电力变换装置以及冷冻空气调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力变换装置以及冷冻空气调节装置。
【背景技术】
[0002]随着可变电压.可变频率的逆变器装置等被实用化，开拓了各种电力变换装置的应用领域。
[0003]例如，关于电力变换装置，近年来，升降压转换器的应用技术开发已经兴起。另一方面，以碳化硅等为材料的宽能带隙半导体元件等的开发也正在兴起。关于这样的新的元件，关于即便是高耐压但电流容量(电流有效值的容许值)也小的元件，以整流器为中心而被实用化(例如，参照专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2005-160284号公报(图1)
【发明内容】
[0005]发明所要解决的技术问题
[0006]另一方面，认为在使高效的新的元件实用化时，例如关于电流容量大的元件，由于高成本、晶体缺陷等，面向实用化存在大量的课题，为了普及尚需时间。因此，例如，在针对对空气调节装置的压缩机的马达等供给那样的电力以上的电力进行变换的电力变换装置中，使用新的元件来实现高效化的做法在现状下比较困难。
[0007]本发明考虑上述课题，提供一种能够确保高效、高可靠性等的电力变换装置等。另夕卜，进一步降低与电力变换有关的损失。
[0008]解决技术问题的技术方案
[0009]本发明的电力变换装置，在电源与负载之间进行电力变换，具备:电压可变装置，具有防止电流从负载侧向电源侧逆流的整流部，使来自所述电源的电力的电压变化为规定的电压；转流装置，进行使在电压可变装置中流过的电流流到其它路径的转流动作；以及控制装置，进行与电压可变装置的电压可变有关的控制以及与转流装置的转流动作有关的控制，以在所述转流装置进行所述转流动作时使得产生进行所述整流部的逆恢复的电压的电流流到所述转流装置侧的方式，来构成所述转流装置。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明的电力变换装置，通过设置能够进行转流动作的转流装置，能够使在电压可变装置中流过的电流转流到其它路径。因此，在例如电压可变装置的动作中，能够降低从负载侧(平滑装置侧)流到电压可变装置侧(电源侧)的复原(recovery)电流，通过与例如电压可变装置中使用的元件的电流容量等无关地研究结构，能够降低电流所致的损失、流通损失。此时，通过以使为了产生进行整流部的逆恢复的电压所需的电流流向转流装置的方式，来构成转流装置，能够进一步降低不会对电力变换(电压可变)直接作出贡献的转流动作中的损失。能够通过以上那样的结构的转流装置的转流动作，减小损失，能够作为系统整体更高效地进行电力变换。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的实施方式I的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0013]图2是示出本发明的实施方式I的系统的动作模式的例子(其I)的图。
[0014]图3是示出本发明的实施方式I的系统的动作模式的例子(其2)的图。
[0015]图4是示出本发明的实施方式I的系统的动作模式的例子(其3)的图。
[0016]图5是示出本发明的实施方式I的系统的动作模式的例子(其4)的图。
[0017]图6是用于说明复原电流的流动的图。
[0018]图7是示出在本发明的实施方式I的系统中进行转流控制时的信号等的波形的图。
[0019]图8是示出本发明的实施方式I的升压用整流部23的逆恢复时的复原电流的路径的图。
[0020]图9是示出本发明的实施方式I的转流用整流部42的逆恢复时的复原电流的路径的图。
[0021]图10是表示本发明的实施方式2的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0022]图11是表示本发明的实施方式3的电力变换装置中的转流装置的结构的图。
[0023]图12是表示本发明的实施方式4的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0024]图13是表示本发明的实施方式5的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0025]图14是表示本发明的实施方式6的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0026]图15是表示本发明的实施方式7的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0027]图16是表示本发明的实施方式8的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0028]图17是表示本发明的实施方式9的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0029]图18是表示本发明的实施方式10的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0030]图19是表示本发明的实施方式11的以电力变换装置为中心的系统结构的图。
[0031]图20是本发明的实施方式13的冷冻空气调节装置的结构图。
[0032]符号说明
[0033]1:电源；la:单相交流电源；lb:整流装置；lc:三相交流电源；2:升压装置；3:平滑装置；4:转流装置；5:电压检测装置；6:电源生成装置；7:驱动信号传送装置；8:转流信号传送装置；9:负载；10:电流检测元件；11:电流检测装置；21:磁能积蓄部；22:升压用开闭开关部；22:电力可变用开闭开关；23:电力可变用整流器部；23:升压用整流部；25:变压部；27:电流切断部；41:变压器；42:转流用整流部；43:变压器驱动电路；44、44a,44b:转流用开闭器；45:变压器用电源部；46:变压器驱动用整流部；47:变压器用平滑部；48:电流限制部；61:电源生成用整流部；62:电源生成用平滑部；63:开关电源部；100:控制装置；110:阻抗检测部；200:电流检测部；300:热源侧部件；301:压缩机；302:油分离器；303:四通阀；304:热源侧热交换器；305:热源侧风扇；306:储料器；307:热源侧调节装置；308:制冷剂间热交换器；309:旁通调节装置；310:热源侧控制装置；400:负载侧部件；401:负载侧热交换器；402:负载侧调节装置；403:负载侧风扇；404:负载侧控制装置；500:气体配管；600:液配管。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图等，说明发明的实施方式的电力变换装置等。此处，包括图1，在以下的附图中，附加了相同符号的部分为相同或者与其相当的部分，在以下记载的实施方式的全文中是共用的。另外，在说明书全文中表示的构成要素的方式仅为例示，不限于说明书记载的方式。
[0035]实施方式1.
[0036]图1是表示本发明的实施方式I的以电力变换装置为中心的系统结构的图。首先，对具有图1中的能够高效地进行电力变换的电力变换装置的系统结构进行说明。
[0037]在图1所示的系统中，在电源I与负载9之间连接了电力变换装置。电源I能够使用例如直流电源、单相电源、三相电源等各种电源。此处，设为电源I是直流电源而进行说明。另外，负载9是马达等、与该马达等连接的逆变器装置等。
[0038]电力变换装置具有:成为电压可变装置的升压装置(升压电路)2，使与来自电源I的电力供给有关的施加电压升压为规定电压；转流装置(转流电路)4，在必要的定时使升压装置2中流过的电流转流到不同的路径(其它路径)；以及平滑装置(平滑电路)3，使与升压装置2及转流装置4的动作有关的电压(输出电压)平滑。另外，具有:电压检测装置5，检测通过平滑装置3得到的电压；以及控制装置100，用于根据与电压检测装置5的检测有关的电压，控制升压装置2以及转流装置4。此外，具有:驱动信号传送装置7，使来自控制装置100的驱动信号sa成为与升压装置2匹配的驱动信号SA而传送给升压装置2 ;以及转流信号传送装置8，使来自控制装置100的驱动信号(转流信号)Sb成为与转流装置4匹配的驱动信号SB而传送给转流装置4。
[0039]本实施方式中的升压装置2包括在例如电源I的正侧或者负侧连接的由电抗器等构成的磁能积蓄部21、在其后级连接的升压用开闭开关部22 (电力可变用开闭开关22)以及由整流器等构成的升压用整流部23 (电力可变用整流器部23)。此处，如图1所示，关于构成升压用整流部23的整流器，将B点侧设为阳极侧，将C点侧设为阴极侧。具有例如开关元件的升压用开闭开关部22根据来自驱动信号传送装置7的驱动信号SA进行开闭，控制经由升压用开闭开关部22的电源I的正侧与负侧之间的导通、非导通。关于用作开关元件的半导体元件的种类，没有特别限定，而使用能够经受来自电源I的电力供给的高耐压的元件等(例如，IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、M0SFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)等)。此处，虽然在图1中未示出，但升压用开闭开关部22从开关动作用的电源接受用于进行开闭动作的电力供给。另外，由例如Pn结二极管等整流器构成的升压用整流部23是从电源I侧向负载9侧对电流(电力)进行整流，防止从负载9侧向电源I侧的逆流的逆流防止元件。在本实施方式中，设为与从电源I对负载9供给的电力的大小匹配地，使用电流容量大的整流器。另外，为了抑制升压用整流部23中的电力(能量)损失，使用正向电压低(Vf特性良好)的元件来进行整流。
[0040]另外，本实施方式的转流装置4包括变压器41、转流用整流部42、以及构成用于驱动变压器41的变压器驱动电路43的元件等。在图1中，设为变压器41的初级侧、次级侧绕组的极性相同。另外，变压器41的次级侧绕组和转流用整流部42被串联连接。进而，转流用整流部42与升压装置2的升压用整流部23并联连接。
[0041]具有脉冲变压器等的变压器41和变压器驱动电路43构成转流动作装置。通过对初级侧绕组施加电压来流过励磁电流，从而在次级侧绕组中感应电压而流过电流，使在升压装置2中流过的电流转流。此处，在本实施方式的变压器41中，调整了初级侧绕组和次级侧绕组的匝数比等。例如，在调整匝数比的情况下，使变压器41的初级侧绕组和次级侧绕组中的匝数比成为A:B(A彡B、B= I以上)。另外，使初级侧绕组和次级侧绕组中的电感比成为大致A2:B 2 (A2彡B2、B= I以上)。通过进行匝数比的调整等，能够产生升压用整流部23(整流器)的逆恢复所需的电压以上的