[发明专利]电源装置、电动机驱动装置及空调机

说明书

本发明涉及向工业用和民用电子设备提供稳定直流电压的电源装置、和使用它的电动机驱动装置及空调机。

近年来，随着家电设备和工业设备的普及，谐波电流流入电力系统，发生各种设备发热和误动作等问题。对于这些问题，各种设备寻求谐波对策，由此，在设备内的电源装置中使用交直流变换电路，一边利用电抗器和开关元件的开关动作的储能效果来改善功率因数，一边对输出电压进行升压。

(第1现有技术)

图18是第1现有技术的电源装置的结构方框图。在图18中，1是交流电源，2是整流电路，3是电抗器，4是开关元件，5是二极管，6是平滑电容器，7是负载，8是电流检测部件，9是输入电压检测部件，10是直流电压检测部件，11是开关动作控制部件。整流电路2、电抗器3、开关元件4、二极管5、及平滑电容器6构成交直流变换电路，开关动作控制部件11控制开关元件4的动作。图19是第1现有技术的控制动作流程图。根据交直流变换电路的特性，如图2(b)所示，直流电压检测部件10得到的直流电压包含交流电源频率的2倍频率的波纹分量。如果在直流电压包含波纹分量的状态下进行后述的控制运算，则在目标电流有效值中出现波纹分量，最终在输入电流波形中产生失真。为了排除波纹分量，使用截止频率低的低通滤波器12，来得到平滑过的直流电压。另一方面，目标电压运算部件13计算并设定目标直流电压。电压比较部件14比较上述平滑过的直流电压和目标直流电压，来求电压差分值。目标电流有效值运算部件15将电压差分值和电压增益相乘，来得到目标电流有效值。目标电流瞬时值运算部件16将输入电压检测部件9得到的交流电源1的电压归一化，将该值和目标电流有效值运算部件15得到的目标电流有效值相乘，来得到目标电流瞬时值。在电流比较部件17中，比较上述目标电流瞬时值和电流检测部件8检测的输入电流，来求电流差分值。PWM占空比运算部件18将上述电流差分值和电流增益相乘，计算接通开关元件4的脉宽。PWM输出判定部件19根据控制的动作指令等来判定是否用PWM占空比运算部件18得到的脉宽来进行开关动作。通过正常地执行上述开关动作来进行控制，使得交流电源电压和输入电流同相，即功率因数成为1，而且使得直流电压成为规定的目标直流电压。在该现有电源装置中，如果在负载7是比可控制的功耗小的轻负载时进行上述开关动作，则直流电压急剧上升到目标直流电压以上。例如，在输出连接有电动机的情况下，在电动机停止或低速旋转时，直流电压成为过升压状态。这是因为截止频率低的低通滤波器12的时间常数大，所以在识别出轻负载时的直流电压的急剧上升以前，进行以后的控制及开关动作。

(第2现有技术：特开平7-115788)

第2现有技术在负载是电动机的情况下，在电动机已停止或电动机的功耗小时完全停止开关动作来防止轻负载时的直流电压的过电压。例如，在使用市电的情况下，在开关动作停止时，交直流变换电路成为电容器输入电路，直流电压约是140V。该直流电压依赖于交流电源电压，所以不能任意决定。在目标直流电压是170V的情况下，伴随开关动作的开始和停止的直流电压变动幅度约是30V。在目标直流电压是200V的情况下，直流电压的变动幅度约是60V。直流电压的变动容许范围因使用该电源装置的系统而异，但是如上所述，越是将交流电源电压升压得更高的系统，则直流电压的变动幅度越大。

(第3现有技术：特开平10-127083)

第3现有技术在直流电压和目标直流电压之差在规定的阈值以上的情况下停止开关动作来防止过电压。第3现有技术能够使轻负载时的直流电压位于目标直流电压附近，但是有下述课题。即，如图20(b)所示，轻负载时的开关动作引起的直流电压的过上升不超过目标直流电压加上规定的阈值所得的电压。然而，在直流电压减少到低于目标直流电压时，由于截止频率低的低通滤波器12的时间常数慢的影响，如图20所示，滤波运算值在短暂的期间内大于目标直流电压，所以不重新开始开关动作。其结果是，直流电压的变动幅度为阈值以上。

本发明就是为了解决上述现有课题，其目的在于提供电源装置、和使用它的电动机驱动装置及空调机，不增大装置规模，就能够极力抑制轻负载时的直流电压的变动幅度，能够更稳定地提供电力。