交直流轉(zhuǎn)換裝置和具有該交直流轉(zhuǎn)換裝置的電氣設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的交直流轉(zhuǎn)換裝置和具有該交直流轉(zhuǎn)換裝置的電氣設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在以往普通的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，由于整流平滑電路的輸出是一個(gè)，所以當(dāng)作為輸入電壓的交流電壓比作為輸出電壓的直流電壓低時(shí)，限制了電流導(dǎo)通條件。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2009-261077號(hào)
[0004]因此，在以往普通的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，當(dāng)作為輸入電壓的交流電壓比作為輸出電壓的直流電壓低時(shí)在提高功率因數(shù)方面存在限度。另外，雖然通過(guò)設(shè)置升壓用的短路電路和電抗器，可以使作為輸出電壓的直流電壓變化，但是會(huì)導(dǎo)致交直流轉(zhuǎn)換裝置的成本增加和大型化。
[0005]此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了一種串聯(lián)有兩個(gè)輸出電容器的交直流轉(zhuǎn)換裝置，能夠切換全波整流方式和倍壓整流方式。由于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的交直流轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓始終是由兩個(gè)輸出電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端電壓，所以與以往普通的交直流轉(zhuǎn)換裝置同樣，當(dāng)作為輸入電壓的交流電壓比作為輸出電壓的直流電壓低時(shí)在提高功率因數(shù)方面存在限度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述狀況，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制功率因數(shù)下降并能夠進(jìn)行高效率的轉(zhuǎn)換動(dòng)作的交直流轉(zhuǎn)換裝置和具有該交直流轉(zhuǎn)換裝置的電氣設(shè)備。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種具有如下構(gòu)成(第一構(gòu)成)的交直流轉(zhuǎn)換裝置，其包括多個(gè)整流平滑電路，所述多個(gè)整流平滑電路并聯(lián)，所述交直流轉(zhuǎn)換裝置包括第一切換裝置，所述第一切換裝置能夠使連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸入側(cè)的交流電源和至少第一整流平滑電路的電連接導(dǎo)通或斷開(kāi)，所述交直流轉(zhuǎn)換裝置包括第二切換裝置，所述第二切換裝置能夠使連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸出側(cè)的負(fù)載和至少所述第一整流平滑電路的電連接導(dǎo)通或斷開(kāi)，所述第一整流平滑電路包含在所述多個(gè)整流平滑電路中。
[0008]優(yōu)選如下構(gòu)成(第二構(gòu)成)，在上述第一構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，所述第一切換裝置能夠使連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸入側(cè)的交流電源分別與所述第一整流平滑電路和第二整流平滑電路的電連接導(dǎo)通或斷開(kāi)，所述第二切換裝置能夠使連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸出側(cè)的負(fù)載分別與所述第一整流平滑電路和所述第二整流平滑電路的電連接導(dǎo)通或斷開(kāi)，所述第二整流平滑電路包含在所述多個(gè)整流平滑電路中，所述第一整流平滑電路利用全波整流方式，所述第二整流平滑電路利用倍壓整流方式。
[0009]優(yōu)選如下構(gòu)成(第三構(gòu)成)，在上述第一或第二構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，所述第一切換裝置包含設(shè)置在所述第一整流平滑電路中的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和設(shè)置在所述第二整流平滑電路中的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。另外，作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)例如可以利用三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件、晶閘管和晶體管等。當(dāng)將三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件和晶體管等雙向半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)作為整流元件使用時(shí)，只要在相當(dāng)于反方向的半周期中將雙向半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)控制成始終為斷開(kāi)狀態(tài)即可。
[0010]優(yōu)選如下構(gòu)成(第四構(gòu)成)，在上述第一?第三的任意一種構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，具有功率因數(shù)改進(jìn)電路。另外，作為功率因數(shù)改進(jìn)電路，例如可以利用如下方式:(i)僅電抗器，(ii)利用電抗器和開(kāi)關(guān)元件的簡(jiǎn)易PAM方式，(iii)在全波區(qū)域內(nèi)使用電抗器和開(kāi)關(guān)元件的有源濾波方式，(iv)并聯(lián)使用有源濾波方式的交替方式等。
[0011]可以是如下構(gòu)成(第五構(gòu)成)，在上述第一?第四的任意一種構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，第三整流平滑電路包含在所述多個(gè)整流平滑電路中，所述第三整流平滑電路與連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸入側(cè)的交流電源的電連接始終導(dǎo)通，并且所述第三整流平滑電路與連接在所述交直流轉(zhuǎn)換裝置輸出側(cè)的負(fù)載的電連接始終導(dǎo)通。
[0012]優(yōu)選如下構(gòu)成(第六構(gòu)成)，在上述第一?第五的任意一種構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，所述第一切換裝置具有并聯(lián)且損失特性分別不同的多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和/或所述第二切換裝置具有并聯(lián)且損失特性分別不同的多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
[0013]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明還提供一種具有如下構(gòu)成(第七構(gòu)成)的電氣設(shè)備，其包括:上述第一?第六的任意一種構(gòu)成的交直流轉(zhuǎn)換裝置；以及負(fù)載，從所述交直流轉(zhuǎn)換裝置提供直流電壓。
[0014]按照本發(fā)明的交直流轉(zhuǎn)換裝置和具有該交直流轉(zhuǎn)換裝置的電氣設(shè)備，由于能夠使包含在并聯(lián)的多個(gè)整流平滑電路中的第一整流平滑電路的輸入輸出側(cè)雙方的電連接斷開(kāi)，所以能夠進(jìn)行如下控制:將分別設(shè)置在多個(gè)整流平滑電路中的輸出電容器的充電電壓抑制為較低。通過(guò)進(jìn)行該控制，即使在輸入電壓較低的狀況下也可以使電流流動(dòng)，所以能夠抑制輸入電壓較低的狀況下的功率因數(shù)下降，從而能夠進(jìn)行高效率的轉(zhuǎn)換動(dòng)作。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成的圖。
[0016]圖2A是表示整流平滑電路的一個(gè)例子的圖。
[0017]圖2B是表示整流平滑電路的另一個(gè)例子的圖。
[0018]圖2C是表示整流平滑電路的又一個(gè)例子的圖。
[0019]圖3A是表示連接切換電路的一個(gè)例子的圖。
[0020]圖3B是表示連接切換電路的另一個(gè)例子的圖。
[0021]圖3C是表示連接切換電路的又一個(gè)例子的圖。
[0022]圖3D是表示連接切換電路的再一個(gè)例子的圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成的圖。
[0024]圖5是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成的圖。
[0025]圖6是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成的圖。
[0026]圖7是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置所具有的第一整流平滑電路和第四整流平滑電路中分別具有同一負(fù)載的狀況的圖。
[0027]圖8是表示圖7所示的狀況的各部分的電流電壓波形的圖。
[0028]圖9是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置中使用的連接切換電路的一個(gè)例子的圖。
[0029]圖10是表示空氣調(diào)節(jié)機(jī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)的圖。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0031]I?3第一?第三整流平滑電路
[0032]4 連接切換電路
[0033]5 反相電路
[0034]6 三相電動(dòng)機(jī)
[0035]8 簡(jiǎn)易PAM電路
[0036]9 有源濾波方式的功率因數(shù)改進(jìn)電路
[0037]10 第四整流平滑電路
[0038]Cl?C4輸出電容器
[0039]D1、D2 二極管
[0040]Sffl 開(kāi)關(guān)
[0041]THl?TH5 晶閘管
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0043]<第一實(shí)施方式>
[0044]圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置包括:第一整流平滑電路1、第二整流平滑電路2、第三整流平滑電路3和連接切換電路4。
[0045]第一?第三整流平滑電路I?3各自的一個(gè)輸入端與交流電源Pl的一端連接，第一?第三整流平滑電路I?3各自的另一個(gè)輸入端與交流電源Pl的另一端連接。第一?第三整流平滑電路I?3分別是能夠使與連接在輸入側(cè)的電路(圖1中為交流電源Pl)的電連接導(dǎo)通/斷開(kāi)的整流平滑電路。第一?第三整流平滑電路I?3各自的整流方式并沒(méi)有特別限定。設(shè)置在第一整流平滑電路I中的輸出電容器可以是一個(gè)、也可以是多個(gè)。設(shè)置在第二整流平滑電路2中的輸出電容器的個(gè)數(shù)、設(shè)置在第三整流平滑電路3中的輸出電容器的個(gè)數(shù)分別也可以是一個(gè)或多個(gè)。
[0046]連接切換電路4可以分別使連接在輸出側(cè)的電路(圖1中為反相電路5)和多個(gè)整流平滑電路(本實(shí)施方式中為第一?第三整流平滑電路I?3)的電連接導(dǎo)通/斷開(kāi)。
[0047]在本實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置中，可以使第一整流平滑電路I和交流電源Pl的電連接、第二整流平滑電路2和交流電源Pl的電連接、第三整流平滑電路3和交流電源Pl的電連接、第一整流平滑電路I和反相電路5的電連接、第二整流平滑電路2和反相電路5的電連接、以及第三整流平滑電路3和反相電路5的電連接分別單獨(dú)導(dǎo)通/斷開(kāi)。
[0048]反相電路5是將本實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓(=連接切換電路4的輸出電壓)轉(zhuǎn)換為三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓的三相輸出反向電路，利用三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)6。
[0049]控制部7控制第一?第三整流平滑電路I?3、連接切換電路4和反相電路5，例如可以由微機(jī)等構(gòu)成。
[0050]作為控制部7的控制例，可以考慮在本實(shí)施方式的交直流轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)置:相