CN105659485A - 整流装置 - Google Patents

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Abstract

整流装置(100)包括：将有向交流电源(1)流过反馈电流的一侧的相邻的两边设为开关元件(Qa、Qb)，且其他两边由整流元件(Da、Db)构成的整流电路(4)；输入电压检测器(6)；输入电流检测器(7)；以及根据基于与输入电压同步的同步正弦波而生成的输入电流目标值、与输入电流之间的差分，对脉冲宽度进行调制来控制开关元件(Qa、Qb)的控制电路(8)。在输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性中，某一个的极性与其他的极性不同的情况下，使两个开关元件(Qa、Qb)同时进行开关动作。由此，即使在有可能因开关元件的动作状态而导致产生交流电源的短路的情况下，也能够防止整流装置的电路的损坏，并且不会使功率因数下降。

Description

整流装置
技术领域
本发明涉及利用开关控制来进行电流控制，并将交流电转换成直流电的整流装置。
背景技术
现有的将交流电转换成直流电的整流装置构成为，例如在由四个二极管构成的桥式全波整流电路的输出级配置有与负载相串联的扼流线圈和二极管，并且与负载相并联地配置有与开关元件串联连接的电阻和平滑用电容器，从而向负载提供直流输出电力，并且，该整流装置通过检测流过电阻的电流，基于该检测结果以规定的脉冲宽度对开关元件进行控制，由此来力图改善整流装置的功率因数。
然而，在上述整流装置中，存在转换效率因二极管等的损耗而下降的问题，并且，为了改善功率因数，在具备PFC(PowerFactorCorrection：功率因数校正)电路的整流装置中，要将形成桥式电路的四个整流元件内的两个整流元件置换成开关元件。例如，在图10所示的专利文献1的电源装置中，桥式全波整流电路中流过反馈电流的一侧的两个整流元件分别被置换成开关元件4a、4b，设置于该整流电路的后级的平滑用电容器5经由扼流线圈2与交流输入电源1相连接，并且，控制开关元件4a、4b的动作的控制电路6设置为对输入电压、输出电压以及流过开关元件4a、4b的电流进行检测。控制电路6识别线路输入电压的上波侧部和下波侧部，并且与此相对地分别使开关元件4a、4b动作，对开关元件的脉冲宽度进行适当的控制，以使得线路输入电流成为与线路输入电压的相位同相的正弦波交流电流。由此，通过将桥式全波整流电路中流过反馈电流的两个整流元件分别置换成开关元件，并利用控制电路适当地对开关元件进行控制来改善功率因数，从而在所谓的无桥PFC中，能够实现元器件数量的削减以及转换效率和可靠性的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平7-115774号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1的电源装置中，需要对输入电压进行检测，以使得能够根据输入电压的极性来切换半导体开关元件的开关模式期间和导通固定模式期间。在设置有检测电路以检测该输入电压的情况下，检测电路中会产生信号传输延迟时间。由此，在输入电压的极性发生切换的时刻、与切换半导体开关元件的开关模式期间和导通固定模式期间的时刻(以下，记载为“动作模式切换时刻”)之间会产生与上述延迟时间相对应的量的偏差。
对此，例如，能够使用微机等运算器，在根据上述检测电路的输出信号来生成与输入电压同步的正弦波的情况下，通过运算使相位偏移与检测电路中信号传输延迟时间相对应的量，从而生成输入电压的同步正弦波。然而，在如上述那样通过运算生成同步正弦波的情况下，例如，在输入电压的频率发生了变动时，若运算的收敛速度相对于频率的变动速度不足够快，则无法准确地推定输入电压，由此将导致所生成的同步正弦波的极性切换的时刻、与输入电压的极性切换的时刻之间产生偏差。因此，输入电压的极性发生切换的时刻、与半导体开关元件的动作模式切换时刻之间产生偏差。
此外，在不会产生上述偏差的正常情况下，根据输入电压的极性，通过下述方式来对电流路径进行操作，即：始终将流过反馈电流的半导体开关元件控制为导通固定模式，将仅在导通状态时从交流电源流入电流的另一个半导体开关元件控制为在开关模式下进行动作。此处，若输入电压的极性发生切换的时刻、与半导体开关元件的动作模式切换时刻之间发生偏差，则无法操作得到用于将仅在导通状态时从交流电源流入电流的半导体开关元件控制为导通固定模式的电流路径，从而在开关模式下进行动作的半导体开关元件中持续流过反馈电流。即，如图12(a)和图12(c)所示，若仅在导通状态时从交流电源流入电流的半导体开关元件被控制为导通固定模式，则无论在开关模式下进行动作的半导体开关元件的导通·截止状态如何，电流都仅流过交流电源的短路路径。因此，在该期间中，从交流电源持续输入过大的电流。由此存在下述问题，即：在输入电压的极性发生切换的时刻，电路会因该过大的电流而损坏，或者需要用于针对过大电流实施保护对策的电路从而导致装置尺寸增大。并且，由于产生过大的电流，因此也存在功率因数下降的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种整流装置，该整流装置在存在由于半导体开关元件的开关状态而导致交流电源发生短路的可能性的情况下，也能够防止电路的损坏，并且不会使功率因数下降。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明所涉及的第一整流装置的特征在于，包括：整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自交流电源的输入电压；输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自交流电源的输入电流；控制电路，该控制电路生成与输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据输入电流与输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制开关元件，输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性中，在某一个的极性与其他的极性不同的情况下，控制电路执行下述操作中的某一个：使开关元件双方均进行开关动作，使开关元件中仅在导通状态时从交流电源流入电流的开关元件变为截止，以及使开关元件双方均变为截止。
本发明所涉及的第二整流装置的特征在于，包括：整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自交流电源的输入电压；输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自交流电源的输入电流；控制电路，该控制电路生成与输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据输入电流与输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制开关元件，从输入电压、输入电流以及同步正弦波中选择任意两个，在这两者的极性不同的情况下，控制电路执行下述操作中的某一个：使开关元件双方均进行开关动作，使开关元件中仅在导通状态时从交流电源流入电流的开关元件变为截止，以及使开关元件双方均变为截止。
本发明所涉及的第三整流装置的特征在于，包括：整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自交流电源的输入电压；输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自交流电源的输入电流；控制电路，该控制电路生成与输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据输入电流与输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，在输入电压、输入电流以及同步正弦波的绝对值为阈值以下的情况下，控制电路执行下述操作中的某一个：使开关元件双方均进行开关动作，使开关元件中仅在导通状态时从交流电源流入电流的开关元件变为截止，以及使开关元件双方均变为截止。
本发明所涉及的第四整流装置的特征在于，包括：整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自交流电源的输入电压；输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自交流电源的输入电流；控制电路，该控制电路生成与输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据输入电流与输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制开关元件，在输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差的绝对值在阈值以下的情况下，控制电路执行下述操作中的某一个：使开关元件双方均进行开关动作，使开关元件中仅在导通状态时从交流电源流入电流的开关元件变为截止，以及使开关元件双方均变为截止。
本发明所涉及的第五整流装置的特征在于，包括：整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自交流电源的输入电压；输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自交流电源的输入电流；控制电路，该控制电路生成与输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据输入电流与输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制开关元件，对于输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差，在与该时间差相当的相位差的绝对值在阈值以下的情况下，控制电路执行下述操作中的某一个：使开关元件双方均进行开关动作，使开关元件中仅在导通状态时从交流电源流入电流的开关元件变为截止，以及使开关元件双方均变为截止。
发明效果
根据本发明的整流电路，对是否需要防止因半导体开关元件的开关状态而导致的交流电源的短路进行判定，在判定为需要防止短路的情况下，控制半导体开关元件以使得交流电源的短路状态不再持续，由此能够起到出下述效果：在不增大装置尺寸的情况下，抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且使功率因数得以提高。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的整流装置的电路结构的图。
图2是说明实施方式1所涉及的整流装置的动作的图。
图3是表示实施方式1所涉及的整流装置中电流的路径的图。
图4是说明实施方式1的其他实施形态所涉及的整流装置的动作的图。
图5是说明实施方式1的又一其他实施形态所涉及的整流装置的动作的图。
图6是说明实施方式2所涉及的整流装置的动作的图。
图7是说明实施方式3所涉及的整流装置的动作的图。
图8是说明实施方式4所涉及的整流装置的动作的图。
图9是说明实施方式5所涉及的整流装置的动作的图。
图10是表示现有的整流装置的电路结构的图。
图11是说明现有的整流装置的动作的图。
图12是表示现有的整流装置中电流的路径的图。
具体实施方式
下面，参照图1～图9对本发明的实施方式所涉及的整流装置进行说明。
实施方式1.
图1是表示实施方式1所涉及的整流装置的电路结构的图，图2是说明该整流装置的动作的图，图3是表示整流装置的电流的路径的图。
如图1所示，整流装置100包括：与交流电源1相连接且输入交流电压的输入端P1a、P1b；与负载9相连接且输出规定的直流电压的输出端P2a、P2b；由第1串联电路和第2串联电路构成且形成为四边形的桥式电路的整流电路4，其中，第1串联电路包含与输出端P2a、P2b并联连接的第1半导体开关元件Qa和第1整流元件Da，第2串联电路包含与输出端P2a、P2b并联连接的第2半导体开关元件Qb和第2整流元件Db；插入在第1半导体开关元件Qa和第1整流元件Da的连接点、与交流电源1的输入端P1a之间的第1电抗器3a；插入在第2半导体开关元件Qb和第2整流元件Db的连接点、与交流电源1的输入端P1b之间的第2电抗器3b；为了检测来自交流电源1的输入电压而设置在两个输入端P1a与P1b之间的输入电压检测器6；为了检测来自交流电源1的输入电流Iac而设置在第1半导体开关元件Qa和第1整流元件Da的连接点、与交流电源1的输入端P1a之间的输入电流检测器7；以及与两个输出端P2a、P2b并联连接且构成平滑电路的平滑电容器5。并且，还包括控制电路8，该控制电路8通过信号线10a、10b从输入电压检测器6和输入电流检测器7获得相当于输入电压Vac和输入电流Iac的信号，并通过控制线11a、11b向第1半导体开关元件Qa、第2半导体开关元件Qb输出栅极信号。
另外，对于电抗器，可以仅插入第1电抗器3a和第2电抗器3b中的任意一个。
接着，使用图1到图3对实施方式1所涉及的整流装置100的动作进行说明。
首先，控制电路8根据由输入电压检测器6检测到的输入电压检测值，生成与输入电压Vac同步的正弦波信号即同步正弦波Vsyn。控制电路8在生成该同步正弦波Vsyn的同时，还生成输入电流目标值，根据输入电流检测器7检测到的输入电流检测值与输入电流目标值之间的差分，来对开关模式时控制第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的脉冲信号的脉冲宽度进行调制(PWM)，改变导通·截止比。
通过按上述方式边改变导通·截止比边对第1半导体开关元件Qa及第2半导体开关元件Qb进行操作，输入电流Iac被控制为接近输入电流目标值。
并且，控制电路8对是否存在下述必要性进行判定，即：防止由于第1半导体开关元件Qa及第2半导体元件Qb的开关状态而导致的交流电源1的短路的必要性，也就是防止由于输入电压Vac的极性进行反转的时刻、与第1半导体开关元件Qa及第2半导体开关元件Qb的动作模式切换时刻之间的偏差而产生的交流电源1的短路(短路防止要否的判定)。
接着，使用图2和图3，针对短路防止方法，对第1半导体开关元件Qa及第2半导体开关元件Qb的动作进行说明。图2是表示以下参数的波形图：即，整流装置100的输入电压Vac，基于输入电流Iac和输入电压Vac生成的同步正弦波Vsyn，针对输入电压Vac、输入电流Iac及同步正弦波Vsyn的极性的短路防止要否的判定结果，以及第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的开关状态的波形图。图3(a)到图3(d)是分别表示相当于图2中的A～D期间的电流路径的图。
首先，说明被控制电路8判定为“不需要进行短路防止(短路防止否)”的期间(图2的B期间、D期间)。该情况下，根据同步正弦波Vsyn的极性，控制电路8将第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb中的任意一个控制为必定在导通固定模式下进行动作。即，无论导通·截止状态如何，将始终有流向交流电源1的反馈电流持续流过的半导体开关元件控制为在导通固定模式下动作，将另一个半导体开关元件控制为在开关模式下动作。因此，在同步正弦波Vsyn的极性为正的情况下，若同步正弦波Vsyn的相位与输入电压Vac的相位一致，则输入电压Vac也为正电压，从而如图3(b)所示，图2所示的B期间中，无论第1半导体开关元件Qa的导通·截止状态如何，由于第2半导体开关元件Qb中始终有流向交流电源1的反馈电流持续流过，因此，控制电路8将第2半导体开关元件Qb控制为在导通固定模式下动作，将第1半导体开关元件Qa控制为在开关模式下动作。在同步正弦波Vsyn的极性为负的情况下，若同步正弦波Vsyn的相位与输入电压Vac的相位一致，则输入电压Vac也为负电压，从而如图3(d)所示，图2所示的D期间中，由于第1半导体开关元件Qa中始终有流向交流电源1的反馈电流持续流过，因此，控制电路8将第1半导体开关元件Qa控制为在导通固定模式下动作，将第2半导体开关元件Qb控制为在开关模式下动作。
这种情况下的控制方法、与不要进行上述短路防止要否的判定的现有整流装置中(参照图10。)图11的B期间和D期间所示的通常的控制方法相同。即，采用仅根据同步正弦波的极性，来进行第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的动作模式切换的方法。图12(b)和图12(d)所示的电流路径与图3(b)和图3(d)所示的电流路径相同。
然而，在现有的整流装置中，例如，若由于输入电压的频率急剧变化等主要原因而导致输入电压Vac的相位与同步正弦波Vsyn的相位发生偏差，则会如图11的A期间、C期间那样产生输入电压Vac的极性与同步正弦波Vsyn的极性发生反转的期间。图11的A期间中，由于输入电压Vac的极性为正，而同步正弦波Vsyn的极性为负，因此，第1半导体开关元件Qa在导通固定模式下动作，第2半导体开关元件Qb在开关模式下动作，从而如图12(a)所示那样，无论第2半导体开关元件Qb的导通·截止状态如何，第2半导体开关元件Qb中始终有流向交流电源1的反馈电流流过。因此，由于第1半导体开关元件Qa在导通固定模式下动作，从而电流仅在使交流电源1短路的路径中流动，产生过大的电流。此外，在图11的C期间中，由于输入电压Vac的极性为负，而同步正弦波Vsyn的极性为正，因此，第1半导体开关元件Qa在开关模式下动作，而第2半导体开关元件Qb在导通固定模式下动作，从而如图12(c)所示，第1半导体开关元件Qa中始终有流向交流电源1的反馈电流流过。因此，由于电流仅在使交流电源1短路的路径中流动，于是同样会产生过大的电流。
即，在存在输入电压Vac的极性和同步正弦波Vsyn的极性发生反转的期间的情况下，若仅根据同步正弦波Vsyn的极性来决定在导通固定模式下进行动作的半导体开关元件，则会出现交流电源1短路的状态。
与此相对地，本实施方式1的控制电路8如图2所示那样，在输入电压检测值、输入电流检测值以及同步正弦波的极性中一个极性不同于另两个极性的情况下，判定为“要进行短路防止(短路防止要)”。通过按此方式进行短路防止要否的判定，并控制为若第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb中某一个半导体开关元件在导通固定模式下进行动作，则无论另一个半导体开关元件的开关状态如何，均将使交流电源1短路的半导体开关元件设定为不会在导通固定模式下进行动作，从而能够抑制过电流的产生。另外，在输入电压检测值、输入电流检测值以及同步正弦波的极性全部相同的情况下，控制电路8中判定为“不需要进行短路防止(短路防止否)”，从而如上所述，像图2的B期间、D期间所示那样，根据同步正弦波Vsyn的极性来控制第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb。
接着，说明在控制电路8中判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”的情况下第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的动作。如图2的A期间和C期间所示，在由控制电路8判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”的情况下，第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb均被控制为在开关模式下进行动作。此处，利用控制电路8,一边以相同的导通·截止比进行改变一边对第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb进行开关控制，从而控制输入电流Iac。由此，在输入电压Vac的极性与同步正弦波Vsyn的极性发生反转的期间(图2的A期间、C期间)，若第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb中的某一个半导体元件在导通固定模式下进行动作，则无论另一个半导体开关元件的开关状态如何均使交流电源1短路的半导体开关元件在开关模式下进行动作，从而如图3(a)、图3(b)所示那样，能够防止交流电源1的短路状态，抑制过电流的产生。
此外，由于输入电流Iac被控制为成为与输入电压Vac相类似的正弦波，因此，输入电流Iac的极性反转的时刻与输入电压Vac的极性反转的时刻大致相等。因此，在输入电压检测器6的检测精度较低，关于输入电压Vac的极性反转的时刻产生了检测误差的情况下，通过将输入电流增加到判定要素中，也能够间接地检测出输入电压Vac的极性反转的时刻，从而能够进行更为可靠的短路防止要否的判定。
另外，本实施方式中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波作为判定要素，在其中至少一个判定要素的极性与其他两个的极性不同的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”，但判定要素并不限于此，可以是与输入电压Vac同步的正弦波，将与输入电压Vac同步的正弦波中至少两个以上的正弦波作为判定要素，在其中至少一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
本实施方式中，在控制电路8中判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”的情况下，利用控制电路8将第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb两者均控制为在开关模式下进行动作，但在图4所示的其他实施方式中，也可以控制为若第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb中某一个半导体开关元件在导通固定模式下进行动作，则无论另一个半导体开关元件的开关状态如何，均将使交流电源1短路的半导体开关元件设定为截止。
在判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”的期间中，若第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb中至少某一个在导通固定模式下进行动作，则只要将使交流电源1短路的半导体开关元件设定为截止即可，因此，在图5所示的又一其他实施方式中，可以将第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb均控制为截止。
由此，在实施方式1所涉及的整流装置中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性作为判定要素，在一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，从而对第1半导体开关元件和第2半导体开关元件进行控制，以使得因第1半导体开关元件和第2半导体开关元件的开关状态而引起的交流电源的短路状态不再持续，由此能够抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。
实施方式2.
图6是说明实施方式2所涉及的整流装置的动作的图。本实施方式2的动作与实施方式1的动作的不同点在于：在实施方式1所涉及的整流装置中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波的极性作为三个判定要素，在一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，但在实施方式2的动作中，从输入电压Vac、输入电流Iac以及同步正弦波Vsyn中选择两个，在两个判定要素的极性不一致的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。另外，实施方式2所涉及的整流装置的结构与实施方式1相同，此处省略说明。
接着，使用图6对实施方式2所涉及的整流装置的动作进行说明。图6中，对例如使用输入电压Vac和同步正弦波Vsyn这两个来作为两个判定要素的情况进行说明。
在输入电压Vac与同步正弦波Vsyn这两个判定要素的极性不一致的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。在两个判定要素的极性一致的情况下，控制电路8中判定为“不需要进行短路防止(短路防止否)”，从而如图6的B期间、D期间所示那样，根据同步正弦波Vsyn的极性来控制第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb。
在两个判定要素的极性不一致的情况下，在控制电路8中判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”，从而如图6的A期间和C期间所示那样，将第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb两者均控制为在开关模式下进行动作。
由此，在实施方式2所涉及的整流装置中，从输入电压Vac、输入电流Iac以及同步正弦波Vsyn中选择两个，在两个判定要素的极性不一致的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，从而对第1半导体开关元件和第2半导体开关元件进行控制，以使得因第1半导体开关元件和第2半导体开关元件的开关状态而引起的交流电源的短路状态不再持续，由此能够抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。
实施方式3.
图7是说明实施方式3所涉及的整流装置的动作的图。本实施方式3的动作与实施方式1的动作的不同点在于，在实施方式1中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波作为短路防止要否的判定要素，在这些判定要素中至少一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”，而在实施方式3中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，在至少一个判定要素的绝对值在规定的阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。另外，实施方式3所涉及的整流装置的结构与实施方式1相同，此处省略说明。
接着，使用图7对实施方式3所涉及的整流装置的动作进行说明。将输入电压Vac和同步正弦波Vsyn作为短路防止要否的判定要素，针对各个判定要素分别设定绝对值作为判定阈值，在输入电压Vac和同步正弦波Vsyn中的至少某一个的绝对值变为该判定阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。例如，设置输入电压判定阈值Δy1和同步正弦波判定阈值Δy2作为输入电压Vac和同步正弦波Vsyn的判定阈值，在输入电压Vac和同步正弦波Vsyn的绝对值中的任一个变为该判定阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
实施方式3中，利用控制电路8，在输入电压Vac的极性反转前后的时刻以及同步正弦波Vsyn的极性反转前后的时刻判定是否要进行短路防止，并进行第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的控制，以使得交流电源1的短路状态不再持续，因此，即使输入电压Vac的相位与同步正弦波Vsyn的相位之间产生了偏差，也能够防止交流电源1的短路，抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。由此，实施方式3中，能够提高极性反转附近进行短路防止要否的判定的精度，能够更高精度地抑制交流电源1的短路状态的产生。
另外，本实施方式中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，但判定要素并不限于此，也可以是与输入电压同步的正弦波，将与输入电压同步正弦波中的至少一个正弦波作为判定要素，在判定要素的绝对值为判定阈值以下时，判定为“需要进行短路防止”。
由此，在实施方式3所涉及的整流装置中，将输入电压和同步正弦波的极性作为判定要素，在某一个判定要素的绝对值为判定阈值以下的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，从而对第1半导体开关元件和第2半导体开关元件进行控制，以使得因第1半导体开关元件和第2半导体开关元件的开关状态而引起的交流电源的短路状态不再持续，由此与实施方式1同样地能够抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。
实施方式4.
图8是说明实施方式4所涉及的整流装置的动作的图。本实施方式4的动作与实施方式1的动作的不同点在于，在实施方式1中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波作为短路防止要否的判定要素，在这些判定要素中至少一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为”需要进行短路防止(短路防止要)”，而在实施方式4中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，在至少一个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻的时间差绝对值变为规定的时间差阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。另外，实施方式4所涉及的整流装置的结构与实施方式1相同，此处省略说明。
接着，使用图8对实施方式4所涉及的整流装置的动作进行说明。将输入电压Vac和同步正弦波Vsyn作为短路防止要否的判定要素，在各个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻的时间差中，预先进行设置作为时间差阈值，在输入电压Vac与同步正弦波Vsyn中至少某一个的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差绝对值变为该时间差阈值以下的情况下，判定为“需要短路防止(短路防止要)”。例如，设置输入电压时间差阈值Δt1和同步正弦波时间差阈值Δt2作为输入电压Vac和同步正弦波Vsyn的时间差阈值，在输入电压Vac或同步正弦波Vsyn与判定时刻的时间差绝对值中的任一个变为这些时间差阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
作为判定时刻，可以设为至少在半导体开关元件的控制周期以下的周期，随着时间的经过，在每个判定周期T的时刻进行判定。即，随着时间经过，判定时刻、与同步正弦波的极性反转的时刻之间的时间差变小，在变为时间差阈值以下时，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
具体而言，在判定时刻t1的时间点进行判定时，由于判定时刻t1、与输入电压Vac的极性反转的时刻之间的时间差变为时间差阈值Δt1以下，因此，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。在每一个判定周期T反复实施判定，若到了判定时刻t2的时间点，则判定时刻t2、与输入电压Vac的极性反转的时刻之间的时间差变为时间差阈值Δt1以上，但由于判定时刻t2、与同步正弦波Vsyn的极性反转的时刻之间的时间差为时间差阈值Δt2以下，因此判定结果仍然为“需要进行短路防止(短路防止要)”。进一步地，在每一个判定周期T反复实施判定，若到了判定时刻t3的时间点，则判定时刻t3、与同步正弦波Vsyn的极性反转的时刻之间的时间差也变为时间差阈值Δt2以上，因此判定为“不需要进行短路防止(短路防止否)”。
实施方式4中，也利用控制电路8，在输入电压Vac的极性反转前后的时刻以及同步正弦波Vsyn的极性反转前后的时刻判定是否要进行短路防止，并进行第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的控制，以使得交流电源1的短路状态不再持续，因此，即使输入电压Vac的相位与同步正弦波Vsyn的相位之间产生了偏差，也能够防止交流电源1的短路，抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。由此，实施方式4中，能够提高极性反转附近进行短路防止要否的判定的精度，能够更高精度地抑制交流电源1的短路状态的产生。
另外，本实施方式中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，但判定要素并不限于此，也可以是与输入电压同步的正弦波，将与输入电压同步正弦波中的至少一个正弦波作为判定要素，在判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差绝对值变为时间差阈值以下时，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
由此，在实施方式4所涉及的整流装置中，将输入电压和同步正弦波的极性作为判定要素，在某一个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差绝对值变为时间差阈值以下的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，从而对第1半导体开关元件和第2半导体开关元件进行控制，以使得因第1半导体开关元件和第2半导体开关元件的开关状态而引起的交流电源的短路状态不再持续，由此与实施方式1同样地能够抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。
实施方式5.
图9是说明实施方式5所涉及的整流装置的动作的图。本实施方式5的动作与实施方式1的动作的不同点在于，在实施方式1中，将输入电压、输入电流以及同步正弦波作为短路防止要否的判定要素，在这些判定要素中至少一个判定要素的极性与其他的判定要素的极性不同的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”，而在实施方式5中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，在相当于至少一个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻的时间差绝对值的相位差绝对值变为规定的相位差阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。另外，实施方式5所涉及的整流装置的结构与实施方式1相同，此处省略说明。
接着，使用图9对实施方式5所涉及的整流装置的动作进行说明。将输入电压Vac和同步正弦波Vsyn作为短路防止要否的判定要素，在各个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻的相位差中，预先进行设置作为相位差阈值，在输入电压Vac与同步正弦波Vsyn中至少某一个的极性反转的时刻、与判定时刻之间的相位差绝对值变为该相位差阈值以下的情况下，判定为“需要短路防止(短路防止要)”。例如，设置输入电压相位差阈值Δθ1和同步正弦波相位差阈值Δθ2作为输入电压Vac和同步正弦波Vsyn的相位差阈值，在输入电压Vac或同步正弦波Vsyn与判定时刻之间的相位差绝对值中的任一个变为这些相位差阈值以下的情况下，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。判定时刻与实施方式4相同。
实施方式5中，也利用控制电路8，在输入电压Vac的极性反转前后的时刻、以及同步正弦波Vsyn的极性反转前后的时刻判定是否要进行短路防止，并进行第1半导体开关元件Qa和第2半导体开关元件Qb的控制，以使得交流电源1的短路状态不再持续，因此，即使输入电压Vac的相位与同步正弦波Vsyn的相位之间产生了偏差，也能够防止交流电源1的短路，抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。由此，实施方式5中，能够提高极性反转附近进行短路防止要否的判定的精度，能够更高精度地抑制交流电源1的短路状态的产生。
另外，本实施方式中，将输入电压和同步正弦波作为判定要素，但判定要素并不限于此，也可以是与输入电压同步的正弦波，将与输入电压同步正弦波中的至少一个正弦波作为判定要素，在相当于判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差的相位差绝对值变为相位差阈值以下时，判定为“需要进行短路防止(短路防止要)”。
由此，在实施方式5所涉及的整流装置中，将输入电压和同步正弦波的极性作为判定要素，在某一个判定要素的极性反转的时刻、与判定时刻之间的相位差绝对值变为相位差阈值以下的情况下，判定为需要防止交流电源的短路，从而对第1半导体开关元件和第2半导体开关元件进行控制，以使得因第1半导体开关元件和第2半导体开关元件的开关状态而引起的交流电源的短路状态不再持续，由此与实施方式1相同地能够抑制过大电流的产生，防止电路的损坏，并且能够使功率因数得以提高。
此外，本发明可以在该发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。
另外，各图中，相同标号表示相同或相当的部分。
标号说明
1交流电源，3a、3b电抗器，4整流电路，5平滑电容器，6输入电压检测器，7输入电流检测器，8控制电路，9负载，100整流装置，Da第1整流元件，Db第2整流元件，Qa第1半导体开关元件，Qb第2半导体开关元件。

Claims (5)

1.一种整流装置，其特征在于，包括：
整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；
输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自所述交流电源的输入电压；
输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自所述交流电源的输入电流；以及
控制电路，该控制电路生成与所述输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据所述输入电流与所述输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，
所述输入电压、所述输入电流以及所述同步正弦波的极性中，在某一个的极性与其他的极性不同的情况下，所述控制电路执行下述操作中的某一个：
使所述开关元件双方均进行开关动作，
使所述开关元件中仅在导通状态时从所述交流电源流入电流的开关元件变为截止，
以及使所述开关元件双方均变为截止。
2.一种整流装置，其特征在于，包括：
整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；
输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自所述交流电源的输入电压；
输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自所述交流电源的输入电流；以及
控制电路，该控制电路生成与所述输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据所述输入电流与所述输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，
从所述输入电压、所述输入电流以及所述同步正弦波中选择任意两个，在这两者的极性不同的情况下，所述控制电路执行下述操作中的某一个：
使所述开关元件双方均进行开关动作，
使所述开关元件中仅在导通状态时从所述交流电源流入电流的开关元件变为截止，
以及使所述开关元件双方均变为截止。
3.一种整流装置，其特征在于，包括：
整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；
输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自所述交流电源的输入电压；
输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自所述交流电源的输入电流；以及
控制电路，该控制电路生成与所述输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据所述输入电流与所述输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，
在所述输入电压、所述输入电流以及所述同步正弦波的绝对值为阈值以下的情况下，所述控制电路执行下述操作中的某一个：
使所述开关元件双方均进行开关动作，
使所述开关元件中仅在导通状态时从所述交流电源流入电流的开关元件变为截止，
以及使所述开关元件双方均变为截止。
4.一种整流装置，其特征在于，包括：
整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；
输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自所述交流电源的输入电压；
输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自所述交流电源的输入电流；以及
控制电路，该控制电路生成与所述输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据所述输入电流与所述输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，
在所述输入电压、所述输入电流以及所述同步正弦波的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差的绝对值在阈值以下的情况下，所述控制电路执行下述操作中的某一个：
使所述开关元件双方均进行开关动作，
使所述开关元件中仅在导通状态时从所述交流电源流入电流的开关元件变为截止，
以及使所述开关元件双方均变为截止。
5.一种整流装置，其特征在于，包括：
整流电路，在该整流电路中，形成四边形的桥式电路中有向交流电源流过反馈电流的一侧的相邻两边由开关元件构成，其他两边由整流元件构成；
输入电压检测器，该输入电压检测器检测来自所述交流电源的输入电压；
输入电流检测器，该输入电流检测器检测来自所述交流电源的输入电流；以及
控制电路，该控制电路生成与所述输入电压同步的同步正弦波，并且基于该同步正弦波生成输入电流目标值，根据所述输入电流与所述输入电流目标值之间的差分，来对脉冲信号的脉冲宽度进行调制，由此来控制所述开关元件，
对于所述输入电压、所述输入电流以及所述同步正弦波的极性反转的时刻、与判定时刻之间的时间差，当与该时间差相当的相位差的绝对值在阈值以下的情况下，所述控制电路执行下述操作中的某一个：
使所述开关元件双方均进行开关动作，
使所述开关元件中仅在导通状态时从所述交流电源流入电流的开关元件变为截止，
以及使所述开关元件双方均变为截止。
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