转换器装置以及空气调节器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转换器装置以及具备该转换器装置的空气调节器。
【背景技术】
[0002]以往，作为转换器装置，已知专利文献I所公开的装置。专利文献I所公开的转换器装置是将交流电力变换为直流电力的装置，以降低高次谐波分量以及改善功率因数为目的而具有由基本开关电路和增设开关电路构成的两个开关电路。并且，在负载小时仅使基本开关电路工作，在负载大的情况下使基本开关电路和增设开关电路双方均工作。
[0003]更具体而言，专利文献I所公开的转换器装置具有:判定从整流器输出的电流是否小于基准电流的比较电路、判定平滑电容器的两端电压是否大于基准电压的比较电路、和根据来自这两个比较电路的输出信号而被接通断开的控制信号开关。控制信号开关是用于将增设开关电路和转换器装置之间的连接进行切断的开关。
[0004]在先技术
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-233439号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]专利文献I所公开的转换器装置为了判定是否使增设开关电路工作而需要:对从整流器输出的电流进行检测的电流检测器、以及对平滑电容器的两端电压进行检测的电压检测器。还具有用于将增设开关电路从转换器装置切断的控制信号开关，装置构成多，有可能导致装置大型化。
[0009]本发明正是鉴于这种情形而完成的，其目的在于提供能够谋求装置的小型化以及简单化的转换器装置以及空气调节器。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的第I的形态为一种转换器装置，连接在交流电源与负载之间，将来自所述交流电源的交流电力变换为直流电力来输出，其中，所述转换器装置具备:整流单元，其将从所述交流电源输入的交流电力变换为直流电力；平滑单元，其在所述整流单元的直流输出侧与该整流单元并联连接；两个开关电路，在所述整流单元与所述平滑单元之间相互并联设置；和控制单元，其对所述开关电路进行控制，各所述开关电路具有:感应性元件，其与连接所述整流单元和所述平滑单元的正极母线串联地设置；和开关单元，其在所述感应性元件的电流输出侧与所述整流单元并联连接，所述控制单元具有:基准波形生成单元，其生成预先规定的载波频率的基准波形；电压指令生成单元，其生成电压指令；第I信号生成单元，其通过比较所述基准波形和所述电压指令，来生成一个开关电路用的第I开关信号；和第2信号生成单元，其通过比较使所述基准波形的相位偏移180度后的反转基准波形和所述电压指令，来生成另一个开关电路用的第2开关信号。
[0012]根据本形态，生成使给定的载波频率的基准波形反转后的反转基准波形，利用基准波形和电压指令来生成第I开关信号，并且利用反转基准波形和电压指令来生成第2开关信号。并且，基于其中的第I开关信号来控制一个开关电路的开关单元的开闭，基于第2开关信号来控制另一个开关电路的开关单元的开闭。由此，能够使两个开关单元的开关相位彼此偏移约180度，能够获得抵消由开关动作产生的高次谐波的效果。并且，根据该效果，可以使开关频率降低，能够使开关损耗降低，并且可以谋求感应性元件的小型化、低成本化。
[0013]进而，通过利用使基准波形反转后的反转基准波形来生成第2开关信号，能够通过简单的处理来生成相位与第I开关信号之间偏移了 180°的第2开关信号。根据上述构成，由于能够实现基于开环的控制，因此能够使得不需要用于检测被反馈的参数的高精度传感器等。
[0014]如果根据输入电流信号来掌握其相位，则能够谋求转换器控制相位的最佳化，因此能够降低输入电流失真，提高高次谐波降低效果。
[0015]本发明的第2形态为一种转换器装置，连接在交流电源与负载之间，将来自所述交流电源的交流电力变换为直流电力来输出，其中，所述转换器装置具备:整流单元，其将从所述交流电源输入的交流电力变换为直流电力；两个开关电路，在所述交流电源与所述整流单元之间相互并联设置；和控制单元，其对所述开关电路进行控制，各所述开关电路具有:感应性元件，其与连接所述交流电源和所述整流单元的任一条电力线串联地设置；和开关单元，其在所述感应性元件的与所述交流电源相反的一侧与所述整流单元并联连接，所述控制单元具有:基准波形生成单元，其生成预先规定的载波频率的基准波形；电压指令生成单元，其生成电压指令；第I信号生成单元，其通过比较所述基准波形和所述电压指令，来生成一个开关电路用的第I开关信号；和第2信号生成单元，其通过比较使所述基准波形的相位偏移180度后的反转基准波形和所述电压指令，来生成另一个开关电路用的第2开关信号。
[0016]根据本形态，生成使给定的载波频率的基准波形反转后的反转基准波形，利用基准波形和电压指令来生成第I开关信号，并且利用反转基准波形和电压指令来生成第2开关信号。并且，基于其中的第I开关信号来控制一个开关电路的开关单元的开闭，基于第2开关信号来控制另一个开关电路的开关单元的开闭。由此，能够使两个开关单元的开关相位彼此偏移约180度，能够获得抵消由开关动作产生的高次谐波的效果。并且，根据该效果，可以使开关频率降低，能够使开关损耗降低，并且能够谋求感应性元件的小型化、低成本化。
[0017]进而，通过利用使基准波形反转后的反转基准波形来生成第2开关信号，能够通过简单的处理来生成相位与第I开关信号之间偏移了 180°的第2开关信号。根据上述构成，由于能够实现基于开环的控制，因此能够使得不需要用于检测被反馈的参数的高精度传感器等。
[0018]根据本形态，与第I形态所涉及的转换器装置相比较，纵使不进行转换器控制相位的最佳化，也能够抑制输入电流波形的失真。
[0019]在上述转换器装置中，优选在稳定负载时，在将满足高次谐波的限制值的开关频率设为下限值、且将满足噪声的限制值的开关频率设为上限值的上下限范围内，所述载波频率被设定为与所述上限值相比更靠近所述下限值的频率。
[0020]如此，在稳定负载时，在清除噪声限制以及高次谐波限制的频率范围内，将开关频率设定为尽量小的频率，因此能够尽量降低开关损耗。在为空气调节器的情况下，所谓高次谐波的限制例如为IEC61000-3-2。在为空气调节器的情况下，所谓噪声的限制例如为CISPR14-1。
[0021]在上述转换器装置中，也可以是所述控制单元在所述负载为预先设定的给定的阈值以下的低负载时的情况下，在从零交叉点开始的交流电压波形的I周期中预先设定使开关单元开闭的次数，执行基于该开关次数来控制使所述开关元件开闭的相位和脉冲宽度的部分开关方式，所述控制单元在所述负载超过所述阈值的情况下，执行基于所述第I开关信号以及所述第2开关信号的开关控制。
[0022]或者，也可以是所述控制单元在所述负载为预先设定的给定的阈值以下的低负载时的情况下，停止任一个所述开关电路的开关动作，并且使另一个开关电路的开关频率增加，所述控制单元在所述负载超过所述阈值的情况下，执行基于所述第I开关信号以及所述第2开关信号的开关控制。
[0023]在将开关频率设定得较低的情况下，当低负载时存在无法清除给定的噪声限制或给定的高次谐波限制的情形。该情况下，通过切换低负载时的开关控制方法，即便在低负载时也可清除噪声限制及高次谐波限制。
[0024]在上述转换器装置中，也可以具备设置在所述整流单元的输入侧或者输出侧的电流检测单元，所述电压指令生成单元在输入电流越大的情况下越使所述电压指令的相位延迟，并且在零交叉附近处的输入电流的变化率为给定值以上的情况下根据该变化率来调整所述电压指令的相位。
[0025]如此，设为检测输入电流信号，根据该输入电流信号来调整电压指令的相位。由此，能够减小输入电流的零交叉附近处的电流失真，能够提高高次谐波降低控制的效果。
[0026]在上述转换器装置中，也可以具备对所述平滑单元的两端电压进行检测的直流电压检测单元，所述电压指令生成单元计算预先设定的基准直流电压和由所述直流电压检测单元检测到的电压值之差，该差越大则越使所述电压指令的振幅增加。
[0027]如此，设为检测平滑单元的两端电压的直流电压，基于该直流电压的检测值来调整电压指令的振幅。具体而言，基准直流电压和由直流电压检测单元检测到的电压值之差越大，则越使电压指令的振幅增加，以使转换器的高次谐波的上升率下降。由此，能够抑制直流电压中所含的脉动，并且能够使逆变器的控制性提升。
[0028]在上述转换器装置中，也可以是各所述开关电路具有用于将所述开关元件中流动的电流设为单向或者双向的二极管，进而作为该二极管而采用利用了 SiC元件的二极管。
[0029]通过采用利用了 SiC元件的二极管，从而可以使开关元件中流动的逆向恢复电流降低。由此，能够有效地降低开关损耗。
[0030]本发明的第3形态为具有上述转换器装置的空气调节器。
[0031]发明效果
[0032]根据本发明，具有能够谋求装置的小型化以及简单化的效果。
【附图说明】
[0033]图1是示出本发明的第I实施方式所涉及的电动机驱动装置的简要构成的图。
[0034]图2是图1所示的转换器控制部的功能框图。
[0035]图3是用于对基准波形、反转基准波形、以及第I开关信号及第2开关信号进行说明的图。
[0036]图4是示出额定负载时的本实施方式所涉及的转换器装置的输入电流波形的仿真结果的一例的图。
[0037]图5是比较并示出对图4所示的输入电流波形进行频率分析后的结果和噪声限制值的图。
[0038]图6是示出低负载时的第I实施方式所涉及的转换器装置的输入电流波形的仿真结果的一例的图。
[0039]图7是比较