[发明专利]交流/直流转换电路

说明书

本发明一般涉及一种能产生高于经交变输入电压全波整流所得电压的直流输出电压的交流/直流转换电路，并特别涉及一种其特征在于再生能处理方法与直流边电容器初始充电方法以限制冲流流入电容器的交流/直流转换电路。

参照图13说明上述类型交流/直流转换电路中对来自负载的再生能的已知处理方法，并参照图14说明直流边电容器初始充电的已知方法。交流/直流转换电路的全波整流电路的基本工作原理，例如已在日本专利7-79548号题为“交流/直流转换电路”的专利文献中作过详述，这里就不再解释了。

现在来说明对来自负载的再生能的处理方法。图13的主电路结构包括系统的交流电源1、交流电抗器2、开关部分3(其中有两个串接了诸如IGBT一类的自换向半导体开关元件和二极管的反向并联电路)及整流部分4(有两只二极管的串联电路)。该电路结构还包括直流边电容器5、负载6、电阻7、直流电压检测器8(检测电容5的端电压)、输入电流检测器9、输入电压检测器10、转换器控制装置11、比较器13、电平设定器14、单稳态多谐振荡器15及串接到电阻7的半导体开关元件19。在该结构中，开关部分3和整流部分4构成一全波整流电路。

在上述主电路结构中，从负载6返回的电能无法再生到交流输入边，而是作为电荷贮藏在电容器5中。结果，电容5的端电压升高，最终电压施加到各开关部分3和整流部分4的两端，故必须把该电压限制到等于或低于部分3、4中诸元件的允许值。

为此，比较器13把直流电压检测器8检测到的电容5的端电压同电平设定器14设置的预定值进行比较，若端电压超过预定值，单稳态多谐振荡器15就工作，以产生输出脉冲来驱动开关元件19。结果，电容5的放电电流流过电阻7，从而由电阻7耗散掉再生能，由此降低了电容5的端电压。

现在说明直流边电容5的初始充电方法。在本领域已众所周知，在接通交流电源1时，必须对电容5作初始充电，以限制流入电容5的冲流。

在图14中，用图13的同样标号标识同样的构成元件。图14的电路结构中，作为半导体开关元件的半导体闸流管22接在整流部分4上支路二极管的负极与电容5正极之间，而电阻7接在闸流管22的两端之间。该闸流管22响应于比较器13的输出信号而被激励。

在图14电路中，当接通交流电源1时，闸流管22处于关状态，电阻7限制流入电容5的冲流。电容5的电压在电源1接通后一旦达到某规定值，闸流管22就响应于比较器13的输出信号而被激励，因而图14的主电路就像一种没有了电阻7那样的电路结构开始工作。

在图13和14的结构中，出于不同的目的，要求把诸如半导体开关元件和电阻等辅助元件单独接到包括全波整流电路的主电路，这样就会增加元件的数量，扩大装置的体积，且增高了制造成本。

所以，本发明的一个目的是提供一种交流/直流转换电路，只要对全波整流电路加上最少量的元件就能妥善地处理再生能并对直流边电容作初始充电。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面提供一种交流/直流转换电路，它适合于输出一高于交变输入电压全波整流电压的直流电压，该电路包括：配备于全波整流电路交流输入边的串接交流滤波器；其正负极耦合至全波整流电路直流输出边的电容器；包括开关部分和整流部分的全波整流电路，开关部分的上下支路这样形成，即把同第一自换向半导体开关元件反并联的第一半导体整流元件串接于同第二自换向半导体开关元件反并联的第二半导体整流元件，而整流部分的上下支路是这样形成的，即把第三半导体整流元件串接于第四半导体整流元件，开关部分与整流部分上支路的第一与第三半导体整流元件的公共负极耦合至正极，开关部分与整流部分下支路的第二与第四半导体整流元件的公共正极耦合至负极，全波整流电路的第一与第二交流输入端则分别由开关部分的第一与第二整流元件耦合点及整流部分的第三与第四整流元件耦合点提供；以及设置在开关部分第一、第二整流元件耦合点与正极之间的电阻器；其中，当直流输出电压高于输入交流电压且第一交流输入端耦合至电阻的电压低于第二交流输入端电压时，上支路的第一开关元件处于关状态，同时产生一信号用以控制下支路第二开关元件的开/关状态。