CN103782498B - 开关电源电路的控制装置及热泵单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能抑制输入电流的变化并能改善效率的开关电源电路。模式控制部(51)随着斩波电路(3a、3b)中的电力增大、使斩波电路(3a、3b)的动作模式从第一模式经由第二模式朝第三模式转移。在第一模式中，动作控制部(52)使斩波电路(3a)进行斩波动作，而停止斩波电路(3b)的斩波动作，在第二模式中，动作控制部(52)使斩波电路(3a、3b)交替地进行斩波动作，在第三模式中，动作控制部(52)使斩波电路(3a、3b)这两个斩波电路都进行所述斩波动作。

Description

开关电源电路的控制装置及热泵单元
技术领域
本发明涉及开关电源电路的控制装置及热泵单元，特别地，涉及具有多个斩波电路的开关电源电路的控制装置。
背景技术
在专利文献1中，记载有具有两个升压开关转换器的功率系数改善装置。在专利文献1中，采用了以下方式：根据功率系数改善装置的输出电流切换两个升压开关转换器的动作周期彼此不同的模式。更详细而言，作为这种模式，采用了六个模式。即，模式0是使两个升压开关转换器均连续地动作的模式。模式1是以两个升压开关转换器的动作期间的一部分在时间上重叠的方式反复进行两个升压开关转换器的动作/停止的模式。模式2是升压开关转换器的停止期间比模式1长的模式。模式3是停止期间更长、且两个升压开关转换器的动作在时间上不重叠的模式。模式4是停止一个升压开关转换器并反复进行另一个升压开关转换器的动作/停止的模式。模式5是另一个开关转换器的停止期间比模式4长的模式。
在专利文献1中，当负载电流较小、且流动至升压开关转换器的开关元件的电流较小时，采用模式4或模式5。藉此，改善了电源效率。
另外，作为与本发明关联的技术，公开了专利文献2及非专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009－157927号公报
专利文献2：日本专利特开2008－193818号公报
非专利文献
非专利文献1：喜多村守、“能制作出1.5kW的低噪声谐波对策电源的临界模式/交错式PFC IC R2A20112(日文：1.5ｋＷの低ノイズ高調波対策電源を作れる臨界モード／インターリーブＰＦＣＩＣＲ2Ａ20112)”、晶体管技术(日文：トランジスタ技術)2008年5月号、CQ出版株式会社、2008年8月、第176页至第184页
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1的模式4、5中，停止一个升压开关转换器并反复进行另一个升压开关转换器的动作/停止。由此，因该动作/停止而使输入电流产生变动。
因此，本发明的目的在于提供一种能抑制输入电流的变化，并能改善效率的开关电源电路的控制装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明第一技术方案的开关电源电路的控制装置对开关电源电路进行控制，该开关电源电路包括：一对输入端(P1、P2)；一对输出端(P3、P4)；以及第一斩波电路及第二斩波电路(3、3a、3b)，该第一斩波电路及第二斩波电路(3、3a、3b)在上述一对输入端和上述一对输出端之间彼此并联连接，并分别进行斩波动作，上述控制装置包括：模式控制部(51)，该模式控制部(51)随着上述第一斩波电路及上述第二斩波电路中的电力增大而使上述第一斩波电路及上述第二斩波电路的动作模式从第一模式经由第二模式朝第三模式转移；以及动作控制部(52)，在上述第一模式中，该动作控制部(52)使上述第一斩波电路进行上述斩波动作，而停止上述第二斩波电路的上述斩波动作，在上述第二模式中，该动作控制部(52)使上述第一斩波电路及上述第二斩波电路交替地进行上述斩波动作，在上述第三模式中，该动作控制部(52)使上述第一斩波电路及上述第二斩波电路这两个斩波电路都进行上述斩波动作。
本发明第二技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，在上述一对输入端之间连接着恒压电源，上述控制装置还包括对在上述一对输入端(P1、P2)之间流动的输入电流(I)进行检测的电流检测部(60、61、62)，上述模式控制部(51)随着上述输入电流增大而使上述动作模式从上述第一模式经由上述第二模式朝上述第三模式转移。
本发明第三技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括对经过时间进行计时的期间检测部(70)，在上述第二模式中，上述动作控制部(52)以从上述第一斩波电路(3a、3b)开始上述斩波动作起经过规定期间为条件，使上述第一斩波电路的上述斩波动作停止。
本发明第四技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括对在上述第一斩波电路(3a)中流动的电流进行检测的第二电流检测部(61)，在上述第二模式中，上述动作控制部(52)以从上述第一斩波电路(3a、3b)开始上述斩波动作起上述电流的积分值比规定值大为条件，使上述第一斩波电路的上述斩波动作停止。
本发明第五技术方案的开关电源电路的控制装置是在第四技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述模式控制部(51)在上述第二模式中以上述电流低于规定值为条件使上述动作模式朝上述第一模式转移。
本发明第六技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括对在上述第一斩波电路(3a)中流动的电流进行检测的第二电流检测部(61)，在上述第二模式中，上述电流越高，则上述动作控制部(52)以越短的周期对上述第一斩波电路的上述斩波动作的执行/停止进行切换。
本发明第七技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括对上述第一斩波电路(3a、3b)的温度进行检测的温度检测部(81)，上述动作控制部(52)在上述第二模式中以上述温度比规定值高为条件，使上述第一斩波电路的上述斩波动作停止。
本发明第八技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括对上述第一斩波电路及上述第二斩波电路(3a、3b)的温度分别进行检测的第一温度检测部及第二温度检测部(81、82)，在上述第二模式中，上述动作控制部(52)以上述第一斩波电路的温度比上述第二斩波电路的温度高且高的量超过规定值为条件，使上述第一斩波电路的上述斩波动作停止。
本发明第九技术方案的开关电源电路的控制装置是在第七技术方案或第八技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，在上述第二模式中，当上述温度比小于上述规定值的第二规定值小时，上述模式控制部(51)使上述动作模式转移至上述第一模式。
本发明第十技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案或第二技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括计数部(90)，该计数部(90)对上述第一斩波电路(3a、3b)的上述斩波动作中的斩波的次数进行计数，上述动作控制部(52)在上述第二模式中以从上述第一斩波电路开始上述斩波动作起上述次数比规定值大为条件，使上述第一斩波电路的上述斩波动作停止。
本发明第十一技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案至第十技术方案中任一技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括：整流电路(2)，该整流电路(2)对交流电压进行整流以朝上述一对输入端施加直流电压；以及电压检测部(10)，该电压检测部(10)对上述交流电压或上述直流电压进行检测，上述动作控制部(52)在上述第二模式中在上述交流电压的绝对值低于规定值的期间内，使上述第一斩波电路的上述斩波动作开始或停止。
本发明第十二技术方案的开关电源电路的控制装置是在第一技术方案至第十一技术方案中任一技术方案的开关电源电路的控制装置的基础上，上述控制装置还包括：整流电路(2)，该整流电路(2)对交流电压进行整流以朝上述一对输入端施加直流电压；以及第三电流检测部(13、60、61、62)，该第三电流检测部(13、60、61、62)对在上述整流电路的输入侧流动的交流电流或上述输入电流进行检测，上述动作控制部(52)在上述第二模式中在上述交流电流的绝对值低于规定值的期间内，使上述第一断路器电路斩波电路的上述断路动作斩波动作开始或停止。
本发明第一技术方案的热泵单元包括第一技术方案至第十二技术方案的开关电源电路的控制装置。
发明效果
根据本发明第一技术方案的开关电源电路的控制装置，在电力较低、温度的上升比较小的情况下，采用第一模式。由此，能抑制伴随着切换第一斩波电路的斩波动作和第二斩波电路的斩波动作时产生的输入电流的变化。而且，若电力提高，则动作模式从第一模式的情况切换至第二模式。由此，与仅使第一斩波电路进行斩波动作的第一模式相比，能降低第一斩波电路的上升温度。由此，能抑制因伴随着电力上升产生的温度上升而导致效率降低。若电力进一步增大，则第一及第二斩波电路两方都进行斩波动作。当电力较小时，斩波动作中使用的开关元件的开关损失相对于整体损失占有较高的比例，当电力较高时，开关元件的导通损失占有较高的比例。在第三模式中，第一及第二斩波电路进行斩波动作，因此，能降低流动至各个开关元件的电流，藉此，能改善效率。
根据本发明第二技术方案的开关电源电路的控制装置，当输入电流变大时，输入至第一及第二斩波电路的电力增大，进而使第一及第二斩波电路中的电力增大。由此，有助于实现第一技术方案的控制装置。
根据本发明第三技术方案的开关电源电路的控制装置，根据期间进行第一斩波电路的斩波动作/停止。由此，能用价格便宜的电路进行第一斩波电路的斩波动作的执行/停止，能抑制制造成本的增大。
根据本发明第四技术方案的开关电源电路的控制装置，温度取决于电流的积分值，因此，与第三技术方案相比精度较高，能抑制第一斩波电路的温度。
根据本发明第五技术方案的开关电源电路的控制装置，能避免不需要的动作/停止的切换。
根据本发明第六技术方案的开关电源电路的控制装置，在推定出温度上升率较高的情况下，第一斩波电路的斩波动作的执行/停止的周期较短。由此，能有效地抑制温度上升。
根据本发明第七技术方案的开关电源电路的控制装置，能高精度地抑制第一斩波电路的温度。
根据本发明第八技术方案的开关电源电路的控制装置，能有效地分散热量。
根据本发明第九技术方案的开关电源电路的控制装置，能避免不需要的动作/停止的切换。
根据本发明第十技术方案的开关电源电路的控制装置，不使用温度检测传感器，就有助于实现第一技术方案的控制装置。由此，能抑制制造成本的增大。
根据本发明第十一技术方案的开关电源电路的控制装置，当交流电压的绝对值较小时，进行第一斩波电路的动作/停止的切换。由此，能抑制交流电压的变动甚至是交流电流的变动。
根据本发明第十二技术方案的开关电源电路的控制装置，当交流电流的绝对值较小时，进行第一斩波电路的动作/停止的切换。由此，能抑制交流电流的变动。
根据本发明第一技术方案的热泵单元，能提供可降低因温度上升而导致的第一斩波电路的效率的热泵单元。
本发明的目的、特征、形态及优点通过以下详细的说明和附图会变得更为清楚。
附图说明
图1是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图2是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图3是表示斩波电路的示意结构的一例的图。
图4是表示斩波电路的示意结构的一例的图。
图5是用于说明动作模式的图。
图6是用于说明动作模式的图。
图7是用于说明动作模式的图。
图8是用于说明动作模式的切换的图。
图9是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图10是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图11是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图12是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图13是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图14是表示斩波电路的温度的一例的图。
图15是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图16是表示斩波电路的温度的一例的图。
图17是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图18是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图19是表示开关电源电路的示意结构的一例的图。
图20是表示短时间闪烁指示器的图。
图21是表示热泵单元的示意结构的一例的图。
具体实施方式
第一实施方式
＜开关电源电路＞
如图1所示，开关电源电路包括多个斩波电路3、输入端P1、P2及输出端P3、P4。
在输入端P1、P2之间施加第一直流电压。在图1的例示中，整流电路2与输入端P1、P2连接。整流电路2对来自交流电源1的交流电压进行整流，并将整流后的第一直流电压施加于输入端P1、P2之间。此处，施加于输入端P2的电位比施加于输入端P1的电位低。另外，整流电路2与输入端P1、P2连接并不是必须的。只要向输入端P1、P2之间施加第一直流电压的任意结构与输入端P1、P2连接即可。
多个斩波电路3在一对输入端P1、P2与一对输出端P3、P4之间彼此并列连接，并分别进行斩波动作。通过该斩波动作，各斩波电路3使输入端P1、P2之间的第一直流电压变化，并将其作为第二直流电压施加于输出端P3、P4之间。在后面说明斩波电路3的详细结构。
在输出端P3、P4之间设有平滑电容C1。平滑电容C1对来自各斩波电路3的第二直流电压进行平滑。
另外，如图1所示，也可在输入端P1、P2之间设有电容C2。电容C2能降低输入至各斩波电路3的电流的噪声。
斩波电路3例如是升压斩波电路。在图2中作为多个斩波电路3示出了两个斩波电路3a、3b。另外，在图2的例示中，逆变器4与输出端P3、P4连接。然而，并不限于此，也能将受到直流电压供给的任意负载与输出端P3、P4连接。
在图2的例示中，斩波电路3a包括开关元件S1、电抗器L1及二极管D1。电抗器L1和二极管D1在将输入端P1与输出端P3连接的直流线LH1上彼此串联连接。电抗器L1相对于二极管D1设于输入端P1一侧。二极管D1被设成其正极朝向输入端P1一侧。开关元件S1例如是MOS场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管等，并设于将电抗器L1和二极管D1连接的连接点与将输入端P2和输出端P4连接的直流线LL之间。
接着，对本斩波电路3a的斩波动作进行说明。在该斩波动作中，反复切换开关元件S1的导通/非导通。若开关元件S1导通，则电流从输入端P1经由电抗器L1及开关元件S1朝输入端P2流动。此时，在电抗器L1中积蓄有电磁能量。若开关元件S1非导通，则电流从输入端P1经由电抗器L1、二极管D1及平滑电容C1朝输入端P2流动。此时，朝平滑电容C1施加将输入端P1、P2之间的第一直流电压和电抗器L1中产生的感应电压加在一起后获得的第二直流电压。藉此，朝平滑电容C1施加比第一直流电压高的第二直流电压。
斩波电路3b包括开关元件S2、电抗器L2及二极管D2。电抗器L2和二极管D2在将输入端P1与输出端P3连接的直流线LH2上彼此串联连接。电抗器L2相对于二极管D2设于输入端P1一侧。二极管D2被设成其正极朝向输入端P1一侧。开关元件S2例如是MOS场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管等，并设于将电抗器L2和二极管D2连接的连接点与直流线LL之间。
斩波电路3b的动作与斩波电路3a相同，因此，省略详细说明。
根据上述斩波电路3a、3b，当开关元件S1、S2导通时电流也流动至输入端P1、P2，因此，能扩大输入至整流电路2的交流电流的导通角度。因此，能改善输入侧的功率系数(以下也称为输入功率系数)。换言之，本开关电源电路作为功率系数改善电路(Power Factor Correct Circuit)起作用。
另外，斩波电路3并不限于升压斩波电路。例如图3所示，也可以是降压斩波电路。在该降压斩波电路中，开关元件S1和电抗器L1在将输入端P1与输出端P3连接的直线上彼此串联连接。开关元件S1相对于电抗器L1设于输入端P1一侧。二极管D1设于将开关元件S1和电抗器L1连接的连接点与将输入端P2和输出端P4连接的直流线LL之间。二极管D1被设成其正极朝向直流线LL一侧。
在该斩波电路3的斩波动作中，也可反复切换开关元件S1的导通/非导通。若开关元件S1导通，则电流从输入端P1经由开关元件S1、电抗器L1及平滑电容C1朝输入端P2流动。此时，电抗器L1中产生的感应电压将输入端侧设为高电位，因此，朝平滑电容C1施加从输入端P1、P2之间的第一直流电压减去感应电压之后获得的电压。当开关元件S1处于非导通时，电流在电抗器L1、平滑电容C1及二极管D1中流动。
通过以上的动作，斩波电路3能降低第一直流电压，并将该降低后的电压作为第二直流电压加以输出。而且，在开关元件S1导通的期间，电流在输入端P1、P2中流动，因此，能扩大电流的导通角度。然而，采用图2的斩波电路3能降低在输入端P1、P2中流动的电流的谐波分量。这是由于以下缘故：在图2的斩波电路3中，无论开关电路S1处于导通/非导通，电流都在输入端P1、P2中流动。因此，在降低电流的谐波分量这样的观点中，采用图2的斩波电路3是较为理想的。
另外，如图4所示，斩波电路3也可以是升降压斩波电路。在该升降压斩波电路中，开关元件S1和二极管D1在将输入端P1与输出端P3连接的直线上彼此串联连接。开关元件S1相对于二极管D1设于输入端P1一侧。二极管D1被设成其正极朝向输出端P3一侧。电抗器L1设于将开关元件S1和二极管D1连接的连接点与将输入端P2和输出端P4连接的直流线LL之间。
在该斩波电路3的斩波动作中，也可反复切换开关元件S1的导通/非导通。若开关元件S1导通，则电流从输入端P1经由开关元件S1和电抗器L1朝输入端P2流动。藉此，在电抗器L1中积蓄有电磁能量。当开关元件S1处于非导通时，在电抗器L1中产生的感应电压作为电源起作用，电流在平滑电容C1及二极管D1中流动。越是增长开关元件S1的导通期间，则朝平滑电容C1施加越大的电压。
通过调节该开关元件S1的导通期间，斩波电路3能升高或降低第一直流电压。另外，在开关元件S1导通的期间，电流在输入端P1、P2中流动，因此，能扩大电流的导通角度。然而，采用图2的斩波电路3能降低在输入端P1、P2中流动的电流的谐波分量。这是由于以下缘故：在图2的斩波电路3中，无论开关电路S1处于导通/非导通，电流都在输入端P1、P2中流动。因此，在降低电流的谐波分量这样的观点中，采用图2的斩波电路3是较为理想的。
以下，对采用升压斩波电路作为斩波电路3的情况进行说明，作为一例，对设有两个斩波电路3的情况进行说明。
斩波电路3a、3b的开关元件S1、S2被控制部5控制。控制部5包括模式控制部51和动作控制部52。模式控制部51朝动作控制部52发出指示以选择下个模式M1～M3来作为斩波电路3a、3b的动作模式。
如图5所示，在模式M1中，动作控制部52仅使斩波电路3a、3b中的任一方始终进行斩波动作。例如，动作控制部52反复切换开关元件S1的导通/非导通以使斩波电路3a始终进行斩波动作，并使开关元件S2始终处于非导通以停止斩波电路3b的斩波动作。
如图6所示，在模式M2中，动作控制部52使斩波电路3a、3b交替地进行斩波动作。在图6的例示中，斩波电路3a、3b的斩波动作的执行/停止的切换时间点彼此一致，但也可使这些时间点彼此错开。
如图7所示，在模式M3中，动作控制部52使斩波电路3a、3b这两个斩波电路始终进行斩波动作。此时，动作控制部52使开关元件S1、S2的导通期间错开地控制开关元件S1、S2是较为理想的。更详细而言，例如使开关元件S2的导通期间的开始(打开)及结束(关闭)的时间点比开关元件S1的导通期间的开始及结束的时间点延迟半个开关周期。上述控制如非专利文献1记载的那样是公知常识，因此，省略详细的说明。藉此，能降低在输入端P1、P2中流动的电路的谐波分量。上述控制也被称为所谓的交错(interleave)。
模式控制部51如下所述选择上述模式M1～M3。即，模式控制部51随着斩波电路3a、3b中的电力增大、使斩波电路3a、3b的动作模式从模式M1经由模式M2朝模式M3转移。
在本实施方式中，检测出例如在输入端P1、P2流动的输入电流I以作为该电力。以下，对该妥当性进行说明。在图2的例示中，施加于输入端P1、P2的第一直流电压是对交流电源1的交流电压进行整流而获得的电压。能将交流电压的振幅及周期视为恒定，因此，也能将第一直流电压的波动的振幅及周期视为恒定。由此，例如交流电压的一周期中的第一直流电压的平均值为恒定。因此，能将第一直流电压视为具有波动的恒压电源。
另一方面，在整流电路2的输入侧流动的交流电流采用正弦波形状是理想的，因此，输入电流I采用半波形状(正弦波的绝对值的形状)是理想的。第一直流电压是恒压电源，因此，随着该输入电流I的振幅增大，使输入至斩波电路3a、3b的电力增大。由此，通过检测输入电流I，能对斩波电路3a、3b中的电力进行识别。
在图2的例示中，设有电流检测部61、62，该电流检测部61、62分别对在电抗器L1、L2中流动的电流IL1、IL2进行检测。电流检测部62、62的检测值被输出至控制部5。控制部5通过加上电流检测部61、62的检测值而获得输入电流I。
此外，如图6所示，当输入电流I的振幅比规定值Iref1小时，模式控制部51采用模式M1，当输入电流I的振幅比规定值Iref1大且比规定值Iref2小时，模式控制部51采用模式M2，当输入电流I的振幅比规定值Iref2大时，模式控制部51采用模式M3。另外，未必一定需要获得输入电流I的振幅，也可取得输入电流I在例如交流电压的一周期左右中的平均值或最大值，并据此采用模式M1～M3。
根据以上的模式切换动作，在斩波电路3a、3b中的电力较低、且斩波电路3a、3b的温度上升较小的情况下，采用模式M1。藉此，能抑制伴随着斩波电路3a的斩波动作和斩波电路3b的斩波动作的切换而产生的输入电流I的变化。
而且，在电力较小的情况下，本开关电源电路中产生的损失中的开关损失所占的比例较大。由此，当电力较小时，通过仅使斩波电路3a进行斩波动作，能提高效率。
另外，若斩波电路3a、3b中的电力增大，则采用模式M2。此时，如图6所示，斩波电路3a的温度Ta在斩波电路3a动作的期间上升，并在斩波电路3a停止的期间降低。因此，与仅使斩波电路3a动作的情况相比，能降低斩波电路3a的温度Ta。同样地，也能降低斩波电路3b的温度Tb。斩波电路3a、3b的温度上升分别使开关元件S1、S2的导通损失增大，因此，能提高开关电源电路的效率。
另外，若斩波电路3a、3b中的电力增大，则采用模式M3。在模式M3中，斩波电路3a、3b这两个斩波电路进行斩波动作。藉此，能降低流动至开关元件S1、S2的电流。其原因是：能使模式M3中开关元件S1、S2分担在模式M2中仅流动至开关元件S1、S2中的任一方的电流。此外，在电力较大的情况下，开关电源电路中产生的损失中的导通损失所占的比例较大，因此，能利用流动至开关元件S1、S2的电流降低来改善效率。
而且，能在模式M3中使斩波电路3a、3b以交错方式进行斩波动作。藉此，能降低输入电流I的谐波分量。
另外，未必一定需要设置两个电流检测部61、62，也可设置用于对在输入端P1或输入端P2中流动的输入电流I进行检测的一个电流检测部。
这些电流检测部也能用于如下所述的用途。例如，能对在斩波电路3a、3b中流动的过电流进行检测。此外，也可根据检测出该过电流来切断朝交流电源的连接。上述切断例如能通过在交流电源与整流电源2之间设置开关、并使该开关处于非导通而加以实现。
另外，若设有电流检测部61、62，则能以以下用途使用该电流检测部61、62。即，在电流IL1、IL2分别为零的状态下对开关元件S1、S2的导通/非导通进行切换的电流临界模式中，能为了检测出电流IL1、IL2为零的状态而使用电流检测部61、62。
这样在也能将电流检测部用于其它用途的情况下，无需重新设置电流检测部，就能抑制制造成本的上升。
第二实施方式
在第二实施方式中，对切换模式M2中的斩波电路3a、3b的斩波动作的条件的一例进行说明。在第二实施方式中，每隔规定的期间就切换斩波电路3a、3b的斩波动作。在图9的例示中，开关电源电路还包括期间检测部70。期间检测部70检测出例如从斩波电路3a、3b的动作开始起经过了规定的基准期间。例如期间检测部70具有计时器电路和判断部。计时器电路在斩波电路3a、3b开始动作时、被动作控制部52初始化。判断部对计时器电路测定出的经过时间是否比基准期间长进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52以从斩波电路3a的动作开始起的经过时间比基准期间长为条件，停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。另外，也可同时进行斩波电路3a的动作停止和斩波电路3b的动作开始，另外，还可先进行其中任一个动作。然而，较为理想的是，使斩波电路3a、3b中的一方的动作停止与另一方的动作开始同时进行或在另一方的动作开始之后进行。藉此，能避免斩波电路3a、3b这两个斩波电路都不进行斩波动作的期间。由于在斩波电路3a、3b这两个斩波电路都不进行斩波动作的期间，会导致输入功率系数降低，因此，能抑制这种输入功率系数的降低。另外，关于斩波电路3a、3b的斩波动作的切换，后述的其它实施方式也是相同的，因此，省略重复的说明。
另外，上述例子中，使用计时器电路对经过期间进行计时，但并不限于此。如图10所示，期间检测部70也可具有电压检测部71和判断部72。电压检测部71对整流电路2的例如输入侧的交流电压进行检测。判断部72对该交流电压是否达到规定的电压基准值(例如零)进行判断，若获得了肯定的判断，则将该肯定的判断告知动作控制部52。当该交流电压采用电压基准值时，动作控制部52也可切换斩波电路3a、3b的斩波动作。例如若采用零作为电压基准值，则能按交流电压的每半个周期切换斩波电路3a、3b的斩波动作。换言之，能采用交流电压的半个周期作为基准期间。
另外，电压检测部71也可检测出整流电路2的输出侧的第一直流电压以替代整流电路2的输入侧的交流电压。第一直流电压以N(N为自然数)相交流电压的周期的N分之一的周期进行波动，因此，能根据第一直流电压获得交流电压的周期。另外，在N＝2的情况下，N相交流电压是指单相交流电压。然后，判断部72对该第一直流电压是否达到规定的第二电压基准值进行判断，若获得了肯定的判断，则将该肯定的判断告知动作控制部52。当第一直流电压采用第二电压基准值时，动作控制部52切换斩波电路3a、3b的斩波动作。然后，例如若采用第一直流电压的最高值或最低值以作为第二电压基准值，则能按N相交流电压的每个N分之一的周期切换斩波电路3a、3b的斩波动作。换言之，能采用交流电压的周期的N分之一周期作为基准期间。
第三实施方式
在第三实施方式中，对切换模式M2中的斩波电路3a、3b的斩波动作的条件的一例进行说明。在图11的例示中，开关电源电路包括两个电流检测部61、62。电流检测部61、62对在斩波电路3a、3b中流动的电流进行检测。在图11的例示中，电流检测部61、62分别对在电抗器L1、L2中流动的电流IL1、IL2进行检测。
控制部5还包括电流积分部63和判断部64。电流积分部63对从斩波电路3a、3b的动作开始起的电流IL1、IL2进行积分。判断部64对电流的积分值是否比规定的积分基准值大进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52以从斩波电路3a的斩波动作开始起的电流IL1的积分值比积分基准值大为条件，使斩波电路3a的斩波动作停止，并使斩波电路3b进行斩波动作。另外，电流积分部63伴随着斩波电路3a的斩波动作的停止而将电流IL1的积分值初始化为零。同样地，动作控制部52以从斩波电路3b的斩波动作开始起的电流IL2的积分值比积分基准值大为条件，使斩波电路3b的斩波动作停止，并使斩波电路3a进行斩波动作。另外，电流积分部63伴随着斩波电路3b的斩波动作的停止而将电流IL2的积分值初始化为零。
斩波电路3a、3b的温度上升是因焦耳热等而产生的。因此，斩波电路3a、3b的温度上升取决于对焦耳热的时间的积分值。另一方面，斩波电路3a中产生的焦耳热取决于在斩波电路3a中流动的电流。由此，斩波电路3a的温度上升取决于对在斩波电路3a中流动的电流的时间的积分值。
根据本控制方法，根据电流的积分值进行斩波电路3a、3b的动作切换，因此，能高精度地抑制斩波电路3a、3b的温度。
另外，电流检测部未必一定需要根据斩波电路3a、3b的个数加以设置。在图12的例示中，设有一个电流检测部60，该电流检测部60对在输入端P2中流动的电流进行检测。另外，电流检测部60也可对在输入端P1中流动的电流进行检测。
电流积分部63对由电流检测部60检测出的电流进行积分。此外，每当积分值超过积分基准值时，动作控制部52就切换斩波电路3a、3b的斩波动作，每次只要将积分值初始化为零即可。
另外，这些电流检测部60、61、62也可如第一实施方式中所述用于对斩波电路3a、3b中流动的过电流进行检测，电流检测部61、62还可用于使斩波电路3a、3b以电流临界模式进行斩波动作。这样在也能将电流检测部60、61、62用于其它用途的情况下，无需重新设置电流检测部，能抑制制造成本的上升。
模式控制部51也可以以在模式M2中由电流检测部60、61、62中的任一电流检测部检测出的电流的振幅(或例如在交流电压的一周期左右中的平均值或最大值，以下相同)比规定值小为条件，使动作模式朝模式M1转移。藉此，能避免在电流较小、温度上升较小的情况下不必要地对斩波电路3a、3b进行切换。
动作控制部52以例如由电流检测部60、61、62检测出的电流的振幅越大则越短的周期切换斩波电路3a、3b的斩波动作，这是较为理想的。换言之，以电流越大则越短的周期对斩波电路3a的斩波动作的执行/停止进行切换是较为理想的。这是由于以下缘故：电流越大，则斩波电路3a、3b的温度上升速度就越快，因此，电流越大则越是缩短切换周期，从而能进一步恰当地抑制斩波电路3a、3b的温度。
在第三实施方式中，当电流的积分值比积分基准值大时，进行斩波动作的切换。积分值在电流越大则越短的期间超过积分基准值，因此，以电流越大则越短的周期对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。因此，也能通过该控制方法恰当地抑制斩波电路3a、3b的温度。
另外，在例如第二实施方式那样根据从斩波动作的开始起的经过时间切换斩波动作的情况下，检测出的电流的振幅越大则越是缩短基准时间是较为理想的。藉此，能进一步恰当地抑制斩波电路3a、3b的温度。
第四实施方式
在第四实施方式中，对切换模式M2中的斩波电路3a、3b的斩波动作的条件的一例进行说明。在图13的例示中，开关电源电路还包括两个温度检测部81、82。温度检测部81对斩波电路3a的温度进行检测，温度检测部82对斩波电路3b的温度进行检测。
控制部5还包括判断部83、84。判断部83对由温度检测部81检测出的温度是否比规定的温度基准值大进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。判断部84对由温度检测部82检测出的温度是否比温度基准值大进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52以斩波电路3a的温度比温度基准值大为条件，停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。另外，动作控制部52以斩波电路3b的温度比温度基准值大为条件，停止斩波电路3b的斩波动作，并使斩波电路3a进行斩波动作。
藉此，能进一步高精度地将斩波电路3a、3b的温度维持在温度基准值以下。
另外，温度检测部未必一定需要根据斩波电路3a、3b的个数加以设置。例如也可相对于两个斩波电路3a、3b设置一个温度检测部。该温度检测部对斩波电路3a、3b的平均温度进行检测。此外，动作控制部52也可以以由该温度检测部检测出的温度比第二温度基准值大为条件对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。
例如图14所示，伴随着斩波电路3a的温度Ta上升，温度检测部所检测出的温度T也上升。此外，当由温度检测部检测出的温度T超过第二温度基准值Tref时，动作控制部52停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。由此，斩波电路3a的温度Ta降低，斩波电路3b的温度Tb上升。
此时，若斩波电路3a的温度Ta的降低速度比斩波电路3b的温度Tb的上升速度高，则由温度检测部检测出的温度T会降低。此外，若斩波电路3a的温度Ta的降低速度低于斩波电路3b的温度Tb的上升速度，则由温度检测部检测出的温度T会转变为增大。之后，当由温度检测部检测出的温度T再次比第二温度基准值Tref大时，动作控制部52停止斩波电路3b的斩波动作，并使斩波电路3a进行斩波动作。
此时，若斩波电路3b的温度Tb的降低速度比斩波电路3a的温度Ta的上升速度高，则由温度检测部检测出的温度T会降低。此外，若斩波电路3b的温度Tb的降低速度低于斩波电路3a的温度Ta的上升速度，则由温度检测部检测出的温度T会转变为增大。之后，当由温度检测部检测出的温度T再次比第二温度基准值Tref大时，动作控制部52再次停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。以后，反复进行上述动作。
通过上述的斩波动作切换，能抑制斩波电路3a、3b的温度上升。
另外，如图15所示，控制部5也可包括减算部85和判断部86。在减算部85中算出由温度检测部81、82检测出的温度差的绝对值。判断部86对温度差的绝对值是否比规定的温度差基准值大进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52也可以以由温度检测部81、82检测出的温度差的绝对值比温度差基准值大为条件对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。例如图16所示，伴随着斩波电路3a的温度Ta上升，使作为温度Ta、Tb之差的绝对值的温度差Tab增大。然后，当温度差Tab比温度差基准值Tref1大时，停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。由此，温度Ta降低，温度Tb增大。由此，温度差Tab降低。此外，在温度Ta、Tb彼此相等而使温度差Tab采用零之后，温度差Tab再次转变为增大。然后，当温度差Tab再次比温度差基准值Tref1大时，停止斩波电路3b的斩波动作，并使斩波电路3a进行斩波动作。
藉此，能使斩波电路3a、3b平衡性良好地分担在斩波电路3a、3b中产生的热量。藉此，能进一步恰当且有效地抑制斩波电路3a、3b的温度。
另外，也可也朝模式控制部51输入由温度检测部81、82检测出的温度。此外，模式控制部51也可在模式M2中检测出的温度比第三温度基准值(＜温度基准值、第二温度基准值)小时、使动作模式转移至模式M1。藉此，能避免不需要的斩波电路3a、3b的斩波动作的切换。
第五实施方式
在第五实施方式中，对切换模式M2中的斩波电路3a、3b的斩波动作的条件的一例进行说明。在图17的例示中，开关电源电路包括计数部90和判断部91。计数部90对斩波电路3a、3b的斩波动作中的斩波次数进行计数。更详细而言，向计数部90输入朝开关元件S1、S2的开关信号。此外，计数部90对开关信号的输入次数进行计数。
判断部91对由计数部90计数获得的斩波次数是否比规定的次数基准值大进行判断，若获得肯定的判断，则将该肯定的判断告知动作控制部52。
在从斩波电路3a的动作开始起的斩波次数比次数基准值大时，动作控制部52停止斩波电路3a的斩波动作，并使斩波电路3b进行斩波动作。另外，计数部90伴随着斩波电路3b的动作开始使斩波次数初始化。此外，在从斩波电路3b的动作开始起的斩波次数比次数基准值大时，动作控制部52停止斩波电路3b的斩波动作，并使斩波电路3a进行斩波动作。另外，计数部90伴随着斩波电路3a的动作开始使斩波次数初始化。
藉此，也能抑制斩波电路3a、3b的温度上升。并且，不需要例如温度传感器等价格贵的传感器，因此，能抑制制造成本。
另外，较为理想的是，次数基准值是在斩波电路3a、3b中流动的电流的振幅(或例如在交流电压的一周期左右中的平均值或最大值，以下相同)越大则越小的值。这由第三实施方式所述。
第六实施方式
模式M2中用于切换斩波电路3a、3b的条件采用例如第二实施方式至第五实施方式中任一实施方式中所述的条件。然而，动作控制部52在第六实施方式所述的期间内切换斩波电路3a、3b的斩波动作。以下，例如以第三实施方式为例进行详细说明。
如图18所示，本开关电源电路与图11的开关电源电路比较，其还包括电压检测部10，另外，控制部5还包括判断部11。电压检测部10例如对整流电路2的输入侧的交流电压进行检测。判断部11对交流电压的绝对值是否比规定的电压基准值小进行判断，当获得肯定的判断时，告知该肯定的判断。
在从斩波电路3a的动作开始起的电流IL1的积分值比积分基准值大、且交流电压的绝对值比电压基准值小的期间内，动作控制部52停止斩波电路3a的斩波动作，并开始斩波电路3b的斩波动作。同样地，在从斩波电路3b的动作开始起的电流IL2的积分值比积分基准值大、且交流电压的绝对值比电压基准值小的期间内，动作控制部52停止斩波电路3b的斩波动作，并开始斩波电路3a的斩波动作。
作为该电压基准值，例如采用接近零的值。藉此，在交流电压(换言之，输入端P1、P2之间的第一直流电压)较小的期间，切换斩波电路3a、3b的斩波动作。由此，能抑制伴随着斩波电路3a、3b的斩波动作的切换而产生的第一直流电压、交流电压的变动及输入电流I的变动。
另外，电压检测部10也可对整流电路2的输出侧的第一直流电压进行检测。第一直流电压以N相交流电压的周期的N分之一的周期波动。此外，动作控制部52也可在电流的积分值比积分基准值大、且第一直流电压比规定的第二电压基准值小时，对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。藉此，也能抑制伴随着斩波电路3a、3b的切换而产生的第一直流电压、交流电压的变动及输入电流I的变动。
另外，如图19所示，本开关电源电路与图11的开关电源电路比较，其也可包括电路检测部13。电压检测部13对例如整流电路2的输入侧的交流电流进行检测。控制部5包括判断部14。判断部14对由电流检测部13检测出的交流电流的绝对值是否比规定值小进行判断，当获得肯定的判断时，将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52在电流的积分值比积分基准值大、且交流电流的绝对值比电流基准值小的期间内，对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。作为该电流基准值，例如采用接近零的值。藉此，在交流电流较小的期间对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。藉此，能抑制伴随着斩波电路3a、3b的切换而产生的输入电流I的变动。
另外，电流检测部也可对在整流电路2的输出侧流动的输入电流I进行检测。例如也可检测出输入电流I以作为由电流检测部61、62检测出的电流IL1、IL2之和。然后，判断部14对输入电流I是否比第二电流基准值小进行判断，若获得了肯定的判断，则将该肯定的判断告知动作控制部52。
动作控制部52在电流的积分值比积分基准值大、且输入电流I比第二电流基准值小时，对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。藉此，在输入电流I较小的期间对斩波电路3a、3b的斩波动作进行切换。藉此，能抑制伴随着斩波电路3a、3b的切换而产生的输入电流I的变动。
第七实施方式
在同本开关电源电路连接的交流电源1还与其它设备例如电视机、电灯连接的情况下，因开关电源电路产生的电源电压的变动而在该设备中产生闪烁，这点是不理想的。
图20是表示短时间闪烁指示器的图，该图表在IEC(InternationalElectrotechnical Commission：国际电工委员会)61000-3-3中被规定。横轴表示当台阶状的电压变化数到一次时、每一分钟的电压变化的次数，纵轴表示为了防止闪烁而允许的电压变化的大小。该电压变化的大小是将额定电压设为100％时的大小。即，若例如每一分钟产生1000次电压变化，则需使该电压变化的大小比额定电压的大致0.27％小。
因斩波电路3a、3b的斩波动作的切换而使电源电压产生变动，因此，能将斩波电路3a、3b的切换频率把握为图20中每一分钟的电压变化的次数。因此，较为理想的是，避免所允许的电压变化大小较小的区域以确定切换频率。例如，作为切换频率只要避开5Hz至50Hz之间即可。藉此，能使所允许的电压变化的大小比额定电压的0.5％大。
第八实施方式
第一实施方式至第七实施方式中所述的开关电源电路例如设于热泵单元。如图21所示，在热泵单元100中，在将两个热交换器101、102连接的配管上恰当地设置压缩机103及膨胀阀104，从而构成制冷剂回路。制冷剂在该制冷剂回路中循环。压缩机103压缩制冷剂，膨胀阀104使制冷剂节流膨胀。藉此，能容易地使用热交换器101、102进行热交换。在该制冷剂回路中，压缩机103及膨胀阀104受到电力供给而被驱动。
另外，若采用空冷热交换器以作为热交换器101、102，则有时也会为了在它们附近促进热交换而设置风扇105、106。也朝上述风扇105、106供给电力以加以驱动。
在图21的例示中，本开关电源电路110朝例如驱动压缩机103的驱动装置(例如逆变器)107输出直流电压。据此，能提供采用了有效的开关电源电路的热泵单元。尤其在热泵单元100是空调机的情况下，使压缩机以低速旋转的期间较长。其原因是：在使室内温度靠近设定温度的附近之后，并不那么需要发挥制冷能力或制热能力。在这样使压缩机103以低速旋转的情况下，供给至压缩机103的电流也比较小，因此，能在电力较小的区域中提高效率的本开关电源电路110是特别有用的。
另外，本开关电源电路110也可朝驱动膨胀阀104及风扇105、106的驱动装置输出直流电压。
对本发明进行了详细说明，但上述说明在所有方面仅是例示，本发明并不限定于此。未例示的无数变形例应被认为不脱离本发明的范围就能想到。
符号说明
2    整流电路
3    斩波电路
11、60、61、62   电流检测部
51   模式控制部
52   动作控制部
70   期间检测部
81、82   温度检测部
90   计数部
D1、D2   二极管
L1、L2   电抗器
LH1、LH2、LL   直流线
P1、P2   输入端
P3、P4   输出端
S1、S2   开关元件

Claims (14)

1.一种开关电源电路的控制装置，对开关电源电路进行控制，该开关电源电路包括：
一对输入端(P1、P2)；
一对输出端(P3、P4)；以及
第一斩波电路及第二斩波电路(3、3a、3b)，该第一斩波电路及第二斩波电路(3、3a、3b)在所述一对输入端和所述一对输出端之间彼此并联连接，并分别进行斩波动作，
所述控制装置的特征在于，
所述控制装置包括：
模式控制部(51)，该模式控制部(51)随着所述第一斩波电路及所述第二斩波电路中的电力增大而使所述第一斩波电路及所述第二斩波电路的动作模式从第一模式经由第二模式朝第三模式转移；以及
动作控制部(52)，在所述第一模式中，该动作控制部(52)使所述第一斩波电路始终进行所述斩波动作，而始终停止所述第二斩波电路的所述斩波动作，在所述第二模式中，该动作控制部(52)使所述第一斩波电路及所述第二斩波电路交替地进行所述斩波动作，在所述第三模式中，该动作控制部(52)使所述第一斩波电路及所述第二斩波电路这两个斩波电路始终都进行所述斩波动作。
2.如权利要求1所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
在所述一对输入端之间连接着恒压电源，
所述控制装置还包括对在所述一对输入端(P1、P2)之间流动的输入电流(I)进行检测的电流检测部(60、61、62)，
所述模式控制部(51)随着所述输入电流增大而使所述动作模式从所述第一模式经由所述第二模式朝所述第三模式转移。
3.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括对经过时间进行计时的期间检测部(70)，
在所述第二模式中，所述动作控制部(52)以从所述第一斩波电路(3a、3b)开始所述斩波动作起经过规定期间为条件，使所述第一斩波电路的所述斩波动作停止。
4.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括对在所述第一斩波电路(3a)中流动的电流进行检测的第二电流检测部(61)，
在所述第二模式中，所述动作控制部(52)以从所述第一斩波电路(3a、3b)开始所述斩波动作起所述电流的积分值比规定值大为条件，使所述第一斩波电路的所述斩波动作停止。
5.如权利要求4所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述模式控制部(51)在所述第二模式中以所述电流低于规定值为条件使所述动作模式朝所述第一模式转移。
6.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括对在所述第一斩波电路(3a)中流动的电流进行检测的第二电流检测部(61)，
在所述第二模式中，所述电流越高，则所述动作控制部(52)以越短的周期对所述第一斩波电路的所述斩波动作的执行/停止进行切换。
7.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括对所述第一斩波电路(3a、3b)的温度进行检测的温度检测部(81)，
所述动作控制部(52)在所述第二模式中以所述温度比规定值高为条件，使所述第一斩波电路的所述斩波动作停止。
8.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括对所述第一斩波电路及所述第二斩波电路(3a、3b)的温度分别进行检测的第一温度检测部及第二温度检测部(81、82)，
在所述第二模式中，所述动作控制部(52)以所述第一斩波电路的温度比所述第二斩波电路的温度高且高的量超过规定值为条件，使所述第一斩波电路的所述斩波动作停止。
9.如权利要求7所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
在所述第二模式中，当所述温度比小于所述规定值的第二规定值小时，所述模式控制部(51)使所述动作模式转移至所述第一模式。
10.如权利要求8所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
在所述第二模式中，当所述第一斩波电路和/或所述第二斩波电路的温度比小于所述规定值的第二规定值小时，所述模式控制部(51)使所述动作模式转移至所述第一模式。
11.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括计数部(90)，该计数部(90)对所述第一斩波电路(3a、3b)的所述斩波动作中的斩波的次数进行计数，
所述动作控制部(52)在所述第二模式中以从所述第一斩波电路开始所述斩波动作起所述次数比规定值大为条件，使所述第一斩波电路的所述斩波动作停止。
12.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括：
整流电路(2)，该整流电路(2)对交流电压进行整流以朝所述一对输入端施加直流电压；以及
电压检测部(10)，该电压检测部(10)对所述交流电压或所述直流电压进行检测，
所述动作控制部(52)在所述第二模式中在所述交流电压的绝对值低于规定值的期间内，对所述第一斩波电路及第二斩波电路的所述斩波动作进行切换。
13.如权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还包括：
整流电路(2)，该整流电路(2)对交流电压进行整流以朝所述一对输入端施加直流电压；以及
第三电流检测部(13、60、61、62)，该第三电流检测部(13、60、61、62)对在所述整流电路的输入侧流动的交流电流或在所述一对输入端(P1、P2)间流动的输入电流(I)进行检测，
所述动作控制部(52)在所述第二模式中在所述交流电流的绝对值低于规定值的期间内，对所述第一斩波电路及第二斩波电路的所述斩波动作进行切换。
14.一种热泵单元，其特征在于，包括权利要求1或2所述的开关电源电路的控制装置。
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