CN102959848A

CN102959848A - 整流电路装置

Info

Publication number: CN102959848A
Application number: CN2011800294599A
Authority: CN
Inventors: 吉田泉; 土山吉朗; 京极章弘; 川崎智广
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: EP2595298B1; JP5834247B2; EP2595298A1; ES2687827T3; EP2595298A4; CN102959848B; WO2012008139A1; JPWO2012008139A1

Abstract

为了实现同时降低电源高次谐波和减少电路损失的整流电路装置，配备交流电压相位检测单元（201）、交流电流检测单元（103）和直流电压检测单元（110），通过使半导体开关（104）进行斩波，使其跟随期望的电流波形，为了使斩波停止的相位成为期望的相位而调整直流电压，另一方面，在使斩波持续的相位宽度值不足设定值的情况下，为了使斩波持续的相位值成为设定值，优先调整直流电压，目标电流波形在交流电源半周期的前半是单调增加和一定值的组合，在后半包括为零的区间。

Description

整流电路装置

技术领域

本发明涉及一种整流电路装置，其适用于，对家庭等单相交流电源进行整流形成大致直流的电源，利用所形成的直流电源来驱动直流负载的装置；和利用逆变电路将所得到的直流再次转换成任意频率的交流，以可变速度驱动电动机的装置，例如利用压缩机来压缩制冷剂构成热泵，从而进行供冷、供暖或者食品等的冷冻的装置。涉及一种高效的整流电路装置的驱动控制，其通过减少包含在这样的各种装置中的电源电流中的高次谐波成分和改善功率因数，能够减轻输电系统的负担。

背景技术

现有技术中，这种整流电路装置如图10所示，经由整流桥2和电抗器（reactor）3a，利用导通状态的半导体开关3c使交流电源1短路，向电抗器3a充电，在半导体开关3c成为断开状态时，电流从电抗器3a通过二极管3b流过负载4，由此，在交流电源1的瞬间电压低的期间也流过电源电流。通过采用这种方式构成，电源电流的高次谐波成分变少，功率因数改善。但是，使半导体开关3c导通断开（以下称作进行斩波（chopping）），电流流过进行斩波的半导体开关3c，所以产生电路损失。为了解决这种电路损失的问题，提出了一种方法：并非总是使半导体开关3c进行斩波，而是仅在交流相位的特定期间使其进行斩波，其余的期间使其停止（例如，参照专利文献1）。

图10是表示专利文献1记载的现有的有源整流电路装置。该整流电路装置在整流桥2中对交流电源1进行整流，将其转换成包含脉动的直流后，通过电抗器3a和二极管3b，向平滑电容器3d和负载4供电。而且，图10所示的现有的有源整流电路装置是，经由电抗器3a，利用半导体开关3c能够使整流桥2的输出短路的升压斩波（chopper）电路3的带功率因数改善功能的整流电路装置。升压斩波电路3的控制为：由检测单元6和输入电流检测部10检测输入电流，使半导体开关3c进行斩波，以使得输入电流成为与由输入电压检测部11检测出的输入电压波形（电源电压波形）相同的波形，且调整输入电流的大小，以使得输出电压成为期望的电压。

特别是在专利文献1中提出了一种方法，仅在高次谐波减少的最低限度的区间使半导体开关进行斩波，由此来降低电路的损失。图11是表示为此的控制方法的控制框图。利用电源零交叉检测单元5检测电源电压的相位，利用脉冲计数器13a，仅在一定的期间允许图10的半导体开关3c的斩波，在除此之外的期间，进行控制以使半导体开关3c成为断开状态。根据该控制方法，实现几乎不会增加电源高次谐波，且低损失的整流电路装置。

另外，在专利文献1的控制方法中，需要使用电源电压的波形，但也提出有一种不使用电源电压的波形，按照预先确定的波形实现同样的动作的方法（例如，专利文献2）。而且，还提出有一种不具有目标电流波形而获得同样效果的简便的控制方法（例如，参照专利文献3）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-253284号公报

专利文献2：日本特开2007－129849号公报

专利文献3：日本特开2000-224858号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述现有的整流电路装置的结构中，在负载确定的条件下，进行控制使输出电压变为固定，另外，使半导体开关进行斩波的期间也固定。因此，如果在输出电压的检测单元中有误差，则电流波形会变化。例如，在对有效值200V的交流进行整流而得到大约280V的直流的情况下，直流电压仅变化1V，电流波形就会大幅变化。对于280V的直流电压，1V的精度大约相当于0.3%，在高压检测中，在利用电阻对电压分压从而加工成低电压的情况下，需要非常高精度的电阻。因此，考虑输出电压的检测精度，为了使高次谐波在变化的电流波形中也减少，需要延长设定斩波期间，存在电路损失增加的课题。

另外，在这种现有的整流电路装置中，输出电压越低，损失越少，但是在比电源电压的瞬间值低的电压中设定输出电压的情况下，即使使半导体开关进行斩波的期间的交流电压比输出电压低，在控制方面，只要是预先确定的斩波期间，也实施斩波，所以在该斩波期间，发生因升压动作输出电压升高的现象。因此，在现有的整流电路装置中，也存在难以设定损失更少、更低的输出电压的课题。

本发明就是为了解决上述现有的整流电路装置中的课题，其目的在于提供一种不论输出电压的检测精度如何，都能够减少电源高次谐波电流，并且也能够降低损失的整流电路装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述的课题，本发明的整流电路装置具有：设置检测交流电压的相位的单元，形成与所检测出的相位对应的目标电流波形，检测交流侧的电流或者从交流侧流向直流侧的电流的单元；检测直流电压的单元；调整并控制上述半导体开关的斩波以使得上述目标电流波形与所检测出的电流波形成为相同波形，并且调整上述目标电流波形的振幅以使得上述直流电压成为期望的电压的单元，调整上述期望的直流电压以使得通过实施这些控制而获得的、从上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位。

而且，在调节上述期望的直流电压时，除了上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）外，还测定上述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），根据上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）和上述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），计算斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），在上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位（θ_OFF*）之前，在斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）低于预先设定的值（θ_ON宽度值*）的情况下，优先根据上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）来调整直流电压，调节上述期望的直流电压，以使得斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）成为预先设定的值（θ_ON宽度值*）。

而且，有两种波形：在与交流电压波形相同的频率下具有相位关系的交流相位0～90度或者180～270度的相位，是单调增加或者一定状态的组合，在上述交流相位的90～180度、270～360度的区间，使其存在目标值为零的区间的目标电流波形、或者在上述交流相位的0～90度或者180～270度的相位中，在使上述半导体开关的斩波停止的期望的相位之前，是单调增加或者一定状态的组合，且在上述交流相位的90～180度、270～360度的区间，存在目标值为零的区间的目标电流波形，且具有：检测交流侧的电流或者从交流侧流向直流侧的电流的单元；检测直流电压的单元；调整并控制上述半导体开关的斩波，以使得上述目标电流波形与所检测出的电流成为相同波形，并且调整上述目标电流波形的振幅，以使得上述直流电压成为期望的电压而的单元，调整上述期望的直流电压，以使得通过实施这些控制而获得的、上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位。

由此，即使直流电压的检测精度有误差，直流电压也被调整成相对正确的值，成为同样的电流波形，所以损失总是较少，且因设置有斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）的限制，所以不受电力和电抗器的大小的影响而实现高次谐波电流少的整流动作。

发明效果

本发明的整流电路装置损失始终少，且不受电力和电抗器的大小的影响，能够实现高次谐波电流少的整流动作。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的整体电路结构的电路框图。

图2是表示图1中的控制电路的内部处理的控制框图。

图3是说明本发明的实施方式1中的斩波相位·宽度值检测单元的处理内容的流程图。

图4是表示本发明的实施方式1的工作原理的波形图。

图5是表示本发明的实施方式2的工作原理的波形图。

图6是表示能够用于本发明的实施方式2中的目标电流波形例子的波形图。

图7是表示本发明的实施方式1至4中的电源相位检测原理的波形图。

图8是表示本发明的实施方式3中的整体电路结构的电路框图

图9是表示本发明的实施方式4中的整体电路结构的电路框图

图10是表示现有的整流电路装置的整体结构的电路框图。

图11是表示现有的整流电路装置的控制电路的内部处理的控制框图。

具体实施方式

本发明具有：设置检测交流电压的相位的单元，形成与所检测出的相位对应的目标电流波形，检测交流侧的电流或者从交流侧流向直流侧的电流的单元；检测直流电压的单元；调整并控制上述半导体开关的斩波以使得上述目标电流波形与所检测出的电流波形成为相同波形，并且调整上述目标电流波形的振幅以使得上述直流电压成为期望的电压的单元，调整上述期望的直流电压以使得通过实施这些控制而获得的、从上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位。

而且，调整并控制上述半导体开关的斩波的单元，除了上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）外，还测定上述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），根据上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）和上述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），计算斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），在上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位（θ_OFF*）之前，在斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）低于预先设定的值（θ_ON宽度值*）的情况下，优先根据上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）来调整直流电压，调节上述期望的直流电压，以使得斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）成为预先设定的值（θ_ON宽度值*）。

此外，使用以下两种目标电流波形中的一种：在与交流电压波形相同的频率具有相位关系的交流相位0～90度或者180～270度的相位，是单调增加或者一定状态的组合，在上述交流相位的90～180度、270～360度的区间，使其存在目标值为零的区间的第一目标电流波形；或者在上述交流相位的0～90度或者180～270度的相位中，在成为从上述半导体开关的斩波状态使斩波停止的期望的相位，是单调增加或者一定状态的组合，且在上述交流相位的90～180度、270～360度的区间，存在目标值为零的区间的第二目标电流波形，且具有：检测交流侧的电流或者从交流侧流向直流侧的电流的单元；检测直流电压的单元；调整并控制上述半导体开关的斩波，以使得上述目标电流波形与所检测出的电流成为相同波形，并且调整上述目标电流波形的振幅，以使得上述直流电压成为期望的电压而的单元，调整上述期望的直流电压，以使得通过实施这些控制而获得的、上述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位，另一方面，在斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）低于预先设定的值的情况下，调节上述期望的直流电压，以使得斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）成为预先设定的值（θ_ON宽度值*）。

此外，本发明的斩波状态、或者斩波停止状态是指，电源周期半周期中的上述半导体开关的斩波状态。

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。

（实施方式1）

图1是表示本发明的实施方式1中的整流电路装置的整体结构的电路框图。

在图1中，构成使交流电源1在电抗器102与导通状态的半导体开关104中短路的回路。设置电流检测单元103以使其能够检测该回路的电流，将其检测结果输入到控制电路100。如果导通半导体开关104使交流电源1短路，则电抗器102的电流逐渐增加，如果断开半导体开关104，则流过电抗器102的电流在二极管电桥105中被整流，流入平滑电容器106和负载4中，驱动负载4。施加到负载4的直流电压被直流电压检测单元110检测出来，被输入控制电路100中。而且，还设置有比较交流电源1的电压电平的电压电平比较单元109，电压电平比较单元109形成表示交流电源1的电压电平是否在一定值以上的二值化的信息，将该信息向控制电路100输出。

在控制电路100中，根据表示交流电源1是否在一定的电压电平以上的二值化的信息检测交流电源1的相位，生成目标电流波形，使半导体开关104进行斩波，以使得电流检测单元103的检测结果与目标电流波形的相似形逐渐接近。而且，为了使直流电压检测单元110的电压信息成为控制电路内部所具有的期望的电压，根据其偏差来调整目标电流波形的相似比率。即，如果实际的直流电压值比期望的直流电压值低，则进行控制，增大目标电流指令的相似比率，使其成为大的变流，如果实际的直流电压值比期望的直流电压值高，则进行控制，使其成为小的电流。

此外，根据进行斩波的情况，并且根据半导体开关104的斩波停止开始的交流电压相位、与半导体开关104的斩波开始的交流电压相位，斩波开始和斩波停止开始两者的相位，调查半导体开关104持续斩波的相位宽度值。在半导体开关104持续斩波的相位宽度值超过预先设定的值的情况下，调查半导体开关104的斩波停止开始的交流电压相位是否是期望值，根据与期望值的偏差来调整上述期望的直流电压值。

另一方面，在半导体开关104持续斩波的相位宽度值在所设定的值以下的情况下，根据半导体开关104持续斩波的相位宽度值与预先设定的值的偏差，来调整上述期望的直流电压值。

图2是表示图1中的控制电路100中的控制信息的流程的框图。系统的最终控制目标在于，在半导体开关104持续斩波的相位宽度值（θ_ON宽度值）超过所设定的值（θ_ON宽度值）的情况下，将从斩波状态切换成斩波停止的相位（θ_OFF）控制在期望的值（θ_OFF*）。另一方面，在半导体开关104持续斩波的相位宽度值（θ_ON宽度值）在所设定的值（θ_ON宽度值*）以下的情况下，将半导体开关104持续斩波的相位宽度值（θ_ON宽度值）控制在所设定的值（θ_ON宽度值*）。

首先，根据将交流电源的电压电平二值化的信息，利用交流相位检测单元201检测交流相位。交流相位检测单元201的具体检测方法的例子将在后面阐述。根据所得到的交流相位信息，利用目标电流波形形成单元202使其产生目标电流波形，向乘法器208中输入。关于目标电流波形，将在后面阐述。

在斩波相位·宽度值检测单元212中，根据作为交流相位检测单元201的输出的交流相位信息和电流系统的补偿运算单元210的输出，向偏差设定单元213输出：从斩波变为斩波停止时的相位信息（θ_OFF）、从斩波停止变为进行斩波时的相位信息、以及从各自的相位信息计算而得的斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）中的、变为斩波停止时的相位信息（θ_OFF）和斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）。

偏差设定单元213根据从作为来自斩波相位·宽度值检测单元212的信息的斩波变为斩波停止时的相位信息（θ_OFF）和其目标值（θ_OFF*）、以及斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）和其限制值（θ_ON宽度值*），计算用于控制的偏差，向电压系统的补偿运算单元205输出。

此处，使用图3的流程图来说明偏差设定单元213的动作。

在步骤1中，比较斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）和其限制值（θ_ON宽度值*），如果斩波持续的相位幅度（θ_ON宽度值）大，则进入步骤2，反之则进入步骤3。在步骤2中，采取从斩波变为斩波停止时的相位信息（θ_OFF）与其目标值（θ_OFF*）的差，将其作为偏差向补偿运算单元205输出，结束处理。

在步骤3中，采取斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）与其限制值（θ_ON*）的差，将其作为偏差向补偿运算单元205输出，结束处理。像这样，通过保持一定程度的斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），能够防止对于电力和电抗器的大小电源高次谐波的恶化。

在图2所示的相位系统的补偿运算单元205中，进行用于稳定地保持变为斩波停止状态时的相位（θ_OFF）、或者斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）的补偿运算。

补偿运算结果成为输出电压的指令电压（Vdc*），向比较单元206发送。在比较单元206中，与实际的输出电压进行比较，作为比较结果的电压偏差被向直流电压控制用的电压系统的补偿运算单元207发送。在电压系统的补偿运算单元207中进行用于使实际的电压与指令电压（Vdc*）一致，且变得稳定的补偿运算。补偿运算结果被向乘法器208发送，在与目标电流波形中进行乘法运算。即，如果实际的电压比指令电压低，则增大目标电流波形的振幅，反之则减少。乘法器208的输出结果作为瞬间的电流指令（Iac*），被向比较单元209发送。在比较单元209中，比较瞬间的电流指令（Iac*）与实际的电流值（Iac），将作为比较结果的电流偏差向电流系统的补偿运算单元210发送。在电流系统的补偿运算单元210中进行补偿运算，以使电流稳定且迅速地与指令值一致。补偿运算结果被向PWM单元211发送，并被转换成半导体开关用的ON/OFF信息。另一方面，补偿运算结果也被向斩波相位·宽度值检测单元212发送，由此，构成关于相位的控制回路。

图4是用波形说明控制动作的图。在图4中，上段的波形表示交流电压与直流电压的相对关系，中段的波形是目标电流波形，下段的波形是实际的电流波形。在图4（a）中，是输出电压（DC电压）低，半导体开关的斩波变为停止的相位（θ_OFF）比期望的相位（θ_OFF*）小的情况。此时，交流电压比直流电压高的相位期间增加，所以从交流电源经由电抗器和二极管流入直流侧的电流增加。因此，电流波形变得尖锐，电流的高次谐波成分增加。

另一方面，在图4（b）中，是输出电压（DC电压）高，半导体开关的斩波变为停止的相位（θ_OFF）比期望的相位（θ_OFF*）大的情况。在此情况下，交流电压比直流电压高的相位期间减少，所以从交流电源经由电抗器和二极管流入直流侧的电流也减少，电流的高次谐波成分减少。但是，在图4（b）中，与图4（a）的波形相比，进行半导体开关的斩波的期间增加，所以电路的损失增加。但是，此时，在斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）在限制值（θ_ON宽度值*）以下的情况下，从斩波变为斩波停止时的相位（θ_OFF）未达到目标值（θ_OFF*），但是优先确保斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），所以实施保持斩波持续的相位宽度值的限制值（θ_ON宽度值*）的动作。

另外，图4（c）是输出电压（DC电压）更高，在整个区域实施半导体开关的斩波的情况。在此情况下，实施降低输出电压的动作，直至半导体开关的斩波变为停止的相位（θ_OFF）成为期望的相位（θ_OFF*）。

此外，如果交流电源中包含畸变，则在交流电源的半周期期间，从斩波状态变为斩波停止状态的相位多次出现，但在此情况下，选择接近交流电源的相位的90度或者270度的相位，由此能够稳定地进行控制。另外，取代交流电源的相位的90度或者270度，选择接近交流电流的瞬间值成为最大相位的相位，也能够获得同样的效果。

（实施方式2）

下面，对本发明的实施方式2中的整流电路装置进行说明。实施方式2的整流电路装置具有与上述的实施方式1的整流电路装置实际相同的结构，但整流电路装置中的驱动控制不同。

图5是表示将目标电流波形形成正弦波以外的波形，从而能够进一步降低损失的控制方法的工作原理的波形图。特别是当负载轻时，即使波形畸变增加，高次谐波电流本身也少，所以能够进一步降低损失。在图5中，上段的波形表示交流电压与直流电压的相对关系，中段的波形是目标电流波形，下段的波形是实际的电流波形。在图5（a）中，是输出电压（DC电压）低，半导体开关的斩波变为停止的相位（θ_OFF）比期望的相位（θ_OFF*）小的情况。此时，交流电压比直流电压高的相位期间也增加，所以从交流电源经由电抗器和二极管流入直流侧的电流增加。因此，电流波形变得尖锐，电流的高次谐波成分增加。

另一方面，在图5（b）中，是输出电压（DC电压）高，半导体开关的斩波变为停止的相位（θ_OFF）比期望的相位（θ_OFF*）大的情况。此时，交流电压比直流电压高的相位期间减少，所以从交流电源经由电抗器和二极管流入直流侧的电流也减少，电流的高次谐波成分减少。但是，在图5（b）中，与图5（a）的波形相比，进行半导体开关的斩波的期间增加，所以电路的损失增加。

但是，此时，在斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）在限制值（θ_ON宽度值*）以下的情况下，从斩波变为斩波停止时的相位（θ_OFF）未达到目标值（θ_OFF*），但是优先确保斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），所以实施保持斩波持续的相位宽度值的限制值（θ_ON宽度值*）的动作。

目标电流波形使用具有在180度期间的前半上升，在后半具有为零的区间的波形。例如，在图5的中段，是在180度区间的前半单调增加、在比90度略少之前反而开始减少、在后半包含为零的波形。图6表示其他的波形例。在图6（a）中，与图5的中段波形相比，是取代单调减少的区间，使其瞬间变为零的波形。在图6（b）中，是使单调增加区间成正弦波状增加，在后半具有为零的区间。此外，如图6（c）所示，设置制约条件，在90度之前也能使其变为零。另外，也可以如图6（d）所示，从0度开始的一段期间，使其变为零，然后使其单调增加。

在图6（c）、（d）中，在90度之前使目标电流变为零，但是如果在变为零的相位之前，设置从半导体开关的斩波动作变为斩波停止的期望相位，则也同样能够使用。而且，本动作在于，直流电压比交流电压的最高瞬间电压低，所以在90度附近，电流从电源经由电抗器和二极管后流入，所以即使目标电流变为零，电源电流也会继续流动一会儿，能够高效地实现高次谐波成分少的电流。

图7是表示根据交流电压是否在一定的电平以上的信息检测出电压相位的方法的波形图。该信息是将交流电压的瞬间电压是否超过阈值作为二值信号而得到的。即使阈值发生变化，二值信号的周期也与电源频率相同，如果求出二值信号的高端或者低端的中点，则能够获知交流电压相位的90度或者270度的时间。另外，90度与270度的中点成为180度和0度的相位。如果使用PLL等来倍增像这样而得到的信息，则能够获知瞬间的相位。例如，如果倍增360，则一个脉冲相当于1度，如果计算该脉冲，则能够得到单位为度的相位信息。而且，在所得到的相位信息中，调出其瞬间的目标电流波形即可。对于使用根据其他的等级比较而得到的二值信息来检测相位的方法，例如，也在包括同一发明人的日本特开2001-45763号公报中提出，没有特别限定。

如上所述，通过使用实施方式2的整流电路装置，即使直流电压的检测精度有误差，也相对地调整直流电压，以使从斩波动作变为斩波停止的相位变为期望的相位，所以成为同样的电流波形，损失始终少，且确保斩波持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），所以实现不受电力和电抗器的大小的影响而高次谐波电流少的整流动作。

另外，与驱动逆变器的情况相比，能够通过降低电压来提高效率。

（实施方式3）

下面，对本发明的实施方式3中的整流电路装置进行说明。

图8是表示本发明的实施方式3中的整流电路装置的基本电路结构的电路图。图8所示的实施方式3的整流电路装置的交流电源1经由电抗器602，与由半导体开关604a、604b和二极管605a、605b、605c、605d构成的桥接电路连接，在该桥接电路中被整流后的电流被供给到平滑电容器106和负载4，以驱动负载4。实施方式3的整流电路装置中的控制方法与图1所示的实施方式1相同，通过同时驱动两个半导体开关604a、604b来实现。

（实施方式4）

下面，对本发明的实施方式4中的整流电路装置进行说明。

图9是表示本发明的实施方式4中的整流电路装置的基本电路结构的电路图。图9所示的实施方式4的整流电路装置的交流电源1经由电抗器702，与由半导体开关704a、704b和二极管705a、705b、705c、705d构成的桥接电路连接，在该桥接电路中整流后的电流被供给平滑电容器106和负载4，以驱动负载4。实施方式4的整流电路装置中的控制方法基本上与图1所示的实施方式1相同，但是根据交流电源的极性仅使任意一个半导体开关进行斩波这一点不同。

例如，如果是交流电源1的极性在与电抗器702连接的一侧高的期间，则使半导体开关704b进行斩波，如果是交流电源1的极性在与电抗器702连接的一侧低的期间，则使半导体开关704a进行斩波。此外，在实施方式4中，如果同时打开半导体开关704a和704b，则会使直流输出短路，所以有时在交流电源1的极性反转的附近、即相位为0度附近和180度附近，设定成每个半导体开关都不导通。这是因为，此时图9的半导体开关704a和704b同时导通很危险。在防止这种直流输出短路的情况下，控制部有意停止斩波，控制部本身知道斩波状态，所以不处理作为本发明中的斩波变为停止状态的相位，由此能够更加容易地控制。

此外，使其在所有的实施方式中通用，在进行斩波的状态从停止状态变为斩波状态时和按照相反的方式变化时，因电流的波动和噪音，有时仅在一瞬间再次变为停止状态或者斩波状态，对于此，不将其作为本发明中的斩波变为停止状态的相位或者变为斩波状态的相位来处理，由此能够容易地实现。

而且，作为本发明的实施方式，使用电源电压的相位信息进行了说明，但是显而易见，在电源的频率固定的情况下，根据交流电源的零交叉等信息，能够用时间信息进行同样的控制。同样也显而易见，不测量时间，用实现作为斩波方法的一例的PWM控制的载波信号的脉冲数来计数的方法，也能够实现。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明的整流电路装置能够同时抑制高次谐波和减少电路损失，所以也能适用于利用压缩机来压缩制冷剂构成热泵，进行供冷、供暖、或者食品等的冷冻等用途。

附图符号说明

1 交流电源

100 控制单元

102、602、702 电抗器

103 电流检测单元

104、604a、604b、704a、704b 半导体开关

106 平滑电容器

109 电压电平比较单元

110 直流电压检测单元

201 交流相位检测单元

202 目标电流波形形成单元

Claims

1.一种整流电路装置，其特征在于：

通过使半导体开关进行斩波，经由电抗器使单相交流电源短路、开路，经由所述电抗器从交流侧向直流侧供给电流，所述整流电路装置包括：

形成与交流电压波形相同频率的目标电流波形的单元；

检测交流侧的电流或者直流侧的电流的单元；

检测直流电压的单元；

调整并控制所述半导体开关的斩波以使得所述目标电流波形与所检测出的电流波形成为相同形状的单元；和

调整所述目标电流波形的振幅以使得所述直流电压成为期望的电压的单元，其中

调节所述期望的直流电压，以使得所述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位（θ_OFF*）。

2.如权利要求1所述的整流电路装置，其特征在于：

调整并控制所述半导体开关的斩波的单元，除了所述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）外，还测定所述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），根据所述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）和所述半导体开关从停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），计算斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值），在所述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）成为期望的相位（θ_OFF*）之前，在斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）低于预先设定的值（θ_ON宽度值*）的情况下，优先根据所述半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）来调整直流电压，调节所述期望的直流电压，以使得斩波状态持续的相位宽度值（θ_ON宽度值）成为预先设定的值（θ_ON宽度值*）。

3.如权利要求1或2所述的整流电路装置，其特征在于：

所述目标电流波形为，在所述交流相位的0～90度或者180～270度为止的相位，是单调增加或者一定值的组合，且在所述交流相位的90～180度、270～360度区间，存在为零的区间。

4.如权利要求1或2所述的整流电路装置，其特征在于：

所述目标电流波形为，在所述交流相位的0～90度或者180～270度为止的相位中，从所述半导体开关的斩波状态变为斩波停止状态的期望的相位（θ_OFF*）为止，是单调增加或者一定值的组合，且在所述交流相位的90～180度、270～360度的区间，存在为零的区间。

5.如权利要求1~4中任一项所述的整流电路装置，其特征在于：

检测交流电压与一定的电压的大小关系并使其二值化，根据所得到的二值信号的周期和相位，推定所述交流电压的相位，根据所推定的相位形成目标电流波形，基于所推定的相位信息，检测半导体开关从斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）和半导体开关从斩波停止状态变为斩波状态的相位（θ_ON），计算期望相位（θ_OFF*）、持续实施斩波的相位宽度值（θ_ON宽度值）和期望相位宽度值（θ_ON宽度值*）。

6.如权利要求1~5中任一项所述的整流电路装置，其特征在于：

当从所述半导体开关的斩波状态变为斩波停止状态的相位（θ_OFF）在交流电源的半周期的期间多次出现时，使用接近交流电源的90度或者270度的相位的相位值。