(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を直流電圧に変換する整流回路(ＤＢ１)と、上記整流回路(ＤＢ１)から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)と、上記整流回路(ＤＢ１)に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段(１３)とを備えた電源装置において、
上記整流回路(ＤＢ１)に入力される上記交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオンオフ動作を制御する制御部(１１)を備え、
上記制御部(１１)は、
上記整流回路(ＤＢ１)に入力される上記交流電圧が低くなるほど、上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオン時間が長くなると共に上記入力交流電流検出手段(１３)により検出された交流電流が上記整流回路(ＤＢ１)に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオン時間に基づいて、上記入力交流電流検出手段(１３)により検出された交流電流を補正する補正手段(１１a)を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
交流電圧を直流電圧に変換する整流回路(ＤＢ１)と、上記整流回路(ＤＢ１)から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)と、上記整流回路(ＤＢ１)に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段(１３)とを備えた電源装置において、
上記整流回路(ＤＢ１)に入力される上記交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオンオフ動作を制御する制御部(１１)を備え、
上記制御部(１１)は、
上記整流回路(ＤＢ１)に入力される上記交流電圧が低くなるほど、上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオン時間が長くなると共に上記入力交流電流検出手段(１３)により検出された交流電流が上記整流回路(ＤＢ１)に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、上記入力交流電流検出手段(１３)により検出された交流電流および上記力率改善用半導体スイッチ(ＳＷ)のオン時間に基づいて、上記整流回路(ＤＢ１)に入力される交流電圧を算出する入力交流電圧算出手段(１１b)と、
上記入力交流電圧算出手段(１１b)により算出された上記交流電圧に基づいて、上記入力交流電流検出手段(１３)により検出された交流電流を補正する補正手段(１１a)とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源装置を用いたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、整流回路とその整流回路に入力される交流電流を検出する手段とを有する電源装置およびそれを用いた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源装置としては、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、力率を改善する力率改善回路とを備えたものがある。この電源装置は、空気調和機の圧縮機を駆動するインバータに電源を供給するのに用いられ、変流器を用いて整流回路に入力される交流電流を検出し、その変流器により検出された交流電流を整流して平均値を求め、その平均値に基づいて所定の関数を用いて電流実効値を求めている。こうして求められた電流実効値に基づいて、空気調和機の運転制御が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記電源装置では、交流電圧の変動に応じて力率改善回路の半導体スイッチをオンオフ動作させて力率を改善するとき、整流回路に入力される交流電流波形の歪みの変化が顕著になるため、入力される交流電流の電流実効値の検出精度が悪いという問題がある。上記電源装置を用いた空気調和機では、入力される交流電流の電流実効値に基づいて運転制御する場合、検出される電流実効値の精度が悪いと、適切な運転制御ができない。また、上記力率改善回路を用いない電源装置においても、交流電源から供給される交流電圧の変動によって交流電流波形の歪みが大きく変化するため、入力される交流電流の電流実効値を正確に検出できないという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出できる低コストな電源装置およびそれを用いた空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の電源装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、上記整流回路から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチと、上記整流回路に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段とを備えた電源装置において、上記整流回路に入力される上記交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように上記力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記整流回路に入力される上記交流電圧が低くなるほど、上記力率改善用半導体スイッチのオン時間が長くなると共に上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流が上記整流回路に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、上記力率改善用半導体スイッチのオン時間に基づいて、上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正する補正手段を有することを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の電源装置によれば、上記整流回路に交流電源からの交流電圧が入力されると、整流回路により直流電圧に変換される。このとき、上記力率改善用半導体スイッチをオンオフ動作させることにより整流回路から出力される直流電圧を目標電圧にする。すなわち、上記力率改善用半導体スイッチは、入力交流電圧が低いほど整流回路から出力される直流電圧を昇圧させるためにオン時間が長くなる。したがって、このような電源装置では、入力交流電圧と入力交流電流の実効値と力率改善用半導体スイッチのオン時間との間には相関関係があり、入力交流電流の実効値と入力交流電流検出手段により検出された電流値との相関関係が上記入力交流電圧に応じて決まる場合、その相関関係を利用することによって、上記補正手段により、力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作のパターンに基づいて、変流器等を用いた入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正することが可能となる。したがって、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出できる。
【０００７】
また、請求項２の電源装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、上記整流回路から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチと、上記整流回路に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段とを備えた電源装置において、上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流および上記力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作のパターンに基づいて、上記整流回路に入力される上記交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように上記力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記整流回路に入力される上記交流電圧が低くなるほど、上記力率改善用半導体スイッチのオン時間が長くなると共に上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流が上記整流回路に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流および上記力率改善用半導体スイッチのオン時間に基づいて、上記整流回路に入力される交流電圧を算出する入力交流電圧算出手段と、上記入力交流電圧算出手段により算出された上記交流電圧に基づいて、上記入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正する補正手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の電源装置によれば、上記整流回路に交流電源からの交流電圧が入力されると、整流回路により直流電圧に変換される。このとき、上記力率改善用半導体スイッチをオンオフ動作させることにより整流回路から出力される直流電圧を目標電圧にする。すなわち、上記力率改善用半導体スイッチは、入力交流電圧が低いほど整流回路から出力される直流電圧を昇圧させるためにオン時間が長くなる。したがって、このような電源装置では、入力交流電圧と入力交流電流検出手段により検出された交流電流と力率改善用半導体スイッチのオン時間との間には相関関係があり、入力交流電流検出手段により検出された交流電流および力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作のパターンに基づいて、上記入力交流電圧算出手段により整流回路に入力される交流電圧を算出することが可能となる。そして、入力交流電流の実効値と入力交流電流検出手段により検出された電流値との相関関係が上記入力交流電圧に応じて決まる場合、その相関関係を利用することによって、上記補正手段により、入力交流電圧算出手段により算出された交流電圧に基づいて、変流器等を用いた入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正することが可能となる。したがって、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出できる。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
また、請求項３の空気調和機は、請求項１または２の電源装置を用いたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項３の空気調和機によれば、圧縮機を駆動するインバータ等の電源装置として上記電源装置を用いることによって、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電源装置およびそれを用いた空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図を示している。この空気調和機の電源装置は、図１に示すように、一端が交流電源１の一端に接続されたコイルＬと、上記コイルＬの他端に交流入力端子の一端が接続され、交流入力端子の他端が交流電源１の他端に接続された整流回路としてのダイオードブリッジＤＢ１と、上記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端子の両端に接続された平滑用コンデンサＣ１と、上記平滑用コンデンサＣ１に並列に接続された直流電圧センサ２と、上記直流電圧センサ２からの直流電圧を表す信号を受ける制御部１１と、上記ダイオードブリッジＤＢ１の交流入力端子の両端に接続され、上記制御部１１により制御される力率改善回路１２と、上記交流電源１から入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段としての入力交流電流検出回路１３とを備えている。上記平滑用コンデンサＣ１の両端に、インバータ(図示せず)等の負荷Ｒ１が接続されている。上記制御部１１は、上記入力交流電流検出手回路１３により検出された交流電流を補正する補正手段１１aを有している。
【００１７】
また、上記力率改善回路１２は、交流入力端子の一端がコイルＬの他端に接続され、交流入力端子の他端が交流電源１の他端に接続されたダイオードブリッジＤＢ２と、上記ダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端子の正極側にコレクタが接続され、ダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端子の負極側にエミッタが接続された半導体スイッチＳＷとを有している。
【００１８】
また、上記入力交流電流検出回路１３は、変流器ＣＴと、上記変流器ＣＴの両端が交流入力端子に夫々接続されたダイオードブリッジＤＢ３と、上記ダイオードブリッジＤＢ３の直流出力端子の両端に接続された平滑用コンデンサＣ２と、上記平滑用コンデンサＣ２の両端に並列に接続された抵抗Ｒ２と、上記抵抗Ｒ２の両端の直流電圧を検出する直流電圧センサ３とを有している。上記入力交流電流検出回路１３は、変流器ＣＴにより検出された入力交流電流をダイオードブリッジＤＢ３により全波整流して平滑用コンデンサＣ２により平滑化し、電源電流整流平均値を直流電圧センサ３により電源電流整流平均値を検出する。
【００１９】
上記構成の電源装置は、上記直流電圧センサ２により検出された直流電圧が目標電圧になるように、制御部１１により力率改善回路１２の半導体スイッチＳＷをオンオフ制御することにより、力率改善回路１２を動作させる。そして、上記平滑用コンデンサＣ１により平滑化された直流電圧は、負荷Ｒ１に供給される。また、上記制御部１１の補正手段１１aにより、力率改善用半導体スイッチＳＷのオンオフ動作のパターンに基づいて、入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正する。
【００２０】
上記電源装置において、図２(a)に示すように、半導体スイッチＳＷのオン時間によって、交流電流波形が変化する。すなわち、半導体スイッチのオン時間が短めのときは、図２(b)に示す波高値の低い交流電流波形となり、半導体スイッチのオン時間が普通のときは、図２(c)に示す波高値が標準の交流電流波形となり、半導体スイッチのオン時間が長めのときは、図２(d)に示す波高値の高い交流電流波形となる。
【００２１】
図３は半導体スイッチＳＷのオン時間と、ダイオードブリッジＤＢ１から出力される直流電圧との関係を示している。図３では入力交流電流を一定としており、入力交流電流が増えると、グラフ全体が下側に移動する。図３において、半導体スイッチＳＷのオンデューティーが大きくなるほど(オン時間が長くなるほど)、直流電圧が高くなる。また、電源電圧(ＡＣ１００Ｖ ５０／６０Ｈz)が定格よりも低い場合、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときの直流電圧よりも全体に低くなり、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも高い場合、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときの直流電圧よりも全体に高くなる。例えば、目標電圧である制御目標は２８０Ｖであり、ダイオードブリッジＤＢ１から出力される直流電圧は、電源電圧(入力交流電圧)が定格時よりも低いときは電源電圧定格時の標準のオン時間よりも長くなる一方、電源電圧(入力交流電圧)が定格時よりも高いときは電源電圧定格時の標準のオン時間よりも短くなる。
【００２２】
また、図４は電源電流(入力交流電流)の実効値と入力交流電流検出回路１３によりにより検出された電源電流整流平均値との関係を示しており、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも低いときは、半導体スイッチＳＷのオン時間が長めとなり、実際の電源電流(入力交流電流)の実効値が例えば６Ａのときの電源電流整流平均値は、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときよりも高くなる。一方、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも高いときは、半導体スイッチＳＷのオン時間が短めとなり、実際の電源電流(入力交流電流)の実効値が例えば６Ａのときの電源電流整流平均値は、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときよりも低くなる。
【００２３】
次に、上記電源装置の制御部１１の動作を図５のフローチャートにしたがって説明する。
【００２４】
まず、処理がスタートすると、ステップＳ１で入力交流電流検出回路１３により電流値(電源電流整流平均値)を検出し、ステップＳ２で検出された電流値から第１時間Ｔ１と第２時間Ｔ２を求める。
【００２５】
次に、ステップＳ３で半導体スイッチＳＷがオン動作しているか否かを判定して、半導体スイッチＳＷがオン動作していると判定すると、ステップＳ４に進む一方、半導体スイッチＳＷがオン動作していないと判定すると、ステップＳ６に進み、半導体スイッチＳＷがオフと判断し、ステップＳ７に進み、入力交流電流の実効値Ｉを、
Ｉ＝Ａ１×電流値＋Ｂ１
(ただし、Ａ１,Ｂ１は定数、電流値は電源電流整流平均値)
により求めて、ステップＳ１に戻る。
【００２６】
次に、ステップＳ４で半導体スイッチＳＷのオン時間が第１時間Ｔ１以下か否かを判定して、半導体スイッチＳＷのオン時間が第１時間Ｔ１以下であると判定すると、ステップＳ８に進み、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも高いと判断し、ステップＳ９に進み、入力交流電流の実効値Ｉを、
Ｉ＝Ａ２×電流値＋Ｂ２
(ただし、Ａ２,Ｂ２は定数、電流値は電源電流整流平均値)
により求めて、ステップＳ１に戻る。
【００２７】
一方、ステップＳ４で半導体スイッチＳＷのオン時間が第１時間Ｔ１を越えると判定すると、ステップＳ５に進む。
【００２８】
次に、ステップＳ５で半導体スイッチＳＷのオン時間が第２時間Ｔ２以下か否かを判定して、半導体スイッチＳＷのオン時間が第２時間Ｔ２以下であると判定すると、ステップＳ１０に進み、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも高いと判断し、ステップＳ１１に進み、入力交流電流の実効値Ｉを、
Ｉ＝Ａ３×電流値＋Ｂ３
(ただし、Ａ３,Ｂ３は定数、電流値は電源電流整流平均値)
により求めて、ステップＳ１に戻る。
【００２９】
一方、ステップＳ５で半導体スイッチＳＷのオン時間が第１時間Ｔ２を越えると判定すると、ステップＳ３０に進み、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも低いと判断し、ステップＳ３１に進み、入力交流電流の実効値Ｉを、
Ｉ＝Ａ４×電流値＋Ｂ４
(ただし、Ａ４,Ｂ４は定数、電流値は電源電流整流平均値)
により求めて、ステップＳ１に戻る。
【００３０】
なお、上記電源装置では、半導体スイッチＳＷのオン時間を、オフ領域、Ｔ１以下の領域、Ｔ１を越えかつＴ２以下の領域、Ｔを越える領域の４つに分けて、交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正するための１次関数を４つ用いたが、半導体スイッチＳＷのオン時間の領域の分け方はこれに限らず、必要な精度等に応じて適宜設定すればよい。また、１次関数の代わりに入力交流電流の実効値と電源電流整流平均値との相関関係を定義するテーブル等を用いて、交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正してもよい。
【００３１】
このように、上記電源装置では、電源電圧(入力交流電圧)と入力交流電流の実効値と力率改善用の半導体スイッチＳＷのオン時間との間には相関関係があり、入力交流電流の実効値と入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値との相関関係が電源電圧(入力交流電圧)に応じて決まる場合、その相関関係を利用することによって、補正手段１１aにより、半導体スイッチＳＷのオンオフ動作のパターンに基づいて交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正して、電源電流(入力交流電流)の実効値を得ることができる。したがって、上記ダイオードブリッジＤＢ１に入力される電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができ、高価な電流センサを用いないので、コストを低減することができる。
【００３２】
また、上記電源装置を圧縮機駆動用のインバータ等の電源装置として用いることによって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図６はこの発明の第２実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図を示している。この発明の第２実施形態の電源装置を用いた空気調和機は、制御部を除いて第１実施形態の電源装置を用いた空気調和機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３４】
この第２実施形態の電源装置の制御部１１は、入力交流電流検出手回路１３により検出された交流電流を補正する補正手段１１aと、力率改善用半導体スイッチＳＷのオンオフ動作のパターンに基づいて、ダイオードブリッジＤＢ１に入力される交流電圧を算出する入力交流電圧算出手段１１bとを有している。
【００３５】
上記制御部１１の入力交流電圧算出手段１１bにより、力率改善用半導体スイッチＳＷのオンオフ動作のパターンに基づいて、ダイオードブリッジＤＢ１に入力される交流電圧を算出し、入力交流電圧算出手段１１bにより算出された上記交流電圧に基づいて、補正手段１１aにより入力交流電流検出回路１３により検出された交流電流を補正する。
【００３６】
上記電源装置では、電源電圧(入力交流電圧)と入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値と力率改善用の半導体スイッチＳＷのオン時間との間には相関関係があり、上記電源電流整流平均値および半導体スイッチＳＷのオンオフ動作のパターンに基づいて、入力交流電圧算出手段１１bによりダイオードブリッジＤＢ１に入力される電源電圧(入力交流電圧)を算出することができる。そして、電源電流(入力交流電流)の実効値と入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値との相関関係が上記電源電圧(入力交流電圧)に応じて決まるので、その相関関係(関数またはテーブルにより定義)を利用することによって、補正手段１１aにより、入力交流電圧算出手段１１bにより算出された電源電圧(入力交流電圧)に基づいて、交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正して、電源電流(入力交流電流)の実効値を得ることができる。したがって、上記ダイオードブリッジＤＢ１に入力される電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができ、高価な電流センサを用いないので、コストを低減することができる。
【００３７】
また、上記電源装置を圧縮機駆動用のインバータ等の電源装置として用いることによって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【００３８】
（第３実施形態）
図７はこの発明の第３実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図を示している。この発明の第３実施形態の電源装置を用いた空気調和機は、コイルと力率改善回路と直流電圧センサがない点と交流電圧センサが追加されている点および制御部の動作が異なる点を除いて第１実施形態の電源装置を用いた空気調和機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３９】
この第３実施形態の電源装置では、交流電圧センサ４によりダイオードブリッジＤＢ１に入力される交流電圧を検出し、検出された入力交流電圧に基づいて、補正手段１１aにより入力交流電流検出回路１３により検出された交流電流を補正する。
【００４０】
図８は電源電流(入力交流電流)実効値と入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値との関係が電源電圧変動により変化する場合を示している。図８に示すように、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときは、入力交流電流の実効値と電源電流整流平均値との関係は１次関数で表される。これに対して、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも低いときは、定格時の１次関数よりも下側に全体に移動しかつ傾きが小さくなった１次関数で表される一方、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも低いときは、定格時の１次関数よりも上側に全体に移動しかつ傾きが大きくなった１次関数で表される。
【００４１】
このように、交流電圧センサ４により検出される電源電圧(入力交流電圧)に応じて、電源電流(入力交流電流)実効値と入力交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値との関係が決まるので、その関係を用いて、補正手段１１aにより電源電流整流平均値を補正して電源電流(入力交流電流)実効値を求めることができる。
【００４２】
上記電源装置では、電源電流(入力交流電流)の実効値と入力交流電流検出手段により検出された電流値との相関関係が電源電圧(入力交流電圧)に応じて決まるので、その相関関係(関数またはテーブルにより定義)を利用することによって、補正手段１１aにより、交流電圧センサ４により検出された電源電圧(入力交流電圧)に基づいて、交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正して、電源電流(入力交流電流)の実効値を得ることができる。したがって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができ、高価な電流センサを用いないので、コストを低減することができる。
【００４３】
また、上記電源装置を圧縮機駆動用のインバータ等の電源装置として用いることによって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【００４４】
（第４実施形態）
図１０はこの発明の第４実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図を示している。この発明の第３実施形態の電源装置を用いた空気調和機は、コイルと力率改善回路がない点および制御部の動作が異なる点を除いて第１実施形態の電源装置を用いた空気調和機と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００４５】
この第４実施形態の電源装置の制御部１１は、直流電圧センサ２によりダイオードブリッジＤＢ１から出力される直流電圧を検出し、検出された上記直流電圧に基づいて、補正手段１１aにより入力交流電流検出回路１３により検出された交流電流を補正する。
【００４６】
図９は電源電流(入力交流電流)実効値または電源電流整流平均値とダイオードブリッジＤＢ１から出力される直流電圧との関係が電源電圧変動により変化する場合を示している。図９に示すように、電源電圧(入力交流電圧)が定格のときは、電源電流(入力交流電流)の実効値(または電源電流整流平均値)と直流電圧との関係は関数で表される。これに対して、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも低いときは、定格時の関数よりも下側に全体に移動した関数で表される一方、電源電圧(入力交流電圧)が定格よりも高いときは、定格時の関数よりも上側に全体に移動した関数で表される。
【００４７】
このように、上記電源装置では、電源電流(入力交流電流)の実効値と交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値との相関関係がダイオードブリッジＤＢ１から出力される直流電圧に応じて決まるので、その相関関係(関数またはテーブルにより定義)を利用することによって、補正手段１１aにより、直流電圧センサ２により検出された直流電圧に基づいて交流電流検出回路１３により検出された電源電流整流平均値を補正して、電源電流(入力交流電流)の実効値を得ることができる。したがって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができ、高価な電流センサを用いないので、コストを低減することができる。
【００４８】
また、上記電源装置を圧縮機駆動用のインバータ等の電源装置として用いることによって、電源電流(入力交流電流)の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【００４９】
上記第１〜第４実施形態では、空気調和機に用いた電源装置について説明したが、他の機器の電源装置にこの発明を適用してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の電源装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、上記整流回路から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチと、上記整流回路に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段とを備えた電源装置において、整流回路に入力される交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作を制御する制御部を備え、上記制御部は、整流回路に入力される交流電圧が低くなるほど、力率改善用半導体スイッチのオン時間が長くなると共に入力交流電流検出手段により検出された交流電流が整流回路に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、補正手段により、力率改善用半導体スイッチのオン時間に基づいて入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正するものである。
【００５１】
したがって、請求項１の発明の電源装置によれば、入力交流電圧と入力交流電流の実効値と力率改善用半導体スイッチのオン時間との間には相関関係があり、入力交流電流の実効値と入力交流電流検出手段により検出された電流値との相関関係が上記入力交流電圧に応じて決まる場合、上記補正手段はその相関関係を利用して、力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作のパターンに基づいて入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正することができ、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができる。
【００５２】
また、請求項２の発明の電源装置は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、上記整流回路から出力される直流電圧が目標電圧になるようにオンオフ動作する力率改善用半導体スイッチと、上記整流回路に入力される交流電流を検出する入力交流電流検出手段とを備えた電源装置において、整流回路に入力される交流電圧が低いほどオン時間が長くなるように力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作を制御する制御部を備え、上記制御部は、整流回路に入力される交流電圧が低くなるほど、力率改善用半導体スイッチのオン時間が長くなると共に入力交流電流検出手段により検出された交流電流が整流回路に入力される交流電流の真値よりも高くなるという関係を利用して、入力交流電圧算出手段により整流回路に入力される交流電圧を算出し、その算出された交流電圧に基づいて、補正手段により、入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正するものである。
【００５３】
したがって、請求項２の発明の電源装置によれば、入力交流電圧と入力交流電流検出手段により検出された交流電流と力率改善用半導体スイッチのオン時間との間には相関関係があり、入力交流電流の実効値と入力交流電流検出手段により検出された電流値との相関関係が上記入力交流電圧に応じて決まる場合、入力交流電流検出手段により検出された交流電流および力率改善用半導体スイッチのオンオフ動作のパターンに基づいて、上記入力交流電圧算出手段により整流回路に入力される交流電圧を算出し、上記補正手段は上記相関関係を利用して、入力交流電圧算出手段により算出された交流電圧に基づいて入力交流電流検出手段により検出された交流電流を補正することができ、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出することができる。
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
また、請求項３の発明の空気調和機は、請求項１または２の電源装置を、圧縮機を駆動するインバータ等の電源装置として用いることによって、整流回路に入力される交流電流の実効値を電源電圧変動に関わらず精度よく検出でき、正確な電流実効値に基づいて最適な運転制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の第１実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図である。
【図２】  図２は上記電源装置の電源電流波形を示す図である。
【図３】  図３は上記電源装置の半導体スイッチのオン時間と直流電圧との関係を示す図である。
【図４】  図４は上記電源装置における電源電流実効値と電源電流整流平均値との関係を示す図である。
【図５】  図５は上記電源装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】  図６はこの発明の第２実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図である。
【図７】  図７はこの発明の第３実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図である。
【図８】  図８は上記電源装置における電源電流実効値と電源電流整流平均値との関係を示す図である。
【図９】  図９は上記電源装置における電源電流実効値または電源電流整流平均値と直流電圧との関係を示す図である。
【図１０】  図１０はこの発明の第４実施形態の電源装置を用いた空気調和機の要部の回路図である。
【符号の説明】
１…交流電源、
２,３…直流電圧センサ、
４…交流電圧センサ、
１１…制御部、
１１a…補正手段、
１１b…入力交流電圧算出手段、
１２…力率改善回路、
１３…入力交流電流検出回路、
Ｌ…コイル、
ＤＢ１,ＤＢ２,ＤＢ３…ダイオードブリッジ、
Ｃ１,Ｃ２…平滑用コンデンサ、
ＣＴ…変流器、
Ｒ１…負荷、
Ｒ２…抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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