JP2001238454A - Power supply apparatus - Google Patents

Power supply apparatus

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JP2001238454A
JP2001238454A JP2000043998A JP2000043998A JP2001238454A JP 2001238454 A JP2001238454 A JP 2001238454A JP 2000043998 A JP2000043998 A JP 2000043998A JP 2000043998 A JP2000043998 A JP 2000043998A JP 2001238454 A JP2001238454 A JP 2001238454A
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power
circuit
diode
power supply
bypass
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Yasuhiro Makino
康弘 牧野
Kazuhisa Otagaki
和久 太田垣
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power loss in the power supply apparatus for full-wave rectification and boosting of voltage. SOLUTION: A power supply apparatus 42 is provided with a bridge rectifying circuit 50 using a diode 48, a voltage-boost circuit 78 using a reactor 54, a switching transistor Tr 74 and diodes 60, 62 for boosting the voltage and is also provided with a bypass circuit 90 for connecting the reactor and a smoothing circuit 64. The bypass circuit is provided with a power MOSFET 92 and, when this power MOSFET 92 is turned on in the predetermined timing, a power bypassing the bridge rectifying circuit and voltage-boost circuit is outputted. As a result, power loss by diode is reduced to improve power conversion efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力を直流電
力に変換する電源装置に関する。詳細には、ブリッジ整
流回路と昇圧回路が設けられた電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for converting AC power into DC power. Specifically, the present invention relates to a power supply device provided with a bridge rectifier circuit and a booster circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷凍サイクルによって冷暖房を行なう空
気調和機(エアコン)では、冷暖房能力を調整するとき
に、回転型のコンプレッサの回転数を変更するものがあ
る。すなわち、エアコンでは、コンプレッサの回転数を
下げることにより冷暖房能力が下がり、コンプレッサの
回転数を高くすることにより冷暖房能力が高くなる。こ
のようなエアコンでは、インバータ回路を用いてコンプ
レッサの駆動(回転数)を制御している。
2. Description of the Related Art Some air conditioners (air conditioners) that perform cooling and heating by a refrigerating cycle change the number of revolutions of a rotary compressor when adjusting the cooling and heating capacity. That is, in the air conditioner, the cooling / heating capacity is reduced by reducing the rotation speed of the compressor, and the cooling / heating capacity is increased by increasing the rotation speed of the compressor. In such an air conditioner, the drive (rotation speed) of the compressor is controlled using an inverter circuit.

【0003】コンプレッサの回転数制御にPAM(Puls
e Amplitude Modulation :パルス振幅変調)制御を用
いたものがある。PAM制御に用いる電源装置には、ブ
リッジ整流回路に加えてチョッパ回路等を用いた昇圧回
路が設けられており、ブリッジ整流回路によって整流す
る電力を昇圧回路によって所望の電圧の電力に変換する
ようにしている。
[0003] PAM (Puls
Some use e Amplitude Modulation (pulse amplitude modulation) control. The power supply device used for the PAM control is provided with a booster circuit using a chopper circuit or the like in addition to the bridge rectifier circuit. The booster circuit converts the power rectified by the bridge rectifier circuit into power of a desired voltage. ing.

【0004】昇圧回路は、リアクトル素子、昇圧用のダ
イオード、スイッチ素子及びコンデンサを備え、スイッ
チング素子のオン/オフによってリアクトル素子に電力
を蓄えたのち、この電力をコンデンサに充電する。この
ときに、スイッチング素子のオン時間の比率(デューテ
ィー比)を制御することにより、所望の電圧が得られ
る。また、このような電源装置では、スイッチング素子
をスイッチングするタイミングを制御することにより、
力率の向上や高調波抑制が可能となっている。
The booster circuit includes a reactor element, a boost diode, a switch element, and a capacitor. After the power is stored in the reactor element by turning on / off the switching element, the power is charged in the capacitor. At this time, a desired voltage can be obtained by controlling the ratio (duty ratio) of the ON time of the switching element. In such a power supply device, by controlling the timing of switching the switching element,
The power factor can be improved and harmonics can be suppressed.

【0005】ところで、ブリッジ整流回路や昇圧回路に
用いられるダイオードでは、少なからず電圧降下(例え
ば約0.75V)が生じる。この電圧降下は、電力損失
となって現われ、出力電力が大きくなると損失も大きく
なる。PAM制御等に用いられる電源装置では、ブリッ
ジ整流回路と昇圧回路のそれぞれにダイオードが設けら
れており、このために生じる損失によって電力の変換効
率が低くなってしまうと言う問題がある。
Incidentally, a diode used in a bridge rectifier circuit or a booster circuit causes a considerable voltage drop (for example, about 0.75 V). This voltage drop appears as power loss, and the loss increases as the output power increases. In a power supply device used for PAM control or the like, a diode is provided in each of the bridge rectifier circuit and the booster circuit, and there is a problem that power conversion efficiency is reduced due to loss caused by the diodes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたものであり、電力損失を抑えることにより
電力の変換効率を向上させる電源装置を提案することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to propose a power supply device that improves power conversion efficiency by suppressing power loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、交流電力をブリッジ状に接続したダイオー
ドによって全波整流する整流回路と、前記整流回路の交
流電源側に設けられたリアクトル素子と、前記整流回路
の出力側に設けられたスイッチング素子及びダイオード
によって構成されたスイッチング回路と、を備えた電源
装置であって、前記スイッチング回路によって出力され
る電力を平滑して直流電力に変換する平滑回路と、前記
整流回路を成すダイオードと前記スイッチング回路を成
すダイオードとをバイパスさせて前記リアクトル素子の
出力を前記平滑回路へ供給可能なスイッチング素子とし
てパワーMOSFETを含んで構成されるバイパス回路
と、前記パワーMOSFETを所定のタイミングでオン
/オフさせるバイパス駆動手段と、を備えたことを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided a rectifying circuit for performing full-wave rectification by using a diode in which AC power is connected in a bridge, and a reactor provided on the AC power supply side of the rectifying circuit. A power supply device comprising: a switching element provided on an output side of the rectifier circuit; and a switching circuit configured by a diode, wherein the power output from the switching circuit is smoothed and converted into DC power. A bypass circuit including a power MOSFET as a switching element capable of supplying an output of the reactor element to the smoothing circuit by bypassing a diode forming the rectifier circuit and a diode forming the switching circuit. The power MOSFET is turned on / off at a predetermined timing. A scan driving unit, characterized by comprising a.

【0008】この発明によれば、全波整流を行う整流回
路と昇圧回路を用いて、交流電流の整流及び昇圧を行っ
て所定の電圧の直流電力を出力する。このとき、整流回
路は、ダイオードのブリッジ接続によって形成した整流
回路が用いられ、また、昇圧回路は、スイッチング素子
を設け、このスイッチング素子のオン/オフによって所
望の電圧を得る。
According to the present invention, rectification and boosting of an alternating current are performed using a rectifying circuit for performing full-wave rectification and a boosting circuit to output DC power of a predetermined voltage. At this time, a rectifier circuit formed by bridge connection of diodes is used as the rectifier circuit, and a booster circuit is provided with a switching element, and a desired voltage is obtained by turning on / off the switching element.

【0009】バイパス回路は、整流用のダイオードに比
較して順方向の電圧降下が極めて低く、耐電流及び耐電
圧性の高いパワーMOSFETを用い、このパワーMO
SFETによってリアクトル素子と平滑回路を接続して
いる。
The bypass circuit uses a power MOSFET having a very low forward voltage drop and a high withstand current and withstand voltage as compared with a rectifying diode.
The reactor element and the smoothing circuit are connected by the SFET.

【0010】これにより、パワーMOSFETを所定の
タイミングでオンすることにより、リアクトル素子に蓄
積された電力を、整流回路のダイオード及び昇圧回路の
ダイオードをバイパスさせることが可能となる。このと
きに、パワーMOSFETは電圧降下が極めて低いた
め、電力損失を低減して、入力された電力を効率良く出
力することができる。
By turning on the power MOSFET at a predetermined timing, the power stored in the reactor can be bypassed to the diode of the rectifier circuit and the diode of the booster circuit. At this time, since the power MOSFET has an extremely low voltage drop, the power loss can be reduced and the input power can be output efficiently.

【0011】このような本発明では、交流電圧の位相が
反転するゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段を
含み、前記バイパス駆動手段がゼロクロス検出手段の検
出結果に基づいて前記バイパス回路のパワーMOSFE
Tをオン/オフさせるものであれば良く、また、前記昇
圧回路のスイッチング素子がオフしているときに前記バ
イパス駆動手段が前記バイパス回路のパワーMOSFE
Tをオンすれば良い。
According to the present invention, there is provided a zero cross point detecting means for detecting a zero cross point at which the phase of the AC voltage is inverted, and the bypass driving means detects the power MOSFE of the bypass circuit based on the detection result of the zero cross detecting means.
T may be used as long as it turns on / off the T. When the switching element of the booster circuit is off, the bypass driving means operates the power MOSFET of the bypass circuit.
Turn on T.

【0012】昇圧回路のスイッチング素子をスイッチン
グすることによりリアクトル素子に電力が蓄積され、ス
イッチング素子をオフすることによりこの電力がコンデ
ンサに蓄積される。このときにパワーMOSFETをオ
ンすることにより、損失を低減して効率良く平滑回路に
電力を蓄積して出力することができる。
Power is stored in the reactor element by switching the switching element of the booster circuit, and this power is stored in the capacitor by turning off the switching element. At this time, by turning on the power MOSFET, the loss can be reduced and the power can be efficiently stored and output to the smoothing circuit.

【0013】前記バイパス回路は複数個のパワーMOS
FETを並列に接続して構成されることがより好まし
い。
The bypass circuit includes a plurality of power MOSs.
More preferably, the FETs are connected in parallel.

【0014】複数のパワーMOSFETを並列に接続す
ることにより、パワーMOSFETをオンした時の順方
向の抵抗値が下がり、バイパス回路での電力損失の低減
を図ることができる。
By connecting a plurality of power MOSFETs in parallel, the forward resistance value when the power MOSFETs are turned on decreases, and power loss in the bypass circuit can be reduced.

【0015】また、このような本発明では、前記バイパ
ス回路が前記パワーMOSFETに並列接続されたダイ
オードを含ませることができる。また、このダイオード
は、電流方向が前記パワーMOSFETと順方向となる
ダイオード及び逆方向となるダイオードを用いることが
好ましい。
In the present invention, the bypass circuit may include a diode connected in parallel to the power MOSFET. Further, it is preferable to use, as the diode, a diode whose current direction is the forward direction with respect to the power MOSFET and a diode whose current direction is the reverse direction.

【0016】ダイオードのみを用いてもリアクトル素子
に蓄積された電力を、整流回路のダイオード及び昇圧回
路のダイオードを通過させず、平滑回路へ蓄積すること
ができるが、このダイオードに対してパワーMOSFE
Tを並列接続させることにより、このダイオードでの電
力損失を抑え、電力の変換効率の向上を図ることができ
る。
Even if only the diode is used, the power stored in the reactor element can be stored in the smoothing circuit without passing through the diode of the rectifier circuit and the diode of the booster circuit.
By connecting T in parallel, power loss in this diode can be suppressed and power conversion efficiency can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。図2には、本実施の形態に
適用した空気調和機(以下「エアコン10」と言う)の
冷凍サイクルを示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a refrigeration cycle of an air conditioner (hereinafter, referred to as “air conditioner 10”) applied to the present embodiment.

【0018】このエアコン10は、被空調室に設置され
る室内ユニット12と室外に設置される室外ユニット1
4によって構成されており、室内ユニット12と室外ユ
ニット14とは、冷媒を循環させる太管の冷媒配管16
Aと、細管の冷媒配管16Bとで接続されている。
The air conditioner 10 includes an indoor unit 12 installed in a room to be air-conditioned and an outdoor unit 1 installed outside the room.
The indoor unit 12 and the outdoor unit 14 are formed by a thick refrigerant pipe 16 for circulating a refrigerant.
A and the refrigerant pipe 16B of a thin tube.

【0019】室内ユニット12には、熱交換器18が設
けられており、冷媒配管16A、16Bのそれぞれの一
端がこの熱交換器18に接続されている。また、冷媒配
管16Aの他端は、室外ユニット14のバルブ20A、
マフラー22Aを介して四方弁24に接続されている。
この四方弁24は、アキュムレータ28及びマフラー2
2Bを介してコンプレッサ26に接続している。
The indoor unit 12 is provided with a heat exchanger 18, and one end of each of the refrigerant pipes 16A and 16B is connected to the heat exchanger 18. The other end of the refrigerant pipe 16A is connected to the valve 20A of the outdoor unit 14,
It is connected to the four-way valve 24 via the muffler 22A.
The four-way valve 24 includes an accumulator 28 and a muffler 2
It is connected to the compressor 26 via 2B.

【0020】さらに、室外ユニット14には、熱交換器
30が設けられている。この熱交換器30は、一方が四
方弁24に接続され、他方がキャピラリチューブ32、
ストレーナ34、モジュレータ38を介してバルブ20
Bに接続されている。また、ストレーナ34とモジュレ
ータ38の間には、電動膨張弁36が設けられ、バルブ
20Bには、冷媒配管16Bの他端が接続されている。
これによって、室内ユニット12と室外ユニット14の
間に冷凍サイクルが構成されている。
Further, the outdoor unit 14 is provided with a heat exchanger 30. One end of the heat exchanger 30 is connected to the four-way valve 24 and the other end is connected to the capillary tube 32.
Valve 20 via strainer 34 and modulator 38
B. An electric expansion valve 36 is provided between the strainer 34 and the modulator 38, and the other end of the refrigerant pipe 16B is connected to the valve 20B.
Thereby, a refrigeration cycle is configured between the indoor unit 12 and the outdoor unit 14.

【0021】エアコン10は、コンプレッサ26と一体
に設けているコンプレッサモータ40の回転駆動によっ
てコンプレッサ26が運転されると、この冷凍サイクル
中を冷媒が循環される。このとき、エアコン10では、
運転モード(冷房モード又は暖房モード)に応じて四方
弁24が切換えられ、電動膨張弁36の弁開度を制御す
ることにより、冷媒の蒸発温度が調整される。なお、図
2では矢印によって暖房運転時(暖房モード)と冷房運
転時(冷房モードまたはドライモード)の冷媒の流れを
示している。
In the air conditioner 10, when the compressor 26 is operated by rotation of a compressor motor 40 provided integrally with the compressor 26, the refrigerant circulates through the refrigeration cycle. At this time, in the air conditioner 10,
The four-way valve 24 is switched according to the operation mode (cooling mode or heating mode), and the valve opening of the electric expansion valve 36 is controlled to adjust the evaporation temperature of the refrigerant. In FIG. 2, the arrows indicate the flows of the refrigerant during the heating operation (heating mode) and during the cooling operation (cooling mode or dry mode).

【0022】冷房モードでは、コンプレッサ26によっ
て圧縮された冷媒が熱交換器30へ供給されることによ
り液化され、この液化された冷媒が室内ユニット12の
熱交換器18で気化することにより、熱交換器18を通
過する空気を冷却する。また、暖房モードでは、逆に、
コンプレッサ26によって圧縮された冷媒が、室内ユニ
ット12の熱交換器18で凝縮されることにより放熱
し、この冷媒が放熱した熱で熱交換器18を通過する空
気を加熱する。
In the cooling mode, the refrigerant compressed by the compressor 26 is liquefied by being supplied to the heat exchanger 30, and the liquefied refrigerant is vaporized in the heat exchanger 18 of the indoor unit 12, thereby exchanging heat. The air passing through the vessel 18 is cooled. In the heating mode, on the contrary,
The refrigerant compressed by the compressor 26 releases heat by being condensed in the heat exchanger 18 of the indoor unit 12, and heats the air passing through the heat exchanger 18 with the heat released by the refrigerant.

【0023】室内ユニット12は、送風用に設けられて
いる図示しないクロスフローファンによって吸引した空
気を室内へ吹出すときに熱交換器18を通過させ温調す
る。これにより、室内ユニット12から吹出される空気
によって室内が空調される。
The indoor unit 12 passes through a heat exchanger 18 to regulate the temperature when blowing air sucked by a cross flow fan (not shown) provided for air blowing into a room. Thereby, the room is air-conditioned by the air blown from the indoor unit 12.

【0024】一方、図1に示されるように、室外ユニッ
ト14には、コンプレッサモータ40、コンプレッサモ
ータ40を駆動する電源装置42及び図示しないマイコ
ンを備えたコントロール基板44が設けられている。コ
ンプレッサモータ40としては、例えばセンサレスタイ
プの直流(DC)ブラシレスモータが用いられ、電源装
置42は、室外ユニット14に供給される交流電力を、
コンプレッサモータ40の駆動に用いる直流電力に変換
し、インバータ回路46を介してコンプレッサモータ4
0に供給する。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the outdoor unit 14 is provided with a compressor motor 40, a power supply device 42 for driving the compressor motor 40, and a control board 44 having a microcomputer (not shown). As the compressor motor 40, for example, a sensorless type direct current (DC) brushless motor is used, and the power supply device 42 converts AC power supplied to the outdoor unit 14 into
It is converted into DC power used for driving the compressor motor 40, and the DC power is
Supply 0.

【0025】このコントロール基板44では、マイコン
がシリアル通信等によって室内ユニットに設けられてい
る図示しないマイコンと信号の送受信ができるように接
続されている。また、コントロール基板44には、外気
温度を検出する外気温度センサ、コンプレッサ26の温
度を検出するコンプレッサ温度センサ、熱交換器30の
コイル温度を検出するコイル温度センサ等が接続されて
いる。
On the control board 44, a microcomputer is connected by a serial communication or the like so that signals can be transmitted / received to / from a microcomputer (not shown) provided in the indoor unit. The control board 44 is connected to an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, a compressor temperature sensor for detecting the temperature of the compressor 26, a coil temperature sensor for detecting the coil temperature of the heat exchanger 30, and the like.

【0026】これにより、コントロール基板44に設け
ているマイコンは、室内ユニット12から送出される信
号及び各センサの検出結果に基づいて、コンプレッサモ
ータ40、四方弁24、電導膨張弁36、熱交換器30
に送風する冷却ファン等の駆動を制御する。また、コン
トロール基板44のマイコンは、コンプレッサモータ4
0の作動を制御するときに、電源装置42およびインバ
ータ回路46を制御して、コンプレッサ26が所定の回
転数で回転駆動されるように、コンプレッサモータ40
に印加する電圧を制御する。
Thus, the microcomputer provided on the control board 44 can control the compressor motor 40, the four-way valve 24, the conductive expansion valve 36, the heat exchanger based on the signal sent from the indoor unit 12 and the detection result of each sensor. 30
The drive of a cooling fan etc. which blows air to is controlled. The microcomputer of the control board 44 is a compressor motor 4
When the operation of the compressor motor 40 is controlled, the power supply device 42 and the inverter circuit 46 are controlled so that the compressor motor 40 is driven to rotate at a predetermined rotational speed.
The voltage to be applied to is controlled.

【0027】コントロール基板44に設けているマイコ
ンは、インバータ回路46に設けているスイッチング素
子を駆動するスイッチング信号のデューティー比を制御
し、このスイッチング信号でスイッチング素子が駆動さ
れることにより、インバータ回路46は、スイッチング
信号のデューティ比に応じた電圧(出力電圧V0)の電
力を出力する。この電力によってコンプレッサモータ4
0を駆動することにより、コンプレッサ26が、コント
ロール基板44のマイコンが設定した回転数で運転され
る。
The microcomputer provided on the control board 44 controls the duty ratio of the switching signal for driving the switching element provided in the inverter circuit 46, and the switching element is driven by this switching signal, whereby the inverter circuit 46 Outputs power of a voltage (output voltage V 0 ) corresponding to the duty ratio of the switching signal. With this electric power, the compressor motor 4
By driving 0, the compressor 26 is operated at the rotation speed set by the microcomputer of the control board 44.

【0028】電源装置42には、ダイオード48をブリ
ッジ接続したブリッジ整流回路50が設けられている。
このブリッジ整流回路50には、一方の入力端子52A
にリアクトル54が接続されている。これにより、電源
装置42には、リアクトル54を介してブリッジ整流回
路50の入力端子52A、52Bに、交流電源56から
所定の電圧(例えば単相100V)の交流電力が入力さ
れる。
The power supply 42 is provided with a bridge rectifier circuit 50 in which a diode 48 is bridge-connected.
This bridge rectifier circuit 50 has one input terminal 52A.
Is connected to the reactor 54. As a result, AC power of a predetermined voltage (for example, single-phase 100 V) is input from the AC power supply 56 to the power supply device 42 to the input terminals 52A and 52B of the bridge rectifier circuit 50 via the reactor 54.

【0029】また、ブリッジ整流回路50には、出力端
子58A、58Bに、昇圧用のダイオード60、62を
介して平滑回路64が接続されている。出力端子58A
に接続されているダイオード60は、電流方向がブリッ
ジ整流回路50から平滑回路64へ向けた方向となって
おり、出力端子58Bに接続されているダイオード62
は、電流方向が平滑回路64からブリッジ整流回路50
へ向けた方向となっている。
In the bridge rectifier circuit 50, a smoothing circuit 64 is connected to output terminals 58A and 58B via diodes 60 and 62 for boosting. Output terminal 58A
The diode 60 connected to the output terminal 58B has a current flowing in a direction from the bridge rectifier circuit 50 to the smoothing circuit 64.
The current direction from the smoothing circuit 64 to the bridge rectifier circuit 50
It is a direction toward.

【0030】平滑回路64は、直接接続されたコンデン
サ66、68と、このコンデンサ66、68に並列接続
されたコンデンサ70によって形成されており、コンデ
ンサ66、70の+側にダイオード60が接続され、コ
ンデンサ68、70の−側がダイオード62に接続され
ている。
The smoothing circuit 64 is formed by capacitors 66 and 68 directly connected and a capacitor 70 connected in parallel to the capacitors 66 and 68. A diode 60 is connected to the + side of the capacitors 66 and 70. The negative sides of the capacitors 68 and 70 are connected to the diode 62.

【0031】さらに、電源装置42には、ダイオード6
0、62の間(ブリッジ整流回路50の出力端子58
A、58Bの間)にスイッチング回路72が設けられて
いる。このスイッチング回路72は、スイッチング素子
としてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transisto
r)等のスイッチングTr74とダイオード76によって
形成されており、スイッチングTr74がオンされるこ
とにより出力端子58Aから出力端子58Bへ電流が流
れるようになっている。
Further, the power supply 42 has a diode 6
0, 62 (the output terminal 58 of the bridge rectifier circuit 50).
A and 58B), a switching circuit 72 is provided. The switching circuit 72 includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) as a switching element.
r) and the like, and is formed by a switching Tr 74 and a diode 76. When the switching Tr 74 is turned on, a current flows from the output terminal 58A to the output terminal 58B.

【0032】これにより、電源装置42には、ブリッジ
整流回路50を挟んで設けられているリアクトル54、
スイッチング回路72、ダイオード60、62及び平滑
回路64によって昇圧回路78が形成されており、交流
電力をブリッジ整流回路50で整流した後、スイッチン
グTr74のスイッチング(オン/オフ)により昇圧し
て出力する。このときに、スイッチングTr74を駆動
するスイッチング信号のオン時間によって出力電圧V0
が変えられる。
Thus, the reactor 54 provided with the bridge rectifier circuit 50 interposed therebetween,
A boosting circuit 78 is formed by the switching circuit 72, the diodes 60 and 62, and the smoothing circuit 64. After the AC power is rectified by the bridge rectifier circuit 50, the AC power is boosted by switching (on / off) of the switching Tr 74 and output. At this time, the output voltage V 0 depends on the ON time of the switching signal for driving the switching Tr 74.
Can be changed.

【0033】一方、コントロール基板44には、制御回
路80及びスイッチング回路72のスイッチングTr7
4を駆動する駆動回路82が形成されている。また、電
源装置42には、電流検出回路84及びゼロクロス検出
回路86が設けられており、これらが制御回路80に接
続されている。
On the other hand, the control substrate 44 includes a switching Tr7 of the control circuit 80 and the switching circuit 72.
4 is formed. Further, the power supply device 42 is provided with a current detection circuit 84 and a zero-cross detection circuit 86, which are connected to the control circuit 80.

【0034】電流検出回路84には、リアクトル54と
交流電源50の間に設けられたCT88が接続されてい
る。また、ゼロクロス検出回路86は、リアクトル54
及びブリッジ整流回路50の入力端子52Bの交流電源
56側に接続されている。これにより、制御回路80
は、電源装置42へ入力される電流及び電圧波形に基づ
いたゼロクロス信号が入力される。
The current detection circuit 84 is connected to a CT 88 provided between the reactor 54 and the AC power supply 50. Further, the zero-cross detection circuit 86 is connected to the reactor 54.
The input terminal 52B of the bridge rectifier circuit 50 is connected to the AC power supply 56 side. Thereby, the control circuit 80
, A zero-cross signal based on the current and voltage waveforms input to the power supply device 42 is input.

【0035】制御回路80は、電流検出回路84によっ
て検出する入力電流に基づいてスイッチング信号のデュ
ーティ比を設定し、ゼロクロス検出回路86によって検
出するゼロクロス点に基づいたタイミングで、駆動回路
82へスイッチング信号を出力する。これにより、電源
装置42が所定の出力電圧V0を出力すると共に、入力
される電力の力率改善及び入力される交流電力からの高
調波成分の除去が可能となっている。なお、制御回路8
0では、15kHz以上の可聴周波数外の周期(例えば1
7kHz)でスイッチングTr74のスイッチングを行う
ようにしている。
The control circuit 80 sets the duty ratio of the switching signal based on the input current detected by the current detection circuit 84, and sends the switching signal to the drive circuit 82 at a timing based on the zero-cross point detected by the zero-cross detection circuit 86. Is output. This allows the power supply device 42 to output the predetermined output voltage V0, improve the power factor of the input power, and remove harmonic components from the input AC power. The control circuit 8
At 0, a period outside the audible frequency of 15 kHz or more (for example, 1
The switching of the switching Tr 74 is performed at 7 kHz).

【0036】例えば図3(A)、図3(B)、図3
(C)及び図3(E)に示されるように、制御回路80
は、交流電源50の1サイクル中で、スイッチング信号
ST1〜ST4(図3(C)参照)を出力するように設定
されている。このとき、制御回路80は、入力電圧が負
側から正側に変わるゼロクロス点P1を検出してから僅
かに送らせてスイッチング信号ST1を出力し(例えば
時間t1の遅れ)、入力電圧が正側から負側に変わるゼ
ロクロス点P2に達する前(例えば時間t2)に停止する
ようにスイッチング信号ST2を出力する。また、制御
回路80は、入力電圧がゼロクロス点P2に達するとス
イッチング信号ST3を出力し、入力電圧がゼロクロス
点P1に達する前(例えば時間t3)に停止するようにス
イッチング信号ST4を出力する。
For example, FIG. 3 (A), FIG. 3 (B), FIG.
As shown in FIG. 3 (C) and FIG.
Are set to output the switching signals ST 1 to ST 4 (see FIG. 3C) in one cycle of the AC power supply 50. At this time, the control circuit 80, (delay of e.g. time t 1) input voltage allowed to send slightly from the detection of the zero-cross point P 1 to change to the positive side from the negative side to output the switching signal ST 1, the input voltage There outputs a switching signal ST 2 to stop before (eg, time t 2) to reach the zero-cross point P 2 which changed to negative from positive. Further, the control circuit 80 outputs a switching signal ST 3 when the input voltage reaches a zero-cross point P 2, the switching signal to stop before (eg, time t 3) the input voltage reaches a zero-cross point P 1 ST 4 Is output.

【0037】このような制御回路80では、スイッチン
グ信号ST1〜ST4が出力される時間であるスイッチン
グ時間t4、t5、t6、t7を主に電源装置42の出力電
圧V 0に基づいて設定し、スイッチング信号ST1〜ST
4のデューティ比(オン時間)を、主に電流検出回路8
4によって検出する入力電流に基づいて設定する。
In such a control circuit 80, the switch
Signal ST1~ STFourIs the time at which is output
Time tFour, TFive, T6, T7Mainly the output power of the power supply 42.
Pressure V 0And the switching signal ST1~ ST
FourThe duty ratio (ON time) of the current detection circuit 8
4 is set based on the input current detected.

【0038】このときに、スイッチング信号ST1、S
3のデューティ比が、スイッチング信号ST2、ST4
のデューティよりも短くなるように設定するようにして
いる。また、制御回路80は、スイッチング信号ST1
とスイッチング信号ST2の間及びスイッチング信号S
3とスイッチング信号ST4の間で、スイッチングの停
止時間を設けている。
At this time, the switching signals ST 1 , S
The duty ratio of T 3 is, switching signals ST 2, ST 4
The duty is set to be shorter than the duty. Further, the control circuit 80 controls the switching signal ST 1
Between switching signal ST 2 and switching signal S
Among of T 3 and the switching signal ST 4, it is provided with a switching downtime.

【0039】なお、スイッチング信号ST1〜ST4によ
るスイッチング開始及び停止は、交流電圧の位相角を設
定し、この位相角に基づいた時間で行われるものであっ
ても良い。また、スイッチング信号ST1、ST3は、前
段の時間及びデューティ比が予め設定され、後段のデュ
ーティ比を入力電流に基づいて設定し、後段の時間を出
力電圧V0に基づいて設定するものであっても良い。
The switching start and stop by the switching signals ST 1 to ST 4 may be performed by setting a phase angle of the AC voltage and performing a time based on the phase angle. In the switching signals ST 1 and ST 3 , the time and duty ratio of the preceding stage are set in advance, the duty ratio of the succeeding stage is set based on the input current, and the time of the succeeding stage is set based on the output voltage V 0. There may be.

【0040】これにより、図3(E)に示すように、電
源装置42では、ゼロクロス点P1、P2の近傍で入力電
流を増加させ、入力電流の位相を入力電圧の位相に合わ
せることにより力率を向上させ(例えば0.97以
上)、かつ、入力電流が滑らかに変化させて交流電力か
ら高調波成分の除去を図ることができる。
Thus, as shown in FIG. 3 (E), in the power supply 42, the input current is increased near the zero cross points P 1 and P 2 , and the phase of the input current is adjusted to the phase of the input voltage. The power factor can be improved (for example, 0.97 or more), and the input current can be smoothly changed to remove harmonic components from the AC power.

【0041】このように構成されているエアコン10
は、図示しないリモコンスイッチの操作によって、運転
モード、設定温度等の運転条件が設定され、運転/停止
ボタンの操作によって運転開始が指示されていると、室
内ユニット12に設けている図示しないマイコンが、設
定された運転条件に応じて室内を空調するために必要な
空調能力を演算し、この演算結果に基づいてコンプレッ
サモータ40の回転数を設定する。この後、室内ユニッ
ト12に設けているマイコンは、設定した回転数でコン
プレッサモータ40を駆動するように、室外ユニット1
4のコントロール基板44へ信号を送出する。
The air conditioner 10 thus configured
When an operation condition such as an operation mode and a set temperature is set by operating a remote control switch (not shown), and a start of operation is instructed by operating a start / stop button, a microcomputer (not shown) provided in the indoor unit 12 operates. The air conditioning capacity required for air-conditioning the room is calculated according to the set operating conditions, and the rotation speed of the compressor motor 40 is set based on the calculation result. Thereafter, the microcomputer provided in the indoor unit 12 controls the outdoor unit 1 to drive the compressor motor 40 at the set rotation speed.
4 to the control board 44.

【0042】室外ユニット14に設けているコントロー
ル基板44では、内部のマイコンが室内ユニット12の
マイコンによって指示されたコンプレッサ26の回転数
が得られるように電源装置42及びインバータ回路46
を制御しながらコンプレッサモータ40を回転駆動す
る。これにより、エアコン10では、コンプレッサ26
で圧縮された冷媒が冷凍サイクル中を循環され、室内ユ
ニット12に設けている熱交換器18を通過する空気を
温調する。この室内ユニット12の熱交換器18を通過
することにより温調された空気が、室内ユニット12か
ら吹出されることにより、室内の空調が図られる。
In the control board 44 provided in the outdoor unit 14, the internal microcomputer controls the power supply 42 and the inverter circuit 46 so that the rotation speed of the compressor 26 specified by the microcomputer of the indoor unit 12 can be obtained.
, The compressor motor 40 is rotationally driven. Thereby, in the air conditioner 10, the compressor 26
Is circulated in the refrigeration cycle, and regulates the temperature of the air passing through the heat exchanger 18 provided in the indoor unit 12. The air whose temperature has been adjusted by passing through the heat exchanger 18 of the indoor unit 12 is blown out of the indoor unit 12, thereby achieving indoor air conditioning.

【0043】このときにエアコン10の室外ユニット1
4では、インバータ回路46を用いたPWM制御に加え
て、インバータ回路46に入力する電源装置42の出力
電圧を変化させることにより、コンプレッサ26の回転
数を制御するPAM制御を行うようにしている。
At this time, the outdoor unit 1 of the air conditioner 10
In No. 4, in addition to the PWM control using the inverter circuit 46, the PAM control for controlling the rotation speed of the compressor 26 is performed by changing the output voltage of the power supply 42 input to the inverter circuit 46.

【0044】ところで、図1に示すように、電源装置4
2には、バイパス回路90が設けられている。このバイ
パス回路90は、スイッチング素子としてパワーMOS
FET(Power Metal Oxide Semiconductor Field Effe
ct Transistor)92を備えている。
By the way, as shown in FIG.
2 is provided with a bypass circuit 90. The bypass circuit 90 includes a power MOS as a switching element.
FET (Power Metal Oxide Semiconductor Field Effe
ct Transistor) 92.

【0045】パワーMOSFET92は、微細パターの
多数のMOSFETセルを並列接続して形成されたもの
であり、高耐圧でかつ大電流を流すことができる。ま
た、パワーMOSFET92は、ドレインD−ソースS
間にダンパーダイオード(寄生ダイオード)94が存在
し、ゲートG−ソースS間にバイアス電圧を与えたとき
に、ダンパーダイオード94の順方向の電圧降下が極め
て低くなる(約0.3v以下)。
The power MOSFET 92 is formed by connecting a large number of fine pattern MOSFET cells in parallel, and is capable of flowing a large current with a high withstand voltage. The power MOSFET 92 has a drain D-source S
When a bias voltage is applied between the gate G and the source S, a forward voltage drop of the damper diode 94 becomes extremely low (about 0.3 V or less).

【0046】コントロール基板44には、バイパス駆動
手段としてMOSFET駆動回路96が設けられてい
る。このMOSFET駆動回路96は、制御回路80に
接続されている。制御回路80は、このMOSFET駆
動回路96に、ゼロクロス検出回路86によって検出す
るゼロクロス信号を出力する。
The control board 44 is provided with a MOSFET drive circuit 96 as bypass drive means. The MOSFET drive circuit 96 is connected to the control circuit 80. The control circuit 80 outputs a zero cross signal detected by the zero cross detection circuit 86 to the MOSFET drive circuit 96.

【0047】MOSFET駆動回路96は、このゼロク
ロス信号に基づいてバイパス回路90のパワーMOSF
ET92を駆動する。なお、本実施の形態では、制御回
路80からMOSFET駆動回路96にゼロクロス信号
を出力するようにしているが、ゼロクロス検出回路86
とMOSFET駆動回路96を接続して、ゼロクロス検
出回路86からMOSFET駆動回路96にゼロクロス
信号を出力するようにしても良い。
The MOSFET drive circuit 96 supplies the power MOSF of the bypass circuit 90 based on the zero cross signal.
ET92 is driven. In the present embodiment, the control circuit 80 outputs a zero-cross signal to the MOSFET drive circuit 96. However, the zero-cross detection circuit 86
And the MOSFET drive circuit 96, and a zero-cross signal may be output from the zero-cross detection circuit 86 to the MOSFET drive circuit 96.

【0048】このとき、図3(D)に示すように、MO
SFET駆動回路96は、スイッチングTr74をオフ
しているときで、かつ、リアクトル54に蓄積した電力
がパワーMOSFET92を通過して平滑回路64に流
れるタイミングでスイッチング信号(オン信号)ST5
を出力し、パワーMOSFET92をオンする。
At this time, as shown in FIG.
The SFET drive circuit 96 switches the switching signal (ON signal) ST 5 when the switching Tr 74 is off and at the timing when the power accumulated in the reactor 54 passes through the power MOSFET 92 and flows to the smoothing circuit 64.
And the power MOSFET 92 is turned on.

【0049】これにより、パワーMOSFET92がオ
ンしたときに、リアクトル54に蓄積された電力がブリ
ッジ整流回路50のダイオード48及び昇圧回路78の
ダイオード62(60)を通過せずに、バイパス回路9
0を通過して平滑回路64に蓄積される。
Thus, when the power MOSFET 92 is turned on, the power stored in the reactor 54 does not pass through the diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diode 62 (60) of the booster circuit 78, and the bypass circuit 9
The signal passes through 0 and is stored in the smoothing circuit 64.

【0050】一般に、ダイオード48、60、62等で
は、少なからず電力の損失が生じる。このために、入力
電力に対して出力電力が低くなり、電力の利用効率が低
下する。すなわち、整流用のダイオードでは、1個当た
り約0.75Vの電圧降下が生じる。この電圧降下は、
電力の損失となり、ダイオード48、60、62の通過
電流が大きくなるほど電力損失も大きくなる。
Generally, in the diodes 48, 60, 62, etc., a considerable power loss occurs. For this reason, the output power is lower than the input power, and the power use efficiency is reduced. That is, a voltage drop of about 0.75 V per rectifier diode occurs. This voltage drop is
Power loss occurs, and the power loss increases as the current passing through the diodes 48, 60, and 62 increases.

【0051】これに対して電源装置42では、リアクト
ル54と平滑回路64の間を、パワーMOSFET92
を用いたバイパス回路90によって接続し、ブリッジ整
流回路50のダイオード48及び昇圧回路78のダイオ
ード60、62をバイパス可能とさせている。これによ
り、リアクトル54と平滑回路64の間に電流が流れる
時の電圧降下を抑え、電力の変換効率を向上させてい
る。すなわち、入力電力及び出力電圧が同じ場合、ダイ
オード48、60(62)等で電圧降下が生じることに
より出力電力が下がるが、ダイオード48、60(6
2)をバイパスすることにより電圧降下に起因する出力
電力の低下を抑えることができる。
On the other hand, in the power supply device 42, a power MOSFET 92 is connected between the reactor 54 and the smoothing circuit 64.
The diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diodes 60 and 62 of the booster circuit 78 can be bypassed. Thus, a voltage drop when a current flows between the reactor 54 and the smoothing circuit 64 is suppressed, and the power conversion efficiency is improved. That is, when the input power and the output voltage are the same, the output power decreases due to the voltage drop in the diodes 48, 60 (62) and the like.
By bypassing 2), a decrease in output power due to a voltage drop can be suppressed.

【0052】(実施例1)図4には、バイパス回路(バ
イパス回路90)の実施例1として、1個のパワーMO
SFET92を用いたバイパス回路100を示してい
る。このバイパス回路100は、パワーMOSFET9
2のドレインDがリアクトル54と共にブリッジ整流回
路50の入力端子52Aに接続している。また、パワー
MOSFET92のソースSは、昇圧回路78のダイオ
ード62と共に平滑回路64に設けているコンデンサ6
8(70)の−側に接続されている。すなわち、パワー
MOSFET92がオンしたときに、昇圧回路78のダ
イオード62と順方向となる通電可能となる。
(Embodiment 1) FIG. 4 shows one embodiment of a bypass circuit (bypass circuit 90) with one power MO.
1 shows a bypass circuit 100 using an SFET 92. The bypass circuit 100 includes a power MOSFET 9
Two drains D are connected together with the reactor 54 to the input terminal 52A of the bridge rectifier circuit 50. The source S of the power MOSFET 92 is connected to the capacitor 6 provided in the smoothing circuit 64 together with the diode 62 of the booster circuit 78.
8 (70) is connected to the negative side. That is, when the power MOSFET 92 is turned on, it becomes possible to conduct electricity in the forward direction with the diode 62 of the booster circuit 78.

【0053】図3(D)に示すように、MOSFET駆
動回路96は、昇圧回路78のスイッチングTr74が
スイッチングせずにオフしているときであり、かつ、昇
圧回路78のダイオード62が順方向となるタイミング
で、スイッチング信号(オン信号)ST5を出力し、パ
ワーMOSFET92をオンする。
As shown in FIG. 3D, the MOSFET drive circuit 96 is in a state where the switching Tr 74 of the booster circuit 78 is off without switching and the diode 62 of the booster circuit 78 is in the forward direction. in becomes the timing, outputs a switching signal (oN signal) ST 5, turns on the power MOSFET 92.

【0054】これにより、平滑回路64には、ブリッジ
整流回路50のダイオード48及び昇圧回路78のダイ
オード62を通過せずに電力が蓄積され、この蓄積され
た電力が、負荷となるインバータ回路46へ出力され
る。したがって、電源装置42では、ブリッジ整流回路
50及び昇圧回路78を通過した電力を蓄積して出力す
る場合に比べて、電力損失が抑えられる。すなわち、出
力電圧が同じである場合、入力電力と略同じ出力電力が
得られ、電力の変換効率の向上を図ることができる。
As a result, power is stored in the smoothing circuit 64 without passing through the diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diode 62 of the booster circuit 78, and the stored power is supplied to the inverter circuit 46 serving as a load. Is output. Therefore, in the power supply device 42, the power loss is suppressed as compared with the case where the power passing through the bridge rectifier circuit 50 and the booster circuit 78 is stored and output. That is, when the output voltage is the same, the output power substantially equal to the input power is obtained, and the power conversion efficiency can be improved.

【0055】電源装置42では、このように電力の損失
を低減することができるので、入力される電力を効率良
く出力することができる。特に、エアコン10では、コ
ンプレッサ26の能力が大きくなると、電源装置42は
大きな出力電力を必要とする。大きな出力電力が必要と
なると、ダイオードによる電力損失も大きくなるが、バ
イパス回路90を備えた電源装置42が設けられている
エアコン10では、この電力損失を大きく低減して、空
調運転を行うことができる。
The power supply 42 can reduce the loss of power in this way, and can efficiently output the input power. In particular, in the air conditioner 10, when the capacity of the compressor 26 increases, the power supply device 42 requires a large output power. When a large output power is required, the power loss due to the diode increases. However, in the air conditioner 10 provided with the power supply device 42 including the bypass circuit 90, the power loss can be significantly reduced and the air conditioning operation can be performed. it can.

【0056】ここで、図5に示す基準例と、図6及び図
7に示すバイパス回路の実施例2及び実施例3を用いて
電力の変換効率の実験結果を説明する。
Here, the experimental results of the power conversion efficiency will be described using the reference example shown in FIG. 5 and the second and third embodiments of the bypass circuit shown in FIGS. 6 and 7.

【0057】(基準例)図5には、基準例とする電源装
置42Aを示している。この電源装置42Aには、リア
クトル54と平滑回路64の間に、パワーMOSFET
を用いずに、対で設けた整流用のダイオード104、1
06によって構成したバイパス回路102を設けてい
る。
(Reference Example) FIG. 5 shows a power supply unit 42A as a reference example. This power supply device 42A includes a power MOSFET between a reactor 54 and a smoothing circuit 64.
Rectifier diodes 104, 1 provided in pairs without using
06 is provided.

【0058】ダイオード104、106は、一端がそれ
ぞれブリッジ整流回路50の入力端子52Aに接続され
ている。また、一方のダイオード104は、他端が平滑
回路64に設けているコンデンサ66(70)の+側に
接続されており、電流方向(順方向)がリアクトル54
から平滑回路64となるように設けられ、他方のダイオ
ード106は、他端が平滑回路64に設けているコンデ
ンサ68(70)の−側に接続され、順方向が平滑回路
64からリアクトル54となるように設けられている。
One end of each of the diodes 104 and 106 is connected to the input terminal 52A of the bridge rectifier circuit 50. The other end of the diode 104 is connected to the + side of the capacitor 66 (70) provided in the smoothing circuit 64, and the current direction (forward direction) is the reactor 54.
The other diode 106 is connected to the negative side of the capacitor 68 (70) provided in the smoothing circuit 64, and the forward direction becomes the reactor 54 from the smoothing circuit 64. It is provided as follows.

【0059】これにより、電源装置42Aでは、リアク
トル54に蓄積された電力がリアクトル54からダイオ
ード104を通過して、コンデンサ66(平滑回路6
4)の+側に流れて蓄積され、コンデンサ68の−側か
らはダイオード106を通過してリアクトル54に電流
が流れる。
As a result, in the power supply device 42A, the electric power stored in the reactor 54 passes from the reactor 54 through the diode 104 to the capacitor 66 (the smoothing circuit 6).
The current flows to the + side of 4) and is accumulated, and the current flows from the-side of the capacitor 68 to the reactor 54 through the diode 106.

【0060】これにより、リアクトル54と平滑回路6
4の間では、実質的にブリッジ整流回路50のダイオー
ド48及び昇圧用のダイオード60またはダイオード6
2を通過せずに、ダイオード60又はダイオード62を
通過して電力の蓄積および放出が行われる。
Thus, the reactor 54 and the smoothing circuit 6
4, the diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the boosting diode 60 or the diode 6
2, the power is stored and released through the diode 60 or the diode 62.

【0061】したがって、電源装置42Aでは、ブリッ
ジ整流回路50のダイオード48及び昇圧回路78のダ
イオード60、62を、ダイオード104又はダイオー
ド106によってバイパスしているので、2個のダイオ
ードを通過する場合に比べて電力損失が低減される。
Therefore, in the power supply device 42A, the diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diodes 60 and 62 of the booster circuit 78 are bypassed by the diode 104 or the diode 106. Thus, power loss is reduced.

【0062】(実施例2)図6には、実施例2に係る電
源装置42Bを示している。この電源装置42Bに設け
られているバイパス回路108は、ダイオード104、
106及び1個のパワーMOSFET92によって構成
されている。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows a power supply unit 42B according to Embodiment 2. The bypass circuit 108 provided in the power supply device 42B includes a diode 104,
106 and one power MOSFET 92.

【0063】バイパス回路108のパワーMOSFET
92は、ドレインD側がブリッジ整流回路50の入力端
子52Aに接続されており、ソースS側が、コンデンサ
68(平滑回路64)の−側に接続されている。すなわ
ち、順方向を一方のダイオード106と一致させてダイ
オード106と並列接続されている。
Power MOSFET of bypass circuit 108
The drain 92 is connected to the input terminal 52A of the bridge rectifier circuit 50, and the source S is connected to the negative side of the capacitor 68 (smoothing circuit 64). That is, they are connected in parallel with the diode 106 with the forward direction coincident with the diode 106.

【0064】これにより、実施例2では、パワーMOS
FET92がオフしている間は、ダイオード104、1
06によってブリッジ整流回路50のダイオード48及
び昇圧回路78のダイオード60、62をバイパスさ
せ、パワーMOSFET92をオンすることにより、こ
のパワーMOSFET92によって、ダイオード106
(ブリッジ整流回路50のダイオード48、昇圧回路7
8のダイオード62及びダイオード106)をバイパス
させて電力損失の低減を図っている。
Thus, in the second embodiment, the power MOS
While the FET 92 is off, the diodes 104, 1
06 bypasses the diode 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diodes 60 and 62 of the booster circuit 78, and turns on the power MOSFET 92.
(Diode 48 of bridge rectifier circuit 50, booster circuit 7
8 is bypassed to reduce the power loss.

【0065】(実施例3)図7には、実施例3に係る電
源装置42Cを示している。この電源装置42Cに設け
られているバイパス回路110は、ダイオード104、
106及び複数(6個)のパワーMOSFET92によ
って構成されている。
Third Embodiment FIG. 7 shows a power supply device 42C according to a third embodiment. The bypass circuit 110 provided in the power supply device 42C includes a diode 104,
106 and a plurality (six) of power MOSFETs 92.

【0066】バイパス回路110のパワーMOSFET
92のそれぞれは、ダイオード106と順方向となるよ
うにダイオード106と並列接続されている。
Power MOSFET of bypass circuit 110
Each of 92 is connected in parallel with diode 106 so as to be in the forward direction with diode 106.

【0067】これにより、実施例3では、実施例2と同
様にパワーMOSFET92がオフしている間は、ダイ
オード104、106によってブリッジ整流回路50の
ダイオード48及び昇圧回路78のダイオード60、6
2をバイパスさせ、パワーMOSFET92をオンする
ことにより、このパワーMOSFET92によって、ダ
イオード106(ブリッジ整流回路50のダイオード4
8、昇圧回路78のダイオード62及びダイオード10
6)をバイパスさせて電力損失の低減を図っている。
Thus, in the third embodiment, as in the second embodiment, while the power MOSFET 92 is turned off, the diodes 104 and 106 use the diodes 48 of the bridge rectifier circuit 50 and the diodes 60 and 6 of the booster circuit 78.
By bypassing the power MOSFET 2 and turning on the power MOSFET 92, the power MOSFET 92 allows the diode 106 (the diode 4 of the bridge rectifier circuit 50) to be turned on.
8. Diode 62 and diode 10 of booster circuit 78
6) is bypassed to reduce power loss.

【0068】また、バイパス回路110では、6個のパ
ワーMOSFET92を並列接続することにより、電圧
降下を生じさせる内部抵抗を約1/6に低減し、より一
層の電力損失の低減が図られるようにしている。
In the bypass circuit 110, by connecting six power MOSFETs 92 in parallel, the internal resistance causing a voltage drop is reduced to about 1/6, so that the power loss can be further reduced. ing.

【0069】表1には、基準例及び実施例2、実施例3
における電力変換効率の測定結果を示している。また、
図8には、入力電流Iiに対する効率τの変化を示して
いる。
Table 1 shows the reference example, the second embodiment and the third embodiment.
3 shows the measurement results of the power conversion efficiency in FIG. Also,
FIG. 8 shows a change in the efficiency τ with respect to the input current Ii.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】なお、効率τは、 τ=(Pi/Po)×100(%) とし、入力電圧Viは交流電源56の電圧、入力電流I
iはリアクトル54を流れる電流を用い、出力電力Po
は、負荷(インバータ回路46)で消費される電力とし
ている。また、図3(D)に示すように、MOSFET
駆動回路96は、パワーMOSFET92の駆動(オ
ン)を、時間t10の間で行い、ゼロクロス点P2から2m
sec(時間t8=2msec)後に開始し、ゼロクロス点P1
に達する2msec(時間t9=2msec)前に終了するよう
にしている。
The efficiency τ is τ = (Pi / Po) × 100 (%), and the input voltage Vi is the voltage of the AC power supply 56 and the input current I
i uses the current flowing through the reactor 54, and the output power Po
Is the power consumed by the load (inverter circuit 46). In addition, as shown in FIG.
Drive circuit 96 drives the power MOSFET92 (on), performed between the time t 10, 2m from the zero-cross point P 2
It starts after sec (time t 8 = 2 msec) and reaches the zero cross point P 1
2 msec (time t 9 = 2 msec) before reaching.

【0072】前記したように、基準例では、ダイオード
104、106を用いたバイパス回路102を設けるこ
とにより、電力損失の低減を図っているが、実施例2及
び実施例3に示すように、パワーMOSFET92を設
けることにより、さらに効率τを向上させることができ
る。
As described above, in the reference example, the power loss is reduced by providing the bypass circuit 102 using the diodes 104 and 106, but as shown in the second and third embodiments, By providing the MOSFET 92, the efficiency τ can be further improved.

【0073】また、実施例2及び実施例3に示すよう
に、パワーMOSFET92が1個の場合よりも、6個
のパワーMOSFET92を並列接続することにより、
さらに効率τを向上させることができる。
Further, as shown in the second and third embodiments, by connecting six power MOSFETs 92 in parallel as compared with the case where one power MOSFET 92 is provided,
Further, the efficiency τ can be improved.

【0074】なお、以上説明した本実施の形態では、主
にダイオード106と順方向となるようにパワーMOS
FET92を設けたが、ダイオード104と順方向とな
るようにパワーMOSFET92を設けても良い。この
場合、パワーMOSFET92をオンするタイミング
は、スイッチング信号ST1、ST2の間であれば良い。
In the present embodiment described above, the power MOS is mainly set so as to be in the forward direction with the diode 106.
Although the FET 92 is provided, the power MOSFET 92 may be provided so as to be in the forward direction with respect to the diode 104. In this case, the timing for turning on the power MOSFET 92 may be between the switching signals ST 1 and ST 2 .

【0075】また、パワーMOSFET92は、ダイオ
ード104およびダイオード106のそれぞれに順方向
となるように設けても良い。
The power MOSFET 92 may be provided in each of the diode 104 and the diode 106 so as to be in the forward direction.

【0076】また、以上説明した本実施の形態は、本発
明の構成を限定するものではない。本発明は、PAM制
御を行うエアコン10に限らず、倍電圧整流と昇圧を行
う任意の構成の電源装置を備えた空気調和機に適用する
ことができる。また、本発明は、空気調和機に限らず、
倍電圧整流と昇圧を行う任意の構成の電源装置に適用す
ることができる。
The embodiment described above does not limit the configuration of the present invention. The present invention is not limited to the air conditioner 10 that performs PAM control, and can be applied to an air conditioner that includes a power supply device having an arbitrary configuration that performs voltage doubler rectification and boosting. Further, the present invention is not limited to the air conditioner,
The present invention can be applied to a power supply device having an arbitrary configuration for performing voltage doubler rectification and boosting.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、整
流回路のダイオードと昇圧回路のダイオードをバイパス
するバイパス回路にパワーMOSFETを用い、このパ
ワーMOSFETを所定のタイミングでオンすることに
より、整流用のダイオードによる電力の損失の低減を図
ることができる。これにより、電力変換効率を向上さ
せ、入力される電力を用いたコンプレッサ等の負荷の効
率的な運転が可能となると言う優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, a power MOSFET is used in a bypass circuit that bypasses a diode of a rectifier circuit and a diode of a booster circuit, and the power MOSFET is turned on at a predetermined timing, so that rectification is performed. Power loss due to the diode can be reduced. As a result, an excellent effect of improving the power conversion efficiency and enabling efficient operation of a load such as a compressor using the input electric power is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態に適用した電源装置の概略構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply device applied to the present embodiment.

【図2】本実施の形態の電源装置を適用したエアコンの
冷凍サイクルを示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a refrigeration cycle of an air conditioner to which the power supply device of the present embodiment is applied.

【図3】(A)乃至(E)は横軸を時間軸とした線図で
あり、(A)は電源装置に入力電圧の一例を示す線図、
(B)は入力電圧に基づいて出力されるスイッチング信
号を示す線図、(C)は昇圧回路のスイッチングTrを
駆動するスイッチング信号を示す線図、(D)はバイパ
ス回路のパワーMOSFETを駆動するスイッチング信
号を示す線図、(E)は図3(C)のタイミングでスイ
ッチングすることにより得られる入力電流を示す線図で
ある。
FIGS. 3A to 3E are diagrams with a horizontal axis representing a time axis, FIG. 3A is a diagram showing an example of an input voltage to a power supply device,
(B) is a diagram showing a switching signal output based on an input voltage, (C) is a diagram showing a switching signal for driving a switching Tr of a booster circuit, and (D) is a diagram for driving a power MOSFET of a bypass circuit. FIG. 3E is a diagram illustrating a switching signal, and FIG. 3E is a diagram illustrating an input current obtained by switching at the timing of FIG.

【図4】実施例1に係るバイパス回路を設けた電源装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a power supply device provided with a bypass circuit according to the first embodiment.

【図5】基準例として適用した電源装置の概略構成を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a power supply device applied as a reference example.

【図6】実施例2に係るバイパス回路を設けた電源装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a power supply device provided with a bypass circuit according to a second embodiment.

【図7】実施例3に係るバイパス回路を設けた電源装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a power supply device provided with a bypass circuit according to a third embodiment.

【図8】基準例と実施例2及び実施例3の入力電流に対
する効率の比較を示す表1に基づいた線図である。
FIG. 8 is a diagram based on Table 1 showing a comparison of efficiency with respect to input current in the reference example and the second and third embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エアコン 14 室外ユニット 26 コンプレッサ 40 コンプレッサモータ 42、42B、42C 電源装置 44 コントロール基板 46 インバータ回路 48 ダイオード 50 ブリッジ整流回路 54 リアクトル 56 交流電源 60、62 ダイオード 64 平滑回路 66、68、70 コンデンサ 72 スイッチング回路 80 制御回路 90、100、108、110 バイパス回路 92 パワーMOSFET 96 MOSFET駆動回路(バイパス駆動手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Air conditioner 14 Outdoor unit 26 Compressor 40 Compressor motor 42, 42B, 42C Power supply 44 Control board 46 Inverter circuit 48 Diode 50 Bridge rectification circuit 54 Reactor 56 AC power supply 60, 62 Diode 64 Smoothing circuit 66, 68, 70 Capacitor 72 Switching circuit 80 control circuit 90, 100, 108, 110 bypass circuit 92 power MOSFET 96 MOSFET drive circuit (bypass drive means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G065 AA01 AA05 AA06 DA06 DA07 EA06 GA03 HA01 HA13 JA07 KA02 KA05 LA01 LA02 MA01 MA03 MA10 NA03 NA05 NA06 5H006 AA02 BB05 CA01 CA02 CA07 CA12 CA13 CB01 CC01 CC02 CC08 DA02 DA04 DA06 DB02 DB05 DC02 DC04 DC05 5H560 AA02 BB05 DC12 DC20 EB01 GG04 JJ13 RR04 SS07 UA06 XA12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) DC02 DC04 DC05 5H560 AA02 BB05 DC12 DC20 EB01 GG04 JJ13 RR04 SS07 UA06 XA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電力をブリッジ状に接続したダイオ
ードによって全波整流する整流回路と、前記整流回路の
交流電源側に設けられたリアクトル素子と、前記整流回
路の出力側に設けられたスイッチング素子及びダイオー
ドによって構成されたスイッチング回路と、を備えた電
源装置であって、 前記スイッチング回路によって出力される電力を平滑し
て直流電力に変換する平滑回路と、 前記整流回路を成すダイオードと前記スイッチング回路
を成すダイオードとをバイパスさせて前記リアクトル素
子の出力を前記平滑回路へ供給可能なスイッチング素子
としてパワーMOSFETを含んで構成されるバイパス
回路と、 前記パワーMOSFETを所定のタイミングでオン/オ
フさせるバイパス駆動手段と、 を備えたことを特徴とする電源装置。
1. A rectifier circuit for full-wave rectification of AC power by a diode connected in a bridge, a reactor element provided on an AC power supply side of the rectifier circuit, and a switching element provided on an output side of the rectifier circuit. A switching circuit configured by a diode and a switching circuit configured to smooth the power output by the switching circuit and convert the power to DC power, a diode forming the rectifier circuit, and the switching circuit. A bypass circuit including a power MOSFET as a switching element capable of supplying an output of the reactor element to the smoothing circuit by bypassing a diode that forms a bypass circuit; and a bypass drive for turning on / off the power MOSFET at a predetermined timing. Means, and a power supply device characterized by comprising: .
【請求項2】 交流電圧の位相が反転するゼロクロス点
を検出するゼロクロス検出手段を含み、前記バイパス駆
動手段がゼロクロス検出手段の検出結果に基づいて前記
バイパス回路のパワーMOSFETをオン/オフさせる
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
2. A zero-crossing detecting means for detecting a zero-crossing point at which a phase of an AC voltage is inverted, wherein said bypass driving means turns on / off a power MOSFET of said bypass circuit based on a detection result of said zero-crossing detecting means. The power supply device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記昇圧回路のスイッチング素子がオフ
しているときに前記バイパス駆動手段が前記バイパス回
路のパワーMOSFETをオンすることを特徴とする請
求項2に記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 2, wherein the bypass drive unit turns on a power MOSFET of the bypass circuit when a switching element of the booster circuit is turned off.
【請求項4】 前記バイパス回路は複数個のパワーMO
SFETを並列に接続して構成されていることを特徴と
する請求項1から請求項3の何れかに記載の電源装置。
4. The power supply according to claim 1, wherein the bypass circuit includes a plurality of power MOs.
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein SFETs are connected in parallel.
【請求項5】 前記バイパス回路が前記パワーMOSF
ETに並列接続されたダイオードを含むことを特徴とす
る請求項1から請求項4の何れかに記載の電源装置。
5. The power MOSF according to claim 1, wherein
The power supply device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a diode connected in parallel to the ET.
【請求項6】 前記バイパス回路のダイオードが、電流
方向が前記パワーMOSFETと順方向となるダイオー
ド及び逆方向となるダイオードを含むことを特徴とする
請求項5に記載の電源装置。
6. The power supply device according to claim 5, wherein the diodes of the bypass circuit include a diode whose current direction is a forward direction and a diode whose current direction is a reverse direction to the power MOSFET.
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