[發明專利]功率轉換裝置

無效

• 申請號: 201080036959.0
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102474202A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 關本守滿;日比野寬;谷口智勇;前田敏行
• 申請（專利權）人: 大金工業株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及一種功率轉換裝置，尤其涉及一種防止LC共振的措施。

背景技術

迄今為止，直交流轉換電路作為一種功率轉換裝置而廣為人知。直交流轉換電路是利用開關切換控制高效地將直流電轉換成頻率可變、電壓可變的交流電的電路。

通常，直交流轉換電路由二極管整流電路、平滑電容器和直交流轉換器連接而成。上述二極管整流電路具有多個二極管相連接的電橋電路。上述平滑電容器用于消除二極管整流電路的輸出電壓波紋(output?voltage?ripple)。上述直交流轉換器由三組兩兩串聯的開關元件并聯而成。

在上述直交流轉換電路中，使用大電容的電解電容器作為平滑電容器。該電解電容器在直交流轉換電路的構成部件中是較大型的部件且價格高昂，因此存在造成直交流轉換電路成本增加且大型化等問題。而且，還存在直交流轉換電路的使用壽命隨著電解電容器使用壽命的縮短而縮短的問題。

針對這樣的問題，專利文獻1所示的直交流轉換電路提出了通過采用小電容的平滑電容器代替現有技術中所必需的大電容平滑電容器，并對負載側(例如馬達等)進行控制，以解決電源側的功率因數下降問題和高諧波問題，即提出了所謂的無電容器型(Capacitor-less)直交流轉換電路。具體而言，如圖4所示，無電容器型直交流轉換電路a在二極管整流電路b的輸出側設置有構成為例如數十微法(μF)左右的小電容的平滑電容器c，代替現有技術的大電容平滑電容器。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本公開特許公報特開2002-51589號公報

發明內容

-發明所要解決的技術問題-

在專利文獻1所示的無電容器型直交流轉換電路a中，電抗線圈d與平滑電容器c串聯形成LC共振電路。而且，在無電容器型直交流轉換電路a中，由于使平滑電容器c的電容較小，因此LC共振的共振頻率增大。

另一方面，在二極管整流電路b中，二極管整流電路b進行導通/截止的切換，每當二極管整流電路b切換成導通狀態時，電壓就會施加在平滑電容器c與電抗線圈d之間而發生共振現象(LC共振)。

因此，如圖5所示，在無電容器型直交流轉換電路a中，電路的電流受到電抗線圈d與平滑電容器c之間的共振現象(LC共振)的影響而大幅度地脈動。這樣一來，就會存在電源中的高諧波增加的問題。

本發明是鑒于上述各點而完成的，其目的在于：在無電容器型直交流轉換電路中，防止電容器和電抗線圈的共振現象(LC共振)。

-解決技術問題的技術方案-

第一方面的發明涉及一種功率轉換裝置，該功率轉換裝置包括：對從交流電源10輸出的交流電進行整流的整流電路22、設置在上述交流電源10與整流電路22之間的電抗線圈21、直接接收從上述整流電路22輸出的功率的直交流轉換電路24以及設置在上述整流電路22一次側的母線12、13之間的電容器31。

在上述第一方面的發明中，從交流電源10輸出交流電。整流電路22對已輸出的交流電進行整流。從該整流電路22輸出的電壓包含由來自交流電源10的輸出電壓引起的電壓變化被直接供向直交流轉換電路24。并且，直交流轉換電路24將已轉換的直流電再轉換成交流電供向負載。在直交流轉換電路24中，發生由開關切換引起的電壓變化。上述電容器31不吸收來自整流電路22的電壓變化，吸收由直交流轉換電路24的開關切換引起的電壓變化。

此處，由于現有技術的無電容器型直交流轉換電路在電容器與電抗線圈之間形成有共振電路，因此如果電壓施加在電容器與電抗線圈之間，則會在施加電壓的瞬間發生共振現象(LC共振)。另一方面，由于在二極管整流電路中，二極管進行導通/截止的切換，因此每當二極管切換成導通狀態時，電壓就會施加在電容器與電抗線圈之間而發生共振現象(LC共振)。

但是，在第一方面的發明中，由于電容器31設置在整流電路22的一次側(輸入側)，因此即使對整流電路22的導通/截止進行切換，電抗線圈21與電容器31之間也會處于一直施加有電壓的狀態。因此，在第一方面的發明所涉及的功率轉換裝置中，一旦電壓施加在電抗線圈21與電容器31之間，則共振現象(LC共振)只在電壓施加的瞬間發生，之后共振衰減。也就是說，由于不受整流電路22中導通/截止的切換動作的影響，因此電抗線圈21與電容器31之間的共振現象(LC共振)的影響減小。

第二方面的發明是，在上述第一方面的發明中，上述電容器31構成為：具有不吸收來自上述整流電路22的電壓變化，吸收由上述直交流轉換電路24的開關切換引起的電壓變化的電容。