电源设备制造技术

提供了一种电源设备，使用该电源设备有可能根据多相交流电源的电压在整流电路之间切换，并且有可能适应多个电源电压。将N相(N是2或更大的自然数)交流电源的电压转换成直流电压的电源设备包括M(M是大于或等于1且小于或等于N的自然数)个整流电路，其中M个整流电路包括对交流电源的线电压整流，从而在交流电源的电压为预定值或更小时将其转换成第一预定值的直流电压的第一电路、以及对交流电源的相电压整流，从而在交流电源的电压超过预定值时将其转换成第二预定值的直流电压的第二电路，并且第一电路和第二电路以交流输入电流与交流电源的电压同相的方式操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转换N相(N为2或更大的自然数)的电源设备。
技术介绍
图3是用于示出日本专利No. 3900444中所公开的电源设备的示图。电源设备使用三个整流电路来将三相交流电压转换成预定直流电压。接下来，通过转换所获取的直流电压由DC/DC转换器转换，并且被输出到公共负载。在图3中，附图标记Ia是二相交流电源，附图标记2a、2b和2c是整流电路，附图标记10a、10b和IOc是隔离DC/DC转换器，而Cn是电容器。整流电路2a、2b和2c具有相同的电路配置，并且执行相同的电路操作。因此，在下文中，将用作为代表的整流电路2a来描述电路配置和电路操作。三相交流电源Ia是其中R相、S相和T相以星形连接且每ー相包括端子R、S和T的电源。星形连接的电容器Cn连接到三相交流电源Ia的端子R、S和T。整流电路2a包括交流输入端子Ala、A2a和A3a，以及直流输出端子Pa和Na。端子Ala连接到三相交流电源Ia的端子R。端子A2a连接到三相交流电源Ia的端子S。端子A3a连接到电容器Cn的中性点。ニ极管Dla和D2a串联连接的第一串联电路、晶闸管Thla和Th2a串联连接的第二串联电路、以及ニ极管D3a和D4a串联连接的第三串联电路并联连接在端子Pa和Na之间。第一串联电路的ニ极管Dla和D2a的连接点连接到端子Ala。第ニ串联电路的晶闸管Thla和Th2a的连接点连接到端子A2a。第三串联电路的ニ极管D3a和D4a的连接点连接到端子A3a。在以上所述的电路配置的情况下，当三相交流电源Ia是200V电源时，导通(on)信号被输入到晶闸管Thla和Th2a的栅极。因此，整流电路2a用作用第一串联电路和第二串联电路对三相交流电源Ia的R相和S相线电压整流的电路。同时，当三相交流电源Ia是400V电源时，截止(off)信号被输入到晶闸管Thla和Th2a的栅极。因此，整流电路2a用作用第一串联电路和第三串联电路对三相交流电源Ia的R相相电压整流的电路。整流电路2b和整流电路2c具有与整流电路2a相同的电路配置。因此，整流电路2b用作当三相交流电源Ia是200V电源时对S相和T相线电压整流的电路。整流电路2b用作当三相交流电源Ia是400V电源时对S相相电压整流的电路。同样，整流电路2c用作当三相交流电源Ia是200V电源时对T相和S相线电压整流的电路。整流电路2c用作当三相交流电源Ia是400V电源时对T相相电压整流的电路。作为其结果，当三相交流电源Ia是200V电源时，从整流电路2a、2b和2c输出三相交流电源Ia的线电压已被全波整流的电压。同样，当三相交流电源Ia是400V电源吋，从整流电路2a、2b和2c输出其中三相交流电源Ia的相电压已被全波整流的电压。DC/DC转换器IOa连接到整流电路2a的直流输出端子Pa和Na。以相同的方式，DC/DC转换器IOb连接到整流电路2b的直流输出端子Pb和Nb，而DC/DC转换器IOc连接到整流电路2c的直流输出端子Pc和Ne。DC/DC转换器10a、10b和IOc的输出端子并联连、接，并且将直流输出电压供应给相同的负载。根据JP-A-3900444中所公开的技术，整流电路2a、2b和2c是其中二极管以全波桥配置的电路、或者其中晶闸管和ニ极管以差动(hybrid)桥配置的电路。同样，一般而言，在DC/DC转换器的输入单元中设置由电感器和电容器构成的滤波电路。因此，整流电路2a、2b和2c的输入功率因数处于O. 8至O. 9的范围内。作为其结果，存在三相交流电源Ia与整流电路2a、2b和2c的电流容量增大以及电源设备的大小増大的问题。
技术实现思路
为了试图解决这种电源设备的问题，本专利技术的目的在于，提供具有高功率因数的 小尺寸电源设备，其中可输入不同的交流电压。为了实现该目的，本专利技术的一方面是使用M(M是大于或等于I且小于或等于N的自然数)个整流电路来将由N相(N是2或更大的自然数)构成的交流电源的电压转换成直流电压的电源设备，其中整流电路被配置成包括通过输入与交流电源的线电压相同的相的交变电流来将交流电源的线电压转换成第一预定值的直流电压的第一电路；以及通过输入与交流电源的相电压相同的相的交变电流来将交流电源的相电压转换成第二预定值的直流电压的第二电路。通过以此方式配置电源设备，整流电路交流输入功率因数取为约1.0的高功率因数是有可能的。作为其结果，有可能減少整流电路的电流容量，并且有可能减小电源设备的大小。在本专利技术的该方面中，优选使整流电路在第一模式和第二模式中的任一模式下操作，在第一模式中停止第二电路的操作且使第一电路操作，而在第二模式中停止第一电路的操作且使第二电路操作。此外，优选使整流电路在交流电源电压的有效值为预定值或更小时在第一模式中操作，而在交流电源电压的有效值超过预定值时在第二模式中操作。通过使电源设备以此方式操作，即使当电源设备连接到具有不同电源电压的交流电源吋，也有可能用一个电源设备获取所需直流电压。同样，在本专利技术的该方面中，优选使整流电路以直流电压的第一预定值和第二预定值相同的方式操作。通过使整流电路以此方式操作，有可能减小设置在整流电路之后的级中的电压转换器电路的输入电压范围。根据本专利技术，即使当电源设备连接到具有不同电源电压的交流电源时，整流电路交流输入具有高功率因数也是可能的。作为其结果，有可能提供具有高输入功率因数的小尺寸电源设备。附图说明图I是用于示出根据本专利技术的电源设备的第一实施例的示图；图2是用于示出根据本专利技术的电源设备的第二实施例的示图；以及图3是用于示出根据现有技术的电源设备的示图。具体实施例方式在下文中，将參考图I和2给出对本专利技术的实施例的详细描述。图I和2中的与图3所示的电源设备中的组件相同的组件被给予相同的附图标记，并且省略其描述。图I是用于示出根据本专利技术的电源设备的第一实施例的示图。在图I中，附图标记Ib是二相交流电源，附图标记3a、3b和3c是整流电路，而附图标记10a、IOb和IOc是隔离DC/DC转换器。整流电路3a、3b和3c具有相同的电路配置，并且执行相同的电路操作。因此，在下文中，将以整流电路3a作为代表来描述电路配置和电路操作。三相交流电源Ib是其中R相、S相和T相以星形连接，且包括每ー相的端子R、S和T以及中性点端子N的电源。整流电路3a包括交流输入端子Ala、A2a和A3a，以及直流输出端子Pa和Na。端子Ala连接到三相交流电源Ib的端子R。端子A2a连接到三相交流电源Ib的端子S。端子A3a连接到三相交流电源Ib的中性点N。晶体管Tla和T2a串联连接的第一串联电路、晶闸管Thla和Th2a串联连接的第ニ串联电路、晶闸管Th3a和Th4a串联连接的第三串联电路、以及电容器Ca并联连接在端子Pa和Na之间。ニ极管Dla和D2a分别并联连接到晶体管Tla和T2a。第一串联电路的晶体管Tla和T2a的连接点经由电感器La连接到端子Ala。第ニ串联电路的晶闸管Thla和Th2a的连接点连接到端子A2a。第三串联电路的晶闸管Th3a和Th4a的连接点连接到端子A3a。此外，整流电路3a包括用于生成晶体管Tla和T2a以及晶闸管Thla至Th4a的选通信号的控制电路CNTa。第一电路由第一串联电路、第二串联电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.17 JP 2011-0318351.ー种使用M(M是大于或等于I且小于或等于N的自然数)个整流电路来将由N相(N是2或更大的自然数)构成的交流电源的电压转换成直流电压的电源设备，其特征在于， 所述整流电路包括 通过输入与所述交流电源的线电压相同的相的交变电流来将所述交流电源的线电压转换成第一预定值的直流电压的第一电路；以及 通过输入与所述交流电源的相电压相同的相的交变电流来将所述交流电源的相电压转换成第二预定值的 直流电压的第二电路。2.如权利要求I所述的电源设备，其特征在干， 所述整流电路在下述模式中的任一模式下操作 停止所述第二电路的操作且使所述第一电路操作的第一模式；以及 停止所述第一电路的操作且使所述第二电路操作的第二模式。3.如权利要求2所述的电源设备，其特征在干， 所述整流电路在所述交流电源的电压的有效值为预定值或更小时在所述第一模式中操作，而在所述交流电源的电压的有效值超过所述预定值时在所述第二模式中操作。4.如权利要求I至3中任ー项所述的电源设备，其特征在干， 所述直流电压的第一预定值和第二预定值相同。5.ー种使用M(M是大于或等于I且小于或等于N的自然数)个整流电路来将由N相(N是2或更大的自然数)构成的交流电源的电压转换成直流电压的电源设备，其特征在于， 所述整流电路包括 连接到所述交流电源的一个预定相的第一交流输入端； 连接到所述交流电源的另ー预定相的第二交流输入端； 连接到所述交流电源的中性点的第三交流输入端； 正侧和负侧直流输出端； 第一串联电路，其中各自反并联连接有整流元件的第一和第二半导体开关元件串联连接； 第二串联电路，其中第三和第四半导体开关元件串联连接； 第三串联电路，其中第五和第六半导体开关元件串联连接； 电容器；以及 电感器，并且其中 所述第一至第三串联电路和所述电容器并联连接在所述正侧和负侧直流输出端之间，并且 所述电感器连接在所述第一交流输入端与所述第一串联电路的第一半导体开关元件和第二半导体开关元件的连接点之间。6.如权利要求4所述的电源设备，其特征在干， 所述整流电路在下述模式中的任一模式下操作 通过使所述第二串联电路的第三和第四半导体开关元件进入导通状态、所述第三串联电路的第五和第六半导体开关元件进入非导通状态、所述第一串联电路的第一和第二半导体开关元件之ー截止、使其他半导体开关元件执行导通-截止操作、以及输入与所述交流电源的线电压相同的相的交变电流，将所述交流电源的线电压转换成所述第一预定值的直流电压的第一模式；以及 通过使所述第二串联电路的第三和第四半导体开关元件进入非导通状态、所述第三串联电路的第五和第六半导体开关元件进入导通状态、所述第一串联电路的第一和第二半导体开关元件之ー截止、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田隆二，三野和明，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：