CN109245508B - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备，能够尽可能抑制缓冲电路中的电容器的安装面积的增加，且有效地增加该电容器的容量。具备：电力变换部(4)；配设于作为电力变换部(4)的初级侧部位的电力线(L2)且检测电流(I1)的电流检测部(7)；配设于作为电力变换部(4)的次级侧部位的电力线(L2)且检测电流(I2)的电流检测部(8)；包含电容器而构成，并且在电流检测部(7)的两端(7a、7b)间并联地直接连接的缓冲电路(9)；包含电容器而构成，并且在电流检测部(8)的两端(8a、8b)间并联地直接连接的缓冲电路(10)。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及具备电力变换部和配设于该电力变换部的初级侧部位及次级侧部位的至少一方的部位并检测向该一方的部位流通的电流的电流检测部的电子设备。
背景技术
作为这种电子设备，已知有下述专利文献1中公开的马达驱动装置。该马达驱动装置被构成为具备：以交流电源为输入的整流电路、与整流电路的输出端子间连接的第一电容器(平滑用电容器)、与第一电容器并联地连接的作为电力变换部的三相逆变器，可将三相逆变器的输出向马达供给。该马达驱动装置还具备：与三相逆变器的输入侧并联地连接的第二电容器、连接于第一电容器与第二电容器之间的电流检测器、在比电流检测器靠电源侧(整流电路侧)与第一电容器并联地连接的缓冲电路(Snubber Circuit)(电阻和第三电容器的串联连接电路)。
该马达驱动装置中，如上述设置有缓冲电路，因此，与未设置缓冲电路的结构不同，能够显著缩短在三相逆变器的开关时流通于整流电路的输出与三相逆变器的输入之间(DC链路)的电流所产生的瞬态状态，因此，可大幅缩短不能测定流通于DC链路的电流的期间(直到该瞬态状态的收敛的等待时间)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-17080号公报(第4-5页，第1-4图)
发明所要解决的课题
但是，作为上述的电子设备的马达驱动装置中，为了提高缓冲电路的功能，而要增加构成缓冲电路的电容器(第三电容器)的容量时，需要与该现有的第三电容器同等的耐压(超过从整流电路向DC链路供给的直流电压的耐压)，且将比该第三电容器更大容量的电容器代替第三电容器进行使用，或将与第三电容器同等的耐压的电容器与第三电容器并联连接而进行使用。
但是，电容器中，一般具有在同一耐压时，随着容量变大而外形尺寸变大的倾向，上述的马达驱动装置中，在上述的任意情况下(将现有的电容器代替容量更大的其它电容器的情况，及与现有的电容器进一步并联连接电容器的情况的任意情况)，均产生避免不了配设于DC链路的电容器的安装面积的增加的课题。另外，电容器中，一般还具有在外形尺寸相同时，随着耐压变低而能够增大容量的倾向，及在容量相同时，随着耐压变低而外形尺寸缩小的倾向。因此，上述的马达驱动装置中，即使外形尺寸相同，也难以使用可大容量化的低耐压(比从整流电路供给的直流电压低的耐压)的电容器，因此，仅有使直接施加来自整流电路的直流电压的上述的缓冲电路的电容器的容量进行增加的手段的选择项，其结果，产生难以尽可能抑制安装面积的增加且有效地增加缓冲电路的电容器的容量的课题。
发明内容
本发明是为了解决所述的课题而研发的，其目的在于，提供一种电子设备，能够尽可能抑制缓冲电路中的电容器的安装面积的增加，且有效地增加该电容器的容量。
用于解决课题的方案
为了达成所述目的，本发明提供一种电子设备，其具备电力变换部和配设于该电力变换部的初级侧部位及次级侧部位的至少一方的部位并检测流通于该至少一方的部位的电流的电流检测部，其中，在所述电流检测部的两端间并联地直接连接有包含电容器的缓冲电路。
根据该电子设备，在产生于两端间的电压下降成为极低电压的电流检测部的该两端间并联地直接连接包含电容器的缓冲电路，因此，能够利用缓冲电路充分抑制由于存在于电流检测部的两端间的电感成分而在流通于上述的至少一方的部位的电流中可能产生的瞬态状态。另外，可将低耐压的电容器作为电容器使用于缓冲电路中，另外，作为电容器一般的倾向，在容量相同时，随着耐压变低能够缩小外形尺寸，因此，能够确保必要的容量，而且将缓冲电路的电容器的外形尺寸大幅地小型化，结果，能够大幅降低电容器的安装面积。另外，作为电容器一般的其它倾向，在外形尺寸相同时，随着耐压变低能够增大容量，因此，也能够尽可能抑制缓冲电路中的电容器的安装面积的增加，且有效地增加该电容器的容量。
另外，本发明的电子设备中，所述缓冲电路由电容器及电阻的串联电路构成。根据该电子设备，能够快速地衰减流通于所述的至少一方的部位的电流中可能产生的瞬态状态下的振幅，因此，能够大幅缩短瞬态状态的产生时间。
另外，本发明的电子设备中，所述电容器是高介电常数类叠层陶瓷电容器。根据该电子设备，即使在将具有随着施加的直流电压的上升而静电电容值逐渐下降的直流偏置特性的高介电常数类叠层陶瓷电容器用于缓冲电路的情况下，也能够在施加的直流电压较低的区域即静电电容值较大的区域使用该电容器。
另外，本发明的电子设备中，所述电流检测部在配设于所述至少一方的部位的平滑用电容器与所述电力变换部之间进行配设，所述缓冲电路与所述电流检测部并联地直接连接。根据该电子设备，在电子设备的初级侧部位及次级侧部位的至少一方的部位的适当的位置并联地直接连接有电流检测部和缓冲电路，因此，能够更有效地充分抑制由于存在于电流检测部的两端间的电感成分而在流通的电流中可能产生的瞬态状态。
发明效果
根据本发明的电子设备，在两端间产生的电压下降成为极低电压的电流检测部的该两端间，包含电容器的缓冲电路并联地直接连接，因此，能够将低耐压的电容器用于缓冲电路，因此，能够尽可能抑制缓冲电路中的电容器的安装面积的增加，且有效地增加该电容器的容量。
附图说明
图1是表示电子设备1的结构的块图；
图2是关于缓冲电路9(10)的一例的电路图；
图3是关于缓冲电路9(10)的另一例的电路图。
符号说明
1 电子设备
4 电力变换部
7、8 电流检测部
9、10 缓冲电路
31 电容器
32 电阻
I1、I2 电流
L1、L2 电力线(初级侧部位)
L3、L4 电力线(次级侧部位)
具体实施方式
以下，参照附图说明电子设备的实施方式。
首先，参照图1说明作为电子设备的一例的电子设备1的结构。作为一例，电子设备1被构成为，具备：一对输入端子2a、2b、输入平滑用电容器3、电力变换部4、输出平滑用电容器5、一对输出端子6a、6b、第一电流检测部7、第二电流检测部8、第一缓冲电路9及第二缓冲电路10，可将输入平滑用电容器3的两端间电压V1利用电力变换部4变换成输出电压V2，并从一对输出端子6a、6b向负载LD输出。
作为一例，在一对输入端子2a、2b连接有将从交流电源51输出的交流电压进行整流(全波整流或半波整流)并输出的整流电路52。输入平滑用电容器3(以下，均简称为平滑电容器3)是配设于电力变换部4的后述的初级侧部位的平滑用电容器，由例如可容易得到容量值大且高耐压的电容器的电解电容器构成，连接于输入端子2a、2b间。通过该结构，平滑电容器3将从整流电路52输出的直流电压(脉动电流电压)进行平滑。由此，平滑电容器3的两端间电压V1作为纹波成分重叠的直流电压，经由一对输入电力线L1、L2(以下，均简称为电力线L1、L2)向电力变换部4输出。
作为一例，电力变换部4具备开关部21及整流部22，将经由输入电力线L1、L2向输入端子4a、4b间输入的两端间电压V1变换成直流电压V3并从输出端子4c、4d间输出。本例中，作为一例，输入端子2a和输入端子4a利用一电力线L1连接，输入端子2b和输入端子4b利用另一电力线L2(配设有第一电流检测部7和第一缓冲电路9的并联电路的电力线L2)连接。开关部21具备基于从未图示的控制电路供给的驱动信号进行接通·切断动作的1个或2个以上的未图示的开关元件，作为通过将向输入端子4a、4b间输入的两端间电压V1进行开关，而输出交流脉冲电压的逆变器而构成。整流部22具备例如1个或2个以上的未图示的二极管等的整流元件而构成，通过对从开关部21输出的交流脉冲电压进行整流，而生成直流电压V3并从输出端子4c、4d间进行输出。该直流电压V3经由一对输出电力线L3、L4(以下，均简称为电力线L3、L4)向一对输出端子6a、6b供给。本例中，作为一例，输出端子4c和输出端子6a利用一电力线L3连接，输出端子4d和输出端子6b利用另一电力线L4(配设有第二电流检测部8和第二缓冲电路10的并联电路的电力线L4)连接。
输出平滑用电容器5(以下，均简称为“平滑电容器5”)是配设于电力变换部4的后述的次级侧部位的平滑用电容器，由例如可容易得到容量值大且高耐压的电容器的电解电容器构成，连接于输出端子6a、6b间。通过该结构，平滑电容器5将从电力变换部4的整流部22输出的直流电压(脉冲电压)进行平滑。由此，输出电压V2作为纹波成分重叠的直流电压从输出端子6a、6b间输出。
第一电流检测部7(以下，均简称为电流检测部7)配设于电力线L1、L2的任一方(即，电力变换部4的初级侧部位)(本例中，作为一例，配设于位于两端间电压V1的基准电位侧的电力线L2，但也可以配设于电力线L1)，检测向电力变换部4输入的电流(输入电流)I1，并且生成电压值与该电流I1的电流值成比例地变化的未图示的检测信号，并向上述的未图示的控制电路进行输出。
第二电流检测部8(以下，均简称为电流检测部8)配设于电力线L3、L4的任一方(即，电力变换部4的次级侧部位)(本例中，作为一例，配设于位于输出电压V2的基准电位侧的电力线L4，但也可以配设于电力线L3)，检测从电力变换部4输出的电流(输出电流)I2，并且生成电压值与该电流I2的电流值成比例地变化的未图示的检测信号，并向上述的未图示的控制电路进行输出。另外，本例中，各电流检测部7、8利用配设于各电力线L2、L4的初级绕组中产生的电压下降成为极低电压的CT(电流互感器)构成，但不限定于此。例如，各电流检测部7、8也能够代替CT，而利用流通电流I1或电流I2时产生的电压下降成为相对于两端间电压V1或输出电压V2可忽视的电压值那样的低电阻值的电阻器(所谓的分流电阻)进行构成。
此外，控制电路基于从电流检测部7、8输出的各检测信号、表示经由未图示的电压检测部检测的两端间电压V1的电压值的检测信号、及表示经由未图示的电压检测部检测的输出电压V2的电压值的检测信号，控制向电力变换部4的上述的开关元件供给的驱动信号的脉冲宽度等，控制输出电压V2的电压值及电流I2的电流值。
第一缓冲电路9(以下，均简称为缓冲电路9)与电流检测部7的两端(与电力线L2连接的各端部7a、7b)间并联地连接。具体而言，缓冲电路9的一端9a与电流检测部7的一端7a直接连接，且其另一端9b与电流检测部7的另一端7b直接连接，由此，与电流检测部7并联地连接。
第二缓冲电路10(以下，均简称为缓冲电路10)与电流检测部8的两端(与电力线L4连接的各端部8a、8b)间并联地连接。具体而言，缓冲电路10的一端10a与电流检测部8的一端8a直接连接，且其另一端10b与电流检测部8的另一端8b直接连接，由此，与电流检测部8并联地连接。
具体而言，各缓冲电路9、10作为图2所示那样的仅由电容器31构成的C缓冲电路、及图3所示那样的由电容器31及电阻32的串联电路构成的RC缓冲电路中的任一方的缓冲电路(即，包含电容器的缓冲电路)而构成。在该情况下，缓冲电路9、10双方也可以均利用图2所示的结构的缓冲电路(C缓冲电路)构成，双方也可以均利用图3所示的结构的缓冲电路(RC缓冲电路)构成，另外，也可以利用相互不同的结构的缓冲电路(一方为C缓冲电路，另一方为RC缓冲电路)构成。
另外，确认到，各缓冲电路9、10即使在由上述的C缓冲电路及RC缓冲电路的任一项构成的情况下，也发挥与以与背景技术中说明的电子设备(马达驱动装置)相同的结构配设时(缓冲电路9与平滑电容器3并联地连接时，缓冲电路10与平滑电容器5并联地连接时)同等以上的功能。作为其原因，由于电力变换部4的开关部21进行的两端间电压V1的开关而产生的向电力变换部4的初级侧部位(配设有平滑电容器3的DC链路)流通的电流I1下的瞬态状态基于各种主要原因而产生，但其主要的原因是存在于电流检测部7的两端7a、7b间的电感成分(电流检测部由电阻器构成时，也存在该电感成分)。同样，向电力变换部4的次级侧部位(配设有平滑电容器5的DC链路)流通的电流I2下的瞬态状态也基于各种主要原因而产生，但其主要的原因是存在于电流检测部8的两端8a、8b间的电感成分。因此，是由于，缓冲电路9、10与成为任意电流中要产生的瞬态状态的主要的原因的电流检测部7、8并联地直接连接，能够利用最短的电流环路(即，等效串联阻抗极小的电流环路)充分抑制该瞬态状态的产生。
另外，如上述，缓冲电路9与产生的电压下降成为极低电压的电流检测部7的两端7a、7b间并联地连接，且缓冲电路10也与产生的电压下降成为极低电压的电流检测部8的两端8a、8b间并联地连接。因此，即使各缓冲电路9、10由上述的C缓冲电路及RC缓冲电路的任一项构成，包含的电容器31中也可使用比两端间电压V1及输出电压V2极低的耐压的电容器。因此，缓冲电路9假定如背景技术中说明的电子设备的那样，相较于与平滑电容器3并联地连接的结构，该电子设备1中能够使用更低耐压的电容器31，这样，可将使电容器31的容量一致时的外形尺寸大幅小型化。另外，缓冲电路10也一样，可利用外形尺寸大幅小型的电容器31进行构成。另外，与背景技术中说明的电子设备相比，用于配置缓冲电路9、10的基板布局变得容易。
这样，根据该电子设备1，在配设于作为电力变换部4的初级侧部位的电力线L1、L2的任一方(本例中电力线L2)且在两端7a、7b间产生的电压下降成为极低电压的电流检测部7的该两端7a、7b间，包含电容器31的缓冲电路9并联地直接连接，并且在配设于作为电力变换部4的次级侧部位的电力线L3、L4的任一方(本例中电力线L4)且在两端间8a、8b间产生的电压下降成为极低电压的电流检测部8的该两端间8a、8b间，包含电容器31的缓冲电路10并联地直接连接，因此，能够利用缓冲电路9充分抑制由于存在于电流检测部7的两端7a、7b间的电感成分而在电流I1中可能产生的瞬态状态，并且利用缓冲电路10充分抑制由于存在于电流检测部8的两端8a、8b间的电感成分而在电流I2中可能产生的瞬态状态。
另外，根据该电子设备1，可将低耐压的电容器作为电容器31用于各缓冲电路9、10，因此，如该电子设备1那样，将配设于电力变换部4的初级侧部位的缓冲电路仅由缓冲电路9构成，且将配设于电力变换部4的次级侧部位的缓冲电路仅有缓冲电路10构成时，能够将电子设备1所包含的缓冲电路9、10的电容器31全部利用低耐压的电容器构成，另外，作为电容器一般的倾向，容量相同时，随着耐压变低能够缩小外形尺寸，因此，能够确保必要的容量，而且将电容器31的外形尺寸大幅地小型化，结果，能够大幅降低电容器31的安装面积。另外，作为电容器一般的另一倾向，外形尺寸相同时，随着耐压变低能够增大容量，因此，也能够尽可能抑制缓冲电路9、10中的电容器31的安装面积的增加，且有效地增加该电容器31的容量。
另外，根据该电子设备1，通过缓冲电路9、10中采用图3所示的结构(由电容器31及电阻32的串联电路构成的RC缓冲电路)，与可使作为缓冲电路9、10整体的安装面积最少的图2所示的结构相比，安装面积增加电阻32的量，但能够使电流I1或电流I2中产生低振幅的瞬态状态的情况下的该振幅快速地衰减，因此，能够大幅缩短瞬态状态的产生时间。
此外，上述的电子设备1中，采用将配设于电力变换部4的初级侧部位及次级侧部位的缓冲电路仅设为与电流检测部7并联地直接连接的缓冲电路9、及与电流检测部8并联地直接连接的缓冲电路10的结构，但配设于电力变换部4的初级侧部位及次级侧部位的缓冲电路不限定于该结构。例如，虽然未图示，但电子设备1中能够设为，如背景技术中说明的电气设备(马达驱动装置)那样，采用具备与平滑电容器3并联地连接的缓冲电路的结构，且为了增加初级侧部位中的缓冲电路整体的电容器的容量，并在电流检测部7的两端7a、7b间并联连接缓冲电路9的结构。另外，虽然未图示，但电子设备1中能够设为，将该初级侧部位中的缓冲电路的结构也应用于次级侧部位，即采用具备与平滑电容器5并联地连接的缓冲电路的结构，且为了增加次级侧部位中的缓冲电路整体的电容器的容量，并在电流检测部8的两端8a、8b间并联连接缓冲电路10的结构。
该构成的电子设备1中，通过增加缓冲电路整体的电容器的容量，能够在缓冲电路整体更进一步抑制向电力变换部4的初级侧部位及次级侧部位流通的电流I1及电流I2中可能产生的瞬态状态，且通过低耐压的电容器(即使相同的容量，外形尺寸也较小的电容器)的使用尽可能抑制缓冲电路整体的电容器的安装面积的增加(缓冲电路9、10的电容器31引起的安装面积的增加)。即，能够尽可能抑制缓冲电路整体的电容器的安装面积的增加，且有效地增加缓冲电路整体的电容器的容量。
另外，上述的电子设备1中，为在电力变换部4的初级侧部位配设电流检测部7，并且在电力变换部4的次级侧部位配设电流检测部8的结构，因此，缓冲电路9与电流检测部7并联连接，且缓冲电路10与电流检测部8并联连接，但根据控制电路相对于开关部21的控制方法不同，电子设备1有时采用仅在电力变换部4的初级侧部位配设电流检测部7，而不在次级侧部位配设电流检测部的结构，或相反，不在电力变换部4的初级侧部位配设电流检测部，而仅在次级侧部位配设电流检测部8的结构。该结构的电子设备1中，能够采用仅在电力变换部4的初级侧部位及次级侧部位中的配设有电流检测部的一方的部位配设缓冲电路的结构。
另外，作为缓冲电路9或缓冲电路10的电容器31，在使用高介电常数类叠层陶瓷电容器(具有随着施加的直流电压的上升，静电电容值逐渐下降的直流偏置特性的电容器)的情况下，能够在施加的直流电压较低的区域(即，静电电容值较大的区域)使用，因此，更优选为上述的电子设备1中的结构(将缓冲电路与电流检测部并联连接的结构)。

Claims (4)

1.一种电子设备，其特征在于，
具备基于驱动信号进行接通·切断动作并将经由电力线向输入端子输入的两端间电压变换成直流电压的电力变换部、在该电力变换部的初级侧部位及次级侧部位的至少一方的部位以经由电力线而连接于所述电力变换部的状态配设的平滑用电容器、以及配设于所述电力线并检测流通于该电力线的电流并且生成所述驱动信号用的检测信号的电流检测部，
所述电流检测部的两端中的一端经由所述电力线中的所述电力变换部侧的部位而连接于所述电力变换部，并且，所述两端中的另一端经由所述电力线中的所述平滑用电容器侧的部位而连接于所述平滑用电容器，
在所述电流检测部的所述两端间并联地直接连接有包含电容器的缓冲电路。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述缓冲电路由电容器及电阻的串联电路构成。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述电容器为高介电常数类叠层陶瓷电容器。
4.根据权利要求2所述的电子设备，其中，
所述电容器为高介电常数类叠层陶瓷电容器。
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