电源装置以及空气调节装置的制作方法

本发明涉及电源装置以及具备电源装置的空气调节装置，该电源装置被输入交流电力，驱动负载。

背景技术：

以往，在被输入交流电力并驱动作为负载的电动机的电源装置中，具备：被输入用于驱动电动机的电力的1个路径、和被输入用于驱动对电源装置进行控制的控制部的电力的其它路径。

下述专利文献1所记载的电源电路具备：第一变换部11，将交流电压变换为直流电压；以及第二变换部12。第二变换部12具备二极管d121。二极管d121的阳极连接于输入线l1与开关部s1之间。二极管d121的阴极连接于电容器c1，该电容器c1供给向控制部22施加的直流电压。第二变换部12对交流电压进行半波整流，对电容器c1进行充电。电源电路即使在开关部s1成为非导通之后也能够向控制部22供给动作电源(第0050段至第0051段、以及图2)。

专利文献1：日本特开2012－177500号公报

技术实现要素：

被输入交流电力并驱动电动机的电源装置高速地进行用于驱动电动机的电力变换部或者用于降低电源高次谐波的功率因数改善部内的半导体开关元件的开关。因此，电源装置以抑制高频噪声向受电侧泄漏为目的，在被输入交流电力的输入部具备噪声滤波器。噪声滤波器为了抑制常模的噪声，具备将输入部的端子间进行连接的电容器的情形较多。对该电容器的两端直接施加交流电源的电压。

另外，当功率因数改善部所具备的半导体开关元件发生短路故障时，有时为了保护电动机或者驱动电动机的电力变换部而使输入部内的开关部成为非导通。此时，施加于电容器的电压经过不经由开关部的路径而被重叠于用于驱动控制部的蓄电部。

此时，开关部成为非导通的时间点的输入部的电压直接被重叠于用于驱动控制部的蓄电部。因此，施加于用于驱动控制部的蓄电部的电压最大为通常动作时的电压的大致两倍。因此，需要将用于驱动控制部的蓄电部的部件的耐受电压设为通常动作时的电压的两倍以上，存在导致成本上升的问题点。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到能够降低成本的电源装置。

为了解决上述课题来达到目的，本发明具备：输入部，从交流电源被输入交流电力；第1整流部，将通过了输入部的交流电力变换为直流电力；功率因数改善部，对从第1整流部输出的直流电力的功率因数进行改善；第1蓄电部，对通过了功率因数改善部的直流电力进行蓄电，将所蓄电的直流电力供给到负载侧；第2整流部，连接于输入部与交流电源连接的部分，将交流电力变换为直流电力；第2蓄电部，对通过了第2整流部的直流电力进行蓄电；以及控制部，使用蓄电于第2蓄电部的电力来进行动作，当在功率因数改善部中发生短路故障时，进行切断输入部的控制。

本发明的电源装置起到能够降低成本的效果。

附图说明

图1是示出实施方式1的电源装置的结构的图。

图2是示出实施方式1的电源装置的动作的流程图。

图3是示出实施方式1的电源装置的动作的流程图。

图4是示出实施方式2的电源装置的结构的图。

图5是示出实施方式2的电源装置的动作的流程图。

图6是示出实施方式2的电源装置的其它例子的结构的图。

图7是示出实施方式3的空气调节装置的结构的图。

图8是示出实施方式3的空气调节装置的动作的流程图。

符号说明

1、1a、1b、1c：电源装置；2：交流电源；3：电动机；4：输入部；5：第1整流部；6：功率因数改善部；7：第1蓄电部；8：电力变换部；11：第2整流部；12：第2蓄电部；13：控制部；30：空气调节装置；31a、31b：室内机。

具体实施方式

以下，根据附图，详细地说明本发明的实施方式的电源装置以及空气调节装置。此外，本发明不限定于该实施方式。

实施方式1.

图1是示出实施方式1的电源装置的结构的图。电源装置1将从交流电源2供给的交流电力变换为直流电力，进而将直流电力变换为交流电力，驱动作为负载的电动机3。

电源装置1包括输入部4，该输入部4从交流电源2被输入交流电力。输入部4包括：开关部41，一端连接于交流电源2的一端；噪声滤波器42，连接于开关部41的另一端以及交流电源2的另一端。

此外，在实施方式1中，将交流电源2的一端与开关部41的一端的连接部分称为端子l，将交流电源2的另一端与噪声滤波器42的连接部分称为端子n。

噪声滤波器42包括作为感应性元件的线圈421以及作为电容性元件的电容器422。线圈421的一端连接于端子n。电容器422的一端连接于第1开关部41的另一端。电容器422的另一端连接于线圈421的另一端。开关部41在初始时为断开状态。

线圈421既可以抑制常模的高频噪声的泄漏，也可以抑制共模的噪声，也可以抑制常模以及共模这两方的噪声。

在开关部41为断开状态时，电容器422的一端与端子l之间被切断。因此，第1开关部41具有抑制由于交流电力被供给到电容器422而产生的无效电力的功能。

电源装置1包括第1整流部5，该第1整流部5将通过了输入部4的交流电力变换为直流电力。作为第1整流部5例示出二极管桥。

电源装置1包括功率因数改善部6，该功率因数改善部6对从第1整流部5输出的直流电力的功率因数进行改善，降低从第1整流部5输出的直流电压的电源高次谐波，使从第1整流部5输出的直流电压升压。

功率因数改善部6包括电抗器61，该电抗器61的一端连接于第1整流部5的高电位侧的输出端，该电抗器61是积蓄基于通过了第1整流部5的电流而得到的能量的感应性元件。

功率因数改善部6包括半导体开关元件62，该半导体开关元件62的一端连接于电抗器61的另一端，为了使短路电流在电抗器61流过而使得发生电源短路。

功率因数改善部6包括二极管63，该二极管63的阳极连接于电抗器61的另一端，是将积蓄于电抗器61的能量供给到第1蓄电部7的整流元件。

电抗器61、半导体开关元件62以及二极管63构成升压斩波电路。

功率因数改善部6包括电流检测部64，该电流检测部64连接于半导体开关元件62与第1整流部5的低电位侧的输出端之间，对流向半导体开关元件62的电流进行检测。

电源装置1包括第1蓄电部7，该第1蓄电部7对通过了功率因数改善部6的直流电力进行蓄电。作为第1蓄电部7例示出电容器。蓄电于第1蓄电部7的直流电力被供给到负载侧。

电源装置1包括电力变换部8，该电力变换部8将蓄电于第1蓄电部7的直流电力变换为所期望的电压以及频率的交流电力，供给到电动机3。作为电力变换部8例示出3相逆变器电路。

电源装置1包括充电部21，该充电部21连接于端子n与第1蓄电部7的高电位侧的一端之间。充电部21不经由噪声滤波器42，而能够将直流电力蓄电到第1蓄电部7。

充电部21是将充电开关部211、作为电阻性元件的充电电阻212以及作为整流元件的二极管213串联连接而构成的。充电开关部211在初始时为断开状态。

在充电开关部211为接通状态时，电流流过端子l、充电开关部211、充电电阻212、二极管213、第1蓄电部7以及端子n这样的路径，第1蓄电部7被蓄电。

充电电阻212具有抑制在蓄电到第1蓄电部7时流过的冲击电流的功能。由此，电源装置1无需使充电电阻与开关部41并联连接。

电源装置1包括：第2整流部11，将交流电源2的交流电力变换为直流电力；以及第2蓄电部12，对通过了第2整流部11的直流电力进行蓄电。

第2整流部11包括作为整流元件的二极管111。作为第2蓄电部12例示出作为电容性元件的电容器。二极管111的阳极连接于端子l。二极管111的阴极连接于第2蓄电部12的高电位侧的一端。第2蓄电部12的低电位侧的另一端经由功率因数改善部6、第1整流部5以及输入部4连接于端子n。

电源装置1包括控制部13，该控制部13将开关部41、半导体开关元件62以及充电开关部211控制成接通状态或者断开状态，并且控制电力变换部8。控制部13使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力来进行动作。由功率因数改善部6内的电流检测部64检测到的电流被输入到控制部13。

图2是示出实施方式1的电源装置的动作的流程图。电源装置1当从交流电源2被供给交流电力时，执行图2所示的动作。

当从交流电源2将交流电力供给到电源装置1时，在步骤s100中，电流流过经由端子l、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径，第2蓄电部12被蓄电。仅仅在端子l的电位比端子n的电位高的期间将直流电力蓄电到第2蓄电部12。因此，由第2整流部11以及第1整流部5进行的整流动作是半波整流。

当将直流电力蓄电到第2蓄电部12时，在步骤s102中，控制部13使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作。此外，此时，直流电力未蓄电到第1蓄电部7。

在步骤s104中，控制部13将充电开关部211控制成接通状态。由此，电流流过经由端子l、充电开关部211、充电电阻212、二极管213、第1蓄电部7以及端子n的路径，第1蓄电部7被蓄电。

当第1蓄电部7被蓄电时，能够经由二极管9供电到第2蓄电部12。

在步骤s106中，控制部13将开关部41控制成接通状态。此时，控制部13将充电开关部211控制成断开状态。由此，利用经由噪声滤波器42、第1整流部5以及功率因数变换部6的路径来对第1蓄电部7进行供电。由此，由噪声滤波器42抑制高频噪声的泄漏，利用半导体开关元件62的接通或者断开控制来改善功率因数以及升压直流电压。

在步骤s108中，控制部13开始电力变换部8的控制。由此，驱动电动机3。

图3是示出实施方式1的电源装置的动作的流程图。控制部13在控制动作过程中执行图3所示的处理。

在由控制部13控制半导体开关元件62和电力变换部8时，如果半导体开关元件62发生短路故障，则电流检测部64检测短路电流。

在步骤s200中，控制部13判定是否由电流检测部64检测到比预先决定的阈值大的电流。当控制部13判定为未由电流检测部64检测到比阈值大的电流时(否)，在步骤s200中进行待机。

当控制部13判定为由电流检测部64检测到比阈值大的电流时(是)，使处理进入到步骤s202。

在步骤s202中，控制部13停止电力变换部8的控制，并且将开关部41控制成断开状态。由此，电源装置1能够抑制过大的电流或者电压所致的电力变换部8的故障。

由于开关部41被控制成断开状态，所以电容器422的一端经由第2整流部11连接于第2蓄电部12的路径被切断。也就是说，电容器422的电压不重叠于第2蓄电部12。

另一方面，即使开关部41被控制成断开状态，交流电源2的交流电力也经由端子l、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n这样的路径被整流成直流电力，无论半导体开关元件62是否发生短路故障，都供给到第2蓄电部12。因此，控制部13不停止动作。

如以上说明，在实施方式1的电源装置1中，第2整流部11包含二极管111，该二极管111的阳极连接于端子l，阴极连接于第2蓄电部12。由此，即使在半导体开关元件62发生短路故障的情况下，电容器422的电压重叠于第2蓄电部12的路径也被第2整流部11抑制。因此，电源装置1无需使第2蓄电部12的耐受电压为通常时施加的电压的两倍以上。由此，电源装置1能够降低第2蓄电部12的成本。

另外，交流电源2的交流电力利用与半导体开关元件62的短路故障无关的路径被供给到第2蓄电部12。由此，电源装置1不使控制部13的动作停止，能够继续进行动作。

实施方式2.

在实施方式1中，在开始经由第2整流部11向第2蓄电部12蓄电时，在第2整流部11流过冲击电流。当在第2整流部11内的二极管111流过大的冲击电流时，二极管111有可能会发生故障。因此，为了实现二极管111的小型化，需要实现冲击电流的抑制。实施方式2抑制向二极管111的冲击电流。

图4是示出实施方式2的电源装置的结构的图。电源装置1a在实施方式1的电源装置1的结构中还包括：第2充电电阻141，在流过电流时与第2整流部11串联地连接；以及第2充电开关部142，被控制部13控制，将流向第2整流部11的电流的路径切换到经由第2充电电阻141的路径或者不经由第2充电电阻141的路径。

第2充电电阻141的一端连接于端子l。第2充电开关部142的一端连接于二极管111的阳极。第2充电开关部142的另一端切换到第2充电电阻141的一端侧的接点a或者第2充电电阻141的另一端侧的接点b而连接。第2充电开关部142在初始时连接于接点b侧。

图5是示出实施方式2的电源装置的动作的流程图。电源装置1a当从交流电源2被供给交流电力时，执行图5所示的动作。

图5所示的流程图的步骤s100、s102、s104、s106以及s108与实施方式1的图2所示的流程图相同。图5所示的流程图在步骤s102与步骤s104之间包括步骤s103。

当从交流电源2将交流电力供给到电源装置1时，在步骤s100中，电流流过经由端子l、第2充电电阻141、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径，第2蓄电部12被蓄电。

此时，在流过直流电流的路径中存在第2充电电阻141，所以流向第2蓄电部12的冲击电流通过第2充电电阻141。因此，冲击电流的峰值被第2充电电阻141抑制。由此，能够抑制在第2整流部11的二极管111流过大的电流。

当将直流电力蓄电到第2蓄电部12时，在步骤s102中，控制部13使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作。

在步骤s103中，控制部13进行切换第2充电开关部142的控制，以使第2充电开关部142的另一端连接于接点a。由此，控制部13使对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径成为不经由第2充电电阻141而经由端子l、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径。

在未将直流电力蓄电到第1蓄电部7的期间，利用经由第2整流部11的路径向第2蓄电部12供给直流电力。而且，在步骤s103中，利用不经由第2充电电阻141的路径向第2蓄电部12供给直流电力，从而抑制在第2充电电阻141中的电力损耗。

步骤s104以后与实施方式1相同，所以省略说明。

如以上说明，在实施方式2的电源装置1a中，具备第2充电电阻141，从而能够抑制在第2整流部11流过大的电流。由此，在电源装置1a中，能够使第2整流部11的二极管111小型化。因此，电源装置1a能够降低第2整流部11的成本。

另外，当使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作时，控制部13进行切换第2充电开关部142的控制，以使第2充电开关部142的另一端连接于接点a。由此，控制部13使对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径成为不经由第2充电电阻141而经由端子l、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径。因此，电源装置1a能够抑制在第2充电电阻141中的电力损耗。

此外，关于第2充电电阻141的配置，只要在电流流过第2充电电阻141时与第2整流部11串联地连接即可。具体而言，关于第2充电电阻141的配置，也可以是在第2整流部11与第2蓄电部12之间。

另外，第2充电电阻141与第2充电开关部142的连接不限定于图4所示的结构。

图6是示出实施方式2的电源装置的其它例子的结构的图。在该电源装置1b中，第2充电电阻141串联地连接于第2整流部11与第2蓄电部12之间。而且，第2充电开关部142与第2充电电阻141并联地连接。第2充电开关部142在初始时为断开状态。

当从交流电源2将交流电力供给到电源装置1时，电流流过经由端子l、第2整流部11、第2充电电阻141、第2蓄电部12以及端子n的路径，第2蓄电部12被蓄电。

此时，在流过直流电流的路径中存在第2充电电阻141，所以流向第2蓄电部12的冲击电流通过第2充电电阻141。因此，冲击电流的峰值被第2充电电阻141抑制。由此，能够抑制在第2整流部11的二极管111流过大的电流。

当将直流电力蓄电到第2蓄电部12时，控制部13使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作。

当开始动作时，控制部13进行将第2充电开关部142切换到接通状态的控制。由此，控制部13使对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径成为不经由第2充电电阻141而经由端子l、第2整流部11、第2充电开关部142、第2蓄电部12以及端子n的路径。

在未将直流电力蓄电到第1蓄电部7的期间，利用经由第2整流部11的路径来向第2蓄电部12供给直流电力。而且，通过利用不经由第2充电电阻141的路径来向第2蓄电部12供给直流电力，抑制在第2充电电阻141中的电力损耗。

如以上说明，在实施方式2的电源装置1b中，由于具备第2充电电阻141，从而能够抑制在第2整流部11流过大的电流。由此，在电源装置1b中，能够使第2整流部11的二极管111小型化。因此，电源装置1b能够降低第2整流部11的成本。

另外，当使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作时，控制部13进行将第2充电开关部142切换到接通状态的控制。由此，控制部13使对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径成为不经由第2充电电阻141而经由端子l、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径。因此，电源装置1b能够抑制在第2充电电阻141中的电力损耗。

此外，关于第2充电电阻141的配置，只要是与第2整流部11串联即可。具体而言，关于第2充电电阻141的配置，也可以是在端子l与第2整流部11之间。

实施方式3.

图7是示出实施方式3的空气调节装置的结构的图。空气调节装置30包括电源装置1c、室内机31a以及31b。

电源装置1c是对实施方式2的电源装置1b的结构追加用于与室内机31a以及31b连接的电路而成的。电源装置1c除了包括电源装置1b的结构之外，还包括：室内机连接部33，该室内机连接部33包括多个端子，该多个端子连接室内机31a以及31b；通信电路发送部52a以及53a及通信电路接收部52b以及53b，用于与室内机31a以及31b通信；通信电力生成部51，生成通信电路发送部52a以及53a及通信电路接收部52b以及53b使用的电力；以及二极管52c、52d、53c以及53d。

室内机连接部33包括端子s1、s2、s3、s4、s5以及s6。端子s1连接于端子l，端子s2连接于端子n。室内机31a经由端子s1以及s2被供给交流电力。端子s4经由端子s1连接于端子l，端子s5经由端子s2连接于端子n。室内机31b经由端子s4以及s5被供给交流电力。

通信电力生成部51使用经由端子s1和端子s2供给的交流电源，生成通信电路发送部52a以及53a及通信电路接收部52b以及53b使用的电力。

二极管52c的阳极连接于通信电路接收部52b，阴极连接于端子s3。二极管53c的阳极连接于通信电路接收部53b，阴极连接于端子s6。

二极管52d的阳极连接于端子s3。二极管53d的阳极连接于端子s6。二极管52d的阴极以及二极管53d的阴极被共同连接并被连接于第2充电电阻141的一端。

此外，在电源装置1c中，第2充电电阻141的一端与实施方式2的电源装置1a不同，不连接于端子l。

图8是示出实施方式3的空气调节装置的动作的流程图。

在将交流电力供给到空气调节装置30时，由于未形成用于将直流电力蓄电到第1蓄电部7以及第2蓄电部12的电流路径，所以不将直流电力蓄电到第1蓄电部7以及第2蓄电部12。控制部13不被供给电力，所以不开始动作。因此，第2充电开关142的另一端依旧为与第2充电电阻141侧的端子b连接的初始状态。另一方面，经由端子s1以及s2向室内机31a供电，经由端子s4以及s5向室内机31b供电。

在空气调节装置30开始运转时，在步骤s300中，室内机31a对在室内机31a内部设置的接点进行连接，从而进行使室内机连接部33内的端子s1与端子s3短路的控制。或者，在步骤s300中，室内机31b对在室内机31b内部设置的接点进行连接，从而进行使室内机连接部33内的端子s4与端子s6短路的控制。

当室内机连接部33内的端子s1与端子s3短路时，在步骤s302中，电流流过经由端子l、端子s1、端子s3、二极管52d、第2充电电阻141、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径，第2蓄电部12被蓄电。或者，当室内机连接部33内的端子s4与端子s6短路时，在步骤s302中，电流流过经由端子l、端子s4、端子s6、二极管53d、第2充电电阻141、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径，第2蓄电部12被蓄电。

此时，在流过直流电流的路径中存在第2充电电阻141，所以流向第2蓄电部12的冲击电流通过第2充电电阻141。因此，冲击电流的峰值被第2充电电阻141抑制。由此，能够抑制在第2整流部11的二极管111流过大的电流。

当将直流电力蓄电到第2蓄电部12时，在步骤s304中，控制部13使用蓄电于第2蓄电部12的直流电力开始动作。

在步骤s306中，控制部13进行切换第2充电开关部142的控制，以使第2充电开关部142的另一端连接于接点a。由此，控制部13使对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径成为不经由第2充电电阻141而经由端子l、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n的路径。

在未将直流电力蓄电到第1蓄电部7的期间，利用经由第2整流部11的路径向第2蓄电部12供给直流电力。而且，在步骤s306中，利用不经由第2充电电阻141的路径向第2蓄电部12供给直流电力，从而抑制在第2充电电阻141中的电力损耗。

在步骤s308中，室内机31a为了经由端子s3而与控制部13之间进行通信信号的交换，使在室内机31a内部设置的接点断开，从而进行使室内机连接部33内的端子s1与端子s3断开的动作。或者，在步骤s308中，室内机31b为了经由端子s6而与控制部13之间进行通信信号的交换，使在室内机31b内部设置的接点断开，从而进行使室内机连接部33内的端子s4与端子s6断开的动作。

此时，对第2蓄电部12进行蓄电的电流的路径形成为经由端子l、第2充电开关部142、第2整流部11、第2蓄电部12以及端子n，所以控制部13能够继续进行动作。

步骤s310、s312以及s314与图5的步骤s104、s106以及s108相同，所以省略说明。

在不进行空气调节装置30的运转时，不将直流电力蓄电到第2蓄电部12，控制部13不进行动作。因此，在不进行空气调节装置30的运转时消耗电力的主体限于室内机31a以及31b，电源装置1c能够抑制消耗电力。

如以上说明，实施方式3的空气调节装置30包括电源装置1c、室内机31a以及31b，对在室内机31a以及31b与控制部13之间进行通信信号的发送和接收的电路连接二极管52d以及53d，将二极管52d以及53d的阴极连接于第2充电电阻141。由此，在不进行空气调节装置30的运转时，不将直流电力蓄电到第2蓄电部12，控制部13不进行动作。因此，电源装置1c能够降低消耗电力。

另外，在空气调节装置30开始运转时，通过室内机31a以及31b的内部的接点的动作来将直流电力蓄电到第2蓄电部12，控制部13能够开始动作。进而，控制部13切换第2充电开关部142的接点，形成从端子l向第2蓄电部12供给直流电力的路径，所以无论之后的室内机31a以及31b的内部的接点的动作如何，都能够继续进行动作。

以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围内，对结构的一部分进行省略、变更。