[发明专利]功率转换装置

说明书

在本发明的设置在交流电源(101)与负载(105)之间的功率转换装置(100)中，对于在交流电源(101)的电压暂时降低然后恢复的情况下，功率转换装置(100)的电容器(103)的电压降低，并且变为比复电时的交流电源(101)的电压的最大值要低，从而产生冲击电流产生这样的问题，对功率转换部(102)的输入电压或输入电流降低这一情况进行检测，对电容器(103)的电压的变化进行预测，并在降低到交流电源(101)的最大电压值以下之前，使功率转换部(102)、(104)的动作停止，从而抑制冲击电流的产生。

技术领域

本申请涉及将交流电压转换为直流电压的功率转换装置，尤其涉及具有将输出平滑化的电容器的功率转换装置。

背景技术

在对从交流电源提供的电力的功率因数进行改善并转换成直流并且将直流的电力提供给负载的功率转换装置中，在发生了交流电源的停电、瞬间断路、瞬间停电的情况下，在输入至功率转换装置的输入电力完全不存在的状态、或者输入电力较小的状态下继续进行动作。因此，在功率转换装置内的输出端设置的电容器的电荷被持续汲取，电容器电压降低。在此之后，当交流电源的电力恢复时，在电容器电压比复电时的交流电源电压要小的情况下，产生冲击电流，从而产生将功率转换装置内的半导体开关元件破坏这样的问题。

产生该冲击电流的原因是电容器电压变为比交流电源电压要低，冲击电流的大小取决于在短时间停电、瞬间断路、瞬间停电之后复电时的输入电压的大小与复电时的电容器电压之差。因此，在专利文献1中，如果电容器电压变成规定的基准值以下，则使负载的动作停止，由此抑制电容器的电压降低，抑制复电时的冲击电流。

通常，功率转换装置在动作时电容器电压与交流电源电压之间的电位差大多较小。其原因在于电容器的耐压越高，则越贵且越大型，因此，为了小型和低成本化，需要选定耐压较低的电容器，如果设计电容器电压的纹波不超过电容器的耐压，则动作时的电容器电压必须是接近交流电源电压的电压。

如专利文献1那样，为了抑制复电时的冲击电流，将在瞬时停电之后即将复电前的电容器的两端电压与在瞬时停电之后复电时被输入至转换器的交流电压之差抑制为较小是合适的，为实现此，如下这样就足够了：对电容器的两端的电压进行检测，在该检测出的电压被判定为基于构成转换器的半导体元件的冲击电流耐性的基准电压以下的情况下，进行控制以使得与功率转换装置相连接的负载的动作停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5460838号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，电容器电压降低的速度取决于从电容器汲取电荷的输出的大小和电容器电容。此外，存在为了功率转换装置的小型化和低成本化而对剩余的电容器电容进行削减这样的倾向，存在因功率转换装置的高输出化而引起在停电、瞬间断路、瞬间停电时的电容器电压降低的速度较快这样的倾向。因此，如专利文献1所示的技术那样，从检测到电容器电压为基准电压值以下开始使负载停止，这意味着，在稳定动作时的电容器电压与交流电源电压之间的电位差较小的情况下，只能够将基准值设定为与交流电源电压的最大值相接近的值、或交流电源电压的最大值以下，从而产生如下的问题：在由于从检测到电容器电压降低开始到使负载停止为止的信号的传递和信息处理所导致的时间延迟期间，电容器电压低于复电时的输入电压的最大值，无法防止产生大的冲击电流。

如果无法防止大的冲击电流的产生，则需要使用对该冲击电流的大小进行考虑的耐电流性较高的半导体元件，变得难以将通常来说电流耐量较少的SiC、GaN或金刚石等宽带隙半导体材料的元件用于功率转换装置，因此，产生了对实现小型、低成本的功率转换装置造成妨碍这样的问题。

本申请公开了用于解决上述的问题的技术，目的在于提供一种即使使用宽带隙半导体材料的元件也没有问题的自由度较高的功率转换装置。

解决技术问题所采用的技术方案