[發(fā)明專利]功率轉(zhuǎn)換裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880093386.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN112154598A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 坪香雅彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M7/12
• 分類號(hào): H02M7/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 俞丹;宋俊寅

在本發(fā)明的設(shè)置在交流電源(101)與負(fù)載(105)之間的功率轉(zhuǎn)換裝置(100)中，對(duì)于在交流電源(101)的電壓暫時(shí)降低然后恢復(fù)的情況下，功率轉(zhuǎn)換裝置(100)的電容器(103)的電壓降低，并且變?yōu)楸葟?fù)電時(shí)的交流電源(101)的電壓的最大值要低，從而產(chǎn)生沖擊電流產(chǎn)生這樣的問題，對(duì)功率轉(zhuǎn)換部(102)的輸入電壓或輸入電流降低這一情況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)電容器(103)的電壓的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在降低到交流電源(101)的最大電壓值以下之前，使功率轉(zhuǎn)換部(102)、(104)的動(dòng)作停止，從而抑制沖擊電流的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的功率轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及具有將輸出平滑化的電容器的功率轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

在對(duì)從交流電源提供的電力的功率因數(shù)進(jìn)行改善并轉(zhuǎn)換成直流并且將直流的電力提供給負(fù)載的功率轉(zhuǎn)換裝置中，在發(fā)生了交流電源的停電、瞬間斷路、瞬間停電的情況下，在輸入至功率轉(zhuǎn)換裝置的輸入電力完全不存在的狀態(tài)、或者輸入電力較小的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)作。因此，在功率轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的輸出端設(shè)置的電容器的電荷被持續(xù)汲取，電容器電壓降低。在此之后，當(dāng)交流電源的電力恢復(fù)時(shí)，在電容器電壓比復(fù)電時(shí)的交流電源電壓要小的情況下，產(chǎn)生沖擊電流，從而產(chǎn)生將功率轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的半導(dǎo)體開關(guān)元件破壞這樣的問題。

產(chǎn)生該沖擊電流的原因是電容器電壓變?yōu)楸冉涣麟娫措妷阂停瑳_擊電流的大小取決于在短時(shí)間停電、瞬間斷路、瞬間停電之后復(fù)電時(shí)的輸入電壓的大小與復(fù)電時(shí)的電容器電壓之差。因此，在專利文獻(xiàn)1中，如果電容器電壓變成規(guī)定的基準(zhǔn)值以下，則使負(fù)載的動(dòng)作停止，由此抑制電容器的電壓降低，抑制復(fù)電時(shí)的沖擊電流。

通常，功率轉(zhuǎn)換裝置在動(dòng)作時(shí)電容器電壓與交流電源電壓之間的電位差大多較小。其原因在于電容器的耐壓越高，則越貴且越大型，因此，為了小型和低成本化，需要選定耐壓較低的電容器，如果設(shè)計(jì)電容器電壓的紋波不超過電容器的耐壓，則動(dòng)作時(shí)的電容器電壓必須是接近交流電源電壓的電壓。

如專利文獻(xiàn)1那樣，為了抑制復(fù)電時(shí)的沖擊電流，將在瞬時(shí)停電之后即將復(fù)電前的電容器的兩端電壓與在瞬時(shí)停電之后復(fù)電時(shí)被輸入至轉(zhuǎn)換器的交流電壓之差抑制為較小是合適的，為實(shí)現(xiàn)此，如下這樣就足夠了：對(duì)電容器的兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)，在該檢測(cè)出的電壓被判定為基于構(gòu)成轉(zhuǎn)換器的半導(dǎo)體元件的沖擊電流耐性的基準(zhǔn)電壓以下的情況下，進(jìn)行控制以使得與功率轉(zhuǎn)換裝置相連接的負(fù)載的動(dòng)作停止。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5460838號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，電容器電壓降低的速度取決于從電容器汲取電荷的輸出的大小和電容器電容。此外，存在為了功率轉(zhuǎn)換裝置的小型化和低成本化而對(duì)剩余的電容器電容進(jìn)行削減這樣的傾向，存在因功率轉(zhuǎn)換裝置的高輸出化而引起在停電、瞬間斷路、瞬間停電時(shí)的電容器電壓降低的速度較快這樣的傾向。因此，如專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)那樣，從檢測(cè)到電容器電壓為基準(zhǔn)電壓值以下開始使負(fù)載停止，這意味著，在穩(wěn)定動(dòng)作時(shí)的電容器電壓與交流電源電壓之間的電位差較小的情況下，只能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)值設(shè)定為與交流電源電壓的最大值相接近的值、或交流電源電壓的最大值以下，從而產(chǎn)生如下的問題：在由于從檢測(cè)到電容器電壓降低開始到使負(fù)載停止為止的信號(hào)的傳遞和信息處理所導(dǎo)致的時(shí)間延遲期間，電容器電壓低于復(fù)電時(shí)的輸入電壓的最大值，無法防止產(chǎn)生大的沖擊電流。

如果無法防止大的沖擊電流的產(chǎn)生，則需要使用對(duì)該沖擊電流的大小進(jìn)行考慮的耐電流性較高的半導(dǎo)體元件，變得難以將通常來說電流耐量較少的SiC、GaN或金剛石等寬帶隙半導(dǎo)體材料的元件用于功率轉(zhuǎn)換裝置，因此，產(chǎn)生了對(duì)實(shí)現(xiàn)小型、低成本的功率轉(zhuǎn)換裝置造成妨礙這樣的問題。

本申請(qǐng)公開了用于解決上述的問題的技術(shù)，目的在于提供一種即使使用寬帶隙半導(dǎo)體材料的元件也沒有問題的自由度較高的功率轉(zhuǎn)換裝置。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案