[發明專利]電力轉換裝置以及空調機

有效

• 申請號: 201810348596.2
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108736754B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 前川佐理;石田圭一;石谷章弘
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;東芝開利株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02P27/08;H02P21/22;H02P21/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 夏斌

本發明涉及電力轉換裝置以及空調機，具備：二極管串聯電路；電容器串聯電路，與該串聯電路并聯連接；開關模塊，具有三個開關引線，由單個模塊構成，與二極管串聯電路并聯連接；交流電壓檢測器，檢測與第1引線的共同連接點和二極管串聯電路的共同連接點連接的單相交流電源的電壓；電流檢測器，分別檢測流過各開關引線的電流；直流電壓檢測器，檢測二極管串聯電路的端子電壓即直流電壓；以及控制部，基于電流、交流電壓和直流電壓對各引線進行PWM控制，控制部將第1引線作為功率因數控制用引線進行開關控制，第2以及第3引線的共同連接點和電容器串聯電路的共同連接點與3相負載連接，將第2以及第3引線作為負載控制用引線進行開關控制。

技術領域

本發明的實施方式涉及在將商用交流電源轉換成直流電源之后再轉換成交流電源的電力轉換裝置、以及將由通過該電力轉換裝置獲得的交流電源驅動的馬達作為動力源的空調機。

背景技術

例如，為了驅動永久磁鐵同步馬達等交流馬達，需要使用逆變器等電力轉換器將從直流電源獲得的電力轉換成3相交流電力。此外，在搭載有逆變器的系統中搭載有用于從商用交流電源獲得直流電力的電源裝置。

關于從交流電力獲得直流電力的電源裝置，例如圖9所示，一般已知有具備二極管整流電路以及功率因數改善(Power Factor Correction)電路而構成的電源裝置。以下，將功率因數改善電路稱作PFC電路。二極管整流電路對交流電壓進行整流并轉換成直流電壓。由二極管整流器整流后的電壓與交流電壓同樣、振幅較大地變動，因此在輸出側連接平滑電容器而使電壓平滑。

當連接平滑電容器時，僅在與平滑電容器相比交流電壓更大的情況下，整流器的二極管導通而進行動作。因而，從交流電源向整流器流入的電流成為僅在交流電壓的峰值附近呈現振幅的功率因數較差的波形。因此，將PFC電路連接在二極管整流電路與平滑電容器之間來改善功率因數，將所獲得的直流電源向逆變器電路供給，對3相交流電流進行控制而驅動馬達。

在上述構成中，為了將電力從交流轉換成直流而需要整流電路以及PFC電路，還需要轉換成3相交流的逆變器電路，因此存在導致系統整體的大型化、高成本化這樣的課題。

另一方面，作為實現3相逆變器的小型化的構成，例如專利文獻1即日本特開2008-295161號公報所公開的那樣，提出有將3相中的1相與使用串聯電容器等而生成的直流電壓的中性點連接的V形聯結逆變器。由此，能夠將3相逆變器所需的功率器件的數量從6個減少到4個，能夠實現小型化。

但是，雖然通過V形聯結逆變器能夠使逆變器電路小型化，但對于包括從交流電源向直流電源的轉換部在內的整體的系統，期望進一步的小型化。而且，一般在交流100V～200V、輸出為數kW以下的逆變器中，使用將多個功率器件集成化的IPM(Intelligent PowerModule)的情況較多。與此相對，整流電路、PFC電路由多個分立構件構成，因此妨礙小型化。

發明內容

因此，提供包括從交流電源向直流電源的轉換部在內也能夠實現小型化的電力轉換裝置、以及使用該裝置而構成的空調機。

實施方式的電力轉換裝置具備：

二極管串聯電路，由串聯連接的兩個二極管構成；

電容器串聯電路，由串聯連接的兩個電容器構成，與上述二極管串聯電路并聯連接；

開關模塊，具有由六個開關元件構成的三個開關引線，由單個的模塊構成，與上述二極管串聯電路并聯連接；

交流電壓檢測器，對與作為上述三個開關引線之一的第1引線的共同連接點以及上述二極管串聯電路的共同連接點連接的單相交流電源的電壓進行檢測；

電流檢測器，對流過各上述開關引線的電流分別進行檢測；

直流電壓檢測器，對上述二極管串聯電路的端子電壓即直流電壓進行檢測；以及