電源裝置及消耗功率推算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種電源裝置及消耗功率推算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)進(jìn)行PAM(Pulse Ampl;Uude Modulation)控制作為空氣調(diào)節(jié)裝置等所使用 馬達(dá)的控制。
[0003] 在PAM控制中，為減少輸入馬達(dá)的輸入電流的高次諧波分量，輸出與交流電頻率相 應(yīng)的脈沖。
[0004] 專利文獻(xiàn)1已公示一種電源裝置，其在電源頻率的半個(gè)周期內(nèi)生成至少2個(gè)W上 PAM脈沖，從而進(jìn)一步提高功率因數(shù)并減少高次諧波電流。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2008-253060號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引發(fā)明要解決的課題
[0009] 在專利文獻(xiàn)1所記載的進(jìn)行PAM控制的電源裝置中，有些裝置未檢測(cè)來(lái)自交流電源 的輸入電壓(也稱為電源電壓）。因此，根據(jù)通過(guò)整流電路(轉(zhuǎn)換器)整流后供應(yīng)到負(fù)載的直 流電壓推算輸入電壓。而且，檢測(cè)來(lái)自交流電源的輸入電流，根據(jù)檢測(cè)的輸入電流和推算的 輸入電壓，推算負(fù)載的消耗功率。
[0010] 此處，W抑制高次諧波電流為目的，設(shè)定與輸入電流相應(yīng)的脈寬。通常直流電壓根 據(jù)脈寬而變化，因此直流電壓相對(duì)于輸入電流未必固定，直流電壓會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。即便如此， 根據(jù)直流電壓推算輸入電壓后，也可能無(wú)法高精度地推算消耗功率。
[0011] 本發(fā)明鑒于運(yùn)些情況開(kāi)發(fā)而成，目的在于提供一種電源裝置及消耗功率推算方 法，其能夠簡(jiǎn)易且高精度地推算負(fù)載的消耗功率，而無(wú)需檢測(cè)來(lái)自交流電源的輸入電壓。 [00 12]技術(shù)方案
[0013] 為解決上述課題，本發(fā)明的電源裝置及消耗功率推算方法采用W下方法。
[0014] 本發(fā)明第一方式所述的電源裝置具備:整流單元，所述整流單元將由交流電源輸 入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后供應(yīng)到負(fù)載;感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件串聯(lián)在交流電源輸入端 子與所述整流單元之間；開(kāi)關(guān)單元，所述開(kāi)關(guān)單元并聯(lián)在通過(guò)所述感應(yīng)元件施加到所述整 流單元的交流電壓經(jīng)路間，并進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作;平滑單元，所述平滑單元與所述整流單元并聯(lián) 在所述整流單元的直流端子側(cè)；W及，控制單元，所述控制單元根據(jù)所述輸入電流決定使所 述開(kāi)關(guān)單元開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)脈沖的ON及OFF, W便來(lái)自交流電源的輸入電壓固定時(shí)使指定輸入 電流中供應(yīng)到所述負(fù)載的直流電壓固定，其中，根據(jù)所述輸入電流和所述直流電壓推算來(lái) 自所述交流電源的輸入電壓，并根據(jù)該輸入電壓、所述輸入電流及功率因數(shù)算出所述負(fù)載 的消耗功率。
[0015] 根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過(guò)整流單元，使由交流電源輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后供應(yīng)到 負(fù)載。而且，感應(yīng)元件串聯(lián)在交流電源輸入端子與整流單元之間，進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作的開(kāi)關(guān)單元 并聯(lián)在通過(guò)感應(yīng)元件施加到整流單元的交流電壓經(jīng)路間，平滑單元與整流單元并聯(lián)在整流 單元的直流端子側(cè)。
[0016] 本結(jié)構(gòu)在來(lái)自交流電源的輸入電壓固定時(shí)使指定輸入電流中供應(yīng)到負(fù)載的直流 電壓固定。通過(guò)控制單元根據(jù)輸入電流決定使開(kāi)關(guān)單元開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)脈沖的ON及OFF, W便使 直流電壓固定。
[0017] 而且，根據(jù)輸入電流和直流電壓推算來(lái)自交流電源的輸入電壓。如上述所示，進(jìn)行 控制在輸入電壓固定時(shí)使指定輸入電流中供應(yīng)到負(fù)載的直流電壓固定。由于進(jìn)行運(yùn)種控 審IJ，因此可根據(jù)輸入電流和直流電壓推算輸入電壓。根據(jù)推算出的輸入電壓、輸入電流及功 率因數(shù)算出負(fù)載的消耗功率。功率因數(shù)由輸入電流的多項(xiàng)式表示，事先求出功率因數(shù)與輸 入電流的關(guān)系。
[0018] 因此，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)易且高精度地推算負(fù)載的消耗功率，而無(wú)需檢測(cè)來(lái)自交 流電源的輸入電壓。
[0019] 本發(fā)明第二方式所述的消耗功率推算方法，其為電源裝置的消耗功率推算方法， 所述電源裝置具備:整流單元，所述整流單元將由交流電源輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后 供應(yīng)到負(fù)載;感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件串聯(lián)在交流電源輸入端子與所述整流單元之間;開(kāi)關(guān) 單元，所述開(kāi)關(guān)單元并聯(lián)在通過(guò)所述感應(yīng)元件施加到所述整流單元的交流電壓經(jīng)路間，并 進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作；W及，平滑單元，所述平滑單元與所述整流單元并聯(lián)在所述整流單元的直流 端子側(cè)，其中，根據(jù)所述輸入電流決定使所述開(kāi)關(guān)單元開(kāi)閉的驅(qū)動(dòng)脈沖的ON及OFF, W便來(lái) 自交流電源的輸入電壓固定時(shí)使指定輸入電流中供應(yīng)到所述負(fù)載的直流電壓固定，根據(jù)所 述輸入電流和所述直流電壓推算來(lái)自所述交流電源的輸入電壓，并根據(jù)該輸入電壓、所述 輸入電流及功率因數(shù)算出所述負(fù)載的消耗功率。
[0020] 有益效果
[0021] 本發(fā)明具有如下優(yōu)秀效果，即能夠簡(jiǎn)易且高精度地推算負(fù)載的消耗功率，而無(wú)需 檢測(cè)來(lái)自交流電源的輸入電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式所述電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖2表示本發(fā)明本實(shí)施方式所述各種波形，（a)表示交流電源的電源電壓波形，（b) 表示控制電路中發(fā)生的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的波形，（C)表示輸入電流的變化。
[0024] 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的生成方法的圖。
[0025] 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式所述消耗功率推算處理流程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] W下參考附圖，對(duì)本發(fā)明所述電源裝置及消耗功率推算方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行 說(shuō)明。
[0027] 圖1是本實(shí)施方式中用于控制空氣調(diào)節(jié)器壓縮機(jī)的電源裝置10的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 如圖1所示，電源裝置10具備：電抗器12,所述電抗器12與交流電源11串聯(lián);整流電 路13,所述整流電路13由與交流電源11及電抗器12連接的二極管電橋13a~13d構(gòu)成;平滑 電路14,所述平滑電路14由與整流電路13并聯(lián)的電容器14a構(gòu)成；W及，負(fù)載15,所述負(fù)載15 與平滑電路14連接。負(fù)載15例如為驅(qū)動(dòng)空氣調(diào)節(jié)器壓縮機(jī)的馬達(dá)。
[0029] 此外，電源裝置10還具備:開(kāi)關(guān)構(gòu)件16,所述開(kāi)關(guān)構(gòu)件16通過(guò)電抗器12使交流電源 11短路；W及，控制電路20,所述控制電路20由控制開(kāi)關(guān)構(gòu)件16斷續(xù)的微型計(jì)算機(jī)等組成。
[0030] 而且，電源裝置10具備:零交叉檢測(cè)部21，所述零交叉檢測(cè)部21在交流電源11的兩 端通過(guò)檢測(cè)交流電源11的電壓來(lái)檢測(cè)交流電源11的零交叉點(diǎn)；負(fù)載電流檢測(cè)部22,所述負(fù) 載電流檢測(cè)部22在電抗器12的上游側(cè)檢測(cè)供應(yīng)到負(fù)載15的電流(也稱為輸入電流）；W及， 負(fù)載電壓檢測(cè)部23,所述負(fù)載電壓檢測(cè)部23在負(fù)載15的上游側(cè)檢測(cè)供應(yīng)到負(fù)載15的直流電 壓。
[0031] 控制電路20根據(jù)運(yùn)些零交叉檢測(cè)部21、負(fù)載電流檢測(cè)部22、負(fù)載電壓檢測(cè)部23的 檢測(cè)結(jié)果，與交流電源11的電源電壓(也稱為輸入電壓）的變化(正弦波）同步，控制開(kāi)關(guān)構(gòu) 件16的斷續(xù)?？刂齐娐?0與由零交叉檢測(cè)部21檢測(cè)的零交叉點(diǎn)同步，生成驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)構(gòu)件16 (開(kāi)閉動(dòng)作）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸給開(kāi)關(guān)構(gòu)件16的驅(qū)動(dòng)電路（圖示省略），使 開(kāi)關(guān)構(gòu)件16斷續(xù)。
[0032] 控制電路20例如由CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memo巧）、R0M(Read Only Memo巧）W及計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)媒體等構(gòu)成。而且，用于實(shí)現(xiàn)各種 功能的一連串處理，作為其中一例，W程序形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)媒體等中，CP叫尋該程序讀出到 RAM等中，通過(guò)執(zhí)行信息的加工和運(yùn)算處理，實(shí)現(xiàn)各種功能。另外，程序還可運(yùn)用事先安裝到 ROM或其他存儲(chǔ)媒體的方式、W存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)媒體的狀態(tài)提供的方式、通過(guò)有線 或無(wú)線的通信單元傳送的方式等。計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)媒體是指磁盤、光磁盤、CD-R0M、DVD-R0M、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。
[0033] 接著對(duì)電源裝置10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0034] 本實(shí)施方式所述電源裝置10進(jìn)行PAM(Pulse Ampl;Uude Modulation)控制之一的 簡(jiǎn)易PAM控制。本實(shí)施方式所述簡(jiǎn)易PAM控制通過(guò)在電源電壓波形（電源頻率)的半個(gè)周期內(nèi) 輸出4次脈沖(詳情后述的脈沖Pl、P2、P3、P4)，抑制輸入電流的高次諧波分量發(fā)生。
[0035] 與交流電源11的電源電壓同步從控制電路20輸出接通信號(hào)后，開(kāi)關(guān)構(gòu)件16關(guān)閉， 交流電源11通過(guò)電抗器12被短路，并開(kāi)始流通電流，該電流逐漸增加。接著，與電源電壓同 步從控制電路20輸出關(guān)斷信號(hào)后，開(kāi)關(guān)構(gòu)件16打開(kāi)，之前在電抗器12中流通的短路電流通 過(guò)整流電路13變?yōu)槠交娐?4的電容器14a的充電電流，并開(kāi)始減少。然后，交流電源11的 電源電壓接近峰值電壓后，與前述W往的直流電源裝置的情況相同，利用二極管電橋13a、 13d(或13b、13c)的作用通過(guò)電抗器12和整流電路13使電容器14a的充電電流流通。而且，負(fù) 載15上被施加充電到電容器14a的電壓。
[0036] 將此時(shí)的各部動(dòng)作波形表示在圖中后如圖2