Un aparato de suministro de potencia incluyendo: una fuente de alimentación CA (1);

un rectificador puente (6) compuesto de cuatro diodos (2, 3, 4, 5) para rectificar en onda completa corriente alterna de la fuente de alimentación CA (1), teniendo dicho rectificador puente un terminal de entrada CA (6a, 6b) y un terminal de salida CC (6c, 6d); un condensador de filtrado (7) conectado al terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador puente (6); un condensador (10) conectado entre el terminal de entrada CA (6a, 6b) y el terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador puente (6) a través de un conmutador de dos vías interviniente (9); unos medios de detección de fase (12) para detectar la fase del voltaje de la fuente de alimentación CA; unos medios de control de conmutador de dos vías (13, 14) para controlar el conmutador de dos vías (9) en base a una señal salida de los medios de detección de fase (12); y un reactor (8) conectado entre la fuente de alimentación CA (1) y el terminal de entrada CA (6a, 6b) del rectificador puente (6), caracterizado porque el reactor (8) tiene una característica tal que su inductancia permanezca sustancialmente constante o disminuya gradualmente en unión con un aumento de la corriente que circula a través del reactor (8) cuando la corriente del reactor es inferior a un nivel predeterminado (Ia), y la inductancia del reactor disminuye nítidamente en unión con un aumento de la corriente del reactor cuando la corriente del re- actor es superior al nivel predeterminado (Ia)

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aparato de suministro de potencia que usa un sistema rectificador que tiene un rectificador puente para suministrar potencia con un factor de potencia alto y distorsión baja a un equipo o sistema, y también a un climatizador que utiliza el aparato de suministro de potencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La Publicación de la Solicitud de Patente japonesa no examinada 2002-223571, por ejemplo, describe un aparato de suministro de potencia de factor de potencia alto que tiene un condensador añadido a un circuito rectificador de onda completa para suministrar potencia de distorsión baja con un componente de alta frecuencia suprimido.

Las figuras 9A, 9B, 9C y 9D muestran el aparato de suministro de potencia de la técnica anterior descrito en la Publicación de la Solicitud de Patente japonesa no examinada 2002-223571. Como se representa en las figuras 9A, 9B, 9C, y 9D, este aparato de suministro de potencia tiene una fuente de alimentación CA 1, un rectificador puente 6 compuesto de diodos 2 a 5, un condensador de filtrado 7, un reactor 30, un conmutador de dos vías 9, un condensador 10, un detector de cruce por cero 12, un generador de señal de activación de conmutador de dos vías 13, y un excitador de conmutador de dos vías 14.

La operación de este aparato de suministro de potencia de la técnica anterior se describe a continuación con referencia a las figuras 10A, 10B y 10C que representan las ondas operativas de partes seleccionadas del aparato de suministro de potencia.

Si el conmutador de dos vías 9 se enciende en el retardo Δd desde el cruce por cero en la mitad positiva del ciclo de voltaje CA, circula una corriente de resonancia en serie desde la fuente de alimentación CA 1 a través del reactor 30, 2, el condensador de filtrado 7, el conmutador de dos vías 9, el condensador 10, y vuelve a la fuente de alimentación CA 1, y la carga del condensador 10 es descargada al condensador de filtrado 7. Si entonces se apaga el conmutador de dos vías 9 en el tiempo Δt desde cuando el conmutador de dos vías 9 se enciende, la corriente que circula desde el reactor 30 pasa por el diodo 2 y el diodo 5, y continúa la operación de rectificación de onda completa normal.

Si el conmutador de dos vías 9 se enciende en el retardo Δd del cruce por cero en la mitad negativa del ciclo de voltaje CA, circula una corriente de carga de resonancia en serie desde la fuente de alimentación CA 1 a través del condensador 10, el conmutador de dos vías 9, el diodo 3, el reactor 30, y vuelve a la fuente de alimentación CA 1. Si entonces se apaga el conmutador de dos vías 9 en el tiempo Δt, la corriente que circula desde el reactor 30 pasa por el diodo 4 y el diodo 3, y continúa la operación de rectificación de onda completa normal.

Estableciendo apropiadamente la inductancia del reactor 30 y la capacitancia del condensador 10, y poniendo Δd y Δt apropiadamente según la carga en la operación anterior, se puede lograr un factor de potencia alto y un rango de frecuencia alta suprimido como se representa en la figura 10C, y el voltaje de salida CC puede ser controlado por la operación de elevación del reactor 30 y el condensador 10.

EP 1 298 782 A2 describe un climatizador inversor incluyendo un circuito rectificador puente que rectifica un suministro de potencia de CA a CC, un reactor acoplado entre el suministro de potencia CA y un primer extremo de una entrada CA al circuito rectificador puente, un condensador acoplado mediante un conmutador bidireccional entre un segundo extremo de la entrada CA y un terminal de salida CC, un condensador de filtrado, medios detectores de cruce por cero, medios generadores de señal de activación de conmutador bidireccional, medios de activación de conmutador bidireccional, medios de accionamiento de compresor y un compresor.

Se describe un circuito de corrección de factor de potencia en US 4.855.890. Un circuito de potencia con circuito de variación de inductancia de bobina de choque de alisado se describe en US 2001/0005323 A1. Se describe un circuito de suministro de potencia CC con factor de potencia alto en US 4.222.096. Se describe una unidad de suministro de potencia CC en EP 0 586 885 A1. En todos estos dispositivos un inductor variable es variado por un sistema de control, donde un cambio de la corriente de entrada va seguido de un cambio de la inductancia con retardo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un problema del aparato de suministro de potencia convencional descrito anteriormente es que, aunque es posible un buen funcionamiento en un aparato de suministro de potencia de capacidad relativamente baja, el voltaje de salida CC y el factor de potencia caen cuando se usa un suministro de potencia de alta capacidad. Más en concreto, la inductancia del reactor 30 debe ser incrementada con el fin de lograr un suministro de potencia de alta capacidad que cumple las normas de alta frecuencia IEC. Como resultado, aumenta la caída de voltaje producida por el reactor 30, el voltaje de salida CC cae, y el factor de potencia cae debido a un aumento del desplazamiento de fase entre la corriente de entrada y el voltaje de suministro.

La presente invención se refiere a resolver el problema anterior, y un objeto de la invención es proporcionar un aparato de suministro de potencia que suprime una caída del voltaje de salida CC y el factor de potencia

durante la operación con carga alta.

Para lograr este objeto, la inductancia del reactor cuando la corriente de entrada al reactor está en un rango de corriente alto superior a un nivel especificado, es menor que la inductancia en un rango de corriente bajo inferior a un nivel especificado.

Para lograr el objeto anterior, se propone un aparato de suministro de potencia según la presente invención como el definido en la reivindicación 1. Un aparato de suministro de potencia según la presente invención puede suprimir así el retardo de fase de corriente y la caída de voltaje en el reactor durante la operación a alta salida, y puede evitar así una caída del voltaje de salida y el factor de potencia.

Dado que la inductancia del reactor es baja cuando la carga es alta, la caída de voltaje en el reactor disminuye y el retardo de fase de corriente se reduce. Como resultado, un aparato de suministro de potencia según la presente invención puede suprimir una caída del voltaje de salida y puede suprimir una caída del factor de potencia reduciendo el desplazamiento de fase entre la corriente de entrada y el voltaje de suministro.

Un aparato de suministro de potencia según la presente invención puede suprimir así una caída del voltaje de salida CC y factor de potencia al mover una carga pesada, controlando al mismo tiempo el voltaje de salida.

Usando un aparato de suministro de potencia según la presente invención, un climatizador según la presente invención puede operar con un rango de frecuencia alto suprimido, mejor eficiencia de activación de compresor, y un nivel de salida máximo más alto.

Otros objetos y logros conjuntamente con una mejor comprensión de la invención serán evidentes y se apreciarán con referencia a la descripción siguiente y las reivindicaciones tomadas en unión con los dibujos acompa

ñantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las figuras 1A, 1B, 1C, y 1D son diagramas esquemáticos de un aparato de suministro de potencia según una primera realización de la presente invención.

Las figuras 2A, 2B, 2C y 2D describen la operación de un aparato de suministro de potencia según una primera realización de la presente invención.

Las figuras 3A, 3B y 3C describen las características de forma de onda de un aparato de suministro de potencia según una primera realización de la presente invención.

La figura 4 representa la característica de inductancia de un reactor en la primera realización de la presente invención.

Las figuras 5A, 5B y 5C son diagramas de forma de onda que representan las ondas operativas cuando el suministro de corriente de un aparato de suministro de potencia según una primera realización de la presente invención está a aproximadamente el nivel especificado Ia, y compara el componente armónico de este aparato de suministro de potencia con los niveles guía armónicos IEC.

La figura 6A es un...

1. Un aparato de suministro de potencia incluyendo: una fuente de alimentación CA (1); un rectificador puente (6) compuesto de cuatro

diodos (2, 3, 4, 5) para rectificar en onda completa corriente alterna de la fuente de alimentación CA (1), teniendo dicho rectificador puente un terminal de entrada CA (6a, 6b) y un terminal de salida CC (6c, 6d);

un condensador de filtrado (7) conectado al terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador puente (6);

un condensador (10) conectado entre el terminal de entrada CA (6a, 6b) y el terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador puente (6) a través de un conmutador de dos vías interviniente (9);

unos medios de detección de fase (12) para detectar la fase del voltaje de la fuente de alimentación CA;

unos medios de control de conmutador de dos vías (13, 14) para controlar el conmutador de dos vías (9) en base a una señal salida de los medios de detección de fase (12); y

un reactor (8) conectado entre la fuente de alimentación CA (1) y el terminal de entrada CA (6a, 6b) del rectificador puente (6), caracterizado porque

el reactor (8) tiene una característica tal que su inductancia permanezca sustancialmente constante

o disminuya gradualmente en unión con un aumento de la corriente que circula a través del reactor (8) cuando la corriente del reactor es inferior a un nivel predeterminado (Ia), y la inductancia del reactor disminuye nítidamente en unión con un aumento de la corriente del reactor cuando la corriente del re

actor es superior al nivel predeterminado (Ia).

2. Un aparato de suministro de potencia como el descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho nivel predeterminado (Ia) se pone a 16A.

3. Un aparato de suministro de potencia como el descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque la potencia de suministro de la fuente de alimentación CA (1), correspondiente a dicho nivel predeterminado (Ia), se pone a 3, 5 kW.

4. Un aparato de suministro de potencia como el descrito en la reivindicación 1,

caracterizado porque el nivel máximo de corriente (Imax) de la corriente utilizable del reactor es superior a dicho nivel predeterminado (Ia).

5. Un aparato de suministro de potencia como el descrito en la reivindicación 1 o 3, caracterizado porque la potencia de suministro máxima de la fuente de alimentación CA (1), correspondiente al nivel máximo de corriente (Imax) de la corriente utilizable del reactor, es mayor que la potencia de suministro correspondiente a dicho nivel predeterminado (Ia).

6. Un climatizador incluyendo: un aparato de suministro de potencia para convertir corriente alterna a corriente continua; y

un dispositivo inversor (16) para convertir la corriente continua salida del aparato de suministro de potencia a una corriente alterna de voltaje variable, frecuencia variable, y suministrar dicha corriente alterna a un motor para mover un compresor (17);

donde el aparato de suministro de potencia incluye una fuente de alimentación CA (1);

un rectificador puente (6) compuesto de cuatro diodos (2, 3, 4, 5) para rectificar en onda completa corriente alterna de la fuente de alimentación CA (1), teniendo dicho rectificador puente un terminal de entrada CA (6a, 6b) y un terminal de salida CC (6c, 6d);

un condensador de filtrado (7) conectado al

terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador

puente (6);

un condensador (10) conectado entre el terminal de entrada CA (6a, 6b) y el terminal de salida CC (6c, 6d) del rectificador puente (6) a través de un conmutador de dos vías interviniente (9);

unos medios de detección de fase (12) para de

tectar la fase del voltaje de la fuente de alimenta

ción CA;

unos medios de control de conmutador de dos vías (13, 14) para controlar el conmutador de dos vías (9) en base a una señal salida de los medios de detección de fase (12); y

un reactor (8) conectado entre la fuente de alimentación CA (1) y el terminal de entrada CA (6a, 6b) del rectificador puente (6), caracterizado porque el reactor (8) tiene una característica tal que su inductancia permanezca sustancialmente constante

o disminuya gradualmente en unión con un aumento de la corriente que circula a través del reactor (8) cuando la corriente del reactor es inferior a un nivel predeterminado (Ia), y la inductancia del reactor disminuye nítidamente en unión con un aumento de la corriente del reactor cuando la corriente del reactor es superior al nivel predeterminado (Ia).

7. Un climatizador como el descrito en la reivindicación 6, caracterizado porque dicho nivel predeterminado (Ia) se pone a 16 A.

8. Un climatizador como el descrito en la reivindicación 6, caracterizado porque la potencia de suministro de fuente de alimentación CA (1), correspondiente a dicho

nivel predeterminado (Ia), se pone a 3, 5 kW.

9. Un climatizador como el descrito en la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el nivel máximo de corriente (Imax) de la corriente utilizable del reactor es

5 mayor que dicho nivel predeterminado (Ia).

10. Un aparato de suministro de potencia como el descrito en la reivindicación 6 o 8, caracterizado porque la potencia de suministro máxima de la fuente de alimentación CA (1), correspondiente al nivel máximo de corriente (Imax) de la corriente utilizable del reactor, es mayor que la potencia de suministro correspondiente a dicho nivel predeterminado (Ia).