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電源裝置的制作方法

文檔序號:11290410閱讀:149來源:國知局
本發(fā)明涉及電源裝置,該電源裝置將交流電壓變換為直流電壓。
背景技術(shù)
::電源裝置在接通電源時(shí),在對平滑電容器進(jìn)行充電時(shí)有時(shí)流過沖擊電流。電源裝置為了防止元件因該沖擊電流而損壞,采用將電阻器與平滑電容器串聯(lián)地進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu),抑制接通電源時(shí)的沖擊電流。在專利文獻(xiàn)1中,公開了一種電源裝置,該電源裝置在具備沖擊電流抑制電阻器的過電流保護(hù)電路的兩端連接繼電器,在接通電源時(shí)將繼電器設(shè)為“開”狀態(tài),由沖擊電流抑制電阻器對平滑用電容器的充電電流進(jìn)行熱消耗,抑制接通電源時(shí)的沖擊電流。專利文獻(xiàn)1的電源裝置在完成向平滑電容器的充電后,將繼電器設(shè)為“閉”狀態(tài)來斷開沖擊電流限制電阻器,使電流不分流到?jīng)_擊電流限制電阻器而流到繼電器。在專利文獻(xiàn)2中,公開了一種電源裝置,該電源裝置在由于瞬時(shí)停電而發(fā)生了電源的瞬間的切斷時(shí),將平滑電容器的兩端電壓與設(shè)定的保護(hù)電壓進(jìn)行比較,根據(jù)該比較的結(jié)果控制與沖擊電流限制電阻器并聯(lián)地連接的繼電器,從而抑制沖擊電流。專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-252966號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開平5-316640號公報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:然而,在專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2的電源裝置中,當(dāng)平滑電容器的兩端電壓低于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí),使運(yùn)轉(zhuǎn)停止,將繼電器設(shè)為開路狀態(tài),從而抑制在從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電時(shí)流到平滑電容器的沖擊電流。專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2的電源裝置在由于瞬時(shí)停電而發(fā)生電源的瞬間的切斷,平滑電容器的兩端電壓不低于保護(hù)電壓而恢復(fù)供電的情況下,繼電器不會成為開路狀態(tài),而依舊為短路狀態(tài),沖擊電流不流經(jīng)沖擊電流抑制電阻,而經(jīng)由繼電器流到平滑電容器,產(chǎn)生無法抑制沖擊電流的問題。另外,在從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流的大小被即將從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電之前的平滑電容器的兩端電壓與從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電時(shí)的交流電壓之差所左右。因此,專利文獻(xiàn)2的電源裝置為了在保護(hù)電壓的設(shè)定范圍抑制沖擊電流,需要由電流耐受力高且還能夠承受沖擊電流的昂貴的元件構(gòu)成。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的,其目的在于提供一種電源裝置,該電源裝置不使用電流耐受力高且能夠承受沖擊電流的元件,而能夠不受升壓電路部的動作狀態(tài)以及交流電壓的變動的影響,抑制在恢復(fù)供電時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流。為了解決上述課題,達(dá)到目的,本發(fā)明的電源裝置具備:電阻器,對從交流電源供給的電流進(jìn)行限制;開關(guān)部,與電阻器并聯(lián)地連接;整流電路部,連接于電阻器以及開關(guān)部的后級,對交流電源的交流電壓進(jìn)行整流;升壓電路部,進(jìn)行由整流電路部整流的直流電壓的升壓;直流電壓檢測部,檢測從升壓電路部輸出的直流電壓;交流電壓檢測部,檢測交流電源的交流電壓;保護(hù)設(shè)定部,根據(jù)升壓電路部的升壓電平計(jì)算第1保護(hù)電壓,根據(jù)由交流電壓檢測部檢測出的交流電壓計(jì)算第2保護(hù)電壓,進(jìn)行第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較,將某一方設(shè)定為保護(hù)電壓;以及控制部,在直流電壓低于由保護(hù)設(shè)定部設(shè)定的保護(hù)電壓的情況下,使開關(guān)部開路,使由升壓電路部進(jìn)行的升壓停止,在控制部使升壓電路部的升壓停止的情況下,保護(hù)設(shè)定部將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。根據(jù)本發(fā)明,能夠不受升壓電路部的動作狀態(tài)以及交流電壓的變動的影響,抑制在恢復(fù)供電時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流。附圖說明圖1是實(shí)施方式的電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出第2保護(hù)電壓的設(shè)定電平與對于構(gòu)成升壓電路部的半導(dǎo)體元件的沖擊電流的界限值的關(guān)系的圖。圖3是示出在升壓電路部停止時(shí)從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的期間的電源裝置的動作的圖。圖4是示出在升壓電路部動作時(shí)第1保護(hù)電壓被設(shè)定為保護(hù)電壓時(shí)的從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的期間的電源裝置的動作的圖。圖5是示出在升壓電路部動作時(shí)在經(jīng)過第1過渡期間的過程中從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的電源裝置的動作的圖。圖6是示出在升壓電路部動作時(shí)第2保護(hù)電壓被設(shè)定為保護(hù)電壓時(shí)的從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的電源裝置的動作的圖。圖7是示出升壓電路部從動作狀態(tài)變?yōu)橥V範(fàn)顟B(tài)時(shí)的保護(hù)電壓的設(shè)定時(shí)的電源裝置的動作的圖。圖8是示出實(shí)施方式的動作控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。符號說明1:電源裝置;2:交流電源;3:直流負(fù)載;11:電阻器;12:開關(guān)部;13:整流電路部;14:升壓電路部;15:直流電壓檢測部;16:保護(hù)設(shè)定部;17:控制部;18:動作控制部;19:交流電壓檢測部;21:電抗器;22:開關(guān)元件;23:二極管;24:平滑電容器。具體實(shí)施方式以下,根據(jù)附圖,詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源裝置。此外,并不由該實(shí)施方式限定本發(fā)明。實(shí)施方式圖1是實(shí)施方式的電源裝置1的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出第2保護(hù)電壓的設(shè)定電平與對于構(gòu)成升壓電路部的半導(dǎo)體元件的沖擊電流的界限值的關(guān)系的圖。圖3是示出在升壓電路部停止時(shí)從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的期間的電源裝置的動作的圖。圖4是示出在升壓電路部動作時(shí)將第1保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓時(shí)的從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的期間的電源裝置的動作的圖。圖5是示出在升壓電路部動作時(shí)在經(jīng)過第1過渡期間的過程中從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的電源裝置的動作的圖。圖6是示出在升壓電路部動作時(shí)將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓時(shí)的從發(fā)生瞬時(shí)停電起至交流電源恢復(fù)為止的電源裝置的動作的圖。圖7是示出升壓電路部從動作狀態(tài)變?yōu)橥V範(fàn)顟B(tài)時(shí)的保護(hù)電壓的設(shè)定時(shí)的電源裝置的動作的圖。圖8是示出實(shí)施方式的動作控制部18的結(jié)構(gòu)的框圖。電源裝置1是如下裝置:該電源裝置1連接于直流負(fù)載3和作為外部電源的交流電源2,將從交流電源2供給的交流電壓變換為直流電壓,將變換后的直流電壓供給到直流負(fù)載3。電源裝置1具備:電阻器11,對電流進(jìn)行限制;開關(guān)部12,進(jìn)行開路或者短路;整流電路部13,對交流電壓進(jìn)行整流;升壓電路部14,進(jìn)行直流電壓的升壓;直流電壓檢測部15,檢測直流電壓;保護(hù)設(shè)定部16,設(shè)定保護(hù)電壓;控制部17,對開關(guān)部12以及升壓電路部14進(jìn)行控制;以及交流電壓檢測部19,檢測交流電壓。此外,保護(hù)設(shè)定部16和控制部17構(gòu)成動作控制部18。電阻器11對在恢復(fù)供電時(shí)從交流電源2供給的沖擊電流進(jìn)行限制。開關(guān)部12由繼電器構(gòu)成,并聯(lián)地連接于電阻器11。此外,開關(guān)部12也可以不由繼電器構(gòu)成,而由igbt(insulatedgatebipolartransistor,絕緣柵雙極型晶體管)或者mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成。在開關(guān)部12的開關(guān)開路的情況下,從交流電源2供給的電流通過電阻器11而供給到整流電路部13。在開關(guān)部12短路的情況下,從交流電源2供給的電流通過開關(guān)部12而供給到整流電路部13。整流電路部13連接于電阻器11以及開關(guān)部12的后級,對交流電壓進(jìn)行整流。升壓電路部14還稱為升壓斬波電路部,使由整流電路部13整流后的直流電壓升壓至設(shè)定的電壓。在此,說明升壓電路部14的結(jié)構(gòu)。升壓電路部14具備升壓用的電抗器21、進(jìn)行開關(guān)的開關(guān)元件22、防止逆流的二極管23以及對由整流電路部13整流后的電壓進(jìn)行平滑的平滑電容器24。此外,作為開關(guān)元件22例示igbt或者mosfet。電抗器21和二極管23串聯(lián)地連接于整流電路部13的高壓側(cè)與平滑電容器24之間。二極管23的陽極連接于電抗器21,陰極連接于直流負(fù)載3。在電抗器21與二極管23之間,在從高壓側(cè)連接低壓側(cè)的布線上連接有開關(guān)元件22。升壓電路部14在開關(guān)元件22為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將能量積蓄于電抗器21,在開關(guān)元件22為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)利用從電抗器21產(chǎn)生的反電動勢來充電到平滑電容器24。另外,升壓電路部14按照設(shè)定的周期使開關(guān)元件22的導(dǎo)通狀態(tài)以及截止?fàn)顟B(tài)反復(fù)出現(xiàn),從而進(jìn)行升壓動作。此外,設(shè)定的周期是指能夠進(jìn)行升壓動作的周期。此外,作為構(gòu)成升壓電路部的半導(dǎo)體元件的開關(guān)元件22以及二極管23也可以是寬帶隙半導(dǎo)體。進(jìn)而,寬帶隙半導(dǎo)體也可以是sic、gan或者金剛石。升壓電路部14并非限定于上述結(jié)構(gòu),是對交流電源進(jìn)行整流并升壓到任意的直流電壓的結(jié)構(gòu)即可。平滑電容器24一邊反復(fù)進(jìn)行充放電,一邊對電壓進(jìn)行平滑化。另外,升壓電路部14在不進(jìn)行升壓的情況下,將開關(guān)元件22始終設(shè)為截止?fàn)顟B(tài),從而作為無源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動作,對由整流電路部13整流后的電壓不進(jìn)行升壓而進(jìn)行平滑化,并供給到直流負(fù)載3。直流電壓檢測部15檢測從升壓電路部14輸出的直流電壓即平滑電容器電壓。具體而言,直流電壓檢測部15檢測平滑電容器24的兩端電壓即平滑電容器電壓。此外,平滑電容器電壓與直流母線電壓相等。保護(hù)設(shè)定部16始終獲取從控制部17輸出到升壓電路部14的控制信號,根據(jù)該控制信號,掌握作為升壓電路部14的動作狀態(tài)的升壓電平以及停止?fàn)顟B(tài)。保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)升壓電路部14的升壓電平計(jì)算第1保護(hù)電壓,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓計(jì)算第2保護(hù)電壓,進(jìn)行第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較,將某一方設(shè)定為保護(hù)電壓。此外,也可以是如下構(gòu)成:根據(jù)由控制部17在任意的定時(shí)更新升壓電平而得到的升壓電平l1新計(jì)算第1保護(hù)電壓,進(jìn)行新的第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較,將某一方設(shè)定為保護(hù)電壓??刂撇?7將由直流電壓檢測部15檢測出的平滑電容器電壓與由保護(hù)設(shè)定部16設(shè)定的保護(hù)電壓進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果,使升壓電路部14的升壓停止或者動作,使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路或者短路,使直流負(fù)載3進(jìn)行動作的停止或者起動。具體而言,在平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓的情況下,控制部17使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路,使升壓電路部14的升壓停止,使直流負(fù)載3的動作停止。在此,使用圖2至圖7,說明升壓電路部14的升壓停止的情況下的控制部17和保護(hù)設(shè)定部16的具體的動作以及升壓電路部14升壓的情況下的控制部17和保護(hù)設(shè)定部16的具體的動作。(升壓電路部14的升壓停止的情況)使用圖2以及圖3,說明升壓電路部14的升壓停止的情況。圖2(a)示出從交流電源2供給的交流電壓的波形,圖2(b)示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形。此外,以下,設(shè)想在圖2中的t1時(shí)發(fā)生了瞬時(shí)停電的情況。保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,計(jì)算第2保護(hù)電壓。保護(hù)設(shè)定部16將保護(hù)電壓設(shè)定為不低于設(shè)定的下限值。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16將保證產(chǎn)品的直流母線電壓的下限值設(shè)為vdc_under,將對于構(gòu)成升壓電路部14的半導(dǎo)體元件的沖擊電流的界限值設(shè)為δvrush,以“vdc_under≤第2保護(hù)電壓”為條件,根據(jù)(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓。此外,如圖2所示,δvrush是發(fā)生瞬時(shí)停電且平滑電容器電壓下降至第2保護(hù)電壓的設(shè)定電平時(shí)的值。另外,保護(hù)設(shè)定部16在“vdc_under>第2保護(hù)電壓”的情況下,將第2保護(hù)電壓設(shè)定為vdc_under。此外,保護(hù)設(shè)定部16計(jì)算第2保護(hù)電壓,以使得第2保護(hù)電壓在對于構(gòu)成升壓電路部14的半導(dǎo)體元件的沖擊電流的界限值即δvrush以內(nèi)即可,在不存在vdc_under的情況下,也可以不設(shè)定下限值。另外,保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)升壓電路部14的升壓電平計(jì)算第1保護(hù)電壓。在升壓電路部14的升壓停止的情況下,保護(hù)設(shè)定部16不進(jìn)行第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較,將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。接下來,使用圖3,說明保護(hù)設(shè)定部16的動作。圖3(a)是示出直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的圖,圖3(b)是示出從交流電源2供給的交流電壓的波形的圖,圖3(c)是示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形的圖,圖3(d)是示出開關(guān)部12的開關(guān)的開路或者短路的圖。在未發(fā)生瞬時(shí)停電的期間,保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,每隔規(guī)定時(shí)間,根據(jù)(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將保護(hù)電壓更新為計(jì)算出的第2保護(hù)電壓。在圖3中,示出了每隔電源周期更新保護(hù)電壓的情況。保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)圖3(b)中所示的a1時(shí)間點(diǎn)的交流電壓,計(jì)算第2保護(hù)電壓a2,將該第2保護(hù)電壓a2設(shè)定為保護(hù)電壓。另外,保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)圖3(b)中所示的b1時(shí)間點(diǎn)的交流電壓,計(jì)算第2保護(hù)電壓b2,將第2保護(hù)電壓b2設(shè)定為保護(hù)電壓。此外,在圖3所示的例子中,交流電源2的變動為“a1<b1”,所以“第2保護(hù)電壓a2<第2保護(hù)電壓b2”,但在交流電源2的變動為“a1>b1”的情況下,“第2保護(hù)電壓a2>第2保護(hù)電壓b2”。上述中說明為每隔電源周期更新保護(hù)電壓,但也可以按照設(shè)定的時(shí)間間隔更新保護(hù)電壓。保護(hù)設(shè)定部16按照設(shè)定的時(shí)間間隔更新保護(hù)電壓,從而即使在交流電源2的交流電壓發(fā)生了變動的情況下,也能夠設(shè)定為與該變動后的交流電壓對應(yīng)的保護(hù)電壓。進(jìn)而,由于設(shè)置了vdc_under,保護(hù)設(shè)定部16能夠在進(jìn)行產(chǎn)品允許外的動作時(shí)保護(hù)直流負(fù)載3。接下來,使用圖3,說明發(fā)生了瞬時(shí)停電的情況下的電源裝置1的動作。此外,以下,設(shè)想如下情況:在圖3中的t11時(shí)發(fā)生瞬時(shí)停電,在圖3中的t12時(shí)開始由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,在圖3中的t13時(shí)恢復(fù)供電,在圖3中的t14時(shí)開始第2保護(hù)電壓的計(jì)算,在圖3中的t15時(shí)進(jìn)行直流負(fù)載3的恢復(fù)動作。升壓電路部14在不進(jìn)行升壓的情況下,將開關(guān)元件22始終設(shè)為截止?fàn)顟B(tài),從而作為無源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動作。因此,由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓與從交流電源2供給的交流電壓的峰值一致。在發(fā)生了瞬時(shí)停電的情況下,如圖3(b)所示,交流電源2停止向電源裝置1供給交流電壓。升壓電路部14作為無源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動作。因此,如圖3(c)所示,平滑電容器電壓下降。另外,保護(hù)設(shè)定部16不變更保護(hù)電壓。具體而言,如圖3(c)所示,保護(hù)設(shè)定部16不變更設(shè)定為保護(hù)電壓的第2保護(hù)電壓b2而維持??刂撇?7在圖3中的t12時(shí)檢測到由直流電壓檢測部15檢測出的平滑電容器電壓低于由保護(hù)設(shè)定部16設(shè)定的保護(hù)電壓的情況,開始進(jìn)行保護(hù)動作。具體而言,如圖3(a)所示,控制部17使直流負(fù)載3的動作停止。另外,如圖3(d)所示,控制部17使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路??刂撇?7通過使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路,從而能夠使在交流電源2恢復(fù)供電時(shí)在電源裝置1中流過的沖擊電流流入到電阻器11,抑制恢復(fù)供電時(shí)的沖擊電流。在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電時(shí),保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了作為平滑電容器電壓過渡的期間的第2過渡期間之后,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將計(jì)算出的第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。此外,以下,將第2過渡期間稱為t_stable2。在此,說明t_stable2。平滑電容器電壓上升至交流電源2的交流電壓的倍的值。此外,交流電壓的倍的值為峰值。因此,控制部17有可能在平滑電容器電壓上升之前探測到平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓的情況。也就是說,在電源裝置1中,如果平滑電容器電壓的上升達(dá)到峰值之前保護(hù)電壓被變更,則成為“平滑電容器電壓≤保護(hù)電壓”的狀態(tài),由于控制部17的保護(hù)動作,繼續(xù)停止升壓電路部14的升壓,且繼續(xù)停止直流負(fù)載3的動作,產(chǎn)生啟動不良。因此,保護(hù)設(shè)定部16即使在剛剛停止供給交流電源2的交流電壓之后平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓,并根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓而探測到恢復(fù)供電,也保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更直至經(jīng)過t_stable2,在開始交流電源2的交流電壓的供給并經(jīng)過了t_stable2之后,變更保護(hù)電壓的設(shè)定。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了t_stable2之后,根據(jù)圖3(b)中所示的c1時(shí)間點(diǎn)的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓c2,將保護(hù)電壓的設(shè)定從第1保護(hù)電壓b2變更為第2保護(hù)電壓c2。此外,從開始圖3中的t12時(shí)的保護(hù)動作至經(jīng)過t_stable2之前,即使平滑電容器電壓變得比保護(hù)電壓大,控制部1也使保護(hù)動作繼續(xù)。因此,電源裝置1在經(jīng)過了t_stable2之后成為“平滑電容器電壓>保護(hù)電壓”,所以不進(jìn)行由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,能夠防止啟動不良。(升壓電路部14進(jìn)行升壓的情況)接下來,使用圖4至圖7,說明升壓電路部14進(jìn)行升壓的動作的情況。保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)升壓電路部14的升壓電平計(jì)算第1保護(hù)電壓,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓計(jì)算第2保護(hù)電壓,進(jìn)行第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較。此外,保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓。以下,說明基于由保護(hù)設(shè)定部16設(shè)定的保護(hù)電壓的設(shè)定次序。具體而言,在“第1保護(hù)電壓≥第2保護(hù)電壓”的情況下,將第1保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。另外,在“第1保護(hù)電壓<第2保護(hù)電壓”的情況下,將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。以下,分成“第1保護(hù)電壓≥第2保護(hù)電壓”的情況和“第1保護(hù)電壓<第2保護(hù)電壓”的情況進(jìn)行說明。(“第1保護(hù)電壓≥第2保護(hù)電壓”的情況)利用升壓電路部14開始升壓,經(jīng)過了作為平滑電容器電壓過渡的期間的第1過渡期間之后,保護(hù)設(shè)定部16將保護(hù)電壓的設(shè)定從第2保護(hù)電壓變更為第1保護(hù)電壓。以下,將第1過渡期間稱為t_stable1。在此,使用圖4,說明發(fā)生瞬時(shí)停電的情況下的電源裝置1的動作。圖4(a)是示出直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的圖,圖4(b)是示出開關(guān)元件22的導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的圖,圖4(c)是示出從交流電源2供給的交流電壓的波形的圖,圖4(d)是示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形的圖,圖4(e)是示出開關(guān)部12的開關(guān)的開路或者短路的圖。此外,以下,設(shè)想如下情況:在圖4中的t21時(shí)發(fā)生瞬時(shí)停電,在圖4中的t22時(shí)開始由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,在圖4中的t23時(shí)恢復(fù)供電,在圖4中的t24時(shí)開始第2保護(hù)電壓的計(jì)算,在圖4中的t25時(shí)進(jìn)行直流負(fù)載3的恢復(fù)動作。升壓電路部14根據(jù)控制部17的控制,使平滑電容器電壓上升,直至達(dá)到目標(biāo)升壓電平。在此,控制部17如果在平滑電容器電壓達(dá)到目標(biāo)升壓電平之前將保護(hù)電壓的設(shè)定從第2保護(hù)電壓變更為第1保護(hù)電壓,則有可能探測到平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓的情況。也就是說,在電源裝置1中,如果在平滑電容器電壓達(dá)到目標(biāo)升壓電平之前保護(hù)電壓被變更,則有可能成為“平滑電容器電壓≤保護(hù)電壓”的狀態(tài),由于控制部17的保護(hù)動作,升壓電路部14的升壓停止,且直流負(fù)載3的動作停止。因此,保護(hù)設(shè)定部16從開始升壓電路部14的升壓起至經(jīng)過t_stable1之前,保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更,在經(jīng)過了t_stable1之后,將保護(hù)電壓的設(shè)定從第2保護(hù)電壓變更為第1保護(hù)電壓??刂撇?7在檢測到由直流電壓檢測部15檢測出的平滑電容器電壓低于由保護(hù)設(shè)定部16設(shè)定的保護(hù)電壓的情況時(shí),開始保護(hù)動作。具體而言,控制部17使由升壓電路部14進(jìn)行的升壓停止,使直流負(fù)載3的動作停止,使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路??刂撇?7通過使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路,從而能夠使在交流電源2恢復(fù)供電時(shí)在電源裝置1中流過的沖擊電流流入到電阻器11,抑制恢復(fù)供電時(shí)的沖擊電流。另外,在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電之前,保護(hù)設(shè)定部16不變更保護(hù)電壓的設(shè)定。另外,在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電的情況下,升壓電路部14的升壓停止,所以平滑電容器電壓不會達(dá)到超過交流電源2的交流電壓的倍的電壓。在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)了供電的情況下,保護(hù)設(shè)定部16進(jìn)行與升壓電路部14的升壓停止時(shí)相同的處理。即,保護(hù)設(shè)定部16在根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓探測到恢復(fù)供電的情況下,在經(jīng)過t_stable2之前,保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更,在經(jīng)過了t_stable2之后,變更保護(hù)電壓的設(shè)定。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了t_stable2之后,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將保護(hù)電壓的設(shè)定變更為計(jì)算出的第2保護(hù)電壓。此外,從開始圖4中的t22時(shí)的保護(hù)動作起至經(jīng)過t_stable2之前,即使平滑電容器電壓變得比保護(hù)電壓大,控制部17也使保護(hù)動作繼續(xù)。接下來,使用圖5,說明在t_stable1中發(fā)生了瞬時(shí)停電的情況下的電源裝置1的動作。圖5(a)是示出直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的圖,圖5(b)是示出開關(guān)元件22的導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的圖,圖5(c)是示出從交流電源2供給的交流電壓的波形的圖,圖5(d)是示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形,圖5(e)是示出開關(guān)部12的開關(guān)的開路或者短路的圖。此外,以下,設(shè)想如下情況:在圖5中的t31時(shí)發(fā)生瞬時(shí)停電,在圖5中的t32時(shí)開始由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,在圖5中的t33時(shí)恢復(fù)供電,在圖5中的t34時(shí)開始第2保護(hù)電壓的計(jì)算,在圖5中的t35時(shí)進(jìn)行直流負(fù)載3的恢復(fù)動作。在發(fā)生了瞬時(shí)停電的情況下,如圖5(c)所示,交流電源2停止向電源裝置1供給交流電壓。升壓電路部14由于沒有要升壓的電壓,所以成為無法升壓的狀態(tài)。因此,如圖5(d)所示,平滑電容器電壓因直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)而下降??刂撇?7在檢測到由直流電壓檢測部15檢測出的平滑電容器電壓低于由保護(hù)設(shè)定部16設(shè)定的保護(hù)電壓的情況時(shí),開始保護(hù)動作。具體而言,控制部17使由升壓電路部14進(jìn)行的升壓停止,使直流負(fù)載3的動作停止,使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路。控制部17通過使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路,從而能夠使在交流電源2恢復(fù)供電時(shí)在電源裝置1中流過的沖擊電流流入到電阻器11,抑制恢復(fù)供電時(shí)的沖擊電流。另外,在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電之前,保護(hù)設(shè)定部16不變更保護(hù)電壓的設(shè)定。另外,在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電的情況下,升壓電路部14的升壓停止,所以平滑電容器電壓不會達(dá)到超過交流電源2的交流電壓的倍的電壓。在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)了供電的情況下,保護(hù)設(shè)定部16進(jìn)行與升壓電路部14的升壓停止時(shí)相同的處理。即,保護(hù)設(shè)定部16在根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓探測到恢復(fù)供電的情況下,在經(jīng)過t_stable2之前,保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更,在經(jīng)過了t_stable2之后,變更保護(hù)電壓的設(shè)定。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了t_stable2之后,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將保護(hù)電壓的設(shè)定變更為計(jì)算出的第2保護(hù)電壓。在電源裝置1中,通過設(shè)定t_stable1,即使在平滑電容器電壓未達(dá)到目標(biāo)升壓電平的狀態(tài)下,也能夠進(jìn)行直流負(fù)載3的保護(hù)。接下來,說明交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)了供電時(shí)的保護(hù)電壓的設(shè)定。此外,以下,假設(shè)發(fā)生瞬時(shí)停電,平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓,由于由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,升壓電路部14的升壓以及直流負(fù)載3的動作停止。在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)了供電的情況下,保護(hù)設(shè)定部16進(jìn)行與升壓電路部14的升壓停止時(shí)相同的處理。即,保護(hù)設(shè)定部16在根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓而探測到恢復(fù)供電的情況下,在經(jīng)過t_stable2之前,保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更,在經(jīng)過了t_stable2之后,變更保護(hù)電壓的設(shè)定。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了t_stable2之后,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將保護(hù)電壓的設(shè)定變更為計(jì)算出的第2保護(hù)電壓。在此,設(shè)為由保護(hù)設(shè)定部16將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。該第2保護(hù)電壓為保護(hù)電壓1。另外,在由保護(hù)設(shè)定部16對第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓進(jìn)行比較時(shí),在“第1保護(hù)電壓<第2保護(hù)電壓”的情況下,第2保護(hù)電壓為保護(hù)電壓2。(“第1保護(hù)電壓<第2保護(hù)電壓”的情況)在開始了由升壓電路部14進(jìn)行的升壓的情況下,保護(hù)設(shè)定部16不對t_stable1進(jìn)行計(jì)數(shù),即不設(shè)定t_stable1,而將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。在此,使用圖6,說明發(fā)生瞬時(shí)停電的情況下的電源裝置1的動作。圖6(a)是示出直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的圖,圖6(b)是示出開關(guān)元件22的導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的圖,圖6(c)是示出從交流電源2供給的交流電壓的波形的圖,圖6(d)是示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形的圖,圖6(e)是示出開關(guān)部12的開關(guān)的開路或者短路的圖。此外,以下,設(shè)想如下情況:在圖6中的t41時(shí)發(fā)生瞬時(shí)停電,在圖6中的t42時(shí)開始由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,在圖6中的t43時(shí)恢復(fù)供電,在圖6中的t44時(shí)開始第2保護(hù)電壓的計(jì)算,在圖6中的t45時(shí)進(jìn)行直流負(fù)載3的恢復(fù)動作。升壓電路部14在進(jìn)行升壓的區(qū)間作為有源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動作,根據(jù)控制部17的控制,使平滑電容器電壓上升,直至達(dá)到目標(biāo)升壓電平。此外,由于“第1保護(hù)電壓<第2保護(hù)電壓”,交流電源2的交流電壓的峰值為由升壓電路部14進(jìn)行升壓的值以上。因此,平滑電容器電壓與交流電源2的交流電壓的峰值一致。如圖6(d)所示,平滑電容器電壓變?yōu)槟繕?biāo)升壓電平以上,所以保護(hù)設(shè)定部16將保護(hù)電壓設(shè)定為第2保護(hù)電壓,不對t_stable1進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此,保護(hù)設(shè)定部16在“第2保護(hù)電壓>第1保護(hù)電壓”的情況下,不設(shè)置t_stable1,而將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。此外,在發(fā)生瞬時(shí)停電且平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓的情況下,進(jìn)行由控制部17進(jìn)行的保護(hù)動作,所以在交流電源2恢復(fù)供電之前,升壓電路部14的升壓停止,所以平滑電容器電壓不會達(dá)到超過交流電源2的交流電壓的倍的電壓。此外,保護(hù)設(shè)定部16在交流電源2恢復(fù)供電之前不變更保護(hù)電壓的設(shè)定。在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)了供電的情況下,保護(hù)設(shè)定部16進(jìn)行與升壓電路部14的升壓停止時(shí)相同的處理。即,保護(hù)設(shè)定部16在根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓探測到恢復(fù)供電的情況下,在經(jīng)過t_stable2之前,保持保護(hù)電壓的設(shè)定來禁止變更,在經(jīng)過了t_stable2之后,變更保護(hù)電壓的設(shè)定。具體而言,保護(hù)設(shè)定部16在經(jīng)過了t_stable2之后,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓,根據(jù)上述(1)式計(jì)算第2保護(hù)電壓,將保護(hù)電壓的設(shè)定變更為計(jì)算出的第2保護(hù)電壓。接下來,使用圖7,說明不發(fā)生瞬時(shí)停電的期間中的升壓電路部14的升壓以及升壓的停止。圖7(a)是示出直流負(fù)載3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者停止?fàn)顟B(tài)的圖,圖7(b)是示出開關(guān)元件22的導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)的圖,圖7(c)是示出從交流電源2供給的交流電壓的波形的圖,圖7(d)是示出由直流電壓檢測部15檢測的平滑電容器電壓的波形的圖,圖7(e)是示出開關(guān)部12的開關(guān)的開路或者短路的圖。此外,以下,設(shè)想在圖7中的t51時(shí)由升壓電路部14進(jìn)行的升壓停止的情況。保護(hù)設(shè)定部16在“當(dāng)前設(shè)定的保護(hù)電壓≤第1保護(hù)電壓”的情況下,在經(jīng)過了t_stable1之后將第1保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。另外,保護(hù)設(shè)定部16在“當(dāng)前設(shè)定的保護(hù)電壓>第1保護(hù)電壓”的情況下,不進(jìn)行t_stable1的計(jì)數(shù),即不設(shè)定t_stable1,而將第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓。在由升壓電路部14進(jìn)行升壓的情況下,保護(hù)設(shè)定部16維持所設(shè)定的保護(hù)電壓來使該升壓繼續(xù),在通過由控制部17進(jìn)行的控制而停止了升壓電路部14的升壓的情況下,將當(dāng)前設(shè)定的保護(hù)電壓變更為第2保護(hù)電壓。此外,在未發(fā)生瞬時(shí)停電的期間,保護(hù)設(shè)定部16根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓計(jì)算第2保護(hù)電壓,不進(jìn)行t_stable2的計(jì)數(shù),而變更保護(hù)電壓的設(shè)定。在升壓電路部14的升壓停止的情況下,平滑電容器電壓不會達(dá)到超過交流電源2的交流電壓的倍的電壓。另外,在第1保護(hù)電壓被設(shè)定為保護(hù)電壓的情況下,即使立即將設(shè)定從第1保護(hù)電壓變更為第2保護(hù)電壓,也是“平滑電容器電壓>保護(hù)電壓”,另外,在第2保護(hù)電壓被設(shè)定為保護(hù)電壓的情況下,依舊為第2保護(hù)電壓,所以“平滑電容器的電壓>保護(hù)電壓”。因此,控制部17不會使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路。另外,控制部17無需階梯性地降低升壓電路部14的升壓電平來使升壓停止,能夠立刻使升壓電路部14的升壓停止。因此,電源裝置1能夠不受升壓電路部14的動作狀態(tài)以及交流電壓的變動的影響,將第2保護(hù)電壓設(shè)定為在對于構(gòu)成升壓電路部14的半導(dǎo)體元件的沖擊電流的界限值即δvrush以內(nèi),在交流電源2從瞬時(shí)停電恢復(fù)供電時(shí),開關(guān)部12的開關(guān)開路,利用電阻器11抑制沖擊電流,所以能夠抑制恢復(fù)供電時(shí)的沖擊電流。電源裝置1根據(jù)升壓電路部14的升壓或者升壓的停止,將第1保護(hù)電壓或者第2保護(hù)電壓設(shè)定為保護(hù)電壓,所以在需要使升壓電路部14的升壓停止的情況下,無需階梯性地降低升壓電路部14的升壓電平來使升壓停止,能夠立刻使升壓電路部14的升壓停止,所以能夠降低因升壓電路部14的開關(guān)元件22處于導(dǎo)通狀態(tài)而產(chǎn)生的開關(guān)損耗,能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。另外,電源裝置1通過抑制恢復(fù)供電時(shí)的沖擊電流,能夠使構(gòu)成升壓電路部14的半導(dǎo)體元件小型化,能夠?qū)崿F(xiàn)低成本。進(jìn)而,電源裝置1在構(gòu)成升壓電路部14的半導(dǎo)體元件由昂貴的sic、gan或者金剛石等寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成的情況下,由于小型化而能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。此外,如圖8所示,構(gòu)成上述保護(hù)設(shè)定部16和控制部17的動作控制部18也可以包括:cpu101,進(jìn)行運(yùn)算;rom102,保存由cpu101讀取的程序;ram103,使保存于rom102的程序展開;以及接口104,進(jìn)行信號的輸入輸出。動作控制部18的各結(jié)構(gòu)要素被程序化,保存于rom102。接口104從直流電壓檢測部15輸入平滑電容器電壓,從交流電壓檢測部19輸入交流電壓。另外,接口104輸出使升壓電路部14的升壓停止或者動作的信號,輸出使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路或者短路的信號,輸出使直流負(fù)載3進(jìn)行動作的停止或者起動的信號。cpu101讀出保存于rom102的程序,在ram103展開所讀出的程序,進(jìn)行如下運(yùn)算:根據(jù)升壓電路部14的升壓電平計(jì)算第1保護(hù)電壓,根據(jù)由交流電壓檢測部19檢測出的交流電壓計(jì)算第2保護(hù)電壓,進(jìn)行第1保護(hù)電壓與第2保護(hù)電壓的比較,將某一方設(shè)定為保護(hù)電壓。cpu101將由直流電壓檢測部15檢測出的平滑電容器電壓與保護(hù)電壓進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果而平滑電容器電壓低于保護(hù)電壓的情況下,經(jīng)由接口104輸出使開關(guān)部12進(jìn)行開關(guān)的開路的信號,輸出使升壓電路部14停止升壓的信號,輸出使直流負(fù)載3進(jìn)行動作的停止的信號。以上的實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)表示本發(fā)明的內(nèi)容的一個(gè)例子,既能夠與其它公知的技術(shù)進(jìn)行組合,還能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行省略、變更。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12
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