JPWO2014207824A1 - 直流電源装置、およびそれを備えた冷凍サイクル適用機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1にかかる直流電源装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる直流電源装置100は、交流電源1から供給される三相交流を直流に変換して負荷11に供給する構成としている。なお、本実施の形態では、例えば冷凍サイクル適用機器に用いられる圧縮機モータを駆動するインバータ負荷等を負荷11として想定している。
実施の形態2にかかる直流電源装置の構成は、実施の形態1にかかる直流電源装置と同一であるので、ここでは説明を省略する。
図10は、実施の形態3にかかる直流電源装置の一構成例を示す図である。なお、実施の形態1,2と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図13は、実施の形態4にかかる直流電源装置の一構成例を示す図である。なお、実施の形態1と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態では、実施の形態1〜4に記載した直流電源装置を適用した冷凍サイクル適用機器について説明する。
Claims (20)
- 三相交流を直流に変換して負荷に供給する直流電源装置であって、
前記三相交流を整流する整流回路と、
前記整流回路の入力側あるいは出力側に接続されたリアクトルと、
前記負荷への出力端子間に直列接続された第1のコンデンサおよび第2のコンデンサと、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの一方あるいは両方を選択的に充電する充電手段と、
前記充電手段を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの1組の充電期間と非充電期間とを合わせた期間を1周期とするときの当該1周期の逆数である充電周波数が前記三相交流の周波数の3n倍(nは自然数)となるように、前記充電手段を制御する
ことを特徴とする直流電源装置。 - 前記制御部は、前記充電周波数が複数種の前記三相交流の周波数の最小公倍数の3m倍(mは自然数)となるように、前記充電手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の直流電源装置。
- 前記充電手段は、
前記第1のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第1のスイッチング素子と、
前記第2のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第2のスイッチング素子と、
前記第1のコンデンサの充電電荷の前記第1のスイッチング素子への逆流を防止する第1の逆流防止素子と、
前記第2のコンデンサの充電電荷の前記第2のスイッチング素子への逆流を防止する第2の逆流防止素子と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の直流電源装置。 - 前記制御部は、
前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子をオフ制御状態とする全波整流モードと、
前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子を交互に前記充電周波数でオン制御する昇圧モードと、
を有し、
前記昇圧モードにおいて、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンデューティを変化させて、出力電圧を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の直流電源装置。 - 前記三相交流の電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、
前記制御部は、前記昇圧モードにおいて、前記電源電圧検出手段の出力に基づき、前記三相交流の電圧周期の(1/3n)倍に同期して、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子をオン制御することを特徴とする請求項4に記載の直流電源装置。 - 前記制御部は、前記電源電圧検出手段の出力に基づき、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンデューティを変化させることを特徴とする請求項5に記載の直流電源装置。
- 前記制御部は、前記三相商用交流の電圧が閾値以上である場合に、前記オンデューティを50%未満とし、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子の同時オフ区間を設けることを特徴とする請求項6に記載の直流電源装置。
- 前記制御部は、前記三相商用交流の電圧が閾値未満である場合に、前記オンデューティを50%以上とし、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子の同時オン区間を設けることを特徴とする請求項6に記載の直流電源装置。
- 前記制御部は、前記電源電圧検出手段の出力に基づき、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンタイミングを制御することを特徴とする請求項5に記載の直流電源装置。
- 前記負荷の状態を検出する負荷状態検出手段を備え、
前記制御部は、前記負荷状態検出手段の出力に基づき、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンデューティを変化させることを特徴とする請求項3に記載の直流電源装置。 - 前記負荷状態検出手段は、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段を含むことを特徴とする請求項10に記載の直流電源装置。
- 前記制御部は、前記負荷への出力電圧が閾値以上である場合に、前記オンデューティを50%未満とし、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子の同時オフ区間を設けることを特徴とする請求項11に記載の直流電源装置。
- 前記制御部は、前記負荷への出力電圧が閾値未満である場合に、前記オンデューティを50%以上とし、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子の同時オン区間を設けることを特徴とする請求項11に記載の直流電源装置。
- 前記負荷状態検出手段は、前記負荷への出力電流を検出する出力電流検出手段をさらに含み、
前記制御部は、前記負荷の消費電力に基づき、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオンデューティを変化させることを特徴とする請求項11に記載の直流電源装置。 - 前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサからなる直列回路に平滑コンデンサを並列接続したことを特徴とする請求項1に記載の直流電源装置。
- 前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサにそれぞれバランス抵抗を並列接続したことを特徴とする請求項1に記載の直流電源装置。
- 前記第1のスイッチング素子、前記第2のスイッチング素子、前記第1の逆流防止素子、および前記第2の逆流防止素子のうちの少なくとも1つがワイドバンドギャップ半導体で形成されていることを特徴とする請求項3に記載の直流電源装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドであることを特徴とする請求項17に記載の直流電源装置。
- 請求項1〜18のいずれか一項に記載の直流電源装置を備えることを特徴とする冷凍サイクル適用機器。
- 前記負荷として、圧縮機モータを駆動するインバータを備えることを特徴とする請求項19に記載の冷凍サイクル適用機器。
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