直流电源装置和制冷循环设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够抑制过大的冲击电流，防止元件损坏和电路烧坏的直流电源装置（10），其将来自三相交流电源（1）的交流转换为直流提供给负载（11），直流电源装置（10）包括：整流电路（2），其输入侧或输出侧与电抗器（3）连接，对来自三相交流电源（1）的交流进行整流；第一电容器（6a）和第二电容器（6b），其在连向负载（11）的输出端子之间串联连接；充电单元（充电部（7）），其有选择地对第一电容器（6a）和第二电容器（6b）中的一方或双方充电；以及控制部（8），其控制充电部（7），控制部（8）以如下方式进行控制：在向第一电容器（6a）及第二电容器（6b）开始充电时，为了将流向第一电容器（6a）及所述第二电容器（6b）的充电峰值电流抑制为充电部（7）或整流电路（2）的允许值以下，使导通占空比较小，此后，经预先设定的时间逐渐地增大导通占空比，直至达到稳定时的导通占空比为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流电源装置和制冷循环设备
本专利技术涉及直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环设备。
技术介绍
以往，已知如下的直流电源装置：以驱动在空调机、热泵式热水器、冰箱和制冷机中使用的压缩机电机的逆变器为负载，与该负载连接，将交流转换为直流。例如，在专利文献1中，公开了一种能够将单相交流转换为直流，通过简易的结构使输出电压升压的直流电源装置。专利文献：日本特开2000-278955号公报
技术实现思路
但是，根据上述现有技术，无法防止在开关动作开始时对电容器产生过大的冲击电流(rushcurrent)。因此，存在电源装置内的元件可能损坏、电路可能烧坏这样的问题。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种直流电源装置，其能够抑制开关动作开始时产生的过大的冲击电流，能够防止元件的损坏和电路的烧坏。为了解决上述课题，实现专利技术目的，本专利技术是将来自三相交流电源的交流转换为直流提供给负载的直流电源装置，其特征在于，具有：整流电路，其输入侧或输出侧与电抗器连接，对来自上述三相交流电源的交流进行整流；第一电容器和第二电容器，其在连向上述负载的输出端子之间串联连接；充电单元，其有选择地对上述第一电容器和上述第二电容器中的一方或双方充电；以及控制部，其控制上述充电单元，在向上述第一电容器及上述第二电容器开始充电时，为了将流向上述第一电容器及上述第二电容器的充电峰值电流抑制为上述充电单元或上述整流电路的允许值以下，使导通占空比较小来抑制充电电流，此后，经预先设定的时间使导通占空比逐渐增大，直至达到稳定时的导通占空比为止。根据本专利技术，能够得到如下的直流电源装置：上述直流电源装置能够抑制开关动作开始时产生的过大的冲击电流，能够防止元件的损坏和电路的烧坏。附图说明图1是表示实施方式1涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。图2是表示在实施方式1涉及的直流电源装置中，第一开关元件和第二开关元件的开关控制与要被充电的电容器的对应关系的图。图3是表示实施方式1涉及的直流电源装置的动作模式的图。图4是表示实施方式1涉及的直流电源装置中的开关模式、转换器输出直流电压和三相交流的各相电流的模拟波形的一个示例的实施例的图。图5是表示现有的直流电源装置中的开关模式、转换器输出直流电压、三相交流的各相电流的模拟波形的一个示例的比较例的图。图6是表示实施方式1涉及的直流电源装置的控制部生成的充电动作开始时及稳定时的开关信号的图。图7是表示实施方式1涉及的直流电源装置的控制部进行的开关信号生成方法的一个示例的图。图8是表示实施方式2涉及的直流电源装置的控制部进行的一个控制例的图。图9是表示实施方式3涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。图10是表示实施方式4涉及的制冷循环设备的一个结构示例的图。符号说明1三相交流电源2整流电路3电抗器4a第一开关元件，4b第二开关元件5a第一防逆流元件5b第二防逆流元件6a第一电容器6b第二电容器7充电部8、8a控制部9电源电压检测部10、10a直流电源装置11负载12a～12d端子14、15a、15b电流传感器21输出电流检测部18保护继电器20负载状态检测部22输出电压检测部23电容器电压检测部30逆变器部31制冷循环部32四通阀33内部热交换器34膨胀机构35热交换器36压缩机37制冷剂配管38压缩机构39压缩机电机40制冷循环设备具体实施方式以下，基于附图，对本专利技术涉及的直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环设备的实施方式进行详细说明。另外，本专利技术不限于该实施方式。实施方式1.图1是表示本专利技术涉及的直流电源装置的实施方式1的一个结构示例的图。图1所示的直流电源装置10将从三相交流电源1供给的三相交流转换为直流提供给负载11。另外，作为负载11，能够例示出对在制冷循环设备中使用的压缩机电机进行驱动的逆变器负载。直流电源装置10具有：对三相交流进行整流的整流电路2；与整流电路2的输出侧连接的电抗器3；在连向负载11的输出端子之间串联连接的第一电容器6a和第二电容器6b；有选择地对第一电容器6a和第二电容器6b进行充电的充电部7；控制充电部7的控制部8；以及检测三相交流的电压的电源电压检测部9。另外，电源电压检测部9检测从三相交流电源1供给的三相交流中的二相(r相s相)的线间电压。另外，在图1中，为了便于说明，示出了端子12a～12d。整流电路2是将6个整流二极管进行全桥连接而成的三相全波整流电路。在图1中，电抗器3为直流电抗器，但电抗器3也可以为配置在整流电路2的输入侧的交流电抗器。充电部7具有第一开关元件4a、第二开关元件4b、第一防逆流元件5a以及第二防逆流元件5b。第一开关元件4a控制第二电容器6b的充电。第二开关元件4b控制第一电容器6a的充电。作为第一开关元件4a和第二开关元件4b，能够例示出功率晶体管、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEmissionTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)以及IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)。第一逆流防止元件5a从第一开关元件4a的集电极朝向第一电容器6a与负载11的连接点正向地连接，其防止在第一电容器6a中充电的电荷向第一开关元件4a逆流。第二逆流防止元件5b从第二电容器6b与负载11的连接点朝向第二开关元件4b的发射极正向地连接，其防止在第二电容器6b中充电的电荷向第二开关元件4b逆流。使第一电容器6a和第二电容器6b的电容相等，将串联连接的第一电容器6a和第二电容器6b之间与串联连接的第一开关元件4a和第二开关元件4b之间连接。控制部8通过控制第一开关元件4a和第二开关元件4b的通断，来控制向负载11提供的直流电压。下面参照图2，说明控制部8所进行的开关控制。图2是表示在本实施方式的直流电源装置中，第一开关元件4a和第二开关元件4b的开关控制与要被充电的电容器(状态)的对应关系的图。在第一开关元件4a和第二开关元件4b双方都断开时，第一电容器6a和第二电容器6b双方都被充电(图2的(A))。在使第一开关元件4a导通并使第二开关元件4b断开时，仅第二电容器6b被充电(图2的(B))。在使第一开关元件4a断开并使第二开关元件4b导通时，仅第一电容器6a被充电(图2的(C))。在第一开关元件4a和第二开关元件4b双方都导通时，第一开关元件4a和第二开关元件4b短路，因此，第一电容器6a和第二电容器6b中任一个都不被充电(图2的(D))。即，在第一开关元件4a导通时，第二电容器6b被充电，在第二开关元件4b导通时，第一电容器6a被充电。这样，能够通过对第一开关元件4a和第二开关元件4b的通断进行切换，来选择要被充电的电容器。此外，如下面说明的那样，能够控制向负载11提供的直流电压。图3是表示本实施方式涉及的直流电源装置10的动作模式的图。作为直流电源装置10的动作模式，能够列举出使第一开关元件4a和第二开关元件4b都一直断开的全波整流模式(图3的(A))和使第一开关元件4a和第二开关元件4b交替地导通的升压模式(图3的(B-a)～(B-c))。而且，作为升压模式，能够列举出图3的(B-a)所示的第一开关元件4a及第二开关元件4b的导通占空比为50％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源装置，其将来自三相交流电源的交流转换为直流提供给负载，所述直流电源装置的特征在于，包括：整流电路，其输入侧或输出侧与电抗器连接，对来自所述三相交流电源的交流进行整流；第一电容器和第二电容器，其在连向所述负载的输出端子之间串联连接；充电单元，其有选择地对所述第一电容器和所述第二电容器中的一方或双方充电；以及控制部，其控制所述充电单元，所述控制部以如下方式进行控制：在向所述第一电容器及所述第二电容器开始充电时，为了将流向所述第一电容器及所述第二电容器的充电峰值电流抑制为所述充电单元或所述整流电路的允许值以下，使导通占空比较小来抑制充电电流，此后，经预先设定的时间使导通占空比逐渐增大，直至达到稳定时的导通占空比为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种直流电源装置，其将来自三相交流电源的交流转换为直流提供给负载，所述直流电源装置的特征在于，包括：整流电路，其输入侧或输出侧与电抗器连接，对来自所述三相交流电源的交流进行整流；第一电容器和第二电容器，其在连向所述负载的输出端子之间串联连接；充电单元，其有选择地对所述第一电容器和所述第二电容器中的一方或双方充电；以及控制部，其控制所述充电单元，所述充电单元具有：第一开关元件和第二开关元件，其被串联连接；第一防逆流元件，其防止所述第一电容器的充电电荷向所述第一开关元件逆流；以及第二防逆流元件，其防止所述第二电容器的充电电荷向所述第二开关元件逆流，将所述第一开关元件和所述第二开关元件之间与所述第一电容器和所述第二电容器之间连接，所述直流电源装置还具备电源电压检测单元，所述控制部控制动作模式，所述动作模式具有：使所述第一开关元件和所述第二开关元件都一直断开的全波整流模式；以及使所述第一开关元件和所述第二开关元件以充电频率交替地导通的升压模式；在所述升压模式下，通过使所述第一开关元件及所述第二开关元件的导通占空比变化，来控制输出电压，通过反复进行所述全波整流模式以及具有所述第一开关元件和所述第二开关元件双方都同时导通的期间的动作模式，在所述电抗器中蓄积能量以使输出电压上升，在所述输出电压成为阈值以上之后，向所述升压模式转换。2.根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于：在向所述第一电容器及所述第二电容器开始充电时，使所述第一开关元件及所述第二开关元件的导通占空比变小来使流向所述第一电容器及所述第二电容器的充电峰值电流为所述充电单元或所述整流电路的允许值以下，由此抑制充电电流，此后，经预先设定的时间逐渐增大所述第一开关元件及所述第二开关元件的导通占空比直至达到稳定时的导通占空比为止。3.根据权利要求2所述的直流电源装置，其特征在于：所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第一防逆流元件和所述第二防逆流元件中的至少1个由宽禁带半导体形成。4.根据权利要求3所述的直流电源装置，其特征在于：所述宽禁带半导体为碳化硅、氮化镓系材料或金刚石。5.根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于：所述第一开关元件及所述第二开关元件具有反向并联的续流二极管。6.根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于，具备：输出电压检测单元，其对与串联连接的所述第一电容器和所述第二电容器的电压相等的、向所述负载输出的输出电压进行检测；以及电容器电压检测单元，其对所述第一电容器和所述第二电容器中的一方的电压进行检测，所述控制部根据所述输出电压检测单元的检测值与所述电容器电压检测单元的检测值之间的差，计算所述第一电容器和所述第二电容器中的另一方的电压。7.根据权利要求1至4中任一项所述的直流电源装置，其特征在于，具备：保护继电器，其插入到所述第一开关元件和所述第二开关元件间与所述第一电容器和所述第二电容器间之间。8.根据权利要求7所述的直流电源装置，其特征在于：在流入所述第一开关元件及所述第二开关元件的电流或流入所述电抗器的电流超过设定阈值时，所述控制部停止向所述第一开关元件及所述第二开关元件输出开关信号，并输出使所述保护继电器开放的信号。9.根据权利要求7所述的直流电源装置，其特征在于，具备：检测所述负载的状态的负载状态检测单元，在由所述负载状态检测单元检测并输出的信号的检测值超过设定阈值时，所述控制部停止向所述第一开关元件及所述第二开关元件输出开关信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：神谷庄太，畠山和德，伊藤典和，汤浅健太，矶田昭二，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP