逆变器装置以及空调机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及逆变器装置以及空调机。
【背景技术】
[0002]以往的各种电气设备(例如空调机)搭载有逆变器装置。如果能改变逆变器装置所具有的开关元件的接通(tune-on)的速度，则能够与负载电流的大小相适应地使产生的噪声与开关损失之间的折衷选择最佳。
[0003]例如，专利文献I中公开了通过切换与开关元件的栅极端子连接的电阻来进行开关速度的切换的技术。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2002-199700号公报
【发明内容】
[0006]但是，根据上述现有技术，需要由开关来切换栅极电路的连接。所以，存在如下问题:必须在使逆变器动作暂时停止、或者各开关元件断开的极短的时间内切换电路，所以很难实现。
[0007]本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于得到一种逆变器装置，不使逆变器动作停止，就能改变开关的速度，能够与负载电流的大小相适应地使产生噪声与开关损失的折衷选择最佳。
[0008]为了解决上述问题、达成目的，本发明的特征在于，一种逆变器装置具备:将交流电源变换为直流电源的整流电路；与该整流电路的后级连接的平滑化部；经由改善所述交流电源的功率因数的电抗器而使所述交流电源短路的短路部；将来自所述平滑化部的直流变换为交流的逆变器部；以及控制该逆变器部的控制部，该逆变器装置的特征在于:对所述逆变器部的各开关元件的栅极端子分别连接有栅极驱动电路，所述栅极驱动电路具备第I栅极电压线和电压值比该第I栅极电压线高的第2栅极电压线，所述第I栅极电压线的电压值在所述逆变器装置的动作过程中也是可变的。
[0009]根据本发明实现以下效果:能得到不使逆变器动作停止就能改变开关的速度、能够与负载电流的大小相适应地使产生噪声与开关损失的折衷选择最佳的逆变器装置。
【附图说明】
[0010]图1是示出实施方式I的逆变器装置的结构的一个例子的电路图。
[0011]图2是示出实施方式I的逆变器装置中的栅极驱动电路的结构的电路图。
[0012]图3是示出实施方式I的逆变器装置中的晶体管的导通断开以及电压的变化的第I时序图。
[0013]图4是示出实施方式I的逆变器装置中的晶体管的导通断开以及电压的变化的第2时序图。
[0014]图5是示出实施方式I的逆变器装置中的晶体管的导通断开以及电压的变化的第3时序图。
[0015]图6是示出生成实施方式2的逆变器装置的第I栅极电压线(电压可变)的电压的电路图的一个例子的图。
[0016]图7是示出实施方式3的空调机的室外单元的概要的图。
【具体实施方式】
[0017]以下，根据附图详细说明本发明的逆变器装置的实施方式。另外，并不是通过这些实施方式来限定本发明。
[0018]实施方式1.
[0019]图1是示出本发明的逆变器装置的实施方式I的结构的一个例子的电路图。图1所示的逆变器装置是提供商用电源、输出期望的电压以及频率的逆变器装置的一个例子，但本发明的逆变器装置不限于此。
[0020]图1所示的逆变器装置，将交流电源I作为单相交流电源，具备:短路部3，经由改善功率因数的电抗器2使交流电源I短路；平滑化部5，由串联连接的两个电容器5a、5b构成；整流电路4，被设于短路部3与平滑化部5之间。
[0021]整流电路4具有二极管4a?4d，将交流电源I变换为直流。短路部3具有将二极管17a?17d桥连接的短路用的整流电路部以及将电源短路的IGBT16。在将交流电源I短路的情况下，根据相位的不同而流向短路部3的电流的朝向也不同。平滑化部5具有串联连接的电容器5a、5b。开关7是切换全波整流与倍压整流的开关，连接在交流电源I的输出的一侧和电容器5a、5b之间(中位点)。
[0022]平滑化部5由两个电容器5a、5b构成，在连接有电抗器2的端子为高电位的情况下，如果短路用开关断开，则电容器5a被充电。在连接有电抗器2的端子为低电位的情况下，则电容器5b被充电，施加于逆变器部6的电压变为全波整流时的两倍。此外，如果开关7导通，则电流流向短路部3。这样，图1所示的逆变器装置能够进行全波整流与倍压整流的切换。此外，平滑化部5与逆变器部6 (3相的逆变器电路)连接，逆变器部6的3相输出与电机8连接。
[0023]电流检测部9通过检测电阻15的电流值，检测流向图1所示的逆变器装置的母线电流。电压检测部10检测串联连接的电容器5a、5b的两端的电压。电流检测部9以及电压检测部10将检测值分别向控制部11输出。控制部11控制逆变器部6内的6个开关元件12a?12f的导通断开，提供期望的电压。
[0024]开关元件12a ?12f 是 IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)或者 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等的电压驱动型开关元件。再生用的二极管13a?13f与开关元件12a?12f逆并联连接。开关元件12a?12f的栅极端子连接有栅极驱动电路14a?Hf。
[0025]图2是示出本发明的逆变器装置中的栅极驱动电路的实施方式I的结构的电路图。即，是示出图1所示的栅极驱动电路14a?14f (作为代表，记为栅极驱动电路14)的电路图。图2示出控制电路20、开关元件12、二极管13以及栅极驱动电路14。另外，开关元件12是图1所示的开关元件12a?12f的任意一个，二极管13是图1所示的二极管13a?13f的任意一个。
[0026]控制电路20是输出用于驱动逆变器装置的PWM(Pulse Width Modulat1n，脉宽调制)信号的控制电路，例如、微计算机。此外，图2示出直流电源线21、第I栅极电压线22以及第2栅极电压线23。
[0027]直流电源线21是提供使控制电路20动作的直流电源的电源线。第I栅极电压线22是驱动开关元件12的栅极的栅极电压线。第2栅极电压线23是驱动开关元件12的栅极的栅极电压线。另外，使第2栅极电压线23的电压\c2比第I栅极电压线22的电压V ccl
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[0028]栅极驱动电路14 具备:晶体管 24、25、26、34(Trl、Tr2、Tr3、Tr4)、电阻 27、28、29、35、36、电容器30和二极管33。电阻27的电阻值R1以及电阻28的电阻值R2分别被设定为能使栅极驱动电路14动作的值。晶体管34是nMOS晶体管。关于电容器30，以使电阻28的电阻值民与电容器30的电容值(^之积成为恰当的规定的时间常数(主开关元件的接通时间的I?10倍)的方式设定电容值Q。作为栅极电阻的电阻29(电阻值Re)通过节点32与开关元件12的栅极端子连接，电阻值Re设为电阻36的电阻值的2?10倍。另外，栅极驱动电路14驱动开关元件12的一个。
[0029]接下来，说明本实施方式的逆变器装置的动作。在图1所示的逆变器装置中，如果控制电路20输出导通信号(高电平)，则晶体管24接通，由第I栅极电压线22，经由栅极电阻29对开关元件12的栅极端子进行充电。
[0030]若栅极电压变为阈值电压以上，则开关元件12接通，但其速度由栅极电压决定。因而，通过控制第I栅极电压线22的电压，能够使晶体管24接通的速度成为期望的速度。[0031 ] 接下来，如果晶体管26接通，则开关元件12的栅极端子通过第2栅极电压线23被充电。这时，关于R、C的电路常数，以密勒效应结束后晶体管26导通的方式进行设定。而且，如以上所述，第2栅极电压线23的电压被设定得比第I栅极电压线22的电压高(例如，15V)，所以接通了的开关元件12在紧接导通后的短暂的时间里在激活区域进行动作，但马上移至饱和区域，所以能够抑制发生损耗(参照图3)。图3是示出本实施方式的逆变器装置中的晶体管的导通断开以及电压的变化