JP3745266B2

JP3745266B2 - Power supply device and air conditioner using the same

Info

Publication number: JP3745266B2
Application number: JP2001332319A
Authority: JP
Inventors: 俊生矢吹; 智彦堤
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003143858A

Description

【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(ＡＣ１００Ｖ５０／６０Ｈz)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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply apparatus having a rectifier circuit and means for detecting an alternating current input to the rectifier circuit, and an air conditioner using the power supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, some power supply devices include a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage and a power factor correction circuit that improves the power factor. This power supply device is used to supply power to an inverter that drives a compressor of an air conditioner, detects an alternating current input to a rectifier circuit using a current transformer, and is detected by the current transformer. The AC current is rectified to obtain an average value, and an effective current value is obtained using a predetermined function based on the average value. Based on the effective current value thus obtained, operation control of the air conditioner is performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above power supply device, when the power factor is improved by turning on and off the semiconductor switch of the power factor correction circuit according to the fluctuation of the AC voltage, the change in distortion of the AC current waveform input to the rectifier circuit becomes significant. Therefore, there is a problem that the detection accuracy of the effective value of the input alternating current is poor. In the air conditioner using the power supply device, when operation control is performed based on the effective current value of the input alternating current, if the accuracy of the detected current effective value is poor, appropriate operation control cannot be performed. Even in a power supply device that does not use the power factor correction circuit, the distortion of the AC current waveform changes greatly due to fluctuations in the AC voltage supplied from the AC power supply, so the effective current value of the input AC current is accurately detected. There is a problem that you can not.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a low-cost power supply apparatus that can accurately detect the effective value of an alternating current input to a rectifier circuit regardless of power supply voltage fluctuations, and an air conditioner using the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power supply apparatus according to claim 1 is a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage, and a power factor improvement that performs an on / off operation so that the DC voltage output from the rectifier circuit becomes a target voltage. In a power supply device comprising a semiconductor switch and input AC current detection means for detecting AC current input to the rectifier circuit, A controller that controls the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch so that the on-time becomes longer as the AC voltage input to the rectifier circuit is lower, and the controller is input to the rectifier circuit; The lower the AC voltage, the longer the ON time of the power factor improving semiconductor switch, and the AC current detected by the input AC current detecting means becomes higher than the true value of the AC current input to the rectifier circuit. Using the relationship The power factor improvement semiconductor switch On time Correction means for correcting the alternating current detected by the input alternating current detection means based on Have It is characterized by that.
[0006]
According to the power supply device of the first aspect, when an AC voltage from an AC power source is input to the rectifier circuit, the rectifier circuit converts the AC voltage into a DC voltage. At this time, the DC voltage output from the rectifier circuit is set to the target voltage by turning on and off the power factor improving semiconductor switch. In other words, the power factor improving semiconductor switch has a longer ON time in order to boost the DC voltage output from the rectifier circuit as the input AC voltage is lower. Therefore, in such a power supply apparatus, there is a correlation between the input AC voltage, the effective value of the input AC current, and the ON time of the power factor improving semiconductor switch, and the effective value of the input AC current and the input AC current detection When the correlation with the current value detected by the means is determined in accordance with the input AC voltage, the correction means is used based on the ON / OFF operation pattern of the power factor improving semiconductor switch by using the correlation. It becomes possible to correct the alternating current detected by the input alternating current detecting means using a current transformer or the like. Therefore, the effective value of the alternating current input to the rectifier circuit can be accurately detected regardless of the power supply voltage fluctuation.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising: a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage; a power factor improving semiconductor switch that performs an on / off operation so that the DC voltage output from the rectifier circuit becomes a target voltage; In a power supply device comprising an input AC current detection means for detecting an AC current input to the rectifier circuit, the AC current detected by the input AC current detection means and the pattern of ON / OFF operation of the power factor improving semiconductor switch On the basis of, A controller that controls the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch so that the on-time becomes longer as the AC voltage input to the rectifier circuit is lower, and the controller is input to the rectifier circuit; The lower the AC voltage, the longer the ON time of the power factor improving semiconductor switch, and the AC current detected by the input AC current detecting means becomes higher than the true value of the AC current input to the rectifier circuit. Using the relationship The AC current detected by the input AC current detecting means and the power factor improving semiconductor switch On time Based on the input AC voltage calculation means for calculating the AC voltage input to the rectifier circuit, and based on the AC voltage calculated by the input AC voltage calculation means, detected by the input AC current detection means Correction means for correcting the alternating current Have It is characterized by that.
[0008]
According to the power supply device of the second aspect, when an AC voltage from an AC power source is input to the rectifier circuit, the AC voltage is converted into a DC voltage by the rectifier circuit. At this time, the DC voltage output from the rectifier circuit is set to the target voltage by turning on and off the power factor improving semiconductor switch. In other words, the power factor improving semiconductor switch has a longer ON time in order to boost the DC voltage output from the rectifier circuit as the input AC voltage is lower. Therefore, in such a power supply device, there is a correlation between the input AC voltage, the AC current detected by the input AC current detection means, and the ON time of the power factor improving semiconductor switch, and the input AC current detection means Based on the detected alternating current and the pattern of the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch, the input alternating voltage calculating means can calculate the alternating voltage input to the rectifier circuit. When the correlation between the effective value of the input AC current and the current value detected by the input AC current detection means is determined according to the input AC voltage, the correction means inputs the correlation by using the correlation. Based on the AC voltage calculated by the AC voltage calculating means, the AC current detected by the input AC current detecting means using a current transformer or the like can be corrected. Therefore, the effective value of the alternating current input to the rectifier circuit can be accurately detected regardless of the power supply voltage fluctuation.
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
Claims 3 The air conditioner of claim 1 Or 2 It is characterized by using the power supply device.
[0014]
Claims above 3 According to the air conditioner, by using the power supply device as a power supply device such as an inverter for driving the compressor, the effective value of the alternating current input to the rectifier circuit can be accurately detected regardless of the power supply voltage fluctuation. Optimal operation control can be performed based on an accurate current effective value.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a power supply device of the present invention and an air conditioner using the power supply device will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
[0016]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the air conditioner power supply apparatus has a coil L whose one end is connected to one end of an AC power supply 1, and one end of an AC input terminal connected to the other end of the coil L. A diode bridge DB1 as a rectifier circuit having the other end connected to the other end of the AC power supply 1, a smoothing capacitor C1 connected to both ends of the DC output terminal of the diode bridge DB1, and a parallel to the smoothing capacitor C1. Connected to both ends of the AC input terminal of the diode bridge DB 1 and controlled by the control unit 11. A power factor correction circuit 12 and an input AC current detection circuit 13 as input AC current detection means for detecting an AC current input from the AC power source 1. . A load R1 such as an inverter (not shown) is connected to both ends of the smoothing capacitor C1. The control unit 11 has correction means 11 a that corrects the alternating current detected by the input alternating current detection hand circuit 13.
[0017]
The power factor correction circuit 12 includes a diode bridge DB2 in which one end of an AC input terminal is connected to the other end of the coil L, and the other end of the AC input terminal is connected to the other end of the AC power supply 1, and the diode bridge. The semiconductor switch SW has a collector connected to the positive electrode side of the DC output terminal of DB2 and an emitter connected to the negative electrode side of the DC output terminal of the diode bridge DB2.
[0018]
The input AC current detection circuit 13 is connected to a current transformer CT, a diode bridge DB3 in which both ends of the current transformer CT are connected to an AC input terminal, and both ends of a DC output terminal of the diode bridge DB3. The smoothing capacitor C2, the resistor R2 connected in parallel to both ends of the smoothing capacitor C2, and the DC voltage sensor 3 for detecting the DC voltage at both ends of the resistor R2. The input AC current detection circuit 13 performs full-wave rectification on the input AC current detected by the current transformer CT by the diode bridge DB3 and smoothes it by the smoothing capacitor C2. The average value of current rectification is detected.
[0019]
In the power supply device having the above-described configuration, the control unit 11 performs on / off control of the semiconductor switch SW of the power factor correction circuit 12 so that the DC voltage detected by the DC voltage sensor 2 becomes the target voltage, thereby enabling the power factor correction circuit. 12 is operated. The DC voltage smoothed by the smoothing capacitor C1 is supplied to the load R1. Further, the correction means 11a of the control unit 11 corrects the power source current rectification average value detected by the input AC current detection circuit 13 based on the pattern of the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch SW.
[0020]
In the power supply device, as shown in FIG. 2A, the alternating current waveform changes depending on the ON time of the semiconductor switch SW. That is, when the on time of the semiconductor switch is short, the AC current waveform has a low peak value as shown in FIG. 2B, and when the on time of the semiconductor switch is normal, the peak value shown in FIG. When the on-time of the semiconductor switch is long, the alternating current waveform having a high peak value shown in FIG. 2 (d) is obtained.
[0021]
FIG. 3 shows the relationship between the ON time of the semiconductor switch SW and the DC voltage output from the diode bridge DB1. In FIG. 3, the input alternating current is constant, and when the input alternating current increases, the entire graph moves downward. In FIG. 3, the DC voltage increases as the ON duty of the semiconductor switch SW increases (the ON time increases). Also, when the power supply voltage (AC100V 50 / 60Hz) is lower than the rating, the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the DC voltage at the time of rating, and the power supply voltage (input AC voltage) is higher than the rating. In this case, the power supply voltage (input AC voltage) is generally higher than the DC voltage when rated. For example, the control target that is the target voltage is 280 V, and the DC voltage output from the diode bridge DB1 is shorter than the standard on-time at the power supply voltage rating when the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rated voltage. On the other hand, when the power supply voltage (input AC voltage) is higher than the rated time, it becomes shorter than the standard on-time when the power supply voltage is rated.
[0022]
FIG. 4 shows the relationship between the effective value of the power source current (input AC current) and the average value of the power source current rectification detected by the input AC current detection circuit 13, and the power source voltage (input AC voltage) is higher than the rating. Is lower, the on-time of the semiconductor switch SW becomes longer, and the power supply current rectification average value when the effective value of the actual power supply current (input AC current) is, for example, 6A is the power supply voltage (input AC voltage) is rated. Higher than when. On the other hand, when the power supply voltage (input AC voltage) is higher than the rating, the on-time of the semiconductor switch SW is shortened, and the power supply current rectification average value when the effective value of the actual power supply current (input AC current) is 6A, for example, Is lower than when the power supply voltage (input AC voltage) is rated.
[0023]
Next, the operation of the control unit 11 of the power supply apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0024]
First, when the process starts, a current value (power supply current rectification average value) is detected by the input alternating current detection circuit 13 in step S1, and a first time T1 and a second time T2 are obtained from the current value detected in step S2. .
[0025]
Next, in step S3, it is determined whether or not the semiconductor switch SW is on. If it is determined that the semiconductor switch SW is on, the process proceeds to step S4, while the semiconductor switch SW is not on. If it is determined that the semiconductor switch SW is off, the process proceeds to step S7, where the effective value I of the input alternating current is
I = A1 × current value + B1
(However, A1 and B1 are constants and the current value is the average value of power supply current rectification)
To return to step S1.
[0026]
Next, in step S4, it is determined whether or not the ON time of the semiconductor switch SW is equal to or shorter than the first time T1, and if it is determined that the ON time of the semiconductor switch SW is equal to or shorter than the first time T1, the process proceeds to step S8. It is determined that the voltage (input AC voltage) is higher than the rating, and the process proceeds to step S9, where the effective value I of the input AC current is
I = A2 × current value + B2
(However, A2 and B2 are constants and the current value is the average value of power supply current rectification)
To return to step S1.
[0027]
On the other hand, if it is determined in step S4 that the ON time of the semiconductor switch SW exceeds the first time T1, the process proceeds to step S5.
[0028]
Next, in step S5, it is determined whether or not the ON time of the semiconductor switch SW is equal to or shorter than the second time T2, and if it is determined that the ON time of the semiconductor switch SW is equal to or shorter than the second time T2, the process proceeds to step S10. It is determined that the voltage (input AC voltage) is higher than the rating, and the process proceeds to step S11, where the effective value I of the input AC current is
I = A3 × current value + B3
(However, A3 and B3 are constants and the current value is the average value of power supply current rectification)
To return to step S1.
[0029]
On the other hand, if it is determined in step S5 that the ON time of the semiconductor switch SW exceeds the first time T2, the process proceeds to step S30, where it is determined that the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rating, and the process proceeds to step S31. The effective value I of the current is
I = A4 × current value + B4
(However, A4 and B4 are constants, and current values are average values of power supply current rectification.)
To return to step S1.
[0030]
In the above power supply device, the on-time of the semiconductor switch SW is detected by the AC current detection circuit 13 by dividing it into four areas: an off region, a region below T1, a region exceeding T1, and below T2, and a region exceeding T. Four linear functions for correcting the average value of the rectified power supply current rectification are used. However, the method of dividing the on-time region of the semiconductor switch SW is not limited to this, and may be appropriately set according to the required accuracy. Good. Further, the power supply current rectification average value detected by the AC current detection circuit 13 is corrected using a table or the like that defines the correlation between the effective value of the input AC current and the power supply current rectification average value instead of the linear function. May be.
[0031]
As described above, in the power supply apparatus, there is a correlation between the power supply voltage (input AC voltage), the effective value of the input AC current, and the ON time of the power switch for improving the semiconductor switch SW. When the correlation between the value and the average value of the power supply current rectification detected by the input AC current detection circuit 13 is determined according to the power supply voltage (input AC voltage), the correction means 11a uses the correlation to make the semiconductor The effective value of the power supply current (input AC current) can be obtained by correcting the power supply current rectification average value detected by the AC current detection circuit 13 based on the ON / OFF operation pattern of the switch SW. Therefore, the effective value of the power supply current (input AC current) input to the diode bridge DB1 can be detected accurately regardless of power supply voltage fluctuations, and an expensive current sensor is not used, thereby reducing costs. it can.
[0032]
In addition, by using the above power supply device as a power supply device such as an inverter for driving a compressor, the effective value of the power supply current (input AC current) can be accurately detected regardless of fluctuations in the power supply voltage, and based on the accurate current effective value. Optimal operation control.
[0033]
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a circuit diagram of a main part of an air conditioner using the power supply device according to the second embodiment of the present invention. The air conditioner using the power supply device of the second embodiment of the present invention has the same configuration as the air conditioner using the power supply device of the first embodiment except for the control unit, and the same configuration units are the same. A reference number is attached and description is abbreviate | omitted.
[0034]
The control unit 11 of the power supply device according to the second embodiment is based on a correction unit 11a that corrects the alternating current detected by the input alternating current detection hand circuit 13 and an on / off pattern of the power factor improving semiconductor switch SW. And input AC voltage calculation means 11b for calculating the AC voltage input to the diode bridge DB1.
[0035]
The input AC voltage calculation means 11b of the control unit 11 calculates the AC voltage input to the diode bridge DB1 based on the ON / OFF operation pattern of the power factor improving semiconductor switch SW, and the input AC voltage calculation means 11b calculates it. Based on the above-described AC voltage, the AC current detected by the input AC current detection circuit 13 is corrected by the correcting means 11a.
[0036]
In the above power supply device, there is a correlation between the power supply voltage (input AC voltage), the power supply current rectification average value detected by the input AC current detection circuit 13, and the ON time of the power switch semiconductor switch SW. Based on the power supply current rectification average value and the pattern of the on / off operation of the semiconductor switch SW, the power supply voltage (input AC voltage) input to the diode bridge DB1 can be calculated by the input AC voltage calculation means 11b. The correlation between the effective value of the power supply current (input AC current) and the power supply current rectification average value detected by the input AC current detection circuit 13 is determined according to the power supply voltage (input AC voltage). By using (defined by function or table), the power supply current detected by the AC current detection circuit 13 based on the power supply voltage (input AC voltage) calculated by the correction means 11a by the input AC voltage calculation means 11b. The effective value of the power source current (input AC current) can be obtained by correcting the rectified average value. Therefore, the effective value of the power supply current (input AC current) input to the diode bridge DB1 can be detected accurately regardless of power supply voltage fluctuations, and an expensive current sensor is not used, thereby reducing costs. it can.
[0037]
In addition, by using the above power supply device as a power supply device such as an inverter for driving a compressor, the effective value of the power supply current (input AC current) can be accurately detected regardless of fluctuations in the power supply voltage, and based on the accurate current effective value. Optimal operation control.
[0038]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a third embodiment of the present invention. The air conditioner using the power supply device according to the third embodiment of the present invention is different in that the coil, the power factor correction circuit, the DC voltage sensor are not present, the AC voltage sensor is added, and the operation of the control unit is different. Except for this, it has the same configuration as that of the air conditioner using the power supply device of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0039]
In the power supply device of the third embodiment, an AC voltage input to the diode bridge DB1 is detected by the AC voltage sensor 4, and detected by the input AC current detection circuit 13 by the correcting means 11a based on the detected input AC voltage. Correct the alternating current.
[0040]
FIG. 8 shows a case where the relationship between the effective value of the power supply current (input AC current) and the average value of the power supply current rectification detected by the input AC current detection circuit 13 changes due to power supply voltage fluctuation. As shown in FIG. 8, when the power supply voltage (input AC voltage) is rated, the relationship between the effective value of the input AC current and the power supply current rectification average value is expressed by a linear function. On the other hand, when the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rating, it is represented by a linear function that moves downward and has a smaller slope than the linear function at the time of rating. When the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rated value, it is expressed by a linear function that moves to the upper side of the linear function at the rated time and has a large slope.
[0041]
As described above, according to the power supply voltage (input AC voltage) detected by the AC voltage sensor 4, the power supply current (input AC current) effective value and the power supply current rectification average value detected by the input AC current detection circuit 13 are calculated. Since the relationship is determined, the effective value of the power supply current (input AC current) can be obtained by correcting the power supply current rectification average value by the correction means 11a using the relationship.
[0042]
In the above power supply device, the correlation between the effective value of the power supply current (input AC current) and the current value detected by the input AC current detection means is determined according to the power supply voltage (input AC voltage). Alternatively, the power supply current rectification average value detected by the AC current detection circuit 13 is calculated by the correcting means 11a based on the power supply voltage (input AC voltage) detected by the AC voltage sensor 4. By correcting, the effective value of the power supply current (input AC current) can be obtained. Therefore, the effective value of the power supply current (input AC current) can be detected accurately regardless of fluctuations in the power supply voltage, and the cost can be reduced because an expensive current sensor is not used.
[0043]
In addition, by using the above power supply device as a power supply device such as an inverter for driving a compressor, the effective value of the power supply current (input AC current) can be accurately detected regardless of fluctuations in the power supply voltage, and based on the accurate current effective value. Optimal operation control.
[0044]
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention. The air conditioner using the power supply device of the third embodiment of the present invention is an air conditioner using the power supply device of the first embodiment except that there is no coil and a power factor correction circuit and the operation of the control unit is different. The same components as those of the machine are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0045]
The control unit 11 of the power supply device according to the fourth embodiment detects the DC voltage output from the diode bridge DB1 by the DC voltage sensor 2, and detects the input AC current by the correction unit 11a based on the detected DC voltage. The alternating current detected by the circuit 13 is corrected.
[0046]
FIG. 9 shows a case where the relationship between the effective value of the power source current (input AC current) or the average value of the power source current rectification and the DC voltage output from the diode bridge DB1 changes due to the power source voltage fluctuation. As shown in FIG. 9, when the power supply voltage (input AC voltage) is rated, the relationship between the effective value (or average value of power supply current rectification) of the power supply current (input AC current) and the DC voltage is expressed by a function. . On the other hand, when the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rating, the power supply voltage (input AC voltage) is lower than the rating. Is higher than the function at the time of rating, it is expressed by a function that has moved to the upper side.
[0047]
As described above, in the power supply device, the correlation between the effective value of the power supply current (input AC current) and the power supply current rectification average value detected by the AC current detection circuit 13 depends on the DC voltage output from the diode bridge DB1. Therefore, the power supply current rectification detected by the AC current detection circuit 13 based on the DC voltage detected by the DC voltage sensor 2 by the correcting means 11a by using the correlation (defined by a function or a table). By correcting the average value, the effective value of the power supply current (input AC current) can be obtained. Therefore, the effective value of the power supply current (input AC current) can be detected accurately regardless of fluctuations in the power supply voltage, and the cost can be reduced because an expensive current sensor is not used.
[0048]
In addition, by using the above power supply device as a power supply device such as an inverter for driving a compressor, the effective value of the power supply current (input AC current) can be accurately detected regardless of fluctuations in the power supply voltage, and based on the accurate current effective value. Optimal operation control.
[0049]
In the said 1st-4th embodiment, although the power supply device used for the air conditioner was demonstrated, you may apply this invention to the power supply device of another apparatus.
[0050]
【The invention's effect】
As is clear from the above, the power supply device of the invention of claim 1 includes a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage, and a power factor that performs an on / off operation so that the DC voltage output from the rectifier circuit becomes a target voltage. In a power supply device comprising a semiconductor switch for improvement and input AC current detection means for detecting AC current input to the rectifier circuit, The controller includes a controller that controls the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch so that the on-time is longer as the AC voltage input to the rectifier circuit is lower. The controller has a lower AC voltage input to the rectifier circuit. Indeed, using the relationship that the on-time of the power factor improving semiconductor switch becomes longer and the alternating current detected by the input alternating current detecting means becomes higher than the true value of the alternating current input to the rectifier circuit, By the correction means, the power factor improving semiconductor switch On time Is used to correct the alternating current detected by the input alternating current detecting means.
[0051]
Therefore, according to the power supply device of the first aspect of the present invention, there is a correlation between the input AC voltage, the effective value of the input AC current, and the ON time of the power factor improving semiconductor switch, and the effective value of the input AC current. When the correlation between the current value detected by the input AC current detection means and the current value detected by the input AC current detection means is determined according to the input AC voltage, the correction means uses the correlation to determine the pattern of the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch. Thus, the AC current detected by the input AC current detecting means can be corrected, and the effective value of the AC current input to the rectifier circuit can be accurately detected regardless of the power supply voltage fluctuation.
[0052]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage; a power factor improving semiconductor switch that is turned on and off so that the DC voltage output from the rectifier circuit becomes a target voltage; In the power supply device comprising the input alternating current detection means for detecting the alternating current input to the rectifier circuit, The controller includes a controller that controls the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch so that the on-time is longer as the AC voltage input to the rectifier circuit is lower. The controller has a lower AC voltage input to the rectifier circuit. Indeed, using the relationship that the on-time of the power factor improving semiconductor switch becomes longer and the alternating current detected by the input alternating current detecting means becomes higher than the true value of the alternating current input to the rectifier circuit, The AC voltage input to the rectifier circuit is calculated by the input AC voltage calculating means, and the AC current detected by the input AC current detecting means is corrected by the correcting means based on the calculated AC voltage.
[0053]
Therefore, according to the power supply device of the invention of claim 2, there is a correlation between the input AC voltage, the AC current detected by the input AC current detecting means, and the ON time of the power factor improving semiconductor switch, When the correlation between the effective value of the alternating current and the current value detected by the input alternating current detection means is determined according to the input alternating voltage, the alternating current detected by the input alternating current detection means and the semiconductor switch for power factor improvement Based on the ON / OFF operation pattern, the input AC voltage calculation means calculates the AC voltage input to the rectifier circuit, and the correction means uses the correlation to calculate the AC voltage calculated by the input AC voltage calculation means. The AC current detected by the input AC current detection means can be corrected based on the voltage, and the effective value of the AC current input to the rectifier circuit can be changed to the power supply voltage fluctuation. It can be accurately detected regardless.
[0054]
[0055]
[0056]
[0057]
[0058]
Claims 3 The air conditioner of the present invention is the first aspect. Or 2 By using this power supply device as a power supply device such as an inverter for driving a compressor, the effective value of the alternating current input to the rectifier circuit can be accurately detected regardless of fluctuations in the power supply voltage, and based on the accurate current effective value. Optimal operation control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a power supply current waveform of the power supply device.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an on-time of a semiconductor switch of the power supply device and a DC voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a power supply current effective value and a power supply current rectification average value in the power supply device.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the control unit of the power supply device.
FIG. 6 is a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a power supply current effective value and a power supply current rectification average value in the power supply device.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the effective value of power supply current or the average value of power supply current rectification and the DC voltage in the power supply device.
FIG. 10 is a circuit diagram of a main part of an air conditioner using a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... AC power supply,
2, 3 ... DC voltage sensor,
4 ... AC voltage sensor,
11 ... control unit,
11a: Correction means,
11b: Input AC voltage calculation means,
12 ... Power factor correction circuit,
13 ... Input AC current detection circuit,
L ... Coil,
DB1, DB2, DB3 ... diode bridge,
C1, C2 ... smoothing capacitors,
CT ... current transformer,
R1 ... load,
R2: Resistance.

Claims

A rectifier circuit (DB1) that converts an AC voltage into a DC voltage, a power factor improving semiconductor switch (SW) that performs an on / off operation so that a DC voltage output from the rectifier circuit (DB1) becomes a target voltage, and the rectifier In a power supply device comprising input alternating current detection means (13) for detecting alternating current input to the circuit (DB1),
A controller ( 11 ) for controlling the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch ( SW ) so that the on-time becomes longer as the AC voltage input to the rectifier circuit ( DB1 ) is lower ;
The control unit (11),
As the AC voltage input to the rectifier circuit (DB1) is lowered, the alternating current detected by the input alternating current detecting means (13) with the on time of the semiconductor switch the power factor correction (SW) is long Based on the on-time of the power factor improving semiconductor switch (SW), the input AC current detection means (based on the relationship that it becomes higher than the true value of the AC current input to the rectifier circuit ( DB1 )). 13. A power supply apparatus comprising a correcting means (11a) for correcting the alternating current detected in 13).

A rectifier circuit (DB1) that converts an AC voltage into a DC voltage, a power factor improving semiconductor switch (SW) that performs an on / off operation so that a DC voltage output from the rectifier circuit (DB1) becomes a target voltage, and the rectifier In a power supply device comprising input alternating current detection means (13) for detecting alternating current input to the circuit (DB1),
A controller ( 11 ) for controlling the on / off operation of the power factor improving semiconductor switch ( SW ) so that the on-time becomes longer as the AC voltage input to the rectifier circuit ( DB1 ) is lower ;
The control unit (11),
As the AC voltage input to the rectifier circuit (DB1) is lowered, the alternating current detected by the input alternating current detecting means (13) with the on time of the semiconductor switch the power factor correction (SW) is long The AC current detected by the input AC current detecting means (13) and the power factor improving semiconductor switch (13) are utilized by utilizing the relationship that the AC current input to the rectifier circuit ( DB1 ) is higher than the true value. An input AC voltage calculating means (11b) for calculating the AC voltage input to the rectifier circuit (DB1) based on the ON time of SW);
Based on the AC voltage calculated by the input AC voltage calculating means (11b), and characterized in that it has a correction unit (11a) for correcting the alternating current detected by the input alternating current detecting means (13) Power supply.

An air conditioner characterized by using a power supply device according to claim 1 or 2.