CN1175813A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电源装置,其构造简单、成本低、可防止电抗线圈的短路产生的刺耳噪音,由零点检测机构检测出交流电源的交流电压通过零点的时刻,之后,由驱动信号发生机构发生功率因数改善脉冲,由此使得通过短路元件驱动机构驱动短路元件,通过电抗线圈及第1二极管电桥将交流电源短路,改善电源功率因数,在此之后,由驱动信号发生机构发生极短脉冲宽度的噪音降低脉冲,该噪音降低脉冲驱动短路元件,通过电抗线圈和第1二极管电桥将交流电源短路。

Description

电源装置
本发明涉及具有改善了的高电源功率因数、将交流电压整流为直流电压的电源装置，具体地说，是涉及能降低因电源功率因数的改善处理而产生的噪音的电源装置。
为了从电源装置取出更多的有效电力，改善电源功率因数是有效的办法。为此，在现有技术中提出了简易地改善电源功率因数的方法。另外，通过改善电源功率因数，可以使近年来一直待解决的电源的高谐波电流降低，也可对应于国内外的高谐波电流限制。
改善电源装置的功率因数的现有方法，例如有日本专利公报特开平2-299470号所公开的方法。该方法中，只在交流输入电压通过零点后的适当短期间内，接通开关元件，通过电抗线圈将交流电源短路，以此扩大电源电流的导通期间，改善电源功率因数。
另一种电源功率因数改善方法由特开平7-7946号公开，该方法中也同样地，从交流电压通过零点的时刻起，在预定的延迟时间后，使开关元件接通预定时间，以此改善电源功率。
上述现有的功率因数改善方法，都是从交流电压的零点通过时刻起，经过适当的延迟时间后，以预定时间通过电抗线圈使交流电源短路，以此扩大电流波形的导通角，改善电源功率。这些方法中，由于使电抗圈线短路，电抗线圈会产生“吱-”这样刺耳的噪音。
为了防止这种噪音，必须提高电抗线圈的刚性以抑制噪音，或者复盖住电抗线圈的周围进行隔音处理等。采用上述防噪音方法会引使造价增加。另外，在采用这些防噪音方法时，还必须解决所用材料的可靠性及长年使用而变化等的问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种电源装置，该电源装置能用简单的构造、低成本地降低因电抗线圈的短路产生的刺耳噪音。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈，其特征在于还具有：
第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压变换为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构、第2短路机构和第3短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第3短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所述的电源装置，其特征在于，上述第2或第3短路机构短路交流电源的上述短期间，以及在第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是根据电抗线圈的固有频率决定的。
所述的电源装置，其特征在于，上述第1、第2和第3短路机构备有开关机构、驱动信号发生机构和驱动机构；开关机构通过电抗线圈将交流电源短路；驱动信号发生机构发生驱动信号，该驱动信号具有相当于第1、第2及第3短路机构的各短路期间的脉冲宽度；驱动机构接受来自驱动信号发生机构的驱动信号，根据该驱动信号驱动上述开关机构。
所述的电源装置，其特征在于，第2或第3短路机构短路交流电源的短期间、以及在第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是考虑了上述开关机构及驱动机构的延迟时间并根据电抗线圈的固有频率决定的。
所述的电源装置，其特征在于，具有供给机构，该供给机构把构成空气调节装置电源部的整流机构整流过的直流电压供给空气调节装置。
一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源之前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的电源装置，其特征在于，具有供给机构，该供给机构把构成空气调节装置电源部的整流机构整流过的直流电压供给空气调节装置。
本发明采取以下技术方案：权项所记载的本发明电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所记载的发明中，在交流电压通过了零点后的预定短期间，为了改善功率因数而通过电抗线圈短路了交流电源后，在短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路，所以，不仅能改善功率因数，而且能以简单的构造、低成本、切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。
所记载的本发明电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所述的本发明电源装置中，由于在交流电压通过零点后的预定短期间，为了改善功率因数而通过电抗线圈将交流电源短路前，在短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路，所以，不但能改善功率因数，而且能以简单的构造、低成本、切实地防止因电抗线圈的短路产生的噪音。
所述的本发明电源装置，是在上所述发明基础上增加以下特征，即，相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
在所述的发明中，由于相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。
所述的本发明电源装置，是在上述所述发明基础上增加以下特征，即，相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
所述的发明中，由于相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。
所记载的本发明装置，是在上述所述发明基础上增加以下特征，即，相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
在所述的发明中，由于相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实防止电抗线圈的短路产生的噪音。
记载的本发明电源装置，具有把来自交流电源的交流电压变换为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构、第2短路机构和第3短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第3短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
所述的发明中，由于在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路前后，在短期间，通过电抗线圈将交流电源短路，所以，不但能改善功率，而且能以简单的构造、低成本且切实地防止电抗线圈的短路所产生的噪音。
记载的本发明电源装置，是在所述发明任一项基础上增加以下特征，即，上述第2或第3短路机构使交流电源短路的短期间，以及在第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是根据电抗线圈的固有频率决定的。
所述的发明中，由于第2或第3短路机构的短的短路期间及非短路期间，是根据电抗线圈的固有频率决定的，所以，能切实在防止电抗线圈的短路所产生的噪音。
所述的电源装置，是在任一项上所述发明基础上增加以下特征，即，上述第1、第2和第3短路机构备有开关机构、驱动信号发生机构和驱动机构；开关机构通过电抗线圈将交流电源短路；驱动信号发生机构发生驱动信号，该驱动信号具有相当于第1、第2及第3短路机构各短路期间的脉冲宽度；驱动机构接受来自驱动信号发生机构的驱动信号，根据该驱动信号驱动上述开关机构。
在所述的发明中，由于由驱动信号发生机构发生驱动信号，该驱动信号具有相当于第1、第2及第3短路机构各短路期间的脉冲宽度，由该驱动信号通过驱动机构驱动开关机构，由开关机构通过电抗线圈使交流电源短路，所以，能以较简单的电路构造切实防止电抗线圈的短路产生的噪音。
所记载的本发明电源装置，是在上述发明中增加以下特征，即，由第2或第3短路机构使交流电源短路的短期间、以及第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是考虑了上述开关机构及驱动机构的延迟时间并根据电抗线圈的固有频率决定的。
在所述的发明中，由于考虑了开关机构和驱动机构的延迟时间，根据电抗线圈的固有频率，决定第2或第3短路机构的短的短路期间及非短路期间，所以，能切实防止电抗线圈的短路所产生的噪音。
所记载的本发明电源装置，是在所述任一项发明基础上增加以下特征，即，具有供给机构，该供给机构把构成空气调节装置电源部的整流机构整流过的直流电压供给空气调节装置。
在所述的发明中，由于用本发明电源装置构成空气调节装置的电源部，所以，提供了不但能改善功率因数，而且提供了能低成本且切实地防止噪音的空气调节装置。
本发明具有积极的效果：
如上所述，根据所记载的本发明，由于在交流电压通过了零点后的预定短期间，为了改善功率因数而通过电抗线圈短路了交流电源后，在短的期间，通过电抗线圈短路交流电源，所以，不仅能改善功率因数，而且能以简单的构造、低成本、切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。尤其是在构造方面，只在第1短路机构基础上增加第2短路机构即可，具体地说，该增加是除了功率因数改善脉冲外，只要再加上降低噪音降低脉冲即可，通过简单的电路变更或增加即可完成，所以，不需要防振材料、隔音材料等，价格几乎不增加，而且可靠性高，长时期使用也不发生变化。
根据所记载的本发明，由于在交流电压通过零点后的预定短期间，为了改善功率因数而通过电抗线圈将交流电源短路前，在短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路，所以，不但能改善功率因数，而且能以简单的构造、低成本、切实地防止因电抗线圈的短路而产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实地防止电抗线圈的短路产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次，所以，不但能改善功率因数，而且能切实防止电抗线圈的短路产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路前后，在短期间，通过电抗线圈将交流电源短路，所以，不但能改善功率，而且能以简单的构造、低成本且切实地防止电抗线圈的短路所产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于第2或第3短路机构的短的短路期间及非短路期间，是根据电抗线圈的固有频率决定的，所以，能切实在防止电抗线圈的短路所产生的噪音，同时，决定了电抗线圈后，最适当状态不因电源频率、负荷等而变化。
根据所记载的本发明，由于由驱动信号发生机构发生驱动信号，该驱动信号具有相当于第1、第2及第3短路机构各短路期间的脉冲宽度，由该驱动信号通过驱动机构驱动开关机构，由开关机构通过电抗线圈使交流电源短路，所以，能以较简单的电路构造切实防止电抗线圈的短路产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于考虑了开关机构和驱动机构的延迟时间，根据电抗线圈的固有频率，决定第2或第3短路机构的短的短路期间及非短路期间，所以，能切实防止电抗线圈的短路所产生的噪音。
根据所记载的本发明，由于用本发明电源装置构成空气调节装置的电源部，所以，提供了不但能改善功率因数，而且能低成本且切实地防止噪音的空气调节装置。
以下参照附图详细说明本发明的实施例：
图1是本发明一实施例电源装置的电路构造图。
图2表示图1所示电源装置各部的信号波形。
图3表示本发明第2实施例电源装置各部的信号波形。
图4是本发明第3实施例电源装置的电路构造的图。
图5表示本发明第4实施例电源装置各部的信号波形。
图6表示本发明第5实施例电源装置各部的信号波形。
图7是说明产生功率因数改善脉冲及噪音降低脉冲的驱动信号发生机构的构造的图。
图8表示功率因数改善脉冲与噪音降低脉冲之间的间歇时间及噪音降低脉冲的短路时间。
图9表示噪音降低脉冲为1个、2个、n个时的功率因数改善脉冲及噪音脉冲降低脉冲之间的间歇时间及噪音降低脉冲的短路时间。
图10表示第i个噪音降低脉冲的上升及下降时刻的定义。
图11是表示噪音降低脉冲为2个时的功率因数改善脉冲、间歇时间、短路时间的关系。
图12表示相对于短路元件驱动机构的延迟、短路元件的接通延迟时间及切断延迟时间，对间歇时间及短路时间修正方法。
图13表示将本发明的电源装置用于空气调节装置时的构造。
图14是表示内装有本发明电源装置的空气调节装置和内装有无噪音降低功能的现有电源装置的空气调节装置的噪音特性曲线。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图1是本发明一实施例电源装置的电路构造图。图2表示图1所示电源装置的各部的信号波形。图1所示的电源装置，具有一端与交流电源1的一个输出端连接的电抗线圈2，该电抗线圈2的另一端分别与第1二极管电桥3和第2二极管电桥5的各一方输入端连接，第1二极管电桥3由4个二极管构成，其电流方向一致，第2二极管电桥5构成全波整流器。第1和第2二极管电桥3、5的各另一方输入端与交流电源1的另一个输出端连接。
第1二极管电桥3的两输出端连接在短路元件4的整流子与发射极之间，该短路元件4例如是由双极晶体管、IGBT、MOSFET等构成的开关元件，当短路元件4接通时，通过第1二极管电桥3和电抗线圈2将交流电源1短路，以此能改善电源装置的电源功率因数。短路元件4的门与短路元件驱动机构12连接，由该短路元件驱动机构12驱动短路元件4，使短路元件4成为接通状态。
交流电源1的两输出端连接着例如由光耦合器、变流器等构成的零交叉检测机构10，该零交叉检测机构10检测出交流电源1的交流电压、即具有图2中标号21所示正弦波形的交流电压通过零点即零交叉点的时刻，把该检测信号供给驱动信号发生机构11。
驱动信号发生机构11例如由微型计算机、专用电路等构成，产生如图2中的标号24a及26a分别所示的功率因数改善脉冲和脉宽比该功率因数改善脉冲小得多的噪音降低脉冲，把这些功率因数改善脉冲24a及噪音降低脉冲26a供给短路元件驱动机构12。短路元件驱动机构12应答这些功率因数改善脉冲24a和噪音降减脉冲26a，将短路元件4驱动成为接通状态，这样，通过第1二极管电桥3和电抗线圈2使交流电源1短路。其结果，当功率因数改善脉冲24a使短路元件4接通时，通过第1二极管电桥3和电抗线圈2将交流电源1短路，可改善电源功率因数，同时，噪音降低脉冲26a使短路元件4接通时，可降低为了改善电源功率因数而电抗线圈2短路时产生的噪音。
第2二极管电桥5的输出端通过平滑用电解电容6、7、8与负荷9连接，这样，来自交流电源1的交流电压被第2二极管电桥5及平滑用电解电容6、7、8倍电压整流后，作为直流电压供给负荷9。
上述构造的电源装置中，当交流电源1供给了图2中标号21所示的交流电压时，该交流电压通过电抗线圈2供给由第2二极管电桥5及平滑用电解电容6、7、8构成的倍电压整流电路，作为直流电压供给负荷9，同时，该交流电压通过零点时，该零点通过由零交叉检测机构10检测出，驱动信号发生机构11被该检测信号驱动。
驱动信号发生机构11被零交叉检测机构10的零点检测输出信号驱动时，交流电源的零点通过后，产生图2所示的功率因数改善脉冲24a及噪音降低脉冲26a。功率因数改善脉冲24a及噪音降低脉冲26a通过短路元件驱动机构12将短路元件4驱动成为接通状态，这样，通过第1二极管电桥3和电抗线圈2将交流电源1短路。其结果，当短路元件4应答功率因数改善脉冲24a并通过电抗线圈2将交流电源1短路时，扩大电源电流的导通期间，改善电源装置的电源功率因数，另外，短路元件4应答噪音降低脉冲26a动作时，可以降低电抗线圈2的噪音。该噪音是电抗线圈2被功率因数改善脉冲24a短路后，电抗线圈2的短路解除，短路电流切断时的噪音。
具体地说，如图2所示，标号22表示功率因数改善前的电源电流波形，标号23表示由功率因数改善脉冲24a改善了功率因数后的电源电流波形，由此可见，改善后的电源电流的导通期间扩大，所以，电源功率因数得到改善。在功率因数改善脉冲24a之后，紧接着输出脉宽非常小的噪音降低脉冲26a，使短路元件4短路，这样，电抗线圈2被功率因数改善脉冲24a短路时，短路电流切断时的电抗线圈的噪音可被降低，而电源电流的波形及电源功率因数几乎不变。
图3表示本发明第2实施例电源装置的各部信号波形。第2实施例与上述第1实施例的不同点仅仅是功率因数改善脉冲24a及噪音降低脉冲26a的顺序相反，其它构造及作用均与第1实施例相同。
第2实施例的电路构造与图1所示基本相同，但从驱动信号发生机构11发生的功率因数改善脉冲24a及噪音降低脉冲26a的发生顺序相反，即如图3所示，先发生短期间的噪音降低脉冲26a，再发生功率因数改善脉冲24a。另外，在图3的信号波形图中，与图2同样地，标号21及22分别表示交流电源1的交流电源1的交流电压波形和功率因数改善前的电流波形，标号25表示进行功率因数改善及噪音改善后的电流波形。
第2实施例中，使噪音降低脉冲26a在功率因数改善脉冲24a之前发生，在由功率因数改善脉冲24a通过电抗线圈2将交流电源1短路之前，先由噪音降低脉冲26a使电抗线圈2瞬间短路，可降低电抗线圈2的短路电流切断时的噪音。然后再由功率因数改善脉冲24a通过电抗线圈2将交流电源1短路，这样，如图3的标号25所示，扩大电源电流的导通期间，可改善电源功率因数。
图1至图3所示的第1及第2实施例中，使噪音降低脉冲26a在功率因数改善脉冲24a之前或之后发生，这样，通过电抗线圈2将交流电源1短路，可以降低电抗线圈2的短路电流切断或接通时的噪音。如果在功率因数改善脉冲24a之前和之后都发生噪音降低脉冲26a，则更能降低电抗线圈2的短路电流切断和接通时的噪音。
图4表示本发明第3实施例电源装置的电路构造。该图所示的电源装置中，构成全波整流器的第2二极管电桥5的一方输出端连接着电抗线圈2的一端，在电抗线圈2的另一端与第2二极管电桥5的另一方输出端之间，连接着由开关晶体管构成的短路元件4的整流子和发射极，该短路元件4接通时，通过电抗线圈2和第2二极管电桥5将交流电源1短路。电抗线圈2的另一端通过防倒流用二极管13与平滑用电解电容8及负荷9连接。二极管13的作用是，当短路元件4接通、通过电抗线圈2及第2二极管电桥5将交流电源1短路时，使平滑用电解电容8被短路元件4短路。
连接在交流电源1两输出端的零交叉检测机构10、驱动信号发生机构11、短路元件驱动机构12的构造及作用，与图1所示的相同，如图2所示，驱动信号发生机构11发生功率因数改善脉冲24a及紧接着该功率因数改善脉冲24a的噪音降低脉冲26a，这此脉冲使得通过短路元件驱动机构12将短路元件4驱动成为接通状态，由此，与第1实施例同样地，可由功率因数改善脉冲24a改善电源功率因数，由噪音降低脉冲26a降低电抗线圈2的短路电流切断时的噪音。另外，改变该功率因数脉冲24a和噪音降低脉冲26a的顺序，如图3所示地，驱动信号发生机构11先发生噪音降低脉冲26a后，再发生功率因数改善脉冲24a，这些脉冲使得通过短路元件驱动机构12将短路元件4驱动成为接通状态，与第2实施例同样地，可由噪音降低脉冲26a降低电抗线圈2的短路电流切断时的噪音，再由功率因数改善脉冲改善电源功率因数。
图5表示本发明第4实施例电源装置的各部信号波形。该第4实施例与上述第1实施例的不同点仅仅是在功率因数改善脉冲24a之后发生若干个(本实施例中是2个)噪音降低脉冲26a、26b。其它构造及作用与第1实施例相同。即，图5中，标号21、22分别表示交流电源1的交流电压的波形及功率因数改善前的电流波形，27表示进行了功率因数改善及噪音改善后的电流波形，24a表示功率因数改善脉冲，26a、26b表示噪音降低脉冲。
第4实施例的电源装置电路构造与图1或图4所示基本相同，不同点是由驱动信号发生机构11在功率因数改善脉冲24a之后发生若干个噪音降低脉冲26a、26b。
第4实施例中，在功率因数改善脉冲24a之后发生若干个噪音降低脉冲26a、26b，由功率因数改善脉冲24a改善了功率因数后，能更加切实地降低电抗线圈2的短路电流切断时产生的噪音。另外，也可以改变以上顺序，即，如图3所示地，在功率因数改善脉冲24a之前发生若干个噪音降低脉冲26a、26b，这时，能降低电抗线圈2的短路电流接通时的噪音。
第4实施例中，即使发生若干个噪音降低脉冲26a、26b，这些噪音降低脉冲与功率因数改善脉冲24a相比，其脉冲宽度极短，所以，电源装置的电流波形几乎不变，对功率因数也没有影响。
图6表示本发明第5实施例电源装置的各部信号波形。第5实施例中，发生连续若干个功率因数改善脉冲24a、24b的同时，在每一个功率因数改善脉冲之后，各发生噪音降低脉冲26a、26b。图6中，表示功率因数改善脉冲24a、24b及噪音降低脉冲26a、26b分别为2个时的情形。
在发生连续的功率因数改善脉冲24a、24b的同时，紧接着每个功率因数改善脉冲24a、24b之后，发生一个噪音降低脉冲26a、26b，这样，在改善电源装置的功率因数的同时，可切实降低电抗线圈2的短路电流切断时的噪音。图6所示的第5实施例中，是在若干个功率因数改善脉冲的每一个之后发生一个降低噪音脉冲，但也可以在若干个功率因数改善脉冲的每一个之前发生一个噪音降低脉冲，这样，也能改善电源装置的功率因数，同时能降低电抗线圈2的电流接通时的噪音。
图6所示的第5实施例中，是相应于每一个功率因数改善脉冲发生一个噪音降低脉冲，但也可以相应于每一个功率因数改善脉冲发生若干个噪音降低脉冲26b，这种情况下，噪音降低脉冲可以在功率因数改善脉冲之前或之后发生，也可以在功率因数改善脉冲之前和之后都发生。在功率因数改善脉冲之前和之后都发生噪音降低脉冲时，可切实地降低电抗线圈2的短路电流在接通时和切断时的噪音。
下面，参照图7说明发生功率因数改善脉冲24a和噪音降低脉冲26a的驱动信号发生机构11。为了降低电抗线圈2的振动引起的噪音，通过短路元件4使电抗线圈2短路的噪音降低脉冲26a，与为了改善电源装置功率因数而通过短路元件4使电抗线圈2短路的功率因数改善脉冲24a相比，是脉冲宽度极短、基本上不改变电流波形，对功率因数也没有影响的时间宽度的脉冲。
驱动信号发生机构11，例如可采用装在微型计算机内的定时功能的构造，或者，也可以由专用的波形生成电路构成。图7中，说明采用计数器、比较器、4个寄存器A、B、C、D时的动作。4个寄存器分别存储各脉冲间的期间及各脉冲的宽度。具体地说，从零交叉检测机构10输出的零交叉发生时刻到功率因数改善脉冲24a发生的期间，作为D1存储在寄存器A内。在D1上加上功率因数改善脉冲24a的脉冲宽度得到的值，作为D2存储在寄存器B内。在D2上加上功率因数改善脉冲24a与噪音降低脉冲26a之间的间歇期间得到的值，作为D3存储在寄存器C内。在D3上加上噪音降低脉冲26a的脉冲宽度得到的值，作为D4存储在寄存器D内。
在零交叉检测机构10输出的零交叉发生时刻，使零交叉中断，起动计数器，将该计数器的值与各寄存器的值用比较器比较，当计数器的值达到寄存器A内存储的值D1时，发生功率因数改善脉冲24a，当计数器的值达到寄存器B内存储的值D2时，停止功率因数改善脉冲24a，当计数器的值达到寄存器C内存储的值D3时，发生噪音降低脉冲26a，当计数器的值达到寄存器D内存储的值D4时，停止噪音降低脉冲26a。通过适当设定各寄存器的值，可以简单而切实在发生具有所需脉冲宽度及间歇期间的功率因数改善脉冲24a和噪音降低脉冲26a。
图7中，是在发生功率因数改善脉冲24a之后再发生噪音降低脉冲26a的，但也可以通过变更各寄存器的值，简单地在功率因数改善脉冲24a之前发生噪音降低脉冲26a。另外，通过增加寄存器数目、或者不增加寄存器数目而是通过依次改写一个寄存器的值，也可以发生若干个功率因数改善脉冲和若干个噪音降低脉冲，或者相应于每一个功率因数改善脉冲发生一个或若干个噪音降低脉冲。
下面，参照图8至图11，详细说明功率因数改善脉冲与噪音降低脉冲之间的间歇期间和噪音降低脉冲的脉冲宽度、即电抗线圈2的短路时间。
电抗线圈2的噪音产生原因，是由于电流急剧地接通、切断时，使电抗线圈振动，电抗线圈以固有频率振动的缘故。在电流升高和降低时，产生相反方向的力。所以，电抗线圈的振动以T＝1ms的程度继续着。
先参照图8和图9的噪音降低脉冲数＝1，说明噪音降低脉冲为一个时的情形。如图8所示，设功率因数改善脉冲的终了时刻为t＝0，到噪音降低脉冲发生之间的间歇时间为x，噪音降低脉冲的短路时间为y，电抗线圈的固有频率为f，角频率ω＝2πf，则电流接通、切断时电抗线圈产生的振动如下式所示。
〔式1〕
t＝0时产生的振动为    sin(ωt)
t＝x时产生的振动为    sin(ω(t-x)-π)
t＝x+y时产生的振动为  sin(ω(t-x-y))
电抗线圈的振动的实效值，在t＝0～T之间如所下所示。
〔式2〕 V eff = 1 T ∫ 0 T ( F ( t ) ) 2 dt 其中，
〔式3〕
    F(t)＝sin(ωt)+sin(ω(t-x)-π)+sin(ω(t-x-y))
电抗线圈的振动的实效值的最小值，可从上式的Veff求得，但简单地只要满足F(t)＝0即可。从该式计算振动的最小值时，如图9的噪音降低脉冲数＝1时所示，功率因数改善脉冲与噪音降低脉冲之间的间歇时间x和噪音降低脉冲的短路时间y分别为
    x＝y＝π/(3ω)。
在以上的说明中，对间歇时间与短路时间相等的情形作了说明，由于电抗线圈的振动是周期函数，所以，间歇时间和短路时间各自的相位即使错开2aπ/ω(a＝0、1、2、3…)及2bπ/ω(b＝0、1、2、3…)，也能实现同样的效果，间歇时间x和短路时间y分别如下式所示即可。
      x＝±π/(3ω)+2aπ/ω
      y＝±π/(3ω)+2bπ/ω
这时，x＞0，y＞0，a、b可以是不同的值。但是，当间歇时间x的式中第1项的符号为+时，短路时间y的式中第1项的符号为+，反之，当间歇时间x的式中第1项的符号为-时，短路时间y的式中第1项的符号为也为-。
上面对噪音降低脉冲为一个时的情形作了说明。下面说明噪音降低脉冲为n个(n＝1、2、3…)时的情形。比照上述电抗线圈振动的实效值F(t)表示一般式，如图10所示地进行噪音降低脉冲发生时刻的显示。即，以功率因数改善脉冲的终了时刻作为基准时刻(t＝0)，设第i个噪音降低脉冲上升和下降时刻分别为αi、βi，则0～T之间的电抗线圈振动的实效值如下式所示。
〔式4〕 V eff = 1 T ∫ 0 T ( G ( t ) ) 2 dt 其中，
         G(t)＝sin(ωt)
〔式5〕 + Σ i = 1 n sin ( ω ( t - α i ) - π ) + Σ i = 1 n sin ω ( t - β i )
电抗线圈振动的实效值的最小值G(t)＝0即可，满足该G(t)＝0的αi、βi的关系有很多，作为一例，如图9所示，间歇时间x和短路时间y相等，噪音降低脉冲数n＝2时，如下式所示。
  xi＝yi＝π/5(ω)
同样地，相等的噪音降低脉冲为n(n＝1、2、3…)个时，如下式所示。
  xi＝yi＝π/((2n+1)ω)
从周期函数的性质考虑，当相位错开2aπ/ω(a＝0、1、2、3…)时，如下式所示。
〔式6〕
  xi＝yi＝π/((2n+1)ω)+2aπ/ω
作为另一例，当n＝2时，也能容易地想象出图11所示的噪音降低脉冲，它们也包含在满足上述G(t)＝0的关系中。另外，其它的满足G(t)＝0的条件也存在，其说明从略。
如上所述，通过根据电抗线圈的固有频率决定噪音降低脉冲的间歇时间x和短路时间y，可以最有效地降低电抗线圈的噪音。该决定方法不因电源频率、负荷等的状态而改变最适当条件。决定了所用的电抗线圈后，决定固有频率，可决定最适当的噪音降低脉冲。
下面，参照图12说明相对于短路元件驱动机构12的延迟、短路元件4的接通时间延迟及切断时间延迟，对上述决定的间歇时间及短路时间进行修正的方法。图12中表示在短路元件驱动机构12和短路元件4中，假设切断时间比接通时间快进行修正的情形。
为了使噪音成为最小值地决定短路元件4的电流的通/断定时，驱动信号发生机构11的输出信号把间歇时间设定得短，仅相当于短路元件驱动机构12和短路元件4的延迟时间，把噪音降低脉冲的短路时间设定得长。这样，能以上述计算得到的通/断定时使短路元件4动作。另外，在图12中，把短路元件4的电流波形简单地表示为矩形波。在图12中，是在输出了功率因数改善脉冲之后再发生噪音降低脉冲的，但是，如果在输出功率因数改善脉冲之前发生噪音降低脉冲，通过进行同样的修正，也可以降低电抗线圈的噪音。另外，噪音降低脉冲有若干个时，通过进行同样的修正，也可以防止电抗线圈的噪音。
下面参照图13，说明将本发明的电源装置用于空气调节装置时的情形。图13中，交流电源1、电抗线圈2、第1二极管电桥3、短路元件4、第2二极管电桥5、平滑用电解电容6、7、8、零交叉检测机构10、短路元件驱动机构12与图1所示电源装置中的相同。15是微型计算机，16是倒相电路，17是压缩机用马达。
微型计算机15控制倒相电路16并使压缩机用马达17运转，进行整个空气调节装置的控制，同时，接受来自零交叉检测机构10的零交叉检测输出信号，进行与驱动信号发生机构11同等的动作，发生上述的功率因数改善脉冲和噪音降低脉冲，把这些脉冲供给短路元件驱动机构12，通过该短路元件驱动机构12驱动短路元件4，这样，通过电抗线圈2和第1二极管电桥3将交流电源1短路，改善电源装置的功率因数，同时降低电抗线圈的噪音。
图14是噪音特性曲线图，表示内装着具有功率因数改善功能及噪音降低功能的本发明电源装置的空气调节装置、以及内装着只有功率因数改善功能而没有噪音降低功能的现有电源装置的空气调节装置的噪音特性。图中，曲线Y表示内装着现有电源装置的空气调节装置的噪音特性，曲线H表示内装着本发明电源装置的空气调节装置的噪音特性。从图中可见，曲线Y中的7KHz至8KHz区间的噪音很大，而曲线H中的7KHz至8KHz区间的噪音减低了很多。

Claims (14)

1.一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈，其特征在于还具有：
第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
4.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
5.一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压变换为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构、第2短路机构和第3短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第3短路机构在第1短路机构短路了交流电源后，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
6.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，上述第2或第3短路机构短路交流电源的上述短期问，以及在第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是根据电抗线圈的固有频率决定的。
7.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，上述第1、第2和第3短路机构备有开关机构、驱动信号发生机构和驱动机构；开关机构通过电抗线圈将交流电源短路；驱动信号发生机构发生驱动信号，该驱动信号具有相当于第1、第2及第3短路机构的各短路期间的脉冲宽度；驱动机构接受来自驱动信号发生机构的驱动信号，根据该驱动信号驱动上述开关机构。
8.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，第2或第3短路机构短路交流电源的短期间、以及在第1短路机构的短路动作与第2或第3短路机构的短路动作之间的非短路期间，是考虑了上述开关机构及驱动机构的延迟时间并根据电抗线圈的固有频率决定的。
9.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，具有供给机构，该供给机构把构成空气调节装置电源部的整流机构整流过的直流电压供给空气调节装置。
10.一种电源装置，具有把来自交流电源的交流电压整流成为直流电压的整流机构和与该整流机构串联连接的电抗线圈；其特征在于，还具有第1短路机构和第2短路机构；第1短路机构在交流电压通过了零点后的预定短期间，通过电抗线圈将交流电源短路；第2短路机构在第1短路机构短路交流电源之前，以比上述预定短期间更短的期间，通过电抗线圈将交流电源短路。
11.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的一次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
12.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
13.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，相对于第1短路机构的若干次短路动作的每一次动作，第2短路机构的短路动作进行一次或若干次。
14.如权利要求10所述的电源装置，其特征在于，具有供给机构，该供给机构把构成空气调节装置电源部的整流机构整流过的直流电压供给空气调节装置。
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