直流电源装置、电动机驱动装置、空调机以及冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直流电源装置、电动机驱动装置、空调机以及冰箱。
【背景技术】
[0002] 示出了如下技术:与商用三相电源连接，将整流后的直流电压与基准值进行比较， 使第一开关元件和第二开关元件动作或停止，由此来使200V和400V标准化(例如专利文献 1)。此外，示出了如下技术:通过使第一开关元件和第二开关元件同时导通/断开，或者通过 使同时导通的期间、仅一方导通的期间、同时导通的期间和仅另一方导通的期间连续，而在 电抗器中蓄积能量，来进行升压(例如专利文献2)。
[0003] 此外，示出了如下技术:对于商用单相电源，通过对串联连接的2个开关元件交替 进行开关，对全波整流和倍压整流进行控制，能够控制成较宽的输出电压（例如专利文献 3) 〇
[0004] 并且，公开了如下技术:将由按各相插入的开关元件和电抗器构成的升压斩波部 与多相电源的星形结线的中性点连接，使开关元件进行动作，由此来抑制谐波(例如专利文 献4) 〇
[0005] 此外，公开了 ：在电力转换装置中，为了抑制流向电容器的冲击电流（浪涌电流 rush current)，对晶闸管的导通角(firing angle)进行控制的技术(例如专利文献5)和随 着时间的经过延长开关元件的导通时间的技术(例如专利文献6)。
[0006] 专利文献1:日本特开2008-12586号公报 [0007] 专利文献2:日本特开2009-50109号公报 [0008] 专利文献3:日本特开2000-278955号公报 [0009] 专利文献4:日本特开平6-253540号公报 [0010] 专利文献5:日本特开2007-288968号公报 [0011 ] 专利文献6:日本特开2010-213473号公报
【发明内容】
[0012] 在专利文献1~4所记载的电力转换装置中，能够获得高于电源电压的输出电压， 不过该输出电压都是通过由开关元件进行动作来获得的。然而，没有记载开关元件开始动 作而产生冲击电流的抑制方法。
[0013] 在专利文献5、6中公开了以下方法:通过晶闸管的导通角控制来限制初始充电电 流或者通过随着时间的经过来延长开关元件的导通时间，由此抑制流向电容器的冲击电 流。然而，专利文献5、6所记载的技术为流向电容器的初始充电的冲击电流的抑制方法，存 在以下问题:无法抑制全波整流动作切换到倍压动作时、瞬间停电后恢复时等的冲击电流。
[0014] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种能够抑制在开关元件的动 作开始时产生冲击电流的直流电源装置。
[0015] 为了解决上述问题、实现目的，本发明具有:切换部，其具有第一开关元件和第二 开关元件，并具有:上述第一开关元件及上述第二开关元件的导通占空比为第一值的第一 模式，上述第一开关元件及上述第二开关元件的导通占空比为大于上述第一值的第二值的 第二模式；以及切换控制部，其在使上述切换部从上述第一模式转移到上述第二模式的情 况下，对上述第一开关元件和上述第二开关元件进行控制以使得导通占空比成为上述第二 值为止的时间为一定时间以上，在导通占空比成为上述第二值之后，进行控制以延长上述 第一开关元件和上述第二开关元件的动作周期。
[0016] 本发明涉及的直流电源装置、电动机驱动装置、空调机和冰箱能够起到抑制在开 关元件的动作开始时产生冲击电流的效果。
【附图说明】
[0017] 图1是表示实施方式1的直流电源装置的结构示例的电路框图。
[0018] 图2是表示实施方式1的直流电源装置中的开关控制状态的一个示例的图。
[0019] 图3是表示实施方式1的直流电源装置中的各动作模式的图。
[0020] 图4是表示在升压模式下开始动作的前后的直流电压的一个示例的图。
[0021]图5是表示全波整流模式转移到升压模式时的导通占空比和直流电压的变化的一 个示例的图。
[0022]图6是表示示出在起动时使导通占空比逐渐增加的动作的模拟结果的动作波形的 一个示例的图。
[0023]图7是表示示出在起动时使开关频率变化的情况下的模拟结果的动作波形的一个 示例的图。
[0024]图8是对图7的虚线部进行放大后的波形图。
[0025] 图9是对使开关频率下降的情况进行了示意化的图。
[0026] 图10是表示实施方式1的变形例的直流电源装置的结构示例的图。
[0027] 图11是表示实施方式1的变形例的直流电源装置的结构示例的图。
[0028] 图12是表示实施方式2的电动机驱动装置的结构示例的电路框图。
[0029] 图13是表示实施方式3的空调机的结构示例的电路框图。
[0030] 符号说明
[0031] 1交流电源
[0032] 2整流电路
[0033] 3电抗器
[0034] 4a、4c第一开关元件
[0035] 4b、4d第二开关元件
[0036] 5a第一防逆流元件 [0037] 5b第二防逆流元件 [0038] 5c、5d防逆流元件
[0039] 6a、6d第一电容器
[0040] 6b、6c第二电容器
[0041 ] 7、7a 切换部
[0042] 8、8a 控制部
[0043] 9电源电压检测部
[0044] 10直流电压检测部
[0045] 11 负载
[0046] 30逆变器
[0047] 31电动机
[0048] 32电流检测器
[0049] 33驱动控制部
[0050] 41压缩机 [0051] 42四通阀
[0052] 43室外热交换器
[0053] 44膨胀阀
[0054] 45室内热交换器
[0055] 46制冷剂配管
[0056] 47压缩机构
[0057] 50直流电源
[0058] 51、53 电容器
[0059] 52电源电压检测器
[0060] 100、100a、IOOb 直流电源装置
【具体实施方式】
[0061] 以下，根据附图详细说明本发明涉及的直流电源装置、电动机驱动装置、空调机以 及冰箱。另外，本发明不限于该实施方式。
[0062]实施方式1
[0063] 图1是表示本发明涉及的直流电源装置100的实施方式1的结构示例的电路框图。 本实施方式的直流电源装置100为交流直流电力转换装置，将从交流电源1供给的三相交流 转换为直流并供给到负载11。负载11只要是以直流进行电力消耗的负载，则可以为任何种 类。这里，作为负载11，例如设想了对在应用制冷循环的设备中使用的压缩机的电动机进行 驱动的逆变器负载等。作为应用制冷循环的设备，例如存在空调机、制冷机、洗涤干燥机、冰 箱、除湿器、热栗式热水器、陈列柜等。负载11不限于应用制冷循环的设备的负载，也可以是 吸尘器、风扇电动机或换气扇、干手器、电磁感应加热烹调器等中的负载。
[0064] 直流电源装置100包括:对三相交流进行整流的整流电路(整流器)2;与整流电路2 的输出侧连接的电抗器3;在连向负载11的输出端子间串联连接的第一电容器6a和第二电 容器6b;有选择地对上述第一电容器6a和第二电容器6b中的一方或双方进行充电的切换部 7;对切换部7进行控制的控制部(切换控制部)8;对三相交流的电压进行检测的电源电压检 测部9;以及检测向负载11输出的直流电压的直流电压检测部10。第一电容器6a和第二电容 器6b构成对电荷进行蓄积的电荷蓄积部。另外，虽然在图1所示的示例中示出了将电抗器3 与整流电路2的输出侧连接的示例，但是也可以为连接于整流电路2的输入侧的结构。
[0065] 整流电路2为将6个整流二极管进行全桥连接而成的三相全波整流电路。在图1所 示的示例中，电源电压检测部9表示对从交流电源1供给的三相交流中的二相(这里，设为r 相、S相)的线间电压进行检测的示例。
[0066]切换部7具有:对第二电容器6b的充电、不充电进行切换的第一开关元件4a;对第 一电容器6b的充电、不充电进行切换的第二开关元件4b;防止第一电容器6a的充电电荷向 第一开关元件4a逆流的第一防逆流元件5a;以及防止第二电容器6b的充电电荷向第二开关 元件4b逆流的第二防逆流元件5b。
[0067]由第一开关元件4a和第二开关元件4b构成的串联电路的中点与由第一电容器6a 和第二电容器6b构成的串联电路的中点200连接。第一电容器6a通过连接点201与第一开关 元件4a的集电极连接，在第一开关元件4a的集电极和连接点201之间，朝向连接点201正向 地连接有第一防逆流元件5a。第二电容器6b通过连接点202与第二开关元件4b的发射极连 接，在第二开关元件4b的发射极和连接点202之间，朝向第二开关元件4b的发射极正向地连 接有第二防逆流元件5b。
[0068]第一电容器6a和第二电容器6b的电容相同。此外，作为第一开关元件4a和第二开 关元件4b，例如使用功率晶体管、功率M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT(Insulated Gate Bipolar Trans is tor:绝缘栅双极型晶体管)等半导体元件。
[0069]控制部8通过对第一开关元件4a和第二开关元件4b的导通和断开进行控制（开关 控制），来对供给到负载11的