[發明專利]整流裝置和其控制方法

有效

• 申請號: 201280055117.9
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103918171A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 土山吉朗;京極章弘;戴鑫徽;吉田泉;川崎智廣
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明對家庭等單相交流電源進行整流而成為大致直流，驅動直流負載，和/或將所獲得的直流通過逆變電路再次轉換為任意頻率的交流，來對交流電動機進行可變速驅動。涉及一種整流裝置，例如其適用于通過利用電動壓縮機對制冷劑進行壓縮而構成熱泵，進行制冷、供熱或者食品等的冷凍的設備，控制電源電流中包含的高次諧波成分。

背景技術

晶體管等半導體開關具有能夠高速地開關電力的優點，但是在對于逆電壓的施加的耐性弱并且使用交流電源進行交流電動機的可變控制的情況等時，使用暫且轉換為直流之后，再次轉換為別的交流的方式(例如，參照專利文獻1。)。

圖14是專利文獻1所記載的現有整流裝置的電路結構圖。如圖14所示，專利文獻1所記載的整流裝置包括交流電源212、電抗器213、二極管電橋(整流器)211、半導體開關(開關元件)216、二極管217、平滑電容器214和控制機構219。另外，現有整流裝置，由開關元件216、二極管217和電抗器213構成升壓斷繼開關電路215，即使在交流電源212的電壓比平滑電容器214的直流電壓低的期間，也能夠使電流自由地流向平滑電容器214?？刂茩C構219按照使交流電壓波形信息220和函數產生器223的加法運算波形與由變流器221獲得的交流電流波形相等的方式驅動開關元件216。在函數產生器223中事先決定以產生直流輸出的波紋電壓減少那樣的失真波形。

作為與平滑電容器214的兩端連接的直流負載218，例如有家庭用空調裝置的壓縮機等，在家庭用空調裝置中，通過對逆變電路的半導體開關郡進行導通斷開控制，來驅動壓縮機等，進行熱泵工作。

尤其是，在交流電源212為單相交流的情況下，存在電源電壓成為零的瞬間，即使以高功率因數工作，電力也會以電源頻率的二倍的頻率脈動，為了吸收該脈動，平滑電容器214需要選擇可耐受長期的脈動的性能的電容器。

圖15(a)～(e)是專利文獻1所記載的現有整流裝置的工作波形。專利文獻1記載的整流裝置，將圖15(a)所示的交流電源212的輸出電壓、即表示輸入電壓的電壓信號V11(正弦波)與圖15(b)所示的由函數產生器223產生的電壓波形的電壓信號V23(失真)進行加法運算，獲得作為圖15(c)所示的電流指令的電壓信號V24。而且，升壓斷繼開關電路215的工作狀態被控制在理想狀態的結果是，平滑電容器214的端子電壓即輸出電壓Vout如圖15(e)所示使DC電壓的波紋電壓減少。其結果是，實現了平滑電容器214的小型化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開昭64-74060號公報

專利文獻2：(日本)特開2001-45763號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，在所述現有結構中，由于使用了交流電源的電壓波形，因此在由于受供電系統的影響而交流電壓波形V11(正弦波)失真的情況下，存在使高次諧波電流過度增加的可能性。另外，因交流電壓波形的失真，有時波紋電壓反而也會增加。此外，在家庭用空調裝置等中，因天氣和大氣溫度等負載時時刻刻變化，但是在現有技術中并沒有針對像這樣在直流負載的狀況時時刻刻發生變化的情況下，使怎樣的函數(失真)產生為好這樣本質上的命題，公開具體的方法。例如，在最大負載時即使是理想的函數輸出，如果其使用頻率低，效果也會減少。特別是在變頻空調等空調裝置等中，使用頻率最高的情況是負載不那么大的時候。

為了減小平滑電容器的波動，有使正弦波的倒數的電流流動的方法。該情況下，成為所含的高次諧波電流非常大的電流，不能適合家電設備等中的電源高次諧波規制的國際標準即IEC61000-3-2Class-A。另外，功率因數下降40％左右。

本發明是解決所述現有課題的發明，目的在于提供一種整流裝置，其適合高次諧波規制標準，并且實現了使平滑電容器的DC波動減少，在任意的負載下能夠應對交流電源電壓的失真。

用于解決課題的技術方案

為了達成上述目的，作為本發明的一方式的整流裝置，

用半導體開關使單相交流電源經由電抗器短路，在將上述半導體開關開路時，流經上述電抗器的電流經由二極管流入平滑部分，由此控制所述單相交流電源的電流，

將高次諧波規制限度值內的高次諧波電流波形和根據與上述整流裝置連接的直流負載可變的正弦波電流波形的合計作為指令信息，基于與上述單相交流電源的實際電流信息的差異調整上述半導體開關的短路和開路的比率。

發明效果