(57)【要約】【課題】直流電源電圧の電圧調整するためのリアクタ短絡動作が発生を開始する境界付近の負荷においてリアクタ短絡動作に同期して発生する、リアクタ騒音を抑制すること。【解決手段】制御部９は、直流電圧を所望の値に制御するために目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△ｔ（０≦ｔ）を可変させるが、前記オン期間△ｔの変化量を減少するときと増加するときで変更することにより、オン期間△ｔが０と０より大となる境界付近の入力電流においても、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間△ｄ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段とを有する直流電源装置において、前記制御手段は、前記直流電圧検出手段の出力が目標直流電圧になるようオン期間△ｔを制御し、オン期間△ｔの変化量を減少するときと増加するときで変更することを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
電源半周期中に複数回前記スイッチング手段を短絡させる場合に、オン期間△ｔの変化量を前記スイッチング手段をオンする回数ごとに変更することを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
電源半周期中に複数回前記スイッチング手段を短絡させる場合に、オン期間△ｔの変化量を前記スイッチング手段をオンする期間ごとに変更することを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路を制御する直流電源装置であって、特に、力率改善回路の直流電圧可変機能を用いた直流電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電源装置は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δｄ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段で構成される。前記制御手段が前記遅延期間Δｄ（０≦ｄ）及び前記オン期間△ｔ（０≦ｔ）を変更することにより、出力直流電圧値が制御される。
【０００３】
従来、直流電圧を所望の値に制御するためには、制御手段が目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△ｔ（０≦ｔ）を可変させることにより実現される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３は特許文献１に記載された従来の直流電源装置を示すものである。図３に示されるとおり、直流電源装置は交流電源１からの交流電圧を整流平滑部２で直流電圧に変換し、平滑コンデンサにより直流電圧のリップル成分は削除される。そして平滑化された直流電圧はインバータ部３に入力され、電動機４は駆動されている。また、交流電源１と一方の交流入力端との間にリアクタ５が接続されており、前記交流電源１を前記リアクタ５を介して短絡する短絡部６と、前記交流電源１のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部７と、前記整流平滑部の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出部８と、前記直流電圧検出部の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δｄ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング部を短絡させる制御部９が接続されている。制御部９は、直流電圧を所望の値に制御するために目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△ｔ（０≦ｔ）を可変させる。図４は交流電源から直流電源装置に入力される電流とオン期間Δｔの関係を示しており、ＡＣ２００Ｖにおいて目標直流電圧が２５５Ｖの場合、３．０Ａ以上ではオン期間Δｔが０より大きくなり、入力電流が大きくなるほどオン期間Δｔは大きくなり、直流電源電圧は一定値に保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７２８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、オン期間Δｔが０と０より大となる境界付近の入力電流において、直流電源の負荷によっては、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することがある。前記短絡電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期では、リアクタから発生する騒音レベルが異なるため、電源周期ごとの騒音レベルの違いによりリアクタから異音が発生するという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リアクタから異音が発生させることなく直流電圧を所定の値に制御する直流電源装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の直流電源装置は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δｄ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段とを備えた直流電源装置に前記制御手段は、前記直流電圧検出手段の出力が目標直流電圧になるようオン期間△ｔを制御し、△ｔの変化量を増加するときと減少するときで変更するものである。
【０００９】
これにより、オン期間△ｔが０と０より大となる境界付近の入力電流においても、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の直流電源装置は、スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音が発生しなくなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１における直流電源装置のブロック図
【図２】本発明の実施形態１における直流電源装置に入力される電流とオン期間Δｔの関係図
【図３】特許文献１に記載された従来直流電源装置のブロック図
【図４】特許文献１における従来直流電源装置に入力される電流とオン期間Δｔの関係図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間△ｔ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段とを有する直流電源装置において、前記制御手段は、前記直流電圧検出手段の出力が目標直流電圧になるようオン期間△ｔを制御し、オン期間△ｔの変化量を増加するときと減少するときで変更することにより、オン期間△ｔが０と０より大となる境界付近の入力電流においても、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避し、スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音が発生しなくなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の直流電源装置で、電源半周期中に複数回スイッチング手段を短絡させる場合に、スイッチング手段をオンする回数ごとにオン期間△ｔの変化量を変更することにより、複数回のスイッチングを行う直流電源装置の騒音低減が可能となる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１、２の発明の直流電源装置で、電源半周期中に複数回スイッチング手段を短絡させる場合に、スイッチング手段をオンする期間ごとにオン期間△ｔの変化量を変更することにより、精度よく制御が可能で安定した直流電圧の供給が可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施形態１におけるブロック図を示すものである。直流電源装置は交流電源１からの交流電圧を整流平滑部２で直流電圧に変換し、平滑コンデンサにより直流電圧のリップル成分は削除される。そして平滑化された直流電圧はインバータ部３に入力され、電動機４は駆動されている。また、交流電源１と一方の交流入力端との間にリアクタ５が接続されており、前記交流電源１を前記リアクタ５を介して短絡する短絡部６と、前記交流電源１のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部７と、前記整流平滑部の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出部８と、前記直流電圧検出部の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間△ｄ（０≦ｄ）後からオン期間△ｔ（０≦ｔ）の間だけ連続的に前記スイッチング部を短絡させる制御部９が接続されている。制御部９は、直流電圧を所望の値に制御するために目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△ｔ（０≦ｔ）を可変させるが、前記オン期間△ｔの変化量を増加するときより減少するほうを小さく設定している。
【００１７】
以上のように構成された直流電源装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００１８】
図２は交流電源から直流電源装置に入力される電流と１回目のオン期間△ｔの関係を示しており、ＡＣ２００Ｖにおいて目標直流電圧が２５５Ｖの場合、オン期間△ｔが０の状態でＡＣ３．０Ａで直流電圧と目標直流電圧が一致する。一旦、直流電源装置に入力される電流がＡＣ３．０Ａ超となりオン期間が△ｔが０より大となった後にＡＣ３．０Ａより小さくなると、直流電圧が目標直流電圧よりも大きくなるが、オン期間△ｔの減少する変化量を増加量の半分に設定することで、オン期間△ｔが０より大の状態が少なくとも電源一周期は継続する。従って、減少する変化量をより小さく設定することで、オン期間△ｔが０より大の状態をより継続することが可能となる。
【００１９】
このことにより入力電流がＡＣ３．０Ａ付近で安定している場合において、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避することができる。スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音発生が無くなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。
【００２０】
また、複数回スイッチングを行うような電流の場合においても同様で、スイッチング手段を２回オンする場合から１回オンする場合に移行するときに、オン期間△ｔの変化量を１回オンする場合より２回オンする場合のほうを小さくすることにより、１回オンする電源周期と２回オンする電源周期が交互に発生することを回避でき、リアクタからの異音発生を低減することができ、直流電源装置の騒音低減が可能となる。
【００２１】
さらに、オン期間ごとに△ｔの変化量を設定することで、リアクタからの異音発生を無くすとともに、安定した直流電圧を供給することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかる直流電源装置は、リアクタ騒音を抑制ながらに直流電圧を供給することがさせることが可能となるので空気調和機やヒートポンプ方式給湯機など夜間動作し静音性が求められる家電製品に適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
１  交流電源
２  整流平滑部
３  インバータ部
４  電動機
５  リアクタ
６  短絡部
７  ゼロクロス検出部
８  直流電圧検出部
９  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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