CN107210672B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

具备：电阻器(11)，对从交流电源(2)供给的电流进行限制；开关部(12)，与电阻器(11)并联地连接；整流电路部(13)，连接于电阻器(11)以及开关部(12)的后级，对交流电源(2)的交流电压进行整流；升压电路部(14)，进行整流后的直流电压的升压；直流电压检测部(15)，对从升压电路部(14)输出的直流电压进行检测；交流电压检测部(19)，检测交流电源(2)的交流电压；保护设定部(16)，进行根据升压电路部(14)的升压电平计算出的第1保护电压与根据由交流电压检测部(19)检测出的交流电压计算出的第2保护电压的比较，将某一方设定为保护电压；以及控制部(17)，在直流电压低于由保护设定部(16)设定的保护电压的情况下，使开关部(12)开路，使由升压电路部(14)进行的升压停止。由此，能够抑制在恢复供电时产生的冲击电流。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及电源装置，该电源装置将交流电压变换为直流电压。
背景技术
电源装置在接通电源时，在对平滑电容器进行充电时有时流过冲击电流。电源装置为了防止元件因该冲击电流而损坏，采用将电阻器与平滑电容器串联地进行连接的结构，抑制接通电源时的冲击电流。
在专利文献1中，公开了一种电源装置，该电源装置在具备冲击电流抑制电阻器的过电流保护电路的两端连接继电器，在接通电源时将继电器设为“开”状态，由冲击电流抑制电阻器对平滑用电容器的充电电流进行热消耗，抑制接通电源时的冲击电流。专利文献1的电源装置在完成向平滑电容器的充电后，将继电器设为“闭”状态来断开冲击电流限制电阻器，使电流不分流到冲击电流限制电阻器而流到继电器。
在专利文献2中，公开了一种电源装置，该电源装置在由于瞬时停电而发生了电源的瞬间的切断时，将平滑电容器的两端电压与设定的保护电压进行比较，根据该比较的结果控制与冲击电流限制电阻器并联地连接的继电器，从而抑制冲击电流。
专利文献1：日本特开2008－252966号公报
专利文献2：日本特开平5－316640号公报
发明内容
然而，在专利文献1以及专利文献2的电源装置中，当平滑电容器的两端电压低于设定的保护电压时，使运转停止，将继电器设为开路状态，从而抑制在从瞬时停电恢复供电时流到平滑电容器的冲击电流。
专利文献1以及专利文献2的电源装置在由于瞬时停电而发生电源的瞬间的切断，平滑电容器的两端电压不低于保护电压而恢复供电的情况下，继电器不会成为开路状态，而依旧为短路状态，冲击电流不流经冲击电流抑制电阻，而经由继电器流到平滑电容器，产生无法抑制冲击电流的问题。
另外，在从瞬时停电恢复供电时产生的冲击电流的大小被即将从瞬时停电恢复供电之前的平滑电容器的两端电压与从瞬时停电恢复供电时的交流电压之差所左右。因此，专利文献2的电源装置为了在保护电压的设定范围抑制冲击电流，需要由电流耐受力高且还能够承受冲击电流的昂贵的元件构成。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电源装置，该电源装置不使用电流耐受力高且能够承受冲击电流的元件，而能够不受升压电路部的动作状态以及交流电压的变动的影响，抑制在恢复供电时产生的冲击电流。
为了解决上述课题，达到目的，本发明的电源装置具备：电阻器，对从交流电源供给的电流进行限制；开关部，与电阻器并联地连接；整流电路部，连接于电阻器以及开关部的后级，对交流电源的交流电压进行整流；升压电路部，进行由整流电路部整流的直流电压的升压；直流电压检测部，检测从升压电路部输出的直流电压；交流电压检测部，检测交流电源的交流电压；保护设定部，根据升压电路部的升压电平计算第1保护电压，根据由交流电压检测部检测出的交流电压计算第2保护电压，进行第1保护电压与第2保护电压的比较，将某一方设定为保护电压；以及控制部，在直流电压低于由保护设定部设定的保护电压的情况下，使开关部开路，使由升压电路部进行的升压停止，在控制部使升压电路部的升压停止的情况下，保护设定部将第2保护电压设定为保护电压。
根据本发明，能够不受升压电路部的动作状态以及交流电压的变动的影响，抑制在恢复供电时产生的冲击电流。
附图说明
图1是实施方式的电源装置的结构图。
图2是示出第2保护电压的设定电平与对于构成升压电路部的半导体元件的冲击电流的界限值的关系的图。
图3是示出在升压电路部停止时从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的期间的电源装置的动作的图。
图4是示出在升压电路部动作时第1保护电压被设定为保护电压时的从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的期间的电源装置的动作的图。
图5是示出在升压电路部动作时在经过第1过渡期间的过程中从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的电源装置的动作的图。
图6是示出在升压电路部动作时第2保护电压被设定为保护电压时的从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的电源装置的动作的图。
图7是示出升压电路部从动作状态变为停止状态时的保护电压的设定时的电源装置的动作的图。
图8是示出实施方式的动作控制部的结构的框图。
符号说明
1：电源装置；2：交流电源；3：直流负载；11：电阻器；12：开关部；13：整流电路部；14：升压电路部；15：直流电压检测部；16：保护设定部；17：控制部；18：动作控制部；19：交流电压检测部；21：电抗器；22：开关元件；23：二极管；24：平滑电容器。
具体实施方式
以下，根据附图，详细地说明本发明的实施方式的电源装置。此外，并不由该实施方式限定本发明。
实施方式
图1是实施方式的电源装置1的结构图。图2是示出第2保护电压的设定电平与对于构成升压电路部的半导体元件的冲击电流的界限值的关系的图。图3是示出在升压电路部停止时从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的期间的电源装置的动作的图。图4是示出在升压电路部动作时将第1保护电压设定为保护电压时的从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的期间的电源装置的动作的图。图5是示出在升压电路部动作时在经过第1过渡期间的过程中从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的电源装置的动作的图。图6是示出在升压电路部动作时将第2保护电压设定为保护电压时的从发生瞬时停电起至交流电源恢复为止的电源装置的动作的图。图7是示出升压电路部从动作状态变为停止状态时的保护电压的设定时的电源装置的动作的图。图8是示出实施方式的动作控制部18的结构的框图。
电源装置1是如下装置：该电源装置1连接于直流负载3和作为外部电源的交流电源2，将从交流电源2供给的交流电压变换为直流电压，将变换后的直流电压供给到直流负载3。
电源装置1具备：电阻器11，对电流进行限制；开关部12，进行开路或者短路；整流电路部13，对交流电压进行整流；升压电路部14，进行直流电压的升压；直流电压检测部15，检测直流电压；保护设定部16，设定保护电压；控制部17，对开关部12以及升压电路部14进行控制；以及交流电压检测部19，检测交流电压。此外，保护设定部16和控制部17构成动作控制部18。
电阻器11对在恢复供电时从交流电源2供给的冲击电流进行限制。开关部12由继电器构成，并联地连接于电阻器11。此外，开关部12也可以不由继电器构成，而由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET(Metal－Oxide－Semiconductor Field－Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。在开关部12的开关开路的情况下，从交流电源2供给的电流通过电阻器11而供给到整流电路部13。在开关部12短路的情况下，从交流电源2供给的电流通过开关部12而供给到整流电路部13。
整流电路部13连接于电阻器11以及开关部12的后级，对交流电压进行整流。
升压电路部14还称为升压斩波电路部，使由整流电路部13整流后的直流电压升压至设定的电压。在此，说明升压电路部14的结构。
升压电路部14具备升压用的电抗器21、进行开关的开关元件22、防止逆流的二极管23以及对由整流电路部13整流后的电压进行平滑的平滑电容器24。此外，作为开关元件22例示IGBT或者MOSFET。
电抗器21和二极管23串联地连接于整流电路部13的高压侧与平滑电容器24之间。二极管23的阳极连接于电抗器21，阴极连接于直流负载3。在电抗器21与二极管23之间，在从高压侧连接低压侧的布线上连接有开关元件22。
升压电路部14在开关元件22为导通状态时将能量积蓄于电抗器21，在开关元件22为截止状态时利用从电抗器21产生的反电动势来充电到平滑电容器24。另外，升压电路部14按照设定的周期使开关元件22的导通状态以及截止状态反复出现，从而进行升压动作。此外，设定的周期是指能够进行升压动作的周期。此外，作为构成升压电路部的半导体元件的开关元件22以及二极管23也可以是宽带隙半导体。进而，宽带隙半导体也可以是SiC、GaN或者金刚石。升压电路部14并非限定于上述结构，是对交流电源进行整流并升压到任意的直流电压的结构即可。平滑电容器24一边反复进行充放电，一边对电压进行平滑化。
另外，升压电路部14在不进行升压的情况下，将开关元件22始终设为截止状态，从而作为无源转换器进行动作，对由整流电路部13整流后的电压不进行升压而进行平滑化，并供给到直流负载3。
直流电压检测部15检测从升压电路部14输出的直流电压即平滑电容器电压。具体而言，直流电压检测部15检测平滑电容器24的两端电压即平滑电容器电压。此外，平滑电容器电压与直流母线电压相等。
保护设定部16始终获取从控制部17输出到升压电路部14的控制信号，根据该控制信号，掌握作为升压电路部14的动作状态的升压电平以及停止状态。保护设定部16根据升压电路部14的升压电平计算第1保护电压，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压计算第2保护电压，进行第1保护电压与第2保护电压的比较，将某一方设定为保护电压。此外，也可以是如下构成：根据由控制部17在任意的定时更新升压电平而得到的升压电平L1新计算第1保护电压，进行新的第1保护电压与第2保护电压的比较，将某一方设定为保护电压。
控制部17将由直流电压检测部15检测出的平滑电容器电压与由保护设定部16设定的保护电压进行比较，根据比较的结果，使升压电路部14的升压停止或者动作，使开关部12进行开关的开路或者短路，使直流负载3进行动作的停止或者起动。具体而言，在平滑电容器电压低于保护电压的情况下，控制部17使开关部12进行开关的开路，使升压电路部14的升压停止，使直流负载3的动作停止。
在此，使用图2至图7，说明升压电路部14的升压停止的情况下的控制部17和保护设定部16的具体的动作以及升压电路部14升压的情况下的控制部17和保护设定部16的具体的动作。
(升压电路部14的升压停止的情况)
使用图2以及图3，说明升压电路部14的升压停止的情况。图2(a)示出从交流电源2供给的交流电压的波形，图2(b)示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形。此外，以下，设想在图2中的t1时发生了瞬时停电的情况。保护设定部16根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，计算第2保护电压。保护设定部16将保护电压设定为不低于设定的下限值。具体而言，保护设定部16将保证产品的直流母线电压的下限值设为Vdc_Under，将对于构成升压电路部14的半导体元件的冲击电流的界限值设为ΔVrush，以“Vdc_Under≤第2保护电压”为条件，根据(1)式计算第2保护电压。此外，如图2所示，ΔVrush是发生瞬时停电且平滑电容器电压下降至第2保护电压的设定电平时的值。
另外，保护设定部16在“Vdc_Under>第2保护电压”的情况下，将第2保护电压设定为Vdc_Under。此外，保护设定部16计算第2保护电压，以使得第2保护电压在对于构成升压电路部14的半导体元件的冲击电流的界限值即ΔVrush以内即可，在不存在Vdc_Under的情况下，也可以不设定下限值。
另外，保护设定部16根据升压电路部14的升压电平计算第1保护电压。在升压电路部14的升压停止的情况下，保护设定部16不进行第1保护电压与第2保护电压的比较，将第2保护电压设定为保护电压。
接下来，使用图3，说明保护设定部16的动作。图3(a)是示出直流负载3的运转状态或者停止状态的图，图3(b)是示出从交流电源2供给的交流电压的波形的图，图3(c)是示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形的图，图3(d)是示出开关部12的开关的开路或者短路的图。在未发生瞬时停电的期间，保护设定部16根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，每隔规定时间，根据(1)式计算第2保护电压，将保护电压更新为计算出的第2保护电压。在图3中，示出了每隔电源周期更新保护电压的情况。保护设定部16根据图3(b)中所示的A1时间点的交流电压，计算第2保护电压A2，将该第2保护电压A2设定为保护电压。另外，保护设定部16根据图3(b)中所示的B1时间点的交流电压，计算第2保护电压B2，将第2保护电压B2设定为保护电压。此外，在图3所示的例子中，交流电源2的变动为“A1<B1”，所以“第2保护电压A2<第2保护电压B2”，但在交流电源2的变动为“A1>B1”的情况下，“第2保护电压A2>第2保护电压B2”。
上述中说明为每隔电源周期更新保护电压，但也可以按照设定的时间间隔更新保护电压。保护设定部16按照设定的时间间隔更新保护电压，从而即使在交流电源2的交流电压发生了变动的情况下，也能够设定为与该变动后的交流电压对应的保护电压。进而，由于设置了Vdc_Under，保护设定部16能够在进行产品允许外的动作时保护直流负载3。
接下来，使用图3，说明发生了瞬时停电的情况下的电源装置1的动作。此外，以下，设想如下情况：在图3中的t11时发生瞬时停电，在图3中的t12时开始由控制部17进行的保护动作，在图3中的t13时恢复供电，在图3中的t14时开始第2保护电压的计算，在图3中的t15时进行直流负载3的恢复动作。升压电路部14在不进行升压的情况下，将开关元件22始终设为截止状态，从而作为无源转换器进行动作。因此，由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压与从交流电源2供给的交流电压的峰值一致。
在发生了瞬时停电的情况下，如图3(b)所示，交流电源2停止向电源装置1供给交流电压。升压电路部14作为无源转换器进行动作。因此，如图3(c)所示，平滑电容器电压下降。另外，保护设定部16不变更保护电压。具体而言，如图3(c)所示，保护设定部16不变更设定为保护电压的第2保护电压B2而维持。
控制部17在图3中的t12时检测到由直流电压检测部15检测出的平滑电容器电压低于由保护设定部16设定的保护电压的情况，开始进行保护动作。具体而言，如图3(a)所示，控制部17使直流负载3的动作停止。另外，如图3(d)所示，控制部17使开关部12进行开关的开路。控制部17通过使开关部12进行开关的开路，从而能够使在交流电源2恢复供电时在电源装置1中流过的冲击电流流入到电阻器11，抑制恢复供电时的冲击电流。
在交流电源2从瞬时停电恢复供电时，保护设定部16在经过了作为平滑电容器电压过渡的期间的第2过渡期间之后，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压，将计算出的第2保护电压设定为保护电压。此外，以下，将第2过渡期间称为T_stable2。
在此，说明T_stable2。平滑电容器电压上升至交流电源2的交流电压的倍的值。此外，交流电压的倍的值为峰值。因此，控制部17有可能在平滑电容器电压上升之前探测到平滑电容器电压低于保护电压的情况。
也就是说，在电源装置1中，如果平滑电容器电压的上升达到峰值之前保护电压被变更，则成为“平滑电容器电压≤保护电压”的状态，由于控制部17的保护动作，继续停止升压电路部14的升压，且继续停止直流负载3的动作，产生启动不良。
因此，保护设定部16即使在刚刚停止供给交流电源2的交流电压之后平滑电容器电压低于保护电压，并根据由交流电压检测部19检测出的交流电压而探测到恢复供电，也保持保护电压的设定来禁止变更直至经过T_stable2，在开始交流电源2的交流电压的供给并经过了T_stable2之后，变更保护电压的设定。具体而言，保护设定部16在经过了T_stable2之后，根据图3(b)中所示的C1时间点的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压C2，将保护电压的设定从第2保护电压B2变更为第2保护电压C2。此外，从开始图3中的t12时的保护动作至经过T_stable2之前，即使平滑电容器电压变得比保护电压大，控制部1也使保护动作继续。
因此，电源装置1在经过了T_stable2之后成为“平滑电容器电压>保护电压”，所以不进行由控制部17进行的保护动作，能够防止启动不良。
(升压电路部14进行升压的情况)
接下来，使用图4至图7，说明升压电路部14进行升压的动作的情况。保护设定部16根据升压电路部14的升压电平计算第1保护电压，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压计算第2保护电压，进行第1保护电压与第2保护电压的比较。此外，保护设定部16根据上述(1)式计算第2保护电压。
以下，说明基于由保护设定部16设定的保护电压的设定次序。具体而言，在“第1保护电压≥第2保护电压”的情况下，将第1保护电压设定为保护电压。另外，在“第1保护电压<第2保护电压”的情况下，将第2保护电压设定为保护电压。以下，分成“第1保护电压≥第2保护电压”的情况和“第1保护电压<第2保护电压”的情况进行说明。
(“第1保护电压≥第2保护电压”的情况)
利用升压电路部14开始升压，经过了作为平滑电容器电压过渡的期间的第1过渡期间之后，保护设定部16将保护电压的设定从第2保护电压变更为第1保护电压。以下，将第1过渡期间称为T_stable1。
在此，使用图4，说明发生瞬时停电的情况下的电源装置1的动作。图4(a)是示出直流负载3的运转状态或者停止状态的图，图4(b)是示出开关元件22的导通状态或者截止状态的图，图4(c)是示出从交流电源2供给的交流电压的波形的图，图4(d)是示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形的图，图4(e)是示出开关部12的开关的开路或者短路的图。此外，以下，设想如下情况：在图4中的t21时发生瞬时停电，在图4中的t22时开始由控制部17进行的保护动作，在图4中的t23时恢复供电，在图4中的t24时开始第2保护电压的计算，在图4中的t25时进行直流负载3的恢复动作。升压电路部14根据控制部17的控制，使平滑电容器电压上升，直至达到目标升压电平。
在此，控制部17如果在平滑电容器电压达到目标升压电平之前将保护电压的设定从第2保护电压变更为第1保护电压，则有可能探测到平滑电容器电压低于保护电压的情况。
也就是说，在电源装置1中，如果在平滑电容器电压达到目标升压电平之前保护电压被变更，则有可能成为“平滑电容器电压≤保护电压”的状态，由于控制部17的保护动作，升压电路部14的升压停止，且直流负载3的动作停止。
因此，保护设定部16从开始升压电路部14的升压起至经过T_stable1之前，保持保护电压的设定来禁止变更，在经过了T_stable1之后，将保护电压的设定从第2保护电压变更为第1保护电压。
控制部17在检测到由直流电压检测部15检测出的平滑电容器电压低于由保护设定部16设定的保护电压的情况时，开始保护动作。具体而言，控制部17使由升压电路部14进行的升压停止，使直流负载3的动作停止，使开关部12进行开关的开路。控制部17通过使开关部12进行开关的开路，从而能够使在交流电源2恢复供电时在电源装置1中流过的冲击电流流入到电阻器11，抑制恢复供电时的冲击电流。另外，在交流电源2从瞬时停电恢复供电之前，保护设定部16不变更保护电压的设定。
另外，在交流电源2从瞬时停电恢复供电的情况下，升压电路部14的升压停止，所以平滑电容器电压不会达到超过交流电源2的交流电压的倍的电压。在交流电源2从瞬时停电恢复了供电的情况下，保护设定部16进行与升压电路部14的升压停止时相同的处理。即，保护设定部16在根据由交流电压检测部19检测出的交流电压探测到恢复供电的情况下，在经过T_stable2之前，保持保护电压的设定来禁止变更，在经过了T_stable2之后，变更保护电压的设定。具体而言，保护设定部16在经过了T_stable2之后，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压，将保护电压的设定变更为计算出的第2保护电压。此外，从开始图4中的t22时的保护动作起至经过T_stable2之前，即使平滑电容器电压变得比保护电压大，控制部17也使保护动作继续。
接下来，使用图5，说明在T_stable1中发生了瞬时停电的情况下的电源装置1的动作。图5(a)是示出直流负载3的运转状态或者停止状态的图，图5(b)是示出开关元件22的导通状态或者截止状态的图，图5(c)是示出从交流电源2供给的交流电压的波形的图，图5(d)是示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形，图5(e)是示出开关部12的开关的开路或者短路的图。此外，以下，设想如下情况：在图5中的t31时发生瞬时停电，在图5中的t32时开始由控制部17进行的保护动作，在图5中的t33时恢复供电，在图5中的t34时开始第2保护电压的计算，在图5中的t35时进行直流负载3的恢复动作。在发生了瞬时停电的情况下，如图5(c)所示，交流电源2停止向电源装置1供给交流电压。升压电路部14由于没有要升压的电压，所以成为无法升压的状态。因此，如图5(d)所示，平滑电容器电压因直流负载3的运转而下降。
控制部17在检测到由直流电压检测部15检测出的平滑电容器电压低于由保护设定部16设定的保护电压的情况时，开始保护动作。具体而言，控制部17使由升压电路部14进行的升压停止，使直流负载3的动作停止，使开关部12进行开关的开路。控制部17通过使开关部12进行开关的开路，从而能够使在交流电源2恢复供电时在电源装置1中流过的冲击电流流入到电阻器11，抑制恢复供电时的冲击电流。另外，在交流电源2从瞬时停电恢复供电之前，保护设定部16不变更保护电压的设定。
另外，在交流电源2从瞬时停电恢复供电的情况下，升压电路部14的升压停止，所以平滑电容器电压不会达到超过交流电源2的交流电压的倍的电压。在交流电源2从瞬时停电恢复了供电的情况下，保护设定部16进行与升压电路部14的升压停止时相同的处理。即，保护设定部16在根据由交流电压检测部19检测出的交流电压探测到恢复供电的情况下，在经过T_stable2之前，保持保护电压的设定来禁止变更，在经过了T_stable2之后，变更保护电压的设定。具体而言，保护设定部16在经过了T_stable2之后，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压，将保护电压的设定变更为计算出的第2保护电压。
在电源装置1中，通过设定T_stable1，即使在平滑电容器电压未达到目标升压电平的状态下，也能够进行直流负载3的保护。
接下来，说明交流电源2从瞬时停电恢复了供电时的保护电压的设定。此外，以下，假设发生瞬时停电，平滑电容器电压低于保护电压，由于由控制部17进行的保护动作，升压电路部14的升压以及直流负载3的动作停止。在交流电源2从瞬时停电恢复了供电的情况下，保护设定部16进行与升压电路部14的升压停止时相同的处理。即，保护设定部16在根据由交流电压检测部19检测出的交流电压而探测到恢复供电的情况下，在经过T_stable2之前，保持保护电压的设定来禁止变更，在经过了T_stable2之后，变更保护电压的设定。具体而言，保护设定部16在经过了T_stable2之后，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压，将保护电压的设定变更为计算出的第2保护电压。在此，设为由保护设定部16将第2保护电压设定为保护电压。该第2保护电压为保护电压1。另外，在由保护设定部16对第1保护电压与第2保护电压进行比较时，在“第1保护电压<第2保护电压”的情况下，第2保护电压为保护电压2。
(“第1保护电压<第2保护电压”的情况)
在开始了由升压电路部14进行的升压的情况下，保护设定部16不对T_stable1进行计数，即不设定T_stable1，而将第2保护电压设定为保护电压。
在此，使用图6，说明发生瞬时停电的情况下的电源装置1的动作。图6(a)是示出直流负载3的运转状态或者停止状态的图，图6(b)是示出开关元件22的导通状态或者截止状态的图，图6(c)是示出从交流电源2供给的交流电压的波形的图，图6(d)是示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形的图，图6(e)是示出开关部12的开关的开路或者短路的图。此外，以下，设想如下情况：在图6中的t41时发生瞬时停电，在图6中的t42时开始由控制部17进行的保护动作，在图6中的t43时恢复供电，在图6中的t44时开始第2保护电压的计算，在图6中的t45时进行直流负载3的恢复动作。升压电路部14在进行升压的区间作为有源转换器进行动作，根据控制部17的控制，使平滑电容器电压上升，直至达到目标升压电平。此外，由于“第1保护电压<第2保护电压”，交流电源2的交流电压的峰值为由升压电路部14进行升压的值以上。因此，平滑电容器电压与交流电源2的交流电压的峰值一致。
如图6(d)所示，平滑电容器电压变为目标升压电平以上，所以保护设定部16将保护电压设定为第2保护电压，不对T_stable1进行计数。
因此，保护设定部16在“第2保护电压>第1保护电压”的情况下，不设置T_stable1，而将第2保护电压设定为保护电压。此外，在发生瞬时停电且平滑电容器电压低于保护电压的情况下，进行由控制部17进行的保护动作，所以在交流电源2恢复供电之前，升压电路部14的升压停止，所以平滑电容器电压不会达到超过交流电源2的交流电压的倍的电压。此外，保护设定部16在交流电源2恢复供电之前不变更保护电压的设定。
在交流电源2从瞬时停电恢复了供电的情况下，保护设定部16进行与升压电路部14的升压停止时相同的处理。即，保护设定部16在根据由交流电压检测部19检测出的交流电压探测到恢复供电的情况下，在经过T_stable2之前，保持保护电压的设定来禁止变更，在经过了T_stable2之后，变更保护电压的设定。具体而言，保护设定部16在经过了T_stable2之后，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压，根据上述(1)式计算第2保护电压，将保护电压的设定变更为计算出的第2保护电压。
接下来，使用图7，说明不发生瞬时停电的期间中的升压电路部14的升压以及升压的停止。图7(a)是示出直流负载3的运转状态或者停止状态的图，图7(b)是示出开关元件22的导通状态或者截止状态的图，图7(c)是示出从交流电源2供给的交流电压的波形的图，图7(d)是示出由直流电压检测部15检测的平滑电容器电压的波形的图，图7(e)是示出开关部12的开关的开路或者短路的图。此外，以下，设想在图7中的t51时由升压电路部14进行的升压停止的情况。保护设定部16在“当前设定的保护电压≤第1保护电压”的情况下，在经过了T_stable1之后将第1保护电压设定为保护电压。另外，保护设定部16在“当前设定的保护电压>第1保护电压”的情况下，不进行T_stable1的计数，即不设定T_stable1，而将第2保护电压设定为保护电压。
在由升压电路部14进行升压的情况下，保护设定部16维持所设定的保护电压来使该升压继续，在通过由控制部17进行的控制而停止了升压电路部14的升压的情况下，将当前设定的保护电压变更为第2保护电压。此外，在未发生瞬时停电的期间，保护设定部16根据由交流电压检测部19检测出的交流电压计算第2保护电压，不进行T_stable2的计数，而变更保护电压的设定。
在升压电路部14的升压停止的情况下，平滑电容器电压不会达到超过交流电源2的交流电压的倍的电压。另外，在第1保护电压被设定为保护电压的情况下，即使立即将设定从第1保护电压变更为第2保护电压，也是“平滑电容器电压>保护电压”，另外，在第2保护电压被设定为保护电压的情况下，依旧为第2保护电压，所以“平滑电容器的电压>保护电压”。因此，控制部17不会使开关部12进行开关的开路。另外，控制部17无需阶梯性地降低升压电路部14的升压电平来使升压停止，能够立刻使升压电路部14的升压停止。
因此，电源装置1能够不受升压电路部14的动作状态以及交流电压的变动的影响，将第2保护电压设定为在对于构成升压电路部14的半导体元件的冲击电流的界限值即ΔVrush以内，在交流电源2从瞬时停电恢复供电时，开关部12的开关开路，利用电阻器11抑制冲击电流，所以能够抑制恢复供电时的冲击电流。电源装置1根据升压电路部14的升压或者升压的停止，将第1保护电压或者第2保护电压设定为保护电压，所以在需要使升压电路部14的升压停止的情况下，无需阶梯性地降低升压电路部14的升压电平来使升压停止，能够立刻使升压电路部14的升压停止，所以能够降低因升压电路部14的开关元件22处于导通状态而产生的开关损耗，能够实现节能。另外，电源装置1通过抑制恢复供电时的冲击电流，能够使构成升压电路部14的半导体元件小型化，能够实现低成本。进而，电源装置1在构成升压电路部14的半导体元件由昂贵的SiC、GaN或者金刚石等宽带隙半导体构成的情况下，由于小型化而能够实现低成本化。
此外，如图8所示，构成上述保护设定部16和控制部17的动作控制部18也可以包括：CPU101，进行运算；ROM102，保存由CPU101读取的程序；RAM103，使保存于ROM102的程序展开；以及接口104，进行信号的输入输出。动作控制部18的各结构要素被程序化，保存于ROM102。接口104从直流电压检测部15输入平滑电容器电压，从交流电压检测部19输入交流电压。另外，接口104输出使升压电路部14的升压停止或者动作的信号，输出使开关部12进行开关的开路或者短路的信号，输出使直流负载3进行动作的停止或者起动的信号。
CPU101读出保存于ROM102的程序，在RAM103展开所读出的程序，进行如下运算：根据升压电路部14的升压电平计算第1保护电压，根据由交流电压检测部19检测出的交流电压计算第2保护电压，进行第1保护电压与第2保护电压的比较，将某一方设定为保护电压。CPU101将由直流电压检测部15检测出的平滑电容器电压与保护电压进行比较，根据比较的结果而平滑电容器电压低于保护电压的情况下，经由接口104输出使开关部12进行开关的开路的信号，输出使升压电路部14停止升压的信号，输出使直流负载3进行动作的停止的信号。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术进行组合，还能够在不脱离本发明的要旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

Claims (9)

1.一种电源装置，具备：
电阻器，对从交流电源供给的电流进行限制；
开关部，与所述电阻器并联地连接；
整流电路部，连接于所述电阻器以及所述开关部的后级，对所述交流电源的交流电压进行整流；
升压电路部，进行由所述整流电路部整流的直流电压的升压；
直流电压检测部，检测从所述升压电路部输出的直流电压；
交流电压检测部，检测所述交流电源的交流电压；
保护设定部，根据所述升压电路部的升压电平计算第1保护电压，根据由所述交流电压检测部检测出的所述交流电压计算第2保护电压，进行所述第1保护电压与所述第2保护电压的比较，在“所述第1保护电压≥所述第2保护电压”的情况下，将所述第1保护电压设定为保护电压，在“所述第1保护电压＜所述第2保护电压”的情况下，将所述第2保护电压设定为保护电压；以及
控制部，在由所述直流电压检测部检测出的所述直流电压低于由所述保护设定部设定的所述保护电压的情况下，使所述开关部开路，使由所述升压电路部进行的升压停止。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
在所述控制部使所述升压电路部的升压停止的情况下，所述保护设定部将所述第2保护电压设定为所述保护电压。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
在所述升压电路部的动作停止的情况下，所述保护设定部将所述第2保护电压设定为所述保护电压。
4.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述保护设定部计算所述第2保护电压，以使得所述第2保护电压在对于构成所述升压电路部的半导体元件的冲击电流的界限值以内。
5.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述保护设定部在由所述升压电路部进行的升压开始并经过作为所述直流电压过渡的期间的第1过渡期间之后，将所述保护电压的设定从所述第2保护电压变更为所述第1保护电压。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
当在所述交流电源的交流电压的供给刚刚停止之后所述直流电压低于所述保护电压的情况下，所述保护设定部将所述保护电压不变更而保持，在所述交流电源的交流电压的供给开始并经过作为所述直流电压过渡的期间的第2过渡期间之后，将所述保护电压的设定从所述第1保护电压变更为所述第2保护电压。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电源装置，其中，
所述保护设定部将所述保护电压设定为不低于所设定的下限值。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，
构成所述升压电路部的半导体元件为宽带隙半导体。
9.根据权利要求8所述的电源装置，其特征在于，
所述宽带隙半导体为SiC、GaN或者金刚石。
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