[发明专利]双降压斩波器电路

说明书

相位差校正控制部(12)根据第1输入平滑电容器(2a)的电压与第2输入平滑电容器(2b)的电压之差、在第1开关元件(3a)中流过的电流与在第2开关元件(3b)中流过的电流之差或者第1开关元件(3a)的栅极信号导通时的电抗器电流与第2开关元件(3b)的栅极信号导通时的电抗器电流之差，求出第1开关元件(3a)的开关的相位与第2开关元件(3b)的开关的相位之差的校正量。开关控制部(9)根据校正量，对第1开关元件(3a)和第2开关元件(3b)进行开关。

技术领域

本公开涉及双降压斩波器电路。

背景技术

铁路车辆用空调逆变器装置为了使从直流架线供给的输入电压的变动稳定化，在逆变器前级具备降压斩波器电路。降压斩波器电路具备输入平滑电容器、开关元件、续流二极管、平滑电抗器以及输出平滑电容器。降压斩波器电路通过对开关元件进行导通/截止控制，从而使所输入的直流电压降压而得到所期望的直流电压。

已知如下技术：在输入电压是高电压的情况下，利用将开关元件级联连接成两级而成的双降压斩波器电路来确保耐压，且降低电压以及电流的纹波(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-260号公报

发明内容

例如，在地铁或者路面电车等方面，采用DC600V的架线电压。作为DC架线的特征，存在机械性接触被切断的离线频发这点和架线电压大幅变动(±30％左右)这点。在DC600V架线中，大致产生420V～780V的电压变动。为了应对这样的高电压且大的电压变动，铁路车辆用空调逆变器装置为了架线电压的降压以及稳定化而采用双降压斩波器。

在将以往的双降压斩波器应用于DC600V架线的情况下，作为频发的离线对策，需要使用静电电容大的电解电容器来作为输入平滑电容器。另外，架线电压上升至最大780V，该电压被2分割并被施加到正极侧的输入平滑电容器和负极侧的输入平滑电容器。其结果，正极侧以及负极侧各自的输入平滑电容器的额定电压包括裕度在内至少需要为DC450V以上。

另一方面，一般在电解电容器的静电电容中存在偏差，并且通过重复充放电，静电电容下降。即使在相同的电解电容器中，也因使用条件或者设置环境的不同等而劣化速度发生改变，在静电电容中产生偏差。

在将两个输入平滑电容器串联地连接的情况下，高的电压被施加到静电电容小的一方的输入平滑电容器。当在两个输入平滑电容器的静电电容中产生偏差的情况下，正极侧的输入平滑电容器的施加电压与负极侧的输入平滑电容器的施加电压不平衡。

为了抑制电压的不平衡，有与输入平滑电容器并联地设置平衡电阻的方法。但是，虽然能够在电路启动前利用平衡电阻进行平衡，但电路启动后取决于电力更大的负载，所以仅凭平衡电阻难以使电压平衡。

当产生电压不平衡时，有时为了保护输入平滑电容器免受过电压而设置的保护功能进行动作，使用双降压斩波器的空调系统停止。另外，有时一个输入平滑电容器超过额定电压。为了避免这些，需要考虑电压不平衡，选定高耐压的电解电容器。但是，一般而言，超过DC450V的高耐压且静电电容大的电解电容器的种类以及流通量少，成本也高。因此，还考虑将获得性高且成本也廉价的额定电压DC450V以下的两个电解电容器分别串联连接到正极侧以及负极侧，从而确保耐压。但是，当将两个电解电容器串联地连接时，静电电容为一半。因而，为了确保对于离线对策足够的静电电容，需要还并联地追加其它电解电容器。其结果，招致空调装置的高成本化以及大型化。

另外，静电电容下降的一方的输入平滑电容器的施加电压变大。正极侧的开关元件和负极侧的开关元件按照相同的占空比进行动作，所以静电电容小的一方的充电电流变大，使劣化加速。