本发明专利技术提供直流电源装置和使用了该装置的空调装置。在由目标电压设置单元设置的目标直流电压与由电源电压检测单元检测到的电源电压的比值小于预定值的情况下，在距由过零检测单元检测到的交流电源的过零点的１／２周期中使开关单元短路两次，将该两次短路的第一次和第二次短路间隔在由频率检测单元检测到的电源频率为５０Ｈｚ时设为０．２～０．４ｍｓ，在电源频率为６０Ｈｚ时设为０．１６～０．３３ｍｓ，之后在比值为预定值以上的情况下，将开关单元的短路次数根据比值，切换为比两次还多的次数，且直流电源装置的噪声频率不超过所嵌入的设备的电动机的运行噪声频率的短路次数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及将从交流电源得到的交流电压转换为直流电源并抑制电源高次谐波 电流来实现高功率、高效率的直流电源装置和使用了该装置的空调装置。
技术介绍
在具有被逆变器驱动的电动机负载的空调装置等设备中，作为该高效率方法之 一，公知通过缠绕很多电动机的线圈绕组，减小流过电动机中电流，从而降低逆变器中的损 耗的方法。但是，在实际采用该方法的情况下，由于电动机的感应电压与线圈匝数成比例增 加，所以装载在设备上的直流电源装置需要使提供给逆变器的直流电压高出抵消感应电压 增加的部分。同时，为了减轻功率输送设备的负担，直流电源装置要求高功率、低高次谐波电 流，提出了通过连接电抗器并使其短路来控制输入电流的波形和直流电压的各种方法。作 为这种现有技术，已知有特公昭63-13204号公报、专利观09463号公报、特开平10-201248 号公报、特开2003-153543号公报、特开2006-174689号公报、专利03485047号公报、特开 2009-100499 号公报。专利文献1具有检测交流电源电流的电源电流检测电路，决定电流的上限值和下 限值，并通过与检测电流相比较而控制短路定时。由此，描述了由于可以在电源半周期内通 过几次短路来改善电源电流，所以可以提供兼顾高效率和高功率的电源电路。专利文献2具有瞬态电源电流检测电路，其与负载状态相匹配来设置系数，并根 据该系数和电流信息之积来生成规定开关元件的动作的导通比，从而使开关元件动作。这 明确规定了专利文献1的开关定时，由此实现了电源高次谐波电流的抑制和高功率，还可 进行直流电压的控制。进而，通过根据负载改变系数并停止电源电流的峰值附近的开关动 作，从而使开关次数和直流电压变化，能够进行高效动作。描述了电源装置和功率改善方 法。专利文献3在交流电源的每半个周期内检测过零点，并通过在过零点后延迟规定 的时间来接通开关单元，并在规定的接通期间之后关断，从而放大来自交流电源的输入电 流的通电幅度并改善功率因素，并且通过将贮存在电抗器中的能量供给平滑电容器，从而 可得到高直流电压。描述了通过仅接通1次即可高效率地改善功率因素的电源装置。专利文献4设置其一端与交流电源相连的电抗线圈和经电抗线圈使交流电源短 路/开路的双向通电性短路元件，并根据负载量，在无短路动作的无功率因素改善模式、或 在电源半周期内进行一次或多次短路动作的部分开关模式、或高频率进行短路动作的高频 率开关模式的其中任一个模式下控制短路元件。由此，可以在负载的大运行区域整体中降 低损耗来提高效率，可以通过功率因素改善来稳定地进行功率供给。进一步，描述了负载 和电源同时都可解决高频问题的功率供给装置、电动机驱动装置和功率供给装置的控制方 法。专利文献5 专利文献7描述了根据负载来改变开关元件的短路次数，从而实现 高功率因素的直流电源装置的直流电源装置、空调装置。专利文献1特公昭63-13204号公报专利文献2专利观09463号公报专利文献3特开平10-201248号公报专利文献4特开2003-153543号公报专利文献5特开2006-174689号公报专利文献6专利03485047号公报专利文献7特开2009-100499号公报现在，家用空调装置考虑到对环境的担忧，强烈要求节约资源、节约能量。除此之 外，随着电子控制设备的剧增，要求适合于限制对电源产生恶劣影响的高次谐波电流的产PΡΠ O但是，在上述所述的现有技术中，仅部分满足了这些要求，所以存在以下问题。专利文献1中需要检测瞬态的交流电流的电流检测电路和决定开关定时的开关 元件驱动电路，因此电路变得复杂。进一步，没有描述直流电压的控制法和最佳的电流上限 值、下限值的决定方法，不适合进行缠绕了很多线圈绕组的直流电压的升压所需的电动机 的高效控制。也没有涉及直流输出电压的维持方法。专利文献2中，在负载小时，直流电压变低，开关次数减少，进行高效率运行，在负 载大时，直流电压升高，开关次数增多，可进行高功率因素运行。但是，需要瞬态的交流电源 电流，电路变复杂。在效率优先而将开关次数降低到几次的情况下，交流电流的脉动增大， 发现了功率因素降低和高次谐波电流增加。通过短路次数和开关占空比的增减来进行直流 输出电压的维持。专利文献3在升高直流电压的情况下，短路后的波形会失真，所以电源高次谐波 电流增多，虽然得到高功率因素，但不能满足JIS标准值。另外，本专利技术在电源的半周期内 仅进行一次短路动作，并没有提到脉冲间隔。在专利文献4中，可在部分开关模式下，通过控制开关元件的短路开始时间、短路 时间和短路次数，来控制直流输出电压，但是没有描述抑制高次谐波的具体手段。因此，虽 然可通过模式的切换来选择高效率和高次谐波抑制(高功率因素)的其中之一，但是不能 兼顾高效率和高次谐波抑制。专利文献5 专利文献7中没有对最佳的开关定时进行明确记载。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抑制电源高次谐波电流的同时在低负载下实现高效 率和适当的功率因素、在高负载下实现高功率因素和适当的效率的直流电源装置。本专利技术要解决的技术问题，在包括整流电路，其将从交流电源输入的交流功率转 换为直流功率；电抗器，其连接在所述交流电源和所述整流电路之间；开关单元，其经所述 电抗器使所述交流电源短路；所述直流功率的目标电压设置单元；频率检测单元，其检测 所述交流电源的频率；电源电压检测单元，其检测所述交流电源的电源电压；过零检测单 元，其检测所述交流电源的过零点；直流电压检测单元，其检测作为所述整流电路的输出的直流电压；和开关控制单元，其与所述过零点同步地使所述开关单元短路、开路的直流电 源装置中，所述开关控制单元在由所述目标电压设置单元设置的目标直流电压与由所述电 源电压检测单元检测到的电源电压的比值小于预定值的情况下，在距由所述过零检测单元 检测到的所述交流电源的过零点的1/2周期中使所述开关单元短路两次，将该两次短路的 第一次和第二次短路间隔在由所述频率检测单元检测到的电源频率为50Hz时设为0. 2 0. %is，在所述电源频率为60Hz时设为0. 16 0. 33ms，之后在所述比值为预定值以上的情 况下，将所述开关单元的短路次数根据所述比值，切换为比所述两次还多的次数，且直流电 源装置的噪声频率不超过所嵌入的设备的电动机的运行噪声频率的短路次数。技术方案2所述的直流电源装置在技术方案1所述的直流电源装置中，所述开关 控制单元在由所述目标电压设置单元设置的目标直流电压与由所述电源电压检测单元检 测到的电源电压的比值为第一预定值以上的情况下，与所述两次短路的情形同样，在距由 所述过零检测单元检测到的所述交流电源的过零点的1/2周期中使所述开关单元短路两 次，将该两次短路的第一次和第二次短路间隔在由所述频率检测单元检测到的电源频率为 50Hz时设为0. 2 0. %is，在所述电源频率为60Hz时设为0. 16 0. 33rns，之后在所述比 值为第二预定值以上的情况下，将所述开关单元的短路次数根据所述比值，切换为比所述 两次还多的次数，且直流电源装置的噪声频率不超过所嵌入的设备的电动机的运行噪声频 率的短路次数。技术方案3所述的直流电源装置在技术方案1或2所述的直流电源装置中，所述 开关控制单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直流电源装置，其特征在于，包括：整流电路，其将从交流电源输入的交流功率转换为直流功率；电抗器，其连接在所述交流电源和所述整流电路之间；开关单元，其经所述电抗器使所述交流电源短路；所述直流功率的目标电压设置单元；频率检测单元，其检测所述交流电源的频率；电源电压检测单元，其检测所述交流电源的电源电压；过零检测单元，其检测所述交流电源的过零点；直流电压检测单元，其检测作为所述整流电路的输出的直流电压；和开关控制单元，其与所述过零点同步地使所述开关单元短路、开路，所述开关控制单元在由所述目标电压设置单元设置的目标直流电压与由所述电源电压检测单元检测到的电源电压的比值小于预定值的情况下，在距由所述过零检测单元检测到的所述交流电源的过零点的１／２周期中使所述开关单元短路两次，将该两次短路的第一次和第二次短路间隔在由所述频率检测单元检测到的电源频率为５０Ｈｚ时设为０．２～０．４ｍｓ，在所述电源频率为６０Ｈｚ时设为０．１６～０．３３ｍｓ，之后在所述比值为预定值以上的情况下，将所述开关单元的短路次数根据所述比值，切换为比所述两次还多的次数，且直流电源装置的噪声频率不超过所嵌入的设备的电动机的运行噪声频率的短路次数。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田村正博，奥山敦，岩城聪明，田村建司，右之子知惠，
申请(专利权)人：日立空调家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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