有源滤波装置以及电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够在补偿电流较小时降低放大器损失的有源滤波装置以及电力转换装置。其设置于三相交流电源和电力转换装置之间，用于降低由流入到电源线的共模电流引起的噪声，其包括：可变直流电源，其从电源线获得电力，改变成任意的直流输出电压并输出；电流检测单元，其插通有电源线和检测线，通过检测线检测共模电流，输出共模电流检测信号；放大器，其将可变直流电源的直流输出电压作为电源电压，以１倍的放大率对共模电流检测信号进行放大，经由第一电容器，使电流流入接地相的电源线与地之间；以及电压检测单元，其检测放大器的输出振幅，根据电压检测单元检测到的输出振幅检测信号，改变可变直流电源的直流输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设置于电力转换设备上的滤波装置，特别涉及用于降低因开关动作引 起的共模电流和EMI噪声流出到交流系统的量的有源滤波装置以及将有源滤波装置设置 于输入侧的电力转换装置。
技术介绍
随着用于电力的半导体元件特性的提高，开关频率的高频化得以实现。以不断电 电源装置、通信用电源装置为代表的电力转换装置，从对快速响应、低低噪音的要求、滤波 器的小型化要求等考虑，广泛采用使用了 PWM控制的高频开关方式。随着开关频率高频化的发展，经由直流链或电缆流入到地面的高频漏电流也增 大。该高频漏电流流入到交流系统中，成为噪声，对连接在交流系统上的其他装置造成坏影 响，这已经成为社会问题。例如，在不断电电源装置中，尤其在直流侧以浮动(floating)方 式连接大电容的蓄电池的情况下，存在从该蓄电池以及长长的直流电缆向地面流入较大的 高频漏电流的倾向，而该高频漏电流给连接在交流系统上的其他交流设备带来坏影响。作为降低流出到交流系统的高频漏电流的方法，已知有例如专利文献1中记载的 有源滤波装置。图5是专利文献1中记载的现有降噪装置以及电力转换装置的结构图。图 5中，地线E0、E1、E2是公共的接地端子，为了便于说明，分别赋予不同的符号。图5中示出了三相交流电源1、电力转换装置3、负载5、以及设置于三相交流电源 1和电力转换装置3之间的有源滤波装置7。作为电流检测器的电流变压器20上卷绕有1圈的电源线Ia Ic和N圈的检测 线20a，通过检测线以1/N(N大于1)的检测比检测电力转换装置3上产生的共模电流io， 作为检测电流io/N输出。电容器C2具有电容器Cl的(N-I)倍的导纳。由晶体管IlaUlb构成的放大器11的输入(基极)和输出(发射极，emitter)之 间连接有检测线20a，电容器Cl中流入与检测电流相等的电流io/N。并且，流入到电容器 C2的电流是流入到电容器Cl的电流io/N的(N-I)倍的电流(N-I) io/N。S卩，流入到地线 El的电流是检测电流io/N的N倍的电流io。检测电流是电力转换装置3的共模电流io的1/N倍，流入到放大器11的电流与 共模电流io相等，能够与流出到交流系统的共模电流相抵消。由此，能够降低流出到交流 系统的共模电流。但是，在图5所示的电力转换装置3中，在流入较大的补偿电流的情况下，电容器 C1、C2的端子电压会增高。若该端子电压超过放大器11的电源电压，则放大器11饱和，得 不到共模电流的降低效果。为了解决该问题，根据最大补偿电流来设计放大器11的电源电压。图6和图7是现有的有源滤波装置的直流电源的具体结构例。图6中，只是利用 二极管D7和电容器C5对交流系统的三相交流电源1的交流电压进行整流平滑，生成放大 器11的直流电源(工作电源)。图7中，利用二极管D7、D8、D9、电容器C5、C6、晶体管Q7以及电阻13c，对交流系统的三相交流电源1的交流电压进行1/2电压整流平滑，生成放大 器11的直流电源(工作电源)。专利文献1 日本特开2008-312429号公报 但是，在图6、图7所示的结构中，始终对构成放大器11的晶体管IlaUlb施加直 流电源Vc(电容器C5的端子电压)的大致一半的电压，存在晶体管IlaUlb发热增大的缺 点。并且，晶体管IlaUlb的损失与放大器11的电源电压(及补偿电流)成正比。当用于 补偿(抵消)共模电流的补偿电流较小时，仍发生较大的放大器损失，系统整体的效率差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够在补偿电流较小时降低放大器损失的有源滤波 装置及电力转换装置。第一专利技术涉及一种有源滤波装置，其设置于将3个电源线之中的1个电源线作为 接地相的三相交流电源与电力转换装置之间，用于降低由流入到所述电源线的共模电流引 起的噪声，该电力转换装置将从所述三相交流电源供给的交流电力转换成预定的交流电力 或直流电力而供给给负载，且该电力转换装置的壳体上具有接地端子，所述有源滤波装置 的特征在于，所述有源滤波装置具备可变直流电源，其从所述电源线获得电力，改变为任 意的直流输出电压并输出；电流检测单元，其插通有所述电源线和检测线，通过所述检测线 检测所述共模电流，输出共模电流检测信号；放大器，其将所述可变直流电源的直流输出电 压作为电源电压，以1倍的放大率对所述共模电流检测信号进行放大，经由第一电容器，使 电流流入所述接地相的电源线与地之间；以及电压检测单元，其检测所述放大器的输出振 幅，根据所述电压检测单元检测到的输出振幅检测信号，改变所述可变直流电源的直流输 出电压。第二专利技术涉及一种有源滤波装置，其设置于将3个电源线之中的1个电源线作为 接地相的三相交流电源与电力转换装置之间，所述有源滤波装置用于降低由流入到所述电 源线的共模电流引起的噪声，该电力转换装置将从所述三相交流电源供给的交流电力转换 成预定的交流电力或直流电力而供给给负载，且该电力转换装置的壳体上具有接地端子， 所述有源滤波装置的特征在于，所述有源滤波装置具备可变直流电源，其从所述电源线获 得电力，改变为任意的直流输出电压并输出；电流检测单元，其插通有所述电源线和检测 线，通过所述检测线以1/N(N> 1)的检测比检测所述共模电流，输出共模电流检测信号；放 大器，其将所述可变直流电源的直流输出电压作为电源电压，以1倍的放大率对所述共模 电流检测信号进行放大，经由第一电容器，使电流流入所述接地相的电源线与地之间；第二 电容器，其具有所述第一电容器的(N-I)倍的导纳，使电流从与所述放大器大致同电位的 端子流入所述接地相的电源线与地之间；以及电压检测单元，其检测所述放大器的输出振 幅，根据所述电压检测单元检测到的输出振幅检测信号，改变所述可变直流电源的直流输 出电压。第三专利技术涉及一种电力转换装置，其将从三相交流电源供给的交流电力转换成预 定的交流电力或直流电力而供给给负载，所述电力转换装置的特征在于，将第一或第二发 明的有源滤波装置设置于输入侧。根据本专利技术，电压检测单元检测放大器的输出振幅，根据电压检测单元检测到的输出振幅检测信号，改变可变直流电源的直流输出电压，所以在补偿电流较小时，放大器的 电源电压变小，能够降低放大器的损失。附图说明图1是实施例1的有源滤波装置及电力转换装置的结构图。 图2是表示可变直流电源的直流输出电压根据实施例1的有源滤波装置的电容器 C3的两端电压改变的情况的图。图3是实施例2的有源滤波装置及电力转换装置的结构图。图4是实施例3的有源滤波装置及电力转换装置的结构图。图5是现有的有源滤波装置及电力转换装置的例1的结构图。图6是现有的有源滤波装置的直流电源的具体结构例1。图7是现有的有源滤波装置的直流电源的具体结构例2。标记说明1三相交流电源；la R相用电源线；Ib S相用电源线；Ic T相用电源线；3电力转 换装置；4对地电容；5负载；7，7a，7b，7-1，7-2，7-3有源滤波装置；10, 20电流变压器；IOa, 20a检测线；30可变直流电源；11a, lib 晶体管;R1，R2，R3，R4电阻；Cl，C2低频分离电容 器；CO，C3，C4，C5，C6电容器；Ql Q6开关元件；Dl D8 二极管；Ll L3抗流圈具体实施例方式下面，参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源滤波装置，其设置于将３个电源线之中的１个电源线作为接地相的三相交流电源与电力转换装置之间，用于降低由流入到所述电源线的共模电流引起的噪声，该电力转换装置将从所述三相交流电源供给的交流电力转换成预定的交流电力或直流电力而供给给负载，且该电力转换装置的壳体上具有接地端子，所述有源滤波装置的特征在于，所述有源滤波装置具备：可变直流电源，其从所述电源线获得电力，改变为任意的直流输出电压并输出；电流检测单元，其插通有所述电源线和检测线，通过所述检测线检测所述共模电流，输出共模电流检测信号；放大器，其将所述可变直流电源的直流输出电压作为电源电压，以１倍的放大率对所述共模电流检测信号进行放大，经由第一电容器，使电流流入所述接地相的电源线与地之间；以及电压检测单元，其检测所述放大器的输出振幅，根据所述电压检测单元检测到的输出振幅检测信号，改变所述可变直流电源的直流输出电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤伸二，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]