电力变换装置制造方法及图纸

抑制开关损耗的增大并抑制在逆变器电路中发生的开关噪声的电力变换装置。本申请的一个方式的电力变换装置，具备：第1检测电路，取得从交流电源输入的交流电压及/或交流电流的信息；整流电路；逆变器电路，包含开关；以及控制电路，生成用于控制开关的脉冲信号。控制电路，(A)基于从第1检测电路输入的信息，判定整流电路是否处于能使在开关中发生的开关噪声向交流电源侧通过的传导状态，(B)至少在判定为整流电路处于传导状态的期间，使脉冲信号的频率随着时间经过而变动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备逆变器(inverter)电路的电力变换装置。
技术介绍
专利文献1公开了为了抑制开关噪声(switching noise)向商用交流电源侧的传导而在AC电源与逆变器之间设有滤波器的电路。专利文献2公开了使开关电路在利用频谱扩散(spectrum spreading)的开关模式下动作的技术。由此，使开关噪声分散而使测定的噪声的峰值降低。专利文献1：日本特开平10－107571号公报专利文献2：日本特开2010－17042号公报但是，在专利文献1、2记载的技术中需要进一步的改进。
技术实现思路
为了解决上述课题，本申请的一个实施方式的电力变换装置，具备：第1检测电路，取得从交流电源输入的交流电压及交流电流的至少一方的信息；整流电路，对从所述交流电源输入的所述交流电压进行整流及平滑化，输出具有脉动电流的直流电压；逆变器电路，包含开关，将从所述整流电路输入的所述直流电压变换为交流电压；以及控制电路，生成用于控制所述开关的脉冲信号。所述控制电路，(A)基于从所述第1检测电路输入的所述信息，判定所述整流电路是否处于能使在所述开关中发生的开关噪声向所述交流电源侧通过的传导状态，(B)至少在判定为所述整流电路处于所述传导状态的期间，使所述脉冲信号的频率随着时间经过而变动。根据本申请的一个实施方式的电力变换装置，能够抑制传导噪声且抑制开关损耗的增大。附图说明图1是实施方式1的电力变换装置的电路图。图2A是表示一定频率的PWM信号的波形Fcn的一例的图。图2B是表示进行了频谱扩散的PWM信号的波形Fsp的一例的图。图3A是表示通过对图2A所示的波形Fcn进行傅里叶变换而得到的波形FFTcn的图。图3B是表示通过对图2B所示的波形Fsp进行傅里叶变换而得到的波形FFTsp的图。图4是参考例的电力变换装置的电路图。图5是表示实施方式的电力变换方法的一例的流程图。符号说明10 电力变换装置101 整流电路102 商用交流电源103 二极管电桥104 平滑电容器105 逆变器电路106a、106b、106c、106d、106e、106f 开关元件107a、107b、107c、107d、107e、107f 开关控制信号108 马达109 频率决定电路110 输入检测电路111 直流电压检测电路112 脉冲生成电路113 频率信号114 输入电压检测信号115 直流电压检测信号具体实施方式(成为本申请的基础的认识)电力变换装置具备包含开关元件的开关电路。开关电路通过脉冲信号的施加而被控制开关元件的导通及非导通，从而生成表现出所希望的波形的电压和电流。作为适用于电力变换装置的开关电路的例子，可以举出斩波电路及逆变器电路。作为向开关电路输入的脉冲信号之一，有PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)信号。PWM信号通过使某基本频率的矩形波的时间比率变化而生成。这样的开关电路通过开关动作而发生开关噪声。存在该开关噪声向商用交流电源侧传导、对与商用交流电源连接的其它电气设备造成不良影响的课题。为了防止该情况，在开关电路中，按照规格而规定了开关噪声的测定法及限度值，强烈地追求开关噪声的抑制。图4是参考例的电力变换装置10A的电路图。电力变换装置10A具备整流电路1010、逆变器电路1050、频率决定电路1090及脉冲生成电路1120。整流电路1010具备二极管电桥1030、平滑电容器1040及直流电压检测电路1110。二极管电桥1030对从商用交流电源1020输入的交流电压进行整流。平滑电容器1040使被二极管电桥1030整流后的交流电压平滑化。直流电压检测电路1110检测被平滑电容器1040平滑化后的具有脉动电流的直流电压Vi。逆变器电路1050是三相逆变器，根据由脉冲生成电路1120生成的PWM信号进行开关而驱动马达1080。频率决定电路1090生成用于使PWM信号的频率随着由直流电压检测电路1110检测出的直流电压Vi的增大而上升的频率信号1130，并向脉冲生成电路1120输出。脉冲生成电路1120生成具有频率信号1130所示的频率的PWM信号，并向构成逆变器电路1050的各开关元件输入。这样，电力变换装置10A对应于直流电压Vi的增大而使PWM信号的频率增大。由此，电力变换装置10A使PWM信号具有频谱扩散的效果，抑制因开关噪声向商用交流电源1020传导而产生的传导噪声。频谱扩散用于使PWM信号的基本频率与时间一起变动。例如在用于马达驱动的逆变器电路等中，为了维持马达的驱动特性，无法使PWM信号的基本频率下降到规定频率以下。因此，要求使PWM信号的基本频率向高频变动。在开关元件导通的状态下，在开关元件中流过与负载的状况相对应的电流，通过在开关元件中发生的电位差而发生损耗。这里，在开关元件导通的状态下，在开关元件中发生的电位差非常小，因此其损耗是有限的。并且，在开关元件非导通的状态下，在开关元件中几乎不流过电流，因此几乎不发生损耗。另一方面，在通过开关动作而开关元件从导通状态向非导通状态变化或从非导通状态向导通状态变化的过渡期间，电压及电流不同时为零，在开关元件中发生损耗。该损耗被称为开关损耗。开关损耗每当进行开关时发生，因此若开关的频率变高，则单位时间的开关次数增加，开关损耗相对地增加。参考例的电力变换装置10A中，为了抑制传导噪声而增大了PWM信号的频率，因此存在开关损耗增大、电力变换效率降低的课题。因此，本申请提供抑制传导噪声且抑制开关损耗的增大的电力变换装置。(实施方式的概要)本申请的一个实施方式的电力变换装置，具备：整流电路，对从交流电源输入的交流电压进行整流及平滑化，输出具有脉动电流的直流电压；输入检测电路，检测从所述交流电源输入的交流电压或交流电流的状态；逆变器电路，利用开关元件将从所述整流电路输出的直流电压变换为交流电压；脉冲生成电路，生成用于控制所述开关元件的脉冲信号；以及频率决定信号，基于由所述输入检测电路检测出的状态，检测在所述开关元件中发生的开关噪声向所述交流电源传导的传导期间，至少在所述传导期间中使所述脉冲信号的频率变动。根据该结构，在开关噪声向交流电源侧传导的传导期间，对脉冲信号赋予频谱扩散的效果。并且，不附加用于抑制传导噪声的滤波器及/或外部电路就能够抑制开关噪声。例如，在传导期间以外的非传导期间，既可以将脉冲信号的频率维持为一定频率，也可以在比传导期间的脉冲信号的频带低的频带中使脉冲信号的频率变动。由此，能够抑制开关损耗的增大，提高电力变换效率。在上述实施方式中，也可以是，所述输入检测电路将从所述交流电源输入的交流电压的电压值作为所述状态来检测，将检测出的所述电压值作
为输入电压检测信号向所述频率决定电路输出。根据该结构，频率决定电路能够使用交流电压检测传导期间。在上述实施方式中，也可以是，所述输入检测电路将从所述交流电源输入的交流电流的电流值作为所述状态来检测，将检测出的所述电流值作为输入电流检测信号向所述频率决定电路输出。根据该结构，频率决定电路能够使用交流电流检测传导期间。在上述实施方式中，也可以是，所述整流电路具备直流电压检测部，该直流电压检测部检测具有所述脉动电流的直流电压，并将检测出的所述直流电压作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，其特征在于，具备：第1检测电路，取得从交流电源输入的交流电压及交流电流的至少一方的信息；整流电路，对从所述交流电源输入的所述交流电压进行整流及平滑化，输出具有脉动电流的直流电压；逆变器电路，包含开关，将从所述整流电路输入的所述直流电压变换为交流电压；以及控制电路，生成用于控制所述开关的脉冲信号，所述控制电路，(A)基于从所述第1检测电路输入的所述信息，判定所述整流电路是否处于能使在所述开关中发生的开关噪声向所述交流电源侧通过的传导状态，(B)至少在判定为所述整流电路处于所述传导状态的期间，使所述脉冲信号的频率随着时间经过而变动。

【技术特征摘要】
2015.05.25 JP 2015-1055241.一种电力变换装置，其特征在于，具备：第1检测电路，取得从交流电源输入的交流电压及交流电流的至少一方的信息；整流电路，对从所述交流电源输入的所述交流电压进行整流及平滑化，输出具有脉动电流的直流电压；逆变器电路，包含开关，将从所述整流电路输入的所述直流电压变换为交流电压；以及控制电路，生成用于控制所述开关的脉冲信号，所述控制电路，(A)基于从所述第1检测电路输入的所述信息，判定所述整流电路是否处于能使在所述开关中发生的开关噪声向所述交流电源侧通过的传导状态，(B)至少在判定为所述整流电路处于所述传导状态的期间，使所述脉冲信号的频率随着时间经过而变动。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，将判定为所述整流电路处于所述传导状态的所述期间设为第1期间、并将判定为所述整流电路不处于所述传导状态的期间设为第2期间时，所述控制电路将所述第2期间中的所述脉冲信号的所述频率的最大值设定得比所述第1期间中的所述脉冲信号的所述频率的最大值小。3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，所述第2期间中的所述脉冲信号的所述频率为一定值。4.根据权利要求1至3中任1项所述的电力变换装置，其特征在于，所述信息是从所述交流电源输入的所述交流电压的电压值的信息。5.根据权利要求1至3中任1项所述的电力变换装置，其特征在于，所述信息是从所述交流电源输入的所述交流电流的电流值的信息。6.根据权利要求1至3中任1项所述的电力变换装置，其特征在于，所述信息是从所述交流电源输入的所述交流电压的相位的信息。7.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，所述信息是从所述交流电源输入的所述交流电压的电压值的信息，所述控制电路，将所述交流电压的所述电压值的绝对值比规定值大的期间判定为所述第1期间，将所述交流电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥英治，崎山一幸，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP