JP2004023819A

JP2004023819A - 電源装置

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Publication number: JP2004023819A
Application number: JP2002171635A
Authority: JP
Inventors: Reiji Kawashima; 川嶋　玲二
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP3742929B2

Abstract

【課題】発生ノイズの対策部品を簡素化してコストダウンを達成するとともに、入力力率の改善および高調波規制を満足する。
【解決手段】単相交流電源１に対してリアクトル２を介して整流回路３を接続し、整流回路３の出力端子間に、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの直列回路と、１つの平滑コンデンサ４ｃとを互いに並列接続し、平滑コンデンサ４ｃの端子間電圧を負荷５に供給し、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの接続点と整流回路３の一方の入力端子との間にスイッチング素子６を接続し、電源電圧のゼロクロスを検出する電源ゼロクロス検出回路７と、電流センサ８ａからの出力を入力として整流回路３の入力電流を検出する電流検出回路８と、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、および電流検出回路８からの入力電流検出値を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するスイッチング素子制御部９とを有している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流電源の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、整流回路の出力端子間に直列に接続された１対のコンデンサと、整流回路の入力端子と直列接続された１対のコンデンサの接続点との間を短絡するためのスイッチング手段を有する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電源装置としてアクティブコンバータが提案されている（例えば、特許第３１７０５７１号公報参照）。
【０００３】
このアクティブコンバータは、例えば図３１中（ａ）に示すように６個のスイッチング素子を用いたものであり、入力電流を高周波スイッチングで制御するため、入力電流に高調波成分を含まないように、しかも入力力率を１に制御することが可能である。具体的には、このＰＷＭコンバータの各相の等価回路は図３１中（ｃ）に示すようになるので、コンバータ入力電圧ｖｕを正弦波状にすれば、入力電流ｉｕに高調波成分が含まれなくなる。すなわち、電圧ベクトル図は図３１中（ｄ）に示すようになる。したがって、例えば、「三相ＰＷＭコンバータのパラメータ変動を考慮した電流制御法」、竹下隆晴、岩崎誠、松井信行、電学論Ｄ，１０７巻１１号，昭６２に示されているような方式で、コンバータ入力電圧のＰＷＭパターンを作成し、コンバータ入力電圧を正弦波状の波形として入力電流の高調波成分の低減を達成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３１中（ａ）に示す構成のＰＷＭコンバータ回路を採用した場合には、図３１中（ｂ）に入力電流波形および入力電圧波形を示すように、高周波スイッチングに伴う効率の低下、ノイズの増加を招くとともに、制御の複雑化、コストの増加を招くという不都合がある。
【０００５】
また、交流電源に接続されたコンバータからは、スイッチング動作によって生じるサージ電圧が大きくなるとともに、発生ノイズも大きくなるため、ノイズフィルタが大型化し、高価になってしまう。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、発生ノイズの対策部品を簡素化してコストダウンを達成するとともに、入力力率の改善および高調波規制を満足することができる電源装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電源装置は、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有するものであって、
負荷状態に応じて予め設定されたタイミングで前記スイッチング手段をオン・オフ動作させる制御手段を含むものである。
【０００８】
請求項２の電源装置は、前記制御手段として、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源の周波数に応じて設定するものを採用するものである。
【０００９】
請求項３の電源装置は、前記制御手段として、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源の電圧に応じて補正するものを採用するものである。
【００１０】
請求項４の電源装置は、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有するものであって、
直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値を保持する直流電圧設定値保持手段と、
検出した直流電圧値が負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値となるように、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させる制御手段と
を含むものである。
【００１１】
請求項５の電源装置は、前記直流電圧設定値保持手段として、前記単相交流電源の周波数に応じて設定された直流電圧設定値を保持するものを採用するものである。
【００１２】
請求項６の電源装置は、前記直流電圧設定値保持手段として、前記単相交流電源の電圧に応じて直流電圧設定値を補正するものを採用するものである。
【００１３】
請求項７の電源装置は、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有するものであって、
前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
該インバータによって駆動される電動機と、
該電動機の実回転数から前記スイッチング手段をオン・オフするタイミングを設定する制御手段と
を含むものである。
【００１４】
請求項８の電源装置は、電源電圧の極性を検出する極性検出手段と、直列に接続された各コンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段とをさらに含み、前記制御手段として、上下のコンデンサ電圧が平衡するように、電源電圧の極性によって、前記スイッチング手段のオン時間を補正するものを採用するものである。
【００１５】
請求項９の電源装置は、直流電圧の過電圧停止レベルよりも低い第１のレベルと、不足電圧停止レベルよりも高い第２レベルが設定されるレベル設定手段をさらに含み、前記制御手段として、直流電圧が第１のレベル以上かつ過電圧停止レベル未満または、第２のレベル以下かつ不足電圧停止レベルよりも大きいことに応答して、前記スイッチング素子のオン時間を補正するものを採用するものである。
【００１６】
請求項１０の電源装置は、前記制御手段として、入力電流が第１のレベル以下であることに応答して前記スイッチング素子の動作を停止し、入力電流が第１のレベルよりも高い第２のレベル以上であることに応答して、前記スイッチング素子のスイッチング動作を開始するものを採用するものである。
【００１７】
【作用】
請求項１の電源装置であれば、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有する電源装置に対して、
制御手段によって、負荷状態に応じて予め設定されたタイミングで前記スイッチング手段をオン・オフ動作させることができる。
【００１８】
したがって、高周波スイッチングに伴う回路効率の低下や発生ノイズの増加を引き起こすことなく、安価に高入力力率化、および低高調波電流化を実現することができる。そして、入力電流検出値等の負荷情報に応じてスイッチング手段をオン・オフするタイミングを変化させて、負荷によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００１９】
請求項２の電源装置であれば、前記制御手段として、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源の周波数に応じて設定するものを採用するのであるから、電源周波数によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００２０】
請求項３の電源装置であれば、前記制御手段として、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源の電圧に応じて補正するものを採用するのであるから、電源電圧によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００２１】
請求項４の電源装置であれば、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有する電源装置に対して、
直流電圧検出手段によって直流電圧を検出し、
直流電圧設定値保持手段によって、負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値を保持し、
制御手段によって、検出した直流電圧値が負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値となるように、前記スイッチング手段をオン・オフ動作させることができる。
【００２２】
したがって、入力電流検出値等の負荷情報に応じてスイッチング手段をオン・オフするタイミングを変化させて、負荷によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００２３】
請求項５の電源装置であれば、前記直流電圧設定値保持手段として、前記単相交流電源の周波数に応じて設定された直流電圧設定値を保持するものを採用するのであるから、電源周波数によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００２４】
請求項６の電源装置であれば、前記直流電圧設定値保持手段として、前記単相交流電源の電圧に応じて直流電圧設定値を補正するものを採用するのであるから、電源電圧によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができる。
【００２５】
請求項７の電源装置であれば、単相交流電源と整流回路の入力端子との間に挿入されたリアクトルと、前記整流回路の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、前記整流回路の入力端子と前記複数のコンデンサの接続点との間に接続されたスイッチング手段とを有する電源装置により得られた前記直流電圧をインバータにより交流電圧に変換し、電動機を駆動することができる。そして、制御手段によって、前記電動機の実回転数から前記スイッチング手段をオン・オフするタイミングを設定することができる。
【００２６】
したがって、モータの効率改善を達成することができる。
【００２７】
請求項８の電源装置であれば、電源電圧の極性を検出する極性検出手段と、直列に接続された各コンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段とをさらに含み、前記制御手段として、上下のコンデンサ電圧が平衡するように、電源電圧の極性によって、前記スイッチング手段のオン時間を補正するものを採用するのであるから、電源電圧が歪んでいる場合やコンデンサ容量のばらつきが存在する場合であっても、両コンデンサの電圧が不平衡となるのを防止することができる。
【００２８】
請求項９の電源装置であれば、直流電圧の過電圧停止レベルよりも低い第１のレベルと、不足電圧停止レベルよりも高い第２レベルが設定されるレベル設定手段をさらに含み、前記制御手段として、直流電圧が第１のレベル以上かつ過電圧停止レベル未満または、第２のレベル以下かつ不足電圧停止レベルよりも大きいことに応答して、前記スイッチング素子のオン時間を補正するものを採用するのであるから、過電圧、もしくは不足電圧による異常停止を防止することができる。
【００２９】
請求項１０の電源装置であれば、前記制御手段として、入力電流が第１のレベル以下であることに応答して前記スイッチング素子の動作を停止し、入力電流が第１のレベルよりも高い第２のレベル以上であることに応答して、前記スイッチング素子のスイッチング動作を開始するものを採用するのであるから、スイッチング動作のチャタリングを防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の電源装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００３１】
図１はこの発明の電源装置の一実施態様を示すブロック図である。
【００３２】
この電源装置は、単相交流電源１に対してリアクトル２を介して整流回路３を接続している。この整流回路３は、例えば、ダイオードブリッジからなる全波整流回路である。そして、整流回路３の出力端子間に、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの直列回路と、１つの平滑コンデンサ４ｃとを互いに並列接続している。そして、平滑コンデンサ４ｃの端子間電圧を負荷５に供給している。また、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの接続点と整流回路３の一方の入力端子との間にスイッチング素子６を接続している。
【００３３】
さらに、電源電圧のゼロクロスを検出する電源ゼロクロス検出回路７と、電流センサ８ａからの出力を入力として整流回路３の入力電流を検出する電流検出回路８と、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、および電流検出回路８からの入力電流検出値を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するスイッチング素子制御部９とを有している。
【００３４】
前記スイッチング素子制御部９は、電源電圧のゼロクロスから所定時間遅延したタイミングｔｄから所定期間ｔｏｎだけスイッチング素子６をオン動作させるべくスイッチング素子制御信号を出力するものである。なお、ここで、および以下の実施態様において、タイミングｔｄ、および所定期間ｔｏｎは、負荷状態（入力電流）および電源周波数に応じて、最も入力力率や変換効率がよくなるように設定される。また、後述の直流電圧設定値についても、同様に設定される。
【００３５】
上記の構成の電源装置の作用は次のとおりである。
【００３６】
単相交流電源１の電圧が図２中（ａ）に示すように与えられる場合に、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号を入力とし、かつ負荷情報を表すことができる電流検出回路８からの入力電流検出値を入力として、ゼロクロスからスイッチング素子６をオンさせるまでの時間ｔｄ、およびその後にオン状態を継続させる時間ｔｏｎをスイッチング素子制御部９において算出してスイッチング素子制御信号｛図２中（ｃ）参照｝を出力することにより、スイッチング素子６を制御する。
【００３７】
前記整流回路３においては、交流電源電圧が直列に接続されたコンデンサの電圧よりも高くなるまでダイオードが導通しないのであるから、図２中（ｂ）に示すように、ゼロクロスから時間ｔｄが経過した時点から入力電流が流れ始める。
【００３８】
そして、入力電流の流れ始めから時間ｔｏｎだけスイッチング素子６をオンさせることによって、高周波スイッチングに伴う回路効率の低下や発生ノイズの増加を引き起こすことなく、安価に高入力力率化、および低高調波電流化（図３参照）を実現することができる。
【００３９】
また、負荷情報を表す入力電流検出値に応じて、スイッチング素子６をオン・オフするタイミングを変化させることができるので、負荷によらず、入力力率の低下や直流電圧の変動を抑制することができる。もちろん、負荷情報を表す値であれば、入力電流検出値以外のものを採用することができる。
【００４０】
図４はこの発明の電源装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【００４１】
この電源装置が図１の電源装置と異なる点は、コンデンサ４ｃを省略した点、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号を入力として電源周波数を検出する電源周波数検出部１０をさらに設けた点、およびスイッチング素子制御部９として、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、電流検出回路８からの入力電流検出値、および電源周波数検出部１０からの電源周波数検出信号を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するものを採用した点のみである。
【００４２】
この場合には、図５中（ａ）に示すように、時間ｔｄを電源周波数および入力電流に応じて設定することができるとともに、図５中（ｂ）に示すように、時間ｔｏｎを電源周波数および入力電流に応じて設定することができるので、電源周波数によらず、入力力率の低下を抑制できる（図６参照）とともに、直流電圧の変動を抑制することができる。
【００４３】
図７はこの発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【００４４】
この電源装置が図４の電源装置と異なる点は、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの直列回路と並列にコンデンサ４ｃを接続した点、電源電圧を検出する電源電圧検出回路１１をさらに設けた点、およびスイッチング素子制御部９として、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、電流検出回路８からの入力電流検出値、電源周波数検出部１０からの電源周波数検出信号、および電源電圧検出回路１１からの電源電圧検出信号を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するものを採用した点のみである。
【００４５】
この場合には、電源電圧に応じてスイッチング素子６をオン・オフするタイミングを変化させることができ、電源電圧によらず、入力力率の低下を抑制できる（図８参照）とともに、直流電圧の変動を抑制することができる。
【００４６】
図９はこの発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【００４７】
この電源装置が図７の電源装置と異なる点は、直流電圧（コンデンサ４ｃの端子間電圧）を検出する直流電圧検出回路１２をさらに設けた点、およびスイッチング素子制御部９として、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、電流検出回路８からの入力電流検出値、電源周波数検出部１０からの電源周波数検出信号、電源電圧検出回路１１からの電源電圧検出信号、および直流電圧検出回路１２からの直流電圧検出信号を入力として、直流電圧検出値が負荷、電源電圧、電源周波数に応じた設定値（直流電圧設定値）となるように（例えば、図１０参照）スイッチング素子制御信号を出力するものを採用した点のみである。
【００４８】
この場合には、直流電圧検出値が負荷、電源電圧、電源周波数に応じた設定値となるようにスイッチング素子６をオン・オフするタイミングを変化させることができ、ひいては、負荷、電源電圧、電源周波数によらず、入力力率の低下を抑制できるとともに、直流電圧の変動を抑制することができる。
【００４９】
具体的には、例えば、負荷が大きい場合には、直流電圧が小さくなるので、スイッチング素子６のオン時間を長くすればよい。
【００５０】
図１１はこの発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【００５１】
この電源装置が図４の電源装置と異なる点は、負荷としてインバータ５ａおよびインバータ５ａにより駆動されるモータ５ｂを採用した点、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの端子間電圧を検出する直流電圧検出回路１３をさらに設けた点、インバータ５ａを制御するインバータ制御部１４をさらに設けた点、およびスイッチング素子制御部９として、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、電流検出回路８からの入力電流検出値、電源周波数検出部１０からの電源周波数検出信号、直流電圧検出回路１３からの直流電圧検出信号、およびインバータ制御部１４からのモータ回転数を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するものを採用した点のみである。
【００５２】
前記スイッチング素子制御部９は、例えば図１２に示すように、モータ回転数が所定の閾値未満の力率優先領域と所定の閾値以上の昇圧領域とに区分しておき、力率優先領域においてはインバータデューティー比、直流電圧（１対のコンデンサ４ａ、４ｂの直列回路の端子間電圧）、および時間ｔｏｎを回転数の増加に伴って増加させ、昇圧領域においてはインバータデューティー比を１００％に維持し、直流電圧および時間ｔｏｎの増加率を大きくするように、スイッチング素子６をオン・オフするスイッチング素子制御信号を出力するものである。
【００５３】
したがって、スイッチング素子制御部９によって上記のようにスイッチング素子６をオン・オフするタイミングを変化させることができ、ひいては、モータの効率改善を達成することができる。
【００５４】
図１３はこの発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【００５５】
この電源装置が図１１の電源装置と異なる点は、１対のコンデンサ４ａ、４ｂの直列回路と並列にコンデンサ４ｃを接続した点、インバータおよびモータに限定されない負荷５を採用した点、インバータ制御部１４を省略した点、電源周波数検出部１０に代えて電源極性判定部１５を設けた点、およびスイッチング素子制御部９として、電源ゼロクロス検出回路７からのゼロクロス検出信号、電流検出回路８からの入力電流検出値、電源極性判定部１５からの電源極性判定信号、および直流電圧検出回路１３からの直流電圧検出信号を入力としてスイッチング素子制御信号を出力するものを採用した点のみである。
【００５６】
したがって、１対のコンデンサ４ａ、４ｂのそれぞれの端子間電圧を直流電圧検出回路１３によって検出し、電源電圧の極性に基づいてスイッチング素子６のオン時間ｔｏｎを補正することによって、電源電圧の歪みやコンデンサ容量のばらつきが存在する場合にも、両コンデンサ４ａ、４ｂの端子間電圧が不平衡となるのを防止することができる。
【００５７】
具体的には、例えば上側のコンデンサ４ａの端子間電圧が下側のコンデンサ４ｂの端子間電圧よりも高い場合に、図１４に示すように、電源電圧の立上り時のオン時間をｔａ時間だけ長く、立下り時のオン時間をｔａ時間だけ短くすることにより、両コンデンサ４ａ、４ｂの端子間電圧が不平衡となるのを防止することができる。
【００５８】
ただし、一方のオン期間のみを補正することも可能である。
【００５９】
また、前記直流電圧検出回路１３に代えて、直流電圧と何れか一方のコンデンサの端子間電圧を検出する回路を採用することも可能である。
【００６０】
さらに、図１５に示すように、過電圧保護レベル（過電圧停止レベル）よりも低い第１オン時間補正レベルを予め設定しておき、電源電圧や負荷の急変時に、直流電圧検出値（もしくはコンデンサ電圧検出値）が第１オン時間補正レベルを越えたことに応答して、スイッチング素子のオン時間を設定された時間よりも短くすることが好ましく、直流電圧検出値（もしくはコンデンサ電圧検出値）が過電圧保護レベル（過電圧停止レベル）に達するのを防止して、過電圧による異常停止を防止することができる。
【００６１】
さらに、図１６に示すように、不足電圧保護レベル（不足電圧停止レベル）よりも高い第２オン時間補正レベルを予め設定しておき、電源電圧や負荷の急変時に、直流電圧検出値（もしくはコンデンサ電圧検出値）が第２オン時間補正レベルを下回ったことに応答して、スイッチング素子のオン時間を設定された時間よりも長くすることが好ましく、直流電圧検出値（もしくはコンデンサ電圧検出値）が不足電圧保護レベル（不足電圧停止レベル）まで低下するのを防止して、不足電圧による異常停止を防止することができる。
【００６２】
さらに、図１７に示すように、第１電流レベルおよびこれよりも高い第２電流レベルを設定し、入力電流が第１電流レベル以下にまで減少したことに応答してスイッチング素子６の動作を停止し、逆に、入力電流が第２電流レベル以上にまで増加したことに応答してスイッチング素子６の動作を許容することが好ましい。
【００６３】
この場合には、入力電流が第１電流レベル以下にまで減少したことに応答してスイッチング素子６の動作を停止することによって、軽負荷時にスイッチング素子６のスイッチング損失や、素子に流れる電流による損失で電源装置の回路効率が低下するという不都合を防止することができる。
【００６４】
また、第１電流レベルよりも高い第２電流レベルを設定し、入力電流の減少時には第１電流レベルを用い、逆に入力電流の増加時には第２電流レベルを用いるので、スイッチング動作のチャタリング現象を防止することができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、高周波スイッチングに伴う回路効率の低下や発生ノイズの増加を引き起こすことなく、安価に高入力力率化、および低高調波電流化を実現することができ、入力電流検出値等の負荷情報に応じてスイッチング手段をオン・オフするタイミングを変化させて、負荷によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００６６】
請求項２の発明は、請求項１の効果に加え、電源周波数によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００６７】
請求項３の発明は、請求項１の効果に加え、電源電圧によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００６８】
請求項４の発明は、入力電流検出値等の負荷情報に応じてスイッチング手段をオン・オフするタイミングを変化させて、負荷によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００６９】
請求項５の発明は、請求項４の効果に加え、電源周波数によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００７０】
請求項６の発明は、請求項４の効果に加え、電源電圧によらず入力力率の低下や直流電圧の変動の抑制を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００７１】
請求項７の発明は、電動機の実回転数からスイッチング手段をオン・オフするタイミングを設定することができ、ひいては、モータの効率改善を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００７２】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７の何れかの効果に加え、電源電圧が歪んでいる場合やコンデンサ容量のばらつきが存在する場合であっても、両コンデンサの電圧が不平衡となるのを防止することができるという特有の効果を奏する。
【００７３】
請求項９の発明は、請求項１から請求項７の何れかの効果に加え、過電圧、もしくは不足電圧による異常停止を防止することができるという特有の効果を奏する。
【００７４】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９の何れかの効果に加え、スイッチング動作のチャタリングを防止することができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電源装置の一実施態様を示すブロック図である。
【図２】図１の電源装置の各部の波形を示す図である。
【図３】図１の電源装置の高調波電流成分と高調波ガイドラインとを示す図である。
【図４】この発明の電源装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【図５】図４の電源装置の、電源周波数毎の遅延時間、オン時間の入力電流依存性を示す図である。
【図６】図４の電源装置の、電源周波数毎の入力力率特性を示す図である。
【図７】この発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図８】図７の電源装置の、電源電圧毎の入力力率特性を示す図である。
【図９】この発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１０】図９の電源装置の、電源周波数毎の直流電圧設定値の入力電流依存性を示す図である。
【図１１】この発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１２】図１１の電源装置の、インバータデューティー比、直流電圧、オン時間の回転数依存性を示す図である。
【図１３】この発明の電源装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１４】図１１の電源装置の各部の波形を示す図である。
【図１５】過電圧停止の未然防止処理を説明する波形図である。
【図１６】不足電圧停止の未然防止処理を説明する波形図である。
【図１７】スイッチング動作のチャタリング防止処理を説明する波形図である。
【符号の説明】
１　単相交流電源　　２　リアクトル
３　整流回路　　４ａ、４ｂ　コンデンサ
５ａ　インバータ　　５ｂ　モータ
６　スイッチング素子　　７　電源ゼロクロス検出回路
８　入力電流検出回路　　９　スイッチング素子制御部
１０　電源周波数検出部　　１１　電源電圧検出回路
１３　直流電圧検出回路　　１４　インバータ制御部
１５　電源極性判定部

Claims

単相交流電源（１）と整流回路（３）の入力端子との間に挿入されたリアクトル（２）と、前記整流回路（３）の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）と、前記整流回路（３）の入力端子と前記複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）の接続点との間に接続されたスイッチング手段（６）とを有する電源装置であって、
負荷状態に応じて予め設定されたタイミングで前記スイッチング手段（６）を動作させる制御手段（７）（８）（９）（１０）（１１）を含むことを特徴とする電源装置。
前記制御手段（７）（８）（９）（１０）は、前記スイッチング手段（６）をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源（１）の周波数に応じて設定するものである請求項１に記載の電源装置。
前記制御手段（７）（８）（９）（１１）は、前記スイッチング手段（６）をオン・オフ動作させるタイミングを、前記単相交流電源（１）の電圧に応じて補正するものである請求項１に記載の電源装置。
単相交流電源（１）と整流回路（３）の入力端子との間に挿入されたリアクトル（２）と、前記整流回路（３）の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）と、前記整流回路（３）の入力端子と前記複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）の接続点との間に接続されたスイッチング手段（６）とを有する電源装置であって、
直流電圧を検出する直流電圧検出手段（１２）と、
負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値を保持する直流電圧設定値保持手段（９）と、
検出した直流電圧値が負荷状態に応じて予め設定された直流電圧設定値となるように、スイッチング手段（６）をオン・オフ動作させる制御手段（９）と
を含むことを特徴とする電源装置。
前記直流電圧設定値保持手段（９）は、前記単相交流電源（１）の周波数に応じて設定された直流電圧設定値を保持するものである請求項４に記載の電源装置。
前記直流電圧設定値保持手段（９）は、前記単相交流電源（１）の電圧に応じて直流電圧設定値を補正するものである請求項４に記載の電源装置。
単相交流電源（１）と整流回路（３）の入力端子との間に挿入されたリアクトル（２）と、前記整流回路（３）の出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）と、前記整流回路（３）の入力端子と前記複数のコンデンサ（４ａ）（４ｂ）の接続点との間に接続されたスイッチング手段（６）とを有する電源装置であって、
前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータ（５ａ）と、
該インバータ（５ａ）によって駆動される電動機（５ｂ）と、
該電動機（５ｂ）の実回転数から前記スイッチング手段（６）をオン・オフするタイミングを設定する制御手段（９）（１４）とを含むことを特徴とする電源装置。
電源電圧の極性を検出する極性検出手段（１５）と、直列に接続された各コンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段（１３）とをさらに含み、前記制御手段（９）は、上下のコンデンサ電圧が平衡するように、電源電圧の極性によって、前記スイッチング手段（６）のオン時間を補正するものである請求項１から請求項７の何れかに記載の電源装置。
直流電圧の過電圧停止レベルよりも低い第１のレベルと、不足電圧停止レベルよりも高い第２レベルが設定されるレベル設定手段（９）をさらに含み、前記制御手段（９）は、直流電圧が第１のレベル以上かつ過電圧停止レベル未満または、第２のレベル以下かつ不足電圧停止レベルよりも大きいことに応答して、前記スイッチング素子（６）のオン時間を補正するものである請求項１から請求項７の何れかに記載の電源装置。
前記制御手段（９）は、入力電流が第１のレベル以下であることに応答して前記スイッチング素子（６）の動作を停止し、入力電流が第１のレベルよりも高い第２のレベル以上であることに応答して前記スイッチング素子（６）のスイッチング動作を開始するものである請求項１から請求項９の何れかに記載の電源装置。