电力转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力转换装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为生成比供给的直流电压更高的交流电压而进行输出的装置，已知一种对斩波器部和逆变器部进行组合的电力转换装置。
[0003]例如，在专利文献I中记载的电力转换装置中，控制部进行如下控制:利用逆变器部对由斩波器部进行升压的直流电压进行PWM控制从而转换成交流电压，并向交流电动机进行输出。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4142879号公报
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题
[0008]然而，在以往的电力转换装置中，由于利用逆变器部对由斩波器部进行升压的直流电压进行PWM控制从而转换成交流电压，故在电力转换效率方面存在问题。
[0009]本发明的实施方式的一个方案的目的在于，提供能够提高电力转换效率并同时精度良好地进行从直流电压向交流电压的电力转换的电力转换装置。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]实施方式的一个技术方案涉及的电力转换装置具备:斩波器部，其具有第一开关元件、电感器、二极管以及电容器；逆变器部；第二开关元件；以及控制部。斩波器部通过所述第一开关元件的接通、断开，使从直流电源供给的电力从所述电感器经由所述二极管而积蓄在所述电容器中。逆变器部与所述斩波器部的输出连接。第二开关元件与所述二极管反向并联连接。控制部对所述斩波器部进行控制而生成绝对值高于所述直流电源的电压的部分的交流电压波形，并对所述逆变器部进行控制而生成绝对值低于所述直流电源的电压的部分的交流电压波形，从而从所述逆变器部输出交流电压。并且，所述控制部在对所述斩波器部进行控制而生成绝对值高于所述直流电源的电压的部分的交流电压波形的期间内，交替地接通所述第一开关元件及所述第二开关元件。
【附图说明】
[0012]图1是表示实施方式涉及的电力转换装置的结构的图。
[0013]图2是表示实施方式涉及的斩波电压的波形的图。
[0014]图3是表示实施方式涉及的输出电压的波形的图。
[0015]图4是表示实施方式涉及的电力转换装置进行的正常时运转的动作的图。
[0016]图5是表示实施方式涉及的电力转换装置进行的应急时运转的动作的图。
【具体实施方式】
[0017]以下参照附图，对本申请公开的电力转换装置的实施方式进行详细的说明。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。
[0018]图1是表示实施方式涉及的电力转换装置I的结构的图。如图1所示，电力转换装置I具备斩波器部2、逆变器部3、以及控制部5。
[0019]控制部5通过对斩波器部2进行控制，从而对直流电源的电压(以下，记载为“电源电压Vin”)进行升压，并生成绝对值高于电源电压Vin的部分的交流电压波形。另外，控制部5通过对逆变器部3进行控制，从而生成绝对值低于经由斩波器部2输入的电源电压Vin的部分的交流电压波形。控制部5通过该控制将电源电压Vin向交流的输出电压Vout转换，并从逆变器部3输出。
[0020]在该控制部5中，在由逆变器部3生成绝对值低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，从斩波器部2向逆变器部3原样输入电源电压Vin。因此，与利用逆变器部3将由斩波器部2进行升压的直流电压转换成交流电压的情况相比，降低逆变器部3中的开关损失。并且，由于在斩波控制中不进行逆变器部3的开关控制，因此，还降低逆变器部3的开关损失。
[0021]另外，在由逆变器部3生成绝对值低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，不进行斩波器部2的开关控制。因此，与在斩波器部2中始终进行开关而向逆变器部3输出恒定的直流电压、并通过逆变器部3的开关而生成交流电压波形的整体的情况相比，能够降低斩波器部2的开关次数。因而，还降低斩波器部2的开关损失。
[0022]但是，在电力转换装置I中，在由斩波器部2生成绝对值高于电源电压Vin的部分的交流电流波形的期间内，有时变成低负载状态、无负载状态。在该情况下，例如，如果由斩波器部2单纯地对电源电压Vin进行升压而生成交流电压波形，则升压后的电力没有被负载消耗，往往降低交流电压波形的生成精度。
[0023]于是，在电力转换装置I中构成为，即使在变成低负载状态、无负载状态的情况下，也抑制交流波形的生成精度的降低。以下，对电力转换装置I进行具体的说明。
[0024]如图1所示，斩波器部2具备相对于直流电源串联连接的电感器LI及开关元件SWa(相当于第一开关元件的一例)。此外，保护二极管Dl与开关元件SWa反向并联连接。
[0025]另外，斩波器部2具备:二极管D2，其阳极连接在电感器LI和开关元件SWa的一端之间；开关元件SWb (相当于第二开关元件的一例)，其与二极管D2反向并联连接；以及电容器Cl，其连接在二极管D2的阴极和开关元件SWa的另一端之间。
[0026]此外，斩波器部2的结构不限于图1所示的结构，只要是具备阳极与电感器LI侧连接并且阴极与电容器Cl侧连接的二极管D2、和与二极管D2反向并联连接的开关元件Sffb的结构，其他结构也可以是任意的结构。
[0027]逆变器部3与斩波器部2的输出连接。逆变器部3具备:被全桥接而成的四个开关元件SWl、SW2、SW3、SW4 ；以及分别与各开关元件SWl、SW2、SW3、SW4反向并联连接各一个的四个反馈二极管D3、D4、D5、D6。
[0028]该逆变器部3的输出与滤波器部4连接，并将从斩波器部2输出的电压(以下，记载为“斩波电压Vbst”)转换成交流的输出电压Vout，从而向与滤波器部4的输出侧连接的负载(未图示)进行输出。此外，滤波器部4具备两个电感器L2、L3和电容器C3，并对从逆变器部3输出的脉冲电压进行平滑化，从而将其形成为交流的输出电压Vout。
[0029]对斩波器部2及逆变器部3进行控制的控制部5通过接通、断开斩波器部2的开关元件SWa，使从直流电源供给的电力从电感器LI经由二极管D2而积蓄在电容器Cl中。通过该开关，斩波电压Vbst变得高于电源电压Vin。此外，从直流电源向斩波器部2供给的电压通过电容器C2被进行平滑化。
[0030]控制部5在对斩波器部2进行控制从而生成绝对值高于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，交替地接通开关元件SWa及开关元件SWb。由此，在电力转换装置I中，即使在生成绝对值高于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内变成低负载状态、无负载状态，也能够经由开关元件SWb及电感器LI向直流电源侧释放出斩波电压Vbst不必要地变高的电容器Cl的电荷。
[0031]因而，根据电力转换装置1，即使在生成绝对值高于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内变成低负载状态、无负载状态，也能够抑制交流电压波形的生成精度降低的情况。
[0032]另外，控制部5在对逆变器部3进行控制从而生成绝对值低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，也进行接通开关元件SWb的控制。由此，电力转换装置I能够进一步提尚电力转换效率。
[0033]具体而言，控制部5在利用逆变器部3生成绝对值低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，停止对于斩波器部2的开关控制，从而将斩波电压Vbst维持成电源电压Vin。此时，在断开开关元件SWb的情况下，由于电源电压Vin经由二极管D2向逆变器部3进行输出，因此，在二极管D2中产生电力损失。
[0034]于是，控制部5在由逆变器部3生成绝对值低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间内，将与二极管D2相比电力损失较少的开关元件SWb接通，并经由开关元件SWb向逆变器部3输出电源电压Vin。由此，在电力转换装置I中，与经由二极管D2向逆变器部3输出电源电压Vin的情况相比，能够进一步提高电力转换效率。
[0035]在此，参照图2?图4，进一步详细地说明该电力转换装置I的动作的一例。图2是表示实施方式涉及的斩波电压Vbst的波形的图，图3是表示实施方式涉及的输出电压Vout的波形的图。另外，图4是表示由实施方式涉及的电力转换装置I进行的正常时运转的动作的图。
[0036]在此，图2?图4所示的斩波器部开关期间是通过交替地接通斩波器部2中的两个开关元件SWa、SWb从而使斩波器部2生成高于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间。
[0037]另一方面，图2?图4所示的逆变器部开关期间是使斩波器部2中的开关元件SWa维持断开的状态并使开关元件SWb维持接通的状态、并且对逆变器部3进行控制从而生成低于电源电压Vin的部分的交流电压波形的期间。
[0038]另外，图4所示的正弦波是从外部向控制部5输入的输出电压指令Vout'另外，图4所示的驱动信号Sb、Sa、Sl、S2、S3、S4是从控制部5分别向各开关元件SWb、SWa、SW1、SW2、SW3、SW4输出的信号。
[0039]如图4所示，在斩波器部2中，在输出电压指令Vout*的绝对值高于电源电压Vin的期间内(以下，记载为“斩波器部开关期间”)，交替地接通开关元件SWa、SWb。此时，控制部5向开关元件SWa输出占空比成为(Vout* — Vin) /Vout *的驱动信号Sa。
[0040]另外，控制部5在输出电压指令Vout*的值高于电源电压Vin的斩波器部开关期间内，使开关元件SW1、SW4维持成接通的状态，并使开关元件SW2、SW3维持成断开的状态。另外，在输出电压指令Vout*的正负颠倒值高于电源电压Vin的斩波器部开关期间内，使开关元件SW2、SW3维持成接通的状态，并使开关元件SW1、SW4维持成断开的状态。由此，如图2所示，斩波电压Vbst的