[發(fā)明專利]電力變換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110335200.9
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102570434A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 百瀬隆二;天野勝之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 崔成哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有可以得到任意的直流電壓的有源轉(zhuǎn)換器的電力變換裝置，特別涉及其沖擊電流抑制動(dòng)作。

背景技術(shù)

在通常的轉(zhuǎn)換器電路中，通過與平滑電容器串聯(lián)地設(shè)置電流限制電阻，抑制電源接通時(shí)的沖擊電流，在負(fù)載的通電時(shí)等穩(wěn)定時(shí)，通過繼電器等開關(guān)單元對(duì)電流限制電阻進(jìn)行旁路(例如，參照專利文獻(xiàn)2中的圖4)。

另外，有如下的電力變換裝置，在該電力變換裝置中，通過瞬時(shí)停電對(duì)平滑電容器的兩端電壓與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)其比較結(jié)果控制與電流限制電阻并聯(lián)地連接的開關(guān)元件，抑制沖擊電流(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

進(jìn)而，有通過監(jiān)視交流電壓的過零來檢測瞬時(shí)停電，根據(jù)平滑電容器的靜電電容以及負(fù)載電流，計(jì)算可容許的瞬時(shí)停電的時(shí)間，控制與電流限制電阻并聯(lián)地連接的繼電器的開閉動(dòng)作的沖擊電流限制方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開平5-316640號(hào)公報(bào)(第2頁)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開平10-271668號(hào)公報(bào)(第2頁)

發(fā)明內(nèi)容

在以往的抑制從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流的方法中，針對(duì)沖擊電流流過的路徑，通過繼電器進(jìn)行切換，以介入電流限制電阻，所以存在在引起了瞬時(shí)停電之后在繼電器動(dòng)作之前的極短的期間內(nèi)恢復(fù)電力時(shí)，無法抑制沖擊電流這樣的問題。

另外，用于繼電器切換或者使后述直流負(fù)載停止的基準(zhǔn)電壓(閾值)是預(yù)定的固定值，所以還存在沒有考慮對(duì)產(chǎn)品輸入的最大電壓這樣的問題。

另外，在從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流的大小取決于剛要從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力之前的直流電壓、即平滑電容器的兩端電壓、與從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力時(shí)輸入到有源轉(zhuǎn)換器的交流電壓之差。而且，與有源轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)連接的負(fù)載越大，在瞬時(shí)停電產(chǎn)生時(shí)平滑電容器的兩端電壓降低的速度越快，所以沖擊電流的大小變大，在該沖擊電流流過的路徑中存在的半導(dǎo)體元件等的耐電流性低的情況下，存在導(dǎo)致該半導(dǎo)體元件等的破壞這樣的問題。為此，需要具備考慮了與電流限制電阻并聯(lián)連接的繼電器的延遲動(dòng)作的耐電流性，半導(dǎo)體元件等變得大型化，而損害半導(dǎo)體元件等的小型化，進(jìn)而，還存在妨礙低成本化這樣的問題。特別是在將針對(duì)瞬間電流的耐電流性弱、且昂貴的SiC、GaN或者金剛石等寬帶隙半導(dǎo)體用于有源轉(zhuǎn)換器的情況下，不利于通過小型化而實(shí)現(xiàn)低成本化。

本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，第1的目的在于得到一種抑制平滑電容器的電壓降低，抑制恢復(fù)電力時(shí)的沖擊電流的電力變換裝置。

另外，第2的目的在于得到一種將剛要從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力之前的平滑電容器的兩端電壓、與在從瞬時(shí)停電恢復(fù)電力時(shí)輸入到有源轉(zhuǎn)換器的交流電壓之差抑制得較小，抑制在用于抑制沖擊電流的開關(guān)元件動(dòng)作之前恢復(fù)電力時(shí)的沖擊電流的電力變換裝置。

本發(fā)明提供一種電力變換裝置，其特征在于，具備：有源轉(zhuǎn)換器，由半導(dǎo)體元件構(gòu)成，從交流電源接受交流電壓的供給，對(duì)該交流電壓進(jìn)行整流而升壓至任意的直流電壓；平滑電容器，連接到該有源轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)，并在其兩端連接直流負(fù)載，對(duì)所述有源轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓進(jìn)行平滑；電流限制電阻，連接在所述交流電源與所述有源轉(zhuǎn)換器之間，限制從所述交流電源流出的電流；開關(guān)單元，與該電流限制電阻并聯(lián)地連接；直流電壓檢測單元，對(duì)作為所述平滑電容器的兩端電壓的母線電壓進(jìn)行檢測；以及控制裝置，對(duì)所述有源轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓的升壓動(dòng)作進(jìn)行控制，該控制裝置在從所述交流電源輸出了所述交流電壓的情況下，使所述開關(guān)單元進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作，在所述交流電源中產(chǎn)生了停電的情況下，使所述開關(guān)單元進(jìn)行斷開動(dòng)作，在判定為由所述直流電壓檢測單元檢測出的所述母線電壓為規(guī)定的基準(zhǔn)電壓以下的情況下，使所述直流負(fù)載的動(dòng)作停止。

根據(jù)本發(fā)明，在母線電壓成為規(guī)定的基準(zhǔn)電壓以下的情況下，通過使直流負(fù)載的動(dòng)作停止，可以抑制母線電壓的降低，抑制在通過開關(guān)單元的斷開動(dòng)作而切換為經(jīng)由電流限制電阻的路徑之前恢復(fù)了電力的情況的沖擊電流。

附圖說明

圖1是包括本發(fā)明的實(shí)施方式1的有源轉(zhuǎn)換器40的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)圖的例子。

圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電力變換裝置中的從瞬時(shí)停電至恢復(fù)電力的平滑電容器31的兩端電壓的推移和沖擊電流抑制動(dòng)作的圖。

圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電力變換裝置中的母線電壓Vdc與基準(zhǔn)電壓的關(guān)系的圖。

圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的電力變換裝置的有源轉(zhuǎn)換器40實(shí)施了升壓動(dòng)作的情況下、從瞬時(shí)停電至恢復(fù)電力的母線電壓Vdc的推移和沖擊電流抑制動(dòng)作的圖。