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| 審決分類 |
審判 訂正 ただし書き3号明りょうでない記載の釈明 訂正する H02M |
|---|---|
| 管理番号 | 1397122 |
| 総通号数 | 17 |
| 発行国 | JP |
| 公報種別 | 特許審決公報 |
| 発行日 | 2023-05-26 |
| 種別 | 訂正の審決 |
| 審判請求日 | 2022-09-12 |
| 確定日 | 2023-01-30 |
| 訂正明細書 | true |
| 事件の表示 | 特許第７１２７２２３号に関する訂正審判事件について、次のとおり審決する。 |
| 結論 | 特許第７１２７２２３号の明細書、特許請求の範囲を令和４年１２月１日に提出の手続補正書により補正された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり訂正することを認める。 |
| 理由 |
第１ 手続の経緯 特許第７１２７２２３号（以下「本件特許」という。）は、令和１年５月９日の出願（特願２０２１−５６６５７８号）であって、令和４年８月１９日にその特許権の設定登録がなされ、令和４年９月２１日に本件訂正審判の請求がなされ、同年１０月３１日付けで訂正拒絶理由が通知され、同年１２月１日に意見書が提出されるとともに審判請求書、訂正明細書及び訂正特許請求の範囲を補正する手続補正（以下、「本件補正」という。）がされたものである。 第２ 本件補正について １ 補正の内容 本件補正は、審判請求書の「請求の理由」に記載された訂正事項１−２及び訂正事項２−２を削除するとともに、該訂正事項の削除に整合するように訂正明細書及び訂正特許請求の範囲を補正するものである。 ２ 補正の認否 本件補正は、審判請求書に記載された「請求の趣旨」の要旨を変更するものではなく、特許法第131条の2第1項の規定に適合するから、これを認める。 なお、本件補正により、訂正拒絶理由通知において、特許法第126条第5項の規定に適合しないと指摘した訂正事項１−２及び訂正事項２−２は削除されたから、訂正拒絶理由も解消している。 第３ 請求の趣旨 上記のとおり、本件補正は認められるから、本件訂正審判の請求の趣旨は、特許第７１２７２２３号の明細書、特許請求の範囲を、令和４年１２月１日に提出の手続補正書により補正された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり訂正することを認める、との審決を求めるものである（以下、訂正前の「明細書」及び「特許請求の範囲」を、それぞれ「本件明細書」及び「本件特許請求の範囲」という。）。 第４ 訂正の内容 本件訂正審判の請求による訂正の内容は、次のとおりのものである（下線部は訂正箇所を示す。）。 １ 訂正事項１ （１）訂正事項１−１ 特許請求の範囲の請求項１に「Ｓ１、Ｓ−１, Ｓ２、Ｓ−２, Ｓ３、Ｔ１、Ｔ−１, Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、」と記載されているのを、「Ｓ１、Ｓ−１，Ｓ２、Ｓ−２, Ｔ１、Ｔ−１, Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、」に訂正する（請求項１の記載を引用する請求項２乃至請求項４も同様に訂正する）。 ２ 訂正事項２ （１）訂正事項２−１ 明細書の段落【００１４】に「Ｓ１、Ｓ−１, Ｓ２、Ｓ−２, Ｓ３、Ｔ１、Ｔ−１, Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、」と記載されているのを、「Ｓ１、Ｓ−１，Ｓ２、Ｓ−２, Ｔ１、Ｔ−１, Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、」に訂正する。 第５ 当審の判断 １ 訂正事項１について （１）訂正事項１−１ ア 訂正の目的について 訂正事項１−１による訂正は、本件特許請求の範囲の請求項１において「Ｓ３」が「半導体スイッチであ」るという記載と、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチであ」るという記載とがあって、「Ｓ３」に関する記載が重複しており、不明瞭な記載となっていたものを解消するための訂正であるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。 したがって、訂正事項１−１による訂正は、特許法第126条第1項ただし書第３号に規定する明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。 イ 願書に添付した明細書、特許請求の範囲または図面に記載した事項の範囲内の訂正であること 本件明細書の段落００１３には、「双方向半導体スイッチＳ３」とあり、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチ」であることが記載されている。 よって、訂正事項１−１は、本件明細書の記載から導かれる技術的事項との関係において、新たな技術的事項を導入するものではなく、本件明細書に記載した事項の範囲内においてしたものであるから、特許法第126条第5項の規定に適合する。 ウ 実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更する訂正ではないこと 訂正事項１−１は、「Ｓ３」が「半導体スイッチであり」という記載を削除するものであるが、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチ」であるという記載は残されており、「双方向半導体スイッチ」は「半導体スイッチ」の一種であるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。 よって、訂正事項１−１は、特許法第126条第6項の規定に適合する。 エ 小括 以上のとおり、訂正事項１−１による特許請求の範囲の訂正は、特許法第126条第1項ただし書第３号に掲げる事項を目的とし、かつ、同条第５項ないし第６項の規定に適合する。 ２ 訂正事項２について （２）訂正事項２−１ ア 訂正の目的について 訂正事項２−１による訂正は、本件明細書の段落００１４において「Ｓ３」が「半導体スイッチであ」るという記載と、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチであ」るという記載とがあって、「Ｓ３」に関する記載が重複しており、不明瞭な記載となっていたものを解消するための訂正であるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。 したがって、訂正事項２−１による訂正は、特許法第126条第1項ただし書第３号に規定する明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。 イ 願書に添付した明細書、特許請求の範囲または図面に記載した事項の範囲内の訂正であること 本件明細書の段落００１３には、「双方向半導体スイッチＳ３」とあり、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチ」であることが記載されている。 よって、訂正事項２−１は、本件明細書の記載から導かれる技術的事項との関係において、新たな技術的事項を導入するものではなく、本件明細書に記載した事項の範囲内においてしたものであるから、特許法第126条第5項の規定に適合する。 ウ 実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更する訂正ではないこと 訂正事項２−１は、「Ｓ３」が「半導体スイッチであり」という記載を削除するものであるが、「Ｓ３」が「双方向半導体スイッチ」であるという記載は残されており、「双方向半導体スイッチ」は「半導体スイッチ」の一種であるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。 よって、訂正事項２−１は、特許法第126条第6項の規定に適合する。 エ 小括 以上のとおり、訂正事項２−１による特許請求の範囲の訂正は、特許法第126条第1項ただし書第３号に掲げる事項を目的とし、かつ、同条第５項ないし第６項の規定に適合する。 第６ むすび 以上のとおりであるから、本件訂正審判請求は、特許法第126条第1項ただし書き第３号に掲げる事項を目的とし、かつ同条第５項ないし第６項に規定される要件に適合する。 よって、結論のとおり審決する。 |
| 発明の名称 |
（５４）【発明の名称】マルチレベル電力変換回路 【技術分野】 【０００１】 本発明は、パワー・エレクトロニクスおよび非線形制御の分野に関し、より詳細には、カスケードブリッジ型のマルチレベル電力回路に関する。 【背景技術】 【０００２】 パワー・エレクトロニクス技術の進展により、電力変換器の用途はますます広がっている。マルチレベル変換器は、低い高調波電圧および出力電流並びにスイッチの低い逆電圧に起因して、クリーンエネルギーの生成に加えて、速度の調整および中高電圧の用途で広く使用されている。 【０００３】 マルチレベル・インバータ（ＭＬＩ）は、産業用途において選ばれる主要な電力変換装置である。これらの用途は、主に、全電圧および電力範囲用のモータ・ユニットを含む。マルチレベル・インバータは、また、数ある中でも、ネットワークに接続されたシステム、無停電電源システム（ＵＰＳ）、電気自動車およびＦＡＣＴＳにおいて応用されている。 【０００４】 当該技術分野では、マルチレベル・インバータのための種々のトポロジーの先例が存在する。例えば、文献ＣＮ２７６８３０３は、多段階カスケード・インバータを提供する実用新案を説明し、これは、使用される部品の数を減少させ、その構造を簡略化し、高電圧および高電力のイベントを制御し、従来のカスケード・インバータと同一レベルを生成することを目的している。実用新案のマルチレベル・カスケード・インバータは、マルチレベルのインバータを形成するようにカスケードされた基本モジュールから構成される。 【０００５】 一方、文献ＣＮ１０５４５００６３は、カスケード・ハーフブリッジ型のマルチレベル・インバータおよびその制御方法を提供し、その目的は、制御ストラテジーおよび既存のマルチレベルトのカスケード・ポロジーの欠点を克服することである。制御ストラテジーは、サイクルの制御モードおよび出力レベルの重ね合わせを採用して、マルチレベル出力を生成する。 【０００６】 しかしながら、一般的には、電力変換回路は、複雑な構成を有し、多数の構成要素を備える。したがって、上記トポロジーを最適化し、最小の可能な構成要素を用いて所望のレベル数を達成することができる、新規な構成が求められている。 【０００７】 結果として、必要なレベル数を達成し、簡略化された構成を有し、かつ、使用されるコンポーネントの数を低減する、電力変換回路のための新規構造が求められている。 【発明の概要】 【０００８】 本発明は、図１０に示す回路構成を有する機能ブロックを含む電力変換器の新規な構成を提供する： ここで、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５は、ＤＣ電圧源であり、 Ｓ１、Ｓ−１、（上付きバーが付されたＳ１を表す。以下同様である。），Ｓ２、Ｓ−２，Ｓ３、Ｔ１、Ｔ−１、，Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、 Ｄ１およびＤ２は、２つの半導体ダイオードである。 【０００９】 好ましい実施形態では、回路は、スイッチＳ１、Ｓ−１、およびＳ２，Ｓ−２が互いに相補的なデバイスであることを特徴とする。 【００１０】 他の好適な実施形態では、回路は、スイッチＳ３が双方向スイッチに対応することを特徴とする。 【００１１】 他の好適な実施形態では、回路は、直列に接続された複数の機能ブロックをさらに含み、機能ブロックの各々が、図１０に示す回路の構成を有することを特徴とする。さらに他の好適な実施形態では、回路は、直列に接続された２つの機能ブロック含み、機能ブロックの出力が、互いに非対称であることを特徴とする。 【図面の簡単な説明】 【００１２】 【図１】 図１は、本発明の対象である電力変換回路の電圧出力レベルに対し機能ブロックのすべてのスイッチの状態を含む一般的な真理値表を示す。 【図２】 図２は、本発明の対象である電力変換回路の機能ブロックについての出力電圧を示すグラフを示す。 【図３】 図３は、本発明の対象である電力変換回路の機能ブロックのカスケード配置を示す。 【図４】 図４は、本発明の対象である電力変換回路の実施形態の一例を示す。 【図５】 図５は、本実施形態の一例における第１の機能ブロックの出力電圧を示すグラフを示す。 【図６】 図６は、本実施形態の一例における第２の機能ブロックの出力電圧を示すグラフを示す。 【図７】 図７は、本実施形態の一例における回路の出力電圧を示すグラフを示す。 【図８】 図８は、本実施形態の一例における回路の出力電流を示すグラフを示す。 【図９】 図９は、電力変換回路の機能ブロックにおけるメッシュの区分を示す。 【図１０】 図１０は、本発明の対象である電力変換器の機能ブロックの回路構成を示す。 【発明を実施するための形態】 【００１３】 本質的に、本発明は、５つのＤＣ電圧源（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５）、８つの単方向半導体スイッチ（Ｓ１、Ｓ−１，Ｓ２、Ｓ−２，Ｔ１、Ｔ−１，Ｔ２、Ｔ−２）、双方向半導体スイッチＳ３と、２つの半導体ダイオード（Ｄ１およびＤ２）とを備える、マルチレベル電力変換器の新規な構成を提供する。 【００１４】 本発明は、分散コンポーネントを有するマルチレベルの変換ブロックを含む回路構成（図１０に示されるような）を有する機能ブロックを含む新奇なマルチレベル電力変換回路を提供し： Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５は、ＤＣ電圧源であり、 Ｓ１、Ｓ−１，Ｓ２、Ｓ−２，Ｔ１、Ｔ−１，Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、 Ｓ３は、双方向半導体スイッチであり、 Ｄ１およびＤ２は、２つの誘電体ダイオードであり、かつ 前記マルチレベルのコンバータブロックのターミナルＸ及びＸ_で連続的な入力電圧であり、 前記負側入力ターミナルＸが、スイッチＳ２及びＳ−２の直列となった接続の中間に接続され、 前記正側ターミナルＸ_がスイッチＳ１及びＳ−１の直列となった接続の中間に接続され 第１の並列回路が、ダイオードＤ１の前記アノードに直列に接続されたスイッチＴ−２を含み、両方がスイッチＴ２及び電圧源Ｖ５の負電位の直列となった接続に並列に接続され、 第２の並列回路は、ダイオードＤ２の前記カソードに直列に接続されたスイッチＴ−１を含み、両方がスイッチＴ１、及び電圧源Ｖ４の正電位の直列となった接続に並列に接続され、 前記第１及び第２の並列回路が電圧源Ｖ３の手段により互いに接続されており、前記第１の並列回路がダイオードＤ１の前記カソード及び正電位Ｖ５で前記電圧源Ｖ３の前記負電位に接続され、前記第２の並列回路が、前記負電位Ｖ４の手段及びＤ２のアノードによりＶ３の前記正電位へと接続され、 前記第１及び第２の並列回路が、直列に接続された電圧源Ｖ１及びＶ２の手段により互いに接続され、前記第１の並列回路が、スイッチＴ２及びＴ−２の手段により前記電圧源Ｖ１の前記正電位に接続され、前記第２の並列回路がスイッチＴ１及びＴ−１の手段により前記電圧源Ｖ２の前記負電位に接続されており、 前記電圧源Ｖ３が、スイッチＳ２でその負電位に接続され、かつスイッチＳ−２でその正電位に接続され、 前記電圧源Ｖ１の正電位が、スイッチＳ１に接続され、前記電圧源Ｖ２の前記負電位がスイッチＳ−１に接続され、 前記双方向スイッチＳ３が前記電圧源Ｖ１及びＶ２の間の前記中間点の１つのターミナルで接続し、かつ他のターミナルがスイッチ１及びＳ−１の間の前記中間で接続する。 【００１５】 スイッチＳ１、Ｓ−１およびＳ２，Ｓ−２は、互いに相補的なスイッチである。つまり、一方がオープンの場合、他は、必ずクローズされる。この目的は、それぞれ電圧源Ｖ１，Ｖ２およびＶ３が短絡するのを回避することである。 【００１６】 スイッチＳ３は、双方向スイッチであり、これは、双方向への電流の通過を可能とする。 【００１７】 より良い理解のために、しかしながら、本発明の範囲を限定することなく、上記機能ブロックの説明が以下に示される。上記機能ブロックは、７つのメッシュに分割されるが、これは、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲を限定することなく、各メッシュのコンポーネントの説明が時計回りに行われる。 【００１８】 メッシュＩは、別の双方向スイッチＳ３に接続されるスイッチＳ１を含み、双方向スイッチＳ３は、次いで、その後に上記スイッチＳ１に接続される電圧源Ｖ１に接続される。 【００１９】 メッシュＩＩは、電圧源Ｖ２に接続されるスイッチＳ−１を含み、電圧源Ｖ２は、次いで、その後にスイッチＳ−１に接続される双方向スイッチＳ３に接続される。 【００２０】 メッシュＩＩＩは、電圧源Ｖ５に接続されるスイッチＴ２を含み、電圧源Ｖ５は、次いでダイオードＤ１に接続される。上記ダイオードＤ１は、次いで、スイッチＴ−２に接続され、スイッチＴ−２は、次いで上記スイッチＴ２に接続される。 【００２１】 メッシュＩＶは、電圧源Ｖ２に接続された電圧源Ｖ１を含み、電圧源Ｖ２は、次いでスイッチＴ１に接続される。上記スイッチＴ１は、次いで、別の電圧源Ｖ３に接続される電圧源Ｖ４に接続され、次いで、追加の電圧源Ｖ５に接続される。上記電圧源Ｖ５は、次いで、スイッチＴ２に接続され、スイッチＴ２は、電圧源Ｖ１に接続される。 【００２２】 メッシュＶは、ダイオードＤ２とともにスイッチＴ−１を含み、ダイオードＤ２は、電圧源Ｖ４に接続する。上記電圧源Ｖ４は、ついで、スイッチＴ１に接続され、スイッチＴ１は、次いでスイッチＴ−１に接続される。 【００２３】 メッシュＶＩは、スイッチＳ−２に接続される電圧源Ｖ３を含み、スイッチＳ−２は、次いで、別のスイッチＳ２に接続される。上記スイッチＳ２は、次いで、上記電圧源Ｖ３に接続される。 【００２４】 メッシュＶＩＩ（外部）は、スイッチＳ−１に接続されるスイッチＳ１を含む。上記スイッチＳ−１は、スイッチＴ−１に接続される。そして、上記スイッチＴ−１は、ダイオードＤ２に接続され、ダイオードＤ２は、次いで、スイッチＳ−２に接続される。スイッチＳ−２は、ついでスイッチＳ２に接続され、スイッチＳ２は、次いで、ダイオードＤ１に接続される。ダイオードＤ１は、スイッチＴ−２に接続され、スイッチＴ−２は、最終的にスイッチＳ１に接続される。 【００２５】 出力電圧は、スイッチＳ１，Ｓ−１およびＳ３の間に位置する第１ノードと、スイッチＳ２およびＳ−２の間に位置する第２ノードとの２つのノード間に生成される電圧差から決定される。 【００２６】 電源の電圧値および回路のコンポーネントの本質の両方が、本発明の範囲を限定するものではなく、例えば電力変換器が意図する用途に依存するであろう。 【００２７】 一方、機能ブロックの出力電圧は、本発明の範囲を限定するものではない。好ましい実施形態においては、０［Ｖ］および１２００［Ｖ］の間の範囲にある。 【００２８】 加えて、機能ブロックの出力電流は、本発明の範囲を限定するものではない。好ましい実施形態においては、０［Ａ］および８［Ａ］の範囲である。にもかかわらず、より高い出力電流が、本発明の範囲を限定することなく用いられてもよい。 【００２９】 結果として、機能ブロックの出力電力は、本発明の範囲を限定するものでもない。好ましい実施形態においては、これは、０［ｋＷ］および１０［ｋＷ］の範囲にある。 【００３０】 本発明の文脈において、要求される保護の範囲を制限することなく、ダイオードは、一方だけ電流を通過することを許可し、反対方向の電流の通過を抑制する２電極電子バルブとして理解されるであろう。 【００３１】 本発明の文脈において、要求される保護の範囲を制限することなく、半導体スイッチは、電子半導体バルブを備え、その目的が回路において電流の通過をオープンまたはクローズすることである電子パワー・デバイスとして理解されるであろう。 【００３２】 本発明の文脈において、要求される保護の範囲を制限することなく、機能ブロックは、アセンブリが特定の機能を満たすようなやり方で相互接続された電気的および／または電子的要素のセットとして理解されるであろう。 【００３３】 本発明の文脈において、要求される保護の範囲を制限することなく、非対称な出力は、その主要なブロックが異なるレベルの出力電圧を生成する構成として理解されるであろう。 【００３４】 本発明の文脈において、要求される保護の範囲を制限することなく、直接接続は、デバイスが連続的に接続される接続構成として理解されるであろう。 【００３５】 図１は、スイッチの状態が２３レベルの回路の出力電圧に関連付けて見られる一般的な真理値表を示す。上記出力電圧レベルは、以下に詳細を示す。 【００３６】 第１の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）である。 【００３７】 第２の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）である。 【００３８】 第３の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ３＋Ｖ４）である。 【００３９】 第４の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ４）である。 【００４０】 第５の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ２＋Ｖ４）である。 【００４１】 第６の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２，がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ４）である。 【００４２】 第７の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ−１がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ−１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）である。 【００４３】 第８の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ−１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ２＋Ｖ３）である。 【００４４】 第９の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｔ−１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ３）である。 【００４５】 第１０の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ１がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ１＋Ｖ２）である。 【００４６】 第１１の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔー１がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ２）である。 【００４７】 第１２の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（０）である。 【００４８】 第１３の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ２）である。 【００４９】 第１４の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ１−Ｖ２）である。 【００５０】 第１５の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ３）である。 【００５１】 第１６の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ２−Ｖ３）である。 【００５２】 第１７の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｔ−２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ１−Ｖ２−Ｖ３）である。 【００５３】 第１８の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ３）である。 【００５４】 第１９の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ２−Ｖ５）である。 【００５５】 第２０の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ１−Ｖ２−Ｖ５）である。 【００５６】 第２１の電圧レベルにおいては、スイッチＳ１，Ｓ−２，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ−１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ３−Ｖ５）である。 【００５７】 第２２の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｓ３，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（−Ｖ２−Ｖ３−Ｖ５）である。 【００５８】 第２３の電圧レベルにおいては、スイッチＳ−１，Ｓ−２，Ｔ２がクローズされており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｔ１，Ｔ−１，Ｔ−２がオープンされており、電圧出力は、（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ５）である。 【００５９】 図２は、機能ブロックの特定の実施形態における経時的な出力電圧を示すグラフを示す。上記グラフにおいては、電圧値が−５５０Ｖおよび５５０Ｖの間の範囲にあることが観測される。 【００６０】 図３は、互いに直列に接続され、決定された出力電圧の多数のレベルの提供を実現するよう構成された複数の機能ブロックの包括的なカスケード配置を示す図である。各機能ブロックが生成することができるレベルの数は、図１の真理値表において詳細に説明されている。 【００６１】 図４は、本発明の対象である電力変換回路の実施形態の一例を示す。上記実施形態の一例においては、要求される保護の範囲を制限することなく、４５電圧レベルを生成する、出力相の電力変換器の回路が示されている。図４は、直列に接続された２つの機能ブロックを有する提案構造を示す。 【００６２】 より好ましい実施形態では、本発明の範囲を制限することなく、図４に示す上記ＤＣ電圧源についての値は、以下の通りである： Ｖ１，１＝Ｖ２，１＝Ｖ１，２＝Ｖ２，２＝５０Ｖ Ｖ３，１＝Ｖ３，２＝１５０Ｖ Ｖ４，１＝Ｖ５，２＝３００Ｖ 【００６３】 ピーク出力電圧は、１１００Ｖであり、５０Ｈｚの出力周波数で５０Ｖのステップ電圧を有し、ピーク電流は７．３Ａである。 【００６４】 図５は、上記実施形態の一例における第１の機能ブロックの出力電圧を示すグラフである。上記第１の機能ブロックの出力電圧は、−５５０Ｖおよび５５０Ｖの間の範囲のステップ関数を描く。 【００６５】 図６は、上記実施形態の一例における第２の機能ブロックの出力電圧を示すグラフである。上記第２の機能ブロックの出力電圧は、ゼロでステップを有する、−５５０Ｖおよび５５０Ｖの間で振動する正弦波関数を描く。 【００６６】 図７には、上記実施形態の一例における回路の出力電圧を示すグラフを示す。上記回路の出力電圧は、−１１００Ｖおよび１１００Ｖの間で振動する正弦波関数を描き、これは、第１の機能ブロックの出力電圧と、第２の機能ブロックの出力電圧との合計である。 【００６７】 図８は、上記実施形態の一例における回路の出力電流を示すグラフを示す。上記回路の出力電流は、−７．３Ａおよび７．３Ａの間で振動する正弦波関数を描く。 【００６８】 図９は、電力変換回路の機能ブロックを形成するメッシュの列挙を示す。上記図面においては、本発明の詳細な説明に説明された各メッシュを参照する列挙が示されている。上記列挙は、本発明のより良い理解を与えるために提供されてり、しかしながら、適用される保護の範囲を限定するものではない。 【００６９】 以上詳細を説明した発明に従えば、２３レベルの電力変換回路を得ることが可能であり、この電力変換回路は、簡略化された構成を有し、使用されるコンポーネントの数を削減する。 【００７０】 本発明の範囲を限定することなく、当該技術分野において標準的な知識を有する者によって想定される任意のやり方で本発明の技術的特徴の異なる選択肢が組み合わせられてもよいことを理解されたい。 【００７１】 次に、本発明の実施形態の実施例が以下提示される。上記実施例の目的は、本発明のより良い理解を与えることであるが、その範囲を限定するものではないことを理解されたい。加えて、異なる実施例で示される技術的特徴は、本発明の範囲を限定することなく、当該技術分野において標準的な知識を有する者によって想定される任意のやり方で、互いに組み合わせられてもよいし、または前述した他の技術的特徴と組み合わせられてもよい。 【実施例】 【００７２】 実施例１：本発明の対象である電力変換器の回路の実現 【００７３】 図４は、４５の電圧レベルを生成する単相電力増幅器の回路を示す。図４は、提案構造が、直列に接続された２つの機能ブロックを含むことを示す。 【００７４】 上記回路の構成が、期待される出力を得ることが可能であることを検証するために、回路のシミュレーションを実施した。上記シミュレーションにおいては、スイッチおよびダイオードなどの半導体デバイスのセットが理想的であるとしている。ＤＣ電圧源について選択された値は、以下の通りである。 Ｖ１，１＝Ｖ２，１＝Ｖ１，２＝Ｖ２，２＝５０Ｖ Ｖ３，１＝Ｖ３，２＝１５０Ｖ Ｖ４，１＝Ｖ５，２＝３００Ｖ 【００７５】 ピーク出力電圧は、１１００Ｖであり、５０Ｈｚの出力周波数で５０Ｖのステップ電圧を有し、ピーク電流は７．３Ａである。 （５７）【特許請求の範囲】 【請求項１】 分散されたコンポーネントを有するマルチレベルの変換ブロックを含む回路構成を有する機能ブロックを含むことを特徴とするマルチレベル電力変換回路であって、 Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５は、ＤＣ電圧源であり、 Ｓ１、Ｓ−１，Ｓ２、Ｓ−２，Ｔ１、Ｔ−１，Ｔ２、Ｔ−２は、半導体スイッチであり、 Ｓ３は、双方向半導体スイッチであり、 Ｄ１およびＤ２は、２つの誘電体ダイオードであり、かつ 前記マルチレベルのコンバータブロックのターミナルＸ及びＸ_で連続的な入力電圧であり、 前記負側入力ターミナルＸが、スイッチＳ２及びＳ−２の直列となった接続の中間に接続され、 前記正側入力ターミナルＸ_が、スイッチＳ１及びＳ−１の直列となった接続の中間に接続され、 第１の並列回路が、ダイオードＤ１の前記アノードに直列に接続された前記スイッチＴ−２を含み、両方がスイッチＴ２及び前記電圧源Ｖ５の前記負電位の直列となった接続に並列に接続され、 第２の並列回路は、ダイオードＤ２の前記カソードに直列に接続された前記スイッチＴ−１を含み、両方がスイッチＴ１及び前記電圧源Ｖ４の前記正電位の直列となった接続に並列に接続され、 前記第１及び第２の並列回路が電圧源Ｖ３の手段により互いに接続されており、前記第１の並列回路がダイオードＤ１の前記カソード及びＶ５の前記正電位で前記電圧源Ｖ３の前記負電位に接続され、前記第２の並列回路が、Ｖ４の前記負電位の手段及びＤ２の前記アノードによりＶ３の前記正電位へと接続され、 前記第１及び第２の並列回路が、直列に接続された前記電圧源Ｖ１及びＶ２の手段により互いに接続され、前記第１の並列回路が、スイッチＴ２及びＴ−２の手段により前記電圧源Ｖ１の前記正電位に接続され、前記第２の並列回路がスイッチＴ１及びＴ−１の手段により前記電圧源Ｖ２の前記負電位に接続されており、 前記電圧源Ｖ３が、スイッチＳ２でその負電位に接続され、かつスイッチＳ−２でその正電位に接続され、 前記電圧源Ｖ１の前記正電位が、スイッチＳ１に接続され、前記電圧源Ｖ２の前記負電位がスイッチＳ−１に接続され、 前記双方向スイッチＳ３が前記電圧源Ｖ１及びＶ２の間の前記中間点の１つのターミナルで接続し、かつ他のターミナルが前記スイッチＳ１及びＳ−１の間の前記中間で接続する、 マルチレベル電力変換回路。 【請求項２】 スイッチＳ１、Ｓ−１およびＳ２，Ｓ−２は、互いに相補的なデバイスであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベル電力変換回路。 【請求項３】 直列に接続された複数の機能ブロックを含み、前記機能ブロックの各々は、請求項１に記載の前記回路構成を有することを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベル電力変換回路。 【請求項４】 直列に接続された２つの機能ブロックを含み、前記機能ブロックの出力は、互いに非対称であることを特徴とする、請求項３に記載のマルチレベル電力変換回路。 |
| 訂正の要旨 |
審決（決定）の【理由】欄参照。 |
| 審理終結日 | 2022-12-28 |
| 結審通知日 | 2023-01-06 |
| 審決日 | 2023-01-20 |
| 出願番号 | P2021-566578 |
| 審決分類 |
P
1
41・
853-
Y
(H02M)
|
| 最終処分 | 01 成立 |
| 特許庁審判長 |
須田 勝巳 |
| 特許庁審判官 |
児玉 崇晶 山澤 宏 |
| 登録日 | 2022-08-19 |
| 登録番号 | 7127223 |
| 発明の名称 | マルチレベル電力変換回路 |
| 代理人 | 中尾 洋之 |
| 代理人 | 舛谷 威志 |
| 代理人 | 中尾 洋之 |
| 代理人 | 舛谷 威志 |