JP5521966B2 - 直流電源装置 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1における直流電源装置となるハーフブリッジ型コンバータ回路の回路構成図であり、空気調和機などの家電製品に用いられている電源力率の改善、電源高調波電流の低減、直流出力電圧の調整を行う直流電源装置である。以降、本回路を例に挙げて説明していく。交流電源1は、ノイズフィルタ2、リアクトル3を介して整流回路4に接続されている。整流回路4は、4つの整流素子4a、4b、4c、4dで構成されたダイオードブリッジ回路である。整流素子とは、例えばPN接合ダイオードやショットキーバリアダイオードなどである。整流回路4の正極端子側に整流素子4a、4b、負極端子側に整流素子4c、4dが接続されている。整流回路4の正極端子は平滑コンデンサ5の正極に接続されてPラインすなわち直流電源装置の正極出力端子を形成している。また、整流回路4の負極端子は電流検出用シャント抵抗6を介して、平滑コンデンサ5の負極に接続されNラインすなわち直流電源装置の負極出力端子を形成している。また、整流回路4の整流素子4c、4dと電流検出用シャント抵抗6とにはPWM制御にてスイッチング動作を行うワイドバンドギャップ半導体で作製されたMOSFET素子7、8と整流素子9、10がそれぞれ接続されている。整流素子9はカソードがNラインと接続しており、アノードがMOSFET素子7のソースと接続している。整流素子10も同様にカソードがNラインと接続し、アノードがMOSFET素子8のソースと接続している。尚、整流素子9、10はNラインから整流回路4に向かって流れる電流を防止できる手段であればよく、ダイオード、スイッチやドランジスタであればよい。
図4はこの発明の実施の形態2におけるハーフブリッジ型コンバータ回路の回路構成図であり、空気調和機などの家電製品に用いられている電源力率の改善、電源高調波電流の低減、直流出力電圧の調整を行う直流電源装置である。
線24は、電流検出用シャント抵抗6に発生する電圧と整流素子4dの順方向電圧Vf1を足した電圧をV1とし、シャント抵抗6に流れる電流との関係を示している。
このように、本実施の形態2の直流電源装置の制御手段21には実施の形態1の制御手段21に電流補正器20がさらに設けられている構成となっている。
図8は本発明の実施の形態2におけるハーフブリッジ型コンバータ回路の回路構成図であり、空気調和機などの家電製品に用いられている電源力率の改善、電源高調波電流の低減、直流出力電圧の調整を行う直流電源装置である。
図10はハーフブリッジ型コンバータ回路の一部または全部を、絶縁樹脂でモールドし、一つのモジュールに集積した構成を図示している。本実施の形態4における直流電源装置の基本的な構成は実施の形態1と同じである。
2 ノイズフィルタ、
3 リアクトル、
4 整流回路、
4a、4b、4c、4d 整流素子、
5 平滑コンデンサ、
6 電流検出用シャント抵抗、
7、8 MOSFET素子、
7a、8a 寄生ダイオード、
9、10 整流素子、
11a、11b、11c、11d、11e、11f 接点、
12 目標出力電圧発生器、
13 出力電圧誤差増幅器、
14 電源同期回路、
15 掛算器、
16 電流誤差増幅器、
17 三角波発生器、
18 比較器、
19 MOSFET素子駆動回路、
20 電流補正器、
21 制御手段、
23 MOSFET素子8の寄生ダイオード8aの特性を示すグラフ、
24 電流検出用シャント抵抗6及び整流素子4eの特性を示すグラフ、
25 インバータ、
26 負荷、
27 MOSFET素子8の寄生ダイオード8aの特性を示すグラフ、
28 電流検出用シャント抵抗6及び整流素子4eの特性を示すグラフ、
29、30 モジュール。
Claims (9)
- 商用交流電源から供給される交流電流を整流して負荷側に供給する整流回路と、
前記整流回路と負側の出力端子との間に設けられ、前記負側の出力端子から前記整流回路に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段と並列に前記整流回路に接続され、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタと、
前記電流検出手段が検出する電流値と前記寄生ダイオードを流れる電流値の分流比を予め記憶し、前記電流検出手段が検出する電流値と前記分流比に基づいて求められる前記寄生ダイオードを流れる電流値とから前記整流回路を流れる電流値を求めて前記電界効果トランジスタを制御する制御手段と、
を備えた直流電源装置。 - 商用交流電源から供給される交流電流を整流して負荷側に供給する整流回路と、
前記整流回路と負側の出力端子との間に設けられ、前記負側の出力端子から前記整流回路に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段と並列に前記整流回路に接続され、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタとを備え、
前記整流回路の負極側の整流素子の順方向電圧は前記寄生ダイオードに電流が流れ始める閾値電圧以下であることを特徴とする直流電源装置。 - 前記閾値電圧と前記電流検出手段が検出する電流値とから求められる電力が、前記負荷の定格容量以下であることを特徴とする請求項2に記載の直流電源装置。
- 商用交流電源から供給される交流電流を整流して負荷側に供給する整流回路と、
前記整流回路と負側の出力端子との間に設けられ、前記負側の出力端子から前記整流回路に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段と並列に前記整流回路に接続され、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタと前記負側の出力端子の間に負側の出力端子から前記整流回路へ電流が流れることを防止する手段と、
前記電流検出手段の検出値に基づいて前記電界効果トランジスタを制御する制御手段と、
をさらに備えた直流電源装置。 - 前記電界効果トランジスタが25kHz以上でスイッチングすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の直流電源装置。
- 複数の前記電界効果トランジスタを一つのモジュールに集積したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の直流電源装置。
- 前記電界効果トランジスタは炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンドのいずれかの半導体が使用されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の直流電源装置。
- 前記整流回路の正極端子側の整流素子は炭化ケイ素製のショットキーバリアダイオードであり、負極端子側の整流素子はSi製のダイオードであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の直流電源装置。
- 請求項1乃至8にいずれかに記載の直流電源装置を備えたことを特徴するモータ。
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