專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3相輸入輸出電源裝置的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
圖1中示出了采用現(xiàn)有技術(shù)的3相輸入輸出電源裝置的電路結(jié)構(gòu)。是如下上述的 3相輸入輸出電源裝置的電路例由正向轉(zhuǎn)換器(forward converter) 3將3相交流電源1 的交流轉(zhuǎn)換成直流，通過電容器4進(jìn)行平滑后，由反向轉(zhuǎn)換器(逆變器)6轉(zhuǎn)換成交流并輸出。在正向轉(zhuǎn)換器3的交流輸入上各相分別連接有熔斷器9、10、11，在它們的交流電源1 一側(cè)連接有由電抗線圈(reactor)和電容器構(gòu)成的交流輸入濾波器2。在反向轉(zhuǎn)換器6的交流輸出側(cè)各相分別連接有熔斷器12、13、14，在它們與負(fù)載8之間連接有由電抗線圈和電容器構(gòu)成的交流輸出濾波器7。下面，對這樣的結(jié)構(gòu)中的保護(hù)動作進(jìn)行說明。正向轉(zhuǎn)換器3的交流輸入側(cè)的熔斷器9 11的作用，包括在構(gòu)成正向轉(zhuǎn)換器3的IGBT、二極管等半導(dǎo)體元件發(fā)生故障時(shí)或誤動作時(shí)起到截?cái)?截止)從交流電源1經(jīng)由交流輸入濾波器2流出的過電流的作用，以及在正向轉(zhuǎn)換器的電路或反向轉(zhuǎn)換器的電路中發(fā)生了接地故障的情況下通過熔斷器的截?cái)嗥鸬奖Ｗo(hù)半導(dǎo)體元件和電路部件的作用。另外，與反向轉(zhuǎn)換器6的交流輸出的各連接的熔斷器12 14在負(fù)載短路、過電流、接地故障等時(shí)通過熔斷器的截?cái)嗥鸬奖Ｗo(hù)反向轉(zhuǎn)換器的作用。在專利文獻(xiàn)1中記載了在各連接有熔斷器的正向轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)及其保護(hù)動作。眾所周知的是，反向轉(zhuǎn)換器的電路是使正向轉(zhuǎn)換器的電路的輸入與輸出互逆的電路結(jié)構(gòu)，三相-三相轉(zhuǎn)換裝置的電路結(jié)構(gòu)成為如圖1所示的結(jié)構(gòu)。如上上述，在現(xiàn)有的三相-三相轉(zhuǎn)換電路中，分別在交流輸入和交流輸出中采用3 個(gè)熔斷器。在構(gòu)成圖1中的電源裝置的基礎(chǔ)上，保護(hù)用熔斷器9 14在因熔斷器本身的故障或損耗等熔斷時(shí)，導(dǎo)致裝置輸出停止，從而運(yùn)行可靠性降低，電力用的熔斷器為了保護(hù)半導(dǎo)體元件而需要高速截?cái)嘈腿蹟嗥?，鑒于其高價(jià)和大型等理由，希望使用個(gè)數(shù)盡可能少。專利文獻(xiàn)1日本特開平11 164560號公報(bào)(圖3)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于減少三相-三相轉(zhuǎn)換裝置中的熔斷器的使用個(gè)數(shù)。為了解決上述課題，第1發(fā)明的電源裝置，其為輸入輸出非絕緣型電源裝置，包括正向轉(zhuǎn)換器，該正向轉(zhuǎn)換器具備正極、中性極和負(fù)極，對3相3線的交流輸入進(jìn)行整流來轉(zhuǎn)換成直流；將上述直流轉(zhuǎn)換成3相3線的交流的反向轉(zhuǎn)換器；以及與上述正向轉(zhuǎn)換器的正極、中性極和負(fù)極分別連接的電容器串聯(lián)電路，該電源裝置的特征在于，包括將3相中的1相交流輸入與交流輸出的1相及直流部的中性極連接的共用線；與上述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；與上述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；和在上述正向轉(zhuǎn)換器的中性極與上述共用線之間連接的1個(gè)保護(hù)用熔斷器。
另外，第2發(fā)明的電源裝置，是在第1發(fā)明中，與上述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器，連接在與上述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的輸入濾波器和電源裝置的交流輸入端子之間。另外，第3發(fā)明的電源裝置，是在第1發(fā)明中，與上述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器，連接在與上述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的輸出濾波器和電源裝置的交流輸出端子之間。這樣，在本發(fā)明中，輸入輸出非絕緣型電源裝置包括具備正極、中性極和負(fù)極的、 對3相3線的交流輸入進(jìn)行整流來轉(zhuǎn)換成直流的正向轉(zhuǎn)換器；將上述直流轉(zhuǎn)換成3相3線的交流的反向轉(zhuǎn)換器；以及分別與上述正向轉(zhuǎn)換器的正極、中性極、負(fù)極連接的電容器串聯(lián)電路，該輸入輸出非絕緣型電源裝置的特征在于，包括3相中的1相交流輸入與交流輸出的1相及直流部的中性極連接的共用線；與上述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；與上述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；和在上述正向轉(zhuǎn)換器的中性極與上述共用線之間連接的1個(gè)保護(hù)用熔斷器。其結(jié)果是，能夠?qū)F(xiàn)有的熔斷器的使用個(gè)數(shù)從6個(gè)削減為5個(gè)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化、低價(jià)格化，并提高運(yùn)行可靠性。


圖1是表示現(xiàn)有例的電路圖。圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電路圖。圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的要點(diǎn)在于，輸入輸出非絕緣型電源裝置包括具備正極、中性極和負(fù)極、 對3相3線的交流輸入進(jìn)行整流來轉(zhuǎn)換成直流的正向轉(zhuǎn)換器；將上述直流轉(zhuǎn)換成3相3線的交流的反向轉(zhuǎn)換器；以及與上述正向轉(zhuǎn)換器的正極、中性極、負(fù)極分別連接的電容器串聯(lián)電路，該輸入輸出非絕緣型電源裝置的特征在于，包括3相中的1相交流輸入與交流輸出的1相及直流部的中性極連接的共用線；與上述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；與上述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；和在上述正向轉(zhuǎn)換器的中性極與上述共用線之間連接的1個(gè)保護(hù)用熔斷器。實(shí)施例1圖2中示出了本發(fā)明的第1實(shí)施例。在由IGBTTl T4和二極管Dl D4構(gòu)成的正向轉(zhuǎn)換器3a的交流輸入經(jīng)由熔斷器9、10與交流輸入濾波器加連接，交流輸入濾波器加的輸入分別與3相交流電源1的各相連接。另外，由IGBTT5 T8和二極管D5 D8構(gòu)成的反向轉(zhuǎn)換器6a的輸出經(jīng)由熔斷器12、13與交流輸出濾波器7a連接，交流輸出濾波器7a 的輸出分別與負(fù)載8連接。在正向轉(zhuǎn)換器3a和反向轉(zhuǎn)換器6a的直流端子間(正極 負(fù)極間)連接有電容器4和5的串聯(lián)電路，電容器4和5的串聯(lián)連接點(diǎn)(中性極)與3相交流電源1的V相及負(fù)載的1相經(jīng)由熔斷器15連接。下面說明在這樣的結(jié)構(gòu)中的保護(hù)動作。作為正向轉(zhuǎn)換器3a的IGBT或二極管中的任一個(gè)發(fā)生了短路故障的情況下的保護(hù)動作例之一，對在使電流從U相流向V相或W相的模式下IGBTT2發(fā)生了短路故障的情況下的保護(hù)動作例進(jìn)行說明。IGBTT2導(dǎo)通，按照交流電源1的U相一濾波器加一熔斷器9 — IGBTT2 — 二極管D4 —熔斷器10 —濾波器加一交流電源的W相的路徑，或者按照交流電源1的U相一濾波器加一熔斷器9 — IGBTT2 —電容器5 —熔斷器15 —交流電源的V相的路徑，電流增加，能量被蓄積在濾波器電路加的電抗線圈中。接下來，當(dāng)IGBTT2截?cái)鄷r(shí)，電抗線圈的能量通過二極管Dl或D4給電容器4和 5充電，電抗線圈的電流減少成為正常動作。這里，當(dāng)IGBTT2在通電過程中發(fā)生短路故障時(shí)，即使接下來要使其截止(斷開) 也無法截止。在該狀態(tài)下接著使IGBTTl導(dǎo)通時(shí)，通過IGBTTl和T2將直流電路短路，但是由于IGBTTl是正常的，所以檢測到此時(shí)的過電流后使其截?cái)嗟谋Ｗo(hù)電路進(jìn)行動作。但是， 由于IGBTT2發(fā)生了短路故障，所以按照濾波器電路加的電抗線圈一熔斷器9 — IGBTT2 — 二極管4 —熔斷器10的路徑，或者按照濾波器電路加的電抗線圈一熔斷器9 — IGBTT2 — 電容器5 —熔斷器15的路徑的電流增加。其結(jié)果是，熔斷器9將過電流截?cái)啵Ｗo(hù)半導(dǎo)體元件、濾波器構(gòu)成部件等。在其他IGBT或二極管發(fā)生短路故障的情況下，同樣壓能夠通過熔斷器進(jìn)行保護(hù)。接著，對在正向轉(zhuǎn)換器3a或反向轉(zhuǎn)換器6a中發(fā)生接地故障的情況下的保護(hù)進(jìn)行說明。為了便于說明，對在交流電源1的中性點(diǎn)接地的狀態(tài)下，直流電路的負(fù)極發(fā)生接地故障的情況下的動作進(jìn)行說明。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，從交流電源1的U相開始的、按照濾波器電路加一熔斷器9 — IGBTT2 —接地點(diǎn)的路徑的電流，被熔斷器9截?cái)?，從交流電?的W 相開始的、按照濾波器加一熔斷器10 — IGBTT4 —接地點(diǎn)的路徑的電流被熔斷器10截?cái)啵?按照交流電源的V相一熔斷器15 —電容器5 —接地點(diǎn)的路徑的電流被熔斷器15截?cái)?，由此，保護(hù)半導(dǎo)體元件、濾波器等構(gòu)成部件。對于反向轉(zhuǎn)換器6a，與正向轉(zhuǎn)換器同樣地，也能夠通過熔斷器12、13、15來實(shí)現(xiàn)負(fù)載的過電流保護(hù)以及接地故障時(shí)的保護(hù)。實(shí)施例2在圖3中示出了本發(fā)明的第2實(shí)施例。與第1實(shí)施例不同的是，在交流電源1與正向轉(zhuǎn)換器3a之間的熔斷器9、10，和在反向轉(zhuǎn)換器6a與負(fù)載8之間的熔斷器12、13的插入位置。在實(shí)施例1中，在交流電源1側(cè)，熔斷器9、10被插入在正向轉(zhuǎn)換器3a的交流輸入與交流輸入濾波器加之間，但是在第2實(shí)施例中，則被插入在交流輸入濾波器加與交流電源1之間。另外，在實(shí)施例1的交流輸出側(cè)，熔斷器12、13被插入在反向轉(zhuǎn)換器6a與交流輸出濾波器7a之間，但是在第2實(shí)施例中，則被插入在交流輸出濾波器7a與負(fù)載8之間。 保護(hù)動作與第1實(shí)施例相同，所以省略。另外，在上述實(shí)施例中示出了交流電源的中性點(diǎn)接地的情況下的例子，但是在1 相接地的情況下也同樣能夠進(jìn)行保護(hù)。另外，即使混合存在第1實(shí)施例和第2實(shí)施例的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其為輸入輸出非絕緣型電源裝置，包括正向轉(zhuǎn)換器，該正向轉(zhuǎn)換器具備正極、中性極和負(fù)極，對3相3線的交流輸入進(jìn)行整流來轉(zhuǎn)換成直流；將所述直流轉(zhuǎn)換成3相3線的交流的反向轉(zhuǎn)換器；以及與所述正向轉(zhuǎn)換器的正極、中性極和負(fù)極分別連接的電容器串聯(lián)電路，該電源裝置的特征在于，包括將3相中的1相交流輸入與交流輸出的1相及直流部的中性極連接的共用線； 與所述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器； 與所述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器；和在所述正向轉(zhuǎn)換器的中性極與所述共用線之間連接的1個(gè)保護(hù)用熔斷器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于與所述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器，連接在與所述正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入連接的輸入濾波器和電源裝置的交流輸入端子之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于與所述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的2個(gè)保護(hù)用熔斷器，連接在與所述反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出連接的輸出濾波器和電源裝置的交流輸出端子之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電源裝置，其使用具備正極、中性極和負(fù)極的正向轉(zhuǎn)換器將3相交流輸入轉(zhuǎn)換成直流。另外，使用反向轉(zhuǎn)換器將由正向轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流轉(zhuǎn)換成3相交流。而且，包括正向轉(zhuǎn)換器、反向轉(zhuǎn)換器、以及與正向轉(zhuǎn)換器的正極、中性極、負(fù)極分別連接的電容器串聯(lián)電路，由此構(gòu)成輸入輸出非絕緣型電源裝置。因此，包括將交流輸入的1相與交流輸出的1相及直流部的中性極連接的共用線。另外，正向轉(zhuǎn)換器的交流輸入上連接有2個(gè)熔斷器。另一方面，反向轉(zhuǎn)換器的交流輸出上連接有2個(gè)熔斷器。并且，在正向轉(zhuǎn)換器的中性極與共用線之間連接有1個(gè)熔斷器。
文檔編號H02M5/44GK102315780SQ20111020520
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者山方義彥, 我妻裕 申請人:富士電機(jī)株式會社