JP6231400B2 - AC / DC converter and electric device equipped with the same - Google Patents
AC / DC converter and electric device equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6231400B2 JP6231400B2 JP2014034837A JP2014034837A JP6231400B2 JP 6231400 B2 JP6231400 B2 JP 6231400B2 JP 2014034837 A JP2014034837 A JP 2014034837A JP 2014034837 A JP2014034837 A JP 2014034837A JP 6231400 B2 JP6231400 B2 JP 6231400B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rectifying
- smoothing circuit
- converter
- circuit
- smoothing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 190
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 31
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 11
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000685663 Homo sapiens Sodium/nucleoside cotransporter 1 Proteins 0.000 description 1
- 101000821827 Homo sapiens Sodium/nucleoside cotransporter 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000822028 Homo sapiens Solute carrier family 28 member 3 Proteins 0.000 description 1
- 102100023116 Sodium/nucleoside cotransporter 1 Human genes 0.000 description 1
- 102100021541 Sodium/nucleoside cotransporter 2 Human genes 0.000 description 1
- 102100021470 Solute carrier family 28 member 3 Human genes 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0038—Circuits or arrangements for suppressing, e.g. by masking incorrect turn-on or turn-off signals, e.g. due to current spikes in current mode control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
本発明は、交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換装置及びそれを備えた電気機器に関する。 The present invention relates to an AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and an electrical apparatus including the same.
従来の一般的な交流直流変換装置では、整流平滑回路の出力が1つであるため、入力電圧である交流電圧が出力電圧である直流電圧よりも低い場合に電流導通条件が制限されてしまう。 In the conventional general AC / DC converter, since the output of the rectifying and smoothing circuit is one, the current conduction condition is limited when the AC voltage as the input voltage is lower than the DC voltage as the output voltage.
このため、従来の一般的な交流直流変換装置では、入力電圧である交流電圧が出力電圧である直流電圧よりも低い場合における力率向上に限界があった。なお、昇圧用の短絡回路やリアクタを設けることで出力電圧である直流電圧を変化させることができるが、交流直流変換装置のコストアップや大型化を招いてしまう。 For this reason, in the conventional general AC / DC converter, there has been a limit in improving the power factor when the AC voltage as the input voltage is lower than the DC voltage as the output voltage. In addition, although the direct-current voltage which is an output voltage can be changed by providing the short circuit for a boost and a reactor, the cost increase and enlargement of an alternating current direct current converter will be caused.
また、特許文献1では、全波整流方式と倍電圧整流方式の切り替えが可能であり、2つの出力コンデンサが直列接続されている交流直流変換装置が提案されている。特許文献1で提案されている交流直流変換装置は、出力電圧が常に2つの出力コンデンサからなる直列回路の両端電圧であるため、従来の一般的な交流直流変換装置と同様に入力電圧である交流電圧が出力電圧である直流電圧よりも低い場合における力率向上に限界があった。
本発明は、上記の状況に鑑み、力率低下を抑制して高効率な変換動作を行うことができる交流直流変換装置及びそれを備えた電気機器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the alternating current direct current converter which can suppress a power factor fall, and can perform highly efficient conversion operation, and an electric equipment provided with the same in view of said situation.
上記目的を達成するために本発明に係る交流直流変換装置は、複数の整流平滑回路を備え、前記複数の整流平滑回路が並列接続される交流直流変換装置であって、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源と少なくとも第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第1の切替手段を備え、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷と、少なくとも前記第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第2の切替手段を備え、前記第1の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれている構成(第1の構成)とする。 In order to achieve the above object, an AC / DC converter according to the present invention is an AC / DC converter including a plurality of rectifying / smoothing circuits, wherein the plurality of rectifying / smoothing circuits are connected in parallel, A load connected to the output side of the AC / DC converter, comprising first switching means capable of turning on / off electrical connection between an AC power source connected to the input side and at least the first rectifying / smoothing circuit And at least a second switching means capable of turning on / off electrical connection with the first rectifying / smoothing circuit, and the first rectifying / smoothing circuit is included in the plurality of rectifying / smoothing circuits. The configuration (first configuration) is assumed.
上記第1の構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段が、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源と、前記第1の整流平滑回路及び第2の整流平滑回路それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、前記第2の切替手段が、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷と、前記第1の整流平滑回路及び前記第2の整流平滑回路それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、前記第2の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれており、前記第1の整流平滑回路が全波整流方式を用いており、前記第2の整流平滑回路が倍電圧整流方式を用いている構成(第2の構成)が好ましい。 In the AC / DC converter having the first configuration, the first switching unit includes an AC power source connected to an input side of the AC / DC converter, the first rectifying / smoothing circuit, and the second rectifying / smoothing circuit. Electrical connection with each can be turned on / off, and the second switching means includes a load connected to the output side of the AC / DC converter, the first rectifying / smoothing circuit, and the second Electrical connection with each of the rectifying / smoothing circuits can be turned on / off, the second rectifying / smoothing circuit is included in the plurality of rectifying / smoothing circuits, and the first rectifying / smoothing circuit is a full-wave rectifying system. A configuration in which the second rectifying / smoothing circuit uses a voltage doubler rectification method (second configuration) is preferable.
上記第1または第2の構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段が、前記第1の整流平滑回路内に設けられる半導体スイッチ及び前記第2の整流平滑回路内に設けられる半導体スイッチを含む構成(第3の構成)が好ましい。なお、半導体スイッチとしては、例えばトライアック、サイリスタ、トランジスタなどが利用できる。トライアックやトランジスタなどの双方向半導体スイッチを整流素子として使用する場合、逆方向に相当する半周期において双方向半導体スイッチが常時オフ状態になるように制御すればよい。 In the AC / DC converter having the first or second configuration, the first switching means is a semiconductor switch provided in the first rectifying / smoothing circuit and a semiconductor switch provided in the second rectifying / smoothing circuit. (3rd structure) containing is preferable. For example, a triac, a thyristor, or a transistor can be used as the semiconductor switch. When a bidirectional semiconductor switch such as a triac or a transistor is used as a rectifying element, it may be controlled so that the bidirectional semiconductor switch is always turned off in a half cycle corresponding to the reverse direction.
上記第1〜第3のいずれかの構成の交流直流変換装置において、力率改善回路を備える構成(第4の構成)が好ましい。なお、力率改善回路としては、例えば(i)リアクタのみ、(ii)リアクタとスイッチング素子を利用する簡易PAM方式、(iii)リアクタとスイッチング素子を全波領域で使用するアクティブフィルタ方式、(iv)アクティブフィルタ方式を並列使用するインターリーブ方式、などが利用できる。 In the AC to DC converter having any one of the first to third configurations, a configuration (fourth configuration) including a power factor correction circuit is preferable. Examples of the power factor correction circuit include (i) reactor only, (ii) simple PAM system using reactor and switching element, (iii) active filter system using reactor and switching element in the full wave region, (iv ) Interleave method using active filter method in parallel can be used.
上記第1〜第4のいずれかの構成の交流直流変換装置において、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源との電気的接続が常時オンであり、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷との電気的接続が常時オンである第3の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれている構成(第5の構成)であってもよい。 In the AC to DC converter of any of the first to fourth configurations, electrical connection with an AC power source connected to the input side of the AC to DC converter is always on, and the output of the AC to DC converter A configuration (fifth configuration) in which a third rectifying and smoothing circuit in which electrical connection with a load connected to the side is always on is included in the plurality of rectifying and smoothing circuits may be employed.
上記第1〜第5のいずれかの構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有し、及び/又は、前記第2の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有する構成(第6の構成)が好ましい。 In the AC / DC converter of any one of the first to fifth configurations, the first switching means includes a plurality of semiconductor switches that are connected in parallel and have different loss characteristics, and / or A configuration (sixth configuration) in which the two switching units are connected in parallel and each have a plurality of semiconductor switches having different loss characteristics is preferable.
上記目的を達成するために本発明に係る電気機器は、上記第1〜第6のいずれかの構成の交流直流変換装置と、前記交流直流変換装置から直流電圧が供給される負荷とを備える構成(第7の構成)とする。 In order to achieve the above object, an electrical apparatus according to the present invention includes an AC / DC converter having any one of the first to sixth configurations and a load to which a DC voltage is supplied from the AC / DC converter. (Seventh configuration).
本発明に係る交流直流変換装置及びそれを備えた電気機器によると、並列接続されている複数の整流平滑回路に含まれる第1の整流平滑回路の入出力側両方の電気的接続をオフすることができるので、複数の整流平滑回路それぞれに設けられる出力コンデンサの充電電圧を低く抑える制御が可能である。当該制御を行うことで入力電圧が低い状況でも電流を流すことができるので、入力電圧が低い状況における力率低下を抑制して高効率な変換動作を行うことができる。 According to the AC / DC converter according to the present invention and the electrical equipment including the same, the electrical connection on both the input and output sides of the first rectifying / smoothing circuit included in the plurality of rectifying / smoothing circuits connected in parallel is turned off. Therefore, it is possible to control the charging voltage of the output capacitor provided in each of the plurality of rectifying and smoothing circuits to be low. By performing the control, a current can be passed even in a situation where the input voltage is low, so that a high-efficiency conversion operation can be performed while suppressing a power factor decrease in a situation where the input voltage is low.
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る交流直流変換装置の構成を示す図である。本実施形態に係る交流直流変換装置は、第1の整流平滑回路1と、第2の整流平滑回路2と、第3の整流平滑回路3と、接続切替回路4とを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AC / DC converter according to a first embodiment of the present invention. The AC / DC converter according to the present embodiment includes a first rectifying /
第1〜第3の整流平滑回路1〜3それぞれの一方の入力端は交流電源P1の一端に接続され、第1〜第3の整流平滑回路1〜3それぞれの他方の入力端は交流電源P1の他端に接続されている。第1〜第3の整流平滑回路1〜3はそれぞれ、入力側に接続される回路(図1においては交流電源P1)との電気的接続をオン/オフすることができる整流平滑回路である。第1〜第3の整流平滑回路1〜3それぞれの整流方式は特に限定されない。第1の整流平滑回路1に設けられる出力コンデンサは単数であっても複数であってもよい。第2の整流平滑回路2に設けられる出力コンデンサの個数、第3の整流平滑回路3に設けられる出力コンデンサの個数もそれぞれ単数、複数のいずれであってもよい。
One input terminal of each of the first to third rectifying and smoothing
接続切替回路4は、出力側に接続される回路(図1においてはインバータ回路5)と、複数の整流平滑回路(本実施形態では第1〜第3の整流平滑回路1〜3)それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができる。
The connection switching circuit 4 includes a circuit connected to the output side (
本実施形態に係る交流直流変換装置では、第1の整流平滑回路1と交流電源P1との電気的接続、第2の整流平滑回路1と交流電源P1との電気的接続、第3の整流平滑回路3と交流電源P1との電気的接続、第1の整流平滑回路1とインバータ回路5との電気的接続、第2の整流平滑回路2とインバータ回路5との電気的接続、及び第3の整流平滑回路1とインバータ回路5との電気的接続をそれぞれ独立してオン/オフすることができる。
In the AC / DC converter according to the present embodiment, electrical connection between the first rectifying and
インバータ回路5は、本実施形態に係る交流直流変換装置の出力電圧(=接続切替回路4の出力電圧)を三相モータ駆動電圧に変換する三相出力のインバータ回路であり、三相モータ駆動電圧によって三相モータ6を駆動する。
The
制御部7は、第1〜第3の整流平滑回路1〜3、接続切替回路4、及びインバータ回路5を制御するものであって、例えばマイクロコンピュータなどによって構成するとよい。
The
制御部7の制御例としては、本実施形態に係る交流直流変換装置において、交流電源P1から出力される交流電圧の位相を検出する位相検出部、第1の整流平滑回路1の出力電圧を検出する第1の電圧検出部、及び第2の整流平滑回路2の出力電圧を検出する第2の電圧検出部、第3の整流平滑回路3の出力電圧を検出する第3の電圧検出部を設け、制御部7が、位相検出部及び第1〜第3の電圧検出部の検出結果に基づいて第1〜第3の整流平滑回路1〜3及び接続切替回路4を制御する態様が考えられる。
As a control example of the
制御部7は、例えば交流電源P1から出力される交流電圧の半周期を、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値未満の区間、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値以上第2の所定値(>第1の所定値)未満の区間、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第2の所定値以上の区間の三種類に分類する。この場合、制御部7は、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値未満の区間において、一つの出力コンデンサの充電電圧が最も低い整流平滑回路と交流電源P1とを電気的に接続する。また、制御部7は、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値以上第2の所定値(>第1の所定値)未満の区間において、一つの出力コンデンサの充電電圧が二番目に低い整流平滑回路と交流電源P1とを電気的に接続する。また、制御部7は、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第2の所定値以上の区間において、一つの出力コンデンサの充電電圧が最も高い整流平滑回路と交流電源P1とを電気的に接続する。
For example, the
そして、制御部7は、例えば負荷損失が少なくなるように整流平滑回路とインバータ回路5を電気的に接続する。なお、制御部7は、交流電源P1と電気的に接続されている整流平滑回路を、インバータ回路5と電気的に接続する整流平滑回路の候補から除外するようにしてもよい。
And the
本実施形態に係る交流直流変換装置によると、第1〜第3の整流平滑回路1〜3の入出力側両方の電気的接続をオフすることができるので、第1〜第3の整流平滑回路1〜3それぞれに設けられる出力コンデンサの充電電圧を低く抑える制御が可能である。当該制御を行うことで入力電圧が低い状況でも電流を流すことができるので、入力電圧が低い状況における力率低下を抑制して高効率な変換動作を行うことができる。また、当該制御を行うことで第1〜第3の整流平滑回路1〜3に設けられる出力コンデンサの容量を非常に小さくすること及び第1〜第3の整流平滑回路1〜3に設けられる出力コンデンサの使用率を向上することができる。さらに、当該制御を行うことで出力電圧を変化させるためのリアクタの廃止や容量低減が可能となる。
According to the AC / DC converter according to the present embodiment, since the electrical connection on both the input and output sides of the first to third rectifying and smoothing
また、本実施形態に係る交流直流変換装置によると、交流電源P1と電気的に接続されている整流平滑回路を、インバータ回路5と電気的に接続する整流平滑回路の候補から除外することで、第1〜第3の整流平滑回路1〜3に設けられる出力コンデンサの容量を小さくした場合でも、交流電源P1の周波数に影響されない出力電圧を得ることができる。
Further, according to the AC / DC converter according to the present embodiment, the rectifying / smoothing circuit electrically connected to the AC power supply P1 is excluded from the candidates for the rectifying / smoothing circuit electrically connected to the
また、第1の整流平滑回路1に全波整流方式を用い、第2の整流平滑回路2に倍電圧整流方式を用いた場合、本実施形態に係る交流直流変換装置の入力電圧が低い状態でも、第2の整流平滑回路2の出力電圧を使用して、本実施形態に係る交流直流変換装置の出力電圧を高くすることができる。例えば、インバータ回路5では、PWM(Pulse Width Modulation)制御により直流電圧を正弦波状電圧に変換しているが、第1の整流平滑回路1の出力電圧の使用と、第2の整流平滑回路2の出力電圧の使用と、第1の整流平滑回路1の出力電圧と第2の整流平滑回路2の出力電圧との差分の使用(各出力回路のプラス側出力の両端を出力とし、各出力回路のマイナス側出力の両端を短絡することで出力できる。)とを切り替えることで、インバータ回路5でのスイッチング周波数を減少させても、インバータ回路5が正弦波状電圧を生成することができる。
Further, when the full-wave rectification method is used for the first rectifying and smoothing
次に、入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができる整流平滑回路の一例を図2Aに示す。図2Aに示す整流平滑回路は、全波整流方式を用いており、入力端子TIN1及びTIN2と、サイリスタTH1,TH2及びダイオードD1,D2からなるブリッジ回路と、出力コンデンサC1と、出力端子TOUT1及びTOUT2と、制御端子TCNT1及びTCNT2とを備えている。 Next, FIG. 2A shows an example of a rectifying / smoothing circuit that can turn on / off electrical connection with a circuit connected to the input side. The rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2A uses a full-wave rectifying system, and includes a bridge circuit including input terminals T IN1 and T IN2 , thyristors TH1 and TH2, and diodes D1 and D2, an output capacitor C1, and an output terminal T. OUT1 and TOUT2 and control terminals TCNT1 and TCNT2 are provided.
入力端子TIN1がサイリスタTH1のアノード及びサイリスタTH2のカソードに接続され、入力端子TIN2がダイオードD1のアノード及びダイオードD2のカソードに接続されている。また、出力端子TOUT1がサイリスタTH1及びダイオードD1の各カソード並びに出力コンデンサC1の一端に接続され、出力端子TOUT2がサイリスタTH2及びダイオードD2の各アノード並びに出力コンデンサC1の他端に接続されている。 The input terminal T IN1 is connected to the anode of the thyristor TH1 and the cathode of the thyristor TH2, and the input terminal T IN2 is connected to the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2. The output terminal T OUT1 is connected to each cathode of the thyristor TH1 and the diode D1 and one end of the output capacitor C1, and the output terminal T OUT2 is connected to each anode of the thyristor TH2 and the diode D2 and the other end of the output capacitor C1. .
制御端子TCNT1への入力信号(制御電圧)にてサイリスタTH1のオン/オフを切り替えることができ、制御端子TCNT2への入力信号(制御電圧)にてサイリスタTH2のオン/オフを切り替えることができる。サイリスタTH1及びTH2をオフ状態にすることで、図2Aに示す整流平滑回路と図2Aに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオフすることができる。一方、サイリスタTH1及びTH2をオン状態にすることで、図2Aに示す整流平滑回路と図2Aに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオンすることができる。 Control terminal input signal (control voltage) to the T CNT1 in can be switched on / off thyristors TH1, be switched on / off thyristor TH2 at the input signal to the control terminal T CNT2 (control voltage) it can. By turning off the thyristors TH1 and TH2, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2A and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2A can be turned off. On the other hand, by turning on the thyristors TH1 and TH2, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2A and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2A can be turned on.
入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができる整流平滑回路の他の例を図2Bに示す。図2Bに示す整流平滑回路は、半波整流方式を用いており、入力端子TIN3及びTIN4と、サイリスタTH3と、出力コンデンサC2と、出力端子TOUT3及びTOUT4と、制御端子TCNT3とを備えている。 FIG. 2B shows another example of the rectifying / smoothing circuit that can turn on / off the electrical connection with the circuit connected to the input side. The rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2B uses a half-wave rectification method, and includes input terminals T IN3 and T IN4 , thyristor TH3, output capacitor C2, output terminals T OUT3 and T OUT4 , and control terminal T CNT3 . It has.
入力端子TIN3がサイリスタTH3のアノードに接続され、サイリスタTH3のカソードが出力コンデンサC2の一端及び出力端子TOUT3に接続されている。また、入力端子TIN4が出力コンデンサC2の他端及び出力端子TOUT4に接続されている。 The input terminal T IN3 is connected to the anode of the thyristor TH3, and the cathode of the thyristor TH3 is connected to one end of the output capacitor C2 and the output terminal T OUT3 . The input terminal T IN4 is connected to the other end of the output capacitor C2 and the output terminal T OUT4 .
制御端子TCNT3への入力信号(制御電圧)にてサイリスタTH3のオン/オフを切り替えることができる。サイリスタTH3をオフ状態にすることで、図2Bに示す整流平滑回路と図2Bに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオフすることができる。一方、サイリスタTH3をオン状態にすることで、図2Bに示す整流平滑回路と図2Bに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオンすることができる。 The thyristor TH3 can be switched on / off by an input signal (control voltage) to the control terminal TCNT3 . By turning off the thyristor TH3, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2B and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2B can be turned off. On the other hand, by turning on the thyristor TH3, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2B and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2B can be turned on.
入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができる整流平滑回路の更に他の例を図2Cに示す。図2Cに示す整流平滑回路は、倍電圧整流方式を用いており、入力端子TIN5及びTIN6と、サイリスタTH4及びTH5と、出力コンデンサC3及びC4と、出力端子TOUT5及びTOUT6と、制御端子TCNT4及びTCNT5とを備えている。 FIG. 2C shows still another example of the rectifying / smoothing circuit that can turn on / off the electrical connection with the circuit connected to the input side. The rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2C uses a voltage doubler rectification method, and controls input terminals T IN5 and T IN6 , thyristors TH4 and TH5, output capacitors C3 and C4, output terminals T OUT5 and T OUT6 , and control. Terminals TCNT4 and TCNT5 are provided.
入力端子TIN5がサイリスタTH4のアノード及びサイリスタTH5のカソードに接続され、入力端子TIN6が出力コンデンサC3及びC4の各一端に接続されている。また、出力端子TOUT5がサイリスタTH4のカソード及び出力コンデンサC3の他端に接続され、出力端子TOUT6がサイリスタTH5のアノード及び出力コンデンサC4の他端に接続されている。 The input terminal T IN5 is connected to the anode of the thyristor TH4 and the cathode of the thyristor TH5, and the input terminal T IN6 is connected to one end of each of the output capacitors C3 and C4. The output terminal T OUT5 is connected to the cathode of the thyristor TH4 and the other end of the output capacitor C3, and the output terminal T OUT6 is connected to the anode of the thyristor TH5 and the other end of the output capacitor C4.
制御端子TCNT4への入力信号(制御電圧)にてサイリスタTH4のオン/オフを切り替えることができ、制御端子TCNT5への入力信号(制御電圧)にてサイリスタTH5のオン/オフを切り替えることができる。サイリスタTH4及びTH5をオフ状態にすることで、図2Cに示す整流平滑回路と図2Cに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオフすることができる。一方、サイリスタTH4及びTH5をオン状態にすることで、図2Cに示す整流平滑回路と図2Cに示す整流平滑回路の入力側に接続される回路との電気的接続をオンすることができる。 Control terminal input signal (control voltage) to the T CNT4 in can be switched on / off thyristor TH4, be switched on / off thyristors TH5 in the input signal to the control terminal T CNT5 (control voltage) it can. By turning off the thyristors TH4 and TH5, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2C and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2C can be turned off. On the other hand, by turning on the thyristors TH4 and TH5, the electrical connection between the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2C and the circuit connected to the input side of the rectifying / smoothing circuit shown in FIG. 2C can be turned on.
なお、上述した図2A〜図2Cに示す整流平滑回路では半導体スイッチとしてサイリスタを利用したが、サイリスタ以外の半導体スイッチ(例えばトライアック、トランジスタなど)を利用してもよい。ただし、トライアックやトランジスタなどの双方向半導体スイッチを整流素子として使用する場合、逆方向に相当する半周期において双方向半導体スイッチが常時オフ状態になるように制御する。 In the rectifying and smoothing circuit shown in FIGS. 2A to 2C described above, a thyristor is used as a semiconductor switch. However, a semiconductor switch other than the thyristor (for example, a triac, a transistor, or the like) may be used. However, when a bidirectional semiconductor switch such as a triac or a transistor is used as a rectifier, control is performed so that the bidirectional semiconductor switch is always in an OFF state in a half cycle corresponding to the reverse direction.
次に、第1〜第3の整流平滑回路1〜3の全てが全波整流回路又は同一極性の半波整流回路である場合、負極ライン(グランドライン)を共通で使用することができるので、接続切替回路4の構成として例えば図3Aに示す構成や図3Bに示す構成を採用することができる。図3Aに示す構成では半導体スイッチを用いており、図3Bに示す構成ではリレースイッチを用いている。
Next, when all of the first to third rectifying /
一方、第1〜第3の整流平滑回路1〜3の少なくとも一つが倍電圧整流回路である場合、負極ライン(グランドライン)を共通で使用することができないので、接続切替回路4の構成として例えば図3Cに示す構成や図3Dに示す構成を採用するとよい。図3Cに示す構成ではリレースイッチを用いており、図3Dに示す構成では半導体スイッチを用いている。
On the other hand, when at least one of the first to third rectifying /
なお、上述した図3A及び図3Dに示す接続切替回路では半導体スイッチとしてトランジスタを利用したが、トランジスタ以外の半導体スイッチ(例えばサイリスタ、トライアックなど)を利用してもよい。 In the connection switching circuit shown in FIGS. 3A and 3D described above, a transistor is used as a semiconductor switch. However, a semiconductor switch other than a transistor (for example, a thyristor or a triac) may be used.
また、図3A〜図3Dにおいて、V1+は第1の整流平滑回路1の正極出力端子から出力される電圧を示しており、V1-は第1の整流平滑回路1の負極出力端子から出力される電圧を示しており、V2+は第2の整流平滑回路2の正極出力端子から出力される電圧を示しており、V2-は第2の整流平滑回路2の負極出力端子から出力される電圧を示しており、V3+は第3の整流平滑回路3の正極出力端子から出力される電圧を示しており、V3-は第3の整流平滑回路3の負極出力端子から出力される電圧を示している。
3A to 3D, V1 + indicates a voltage output from the positive output terminal of the first rectifying and smoothing
<第2実施形態>
図4は、本発明の第2実施形態に係る交流直流変換装置の構成を示す図である。図4において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。本実施形態に係る交流直流変換装置は、簡易PAM(Pulse Amplitude Modulation)回路8と、第1の整流平滑回路1と、第2の整流平滑回路2と、接続切替回路4とを備えている。
Second Embodiment
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an AC / DC converter according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. The AC / DC converter according to the present embodiment includes a simple PAM (Pulse Amplitude Modulation)
簡易PAM回路8は、図4に示すようにリアクタ、ダイオードブリッジ回路、及びトランジスタによって構成されており、当該リアクタと当該トランジスタを利用して電流の導通角を増やしたり、また出力電圧を昇圧したりする回路である。当該リアクタの一端は交流電源P1の一端及び第2の整流平滑回路2の一方の入力端に接続され、当該リアクタの他端は第1の整流平滑回路1の一方の入力端及び当該ダイオードブリッジ回路の一方の入力端に接続されている。第1の整流平滑回路1の他方の入力端、第2の整流平滑回路2の他方の入力端、及び当該ダイオードブリッジ回路の他方の入力端は交流電源P1の他端に接続されている。当該ダイオードブリッジ回路の両出力端は当該トランジスタを介して接続されている。
As shown in FIG. 4, the
制御部7の制御動作は第1実施形態と若干異なっている。本実施形態において制御部7は、例えば交流電源P1から出力される交流電圧の半周期を、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第3の所定値未満の区間、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第3の所定値以上の区間の二種類に分類する。この場合、制御部7は、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第3の所定値未満の区間において、一つの出力コンデンサの充電電圧が低い方の整流平滑回路と交流電源P1とを電気的に接続する。また、制御部7は、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第3の所定値以上の区間において、一つの出力コンデンサの充電電圧が高い方の整流平滑回路と交流電源P1とを電気的に接続する。
The control operation of the
そして、制御部7は、例えば負荷損失が少なくなるように整流平滑回路とインバータ回路5を電気的に接続する。なお、制御部7は、交流電源P1と電気的に接続されている整流平滑回路を、インバータ回路5と電気的に接続する整流平滑回路の候補から除外するようにしてもよい。
And the
さらに、制御部7は、簡易PAM回路8内のトランジスタのオンデューティーを制御する。
Further, the
本実施形態に係る交流直流変換装置によると、簡易PAM回路8を搭載しているので、第1実施形態と比較してより一層力率を向上できる。
According to the AC / DC converter according to the present embodiment, since the
<第3実施形態>
図5は、本発明の第3実施形態に係る交流直流変換装置の構成を示す図である。図5において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。本実施形態に係る交流直流変換装置は、第1の整流平滑回路1と、第2の整流平滑回路2と、接続切替回路4とを備えている。本実施形態において、第1の整流平滑回路1及び第2の整流平滑回路2はそれぞれ、全波整流方式を用いており、ブリッジ回路と、出力コンデンサと、それらの間に設けられるアクティブフィルタ方式の力率改善回路9とを備えている。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an AC / DC converter according to the third embodiment of the present invention. 5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The AC / DC converter according to the present embodiment includes a first rectifying /
制御部7の制御動作は第2実施形態とほぼ同様である。本実施形態では、制御部7は簡易PAM回路8内のトランジスタのオンデューティーを制御するのではなく、アクティブフィルタ方式の力率改善回路9内のトランジスタのオン/オフを制御する。
The control operation of the
本実施形態に係る交流直流変換装置によると、アクティブフィルタ方式の力率改善回路9を搭載しているので、第1実施形態と比較してより一層力率を向上できる。
According to the AC / DC converter according to the present embodiment, since the active filter type power
<第4実施形態>
図6は、本発明の第4実施形態に係る交流直流変換装置の構成を示す図である。図6において図1と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。本実施形態に係る交流直流変換装置は、第1の整流平滑回路1と、第4の整流平滑回路10と、スイッチSW1とを備えている。第4の整流平滑回路10は、入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができない整流平滑回路であり、請求項に記載されている「前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源との電気的接続が常時オンであり、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷との電気的接続が常時オンである第3の整流平滑回路」の一例である。
<Fourth embodiment>
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an AC / DC converter according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. The AC / DC converter according to the present embodiment includes a first rectifying /
本実施形態に係る交流直流変換装置では、スイッチSW1がオン状態のときに第1の整流平滑回路1の出力と第4の整流平滑回路10の出力とが合成されてインバータ回路5に供給され、スイッチSW1がオフ状態のときに第4の整流平滑回路10の出力のみがインバータ回路5に供給される。
In the AC / DC converter according to the present embodiment, the output of the first rectifying /
制御部7は、第1の整流平滑回路1に設けられる出力コンデンサの充電電圧を低く抑える制御を行う。すなわち、制御部7は、交流電源P1から出力される交流電圧の半周期を、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値未満の区間T1〜T4、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値以上の区間の二種類に分類し、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値未満の区間T1〜T4において、第1の整流平滑回路1と交流電源P1とを電気的に接続し、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値以上の区間において、第1の整流平滑回路1と交流電源P1とを電気的に接続しない。なお、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値未満の区間T1〜T4それぞれにおいて、第1の整流平滑回路1と交流電源P1とを電気的に接続するサブ区間と第1の整流平滑回路1と交流電源P1とを電気的に接続しないサブ区間とを周期的に繰り返すようにし、最も近いゼロクロス点との位相差(絶対値)が第1の所定値以上の区間において、第1の整流平滑回路1と交流電源P1とを電気的に接続しないようにしてもよい。
The
ここで、説明の便宜上、第1の整流平滑回路1と第4の整流平滑回路10に同一の負荷(インバータ回路5及び三相モータ6)が別々に付いた状況、すなわち図7に示す状況を用いて説明を行う。
Here, for convenience of explanation, a situation where the same load (
図8は、図7に示す状況における各部の電流電圧波形を示す図である。波形W1は交流電源P1の出力電圧波形であり、波形W2は第1の整流平滑回路1の出力コンデンサの電圧波形であり、波形W3は第4の整流平滑回路10の出力コンデンサの電圧波形であり、波形W4は第1の整流平滑回路1の入力電流波形であり、波形W5は第4の整流平滑回路10の入力電流波形である。
FIG. 8 is a diagram showing current voltage waveforms at various parts in the situation shown in FIG. Waveform W1 is the output voltage waveform of AC power supply P1, waveform W2 is the voltage waveform of the output capacitor of first rectifying and smoothing
第4の整流平滑回路10のみでは、力率改善回路を設けていないため、電流が流れる期間は非常に短くなるが、本実施形態では第1の整流平滑回路1を設けているので、電流が流れる期間を拡大することができる。
Since only the fourth rectifying / smoothing
<第5実施形態>
本発明の第5実施形態に係る交流直流変換装置は、第1〜第3の整流平滑回路1〜3内の各半導体スイッチ、接続切替回路4内の各スイッチ、及びスイッチSW1の少なくとも一つに関して一個の当該スイッチの代わりに、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを用いる点で他の実施形態に係る交流直流変換装置と異なっており、それ以外の点は他の実施形態に係る交流直流変換装置のいずれかと同一にすればよい。なお、本実施形態で用いる半導体スイッチとしては、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、GaN系トランジスタ、SiC系トランジスタなどを挙げることができる。
<Fifth Embodiment>
The AC / DC converter according to the fifth embodiment of the present invention relates to at least one of the semiconductor switches in the first to third rectifying and smoothing
本実施形態に係る交流直流変換装置では、例えば、図3Aに示す接続切替回路4の代わりに図9に示す接続切替回路を用いるようにする。そして、図9に示す接続切替回路の各ラインにおいて、ライン上を流れる電流値に応じて損失特性が良好な方の半導体スイッチを用いるようにする。したがって、ライン上を流れる電流値を検出する電流検出部を設け、制御部7が電流検出部の検出結果に基づいて図9に示す接続切替回路を制御するようにすればよい。
In the AC / DC converter according to the present embodiment, for example, the connection switching circuit shown in FIG. 9 is used instead of the connection switching circuit 4 shown in FIG. 3A. Then, in each line of the connection switching circuit shown in FIG. 9, a semiconductor switch having a better loss characteristic according to the value of the current flowing on the line is used. Therefore, a current detection unit that detects the value of the current flowing on the line may be provided, and the
<第6実施形態>
上述した各実施形態に係る交流直流変換装置は、種々の電気機器に搭載し、当該電気機器の負荷を駆動することができる。本実施形態では、上述した各実施形態に係る交流直流変換装置を空気調和機に搭載する。
<Sixth Embodiment>
The AC / DC converter according to each of the embodiments described above can be mounted on various electrical devices and can drive a load of the electrical device. In this embodiment, the AC / DC converter according to each embodiment described above is mounted on an air conditioner.
ここで、空気調和機の冷凍サイクルを図10に示す。 Here, the refrigeration cycle of the air conditioner is shown in FIG.
室外機100内には、圧縮機11と、四方弁12と、室外熱交換器13と、膨張弁14と、室外ファン15とが設けられる。室内機200内には、室内熱交換器16と、室内ファン17とが設けられる。上述した各実施形態での三相モータ6を圧縮機11内に設けられる圧縮機用モータとして使用する。
In the
圧縮機11は、冷媒管18内に冷媒を流通させ冷凍サイクルを運転する。
The compressor 11 operates the refrigeration cycle by circulating the refrigerant in the
室外熱交換器13及び室内熱交換器16は、冷媒管18に近接する多数のフィンを有しており、フィン間を通過する空気と熱交換を行う。
The outdoor heat exchanger 13 and the indoor heat exchanger 16 have a large number of fins close to the
圧縮機11には四方弁12及び冷媒管18を介して室外熱交換器13及び室内熱交換器16の各一端が接続される。室外熱交換器13及び室内熱交換器16の他端同士は膨張弁14及び冷媒管18を介して接続される。
Each end of the outdoor heat exchanger 13 and the indoor heat exchanger 16 is connected to the compressor 11 via a four-
室外ファン15は室外熱交換器13に対向配置される。室外ファン15の駆動によって室外の空気が室外熱交換器13に供給され、室外熱交換器13と室外の空気との熱交換が促進される。室外熱交換器13と熱交換した空気は室外ファン15に面して室外機100の正面に開口する排気口を介して外部に排気される。
The
室内熱交換器16及び室内ファン17は室内機200に設けた送風通路内に配される。室内ファン17の駆動によって室内の空気が送風通路に流入して室内熱交換器16に供給され、送風通路を流通する空気と室内熱交換器16とが熱交換される。室内熱交換器16と熱交換した空気は室内機200の正面下方に運転状態において開口し運転停止状態において閉口する吹出口を介して室内に送出される。
The indoor heat exchanger 16 and the indoor fan 17 are arranged in a ventilation passage provided in the
暖房運転時には室外ファン15及び室内ファン17が駆動され、四方弁12が図中、実線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機11の駆動によって矢印Aに示す方向に冷媒が流通し、圧縮機11により圧縮された高温高圧の冷媒は室内熱交換器16で放熱しながら凝縮する。
During the heating operation, the
高温の冷媒は膨張弁14で低温低圧となり、室外熱交換器13に送られる。室外熱交換器13に流入する冷媒は吸熱しながら蒸発して低温のガス冷媒となり、圧縮機11に送られる。この冷凍サイクルにより、冷凍サイクルの高温部となる室内熱交換器16と熱交換した空気が室内ファン17により室内に送出され、室内の暖房が行われる。また、冷凍サイクルの低温部となる室外熱交換器13と熱交換した空気が室外ファン15により外部に排気される。
The high-temperature refrigerant becomes low-temperature and low-pressure at the expansion valve 14 and is sent to the outdoor heat exchanger 13. The refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 13 evaporates while absorbing heat to become a low-temperature gas refrigerant, and is sent to the compressor 11. By this refrigeration cycle, the air that has exchanged heat with the indoor heat exchanger 16 that is the high temperature part of the refrigeration cycle is sent out indoors by the indoor fan 17 and the room is heated. In addition, the air exchanged with the outdoor heat exchanger 13 that is a low temperature part of the refrigeration cycle is exhausted to the outside by the
冷房運転時には室外ファン15及び室内ファン17が駆動され、四方弁12が図中、破線で示すように切り替えられる。これにより、圧縮機11の駆動によって矢印Aと逆方向に冷媒が流通し、室内熱交換器16が冷凍サイクルの低温部となるとともに室外熱交換器13が冷凍サイクルの高温部となる。室内熱交換器16と熱交換した空気が室内ファン17により室内に送出され、室内の冷房が行われる。室内熱交換器16と熱交換した空気の水蒸気の凝集によって発生する水はドレイン管から外部に排出される。また、冷凍サイクルの高温部となる室外熱交換器13と熱交換した空気が室外ファン15により外部に排気される。
During the cooling operation, the
なお、電気機器としては、室内機と室外機とからなる空気調和機以外に、一体型空気調和機、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、扇風機、ヒートポンプを搭載したタイプの除湿器などがある。 In addition to the air conditioner composed of an indoor unit and an outdoor unit, the electric device includes an integrated air conditioner, a refrigerator, a washing machine, a vacuum cleaner, a fan, and a dehumidifier equipped with a heat pump.
<その他>
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、整流平滑回路の個数は各実施形態に限定されるものではない。また、交流直流変換装置の低コスト化及び小型化の観点からは各実施形態と比較して不利になるが、入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができる整流平滑回路の代わりに、入力側に接続される回路との電気的接続をオン/オフすることができない通常の整流平滑回路を用い、当該通常の整流平滑回路の入力側前段にスイッチを設けるようにしてもよい。また、第2実施形態において簡易PAM回路8を利用した構成を説明し、第3実施形態においてアクティブフィルタ方式の力率改善回路9を利用した構成を説明したが、簡易PAM回路やアクティブフィルタ方式の力率改善回路以外の力率改善回路(リアクタのみからなる力率改善回路、アクティブフィルタ方式を並列使用するインターリーブ方式の力率改善回路など)を利用するようにしてもよい。
<Others>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the number of rectifying and smoothing circuits is not limited to each embodiment. Further, from the viewpoint of cost reduction and miniaturization of the AC / DC converter, it is disadvantageous compared to each embodiment, but rectification that can turn on / off electrical connection with a circuit connected to the input side. Instead of a smoothing circuit, a normal rectifying / smoothing circuit that cannot turn on / off electrical connection with a circuit connected to the input side is used, and a switch is provided in front of the input side of the normal rectifying / smoothing circuit. May be. In the second embodiment, the configuration using the
以上説明した交流直流変換装置は、複数の整流平滑回路(1,2,3)を備え、前記複数の整流平滑回路(1,2,3)が並列接続される交流直流変換装置であって、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源(P1)と少なくとも第1の整流平滑回路(1)との電気的接続をオン/オフすることができる第1の切替手段(TH1〜TH5)を備え、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷(5,6)と、少なくとも前記第1の整流平滑回路(1)との電気的接続をオン/オフすることができる第2の切替手段(4)を備え、前記第1の整流平滑回路(1)が前記複数の整流平滑回路(1,2,3)に含まれている構成(第1の構成)である。 The AC-DC converter described above is an AC-DC converter including a plurality of rectifying / smoothing circuits (1, 2, 3), wherein the plurality of rectifying / smoothing circuits (1, 2, 3) are connected in parallel. First switching means (TH1 to TH5) that can turn on / off electrical connection between the AC power source (P1) connected to the input side of the AC / DC converter and at least the first rectifying / smoothing circuit (1). ), And a second (5, 6) connected to the output side of the AC / DC converter and at least a first rectifying / smoothing circuit (1) can be turned on / off. Switching means (4), and the first rectifying / smoothing circuit (1) is included in the plurality of rectifying / smoothing circuits (1, 2, 3) (first structure).
このような構成によると、並列接続されている複数の整流平滑回路に含まれる第1の整流平滑回路の入出力側両方の電気的接続をオフすることができるので、複数の整流平滑回路それぞれに設けられる出力コンデンサの充電電圧を低く抑える制御が可能である。当該制御を行うことで入力電圧が低い状況でも電流を流すことができるので、入力電圧が低い状況における力率低下を抑制して高効率な変換動作を行うことができる。 According to such a configuration, it is possible to turn off the electrical connection on both the input and output sides of the first rectifying / smoothing circuit included in the plurality of rectifying / smoothing circuits connected in parallel. It is possible to control the charging voltage of the output capacitor provided to be low. By performing the control, a current can be passed even in a situation where the input voltage is low, so that a high-efficiency conversion operation can be performed while suppressing a power factor decrease in a situation where the input voltage is low.
上記第1の構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段(TH1,TH2,TH4,TH5)が、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源(P1)と、前記第1の整流平滑回路(1)及び第2の整流平滑回路(2)それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、前記第2の切替手段(4)が、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷(5,6)と、前記第1の整流平滑回路(1)及び前記第2の整流平滑回路(2)それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、前記第2の整流平滑回路(2)が前記複数の整流平滑回路に含まれており、前記第1の整流平滑回路(1)が全波整流方式を用いており、前記第2の整流平滑回路(2)が倍電圧整流方式を用いている構成(第2の構成)が好ましい。 In the AC / DC converter of the first configuration, the first switching means (TH1, TH2, TH4, TH5) includes an AC power source (P1) connected to an input side of the AC / DC converter, and the first The electrical connection with each of the first rectifying / smoothing circuit (1) and the second rectifying / smoothing circuit (2) can be turned on / off, and the second switching means (4) is connected to the AC / DC converter. The electrical connection between the load (5, 6) connected to the output side and each of the first rectifying / smoothing circuit (1) and the second rectifying / smoothing circuit (2) can be turned on / off, The second rectifying / smoothing circuit (2) is included in the plurality of rectifying / smoothing circuits, the first rectifying / smoothing circuit (1) uses a full-wave rectifying method, and the second rectifying / smoothing circuit (2) prefers the configuration using the voltage doubler rectification method (second configuration). .
このような構成によると、交流直流変換装置の入力電圧が低い状態でも、第2の整流平滑回路2の出力電圧を使用して、交流直流変換装置の出力電圧を高くすることができる。
According to such a configuration, the output voltage of the AC / DC converter can be increased by using the output voltage of the second rectifying /
上記第1または第2の構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段が、前記第1の整流平滑回路(1)内に設けられる半導体スイッチ及び前記第2の整流平滑回路(2)内に設けられる半導体スイッチを含む構成(第3の構成)が好ましい。 In the AC / DC converter of the first or second configuration, the first switching means includes a semiconductor switch provided in the first rectifying / smoothing circuit (1) and the second rectifying / smoothing circuit (2). A configuration (third configuration) including a semiconductor switch provided therein is preferable.
このような構成によると、第1の切替手段として、整流平滑回路の外部にスイッチを設ける必要がなくなるので、交流直流変換装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。 According to such a configuration, it is not necessary to provide a switch outside the rectifying / smoothing circuit as the first switching means, so that the cost and size of the AC / DC converter can be reduced.
上記第1〜第3のいずれかの構成の交流直流変換装置において、力率改善回路(8,9)を備える構成(第4の構成)が好ましい。 In the AC to DC converter having any one of the first to third configurations, a configuration (fourth configuration) including a power factor correction circuit (8, 9) is preferable.
このような構成によると、より一層力率を向上できる。 According to such a configuration, the power factor can be further improved.
上記第1〜第4のいずれかの構成の交流直流変換装置において、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源との電気的接続が常時オンであり、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷との電気的接続が常時オンである第3の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれている構成(第5の構成)であってもよい。 In the AC to DC converter of any of the first to fourth configurations, electrical connection with an AC power source connected to the input side of the AC to DC converter is always on, and the output of the AC to DC converter A configuration (fifth configuration) in which a third rectifying and smoothing circuit in which electrical connection with a load connected to the side is always on is included in the plurality of rectifying and smoothing circuits may be employed.
このような構成によると、第3の整流平滑回路自体に電流が流れる期間は非常に短いが、第1の整流平滑回路を設けているので、電流が流れる期間を拡大することができる。 According to such a configuration, the period during which current flows through the third rectifying / smoothing circuit itself is very short, but since the first rectifying / smoothing circuit is provided, the period during which current flows can be expanded.
上記第1〜第5のいずれかの構成の交流直流変換装置において、前記第1の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有し、及び/又は、前記第2の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有する構成(第6の構成)が好ましい。 In the AC / DC converter of any one of the first to fifth configurations, the first switching means includes a plurality of semiconductor switches that are connected in parallel and have different loss characteristics, and / or A configuration (sixth configuration) in which the two switching units are connected in parallel and each have a plurality of semiconductor switches having different loss characteristics is preferable.
このような構成によると、電流値に応じて損失特性が良好な半導体スイッチを用いるようにすることで、第1の切替手段及び/又は第2の切替手段の半導体スイッチにおける損失を低減することができ、交流直流変換装置の変換効率を向上することができる。 According to such a configuration, the loss in the semiconductor switch of the first switching means and / or the second switching means can be reduced by using the semiconductor switch having good loss characteristics according to the current value. The conversion efficiency of the AC / DC converter can be improved.
以上説明した電気機器は、上記第1〜第6のいずれかの構成の交流直流変換装置と、前記交流直流変換装置から直流電圧が供給される負荷とを備える構成(第7の構成)である。 The electrical device described above is a configuration (seventh configuration) including the AC to DC converter having any one of the first to sixth configurations and a load to which a DC voltage is supplied from the AC to DC converter. .
1〜3 第1〜第3の整流平滑回路
4 接続切替回路
5 インバータ回路
6 三相モータ
8 簡易PAM回路
9 アクティブフィルタ方式の力率改善回路
10 第4の整流平滑回路
C1〜C4 出力コンデンサ
D1、D2 ダイオード
SW1 スイッチ
TH1〜TH5 サイリスタ
1 to 3 First to third rectifying and smoothing circuits 4
Claims (6)
前記複数の整流平滑回路が並列接続される交流直流変換装置であって、
前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源と少なくとも第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第1の切替手段を備え、
前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷と、少なくとも前記第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第2の切替手段を備え、
前記第1の整流平滑回路及び第2の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれており、
前記第1の切替手段が、前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源と、前記第1の整流平滑回路及び前記第2の整流平滑回路それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、
前記第2の切替手段が、前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷と、前記第1の整流平滑回路及び前記第2の整流平滑回路それぞれとの電気的接続をオン/オフすることができ、
前記第1の整流平滑回路が全波整流方式を用いており、前記第2の整流平滑回路が倍電圧整流方式を用いていることを特徴とする交流直流変換装置。 It has a plurality of rectifying and smoothing circuits,
An AC / DC converter in which the plurality of rectifying and smoothing circuits are connected in parallel,
A first switching means capable of turning on / off the electrical connection between the AC power source connected to the input side of the AC / DC converter and at least the first rectifying / smoothing circuit;
A second switching means capable of turning on / off the electrical connection between the load connected to the output side of the AC / DC converter and at least the first rectifying / smoothing circuit;
The first rectifying / smoothing circuit and the second rectifying / smoothing circuit are included in the plurality of rectifying / smoothing circuits ,
The first switching unit turns on / off electrical connection between an AC power source connected to the input side of the AC / DC converter and each of the first rectifying / smoothing circuit and the second rectifying / smoothing circuit. It is possible,
The second switching unit turns on / off electrical connection between a load connected to the output side of the AC / DC converter and each of the first rectifying / smoothing circuit and the second rectifying / smoothing circuit. Can
2. The AC / DC converter according to claim 1, wherein the first rectifying / smoothing circuit uses a full-wave rectifying method, and the second rectifying / smoothing circuit uses a voltage doubler rectifying method .
前記複数の整流平滑回路が並列接続される交流直流変換装置であって、
前記交流直流変換装置の入力側に接続される交流電源と少なくとも第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第1の切替手段を備え、
前記交流直流変換装置の出力側に接続される負荷と、少なくとも前記第1の整流平滑回路との電気的接続をオン/オフすることができる第2の切替手段を備え、
前記第1の整流平滑回路が前記複数の整流平滑回路に含まれており、
前記第1の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有し、及び/又は、前記第2の切替手段が、並列接続されておりそれぞれ損失特性が異なる複数の半導体スイッチを有することを特徴とする交流直流変換装置。 It has a plurality of rectifying and smoothing circuits,
An AC / DC converter in which the plurality of rectifying and smoothing circuits are connected in parallel,
A first switching means capable of turning on / off the electrical connection between the AC power source connected to the input side of the AC / DC converter and at least the first rectifying / smoothing circuit;
A second switching means capable of turning on / off the electrical connection between the load connected to the output side of the AC / DC converter and at least the first rectifying / smoothing circuit;
The first rectifying / smoothing circuit is included in the plurality of rectifying / smoothing circuits;
The first switching means includes a plurality of semiconductor switches that are connected in parallel and have different loss characteristics, and / or a plurality of semiconductor switches that are connected in parallel and have different loss characteristics. An AC / DC converter having a semiconductor switch .
前記交流直流変換装置から直流電圧が供給される負荷とを備えることを特徴とする電気機器。An electric device comprising: a load to which a DC voltage is supplied from the AC / DC converter.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014034837A JP6231400B2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | AC / DC converter and electric device equipped with the same |
CN201510088891.5A CN104868763B (en) | 2014-02-26 | 2015-02-26 | DC-AC conversion device and electrical equipment with the DC-AC conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014034837A JP6231400B2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | AC / DC converter and electric device equipped with the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015162910A JP2015162910A (en) | 2015-09-07 |
JP6231400B2 true JP6231400B2 (en) | 2017-11-15 |
Family
ID=53914344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014034837A Expired - Fee Related JP6231400B2 (en) | 2014-02-26 | 2014-02-26 | AC / DC converter and electric device equipped with the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6231400B2 (en) |
CN (1) | CN104868763B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112648693B (en) * | 2020-12-18 | 2023-08-04 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | Air conditioner and multi-channel PFC circuit control method |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05344732A (en) * | 1992-06-12 | 1993-12-24 | Shimizu Corp | Switching regulator type power supply device |
JPH08126325A (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Canon Inc | Rectifier |
JPH1127877A (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-29 | Sanyo Denki Co Ltd | Uninterruptible power unit |
JP2000324843A (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply and air conditioner provided with that power supply |
JP3463675B2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-11-05 | ソニー株式会社 | Switching power supply |
JP2004201360A (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Mitsubishi Electric Corp | Converter device |
US6724643B1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-04-20 | Eaton Corporation | Control system and method employing active temperature balance for controlling rectifier bridge |
JP2006020405A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Semiconductor switch circuit |
JP4839729B2 (en) * | 2005-03-16 | 2011-12-21 | 株式会社明電舎 | AC-DC converter |
JP5390270B2 (en) * | 2009-06-15 | 2014-01-15 | 株式会社関電工 | How to update a DC power supply without a power failure |
JP5058272B2 (en) * | 2010-01-22 | 2012-10-24 | 三菱電機株式会社 | DC power supply device, refrigeration cycle device provided with the same, air conditioner and refrigerator equipped with the same |
CN102651620A (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | 浙江源创电子科技有限公司 | AC-DC flyback on-line isolating circuit |
US9948203B2 (en) * | 2011-10-28 | 2018-04-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power supply device and electric motor driving device |
CN103326544A (en) * | 2013-05-21 | 2013-09-25 | 许继集团有限公司 | Power electronic combination device |
-
2014
- 2014-02-26 JP JP2014034837A patent/JP6231400B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-02-26 CN CN201510088891.5A patent/CN104868763B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104868763A (en) | 2015-08-26 |
JP2015162910A (en) | 2015-09-07 |
CN104868763B (en) | 2018-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5855025B2 (en) | Backflow prevention means, power conversion device and refrigeration air conditioner | |
US9136757B2 (en) | Power converter and refrigerating and air-conditioning apparatus | |
JP5558530B2 (en) | Motor drive control device, compressor, blower, air conditioner, refrigerator or freezer | |
AU2011365142B2 (en) | Power converting device, motor driving device, and refrigerating and air-conditioning apparatus | |
JP6038314B2 (en) | DC power supply device and refrigeration cycle application equipment including the same | |
WO2015001618A1 (en) | Backflow prevention device, power converter, and refrigerating and air-conditioning device | |
JP2022118033A (en) | air conditioner | |
JP6231400B2 (en) | AC / DC converter and electric device equipped with the same | |
KR20140096627A (en) | Power converting apparatus and air conditioner having the same | |
JP2015211488A (en) | Booster circuit and air conditioner | |
JP6207607B2 (en) | Power converter and refrigeration air conditioner | |
JP6132911B2 (en) | Backflow prevention device, power conversion device, motor drive device, and refrigeration air conditioner | |
CN114287104A (en) | Power conversion device, motor drive device, and air conditioner | |
JP7086016B2 (en) | Power converter, motor drive, refrigeration cycle device, blower, air conditioner, refrigeration equipment | |
JP2018007329A (en) | Dc power supply and air conditioner | |
JP2016220376A (en) | Power supply device and air conditioner using the same | |
JP2015144497A (en) | Dc power supply device and air conditioner using the same | |
KR101972850B1 (en) | Apparatus for converting power and air conditioner having the same | |
KR20130040615A (en) | Power converter apparatus and air conditioner having the apparatus | |
JP2006136113A (en) | Power supply device | |
JP2013143796A (en) | Inverter control circuit and air conditioner using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160923 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170801 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170728 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170905 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6231400 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |