功率转换装置的制造方法_3

文档序号:9830100阅读:来源:国知局
ND布线42上的分流电阻29a、以及作为输入电流计算部31d工作的控制器31等构成。分流电阻29a的两端电压Vd2被输入到控制器31中,由输入电流计算部31d按规定的采样周期Ts(相当于规定周期)进行采样且进行AD转换后,用来计算输入电流Im。
[0077]-功率因数改善驱动部-
[0078]功率因数改善驱动部30与各开关元件Q25a、Q25b、Q25c的栅极端子和控制器31相连接。功率因数改善驱动部30例如由集成电路构成。功率因数改善驱动部30根据来自控制器31的PFC驱动指令信号0?&对向各开关元件025&、02513、025(3施加的栅极电压进行控制来使功率因数改善部25接通和断开。
[0079]具体而言,在使功率因数改善部25接通,以使该功率因数改善部25进行功率因数改善动作时,功率因数改善驱动部30向各开关元件Q25a、Q25b、Q25c输出用来使各开关元件025&、02513、025(:以较短的周期反复地接通和断开的栅极控制信号61、62、63。相反地,在使功率因数改善部25断开,以使功率因数改善动作停止时,功率因数改善驱动部30向各开关元件Q25a、Q25b、Q25c输出用来使所有的开关元件Q25a、Q25b、Q25c保持在断开的状态的栅极控制信号61、62、63。
[0080]-控制器-
[0081]控制器31由存储器和中央处理器(CPU)构成。如图3所示,控制器31根据存储器中存储的各种程序而作为上述输入电压采样部31a、PFC电流计算部31b、输出电压采样部31c、输入电流计算部31 d工作,而且还作为电动机驱动控制部31 e工作。
[0082]电动机驱动控制部31e根据电动机11中的转子位置信息来决定电动机控制信号Pwm,并且向功率转换部28的逆变器驱动部输出该电动机控制信号Pwm。作为转子位置信息,能够举出电动机11中的霍尔元件的检测结果、电流检测部29的检测结果即输入电流Im等。此外,在电动机11运转的期间中,电动机驱动控制部31e使用转子位置信息和各个时刻的各检测部24、27的检测结果Vac_peak、Vdc等来对电动机11的运转进行反馈控制。
[0083]本第一实施方式涉及的控制器31还进行与功率因数改善部25相关的控制。作为该控制能够举出:功率因数改善部25应输出的输出电压Vdc的目标值即输出目标值VdC_ref的可变控制;以及功率因数改善部25的接通和断开控制。
[0084]输出目标值VdC_ref的可变控制是由作为目标值决定部31f工作的控制器31进行的。例如,如图4所示,目标值决定部31f将对各个时刻的输入电压检测部24的检测结果Vac_peak加上一定量的升压量Va而得到的结果决定为输出目标值Vdc_ref。图4是可变式输出目标值Vdc_ref的概念的说明图。也就是说,在图4中示出了功率因数改善部25的输出电压Vdc随着输入电压Vl发生变化的情况。由此,例如即使发生了商用电压VO发生变动的电源电压变动,功率因数改善部25进行升压的升压量Va本身也不会发生变化。因此,流经开关元件Q25a、Q25b、Q25c的电流保持大致一定,电抗器L25a、L25b、L25c和开关元件Q25a、Q25b、Q25c的功率损失也保持大致一定。
[0085]<功率因数改善部的接通和断开控制>
[0086]该控制是由作为功率因数改善控制部31g(相当于控制部)工作的控制器31进行的。功率因数改善控制部31g根据输入电流Im来对功率因数改善部25的接通和断开进行控制。
[0087]需要说明的是,在以下的说明中使用的图5是发生波动现象的机理的说明图。图6是时序图,其示出输入电流Im、电流检测部29对输入电流Im进行检测的检测定时以及PFC驱动指令信号Cpfc随时间经过而产生的变化。
[0088]如图5所示,功率因数改善控制部31g具有接通时电流换算公式PF_on和断开时电流换算公式PF_off,其中该接通时电流换算公式PF_on包含与功率因数改善部25接通时的功率因数相关的系数,该断开时电流换算公式PF_off包含与功率因数改善部25断开时的功率因数相关的系数。功率因数改善控制部31g根据功率因数改善部25的接通、断开状态来选择接通时电流换算公式PF_on或断开时电流换算公式PF_off,并使用选择的电流换算公式PF_on、PF_off来将电流检测部29的检测结果即输入电流Im换算为考虑了功率因数的值。将该换算结果称为参数值。
[0089]而且,当使用断开时电流换算公式PF_off求得的参数值为第一阈值以上的值时,功率因数改善控制部31g就使功率因数改善部25接通来使功率因数改善部25进行功率因数改善动作。当使用接通时电流换算公式PF_on求得的参数值为比第一阈值还低的第二阈值以下的值时,功率因数改善控制部31 g使功率因数改善部25断开来使功率因数改善动作停止。在对功率因数改善部25的接通、断开进行了切换后,功率因数改善控制部31g根据切换后的功率因数改善部25的接通、断开状态来选择接通时电流换算公式PF_on或断开时电流换算公式PF_ofT,并使用选择的电流换算公式PF_on、PF_ofT来重新换算参数值。
[0090]需要说明的是,电流换算公式PF_on、PF_off是根据实际使功率因数改善部25接通或断开了的情况下的、负载侧(即电动机11侧)的消耗电力、输入电流Im和输入电压Vl等预先决定好的。
[0091]以下,利用图5示出一个例子。以下式(1)(2)定义各电流换算公式PF_on、PF_off。
[0092]PF_on = Im/1...(I)
[0093]PF_off = Im/0.5---(2)
[0094]上式(I)中的“I”表示当功率因数改善部25接通时的功率因数,上式(2)中的“0.5”表示当功率因数改善部25断开时的功率因数。参数值是通过以各功率因数来除电流检测部29的检测结果而得到的。
[0095]假设第一阈值为“10A”,第二阈值为“4A”。
[0096]当功率因数改善部25处于断开的状态时,例如由图5中的“负载上升”的箭头所示那样,流经GND布线42的实际的输入电流Im不断地上升。如果在该状态下,电流检测部29的检测结果为“6A”,则由于根据上式(2),参数值会成为第一阈值以上的值“12A”(图5中的A点),因此功率因数改善控制部31g使功率因数改善部25接通。接着,功率因数改善控制部31g选择上式(I)的接通时电流换算公式PF_on,重新换算后的参数值成为“6A”(图5中的B点)。
[0097]此外,当功率因数改善部25处于接通的状态时,例如由图5中的“负载下降”的箭头所示那样,实际的输入电流Im不断地减少。如果在该状态下,电流检测部29的检测结果为“4A”,则由于根据上式(I),参数值会成为与第二阈值相等的“4A”(图5中的D点),因此功率因数改善控制部31g使功率因数改善部25断开。接着,功率因数改善控制部31g选择上式(2)的断开时电流换算公式PF_of f,重新换算后的参数值成为“8A”(图5中的E点)。
[0098]第一阈值和第二阈值例如根据在刚刚切换后进行重新换算而得到的参数值所能取的范围来决定。
[0099]然而,如上所述那样在刚刚切换后进行重新换算而得到的参数值是根据即将切换之前的输入电流Im得到的。也就是说,由于在功率因数改善部25的接通、断开刚刚切换后的时间点,电流检测部29没有重新对输入电流Im进行检测,因此功率因数改善控制部31g存储即将切换之前的输入电流Im的值。于是,会发生下述情况:如果使用换算后的参数值,则功率因数改善控制部31g会错误地识别包含最新的功率因数改善部25的状态的、与功率因数相关的真正的状态。
[0100]例如,在图5的曲线图中,在功率因数改善部25的状态从A点迀移到B点的情况下,由于B点的参数值“6A”原本就是利用功率因数改善部25断开时的输入电流Im得到的值,因此功率因数改善控制部31g可能会将原本的状态即B点错误地识别为C点,在该C点,功率因数改善部25断开且参数值同样地成为“6A”。于是,功率因数改善控制部31g会将才刚切换为接通的功率因数改善部25再次切换为断开。这是因为,如果功率因数改善部25处于C点的状态,则功率因数改善控制部31g会进行下述控制:使功率因数改善部25断开,直到参数值成为第一阈值以上的值为止。
[0101]同样地,在功率因数改善部25的状态从D点迀移到E点的情况下,由于E点的参数值“8A”原本就是利用功率因数改善部25接通时的输入电流Im得到的值,因此功率因数改善控制部31g可能会将原本的状态即E点错误地判断为F点,在该
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