本發(fā)明涉及使直流電壓升壓的升壓裝置以及轉(zhuǎn)換器裝置。

背景技術(shù)：

升壓轉(zhuǎn)換器電路具有：整流電路，將交流電力變換為直流電力；升壓電路，具備線圈及開(kāi)關(guān)元件，使從整流電路輸出的直流電壓升壓；以及控制電路，對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(pulsewidthmodulation、pwm)控制。

作為關(guān)聯(lián)的技術(shù)，在下述的專利文獻(xiàn)1中，記載了三個(gè)升壓斬波器4a至4c被并聯(lián)連接的數(shù)字轉(zhuǎn)換器1。在升壓斬波器4a至4c中，將線圈l1至l3、開(kāi)關(guān)元件q1至q3以及分流電阻r1至r3分別串聯(lián)連接而構(gòu)成。單芯片微型機(jī)3根據(jù)各開(kāi)關(guān)元件的off過(guò)渡時(shí)的電流ipi，設(shè)定pwm波的脈沖寬度(段落0013及段落0021以及圖1)。

根據(jù)專利文獻(xiàn)1記載的數(shù)字轉(zhuǎn)換器1，能夠使多個(gè)開(kāi)關(guān)元件與各自的特性相匹配地在最佳的條件下動(dòng)作(段落0017)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2009-261079號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，在專利文獻(xiàn)1記載的數(shù)字轉(zhuǎn)換器1中，升壓斬波器4a至4c分別具有分流電阻r1至r3。因此，專利文獻(xiàn)1記載的數(shù)字轉(zhuǎn)換器1由于部件件數(shù)多，所以導(dǎo)致成本的上升以及安裝面積的增大。

本發(fā)明是鑒于上述而完成的，其目的在于得到一種能夠抑制成本以及安裝面積的升壓裝置。

為了解決上述課題并達(dá)成目的，本發(fā)明具備：一個(gè)分流電阻，一端與低電位側(cè)的公共母線連接；以及相互并聯(lián)連接的多個(gè)升壓電路，連接于分流電阻的另一端與高電位側(cè)的輸入母線之間。

本發(fā)明所涉及的升壓裝置起到能夠抑制成本以及安裝面積的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的信號(hào)波形的例子的圖。

圖3是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的動(dòng)作的流程圖。

圖4是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的信號(hào)波形的例子的圖。

(符號(hào)說(shuō)明)

1：電源裝置；4：輸入部；5、7：變換部；6：電解電容器；11：轉(zhuǎn)換器裝置；12-1至12-m：二極管；13：直流電壓檢測(cè)部；21：整流部；22：升壓裝置；23：控制部；31：分流電阻；32-1至32-m：升壓電路；41-1至41-m：線圈；42-1至42-m：開(kāi)關(guān)元件。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的升壓裝置以及轉(zhuǎn)換器裝置。此外，本發(fā)明不被該實(shí)施方式所限定。

實(shí)施方式1.

圖1是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的圖。電源裝置1將從交流電源2供給的交流電力變換為直流電力，進(jìn)而將直流電力變換為交流電力，驅(qū)動(dòng)負(fù)載3。作為負(fù)載3例示電動(dòng)機(jī)。

電源裝置1包括：輸入部4，從交流電源2被輸入交流電力；變換部5，將通過(guò)了輸入部4的交流電力變換為直流電力；作為電容性元件的電解電容器6，對(duì)從變換部5輸出的直流電壓進(jìn)行平滑化；以及變換部7，將由電解電容器6平滑化的直流電力變換為期望的電壓及頻率的交流電力而供給到負(fù)載3。

作為輸入部4例示噪聲濾波器。輸入部4對(duì)從交流電源2輸入的交流電力的噪聲進(jìn)行濾波。作為變換部7例示三相逆變器裝置。

變換部5包括：轉(zhuǎn)換器裝置11，將通過(guò)了輸入部4的交流電力變換為直流電力；作為整流元件的二極管12-1至12-m(m是2以上的整數(shù))，陽(yáng)極與轉(zhuǎn)換器裝置11分別連接，陰極與高電位側(cè)的輸出母線53分別連接，抑制電流向轉(zhuǎn)換器裝置11逆流；以及直流電壓檢測(cè)部13，檢測(cè)低電位側(cè)的公共母線51與高電位側(cè)的輸出母線53之間的電壓。

轉(zhuǎn)換器裝置11包括：整流部21，將通過(guò)了輸入部4的交流電力變換為直流電力；升壓裝置22，使從整流部21輸出的直流電壓升壓；以及控制部23，控制升壓裝置22。

作為整流部21例示二極管橋。整流部21對(duì)通過(guò)了輸入部4的交流電力進(jìn)行全波整流，輸出直流電力。

作為控制部23例示cpu(centralprocessingunit，中央處理單元)或者微型計(jì)算機(jī)。公共母線51與輸出母線53之間的電壓值從直流電壓檢測(cè)部13輸入到控制部23。

升壓裝置22包括：分流(shunt)電阻31，一端與公共母線51連接；以及相互并聯(lián)連接的升壓電路32-1至32-m(m是2以上的整數(shù))，連接于分流電阻31的另一端與高電位側(cè)的輸入母線52之間。

分流電阻31是用于檢測(cè)在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流的電阻?？刂撇?3能夠根據(jù)分流電阻31的兩個(gè)端子之間的電壓，計(jì)算在分流電阻31中流過(guò)的電流。在實(shí)施方式1中，將在分流電阻31中流過(guò)的電流稱為分流電流。

升壓電路32-1包括：作為感應(yīng)性元件的線圈41-1，一端與輸入母線52連接；以及開(kāi)關(guān)元件42-1，輸入輸出路徑連接于線圈41-1的另一端與分流電阻31的另一端之間。即，線圈41-1和開(kāi)關(guān)元件42-1被串聯(lián)地連接。開(kāi)關(guān)元件42-1的控制端子與控制部23連接，通過(guò)控制部23對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1進(jìn)行pwm控制。

從線圈41-1和開(kāi)關(guān)元件42-1的連接點(diǎn)輸出升壓電路32-1升壓后的直流電壓。二極管12-1的陽(yáng)極連接于線圈41-1和開(kāi)關(guān)元件42-1的連接點(diǎn)。

升壓電路32-m包括：作為感應(yīng)性元件的線圈41-m，一端與輸入母線52連接；以及開(kāi)關(guān)元件42-m，輸入輸出路徑連接于線圈41-m的另一端與分流電阻31的另一端之間。即，線圈41-m和開(kāi)關(guān)元件42-m被串聯(lián)地連接。開(kāi)關(guān)元件42-m的控制端子與控制部23連接，通過(guò)控制部23對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-m進(jìn)行pwm控制。

從線圈41-m和開(kāi)關(guān)元件42-m的連接點(diǎn)輸出升壓電路32-m升壓后的直流電壓。二極管12-m的陽(yáng)極連接于線圈41-m和開(kāi)關(guān)元件42-m的連接點(diǎn)。

線圈41-1至41-m優(yōu)選具有高次諧波鐵損小的芯。關(guān)于線圈41-1至41-m，可以考慮控制方法、效率、熱度、質(zhì)量或者體積的要素來(lái)選定。

作為開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m，能夠使用igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極晶體管)或者mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。

控制部23將開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m依次控制為導(dǎo)通狀態(tài)。即，開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m不會(huì)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

說(shuō)明電源裝置1的動(dòng)作。在初始狀態(tài)下，控制部23不進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的開(kāi)關(guān)。公共母線51與輸出母線53之間的電壓值從直流電壓檢測(cè)部13輸入到控制部23。

控制部23比較公共母線51與輸出母線53之間的電壓和預(yù)先確定的目標(biāo)電壓。另外，控制部23在公共母線51與輸出母線53之間的電壓大于目標(biāo)電壓的情況下，使開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m短路。

另一方面，控制部23在公共母線51與輸出母線53之間的電壓小于目標(biāo)電壓的情況下，停止開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的開(kāi)關(guān)。

另一方面，控制部23在公共母線51與輸出母線53之間的電壓等于目標(biāo)電壓的情況下，也停止開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的開(kāi)關(guān)。

但是，在電源裝置1中，由于線圈41-1至41-m以及開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的電氣特性或者電路圖案，有時(shí)在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流中產(chǎn)生偏差。

控制部23對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的開(kāi)關(guān)進(jìn)行pwm控制。因此，控制部23能夠根據(jù)對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的pwm信號(hào)的導(dǎo)通期間的定時(shí)，判定在分流電阻31中流過(guò)的電流在升壓電路32-1至32-m中的哪個(gè)升壓電路中流過(guò)。

圖2是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的信號(hào)波形的例子的圖。在實(shí)施方式1中，將對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1施加的pwm信號(hào)稱為信號(hào)pwm1，將對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-m施加的pwm信號(hào)稱為信號(hào)pwm2。

如圖2所示，在定時(shí)t0，信號(hào)pwm1開(kāi)始上升時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始上升。

在定時(shí)t1，信號(hào)pwm1開(kāi)始下降時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始下降。

在定時(shí)t2，信號(hào)pwm2開(kāi)始上升時(shí)，分流電流即在升壓電路32-m中流過(guò)的電流開(kāi)始上升。

在定時(shí)t3，信號(hào)pwm2開(kāi)始下降時(shí)，分流電流即在升壓電路32-m中流過(guò)的電流開(kāi)始下降。

在此，定時(shí)t0至t1的時(shí)間ton1和定時(shí)t2至t3的時(shí)間ton2相同。

如圖2所示，即使時(shí)間ton1和時(shí)間ton2相同，也由于線圈41-1至41-m以及開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的電氣特性或者電路圖案，有時(shí)在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流中產(chǎn)生偏差。

在圖2中，在升壓電路32-1中流過(guò)的電流比在升壓電路32-m中流過(guò)的電流多。

控制部23比較在不同的定時(shí)檢測(cè)出的分流電流即在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流。另外，控制部23在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流中產(chǎn)生偏差的情況下，校正多個(gè)pwm信號(hào)的脈沖寬度，以使得延長(zhǎng)升壓電路32-1至32-m中的電流少的升壓電路的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間，縮短升壓電路32-1至32-m中的電流多的升壓電路的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間?？刂撇?3利用校正后的多個(gè)pwm信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的開(kāi)關(guān)。

圖3是示出實(shí)施方式1的電源裝置的動(dòng)作的流程圖。圖3所示的流程圖表示用于抑制在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流的偏差的電源裝置1的動(dòng)作。

在步驟s100中，控制部23對(duì)照對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的多個(gè)pwm信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的定時(shí)和分流電流的定時(shí)。由此，控制部23判定各定時(shí)下的分流電流是在升壓電路32-1至32-m中的哪個(gè)升壓電路中流過(guò)的電流。

在步驟s102中，控制部23計(jì)算在對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的多個(gè)pwm信號(hào)為導(dǎo)通時(shí)流過(guò)的分流電流值。詳細(xì)而言，控制部23計(jì)算對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的多個(gè)pwm信號(hào)的上升時(shí)的分流電流以及下降時(shí)的分流電流。然后，控制部23通過(guò)從各pwm信號(hào)的下降時(shí)的分流電流減去各pwm信號(hào)的上升時(shí)的分流電流，計(jì)算各pwm信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流的增加量。

控制部23通過(guò)如上所述計(jì)算各pwm信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流的增加量，能夠去除偏置分量，高精度地計(jì)算各pwm信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流。

具體而言，控制部23計(jì)算信號(hào)pwm1的上升時(shí)的分流電流值iu1以及信號(hào)pwm1的下降時(shí)的分流電流值id1。然后，控制部23通過(guò)從信號(hào)pwm1的下降時(shí)的分流電流id1減去信號(hào)pwm1的上升時(shí)的分流電流iu1，計(jì)算信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流的增加量id1－iu1。

同樣地，控制部23計(jì)算信號(hào)pwm2的上升時(shí)的分流電流值iu2以及信號(hào)pwm2的下降時(shí)的分流電流值id2。然后，控制部23通過(guò)從信號(hào)pwm2的下降時(shí)的分流電流id2減去信號(hào)pwm2的上升時(shí)的分流電流iu2，計(jì)算信號(hào)pwm2的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流的增加量id2－iu2。

在步驟s104中，控制部23根據(jù)預(yù)先確定的分流電流的目標(biāo)值相對(duì)在對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的多個(gè)pwm信號(hào)為導(dǎo)通時(shí)流過(guò)的分流電流值的比，計(jì)算用于校正多個(gè)pwm信號(hào)的多個(gè)校正值。

具體而言，控制部23利用式(1)，計(jì)算分流電流的目標(biāo)值is相對(duì)所計(jì)算出的分流電流值id1－iu1的比，即校正值m1。

m1＝is/(id1－iu1)…(1)

同樣地，控制部23利用式(2)，計(jì)算分流電流的目標(biāo)值is相對(duì)所計(jì)算出的分流電流值id2－iu2的比，即校正值m2。

m2＝is/(id2－iu2)…(2)

在步驟s106中，控制部23通過(guò)對(duì)施加于開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的多個(gè)pwm信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間乘以多個(gè)校正值，校正多個(gè)pwm信號(hào)。

具體而言，控制部23通過(guò)對(duì)信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間ton1乘以校正值m1，將信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間校正為ton1×m1。

同樣地，控制部23通過(guò)對(duì)信號(hào)pwm2的導(dǎo)通時(shí)間ton2乘以校正值m2，將信號(hào)pwm2的導(dǎo)通時(shí)間校正為ton2×m2。

圖4是示出實(shí)施方式1所涉及的電源裝置的信號(hào)波形的例子的圖。如圖4所示，在定時(shí)t10，信號(hào)pwm1開(kāi)始上升時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始上升。

在定時(shí)t11，信號(hào)pwm1開(kāi)始下降時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始下降。

此時(shí)，在升壓電路32-1中流過(guò)的電流的波形70超過(guò)目標(biāo)電流的波形71。因此，控制部23將時(shí)間ton1校正得短，由此進(jìn)行使在升壓電路32-1中流過(guò)的電流的電流值接近目標(biāo)電流值的控制。

控制部23計(jì)算信號(hào)pwm1的上升時(shí)的分流電流值iu1以及信號(hào)pwm1的下降時(shí)的分流電流值id1。然后，控制部23通過(guò)從信號(hào)pwm1的下降時(shí)的分流電流id1減去信號(hào)pwm1的上升時(shí)的分流電流iu1，計(jì)算信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間中的分流電流的增加量72。

控制部23根據(jù)預(yù)先確定的分流電流的目標(biāo)值相對(duì)在對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1施加的多個(gè)pwm信號(hào)為導(dǎo)通時(shí)流過(guò)的分流電流值的比，計(jì)算用于校正多個(gè)pwm信號(hào)的多個(gè)校正值。

具體而言，控制部23利用上述式(1)，計(jì)算分流電流的目標(biāo)值73相對(duì)所計(jì)算出的分流電流值72的比，即校正值m1。

控制部23通過(guò)對(duì)施加于開(kāi)關(guān)元件42-1的信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間ton1乘以校正值m1，將信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間ton1校正為導(dǎo)通時(shí)間ton1a。

再次參照?qǐng)D4，在定時(shí)t12，信號(hào)pwm1開(kāi)始上升時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始上升。

在定時(shí)t13，信號(hào)pwm1開(kāi)始下降時(shí)，分流電流即在升壓電路32-1中流過(guò)的電流開(kāi)始下降。

此時(shí)，控制部23將信號(hào)pwm1的導(dǎo)通時(shí)間ton1a校正得比校正前的導(dǎo)通時(shí)間ton1短。因此，控制部23能夠控制成使在升壓電路32-1中流過(guò)的電流的電流值74接近目標(biāo)電流值。

如以上說(shuō)明，電源裝置1即使在由于線圈41-1至41-m以及開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m的電氣特性或者電路圖案而在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流中產(chǎn)生偏差的情況下，也能夠通過(guò)校正對(duì)開(kāi)關(guān)元件42-1至42-m施加的pwm信號(hào)來(lái)使在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流值接近目標(biāo)電流值。

這樣，電源裝置1能夠使在升壓電路32-1至32-m中流過(guò)的電流接近目標(biāo)電流值，所以能夠抑制電流集中到一部分的元件，能夠抑制發(fā)熱或者電力損耗量不平衡。

另外，電源裝置1在公共母線51與升壓電路32-1至32-m之間具備一個(gè)分流電阻31。因此，電源裝置1能夠削減部件件數(shù)，能夠抑制成本以及安裝面積。

以上的實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)示出本發(fā)明的內(nèi)容的一個(gè)例子，既能夠與其它公知的技術(shù)組合，也能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)省略、變更結(jié)構(gòu)的一部分。