直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环应用设备制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于得到一种直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环应用设备，其能够抑制成本增加，并且抑制伴随着升压动作的过电流保护电路的不必要动作，使设备稳定地持续运转。直流电源装置具备：整流电路（2），其对交流进行整流；电抗器（3），其与整流电路（2）的输入侧或输出侧连接；第一电容器（6a）和第二电容器（6b），其在连向负载（10）的输出端子之间串联连接；充电单元（7），其有选择地对第一电容器（6a）和第二电容器（6b）中的一方或双方进行充电，直流电源装置根据负载（10）的运转状态，控制相对于将第一电容器（6a）及第二电容器（6b）的1组的充电期间和不充电期间进行组合得到的期间、不充电期间与其的比率，来控制向负载（10）输出的输出电压时，根据该比率来改变将第一电容器（6a）及第二电容器（6b）的充电频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及直流电源装置和具备该直流电源装置的制冷循环应用设备。
技术介绍
以往提出了一种如下的电路：在以使输出电压比输入电压高的方式输出的直流电源装置中，由电抗器、串联连接的开关元件组、串联连接的电容器组以及防止来自电容器的逆流的二极管来构成升压电路，抑制由于升压而增加开关元件组的耐压的电路，特别是，存在对使用串联连接的电容器组的中点电压和两端电压的三电平逆变器进行驱动的技术(例如，专利文献1、2)。专利文献1：国际公开第2007/110954号专利文献2：日本特开2013-38921号公报
技术实现思路
然而，在上述专利文献1所记载的技术中，通过对各开关元件进行同时导通/断开控制，并适当地对各开关元件的导通时间比率进行控制，能够得到所期望的输出电压，但是在各开关元件同时为导通状态时会流过过大短路电流，用于防止过大电流流过开关元件的过电流保护电路可能进行动作，从而可能存在停止(断开控制)开关元件的动作而导致设备停止，或者因这些开关元件的暂时停止而产生电容器组的电压不均衡。此外，在上述专利文献2所记载的技术中，也与上述专利文献1所记载的技术同样地，在进行升压动作的开关元件组同时为导通状态的动作模式1中流过过大短路电流，从而过电流保护电路进行动作而导致设备停止，或者产生电容器组的电压不均衡。另一方面，为了允许在各开关元件同时为导通状态时流过的电流而提高过电流保护电路的保护等级的情况下，存在与此同>时需要允许电流大的开关元件，导致成本增加之类的问题。本专利技术是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供一种直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环应用设备，其能够在由电抗器、串联连接的开关元件组、串联连接的电容器组以及防止来自电容器的逆流的二极管构成的升压电路中，抑制成本的增加，并且即使在开关元件组成为同时导通状态的情况下，也防止因过电流保护电路进行动作而导致设备停止、电容器的电压不均衡，并能够使设备稳定地持续运转。为了解決上述课题，实现专利技术目的，本专利技术涉及的直流电源装置是将交流变换成直流来提供给负载的直流电源装置，其特征在于，具备：整流电路，其对上述交流进行整流；电抗器，其与上述整流电路的输入侧或输出侧连接；第一电容器和第二电容器，其与向上述负载输出的输出端子间串联连接；充电单元，其有选择地对上述第一电容器和上述第二电容器中的一方或双方进行充电；以及控制部，其对上述充电单元进行控制，上述控制部根据上述负载的运转状态，控制相对于将上述第一电容器及上述第二电容器的1组的充电期间和不充电期间进行组合成的期间、上述不充电期间与其的比率，来控制向上述负载输出的输出电压时，根据该比率来改变将上述第一电容器及上述第二电容器的上述充电期间和上述不充电期间进行组合得到的期间作为1周期时的该1周期的倒数、即充电频率。根据本专利技术，具有如下效果：能够抑制成本的增加，并且抑制伴随着升压动作的过电流保护电路的不必要动作，使设备稳定地持续运转。附图说明图1是表示实施方式1涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。图2是表示实施方式1涉及的直流电源装置的开关控制状态的图。图3是表示实施方式1涉及的直流电源装置的各动作模式的图。图4是表示实施方式1涉及的直流电源装置的升压模式c下的相电流波形、提供给负载的直流电压波形和第一开关元件及第二开关元件的控制状态的图。图5是表示实施方式1涉及的直流电源装置的升压模式b下的相电流波形、提供给负载的直流电压波形和第一开关元件及第二开关元件的控制状态的图。图6是表示实施方式2涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。图7是说明在实施方式2涉及的直流电源装置中，第一防逆流元件发生短路故障的情况的动作示例的图。图8是说明在实施方式2涉及的直流电源装置中，第一开关元件发生短路故障的情况的动作示例的图。图9是表示连接驱动电感性负载的两电平逆变器作为直流电源装置的负载的示例的图。图10是表示连接驱动电感性负载的三电平逆变器作为直流电源装置的负载的示例的图。图11是表示两电平逆变器及三电平逆变器的线间电压波形的图。图12是表示连接驱动2相电动机的逆变器作为直流电源装置的负载的示例的图。图13是表示实施方式4涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。图14是表示实施方式5涉及的制冷循环应用设备的一个结构示例的图。图15是表示实施方式5涉及的制冷循环应用设备中电动机的转速与直流电压Vdc之间的关系的图。符号说明1、1a交流电源2、2a整流电路3电抗器4a第一开关元件4b第二开关元件5a第一防逆流元件5b第二防逆流元件6a第一电容器6b第二电容器7充电单元8控制部9开关单元10负载20逆变器21压缩机22电动机23制冷循环100、100a、100b直流电源装置具体实施方式下面参照说明书附图，说明本专利技术的实施方式涉及的直流电源装置和具有该直流电源装置的制冷循环应用设备。另外，本专利技术不局限于以下所示的实施方式。实施方式1.图1是表示实施方式1涉及的直流电源装置的一个结构示例的图。如图1所示，实施方式1涉及的直流电源装置100构成为根据负载10的运转状态，将从交流电源1提供的三相交流变换成直流提供给负载10。此外，在本实施方式中，作为负载10，假定为对例如制冷循环应用设备中使用的压缩机电动机进行驱动的逆变器负载等，但是不限于此。直流电源装置100具备：整流电路2，其对三相交流进行整流；电抗器3，其与整流电路2的输出侧连接；第一电容器6a和第二电容器6b，其在连向负载10的输出端子间串联连接；充电单元7，其有选择地对这些第一电容器6a和第二电容器6b中的一方或双方进行充电；以及控制部8，其控制充电单元7。另外，在图1所示的示例中，整流电路2构成为将六个整流二极管进行全桥连接而成的三相全波整流电路。此外，在图1所示的示例中，表示了将电抗器3与整流电路2的输出侧连接的示例，但是也可以为与整流电路2的输入侧各相连接的结构。充电单元7具备：第一开关元件4a，其对第一电容器6a的充电和不充电进行切换；第二开关元件4b，其对第二电容器6b的充电和不充电进行切换；第一防逆流元件5a，其防止第一电容器6a的充电电荷向第一开关元件4a逆流；以及第二防逆流元件5b，其防止第二电容器6b的充电电荷向第二开关元件4b逆流。将由第一开关元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源装置，其将交流变换成直流提供给负载，其特征在于，包括：整流电路，其对所述交流进行整流；电抗器，其与所述整流电路的输入侧或输出侧连接；第一电容器和第二电容器，其在连向所述负载的输出端子之间串联连接；充电单元，其有选择地对所述第一电容器和所述第二电容器中的一方或双方进行充电；以及控制部，其对所述充电单元进行控制，所述控制部根据所述负载的运转状态，控制相对于将所述第一电容器及所述第二电容器的1组的充电期间和不充电期间进行组合得到的期间、所述不充电期间与其的比率，来控制向所述负载输出的输出电压时，根据该比率来改变将所述第一电容器及所述第二电容器的所述充电期间和所述不充电期间进行组合得到的期间作为1周期时的该1周期的倒数、即充电频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种直流电源装置，其将交流变换成直流提供给负载，其特征在于，包括：
整流电路，其对所述交流进行整流；
电抗器，其与所述整流电路的输入侧或输出侧连接；
第一电容器和第二电容器，其在连向所述负载的输出端子之间串联连接；
充电单元，其有选择地对所述第一电容器和所述第二电容器中的一方或双方进行充电；以及
控制部，其对所述充电单元进行控制，
所述控制部根据所述负载的运转状态，控制相对于将所述第一电容器及所述第二电容器的1组的充电期间和不充电期间进行组合得到的期间、所述不充电期间与其的比率，来控制向所述负载输出的输出电压时，根据该比率来改变将所述第一电容器及所述第二电容器的所述充电期间和所述不充电期间进行组合得到的期间作为1周期时的该1周期的倒数、即充电频率。
2.根据权利要求1所述的直流电源装置，其特征在于：
所述充电单元包括：
第一开关元件，其对所述第一电容器的充电和不充电进行切换；
第二开关元件，其对所述第二电容器的充电和不充电进行切换；
第一防逆流元件，其防止所述第一电容器的充电电荷向所述第一开关元件逆流；以及
第二防逆流元件，其防止所述第二电容器的充电电荷向所述第二开关元件逆流。
3.根据权利要求2所述的直流电源装置，其特征在于：
所述控制部具有：
全波整流模式，使所述第一开关元件和所述第二开关元件为断开控制状态；以及
升压模式，对所述第一开关元件和所述第二开关元件交替地进行导通控制，
在所述升压模式中，改变所述第一开关元件及所述第二开关元件的导通占空比，来控制向所述负载输出的输出电压。
4.根据权利要求3所述的直流电源装置，其特征在于：
所述控制部进行控制以使得：在所述升压模式的动作范围内，所述第一开关元件和所述第二开关元件同时断开的区间及同时导通的区间均没有的状态下的所述充电频率变为最低，具有所述第一开关元件和所述第二开关元件同时为断开的区间的动作范围内的所述充电频率以及具有所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：畠山和德，植村启介，筱本洋介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP