0供给电力的电力转换装置，使用在实施方式1中所述的直流电源装置100。由此，能够向 逆变器30供给全波整流状态、倍压整流状态等多种直流电压。所以，在使用不使用稀土类磁 铁而増加匝数的电动机作为电动机31的情况下，能够供给适于电动机31的直流电压。因此， 能够以不使不使用稀土类磁铁的电动机31的损耗増加的方式对电动机31进行驱动。
[0120] 此外，通过使用实施方式1的直流电源装置100,与电动机31的动作状态（负载量） 相应地对电动机31施加适当的电压，所以能够实现高效的驱动动作。具体而言，驱动控制部 33基于由电流检测器32检测出的电流来掌握电动机31的动作状态，基于动作状态来对控制 部8指示电压。控制部8对切换部7的模式(全波整流模式、升压模式a、升压模式b、升压模式 c)进行选择以得到该指示的电压，在所选择出的模式下使切换部7动作。
[0121]特别是，在使用铁氧体磁铁等的磁力小于稀土类磁铁的磁铁的电动机31中，与动 作状态相应地施加适当的电压，由此能够抑制损耗的増加并实现高效的驱动动作。因此，优 选直流电源装置100作为对铁氧体磁铁等的永久磁铁电动机进行驱动的逆变器用的直流电 源装置。
[0122] 并且，通过将被称作超级结构造的MOSFET的MOSFET用于本实施方式的直流电源装 置的元件(第一开关元件4a、第二开关元件4b、第一防逆流元件5a、第二防逆流元件5b、构成 整流电路2的整流元件）、逆变器30的开关元件中的1个以上中，能够实现进一步的低损耗 化，并能够提供高效的直流电源装置。另外，超级结构造是指具有深于普通的MOSFET的P层 的构造，公知有通过使较深的P层与η层较宽地接触，虽然是低导通电阻但具有较高的电压 耐力。
[0123] 此外，本实施方式的直流电源装置的元件、逆变器30的开关元件中的1个以上，由 GaN(氮化镓)或SiC(碳化娃）、金刚石等宽禁带半导体构成，也能够提供更低损耗的直流电 源装置。并且，因使用宽禁带半导体而使耐电压性升高，容许电流密度也升高，所以能够实 现MOSFET的小型化，能够实现组装了这些元件的半导体模块的小型化。由于耐热性较高，所 以也能够实现散热器的散热片的小型化。并且，宽禁带半导体的耐力高于现有的硅(Si)半 导体，优先对高电压化起作用，所以能构成低损耗且电压较高的直流电源装置或逆变器30， 更进一步地发挥宽禁带半导体的特性。
[0124] 如上所述，在本实施方式中，示出了将实施方式1的直流电源装置100应用于电动 机驱动装置的示例。在本实施方式的电动机驱动装置中，能够与电动机31的结构(永久磁铁 的种类，匝数等)和动作状态相应地适当控制向对电动机31进行驱动控制的逆变器30供给 的电压。由此，在对使用铁氧体磁铁等的磁力小于稀土类磁铁的磁铁的电动机31进行驱动 控制的情况下，也能够抑制损耗并实现高效的驱动动作。此外，如实施方式1中所述，能够抑 制冲击电流。
[0125] 实施方式3
[0126] 图13是表示本发明的实施方式3的空调机的结构示例的电路框图。本实施方式的 空调机具有实施方式2中所述的电动机驱动装置。本实施方式的空调机具有：内置有实施方 式2的电动机31的压缩机41、四通阀42、室外热交换器43、膨胀阀44、室内热交换器45经由制 冷剂配管46而组装成的制冷循环，并构成分离式空调机。
[0127] 在压缩机41内部设置有对制冷剂进行压缩的压缩机构47和使其动作的电动机31， 构成有通过使制冷剂从压缩机41在热交换器43和热交换器45之间循环而进行制冷和制暖 等的制冷循环。图13所示的电路框图不仅适用于空调机，也能够适用于冰箱、制冷机等具有 制冷循环的设备。
[0128] 在通过制冷循环进行制冷、加热的空调机中，在室内温度接近于由使用者设定的 设定温度后成为稳定状态，逆变器30进行动作使得搭载于压缩机41的电动机31以低速旋 转。因此，由于在空调机中长时间持续低速旋转，所以低速运转时的效率改善对节能化有较 大贡献。因此，为了减少电流而采用了使用稀土类磁铁或匝数被増加的磁力较弱的永久磁 铁的电动机作为电动机31时，有助于节能。
[0129] 本实施方式的空调机如实施方式2中所述，即使不使用作为稀有金属的稀土类磁 铁，也能够高效地对匝数被増加且使用磁力较弱的永久磁铁的电动机31进行驱动控制。所 以，在采用了匝数被増加且使用磁力较弱的永久磁铁的电动机31的情况下也能够实现节 能。
[0130] 特别是，当在如冰箱这样24小时一直运转的设备中应用实施方式2的电动机驱动 装置时，低速旋转中的低电流状态下的运转较长，所以通过匝数被増加且使用铁氧体磁铁 等的电动机31，能够实现低成本且节能化。
[0131] 综上所述，本发明涉及的直流电源装置能够在适用于以直流进行电力消耗的负载 的、电源装置中应用。特别是，能够用作需要直流电源装置的逆变器的电源装置，除了应用 于对永久磁铁电动机进行驱动的逆变器来实现节能以外，还能够不使用含有稀有金属的稀 土类磁铁来构成廉价且节能性较高的电动机驱动装置，由此除了能够应用于空调机和制冷 机、洗涤干燥机以外还能够应用于冰箱、除湿器、热栗式热水器、陈列柜、吸尘器等所有家用 电器，也能够应用于风扇电动机或换气扇、干手器、电磁感应加热烹调器等。
【主权项】
1. 一种直流电源装置，其特征在于，包括： 切换部，其具有第一开关元件和第二开关元件，并具有:所述第一开关元件及所述第二 开关元件的导通占空比为第一值的第一模式，所述第一开关元件及所述第二开关元件的导 通占空比为大于所述第一值的第二值的第二模式；以及 切换控制部，其在使所述切换部从所述第一模式转移到所述第二模式的情况下，对所 述第一开关元件和所述第二开关元件进行控制以使得导通占空比成为所述第二值为止的 时间为一定时间以上，在导通占空比成为所述第二值之后，进行控制以延长所述第一开关 元件和所述第二开关元件的动作周期。2. 根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于，包括： 电荷蓄积部，其由第一电容器和第二电容器构成， 所述切换部具有防逆流元件，其抑制来自所述电荷蓄积部的电荷的逆流， 所述第一开关元件和所述第二开关元件之间的中点与所述第一电容器和所述第二电 容器之间的中点连接。3. 根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于，包括： 电荷蓄积部，其由第一电容器和第二电容器构成， 所述切换部具有防逆流元件，其抑制来自所述电荷蓄积部的电荷的逆流， 所述第一开关元件和所述第二电容器之间的中点与所述第一电容器和所述第二开关 元件之间的中点经由二极管连接。4. 根据权利要求2或3所述的直流电源装置，其特征在于： 所述防逆流元件由宽禁带半导体形成。5. 根据权利要求4所述的直流电源装置，其特征在于： 所述宽禁带半导体为碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。6. 根据权利要求1至3中的任一项所述的直流电源装置，其特征在于： 将所述第一值设为〇%，将所述第二值设为50%。7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的直流电源装置，其特征在于： 所述第一开关元件和所述第二开关元件中的至少1个由宽禁带半导体形成。8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的直流电源装置，其特征在于，包括： 整流电路，其与交流电源连接， 构成所述整流电路的整流元件由宽禁带半导体形成。9. 一种电动机驱动装置，其对电动机进行驱动，其特征在于，包括： 权利要求1至8中的任一项所述的直流电源装置； 逆变器，其使用从所述直流电源装置供给的直流电流，对所述电动机进行控制； 电流检测部，其对在所述电动机中流过的电流进行检测；以及 驱动控制部，其基于由所述电流检测部检测出的电流，对所述逆变器进行控制。10. 根据权利要求9所述的电动机驱动装置，其特征在于： 所述驱动控制部基于所述电动机的负载量来确定向所述逆变器供给的直流电流的电 压，向所述直流电源装置指示所确定的所述电压， 所述直流电源装置基于来自所述驱动控制部的指示，对向所述逆变器供给的直流电流 的电压进行控制。11. 根据权利要求9或10所述的电动机驱动装置，其特征在于： 所述电动机具有由稀土类元素以外构成的永久磁铁。12. 根据权利要求9至11中的任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于： 构成所述逆变器的开关元件由宽禁带半导体形成。13. 根据权利要求12所述的电动机驱动装置，其特征在于： 所述宽禁带半导体为碳化硅、氮化镓类材料或金刚石。14. 一种空调机，其特征在于，包括： 权利要求9至13中的任一项所述的电动机驱动装置；以及 压缩机，其具有由所述电动机驱动装置驱动的电动机。15. -种冰箱，其特征在于，包括： 权利要求9至13中的任一项所述的电动机驱动装置；以及 压缩机，其具有由所述电动机驱动装置驱动的电动机。
【专利摘要】本发明提供一种直流电源装置，该直流电源装置具有：切换部（7），其由第一开关元件（4a）和第二开关元件（4b）构成；以及控制部（8），其对第一开关元件（4a）和第二开关元件（4b）的动作进行控制，其中，切换部（7）具有：导通占空比为第一值的第一模式；以及导通占空比为大于第一值的第二值的第二模式，控制部（8）在使切换部（7）从第一模式转移到第二模式的情况下，对切换部（7）进行控制以使得导通占空比成为第二值为止的时间为一定时间以上，在导通占空比成为第二值之后，进行控制以延长切换部（7）的动作周期。
【IPC分类】H02M3/155
【公开号】CN105612684
【申请号】CN201480055351
【发明人】筱本洋介, 畠山和德, 神谷庄太
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年10月15日
【公告号】WO2015056341A1, WO2015056721A1