电力转换装置(100)具备：整流器(3)，其将来自交流电源(1)的交流电力转换成直流电力；短路部(30)，其使交流电源(1)经由电抗器(2)短路；以及控制部(20)，其控制短路部(30)的短路动作，控制部(20)基于负载条件改变交流电源(1)的半个周期中的短路动作的次数，并且使在短路动作次数改变后的交流电源(1)的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间不同于在短路动作次数改变前的交流电源(1)的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间。电力转换装置(100)即使在根据负载条件改变使交流电源(1)短路的短路部(30)的开关次数的情况下，也能够抑制直流电压的变动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置
本专利技术涉及将交流电力转换成直流电力的电力转换装置。
技术介绍
下述专利文献1所述的直流电源装置的结构是通过在电源半个周期中仅使开关单元短路一次来使电流流过电抗器，从而抑制谐波电流并改善功率因数的结构。但是，在电源半个周期中仅使开关单元短路一次的情况下，为了抑制谐波，需要增大电抗器的电感值，而电感值增大时电抗器的发热量就变大。这是由于，通过开关单元的动作而输入电流流过之后，当输入电流变成零时，不仅功率因数变差，作为高次份量的谐波量反而比通常还多。而且还由于，在仅有一次短路时，为了使输入电流不为零，需要在电抗器中存储较大的能量。在下述专利文献2的现有技术中，通过在电源半个周期内使开关单元短路两次以上，能够减小电抗器的电感值并降低发热量。而且，电感值减小，则电抗器的外形也减小，因此能够实现电抗器的小型化。专利文献1：日本专利第2763479号公报专利文献2：日本专利第3485047号公报
技术实现思路
在上述专利文献1、2所代表的现有技术中，考虑功率因数、损失、谐波、噪声或设计负担等因素，开关单元在电源半个周期中的开关次数要根据负载条件而不同。因此，考虑到这些因素，需要在运转期间切换开关次数，但是如果在切换开关次数时不对短路动作时间适合地进行控制，则会导致直流电压急剧变化，运转因对直流电压控制的不稳定化、过电压或电压不足等的保护措施而停止，有时会对使用直流电压的负载产生不良影响。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在根据负载相应地改变使交流电源短路的短路部的开关次数的情况下也能够抑制直流电压的变动的电力转换装置。为了解决上述问题，实现专利技术目的，本专利技术涉及一种电力转换装置，其包括：整流器，其将来自交流电源的交流电力转换成直流电力；短路部，其使上述交流电源经由电抗器短路；以及控制部，其控制上述短路部的短路动作，上述控制部基于负载条件改变上述交流电源的半个周期中的上述短路动作的次数，并且使在上述短路动作次数改变后的上述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间不同于在上述短路动作次数改变前的上述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间。本专利技术涉及的电力转换装置，起到即使在根据负载条件而改变使交流电源短路的短路部的开关次数的情况下也能够抑制直流电压变动的效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的电力转换装置的结构示例的图。图2是表示由电抗器、短路部、整流电路和平滑电容器构成的简易电路的图。图3是表示在交流电源的正极侧半个周期内使短路元件短路一次时的电源电流的波形的图。图4是表示电源半个周期中的开关次数从一次增加到两次时检测到的直流电压变动的第一图。图5是表示电源半个周期中的开关次数从一次增加到两次时检测到的直流电压变动的第二图。图6是表示电源半个周期中的开关次数从两次减少到一次时检测到的直流电压变动的第一图。图7是表示电源半个周期中的开关次数从两次减少到一次时检测到的直流电压变动的第二图。图8是表示本专利技术的实施方式2涉及的电力转换装置的结构示例的图。图9是脉冲控制用基准电压生成电路的第一结构图。图10是脉冲控制用基准电压生成电路的第二结构图。图11是表示第二脉冲分割部的结构示例的图。图12是表示在正极侧半个周期中和负极侧半个周期中将驱动信号分割成多个脉冲时的电源电流的波形的图。图13是表示在电源半个周期中使短路部开关一次的驱动信号的图。图14是表示在电源半个周期中使短路部开关多次的驱动信号的图。图15是表示第一脉冲分割部利用的数据的生成步骤的流程图。图16是表示由驱动信号生成部生成的驱动信号的导通时间、由脉冲分割部生成的驱动信号的导通时间、以及由脉冲分割部生成的驱动信号的断开时间的图。图17是表示在电源半个周期中生成的N个驱动信号的导通占空比的经时变化的图。图18是表示在电源半个周期中生成的N个驱动信号的断开占空比的经时变化的图。图19是表示在电源半个周期中的开关次数从四次增加到六次时检测到的直流电压变动的第一图。图20是表示在电源半个周期中的开关次数从四次增加到六次时检测到的直流电压变动的第二图。图21是表示本专利技术的实施方式2涉及的电力转换装置的变形例的图。符号说明1交流电源；2电抗器；3整流器；4整流电路；5平滑电容器；6直流电压检测部；7电源电压检测部；8电流检测部；9电流检测元件；10电流检测单元；11负载；20控制部；21驱动信号生成部；22脉冲传递部；23脉冲分割部；30短路部；31二极管电桥；32短路元件；100电力转换装置。具体实施方式下面，基于附图，对本专利技术的实施方式涉及的电力转换装置详细地进行说明。另外，本专利技术不限于该实施方式。实施方式1图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的电力转换装置100的结构示例的图。电力转换装置100具有：将来自作为电源部的交流电源1的交流电力转换成直流电力的整流器3、连接在交流电源1与整流器3之间的电抗器2、检测交流电源1的电源电流Vs的电源电压检测部7、使交流电源1经由电抗器2短路的短路部30、以及在交流电源1的半个周期中生成作为一个或多个开关脉冲的驱动信号Sa，并通过所生成的驱动信号Sa控制短路部30的开关动作的控制部20。相对于短路部30，电抗器2连接在靠交流电源1侧，在图示例中插入在整流器3的一个输入端与交流电源1之间。整流器3由整流电路4和平滑电容器5构成，整流电路4由组合有四个二极管的二极管电桥31构成，平滑电容器5连接在整流电路4的输出端间而使从整流电路4输出的全波整流波形的电压平滑化。直流电压检测部6由放大器或电平转换电路实现，检测平滑电容器5的两端电压，并将检测出的电压转换成控制部20能够进行处理的低压范围内的电压检测值的直流电压Vdc输出。另外，整流电路4的结构不限于此，也可以将作为二极管连接的单向导通元件的金属氧化物半导体场效应晶体管进行组合而构成。作为双向开关的短路部30包括：经由电抗器2与交流电源1并联连接的二极管电桥31、以及与二极管电桥31的两个输出端连接的短路元件32。在短路元件32是金属氧化物半导体场效应晶体管的情况下，短路元件32的栅极与控制部20的驱动信号生成部21连接，通过来自驱动信号生成部21的驱动信号Sa使短路元件32导通、断开。当短路元件32导通时，交流电源1经由电抗器2和二极管电桥31短路。控制部20由微型计算机构成，具有驱动信号生成部21，其基于直流电压Vdc和电源电压Vs生成用于控制短路元件32的开关脉冲即驱动信号Sa。在驱动信号生成部21中，通过短路动作模式的电流开环控制，在电源半个周期中使短路部30进行一次或多次导通、断开动作。使用图2对其动作进行说明。图2是表示由电抗器2、短路部30、整流电路4和平滑电容器5构成的简易电路的图，在图2中示出了短路部30的导通、断开时的电流路径。图3是表示在交流电源1的正极侧半个周期中使短路元件32短路一次时的电源电流Is的波形的图。在图3中，示出了正极侧的电源半个周期中的电源电压Vs的波形、流过电抗器2的电源电流Is的波形、以及使短路部30短路一次时的作为单脉冲的驱动信号Sa的波形。Tdl表示电源电压Vs上升时在从过零点T0经过一定时间后的时刻驱动信号Sa变成导通的导通开始时间。Ton是在电源电压的正极侧半个周期内生成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，包括：整流器，其将来自交流电源的交流电力转换成直流电力；短路部，其使所述交流电源经由电抗器短路；以及控制部，其控制所述短路部的短路动作，所述控制部基于负载条件改变所述交流电源的半个周期中的所述短路动作的次数，并且使在所述短路动作次数改变后的所述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间不同于在所述短路动作次数改变前的所述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：整流器，其将来自交流电源的交流电力转换成直流电力；短路部，其使所述交流电源经由电抗器短路；以及控制部，其控制所述短路部的短路动作，所述控制部基于负载条件改变所述交流电源的半个周期中的所述短路动作的次数，并且使在所述短路动作次数改变后的所述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间不同于在所述短路动作次数改变前的所述交流电源的半个周期中的从短路动作开始到其结束的期间。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部在增加了所述交流电源的半个周期中的所述短路动作的次数时，使所述短路动作次数增加后的所述期间大于所述短路动作次数增加前的所述期间。3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部在减少了所述交流电源的半个周期中的所述短路动作的次数时，使所述短路动作次数减少后的所述期间小于所述短路动作次数减少前的所述期间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部具有：驱动信号生成部，其生成具有与所述期间的长度对应的宽度的导通信号即驱动信号；以及脉冲分割部，其将所述驱动信号分割成多个开关脉冲，所述脉冲分割部使用将所述多个开关脉冲的导通时间、所述多个开关脉冲的断开时间与所述多个开关脉冲的编号相对应的数据，将所述驱动信号分割成多个开关脉冲。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部具有：驱动信号生成部，其生成具有与所述期间的长度对应的宽度的导通信号即驱动信号；以及脉冲分割部，其将所述驱动信号分割成多个开关脉冲，所述脉冲分割部使用由基于所述多个开关脉冲的编号的函数表示所述多个开关脉冲的导通时间和所述多个开关脉冲的断开时间的数据，将所述驱动信号分割成多个开关脉冲。6.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：所述数据是用二次以上的近似式表示所述导通时间和所述断开时间的数据。7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于：所述数据中，所述多个开关脉冲的断开时间的变化率大于所述多个开关脉冲的导通时间的变化率。8.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：所述数据中，以使电源电流在比所述交流电源的半个周期短的期间内处于从上限阈值到小于所述上限阈值的下限阈值的范围内的方式，设定有所述导通时间和所述断开时间。9.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：山川崇，有泽浩一，高山裕次，梅原成雄，东川友美，谷川诚，
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
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