轉(zhuǎn)換器裝置以及空氣調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換器裝置以及具備該轉(zhuǎn)換器裝置的空氣調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為轉(zhuǎn)換器裝置，已知專利文獻(xiàn)I所公開的裝置。專利文獻(xiàn)I所公開的轉(zhuǎn)換器裝置是將交流電力變換為直流電力的裝置，以降低高次諧波分量以及改善功率因數(shù)為目的而具有由基本開關(guān)電路和增設(shè)開關(guān)電路構(gòu)成的兩個(gè)開關(guān)電路。并且，在負(fù)載小時(shí)僅使基本開關(guān)電路工作，在負(fù)載大的情況下使基本開關(guān)電路和增設(shè)開關(guān)電路雙方均工作。
[0003]更具體而言，專利文獻(xiàn)I所公開的轉(zhuǎn)換器裝置具有:判定從整流器輸出的電流是否小于基準(zhǔn)電流的比較電路、判定平滑電容器的兩端電壓是否大于基準(zhǔn)電壓的比較電路、和根據(jù)來自這兩個(gè)比較電路的輸出信號(hào)而被接通斷開的控制信號(hào)開關(guān)。控制信號(hào)開關(guān)是用于將增設(shè)開關(guān)電路和轉(zhuǎn)換器裝置之間的連接進(jìn)行切斷的開關(guān)。
[0004]在先技術(shù)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-233439號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]專利文獻(xiàn)I所公開的轉(zhuǎn)換器裝置為了判定是否使增設(shè)開關(guān)電路工作而需要:對(duì)從整流器輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)器、以及對(duì)平滑電容器的兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)器。還具有用于將增設(shè)開關(guān)電路從轉(zhuǎn)換器裝置切斷的控制信號(hào)開關(guān)，裝置構(gòu)成多，有可能導(dǎo)致裝置大型化。
[0009]本發(fā)明正是鑒于這種情形而完成的，其目的在于提供能夠謀求裝置的小型化以及簡單化的轉(zhuǎn)換器裝置以及空氣調(diào)節(jié)器。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的第I的形態(tài)為一種轉(zhuǎn)換器裝置，連接在交流電源與負(fù)載之間，將來自所述交流電源的交流電力變換為直流電力來輸出，其中，所述轉(zhuǎn)換器裝置具備:整流單元，其將從所述交流電源輸入的交流電力變換為直流電力；平滑單元，其在所述整流單元的直流輸出側(cè)與該整流單元并聯(lián)連接；兩個(gè)開關(guān)電路，在所述整流單元與所述平滑單元之間相互并聯(lián)設(shè)置；和控制單元，其對(duì)所述開關(guān)電路進(jìn)行控制，各所述開關(guān)電路具有:感應(yīng)性元件，其與連接所述整流單元和所述平滑單元的正極母線串聯(lián)地設(shè)置；和開關(guān)單元，其在所述感應(yīng)性元件的電流輸出側(cè)與所述整流單元并聯(lián)連接，所述控制單元具有:基準(zhǔn)波形生成單元，其生成預(yù)先規(guī)定的載波頻率的基準(zhǔn)波形；電壓指令生成單元，其生成電壓指令；第I信號(hào)生成單元，其通過比較所述基準(zhǔn)波形和所述電壓指令，來生成一個(gè)開關(guān)電路用的第I開關(guān)信號(hào)；和第2信號(hào)生成單元，其通過比較使所述基準(zhǔn)波形的相位偏移180度后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形和所述電壓指令，來生成另一個(gè)開關(guān)電路用的第2開關(guān)信號(hào)。
[0012]根據(jù)本形態(tài)，生成使給定的載波頻率的基準(zhǔn)波形反轉(zhuǎn)后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形，利用基準(zhǔn)波形和電壓指令來生成第I開關(guān)信號(hào)，并且利用反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形和電壓指令來生成第2開關(guān)信號(hào)。并且，基于其中的第I開關(guān)信號(hào)來控制一個(gè)開關(guān)電路的開關(guān)單元的開閉，基于第2開關(guān)信號(hào)來控制另一個(gè)開關(guān)電路的開關(guān)單元的開閉。由此，能夠使兩個(gè)開關(guān)單元的開關(guān)相位彼此偏移約180度，能夠獲得抵消由開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高次諧波的效果。并且，根據(jù)該效果，可以使開關(guān)頻率降低，能夠使開關(guān)損耗降低，并且可以謀求感應(yīng)性元件的小型化、低成本化。
[0013]進(jìn)而，通過利用使基準(zhǔn)波形反轉(zhuǎn)后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形來生成第2開關(guān)信號(hào)，能夠通過簡單的處理來生成相位與第I開關(guān)信號(hào)之間偏移了 180°的第2開關(guān)信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成，由于能夠?qū)崿F(xiàn)基于開環(huán)的控制，因此能夠使得不需要用于檢測(cè)被反饋的參數(shù)的高精度傳感器等。
[0014]如果根據(jù)輸入電流信號(hào)來掌握其相位，則能夠謀求轉(zhuǎn)換器控制相位的最佳化，因此能夠降低輸入電流失真，提高高次諧波降低效果。
[0015]本發(fā)明的第2形態(tài)為一種轉(zhuǎn)換器裝置，連接在交流電源與負(fù)載之間，將來自所述交流電源的交流電力變換為直流電力來輸出，其中，所述轉(zhuǎn)換器裝置具備:整流單元，其將從所述交流電源輸入的交流電力變換為直流電力；兩個(gè)開關(guān)電路，在所述交流電源與所述整流單元之間相互并聯(lián)設(shè)置；和控制單元，其對(duì)所述開關(guān)電路進(jìn)行控制，各所述開關(guān)電路具有:感應(yīng)性元件，其與連接所述交流電源和所述整流單元的任一條電力線串聯(lián)地設(shè)置；和開關(guān)單元，其在所述感應(yīng)性元件的與所述交流電源相反的一側(cè)與所述整流單元并聯(lián)連接，所述控制單元具有:基準(zhǔn)波形生成單元，其生成預(yù)先規(guī)定的載波頻率的基準(zhǔn)波形；電壓指令生成單元，其生成電壓指令；第I信號(hào)生成單元，其通過比較所述基準(zhǔn)波形和所述電壓指令，來生成一個(gè)開關(guān)電路用的第I開關(guān)信號(hào)；和第2信號(hào)生成單元，其通過比較使所述基準(zhǔn)波形的相位偏移180度后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形和所述電壓指令，來生成另一個(gè)開關(guān)電路用的第2開關(guān)信號(hào)。
[0016]根據(jù)本形態(tài)，生成使給定的載波頻率的基準(zhǔn)波形反轉(zhuǎn)后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形，利用基準(zhǔn)波形和電壓指令來生成第I開關(guān)信號(hào)，并且利用反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形和電壓指令來生成第2開關(guān)信號(hào)。并且，基于其中的第I開關(guān)信號(hào)來控制一個(gè)開關(guān)電路的開關(guān)單元的開閉，基于第2開關(guān)信號(hào)來控制另一個(gè)開關(guān)電路的開關(guān)單元的開閉。由此，能夠使兩個(gè)開關(guān)單元的開關(guān)相位彼此偏移約180度，能夠獲得抵消由開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高次諧波的效果。并且，根據(jù)該效果，可以使開關(guān)頻率降低，能夠使開關(guān)損耗降低，并且能夠謀求感應(yīng)性元件的小型化、低成本化。
[0017]進(jìn)而，通過利用使基準(zhǔn)波形反轉(zhuǎn)后的反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形來生成第2開關(guān)信號(hào)，能夠通過簡單的處理來生成相位與第I開關(guān)信號(hào)之間偏移了 180°的第2開關(guān)信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成，由于能夠?qū)崿F(xiàn)基于開環(huán)的控制，因此能夠使得不需要用于檢測(cè)被反饋的參數(shù)的高精度傳感器等。
[0018]根據(jù)本形態(tài)，與第I形態(tài)所涉及的轉(zhuǎn)換器裝置相比較，縱使不進(jìn)行轉(zhuǎn)換器控制相位的最佳化，也能夠抑制輸入電流波形的失真。
[0019]在上述轉(zhuǎn)換器裝置中，優(yōu)選在穩(wěn)定負(fù)載時(shí)，在將滿足高次諧波的限制值的開關(guān)頻率設(shè)為下限值、且將滿足噪聲的限制值的開關(guān)頻率設(shè)為上限值的上下限范圍內(nèi)，所述載波頻率被設(shè)定為與所述上限值相比更靠近所述下限值的頻率。
[0020]如此，在穩(wěn)定負(fù)載時(shí)，在清除噪聲限制以及高次諧波限制的頻率范圍內(nèi)，將開關(guān)頻率設(shè)定為盡量小的頻率，因此能夠盡量降低開關(guān)損耗。在為空氣調(diào)節(jié)器的情況下，所謂高次諧波的限制例如為IEC61000-3-2。在為空氣調(diào)節(jié)器的情況下，所謂噪聲的限制例如為CISPR14-1。
[0021]在上述轉(zhuǎn)換器裝置中，也可以是所述控制單元在所述負(fù)載為預(yù)先設(shè)定的給定的閾值以下的低負(fù)載時(shí)的情況下，在從零交叉點(diǎn)開始的交流電壓波形的I周期中預(yù)先設(shè)定使開關(guān)單元開閉的次數(shù)，執(zhí)行基于該開關(guān)次數(shù)來控制使所述開關(guān)元件開閉的相位和脈沖寬度的部分開關(guān)方式，所述控制單元在所述負(fù)載超過所述閾值的情況下，執(zhí)行基于所述第I開關(guān)信號(hào)以及所述第2開關(guān)信號(hào)的開關(guān)控制。
[0022]或者，也可以是所述控制單元在所述負(fù)載為預(yù)先設(shè)定的給定的閾值以下的低負(fù)載時(shí)的情況下，停止任一個(gè)所述開關(guān)電路的開關(guān)動(dòng)作，并且使另一個(gè)開關(guān)電路的開關(guān)頻率增加，所述控制單元在所述負(fù)載超過所述閾值的情況下，執(zhí)行基于所述第I開關(guān)信號(hào)以及所述第2開關(guān)信號(hào)的開關(guān)控制。
[0023]在將開關(guān)頻率設(shè)定得較低的情況下，當(dāng)?shù)拓?fù)載時(shí)存在無法清除給定的噪聲限制或給定的高次諧波限制的情形。該情況下，通過切換低負(fù)載時(shí)的開關(guān)控制方法，即便在低負(fù)載時(shí)也可清除噪聲限制及高次諧波限制。
[0024]在上述轉(zhuǎn)換器裝置中，也可以具備設(shè)置在所述整流單元的輸入側(cè)或者輸出側(cè)的電流檢測(cè)單元，所述電壓指令生成單元在輸入電流越大的情況下越使所述電壓指令的相位延遲，并且在零交叉附近處的輸入電流的變化率為給定值以上的情況下根據(jù)該變化率來調(diào)整所述電壓指令的相位。
[0025]如此，設(shè)為檢測(cè)輸入電流信號(hào)，根據(jù)該輸入電流信號(hào)來調(diào)整電壓指令的相位。由此，能夠減小輸入電流的零交叉附近處的電流失真，能夠提高高次諧波降低控制的效果。
[0026]在上述轉(zhuǎn)換器裝置中，也可以具備對(duì)所述平滑單元的兩端電壓進(jìn)行檢測(cè)的直流電壓檢測(cè)單元，所述電壓指令生成單元計(jì)算預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)直流電壓和由所述直流電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的電壓值之差，該差越大則越使所述電壓指令的振幅增加。
[0027]如此，設(shè)為檢測(cè)平滑單元的兩端電壓的直流電壓，基于該直流電壓的檢測(cè)值來調(diào)整電壓指令的振幅。具體而言，基準(zhǔn)直流電壓和由直流電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的電壓值之差越大，則越使電壓指令的振幅增加，以使轉(zhuǎn)換器的高次諧波的上升率下降。由此，能夠抑制直流電壓中所含的脈動(dòng)，并且能夠使逆變器的控制性提升。
[0028]在上述轉(zhuǎn)換器裝置中，也可以是各所述開關(guān)電路具有用于將所述開關(guān)元件中流動(dòng)的電流設(shè)為單向或者雙向的二極管，進(jìn)而作為該二極管而采用利用了 SiC元件的二極管。
[0029]通過采用利用了 SiC元件的二極管，從而可以使開關(guān)元件中流動(dòng)的逆向恢復(fù)電流降低。由此，能夠有效地降低開關(guān)損耗。
[0030]本發(fā)明的第3形態(tài)為具有上述轉(zhuǎn)換器裝置的空氣調(diào)節(jié)器。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)本發(fā)明，具有能夠謀求裝置的小型化以及簡單化的效果。
【附圖說明】
[0033]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的簡要構(gòu)成的圖。
[0034]圖2是圖1所示的轉(zhuǎn)換器控制部的功能框圖。
[0035]圖3是用于對(duì)基準(zhǔn)波形、反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)波形、以及第I開關(guān)信號(hào)及第2開關(guān)信號(hào)進(jìn)行說明的圖。
[0036]圖4是示出額定負(fù)載時(shí)的本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)換器裝置的輸入電流波形的仿真結(jié)果的一例的圖。
[0037]圖5是比較并示出對(duì)圖4所示的輸入電流波形進(jìn)行頻率分析后的結(jié)果和噪聲限制值的圖。
[0038]圖6是示出低負(fù)載時(shí)的第I實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)換器裝置的輸入電流波形的仿真結(jié)果的一例的圖。
[0039]圖7是比較