本發(fā)明涉及將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

在下述專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種功率因數(shù)改善電路，用于改善電源功率因數(shù)并減少輸入電流中包含的諧波分量，通過選擇全波整流模式或倍壓整流模式并用開環(huán)控制短路元件的短路開始時刻和短路時間，來實現(xiàn)功率因數(shù)改善功能和升壓功能。即，下述專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，通過對整流電路切換用開關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通/斷開控制，將整流電路控制為全波整流模式或倍壓整流模式，將功率因數(shù)改善電路的直流輸出電壓大致分成兩個階段，并通過對短路元件進(jìn)行基于開環(huán)的短路可變控制，將該分成兩個階段的區(qū)域進(jìn)一步分成無功率因數(shù)改善和有功率因數(shù)改善的兩個階段，由此整體上構(gòu)成四個階段的直流輸出電壓區(qū)域，從而擴(kuò)大直流輸出電壓的輸出范圍，并且能夠改善高負(fù)載側(cè)的功率因數(shù)。

此外，在下述專利文獻(xiàn)2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，設(shè)置有直流電壓控制部，其與直流輸出電壓基準(zhǔn)值和平滑電容器的端子間電壓的偏差值相對應(yīng)地輸出直流電壓控制信號，上述直流輸出電壓基準(zhǔn)值與負(fù)載相對應(yīng)地設(shè)定，并且設(shè)置有電流基準(zhǔn)運算部，其基于來自直流電壓控制部的控制信號和與交流電源同步的正弦波狀同步信號之積來輸出電流基準(zhǔn)信號。通過比較該電流基準(zhǔn)信號和整流元件的交流側(cè)電流，高頻地對開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/斷開控制，從而將交流輸入電流控制成正弦波狀，并且將直流輸出電壓控制成期望的值，能夠使電源功率因數(shù)為1并抑制諧波的產(chǎn)生。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11－206130號公報

專利文獻(xiàn)2：日本專利第2140103號說明書

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1、2的現(xiàn)有技術(shù)，限定了短路元件的控制方式。即，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，短路元件的控制方式被限定為在整個負(fù)載區(qū)域中對電流進(jìn)行反饋的高頻開關(guān)模式和電流開環(huán)控制的部分開關(guān)模式中的一種。因此，這些現(xiàn)有技術(shù)為了避免在低負(fù)載區(qū)域內(nèi)直流輸出電壓過度升壓，不使短路元件動作，從而不進(jìn)行功率因數(shù)改善。因此，在低負(fù)載區(qū)域中，輸入電流波形失真較大，導(dǎo)致含有較多諧波分量的電流流過電抗器，電抗器鐵損增大，由此功率因數(shù)改善電路的交直轉(zhuǎn)換效率降低。

此外，在上述專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行功率因數(shù)改善時的短路元件的短路控制是部分開關(guān)方式，即用開環(huán)控制短路開始時刻和短路時間，相對于電源周期僅在一定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行短路動作，因此雖然能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)改善以及直流輸出電壓的升壓，但是在諧波產(chǎn)生量較多的高負(fù)載側(cè)效果很小。因此，隨著今后諧波限制的加強(qiáng)，為了通過現(xiàn)有技術(shù)獲得充分的功率因數(shù)改善效果即諧波抑制能力，需要具有大電感值的電抗器，因此會產(chǎn)生交直轉(zhuǎn)換效率降低、電路大型化、成本上升的問題。此外，在將諧波產(chǎn)生量抑制到一定程度并使直流輸出電壓升壓的情況下，由于升壓能力存在極限，所以高負(fù)載側(cè)的運轉(zhuǎn)變得不穩(wěn)定，如果考慮高負(fù)載側(cè)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，則會導(dǎo)致負(fù)載的選擇范圍變窄。

本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，能夠在負(fù)載的整個運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)高效率化，并且能夠滿足高升壓性能和諧波標(biāo)準(zhǔn)。

為了解決上述問題、實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其包括：整流電路，其將來自交流電源的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力；短路部，其經(jīng)由連接在上述交流電源與上述整流電路之間的電抗器使上述交流電源短路；以及控制部，其在上述交流電源的半個周期內(nèi)生成用于控制上述短路部的多個開關(guān)脈沖，上述控制部在上述各開關(guān)脈沖的導(dǎo)通區(qū)間或斷開區(qū)間內(nèi)分階段地改變用于限制上述交流電源的電源電流的值的閾值。

根據(jù)本發(fā)明，能夠起到如下效果：通過分階段地改變閾值，能夠抑制在交流電源的半個周期內(nèi)的電源電流的峰值，在負(fù)載的整個運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)高效率化，并且能夠滿足高升壓性能和諧波標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖2是脈沖控制用基準(zhǔn)電壓生成電路的第一結(jié)構(gòu)圖。

圖3是脈沖控制用基準(zhǔn)電壓生成電路的第二結(jié)構(gòu)圖。

圖4是表示由電抗器、短路部、整流電路和平滑電容器構(gòu)成的簡易電路的圖。

圖5是表示在部分開關(guān)脈沖模式下交流電源的正極側(cè)半個周期內(nèi)使短路元件開關(guān)1次時的電源電流波形的圖。

圖6是脈沖轉(zhuǎn)換部沒有進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。

圖7是脈沖轉(zhuǎn)換部進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。

圖8是表示擴(kuò)大了電流控制范圍的狀態(tài)的圖。

圖9是表示縮窄了電流控制范圍的狀態(tài)的圖。

圖10是在比驅(qū)動信號的導(dǎo)通期間短的期間內(nèi)進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。

圖11是與從電源電壓的過零開始的經(jīng)過時間相對應(yīng)地改變基準(zhǔn)電壓時的動作的說明圖。

圖12是表示脈沖轉(zhuǎn)換部的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖13是使用圖12所示的脈沖轉(zhuǎn)換部時的動作的說明圖。

圖14是用于說明在電源電壓的半個周期內(nèi)驅(qū)動信號開關(guān)2次時的動作的圖。

圖15是表示本發(fā)明的實施方式2涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖16是用于說明本發(fā)明的實施方式2涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的動作的圖。

符號說明

1 交流電源

2 電抗器

3 整流電路

4 平滑電容器

5 直流電壓檢測部

6 電源電壓檢測部

7 電流檢測部

8 電流檢測元件

9 電流檢測單元

10 直流負(fù)載

20 控制部

21 驅(qū)動信號生成部

22 脈沖轉(zhuǎn)換部

23 基準(zhǔn)電壓控制部

24 脈沖傳遞部

30 短路部

31 二極管電橋

32 短路元件

100 電力轉(zhuǎn)換裝置

具體實施方式

以下，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的實施方式。另外，本發(fā)明不限定于下述實施方式。

實施方式1

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的結(jié)構(gòu)示例的圖。圖2是脈沖控制用基準(zhǔn)電壓生成電路的第一結(jié)構(gòu)圖。圖3是脈沖控制用基準(zhǔn)電壓生成電路的第二結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示由電抗器2、短路部30、整流電路3和平滑電容器4構(gòu)成的簡易電路的圖。圖5是表示在部分開關(guān)脈沖模式下交流電源1的正極側(cè)半個周期內(nèi)使短路元件32開關(guān)1次時的電源電流Is波形的圖。圖6是脈沖轉(zhuǎn)換部22沒有進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。圖7是脈沖轉(zhuǎn)換部22進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。圖8是表示擴(kuò)大了電流控制范圍的狀態(tài)的圖。圖9是表示縮窄了電流控制范圍的狀態(tài)的圖。圖10是在比驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t短的期間內(nèi)進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作的說明圖。圖11是與從電源電壓Vs的過零開始的經(jīng)過時間相對應(yīng)地改變基準(zhǔn)電壓V_ref時的動作的說明圖。圖12是表示脈沖轉(zhuǎn)換部22的結(jié)構(gòu)示例的圖。圖13是使用圖12所示的脈沖轉(zhuǎn)換部22時的動作的說明圖。圖14是在電源電壓Vs的半個周期內(nèi)驅(qū)動信號Sa開關(guān)2次時的動作的說明圖。

圖1所示的電力轉(zhuǎn)換裝置100基于從交流電源1供給的交流電壓生成直流電壓并供給到圖3所示的直流負(fù)載10，包括電抗器2、整流電路3、平滑電容器4、直流電壓檢測部5、電源電壓檢測部6、電流檢測單元9、控制部20、脈沖傳遞部24和短路部30。

電抗器2插入在整流電路3的一個輸入端與交流電源1之間。整流電路3通過電抗器2與交流電源1連接，將交流電源1的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。圖示例中的整流電路3由組合有四個二極管的二極管電橋構(gòu)成，但不限于此，也可以組合連接成二極管形成的作為單向?qū)ㄔ慕饘傺趸锇雽?dǎo)體場效應(yīng)晶體管而構(gòu)成。

在整流電路3的輸出端之間連接有平滑電容器4，平滑電容器4使從整流電路3輸出的全波整流波形的電壓平滑化。平滑電容器4的兩端與直流負(fù)載10并聯(lián)連接。

電流檢測單元9由電流檢測元件8和電流檢測部7構(gòu)成。電流檢測元件8連接在電抗器2與整流電路3之間，檢測連接位置處的電流值。作為一個示例，電流檢測元件8使用電流互感器或分流電阻。電流檢測部7由放大器或電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)，將與由電流檢測元件8檢測出的電流成正比的電壓轉(zhuǎn)換成控制部20能夠進(jìn)行處理的低壓范圍內(nèi)的電流檢測電壓Vis輸出。直流電壓檢測部5由放大器或電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)，檢測平滑電容器4的兩端電壓，并將檢測出的電壓轉(zhuǎn)換成控制部20能夠進(jìn)行處理的低壓范圍內(nèi)的電壓檢測值輸出。

作為雙向開關(guān)的短路部30包括：通過電抗器2與交流電源1并聯(lián)連接的二極管電橋31；以及與二極管電橋31的兩個輸出端連接的短路元件32。在短路元件32是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的情況下，短路元件32的柵極與脈沖傳遞部24連接，通過來自脈沖傳遞部24的作為柵極驅(qū)動信號的驅(qū)動信號Sa2使短路元件32導(dǎo)通/斷開，當(dāng)短路元件32導(dǎo)通時，交流電源1經(jīng)由電抗器2和二極管電橋31短路。

控制部20具有驅(qū)動信號生成部21、脈沖轉(zhuǎn)換部22和基準(zhǔn)電壓控制部23，由微處理器或中央處理單元構(gòu)成。

驅(qū)動信號生成部21基于由直流電壓檢測部5檢測出的直流輸出電壓Vdc的值、以及由電源電壓檢測部6檢測出的電源電壓Vs的值，生成用于控制短路部30的短路元件32的開關(guān)脈沖即多個驅(qū)動信號Sa。

此外，驅(qū)動信號生成部21生成遲滯基準(zhǔn)電壓，其是用于限制交流電源1的電源電流Is的值的閾值。在以下的說明中，將遲滯基準(zhǔn)電壓稱為基準(zhǔn)電壓V_ref，基準(zhǔn)電壓V_ref是用于限制交流電源1的電源電流Is的值的閾值。實施方式1的由驅(qū)動信號生成部21生成的基準(zhǔn)電壓V_ref是基準(zhǔn)電壓V_HA、基準(zhǔn)電壓V_HB、基準(zhǔn)電壓V_LA、基準(zhǔn)電壓V_LB?；鶞?zhǔn)電壓V_HA和基準(zhǔn)電壓V_HB是正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH，基準(zhǔn)電壓V_LA和基準(zhǔn)電壓V_LB是負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL?；鶞?zhǔn)電壓V_HB是電壓值比基準(zhǔn)電壓V_HA高的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓V_LB是電壓值比基準(zhǔn)電壓V_LA高的基準(zhǔn)電壓。

這些基準(zhǔn)電壓V_ref由圖2或圖3所示的電路生成。圖2的電路是通過由低通濾波器將驅(qū)動信號生成部21的端口輸出Sb即脈寬調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成直流值來生成基準(zhǔn)電壓V_ref的。在這種情況下，通過控制脈寬調(diào)制信號的占空比，能夠連續(xù)地(seamless)改變基準(zhǔn)電壓V_ref的值，使用該電路而生成的基準(zhǔn)電壓V_ref為基準(zhǔn)電壓V_HA、基準(zhǔn)電壓V_HB、基準(zhǔn)電壓V_LA、基準(zhǔn)電壓V_LB。

圖3的電路是通過由驅(qū)動信號生成部21的端口輸出Sb驅(qū)動開關(guān)元件TR而能夠以電阻Rb、Rc的分壓比分階段地改變基準(zhǔn)電壓V_ref的值，使用該電路分階段地生成的基準(zhǔn)電壓V_ref為基準(zhǔn)電壓V_HA、基準(zhǔn)電壓V_HB、基準(zhǔn)電壓V_LA、基準(zhǔn)電壓V_LB。另外，生成基準(zhǔn)電壓V_ref的電路不局限于此，可以由圖2或圖3所示的電路以外的已知電路生成基準(zhǔn)電壓V_ref，也可以使用在控制部20的外部生成的這些基準(zhǔn)電壓V_ref。

基準(zhǔn)電壓控制部23輸入有驅(qū)動信號Sa、由電源電壓檢測部6檢測出的電源電壓Vs、以及來自驅(qū)動信號生成部21的基準(zhǔn)電壓V_ref，在電源電壓Vs的半個周期檢測到的多個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通區(qū)間或斷開區(qū)間內(nèi)分階段地改變基準(zhǔn)電壓V_ref?；鶞?zhǔn)電壓控制部23的詳細(xì)情況將在后面說明。

脈沖轉(zhuǎn)換部22生成使電源電流Is的峰值處于電流控制范圍w內(nèi)的開關(guān)脈沖，該電流控制范圍w是交流電源1的電源電流Is的目標(biāo)控制范圍。具體而言，在脈沖轉(zhuǎn)換部22設(shè)定有以來自驅(qū)動信號生成部21的基準(zhǔn)電壓V_ref為中心值的電流控制范圍w的上限閾值和下限閾值。而且，為了使在驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)檢測到的電源電流Is的峰值處于上限閾值與下限閾值之間，脈沖轉(zhuǎn)換部22將驅(qū)動信號Sa分割成多個脈沖。分割后的驅(qū)動信號Sa成為驅(qū)動信號Sa1。另外，導(dǎo)通期間t是從驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通時開始至斷開時為止的期間。上限閾值是用于限制在短路部30導(dǎo)通時流過的短路電流的上限的閾值，下限閾值是被設(shè)定為值比上限閾值小的閾值。由脈沖轉(zhuǎn)換部22進(jìn)行的脈沖分割動作在交流電源1為正極和負(fù)極時進(jìn)行。

脈沖傳遞部24由電平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，以能夠進(jìn)行柵極驅(qū)動而進(jìn)行電壓電平轉(zhuǎn)換，將驅(qū)動信號Sa1轉(zhuǎn)換成驅(qū)動信號Sa2輸出。通過這樣得到的驅(qū)動信號Sa2，進(jìn)行短路部30的開關(guān)動作。

接著，對實施方式1的電力轉(zhuǎn)換裝置100的動作進(jìn)行說明。首先，對脈沖轉(zhuǎn)換部22沒有進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換時的動作進(jìn)行說明。另外，將在電流開環(huán)控制中在電源半個周期內(nèi)使短路部30導(dǎo)通/斷開1次至多次的模式稱為部分開關(guān)脈沖模式。

在圖4中示出了短路部30導(dǎo)通/斷開時的電流路徑。在短路部30導(dǎo)通時，由交流電源1、電抗器2和短路部30形成閉合電路，交流電源1經(jīng)由電抗器2短路。因此，電源電流Is流過閉合電路，在電抗器2中存儲按(1/2)×LI²求取的磁能。

存儲的能量在短路部30斷開的同時向直流負(fù)載10一側(cè)釋放，由整流電路3整流后輸送至平滑電容器4。通過該一連串動作，流過如圖5所示的電源電流Is，與無功率因數(shù)改善的被動模式(passive mode)相比能夠擴(kuò)展電源電流Is的導(dǎo)通角，從而能夠改善功率因數(shù)。

另外，在部分開關(guān)脈沖模式下，通過控制短路部30的短路開始時間和短路持續(xù)時間，能夠控制存儲在電抗器2中的能量，能夠使直流輸出電壓Vdc不分階段地升壓。此外，在圖5中，作為部分開關(guān)脈沖模式下的動作的一個示例，示出了在電源半個周期內(nèi)使短路部30開關(guān)1次時的作為單脈沖的驅(qū)動信號Sa1，但是在電源半個周期內(nèi)使短路部30開關(guān)的次數(shù)也可以為2次以上。

接著，對比不使脈沖轉(zhuǎn)換部22進(jìn)行動作時的電源電流Is的波形和使脈沖轉(zhuǎn)換部22進(jìn)行動作時的電源電流Is的波形來進(jìn)行說明。

圖6中示出了在沒有將來自驅(qū)動信號生成部21的作為單脈沖的驅(qū)動信號Sa轉(zhuǎn)換成多個脈沖時的電源電流Is的波形。在脈沖轉(zhuǎn)換部22沒有進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換的情況下，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的定時驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通，在驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)，驅(qū)動信號Sa1也導(dǎo)通與驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t相等的期間。因此，短路元件32的短路時間在電源電壓Vs升壓時與驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t成正比地變長，如圖示例那樣電源電流Is增加。然后，在電源電流Is達(dá)到設(shè)定值時驅(qū)動信號Sa斷開，在驅(qū)動信號Sa斷開的定時驅(qū)動信號Sa1斷開。

這樣，在短路元件32的短路時間變長的情況下，雖然電抗器2中能夠存儲更多的能量，但是電源電流Is的峰值增大，因此產(chǎn)生功率因數(shù)變差、諧波分量增加、電路損失增加等問題。

圖7中示出了將來自驅(qū)動信號生成部21的作為單脈沖的驅(qū)動信號Sa轉(zhuǎn)換成多個脈沖時的電源電流Is的波形。在脈沖轉(zhuǎn)換部22進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換的情況下，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的定時，驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通且電源電流Is增加。隨著電源電流Is的增加，從電流檢測部7輸出的電流檢測電壓Vis即由電流檢測部7檢測到的電流檢測值上升。然后，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的期間內(nèi)電流檢測值超過上限閾值時，脈沖轉(zhuǎn)換部22使驅(qū)動信號Sa1斷開。

由此，電源電流Is減小，電流檢測值下降。然后，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的期間內(nèi)電流檢測值低于下限閾值時，脈沖轉(zhuǎn)換部22再次使驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通。由此，電源電流Is再次增加，由電流檢測部7檢測到的電流檢測值上升。

這樣，在驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)驅(qū)動信號Sa1反復(fù)導(dǎo)通/斷開，其結(jié)果，驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)的電源電流Is的峰值被控制在電流控制范圍w內(nèi)。因此，在使直流輸出電壓Vdc升壓至較高的值時，圖7所示的驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)的電源電流Is的峰值與驅(qū)動信號Sa1斷開時的峰值相比被限制。

另外，如圖8、圖9所示那樣通過調(diào)整上限閾值和下限閾值，能夠控制上述驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)的驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)，使電源電流Is的波形發(fā)生變化。圖8所示的電流控制范圍w1設(shè)定得比圖9所示的電流控制范圍w2大。這樣，通過調(diào)整上限閾值和下限閾值，能夠與電抗器2、直流負(fù)載10和諧波標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)地來滿足性能。

在以上的說明中，對設(shè)定了與驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t相等的脈沖轉(zhuǎn)換許可期間的示例進(jìn)行了說明，但是脈沖轉(zhuǎn)換許可期間不需要與驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t相同，也可以如圖10所示那樣將比驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t短的時間設(shè)定為脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1。

根據(jù)圖10的示例，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的定時驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通，由此電源電流Is增加。但是，在達(dá)到脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1之前的時間里電流檢測值超過上限閾值的情況下，脈沖轉(zhuǎn)換部22也不進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換，當(dāng)表示脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1開始的脈沖導(dǎo)通時，驅(qū)動信號Sa1斷開且電源電流Is下降。然后，在脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1內(nèi)電流檢測值低于下限閾值時，通過脈沖轉(zhuǎn)換部22使驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通，電源電流Is增加。然后，在脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1內(nèi)電流檢測值超過上限閾值時，通過脈沖轉(zhuǎn)換部22使驅(qū)動信號Sa1斷開，電源電流Is再次減少。

這樣，在設(shè)定了比驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t短的脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1的情況下，脈沖轉(zhuǎn)換許可期間t1內(nèi)的電源電流Is的峰值也被控制在電流控制范圍w內(nèi)。其結(jié)果，與設(shè)定了與驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t相等的脈沖轉(zhuǎn)換許可期間的情況相比，驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)減少，能夠抑制元件的損失從而抑制溫度上升，并降低噪聲。

在以上的說明中，對基準(zhǔn)電壓V_ref在電源半個周期內(nèi)為固定值的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行了說明，但是上限閾值和下限閾值不需要是固定值，也可以如圖11所示那樣采用與從電源電壓Vs過零開始的經(jīng)過時間相對應(yīng)地改變基準(zhǔn)電壓V_ref的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)圖11的結(jié)構(gòu)示例，在驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通的定時驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通，由此電源電流Is增加。然后，從過零時刻開始至經(jīng)過一定時間T1為止，脈沖轉(zhuǎn)換部22根據(jù)上限閾值1和下限閾值1進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換。下限閾值1是比上限閾值1低的閾值。其結(jié)果，在一定時間T1的期間內(nèi)，電源電流Is的峰值被控制在電流控制范圍w1內(nèi)。

進(jìn)而，在從經(jīng)過了一定時間T1的時刻開始至經(jīng)過一定時間T2為止的期間內(nèi)，根據(jù)上限閾值2和下限閾值2進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換，該上限閾值2和下限閾值2以比電流控制范圍w1的基準(zhǔn)電壓V_ref高的基準(zhǔn)電壓V_ref為中心。上限閾值2是比上限閾值1高的閾值，下限閾值2是比上限閾值2低且比上限閾值1高的閾值。其結(jié)果，在一定時間T2的期間內(nèi)，電源電流Is的峰值被控制在電流控制范圍w2內(nèi)。

進(jìn)而，在從經(jīng)過了一定時間T2的時刻開始至驅(qū)動信號Sa斷開的時刻為止的期間T3內(nèi)，根據(jù)上限閾值1和下限閾值1進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換，該上限閾值1和下限閾值1的值與從過零時刻開始至經(jīng)過一定時間T1為止設(shè)定的上限閾值和下限閾值相同。其結(jié)果，在一定時間T3期間內(nèi)，電源電流Is的峰值被控制在電流控制范圍w1內(nèi)。

通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在特定階數(shù)的諧波分量相對于諧波限制值大量產(chǎn)生的情況下，減小其大小。

接著，對脈沖轉(zhuǎn)換部22的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行說明。圖12所示的脈沖轉(zhuǎn)換部22由正極側(cè)遲滯比較器HCH、負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL和多個邏輯IC構(gòu)成。

正極側(cè)遲滯比較器HCH輸入有電流檢測部7的輸出即電流檢測電壓Vis和來自驅(qū)動信號生成部21的正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH。負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL輸入有電流檢測電壓Vis和來自驅(qū)動信號生成部21的負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL。

另外，圖1所示的電流檢測部7具有設(shè)置在電流檢測元件8的輸出級的電平轉(zhuǎn)換電路和放大器，使1/2Vd即低壓系統(tǒng)電源Vd的一半的值與0安培相當(dāng)，將由電流檢測元件8檢測出的交流電流波形轉(zhuǎn)換成作為電壓信號的電流檢測電壓Vis輸出。由此，圖12的脈沖轉(zhuǎn)換部22能夠與電流極性無關(guān)地生成驅(qū)動信號Sa1。

接著，使用圖13，對圖12所示的脈沖轉(zhuǎn)換部22的動作進(jìn)行說明。

在正極側(cè)遲滯比較器HCH中，基于通過式(1)計算出的正極側(cè)上限閾值V_THH(H)、通過式(2)計算出的正極側(cè)下限閾值V_THH(L)和正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH之間的關(guān)系，確定與正極側(cè)的電流控制范圍w對應(yīng)的遲滯Δ。此外，正極側(cè)遲滯比較器HCH的輸出被邏輯NOT(非)IC3反轉(zhuǎn)。邏輯AND(與)IC2’對邏輯NOT IC3的輸出和驅(qū)動信號Sa進(jìn)行邏輯AND，輸出正極側(cè)驅(qū)動信號SaH。另外，式(1)的V_d表示低壓系統(tǒng)電源，式(2)的V_OL表示運算放大器的輸出飽和電壓。

同樣，在負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL中，通過式(1)計算負(fù)極側(cè)上限閾值V_THL(H)，通過式(2)計算負(fù)極側(cè)下限閾值V_THL(L)。

基于負(fù)極側(cè)上限閾值V_THL(H)、負(fù)極側(cè)下限閾值V_THL(L)和負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的關(guān)系，確定與負(fù)極側(cè)的電流控制范圍w對應(yīng)的遲滯Δ。通過邏輯AND IC2對負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL的輸出和驅(qū)動信號Sa進(jìn)行邏輯AND，輸出負(fù)極側(cè)驅(qū)動信號SaL。然后，通過邏輯AND IC4對正極側(cè)驅(qū)動信號SaH和負(fù)極側(cè)驅(qū)動信號SaL進(jìn)行邏輯AND，輸出作為邏輯AND的結(jié)果的驅(qū)動信號Sa1。

通過使用如圖12所示具有多個遲滯比較器的脈沖轉(zhuǎn)換部22，能夠與電流極性無關(guān)地生成驅(qū)動信號Sa1，能夠控制圖13的電源電流Is即電流檢測電壓Vis的波形。因此，能夠抑制在短路部30導(dǎo)通時流過的短路電流的峰值，并且使直流輸出電壓Vdc升壓。

此外，圖12的遲滯比較器能夠通過改變電阻R1、R2、R3的電阻值來變更遲滯Δ的寬度。例如使開關(guān)和電阻的串聯(lián)電路與電阻R2或電阻R2’并聯(lián)連接，通過對開關(guān)進(jìn)行開閉能夠切換合成電阻值。

接著，對在電源電壓Vs的半個周期內(nèi)驅(qū)動信號Sa開關(guān)2次時的動作進(jìn)行說明。

在圖14中示出了在電源電壓Vs的半個周期內(nèi)驅(qū)動信號Sa開關(guān)2次時的基準(zhǔn)電壓、驅(qū)動信號Sa1和電源電流Is的變化的狀況。電源電壓Vs為正極性時的兩個驅(qū)動信號Sa中，從第一個驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通時開始至斷開時為止的期間是導(dǎo)通期間t1，從第二個驅(qū)動信號Sa導(dǎo)通時開始至斷開時為止的期間是導(dǎo)通期間t2。同樣，電源電壓Vs為負(fù)極性時由基準(zhǔn)電壓控制部23檢測的兩個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t1、t2也是同樣的。

X1表示電源電壓Vs從負(fù)極性變化為正極性時的電源過零點。Y1表示從電源電壓Vs為正極性時檢測到的第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿被檢測出的時刻開始經(jīng)過了一定時間后的時刻。X2表示電源電壓Vs從正極性變化為負(fù)極性時的電源過零點。Y2表示從電源電壓Vs為負(fù)極性時檢測到的第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿被檢測出的時刻開始經(jīng)過了一定時間后的時刻。

對基準(zhǔn)電壓控制部23將電源電壓Vs判斷為正極性時的動作進(jìn)行說明。在將電源電壓Vs判斷為正極性時，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y1之前選擇基準(zhǔn)電壓V_HB，在時刻Y1選擇基準(zhǔn)電壓V_HA。即，當(dāng)電源電壓Vs為正極性時，在檢測到第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿之前，基準(zhǔn)電壓控制部23將正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH維持為較高的值。此外，在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23使正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的值向下降的方向變化。

脈沖轉(zhuǎn)換部22與由基準(zhǔn)電壓控制部23變更后的正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH相對應(yīng)地控制驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)。因此，選擇了基準(zhǔn)電壓V_HB時的驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通與第一個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t1相等的期間。

另一方面，選擇基準(zhǔn)電壓V_HA之后的驅(qū)動信號Sa1形成為將電源電壓Vs為正極性時的第二個驅(qū)動信號Sa分割成多個脈沖的波形。具體而言，在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)，正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH向下降的方向變化時，第二個驅(qū)動信號Sa被分割成多個開關(guān)脈沖。分割后的多個開關(guān)脈沖即多個驅(qū)動信號Sa1輸出到脈沖傳遞部24。

在從X1至Y1的期間內(nèi)電源電流Is的值較小，因此通過基準(zhǔn)電壓控制部23選擇電壓值比基準(zhǔn)電壓V_HA高的基準(zhǔn)電壓V_HB，能夠?qū)﹄娫措娏鱅s的值進(jìn)行限制的動作模擬性地中斷。此外，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y1選擇基準(zhǔn)電壓V_HA，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_HA為中心值的電流控制范圍w內(nèi)。

另外，在電源電壓Vs為負(fù)極性時，脈沖轉(zhuǎn)換部22不進(jìn)行基于正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的脈沖分割動作。因此，在電源電壓Vs為正極性時選擇基準(zhǔn)電壓V_HA之后，切換到基準(zhǔn)電壓V_HB的定時可以是從定時X1開始經(jīng)過1個周期之后的電源過零點，也可以是從正極性時的第一個驅(qū)動信號Sa上升的定時開始經(jīng)過1個周期之后的定時。

接著，對基準(zhǔn)電壓控制部23將電源電壓Vs判斷為負(fù)極性時的動作進(jìn)行說明。在將電源電壓Vs判斷為負(fù)極性時，基準(zhǔn)電壓控制部23在從X2至Y2的期間內(nèi)選擇基準(zhǔn)電壓V_LA，在時刻Y2選擇基準(zhǔn)電壓V_LB。即，當(dāng)電源電壓Vs為負(fù)極性時，在檢測到第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿之前，基準(zhǔn)電壓控制部23將負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL維持為較低的值。此外，基準(zhǔn)電壓控制部23在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)使負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的值向上升的方向變化。

脈沖轉(zhuǎn)換部22與由基準(zhǔn)電壓控制部23控制的負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL相對應(yīng)地控制驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)。因此，選擇了基準(zhǔn)電壓V_LA時的驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通與第一個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t1相等的期間。

另一方面，選擇基準(zhǔn)電壓V_LB之后的驅(qū)動信號Sa1形成為將電源電壓Vs為負(fù)極性時檢測到的第二個驅(qū)動信號Sa分割成多個脈沖的波形。具體而言，在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL向上升的方向變化時，第二個驅(qū)動信號Sa被分割成多個開關(guān)脈沖即多個驅(qū)動信號Sa1。分割后的多個驅(qū)動信號Sa1輸出到脈沖傳遞部24。

在從X2至Y2的期間內(nèi)電源電流Is的絕對值較小，因此通過基準(zhǔn)電壓控制部23選擇電壓值比基準(zhǔn)電壓V_LB低的基準(zhǔn)電壓V_LA，能夠?qū)﹄娫措娏鱅s的值進(jìn)行限制的動作模擬性地中斷。此外，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y2選擇基準(zhǔn)電壓V_LB，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_LB為中心值的電流控制范圍w內(nèi)。

另外，在電源電壓Vs為正極性時，脈沖轉(zhuǎn)換部22不進(jìn)行基于負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的脈沖分割動作。因此，在電源電壓Vs為負(fù)極性時選擇基準(zhǔn)電壓V_LB之后，切換到基準(zhǔn)電壓V_LA的定時可以是從定時X2開始經(jīng)過1個周期之后的電源過零點，也可以是從負(fù)極性時的第一個驅(qū)動信號Sa上升的定時開始經(jīng)過1個周期之后的定時。

實施方式2

圖15是表示本發(fā)明的實施方式2涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的結(jié)構(gòu)示例的圖。圖16是用于說明本發(fā)明的實施方式2涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的動作的圖。與實施方式1的不同之處在于，使用三個不同值的基準(zhǔn)電壓作為正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH，并且使用三個不同值的基準(zhǔn)電壓作為負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL。對與實施方式1相同的部分標(biāo)注相同的符號并省略其說明，這里僅對不同的部分進(jìn)行說明。

實施方式2的由驅(qū)動信號生成部21生成的基準(zhǔn)電壓V_ref為基準(zhǔn)電壓V_HA、基準(zhǔn)電壓V_HB、基準(zhǔn)電壓V_HC、基準(zhǔn)電壓V_LA、基準(zhǔn)電壓V_LB和基準(zhǔn)電壓V_LC。

基準(zhǔn)電壓V_HA、基準(zhǔn)電壓V_HB和基準(zhǔn)電壓V_HC是正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH，基準(zhǔn)電壓V_LA、基準(zhǔn)電壓V_LB和基準(zhǔn)電壓V_LC是負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL。基準(zhǔn)電壓V_HC是電壓值比基準(zhǔn)電壓V_HA高且比基準(zhǔn)電壓V_HB低的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓V_LC是電壓值比基準(zhǔn)電壓V_LA高且比基準(zhǔn)電壓V_LB低的基準(zhǔn)電壓。這些基準(zhǔn)電壓V_ref由圖2或圖3所示的電路生成。

接著，對在電源電壓Vs的半個周期內(nèi)驅(qū)動信號Sa開關(guān)2次時的動作進(jìn)行說明。

圖16中所示的符號X1、X2、Y1、Y2與實施方式1中所說明的一樣。Y3表示從時刻Y1開始經(jīng)過了在電源電壓Vs為正極性時檢測到的第二個導(dǎo)通期間t2之前的時刻。Y4表示從時刻Y2開始經(jīng)過了在電源電壓Vs為負(fù)極性時檢測到的第二個導(dǎo)通期間t2之前的時刻。

對基準(zhǔn)電壓控制部23將電源電壓Vs判斷為正極性時的動作進(jìn)行說明。在將電源電壓Vs判斷為正極性時，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y1之前選擇基準(zhǔn)電壓V_HB，在時刻Y1選擇基準(zhǔn)電壓V_HA，在時刻Y3選擇基準(zhǔn)電壓V_HC。即，在電源電壓Vs為正極性時，在檢測到第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿之前，基準(zhǔn)電壓控制部23將正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH維持為較高的值。此外，在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23使正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的值向下降的方向變化。進(jìn)一步，基準(zhǔn)電壓控制部23在第二個導(dǎo)通期間t2即驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通區(qū)間內(nèi)使正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的值向上升的方向變化。

脈沖轉(zhuǎn)換部22與由基準(zhǔn)電壓控制部23控制的正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH相對應(yīng)地控制驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)。因此，選擇了基準(zhǔn)電壓V_HB時的驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通與第一個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t1相等的期間。

另一方面，選擇基準(zhǔn)電壓V_HA和V_HC之后的驅(qū)動信號Sa1形成為將電源電壓Vs為正極性時檢測到的第二個驅(qū)動信號Sa分割成多個脈沖的波形。在圖16中，選擇了基準(zhǔn)電壓V_HC時的驅(qū)動信號Sa1的寬度比選擇了基準(zhǔn)電壓V_HA時的驅(qū)動信號Sa1的寬度大。

在從X1至Y1的期間內(nèi)電源電流Is的值較小，因此通過基準(zhǔn)電壓控制部23選擇電壓值比基準(zhǔn)電壓V_HA高的基準(zhǔn)電壓V_HB，能夠?qū)﹄娫措娏鱅s的值進(jìn)行限制的動作模擬性地中斷。此外，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y1選擇基準(zhǔn)電壓V_HA，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_HA為中心值的電流控制范圍w1內(nèi)。而且，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y3選擇基準(zhǔn)電壓V_HC，能夠使電源電流Is的峰值處于比電流控制范圍w1的值大的電流控制范圍w2內(nèi)。即，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_HC為中心值的電流控制范圍w2內(nèi)。其結(jié)果，能夠得到接近正弦波的電源電流Is，正極性的電源電壓Vs的峰值付近的電源電流Is容易流過。

另外，在電源電壓Vs為負(fù)極性時，脈沖轉(zhuǎn)換部22不進(jìn)行基于正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的脈沖分割動作。因此，在電源電壓Vs為正極性時選擇基準(zhǔn)電壓V_HC之后，切換到基準(zhǔn)電壓V_HB的定時可以是從定時X1開始經(jīng)過1個周期之后的電源過零點，也可以是從正極性時的第一個驅(qū)動信號Sa上升的定時開始經(jīng)過1個周期之后的定時。

接著，對基準(zhǔn)電壓控制部23將電源電壓Vs判斷為負(fù)極性時的動作進(jìn)行說明。在將電源電壓Vs判斷為負(fù)極性時，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y2之前選擇基準(zhǔn)電壓V_LA，在時刻Y2選擇基準(zhǔn)電壓V_LB。進(jìn)而，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y4選擇基準(zhǔn)電壓V_LC。即，在電源電壓Vs為負(fù)極性時，在檢測到第一個驅(qū)動信號Sa的下降沿之前，基準(zhǔn)電壓控制部23將負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL維持為較低的值。此外，在第一個驅(qū)動信號Sa與第二個驅(qū)動信號Sa之間的斷開區(qū)間內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23使負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的值向上升的方向變化。而且，在第二個導(dǎo)通期間t2即驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通區(qū)間內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23使負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的值向下降的方向變化。

脈沖轉(zhuǎn)換部22與由基準(zhǔn)電壓控制部23控制的負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL相對應(yīng)地控制驅(qū)動信號Sa1的開關(guān)次數(shù)。因此，選擇了基準(zhǔn)電壓V_LA時的驅(qū)動信號Sa1導(dǎo)通與第一個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通期間t1相等的期間。

另一方面，選擇基準(zhǔn)電壓V_LB和V_LC之后的驅(qū)動信號Sa1形成為將電源電壓Vs為負(fù)極性時檢測到的第二個驅(qū)動信號Sa分割成多個脈沖的波形。在圖16中，選擇了基準(zhǔn)電壓V_LC時的驅(qū)動信號Sa1的寬度比選擇了基準(zhǔn)電壓V_LB時的驅(qū)動信號Sa1的寬度大。

在從X2至Y2的期間內(nèi)電源電流Is的絕對值較小，因此通過基準(zhǔn)電壓控制部23選擇電壓值比基準(zhǔn)電壓V_LA高的基準(zhǔn)電壓V_LB，能夠?qū)﹄娫措娏鱅s的值進(jìn)行限制的動作模擬性地中斷。此外，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y2選擇基準(zhǔn)電壓V_LB，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_LB為中心值的電流控制范圍w1內(nèi)。進(jìn)而，通過基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y4選擇基準(zhǔn)電壓V_LC，能夠使電源電流Is的峰值處于絕對值比電流控制范圍w1的絕對值大的電流控制范圍w2內(nèi)。即，能夠使電源電流Is的峰值處于以基準(zhǔn)電壓V_LC為中心值的電流控制范圍w2內(nèi)。其結(jié)果，能夠得到接近正弦波的電源電流Is，負(fù)極性的電源電壓Vs的峰值付近的電源電流Is容易流過。

另外，在電源電壓Vs為正極性時，脈沖轉(zhuǎn)換部22不進(jìn)行基于負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的脈沖分割動作。因此，在電源電壓Vs為負(fù)極性時選擇基準(zhǔn)電壓V_LC之后，切換到基準(zhǔn)電壓V_HA的定時可以是從定時X2開始經(jīng)過1個周期之后的電源過零點，也可以是從負(fù)極性時的第一個驅(qū)動信號Sa上升的定時開始經(jīng)過1個周期之后的定時。

根據(jù)實施方式2的電力轉(zhuǎn)換裝置100，能夠得到更接近正弦波的電源電流Is。因此，正極性或負(fù)極性的電源電壓Vs的峰值付近的電源電流Is容易流過。另外，在實施方式2中對基準(zhǔn)電壓V_ref的可變數(shù)量為三個的示例進(jìn)行了說明，但是基準(zhǔn)電壓V_ref的可變數(shù)量不局限于三個，也可以是四個以上。具體而言，在檢測出正極性的電源電壓Vs時，在第二個導(dǎo)通期間t2內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y3選擇基準(zhǔn)電壓V_HC之后，進(jìn)一步選擇比基準(zhǔn)電壓V_HC高且比基準(zhǔn)電壓V_HB低的基準(zhǔn)電壓，由此能夠得到更接近正弦波的正極性的電源電流Is。此外，在檢測出負(fù)極性的電源電壓Vs時，在第二個導(dǎo)通期間t2內(nèi)，基準(zhǔn)電壓控制部23在時刻Y4選擇基準(zhǔn)電壓V_LC之后，進(jìn)一步選擇比基準(zhǔn)電壓V_LC低且比基準(zhǔn)電壓V_LA高的基準(zhǔn)電壓，由此能夠得到更接近正弦波的負(fù)極性的電源電流Is。

另外，在實施方式1、2中采用在交流電源1的每半個周期內(nèi)改變基準(zhǔn)電壓V_ref的結(jié)構(gòu)，其中，該基準(zhǔn)電壓V_ref是用于控制交流電源1的電源電流Is的值的閾值，但是也可以采用僅在交流電源1的一個極性例如正極性時改變基準(zhǔn)電壓V_ref的結(jié)構(gòu)。

此外，在實施方式1、2中，對使用由電流檢測部7檢測出的電源電流Is控制短路部30的示例進(jìn)行了說明，但不局限于此。事先通過試驗使電源電流Is與開關(guān)脈沖即多個驅(qū)動信號Sa1相對應(yīng)，并且從外部輸入或使控制部20存儲該對應(yīng)關(guān)系，由此不檢測電源電流Is也能夠進(jìn)行短路部30的控制。這樣，只要根據(jù)構(gòu)建的系統(tǒng)規(guī)格來選擇是否需要檢測電源電流Is即可。

此外，在實施方式1、2中，用由硬件構(gòu)成的遲滯比較器生成驅(qū)動信號Sa1，但是遲滯比較器也可以由軟件構(gòu)成。在由軟件構(gòu)成的情況下，也能夠獲得同樣的效果，但是與由硬件構(gòu)成的情況相比，控制部20的負(fù)荷增大，因此從減輕負(fù)荷的觀點出發(fā)優(yōu)選遲滯比較器由硬件構(gòu)成。

此外，實施方式1、2的電力轉(zhuǎn)換裝置100使用由設(shè)置在控制部20外部的電流檢測單元9檢測出的電流檢測值生成驅(qū)動信號Sa1，但是也可以不使用電流檢測部7而直接由控制部20檢測電源電流Is的值來生成驅(qū)動信號Sa1。

如以上說明的那樣，實施方式1、2涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100包括：整流電路3，其將來自交流電源1的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力；短路部30，其經(jīng)由連接在交流電源1與整流電路3之間的電抗器2使交流電源1短路；以及控制部20，其在交流電源1的半個周期內(nèi)生成用于控制短路部30的、作為開關(guān)脈沖的多個驅(qū)動信號Sa，控制部20在多個驅(qū)動信號Sa的導(dǎo)通區(qū)間或斷開區(qū)間內(nèi)分階段地改變基準(zhǔn)電壓V_ref，該基準(zhǔn)電壓V_ref是用于限制交流電源1的電源電流Is的值的閾值。

采用這種結(jié)構(gòu)，與以往的簡易開關(guān)比較器相比，能夠抑制電源電流Is的峰值并且使直流輸出電壓Vdc升壓。此外，由于能夠抑制電源電流Is的峰值，所以能夠抑制短路部30導(dǎo)通時的電源電流Is的失真，能夠抑制諧波分量。此外，由于能夠抑制電源電流Is的峰值，所以能夠擴(kuò)展電源電流Is的流過期間，能夠提高功率因數(shù)。此外，由于能夠抑制電源電流Is的峰值，所以能夠抑制構(gòu)成交流電源1的濾波電路和其他部件的容量增加，能夠抑制成本上升。此外，根據(jù)實施方式1、2的電力轉(zhuǎn)換裝置100，在電源半個周期內(nèi)實施多次開關(guān)的情況下，也不需要進(jìn)行各開關(guān)脈沖的設(shè)定時間的設(shè)計，由于能夠設(shè)計與正負(fù)極對應(yīng)的電流上限、下限處的閾值，因此控制設(shè)計較容易。此外，根據(jù)實施方式1、2的電力轉(zhuǎn)換裝置100，由于能夠與負(fù)荷條件無關(guān)地通過適當(dāng)?shù)拈_關(guān)次數(shù)和脈沖定時進(jìn)行控制，所以能夠降低設(shè)計負(fù)擔(dān)。

此外，根據(jù)實施方式1、2的電力轉(zhuǎn)換裝置100，能夠在電源半個周期內(nèi)改變基準(zhǔn)電壓V_ref，所以與不改變基準(zhǔn)電壓V_ref的情況相比，能夠提高電源電流Is的控制自由度。此外，在中央處理單元的處理能力不太高的情況下，通過由遲滯比較器進(jìn)行控制部20的處理的一部分，能夠減輕控制部20的運算負(fù)荷，不會產(chǎn)生裝置過度發(fā)熱，并且在安全的工作范圍內(nèi)高可靠性地驅(qū)動系統(tǒng)。而在中央處理單元的處理能力較高的情況下，不使用遲滯比較器也能夠高可靠性地驅(qū)動系統(tǒng)。在這種情況下，部件的安裝面積可以較小。以上，能夠制作與所使用的中央處理單元的處理能力相對應(yīng)的最優(yōu)電力轉(zhuǎn)換裝置100。此外，通過改變基準(zhǔn)電壓V_ref，能夠防止開關(guān)脈沖的過度增加，能夠抑制噪聲的產(chǎn)生。此外，通過改變基準(zhǔn)電壓V_ref，能夠?qū)⒚}沖分割動作僅限制在特定的區(qū)域內(nèi)。因此，能夠降低由于開關(guān)動作引起的噪音。

此外，實施方式1、2的控制部20也可以基于作為閾值的基準(zhǔn)電壓V_ref來分割開關(guān)脈沖即驅(qū)動信號Sa并輸出，在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，能夠得到接近正弦波的電源電流Is，正極性的電源電壓Vs的峰值付近的電源電流Is容易流過。

此外，實施方式1、2的控制部20也可以在各開關(guān)脈沖中的一個開關(guān)脈沖與另一個開關(guān)脈沖之間的斷開區(qū)間內(nèi)改變閾值。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠抑制電源電流Is的變動，并且與在斷開區(qū)間和導(dǎo)通區(qū)間雙方都改變閾值的情況相比，能夠減輕控制部20的運算負(fù)荷，能夠用比較廉價的中央處理單元制作電力轉(zhuǎn)換裝置100。

此外，實施方式1、2的控制部20也可以在各開關(guān)脈沖中的一個開關(guān)脈沖與另一個開關(guān)脈沖之間的斷開區(qū)間之后產(chǎn)生的開關(guān)脈沖的導(dǎo)通區(qū)間內(nèi)改變閾值。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠抑制電源電流Is的變動，并且與在斷開區(qū)間和導(dǎo)通區(qū)間雙方都改變閾值的情況相比，能夠減輕控制部20的運算負(fù)荷，能夠用比較廉價的中央處理單元制作電力轉(zhuǎn)換裝置100。

此外，實施方式1、2的控制部20也可以在交流電源1的每個周期內(nèi)改變作為閾值的基準(zhǔn)電壓V_ref。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠抑制電源電流Is的變動，并且與在交流電源1的每半個周期內(nèi)改變閾值的情況相比，能夠減輕控制部20的運算負(fù)荷，能夠用比較廉價的中央處理單元制作電力轉(zhuǎn)換裝置100。

此外，實施方式1、2的控制部20也可以僅在交流電源1為正極性或負(fù)極性時改變作為閾值的基準(zhǔn)電壓V_ref。采用這種結(jié)構(gòu)，與在交流電源1的每半個周期內(nèi)改變閾值的情況相比，能夠減輕控制部20的運算負(fù)荷。

如上所述，本發(fā)明對于具有使交流電源短路的短路部的電力轉(zhuǎn)換裝置是有效的。