功率转换装置的制作方法

本公开涉及一种功率转换装置。

背景技术：

1、在功率转换装置中，有使用具有高频链路的直接型功率转换器的装置。作为直接型功率转换器的过电压保护电路，有时使用所谓的rcd缓冲电路中包含电容器和电阻器并联连接的电路结构的电路(例如参照专利文献1)。使用这样的电路结构的原因在于，例如在使用高频链路的情况下，通过并联电阻让由电容器吸收的浪涌功率进行放电。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本专利第5429316号公报

技术实现思路

1、－发明要解决的技术问题－

2、在包括专利文献1所示例的rcd缓冲电路的情况下，就功率转换装置而言，除了由电阻器引起的浪涌功率的消耗之外，电阻器作为高频链路电压的负载发挥作用而时常产生功耗。因此，在现有的功率转换装置中，在轻负载的情况下会导致效率降低，其结果是，存在使直接型功率转换器转换所具有的高效率性能劣化的问题。

3、本发明的目的在于：实现缓冲电路中的损耗的降低。

4、－用以解决技术问题的技术方案－

5、本公开的第一方面是一种功率转换装置，该功率转换装置的特征在于：包括：

6、交直流转换电路10，所述交直流转换电路10根据交流电压源60生成叠加有交流分量的直流电压；

7、直交流转换电路20，所述直交流转换电路20的输入端与所述交直流转换电路10的输出端连接，所述直交流转换电路20将所述直流电压接入、断开从而将该直流电压转换为交流电压，并将所述交流电压输出给感性的负载70；

8、钳位电路30，所述钳位电路30具有串联连接的第一电容器32和第一二极管31，所述钳位电路30连接在所述交直流转换电路10的输出的正极与负极之间；

9、缓冲电路40，所述缓冲电路40具有串联连接的第二电容器42和第二二极管41，所述缓冲电路40连接在所述交直流转换电路10的输出的正极与负极之间；以及

10、元件z，所述元件z具有电阻分量，

11、所述交直流转换电路10的输出端、所述钳位电路30、所述缓冲电路40、所述直交流转换电路20的输入端按照所述交直流转换电路10的输出端、所述钳位电路30、所述缓冲电路40、所述直交流转换电路20的输入端的顺序排列，

12、所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述正极侧的位置上，或者，所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述负极侧的位置上，

13、具有所述电阻分量的元件z将所述第一电容器32的靠近所述第一二极管31侧的一端和所述第二电容器42的靠近所述第二二极管41侧的一端连接，

14、从所述正极到负极的阻抗在所述钳位电路30侧比在所述缓冲电路40侧低，

15、在所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述正极侧的位置上的情况下，在从所述第二二极管41的阴极到所述负极的阻抗中，流过所述钳位电路30的那一侧中的阻抗比流过所述缓冲电路40的那一侧中的阻抗高，

16、在所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述负极侧的位置上的情况下，在从所述第二二极管41的阳极到所述正极的阻抗中，流过所述钳位电路30的那一侧中的阻抗比流过所述缓冲电路40的那一侧中的阻抗高。

17、在第一方面中，没有恒定地产生损耗的电阻器。在第一方面中，利用钳位电路30蓄积浪涌功率。在第一方面中，能够实现降低缓冲电路中的损耗。

18、本公开的第二方面是，在第一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

19、在从所述正极到所述负极的阻抗中，所述钳位电路30的阻抗及所述缓冲电路40的阻抗为：

20、所述直交流转换电路20的负载电感与所述第一电容器32的谐振频率、

21、从所述交流电压源60到所述钳位电路30的电感与所述第一电容器32的谐振频率中的任一频率下的阻抗；

22、在所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述正极侧的位置上的情况下，在从所述第二二极管41的阴极到所述负极的阻抗中，流过所述缓冲电路40的那一侧中的阻抗及流过所述钳位电路30的那一侧中的阻抗，以及

23、在所述第一二极管31及所述第二二极管41连接在比所述第一电容器32及所述第二电容器42更靠所述负极侧的位置上的情况下，在从所述第二二极管41的阳极到所述正极的阻抗中，流过所述缓冲电路40的那一侧中的阻抗及流过所述钳位电路30的那一侧中的阻抗为：

24、从所述交直流转换电路10到所述缓冲电路40的电感与所述第二电容器42的谐振频率、

25、从所述缓冲电路40到所述直交流转换电路20的电感与所述第二电容器42的谐振频率中的任一频率下的阻抗。

26、在第二方面中，通过限定规定阻抗的频率，即使将缓冲电路40和钳位电路30分开安装，也能够可靠地降低浪涌。

27、本公开的第三方面是，在第一或第二方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

28、具有所述电阻分量的元件z是电阻器51。

29、在第三方面中，在从第二二极管41的阴极到负极的阻抗或从第二二极管41的阳极到正极的阻抗中，能够将钳位电路30侧的阻抗设定得比缓冲电路40侧的阻抗高。

30、本公开的第四方面是，在第一或第二方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

31、具有所述电阻分量的元件z是电阻器51和第三二极管52的串联电路。

32、在第四方面中，在第一电容器32的电压包含脉动电流的情况下，能够降低由朝第二电容器42的逆流引起的损耗。

33、本公开的第五方面是，在第一到第四方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

34、所述钳位电路30包括开关部，

35、在所述第一电容器32的电压比所述交直流转换电路10所生成的直流电压高的情况下，所述开关部导通，将所述第一电容器32作为电压源而向所述负载70供给功率，在所述第一电容器32的电压比所述交直流转换电路10所生成的直流电压低的情况下，所述开关部变为非导通。

36、在第五方面中，将蓄积在第一电容器32中的功率供给到电动机70。

37、本公开的第六方面是，在第一到第五方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

38、所述功率转换装置包括控制部100，所述控制部100控制所述交直流转换电路10和所述直交流转换电路20，

39、交流电压源60输出多相的交流电压，

40、所述交直流转换电路10包括开关元件，所述开关元件对所述多相的交流电压的各相进行接入、断开，

41、所述控制部100向所述交直流转换电路10输出第一控制信号cs1，通过切换进行第一控制和第二控制，使所述交直流转换电路10输出两个电压，在所述第一控制中，使相电压最小的相导通，并且以规定导通比对其他相进行所述接入、断开，在所述第二控制中，使相电压最大的相导通，并且以所述导通比对其他相进行所述接入、断开，

42、所述控制部100向所述直交流转换电路20输出第二控制信号cs2，所述第二控制信号cs2用于使所述直交流转换电路20对所述两个电压分别进行pwm调制。

43、在第六方面中，对于从交直流转换电路10得到的两个电压中任一较大的电压，利用钳位电路30蓄积浪涌功率。

44、本公开的第七方面是，在第一到第五方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

45、所述功率转换装置包括：升压斩波电路12，所述升压斩波电路12利用所述直流电压在线圈lch中蓄积能量；以及

46、控制部100，所述控制部100控制所述升压斩波电路12及所述钳位电路30，

47、所述交流电压源60输出单相的交流电压，

48、所述交直流转换电路10对单相的交流电压进行整流并输出所述直流电压，

49、所述控制部100通过依次进行第三控制和第四控制，依次选择所述直流电压和升高至比所述直流电压高的电压，并供给到所述直交流转换电路20，在所述第三控制中，利用所述能量对所述第一电容器32进行充电，在所述第四控制中，使所述第一电容器32放电，

50、所述控制部100向所述直交流转换电路20输出第二控制信号cs2，所述第二控制信号cs2用于对供给到所述直交流转换电路20的电压分别进行pwm调制。

51、在第七方面中，在交直流转换电路10所生成的直流电压和升高至比该直流电压高的电压中，利用钳位电路30对升压后的电压蓄积浪涌功率。

52、本公开的第八方面是，在第一到第五方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

53、交流电压源60输出多相的交流电压，

54、所述交直流转换电路10包括：

55、整流电路11，所述整流电路11对三相的交流电压进行整流；以及

56、电容器cin，所述电容器cin连接在所述整流电路11的输出的正极与负极之间。

57、在第八方面中，在以电源六倍分量进行脉动的直流电压的峰值附近，蓄积浪涌功率。

58、本公开的第九方面是，在第一到第五方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

59、交流电压源60输出单相的交流电压，

60、所述交直流转换电路10包括：

61、整流电路11，所述整流电路11对单相的交流电压进行整流；以及

62、电容器cin，所述电容器cin连接在所述整流电路11的输出的正极与负极之间。

63、在第九方面中，在以电源二倍分量进行脉动的直流电压的峰值附近，蓄积浪涌功率。

64、本公开的第十方面是，在第一到第九方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

65、在所述第一电容器32上并联连接有其他负载80。

66、在第十方面中，蓄积在第一电容器32中的能量被其他负载80利用。

67、本公开的第十一方面是，在第十方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

68、所述钳位电路30构成为能够利用所述第一电容器32、所述第一二极管31进行整流及平滑化。

69、在第十一方面中，钳位电路30包括对于更大的负载来说足够的二极管电流额定值，并且包括对于平滑来说足够的电容器容量。

70、本公开的第十二方面是，在第一到第十一方面中任一方面的功率转换装置的基础上，其特征在于：

71、所述钳位电路30在所述第一二极管31的一端及所述第一电容器32的一端中的至少一者上串联连接有电阻。

72、在第十二方面中，抑制了流向钳位电路30的冲击电流。

73、本公开的第十三方面是一种功率转换装置，该功率转换装置的特征在于：包括：交直流转换电路10，所述交直流转换电路10根据交流电压源60生成叠加有交流分量的直流电压；

74、直交流转换电路20，所述直交流转换电路20的输入端与所述交直流转换电路10的输出端连接，所述直交流转换电路20将所述直流电压接入、断开从而将该直流电压转换为交流电压，并将所述交流电压输出给感性的负载70；

75、钳位电路30，所述钳位电路30具有串联连接的第一电容器32和第一二极管31，所述钳位电路30连接在所述交直流转换电路10的输出的正极与负极之间；

76、缓冲电路40，所述缓冲电路40具有串联连接的第二电容器42和第二二极管41，所述缓冲电路40连接在所述交直流转换电路10的输出的正极与负极之间；以及

77、元件z，所述元件z具有电阻分量，

78、所述交直流转换电路10的输出端、所述钳位电路30、所述缓冲电路40、所述直交流转换电路20的输入端按照所述交直流转换电路10的输出端、所述钳位电路30、所述缓冲电路40、所述直交流转换电路20的输入端的顺序排列，

79、所述负载70是电动机，

80、所述钳位电路30具有吸收所述电动机70的电磁感应能量的功能，

81、所述缓冲电路40具有吸收直流链路的杂散电感的浪涌功率的功能，

82、所述浪涌功率是通过所述元件z从所述缓冲电路40向所述钳位电路30再生的。

83、在第十三方面中，浪涌功率是在钳位电路30中再生的。在第十三方面中，能够实现降低缓冲电路40中的损耗。