[发明专利]整流电路装置

说明书

技术领域

本发明为一种整流电路装置，其适用于将家庭等的单相交流电源进行整流变成大致直流来驱动直流负载的装置、将所得到的直流动过逆变电路再次转换为任意频率的交流而进行电动机的可变速度驱动的装置，例如通过利用压缩机压缩制冷剂构成热泵、进行供冷、供暖或者食品等的冷冻的装置。特别是涉及在整流电路装置中，通过降低电源电流所含的谐波分量，改善功率因数，使输电系统的负担减轻的驱动控制。

背景技术

这种整流电路装置，为了降低谐波电流，需要非常大电感的电抗器，电路变得非常大型化。因此，采用了如下方法：使用半导体开关，使交流电源经由电抗器短路，在电抗器中蓄积电流，开路开关，将蓄积的电流移送到直流侧，由此降低电源谐波。

在该方法中，提出了几种方法。作为其中之一，有使用电感稍小的电抗器和半导体开关在每个电源周期进行1次到数次短路开路的方法(例如，参照专利文献1)。

图26是用于实现专利文献1所公开的方法的电路框图。在交流电源101的电压的绝对值低的期间使半导体开关103短路，在电抗器102蓄积电流，当打开半导体开关103时，所蓄积的电流就流向电压更高的直流侧。另外，在交流电源电压的绝对值高的期间，即使不特别进行短路，也能够将电抗器102的电流移送到直流侧。这样，来自交流电源101的电流即使在电源电压低的期间也流动，能够得到谐波分量少的电源电流。本方式具有不需要特别检测电源电流的优点。

另外，同样这种整流电路装置，如图27所示，采用如下结构：用半导体开关103使交流电源101经由电抗器102短路，对电抗器102进行电流充电，在半导体开关103成为断开状态时，通过二极管电桥 106使电流流过负载110，由此即使在交流电源101的瞬时电压低的期间电源电流也流动。由此，电源电流的谐波分量变少，功率因数改善。

然而，如果不适当进行半导体开关103的短路和断开(开路)的控制，换而言之，在电抗器102中过于蓄积电流，或者、蓄积的时间迟，则存在即使交流电源101的极性改变时，电流也持续流动的问题。如果电抗器102中持续流动电流，就不能控制电源电流，功率因数反而下降。

为了解决该问题，提出了如下方案：在作为交流电源101的极性改变瞬间的零交叉时，观测电抗器102的端子电压，根据该电压是高(High)电平或是低(Low)电平，检测出在电抗器102中流动电流，在电流在电抗器102中流动期间以及其之后，不使半导体开关103的短路开始(例如，参照专利文献2)。

由此，能够避免电源电流成为不能控制的状态，维持功率因数。

作为其他方法，有使用电感非常小的电抗器和半导体开关，以相比于电源频率非常快的频度，使半导体开关短路开路的方法(例如，参照专利文献3)。

这是检测电源电流或者相当值，对半导体开关的短路开路的时间比率进行每一瞬时(瞬時瞬時)修正，以使得成为正弦波波形等期望的电流波形的方法。

图28是表示专利文献3所记载的现有的整流电路装置的电路框图的图。如图28所示，将交流电源101用二极管106a、106b、106c、106d整流后，经由电抗器102使半导体开关103短路开路。短路时蓄积于电抗器102中的能量，经由二极管105流入到平滑电容器109。如果半导体开关103的短路时间变长则输入电流增加，如果短路时间变短则输入电流减少。因此，利用电流检测单元107检测将输入电流用二极管106a、106b、106c、106d整流后的电流，在控制电路111中，进行成为与电压波形检测单元115中的波形相同的控制。由此，输入电流波形与交流电压波形大致一致，实现了谐波少的整流电路。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－217363号公报

专利文献2：日本特开2007-300762号公报

专利文献3：日本特开昭63-224698号公报

专利文献4：日本特开2011-200069号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述现有的专利文献1所示的方式中，根据负载的不同，适当的短路开路的模式图形(pattern)也不同，所以需要知道负载状态，或预先准备对每种负载状态适当的短路开路模式图形。此外，为了不使模式图形的种类增加，还存在无法减小电抗器的电感值的问题。