電力變換裝置以及制冷空氣調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)涉及電力變換裝置以及制冷空氣調(diào)節(jié)裝置，目的在于提供一種能夠確保高效、高可靠性等的電力變換裝置，進(jìn)一步降低與電力變換有關(guān)的損失。電力變換裝置在電源與負(fù)載之間進(jìn)行電力變換，具備：升壓裝置；以及換流裝置，換流裝置具有將由于在初級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流而感應(yīng)的電壓施加到其它路徑上的次級(jí)側(cè)繞組來(lái)進(jìn)行換流動(dòng)作的變壓器，調(diào)整變壓器的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的電感比，使產(chǎn)生進(jìn)行升壓用整流部的逆恢復(fù)的電壓的電流流到換流裝置。本實(shí)用新型用途在于即使使用廉價(jià)的整流器來(lái)構(gòu)成換流用整流部，也能夠減小電容分量，能夠低成本地實(shí)現(xiàn)逆恢復(fù)時(shí)間降低、復(fù)原電流抑制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電力變換裝置以及制冷空氣調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力變換裝置以及制冷空氣調(diào)節(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著可變電壓.可變頻率的逆變器裝置等被實(shí)用化，開(kāi)拓了各種電力變換裝置的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]例如，關(guān)于電力變換裝置，近年來(lái)，升降壓轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)在興起。另一方面，以碳化硅等為材料的寬能帶隙半導(dǎo)體元件等的開(kāi)發(fā)也正在興起。關(guān)于這樣的新的元件，關(guān)于即便是高耐壓但電流容量(電流有效值的容許值)也小的元件，以整流器為中心而被實(shí)用化(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-160284號(hào)公報(bào)(圖1)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]另一方面，認(rèn)為在使高效的新的元件實(shí)用化時(shí)，例如關(guān)于電流容量大的元件，由于高成本、晶體缺陷等，面向?qū)嵱没嬖诖罅康恼n題，為了普及尚需時(shí)間。因此，例如，在針對(duì)對(duì)空氣調(diào)節(jié)裝置的壓縮機(jī)的馬達(dá)等供給那樣的電力以上的電力進(jìn)行變換的電力變換裝置中，想要使用新的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)高效化在現(xiàn)狀下比較困難。
[0006]本實(shí)用新型考慮上述課題，提供一種能夠確保高效、高可靠性等的電力變換裝置等。另外，進(jìn)一步降低與電力變換有關(guān)的損失。
[0007]本實(shí)用新型的電力變換裝置，在電源與負(fù)載之間進(jìn)行電力變換，具備:具有防止從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)的電流逆流的整流部，使來(lái)自該電源的電力的電壓變化為規(guī)定的電壓的電壓可變裝置；以及具有進(jìn)行使在電壓可變裝置中流過(guò)的電流流到其它路徑的換流動(dòng)作的換流動(dòng)作裝置、和將多個(gè)整流器在該其它路徑上串聯(lián)地連接而構(gòu)成并對(duì)與換流有關(guān)的電流進(jìn)行整流的換流用整流部的換流裝置，換流裝置具有將由于在初級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流而感應(yīng)的電壓施加到其它路徑上的次級(jí)側(cè)繞組來(lái)進(jìn)行換流動(dòng)作的變壓器，所述換流裝置為通過(guò)調(diào)整變壓器的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的電感比使得產(chǎn)生進(jìn)行整流部的逆恢復(fù)的電壓的電流流到換流裝置的裝置。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，在所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)繞組中設(shè)置有復(fù)位繞組。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述變壓器為脈沖變壓器。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述換流裝置具有多個(gè)進(jìn)行開(kāi)閉而使所述換流裝置開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有變壓部，所述電壓可變裝置是根據(jù)由該變壓部激勵(lì)了的電壓將進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電壓施加到所述換流裝置的
>J-U ρ?α裝直。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有成為磁能積蓄部的電抗器。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有由于開(kāi)關(guān)而電壓可變的開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部，所述開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部具有絕緣柵型雙極晶體管或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述換流裝置具有進(jìn)行開(kāi)閉而開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件具有對(duì)柵極側(cè)和漏極-源極側(cè)、或柵極側(cè)和集電極-發(fā)射極側(cè)進(jìn)行絕緣的絕緣部。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述絕緣部具有光耦合器或者脈沖變壓器。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，具備供給進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電力的換流用電源部、和使從所述換流用電源部供給的電力平滑的換流用平滑部。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，還具備檢測(cè)在所述換流裝置中流過(guò)的電流的電流檢測(cè)部。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述電流檢測(cè)部具有變流器或者電阻。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述電壓可變裝置在從所述電源向負(fù)載側(cè)流過(guò)的電流路徑中具有切斷電流的電流切斷裝置。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述換流裝置具有對(duì)在所述其它路徑中流過(guò)的電流進(jìn)行整流的換流用整流元件。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述換流用整流元件是使用了寬能帶隙半導(dǎo)體的元件。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，所述寬能帶隙半導(dǎo)體是以碳化硅、氮化鎵系材料或者金剛石為材料的半導(dǎo)體。
[0023]本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，在電源與負(fù)載之間進(jìn)行電力變換，具備:具有防止從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)的電流逆流的整流部，使來(lái)自所述電源的電力的電壓變化為規(guī)定的電壓的電壓可變裝置；以及具有進(jìn)行使在該電壓可變裝置中流過(guò)的電流流到其它路徑的換流動(dòng)作的換流動(dòng)作裝置、和將多個(gè)整流器在所述其它路徑上串聯(lián)地連接而構(gòu)成并對(duì)與換流有關(guān)的電流進(jìn)行整流的換流用整流部的換流裝置，所述換流裝置具有在所述其它路徑上與多個(gè)整流器串聯(lián)地連接的電阻，所述換流裝置為通過(guò)調(diào)整該電阻的電阻值使得產(chǎn)生進(jìn)行所述整流部的逆恢復(fù)的電壓的電流流到所述換流裝置的裝置。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述換流裝置具有多個(gè)進(jìn)行開(kāi)閉而使所述換流裝置開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有變壓部，所述電壓可變裝置是根據(jù)由該變壓部激勵(lì)了的電壓，將進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電壓施加到所述換流裝置的裝置。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有成為磁能積蓄部的電抗器。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述電壓可變裝置具有由于開(kāi)關(guān)而電壓可變的開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部，所述開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部具有絕緣柵型雙極晶體管或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述換流裝置具有進(jìn)行開(kāi)閉而開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件具有對(duì)柵極側(cè)和漏極-源極側(cè)、或柵極側(cè)和集電極-發(fā)射極側(cè)進(jìn)行絕緣的絕緣部。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述絕緣部具有光耦合器或者脈沖變壓器。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，具備供給進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電力的換流用電源部、和使從所述換流用電源部供給的電力平滑的換流用平滑部。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，還具備檢測(cè)在所述換流裝置中流過(guò)的電流的電流檢測(cè)部。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述電流檢測(cè)部具有變流器或者電阻。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述電壓可變裝置在從所述電源向負(fù)載側(cè)流過(guò)的電流路徑中具有切斷電流的電流切斷裝置。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述換流裝置具有對(duì)在所述其它路徑中流過(guò)的電流進(jìn)行整流的換流用整流元件。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述換流用整流元件是使用了寬能帶隙半導(dǎo)體的元件。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的另一種電力變換裝置，所述寬能帶隙半導(dǎo)體是以碳化硅、氮化鎵系材料或者金剛石為材料的半導(dǎo)體。
[0037]本實(shí)用新型的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置，具備用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或者送風(fēng)機(jī)的上述任意一項(xiàng)所述的電力變換裝置。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的電力變換裝置，通過(guò)設(shè)置能夠進(jìn)行換流動(dòng)作的換流裝置，能夠使在電壓可變裝置中流過(guò)的電流換流到其它路徑。因此，在例如電壓可變裝置的動(dòng)作中，能夠降低從負(fù)載側(cè)(平滑裝置側(cè))流到電壓可變裝置側(cè)(電源側(cè))的復(fù)原(recovery)電流。此時(shí)，將多個(gè)整流器串聯(lián)連接而構(gòu)成換流用整流部，所以能夠減小換流用整流部中的合成電容分量。因此，即使使用廉價(jià)的整流器來(lái)構(gòu)成換流用整流部，也能夠減小電容分量，能夠低成本地實(shí)現(xiàn)逆恢復(fù)時(shí)間降低、復(fù)原電流抑制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖2是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的動(dòng)作模式的例子(其I)的圖。
[0041]圖3是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的動(dòng)作模式的例子(其2)的圖。
[0042]圖4是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的動(dòng)作模式的例子(其3)的圖。
[0043]圖5是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的動(dòng)作模式的例子(其4)的圖。
[0044]圖6是用于說(shuō)明復(fù)原電流的流動(dòng)的圖。
[0045]圖7是示出在本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)中進(jìn)行換流控制時(shí)的信號(hào)等的波形的圖。
[0046]圖8是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的升壓用整流部23的逆恢復(fù)時(shí)的復(fù)原電流的路徑的圖。
[0047]圖9是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的換流用整流部42的逆恢復(fù)時(shí)的復(fù)原電流的路徑的圖。
[0048]圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式2的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0049]圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式3的電力變換裝置中的換流裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0050]圖12是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式4的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0051]圖13是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式5的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0052]圖14是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式6的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0053]圖15是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式7的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0054]圖16是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式8的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0055]圖17是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式9的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0056]圖18是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式10的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0057]圖19是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式11的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
[0058]圖20是本實(shí)用新型的實(shí)施方式13的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0059]附圖標(biāo)記
[0060]1:電源；la:單相交流電源；lb:整流裝置；lc:三相交流電源；2:升壓裝置；3:平滑裝置；4:換流裝置；5:電壓檢測(cè)裝置；6:電源生成裝置；7:驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送裝置；8:換流信號(hào)傳送裝置；9:負(fù)載；10:電流檢測(cè)元件；11:電流檢測(cè)裝置；21:磁能積蓄部；22:升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部；22:電力可變用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)；23:電力可變用整流器部；23:升壓用整流部；25:變壓部；27:電流切斷部；41:變壓器；42:換流用整流部；42a、42b:整流器；43:變壓器驅(qū)動(dòng)電路；44、44a、44b:換流用開(kāi)閉器；45:變壓器用電源部；46:變壓器驅(qū)動(dòng)用整流部；47:變壓器用平滑部；48:電流限制部；61:電源生成用整流部；62:電源生成用平滑部；63:開(kāi)關(guān)電源部；100:控制裝置；110:阻抗檢測(cè)部;200:電流檢測(cè)部；300:熱源側(cè)部件；301:壓縮機(jī)；302:油分離器；303:四通閥；304:熱源側(cè)熱交換器；305:熱源側(cè)風(fēng)扇；306:儲(chǔ)料器；307:熱源側(cè)調(diào)節(jié)裝置；308:制冷劑間熱交換器；309:旁通調(diào)節(jié)裝置；310:熱源側(cè)控制裝置；400:負(fù)載側(cè)部件；401:負(fù)載側(cè)熱交換器；402:負(fù)載側(cè)調(diào)節(jié)裝置；403:負(fù)載側(cè)風(fēng)扇；404:負(fù)載側(cè)控制裝置；500:氣體配管；600:液配管。

【具體實(shí)施方式】
[0061]以下，參照附圖等，說(shuō)明實(shí)用新型的實(shí)施方式的電力變換裝置等。此處，包括圖1，在以下的附圖中，附加了相同符號(hào)的部分為相同或者與其相當(dāng)?shù)牟糠郑谝韵掠涊d的實(shí)施方式的全文中是共用的。另外，在說(shuō)明書(shū)全文中表示的構(gòu)成要素的方式僅為例示，不限于說(shuō)明書(shū)記載的方式。
[0062]實(shí)施方式1.
[0063]圖1是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。首先，對(duì)具有圖1中的能夠高效地進(jìn)行電力變換的電力變換裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0064]在圖1所示的系統(tǒng)中，在電源I與負(fù)載9之間連接了電力變換裝置。電源I能夠使用例如直流電源、單相電源、三相電源等各種電源。此處，設(shè)為電源I是直流電源而進(jìn)行說(shuō)明。另外，負(fù)載9是馬達(dá)等、與該馬達(dá)等連接的逆變器裝置等。
[0065]電力變換裝置具有:成為電壓可變裝置的升壓裝置(升壓電路)2，使與來(lái)自電源I的電力供給有關(guān)的施加電壓升壓為規(guī)定電壓；換流裝置(換流電路)4，在必要的定時(shí)使在升壓裝置2中流過(guò)的電流換流到不同的路徑(其它路徑)；以及平滑裝置(平滑電路)3，使與升壓裝置2及換流裝置4的動(dòng)作有關(guān)的電壓(輸出電壓)平滑。另外，具有:電壓檢測(cè)裝置5，檢測(cè)通過(guò)平滑裝置3得到的電壓；以及控制裝置100，用于根據(jù)與電壓檢測(cè)裝置5的檢測(cè)有關(guān)的電壓，控制升壓裝置2及換流裝置4。此外，具有:驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送裝置7，使來(lái)自控制裝置100的驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa成為與升壓裝置2匹配的驅(qū)動(dòng)信號(hào)SA而傳送給升壓裝置2 ；以及換流信號(hào)傳送裝置8，使來(lái)自控制裝置100的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(換流信號(hào))Sb成為與換流裝置4匹配的換流信號(hào)SB而傳送到換流裝置4。
[0066]本實(shí)施方式中的升壓裝置2具有在例如電源I的正側(cè)或者負(fù)側(cè)連接的由電抗器等構(gòu)成的磁能積蓄部21、在其后級(jí)連接的升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22 (電力可變用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)22)以及由整流器等構(gòu)成的升壓用整流部23 (電力可變用整流器部23)。此處，如圖1所示，關(guān)于構(gòu)成升壓用整流部23的整流器，將B點(diǎn)側(cè)設(shè)為陽(yáng)極側(cè)，將C點(diǎn)側(cè)設(shè)為陰極側(cè)。具有例如開(kāi)關(guān)元件的升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22根據(jù)來(lái)自驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送裝置7的驅(qū)動(dòng)信號(hào)SA進(jìn)行開(kāi)閉，控制經(jīng)由升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的電源I的正側(cè)與負(fù)側(cè)之間的導(dǎo)通、非導(dǎo)通。關(guān)于用作開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體元件的種類(lèi)，沒(méi)有特別限定，而使用能夠經(jīng)受來(lái)自電源I的電力供給的高耐壓的元件等(例如，IGBT (絕緣柵型雙極晶體管)、M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等)。此處，雖然在圖1中未示出，但升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22從開(kāi)關(guān)動(dòng)作用的電源接受用于進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作的電力供給。另外，由例如Pn結(jié)二極管等整流器構(gòu)成的升壓用整流部23是從電源I側(cè)向負(fù)載9側(cè)對(duì)電流(電力)進(jìn)行整流，防止從負(fù)載9側(cè)向電源I側(cè)的逆流的逆流防止元件。在本實(shí)施方式中，設(shè)為與從電源I對(duì)負(fù)載9供給的電力的大小匹配地，使用電流容量大的整流器。另外，為了抑制升壓用整流部23中的電力(能量)損失，使用正向電壓低(Vf特性良好)的元件來(lái)進(jìn)行整流。成為通過(guò)作為逆流防止元件的升壓用整流部23和換流裝置4來(lái)防止從負(fù)載9側(cè)向電源I側(cè)的電流逆流的逆流防止裝置。此處，將升壓裝置2的升壓用整流部23作為逆流防止元件，但也能夠?qū)⑵渌鳛槟媪鞣乐乖?lái)構(gòu)成逆流防止裝置。
[0067]另外，本實(shí)施方式的換流裝置4具有變壓器41、換流用整流部42、以及構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)變壓器41的變壓器驅(qū)動(dòng)電路43的元件等。在圖1中，設(shè)為變壓器41的初級(jí)側(cè)、次級(jí)側(cè)繞組的極性相同。另外，變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組和換流用整流部42被串聯(lián)連接。此外，換流用整流部42與升壓裝置2的升壓用整流部23并聯(lián)連接。
[0068]具有脈沖變壓器等的變壓器41和變壓器驅(qū)動(dòng)電路43構(gòu)成換流動(dòng)作裝置。通過(guò)對(duì)初級(jí)側(cè)繞組施加電壓來(lái)流過(guò)勵(lì)磁電流，從而在次級(jí)側(cè)繞組中感應(yīng)電壓而流過(guò)電流，使在升壓裝置2中流過(guò)的電流換流。此處，在本實(shí)施方式的變壓器41中，調(diào)整了初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的匝數(shù)比等。例如，在調(diào)整匝數(shù)比的情況下，使變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組中的匝數(shù)比成為A: B(A彡B、B = I以上)。另外，使初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組中的電感比成為大致A2: B2(A2彡B2、B = 1以上)。通過(guò)進(jìn)行匝數(shù)比的調(diào)整等，能夠產(chǎn)生升壓用整流部23(整流器)的逆恢復(fù)所需的電壓以上的電壓(約幾V)，同時(shí)能夠調(diào)整為抑制多余的電壓，從而不會(huì)向換流裝置4側(cè)流過(guò)過(guò)大的電流等而能夠進(jìn)行逆恢復(fù)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。另外，能夠通過(guò)利用匝數(shù)比的調(diào)整等的比較簡(jiǎn)易的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)以上方案。
[0069]另外，在本實(shí)施方式的變壓器41中，在初級(jí)側(cè)繞組中設(shè)置有復(fù)位繞組。通過(guò)設(shè)置復(fù)位繞組，能夠在復(fù)位時(shí)在變壓器用電源部45側(cè)再生勵(lì)磁能量來(lái)進(jìn)行電力回收，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效化。關(guān)于變壓器41，在后面進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。
[0070]換流用整流部42對(duì)與換流有關(guān)的電流(流過(guò)其它路徑的電流)進(jìn)行整流。此處，換流用整流部42是將包括例如電特性(特別是復(fù)原特性)優(yōu)良、電流容量小且逆恢復(fù)的時(shí)間快的半導(dǎo)體元件的多個(gè)整流器串聯(lián)連接而構(gòu)成的。在本實(shí)施方式中，設(shè)為將兩個(gè)整流器42a以及42b串聯(lián)連接。關(guān)于整流器42a以及42b，處于從電源I對(duì)負(fù)載9供給的電力的路徑上，所以需要設(shè)為高耐壓的元件。因此，此處，對(duì)換流用整流部42的整流器42a以及42b，使用由尤其是復(fù)原特性優(yōu)良的硅制肖特基勢(shì)壘二極管、或者以SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)、金剛石等為材料的寬能帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成的元件。關(guān)于換流用整流部42將在后述。
[0071]另外，在本實(shí)施方式中，由換流用開(kāi)閉器44、變壓器用電源部45、變壓器驅(qū)動(dòng)用整流部46以及變壓器用平滑部47構(gòu)成了變壓器驅(qū)動(dòng)電路43。例如，具有晶體管等開(kāi)關(guān)元件的換流用開(kāi)閉器44根據(jù)來(lái)自換流信號(hào)傳送裝置8的換流信號(hào)SB進(jìn)行開(kāi)閉，控制從變壓器用電源部45向變壓器41(初級(jí)繞組側(cè))的電力供給、供給停止。此處，關(guān)于開(kāi)關(guān)元件，也可以具有對(duì)柵極側(cè)、和漏極(集電極)_源極(發(fā)射極)側(cè)進(jìn)行絕緣的絕緣部。此時(shí)，作為絕緣部由光耦合器、脈沖變壓器等構(gòu)成即可。通過(guò)設(shè)置絕緣部，能夠?qū)Q流裝置和控制裝置100等控制側(cè)電氣地切離，而防止過(guò)大的電流等流入到控制側(cè)。變壓器用電源部45成為用于對(duì)例如變壓器41供給電力而使換流裝置4進(jìn)行換流動(dòng)作的電源。另外，關(guān)于變壓器用電源部45對(duì)變壓器41施加的電壓，設(shè)為比通過(guò)升壓裝置2、換流裝置4對(duì)平滑裝置3施加的電壓(輸出電壓)更低。此處，雖然在圖1中未特別示出，但考慮應(yīng)對(duì)噪聲、故障時(shí)的電路保護(hù)等，也可以設(shè)為在連接了變壓器用電源部45、換流用開(kāi)閉器44以及變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組的布線路徑中，根據(jù)需要插入限制電阻、高頻電容器、緩沖電路、保護(hù)電路等。另外，關(guān)于變壓器用電源部45，也可以設(shè)為與用于進(jìn)行升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的開(kāi)閉動(dòng)作的電源共用。變壓器驅(qū)動(dòng)用整流部46對(duì)在變壓器驅(qū)動(dòng)電路43中流過(guò)的電流進(jìn)行整流而對(duì)變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組進(jìn)行電力供給。另外，具有電容器等的變壓器用平滑部47使來(lái)自變壓器用電源部45的電力平滑而供給到初級(jí)側(cè)繞組。通過(guò)設(shè)置變壓器用平滑部47來(lái)進(jìn)行平滑，能夠抑制例如變壓器用電源部45的急劇的變動(dòng)、電流的劇烈的暴漲等。
[0072]平滑裝置3由例如平滑用的電容器構(gòu)成，使與升壓裝置2等的動(dòng)作有關(guān)的電壓平滑而施加到負(fù)載9。另外，電壓檢測(cè)裝置5檢測(cè)通過(guò)平滑裝置3平滑了的電壓(輸出電壓Vdc) 0電壓檢測(cè)裝置5由利用分壓電阻的電平位移電路等構(gòu)成。此處，關(guān)于電壓檢測(cè)裝置5，也可以根據(jù)需要，設(shè)為附加模擬/數(shù)字變換器等的結(jié)構(gòu)，使得能夠設(shè)為控制裝置100進(jìn)行運(yùn)算處理等的信號(hào)(數(shù)據(jù))。
[0073]另外，在本實(shí)施方式的系統(tǒng)中，具有電流檢測(cè)元件10以及電流檢測(cè)裝置11。電流檢測(cè)元件10檢測(cè)電源I和升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的負(fù)側(cè)的連接點(diǎn)處的電流，使用例如變流器、分流電阻等。電流檢測(cè)裝置11在將與電流檢測(cè)元件10的檢測(cè)有關(guān)的電流作為信號(hào)發(fā)送時(shí)，變換為控制裝置100可處理的恰當(dāng)值(Idc)的信號(hào)，輸入到控制裝置100。因此，由放大電路、電平位移電路、濾波器電路等構(gòu)成。此處，在控制裝置100能夠替代地處理電流檢測(cè)裝置11進(jìn)行的功能的情況下，也可以酌情省略電路等。
[0074]根據(jù)與電壓檢測(cè)裝置5的檢測(cè)有關(guān)的電壓和/或與電流檢測(cè)元件10以及電流檢測(cè)裝置11的檢測(cè)有關(guān)的電流，控制裝置100進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成、發(fā)送處理。在圖1的電力變換裝置中，具有電壓檢測(cè)裝置5、電流檢測(cè)元件10以及電流檢測(cè)裝置11這兩方，但也可以設(shè)置某一方，僅根據(jù)電流、或僅根據(jù)電壓，控制裝置100進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成等處理。
[0075]控制裝置100由微型計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器等運(yùn)算裝置、在內(nèi)部具有與運(yùn)算裝置同樣的功能的裝置等構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，例如，根據(jù)與電壓檢測(cè)裝置5、電流檢測(cè)元件10以及電流檢測(cè)裝置11的檢測(cè)有關(guān)的電壓、電流，生成用于使升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22、換流用開(kāi)閉器44動(dòng)作的指示的信號(hào)，控制升壓裝置2、換流裝置4。此處，雖然在圖1中未示出，但控制裝置100從控制裝置動(dòng)作用的電源接受用于進(jìn)行處理動(dòng)作的電力供給。關(guān)于該電源，也可以與變壓器用電源部45共用。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)為控制裝置100控制升壓裝置2以及換流裝置4的動(dòng)作而進(jìn)行說(shuō)明，但不限于此。例如，也可以設(shè)為兩個(gè)控制裝置分別控制升壓裝置2、換流裝置4。
[0076]驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送裝置7由例如緩沖部、邏輯1C、電平位移電路等構(gòu)成，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa變換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)SA而傳送到升壓裝置2。但是，例如，在控制裝置100內(nèi)內(nèi)置該功能的情況等下，能夠酌情省略。在該情況下，將控制裝置100發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)SA，直接進(jìn)行升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的開(kāi)閉操作即可。另外，換流信號(hào)傳送裝置8也與驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送裝置7同樣地，通常由緩沖部、邏輯1C、電平位移電路等構(gòu)成，將換流信號(hào)Sb變換為換流信號(hào)SB而傳送到換流裝置4。但是，在控制裝置100內(nèi)內(nèi)置該功能的情況等下，能夠酌情省略。在該情況下，將控制裝置100發(fā)送的換流信號(hào)Sb作為換流信號(hào)SB，直接進(jìn)行換流用開(kāi)閉器44的開(kāi)閉操作即可。以后，設(shè)為驅(qū)動(dòng)信號(hào)SA與來(lái)自控制裝置100的驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa相同，換流信號(hào)SB與換流信號(hào)Sb相同而進(jìn)行說(shuō)明(因此，以后，設(shè)為驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa、換流信號(hào)sb)。
[0077]圖2?圖5是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)的動(dòng)作模式的例子的圖。接下來(lái)，說(shuō)明與圖1等的系統(tǒng)有關(guān)的動(dòng)作。本系統(tǒng)中的電力變換裝置的電力變換動(dòng)作(在本實(shí)施方式中為升壓動(dòng)作)成為對(duì)升壓斬波器加上了換流裝置4中的換流動(dòng)作的例子。因此，根據(jù)升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22以及換流用開(kāi)閉器44的開(kāi)閉狀態(tài)的組合，存在合計(jì)4個(gè)模式的動(dòng)作模式。
[0078]首先，考慮升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是ON (閉合)、并且換流用開(kāi)閉器44是OFF (斷開(kāi))的狀態(tài)的情況。通常，在升壓用整流部23中，使用相比于復(fù)原特性良好的換流用整流部42，正向電壓更低的元件。另外，由于變壓器41的繞組是電感器分量，所以在不流過(guò)勵(lì)磁電流的情況下不流過(guò)電流。因此，關(guān)于換流用開(kāi)閉器44是OFF的本情形，在設(shè)置了換流裝置4的路徑(其它路徑)中不流過(guò)電流。另外，由于升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是0N，所以在圖2的路徑中電源I的正側(cè)和負(fù)側(cè)導(dǎo)通而流過(guò)電流(因此，在經(jīng)由升壓用整流部23的路徑中不流過(guò)電流)。由此，能夠在磁能積蓄部21中積蓄能量。
[0079]接下來(lái)，考慮升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是OFF、并且換流用開(kāi)閉器44是OFF的情況。即使在該情況下，由于換流用開(kāi)閉器44也是0FF，所以在設(shè)置了換流裝置4的路徑中不流過(guò)電流。另外，由于升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是0FF，所以能夠通過(guò)圖3的路徑(經(jīng)由升壓用整流部23的路徑)，將磁能積蓄部21的能量經(jīng)由平滑裝置3供給到負(fù)載9偵U。
[0080]進(jìn)而，考慮升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是0N、并且換流用開(kāi)閉器44是ON的情況。在該情況下，由于換流用開(kāi)閉器44是0N，但升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22也同時(shí)是ON狀態(tài)，電源I側(cè)的阻抗低，所以在設(shè)置了換流裝置4的路徑中幾乎不流過(guò)電流。因此，在圖4的路徑中流過(guò)電流，能夠在磁能積蓄部21中積蓄能量。本動(dòng)作模式是不作為控制進(jìn)行的動(dòng)作模式。由于換流信號(hào)Sb的傳送延遲等，有時(shí)會(huì)瞬間地成為本動(dòng)作模式，但在使用上不會(huì)特別成為問(wèn)題。
[0081]另外，考慮升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是OFF、并且換流用開(kāi)閉器44是ON的情況。在該情況下，由于升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22是0FF，所以電流經(jīng)由升壓用整流部23流入到負(fù)載9側(cè)(電流路徑I)。另外，由于換流用開(kāi)閉器44成為0N，所以變壓器41被勵(lì)磁，如圖5所示，在設(shè)置了換流裝置4的路徑中也流過(guò)電流(電流路徑2)。另外，如果該狀態(tài)經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間，則完全換流，僅在設(shè)置了換流裝置4的路徑中流過(guò)電流。但是，在根據(jù)系統(tǒng)條件、負(fù)載條件等，換流規(guī)定比例的電流就足夠了的情況下，也可以在換流完全完成之前，結(jié)束換流動(dòng)作。即使在這樣的情況下，也能夠得到相當(dāng)?shù)膹?fù)原電流降低效果。
[0082]根據(jù)以上的各動(dòng)作模式，在升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為OFF、并且換流用開(kāi)閉器44成為ON時(shí)，產(chǎn)生換流動(dòng)作，但利用升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的開(kāi)閉而向磁能積蓄部21的能量積蓄動(dòng)作沿用了升壓斬波器。因此，如果升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22按ON時(shí)間ToruOFF時(shí)間Toff反復(fù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)(開(kāi)閉)，則在C點(diǎn)，施加成為EC = (Ton+Toff) -El/Toff的平均電壓EC，進(jìn)行升壓。此處，為了簡(jiǎn)化，將電源I的電壓設(shè)為E1。
[0083]圖6是用于說(shuō)明復(fù)原電流的流動(dòng)的圖。在作為升壓用整流部23，使用了例如pn結(jié)二極管等的情況下，在直至升壓用整流部23逆恢復(fù)(阻止逆向的電流)的期間，在圖6所示那樣的路徑中流過(guò)短路電流(以后，將該短路電流稱(chēng)為復(fù)原電流)。另外，由于從負(fù)載9(平滑裝置3)側(cè)試圖流向電源I側(cè)的復(fù)原電流，電路損失增大。另外，本電流成為使共模電流變位的主要原因，噪音端子電壓.放射噪音等的水平上升。因此，應(yīng)對(duì)噪聲花費(fèi)費(fèi)用。另外，噪聲濾波器(未圖示)變得大型，設(shè)置空間的自由度被限制。
[0084]另外，通常，在整流器等中，存在伴隨電流容量增加而積蓄載流子量增加的傾向。因此，如果電流容量增加，則由于逆恢復(fù)的延遲等，復(fù)原電流也增加。另外，由于所施加的逆偏置電壓變大，復(fù)原電流也增加。
[0085]因此，在本實(shí)施方式中，針對(duì)電流容量大的升壓用整流部23，并非施加高的逆偏置電壓來(lái)進(jìn)行逆恢復(fù)，而是設(shè)置換流用的其它路徑，并進(jìn)行控制(以下稱(chēng)為換流控制)，以使得在使升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22剛要成為0N(閉合)之前的定時(shí)，經(jīng)由換流裝置4的變壓器41以及換流用整流部42將低的逆偏置電壓施加到升壓用整流部23而逆恢復(fù)之后，使升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為0N。
[0086]另外，控制裝置100在使驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa剛要成為ON之前，使換流裝置4的換流信號(hào)Sb成為0N，生成經(jīng)由變壓器41使在升壓用整流部23中流過(guò)的電流換流到換流用整流部42的信號(hào)。
[0087]圖7是示出在本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的系統(tǒng)中進(jìn)行換流控制時(shí)的信號(hào)等的波形的圖。在圖7中，示出使換流裝置4動(dòng)作(發(fā)送換流信號(hào)Sb)的情況下的驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa、換流信號(hào)Sb、與變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組有關(guān)的電壓Vl以及與次級(jí)側(cè)繞組有關(guān)的電壓V2以及電流Il?15的波形。
[0088]驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa是如上所述控制裝置100為了使升壓裝置2的升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22動(dòng)作而發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，換流信號(hào)Sb是控制裝置100為了使換流裝置4的換流用開(kāi)閉器44動(dòng)作而發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此處,驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa是PWM信號(hào),將HI側(cè)設(shè)為激活方向(0N方向)。如果驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa成為0N，則升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為ON(閉合)，如果成為0FF，則升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為OFF (斷開(kāi))。另外，換流信號(hào)Sb也是PWM信號(hào)，將HI側(cè)設(shè)為激活方向(0N方向)。另外，關(guān)于各電流波形，示出了以在接通了電源I之后，使輸出電壓Vdc、針對(duì)負(fù)載9的輸出成為恒定的方式，控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa的ON時(shí)間.0FF時(shí)間，并經(jīng)過(guò)了充分時(shí)間之后的例子。另外，驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa的占空比(0N時(shí)間和OFF時(shí)間的比例)呈現(xiàn)大致恒定值。
[0089]電壓Vl表示變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組之間的電壓的大致波形。另外，電壓V2表示變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組之間的電壓的大致波形。
[0090]電流Il表示在電源I與升壓裝置2之間(磁能積蓄部21)流過(guò)的電流波形。電流12表示在升壓裝置2的升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22中流過(guò)的電流波形。電流13表示在圖1中的A點(diǎn)與B點(diǎn)之間流過(guò)的電流波形。此處，電流Il分支為電流12和電流13(11 = 12+13)。
[0091]另外，電流14表示在升壓用整流部23中流過(guò)的電流波形。電流I5A表示在變壓器41的初級(jí)繞組中流過(guò)的電流波形。電流I5B表示在變壓器41的次級(jí)繞組中流過(guò)的電流波形。此處，電流13分支為電流14和電流I5B (13 = I4+I5B)。
[0092]在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，調(diào)整了變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的匝數(shù)比，所以能夠如圖7所示，使電壓Vl和電壓V2的大小任意地不同。另外，電流I5A和電流I5B的大小也不同。通過(guò)調(diào)整電壓V2，能夠抑制與換流有關(guān)的電力，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。
[0093]接下來(lái)，參照?qǐng)D1以及圖7，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa、換流信號(hào)sb與所流過(guò)的電流的關(guān)系。當(dāng)在使驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa剛要成為0N(使升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22剛要成為0N)之前換流信號(hào)Sb成為ON時(shí)，則通過(guò)勵(lì)磁電流，在變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組中開(kāi)始流過(guò)電流。因此，電流分流到升壓用整流部23側(cè)和換流用整流部42側(cè)(其它路徑)而開(kāi)始流過(guò)。之后，如果維持換流信號(hào)Sb的ON狀態(tài)，則電流不流入到升壓用整流部23側(cè)，電流全部流入到換流用整流部42側(cè)(換流完成)。
[0094]此時(shí)，通過(guò)預(yù)先以使與變壓器用電源部45有關(guān)的施加電壓成為比升壓裝置2的輸出電壓(C點(diǎn)-D點(diǎn)之間電位等)充分低的電壓的方式進(jìn)行設(shè)定，即使在低的逆偏置電壓下，也能夠使升壓用整流部23成為OFF (逆恢復(fù))。
[0095]于是，在該狀態(tài)下，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)sa成為0N。此時(shí)，在換流用整流部42中進(jìn)行逆恢復(fù)動(dòng)作。即使在該情況下，也產(chǎn)生復(fù)原電流。但是，換流用整流部42的逆恢復(fù)中的流通時(shí)間相比于升壓用整流部23是極其短的時(shí)間，所以換流用整流部42中需要的有效電流的值小也可。因此，能夠使用積蓄載流子量少的、小電流容量的元件，能夠比升壓用整流部23降低復(fù)原電流(其中，考慮峰值電流來(lái)選定元件)。
[0096]圖8是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的升壓用整流部23的逆恢復(fù)時(shí)的復(fù)原電流的路徑的圖。如果換流信號(hào)Sb從OFF成為0N，則升壓用整流部23的逆恢復(fù)時(shí)的復(fù)原電流按變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組(與換流用整流部42的連接側(cè))一換流用整流部42 —升壓用整流部23 —變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組(圖3的B點(diǎn)側(cè))的路徑流過(guò)。
[0097]此處，為了使與升壓用整流部23的逆恢復(fù)有關(guān)的電流流入到換流裝置4而所需的電壓依賴(lài)于換流裝置4的變壓器用電源部45的電壓電平。例如，在能夠使外部電源等變壓器用電源部45與系統(tǒng)獨(dú)立地進(jìn)行電力供給那樣的情況下，對(duì)變壓器用電源部45實(shí)施調(diào)整即可。另一方面，由于系統(tǒng)制約，有希望在系統(tǒng)內(nèi)利用制作必要的電力的電源這樣的情況。在這樣的情況下，使用以得到例如系統(tǒng)內(nèi)的控制裝置用電源等目的設(shè)置的開(kāi)關(guān)電源等的任意的一個(gè)輸出。
[0098]換流裝置4進(jìn)行換流動(dòng)作是為了抑制在升壓用整流部23中產(chǎn)生復(fù)原電流。因此，只要能夠得到升壓用整流部23的逆恢復(fù)所需的電壓，流過(guò)對(duì)應(yīng)的電流，則與不對(duì)電力變換直接作出貢獻(xiàn)的換流動(dòng)作有關(guān)的電力少時(shí)，更高效且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。但是，還有該電源在換流裝置4的動(dòng)作中未必能夠施加適當(dāng)?shù)碾妷旱那闆r。如果施加相比于升壓用整流部23的逆恢復(fù)所需的電壓過(guò)大的高電壓，而流過(guò)與該電壓對(duì)應(yīng)的電流，則復(fù)原損耗變大用該電壓與復(fù)原電流之積表示的電力量。另外，如果為了施加適當(dāng)?shù)碾妷憾O(shè)置例如新的輸出等想要通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的多輸出化等來(lái)對(duì)應(yīng)，則導(dǎo)致系統(tǒng)成本提高。
[0099]因此，只要根據(jù)變壓器用電源部45的電壓電平，設(shè)定變壓器41的繞組比等，就能夠在升壓用整流部23的逆恢復(fù)中，向換流裝置4側(cè)無(wú)浪費(fèi)地施加適當(dāng)?shù)碾妷翰⒘鬟^(guò)電流。
[0100]在變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組中的匝數(shù)比是A: B的情況下，如果使換流用開(kāi)閉器44成為ON而在初級(jí)側(cè)繞組中感應(yīng)了電壓VI，則次級(jí)側(cè)繞組的電壓V2成為V2=(B/A) -Vl0在電感比A2: B2的情況下，成為V2= (Β2/Α2).ν?。由于是A彡B，所以通過(guò)調(diào)整變壓器41的繞組，能夠使電壓V2成為電壓Vl以下。這樣，通過(guò)繞組比、電感比，與次級(jí)側(cè)繞組有關(guān)的電壓和與初級(jí)側(cè)繞組有關(guān)的電壓唯一地確定。
[0101]以能夠?qū)ι龎河谜鞑?3的兩端施加升壓裝置2的升壓用整流部23的逆恢復(fù)所需的適當(dāng)?shù)碾妷旱姆绞?，考慮電路圖案的阻抗、開(kāi)閉器的ON電壓等，來(lái)設(shè)定換流裝置4的變壓器41的繞組。通過(guò)能夠?qū)Q流裝置4側(cè)施加適當(dāng)?shù)碾妷?，無(wú)需通過(guò)必要以上高的電壓來(lái)進(jìn)行升壓用整流部23的逆恢復(fù)，能夠減少損耗。
[0102]另外，如圖7所示，如果在換流完成了時(shí)，在初級(jí)繞組中流過(guò)電流I5A的電流、在2側(cè)繞組中流過(guò)電流I5B的電流，則通過(guò)安培匝數(shù)定律，A.Ι5Α = B.Ι5Β成立。因此，在變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流Ι5Α成為在次級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流Ι5Β的Β/Α倍，能夠?qū)⒊跫?jí)繞組側(cè)的返回電流抑制為小于在次級(jí)繞組側(cè)中流過(guò)的電流。因此，即便在與初級(jí)繞組連接的各元件的電流容量中不具有過(guò)度的規(guī)格，也能夠施加必要的電壓。因此，通過(guò)設(shè)定變壓器41的匝數(shù)，無(wú)需過(guò)度提高成本而能夠降低復(fù)原損失。此處，在本實(shí)施方式的系統(tǒng)中，基本上，初級(jí)繞組和次級(jí)繞組中的繞組比、電感比由于調(diào)整而成為不同的值，但并不妨礙通過(guò)進(jìn)行調(diào)整而使繞組比、電感比成為1:1。
[0103]圖9是示出本實(shí)用新型的實(shí)施方式I的換流用整流部42的逆恢復(fù)時(shí)的復(fù)原電流的路徑的圖。如果換流信號(hào)Sb從ON成為0FF，則在平滑裝置3 (正側(cè))一換流用整流部42 —升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22 —平滑裝置3(負(fù)側(cè))的路徑中流過(guò)復(fù)原電流。
[0104]在換流用整流部42中，如上所述，優(yōu)選使用寬能帶隙半導(dǎo)體等特性良好的元件。然而，有時(shí)有希望極力抑制成本等根據(jù)所使用的系統(tǒng)的情況等。
[0105]此處，當(dāng)著眼于整流器時(shí)，能夠?qū)Q流用整流部42的逆恢復(fù)時(shí)的路徑中的整流器42a、42b主要視為電容分量。將整流器42a中的逆恢復(fù)時(shí)的電容分量設(shè)為C42a(t)。另外，將整流器42b中的逆恢復(fù)時(shí)的容量設(shè)為C42b (t)。此時(shí)，能夠用下式(I)大致表示換流用整流部42中的合成電容分量C (t)。
[0106][數(shù)學(xué)式I]
[0107]C(t) = C42a (t).C42b (t) / {C42a (t)+C42b (t)}
[0108]...(I)
[0109]根據(jù)式(1)，合成電容分量C(t)的值通常成為比C42a(t)或者C42b(t)的值更小的值。因此，通過(guò)在換流用整流部42中將多個(gè)整流器42a以及42b串聯(lián)連接地構(gòu)成，能夠等價(jià)地降低對(duì)逆恢復(fù)時(shí)間造成影響的整流器的電容分量，結(jié)果能夠抑制復(fù)原電流。
[0110]根據(jù)以上，相比于使用逆恢復(fù)特性良好且昂貴的一個(gè)整流器元件來(lái)構(gòu)成換流用整流部42，即便逆恢復(fù)特性不如昂貴的整流器那樣良好，在將廉價(jià)的多個(gè)整流器串聯(lián)連接而構(gòu)成換流用整流部42時(shí)，也能夠在維持相同的程度的特性的同時(shí)抑制成本。
[0111]另外，只要將多個(gè)整流器串聯(lián)連接，則即使在一個(gè)整流器發(fā)生了短路故障的情況等下，也能夠通過(guò)其它整流器進(jìn)行整流，所以能夠高可靠性地進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)。另外，在換流用整流部42的逆恢復(fù)時(shí)的路徑中流過(guò)電流的情況下，在換流用整流部42中，需要平滑裝置3的兩端的電壓以上的耐壓特性，但通過(guò)使用例如多個(gè)整流器42a以及42b來(lái)構(gòu)成換流用整流部42，從耐壓特性面來(lái)看，也能夠構(gòu)筑可靠性更高的系統(tǒng)。此處，在本實(shí)施方式中，將兩個(gè)整流器42a以及42b串聯(lián)連接，但連接的整流器的數(shù)量未限定。
[0112]以上的結(jié)果，在實(shí)施方式I的系統(tǒng)中，通過(guò)在電力變換裝置中設(shè)置換流裝置4，使在升壓裝置2中流過(guò)的電流經(jīng)由其它路徑換流到平滑裝置3側(cè)，從而在例如升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為0N(TURN 0N，接通)之前使升壓用整流部23逆恢復(fù)，使由于升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22成為ON而流過(guò)的復(fù)原電流，不是經(jīng)由正向電壓低但流過(guò)大量的復(fù)原電流的升壓用整流部23，而是經(jīng)由與逆恢復(fù)有關(guān)的時(shí)間短且復(fù)原特性良好的換流用整流部42流過(guò)，從而能夠降低電力變換裝置中的復(fù)原電流。另外，在未進(jìn)行換流動(dòng)作時(shí)(通常時(shí))，由于在正向電壓低的升壓用整流部23中流過(guò)電流，所以升壓裝置2的電力變換中的動(dòng)作中的損失也能夠抑制。因此，例如，即使作為升壓用整流部23使用電流容量大的元件等，也能夠與升壓裝置2中的元件的電流容量、元件的復(fù)原特性等無(wú)關(guān)地，降低復(fù)原損失?流通損失。因此，雖然進(jìn)行換流裝置4的換流動(dòng)作等，但作為系統(tǒng)整體，能夠降低復(fù)原電流所引起的損失、以及噪聲量(噪音端子電壓.放射噪音等的水平)。
[0113]另外，因?yàn)閷⒍鄠€(gè)整流器42a以及42b串聯(lián)連接來(lái)構(gòu)成換流用整流部42，所以能夠減小換流用整流部42中的電容分量，能夠降低逆恢復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)復(fù)原電流抑制。另外，即使使用廉價(jià)的整流器來(lái)構(gòu)成，也能夠不損失特性而低成本地構(gòu)成換流用整流部42。
[0114]另外，在本實(shí)施方式中，調(diào)整變壓器41中的初級(jí)側(cè)繞組與次級(jí)側(cè)繞組的匝數(shù)比等，在換流動(dòng)作中，次級(jí)側(cè)繞組中的電壓確保升壓用整流部23的逆恢復(fù)所需的電壓以上，同時(shí)不會(huì)成為多余的電壓，從而能夠不向換流裝置4側(cè)流入過(guò)大的電流而進(jìn)行逆恢復(fù)。因此，能夠降低與不對(duì)電力變換直接作出貢獻(xiàn)的換流動(dòng)作有關(guān)的電力，所以能夠降低作為電力變換裝置整體的損失，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。另外，通過(guò)調(diào)整變壓器41中的匝數(shù)比等，能夠易于實(shí)現(xiàn)。另外，能夠通過(guò)變壓器41的電感分量抑制電流的劇烈的暴漲，所以能夠抑制產(chǎn)生噪聲。因此，與容量等無(wú)關(guān)，而還能夠應(yīng)用于易于產(chǎn)生噪聲的處理大容量的裝置。
[0115]另外，通過(guò)在換流裝置4的變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組中設(shè)置復(fù)位繞組，能夠進(jìn)行復(fù)位時(shí)的電力回收，能夠使變壓器41高效地動(dòng)作。進(jìn)而，在換流裝置4中在變壓器的變壓器用電源部45與變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組之間設(shè)置變壓器用平滑部47，所以能夠進(jìn)行抑制了變壓器用電源部45的急劇的變動(dòng)、電流的劇烈的暴漲的電力供給。但是，在根據(jù)使用方式而不需要復(fù)位繞組的情況下，不設(shè)置復(fù)位繞組也可以。
[0116]另外，在換流用整流部42中使用了寬帶隙半導(dǎo)體，所以能夠得到低損失的電力變換裝置。另外，電力損失小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)元件的高效化。由于寬帶隙半導(dǎo)體的容許電流密度高，所以能夠?qū)崿F(xiàn)元件的小型化，嵌入了元件的裝置也能夠小型化。此處，在不僅是換流用整流部42，而且例如換流用開(kāi)閉器44等作為系統(tǒng)整體不對(duì)損失造成影響的情況下，還能夠在其它元件中使用寬帶隙半導(dǎo)體。
[0117]此處，在換流用整流部42中，除了寬帶隙半導(dǎo)體以外，也可以使用例如正向電壓低、且損耗小的高耐壓的肖特基勢(shì)壘二極管等。關(guān)于這些元件，隨著電流有效值的容許值成為大的規(guī)格，晶體缺陷增大、成本變大。在本實(shí)施方式的電力變換裝置(系統(tǒng))中，其它路徑中的電流流過(guò)的時(shí)間短，所以換流裝置中的整流器能夠使用電流有效值的容許值小(電流容量小)的元件，能夠?qū)崿F(xiàn)性價(jià)比良好的高效的電力變換裝置。
[0118]另外，能夠經(jīng)由變壓器41，使升壓裝置2、變壓器41的次級(jí)側(cè)繞組以及換流用整流部42與變壓器驅(qū)動(dòng)電路43、控制裝置100以及換流信號(hào)Sb之間成為絕緣，所以能夠比較簡(jiǎn)易地發(fā)送換流信號(hào)Sb (換流信號(hào)SB)。另外，能夠使被施加高的電壓的裝置和在低的電壓下動(dòng)作的裝置電氣地分離。另外，能夠構(gòu)筑安全性、可靠性高的系統(tǒng)。此處，在本實(shí)施方式中，由變壓器41和變壓器驅(qū)動(dòng)電路43構(gòu)成了換流動(dòng)作裝置，但雖然有無(wú)法發(fā)揮上述那樣的效果的可能性，但如果能夠進(jìn)行使電流換流到其它路徑的換流動(dòng)作，則也能夠變更裝置結(jié)構(gòu)。
[0119]實(shí)施方式2.
[0120]圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式2的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖10中，關(guān)于附加了與圖1相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式I中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0121]在圖10中，換流用開(kāi)閉器44a以及44b與在實(shí)施方式I中說(shuō)明的換流用開(kāi)閉器44同樣地，根據(jù)換流信號(hào)Sb，控制從變壓器用電源部45向變壓器41的初級(jí)繞組的電力供給、供給停止。在本實(shí)施方式的系統(tǒng)中，通過(guò)根據(jù)換流信號(hào)Sb對(duì)換流用開(kāi)閉器44a以及44B這兩方進(jìn)行開(kāi)閉控制，即使在換流用開(kāi)閉器44a或者44B的一方產(chǎn)生了例如短路故障的情況下，也能夠繼續(xù)進(jìn)行換流動(dòng)作。因此，能夠提高系統(tǒng)(裝置)的可靠性，能夠保護(hù)系統(tǒng)。
[0122]實(shí)施方式3.
[0123]圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式3的電力變換裝置中的換流裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖11中，關(guān)于附加了與圖1相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式I中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0124]在圖11中，電流檢測(cè)部200具有電流檢測(cè)元件等，將與變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組(變壓器驅(qū)動(dòng)電路43)中流過(guò)的電流有關(guān)的信號(hào)送到控制裝置100。電流檢測(cè)部200具有變流器、電阻等?？刂蒲b置100如果根據(jù)從電流檢測(cè)部200送來(lái)的信號(hào)，判斷為流過(guò)了預(yù)先設(shè)定的假想電流值以上的電流，則停止發(fā)送換流信號(hào)Sb而設(shè)為OFF。通過(guò)使換流用開(kāi)閉器44的動(dòng)作停止，不使電流流入變壓器驅(qū)動(dòng)電路43，使換流裝置4的換流動(dòng)作停止，由此能夠提高系統(tǒng)(裝置)的可靠性，能夠保護(hù)系統(tǒng)。另外，通過(guò)根據(jù)所檢測(cè)的電流，判斷換流動(dòng)作的時(shí)間的縮短、換流裝置4的停止，由此能夠防止變壓器41的磁通飽和等，能夠提高可靠性。
[0125]實(shí)施方式4.
[0126]圖12是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式4的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖12中，關(guān)于附加了與圖1相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式I中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。本實(shí)施方式的電流限制部48具有例如電阻等，在換流動(dòng)作中限制在換流裝置4中流過(guò)的電流。
[0127]在上述實(shí)施方式I等中，具有變壓器41，調(diào)整了變壓器41的繞組比等。另外，通過(guò)將不成為升壓用整流部23的逆恢復(fù)所需的電壓以上且不會(huì)成為多余的電壓施加到次級(jí)側(cè)繞組，由此不會(huì)向換流裝置4側(cè)流入過(guò)大的電流。在本實(shí)施方式中，通過(guò)電流限制部48，以在換流動(dòng)作中使在換流裝置4中流過(guò)的電流不會(huì)變得過(guò)大的方式調(diào)整。
[0128]通過(guò)如本實(shí)施方式那樣，使用電流限制部48，能夠簡(jiǎn)化換流裝置4的電路結(jié)構(gòu)。此處，在與如實(shí)施方式I等那樣使用了變壓器41的情況比較時(shí)，電流劇烈上升。雖然有產(chǎn)生噪聲的可能性，但針對(duì)進(jìn)行比較小容量的電力變換的裝置具有應(yīng)用效果。
[0129]實(shí)施方式5.
[0130]圖13是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式5的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖13中，關(guān)于附加了與圖12相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式4中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0131]本實(shí)施方式的電力變換裝置如圖13所示，代替實(shí)施方式4的變壓器用電源部45，而具有根據(jù)從電源I供給的電力而作為換流裝置4的電源的電源生成裝置6。此處，在圖13中，電源生成裝置6看起來(lái)從換流裝置4獨(dú)立，但也可以并非是特別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
[0132]本實(shí)施方式的電源生成裝置(電源生成電路)6具有電源生成用平滑部62以及開(kāi)關(guān)電源部63。開(kāi)關(guān)電源部63將所供給的電力變換為用于驅(qū)動(dòng)換流裝置4的電力。在本實(shí)施方式中，由根據(jù)從作為直流電源的電源I對(duì)電力變換裝置供給的電力進(jìn)行變換的DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。另外，電源生成用平滑部62使來(lái)自開(kāi)關(guān)電源部63的電力平滑。
[0133]如以上那樣，在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，能夠在系統(tǒng)內(nèi)得到對(duì)換流裝置4供給的電力。
[0134]實(shí)施方式6.
[0135]圖14是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式6的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖14中，關(guān)于附加了與圖1、圖13等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式1、5等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0136]本實(shí)施方式的電力變換裝置如圖14所示，代替構(gòu)成了實(shí)施方式I等的變壓器驅(qū)動(dòng)電路43的一部分的變壓器用電源部45，具有根據(jù)從電源I供給的電力而作為變壓器驅(qū)動(dòng)電路43的電源的電源生成裝置6。此處，在圖14中，電源生成裝置6看起來(lái)從變壓器驅(qū)動(dòng)電路43獨(dú)立，但也可以并非是特別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
[0137]本實(shí)施方式的電源生成裝置(電源生成電路)6具有電源生成用平滑部62以及開(kāi)關(guān)電源部63。開(kāi)關(guān)電源部63將所供給的電力變換為用于驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)電路43 (變壓器41)的電力。在本實(shí)施方式中，由根據(jù)從作為直流電源的電源I對(duì)電力變換裝置供給的電力進(jìn)行變換的DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。另外，電源生成用平滑部62使來(lái)自開(kāi)關(guān)電源部63的電力平滑而供給到變壓器驅(qū)動(dòng)電路43 (變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組)。
[0138]如以上那樣，在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，能夠在系統(tǒng)內(nèi)得到對(duì)換流裝置4 (變壓器驅(qū)動(dòng)電路43)供給的電力。
[0139]實(shí)施方式7.
[0140]圖15是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式7的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖15中，關(guān)于附加了與圖14等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式6等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0141]在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，在升壓裝置2中具有變壓部25。變壓部25由變壓器等構(gòu)成，通過(guò)升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22的開(kāi)閉，根據(jù)在初級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流，在次級(jí)側(cè)繞組中感應(yīng)電壓，并施加到電源生成裝置6。另外，電源生成裝置6具有電源生成用整流部61。電源生成用整流部61由二極管等整流器等構(gòu)成，對(duì)通過(guò)利用變壓部25的電壓施加而流過(guò)的電流進(jìn)行整流。另外，在電源生成用平滑部62中進(jìn)行平滑而向變壓器驅(qū)動(dòng)電路43(變壓器41的初級(jí)側(cè)繞組)對(duì)變壓器41的一次側(cè)繞組供給電力。另外，也可以將變壓部25包含于磁能積蓄部21中。即，也可以將磁能積蓄部21的至少一部分用作變壓器，在電抗器中設(shè)置輔助(2次)繞組等，取出能量的一部分，供給在電源生成裝置6中需要的電力。由此，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、負(fù)載等諸多條件，有時(shí)能夠削減零件個(gè)數(shù)并小型化。
[0142]如以上那樣，在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，能夠從電力變換裝置(升壓裝置2)得到對(duì)換流裝置4(變壓器驅(qū)動(dòng)電路43)供給的電力。能夠使用升壓裝置2的升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22，所以能夠抑制用于生成換流裝置4的電源的元件(零件)數(shù)，能夠削減成本。另外，能夠使升壓裝置2的動(dòng)作和換流裝置4的動(dòng)作同步。例如，如果升壓裝置2不動(dòng)作，則不產(chǎn)生復(fù)原電流，無(wú)需使換流裝置4動(dòng)作，所以能夠降低待機(jī)電力。進(jìn)而，能夠在與構(gòu)成不具有換流裝置4的裝置的電路基板等之間，容易地實(shí)現(xiàn)基本電路的共用。
[0143]實(shí)施方式8.
[0144]圖16是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式8的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖16中，關(guān)于附加了與圖15等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式7等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0145]在本實(shí)施方式中，關(guān)于構(gòu)成設(shè)備等，與實(shí)施方式7相同。在實(shí)施方式7中，使變壓部25與升壓用整流部23并聯(lián)連接(連接于A點(diǎn)與升壓用開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部22之間)。在本實(shí)施方式中，與升壓用整流部23串聯(lián)連接(連接于磁能積蓄部21與A點(diǎn)之間)。即使在如以上那樣構(gòu)成了電力變換裝置的情況下，也能夠從電力變換裝置(升壓裝置2)得到對(duì)換流裝置4(變壓器驅(qū)動(dòng)電路43)供給的電力，起到與實(shí)施方式5等中的電力變換裝置同樣的效果。
[0146]實(shí)施方式9.
[0147]圖17是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式9的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖17中，關(guān)于附加了與圖14等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式6等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0148]在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，用單相交流電源Ia和二極管橋等整流裝置Ib構(gòu)成電源I。另外，對(duì)電源生成裝置6也供給對(duì)成為電力變換裝置的輸出的對(duì)負(fù)載9供給的電力。這樣，即使在單相交流電源中應(yīng)用系統(tǒng)中的電源，也能夠起到與在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的效果同樣的效果。阻抗檢測(cè)部110檢測(cè)單相交流電源Ia與整流裝置Ib之間的阻抗ZC，將檢測(cè)信號(hào)zc送到控制裝置100。
[0149]實(shí)施方式10.
[0150]圖18是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式10的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖18中，關(guān)于附加了與圖14等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式6等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0151]在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，由三相交流電源Ic和二極管橋等整流裝置Ib構(gòu)成電源I。另外，對(duì)電源生成裝置6還供給對(duì)成為電力變換裝置的輸出的對(duì)負(fù)載9供給的電力。這樣，即使在三相交流電源中應(yīng)用系統(tǒng)中的電源，也能夠得到與在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的效果同樣的效果。
[0152]實(shí)施方式11.
[0153]圖19是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式11的以電力變換裝置為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。在圖19中，關(guān)于附加了與圖1等相同的符號(hào)的裝置等，進(jìn)行與在實(shí)施方式I等中說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作等。
[0154]在本實(shí)施方式的電力變換裝置中，在升壓裝置2中，在從電源I側(cè)流到負(fù)載9側(cè)的電流路徑中具有例如保險(xiǎn)絲、保護(hù)用的開(kāi)關(guān)等在流過(guò)過(guò)大的電流時(shí)切斷電路的電流切斷部(切斷裝置)27。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)電力變換裝置(系統(tǒng))。
[0155]實(shí)施方式12.
[0156]在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了將由換流裝置4設(shè)為換流的對(duì)象的裝置作為升壓裝置2，進(jìn)行使電源I的電壓升壓了的電力變換的電力變換裝置，但不限于此。即使在代替升壓裝置2，而應(yīng)用了例如降壓裝置、升降壓裝置等能夠使電壓等變化而進(jìn)行向負(fù)載9的供給的電力的變換的電壓可變裝置的電力變換裝置中，也能夠起到與在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的效果同樣的效果。
[0157]實(shí)施方式13.
[0158]圖20是本實(shí)用新型的實(shí)施方式13的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明經(jīng)由上述電力變換裝置進(jìn)行電力供給的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置。圖20的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置具備熱源側(cè)部件(室外機(jī))300和負(fù)載側(cè)部件(室內(nèi)機(jī))400，它們通過(guò)制冷劑配管連結(jié)，構(gòu)成主要的制冷劑回路(以下稱(chēng)為主制冷劑回路)而使制冷劑循環(huán)。將制冷劑配管中的、氣體的制冷劑(氣體制冷劑)流過(guò)的配管設(shè)為氣體配管500，將液體的制冷劑(液體制冷劑。還有氣液二相制冷劑的情況)流過(guò)的配管設(shè)為液配管600。
[0159]熱源側(cè)部件300在本實(shí)施方式中，具有壓縮機(jī)301、油分離器302、四通閥303、熱源側(cè)熱交換器304、熱源側(cè)風(fēng)扇305、儲(chǔ)料器306、熱源側(cè)調(diào)節(jié)裝置(膨脹閥)307、制冷劑間熱交換器308、旁通調(diào)節(jié)裝置309以及熱源側(cè)控制裝置310這些各裝置(單元)。
[0160]壓縮機(jī)301將所吸入的制冷劑壓縮而吐出。此處，壓縮機(jī)301通過(guò)使運(yùn)轉(zhuǎn)頻率任意地變化，能夠使壓縮機(jī)301的容量(每單位時(shí)間的送出制冷劑的量)細(xì)微地變化。另外，在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的電力變換裝置安裝于供給驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)301 (馬達(dá))的電力的電源I與成為負(fù)載9的壓縮機(jī)301等之間。
[0161]油分離器302使在制冷劑中混合而從壓縮機(jī)301吐出的潤(rùn)滑油分離。分離的潤(rùn)滑油返回到壓縮機(jī)301。四通閥303基于來(lái)自熱源側(cè)控制裝置310的指示根據(jù)制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而切換制冷劑的流動(dòng)。另外，熱源側(cè)熱交換器304進(jìn)行制冷劑和空氣(室外的空氣)的熱交換。例如，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器發(fā)揮功能，進(jìn)行經(jīng)由熱源側(cè)調(diào)節(jié)裝置307而流入的低壓的制冷劑和空氣的熱交換，使制冷劑蒸發(fā)并氣化。另外，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為凝結(jié)器發(fā)揮功能，進(jìn)行從四通閥303側(cè)流入的在壓縮機(jī)301中壓縮了的制冷劑和空氣的熱交換，使制冷劑凝結(jié)并液化。在熱源側(cè)熱交換器304中，為了高效地進(jìn)行制冷劑和空氣的熱交換，設(shè)置了熱源側(cè)風(fēng)扇305。關(guān)于熱源側(cè)風(fēng)扇305，也可以經(jīng)由在上述各實(shí)施方式中記載的電力變換裝置進(jìn)行電力供給，在例如成為負(fù)載9的逆變器裝置中使風(fēng)扇馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率任意地變化而使風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度細(xì)微地變化。
[0162]制冷劑間熱交換器308在成為制冷劑回路的主要部分的流路中流過(guò)的制冷劑、與從該流路分支而通過(guò)旁通調(diào)節(jié)裝置309 (膨脹閥)調(diào)整了流量的制冷劑之間進(jìn)行熱交換。特別是，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要對(duì)制冷劑進(jìn)行過(guò)冷卻的情況下，對(duì)制冷劑進(jìn)行過(guò)冷卻而供給到負(fù)載側(cè)部件400。經(jīng)由旁通調(diào)節(jié)裝置309流過(guò)的液體經(jīng)由旁通配管返回到儲(chǔ)料器306。儲(chǔ)料器306是預(yù)先儲(chǔ)存例如液體的多余制冷劑的單元。熱源側(cè)控制裝置310由例如微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。另外，能夠在與負(fù)載側(cè)控制裝置404之間進(jìn)行有線或者無(wú)線通信，例如，根據(jù)與制冷空氣調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的各種探測(cè)單元(傳感器)的探測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)施利用逆變器電路控制的壓縮機(jī)301的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率控制等、與制冷空氣調(diào)節(jié)裝置有關(guān)的各設(shè)備(單元)控制，來(lái)進(jìn)行制冷空氣調(diào)節(jié)裝置整體的動(dòng)作控制。另外，也可以由熱源側(cè)控制裝置310進(jìn)行上述各實(shí)施方式中的控制裝置100進(jìn)行的處理。
[0163]另一方面，負(fù)載側(cè)部件400具有負(fù)載側(cè)熱交換器401、負(fù)載側(cè)調(diào)節(jié)裝置(膨脹閥)402、負(fù)載側(cè)風(fēng)扇403以及負(fù)載側(cè)控制裝置404。負(fù)載側(cè)熱交換器401進(jìn)行制冷劑和空氣的熱交換。例如，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為凝結(jié)器發(fā)揮功能，進(jìn)行從氣體配管500流入的制冷劑和空氣的熱交換，使制冷劑凝結(jié)并液化(或者氣液二相化)，流出到液配管600側(cè)。另一方面，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器發(fā)揮功能，進(jìn)行通過(guò)負(fù)載側(cè)調(diào)節(jié)裝置402而成為低壓狀態(tài)的制冷劑和空氣的熱交換，使制冷劑奪取空氣的熱而蒸發(fā)并氣化，流出到氣體配管500側(cè)。另夕卜，在負(fù)載側(cè)部件400中，設(shè)置了用于調(diào)整進(jìn)行熱交換的空氣的流動(dòng)的負(fù)載側(cè)風(fēng)扇403。例如，通過(guò)利用者的設(shè)定，決定該負(fù)載側(cè)風(fēng)扇403的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。負(fù)載側(cè)調(diào)節(jié)裝置402是為了通過(guò)使開(kāi)度變化，來(lái)調(diào)整負(fù)載側(cè)熱交換器401內(nèi)的制冷劑的壓力而設(shè)置的。
[0164]另外，負(fù)載側(cè)控制裝置404也由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，能夠在與例如熱源側(cè)控制裝置310之間，進(jìn)行有線或者無(wú)線通信。根據(jù)來(lái)自熱源側(cè)控制裝置310的指示、來(lái)自居住者等的指示，以使例如室內(nèi)成為規(guī)定的溫度的方式，控制負(fù)載側(cè)部件400的各裝置(單元)。另夕卜，發(fā)送包括與負(fù)載側(cè)部件400中設(shè)置的探測(cè)單元的探測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)的信號(hào)。
[0165]如以上那樣，在實(shí)施方式13的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置中，使用上述各實(shí)施方式中的電力變換裝置，向壓縮機(jī)301、熱源側(cè)風(fēng)扇305等進(jìn)行電力供給，所以能夠得到高效、高可靠性、節(jié)能的制冷空氣調(diào)節(jié)裝置。
[0166]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0167]在上述實(shí)施方式13中，說(shuō)明了將本實(shí)用新型的電力變換裝置應(yīng)用于制冷空氣調(diào)節(jié)裝置的情況，但不限于此。還能夠應(yīng)用于熱泵裝置、電冰箱等利用制冷循環(huán)(熱泵循環(huán))的裝置、電梯等搬送設(shè)備等、照明器具(系統(tǒng))。
【權(quán)利要求】
1.一種電力變換裝置，在電源與負(fù)載之間進(jìn)行電力變換，其特征在于，具備: 具有防止從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)的電流逆流的整流部，使來(lái)自所述電源的電力的電壓變化為規(guī)定的電壓的電壓可變裝置；以及 具有進(jìn)行使在該電壓可變裝置中流過(guò)的電流流到其它路徑的換流動(dòng)作的換流動(dòng)作裝置、和將多個(gè)整流器在所述其它路徑上串聯(lián)地連接而構(gòu)成并對(duì)與換流有關(guān)的電流進(jìn)行整流的換流用整流部的換流裝置， 所述換流裝置具有將由于在初級(jí)側(cè)繞組中流過(guò)的電流而感應(yīng)的電壓施加到所述其它路徑上的次級(jí)側(cè)繞組來(lái)進(jìn)行所述換流動(dòng)作的變壓器， 所述換流裝置為通過(guò)調(diào)整所述變壓器的初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的電感比使得產(chǎn)生進(jìn)行所述整流部的逆恢復(fù)的電壓的電流流到所述換流裝置的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)繞組中設(shè)置有復(fù)位繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述變壓器為脈沖變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有多個(gè)進(jìn)行開(kāi)閉而使所述換流裝置開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有變壓部，所述電壓可變裝置是根據(jù)由該變壓部激勵(lì)了的電壓將進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電壓施加到所述換流裝置的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有成為磁能積蓄部的電抗器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有由于開(kāi)關(guān)而電壓可變的開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部，所述開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部具有絕緣柵型雙極晶體管或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有進(jìn)行開(kāi)閉而開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件， 所述開(kāi)關(guān)元件具有對(duì)柵極側(cè)和漏極-源極側(cè)、或柵極側(cè)和集電極-發(fā)射極側(cè)進(jìn)行絕緣的絕緣部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述絕緣部具有光耦合器或者脈沖變壓器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備供給進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電力的換流用電源部、和使從所述換流用電源部供給的電力平滑的換流用平滑部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 還具備檢測(cè)在所述換流裝置中流過(guò)的電流的電流檢測(cè)部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電流檢測(cè)部具有變流器或者電阻。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置在從所述電源向負(fù)載側(cè)流過(guò)的電流路徑中具有切斷電流的電流切斷裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有對(duì)在所述其它路徑中流過(guò)的電流進(jìn)行整流的換流用整流元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流用整流元件是使用了寬能帶隙半導(dǎo)體的元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述寬能帶隙半導(dǎo)體是以碳化硅、氮化鎵系材料或者金剛石為材料的半導(dǎo)體。
17.一種電力變換裝置，在電源與負(fù)載之間進(jìn)行電力變換，其特征在于，具備: 具有防止從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)的電流逆流的整流部，使來(lái)自所述電源的電力的電壓變化為規(guī)定的電壓的電壓可變裝置；以及 具有進(jìn)行使在該電壓可變裝置中流過(guò)的電流流到其它路徑的換流動(dòng)作的換流動(dòng)作裝置、和將多個(gè)整流器在所述其它路徑上串聯(lián)地連接而構(gòu)成并對(duì)與換流有關(guān)的電流進(jìn)行整流的換流用整流部的換流裝置， 所述換流裝置具有在所述其它路徑上與多個(gè)整流器串聯(lián)地連接的電阻，所述換流裝置為通過(guò)調(diào)整該電阻的電阻值使得產(chǎn)生進(jìn)行所述整流部的逆恢復(fù)的電壓的電流流到所述換流裝置的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有多個(gè)進(jìn)行開(kāi)閉而使所述換流裝置開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有變壓部，所述電壓可變裝置是根據(jù)由該變壓部激勵(lì)了的電壓，將進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電壓施加到所述換流裝置的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有成為磁能積蓄部的電抗器。
21.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置具有由于開(kāi)關(guān)而電壓可變的開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部，所述開(kāi)閉開(kāi)關(guān)部具有絕緣柵型雙極晶體管或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
22.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有進(jìn)行開(kāi)閉而開(kāi)始或者停止所述換流動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件， 所述開(kāi)關(guān)元件具有對(duì)柵極側(cè)和漏極-源極側(cè)、或柵極側(cè)和集電極-發(fā)射極側(cè)進(jìn)行絕緣的絕緣部。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述絕緣部具有光耦合器或者脈沖變壓器。
24.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備供給進(jìn)行所述換流動(dòng)作的電力的換流用電源部、和使從所述換流用電源部供給的電力平滑的換流用平滑部。
25.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 還具備檢測(cè)在所述換流裝置中流過(guò)的電流的電流檢測(cè)部。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電流檢測(cè)部具有變流器或者電阻。
27.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電壓可變裝置在從所述電源向負(fù)載側(cè)流過(guò)的電流路徑中具有切斷電流的電流切斷裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流裝置具有對(duì)在所述其它路徑中流過(guò)的電流進(jìn)行整流的換流用整流元件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述換流用整流元件是使用了寬能帶隙半導(dǎo)體的元件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述寬能帶隙半導(dǎo)體是以碳化硅、氮化鎵系材料或者金剛石為材料的半導(dǎo)體。
31.一種制冷空氣調(diào)節(jié)裝置，其特征在于， 具備用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或者送風(fēng)機(jī)的至少一方的權(quán)利要求1?30中的任意一項(xiàng)所述的電力變換裝置。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK203951362SQ201420155283
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】有澤浩一, 下麥卓也, 山川崇, 植村啟介, 篠本洋介, 湯淺健太, 津村晃弘, 松原則幸, 楠部真作 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社