[發(fā)明專利]用于電源裝置的控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210277447.4
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN102801316A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 能登原保夫;遠(yuǎn)藤常博;鈴木尚禮;奧山敦;田村建司
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所;日立空調(diào)·家用電器株式會社
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/32
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

本申請為2009年2月19日遞交的、申請?zhí)枮?00910008001X、發(fā)明名稱為“電源電路以及使用它的模塊、電動機(jī)驅(qū)動裝置、空調(diào)機(jī)”的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單相交流電源的功率因數(shù)改善電路或者高次諧波電流抑制電路的控制方法、以及使用它的電動機(jī)驅(qū)動裝置、空調(diào)機(jī)。

背景技術(shù)

進(jìn)行單相交流電源的功率因數(shù)改善或者高次諧波電流抑制的電源電路正被廣泛地使用。其中，使用由電抗器、開關(guān)元件和二極管構(gòu)成的升壓斬波器電路的電源電路，因為電路結(jié)構(gòu)以及控制結(jié)構(gòu)簡單，所以作為不需要向電源的再生的逆變器控制裝置等（逆變器空調(diào)機(jī)）的電源電路來使用。

使用升壓斬波器電路的功率因數(shù)改善方法或者高次諧波電流抑制方法有很多報告。其中，專利文獻(xiàn)1記載不檢測作為基準(zhǔn)的正弦波電流指令波形或者電源相位，僅使用電源電流瞬時值和比例增益，將輸入電流波形控制成與電源電壓同步的正弦波波形的方式（將其稱為基本方式）。另外，專利文獻(xiàn)2中記載了應(yīng)用上述技術(shù)的內(nèi)容。

專利文獻(xiàn)2以提高升壓斬波器電路的效率為目的，提出了使輸入電流的峰值附近的開關(guān)動作停止的升壓比恒定控制方式（部分開關(guān)方式）。

上述專利文獻(xiàn)1，以在電源周期的全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行開關(guān)動作（全部區(qū)域開關(guān)方式）為前提來記載，但是在該全部區(qū)域開關(guān)方式中，開關(guān)損失增加，電路效率降低。因此，專利文獻(xiàn)2中記載的升壓比恒定控制方式沿襲上述基本方式的思路（不檢測作為基準(zhǔn)的正弦波電流指令波形或者電源相位），同時采用停止電源電流的峰值附近的開關(guān)動作的部分開關(guān)方式，謀求開關(guān)損失的降低。

另外，專利文獻(xiàn)2中公開的發(fā)明，是不檢測作為基準(zhǔn)的正弦波電流指令波形或者電源相位而進(jìn)行部分開關(guān)的方式，是優(yōu)良的控制方法，但是因為把升壓比設(shè)定為恒定，因此直流電壓根據(jù)在電源電路上連接的電源電壓或負(fù)荷而變化。

這里，在專利文獻(xiàn)3～7中提出了在使用升壓斬波器電路的電源電路中控制直流電壓的例子，但是這些是使用全部區(qū)域開關(guān)方式的方式，未考慮同時實現(xiàn)開關(guān)損失的降低和直流電壓的穩(wěn)定控制。

【專利文獻(xiàn)1】特開平1—114372號公報

【專利文獻(xiàn)2】特許第2796340號公報

【專利文獻(xiàn)3】特開2003—289696號公報

【專利文獻(xiàn)4】特開2000—350442號公報

【專利文獻(xiàn)5】特開平09—149690號公報

【專利文獻(xiàn)6】特開2003—189689號公報

【專利文獻(xiàn)7】特開2001—231262號公報

上述直流電壓的變化，為了進(jìn)行部分開關(guān)是不可或缺的現(xiàn)象，也是本發(fā)明的特征（優(yōu)點），但是在電源電壓或者負(fù)荷變化大的情況下，直流電壓變化也大，有可能變得不能維持應(yīng)用本方式（電源電路）的系統(tǒng)的動作。例如，在逆變器空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)驅(qū)動用電動機(jī)的驅(qū)動裝置中應(yīng)用的情況下，當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動一旦停止時，為使壓縮機(jī)的負(fù)荷平衡，系統(tǒng)停止一定時間，有可能使空調(diào)機(jī)的能力降低。

如上所述，本發(fā)明要解決的課題，是同時實現(xiàn)通過部分開關(guān)動作引起的開關(guān)損失的減?。ㄌ岣咝剩┖椭绷麟妷旱姆€(wěn)定控制（應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定控制）。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述課題，本發(fā)明特征在于，在使用升壓比恒定控制方式的電源電路中，在電源電壓或者負(fù)荷變化大的情況下修正或者變更升壓比。

具體說，其特征在于，在使用升壓比恒定控制方式的電源電路中，檢測電源電路的直流電壓，在檢測出的直流電壓值超過預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值時，使用其偏差來修正升壓比。

進(jìn)而，特征在于，根據(jù)電源電路的負(fù)荷狀態(tài)，變更設(shè)定的升壓比自身。

根據(jù)本發(fā)明，即使電源電壓或者負(fù)荷狀態(tài)變動，也能抑制直流電壓的變動（過電壓，電壓降低），同時實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的高效率化和穩(wěn)定控制。

另外，通過制作使用本發(fā)明的控制基板（混合IC或者模塊），能夠促進(jìn)電源電路的控制變得簡單、能夠提高功率因數(shù)或者抑制高次諧波電流的電源電路的產(chǎn)品應(yīng)用。

本發(fā)明是由把交流電源變換為直流的整流電路和濾波電路組成的電源電路，該電源電路具有：由根據(jù)導(dǎo)通率信號進(jìn)行開關(guān)動作的開關(guān)元件和電感以及二極管組成的升壓斬波器電路；生成從交流電源流入的輸入電流信息的輸入電流信息生成單元；和根據(jù)輸入電流信息和設(shè)定的第一系數(shù)生成第二系數(shù)、求第二系數(shù)和所述輸入電流信息的積、至少根據(jù)該積生成規(guī)定開關(guān)元件的動作的導(dǎo)通率信號的控制單元，其特征在于，具有：生成表示在濾波電路上連接的負(fù)荷的狀態(tài)的負(fù)荷狀態(tài)信息的負(fù)荷狀態(tài)生成單元；和使用負(fù)荷狀態(tài)信息修正所述第一系數(shù)的系數(shù)修正單元。