JPWO2021038868A5 - - Google Patents

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Claims (13)

リアクトルと、
ブリッジ接続される4つの一方向性素子を備え、前記リアクトルを介して交流電源に接続され、前記交流電源から出力される交流電圧である電源電圧を直流電圧に変換して負荷に印加するコンバータと、
前記コンバータの出力端子間に接続される平滑コンデンサと、
前記コンバータの出力側の動作状態を表す第1の物理量を検出する第1の物理量検出部と、
前記コンバータの入力側の動作状態を表す第2の物理量を検出する第2の物理量検出部と、
前記第1及び第2の物理量が入力され、前記コンバータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記コンバータにおける、4つの前記一方向性素子のうちの2つの前記一方向性素子は直列に接続されて第1のレグを構成し、残りの2つの前記一方向性素子は直列に接続されて第2のレグを構成し、
少なくとも、前記平滑コンデンサの正側に接続される前記第1及び第2のレグにおける2つの一方向性素子、又は前記平滑コンデンサの負側に接続される前記第1及び第2のレグにおける2つの一方向性素子、又は、前記第1のレグにおける2つの一方向性素子、又は前記第2のレグにおける2つの一方向性素子のそれぞれにはスイッチング素子が並列に接続され、
前記制御部は、前記コンバータを異なる動作態様で動作させる動作モードとして、前記一方向性素子に通流させる整流モード及び前記一方向性素子に通流させるタイミングで対応するスイッチング素子のチャネルに通流させる同期整流モードを有すると共に、
前記交流電源の電圧である電源電圧の半周期に1回以上、前記リアクトルを介して前記電源電圧を短絡させる第1のスイッチングモード、及び前記電源電圧の1周期の全域に亘り、前記リアクトルを介して前記電源電圧を複数回短絡させる第2のスイッチングモードのうちの少なくとも1つを前記動作モードとして有し、
前記制御部は、更に前記スイッチング素子の周囲温度又は前記コンバータの外気温度、及び前記負荷を駆動する際の負荷条件に基づいて前記動作モードを選択する
流電源装置。
With the reactor,
A converter that has four unidirectional elements that are bridge-connected, is connected to an AC power supply via the reactor, converts the power supply voltage, which is the AC voltage output from the AC power supply, into a DC voltage, and applies it to the load. ,
A smoothing capacitor connected between the output terminals of the converter,
A first physical quantity detecting unit that detects a first physical quantity representing an operating state on the output side of the converter, and a physical quantity detecting unit.
A second physical quantity detection unit that detects a second physical quantity that represents the operating state of the input side of the converter, and
A control unit to which the first and second physical quantities are input and controls the operation of the converter,
Equipped with
Two of the four unidirectional elements in the converter are connected in series to form a first leg, and the remaining two unidirectional elements are connected in series. Make up the second leg,
At least two unidirectional elements in the first and second legs connected to the positive side of the smoothing capacitor, or two in the first and second legs connected to the negative side of the smoothing capacitor. A switching element is connected in parallel to each of the one-way element, the two one-way elements in the first leg, or the two one-way elements in the second leg.
The control unit flows through the channel of the corresponding switching element at the timing of passing through the unidirectional element and the rectifying mode in which the converter is operated in different operation modes. It has a synchronous rectification mode to make it
Through the reactor, the first switching mode in which the power supply voltage is short-circuited via the reactor at least once in a half cycle of the power supply voltage, which is the voltage of the AC power supply, and the entire range of one cycle of the power supply voltage. The operation mode has at least one of the second switching modes for short-circuiting the power supply voltage a plurality of times.
The control unit further selects the operation mode based on the ambient temperature of the switching element, the outside air temperature of the converter, and the load conditions when driving the load .
DC power supply.
前記制御部から出力される制御信号に基づいて前記コンバータを駆動する駆動回路を備え、
前記駆動回路は、前記平滑コンデンサの正側に接続される前記スイッチング素子を駆動するための電源回路であるブートストラップ回路を備え、
前記動作モードとして、前記第2のスイッチングモードを有し、
前記第2のスイッチングモードでは、前記ブートストラップ回路に接続されたスイッチング素子はオン動作しない
請求項に記載の直流電源装置。
A drive circuit for driving the converter based on a control signal output from the control unit is provided.
The drive circuit includes a bootstrap circuit that is a power supply circuit for driving the switching element connected to the positive side of the smoothing capacitor.
As the operation mode, the second switching mode is provided.
The DC power supply device according to claim 1 , wherein in the second switching mode, the switching element connected to the bootstrap circuit does not operate ON.
前記制御部から出力される制御信号に基づいて前記コンバータを駆動する駆動回路を備え、
前記駆動回路は、前記平滑コンデンサの正側に接続される前記スイッチング素子を駆動するための電源回路であるブートストラップ回路を備え、
前記動作モードとして、前記第1のスイッチングモードを有し、
前記第1のスイッチングモードで動作しているときに、前記負荷条件に基づいて前記ブートストラップ回路に接続されたスイッチング素子の動作を停止させる
請求項又はに記載の直流電源装置。
A drive circuit for driving the converter based on a control signal output from the control unit is provided.
The drive circuit includes a bootstrap circuit that is a power supply circuit for driving the switching element connected to the positive side of the smoothing capacitor.
As the operation mode, the first switching mode is provided.
The DC power supply device according to claim 1 or 2 , wherein the operation of the switching element connected to the bootstrap circuit is stopped based on the load condition when operating in the first switching mode.
前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体により形成された金属酸化物半導体電界効果トランジスタである
請求項1から3の何れか1項に記載の直流電源装置。
The DC power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching element is a metal oxide semiconductor field effect transistor formed of a wide bandgap semiconductor.
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、酸化ガリウム又はダイヤモンドである
請求項に記載の直流電源装置。
The DC power supply device according to claim 4 , wherein the wide bandgap semiconductor is silicon carbide, gallium nitride, gallium oxide, or diamond.
前記スイッチング素子は、スーパージャンクション構造の金属酸化物半導体電界効果トランジスタである
請求項1から3の何れか1項に記載の直流電源装置。
The DC power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching element is a metal oxide semiconductor field effect transistor having a superjunction structure.
前記一方向性素子は、属酸化物半導体電界効果トランジスタの寄生ダイオードである
請求項からの何れか1項に記載の直流電源装置。
The DC power supply device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the unidirectional element is a parasitic diode of a metal oxide semiconductor field effect transistor.
前記一方向性素子は、ダイオードである
請求項からの何れか1項に記載の直流電源装置。
The DC power supply device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the unidirectional element is a diode.
請求項からの何れか1項に記載の直流電源装置と、
前記直流電源装置の出力電圧を交流電圧に変換して前記負荷に備えられるモータに印加するインバータと、
を備えたモータ駆動装置。
The DC power supply device according to any one of claims 1 to 8 .
An inverter that converts the output voltage of the DC power supply device into an AC voltage and applies it to the motor provided in the load.
A motor drive device equipped with.
請求項に記載のモータ駆動装置を備える
送風機。
A blower comprising the motor driving device according to claim 9 .
請求項に記載のモータ駆動装置を備える
圧縮機。
A compressor comprising the motor driving device according to claim 9 .
請求項10に記載の送風機及び請求項11に記載の圧縮機の少なくとも一方を備える
空気調和機。
An air conditioner comprising at least one of the blower according to claim 10 and the compressor according to claim 11 .
前記負荷条件は、前記空気調和機の起動時、異常時及び前記空気調和機を冷房又は暖房運転するときのうちの少なくとも1つである
請求項12に記載の空気調和機。
The air conditioner according to claim 12 , wherein the load condition is at least one of when the air conditioner is started, when the air conditioner is abnormal, and when the air conditioner is cooled or heated.
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