波整流信息為大致相等，并且
[0116]調(diào)整上述半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形，以使得上述交流電源的每半周期的前段、中段和后段的檢測(cè)電流量落入規(guī)定的寬度，
[0117]根據(jù)將全波整流信息平滑化后的信息，進(jìn)行整流電路裝置所包含的裝置整體的負(fù)載控制或者效率控制。
[0118]由此，僅通過(guò)使用簡(jiǎn)單的檢測(cè)單元，即使在輸入電流為對(duì)稱且與電源電壓為相同相位的狀態(tài)下，沒有確保電抗器電感的精度的情況或負(fù)載變動(dòng)大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)諧波少且高功率因數(shù)的整流電路裝置。
[0119]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的整流電路裝置的實(shí)施方式。其中，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式中記載的整流電路裝置的結(jié)構(gòu)，包括根據(jù)與以下的實(shí)施方式中說(shuō)明的技術(shù)的思想等同的技術(shù)的思想所構(gòu)成的整流電路裝置。
[0120](實(shí)施方式I)
[0121]圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的整流電路裝置的電路框圖。
[0122]交流電源I的一個(gè)輸出經(jīng)由電抗器2與半導(dǎo)體開關(guān)3a、3b的共用連接部連接。在半導(dǎo)體開關(guān)3a、3b分別并聯(lián)連接有二極管6c、6d。交流電源I的另一個(gè)輸出與二極管6a、6b的共用連接部連接。半導(dǎo)體開關(guān)3a和二極管6a的剩下的一端、半導(dǎo)體開關(guān)3b和二極管6b的剩下的一端分別被共通連接并分別與平滑電容器9連接。另外，平滑電容器9上連接有負(fù)載10。
[0123]在交流電源I設(shè)置有極性檢測(cè)電路12，將來(lái)自極性檢測(cè)電路12的哪一個(gè)端子的電位高的極性信息送至控制電路11。該極性信息用于控制(ΟΝ/OFF控制)2個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)3a,3b的哪一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)短路或開路。
[0124]在控制電路11中，使用交流電源I的極性信息、以及用電流檢測(cè)電路7檢測(cè)向平滑電容器9流入的電流使其經(jīng)由平滑電路8得到的電力信息，將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)送至半導(dǎo)體開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4a、4b，進(jìn)行將半導(dǎo)體開關(guān)3a、3b的哪一個(gè)短路/開路的控制。例如，在交流電源I中的電抗器2連接側(cè)的電壓高的期間，通過(guò)將半導(dǎo)體開關(guān)3b短路/開路，在短路時(shí)在電抗器2中蓄積電流，在開路時(shí)將在電抗器2中蓄積的電流經(jīng)由二極管6c，送入平滑電容器9。由此，即使在交流電壓的瞬時(shí)電壓低時(shí)，也能夠從交流電源I向平滑電容器9輸送電力。作為結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)諧波電流少的整流電路裝置。關(guān)于直流電壓檢測(cè)電路14的使用方法在后面敘述。
[0125]圖2是用于說(shuō)明控制電路11中的動(dòng)作原理的波形圖。在圖2中，右側(cè)的上段為交流電壓(AC電壓)的波形，其之下表示半導(dǎo)體開關(guān)的短路(=ON)-開路(=OFF)的模式圖形(開關(guān)控制模式圖形)。
[0126]如果以這樣的模式圖形驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)，則由圖1的電流檢測(cè)電路7所檢測(cè)的電流就成為圖2中左邊的中段的狀況A、狀況B、狀況C所示。即，在半導(dǎo)體開關(guān)處于短路狀態(tài)時(shí)，電流為零，在處于開路狀態(tài)時(shí)，電流流入平滑電容器9。
[0127]由平滑電路8進(jìn)行平滑、轉(zhuǎn)換為電力信息的波形為圖2中的左下的波形，分別對(duì)應(yīng)于狀況A(點(diǎn)劃線波形)、狀況B (虛線波形)、狀況C (實(shí)線波形)。
[0128]由電平比較電路來(lái)比較該波形的前段和后段的大小，根據(jù)電平差，修正右下的模式圖形的相位關(guān)系。例如，如果如狀況B(虛線波形)那樣，前段的電力多時(shí)，使半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形的整體相位提前。通過(guò)進(jìn)行該處理，作為結(jié)果，電力在前段和后段就成為相同的量，電流也同樣在前段和后段成為相同的量。即，根據(jù)實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)，電流的峰與交流的瞬時(shí)電壓的峰一致，能夠?qū)崿F(xiàn)高功率因數(shù)的整流電路裝置。
[0129]圖2的半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形在交流電壓的瞬時(shí)值的絕對(duì)值大時(shí)，設(shè)定為幾乎不進(jìn)行短路的模式圖形。這是根據(jù)交流電壓的瞬時(shí)值的絕對(duì)值越大則電流越增加以及如果短路時(shí)間比率變大則電流增加的量變多的特性，隨著電壓的瞬時(shí)值(瞬時(shí)電壓)的絕對(duì)值變高，輸入電流緩慢增加，在瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值變低時(shí)，輸入電流緩慢減少。即，通過(guò)設(shè)定這樣的短路/開路模式圖形，輸入電流平滑地變化，能夠?qū)崿F(xiàn)諧波少的整流電路裝置。
[0130]如以上那樣，在實(shí)施方式I的整流電路裝置中，通過(guò)調(diào)整開關(guān)控制模式圖形的相位以使得交流電源的半周期的前段和后段的電力信息相等這樣簡(jiǎn)單的處理，就能夠?qū)崿F(xiàn)不僅不需要電抗器的電感的精度、還能夠應(yīng)對(duì)負(fù)載變動(dòng)的、諧波少的整流電路裝置。特別是電力檢測(cè)不是每一瞬時(shí)地進(jìn)行，而是了解電源的每1/4周期的變化的程度即可，能夠使用廉價(jià)的部件。此外，在圖1所示的電路結(jié)構(gòu)的情況下，如果2個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)3a、3b同時(shí)短路則會(huì)流動(dòng)大的電流，根據(jù)半導(dǎo)體開關(guān)的種類有時(shí)會(huì)發(fā)生損傷。為了防止這樣的同時(shí)短路，作為用于檢測(cè)同時(shí)短路有時(shí)在圖1所示的位置設(shè)置電流檢測(cè)單元。在這樣構(gòu)成的情況下，能夠?qū)⒃撏瑫r(shí)短路的檢測(cè)用電流檢測(cè)單元兼用作電流檢測(cè)電路7，實(shí)現(xiàn)變得更加簡(jiǎn)單。
[0131]圖7是表示用于將直流電壓保持為一定的控制方法的波形圖。
[0132]由直流電壓檢測(cè)電路14檢測(cè)出的直流電壓(實(shí)際的DC電壓)與期望的電壓值(所設(shè)定的DC電壓)進(jìn)行電平比較，根據(jù)其比較結(jié)果，調(diào)節(jié)開關(guān)控制模式圖形的短路時(shí)間比率(導(dǎo)通(ON)比率)。如果延長(zhǎng)短路時(shí)間，則電抗器2中所蓄積的能量變大，在開路時(shí)流入平滑電容器9的能量增大，能夠使輸出電壓上升。使用該原理，能夠?qū)⒅绷麟妷赫{(diào)整到期望的電壓值。
[0133]此外，短路時(shí)間比率的調(diào)整量設(shè)定為:當(dāng)瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值處于增大方向時(shí)，使短路時(shí)間比率的調(diào)整量稍微增大，當(dāng)瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值處于減少方向時(shí)，使短路時(shí)間比率的調(diào)整量稍微減少。在諧波少處于高功率因數(shù)時(shí)，電源電壓波形與電流波形相似，在使直流電壓變化時(shí)，在保持輸入電流的波形的狀態(tài)下使振幅增減即可，作為短路時(shí)間比率小的期間的瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值高的相位期間，電流的變化變大。因此，在實(shí)施方式I的整流電路裝置中，通過(guò)增大交流電源I的瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值高的期間的調(diào)整量，不用檢測(cè)每一瞬時(shí)的電流而進(jìn)行每一瞬時(shí)的控制，能夠僅以一種半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形，以諧波少的電流波形進(jìn)行直流電壓的調(diào)整。
[0134]作為用于實(shí)現(xiàn)圖2和圖7的開關(guān)控制模式圖形，將電源波形設(shè)為正弦波，作為一例，將電角Θ的短路/開路比率、即短路時(shí)間比率D如下述式(7)所示設(shè)定，就能夠滿足本發(fā)明的條件。
[0135]短路?開路比率D = l-AXsin( θ-β )(7)
[0136]在式(7)中，“Α”為根據(jù)直流電壓和期望值的差異所調(diào)整的值，“ β ”為根據(jù)每半周期的前段和后段的電力的差異所調(diào)整的值。另外，左邊的D為比率，所以當(dāng)右邊值超過(guò)I時(shí)，設(shè)為1，當(dāng)右邊值小于O時(shí)設(shè)為O。
[0137]在該式(7)中，設(shè)定的模式圖形是僅基于一種正弦波的模式圖形得到的。交流電源I的瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值低的期間，短路時(shí)間比率D相對(duì)變大，并且與電壓的差異相應(yīng)的調(diào)整量，交流電源I的瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值高的期間的調(diào)整量變大。
[0138]另外，關(guān)于每半周期的前段和后段的電力量的處理，作為簡(jiǎn)單地實(shí)行的方法，也能夠?qū)㈦娊堑?0度作為軸，利用在前后對(duì)稱的相位處的檢測(cè)值作為代表值。例如，使用在前后各差50度的相位的40度和140度處的值作為代表值等。即，在該結(jié)構(gòu)的情況下，作為交流電源I的每半周期的前段和后段的電力檢測(cè)量，使用比交流電壓瞬時(shí)值達(dá)到最大的時(shí)刻(電角的90度)提前一定時(shí)間(Τ:例如，50度)的時(shí)刻(例如，40度)的檢測(cè)值、和從上述交流電壓瞬時(shí)值達(dá)到最大的時(shí)刻經(jīng)過(guò)相同一定時(shí)間(T)的時(shí)刻(例如，140度)的檢測(cè)值。
[0139]此外，作為模式圖形的條件，交流電源I的各相位的瞬時(shí)電壓的絕對(duì)值的增減變化方向和短路時(shí)間比率D的增減變化方向?yàn)榇笾孪喾捶较?，與直流電壓的差異相應(yīng)的調(diào)整量，設(shè)定為具有與短路時(shí)間比率D的大小的變化方向大致相反方向的變化特性的大小。作為模式圖形的事例，提出了能夠由上述的數(shù)學(xué)式表現(xiàn)的例子，但以同樣的特性，降低諧波的模式圖形有無(wú)數(shù)個(gè)，并不限定于上述的式(7)。
[0140](實(shí)施方式2)
[0141]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式2的整流電路裝置的電路框圖。圖3的電路結(jié)構(gòu)與圖1基本相同，但提供的是能夠不使用電流檢測(cè)電路7而實(shí)施的方法。
[0142]控制電路11中被輸入極性檢測(cè)電路12的輸出(極性信息)和直流電壓檢測(cè)電路14的輸出(直流電壓信息)。極性檢測(cè)電路12的使用方法與實(shí)施方式I相同。
[0143]圖4是說(shuō)明使用直流電壓檢測(cè)電路14的信息進(jìn)行控制的方法的波形圖。與圖2中的說(shuō)明同樣，需要使流入平滑電容器9的電力的峰與交流電源I的瞬時(shí)電壓峰匹配。此時(shí)，平滑電容器9的輸出具有如圖4中的左側(cè)的下部的波形的狀況C(實(shí)線波形)那樣的紋波。即，在半周期的前段，直流電壓降低，在后段，直流電壓上升。其中，在交流電源I的電壓峰相位處，成為變動(dòng)的中心，變得與平均直流電壓相等。然而，如果電力的峰錯(cuò)位，則交流電源I的電壓峰相位處的直流電壓就偏離平均值。例如，如狀況B(虛線波形)那樣，如果電力峰部分的相位提前，則交流電源I的電壓峰相位處的直流電壓上升。在相反的情況下，即狀況A(點(diǎn)劃線波形)時(shí)，相同相位處的直流電壓下降。因此，通過(guò)對(duì)平均直流電壓和交流電源I的電壓峰相位處的直流電位進(jìn)行電平比較，調(diào)整交流電源相位和半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形的相位關(guān)系，交流電流的峰相位就與交流電源I的瞬時(shí)電壓的峰一致，能夠?qū)崿F(xiàn)高功率因數(shù)的整流電路裝置。而且，由于不需要電流檢測(cè)單元，所以與實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)相比，能夠更加簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。此外，關(guān)于具體的短路/開路模式圖形，與實(shí)施方式I相同。
[0144](實(shí)施方式3)
[0145]圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3的整流電路裝置的電路框圖。圖5的電路結(jié)構(gòu)與圖1基本相同，但在能夠直接檢測(cè)來(lái)自交流電源I的電流的位置設(shè)置有電流檢測(cè)電路7。
[0146]控制電路11中被輸入極性檢測(cè)電路12的輸出(極性信息)和電流檢測(cè)電路7的輸出(電流信息)。極性檢測(cè)電路12的使用方法與實(shí)施方式I相同。
[0147]圖6是說(shuō)明使用交流側(cè)的電流檢測(cè)電路7的檢測(cè)電流信息進(jìn)行控制的方法的波形圖。此時(shí)，需要使交流電流的峰相位與交流電源I的瞬時(shí)電壓峰相位匹配。與圖2同樣，如果半周期的前段和后段的電流量(電流信息)相等，則峰就匹配。因此，通過(guò)對(duì)半周期的前段和后段的電流量(電流信息)進(jìn)行電平比較，調(diào)整半導(dǎo)體開關(guān)的短路/開路模式圖形的整體相位，電流的峰就與交流的瞬時(shí)電壓的峰一致，能夠?qū)崿F(xiàn)高功率因數(shù)的整流電路裝置。
[0148]在本發(fā)明的利用領(lǐng)域的供冷、供暖、冷凍等中，為了以電源電流不過(guò)剩的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，多在交流側(cè)設(shè)置電流檢測(cè)單元，在實(shí)施方式3的整流電路裝置的結(jié)構(gòu)中，由于能夠?qū)⒃撾娏鳈z測(cè)單元兼用作電流檢測(cè)電路，所以能夠更加簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
[0149]此外，關(guān)于具體的短路/開路模式圖形，與實(shí)施方式I相同。另外，作為交流電源I的每半周期的前段和后段的電流量的簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法，同樣能夠利用在實(shí)施方式I中說(shuō)明的將電角的90度作為軸、在前后對(duì)稱的相位處的檢測(cè)值作為代表值。即，在該結(jié)構(gòu)的情況下，作為交流電源I的每半周期的前段和后段的電流檢測(cè)量，使用比交流電壓瞬時(shí)值達(dá)到最大的時(shí)刻(電角的90度)提前一定時(shí)間(T:例如，50度)的時(shí)刻(例如，40度)的檢測(cè)值、和從上述交流電壓瞬時(shí)值達(dá)到最大的時(shí)刻經(jīng)過(guò)相同一定時(shí)間(T)的時(shí)刻(例如，140度)的檢測(cè)值。
[0150](實(shí)施方式4)
[0151]圖8是表示以其他電路結(jié)構(gòu)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式4的整流電路裝置的電路框圖。實(shí)施方式4的整流電路裝置中的基本電路結(jié)構(gòu)與專利文獻(xiàn)I所示的結(jié)構(gòu)相同。構(gòu)成為:將交流電源I經(jīng)由電抗器2以半導(dǎo)體開關(guān)3短路，將電抗器2中所蓄積的能量經(jīng)由二極管6a、6b、6c、6d送至平滑電容器9。在該結(jié)構(gòu)的情況下，由于半導(dǎo)體開關(guān)3為一個(gè)，所以與實(shí)施方式I時(shí)不同，不需要知道交流電源I的極性，僅利用通過(guò)零交叉檢測(cè)電路13得到的零交叉信息即可?？刂齐娐?1的控制方法與實(shí)施方式I相同，所以在這里省略。
[0152](實(shí)施方式5)
[0153]接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式5的整流電路裝置。在圖8所示的結(jié)構(gòu)中，省略電流檢測(cè)電路7和平滑電路8，使用直流電壓檢測(cè)電路14的信息，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與上述的實(shí)施方式2相同的控制。與實(shí)施方式2時(shí)不同，不需要知道交流電源I的極性，僅利用通過(guò)零交叉檢測(cè)電路13得到的零交叉信息即可?？刂齐娐?1的控制方法與實(shí)施方式2相同，所以在這里省略。
[0154](實(shí)施方式6)
[0155]接著，使用圖9說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式6的整流電路裝置。圖9是表示以與上述的實(shí)施方式不同的另外的電路結(jié)構(gòu)實(shí)施時(shí)的實(shí)施方式6的整流電路裝置的電路框