JP2022173770A - 電源回路 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、交流電圧が低下したときにコンデンサの両端の電圧を上昇させる技術を提案する。【解決手段】電源回路１００は、入力端１１ａ，１１ｂと、コンデンサ５０と、ダイオード５１，５２と、スイッチ１０とを備える。コンデンサ５０は、端５０１と、入力端１１ｂに接続される端５０２とを有する。ダイオード５１は、端５０１に接続されるカソードと、入力端１１ａに導通可能に接続されるアノードとを有する。ダイオード５２は、端５０１に接続されるカソードと、入力端１１ｂに接続されるアノードとを有する。スイッチ１０は、端５０２と入力端１１ａとの間に接続され、非導通状態と導通状態とが切り替わる。【選択図】図１

Description

本開示は電源回路に関する。

特許文献１は主電源回路と副電源回路とを開示する。主電源回路は例えばインバータを有する。インバータは例えばモータを駆動する。主電源回路の動作は制御回路によって制御される。副電源回路は制御回路の動作電源を制御回路へ供給する。副電源回路には副整流回路から副直流電圧が供給される。副整流回路には交流電圧が入力される。副整流回路はコンデンサを有し、半波整流を行う。コンデンサの両端の電圧が副直流電圧となる。

特開２０１４－２３３９２号公報

特許文献１において、交流電圧が低下するとコンデンサの両端の電圧が低下する可能性がある。

本開示では交流電圧が低下したときにコンデンサの両端の電圧を上昇させる技術が提案される。

本開示の電源回路（１００）の第１の態様は、第１入力端（１１ａ）と、第２入力端（１１ｂ）と、第１端（５０１）と、前記第２入力端（１１ｂ）に接続される第２端（５０２）とを有するコンデンサ（５０）と、前記第１端（５０１）に接続される第１カソードと、前記第１入力端（１１ａ）へ導通可能に接続される第１アノードとを有する第１ダイオード（５１）と、前記第１端（５０１）に接続される第２カソードと、前記第２入力端（１１ｂ）に接続される第２アノードとを有する第２ダイオード（５２）と、前記第２端（５０２）と前記第１入力端との間に接続され、非導通状態と導通状態とが切り替わるスイッチ（１０）とを備える。

本開示の電源回路（１００）の第２の態様はその第１の態様であって、前記第１入力端と前記第２入力端との間に交流電圧（Ｖａ）が印加され、前記スイッチは、前記非導通状態において前記交流電圧（Ｖａ）の振幅が所定の値よりも小さいと、前記導通状態へ切り替わる。

本開示の電源回路（１００）の第３の態様はその第２の態様であって、前記第１カソードと前記第２端との間に設けられ、前記交流電圧（Ｖａ）が整流された後の直流電圧（ＶＡＣ）を測定する第１回路（８２）を備える。

本開示の電源回路（１００）の第４の態様はその第３の態様であって、前記直流電圧（ＶＡＣ）が所定の値よりも小さいとき、前記スイッチを前記導通状態へ切り替える制御回路（６）を備える。

本開示の電源回路（１００）の第５の態様はその第１の態様から第４の態様のいずれかであって、前記第１ダイオード（５１）および前記第２ダイオード（５２）と、前記第１端（５０１）との間に介在する第３ダイオード（５３）を備え、前記第３ダイオードは、前記第１カソードおよび前記第２カソードに接続される第３アノードと、前記第１端に接続される第３カソードとを有する。

本開示の電源回路（１００）の第６の態様はその第１の態様から第５の態様のいずれかであって、第１直流母線（ＬＨ）と、前記第１端（５０１）に接続される第４カソードと、前記第１直流母線（ＬＨ）に接続される第４アノードとを有する第４ダイオード（５４）と、前記第２端（５０２）に接続される第２直流母線（ＬＬ）と、導通状態の前記スイッチ（１０）を介して入力される交流電圧（Ｖａ）を整流し、前記第１直流母線に対して前記第２直流母線の電位よりも高い電位（ＶＤＣ）を出力する整流回路（４）とを備え、前記整流回路は、前記スイッチ（１０）と前記第２直流母線との間に介在し、前記第２直流母線に接続された第５アノードと、前記スイッチに接続された第５カソードとを有する第５ダイオード（４５）と、前記第２入力端と前記第２直流母線との間に介在し、前記第２直流母線に接続された第６アノードと、前記第２入力端に接続された第６カソードとを有する第６ダイオード（４６）とを有する。

本開示の電源回路は、交流電圧が低下したときにコンデンサの両端の電圧を上昇させる。

本開示の実施の形態にかかる電源回路および電源回路に接続される構成要素を例示する回路図である。 実施の形態において実行される処理の流れを例示するフローチャートである。

図１は本開示の実施の形態にかかる電源回路１００および電源回路１００に接続される構成要素を例示する回路図である。図１においては電源回路１００が空気調和機２３が有する室外機３に設けられる場合が例示される。

電源回路１００は入力端１１ａ，１１ｂを備える。入力端１１ａと入力端１１ｂとの間には交流電圧Ｖａが印加される。交流電圧Ｖａは例えば商用電源１から出力される。図１においては交流電圧Ｖａは空気調和機２３が有する室内機２を経由して、商用電源１から入力端１１ａと入力端１１ｂとの間に印加される場合が例示される。交流電圧Ｖａは室内機２を経由せずに、商用電源１から入力端１１ａと入力端１１ｂとの間に印加されてもよい。便宜上、入力端１１ｂの電位を基準として交流電圧Ｖａの正負が決定される。具体的には、交流電圧Ｖａが正であれば入力端１１ｂの電位よりも入力端１１ａの電位の方が高く、交流電圧Ｖａが負であれば入力端１１ａの電位よりも入力端１１ｂの電位の方が高い。

電源回路１００はコンデンサ５０を備える。コンデンサ５０は端５０１，５０２を有する。端５０２は入力端１１ｂに接続される。図１においては端５０２はダイオード４６を介して入力端１１ｂに接続される場合が例示される。コンデンサ５０は端５０２よりも端５０１が高電位となって充電される。コンデンサ５０の両端の電圧Ｖ５０は、端５０２を基準とする端５０１，５０２同士の間の電圧であり、以下において両端電圧Ｖ５０と仮称される。

電源回路１００はダイオード５１，５２を備える。ダイオード５１はカソードとアノードとを有する。ダイオード５２はカソードとアノードとを有する。ダイオード５１のアノードは入力端１１ａに接続される。ダイオード５２のアノードは入力端１１ｂに接続される。ダイオード５１のカソードは端５０１に接続される。ダイオード５２のカソードは端５０１に接続される。図１においてはダイオード５１のカソードおよびダイオード５２のカソードのいずれもが、ダイオード５３および抵抗５９を介して端５０１に接続される場合が例示される。

図１において端５０２の電位を基準としたダイオード５１，５２のカソードの電圧ＶＡＣが示される。電圧ＶＡＣは交流電圧Ｖａが半波整流または全波整流された直流電圧であって、電圧ＶＡＣは零または正（以下「非負」とも称される）である。図１においては端５０２の電位が接地電位として例示される。

電源回路１００はスイッチ１０を備える。スイッチ１０は端５０２と入力端１１ａとの間に接続される。図１ではスイッチ１０がダイオード４５を介して端５０２と接続される場合が例示される。スイッチ１０の非導通状態と導通状態とは切り替わる。スイッチ１０が導通状態にあるときには端５０２から入力端１１ａへ電流が流れ得る。ダイオード４５は、後述されるように、端５０２から入力端１１ａへ流れる電流を阻止しない。

電源回路１００は、通信端１１ｃ、スイッチ３０、通信回路３２を備える。スイッチ３０は共通端３０４と端３０２，３０３とを有する。共通端３０４と端３０２とはノーマリーオンのスイッチとして機能する。共通端３０４と端３０３とはノーマリーオフのスイッチとして機能する。スイッチ３０において、共通端３０４が端３０２に接続される状態と、共通端３０４が端３０３に接続される状態とのいずれか一方の接続状態が、排他的に実現される。スイッチ３０は信号３０１によってその接続状態が切り替わる。

例えばスイッチ３０はリレーで実現され、端３０３には当該リレーのメーク接点（ノーマリーオフ：ａ接点）が採用され、端３０２には当該リレーのブレーク接点（ノーマリーオン：ｂ接点）が採用される。

端３０３は入力端１１ａに接続される。端３０２は通信端１１ｃに接続される。共通端３０４はダイオード５１のアノードに接続される。通信回路３２の電源電圧として、共通端３０４と入力端１１ｂとの間の電圧が利用される。

通信回路３２は通信線Ｌ３を介して室内機２と通信する。通信線Ｌ３は通信端１１ｃに接続される。当該通信は例えば空気調和機２３において室内機２の動作と室外機３の動作との連携に利用される。当該通信は周知の技術であるので、その詳細は省略される。

室内機２はスイッチ２０１と通信回路２０２とを備える。通信回路２０２は通信線Ｌ３を介して通信回路３２と通信する。スイッチ２０１は通信端１１ｃと入力端１１ａとの間に接続され、導通／非導通が切り替わる。スイッチ２０１が導通しているとき、通信回路２０２の電源電圧として交流電圧Ｖａが通信回路２０２へ供給される。

スイッチ２０１が導通しているとき、共通端３０４が端３０２と導通する状態において共通端３０４は通信端１１ｃ、スイッチ２０１を介して入力端１１ａと導通する。共通端３０４が端３０３と導通する状態において共通端３０４は端３０３を介して入力端１１ａと導通する。スイッチ３０の接続状態に依らず、共通端３０４と入力端１１ｂとの間には交流電圧Ｖａが印加される。

＜半波整流と全波整流との切り替え＞
スイッチ１０が非導通状態であって交流電圧Ｖａが正のとき、電流は共通端３０４からダイオード５１、コンデンサ５０を経由して入力端１１ｂへ流れ、コンデンサ５０を充電する。スイッチ１０が非導通状態であって交流電圧Ｖａが負のとき、電流は入力端１１ｂから入力端１１ａへは流れない。従って交流電圧Ｖａはダイオード５１によって半波整流される。

電源回路１００は例えば抵抗５９を備える。抵抗５９はコンデンサ５０へ流れる電流を制限する機能を有する。ダイオード５１および抵抗５９のそれぞれにおける電圧降下は、両端電圧Ｖ５０よりも無視できる程度に小さい。以下の説明ではこのような電圧の無視が採用される。

スイッチ１０が導通状態であって交流電圧Ｖａが正のとき、電流は入力端１１ａからダイオード５１、コンデンサ５０をこの順に経由して入力端１１ｂへ流れ、コンデンサ５０を充電する。スイッチ１０が導通状態であって交流電圧Ｖａが負のとき、電流は入力端１１ｂからダイオード５２、コンデンサ５０をこの順に経由して入力端１１ａへ流れ、コンデンサ５０を充電する。従って交流電圧Ｖａはダイオード５１，５２によって全波整流される。

スイッチ１０が非導通状態にあるときにはダイオード５１によって交流電圧Ｖａが半波整流され、スイッチ１０が導通状態にあるときにはダイオード５１，５２によって交流電圧Ｖａが全波整流される。スイッチ１０が非導通状態から導通状態へ切り替わることにより、コンデンサ５０を充電する電流は増加し、両端電圧Ｖ５０は上昇する。

スイッチ１０が非導通状態にあって交流電圧Ｖａが低下したときにスイッチ１０を導通状態へ切り替えることにより、両端電圧Ｖ５０が上昇する。

電源回路１００は回路８２を備える。回路８２は電圧ＶＡＣを測定する機能を有する。図１において回路８２は例えばダイオード５１のカソードと端５０２との間に設けられる。かかる配置は、スイッチ１０が非導通状態にあっても交流電圧Ｖａを評価することに寄与する。

図１において回路８２は分圧抵抗によって実現される場合が例示される。回路８２は電圧ＶＡＣに正比例した電圧Ｖ８２を出力する。例えばＶ８２＝ＶＡＣ／Ｎ（ただしＮ＞１）である。

制御回路６には電圧Ｖ８２が入力される。制御回路６は例えばマイクロコンピュータによって実現される。当該マイクロコンピュータは例えばアナログ入力端子を有する。電圧Ｖ８２は例えば当該アナログ端子に入力される。制御回路６はスイッチ１０の動作を制御する信号１０１を出力する。スイッチ１０は信号１０１によってその導通状態と非導通状態とが切り替わる。例えばスイッチ１０はリレーで実現され、当該リレーのメーク接点（ノーマリーオフ：ａ接点）がスイッチ１０として機能する。図１において制御回路６は電源回路１００に含まれる場合が例示される。制御回路６は電源回路１００の外部に設けられてもよい。

制御回路６は電圧Ｖ８２から振幅Ｖｍを計算する。制御回路６が信号１０１を介してスイッチ１０を非導通状態にしており、かつ振幅Ｖｍが所定の値Ｖｚよりも小さいときに、制御回路６は信号１０１を用いてスイッチ１０を非導通状態から導通状態へ切り替える。

図１においては電源回路１００がダイオード５３を備える場合が例示される。ダイオード５３はアノードとカソードとを有する。ダイオード５３のアノードはダイオード５１のカソードおよびダイオード５２のカソードに接続される。ダイオード５３のカソードは端５０１に接続される。

ダイオード５１のカソードはダイオード５３を介して端５０１に接続される。ダイオード５２のカソードはダイオード５３を介して端５０１に接続される。

ダイオード５３は、共通端３０４からダイオード５１を介して端５０１へ流れる電流と、入力端１１ｂからダイオード５２を介して端５０１へ流れる電流とのいずれをも阻止しない。ダイオード５３の有無に依らず、スイッチ１０の非導通状態から導通状態への切り替わりによる両端電圧Ｖ５０の上昇は奏功する。

ダイオード５３がダイオード５１，５２とコンデンサ５０との間に介在することは、ダイオード５１，５２とコンデンサ５０との間の絶縁距離を稼ぐことに寄与する。ダイオード５３は回路８２の、交流電圧Ｖａに対する応答性の向上に寄与する。ダイオード５３が存在しないとき、コンデンサ５０の機能に起因して回路８２の交流電圧Ｖａに対する応答性は低い。

＜他の整流回路の説明＞
電源回路１００は直流母線ＬＨ，ＬＬと整流回路４とを備える。直流母線ＬＬは端５０２に接続される。整流回路４には、導通状態のスイッチ１０を介して交流電圧Ｖａが入力される。整流回路４は直流母線ＬＨに対して直流母線ＬＬの電位よりも高い電位を出力する。図１において直流母線ＬＬの電位を基準とした電圧ＶＤＣが示される。

図１において整流回路４がダイオード４５，４６を有する場合が例示される。ダイオード４５はスイッチ１０と直流母線ＬＬとの間に介在する。ダイオード４６は入力端１１ｂと直流母線ＬＬとの間に介在する。

ダイオード４５はアノードとカソードとを有する。ダイオード４５のカソードはスイッチ１０に接続される。ダイオード４５のアノードは直流母線ＬＬおよび端５０２に接続される。端５０２はダイオード４５およびスイッチ１０を介して入力端１１ａに接続される。

ダイオード４６はアノードとカソードとを有する。ダイオード４６のカソードは入力端１１ｂに接続される。ダイオード４６のアノードは直流母線ＬＬおよび端５０２に接続される。端５０２はダイオード４６を介して入力端１１ｂに接続される。

ダイオード４５，４６のいずれもが、導通状態のスイッチ１０を介して端５０２から入力端１１ａへ流れる電流を阻止しない。ダイオード４５，４６のいずれもが、端５０２から入力端１１ｂへ流れる電流を阻止しない。ダイオード４５，４６は、スイッチ１０の非導通状態から導通状態への切り替わりによる両端電圧Ｖ５０の上昇を阻止しない。

図１において整流回路４はダイオード４７，４８を有する場合が例示される。ダイオード４７はスイッチ１０と直流母線ＬＨとの間に介在する。ダイオード４８は入力端１１ｂと直流母線ＬＨとの間に介在する。

ダイオード４７はアノードとカソードとを有する。ダイオード４７のカソードは直流母線ＬＨに接続される。ダイオード４７のアノードはスイッチ１０に接続される。

ダイオード４８はアノードとカソードとを有する。ダイオード４８のカソードは直流母線ＬＨに接続される。ダイオード４８のアノードは入力端１１ｂに接続される。

ダイオード４５，４６，４７，４８はダイオードブリッジを形成し、導通状態のスイッチ１０を介して入力される交流電圧Ｖａを全波整流して電圧Ｖｄを出力する。整流回路４は入力線Ｌ１を介して入力端１１ａに接続され、入力線Ｌ２を介して入力端１１ｂに接続される。スイッチ１０は入力線Ｌ１に設けられる。

交流電圧Ｖａは、入力端１１ａ，１１ｂの間に印加され、導通状態のスイッチ１０および入力線Ｌ１，Ｌ２を介して整流回路４に入力され、整流回路４において整流される。

図１において整流回路４は力率改善回路４０を有する場合が例示される。力率改善回路４０は例えば電圧Ｖｄを昇圧して電圧ＶＤＣを得る。力率改善回路４０が省略されてもよい。この場合には整流回路４は電圧ＶＤＣとして電圧Ｖｄを出力する。

電源回路１００は直流母線ＬＬ，ＬＨを介してコンデンサ７に接続される。コンデンサ７には電圧ＶＤＣが引加される。コンデンサ７は室外機３に備えられる。

スイッチ１０が導通状態にあるときには、電圧Ｖｄを測定して振幅Ｖｍを計算することも可能である。スイッチ１０が非導通状態にあるときには整流回路４と入力端１１ａとが導通せず、電圧Ｖｄから振幅Ｖｍを計算することは困難である。回路８２を用いて電圧ＶＡＣを測定することは、スイッチ１０が導通状態にあるか非導通状態にあるかを問わずに振幅Ｖｍを計算できることに寄与する。スイッチ１０が導通状態にあるか非導通状態にあるかを問わずに振幅Ｖｍを計算できることは、スイッチ１０を非導通状態から導通状態へ切り替える技術のみならず、スイッチ１０が非導通状態にあっても振幅Ｖｍが過電圧であるか否かを判断する技術に寄与する。

回路８１は電圧ＶＤＣを測定する機能を有する。図１において回路８１は室外機３において、直流母線ＬＬ，ＬＨ同士の間に設けられる。図１において回路８１は分圧抵抗によって実現される場合が例示される。回路８１は電圧ＶＤＣに正比例した電圧Ｖ８１を出力する。例えばＶ８１＝ＶＤＣ／Ｍ（ただしＭ＞１）である。制御回路６には電圧Ｖ８１が入力される。電圧Ｖ８１は電圧Ｖ８２と同様に、例えば制御回路６を実現するマイクロコンピュータが有するアナログ入力端子に入力される。

＜制御回路６の説明＞
電源回路１００はスイッチング電源３００に接続される。スイッチング電源３００は室外機３に備えられる。図１においてはスイッチング電源３００が電源回路１００に備えられない場合が例示される。この場合には、電源回路１００は交流電圧Ｖａを入力して両端電圧Ｖ５０を出力する機能を有する。スイッチング電源３００は電源回路１００に備えられてもよい。

スイッチング電源３００は制御回路６に対し、制御回路６の動作電源を供給する。当該供給は図１においてスイッチング電源３００から制御回路６へ向かう矢印で表される。

スイッチング電源３００はその入力側にコンデンサ５０が接続される。スイッチング電源３００は公知の技術によって両端電圧Ｖ５０から制御回路６の動作電源となる電力を生成する。両端電圧Ｖ５０の低下はスイッチング電源３００から制御回路６へ供給される電力を低下させる可能性がある。

本実施の形態においては、交流電圧Ｖａが低下したときにスイッチ１０を非導通状態から導通状態へ切り替えて両端電圧Ｖ５０を上昇させることにより、スイッチング電源３００から制御回路６へ供給される電力を低下させる可能性を小さくする。

制御回路６はスイッチング電源３００からの動作電源の供給を得て動作する。制御回路６には電圧Ｖ８２，Ｖ８１が入力される。制御回路６は信号１０１，３０１と、後述される信号９１とを生成して出力する。図１においては制御回路６が電源回路１００に備えられた場合が例示される。

制御回路６は例えばマイクロコンピュータによって、あるいは更に記憶装置を含んで構成される。当該マイクロコンピュータはプログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行し、また信号９１を介したインバータ９の動作の制御を行い、信号１０１を介したスイッチ１０の動作を制御し、信号３０１を介したスイッチ３０の動作を制御する。

かかる構成の制御回路６によれば、マイクロコンピュータは処理ステップに対応する各種手段として機能し、又は、マイクロコンピュータによって処理ステップに対応する各種機能が実現される。なお制御回路６によって実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアによって実現することができる。

制御回路６の上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、また制御回路６が実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。

＜モータ２０の発電機としての動作＞
電源回路１００はダイオード５４を備える。ダイオード５４はカソードとアノードとを有する。ダイオード５４のアノードは直流母線ＬＨに接続される。ダイオード５４のカソードは端５０１に接続される。図１ではダイオード５４のカソードは抵抗５９を介して端５０１に接続される場合が例示される。ダイオード５１，５４における電圧降下を無視して考えて、電圧ＶＤＣが電圧ＶＡＣを越えるとダイオード５４を介して直流母線ＬＨから端５０１へ電流が流れ、コンデンサ５０が充電される。

図１には室外機３において直流母線ＬＬ，ＬＨにインバータ９が接続される場合が例示される。インバータ９には直流母線ＬＬ，ＬＨを介して電圧ＶＤＣが入力される。インバータ９は電圧ＶＤＣを交流電圧に変換してモータ２０に出力する。インバータ９はモータ２０に対する電源回路として機能する。

例えばインバータ９からは三相の交流電圧がモータ２０に供給される。例えばインバータ９は、相毎に上アームと通称される高電位側のスイッチと下アームと通称される低電位側のスイッチとを有する電圧型インバータによって実現される。

モータ２０は例えばファン２２の回転を駆動する。より具体的には、制御回路６からインバータ９に信号９１が出力される。インバータ９の動作は信号９１によって制御される。信号９１によって間接的にファン２２の回転が制御される。

インバータ９を介した信号９１の制御がないとき、ファン２２は外部の要因によって回転する場合がある。例えばファン２２が外風によって回転する場合である。図1においてはファン２２とモータ２０とは例えば、空気調和機の室外機３に備えられる。

信号９１による制御がなく、外部の要因によってファン２２が回転するとき、モータ２０は発電機としての機能を果たし、直流母線ＬＬ，ＬＨへ電圧を出力する。ダイオード５４が設けられることは、電圧ＶＤＣがインバータ９、コンデンサ７の耐圧を越えないことに寄与する。

例えばモータ２０にはブレーキ２１が設けられる。ブレーキ２１は機械的に、ファン２２が外部の要因によって回転することを防止、抑制、または当該回転の速度の低減に寄与する。

ブレーキ２１の動作は制御回路６によって制御される。ファン２２が回転することは電圧ＶＤＣによって間接的に検出可能である。例えば電圧Ｖ８１の値が閾値を超えたとき、制御回路６はブレーキ２１に対して、モータ２０にブレーキをかけさせる。

＜比較例＞
スイッチ１０の導通／非導通によらず、コンデンサ５０を全波整流で充電する場合について比較例として以下に説明される。比較例ではダイオード１５１，１５２の存在が前提となる。

ダイオード１５１は、ダイオード５１のアノードに接続されるカソードと、アノードとを有する。ダイオード１５２は、ダイオード５２のアノードに接続されるカソードと、ダイオード５１のアノードに接続されるアノードとを有する。

上述の実施の形態ではダイオード１５１，１５２は省略可能である。実施の形態において、ダイオード１５１，１５２のアノードがフローティング状態にある限り、ダイオード１５１，１５２が存在してもよい。ダイオードブリッジを構成する４つのダイオードは一つの部品として商品化されており、例えばダイオード１５１，１５２，５１，５２は当該部品を用いている実現される。当該部品の採用は、上述の絶縁距離の確保に寄与する。

上述の実施の形態ではダイオード１５１，１５２のアノードはフローティング状態にある場合に相当する。この比較例ではダイオード１５１，１５２のアノードは端５０２に接続される。この接続は図１において破線で示される。

比較例においてはスイッチ１０が非導通状態にあるときに、コンデンサ５０は交流電圧Ｖａに基づいた全波整流によって充電される。スイッチ１０が導通状態にあり、かつ交流電圧Ｖａが正であると、直流母線ＬＨからインバータ９、端５０２、ダイオード１５２をこの順に経由して入力端１１ｂへ電流が流れる経路が存在する。かかる経路を流れる電流は例えば１０Ａ程度にも達し、ダイオード１５２に要求される電流の許容値は大きくなる。

実施の形態においてはダイオード１５１，１５２のアノードは端５０２に接続されず、あるいはダイオード１５１，１５２が設けられない。スイッチ１０が導通状態にあるときに交流電圧Ｖａが正であっても、直流母線ＬＨからインバータ９および端５０２を経由して入力端１１ｂへ向かう電流が流れる経路は存在しない。スイッチ１０が導通状態にあるときには、交流電圧Ｖａに基づいた全波整流によってコンデンサ５０が充電される。スイッチ１０が非導通状態にあるときには、直流母線ＬＬから入力端１１ａへ電流が流れる経路は存在せず、交流電圧Ｖａに基づいた半波整流によってコンデンサ５０が充電される。

＜処理の流れ＞
図２は上述の実施の形態において実行される処理の流れを例示するフローチャートである。初期状態においてはスイッチ１０，２０１はいずれも非導通の状態にある。またスイッチ３０において共通端３０４は端３０２と導通する（ノーマリーオフ）。初期状態においてはスイッチ２０１がオフしており、ダイオード５１には電流が流れず、両端電圧Ｖ５０は非常に低い値となっている。スイッチング電源３００は制御回路６に対して十分な動作電源を供給せず、制御回路６はリセットされた状態にある。このような初期状態から、当該フローチャートが開始する。

当該フローチャートにおいて最初にステップＳ１が実行される。ステップＳ１の処理はスイッチ１０を導通状態にする。ステップＳ１は例えばユーザによって実行される。ステップＳ１が実行されることにより、通信回路２０２の動作電源は、導通状態にあるスイッチ２０１を介して通信回路２０２へ供給される。通信回路３２の動作電源は、互いに導通する端３０２と共通端３０４、および導通状態にあるスイッチ２０１を介して、通信回路３２へ供給される。それぞれに動作電源が与えられた通信回路２０２，３２は通信線Ｌ３を介して相互に通信する。

導通状態にあるスイッチ２０１、スイッチ３０、ダイオード５１，５３を介してコンデンサ５０が充電され、両端電圧Ｖ５０が上昇する。両端電圧Ｖ５０が上昇してスイッチング電源３００は制御回路６に対して十分な動作電源を供給し、制御回路６のリセットが解除される。

制御回路６のリセットが解除されることによってステップＳ２が実行される。具体的にはステップＳ２において、信号３０１がスイッチ３０の接続状態を切り替える。ステップＳ２が実行されることにより共通端３０４は端３０３と導通し、端３０２とは非導通状態となる。ステップＳ２は制御回路６が自身に掛けられていたリセットが解除されたことを契機として実行すると見ることができる。

通信回路３２の動作電源は、スイッチ３０を介して入力端１１ａ，１１ｂから通信回路３２へ供給される。入力端１１ａ、スイッチ３０、ダイオード５１，５３を介してコンデンサ５０が充電され得る。スイッチ１０が導通状態にあれば、コンデンサ５０は入力端１１ｂ、ダイオード５２，５３を介しても充電され得る。

ステップＳ２が実行された後、ステップＳ１１によってスイッチ２０１を非導通状態にする。通信線Ｌ３に交流電圧Ｖａが重畳して通信線Ｌ３を介した通信において異常が発生する事態を回避するためである。例えばステップＳ１が実行されてからステップＳ１１が実行されるまでの時間は３秒である。ステップＳ１１が実行された後、ステップＳ３が実行される。

ステップＳ３において、スイッチ１０が非導通状態にあるか否かが判断される。例えば制御回路６から信号１０１によってスイッチ１０を導通状態にさせたか否かを示すフラグを、制御回路６自身が記憶する。ステップＳ３は例えば当該フラグに基づいて制御回路６が実行する。

ステップＳ３の判断結果が否定的であるときには、スイッチ１０は既に導通状態にあるので、当該フローチャートによる処理は終了する。当該フローチャートは初期状態からスイッチ１０を導通状態にする処理に着目しており、他の処理（例えば空気調和機２３の通常の動作）が省略されている。当該フローチャートが終了しても他の処理が実行されるので、当該終了は図２において「ＲＥＴＵＲＮ」（復帰）として表される。

ステップＳ３の判断結果が肯定的であるときにはスイッチ１０が非導通状態にあり、スイッチ１０を導通状態へ遷移させる可能性がある。ステップＳ３の判断結果が肯定的であるときには、ステップＳ４が実行される。

ステップＳ４において交流電圧Ｖａの振幅Ｖｍが所定の値Ｖｚよりも小さいか否かが判断される、かかる判断は電圧ＶＡＣが所定の値よりも小さいか否かの判断で実現され得る。例えば所定の値は１５０Ｖである。図２においてはステップＳ４はＶＡＣ＜１５０Ｖであるか否かを判断するステップとして示される。ステップＳ４は例えば電圧Ｖ８２を得た制御回路６による判断で実現される。

ステップＳ４の判断結果が否定的であるとき（つまりＶＡＣ≧１５０Ｖ）にはステップＳ４が繰り返し実行される。この状態において実行される他の処理は当該フローチャートにおいて省略される。ステップＳ４の判断結果が肯定的であるとき（つまりＶＡＣ＜１５０Ｖ）にはステップＳ５が実行される。ステップＳ５はスイッチ１０を非導通状態から導通状態へ遷移させるステップである。ステップＳ５は例えば制御回路６によって信号１０１を介してスイッチ１０の動作を制御することによって実現される。図２においてステップＳ５は「スイッチ１０を導通させる」と略記される。ステップＳ５の実行は、交流電圧Ｖａが低下したときに両端電圧Ｖ５０を上昇させることに寄与する。ステップＳ５が実行されると当該フローチャートは終了する。ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５は、上述のように実行されるので、これらはスイッチ１０の導通を制御する処理フローとして考えられ得る。

＜実施の形態についての他の説明＞
上述された実施の形態は、以下のように説明され得る。但しスイッチ２０１は導通状態にあって、スイッチ３０の接続状態に依らず、共通端３０４は入力端１１ａと導通する。

（１）電源回路１００は、入力端１１ａ，１１ｂと、コンデンサ５０と、ダイオード５１，５２と、スイッチ１０とを備える。コンデンサ５０は、端５０１，５０２を有する。端５０２は入力端１１ｂに接続される。ダイオード５１はアノードとカソードとを有し、そのカソードは端５０１に接続され、そのアノードは入力端１１ａへ導通可能に接続される。ダイオード５２はアノードとカソードとを有し、そのカソードは端５０１に接続され、そのアノードは入力端１１ｂに接続される。スイッチ１０は端５０２と入力端１１ａとの間に接続され、非導通状態と導通状態とが切り替わる。例えばスイッチ３０において端３０３と共通端３０４とが導通して、ダイオード５１のアノードが入力端１１ａへ接続される。

かかる電源回路１００において、スイッチ１０が非導通状態のときに入力端１１ａ，１１ｂの間に印加される交流電圧Ｖａが半波整流されてコンデンサ５０の充電に供される。スイッチ１０が導通状態のときに交流電圧Ｖａが全波整流されてコンデンサ５０の充電に供される。スイッチ１０の導通状態／非導通状態の切り替わりが可能であることは、交流電圧Ｖａが低下したときにスイッチ１０を非導通状態から導通状態へ切り替える技術を可能とする。かかる技術が可能であることは、交流電圧Ｖａが低下したときにコンデンサ５０の両端電圧Ｖ５０を上昇させることに寄与する。

（２）交流電圧Ｖａが入力端１１ａ，１１ｂの間に印加される。スイッチ１０の非導通状態において交流電圧Ｖａの振幅Ｖｍが所定の値Ｖｚよりも小さいと、スイッチ１０が導通状態へ切り替わる。図２に即して言えば、ステップＳ４において肯定的な判断が得られればステップＳ５が実行される。このような処理は、交流電圧Ｖａが低下したときにコンデンサ５０の両端電圧Ｖ５０を上昇させることに寄与する。上記（１）の技術は、当該（２）の技術を実行可能とすることに寄与する。

（３）電源回路１００は回路８２を有する。回路８２は交流電圧Ｖａが整流された後の直流電圧たる電圧ＶＡＣを測定する。回路８２はダイオード５１のカソードと端５０２との間に設けられる。回路８２は、スイッチ１０が非導通状態にあっても交流電圧Ｖａの振幅Ｖｍを評価することに寄与する。

（４）電源回路１００は制御回路６を備える。制御回路６は、電圧ＶＡＣが所定の値（上述の例では１５０Ｖ）よりも小さいとき、スイッチ１０を導通状態へ切り替える。上述の例ではかかる切り替えは信号１０１を介して実行される。かかる切り替えは上記（２）の技術を実行することに寄与する。

（５）電源回路１００はダイオード５３を備える。ダイオード５３は、ダイオード５１，５２と、端５０１との間に介在する。ダイオード５３はアノードとカソードとを有し、そのカソードは端５０１に接続され、そのアノードはダイオード５１のカソードおよびダイオード５２のカソードとに接続される。ダイオード５３は、ダイオード５１，５２とコンデンサ５０との間の絶縁距離を稼ぐことに寄与する。ダイオード５３は、回路８２の交流電圧Ｖａに対する応答性の向上に寄与する。

（６）電源回路１００は、直流母線ＬＨ，ＬＬと、ダイオード５４と、整流回路４とを備える。直流母線ＬＬは端５０２に接続される。ダイオード５４はアノードとカソードとを有し、そのカソードは端５０１に接続され、そのアノードは直流母線ＬＨに接続される。整流回路４は、導通状態のスイッチ１０を介して入力される交流電圧Ｖａを整流し、直流母線ＬＨに対して直流母線ＬＬの電位よりも高い電位となる電圧ＶＤＣを出力する。

整流回路４はダイオード４５，４６を有する。ダイオード４５はスイッチ１０と直流母線ＬＬとの間に介在する。ダイオード４５はアノードとカソードとを有し、そのアノードは直流母線ＬＬに接続され、そのカソードはスイッチ１０に接続される。ダイオード４６は入力端１１ｂと直流母線ＬＬとの間に介在する。ダイオード４６はアノードとカソードとを有し、そのアノードは直流母線ＬＬに接続され、そのカソードは入力端１１ｂに接続される。

ダイオード４５，４６は、スイッチ１０の非導通状態から導通状態への切り替わりによる両端電圧Ｖ５０の上昇を阻止しない。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。上述の各種の実施形態および変形例は相互に組み合わせることができる。

８２ 回路
４ 整流回路
６ 制御回路
１０ スイッチ
１１ａ，１１ｂ 入力端
４５，４６，５１，５２，５３，５４ ダイオード
５０ コンデンサ
１００ 電源回路
５０１，５０２ 端
ＬＨ，ＬＬ 直流母線
ＶＡＣ，ＶＤＣ 電圧
Ｖａ 交流電圧

Claims (6)

1. 第１入力端（１１ａ）と、
   第２入力端（１１ｂ）と、
   第１端（５０１）と、前記第２入力端（１１ｂ）に接続される第２端（５０２）とを有するコンデンサ（５０）と、
   前記第１端（５０１）に接続される第１カソードと、前記第１入力端（１１ａ）へ導通可能に接続される第１アノードとを有する第１ダイオード（５１）と、
   前記第１端（５０１）に接続される第２カソードと、前記第２入力端（１１ｂ）に接続される第２アノードとを有する第２ダイオード（５２）と、
   前記第２端（５０２）と前記第１入力端との間に接続され、非導通状態と導通状態とが切り替わるスイッチ（１０）と
   を備える電源回路（１００）。
2. 前記第１入力端と前記第２入力端との間に交流電圧（Ｖａ）が印加され、
   前記スイッチは、前記非導通状態において前記交流電圧（Ｖａ）の振幅が所定の値よりも小さいと、前記導通状態へ切り替わる、請求項１に記載の電源回路（１００）。
3. 前記第１カソードと前記第２端との間に設けられ、前記交流電圧（Ｖａ）が整流された後の直流電圧（ＶＡＣ）を測定する第１回路（８２）
   を備える請求項２に記載の電源回路（１００）。
4. 前記直流電圧（ＶＡＣ）が所定の値よりも小さいとき、前記スイッチを前記導通状態へ切り替える制御回路（６）
   を備える請求項３に記載の電源回路（１００）。
5. 前記第１ダイオード（５１）および前記第２ダイオード（５２）と、前記第１端（５０１）との間に介在する第３ダイオード（５３）
   を備え、
   前記第３ダイオードは、
   前記第１カソードおよび前記第２カソードに接続される第３アノードと、
   前記第１端に接続される第３カソードと
   を有する、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の電源回路（１００）。
6. 第１直流母線と（ＬＨ）、
   前記第１端（５０１）に接続される第４カソードと、前記第１直流母線（ＬＨ）に接続される第４アノードとを有する第４ダイオード（５４）と、
   前記第２端（５０２）に接続される第２直流母線（ＬＬ）と、
   導通状態の前記スイッチ（１０）を介して入力される交流電圧（Ｖａ）を整流し、前記第１直流母線に対して前記第２直流母線の電位よりも高い電位（ＶＤＣ）を出力する整流回路（４）と
   を備え、
   前記整流回路は、
   前記スイッチ（１０）と前記第２直流母線との間に介在し、前記第２直流母線に接続された第５アノードと、前記スイッチに接続された第５カソードとを有する第５ダイオード（４５）と、
   前記第２入力端と前記第２直流母線との間に介在し、前記第２直流母線に接続された第６アノードと、前記第２入力端に接続された第６カソードとを有する第６ダイオード（４６）と
   を有する、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の電源回路（１００）。

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