuer-/Regeleinrichtung 15 umfasst eine Last-Steuer-/Regeleinheit 21 und einer Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22.
  • Die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 steuert/regelt den Betrieb der Last 13. Falls beispielsweise die Last 13 einen Elektromotor, beispielsweise einen bürstenlosen Drei-Phasen-Gleichstrommotor und einen Inverter zum Steuern/Regeln von dem Antriebsmodus und dem regenerativen Modus des Elektromotors umfasst, steuert/regelt die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 einen Energieumwandlung-Betrieb von dem Inverter. Genauer wandelt dann, wenn der Elektromotor sich im Antriebsmodus befindet, die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 eine Gleichstromleistung, die zwischen beiden Elektroden an der Gleichstrom-Seite von dem Inverter angelegt wird, in eine Drei-Phasen-Wechselstromleistung um, führt eine Kommutation einer Leitung für jede Phase von dem Elektromotor nacheinander durch und dadurch fließt jeder Phasen-Strom, der ein Wechselstrom ist. Andererseits wandelt dann, wenn sich der Elektromotor im regenerativen Modus befindet, die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 die erzeugte Wechselstromleistung, die von dem Elektromotor ausgegeben wird, in eine Gleichstromleistung um, während die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 die Vorgänge des Inverters auf Basis von einem Drehwinkel des Elektromotors synchronisiert.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander antreiben, indem Signale (PWM-Signale) auf Basis einer Pulsweiten-Modulation (PWM) in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW3 eingegeben werden. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12, so dass ein Schaltvorgang für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und der zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar von der ersten und dritten Schalteinrichtung SW1 und SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, durchgeführt wird. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 eine an die Last 13 angelegte Spannung V0 (eine Lastspannung) auf eine Spannung, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1 und der zweiten Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2 (= VB1 + VB2).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Tastgrad DT1. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW2 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (1), ist der erste Tastgrad DT1 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW2) der zweiten Schalteinrichtung SW2.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 ausgeschaltet ist, ist der erste Tastgrad DT1 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 angeschaltet ist, ist der erste Tastgrad DT1 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Tastgrad DT1 hochtransformieren, und kann die hochtransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10 der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem fünften Knoten E und dem vierten Knoten D anliegt) auf Basis der ersten Spannung VB1 und des ersten Tastgrads DT1.
    Figure DE102014210326A1_0002
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der dritten Schalteinrichtung SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Tastgrad DT2. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die dritte Schalteinrichtung SW3 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge (AN/AUS) zum Schließen und Öffnen von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW3 werden durchgeführt. Wie durch die oben beschriebene Gleichung (1) dargestellt, ist der zweite Tastgrad DT2 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW3) der dritten Schalteinrichtung SW3.
  • Wenn beispielsweise die dritte Schalteinrichtung SW3 ausgeschaltet ist und die erste Schalteinrichtung SW1 eingeschaltet ist, ist der zweite Tastgrad DT2 gleich 0%. Wenn andererseits die dritte Schalteinrichtung SW3 angeschaltet ist und die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist, ist der zweite Tastgrad DT2 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von den zweiten Tastgrad DT2 hochtransformieren und kann die hochtransformierte Spannung aus der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20 von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem sechsten Knoten F anliegt) auf Basis der zweiten Spannung VB2 und des zweiten Tastgrads DT2.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 treibt die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 einzeln oder gleichzeitig an. Dadurch kann die Lastspannung V0 auf eine Spannung gesteuert/geregelt werden, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2.
  • Wie oben beschrieben, kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise die Lastspannung V0 auf eine beliebige Spannung steuern/regeln, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2, durch Steuern/Regeln von dem ersten Tastgrad DT1 und dem zweiten Tastgrad DT2.
  • (Variation des ersten Ausführungsbeispiels)
  • Wie in 3 gezeigt, umfasst eine Antriebseinrichtung 10 gemäß einer Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eine erste Schalteinrichtung SW1, die ein bidirektionaler Schalter ist, und umfasst weiter im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, das oben beschrieben wurde, vierte und fünfte Schalteinrichtungen SW4 und SW5.
  • Die Antriebseinrichtung 10 gemäß der Variation kann eine Spannung V0 so steuern/regeln, dass sie in einem Bereich liegt von einer Spannung, die gleich einer größeren aus einer ersten Spannung VB1 und einer zweiten Spannung VB2 ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, oder so, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2).
  • Eine erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (REG1) umfasst eine erste Energiequelle BT1, erste, zweite und vierte Schalteinrichtungen SW1, SW2 und SW4, die eine erste Schaltgruppe bilden, sowie eine erste Spule L1.
  • Eine zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (REG2) umfasst eine zweite Energiequelle BT2, erste, dritte und fünfte Schalteinrichtungen SW1, SW3 und SW5, die eine zweite Schaltgruppe bilden, und eine zweite Spule L2.
  • Die erste Schalteinrichtung SW1, welche der bidirektionale Schalter ist, umfasst beispielsweise zwei Schalteinrichtungen SW1a und SW1b. Diese zwei Schalteinrichtungen SW1a und SW1b sind in Reihe so verbunden, dass sie entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.
  • Ein Kollektor und ein Emitter der vierten Schalteinrichtung SW4 ist mit einem fünften Knoten E bzw. mit einem vierten Knoten D verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der fünften Schalteinrichtung SW5 ist mit einem ersten Knoten A bzw. einem sechsten Knoten F verbunden. Dioden D4 und D5 sind zwischen dem Emitter und dem Kollektor der jeweiligen vierten und fünften Schalteinrichtungen SW4 und SW5 angeschlossen. Die Richtung von dem Emitter zu dem Kollektor von jeder Schalteinrichtung SW4 und SW5 ist eine Vorwärtsrichtung von jeder Diode D4 und D5.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, die von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW5 eingegeben werden, so dass die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Genauer, wenn die Lastspannung V0 kleiner als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, wird wenigstens eines aus einem Paar von den in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthaltenen ersten und vierten Schalteinrichtungen SW1 und SW4 und einem Paar von den in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthaltenen ersten und fünften Schalteinrichtungen SW1 und SW5 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird.
  • Wenn die Lastspannung V0 größer als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, wird wenigstens eines aus einem Paar von den in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthaltenen ersten und zweiten Schalteinrichtungen SW1 und SW2 und einem Paar von den in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthaltenen ersten und dritten Schalteinrichtungen SW1 und SW3 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird.
  • Bei diesen Schaltvorgängen wird jede Schalteinrichtung SW1 bis SW5 zwischen Schließen (AN) und Öffnen (AUS) umgeschaltet.
  • Wenn beispielsweise, wie in 4A und 4B gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 die zweite Schalteinrichtung SW2 aus.
  • Wie in 4A gezeigt, schaltet in einem Antriebsmodus, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11, die vierte Schalteinrichtung SW4 aus und schaltet die erste Schalteinrichtung SW1 ein. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2. Andererseits fließt durch Einschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die vierte Schalteinrichtung SW4 und die vierte Diode D4, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie in 4B gezeigt, schaltet in einem regenerativen Modus, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 die vierte Schalteinrichtung SW4 ein und schaltet die erste Schalteinrichtung SW1 aus. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2 und die vierte Schalteinrichtung SW4. Andererseits fließt durch Ausschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn beispielsweise, wie in 4A und 4B gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 die dritte Schalteinrichtung SW3 aus.
  • Wie in 4A gezeigt, schaltet in einem Antriebsmodus, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12, die fünfte Schalteinrichtung SW5 aus und schaltet die erste Schalteinrichtung SW1 ein. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2. Andererseits fließt durch Einschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 und Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die fünfte Diode D5.
  • Wie in 4B gezeigt, schaltet in einem regenerativen Modus, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12, die erste Schalteinrichtung SW1 ein und schaltet die fünfte Schalteinrichtung SW5 aus. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 ein Strom der Reihe nach über die fünfte Schalteinrichtung SW5, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn beispielsweise, wie in 4C und 4D gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 die vierte Schalteinrichtung SW4 aus.
  • Wie in 4C gezeigt, schaltet in einem Antriebsmodus, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11, die erste Schalteinrichtung SW1 aus und schaltet die zweite Schalteinrichtung SW2 ein. Dadurch wird die erste Spule L1 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 fließt, und ein erster Spulenstrom I(L1) wird erhöht, der durch die erste Spule L1 fließt. Andererseits fließt durch Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie in 4D gezeigt, schaltet in einem regenerativen Modus, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11, die erste Schalteinrichtung SW1 ein und schaltet die zweite Schalteinrichtung SW2 aus. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Schalteinrichtung SW2 und die zweite Diode D2, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn, wie beispielsweise in 4C und 4D gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 die fünfte Schalteinrichtung SW5 aus.
  • Wenn, wie beispielsweise in 4C gezeigt, sich die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, wird die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet, und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird angeschaltet. Dadurch wird die zweite Spule L2 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die zweite Energiequelle BT2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die zweite Spule L2 fließt, und ein zweiter Spulenstrom I(L2) wird erhöht, der durch die zweite Spule L2 strömt. Andererseits fließt durch Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wenn, wie beispielsweise in 4D gezeigt, sich die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, wird die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet, und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die zweite Spule L2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die dritte Diode D3 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander antreiben, indem Pulsweiten-modulierte Signale (PWM-Signale) in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW5 eingegeben werden.
  • Wenn die Lastspannung V0 kleiner als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12, so dass ein Schaltvorgang für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und der vierten Schalteinrichtung SW1 und SW4, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar von der ersten und dritten Schalteinrichtung SW1 und SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, durchgeführt wird. Dadurch wird die Lastspannung V0 auf eine Spannung gesteuert/geregelt, in einem Bereich von einer Spannung, die gleich der größeren aus der ersten Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1 und der zweiten Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2 ist, bis einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2) ist.
  • Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12, 50 dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der ersten und dritten Schalteinrichtung SW1 und SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind. Dadurch wird die Lastspannung V0 so gesteuert/geregelt, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der vierten Schalteinrichtung SW4, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die vierte Schalteinrichtung SW4 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW4 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (2), ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW4) der vierten Schalteinrichtung SW4.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet ist und die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 heruntertransformieren auf Basis von dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und kann die heruntertransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10a der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem fünften Knoten E und dem vierten Knoten D anliegt) als das Produkt aus der ersten Spannung VB1 und dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 (VB1·DT11 = V10a).
    Figure DE102014210326A1_0003
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der fünften Schalteinrichtung SW5, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die fünfte Schalteinrichtung SW5 invertiert, und die alternativen Schalt-Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW5 werden durchgeführt. Wie durch die oben beschriebenen Gleichung (2) repräsentiert, ist der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW5) der fünften Schalteinrichtung SW5.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die fünfte Schalteinrichtung SW5 angeschaltet ist, beträgt der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 eingeschaltet ist und die fünfte Schalteinrichtung SW5 ausgeschaltet ist, beträgt der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 heruntertransformieren und kann die heruntertransformierte Spannung aus der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20a der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem sechsten Knoten F anliegt) als das Produkt aus der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 (VB2·DT21 = V20a).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge (AN/AUS) des Schließens und Öffnens jeder Schalteinrichtung SW1 und SW2 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (2) ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW2) der zweiten Schalteinrichtung SW2.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 eingeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 ausgeschaltet ist, ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 angeschaltet ist, beträgt der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12 hochtransformieren und die hochtransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10b der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem fünften Knoten E und dem vierten Knoten D anliegt) auf Basis der ersten Spannung VB1 und dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der dritten Schalteinrichtung SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die dritte Schalteinrichtung SW3 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge (AN/AUS) des Schließens und Öffnens jeder Schalteinrichtung SW1 und SW3 werden durchgeführt. Wie durch die oben beschriebene Gleichung (2) dargestellt, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW3) der dritten Schalteinrichtung SW3.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 ausgeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 angeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22 hochtransformieren und kann die hochtransformierte Spannung von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20b von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem sechsten Knoten F anliegt) auf Basis von der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22.
  • Sowohl in dem Fall, in dem die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2, als auch in dem Fall, in dem die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2, treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 einzeln oder gleichzeitig. Dadurch kann die Lastspannung V0 auf eine Spannung gesteuert/geregelt werden, die in einem Bereich liegt von einer Spannung, die die größere aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 ist, oder auf eine Spannung, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2.
  • Wenn beispielsweise, wie in 5A bis 5C gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2, treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 an. Die Phase von dem Schaltvorgang von der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ist die gleiche wie diejenige von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12.
  • Wenn beispielsweise, wie in 6A bis 6C gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung (= VB1 + VB2) aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2, treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 an. Die Phase von dem Schaltvorgang von der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ist die gleiche wie diejenige von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12.
  • In einer in 5A bis 5C und 6A bis 6C gezeigten Strom-Wellenform auf Basis einer Zeit t, verläuft eine positive Richtung von dem ersten Spulenstrom I(L1), der durch die erste Spule L1 fließt, von dem dritten Knoten C zu dem sechsten Knoten F, wie in 3 gezeigt.. Eine positive Richtung von dem zweiten Spulenstrom I(L2), der durch die zweite Spule L2 fließt, verläuft von dem fünften Knoten E zu dem zweiten Knoten B. Eine positive Richtung sowohl von dem Strom I(BT1), der durch die erste Energiequelle BT1 strömt, als auch dem Strom I(BT2), der durch die zweite Energiequelle BT2 strömt, verläuft von der negativen Elektrode zu der positiven Elektrode. Eine positive Richtung von einem summierten Strom I(LD) von Strömen, welche durch die Last 13 und den Kondensator 14 fließen, verläuft von dem ersten Knoten A zu dem vierten Knoten D.
  • Wie oben beschrieben, kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, in einem Bereich von einer Spannung, die gleich der größeren aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2) ist, indem der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 gesteuert/geregelt werden. Weiterhin kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß der Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, die gleich oder größer als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2) ist, indem der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gesteuert/geregelt werden.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Wie in 7 gezeigt, umfasst eine Antriebseinrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11, eine zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12, eine Last (LD) 13, einen Kondensator (CA) 14 und eine Steuer-/Regeleinrichtung 15. Die Last 13 kann unter Verwendung einer Gleichstromleistung angetrieben werden, die von der ersten und der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 geliefert wird, und sie kann eine erzeugte Gleichstromleistung zu der ersten und der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 liefern. Der Kondensator (CA) 14 ist mit beiden Enden der Last 13 verbunden.
  • Die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 umfasst eine erste Energiequelle BT1, beispielsweise einer Batterie, erste und zweite Schalteinrichtungen SW1 und SW2, beispielsweise IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), die eine erste Schaltgruppe bilden, und eine erste Spule L1.
  • Die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 umfasst eine zweite Energiequelle BT2, beispielsweise einer Batterie, dritte und vierte Schalteinrichtungen SW3 und SW4, beispielsweise als IGBT, die eine zweite Schaltgruppe bilden, und eine zweite Spule L2.
  • Eine von der ersten Energiequelle BT1 ausgegebene erste Spannung VB1 und eine von der zweiten Energiequelle BT2 ausgegebene zweite Spannung VB2 haben eine vorbestimmte Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) einschließlich Null.
  • Die Antriebseinrichtung 10 umfasst erste bis sechste Knoten A bis F.
  • Eine positive Elektrode der zweiten Energiequelle BT2 ist mit dem ersten Knoten A verbunden, und eine negative Elektrode der zweiten Energiequelle BT2 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Eine positive Elektrode der ersten Energiequelle BT1 ist mit dem dritten Knoten C verbunden, und eine negative Elektrode der ersten Energiequelle BT1 ist mit dem vierten Knoten D verbunden. Ein Ende der zweiten Spule L2 ist mit dem fünften Knoten E verbunden, und das andere Ende der zweiten Spule L2 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Ein Ende der ersten Spule L1 ist mit dem sechsten Knoten F verbunden, und das andere Ende der ersten Spule L1 ist mit dem dritten Knoten C verbunden.
  • Ein Kollektor und ein Emitter der ersten Schalteinrichtung SW1 sind mit dem zweiten Knoten B bzw. dem sechsten Knoten F verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der zweiten Schaltvorrichtung SW2 sind jeweils mit dem sechsten Knoten F und dem vierten Knoten D verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der dritten Schalteinrichtung SW3 sind jeweils mit dem ersten Knoten A und dem fünften Knoten E verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der vierten Schalteinrichtung SW4 sind jeweils mit dem fünften Knoten E und dem dritten Knoten C verbunden. Dioden D1 bis D4 sind jeweils zwischen dem Emitter und dem Kollektor der Schalteinrichtungen SW1 bis SW4 angeschlossen. Die Richtung von dem Emitter zu dem Kollektor von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW4 ist eine Vorwärtsrichtung von jeder Diode D1 bis D4.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 sind miteinander über den zweiten Knoten B und den dritten Knoten C verbunden, die gemeinsame Verbindungspunkte darstellen. Eine Schleifen-Schaltung LC ist gebildet, indem wenigstens die erste Spule L1 und die zweite Spule L2 in Reihe geschaltet werden.
  • Genauer sind in dem Schleifen-Schaltkreis LC die erste Spule L1 und die erste Schalteinrichtung SW1, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und die zweite Spule L2 und die vierte Schalteinrichtung SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, in Reihe verbunden. Die erste Spule L1 und die erste Schalteinrichtung SW1, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, sind in Reihe über den sechsten Knoten F zwischen dem dritten Knoten C und dem zweiten Knoten B angeschlossen. Die zweite Spule L2 und die vierte Schalteinrichtung SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, sind in Reihe über den fünften Knoten E zwischen dem zweiten Knoten B und dem dritten Knoten C angeschlossen.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, die von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW4 eingegeben werden, so dass die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Genauer werden die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang für wenigstens eines aus einem Paar von der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar von der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, durchgeführt wird. Bei diesem Schaltvorgang wird jede Schalteinrichtung SW1 bis SW4 zwischen Schließen (AN) und Öffnen (AUS) umgeschaltet.
  • Wie beispielsweise in 8A und 9A gezeigt, wird dann, wenn die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 sich in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 eine Gleichstromleistung zu der Last 13 liefert, die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet, und die zweite Schalteinrichtung SW2 wird angeschaltet. Dadurch wird die erste Spule L1 dadurch angeregt, dass ein zirkulierender Strom durch die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 in Serie fließt, und ein erster Spulenstrom I(L1), der durch die erste Spule L1 fließt, wird erhöht.
  • Andererseits fließt durch Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie beispielsweise in 8B und 9B gezeigt, wird dann, wenn die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 sich in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1 in Reihe. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Schalteinrichtung SW2 und die zweite Diode D2, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wie beispielsweise in 8C und 9C gezeigt, wird dann, wenn die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 sich in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 der Last 13 eine Gleichstromleistung liefert, die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet, und die dritter Schalteinrichtung SW3 wird eingeschaltet. Dadurch wird die zweite Spule L2 dadurch angeregt, dass ein zirkulierender Strom durch die zweite Energiequelle BT2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die zweite Spule L2 in Reihe fließt, und ein zweiter Spulenstrom I(L2), der durch die zweite Spule L2 fließt, wird vergrößert.
  • Andererseits fließt durch Einschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die vierte Diode D4, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie beispielsweise in 8D und 9D gezeigt, wird dann, wenn die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 sich in einem regenerativen Modus befindet, in dem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet, und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1 in Reihe. Andererseits fließt durch Ausschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Einschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Spule L2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die dritte Diode D3, und die zweite Energiequelle BT2.
  • In einer in 9A bis 9D gezeigten Strom-Wellenform auf Basis einer Zeit t, wie in 7 gezeigt, verläuft eine positive Richtung von dem ersten Spulenstrom I(L1), der durch die erste Spule L1 fließt, von dem dritten Knoten C zu dem sechsten Knoten F. Eine positive Richtung von dem zweiten Spulenstrom I(L2), der durch die zweite Spule L2 fließt, verläuft von dem fünften Knoten E zu dem zweiten Knoten B. Eine positive Richtung von summierten Strömen I(SW1) bis I(SW4) von Strömen, welche durch die Schalteinrichtungen SW1 bis SW4 und die Dioden D1 bis D4 fließen, verläuft jeweils von dem Kollektor zu dem Emitter. Eine positive Richtung sowohl von dem Strom I(BT1), der durch die erste Energiequelle BT1 fließt, als auch von dem Strom I(BT2), der durch die zweite Energiequelle BT2 fließt, verläuft von der negativen Elektrode zu der positiven Elektrode. Eine positive Richtung von dem summierten Strom I(LD) von Strömen, die durch die Last 13 und den Kondensator 14 fließen, verläuft von dem ersten Knoten A zu dem vierten Knoten D.
  • Die Steuer-/Regeleinrichtung 15 umfasst eine Last-Steuer-/Regeleinheit 21 und eine Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22.
  • Die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 steuert/regelt den Betrieb, der Last 13. Wenn beispielsweise die Last 13 einen Elektromotor umfasst, etwa einen bürstenlosen Drei-Phasen-Gleichstrommotor, und einen Inverter zum Steuern/Regeln von dem Antriebsmodus und dem regenerativen Modus des Elektromotors, steuert/regelt die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 einen Energieumwandlung-Betrieb von dem Inverter. Genauer verwandelt dann, wenn sich der Elektromotor im Antriebsmodus befindet, die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 eine zwischen beiden Elektroden einer Gleichstrom-Seite von dem Inverter angelegte Gleichstromleistung in eine Drei-Phasen-Wechselstromleistung, und führt eine Kommutierung einer Leitung für jede Phase von dem Elektromotor nacheinander durch und dadurch fließt jeder Phasen-Strom, der Wechselstrom ist. Wenn sich andererseits der Elektromotor in dem regenerativen Modus befindet, wandelt die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 die erzeugte Wechselstrom-Leistung, die von dem Elektromotor ausgegeben wird, in eine Gleichstromleistung, während die Last-Steuer-/Regeleinheit 21 Vorgänge des Inverters auf Basis von einem Drehwinkel des Elektromotors synchronisiert.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander betreiben, indem Signale (PWM-Signale) auf Basis einer Pulsweiten-Modulation (PWM) in einen Gate-Anschluss jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW4 eingegeben werden. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines von einem Paar aus der ersten und der zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 eine an die Last 13 anzulegende Spannung V0 (eine Lastspannung), so dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Tastgrad DT1. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW2 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (3), ist der erste Tastgrad DT1 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW2) der zweiten Schalteinrichtung SW2.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 abgeschaltet ist, ist der erste Tastgrad DT1 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 abgeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 angeschaltet ist, ist der erste Tastgrad DT1 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Tastgrad DT1 hochtransformieren und kann die hochtransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10 der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem zweiten Knoten B und dem vierten Knoten D anliegt) auf Basis von der ersten Spannung VB1 und dem ersten Tastgrad DT1.
    Figure DE102014210326A1_0004
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der dritten Schalteinrichtung SW3 und der vierten Schalteinrichtung SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Tastgrad DT2. Beim Schaltvorgang erden die dritte Schalteinrichtung SW3 und die vierte Schalteinrichtung SW4 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge zum Schließen und Öffnen (AN/AUS) jeder Schalteinrichtung SW3 und SW4 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die Gleichung (3), die oben beschrieben ist, wird der zweite Tastgrad DT2 definiert durch eine AN-Zeit t(SW3) der dritten Schalteinrichtung SW3 und eine AN-Zeit t(SW4) der vierten Schalteinrichtung SW4.
  • Wenn beispielsweise die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 ausgeschaltet ist, ist der zweite Tastgrad DT2 gleich 0%. Wenn andererseits die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 angeschaltet ist, ist der zweite Tastgrad DT2 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die Quellen-Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Tastgrad DT2 hochtransformieren und kann die hochtransformierte Spannung von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20 von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12, in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem dritten Knoten C anliegt) auf Basis der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Tastgrad DT2.
  • Wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (3), wird der erste Tastgrad DT1 dargestellt durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) und die zweite Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2, und der zweite Tastgrad DT2 wird dargestellt durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) und die erste Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1. Andererseits kann, wie dargestellt durch die folgende Gleichung (4) auf Basis der Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1), der erste Tastgrad DT1 durch die erste Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1 dargestellt werden, und der zweite Tastgrad DT2 kann dargestellt werden durch die zweite Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2. Um ein Auseinanderlaufen von Steuer/Regel-Reaktionen zu verhindern, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 Schaltvorgänge unter Verwendung nicht der durch die folgende Gleichung (4) dargestellten Tastgrade DT1 und DT2 steuern/regeln, sondern unter Verwendung der Tastgrade DT1 und DT2, welche durch die oben beschriebene Gleichung (3) repräsentiert werden.
    Figure DE102014210326A1_0005
  • Die Antriebseinrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst den oben beschriebenen Aufbau. Nachfolgend wird der Betrieb der Antriebseinrichtung 10, in anderen Worten der Steuer-/Regelbetrieb der Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 beschrieben.
  • (Erster Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • Wie in 8A bis 8D und 9A bis 9D gezeigt, treibt in einem ersten Steuer-/Regel-Modus die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 jeweils eine von der ersten und der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 zur gleichen Zeit an. Dadurch kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Wie beispielsweise in 10 gezeigt, verbindet die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2, die in Reihe geschaltet sind, mit der Last 13 durch Einschalten der ersten und der vierten Schalteinrichtung SW1 und SW4 und durch Ausschalten der zweiten und dritten Schalteinrichtungen SW2 und SW3.
  • In dem Zustand, in dem die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Reihe verbunden sind, führt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang aus, bei dem die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet wird und der erste Tastgrad DT1 allmählich von Null aus vergrößert wird. Dadurch wird die Ausgabespannung V10 der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 allmählich vergrößert bis über die erste Spannung VB1 hinaus durch eine gegenelektromotorische Kraft der ersten Spule L1, und die elektrische Energie der ersten Energiequelle-BT1 wird der Last 13 und dem Kondensator 14 über die erste Spule L1 und die zweite Energiequelle BT2 zugeführt. Dadurch wird der Kondensator 14 aufgeladen und die Lastspannung V0 (= V10 + VB2) wird auf Basis von dem ersten Tastgrad DT1 allmählich vergrößert.
  • Weiterhin führt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang durch, bei dem allmählich der erste Tastgrad DT1 auf Null verkleinert wird. Dadurch wird eine elektrische Ladung, die auf den Kondensator 14 geladen ist, der ersten Energiequelle BT1 über die zweite Energiequelle BT2 und die erste Spule L1 zugeführt, während die elektrische Ladung in der Last 13 verbraucht wird. Dadurch wird die erste Energiequelle BT1 aufgeladen, und die Lastspannung V0 (= V10 + VB2) wird auf Basis von dem ersten Tastgrad DT1 allmählich verkleinert. Wenn der erste Tastgrad DT1 0 erreicht, schaltet die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste Schalteinrichtung SW1 ein. Dadurch werden die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2, die in Reihe geschaltet sind, mit der Last 13 verbunden, und die Lastspannung V0 ist gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2). In dem Zustand, in dem die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Reihe geschaltet sind, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die vierte Schalteinrichtung SW4 einschalten.
  • Auf ähnliche Weise führt in dem Zustand, in dem die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Reihe geschaltet sind, die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang durch, bei dem die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet wird und der zweite Tastgrad DT2 allmählich von Null aus vergrößert wird. Dadurch wird die Ausgabespannung V20 der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 allmählich vergrößert bis auf einen größeren Wert als die zweite Spannung VB2 durch eine gegenelektromotorische Kraft der zweiten Spule L2, und die elektrische Energie der zweiten Energiequelle BT2 wird der Last 13 und dem Kondensator 14 über die zweite Spule L2 und die erste Energiequelle BT1 zugeführt. Dadurch wird der Kondensator 14 aufgeladen und die Lastspannung V0 (= V20 + VB1) wird allmählich auf Basis von dem zweiten Tastgrad DT2 vergrößert.
  • Weiterhin führt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang durch, bei dem allmählich der zweite Tastgrad DT2 auf Null verringert wird. Dadurch wird eine auf den Kondensator 14 geladene elektrische Ladung der zweiten Energiequelle BT2 über die erste Energiequelle BT1 und die zweite Spule L2 zugeführt, während die elektrische Ladungen der Last 13 verbraucht wird. Dadurch wird die zweite Energiequelle BT2 aufgeladen, und die Lastspannung V0 (= V20 + VB1) wird auf Basis von dem zweiten Tastgrad DT2 allmählich verringert. Wenn der zweite Tastgrad DT2 Null erreicht, schaltet die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die vierte Schalteinrichtung SW4 an. Dadurch werden die erste und zweite Energiequelle BT1 und BT2, die in Reihe geschaltet sind, mit der Last 13 verbunden, und die Lastspannung V0 ist gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2). In dem Zustand, in dem die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Reihe geschaltet sind, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste Schalteinrichtung SW1 einschalten.
  • (Zweiter Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • wie in 11A, 11B, 12A, 12B und 13A bis 13C gezeigt, treibt in einem zweiten Steuer-/Regel-Modus die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 an. Die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ist die gleiche wie diejenige von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12. Dadurch kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2). Im Hinblick auf den Strom, der durch jede Schalteinrichtung SW1 bis SW4, jede Diode D1 bis D4 und jede Spule L1 und L2 fließt, stören in diesem Fall die Ströme, die in den Vorgängen von der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 fließen nicht diejenigen bei den Vorgängen der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12. Der Strom, der sowohl durch die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 und die Last 13 und den Kondensator 14 fließt, wird erzeugt durch Kombinieren von Strömen auf Basis der beiderseitigen Vorgänge von der ersten und zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12.
  • Wie beispielsweise in 14 gezeigt, verbindet die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2, die in Reihe geschaltet sind, mit der Last 13 durch Einschalten der ersten und vierten Schalteinrichtung SW1 und SW4 und Ausschalten der zweiten und dritten Schalteinrichtung SW2 und SW3.
  • In dem Zustand, in welchem die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Serie verbunden sind, führt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang durch, bei dem der erste und der zweite Tastgrad DT1 und DT2 allmählich von Null aus vergrößert werden. Dadurch wird die Ausgabespannung V10 der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 allmählich vergrößert auf mehr als die erste Spannung VB1 durch eine gegenelektromotorische Kraft der ersten Spule L1, die Ausgabespannung V20 der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 wird allmählich auf mehr als die zweite Spannung VB2 vergrößert, durch eine gegenelektromotorische Kraft der zweiten Spule L2, und die elektrische Energie wird der Last 13 und dem Kondensator 14 zugeführt. Dadurch wird der Kondensator 14 aufgeladen, und die Lastspannung V0 (= V10 + VB2 = V20 + VB1), wie in 15 gezeigt, wird auf Basis von dem ersten und dem zweiten Tastgrad DT1 und DT2 allmählich vergrößert.
  • Weiterhin führt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 einen Schaltvorgang durch, bei dem allmählich der erste und der zweite Tastgrad DT1 und DT2 auf Null verkleinert werden. Dadurch wird eine in den Kondensator 14 geladene elektrische Ladung der ersten und der zweiten Energiequelle BT1 und BT2 zugeführt, während die elektrische Ladung in der Last 13 verbraucht wird. Dadurch werden die erste und zweite Energiequelle BT1 und BT2 aufgeladen, und die Lastspannung V0 (= V10 + VB2 = V20 + VB1) wird auf Basis von dem ersten und dem zweiten Tastgrad DT1 und DT2 allmählich verkleinert. Wenn der erste und zweite Tastgrad DT1 und DT2 Null erreichen, werden die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2, die in Reihe geschaltet sind, mit der Last 13 verbunden, und die Lastspannung V0 ist gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • (Dritter Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • Wie in 16A und 16B gezeigt, treibt in einem dritten Steuer-/Regel-Modus die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12. Die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ist entgegengesetzt zu derjenigen der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12. Dadurch kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2). Da die Welligkeit von Strom auf Basis von dem Betrieb der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und die der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 einander in entgegengesetzter Phase überlagert sind, kann die Welligkeit von Strom, der durch die Last 13 und den Kondensator 14 fließt, im Vergleich mit dem zweiten Steuer-/Regel-Modus verkleinert werden.
  • (Vierter Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In einem vierten Steuer-/Regel-Modus treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 in dem Zustand, in dem die erste und die zweite Spule L1 und L2 magnetisch gekoppelt sind. Die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ist beliebig verschoben zu der von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (beispielsweise ist eine Phasenverschiebung 180°). Dadurch kann die Welligkeitsfrequenz von jedem von dem ersten und zweiten Spulenstrom I(L1) und I(L2) größer sein als eine Schaltfrequenz. Beispielsweise kann auch dann, wenn die Schaltfrequenz innerhalb von einem hörbaren Band liegt, eine Frequenz von magnetostriktivem Rauschen, das in der ersten und der zweiten Spule L1 und L2 erzeugt wird, so eingestellt werden, dass sie außerhalb von dem hörbaren Band liegt. Dadurch kann das Rauschen unterdrückt werden.
  • Die erste und die zweite Spule L1 und L2 sind beispielsweise dadurch magnetisch gekoppelt, dass die erste und zweite Spule L1 und L2 um einen gemeinsamen Kern gewickelt sind, so dass sie einen magnetischen Pfad teilen. Weiterhin können die erste und die zweite Spule L1 und L2 so vorgesehen sein, dass beispielsweise die erste und die zweite Spule L1 und L2 in entgegengesetzten Richtungen (umgekehrte Phase) um einen gemeinsamen Kern gewunden sind, so dass sie einen magnetischen Pfad teilen. In diesem Fall fließen der erste Spulenstrom I(L1) und der zweite Spulenstrom I(L2) so, dass Magnetisierungen von dem magnetischen Pfad sich aufheben.
  • Wie beispielsweise in 17 gezeigt, schaltet unter der Bedingung, dass die erste und die zweite Spule L1 und L2 nicht magnetisch gekoppelt sind, die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 zwischen dem Zustand der Vergrößerung und dem Zustand der Verringerung von dem ersten Spulenstrom I(L1) durch AN- und AUS-Schalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 um. Weiterhin schaltet die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 zwischen dem Zustand der Vergrößerung und dem Zustand der Verringerung von dem zweiten Spulenstrom I(L2) d durch AN- und AUS-Schalten der dritten Schalteinrichtung SW3 um.
  • Andererseits, wie beispielsweise in 18 gezeigt, vergrößert in dem Zustand, in dem die erste und die zweite Spule L1 und L2 magnetisch gekoppelt sind, die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den ersten Spulenstrom I(L1) durch Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten ist. Nachfolgend vergrößert die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den zweiten Spulenstrom I(L2), indem die zweite Schalteinrichtung SW2 ausgeschaltet wird und dann die dritte Schalteinrichtung SW3 in dem Zustand eingeschaltet wird, in dem der erste Spulenstrom I(L1) abnimmt. Dadurch wird eine induktive Spannung in der ersten Spule L1 erzeugt, die durch die magnetische Kopplung bewirkt wird, und der Zustand von dem ersten Spulenstrom I(L1) wird geändert vom Abnehmen zum Zunehmen. Nachfolgend wird durch Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 der zweite Spulenstrom I(L2) verringert und der erste Spulenstrom I(L1) wird verringert.
  • Weiterhin vergrößert die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den zweiten Spulenstrom I(L2) durch Einschalten der dritten Schalteinrichtung SW3, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten ist.
  • Nachfolgend wird durch Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 und dann durch Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 in dem Zustand, in welchem der zweite Spulenstrom I(L2) abnimmt, der erste Spulenstrom I(L1) vergrößert. Dadurch wird eine durch die magnetische Kopplung bewirkte induktive Spannung in der zweiten Spule L2 erzeugt und der Zustand von dem zweiten Spulenstrom I(L2) wird von der Verringerung zur Vergrößerung geändert. Nachfolgend wird durch Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 der erste Spulenstrom I(L1) verringert, und der zweite Spulenstrom I(L2) wird verringert.
  • (Fünfter bis achter Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis vierten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 im fünften bis achten Steuer-/Regel-Modus irgend einen von Parametern steuern/regeln, so dass er einem beliebigen Zielwert entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 alle anderen Parameter als den einen Parameter bei einem beliebigen Wert aufrecht erhält, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Tastgrad DT1 und DT2. Die Parameter umfassen die Lastspannung V0, die Spannungsdifferenz VD (= VB2 – VB1), die erste Spannung VB1 und die zweite Spannung VB2.
  • Im fünften Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Lastspannung V0 steuern/regeln, so dass sie einer beliebigen Ziel-Lastspannung entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den Wert von jedem anderen Parameter als der Lastspannung V0 unabhängig von dem Zustand der Last 13 aufrecht erhält.
  • Im sechsten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannungsdifferenz Vd (VB2 – VB1) steuern/regeln, so dass sie einer beliebigen Ziel-Spannungsdifferenz Vda entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den Wert von jedem anderen Parameter als der Spannungsdifferenz Vd (VB2 – VB1) unabhängig von dem Lade- und Entlade-Zustand der ersten und zweiten Energiequelle BT1 und BT2 aufrecht erhält.
  • Im siebten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste Spannung VB1 steuern/regeln, so dass sie einem beliebigen Zielwert VB1a für die erste Spannung entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den Wert von jedem anderen Parameter als der ersten Spannung VB1 unabhängig von dem Zustand der ersten Energiequelle BT1 aufrecht erhält.
  • Im achten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die zweite Spannung VB2 steuern/regeln, so dass sie einem beliebigen Zielwert VB2a für die zweite Spannung entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 den Wert von jedem anderen Parameter als der zweiten Spannung VB2 unabhängig von dem Zustand der zweiten Energiequelle BT2 aufrecht erhält.
  • (Neunter Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis achten Steuer-/Regel-Modus ist in einem Zustand, in dem eine andere Last zusätzlich zu der Last 13 angeschlossen sind, die erste Spannung VB1 verschieden von der zweiten Spannung VB2, die Gesamtkapazität der ersten Energiequelle BT1 ist verschieden von derjenigen der zweiten Energiequelle BT2 usw., die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann in einem neunten Steuer-/Regel-Modus eine Spannung an einer beliebigen Stelle so steuern/regeln, dass sie einer beliebigen Ziel-Spannung entspricht, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Tastgrad DT1 und DT2.
  • Wie oben beschrieben, kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Lastspannung V0 auf einfache Weise so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2), indem der erste Tastgrad DT1 und der zweite Tastgrad DT2 gesteuert/geregelt wird.
  • (Erste Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann bei einer Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Variation, wie in 19A und 19B gezeigt, die vierte Schalteinrichtung SW4 oder die erste Schalteinrichtung SW1 weggelassen werden.
  • (Zweite Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • Wie in 20 und 21 gezeigt, umfasst eine Antriebseinrichtung 10 gemäß einer zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erste und vierte Schalteinrichtungen SW1 und SW4, von denen jede ein bidirektionaler Schalter ist, und umfasst weiter fünfte und sechste Schalteinrichtungen SW5 und SW6, im Vergleich zu dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Die Antriebseinrichtung 10 gemäß der zweiten Variation kann eine Spannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine Spannung ist, die in dem Bereich liegt von einer Spannung, die gleich der größeren aus einer ersten Spannung VB1 und einer zweiten Spannung VB2 ist, zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, oder so, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2).
  • Wie in 20 gezeigt, umfasst die Antriebseinrichtung 10 gemäß der zweiten Variation eine erste Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG11) 11a, eine zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG21) 12a, eine Last (LD) 13, einen Kondensator (CA) 14 und eine Steuer-/Regeleinrichtung 15.
  • Wie in 21 gezeigt, umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine erste Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG12) 11b und eine zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG22) 12b anstelle der ersten und zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a.
  • Die erste Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG11) 11a umfasst eine erste Energiequelle BT1, dritte, vierte und sechste Schalteinrichtungen SW3, SW4 und SW6, die eine zweite Schaltgruppe aufbauen, sowie eine zweite Spule L2.
  • Die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG21) 12a umfasst eine zweite Energiequelle BT2, erste, zweite und fünfte Schalteinrichtungen SW1, SW2, und SW5, die eine erste Schaltgruppe aufbauen, sowie eine erste Spule L1.
  • Die erste Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG12) 11b umfasst eine erste Energiequelle BT1, erste, zweite und fünfte Schalteinrichtungen SW1, SW2, und SW5, die eine erste Schaltgruppe aufbauen, sowie eine erste Spule L1.
  • Die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG22) 12b umfasst eine zweite Energiequelle BT2, dritte, vierte und sechste Schalteinrichtungen SW3, SW4, und SW6, die eine zweite Schaltgruppe aufbauen, sowie eine zweite Spule L2.
  • Die erste Schalteinrichtung SW1, welche ein bidirektionaler Schalter ist, umfasst beispielsweise zwei Schalteinrichtungen SW1a und SW1b. Diese zwei Schalteinrichtungen SW1a und SW1b sind in Reihe so verbunden, dass sie entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Die vierte Schalteinrichtung SW4, die ein bidirektionaler Schalter ist, umfasst beispielsweise zwei Schalteinrichtungen SW4a und SW4b. Diese zwei Schalteinrichtungen SW4a und SW4b sind in Reihe verbunden, so dass sie entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.
  • Ein Kollektor und ein Emitter der fünften Schalteinrichtung SW5 sind jeweils mit einem ersten Knoten A und einem sechsten Knoten F verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der sechsten Schalteinrichtung SW6 sind jeweils mit einem fünften Knoten E und einem vierten Knoten D verbunden. Dioden D5 und D6 sind jeweils zwischen dem Emitter und dem Kollektor der fünften und sechsten Schalteinrichtungen SW5 und SW6 angeschlossen. Die Richtung von den Emitter zu dem Kollektor von jeder Schalteinrichtungn SW5 und SW6 ist eine Vorwärtsrichtung jeder Diode D5 und D6.
  • Die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, die von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW6 eingegeben werden, so dass die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a unabhängig voneinander angetrieben werden. Die erste und die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, die von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW6 eingegeben werden, so dass die erste und zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b unabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Genauer werden dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines von einem Paar aus der vierten und sechsten Schalteinrichtung SW4 und SW6, die in der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a enthalten sind, und einem Paar aus der ersten und fünften Schalteinrichtung SW1 und SW5, die in der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a enthalten sind.
  • Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), werden die erste und die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines von einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b enthalten sind, und einem Paar aus der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b enthalten sind.
  • Bei diesen Schaltvorgängen, wird jede Schalteinrichtung SW1 bis SW6 abwechselnd umgeschaltet zwischen Schließen (AN) und Öffnen (AUS).
  • Wenn beispielsweise, wie in 22A gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, im Antriebsmodus, in welchem die erste Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG) 118 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, schaltet die erste Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG11) 11a die sechste Schalteinrichtung SW6 aus, und schaltet die vierte Schalteinrichtung SW4 ein. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2 hintereinander. Andererseits fließt durch Einschalten der sechsten Schalteinrichtung SW6 und Ausschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 ein zirkulierender Strom hintereinander über die sechste Schalteinrichtung SW6 und die sechste Diode D6, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wenn beispielsweise, wie in 22B gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), im regenerativen Modus, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, schaltet die erste Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG11) 11a die sechste Schalteinrichtung SW6 an und schaltet die vierte Schalteinrichtung SW4 aus. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2 und die sechste Schalteinrichtung SW6. Andererseits fließt durch Ausschalten der sechsten Schalteinrichtung SW6 und Einschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn beispielsweise, wie in 22A gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), im Antriebsmodus, in welchem die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG21) 12a eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, schaltet die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG21) 12a die fünfte Schalteinrichtung SW5 aus und schaltet die erste Schalteinrichtung SW1 ein. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 hintereinander über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Energiequelle BT2. Andererseits fließt durch Anschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 und Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, und die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die fünfte Diode D5.
  • Wenn, wie beispielsweise in 22B gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), im regenerativen Modus, in welchem von der Last 13 eine Gleichstromleistung geliefert wird, schaltet die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG21) 12a die erste Schalteinrichtung SW1 an und schaltet die fünfte Schalteinrichtung SW5 aus. Dadurch fließt ein Strom hintereinander über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 ein Strom der Reihe nach über die fünfte Schalteinrichtung SW5, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn, wie beispielsweise in 22C gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), in einem Antriebsmodus, in welchem die erste Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG12) 11b eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, schaltet die erste Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG12) 11b die erste Schalteinrichtung SW1 aus und schaltet die zweite Schalteinrichtung SW2 ein. Dadurch wird die erste Spule L1 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 fließt, und ein erster Spulenstrom I(L1) wird erhöht, der durch die erste Spule L1 fließt. Andererseits fließt durch Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wenn, wie beispielsweise in 22D gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), in einem regenerativen Modus, in welchem von der Last 13 eine Gleichstromleistung geliefert wird, schaltet die erste Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG12) 11b die erste Schalteinrichtung SW1 an und schaltet die zweite Schalteinrichtung SW2 aus. Dadurch fließt ein Strom über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1 in Reihe. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Schalteinrichtung SW2 und die zweite Diode D2, die erste Spule L1 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn, wie beispielsweise in 22C gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), in einem Antriebsmodus, in welchem die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG22) 12b eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, schaltet die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG22) 12b die vierte Schalteinrichtung SW4 aus und schaltet die dritte Schalteinrichtung SW3 an. Dadurch wird die zweite Spule L2 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die zweite Energiequelle BT2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die zweite Spule L2 fließt, und ein zweiter Spulenstrom I(L2) wird erhöht, der durch die zweite Spule L2 strömt. Andererseits fließt durch Einschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4, die zweite Spule L2 und die zweite Energiequelle BT2
  • Wenn, wie beispielsweise in 22D gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), in einem regenerativen Modus, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, schaltet die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG22) 12b die vierte Schalteinrichtung SW4 an und schaltet die dritte Schalteinrichtung SW3 aus. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Einschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Spule L2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die dritte Diode D3 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a unabhängig voneinander antreiben, und kann die erste und die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b unabhängig voneinander antreiben, in dem Pulsweiten-modulierte Signale (PWM-Signale) in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW6 eingegeben werden.
  • Wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a so, dass ein Schaltvorgang für wenigstens eines aus einem Paar aus der vierten und sechsten Schalteinrichtung SW4 und SW6, die in der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a enthalten sind, und einem Paar aus der ersten und fünften Schalteinrichtung SW1 und SW5, die in der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a enthalten sind, durchgeführt wird. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannung V0 so, dass sie eine Spannung ist, die in einem Bereich liegt von der größeren aus der ersten Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1 und der zweiten Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2 bis zu der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b, so dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b enthalten sind, und einem Paar aus der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b enthalten sind. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannung V0 so, dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der vierten Schalteinrichtung SW4 und der sechsten Schalteinrichtung SW6, die in der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a enthalten sind, auf Basis von einem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11. Bei dem Schaltvorgang werden die vierte Schalteinrichtung SW4 und die sechste Schalteinrichtung SW6 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) jeder Schalteinrichtung SW4 und SW6 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (5), ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 definiert durch eine AN-Zeit t(SW4) der vierten Schalteinrichtung SW4 und eine AN-Zeit t(SW6) der sechsten Schalteinrichtung SW6.
  • Wenn beispielsweise die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet ist und die sechste Schalteinrichtung SW6 angeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 gleich 0%. Wenn andererseits die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet ist und die sechste Schalteinrichtung SW6 ausgeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 heruntertransformieren auf Basis von dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und kann die heruntertransformierte Spannung aus der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10a der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem zweiten Knoten B und dem vierten Knoten D anliegt) als das Produkt aus der ersten Spannung VB1 und dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 (VB1·DT11 = V10a).
    Figure DE102014210326A1_0006
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der fünften Schalteinrichtung SW5, die in der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die fünfte Schalteinrichtung SW5 invertiert, und die alternativen Schalt-Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW5 werden durchgeführt. Wie durch die oben beschriebenen Gleichung (5) repräsentiert, ist der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW5) der fünften Schalteinrichtung SW5.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die fünfte Schalteinrichtung SW5 angeschaltet ist, beträgt der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 eingeschaltet ist und die fünfte Schalteinrichtung SW5 ausgeschaltet ist, beträgt der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 heruntertransformieren und kann die heruntertransformierte Spannung aus der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt die Ausgabespannung V20a der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem dritten Knoten C anliegt) als das Produkt aus der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 (VB2·DT21 = V20a).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b enthalten sind, auf Basis von einem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge (AN/AUS) des Schließens und Öffnens jeder Schalteinrichtung SW1 und SW2 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (6) ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW2) der zweiten Schalteinrichtung SW2.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 eingeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 ausgeschaltet ist, ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet und die zweite Schalteinrichtung SW2 angeschaltet ist, beträgt der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12 hochtransformieren und die hochtransformierte Spannung aus der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10b der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem zweiten Knoten B und dem vierten Knoten D anliegt) auf Basis der ersten Spannung VB1 und dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12.
    Figure DE102014210326A1_0007
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der dritten Schalteinrichtung SW3 und der vierten Schalteinrichtung SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22. Bei dem Schaltvorgang werden die dritte Schalteinrichtung SW3 und die vierte Schalteinrichtung SW4 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge (AN/AUS) Schließens und Öffnens jeder Schalteinrichtung SW3 und SW4 werden durchgeführt. Wie durch die oben beschriebene Gleichung (6) dargestellt, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 definiert durch eine AN-Zeit t(SW3) der dritten Schalteinrichtung SW3 und eine AN-Zeit t(SW4) der vierten Schalteinrichtung SW4.
  • Wenn beispielsweise die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 ausgeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 0%. Wenn andererseits die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 angeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22 hochtransformieren und kann die hochtransformierte Spannung von der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20b von der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b (in anderen Worten die Spannung, die zwischen dem ersten Knoten A und dem dritten Knoten C anliegt) auf Basis von der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22.
  • Wie durch die oben beschriebene Gleichung (5) dargestellt, wird der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 repräsentiert durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (VB2 – VB1) und die erste Spannung VB1, und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 wird dargestellt durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (VB2 – VB1) und die zweite Spannung VB2. Andererseits kann auf Basis der Spannungsdifferenz Vd (VB2 – VB1) der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 dargestellt werden durch die zweite Spannung VB2, und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 kann dargestellt werden durch die erste Spannung VB1. Um ein Auseinanderlaufen von Steuer/Regel-Reaktionen zu verhindern, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 Schaltvorgänge unter Verwendung von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und DT21 steuern/regeln, welche durch die oben beschriebene Gleichung (5) repräsentiert werden.
  • Ähnlich wird, wie durch die oben beschriebene Gleichung (6) dargestellt, der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 repräsentiert durch die zweite Spannung VB2, und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 wird dargestellt durch die erste Spannung VB1. Andererseits kann auf Basis der Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 dargestellt werden durch die erste Spannung VB1, und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 kann dargestellt werden durch die zweite Spannung VB2. Um ein Auseinanderlaufen von Steuer/Regel-Reaktionen zu verhindern, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 Schaltvorgänge unter Verwendung von dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22 steuern/regeln, welche durch die oben beschriebene Gleichung (6) repräsentiert werden.
  • Die Antriebseinrichtung 10 gemäß der zweiten Variation umfasst den oben beschriebenen Aufbau. Nachfolgend wird der Betrieb der Antriebseinrichtung 10 gemäß der zweiten Variation, in anderen Worten, der Steuer-/Regel-Betrieb der Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 beschrieben.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann ähnliche Steuer-/Regelvorgänge zu denen in dem oben beschriebenen ersten bis neunten Steuer-/Regel-Modus des zweiten Ausführungsbeispiels durchführen.
  • (Erster bis vierter Steuer-/Regel-Modus der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In einem ersten Steuer-/Regel-Modus treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), jeweils eine von der ersten und der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a zu einer Zeit. Wenn andererseits die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 jeweils eine aus der ersten und der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b zur gleichen Zeit an.
  • Im zweiten bis vierten Steuer-/Regel-Modus treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2)), die erste und die zweite Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a und 12a gleichzeitig an. Beispielsweise, wie in 23 gezeigt, kann die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a die gleiche wie oder entgegengesetzt zu der von der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a sein, oder die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11a kann in beliebiger Weise von derjenigen der zweiten Heruntertransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12a verschoben sein (beispielsweise beträgt eine Phasenverschiebung 180°). Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), treibt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b und 12b an. Beispielsweise, wie in 23 gezeigt, kann die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b die gleiche wie oder entgegengesetzt zu der von der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b sein, oder die Phase von dem Schaltvorgang der ersten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11b kann in beliebiger Weise von der der zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 12b versetzt sein (beispielsweise ist eine Phasenverschiebung gleich 180°).
  • (Fünfter bis achter Steuer-/Regelmodus der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis vierten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 im fünften bis achten Steuer-/Regel-Modus irgend einen von Parametern steuern/regeln, so dass er einem beliebigen Zielwert entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 alle anderen Parameter als den einen bei einem beliebigen Wert aufrecht erhält, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und DT21 oder dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22. Die Parameter umfassen die Lastspannung V0, die Spannungsdifferenz VD(= VB2 – VB1), die erste Spannung VB1 und die zweite Spannung VB2.
  • (Neunter Steuer-/Regelmodus der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis achten Steuer-/Regel-Modus ist in einem Zustand, in dem eine andere Last zusätzlich zu der Last 13 angeschlossen ist, die erste Spannung VB1 verschieden von der zweiten Spannung VB2, die Gesamtkapazität der ersten Energiequelle BT1 ist verschieden von derjenigen der zweiten Energiequelle BT2 usw., die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann in einem neunten Steuer-/Regel-Modus eine Spannung an einer beliebigen Stelle so steuern/regeln, dass sie einem beliebigen Zielwert entspricht, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und DT21 oder von dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22. Falls beispielsweise die Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) bewirkt wird, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannungsdifferenz so steuern/regeln, dass sie klein ist.
  • Wie oben beschrieben, kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung die Lastspannung V0 auf einfache Weise so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, in dem Bereich von einer Spannung, die gleich der größeren aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2) ist, durch Steuern/Regeln von dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21. Weiterhin kann die Antriebseinrichtung 10 die Lastspannung V0 auf einfache Weise auf eine beliebige Spannung steuern/regeln, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2), indem der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gesteuert/geregelt wird.
  • (Dritte Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • Wie in 24 gezeigt, umfasst eine Antriebseinrichtung 10 gemäß einer dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung weiter siebte und achte Knoten G und H, und fünfte bis achte Schalteinrichtungen SW5 bis SW8 im Vergleich zu dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Die Antriebseinrichtung gemäß der dritten Variation kann eine Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie in dem Bereich liegt von einer Spannung, die gleich einer größeren aus einer ersten Spannung VB1 und einer zweiten Spannung VB2 ist, bis zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) ist, oder so dass sie eine Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2).
  • Die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 umfasst eine erste Energiequelle BT1, erste, zweite, fünfte und sechste Schalteinrichtungen SW1, SW2, SW5 und SW6, die eine erste Schaltgruppe aufbauen, sowie eine erste Spule L1.
  • Die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 umfasst eine zweite Energiequelle BT2, dritte, vierte, siebte und achte Schalteinrichtungen SW3, SW4, SW7 und SW8, die eine zweite Schaltgruppe aufbauen, sowie eine zweite Spule L2.
  • Der siebte Knoten G ist zwischen dem zweiten Knoten B und der zweiten Spule L2 vorgesehen, und der achte Knoten H ist zwischen dem dritten Knoten C und der ersten Spule L1 vorgesehen.
  • Ein Kollektor und ein Emitter der fünften Schalteinrichtung SW5 sind jeweils mit dem dritten Knoten C und dem achten Knoten H verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der sechsten Schalteinrichtung SW6 sind mit dem achten Knoten H bzw. dem vierten Knoten D verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der siebten Schalteinrichtung SW7 sind jeweils mit dem ersten Knoten A und dem siebten Knoten G verbunden. Ein Kollektor und ein Emitter der achten Schalteinrichtung SW8 sind jeweils mit dem siebten Knoten G und dem zweiten Knoten B verbunden. Dioden D5 bis D8 sind jeweils zwischen dem Emitter und dem Kollektor der fünften bis achten Schalteinrichtung SW5 und SW8 verbunden. Die Richtung von dem Emitter zum Kollektor jeder Schalteinrichtung SW5 bis SW8 ist eine Vorwärtsrichtung jeder Diode D5 bis D8.
  • Die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 werden auf Basis von Pulsweiten-modulierten Signalen (PWM-Signalen) gesteuert/geregelt, welche von der Steuer-/Regeleinrichtung 15 ausgegeben und in einen Gate-Anschluss jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW8 eingegeben werden, so dass die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Genauer werden dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der fünften und sechsten Schalteinrichtung SW5 und SW6, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der siebten und achten Schalteinrichtung SW7 und SW8, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind.
  • Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), werden die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so gesteuert/geregelt, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind.
  • Bei diesen Schaltvorgängen, wird jede Schalteinrichtung SW1 bis SW8 abwechselnd umgeschaltet zwischen Schließen (AN) und Öffnen (AUS).
  • Wenn beispielsweise, wie in 25A und 25B gezeigt, die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 die erste und die vierte Schalteinrichtung SW1 und SW4 an und schaltet die zweite und die dritte Schalteinrichtung SW2 und SW3 aus.
  • Wenn, wie in 25A gezeigt, sich die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, wird die sechste Schalteinrichtung SW6 ausgeschaltet und die fünfte Schalteinrichtung SW5 wird eingeschaltet. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 über der Reihe nach die erste Energiequelle BT1, die fünfte Schalteinrichtung SW5, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1 und die zweite Energiequelle BT2. Andererseits fließt durch Einschalten der sechsten Schalteinrichtung SW6 und Ausschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die sechste Schalteinrichtung SW6 und die sechste Diode D6, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wenn, wie in 25B gezeigt, sich die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, wird die sechste Schalteinrichtung SW6 angeschaltet und die fünfte Schalteinrichtung SW5 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1 und die sechste Schalteinrichtung SW6. Andererseits fließt durch Ausschalten der sechsten Schalteinrichtung SW6 und Einschalten der fünften Schalteinrichtung SW5 ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1, die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn, wie in 25A gezeigt, sich die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, wird die siebte Schalteinrichtung SW7 ausgeschaltet und die achte Schalteinrichtung SW8 wird eingeschaltet. Dadurch fließt ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die vierte Diode D4, die zweite Spule L2, die achte Schalteinrichtung SW8 und die zweite Energiequelle BT2. Andererseits fließt durch Einschalten der siebten Schalteinrichtung SW7 und Ausschalten der achten Schalteinrichtung SW8 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die vierte Diode D4, die zweite Spule L2, und die siebte Schalteinrichtung SW7 und die siebte Diode D7.
  • Wenn, wie in 25B gezeigt, sich die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, wird die achte Schalteinrichtung SW8 angeschaltet und die siebte Schalteinrichtung SW7 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die achte Schalteinrichtung SW8 und die achte Diode D8, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der achten Schalteinrichtung SW8 und Einschalten der siebten Schalteinrichtung SW7 ein Strom der Reihe nach über die siebte Schalteinrichtung SW7, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn, wie beispielsweise in 25C und 25D gezeigt, die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), schaltet die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 die fünfte und achte Schalteinrichtung SW5 und SW8 ein und schaltet die sechste und siebte Schalteinrichtung SW6 und SW7 aus.
  • Wie in 25C gezeigt, wird dann, wenn die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 sich in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet, und die zweite Schalteinrichtung SW2 wird eingeschaltet. Dadurch wird die erste Spule L1 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die erste Energiequelle BT1, die fünfte Schalteinrichtung SW5, die erste Spule L1, und die zweite Schalteinrichtung SW2 fließt, und ein erster Spulenstrom I(L1), der durch die erste Spule L1 strömt, wird vergrößert. Andererseits strömt durch Einschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Ausschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die fünfte Schalteinrichtung SW5, die erste Spule L1, die erste Schalteinrichtung SW1 und die erste Diode D1 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wenn sich, wie in 25D gezeigt, die erste Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG1) 11 in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, wird die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet, und die zweite Schalteinrichtung SW2 Word ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die erste Schalteinrichtung SW1, die erste Spule L1, die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die fünfte Diode D5 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits fließt durch Ausschalten der ersten Schalteinrichtung SW1 und Einschalten der zweiten Schalteinrichtung SW2 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Schalteinrichtung SW2 und die zweite Diode D2, die erste Spule L1, die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die fünfte Diode D5 und die erste Energiequelle BT1.
  • Wenn sich beispielsweise, wie in 25C gezeigt, die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 in einem Antriebsmodus befindet, in welchem die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 eine Gleichstromleistung an die Last 13 liefert, wird die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet, und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird eingeschaltet. Dadurch wird die zweite Spule L2 angeregt, indem ein zirkulierender Strom der Reihe nach durch die zweite Energiequelle BT2, die dritte Schalteinrichtung SW3, die zweite Spule L2 und die achte Schalteinrichtung SW8 fließt, und ein zweiter Spulenstrom I(L2), der durch die zweite Spule L2 strömt, wird vergrößert. Andererseits strömt durch Einschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Ausschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein Strom in die Last 13 der Reihe nach über die erste Energiequelle BT1, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die vierte Diode D4, die zweite Spule L2, die achte Schalteinrichtung SW8 und die zweite Energiequelle BT2.
  • Wie beispielsweise in 25D gezeigt, wird dann, wenn die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung (REG2) 12 sich in einem regenerativen Modus befindet, in welchem eine Gleichstromleistung von der Last 13 geliefert wird, die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet, und die dritte Schalteinrichtung SW3 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom der Reihe nach über die zweite Energiequelle BT2, die achte Schalteinrichtung SW8 und die achte Diode D8, die zweite Spule L2, die vierte Schalteinrichtung SW4 und die erste Energiequelle BT1. Andererseits strömt durch Ausschalten der vierten Schalteinrichtung SW4 und Anschalten der dritten Schalteinrichtung SW3 ein zirkulierender Strom der Reihe nach über die zweite Spule L2, die dritte Schalteinrichtung SW3 und die dritte Diode D3, die zweite Energiequelle BT2, die achte Schalteinrichtung SW8 und die achte Diode D8.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 unabhängig voneinander antreiben, indem Pulsweiten-modulierte Signale (PWM-Signale) in einen Gate-Anschluss von jeder Schalteinrichtung SW1 bis SW8 eingegeben werden.
  • Wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der fünften und sechsten Schalteinrichtung SW5 und SW6, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der siebten und achten Schalteinrichtung SW7 und SW8, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, durchgeführt wird. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannung V0 in dem Bereich von der größeren aus der ersten Spannung VB1 der ersten Energiequelle BT1 und der zweiten Spannung VB2 der zweiten Energiequelle BT2 bis zu der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 so, dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar aus der ersten und zweiten Schalteinrichtung SW1 und SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, und einem Paar aus der dritten und vierten Schalteinrichtung SW3 und SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind. Dadurch steuert/regelt die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannung V0, so dass sie gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der fünften Schalteinrichtung SW5 und der sechsten Schalteinrichtung SW6, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11. Bei dem Schaltvorgang werden die fünfte Schalteinrichtung SW5 und die sechste Schalteinrichtung SW6 invertiert, und die alternativen (AN/AUS) Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens von jeder Schalteinrichtung SW5 und SW6 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (7) ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 definiert durch eine AN-Zeit t(SW5) der fünften Schalteinrichtung SW5 und eine AN-Zeit t(SW6) der sechsten Schalteinrichtung SW6.
  • Wenn beispielsweise die fünfte Schalteinrichtung SW5 ausgeschaltet ist und die sechste Schalteinrichtung SW6 angeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 = 0%. Wenn andererseits die fünfte Schalteinrichtung SW5 angeschaltet ist und die sechste Schalteinrichtung SW6 ausgeschaltet ist, ist der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 heruntertransformieren und die heruntertransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10a der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, welche zwischen dem zweiten Knoten B und dem vierten Knoten D anliegt) als das Produkt aus der ersten Spannung VB1 und dem ersten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 (VB1·DT11 = V10a).
    Figure DE102014210326A1_0008
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der siebten Schalteinrichtung SW7 und der achten Schalteinrichtung SW8, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21. Bei dem Schaltorgang, werden die siebte Schalteinrichtung SW7 und die achte Schalteinrichtung SW8 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW7 und SW8 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (7) ist der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 definiert durch eine AN-Zeit t(SW8) der achten Schalteinrichtung SW8 und eine AN-Zeit t(SW7) der siebten Schalteinrichtung SW7.
  • Wenn beispielsweise die achte Schalteinrichtung SW8 ausgeschaltet ist und die siebte Schalteinrichtung SW7 angeschaltet ist, ist der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 = 0%. Wenn andererseits die achte Schalteinrichtung SW8 angeschaltet ist und die siebte Schalteinrichtung SW7 ausgeschaltet ist, ist der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 heruntertransformieren und die heruntertransformierte Spannung aus der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20a der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (in anderen Worten die Spannung, welche zwischen dem ersten Knoten A und dem dritten Knoten C anliegt) als das Produkt aus der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT21 (VB2·DT21 = V20a).
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der ersten Schalteinrichtung SW1 und der zweiten Schalteinrichtung SW2, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 enthalten sind, auf Basis von einem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12. Bei dem Schaltvorgang, werden die erste Schalteinrichtung SW1 und die zweite Schalteinrichtung SW2 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW1 und SW2 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die folgende Gleichung (8) ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 definiert durch eine AN-Zeit t(SW1) der ersten Schalteinrichtung SW1 und eine AN-Zeit t(SW2) der zweiten Schalteinrichtung SW2.
  • Wenn beispielsweise die erste Schalteinrichtung SW1 angeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 ausgeschaltet ist, ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 gleich 0%. Wenn andererseits die erste Schalteinrichtung SW1 ausgeschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung SW2 angeschaltet ist, ist der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die erste Spannung VB1 auf Basis von dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12 hochtransformieren und die hochtransformierte Spannung aus der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V10b der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 (in anderen Worten die Spannung, welche zwischen dem zweiten Knoten B und dem vierten Knoten D anliegt) auf Basis von der ersten Spannung VB1 und dem ersten Hochtransformation-Tastgrad DT12.
    Figure DE102014210326A1_0009
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt einen Schaltvorgang der dritten Schalteinrichtung SW3 und der vierten Schalteinrichtung SW4, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22. Bei dem Schaltvorgang, werden die dritte Schalteinrichtung SW3 und die vierte Schalteinrichtung SW4 invertiert, und die alternativen Schaltvorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von jeder Schalteinrichtung SW3 und SW4 werden durchgeführt. Wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (8) ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 definiert durch eine AN-Zeit t(SW3) der dritten Schalteinrichtung SW3 und eine AN-Zeit t(SW4) der vierten Schalteinrichtung SW4.
  • Wenn beispielsweise die vierte Schalteinrichtung SW4 angeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 ausgeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 0%. Wenn andererseits die vierte Schalteinrichtung SW4 ausgeschaltet ist und die dritte Schalteinrichtung SW3 angeschaltet ist, ist der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gleich 100%.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann die zweite Spannung VB2 auf Basis von dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22 hochtransformieren und die hochtransformierte Spannung aus der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 ausgeben. Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 steuert/regelt eine Ausgabespannung V20b der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 (in anderen Worten die Spannung, welche zwischen dem ersten Knoten A und dem dritten Knoten C anliegt) auf Basis der zweiten Spannung VB2 und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT22.
  • Wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (7) wird der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 dargestellt durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) und die erste Spannung VB1, und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 wird dargestellt durch die gewünschte Lastspannung V0, die gewünschte Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) und die zweite Spannung VB2. Andererseits kann auf Basis der Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 durch die zweite Spannung VB2 dargestellt werden, und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 kann durch die erste Spannung VB1 dargestellt werden. Um ein Auseinanderlaufen von Steuer/Regel-Reaktionen zu verhindern, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 Schaltvorgänge unter Verwendung von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT1 und DT2 steuern/regeln, die durch die oben beschriebene Gleichung (7) dargestellt werden.
  • Ähnlich, wie dargestellt durch die oben beschriebene Gleichung (8), wird der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 dargestellt durch die zweite Spannung VB2, und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 wird dargestellt durch die erste Spannung VB1. Andererseits kann auf Basis der Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 durch die erste Spannung VB1 dargestellt werden, und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 kann durch die zweite Spannung VB2 dargestellt werden. Um ein Auseinanderlaufen von Steuer/Regel-Reaktionen zu verhindern, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 Schaltvorgänge unter Verwendung von dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22 steuern/regeln, die durch die oben beschriebene Gleichung (8) dargestellt werden.
  • Die Antriebseinrichtung 10 gemäß der dritten Variation umfasst den oben beschriebenen Aufbau. Nachfolgend wird der Betrieb der Antriebseinrichtung 10 gemäß der dritten Variation beschrieben, in anderen Worten der Steuer-/Regelbetrieb der Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22.
  • Die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann ähnliche Steuer-/Regelvorgänge zu denen in dem ersten bis neunten Steuer-/Regel-Modus des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels durchführen.
  • (Erster bis vierter Steuer-/Regel-Modus der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In einem ersten Steuer-/Regel-Modus treibt dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (=VB1 + VB2), oder wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 eine aus der ersten und zweiten Hochtransformation-Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12 zur gleichen Zeit.
  • Im zweiten bis vierten Steuer-/Regel-Modus treibt dann, wenn die Lastspannung V0 kleiner ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2), oder wenn die Lastspannung V0 größer ist als die summierte Spannung aus der ersten und der zweiten Spannung VB1 und VB2 (= VB1 + VB2) die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 simultan die erste und die zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 und 12. Wie beispielsweise in 26 gezeigt, kann die Phase von dem Schalt-Vorgang der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 die gleiche wie die oder entgegengesetzt zu der von der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 sein. Die Phase von dem Schalt-Vorgang der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung 11 kann in beliebiger Weise zu der von der zweiten, Gleichstrom-Wandlerschaltung 12 versetzt sein (beispielsweise ist eine Phasenverschiebung 180°).
  • (Fünfter bis achter Steuer-/Regel-Modus der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis vierten Steuer-/Regel-Modus kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 im fünften bis achten Steuer-/Regel-Modus irgend einen von Parametern steuern/regeln, so dass er einem beliebigen Zielwert entspricht, während die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 alle anderen Parameter als den einen bei einem beliebigen Wert aufrecht erhält, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und DT21 oder dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22. Die Parameter umfassen die Lastspannung V0, die Spannungsdifferenz VD (= VB2 – VB1), die erste Spannung VB1 und die zweite Spannung VB2.
  • (Neunter Steuer-/Regel-Modus der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels)
  • In Bezug auf den ersten bis achten Steuer-/Regel-Modus ist in einem Zustand, in dem eine andere Last zusätzlich zu der Last 13 angeschlossen ist, die erste Spannung VB1 verschieden von der zweiten Spannung VB2, die Gesamtkapazität der ersten Energiequelle BT1 ist verschieden von derjenigen der zweiten Energiequelle BT2 usw., die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 kann in einem neunten Steuer-/Regel-Modus eine Spannung an einer beliebigen Stelle so steuern/regeln, dass sie einem beliebigen Zielwert entspricht, durch Einstellen von dem ersten und dem zweiten Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und DT21 oder dem ersten und dem zweiten Hochtransformation-Tastgrad DT12 und DT22. Wenn beispielsweise die Spannungsdifferenz Vd (= VB2 – VB1) verursacht wird, kann die Verbindungsumschaltung-Steuer-/Regeleinheit 22 die Spannungsdifferenz so steuern/regeln, dass sie klein ist.
  • Wie oben beschrieben kann die Antriebseinrichtung 10 gemäß der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, in dem Bereich von einer Spannung, die gleich der größeren aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 ist, zu einer Spannung, die gleich der summierten Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2) ist, indem der erste Heruntertransformation-Tastgrad DT11 und der zweite Heruntertransformation-Tastgrad DT21 gesteuert/geregelt wird. Weiterhin kann die Antriebseinrichtung 10 auf einfache Weise die Lastspannung V0 so steuern/regeln, dass sie eine beliebige Spannung ist, die gleich oder größer ist als die summierte Spannung aus der ersten Spannung VB1 und der zweiten Spannung VB2 (= VB1 + VB2), indem der erste Hochtransformation-Tastgrad DT12 und der zweite Hochtransformation-Tastgrad DT22 gesteuert/geregelt wird.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel und der ersten und der dritten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels kann dann, wenn die Antriebseinrichtung 10 in einem Fahrzeug montiert ist, die erste Energiequelle BT1 mit einer Niederspannungslast verbunden sein, beispielsweise einer elektrischen Komponente für ein Fahrzeug, und die zweite Energiequelle BT2 kann mit einer Hochspannungslast verbunden sein, beispielsweise einem Inverter. Dadurch sind die erste und die zweite Energiequelle BT1 und BT2 in Reihe geschaltet, und die Antriebseinrichtung 10 kann die Hochspannungslast treiben. Dadurch kann die maximale Leistungsausgabe der zweiten Energiequelle BT2 verringert werden. Weiterhin kann das Ausmaß einer Ladung und Entladung der ersten Energiequelle BT1 und der zweiten Energiequelle BT2 beliebig im Gleichgewicht gehalten werden.
  • Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und umfasst Variation, wobei eine Mehrzahl von Modifikationen bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden, ohne von dem Grundgedanken oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In anderen Worten sind die Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben sind, nur illustrativ und entsprechend können Modifikationen an den Ausführungsbeispielen durchgeführt werden.
  • Eine Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt eine erste und eine zweite Gleichstrom-Wandlerschaltung, so dass ein Schaltvorgang durchgeführt wird für wenigstens eines aus einem Paar von ersten und zweiten Schalteinrichtungen, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, und einem Paar von ersten und dritten Schalteinrichtungen, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind. Die Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt einen Schalt-Vorgang der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung, die in der ersten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, auf Basis von einem ersten Tastgrad. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung und die zweite Schalteinrichtung invertiert und die alternativen Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von sowohl der ersten als auch der zweiten Schalteinrichtung werden durchgeführt. Die Steuer-/Regeleinrichtung steuert/regelt einen Schalt-Vorgang der ersten Schalteinrichtung und der dritten Schalteinrichtung, die in der zweiten Gleichstrom-Wandlerschaltung enthalten sind, auf Basis von einem zweiten Tastgrad. Bei dem Schaltvorgang werden die erste Schalteinrichtung und die dritte Schalteinrichtung invertiert und die alternativen Vorgänge des Schließens und Öffnens (AN/AUS) von sowohl der ersten als auch der dritten Schalteinrichtung werden durchgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (7)

  1. Eine Antriebseinrichtung, umfassend: eine erste Energiequelle und eine zweite Energiequelle, eine Last, die dazu konfiguriert ist, durch von der ersten Energiequelle und der zweiten Energiequelle gelieferte Energie angetrieben zu werden, und eine Spannung-Steuer-/Regeleinheit, die dazu konfiguriert ist, eine an die Last anzulegende Spannung zu steuern/regeln, wobei die Spannung-Steuer-/Regeleinheit umfasst: eine erste Spule und eine zweite Spule, eine Mehrzahl von Schaltern, eine erste Hochtransformation-Schaltung oder/und eine zweite Hochtransformation-Schaltung und erste bis sechste Knoten, wobei eine positive Elektrode der zweiten Energiequelle mit dem ersten Knoten verbunden ist, eine negative Elektrode der zweiten Energiequelle mit dem zweiten Knoten verbunden ist, eine positive Elektrode der ersten Energiequelle mit dem dritten Knoten verbunden ist, eine negative Elektrode der ersten Energiequelle mit dem vierten Knoten verbunden ist, ein erstes Ende der zweiten Spule mit dem fünften Knoten verbunden ist, und ein zweites Ende der zweiten Spule mit dem zweiten Knoten verbunden ist, ein erstes Ende der ersten Spule mit dem sechsten Knoten verbunden ist, und ein zweites Ende der ersten Spule mit dem dritten Knoten verbunden ist, wobei die Mehrzahl von Schaltern umfasst: einen ersten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes verbunden ist mit einem aus: sowohl dem fünften Knoten als auch dem sechsten Knoten, sowohl dem zweiten Knoten als auch dem sechsten Knoten und sowohl dem fünften Knoten als auch dem dritten Knoten, einen zweiten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem sechsten Knoten als auch dem vierten Knoten verbunden ist, und einen dritten Schalter mit zwei Enden, vor denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem fünften Knoten verbunden ist, wobei die erste Hochtransformation-Schaltung die erste Spule und den ersten und zweiten Schalter umfasst und mit der ersten Energiequelle verbunden ist, wobei die zweite Hochtransformation-Schaltung die zweite Spule und den ersten und dritten Schalter umfasst und mit der zweiten Energiequelle verbunden ist, und wobei die Spannung-Steuer-/Regeleinheit dazu konfiguriert ist, die an die Last anzulegende Spannung auf eine beliebige Spannung zu steuern/regeln, die gleich oder größer ist als eine summierte Spannung aus einer Spannung der ersten Energiequelle und einer Spannung der zweiten Energiequelle auf Basis von einem Tastgrad von einem AN- und AUS-Schaltvorgang des Schalters.
  2. Die Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, wobei: der erste Schalter ein bidirektionaler Schalter ist, jedes der zwei Enden des ersten Schalters sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden ist, wobei die Mehrzahl von Schaltern umfasst: einen vierten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem vierten Knoten verbunden ist, und einen fünften Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden ist, wobei die Spannung-Steuer-/Regeleinheit die erste Hochtransformation-Schaltung und die zweite Hochtransformation-Schaltung umfasst wobei die erste Hochtransformation-Schaltung den ersten, zweiten und vierten Schalter umfasst, und wobei die zweite Hochtransformation-Schaltung den ersten, dritten und fünften Schalter umfasst.
  3. Die Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, wobei: jedes der zwei Enden des ersten Schalters sowohl mit dem zweiten Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden ist, die Mehrzahl von Schaltern einen vierten Schalter mit zwei Enden umfasst, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem dritten Knoten verbunden ist, die Spannung-Steuer-/Regeleinheit die erste Hochtransformation Schaltung und die zweite Hochtransformation-Schaltung umfasst und die zweite Hochtransformation-Schaltung den vierten Schalter anstelle von dem ersten Schalter umfasst.
  4. Die Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, wobei: der erste und der vierte Schalter bidirektionale Schalter sind, wobei die Mehrzahl von Schaltern umfasst: einen fünften Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem sechsten Knoten verbunden ist, und einen sechsten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem fünften Knoten als auch mit dem vierten Knoten verbunden ist, wobei die erste Hochtransformation-Schaltung den ersten, zweiten und fünften Schalter umfasst und wobei die zweite Hochtransformation-Schaltung den dritten, vierten und sechsten Schalter umfasst.
  5. Die Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Spannung-Steuer-/Regeleinheit umfasst: einen siebten Knoten, der zwischen dem zweiten Knoten und der zweiten Spule vorgesehen ist, und einen achten Knoten, der zwischen dem dritten Knoten und der ersten Spule vorgesehen ist, wobei die Mehrzahl von Schaltern umfasst: einen fünften Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem dritten Knoten als auch mit dem achten Knoten verbunden ist, einen sechsten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem achten Knoten als auch mit dem vierten Knoten verbunden ist, einen siebten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem ersten Knoten als auch mit dem siebten Knoten verbunden ist, und einen achten Schalter mit zwei Enden, von denen jedes sowohl mit dem siebten Knoten als auch mit dem zweiten Knoten verbunden ist, wobei die erste Hochtransformation-Schaltung den ersten, zweiten, fünften und sechsten Schalter umfasst, und wobei die zweite Hochtransformation-Schaltung den dritten, vierten, siebten und achten Schalter umfasst.
  6. Die Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 und 5, wobei die Spannung-Steuer-/Regeleinheit dazu konfiguriert ist, die an die Last anzulegende Spannung auf eine beliebige Spannung zu steuern/regeln, in einem Bereich von einer Spannung, die gleich einer größeren aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle ist, bis zu einer summierten Spannung aus der Spannung der ersten Energiequelle und der Spannung der zweiten Energiequelle auf Basis von einem Tastgrad von einem AN- und AUS-Schaltvorgang des Schalters.
  7. Die Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Spule und die zweite Spule magnetisch gekoppelt sind.
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