[发明专利]电力变换装置以及电力变换装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及把直流电源电压变换为任意的交流电压或者直流电压的电力 变换装置，例如，在对于不同材质的被加热物供给希望的功率来进行感应加热 的逆变器方式的电磁感应加热装置或者逆变器方式的点亮装置中所使用的电 力变换装置。

背景技术

近年来，开始广泛使用不用火来加热锅等被加热物的逆变器方式的电磁感 应加热装置。电磁感应加热装置，在加热线圈中流过高频电流，使接近线圈配 置的金属制的被加热物中发生涡流，通过被加热物自身的电阻发热。一般，被 加热物是磁性体且固有电阻大的铁容易加热，而非磁性体且低电阻的铜或者铝 等难以加热。

作为解决这样的问题的现有例子，有在专利文献1中公开的电磁感应加热 烹调器。该公知例由单一的加热线圈和也作为半桥方式作用的全桥电路的高频 逆变器构成。并且，判别烹调锅是磁性锅还是非磁性锅，根据其结果切换全桥 方式逆变器和半桥方式逆变器，对不同材质的被加热物进行感应加热。

另外，现有的以商用交流电源作为输入的逆变器装置，连接功率因数改善 变换器、在后级连接DC-AC变换器的方式是普遍的。但是，出于小型化、 轻量化、电路简单化、低成本化等理由，提出了在后级的DC-AC变换器中 集成功率因数改善功能的变换器。作为这样的变换器的现有例，有专利文献2 中公开的逆变器装置。该公知例具有：对交流电源进行整流，通过开关元件和 电感器向电解电容器输出平滑直流电压的降压斩波器电路；以及把平滑直流电 压变换为高频来提供给负载的逆变器电路。逆变器电路具有兼用作升压或者升 降压斩波器的开关元件，控制降压斩波器电路和逆变器电路的开关元件的导 通·关断时刻，使其作为降压、升降压、升压的某一种斩波器电路来动作。使 降压斩波器电路在接通电源时为抑制冲击电流而动作，其后，通过使逆变器电 路动作，来改善功率因数和向负载供给高频电力。

在专利文献1中公开的现有技术中，能够把高频逆变器切换为全桥方式和 半桥方式，但是因为共振电容器与方式无关地被固定，所以驱动频率的设定范 围受限。

另一方面，在专利文献2中公开的现有技术中，在上述磁性锅或者非磁性 锅那样负载变动大的情况下，无法用最佳的共振负载条件、逆变器电压、驱动 频率来加热。

这样，在专利文献1、2中，在磁性锅和非磁性锅那样负载变动大的情况 下，难以分别用最佳的频率和电压进行加热，难以对于双方得到均等的加热性 能。

另外，在专利文献2中，在进行升压或者升降压斩波器动作时，能够进行 逆变器动作，但是在进行降压斩波器动作时，有不能进行逆变器动作的缺点。

【专利文献1】特开平5-251172号公报

【专利文献2】特许第3261829号公报

发明内容

本发明提供一种电力变换装置，其即使在负载变动大的条件下也能够设定 为最佳的逆变器电压、驱动频率，能够高效率地供给希望的电力。

本发明的优选实施形态是电力变换装置的控制方法，所述电力变换装置具 有：逆变器，其具有作为两个主开关元件的串联体的第一、第二上下臂，对于 直流电压进行直流/交流变换，对负载供给交流电压；第一逆变器控制单元， 其通过驱动第一上下臂的开关元件，使逆变器作为半桥方式逆变器动作；第二 逆变器控制单元，其通过驱动第一、第二上下臂的开关元件，使逆变器作为全 桥方式逆变器动作，所述控制方法的特征在于，通过斩波器电路对于直流电源 电压进行直流/直流变换，作为所述直流电压施加给逆变器，在包含第一上下 臂而构成的所述半桥方式逆变器的输出端子间连接第一负载电路，在通过第 一、第二上下臂而构成的全桥方式逆变器的输出端子间连接包含第一负载电路 的至少一部分的第二负载电路，通过开关单元从逆变器上连接、断开该第二负 载电路，同时把第二上下臂的一方的开关元件兼用作斩波器电路的升压或者升 降压用的开关元件。

这里，所谓半桥方式逆变器，基本上是指通过对第一上下臂的开关元件进 行导通/关断驱动，来向负载供给交流的逆变器。因此，也包含即使使用全桥 电路、在仅导通第二上下臂的开关元件的一方的状态下对第一上下臂的开关元 件进行导通/关断驱动的SEPP方式逆变器。

在本发明的优选的其他实施形态中，在第一、第二上下臂的各自的串联连 接点间连接所述第一负载电路。

在本发明的优选实施形态中，作为所述第一、第二负载电路，连接具有电 感器以及共振电容器的共振负载电路。