本發(fā)明涉及將交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的電力轉(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(shí)刻和短路時(shí)間，來實(shí)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(duì)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(gè)階段，并通過對(duì)短路元件進(jìn)行開環(huán)式的短路可變控制，將該分成兩個(gè)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)改善這兩個(gè)階段，由此整體上構(gòu)成四個(gè)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，其與根據(jù)負(fù)載對(duì)應(yīng)地設(shè)定的直流輸出電壓基準(zhǔn)值和平滑電容器的端子間電壓的偏差值相對(duì)應(yīng)地輸出直流電壓控制信號(hào)，并且還設(shè)置有電流基準(zhǔn)運(yùn)算部，其基于來自直流電壓控制部的控制信號(hào)和與交流電源同步的正弦波狀同步信號(hào)之積來輸出電流基準(zhǔn)信號(hào)。通過比較該電流基準(zhǔn)信號(hào)和整流元件的交流側(cè)電流，高頻地對(duì)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(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第2140103號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)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(gè)負(fù)載區(qū)域中對(duì)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(dòng)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(shí)的短路元件的短路控制是部分開關(guān)方式，即以開環(huán)方式控制短路開始時(shí)刻和短路時(shí)間，相對(duì)于電源周期僅在一定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行短路動(dòng)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(huì)產(chǎn)生交直轉(zhuǎn)換效率降低、電路大型化、成本增加的問題。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(yùn)轉(zhuǎn)變得不穩(wěn)定，或者如果考慮高負(fù)載側(cè)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，則會(huì)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(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)實(shí)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(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置具備：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，其使上述交流電源經(jīng)由連接在上述交流電源與上述整流電路之間的電抗器短路；以及控制部，其在上述交流電源的半個(gè)周期中控制上述短路部的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作，其中，上述控制部具有：驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部，其生成用于控制上述短路部的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作的開關(guān)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及脈沖分割部，其將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖。

本發(fā)明涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置起到能夠在負(fù)載的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)都實(shí)現(xiàn)高效化并且滿足高升壓性能及諧波標(biāo)準(zhǔn)的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(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是表示第二脈沖分割部的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖5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(jiǎn)易電路的圖。

圖6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(gè)周期中使短路元件開關(guān)一次時(shí)的電源電流波形的圖。

圖7是表示沒有將驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流的波形的圖。

圖8是表示將驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流的波形的圖。

圖9是表示在正極側(cè)半個(gè)周期中和負(fù)極側(cè)半個(gè)周期中將驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流的波形的圖。

圖10是表示在電源半個(gè)周期中使短路部開關(guān)一次的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的圖。

圖11是表示在電源半個(gè)周期中使短路部開關(guān)多次的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的圖。

圖12是表示第一脈沖分割部利用的數(shù)據(jù)的生成步驟的流程圖。

圖13是表示由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間、由第二脈沖分割部分割而成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的圖。

圖14是表示在電源半個(gè)周期中生成的N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通占空比的經(jīng)時(shí)變化的圖。

圖15是表示在電源半個(gè)周期中生成的N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的斷開占空比的經(jīng)時(shí)變化的圖。

圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的第一變形例的圖。

圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的第二變形例的圖。

符號(hào)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(cè)部；6電源電壓檢測(cè)部；7電流檢測(cè)部；8電流檢測(cè)元件；9電流檢測(cè)單元；10負(fù)載；20控制部；21驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部；22脈沖傳遞部；23脈沖分割部；23a第一脈沖分割部；23b第二脈沖分割部；23c數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部；23d選擇器；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(shí)施方式

下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置詳細(xì)地進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。

實(shí)施方式

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的結(jié)構(gòu)示例的圖。其包括將來自交流電源1的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的整流電路3、連接在交流電源1與整流電路3之間的電抗器2、檢測(cè)交流電源1的電源電流Is的電流檢測(cè)單元9、連接在整流電路3的輸出端之間且使從整流電路3輸出的全波整流波形的電壓平滑化的平滑電容器4、檢測(cè)平滑電容器4的兩端電壓即直流輸出電壓Vdc的直流電壓檢測(cè)部5、檢測(cè)交流電源1的電源電壓Vs的電源電壓檢測(cè)部6、使交流電源1經(jīng)由電抗器2短路的短路部30、以及在交流電源1的半個(gè)周期中生成多個(gè)開關(guān)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa2，并通過所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa2控制短路部30的開關(guān)動(dòng)作的控制部20。

相對(duì)于短路部30，電抗器2連接在靠交流電源1側(cè)，插入在整流電路3的一個(gè)輸入端與交流電源1之間。整流電路3由組合有四個(gè)二極管的二極管電橋構(gòu)成。另外，整流電路3的結(jié)構(gòu)不限于此，也可以將作為二極管連接的單向?qū)ㄔ唇饘傺趸锇雽?dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行組合而構(gòu)成。

直流電壓檢測(cè)部5由放大器或電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)平滑電容器4的兩端電壓，并將檢測(cè)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(cè)值的直流輸出電壓Vdc輸出。

電流檢測(cè)單元9由電流檢測(cè)元件8和電流檢測(cè)部7構(gòu)成。電流檢測(cè)元件8連接在電抗器2與整流電路3之間，檢測(cè)連接位置處的電流值。作為一個(gè)示例，電流檢測(cè)元件8使用電流互感器或分流電阻。電流檢測(cè)部7由放大器或電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)，將與由電流檢測(cè)元件8檢測(cè)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(cè)電壓Vis輸出。

作為雙向開關(guān)的短路部30包括：經(jīng)由電抗器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(gè)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(chǎng)效應(yīng)晶體管的情況下，短路元件32的柵極與脈沖傳遞部22連接，通過來自脈沖傳遞部22的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa2使短路元件32導(dǎo)通、斷開。當(dāng)短路元件32導(dǎo)通時(shí)，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由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具有：驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21，其基于直流輸出電壓Vdc和電源電壓Vs生成用于控制短路部30的短路元件32的開關(guān)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa和基準(zhǔn)電壓V_ref；脈沖分割部23，其將來自驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)脈沖，并將分割后的多個(gè)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1輸出到脈沖傳遞部22；以及脈沖傳遞部22，其將來自脈沖分割部23的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa2傳遞到短路部30。

基準(zhǔn)電壓V_ref是遲滯基準(zhǔn)電壓，即用于限制電源電流Is的值的閾值。基準(zhǔn)電壓V_ref包括正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH和負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL。對(duì)于生成基準(zhǔn)電壓V_ref的電路將在后文中進(jìn)行說明。

脈沖分割部23具有：第一脈沖分割部23a，其通過軟件處理將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1；第二脈沖分割部23b，其通過硬件處理將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c，其用于存儲(chǔ)第一脈沖分割部23a的運(yùn)算所需的數(shù)據(jù)；以及作為選擇部的選擇器23d，其選擇來自第一脈沖分割部23a的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1或來自第二脈沖分割部23b的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1并將其輸出到脈沖傳遞部22。第一脈沖分割部23a和第二脈沖分割部23b的詳情將在后文中說明。

在選擇器23d的輸入側(cè)有兩個(gè)端子，內(nèi)部觸點(diǎn)與X側(cè)端子連接時(shí)由第一脈沖分割部23a生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1被輸出到脈沖傳遞部22，內(nèi)部觸點(diǎn)與Y側(cè)端子連接時(shí)由第二脈沖分割部23b生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1被輸出到脈沖傳遞部22。

脈沖傳遞部22由電平轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，為了能夠進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行電壓電平轉(zhuǎn)換，將來自脈沖分割部23的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1轉(zhuǎn)換成作為柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa2并輸出到短路部30。

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2的電路通過由低通濾波器將驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21的端口輸出Sb即脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流值來生成基準(zhǔn)電壓V_ref。在這種情況下，通過控制脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，能夠連續(xù)地(seamless)改變基準(zhǔn)電壓V_ref的值。圖3的電路通過由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21的端口輸出Sb驅(qū)動(dòng)開關(guān)器TR，按電阻Rb、Rc的分壓比,分階段地改變基準(zhǔn)電壓V_ref的值。另外，生成基準(zhǔn)電壓V_ref的電路不限于圖2、圖3所示的電路，可以由圖2、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。

圖4是表示第二脈沖分割部23b的結(jié)構(gòu)示例的圖。第二脈沖分割部23b具有：正極側(cè)遲滯比較器HCH，其根據(jù)通過式(1)計(jì)算出的正極側(cè)上限閾值、通過式(2)計(jì)算出的正極側(cè)下限閾值和正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH的關(guān)系，決定與正極側(cè)的電流控制范圍相對(duì)應(yīng)的遲滯來控制電流檢測(cè)電壓Vis的波形；以及負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL，其根據(jù)通過式(1)計(jì)算出的負(fù)極側(cè)上限閾值、通過式(2)計(jì)算出的負(fù)極側(cè)下限閾值和負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL的關(guān)系，決定與負(fù)極側(cè)的電流控制范圍相對(duì)應(yīng)的遲滯來控制電流檢測(cè)電壓Vis的波形。此外，第二脈沖分割部23b還具有：使正極側(cè)遲滯比較器HCH的輸出反轉(zhuǎn)的邏輯非(NOT)IC3、對(duì)邏輯非IC3的輸出和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa進(jìn)行邏輯與(AND)而輸出正極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaH的邏輯與IC2’、對(duì)負(fù)極側(cè)遲滯比較器HCL的輸出和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa進(jìn)行邏輯與而輸出負(fù)極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaL的邏輯與IC2、以及對(duì)正極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaH與負(fù)極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaL進(jìn)行邏輯與而輸出作為邏輯與的結(jié)果的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的邏輯與IC4。電流控制范圍是指交流電源1的電源電流Is的目標(biāo)控制范圍，上限閾值是指用于限制短路部30導(dǎo)通時(shí)流過的短路電流的上限的閾值，下限閾值是指設(shè)定得比上限閾值小的閾值。另外，式(1)的V_d表示低壓系統(tǒng)電源，式(2)的V_OL表示運(yùn)算放大器的輸出飽和電壓。

圖1所示的電流檢測(cè)部7具有設(shè)置在電流檢測(cè)元件8的輸出級(jí)的電平轉(zhuǎn)換電路和放大器，使低壓系統(tǒng)電源Vd的一半的值與0安培相當(dāng)，將由電流檢測(cè)元件8檢測(cè)出的交流電流波形轉(zhuǎn)換成僅有正極側(cè)的電流波形輸出。由此，在第二脈沖分割部23b中能夠與電流極性無關(guān)地生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。

通過使用由多個(gè)遲滯比較器構(gòu)成的第二脈沖分割部23b，能夠與電流極性無關(guān)地生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。通過由驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1控制電源電流Is即電流檢測(cè)電壓Vis的波形，能夠抑制短路部30導(dǎo)通時(shí)流過的短路電流的峰值，并且能夠使直流輸出電壓Vdc升壓。

此外，遲滯比較器能夠通過改變電阻R1、R1’、R2、R2’、R3、R3’的電阻值來改變遲滯的寬度。例如將開關(guān)和電阻的串聯(lián)電路與電阻R2或電阻R2’并聯(lián)連接，通過開閉開關(guān)能夠切換合成電阻值。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(yùn)算負(fù)荷，從而能夠用廉價(jià)的中央處理單元制作電力轉(zhuǎn)換裝置100。

下面對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。圖5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(jiǎn)易電路的圖，在圖5中示出了短路部30導(dǎo)通、斷開時(shí)的電流路徑。圖6是表示在部分開關(guān)脈沖模式下在交流電源1的正極側(cè)半個(gè)周期中使短路元件開關(guān)一次時(shí)的電源電流Is的波形的圖。在圖6中，作為部分開關(guān)脈沖模式下的動(dòng)作的一個(gè)示例，示出了在電源半個(gè)周期內(nèi)使短路部30開關(guān)一次時(shí)的作為單脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。部分開關(guān)脈沖模式是指在電流開環(huán)控制中在電源電壓半個(gè)周期內(nèi)使短路部30導(dǎo)通、斷開一次或多次、即進(jìn)行一次或多次短路動(dòng)作的模式。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(shí)間和短路持續(xù)時(shí)間，能夠控制存儲(chǔ)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。在圖6中，示出了在電源半個(gè)周期中使短路部30導(dǎo)通、斷開一次時(shí)的作為單脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1，但是在電源半個(gè)周期中使短路部30開關(guān)的次數(shù)也可以為兩次以上。

在短路部30導(dǎo)通時(shí)，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(chǔ)以電源電流Is的值I取平方所得的值乘以電抗器2的電感L后除以2而求出的磁能。存儲(chǔ)能量在短路部30斷開的同時(shí)向負(fù)載10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(dòng)作，圖5的電流路徑中流過電源電流Is。由此，與無功率因數(shù)改善的無源模式(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)。

圖7是表示沒有將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流Is的波形的圖。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通的定時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1導(dǎo)通，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1也導(dǎo)通與驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t相同的期間。導(dǎo)通期間t是從驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通開始到其斷開為止的期間。因此，短路元件32的短路時(shí)間在電源電壓Vs升壓時(shí)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t成正比地變長(zhǎng)，電源電流Is增加。在電源電流Is達(dá)到設(shè)定值時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa斷開，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa斷開的定時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1斷開。

在短路元件32的短路時(shí)間變長(zhǎng)的情況下，雖然電抗器2中能夠存儲(chǔ)更多的能量，但是由于電源電流Is的峰值增大，所以產(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8是表示將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流Is的波形的圖。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通的定時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1導(dǎo)通，電源電流Is增大。隨著電源電流Is的增大，電流檢測(cè)電壓Vis即由電流檢測(cè)部7檢測(cè)到的電流檢測(cè)值上升。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通期間內(nèi)電流檢測(cè)值超過上限閾值時(shí)，脈沖分割部23使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1斷開。由此，電源電流Is減小，電流檢測(cè)值下降。然后，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通的期間內(nèi)電流檢測(cè)值低于下限閾值時(shí)，脈沖分割部23再次使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1導(dǎo)通。由此，電源電流Is再次增加，由電流檢測(cè)部7檢測(cè)到的電流檢測(cè)值上升。

在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1反復(fù)導(dǎo)通、斷開，由此驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)的電流檢測(cè)電壓Vis的峰值即電源電流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升壓到較高的值時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間t內(nèi)的電源電流Is的峰值與驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1從導(dǎo)通變成斷開時(shí)的峰值相比被限制。

另外，通過調(diào)整電流控制范圍w的上限閾值和下限閾值，能夠控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa導(dǎo)通期間t內(nèi)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的開關(guān)次數(shù)即驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的開關(guān)頻率。

圖9是表示在正極側(cè)半個(gè)周期中和負(fù)極側(cè)半個(gè)周期中將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)脈沖時(shí)的電源電流的波形的圖。在圖9中，示出了第二脈沖分割部23b進(jìn)行了分割動(dòng)作后的正極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaH、負(fù)極側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SaL、正極側(cè)上限閾值V_THH(H)、正極側(cè)下限閾值V_THH(L)、負(fù)極側(cè)上限閾值V_THL(H)和負(fù)極側(cè)下限閾值V_THL(L)。

通過在交流電源1的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)進(jìn)行脈沖分割動(dòng)作，使正極側(cè)的電源電流Is的峰值處于以正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH為中心值的電流控制范圍w內(nèi)，使負(fù)極側(cè)的電源電流Is的峰值處于以負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL為中心值的電流控制范圍w內(nèi)。

另外，在開關(guān)頻率較高的情況下，開關(guān)所引起的損失增加、輻射騷擾、以及端子騷擾電壓會(huì)成為問題。在解決這樣的問題時(shí)，通過以基準(zhǔn)電壓V_ref為中心值擴(kuò)大電流控制范圍w，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的開關(guān)次數(shù)降低。由此，能夠使開關(guān)頻率低頻化，從而抑制損失增加、輻射騷擾、以及端子騷擾電壓。

另一方面，在開關(guān)頻率較低的情況下，可聽見頻率范圍內(nèi)的噪聲會(huì)成為問題。在解決這樣的問題時(shí)，通過以基準(zhǔn)電壓V_ref為中心值縮小電流控制范圍w，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的開關(guān)次數(shù)上升。由此，能夠使開關(guān)頻率高頻化，從而抑制噪聲。

接著，對(duì)第一脈沖分割部23a的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在使用第一脈沖分割部23a進(jìn)行短路部30的開關(guān)的情況下，需要決定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)。為此，需要確定驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的上升時(shí)刻Ta、驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的下降時(shí)刻Tb。

圖10是表示在電源半個(gè)周期中使短路部30開關(guān)一次的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的圖，圖11是表示在電源半個(gè)周期中使短路部30開關(guān)多次的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的圖。

設(shè)在從過零點(diǎn)T0經(jīng)過一定時(shí)間后驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa上升的時(shí)刻為T1a，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa下降的時(shí)刻為T1b。將例如從過零點(diǎn)T0至T1a的時(shí)間、以及從過零點(diǎn)T0至T1b的時(shí)間作為數(shù)據(jù)保存，則能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)。通過利用這些時(shí)間數(shù)據(jù)，第一脈沖分割部23a如圖10所示那樣能夠在電源半個(gè)周期中使短路部30開關(guān)一次。

另一方面，如圖11所示那樣在電源半個(gè)周期中使短路部30開關(guān)N次的情況下(N為2以上的整數(shù))，設(shè)在從過零點(diǎn)T0經(jīng)過一定時(shí)間后第n個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa上升的時(shí)刻為Tna，第n個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa下降的時(shí)刻為Tnb。在這種情況下，為了確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，需要保存與n的值成比例的數(shù)據(jù)數(shù)，控制參數(shù)隨著開關(guān)次數(shù)增加而增加。根據(jù)直流電壓指令、負(fù)載的大小、負(fù)載的種類等運(yùn)轉(zhuǎn)條件，控制參數(shù)的設(shè)計(jì)會(huì)變得復(fù)雜，如果開關(guān)次數(shù)增加則數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)需要大量的時(shí)間。

另一方面，在使用由硬件構(gòu)成的第二脈沖分割部23b的情況下，雖然不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)，但是在例如為了應(yīng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)條件而需要變更硬件結(jié)構(gòu)的情況下，有時(shí)因尺寸上的制約或成本上的制約而難以變更結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的發(fā)明人關(guān)注在電源半個(gè)周期內(nèi)以使電源電流Is的峰值處于電流控制范圍w內(nèi)的方式生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的經(jīng)時(shí)變化的趨勢(shì)，從而制作出能夠抑制控制參數(shù)增加，減少可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)所需的時(shí)間和負(fù)擔(dān)，不會(huì)造成成本大幅增加而實(shí)現(xiàn)高效化且可靠性高的電力轉(zhuǎn)換裝置100。

圖12是表示在第一脈沖分割部23a中利用的數(shù)據(jù)的生成步驟的流程圖。這里，對(duì)使用由圖1所示的第二脈沖分割部23b生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1來求取應(yīng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c的數(shù)據(jù)的示例進(jìn)行說明。

步驟S1

將圖1所示的選擇器23d的內(nèi)部觸點(diǎn)切換到Y(jié)側(cè)輸入端子。由此，能夠使用由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa自動(dòng)地得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。

步驟S2

例如對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

步驟S3

對(duì)電源電流Is的電流限制電平和電流控制范圍w進(jìn)行調(diào)整。電流限制電平由正極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refH和負(fù)極側(cè)基準(zhǔn)電壓V_refL決定，電流控制范圍w由圖4所示的電阻R1、R1’、R2、R2’、R3、R3’的電阻值決定。使用這些被限定了的參數(shù)來調(diào)整電流限制電平和電流控制范圍w，以能夠獲得所需的升壓性能、電源功率因數(shù)或諧波電流。

步驟S4

根據(jù)在步驟S2中設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件以及在步驟S3中調(diào)整好的參數(shù)，對(duì)由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻進(jìn)行收集，并且對(duì)使用步驟S3的參數(shù)由第二脈沖分割部23b生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻進(jìn)行收集。數(shù)據(jù)收集通過解析或在本裝置上進(jìn)行。

步驟S5

使用通過步驟S4收集的數(shù)據(jù)，測(cè)算驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton、各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間Ton、各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開時(shí)間Toff。

圖13是表示由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton、由第二脈沖分割部23b被分割而成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間Ton和斷開時(shí)間Toff的圖。

在圖13中，示出了在電源電壓Vs的正極側(cè)半個(gè)周期和負(fù)極側(cè)半個(gè)周期生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa、以及在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton內(nèi)生成的N個(gè)(N為2以上的整數(shù))驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。

在電源電壓Vs上升時(shí)的從過零點(diǎn)T0經(jīng)過一定時(shí)間Tdl后的時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa和第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1都為導(dǎo)通。Ton(1)表示在正極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間、即從第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1上升的時(shí)刻開始直到其下降為止的時(shí)間。Ton(2)表示在正極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第二個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間，Ton(N)表示在正極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間。

同樣，在電源電壓Vs下降時(shí)的從過零點(diǎn)經(jīng)過一定時(shí)間后的時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa和第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1都為導(dǎo)通。Toff(1)表示在負(fù)極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1與第二個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間的斷開時(shí)間、即從第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1下降的時(shí)刻開始直到第二個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1上升為止的時(shí)間。Toff(2)表示在負(fù)極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第二個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1與第三個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間的斷開時(shí)間，Toff(N－1)表示在負(fù)極側(cè)半個(gè)周期內(nèi)生成的第N－1個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1與第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間的斷開的時(shí)間。

根據(jù)通過步驟S4收集到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻、以及第一個(gè)～第N個(gè)各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的上升時(shí)刻和下降時(shí)刻，求取圖13所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton、各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間Ton、各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開時(shí)間Toff。進(jìn)而，根據(jù)所收集到的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的順序，求取各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的脈沖編號(hào)、以及相鄰的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間的脈沖間隔編號(hào)。

步驟S6

接著，使用通過步驟S5得到的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通、斷開時(shí)間，求取各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間Ton相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton的導(dǎo)通占空比、以及各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開時(shí)間Toff相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton的斷開占空比。

如上所述，關(guān)注在電源半個(gè)周期中生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的經(jīng)時(shí)變化的趨勢(shì)，就能夠發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通占空比和斷開占空比的規(guī)律性。以下具體進(jìn)行說明。

為了計(jì)算導(dǎo)通占空比和斷開占空比，定義下述函數(shù)。

式(3)是電源半個(gè)周期內(nèi)的第x個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間Ton(x)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton的導(dǎo)通占空比。N是在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的總數(shù)。

式(4)是電源半個(gè)周期內(nèi)的第x個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1與第x－1個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間的斷開時(shí)間Toff(y)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton的斷開占空比。N是在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的總數(shù)。

圖14是表示在電源半個(gè)周期中生成的N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比的經(jīng)時(shí)變化的圖。橫軸表示在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1中的第二個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的編號(hào)即脈沖編號(hào)x，縱軸表示通過式(3)求出的與第二個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1n對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通占空比。

關(guān)注第二個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的脈沖串，可知如圖9所示那樣電源電流Is的峰值處于電流控制范圍w內(nèi)時(shí)的導(dǎo)通占空比呈向下突出的拋物線且具有其坡度較緩的特征。

圖15是表示在電源半個(gè)周期中生成的N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開占空比的經(jīng)時(shí)變化的圖。橫軸表示在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1之間隔的編號(hào)即脈沖間隔編號(hào)y，縱軸是通過式(4)求出的與第一個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1n對(duì)應(yīng)的斷開占空比的值。

關(guān)注第一個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的脈沖串，可知如圖9所示那樣電源電流Is的峰值處于電流控制范圍w內(nèi)時(shí)的斷開占空比呈向上突出的拋物線且具有其坡度比導(dǎo)通占空比陡的特征。

步驟S7

這樣，在電源半個(gè)周期中生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比和斷開占空比經(jīng)時(shí)變化且變化的趨勢(shì)不同。本發(fā)明的發(fā)明人考慮到用近似式表示在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1中特定區(qū)域的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比和斷開占空比的方法。

導(dǎo)通占空比具有其坡度較緩的特征。因此，式(3)的導(dǎo)通占空比能夠用例如式(5)所示的二次式來近似表示。其中，A1、B1、C1表示近似式的各常數(shù)。

on_duty(x)＝A₁·x²+B₁·x+C₁ {2≤x≤N} …(5)

式(4)的斷開占空比雖然可以用二次式來近似表示，但是斷開占空比具有其坡度比導(dǎo)通占空比陡的特征。因此在本實(shí)施方式中，為了提高占空比設(shè)定的自由度，如式(6)所示那樣用四次式近似表示。其中，A2、B2、C2、D2、E2表示近似式的各常數(shù)。

off_duty(y)＝A₂·y⁴+B₂·y³+C₂·y²+D₂·y+E₂ {1≤y≤(N-1)}

…(6)

另外，關(guān)于特定區(qū)域以外的脈沖即第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比，能夠用式(7)表示。N為在電源半個(gè)周期內(nèi)生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的總數(shù)。這樣，關(guān)于第一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通時(shí)間，不進(jìn)行導(dǎo)通占空比的設(shè)定而使用式(7)，由此也能夠吸收近似式的誤差。

這樣，求取在電源半個(gè)周期中生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1中特定區(qū)域的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比的近似式、在電源半個(gè)周期中生成的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開占空比的近似式、以及特定區(qū)域以外的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比。

步驟S8

將通過步驟S7求出的導(dǎo)通占空比與脈沖編號(hào)相關(guān)聯(lián)來使其函數(shù)化，使通過步驟S7求出的斷開占空比與脈沖間隔編號(hào)函數(shù)化，將這些函數(shù)化的數(shù)據(jù)及與近似式的常數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中。

第一脈沖分割部23a測(cè)算來自驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton乘以從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c讀取的導(dǎo)通占空比和斷開占空比，由此決定電源半個(gè)周期中的第一個(gè)～第N個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通、斷開時(shí)間。由此，短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)唯一地確定，能夠按該導(dǎo)通、斷開定時(shí)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa分割成多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。

這樣，通過使用由占空比表示脈沖串配置的函數(shù)，即使開關(guān)次數(shù)增加，也不會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的控制參數(shù)增加，而能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)。

另外，在本實(shí)施方式中，電抗器2插入在交流電源1與整流電路3之間，整流電路3經(jīng)由電抗器2與交流電源1連接，但是電力轉(zhuǎn)換裝置100只要能夠經(jīng)由電抗器2進(jìn)行電源的短路和開路即可，因此整流電路3、電抗器2和短路部30的位置關(guān)系不限于圖示例的結(jié)構(gòu)。即，電力轉(zhuǎn)換裝置100只要構(gòu)成為在短路時(shí)電源電流Is按交流電源1、電抗器2、短路部30、交流電源1的順序流過即可，也可以是例如在交流電源1與電抗器2之間插入有整流電路3，電抗器2經(jīng)由整流電路3與交流電源1連接的結(jié)構(gòu)。

此外，在本實(shí)施方式中，為了生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1而檢測(cè)電源電壓Vs、電源電流Is和直流輸出電壓Vdc，但是在用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的數(shù)據(jù)使第一脈沖分割部23a動(dòng)作時(shí)，并不需要檢測(cè)電源電流Is，根據(jù)所構(gòu)筑的系統(tǒng)規(guī)格來選擇是否要檢測(cè)電源電流即可。此外，在本實(shí)施方式中示出了使占空比函數(shù)化的示例，但是也可以將使導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間函數(shù)化而得到的數(shù)據(jù)、或者用二次以上的近似式表示導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間而得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中來用于脈沖分割動(dòng)作。

此外，在本實(shí)施方式中示出了使用近似式來生成脈沖的一個(gè)示例，但是例如在電源半個(gè)周期中生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的數(shù)量較少的情況下，也可以不使用近似式，而存儲(chǔ)通過步驟S6求出的與各占空比相關(guān)的數(shù)據(jù)，或者存儲(chǔ)通過步驟S5求出的與各脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和脈沖間的斷開時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)，并使用這些數(shù)據(jù)來生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1。采用這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠在第一脈沖分割部23a進(jìn)行脈沖分割，能夠抑制控制部20的改良所帶來的成本增加。

此外，第一脈沖分割部23a和第二脈沖分割部23b可以僅使用其中一方，也可以根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件切換使用。例如，在因尺寸上的制約或成本上的制約而難以變更控制部20的結(jié)構(gòu)的情況下，使選擇器23d的內(nèi)部觸點(diǎn)與X側(cè)端子連接而僅使用第一脈沖分割部23a。在成本上的制約不高但是為了適用于各種規(guī)格環(huán)境而需要提高電源電流Is的波形生成精度的情況下，使選擇器23d的內(nèi)部觸點(diǎn)與Y側(cè)端子連接而僅使用第二脈沖分割部23b。在需要提高波形生成精度并且在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下為了應(yīng)對(duì)噪聲而需要與電源電流無關(guān)地輸出特定的脈沖模式的情況下，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件將選擇器23d的內(nèi)部觸點(diǎn)切換到X側(cè)端子或者Y側(cè)端子，一并使用第一脈沖分割部23a和第二脈沖分割部23b。

此外，在本實(shí)施方式中說明的是通過固定基準(zhǔn)電壓V_ref的值來生成方波狀的電源電流Is的動(dòng)作示例，但是也可以是通過使基準(zhǔn)電壓V_ref經(jīng)時(shí)變化來生成方波以外的形狀的電源電流Is的結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式中說明的是使用由第二脈沖分割部23b生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1來求取應(yīng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c的數(shù)據(jù)的示例，但是不限于此，也可以在預(yù)先的解析中，基于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通期間內(nèi)使電源電流Is的峰值處于電流控制范圍w內(nèi)的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通、斷開時(shí)間，求取使各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通占空比與脈沖編號(hào)相關(guān)聯(lián)的函數(shù)、以及使各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的斷開占空比與脈沖間隔編號(hào)相關(guān)聯(lián)的函數(shù)，并將這些函數(shù)化的數(shù)據(jù)及與近似式的常數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中。

此外，第一脈沖分割部23a也可以是下述結(jié)構(gòu)。圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的第一變形例的圖。為了簡(jiǎn)化說明，將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的數(shù)據(jù)假設(shè)為導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間、或者導(dǎo)通占空比和斷開占空比。在圖16的電力轉(zhuǎn)換裝置100中，由電流檢測(cè)單元9檢測(cè)到的電流檢測(cè)電壓Vis被輸入到第一脈沖分割部23a，第一脈沖分割部23a基于電流檢測(cè)電壓Vis計(jì)算用于修正導(dǎo)通占空比和斷開占空比的修正系數(shù)，或者計(jì)算用于修正導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的修正系數(shù)。第一脈沖分割部23a將修正系數(shù)乘以從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c讀取的導(dǎo)通占空比和斷開占空比，或者將修正系數(shù)乘以從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c讀取的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間。第一脈沖分割部23a將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton乘以修正后的導(dǎo)通占空比和斷開占空比，或者將驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa的導(dǎo)通時(shí)間Ton乘以修正后的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提高驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通、斷開時(shí)間的精度。

此外，脈沖分割部23也可以是下述結(jié)構(gòu)。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的第二變形例的圖。圖17所示的脈沖分割部23中省略了圖16所示的選擇器23d和第二脈沖分割部23b。即，脈沖分割部23具有第一脈沖分割部23a和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c，在第一脈沖分割部23a中，基于電流檢測(cè)電壓Vis計(jì)算用于修正導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的修正系數(shù)，由第一脈沖分割部23a生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1直接被輸出到脈沖傳遞部22。在不對(duì)導(dǎo)通占空比和斷開占空比進(jìn)行修正的情況下，可以采用不向第一脈沖分割部23a輸入電流檢測(cè)電壓Vis的結(jié)構(gòu)。在不計(jì)算修正系數(shù)的情況下，也可以采用不向第一脈沖分割部23a輸入電流檢測(cè)電壓Vis的結(jié)構(gòu)。

另外，在僅使用第二脈沖分割部23b的情況下也采用同樣的結(jié)構(gòu)即可，在這種情況下，脈沖分割部23僅具有圖16所示的第二脈沖分割部23b，在第二脈沖分割部23b生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1直接被輸出到脈沖傳遞部22。

如以上說明的那樣，本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100具備：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，其使上述交流電源經(jīng)由連接在上述交流電源與上述整流電路之間的電抗器短路；以及控制部，其在上述交流電源的半個(gè)周期中控制上述短路部的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作，其中，上述控制部具有：驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部，其生成用于控制上述短路部的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作的開關(guān)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及脈沖分割部，其將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提供可實(shí)現(xiàn)高效化且可靠性高的電力轉(zhuǎn)換裝置100。

此外，脈沖分割部通過軟件處理和硬件處理中的某一處理將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在因尺寸上的制約或成本上的制約而難以變更控制部20的結(jié)構(gòu)的情況下，能夠通過軟件處理進(jìn)行脈沖分割，在為了適用于各種規(guī)格環(huán)境而需要提高電源電流Is的波形生成精度的情況下，能夠通過硬件處理進(jìn)行脈沖分割。

此外，脈沖分割部具有：第一脈沖分割部，其通過軟件處理將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖；第二脈沖分割部，其通過硬件處理將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖；以及選擇器，其選擇來自第一脈沖分割部的開關(guān)脈沖或來自上述第二脈沖分割部的開關(guān)脈沖并將其輸出。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件容易地在第一脈沖分割部23a和第二脈沖分割部23b之間進(jìn)行切換使用。

此外，脈沖分割部具備用于存儲(chǔ)在通過上述軟件處理將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖時(shí)所使用的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，基于存儲(chǔ)在上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)，將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖。采用這樣的結(jié)構(gòu)，無需從控制部20的外部輸入數(shù)據(jù)就能夠進(jìn)行脈沖分割。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)是上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分割數(shù)、上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間，或者是上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分割數(shù)、上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的導(dǎo)通占空比以及上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的斷開占空比。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，能夠在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的數(shù)量較少的情況下確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致因控制部20的改良所帶來的成本增加。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)是用基于上述多個(gè)開關(guān)脈沖的編號(hào)的函數(shù)表示上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的數(shù)據(jù)。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，即使開關(guān)次數(shù)增加也能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，并且應(yīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的控制參數(shù)也較少，因此不需要使用高價(jià)的存儲(chǔ)器。而且能夠減少數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)所需的時(shí)間和負(fù)擔(dān)，不會(huì)導(dǎo)致裝置成本增加。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)是用二次以上的近似式表示上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間的數(shù)據(jù)。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，即使開關(guān)次數(shù)增加也能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，并且能夠進(jìn)一步減少應(yīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的控制參數(shù)，因此能夠大幅減少數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)所需的時(shí)間和負(fù)擔(dān)。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)中，上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間的變化率大于上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間的變化率。這樣，在使用具有經(jīng)時(shí)變化的趨勢(shì)的數(shù)據(jù)的情況下，也能夠獲得與使用由二次以上的近似式表示的數(shù)據(jù)時(shí)相同的效果。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)是用基于上述多個(gè)開關(guān)脈沖的編號(hào)的函數(shù)表示上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的導(dǎo)通占空比和上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的斷開占空比的數(shù)據(jù)。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，即使開關(guān)次數(shù)增加，也能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，并且應(yīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的控制參數(shù)也較少，因此不需要使用高價(jià)的存儲(chǔ)器。因此，能夠減少數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)所需的時(shí)間和負(fù)擔(dān)，不會(huì)導(dǎo)致裝置成本增加。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)是用二次以上的近似式表示上述多個(gè)開關(guān)脈沖的上述導(dǎo)通占空比和上述斷開占空比的數(shù)據(jù)。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，即使開關(guān)次數(shù)增加，也能夠確定短路部30的導(dǎo)通、斷開定時(shí)，并且能夠進(jìn)一步減少應(yīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部23c中的控制參數(shù)，能夠大幅減少數(shù)據(jù)的可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)所需的時(shí)間和負(fù)擔(dān)。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)中，上述多個(gè)開關(guān)脈沖的上述斷開占空比的變化率大于上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通占空比。這樣，在使用具有經(jīng)時(shí)變化的趨勢(shì)的數(shù)據(jù)的情況下，也能夠獲得與使用由二次以上的近似式表示的數(shù)據(jù)時(shí)相同的效果。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)中，上述多個(gè)開關(guān)脈沖的脈沖串中第一個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間比第二個(gè)以后的開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)。通過使用這樣的數(shù)據(jù)，與第一個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間被設(shè)定為與第二個(gè)以后的開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間相同的值的情況相比能夠減少驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的開關(guān)次數(shù)，由于抑制元件損失因而能夠抑制溫度上升，并且能夠減少噪聲。

此外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)中，以在比上述交流電源的半個(gè)周期短的期間內(nèi)使電源電流處于從上限閾值到小于該上限閾值的下限閾值的范圍內(nèi)的方式，設(shè)定有上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的導(dǎo)通占空比和上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的斷開占空比，或者設(shè)定有上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間。采用這樣的結(jié)構(gòu)，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(shí)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)大電源電流Is的流通期間，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，從而能夠抑制成本增加。

此外，電力轉(zhuǎn)換裝置具備用于檢測(cè)電源電流的電流檢測(cè)單元，在通過上述軟件處理將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖時(shí)，上述脈沖分割部基于由上述電流檢測(cè)單元檢測(cè)出的電源電流，對(duì)上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的導(dǎo)通占空比和上述多個(gè)開關(guān)脈沖的斷開時(shí)間相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間的斷開占空比進(jìn)行修正，或者對(duì)上述多個(gè)開關(guān)脈沖的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間進(jìn)行修正。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠提高驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa1的導(dǎo)通、斷開時(shí)間的精度。

以上的實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)僅表示本發(fā)明內(nèi)容的一個(gè)示例，還能夠與其它公知技術(shù)組合，也能夠在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)省略、變更其結(jié)構(gòu)的一部分。