專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源裝置，帶有把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的電容輸入型整流電路，特別是涉及一種受變頻器控制的冰箱等的電源裝置。
近年，在用于冰箱或空調(diào)等制冷系統(tǒng)中的變頻器或開關(guān)電源等中，把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的電容輸入型整流電路被廣泛使用。可是，在電容輸入型整流電路中，因電流波形大都含有并非正弦波的高次諧波(特別是基波成分的奇次高次諧波成分)，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的故障。于是，開發(fā)減少這種高次諧波電流的技術(shù)正在積極地進(jìn)行。無源濾波器是其中的一種技術(shù)。一般來說，這種技術(shù)使用電抗線圈使電流波形鈍化并抑制高次諧波。但是，為了只用電抗線圈得到充分的抑制高次諧波的效果，必須用非常大容量的電抗線圈。于是，關(guān)于用輔助手段抑制高次諧波的方法被提出來。如在特開平7-274515號(hào)公報(bào)等中所述的關(guān)于有效地抑制高次諧波的方法。
為了理解本發(fā)明的特征，參照
圖19及圖20對(duì)使用以往的抑制高次諧波的方法的電源裝置進(jìn)行說明，圖19為表示以往的電源裝置的例子的電路圖。在圖19中，電源裝置100由比如為一般家庭中的100V 50Hz的商用電源的交流電源101、對(duì)該交流電源101整流的橋式整流電路102、第1電抗線圈103、二級(jí)管104、第2電抗線圈105、電容器106以及濾波電容器107構(gòu)成。橋式整流電路102由接成橋式的4個(gè)二極管D101、D102、D103和D104形成。
第1電抗線圈103的一端接在橋式整流電路102的“+”輸出上、另一端接在二級(jí)管104的正極上。第2電抗線圈105的一端接在橋式整流電路102的“+”輸出上、另一端接在電容器106的一端上。二級(jí)管104的負(fù)極與電容器106的另一端連接，并接到濾波電容器107的一端上。濾波電容器107的另一端接在濾波橋式整流電路102的“-”輸出上，在電容器107的兩端上接著電源裝置100的負(fù)載108。
下面對(duì)此電源裝置100的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖20為圖19所示的電源裝置100中電源半周期內(nèi)的各部的波形圖。首先，如圖20所示，來自交流電源101的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過第1電抗線圈103的電流I101變成充向?yàn)V波電容器107的充電電流經(jīng)第1電抗線圈103鈍化后的波形。而且，流過第2電抗線圈105的電流I102變成以第2電抗線圈105和電容器106的諧振頻率振動(dòng)的波形。因此，輸入電流Iin為I101和I102之和，成為如圖20所示的那樣的波形。這樣，輸入電源波形更加鈍化，電流峰值降低，因此，可以抑制高次諧波。
可是，在這樣的以往的構(gòu)成中具有如下問題。如上所述，在以往例的情況下，因流過的電流使得可以利用第2電抗線圈105和電容器106諧振補(bǔ)償高次諧波，該諧振頻率必須設(shè)定為電源頻率的大約3倍。即在電源的頻率為50Hz情況下，諧振頻率必須設(shè)為約150Hz。例如，當(dāng)電容器106的容量為100μF時(shí)，第2電抗線圈105必須設(shè)成約10mH。這樣，在以往的例中，為了抑制高次諧波，必須有非常大容量的第2電抗線圈105和電容器106，而且，為了可以應(yīng)付大負(fù)載時(shí)的大電流，使用的第1電抗線圈103必須有足夠大的容許電流，電源裝置變得非常大，而且，成本也大幅度增加。
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供用比較小型的部件就可以獲得足夠的高次諧波抑制效果的小型且成本低的電源裝置。
在給負(fù)載提供電源的電源裝置方面本發(fā)明的電源裝置是由交流電源、以該交流電源為輸入并把二極管連接成橋式的橋式整流電路、與該橋式整流電路的輸出并聯(lián)的輔助電容、連接在該橋式整流電路的一端輸出與負(fù)載之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的電抗線圈和二極管的串聯(lián)電路和與負(fù)載并聯(lián)的濾波電容所構(gòu)成。這樣，在橋式整流電路的輸出上設(shè)有輔助電容，由于在對(duì)濾波電容開始充電前有充電電流通過輔助電容，因此，把在該輔助電容上流過的充電電流作為補(bǔ)償電流流掉。
還有，在給負(fù)載提供電源的電源裝置方面本發(fā)明的電源裝置是由交流電源、以該交流電源為輸入并把二極管連接成橋式的橋式整流電路、一端與該橋式整流電路的一邊的輸出連接的輔助電抗線圈、與該輔助電抗線圈的另一端和橋式整流電路的另一端輸出連接的輔助電容、連接在輔助電抗線圈的另一端和負(fù)載之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的電抗線圈和二極管的串聯(lián)電路和與負(fù)載并聯(lián)的濾波電容所構(gòu)成。這樣，在橋式整流電路和輔助電容之間連著容量小的輔助電抗線圈，以輔助電抗線圈使對(duì)輔助電容充電的上升沿鈍化。
還有，在給負(fù)載提供電源的電源裝置方面本發(fā)明的電源裝置是由交流電源、以該交流電源為輸入并把二極管連接成橋式的橋式整流電路、一端與該橋式整流電路的一邊的輸出連接的帶有中間分接抽頭的電抗線圈、與該電抗線圈的中間分接抽頭和上述橋式整流電路的另一邊的輸出連接的輔助電容、連接在電抗線圈的另一端輸出與負(fù)載之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的二極管和與負(fù)載并聯(lián)的濾波電容所構(gòu)成。這樣，因電抗線圈采用帶有中間分接抽頭的電抗線圈，可以在保持對(duì)高次諧波的抑制效果的情況下減少部件數(shù)。
還有，在給負(fù)載提供電源的電源裝置方面本發(fā)明的電源裝置是由交流電源、以該交流電源為輸入并把二極管連接成橋式的橋式整流電路、與該橋式整流電路的一邊的輸出和負(fù)載順向連接的第1二極管、一端接在橋式整流電路的一邊的輸出上的電抗線圈、與該電抗線圈的另一端和負(fù)載順向連接的第2二極管和與電抗線圈的另一端和橋式整流電路的另一邊的輸出連接的濾波電容所構(gòu)成。這樣，由濾波電容的充電和直接供給負(fù)載的2系統(tǒng)電路構(gòu)成橋式整流電路的輸出，在輸入電源電壓處于峰值時(shí)不通過濾波電容而直接由第1二極管供給電源。
還有，在給負(fù)載提供電源的電源裝置方面本發(fā)明的電源裝置是由交流電源、以該交流電源為輸入并把二極管連接成橋式的橋式整流電路、與該橋式整流電路的一邊的輸出和負(fù)載連接的電抗線圈、一端接在該電抗線圈的負(fù)載端上并連接成使電流與負(fù)載電流方向一致的電壓下降手段和第1二極管的串聯(lián)電路、順著該串聯(lián)電路的輸出和負(fù)載方向連接的第2二極管和與該串聯(lián)電路的輸出和橋式整流電路的另一邊輸出連接的濾波電容所構(gòu)成。這樣，由濾波電容的充電和直接供給負(fù)載的2系統(tǒng)電路以及降低對(duì)濾波電容的充電電壓的電壓下降裝置構(gòu)成橋式整流電路的輸出，在電源電壓的峰值附近，可以不通過濾波電容而直接把來自電抗線圈的輸出供給負(fù)載，抑制對(duì)濾波電容充電時(shí)的高次諧波。
還有，具體來說，上述電抗線圈為容量可變的電抗線圈，而且還具備有對(duì)該電抗線圈的容量進(jìn)行可變控制的容量控制裝置。這樣，根據(jù)流過電抗線圈的電流的變化或電抗線圈的使用環(huán)境等的變化可以改變電抗線圈的容量。
還有，具體來說，上述電抗線圈由流過負(fù)載電流的第1電抗線圈和與該第1電抗線圈并聯(lián)并分流負(fù)載電流的第2電抗線圈組成，上述容量控制裝置由控制該第2電抗線圈與第1電抗線圈并聯(lián)的轉(zhuǎn)換部件和對(duì)該轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)控制裝置所組成。這樣，控制該第2電抗線圈與第1電抗線圈并聯(lián)并使第1電抗線圈的溫度不升到指定的溫度。
具體來說，上述開關(guān)控制裝置具備有測出外部空氣溫度的外部空氣溫度測出部件，當(dāng)由外部空氣溫度測出部件測出的外部空氣溫度超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上。這樣，當(dāng)外部空氣溫度超過指定值時(shí)，把第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上使電抗線圈的容許電流增加。而且，如果外部空氣溫度沒達(dá)到指定值，把第2電抗線圈連向第1電抗線圈的連接斷開，使電抗線圈的容許電流減少。
具體來說，上述開關(guān)控制裝置具備有測出負(fù)載電流的負(fù)載電流測出部件，當(dāng)由該負(fù)載電流測出部件測出的負(fù)載電流超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上。這樣，當(dāng)負(fù)載電流超過指定值時(shí)，把第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上使電抗線圈的容許電流增加。而且，如果負(fù)載電流沒達(dá)到指定值，把第2電抗線圈連向第1電抗線圈的連接斷開，使電抗線圈的容許電流減少。
具體來說，上述開關(guān)控制裝置具備有測出第1電抗線圈溫度的電抗線圈溫度測出部件，當(dāng)由該電抗線圈溫度測出部件測出的第1電抗線圈的溫度超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上。這樣，當(dāng)?shù)?電抗線圈的溫度超過指定值時(shí)，把第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上使電抗線圈的容許電流增加。而且，如果第1電抗線圈的溫度沒達(dá)到指定值，把第2電抗線圈連向第1電抗線圈的連接斷開，使電抗線圈的容許電流減少。
例如，上述負(fù)載為變頻器及由該變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)，上述開關(guān)控制裝置對(duì)該變頻器進(jìn)行控制并對(duì)馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，當(dāng)該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上。這樣，當(dāng)該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，把第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上，使電抗線圈的電流增加。而且，如果馬達(dá)的轉(zhuǎn)速?zèng)]達(dá)到指定值，把第2電抗線圈連向第1電抗線圈的連接斷開，使電抗線圈的容許電流減少。
例如，上述馬達(dá)為電冰箱的壓縮機(jī)，上述開關(guān)控制裝置具備有測出電冰箱的箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度測出部件和設(shè)定電冰箱的箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度設(shè)定部件，根據(jù)由箱內(nèi)溫度測出部件測出的箱內(nèi)溫度和由箱內(nèi)溫度設(shè)定部件所設(shè)定的溫度之間的溫度差通過變頻器對(duì)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上。這樣，當(dāng)電冰箱中的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，把第2電抗線圈并聯(lián)到第1電抗線圈上，使電抗線圈的電流增加。而且，當(dāng)電冰箱中的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)]達(dá)到指定值，把第2電抗線圈連向第1電抗線圈的連接斷開，使電抗線圈的容許電流減少。
下面對(duì)附圖進(jìn)行簡單的說明。
圖1為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖2為在圖1所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
圖3為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖4為在圖3所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
圖5為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖6為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖7為在圖6所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
圖8為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖9為在圖8所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
圖10為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖11為在圖10所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
圖12為表示圖10的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作的流程圖。
圖13為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖14為表示圖13的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作的流程圖。
圖15為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖16為表示圖15的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作的流程圖。
圖17為由本發(fā)明的一實(shí)施例所構(gòu)成的電源裝置的電路圖。
圖18為表示圖17的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作的流程圖。
圖19為表示以往的電源裝置的電路圖。
圖20為在圖19所示的電源裝置中各部的電源半周期的波形圖。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1圖1為表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中的電源裝置的電路圖。在圖1中，電源裝置9由比如為一般家庭中的100V 50Hz商用電源的交流電源1、對(duì)該交流電源1整流的橋式整流電路2、輔助電容3、電抗線圈4、二極管5及濾波電容6所構(gòu)成。橋式整流電路2由接成橋式的4個(gè)二極管D1、D2、D3和D4形成。輔助電容3的一端接到橋式整流電路2的“+”輸出上、另一端接到“-”的輸出上。電抗線圈4的一端接到橋式整流電路2的“+”輸出上、另一端接到二極管5的正極上。濾波電容6的一端接到二極管5的負(fù)極上、另一端接到的橋式整流電路2“-”端子上，負(fù)載7連接在濾波電容6的兩端上。
下面，對(duì)這樣構(gòu)成的電源裝置9用圖1及圖2說明其動(dòng)作。圖2為在圖1所示的電源裝置9中各部的電源半周期的波形圖。首先，如圖2所示，來自交流電源1的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過電抗線圈4的電流I1變成為由電抗線圈4對(duì)充向?yàn)V波電容6的充電電流鈍化后的波形。當(dāng)輸入電壓Vin比輔助電容3兩端的電壓高時(shí)開始充電，且當(dāng)通過電抗線圈4對(duì)濾波電容6進(jìn)行充電時(shí)，流過輔助電容3的電流I2引走在輔助電容3上所充的電荷。即當(dāng)電流I1流完后，輔助電容3兩端的電壓變?yōu)槭值偷碾妷骸Ｒ虼?，與通常的充電相比，在下一個(gè)周期中的起始電流流動(dòng)變得很快開始。因此，輸入電流Iin變?yōu)镮1與I2之和，其波形如圖2所示。
這樣，輸入電流Iin的波形寬度變得比通常寬，電流峰值也變低，因此，變得可以抑制高次諧波。如果以高次諧波的次數(shù)進(jìn)行說明，則與通常的波形相比減少3次和5次的成分，因電流的上升沿變陡，增加了一些9次以后的高次諧波成分。但是，因高次諧波中影響最大的3次和5次的成分明顯地減少，對(duì)高次諧波電流的抑制變的有效。而且，這各次的高次諧波成分可以通過輔助電容3的電容值進(jìn)行微調(diào)。例如，當(dāng)增大輔助電容3的容量時(shí)，3次和5次的成分進(jìn)一步減少，但9次以后的高次諧波成分進(jìn)一步增加。由此，可以通過對(duì)輔助電容3進(jìn)行電容值調(diào)節(jié)達(dá)到最佳的高次諧波抑制效果。
還有，與濾波電容6(通常從幾百μF到幾千μF左右)相比，輔助電容3的電容值只要1/100左右(幾μF左右)小的電容值就可以，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)于濾波電容6的電容值390μF，以1μF的電容值的輔助電容3就可以得到足夠的高次諧波抑制效果(對(duì)于高次數(shù)也沒問題)。
還有，在本實(shí)施例1中，也可以把電抗線圈4和二極管5進(jìn)行對(duì)調(diào)，在這樣的情況下，把二極管5的正極接在橋式整流電路2的“+”輸出上，把電抗線圈4接在二極管5的負(fù)極和負(fù)載7的一端之間。
這樣，在本實(shí)施例中的電源裝置構(gòu)成為在橋式整流電路2的輸出上設(shè)有小容量的輔助電容3并把在此輔助電容3上流的充電電流作為補(bǔ)償電流流掉。由此，與使用了通常的借助于無源濾波器的高次諧波抑制方法的電源裝置相比，只通過添加輔助電容3和二極管5這樣的小型低價(jià)部件就可以實(shí)現(xiàn)有效的高次諧波抑制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)部件的小型化和低成本化，提供小型低價(jià)的電源裝置。
實(shí)施例2圖3為表示在本發(fā)明的實(shí)施例2中的電源裝置的電路圖。而且，在圖3中，對(duì)與圖1同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明，只對(duì)與圖1不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。在圖3上與圖1的不同點(diǎn)是在圖1的橋式整流電路2的“+”輸出和輔助電容3與電抗線圈4的連接部之間添加了輔助電抗線圈10，與此相對(duì)應(yīng)，圖1的電源裝置9變?yōu)殡娫囱b置12。
在圖3中，電源裝置12由交流電源1、橋式整流電路2、輔助電容3、電抗線圈4、二極管5、濾波電容6及輔助電抗線圈10所構(gòu)成。輔助電抗線圈10接在橋式整流電路2的“+”輸出和輔助電容3與電抗線圈4的連接部之間。
下面，對(duì)這樣構(gòu)成的電源裝置12用圖3及圖4說明其動(dòng)作。圖4為在圖3所示的電源裝置12中各部的電源半周期的波形圖。首先，如圖4所示，來自交流電源1的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過電抗線圈4的電流I3變成為由電抗線圈4對(duì)充向?yàn)V波電容6的充電電流鈍化后的波形。當(dāng)輸入電壓Vin比輔助電容3兩端的電壓高時(shí)開始充電，借助于輔助電抗線圈10使流過輔助電容3的電流I4的上升沿被鈍化。其他的動(dòng)作基本上與實(shí)施例1一樣，略去詳細(xì)的說明。
因此，輸入電流Iin變?yōu)镮1與I2之和，其波形如圖4所示。在圖4中，特別是因?yàn)榱鬟^輔助電容3的電流I4在上升沿處的波形可以被輔助電抗線圈10所鈍化，可以使實(shí)施例1的電源裝置中增多的9次以后的高次諧波成分減少。輔助電抗線圈10的容量只要電抗線圈4的容量的1/10左右就可以，比如，電抗線圈4的容量為40mH時(shí)，以容量為2mH左右的輔助電抗線圈10就可得到足夠的效果。
還有，在本實(shí)施例2中，也可以把電抗線圈4和二極管5進(jìn)行對(duì)調(diào)，在這樣的情況下，把二極管5的正極接在輔助電抗線圈10和輔助電容3的連接部上，把電抗線圈4接在二極管5的負(fù)極和負(fù)載7的一端之間。
這樣，在本實(shí)施例2中的電源裝置構(gòu)成為把小容量的輔助電抗線圈10接在橋式整流電路2和輔助電容3之間。由此，通過添加小容量的輔助電抗線圈10這樣的小型低價(jià)部件使高次諧波的抑制效果更好，可以提供小型低價(jià)的電源裝置。
實(shí)施例3圖5為表示在本發(fā)明實(shí)施例3中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖5中，對(duì)于圖1同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明，只對(duì)與圖1不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。在圖5上與圖1的不同點(diǎn)是把圖1的電抗線圈4換成中間帶分接抽頭的電抗線圈15并把輔助電容3接在中間帶分接抽頭的電抗線圈15的中間分接抽頭與橋式整流電路2的“-”輸出之間，由此，圖1的電源裝置1變?yōu)殡娫囱b置17。
在圖5中，電源裝置17由交流電源1、橋式整流電路2、輔助電容3、二極管5、濾波電容6以及中間帶分接抽頭的電抗線圈15所構(gòu)成。中間帶分接抽頭的電抗線圈15的一端接在橋式整流電路2的“+”連接端上，另一端接在二極管5的正極上。而且，中間帶分接抽頭的電抗線圈15的中間分接抽頭接在輔助電容3的一端上。這里，在中間帶分接抽頭的電抗線圈15上的中間分接抽頭的位置被設(shè)定成使由中間分接抽頭到橋式整流電路2一側(cè)的接線端對(duì)應(yīng)的電抗比從中間分接抽頭到二極管5一側(cè)的接線端對(duì)應(yīng)的電抗相比足夠小。
在如上所述那樣構(gòu)成的電源裝置17上的動(dòng)作因與實(shí)施例2的電源裝置12的動(dòng)作相同而略去對(duì)其進(jìn)行說明。
這樣，由于以中間帶分接抽頭的電抗線圈15構(gòu)成電抗線圈，本實(shí)施例3中的電源裝置在保持與實(shí)施例2同樣好的對(duì)高次諧波電流的抑制效果的同時(shí)可以少掉電抗線圈10，可以提供更小型低價(jià)的電源裝置。
實(shí)施例4圖6為表示在本發(fā)明的實(shí)施例4中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖6中，對(duì)與圖1同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明。
在圖6中，電源裝置25由交流電源1、橋式整流電路2、電抗線圈4、濾波電容6、第1二極管20及第2二極管21所構(gòu)成。電抗線圈4接在橋式整流電路2的“+”輸出與濾波電容6的一端之間，濾波電容6的另一端接在橋式整流電路2的“-”輸出上。第1二極管20的正極接在橋式整流電路2的“+”輸出上、負(fù)極接在第2二極管21的負(fù)極以及負(fù)載7的一端上。第2二極管21的正極被接在電抗線圈4與濾波電容6的連接部上。
下面用圖6及圖7對(duì)如上所述那樣的電源裝置25的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖7為在圖6所示的電源裝置25上各部的電源半周期的波形圖。首先，如圖7所示，來自交流電源1的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過電抗線圈4的電流I5變成為由電抗線圈4對(duì)充向?yàn)V波電容6的充電電流鈍化后的波形。而且，當(dāng)輸入電壓Vin比濾波電容6兩端的電壓高時(shí)，流過第1二極管20的電流I6并不是從濾波電容6給負(fù)載7提供的電力而是通過第1二極管20直接提供給負(fù)載7。而且，如果輸入電壓Vin變得比濾波電容6兩端的電壓低，由濾波電容6通過第2二極管21把電力供給負(fù)載7。
因此，輸入電流Iin為I5與I6之和，其波形如圖7所示。在圖7中，在高的輸入電壓Vin的區(qū)域上，由于不通過濾波電容6直接給負(fù)載7提供電力，降低對(duì)濾波電容6的充電電壓，充電電流使導(dǎo)通區(qū)域擴(kuò)大，降低峰值電流，因此，提高高次諧波的抑制效果。
這樣，在本實(shí)施例4中的電源裝置添加第1二極管20及第2二極管21這兩個(gè)二極管且由把來自橋式整流電路2的輸出供給濾波電容6充電和直接供給負(fù)載7的兩系統(tǒng)電路構(gòu)成，由此，提高高次諧波的抑制效果，可以提供小型低價(jià)的電源裝置。
實(shí)施例5圖8為表示在本發(fā)明的實(shí)施例5中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖8中，對(duì)與圖1同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明。
在圖8中，電源裝置35由交流電源1、橋式整流電路2、電抗線圈4、濾波電容6、電壓降低部件30、第1二極管31以及第2二極管21所構(gòu)成。電壓降低部件30比如可以是電阻，還可以是并聯(lián)二極管等使電壓降低的部件。電抗線圈4的一端接在橋式整流電路2的“+”輸出上，另一端接在電壓降低部件30的一端和負(fù)載7的一端上，電壓降低部件30的另一端接在第1二極管31的正極上，第1二極管31的負(fù)極接在濾波電容6的一端及第2二極管21的正極上。第2二極管21的負(fù)極接在電抗線圈4和負(fù)載7的連接部上。濾波電容6的另一端接在橋式整流電路2的“-”輸出上。
下面用圖8及圖9對(duì)如上所述那樣的電源裝置35的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖9為在圖8所示的電源裝置35上各部的電源半周期的波形圖。首先，如圖9所示，來自交流電源1的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過電壓降低部件30的電流I7為對(duì)濾波電容6的充電電流經(jīng)電抗線圈4及電壓降低部件30鈍化后的波形。而且，當(dāng)輸入電壓Vin比濾波電容6兩端的電壓高時(shí)，分流電流I8并非從濾波電容6提供電力而是直接從電抗線圈4分流后提供電力。如果輸入電壓Vin變得比濾波電容6兩端的電壓低，由濾波電容6通過第2二極管21把電力供給負(fù)載7。
因此，輸入電流Iin為I7與I8之和，其波形如圖9所示。在圖9中，在高的輸入電壓Vin的區(qū)域上，由于不通過濾波電容6直接給負(fù)載7提供電力，降低對(duì)濾波電容6的充電電壓，充電電流使導(dǎo)通區(qū)域擴(kuò)大，降低峰值電流，因此，提高高次諧波的抑制效果。
這樣，在本實(shí)施例5中的電源裝置添加電壓降低部件30及第1二極管31且由把來自橋式整流電路2的輸出供給濾波電容6充電以及直接供給負(fù)載7的兩系統(tǒng)電路和降低對(duì)濾波電容6的充電電壓的電壓降低部件30構(gòu)成。由此，在電源電壓的峰值附近，可以不通過濾波電容6直接供給電力，因可以抑制對(duì)濾波電容6充電時(shí)的高次諧波，提高了高次諧波的抑制效果，可以提供小型低價(jià)的電源裝置。
實(shí)施例6在上述實(shí)施例1至實(shí)施例5中，因把電抗線圈的容量設(shè)成一定，根據(jù)負(fù)載7的狀態(tài)當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)電抗線圈的溫度上升，因此，必須使用容許電流大的電抗線圈。于是，根據(jù)負(fù)載7的狀態(tài)改變電抗線圈的容量，也可以改變電抗線圈的容許電流，這樣動(dòng)作的例子作為本發(fā)明的實(shí)施例6。而且，在本實(shí)施例6中，以在實(shí)施例1中的電源裝置的構(gòu)成為例進(jìn)行說明，對(duì)于在實(shí)施例2至實(shí)施例5中的各電源裝置的構(gòu)成的情況下也同樣，因此，略去說明。而且，在實(shí)施例6中，負(fù)載7以變頻器以及由該變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)如電冰箱的壓縮機(jī)的情況為例進(jìn)行說明。
圖10為表示在本發(fā)明的實(shí)施例6中的電源裝置的例的大致電路圖。而且，在圖10中，對(duì)于與圖1有同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)，這里省略去其說明。在圖10中，電源裝置40由交流電源1、橋式整流電路2、輔助電容3、電抗線圈電路41、二極管5以及濾波電容6所構(gòu)成。電抗線圈電路41是由流過負(fù)載電流的第1電抗線圈42、與第1電抗線圈42并聯(lián)并使負(fù)載電流分流的第2電抗線圈43和把該第2電抗線圈43并聯(lián)到第1電抗線圈42上的轉(zhuǎn)換部件44所形成。而且，變頻器45以及轉(zhuǎn)速受該變頻器45控制的壓縮機(jī)46構(gòu)成圖1的負(fù)載7，變頻器45依照從控制裝置47所輸入壓縮機(jī)46的的轉(zhuǎn)速指令的控制信號(hào)對(duì)壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
輔助電容3的一端接在橋式整流電路2的“+”輸出上，另一端接在“-”輸出上，二極管5的正極接到橋式整流電路2的“+”輸出上。在電抗線圈電路41中，第1電抗線圈42的一端和轉(zhuǎn)換部件44的一端連接，二極管5的負(fù)極接在該連接部上。轉(zhuǎn)換部件44的另一端接在第2電抗線圈43的一端上，第1電抗線圈42的另一端與第2電抗線圈43的另一端連接，濾波電容6的一端接在該連接部上。濾波電容6的另一端接在橋式整流電路2的“-”輸出上，變頻器45被接在濾波電容6的兩端上。變頻器45在被接到壓縮機(jī)46上的同時(shí)，還被接到控制裝置47上，在控制裝置47上還分別連接有測出電冰箱(以下稱為冰箱)的箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度測出部件48以及設(shè)定箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49。而且，控制裝置47是在轉(zhuǎn)換部件44上進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的控制，因此，嚴(yán)格來說，電源裝置40包含控制裝置47。
在上述那樣的構(gòu)成中，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44接通時(shí)，第2電抗線圈43被并聯(lián)到第1電抗線圈42上，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44斷開時(shí)，第2電抗線圈43與電路的連接被斷開，電抗線圈電路41變?yōu)橹挥械?電抗線圈42。由此，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44接通時(shí)，假設(shè)第1電抗線圈42的電感值為La，第2電抗線圈43的電感值為Lb，則電抗線圈電路41的電感值L變成如下(1)式。
L＝La×Lb/(La＋Lb) (1)這里，比如假設(shè)La為20mH、Lb為10mH，則L為6.7mH，電感值比斷開轉(zhuǎn)換部件44使電抗線圈電路41只剩第1電抗線圈42時(shí)減小。
另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44接通時(shí)，假設(shè)第1電抗線圈42的容許電流為Iamax,第2電抗線圈43的容許電流為Ibmax，則電抗線圈電路41的容許電流變成如下(2)式。
Imax＝Iamax＋I(xiàn)bmax(2)這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44接通時(shí)，電抗線圈電路41的容許電流Imax變成第1電抗線圈42的容許電流Iamax與第2電抗線圈43的容許電流Ibmax之和。與此相對(duì)應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44斷開時(shí)，電抗線圈電路41的容許電流變成第1電抗線圈42的容許電流Iamax。其結(jié)果是當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44接通時(shí)，電抗線圈電路41的電感值L減小、其容許電流Imax增大而當(dāng)轉(zhuǎn)換部件44斷開時(shí)，電抗線圈電路41的電感值L增大、電抗線圈電路41的容許電流Imax減小。
還有，控制裝置47依據(jù)測出冰箱箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度測出部件48所測出的箱內(nèi)溫度與由進(jìn)行箱內(nèi)溫度設(shè)定的箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49所設(shè)定的設(shè)定溫度之間的溫度差對(duì)變頻器45發(fā)送壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速的指令。例如，當(dāng)箱內(nèi)溫度與設(shè)定溫度之差為5℃時(shí)以3600r/m、0—5℃時(shí)以3000r/m、-2—0℃時(shí)以2400r/m、-2℃以下時(shí)以0r/m由控制裝置47向變頻器45發(fā)送轉(zhuǎn)速指令使壓縮機(jī)46工作。而且，如果轉(zhuǎn)速指令為3600r/m，控制裝置47接通轉(zhuǎn)換部件44，在其他情況下，斷開通轉(zhuǎn)換部件44。
下面，參照?qǐng)D10—圖12對(duì)如上述那樣構(gòu)成的冰箱的電源裝置的動(dòng)作進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。圖11為在圖10所示的電源裝置40上的各部在電源半周期內(nèi)的波形圖，圖12為表示圖10所示的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例的流程圖。
首先，如圖11所示，來自交流電源1的輸入電壓Vin為正弦波。而且，流過電抗線圈電路41的電流I1變成為由電抗線圈電路41對(duì)充向?yàn)V波電容6的充電電流鈍化后的波形。當(dāng)輸入電壓Vin比輔助電容3兩端的電壓高時(shí)開始充電，且當(dāng)通過電抗線圈電路41對(duì)濾波電容6進(jìn)行充電時(shí)，流過輔助電容3的電流I2引走在輔助電容3上充的電荷。即當(dāng)電流I1流完后，輔助電容3兩端的電壓變?yōu)槭值偷碾妷?。因此，與通常的充電相比，在下一個(gè)周期中的起始電流流動(dòng)變得很快開始。因此，輸入電流Iin變?yōu)镮1與I2之和，其波形如圖11所示。
還有，當(dāng)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行冰箱的壓縮機(jī)46時(shí)，因此時(shí)箱內(nèi)溫度高，冷卻負(fù)載大，因此，流過壓縮機(jī)46的電流增大，電流I1也變大。而且，電流I1越大，高次諧波成分的比率越小，實(shí)驗(yàn)上，當(dāng)電抗線圈電路41的電感值L為10mH、電流I1為1A時(shí)，高次諧波成分的比率為72％，電流I1為2A時(shí)為57％。
下面，用圖12對(duì)圖10所示的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作進(jìn)行說明。
在圖12中，控制裝置47在步驟S1從箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49輸入設(shè)定溫度、在步驟S2輸入由箱內(nèi)溫度測出部件48測出的箱內(nèi)溫度。其次，控制裝置47在步驟S3計(jì)算輸入的設(shè)定溫度與箱內(nèi)溫度的溫度差，在步驟S4確定運(yùn)行壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速，在步驟S5，以轉(zhuǎn)速指令把所確定的轉(zhuǎn)速送到變頻器45上。其次，控制裝置47在步驟S6判斷所確定的轉(zhuǎn)速是否為3600r/m，如果是3600r/m(yes)，則在步驟S7接通轉(zhuǎn)換部件44并回到步驟S1。而且，如果控制裝置47在步驟S6判斷為不到3600r/m(no)，則在步驟S8斷開轉(zhuǎn)換部件44并回到步驟S1。
這里，例如，假設(shè)第1電抗線圈42的電感值La為10mH，容許電流Iamax為1A，第2電抗線圈43的電感值Lb為10mH，容許電流為Ibmax為1A，在電流I1變大、高次諧波成分變少的高負(fù)載時(shí)，電抗線圈電路41的電感值L變?yōu)?mH，容許電流Imax變?yōu)?A，在電流I1變小、高次諧波成分的變多低負(fù)載時(shí)，電抗線圈電路41的電感值L變?yōu)?0mH，容許電流Imax變?yōu)?A。而且，電流I1為2A時(shí)的高次諧波成分的比率即便在電抗線圈電路41的電感值為5mH的情況下也達(dá)到69％，基本上與電感值為10mH且電流I1為1A時(shí)的高次諧波成分的比率72％差不多，如果加大電流I1即使降低電抗線圈電路41的電感值也沒什么關(guān)系。
這樣，輸入電流Iin的波形寬度比通常寬，電流峰值也變低，因此，本實(shí)施例6中的電源裝置可以抑制高次諧波，當(dāng)電流I1變大、高次諧波成分減少且壓縮機(jī)46高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，減小電抗線圈電路41的電感值L使容許電流Imax增加，因此，沒有必要使用容許電流和電感值大的電抗線圈，電抗線圈電路41的直流電阻也減少，因此，當(dāng)壓縮機(jī)46高速旋轉(zhuǎn)且電流I1大時(shí)，在電抗線圈電路41上的損失可以減少。因此，與使用了通常的借助于無源濾波器的高次諧波抑制方法(只有電抗線圈)的電源裝置相比，通過輔助電容3、二極管5、容量可變的電抗線圈電路41以及依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量的控制裝置47可以實(shí)現(xiàn)有效的高次諧波抑制，構(gòu)成的部件本身非常小型低價(jià)，因此，可以提供小型低價(jià)且損失小的電源裝置。
實(shí)施例7在實(shí)施例6中，控制裝置47依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，但也可以依照冰箱的外部空氣的溫度對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，這樣改變后的裝置作為本發(fā)明的實(shí)施例7。
圖13為表示本發(fā)明的實(shí)施例7中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖13中，對(duì)與圖10同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明，只對(duì)與圖10不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。而且，與實(shí)施例6一樣，而且，在本實(shí)施例7中，以在實(shí)施例1中的電源裝置的構(gòu)成為例進(jìn)行說明，對(duì)于在實(shí)施例2至實(shí)施例5中的各電源裝置的構(gòu)成的情況下也同樣，因此，略去說明。而且，在實(shí)施例7中，與實(shí)施例6一樣，在實(shí)施例1中的負(fù)載7以變頻器以及由該變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)如電冰箱的壓縮機(jī)的情況為例進(jìn)行說明。
圖13中的與圖10的不同點(diǎn)在于添加了測出冰箱外部空氣溫度的外部空氣溫度測出部件51，由于控制裝置47依照由外部空氣溫度測出部件51測出的外部空氣溫度對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，因此，把圖10中的控制裝置47設(shè)為控制裝置52。
在圖13中，外部空氣溫度測出部件51被接到控制裝置52上，如果由外部空氣溫度測出部件51測出的外部空氣溫度高，比如在30℃以上的情況下，控制裝置52就接通轉(zhuǎn)換部件44，如果不到30℃則斷開轉(zhuǎn)換部件44。這是因?yàn)榕c在低的外部空氣溫度下運(yùn)行時(shí)的情況相比當(dāng)冰箱在高的外部空氣溫度下運(yùn)行時(shí)需要更大的冷卻能力，流過壓縮機(jī)46的電流變大，電流I1也變大。而且，電流I1越大，高次諧波成分的比率越小，實(shí)驗(yàn)上，當(dāng)電抗線圈電路41的電感值L為10mH、電流I1為1A時(shí)，高次諧波成分的比率為72％，電流I1為2A時(shí)為57％。這樣，控制裝置52是在轉(zhuǎn)換部件44上進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的控制，因此，嚴(yán)格來說，電源裝置40包含控制裝置52。
圖14為表示圖13的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例的流程圖，下面用圖14對(duì)圖13的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例進(jìn)行說明。
在圖14中，控制裝置52在步驟S11從箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49輸入設(shè)定溫度、在步驟S12輸入由箱內(nèi)溫度測出部件48測出的箱內(nèi)溫度。其次，控制裝置52在步驟S13計(jì)算輸入的設(shè)定溫度與箱內(nèi)溫度的溫度差，在步驟S14確定運(yùn)行壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速，在步驟S15，以轉(zhuǎn)速指令把所確定的轉(zhuǎn)速送到變頻器45上。其次，控制裝置52在步驟S16輸入由外部空氣溫度測出部件51測出的外部空氣溫度，在步驟S17，判斷所輸入的外部空氣溫度是否在30℃以上，如果在30℃以上(yes)，則在步驟S18接通轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S11。而且，如果在步驟S17判定不到30℃，則在步驟S19中控制裝置52斷開轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S11。
這里，與實(shí)施例6一樣，在電流I1變大、高次諧波成分變少的高負(fù)載時(shí)，換電抗線圈電路41的電感值L變小、，容許電流Imax變大，在電流I1變小、高次諧波成分變多的低負(fù)載時(shí)，電感值L變大、容許電流Imax變小。而且，與實(shí)施例6的情況一樣，如果加大電流I1即使降低電抗線圈電路41的電感值也沒什么關(guān)系。而且，在圖13所示的電源裝置40中的各部在電源半周期內(nèi)的波形圖因與圖11相同而省略。
這樣，輸入電流Iin的波形寬度比通常寬，電流峰值也變低，因此，本實(shí)施例7中的電源裝置可以抑制高次諧波，當(dāng)電流I1變大、高次諧波成分減少且在高的外部空氣溫度時(shí)，減小電抗線圈電路41的電感值L使容許電流Imax增加，因此，沒有必要使用容許電流和電感值大的電抗線圈，電抗線圈電路41的直流電阻也減少，因此，在高的外部空氣溫度下且電流I1大時(shí)，在電抗線圈電路41上的損失可以減少。因此，與使用了通常的借助于無源濾波器的高次諧波抑制方法只有電抗線圈的電源裝置相比，通過輔助電容3、二極管5、容量可變的電抗線圈電路41以及依照外部空氣溫度轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量的控制裝置52可以實(shí)現(xiàn)有效的高次諧波抑制，構(gòu)成的部件本身非常小型低價(jià)，因此，可以提供小型低價(jià)且損失小的電源裝置。
還有，在本實(shí)施例7中，控制裝置52除了依照外部空氣溫度之外也可以與上述實(shí)施例6的控制裝置47一樣依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量。
實(shí)施例8
在實(shí)施例6中，控制裝置47依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，但也可以依照流過使壓縮機(jī)46工作的馬達(dá)的電流對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，這樣改變后的裝置作為本發(fā)明的實(shí)施例8。
圖15為表示本發(fā)明的實(shí)施例8中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖15中，對(duì)與圖10同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明，只對(duì)與圖10不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。而且，與實(shí)施例6一樣，而且，在本實(shí)施例8中，以在實(shí)施例1中的電源裝置的構(gòu)成為例進(jìn)行說明，對(duì)于在實(shí)施例2至實(shí)施例5中的各電源裝置的構(gòu)成的情況下也同樣，因此略去說明。而且，在實(shí)施例8中，與實(shí)施例6一樣，在實(shí)施例1中的負(fù)載7以變頻器以及由該變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)如電冰箱的壓縮機(jī)的情況為例進(jìn)行說明。
圖15中的與圖10的不同點(diǎn)在于添加了測出使壓縮機(jī)46(未圖示)工作的馬達(dá)上流動(dòng)的電流的馬達(dá)電流測出部件61，由于控制裝置47依照由馬達(dá)電流測出部件61測出的馬達(dá)電流對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，因此，把圖10中的控制裝置47設(shè)為控制裝置62。
在圖15中，馬達(dá)電流測出部件61被接到控制裝置62上，如果由馬達(dá)電流測出部件61測出的馬達(dá)電流大，比如在1.5A以上的情況下，控制裝置62就接通轉(zhuǎn)換部件44，如果不到1.5A則斷開轉(zhuǎn)換部件44。這是因?yàn)楫?dāng)流過壓縮機(jī)46的電流增大時(shí)電流I1也增大。而且，電流I1越大，高次諧波成分的比率越小，實(shí)驗(yàn)上，當(dāng)電抗線圈電路41的電感值L為10mH、電流I1為1A時(shí)，高次諧波成分的比率為72％，電流I1為2A時(shí)為57％。這樣，控制裝置62是在轉(zhuǎn)換部件44上進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的控制，因此，嚴(yán)格來說，電源裝置40包含控制裝置62。
圖16為表示圖15的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例的流程圖，下面用圖16對(duì)圖15的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例進(jìn)行說明。
在圖16中，控制裝置62在步驟S21從箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49輸入設(shè)定溫度、在步驟S22輸入由箱內(nèi)溫度測出部件48測出的箱內(nèi)溫度。其次，在步驟S23計(jì)算輸入的設(shè)定溫度與箱內(nèi)溫度的溫度差，在步驟S24確定運(yùn)行壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速，在步驟S25，以轉(zhuǎn)速指令把所確定的轉(zhuǎn)速送到變頻器45上。其次，控制裝置62在步驟S26輸入由馬達(dá)電流測出部件61測出的馬達(dá)電流，在步驟S27，判斷所輸入的馬達(dá)電流是否在1.5A以上，如果在1.5A以上(yes)，則在步驟S28接通轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S21。而且，如果在步驟S27判定不到1.5A(no)，則在步驟S29中控制裝置62斷開轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S21。
這里，與實(shí)施例6一樣，在電流I1變大、高次諧波成分變少的高負(fù)載時(shí)，換電抗線圈電路41的電感值L變小、，容許電流Imax變大，在電流I1變小、高次諧波成分變多的低負(fù)載時(shí)，電感值L變大、容許電流Imax變小。而且，與實(shí)施例6的情況一樣，如果加大電流I1即使降低電抗線圈電路41的電感值也沒什么關(guān)系。而且，在圖15所示的電源裝置40中的各部在電源半周期內(nèi)的波形圖因與圖11相同而省略。
這樣，輸入電流Iin的波形寬度比通常寬，電流峰值也變低，因此，本實(shí)施例8中的電源裝置可以抑制高次諧波，當(dāng)電流I1變大、高次諧波成分減少且馬達(dá)電流大時(shí)，減小電抗線圈電路41的電感值L使容許電流Imax增加，因此，沒有必要使用容許電流和電感值大的電抗線圈，電抗線圈電路41的直流電阻也減少，因此，當(dāng)馬達(dá)電流增大且電流I1變大時(shí)，在電抗線圈電路41上的損失可以減少。因此，與使用了通常的借助于無源濾波器的高次諧波抑制方法只有電抗線圈的電源裝置相比，通過輔助電容3、二極管5、容量可變的電抗線圈電路41以及依照馬達(dá)電流轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量的控制裝置62可以實(shí)現(xiàn)有效的高次諧波抑制，構(gòu)成的部件本身非常小型低價(jià)，因此，可以提供小型低價(jià)且損失小的電源裝置。
還有，在本實(shí)施例8中，控制裝置62除了依照馬達(dá)電流之外也可以與上述實(shí)施例6的控制裝置47一樣依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量。
實(shí)施例9在實(shí)施例6中，控制裝置47依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，但也可以依照第1電抗線圈42的溫度對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，這樣改變后的裝置作為本發(fā)明的實(shí)施例9。
圖17為表示本發(fā)明的實(shí)施例9中的電源裝置例的電路圖。而且，在圖17中，對(duì)與圖10同樣構(gòu)成的部件附上相同的符號(hào)并略去其說明，只對(duì)與圖10不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。而且，與實(shí)施例6一樣，在本實(shí)施例9中，以在實(shí)施例1中的電源裝置的構(gòu)成為例進(jìn)行說明，對(duì)于在實(shí)施例2至實(shí)施例5中的各電源裝置的構(gòu)成的情況下也同樣，因此略去說明。而且，在實(shí)施例9中，與實(shí)施例6一樣，在實(shí)施例1中的負(fù)載7以變頻器以及由該變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)如電冰箱的壓縮機(jī)的情況為例進(jìn)行說明。
圖17中的與圖10的不同點(diǎn)在于添加了測出電抗線圈電路41中第1電抗線圈42的溫度的電抗線圈溫度測出部件71，由于控制裝置47依照電抗線圈溫度測出部件71測出的第1電抗線圈42的溫度對(duì)轉(zhuǎn)換部件44進(jìn)行開關(guān)控制，因此，把圖10中的控制裝置47設(shè)為控制裝置72。
在圖17中，電抗線圈溫度測出部件71被接到控制裝置72上，如果第1電抗線圈42的溫度高，比如在80℃以上的情況下，控制裝置72就接通轉(zhuǎn)換部件44，如果不到80℃則斷開轉(zhuǎn)換部件44。這是因?yàn)楫?dāng)?shù)?電抗線圈42的溫度高時(shí)電流I1增大。而且，電流I1越大，高次諧波成分的比率越小，實(shí)驗(yàn)上，當(dāng)電抗線圈電路41的電感值L為10mH、電流I1為1A時(shí)，高次諧波成分的比率為72％，電流I1為2A時(shí)為57％。這樣，控制裝置72是在轉(zhuǎn)換部件44上進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的控制，因此，嚴(yán)格來說，電源裝置40包含控制裝置72。
圖18為表示圖17的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例的流程圖，下面用圖18對(duì)圖17的電源裝置及其外圍部分的動(dòng)作例進(jìn)行說明。
在圖18中，控制裝置72在步驟S31從箱內(nèi)溫度設(shè)定部件49輸入設(shè)定溫度、在步驟S32輸入由箱內(nèi)溫度測出部件48測出的箱內(nèi)溫度。其次，控制裝置72在步驟S33計(jì)算輸入的設(shè)定溫度與箱內(nèi)溫度的溫度差，在步驟S34確定運(yùn)行壓縮機(jī)46的轉(zhuǎn)速，在步驟S35，以轉(zhuǎn)速指令把所確定的轉(zhuǎn)速送到變頻器45上。其次，控制裝置72在步驟S36輸入由電抗線圈溫度測出部件71測出的第1電抗線圈42的溫度，在步驟S37，判斷第1電抗線圈42的溫度是否在80℃以上，如果在80℃以上(yes)，則在步驟S38接通轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S31。而且，如果在步驟S37判定不到80℃(no)，則在步驟S39中控制裝置72斷開轉(zhuǎn)換部件44并返回步驟S31。
這里，與實(shí)施例6一樣，在電流I1變大、高次諧波成分變少的高負(fù)載時(shí)，換電抗線圈電路41的電感值L變小、，容許電流Imax變大，在電流I1變小、高次諧波成分變多的低負(fù)載時(shí)，電感值L變大、容許電流Imax變小。而且，與實(shí)施例6的情況一樣，如果加大電流I1即使降低電抗線圈電路41的電感值也沒什么關(guān)系。而且，在圖17所示的電源裝置40中的各部在電源半周期內(nèi)的波形圖因與圖11相同而省略。
這樣，輸入電流Iin的波形寬度比通常寬，電流峰值也變低，因此，本實(shí)施例9中的電源裝置可以抑制高次諧波，當(dāng)電流I1變大、高次諧波成分減少且第1電抗線圈42的溫度高時(shí)，減小電抗線圈電路41的電感值L使容許電流Imax增加，因此，沒有必要使用容許電流和電感值大的電抗線圈，電抗線圈電路41的直流電阻也減少，因此，當(dāng)?shù)?電抗線圈42的溫度高且電流I1大時(shí)，在電抗線圈電路41上的損失可以減少。因此，與使用了通常的借助于無源濾波器的高次諧波抑制方法(只有電抗線圈)的電源裝置相比，通過輔助電容3、二極管5、容量可變的電抗線圈電路41以及依照第1電抗線圈42的溫度轉(zhuǎn)換電抗線圈電路41的容量的控制裝置72可以實(shí)現(xiàn)有效的高次諧波抑制，構(gòu)成的部件本身非常小型低價(jià)，因此，可以提供小型低價(jià)且損失小的電源裝置。
還有，在本實(shí)施例9中，控制裝置72除了依照第1電抗線圈42的溫度之外，也可以與上述實(shí)施例6的控制裝置47一樣依照壓縮機(jī)46的設(shè)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換電抗線圈41的容量。
根據(jù)上述那樣的本發(fā)明，可以提供采用比較小型的部件、獲得足夠的高次諧波抑制效果且小型低成本的電源裝置。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，是用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，其特征在于由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、與該橋式整流電路(2)的輸出并聯(lián)的輔助電容(3)、連接在上述橋式整流電路(2)的一端輸出與負(fù)載(7)之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的電抗線圈(4)和二極管(5)的串聯(lián)電路和與負(fù)載(7)并聯(lián)的濾波電容(6)所構(gòu)成。
2.一種電源裝置，是用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，其特征在于由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、一端與該橋式整流電路(2)的一邊的輸出連接的輔助電抗線圈(10)、與該輔助電抗線圈(10)的另一端和橋式整流電路(2)的另一端輸出連接的輔助電容(3)、連接在上述輔助電抗線圈(10)的另一端和負(fù)載(7)之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的電抗線圈(4)和二極管(5)的串聯(lián)電路和與負(fù)載(7)并聯(lián)的濾波電容(6)所構(gòu)成。
3.一種電源裝置，是用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，其特征在于由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、一端與該橋式整流電路(2)的一邊的輸出連接的帶有中間分接抽頭的電抗線圈(15)、與該電抗線圈(15)的中間分接抽頭和上述橋式整流電路(2)的另一邊的輸出連接的輔助電容(3)、連接在上述電抗線圈(15)的另一端輸出與負(fù)載(7)之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的二極管(5)和與負(fù)載(7)并聯(lián)的濾波電容(6)所構(gòu)成。
4.一種電源裝置，是用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，其特征在于由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、與該橋式整流電路(2)的一邊的輸出和負(fù)載(7)順向連接的第1二極管(20)、一端接在上述橋式整流電路(2)的一邊的輸出上的電抗線圈(4)、與該電抗線圈(4)的另一端和負(fù)載順向連接的第2二極管(21)和與上述電抗線圈(4)的另一端和橋式整流電路(2)的另一邊的輸出連接的濾波電容(6)所構(gòu)成。
5.一種電源裝置，是用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，其特征在于由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、與該橋式整流電路(2)的一邊的輸出和負(fù)載(7)連接的電抗線圈(4)、一端接在該電抗線圈(4)的負(fù)載端上并連接成使電流與負(fù)載電流方向一致的電壓下降部件(30)和第1二極管(31)的串聯(lián)電路、順著該串聯(lián)電路的輸出和負(fù)載(7)方向連接的第2二極管(21)和與該串聯(lián)電路的輸出和橋式整流電路(2)的另一邊輸出連接的濾波電容(6)所構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的任一電源裝置，其特征在于上述電抗線圈(4，15)為容量可變的電抗線圈，而且還具備有對(duì)該電抗線圈的容量進(jìn)行可變控制的容量控制裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源裝置，其特征在于上述電抗線圈(4，15)由流過負(fù)載電流的第1電抗線圈(42)和與該第1電抗線圈(42)并聯(lián)并分流負(fù)載電流的第2電抗線圈(43)組成，上述容量控制裝置由控制該第2電抗線圈(43)與第1電抗線圈(42)并聯(lián)的轉(zhuǎn)換部件(44)和對(duì)該轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)控制裝置所組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征在于上述開關(guān)控制裝置(52)具備有測出外部空氣溫度的外部空氣溫度測出部件(51)，當(dāng)由該外部空氣溫度測出部件(51)測出的外部空氣溫度超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈(43)并聯(lián)到第1電抗線圈(42)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征在于上述開關(guān)控制裝置(62)具備有測出負(fù)載電流的負(fù)載電流測出部件(61)，當(dāng)由該負(fù)載電流測出部件(61)測出的負(fù)載電流超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈(43)并聯(lián)到第1電抗線圈(42)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征在于上述開關(guān)控制裝置(72)具備有測出第1電抗線圈溫度的電抗線圈溫度測出部件(71)，當(dāng)由該電抗線圈溫度測出部件(71)測出的第1電抗線圈(42)的溫度超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈(43)并聯(lián)到第1電抗線圈(42)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10所述的任一電源裝置，其特征在于上述負(fù)載(7)為變頻器(45)及由該變頻器(45)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)(46)，上述開關(guān)控制裝置(47)對(duì)該變頻器(45)進(jìn)行控制并對(duì)馬達(dá)(46)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，當(dāng)該馬達(dá)(46)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈(43)并聯(lián)到第1電抗線圈(42)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源裝置，其特征在于上述馬達(dá)為電冰箱的壓縮機(jī)(46)，上述開關(guān)控制裝置(47)具備有測出電冰箱的箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度測出部件(48)和設(shè)定電冰箱的箱內(nèi)溫度的箱內(nèi)溫度設(shè)定部件(49)，根據(jù)由箱內(nèi)溫度測出部件(48)測出的箱內(nèi)溫度和由箱內(nèi)溫度設(shè)定部件(49)所設(shè)定的溫度之間的溫度差通過變頻器(45)對(duì)壓縮機(jī)(46)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，當(dāng)壓縮機(jī)(46)的轉(zhuǎn)速超過指定值時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換部件(44)進(jìn)行開關(guān)控制使第2電抗線圈(43)并聯(lián)到第1電抗線圈(42)上。
全文摘要
一種電源裝置，帶有把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的電容輸入型整流電路，特別是涉及一種受變頻器控制的冰箱的電源裝置。它是一種用于給負(fù)載(7)提供電源的電源裝置，由交流電源(1)、以該交流電源(1)為輸入并把二極管(D1、D2、D3、D4)連接成橋式的橋式整流電路(2)、與該橋式整流電路(2)的輸出并聯(lián)的輔助電容(3)、連接在上述橋式整流電路(2)的一端輸出與負(fù)載(7)之間的使電流依負(fù)載電流方向流動(dòng)的電抗線圈(4)和二極管(5)的串聯(lián)電路和與負(fù)載(7)并聯(lián)的濾波電容(6)所構(gòu)成。而且，第1電抗線圈(42)和第2電抗線圈(43)構(gòu)成電抗線圈(4)，根據(jù)流過第1電抗線圈(42)的電流的變化或第1電抗線圈(42)的使用環(huán)境等的變化，通過轉(zhuǎn)換部件(44)控制第2電抗線圈(43)與第1電抗線圈(42)的并聯(lián)使電抗線圈的容量可變。
文檔編號(hào)H02M1/00GK1240063SQ97180462
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月10日
發(fā)明者浜岡孝二, 遠(yuǎn)藤勝己, 栗本和典 申請(qǐng)人:松下冷機(jī)株式會(huì)社