直流电源装置和空调机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种效率高并且可靠性高的直流电源装置和空调机。直流电源装置(1)将交流电力整流为直流电力来驱动负载(H)。该直流电源装置(1)具备：桥接整流电路(10)，其对二极管(D1、D2)以及MOSFET(Q1、Q2)进行桥连接；电抗器(L1)，其设置在交流电源(VS)和桥接整流电路(10)之间；平滑电容器(C1)，其与桥接整流电路(10)的输出侧连接，使电压平滑化；变换器控制部(18)，其执行与交流电源(VS)的电压极性同步地对MOSFET(Q1、Q2)双向地进行开关的同步整流控制，并且重复多次执行对交流电源(VS)将电抗器(L1)短路的电路短路控制。

DC power supply device and air conditioner

The invention provides a DC power supply device with high efficiency and high reliability and an air conditioner. The DC power supply device (1) changes the AC power to DC power to drive the load (H). The DC power supply device (1) includes a bridge rectifier circuit (10), the diodes (D1, D2) and MOSFET (Q1, Q2) of bridge; reactor (L1), which is arranged in the AC power supply (VS) and a bridge rectifier circuit (10); smoothing capacitor (C1). With the bridge rectifier circuit (10) connected to the output side, voltage smoothing; converter control unit (18), the executive and the AC power supply (VS) voltage polarity synchronization of MOSFET (Q1, Q2) of bidirectional synchronous rectifier switch control, and repeated execution of the AC power (VS) of the reactor (L1) short circuit short circuit control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将交流电压变换为直流电压的直流电源装置和安装了该直流电源装置的空调机。
技术介绍
在电车、汽车、空调机等中安装有将交流电压变换为直流电压的直流电源装置。另外，通过逆变器将从直流电源装置输出的直流电压变换为预定频率的交流电压，向电动机等负载施加该交流电压。要求这样的直流电源装置提高电力变换效率来谋求节能。例如，在专利文献1的0012段落中记载了“其特征在于，具备：整流单元，其将从交流电源输出的交流电压变换为直流电压；电抗器，其连接在上述交流电源和上述整流单元之间；平滑单元，其对从上述整流单元输出的上述直流电压进行平滑，并且并联连接负载；电源电压检测单元，其检测上述交流电压；直流电压检测单元，其检测上述平滑单元的两端的直流电压；控制单元，其接收由上述电源电压检测单元检测出的上述交流电压(以下称为“检测交流电压”)以及由上述直流电压检测单元检测出的上述直流电压(以下称为“检测直流电压”)，上述整流单元具备MOSFET来作为整流元件，上述控制单元根据上述检测交流电压和上述检测直流电压使上述MOSFET进行导通/关断动作，在检测出在内置于各个上述MOSFET中的寄生二极管中开始流过电流时，使该MOSFET进行导通动作，在检测出流过上述寄生二极管的电流停止时，使该MOSFET进行关断动作，在检测出在上述MOSFET的上述寄生二极管中开始流过电流后，开始根据上述检测交流电压、上述检测直流电压以及上述电抗器的电感计算累积值，在该累积值为0的情况下，判断为流过上述寄生二极管的电流停止”。但是，对于直流电源装置，除了节能以外，从保护电子设备、配电设备和受电设备的观点出发，还要求降低高次谐波电流，为此必须改善电源功率因数。一般通过使一次电源侧短路而在电路中流过短路电流，来改善功率因数。但是，
如果短路次数是一次，则在负载大的区域中功率因数的改善不充分。另外，为了改善电源功率因数，只是简单地在电路中流过短路电流是不够的，必须调整其流过定时等。专利文献：日本特开2012-143154号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的课题在于，提供一种能够兼顾高效率并且抑制高次谐波电流的直流电源装置以及使用了该直流电源装置的空调机。为了解决上述课题，在第一专利技术中，直流电源装置的特征在于，具备：整流电路，其具备第一开关元件、第二开关元件；电抗器，其设置在交流电源和上述整流电路之间；平滑电容器，其与上述整流电路的输出侧连接，使从上述整流电路施加的电压平滑化；控制部，其执行与上述交流电源的电压的极性同步地使上述第一开关元件和上述第二开关元件双向地进行开关从而使电流流过负载的同步整流控制，并且在上述交流电源的半周期期间重复多次地执行对上述交流电源使上述电抗器短路的电路短路控制。在第二专利技术中，空调机的特征在于，具备权利要求1所述的直流电压装置。在用于实施专利技术的方式中说明其他的单元。根据本专利技术，能够提供可兼顾高效率并且抑制高次谐波电流的直流电源装置以及使用了该直流电源装置的空调机。附图说明图1是表示本实施方式的直流电源装置的概要结构图。图2是表示在交流电源电压是正的极性的情况下进行了全波整流时流过电路的电流路径的图。图3是表示在交流电源电压是负的极性的情况下进行了全波整流时流过电路的电流路径的图。图4是表示全波整流时的电源电压、电路电流、MOSFET的驱动脉冲的波形图。图5是表示在交流电源电压是正的极性的情况下将电路短路时流过电路的电流路径的图。图6是表示在交流电源电压是负的极性的情况下将电路短路时流过电路的电流路径的图。图7是流通了短路电流时的电源电压、电路电流、MOSFET的驱动脉冲的波形图。图8是进行了高速开关的情况下的电源电压、电路电流、MOSFET的驱动脉冲的波形图。图9是表示进行了高速开关的情况下的MOSFET的占空比的关系的图。图10是表示在进行高速开关并考虑到空载时间的情况下的MOSFET的占空比的关系的图。图11是表示进行了高速开关的情况下的交流电源电压和电路电流之间的关系的图。图12是表示在交流电源电压是正极性的情况下考虑到由电抗器导致的电流相位的延迟量的情况下的MOSFET的占空比的图。图13是表示交流电源电压是正极性，并且对单方的MOSFET设置了空载时间的情况下流通电流相对于目标电流不足的情况的图。图14是表示在交流电源电压是正极性时对双方的MOSFET设定了空载时间的情况的图。图15是表示在交流电源电压是负极性时对双方的MOSFET设定了空载时间的情况的图。图16是说明部分开关的概要的图。图17是表示MOSFET的等价电路的图。图18是本实施方式的空调机的室内机、室外机以及遥控器的正面图。图19是说明与负载的大小对应地切换直流电源装置的动作模式和空调机的运转区域的情况的概要图。图20是表示变形例的直流电源装置的概要的结构图。具体实施方式以后，参照各图详细说明用于实施本专利技术的方式。图1是本实施方式的直流电源装置1的结构图。如图1所示，直流电源装置1是将从交流电源VS供给的交流电源电压Vs变换为直流电压Vd，将该直流电压Vd输出到负载H(逆变器、电动机等)的变换器。直流电源装置1的输入侧与交流电源VS连接，输出侧与负载H连接。直流电源装置1具备电抗器L1、平滑电容器C1、包含二极管D1、D2和MOSFET(Q1、Q2)以及分流电阻R1、R2的桥接整流电路10。直流电源装置1还具备增益控制部12、交流电压检测部13、过零判定部14、负载检测部15、升压比控制部16、直流电压检测部17、变换器控制部18。对二极管D1、D2和MOSFET(Q1、Q2)进行桥连接。二极管D1的阳极与二极管D2的阴极连接，其连接点P1经由配线ha与交流电源VS的一端连接。MOSFET(Q1)的源极经由分流电阻R1与MOSFET(Q2)的漏极连接。MOSFET(Q1)的源极和分流电阻R1的连接点P2经由配线hb与交流电源VS的一端连接。二极管D2的阳极连接在与MOSFET(Q2)的源极连接的分流电阻R2上。MOSFET(Q1)的漏极与二极管D1的阴极连接。另外，二极管D1的阴极和MOSFET(Q1)的漏极经由配线hc与平滑电容器C1的正极和负载H的一端连接。进而，二极管D2的阴极经由配线hd与平滑电容器C1的负极和负载H的另一端连接，MOSFET(Q2)的源极经由分流电阻R2和配线hd与平滑电容器C1的负极和负载H的另一端连接。电抗器L1被设置在配线ha上、即交流电源VS和桥接整流电路10之间。该电抗器L1积蓄从交流电源VS供给的电力来作为能量，并且释放该能量由此进行升压。平滑电容器C1对经过二极管D1、MOSFET(Q1)而整流后的电压进行平滑化，使其成为直流电压Vd。该平滑电容器C1与桥接整流电路10的输出侧连接，正极侧与配线hc连接，负极侧与配线hd连接。根据来自后述的变换器控制部18的指令，对作为开关元件的MOSFET(Q1、Q2)进行导通/关断控制。通过使用MOSFET(Q1、Q2)作为开关元件，能够高速地进行开关，并且通过使电流流过压降小的MOSFET，能够进行所谓的同步整流控制，可降低电路损失。MOSFET(Q1)在其内部具备寄生二极管D11。同样地，MOSFET(Q2)在其内部具备寄生二极管D21。通过作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源装置，其特征在于，具备：整流电路，其具备第一开关元件和第二开关元件；电抗器，其设置在交流电源和上述整流电路之间；平滑电容器，其与上述整流电路的输出侧连接，使从上述整流电路施加的电压平滑化；控制部，其执行与上述交流电源的电压的极性同步地对上述第一开关元件和上述第二开关元件双向地进行开关从而使电流流过负载的同步整流控制，并且在上述交流电源的半周期期间中重复多次地执行对上述交流电源将上述电抗器短路的电路短路控制。

【技术特征摘要】
2015.05.13 JP 2015-0978901.一种直流电源装置，其特征在于，具备：整流电路，其具备第一开关元件和第二开关元件；电抗器，其设置在交流电源和上述整流电路之间；平滑电容器，其与上述整流电路的输出侧连接，使从上述整流电路施加的电压平滑化；控制部，其执行与上述交流电源的电压的极性同步地对上述第一开关元件和上述第二开关元件双向地进行开关从而使电流流过负载的同步整流控制，并且在上述交流电源的半周期期间中重复多次地执行对上述交流电源将上述电抗器短路的电路短路控制。2.根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于，上述控制部切换为以下的动作中的任意一个动作：跨越交流的整个周期执行上述同步整流控制的全波整流动作；执行上述同步整流控制，并且在上述交流电源的预定相位部分地执行上述电路短路控制的部分开关动作；以及跨越交流的整个周期交替地执行上述同步整流控制和上述电路短路控制的高速开关动作。3.根据权利要求2所述的直流电源装置，其特征在于，上述控制部与上述整流电路的输出侧的负载的大小对应地切换为上述全波整流动作、上述部分开关动作、上述高速开关动作中的任意一个动作。4.根据权利要求2所述的直流电源装置，其特征在于，上述控制部与上位装置的运转区域对应地切换为上述全波整流动作、上述部分开关动作、上述高速开关动作中的任意一个动作。5.根据权利要求2所述的直流电源装置，其特征在于，上述整流电路具备第一二极管和第二二极管，上述第一二极管的阴极和上述第一开关元件的一端与上述平滑电容器的正极侧连接，上述第一二极管的阳极和上述第二二极管的阴极与上述交流电源的一端侧连接，上述第一开关元件的另一端和上述第二开关元件的一端与上述交流电源的另一端侧连接，上述第二二极管的阳极和上述第二开关元件的另一

【专利技术属性】
技术研发人员：月井浩二，田村正博，田村建司，上田和弘，
申请(专利权)人：江森自控日立空调技术香港有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81