直流電源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并輸出的直流電源裝置包括：連接于對(duì)交流電壓進(jìn)行整流的二極管電橋(1003)的負(fù)側(cè)輸出端與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)之間的分路電阻(1005)；和對(duì)流過(guò)分路電阻(1005)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)部(1011)，在電流檢測(cè)部(1011)設(shè)置有使檢測(cè)的電流值變得比流過(guò)分路電阻(1005)的電流大的正偏移值，實(shí)現(xiàn)電源諧波的降低和功率因數(shù)的改善。
【專(zhuān)利說(shuō)明】直流電源裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將來(lái)自交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓成為負(fù)載電壓的直流電 源裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，如圖5所示，作為這種的具有直流電源裝置的電源裝置包括整流二 極管電橋2、平滑電容器3、逆變電路4、有源濾波器5、開(kāi)關(guān)控制部7和逆變器控制部8,對(duì) 電動(dòng)機(jī)6供給期望的頻率的電源（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在如上述方式構(gòu)成的現(xiàn)有的電 源裝置中，在由整流二極管電橋2將交流電源1整流后，經(jīng)由電抗器31在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)33短 路，將電流充電至電抗器31，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)33成為斷開(kāi)的狀態(tài)下，經(jīng)由二極管32對(duì)平滑用 電容器3供給電力而形成直流電壓。
[0003] 在這樣的直流電源裝置中，為了降低電源諧波，檢測(cè)電源輸入電流，使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 33短路和開(kāi)路，以使得輸入電流波形成為與電源電壓波形相同的形狀。由此，能夠降低電源 諧波分量（成分），改善功率因數(shù)。
[0004] 如圖5所示，輸入電流的檢測(cè)使用連接在整流二極管電橋2的負(fù)側(cè)與開(kāi)關(guān)元件33 之間的、分路（shunt)電阻34的兩端的電位差進(jìn)行。
[0005] 圖6是表示上述這樣的輸入電流的檢測(cè)中一般使用的、輸入電流檢測(cè)方法的電路 圖。
[0006] 圖6所示的直流電源裝置包括交流電源101、電機(jī)102、整流二極管電橋103、電抗 器104、分路電阻105、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)106、二極管107、平滑電容器108、逆變器部109、運(yùn)算放 大器201、電阻202、203和控制部110。
[0007] 分路電阻105的整流二極管電橋103側(cè)的端子，經(jīng)由電阻202連接到運(yùn)算放大器 201的反相輸入側(cè)。運(yùn)算放大器201的非反相輸入側(cè)為與分路電阻105的整流二極管電橋 103側(cè)相反的一側(cè)相同的電位。輸入到運(yùn)算放大器201的反相輸入側(cè)的分路電阻105的電 位，變得比與整流二極管電橋103相反一側(cè)的電位（基準(zhǔn)電位）低，但被運(yùn)算放大器201反 相放大，所以運(yùn)算放大器201的輸出一定比基準(zhǔn)電位高。即，即使運(yùn)算放大器201的輸入的 一部分比基準(zhǔn)電位低，輸出也比基準(zhǔn)電位高，所以能夠以單電源電路進(jìn)行動(dòng)作。
[0008] 而且，控制部110使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)106短路和開(kāi)路，以使得從交流電源101流入的電 源成為大致正弦波狀。
[0009] 先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2003 - 79050號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 但是，在上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的直流電源裝置中，例如因構(gòu)成裝置的元件的特性等原 因在電流檢測(cè)部產(chǎn)生負(fù)偏移（minus offset)的情況下，缺失電流檢測(cè)信息的一部分。其 結(jié)果，基于電流檢測(cè)信息控制部的電流控制紊亂，具有電源諧波的增大、功率因數(shù)惡化的課 題。
[0014] 本發(fā)明解決上述現(xiàn)有的課題，目的在于提供一種通過(guò)在電流檢測(cè)部有意地設(shè)定正 偏移（plus offset)，抑制電流檢測(cè)信息的缺失進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娏骺刂疲軌驅(qū)崿F(xiàn)電源諧波的 降低和功率因數(shù)的改善的直流電源裝置。
[0015] 用于解決課題的方法
[0016] 用于解決上述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明的直流電源裝置包括：對(duì)交流電源進(jìn)行整流的 二極管電橋；與二極管電橋的正側(cè)輸出端連接的電抗器；經(jīng)由電抗器使來(lái)自交流電源的交 流電壓短路和開(kāi)路的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)；連接于二極管電橋的負(fù)側(cè)輸出端與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)之間的分 路電阻；對(duì)流過(guò)分路電阻的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)部；和由電流檢測(cè)部檢測(cè)輸入電流， 使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)短路和開(kāi)路以使得輸入電流成為大致正弦波的控制部，在電流檢測(cè)部設(shè)置有 使所檢測(cè)的電流值成為比流過(guò)分路電阻的電流大的正偏移值。
[0017] 發(fā)明效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的直流電源裝置，通過(guò)在電流檢測(cè)部有意地設(shè)定正偏移，抑制電流檢 測(cè)部的電流檢測(cè)信息的缺失，進(jìn)行能夠進(jìn)行基于電流檢測(cè)信息的適當(dāng)?shù)碾娏骺刂疲軌驅(qū)?現(xiàn)電源諧波的降低和功率因數(shù)的改善。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的直流電源裝置的電路框圖。
[0020] 在圖2中，（a)是在電流檢測(cè)部產(chǎn)生正偏移時(shí)的輸入電流波形，圖（b)是將輸入電 流波形分解為基波和諧波分量而得的波形，圖（c)是以矩形波擬合輸入電源波形中的諧波 分量而得的波形圖。
[0021] 圖3A是表示關(guān)于電源諧波限制的IEC標(biāo)準(zhǔn)的各階（次數(shù)）的允許諧波電流的曲 線圖。
[0022] 圖3B是表示將振幅設(shè)定為2. 5A的情況下的矩形波的各階的諧波電流的曲線圖。
[0023] 圖3C是將圖3B的曲線圖的一部分放大表示的曲線圖。
[0024] 圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2的直流電源裝置的電路框圖。
[0025] 圖5是表示現(xiàn)有的直流電源裝置的電流檢測(cè)原理的電路框圖。
[0026] 圖6是表示現(xiàn)有的直流電源裝置的電流檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的電路框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明的第1方面的直流電源裝置，其將來(lái)自交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電 壓并輸出，所述直流電源裝置包括：對(duì)交流電源進(jìn)行整流的二極管電橋；與二極管電橋的 正側(cè)輸出端連接的電抗器；經(jīng)由電抗器使來(lái)自交流電源的交流電壓短路和開(kāi)路的半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)；連接于二極管電橋的負(fù)側(cè)輸出端與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)之間的分路電阻；對(duì)流過(guò)分路電阻的電 流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)部；和由電流檢測(cè)部檢測(cè)輸入電流，使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)短路和開(kāi)路以使 得輸入電流成為大致正弦波的控制部，在電流檢測(cè)部設(shè)置有使所檢測(cè)的電流值成為比流過(guò) 分路電阻的電流大的正偏移值。
[0028] 由此，即使在因構(gòu)成電流檢測(cè)部的元件的影響等而產(chǎn)生負(fù)偏移的情況下，也能夠 利用有意設(shè)定的正偏移抑制電流檢測(cè)信息的缺失，能夠通過(guò)基于電流檢測(cè)信息的電源輸入 電流的控制實(shí)現(xiàn)電源諧波的降低和功率因數(shù)的改善。
[0029] 本發(fā)明的第2方面的直流電源裝置，上述第1方面的上述正偏移值為2. 5A以下。
[0030] 由此，能夠抑制在電流檢測(cè)部產(chǎn)生負(fù)偏移的情況下的電流檢測(cè)信息的缺 失，并使因有意設(shè)定的正偏移而產(chǎn)生的電源諧波分量收于電源諧波限制的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC61000-3-2Class-A(以下稱為"IEC標(biāo)準(zhǔn)"）的限度值內(nèi)，提供更適合實(shí)用的直流電源裝 置。
[0031] 本發(fā)明的第3方面的直流電源裝置中，上述的第1方面或第2方面的上述電流檢 測(cè)部由反相放大電路構(gòu)成，上述分路電阻的電位低的一側(cè)與上述反相放大電路的反相輸入 側(cè)連接，使上述反相放大電路的非反相輸入側(cè)的電位成為比上述分路電阻的高電位側(cè)高的 電位。
[0032] 由此，能夠以單電源使電流檢測(cè)部動(dòng)作，所以能夠以廉價(jià)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾娏?控制，能夠?qū)崿F(xiàn)電源諧波的降低和功率因數(shù)的改善。
[0033] 下面，參照附圖，對(duì)作為本發(fā)明的直流電源裝置的實(shí)施方式設(shè)置有直流電源裝置 的電源裝置進(jìn)行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的直流電源裝置不限定于以下的實(shí)施方式中記載的結(jié) 構(gòu)，包括基于與以下的實(shí)施方式中說(shuō)明的技術(shù)思想同等的技術(shù)思想構(gòu)成的直流電源裝置。
[0034] (實(shí)施方式1)
[0035] 圖1是表示本發(fā)明的具有實(shí)施方式1的直流電源裝置的電源裝置整體的電路結(jié)構(gòu) 的框圖。
[0036] 在圖1中，來(lái)自交流電源1001的輸出端的電流被輸入到二極管電橋1003。在二極 管電橋1003的正側(cè)輸出端串聯(lián)連接有電抗器1004,另外，以陽(yáng)極成為電抗器1004側(cè)的方式 串聯(lián)連接有二極管1007。并且，二極管電橋1003的輸出與平滑電容器1008并聯(lián)連接。
[0037] 二極管電橋1003的負(fù)側(cè)輸出端與分路電阻1005連接，在二極管電橋1003與分路 電阻1005之間連接有檢測(cè)二極管電橋的輸出電流的電流檢測(cè)部1011。
[0038] 另外，二極管電橋1003的輸出端經(jīng)由電抗器1004與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1006連接。利用 該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1006使來(lái)自交流電源1001的交流電壓短路、開(kāi)路，由此改善電源裝置的功率 因數(shù)。來(lái)自交流電源1001的交流電壓由二極管電橋1003整流，之后，由逆變器部1009轉(zhuǎn) 換為交流電壓，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1002。
[0039] 在實(shí)施方式1中，由二極管電橋1003、電抗器1004、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1006、分路電阻 1005、電流檢測(cè)部1011和控制部1010構(gòu)成直流電源裝置。
[0040] 接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的電流檢測(cè)部1011的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0041] 分路電阻1005的電位低的一側(cè)與反相放大電路的反相側(cè)連接。該反相放大電路 由電阻2002、2003、基準(zhǔn)電壓源2050和運(yùn)算放大器2001構(gòu)成。此外，基準(zhǔn)電壓源2050的負(fù) 側(cè)與分路電阻1005的電位高一側(cè)（零電位）相同。由此，能夠用單電源使電流檢測(cè)部1011 動(dòng)作。
[0042] 接著，對(duì)將電流檢測(cè)信號(hào)輸入到控制部1010的電流檢測(cè)部1011的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。 電流從交流電源1001流過(guò)分路電阻1005,由此在分路電阻1005的兩端產(chǎn)生電位差。設(shè)分 路電阻1005的電位低的一側(cè)為Vi、基準(zhǔn)電壓源2050的電位為Vref、電阻2002、2003的電 阻值為R2002、R2003時(shí)，運(yùn)算放大器2001的輸出Vo由式1求出。
[0043] (式 1)
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種直流電源裝置，其將來(lái)自交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并輸出，所述直 流電源裝置的特征在于，包括： 對(duì)所述交流電源進(jìn)行整流的二極管電橋； 與所述二極管電橋的正側(cè)輸出端連接的電抗器； 經(jīng)由所述電抗器使來(lái)自所述交流電源的交流電壓短路和開(kāi)路的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)； 連接于所述二極管電橋的負(fù)側(cè)輸出端與所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)之間的分路電阻； 對(duì)流過(guò)所述分路電阻的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)部；和 由所述電流檢測(cè)部檢測(cè)輸入電流，使所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)短路和開(kāi)路以使得所述輸入電流 成為大致正弦波的控制部， 在所述電流檢測(cè)部設(shè)置有使所檢測(cè)的電流值成為比流過(guò)所述分路電阻的電流大的正 偏移值。
2. 如權(quán)利要求1所述的直流電源裝置，其特征在于： 所述正偏移值為2. 5A以下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的直流電源裝置，其特征在于： 所述電流檢測(cè)部由反相放大電路構(gòu)成， 所述分路電阻的電位低的一側(cè)與所述反相放大電路的反相輸入側(cè)連接， 使所述反相放大電路的非反相輸入側(cè)的電位成為比所述分路電阻的高電位側(cè)高的電 位。
【文檔編號(hào)】H02M7/06GK104247241SQ201380012329
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】戴鑫徽, 京極章弘, 土山吉朗, 吉田泉, 川崎智廣 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社