[发明专利]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

说明书

本发明的目的在于获得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，该直流电源装置为在将交流转换为直流供给到负载的结构中，能够抑制在负载的两端间串联连接的多个电容器的电压不平衡，能够实现负载的稳定驱动和电容器的长寿命化并有助于实现高可靠性。直流电源装置包括：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（11）的输出端子间串联连接；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；以及控制部（8），其基于在与交流的电压相位同步的定时时的上述第一电容器（6a）的电压Vp和在该定时时的第二电容器（6b）的电压Vn对充电单元（7）进行控制，以抑制第一电容器（6a）与第二电容器（6b）的电压不平衡。

技术领域

本发明涉及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。

背景技术

以往，在将对用于空调机、热泵式热水器、冰箱和制冷机等中的压缩机电动机等进行驱动的逆变器作为负载的直流电源装置中，作为将交流转换为直流的结构，例如公开了将单相交流转换为直流的结构(例如专利文献1)和将三相交流转换为直流的结构(例如专利文献2)。在这些现有技术中，通过将开关频率抑制得较低，能够减少开关损耗，能够实现高效率化。

在上述现有技术中，通过在负载的两端间串联连接多个电容器，并对这些多个电容器进行充电，来对供给到负载的电压值进行控制。在这种结构中，为了使向负载的供给电压稳定实现高可靠性，并且实现电容器的长寿命化，需要使多个电容器的电压平衡。作为这样的技术，例如公开了在半桥型AC/DC转换器中，在负载的两端间设置由电阻值相等的第一和第二检测电阻构成的不平衡检测电路，将该中点电压作为不平衡检测电压进行检测，进行控制以使得该不平衡检测电压变成恒定的结构(例如，专利文献3)，以及例如在DC/DC转换器中，设置对2个电容器的两端电压进行检测的电压检测器，基于该电压检测器的输出而输出被脉冲调制后的脉冲，来适当地控制开关动作的结构(例如，专利文献4)。

专利文献1：日本特开2000-278955号公报

专利文献2：日本特许5087346号公报

专利文献3：日本特开平5-328729号公报

专利文献4：日本特开2008-295228号公报

发明内容

但是，在专利文献3所记载的技术中，不仅需要不平衡检测电路使成本上升，而且会产生由各检测电阻导致的电力消耗而使效率低下。此外，存在以下问题：有时由为了抑制各检测电阻的电阻值的偏差、或向负载的供给电压升高各检测电阻的电力消耗而使用了高阻抗、大型的电阻的情况下S/N比恶化等导致的检测值的精度下降，由此无法抑制各电容器的电压不平衡。

此外，专利文献4中所记载的技术以DC/DC转换器为对象，假设了电源电压为直流的情况。虽然在该情况下，与电源电压为交流的情况不同，由于不会产生因交流频率的脉动分量产生的输入电压的振幅变化所以比较容易进行控制，但是在电源电压为交流的情况下，因交流频率的脉动分量，产生输入电压的振幅变化。因此，在电源电压为交流的情况下，需要考虑电源频率或振幅的变化等来构筑控制系统，但如专利文献4所记载，在仅检测2个电容器的电压并进行了控制的情况下，有可能存在以下问题：控制变得不稳定，电容器的电压变得波动，纹波电流增加且电容器的寿命劣化加速。

本发明是鉴于上述情况而完成的，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，该直流电源装置在将交流转换为直流供给到负载的结构中，能够抑制在负载的两端间串联连接的多个电容器的电压不平衡，能够实现负载的稳定驱动和电容器的长寿命化并有助于实现高可靠性。