JP7471505B2 - 交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器 - Google Patents

交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器 Download PDF

Info

Publication number
JP7471505B2
JP7471505B2 JP2023503541A JP2023503541A JP7471505B2 JP 7471505 B2 JP7471505 B2 JP 7471505B2 JP 2023503541 A JP2023503541 A JP 2023503541A JP 2023503541 A JP2023503541 A JP 2023503541A JP 7471505 B2 JP7471505 B2 JP 7471505B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
unit
switching
switching elements
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023503541A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022185374A1 (ja
JPWO2022185374A5 (ja
Inventor
宏之 仲上
浩基 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2022185374A1 publication Critical patent/JPWO2022185374A1/ja
Publication of JPWO2022185374A5 publication Critical patent/JPWO2022185374A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7471505B2 publication Critical patent/JP7471505B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本開示は、交流を直流に変換する交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器に関する。
下記特許文献１には、冷凍サイクル機器に用いる交流直流変換装置が開示されている。この種の交流直流変換装置では、装置の起動時又は再起動時において、２つのスイッチング素子の何れか、若しくは両方に過大な突入電流が流れることがある。スイッチング素子に過大な突入電流が流れると、スイッチング素子が損傷するおそれがある。このため、特許文献１では、４つの電流検出器の検出値を制御部に入力し、制御部がスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、スイッチング素子の損傷を防止している。
国際公開第２０１５／０６３８６９号
しかしながら、上記従来の技術では、電流検出器の数が４つと多く、装置の製造コストが増加するという課題がある。
なお、電流検出器の数を削減すれば、製造コストは抑制されるが、性能の低下が懸念される。一方、電流定格が大きい冷凍サイクル機器でも、電流定格未満の電流検出器を用いることができれば、装置の製造コストを下げることができる。このようなアプローチをとれば、性能の低下を抑制しつつ、製造コストの削減が可能となる。
また、冷凍サイクル機器においては、電流定格の異なる多種多様な製品が存在する。このため、電流検出器の数が増えても、電流定格の異なる複数機種の製品間で、使用する電流検出器を機種毎に選択できるように構成すれば、装置の構成を標準化することができる。このようなアプローチをとれば、設計コストを含めた１機種当たりの製造コストの削減を図ることができ、意図する目的が達成され得る。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、性能の低下を抑制しつつ、１機種当たりの製造コストを削減できる交流直流変換装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示に係る交流直流変換装置は、入力される交流電圧を直流電圧に変換して電動機を駆動するインバータに当該直流電圧を印加する交流直流変換装置である。交流直流変換装置は、交流電圧を整流する整流回路、直列接続された第１及び第２のコンデンサを有する電荷蓄積部、スイッチ部を有する切替部、制御部、スイッチ駆動部、第１電流検出部及び第２電流検出部を備える。スイッチ部は、直列接続された第１及び第２のスイッチング素子を有する。切替部は、整流回路と電荷蓄積部との間において整流回路及び電荷蓄積部のそれぞれに並列に接続され、第１及び第２のコンデンサの充電と非充電とを切り替える。制御部は、第１及び第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を生成する。スイッチ駆動部は、制御部から出力される制御信号に基づいて生成した駆動信号を印加して第１及び第２のスイッチング素子を互いに排他的にオンオフ動作させる。第１電流検出部は、スイッチ部に流出入する第１電流を検出する。第２電流検出部は、インバータに流出入する第２電流を検出する。第１電流検出部の検出器は整流回路とスイッチ部との間に配置される。制御部は、第１電流の検出値と、第２電流の検出値との差分値に基づいてスイッチ部に流れる電流を検出する。
本開示に係る交流直流変換装置によれば、性能の低下を抑制しつつ、１機種当たりの製造コストを削減できるという効果を奏する。
実施の形態１に係る交流直流変換装置の構成例を示す回路図 実施の形態１に係る交流直流変換装置における第１及び第２のスイッチング素子のスイッチング動作と電流経路との関係を示す図 実施の形態１に係る制御部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図 実施の形態１に係る制御部の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図 実施の形態２に係る交流直流変換装置の構成例を示す回路図 実施の形態３に係る交流直流変換装置の構成例を示す回路図 実施の形態４に係る冷凍サイクル機器の構成例を示す図
以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係る交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器について詳細に説明する。なお、以下では、物理的な接続と電気的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称して説明する。即ち、「接続」という文言は、構成要素同士が直接的に接続される場合と、構成要素同士が他の構成要素を介して間接的に接続される場合との双方を含んでいる。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る交流直流変換装置１００の構成例を示す回路図である。実施の形態１に係る交流直流変換装置１００は、交流電源１とインバータ７との間に接続される。交流直流変換装置１００は、入力される交流電圧を直流電圧に変換、変化した直流電圧をインバータ７に印加する。交流電圧は、交流電源１から交流直流変換装置１００に印加される交流の入力電圧である。この入力電圧は、「電源電圧」とも称される。インバータ７は、入力される直流電圧を電動機８への交流電圧に変換して電動機８を駆動する。交流直流変換装置１００と、インバータ７とによって、電動機駆動装置が構成される。
電動機８の一例は、冷凍サイクル機器に用いられる圧縮機駆動用の電動機である。冷凍サイクル機器としては、空気調和機、冷凍機、洗濯乾燥機、冷蔵庫、除湿器、ヒートポンプ式給湯機、ショーケースなどが例示される。なお、電動機８は、冷凍サイクル機器に限らず、掃除機、ファンモータ、換気扇、手乾燥機、誘導加熱電磁調理器などに用いられる電動機であってもよい。
交流直流変換装置１００は、整流回路２と、リアクトル３と、切替部１４と、電荷蓄積部１８と、第１電流検出部９と、第２電流検出部１０と、制御部１１と、スイッチ駆動部１２とを備える。切替部１４は、整流回路２と電荷蓄積部１８との間に配置される。即ち、切替部１４は、整流回路２及び電荷蓄積部１８のそれぞれに並列に接続される。
切替部１４は、第１のスイッチング素子４ａと、第２のスイッチング素子４ｂと、第１の逆流防止素子６ａと、第２の逆流防止素子６ｂとを備える。電荷蓄積部１８は、第１のコンデンサ５ａと、第２のコンデンサ５ｂとを備える。電荷蓄積部１８において、第１のコンデンサ５ａと第２のコンデンサ５ｂとは、直列に接続される。第１のスイッチング素子４ａと第２のスイッチング素子４ｂとの直列回路によって、スイッチ部１６が構成される。
切替部１４において、第１のスイッチング素子４ａは第２のコンデンサ５ｂの充電と非充電とを切り替えるように動作する。また、第２のスイッチング素子４ｂは、第１のコンデンサ５ａの充電と非充電とを切り替えるように動作する。
図１では、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）である場合を例示しているが、ＩＧＢＴに限定されない。ＩＧＢＴに代えて、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）を用いてもよい。
整流回路２は、６つの整流ダイオードがフルブリッジ接続された三相全波整流回路である。三相全波整流回路に代えて、４つの整流ダイオードがブリッジ接続された全波整流回路が用いられる場合もある。なお、この場合の交流電源１は、単相の交流電源である。整流回路２は、交流電源１から出力される交流電圧を整流する。リアクトル３は、整流回路２の出力側において、整流回路２と切替部１４との間に接続される。なお、図１の構成に代え、整流回路２の入力側にリアクトル３が接続される構成でもよい。
切替部１４において、第１のスイッチング素子４ａと第２のスイッチング素子４ｂとの接続点４ｃは、スイッチ部１６の中点を構成する。また、電荷蓄積部１８において、第１のコンデンサ５ａと第２のコンデンサ５ｂとの接続点５ｃは、電荷蓄積部１８の中点を構成する。接続点５ｃは、接続点４ｃに接続される。なお、本稿では、スイッチ部１６の中点と電荷蓄積部１８の中点とを識別するため、スイッチ部１６の中点を「第１の中点」と呼び、電荷蓄積部１８の中点を「第２の中点」と呼ぶ場合がある。
第１及び第２の逆流防止素子６ａ，６ｂは、スイッチ部１６と電荷蓄積部１８との間に配置される。電荷蓄積部１８において、第１のコンデンサ５ａは、第１の逆流防止素子６ａのカソードと接続点５ｄで接続される。第２のコンデンサ５ｂは、第２の逆流防止素子６ｂのアノードと接続点５ｅで接続される。第１の逆流防止素子６ａのアノードは、第１のスイッチング素子４ａのコレクタに接続される。第２の逆流防止素子６ｂのカソードは、第２のスイッチング素子４ｂのエミッタに接続される。即ち、第１のスイッチング素子４ａのコレクタと接続点５ｄとの間には、接続点５ｄに向けて順方向に第１の逆流防止素子６ａが接続され、第２のスイッチング素子４ｂのエミッタと接続点５ｅとの間には、第２のスイッチング素子４ｂのエミッタに向けて順方向に第２の逆流防止素子６ｂが接続される。
第１のスイッチング素子４ａは、第２のコンデンサ５ｂの充電と非充電とを切り替える動作を行う。第２のスイッチング素子４ｂは、第１のコンデンサ５ａの充電と非充電とを切り替える動作を行う。第１の逆流防止素子６ａは、第１のコンデンサ５ａに蓄積される電荷の第１のスイッチング素子４ａへの逆流を防止する動作を行う。第２の逆流防止素子６ｂは、第２のコンデンサ５ｂに蓄積される電荷の第２のスイッチング素子４ｂへの逆流を防止する動作を行う。
制御部１１は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのスイッチング動作を制御するための制御信号を生成してスイッチ駆動部に出力する。スイッチ駆動部１２は、制御信号に基づいて第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂを駆動する駆動信号を生成する。スイッチ駆動部１２は、生成した駆動信号を第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのゲートに印加して、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂを互いに排他的にオンオフ動作させる。なお、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが互いに排他的にオンオフ動作を繰り返すことにより、電荷蓄積部１８には、整流電圧の２倍の電圧を生じさせることができる。この動作は、昇圧動作と呼ばれる。整流電圧は、整流回路２の出力電圧である。
第１電流検出部９は電流検出器９ａを備え、第２電流検出部１０は電流検出器１０ａを備える。電流検出器９ａは整流回路２とスイッチ部１６との間に配置され、電流検出器１０ａは電荷蓄積部１８とインバータ７との間に配置される。
電流検出器９ａ，１０ａとしては、変流器（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：ＣＴ）、又はシャント抵抗を用いて電流を検出する構成が例示される。電流検出器９ａは、スイッチ部１６に流出入する第１電流Ｉ１を検出する。第１電流Ｉ１は、整流回路２とスイッチ部１６との間に流れる電流であり、図示の矢印の向きを正とする。第１電流Ｉ１は、リアクトル３に流れる電流でもある。電流検出器１０ａは、インバータ７に流出入する第２電流Ｉ２を検出する。第２電流Ｉ２は、電荷蓄積部１８とインバータ７との間に流れる電流であり、図示の矢印の向きを正とする。
電流検出器９ａによる第１電流Ｉ１の検出値、及び電流検出器１０ａによる第２電流Ｉ２の検出値は、制御部１１に入力される。制御部１１は、上述した昇圧動作のための制御信号を生成する。また、制御部１１は、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２の検出値に基づいて、スイッチ部１６に過電流が流れているか否かの判断を行う。この処理については、後述する。
なお、図１では、整流回路２とスイッチ部１６との間の低電位側の接続配線２２ｂに電流検出器９ａが配置される構成を例示しているが、この構成に限定されない。電流検出器９ａは、整流回路２とスイッチ部１６との間の高電位側の接続配線２２ａに配置される構成でもよい。この構成の場合、整流回路２とリアクトル３との間でもよいし、リアクトル３とスイッチ部１６との間でもよい。また、図１では、電荷蓄積部１８とインバータ７との間の低電位側の接続配線２４ｂに電流検出器１０ａが配置される構成を例示しているが、この構成に限定されない。電流検出器１０ａは、電荷蓄積部１８とインバータ７との間の高電位側の接続配線２４ａに配置される構成でもよい。
次に、図１及び図２を参照して、制御部１１による第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂに対するスイッチング制御について説明する。図２は、実施の形態１に係る交流直流変換装置１００における第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのスイッチング動作と電流経路との関係を示す図である。なお、図２では、図の簡略化のため、各構成要素の符号を省略している。
図２（ａ）には、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが共にオフに制御されている状態が示されている。この状態（ａ）では、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂには電流が流れず、第１及び第２のコンデンサ５ａ，５ｂに電流が流れて、第１及び第２のコンデンサ５ａ，５ｂの双方に対する充電が行われる。
図２（ｂ）には、第１のスイッチング素子４ａがオンに制御され、第２のスイッチング素子４ｂがオフに制御されている状態が示されている。（ｂ）の状態では、第２のスイッチング素子４ｂには電流が流れず、第２のコンデンサ５ｂのみに対する充電が行われる。
図２（ｃ）には、第１のスイッチング素子４ａがオフに制御され、第２のスイッチング素子４ｂがオンに制御されている状態が示されている。（ｃ）の状態では、第１のスイッチング素子４ａには電流が流れず、第１のコンデンサ５ａのみに対する充電が行われる。
図２（ｄ）には、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが共にオンに制御されている状態が示されている。（ｄ）の状態では、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの双方に電流が流れ、第１及び第２のコンデンサ５ａ，５ｂには電流が流れない。従って、第１及び第２のコンデンサ５ａ，５ｂの双方に対する充電は行われない。
図２（ｄ）のように、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが同時にオンすると、リアクトル３を介して電源電圧を短絡する大電流が流れてしまう。このため、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂを駆動するときには、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが同時にオンしないように、オンとオフとの間の切り替えは互いに排他的とする。即ち、一方のスイッチング素子がオンするとき、もう一方のスイッチング素子は必ずオフとなる。
次に、第１電流検出部９及び第２電流検出部１０は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが何れの動作条件下でも、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２の検出が可能であることを説明する。
まず、通常制御時においては、（ａ）～（ｃ）のうちの何れかの状態になる。何れの状態の場合も、必ず、第１電流検出部９には第１電流Ｉ１が流れ、第２電流検出部１０には第２電流Ｉ２が流れる。従って、第１電流検出部９は第１電流Ｉ１を検出することができ、第２電流検出部１０は第２電流Ｉ２を検出することができる。
また、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂを互いに排他的に制御する場合、（ｄ）の状態となることはない。一方、制御部１１による排他制御のタイミングにずれが生じた場合、或いは第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのうちの少なくとも１つが短絡故障している場合には、（ｄ）の状態になり得る。この場合、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂには短絡電流が流れ、この短絡電流が第１電流Ｉ１となる。また、インバータ７が動作している場合、電動機８は、電荷蓄積部１８に蓄積された電力によって駆動される。このとき、第２電流検出部１０には、第２電流Ｉ２が流れる。従って、第２電流検出部１０は、第２電流Ｉ２を検出することができる。
以上のように、第１電流検出部９及び第２電流検出部１０は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが何れの動作条件下でも、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２の検出が可能である。
なお、前述したように、（ｄ）の状態となるときには、大きな短絡電流が流れ、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの何れか、若しくは双方が損傷するおそれがある。そこで、制御部１１は、第１電流Ｉ１の検出値と第２電流Ｉ２の検出値との差分値を演算し、演算した差分値に基づいてスイッチ部１６に流れる電流が過電流であるか否かを判定する。差分値は、スイッチ部１６に流れる電流を表している。即ち、制御部１１は、第１電流Ｉ１の検出値と第２電流Ｉ２の検出値との差分値により、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂに流れる電流を検出することができる。
制御部１１において過電流が検出された場合、制御部１１は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの動作を停止するための停止信号を生成してスイッチ駆動部１２に出力する。停止信号を受信したスイッチ駆動部１２は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのスイッチング動作を停止する。この制御により、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの損傷が防止でき、或いは、第１のスイッチング素子４ａ又は第２のスイッチング素子４ｂの更なる損傷が防止できる。
また、上記の判定処理に加え、より迅速に過電流の検出を行うため、第１電流検出部９に過電流の判定機能を付与してもよい。具体的に、第１電流検出部９は、第１電流Ｉ１の検出値が予め設定した閾値以上である場合、又は閾値を超える場合、スイッチ部１６に過電流が流れたことを表す信号又は信号パルスを制御部１１に送信する。第１電流検出部９から過電流の検出信号を受信した場合、スイッチ駆動部１２は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのスイッチング動作を停止する。この制御により、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの損傷を防止する処理を、より迅速に実施することができる。
なお、第２電流検出部１０においても、同様な判定機能が付与されていてもよい。具体的に、第２電流検出部１０は、第２電流Ｉ２の検出値が予め設定した閾値以上である場合、又は閾値を超える場合、インバータ７に過電流が流れたことを表す信号又は信号パルスを制御部１１に送信する。図１では図示を省略しているが、スイッチ駆動部１２は、第２電流検出部１０から過電流検出信号を受信した場合、インバータ７に具備される図示しないスイッチング素子のスイッチング動作を停止する処理を行う。この制御により、インバータ７に具備される図示しないスイッチング素子の損傷を防止することができる。
以上説明したように、実施の形態１に係る交流直流変換装置は、直列接続された第１及び第２のコンデンサを有する電荷蓄積部、スイッチ部を有する切替部、第１電流検出部及び第２電流検出部を備える。スイッチ部は、直列接続された第１及び第２のスイッチング素子を有する。切替部は、第１及び第２のコンデンサの充電と非充電とを切り替える。スイッチ駆動部は、第１及び第２のスイッチング素子を互いに排他的にオンオフ動作させる。第１電流検出部の検出器は、整流回路とスイッチ部との間に配置される。第２電流検出部の検出器は、電荷蓄積部とインバータとの間に配置される。制御部は、第１電流検出部が検出した第１電流の検出値と、第２電流検出部が検出した第２電流の検出値との差分値に基づいてスイッチ部に流れる電流を検出する。上記のように実施の形態１に係る交流直流変換装置では、スイッチ部に電流検出器を設けることなく、スイッチ部に流れる電流を検出することができる。また、従来技術に比して、電流検出器の個数を削減できる。これにより、性能の低下を抑制しつつ、製造コストの削減を図ることができる。
次に、実施の形態１に係る制御部１１の機能を実現するためのハードウェア構成について、図３及び図４の図面を参照して説明する。図３は、実施の形態１に係る制御部１１の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図４は、実施の形態１に係る制御部１１の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。
実施の形態１に係る制御部１１の機能の一部又は全部を実現する場合には、図３に示されるように、演算を行うプロセッサ２００、プロセッサ２００によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ２０２、及び信号の入出力を行うインタフェース２０４を含む構成とすることができる。
プロセッサ２００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）と称される演算手段であってもよい。また、メモリ２０２には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）を例示することができる。
メモリ２０２には、実施の形態１における制御部１１の機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ２００は、インタフェース２０４を介して必要な情報を授受し、メモリ２０２に格納されたプログラムをプロセッサ２００が実行することにより、上述した処理を行うことができる。プロセッサ２００による演算結果は、メモリ２０２に記憶することができる。
また、実施の形態１における制御部１１の機能の一部を実現する場合には、図４に示す処理回路２０３を用いることもできる。処理回路２０３は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。処理回路２０３に入力する情報、及び処理回路２０３から出力する情報は、インタフェース２０４を介して入手することができる。
なお、制御部１１における一部の処理を処理回路２０３で実施し、処理回路２０３で実施しない処理をプロセッサ２００及びメモリ２０２で実施してもよい。
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る交流直流変換装置１００Ａの構成例を示す回路図である。図５では、図１に示す切替部１４が切替部１４Ａに置き替えられ、スイッチ部１６がスイッチ部１６Ａに置き替えられている。また、図１に示す構成から、第１電流検出部９を構成する電流検出器９ａが削除されている。代わりに、第１のスイッチング素子４ａのエミッタ側、即ち電流流出側に電流検出器１３ａが設けられている。また、第２のスイッチング素子４ｂのエミッタ側、即ち電流流出側に電流検出器１３ｂが設けられている。電流検出器１３ａ，１３ｂは、第１電流検出部９の構成要素である。交流直流変換装置１００Ａと、インバータ７とによって、電動機駆動装置が構成される。その他の構成は、図１に示す交流直流変換装置１００と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付し、重複する説明は割愛する。
図５の回路構成においても、図２に示すスイッチング動作と電流経路との関係は同様である。図２（ｂ）～（ｄ）においては、何れの場合も電流検出器１３ａ，１３ｂの少なくとも一方に電流が流れる。従って、電流検出器１３ａ，１３ｂの少なくとも一方によって、スイッチ部１６Ａに流れる電流を検出することができる。
また、図２（ａ）は、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが互いに排他的にオンオフ制御されるときに発生しないモードである。このため、実施の形態２で説明する交流直流変換装置１００Ａの動作においては、図２（ａ）のモードでの電流検出は不要である。
実施の形態２の説明では、幾つかの記号を用いて説明する。それぞれの記号とその定義は、以下の通りである。
Ｉｄｃ：第１電流Ｉ１の電流値
ＩｒｍｓＭＡＸ：第１及び第２の電流検出器に流すことができる最大電流の実効値
Ｔｏｎ：第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの１制御周期あたりのオン時間
Ｔｏｆｆ：第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂの１制御周期あたりのオフ時間
なお、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂは互いに排他的にオンオフ制御されるので、１制御周期は“Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ”となる。
電流値Ｉｄｃは、実施の形態１における電流検出器９ａによって検出される電流値に等しい。一方、実施の形態２における電流検出器１３ａ，１３ｂに流れる電流の実効値は電流値Ｉｄｃより小さい。このため、電流検出器１３ａ，１３ｂに流すことができる最大電流の実効値ＩｒｍｓＭＡＸは、実施の形態１の電流検出器９ａよりも小さくできる。以下に、その理由を説明する。
ここでは、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂのそれぞれが、１制御周期あたりのオン時間Ｔｏｎ及びオフ時間Ｔｏｆｆで連続的に駆動される状況を考える。このとき、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂに流れる電流は、“Ｔｏｎ／(Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ)”のオンデューティに比例する電流となる。従って、最大電流の実効値ＩｒｍｓＭＡＸと電流値Ｉｄｃとの間には、以下の（１）式に示す関係がある。
Ｉｄｃ≧ＩｒｍｓＭＡＸ≧√｛Ｔｏｎ／(Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ)｝×Ｉｄｃ…（１）
電荷蓄積部１８の第１及び第２のコンデンサ５ａ，５ｂを均等に充電するとき、オン時間Ｔｏｎとオフ時間Ｔｏｆｆとの比率は“１：１”である。このとき、上記（１）式の右辺におけるＩｄｃの係数は、√（１／２）≒０．７となる。従って、実施の形態２における電流検出器１３ａ，１３ｂは、最大電流の実効値ＩｒｍｓＭＡＸが、実施の形態１における電流検出器９ａに比して、３割程度低い値のものを用いることができる。
電流定格が大きい冷凍サイクル機器への適用に際し、実施の形態２に係る交流直流変換装置１００Ａを用いた場合、電流定格未満の電流検出器を用いることができる。実施の形態２に係る交流直流変換装置１００Ａは、実施の形態１に係る交流直流変換装置１００と同様に、第１及び第２のスイッチング素子４ａ，４ｂが何れの動作条件下でも、制御に必要な電流の検出値を得ることができる。これにより、性能の低下を抑制しつつ、装置の製造コストを下げることが可能となる。
実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る交流直流変換装置１００Ｂの構成例を示す回路図である。図６では、図１に示す切替部１４が切替部１４Ｂに置き替えられ、スイッチ部１６がスイッチ部１６Ｂに置き替えられている。また、図１に示す構成において、第１のスイッチング素子４ａのエミッタ側、即ち電流流出側に電流検出器１３ａが設けられている。また、第２のスイッチング素子４ｂのエミッタ側、即ち電流流出側に電流検出器１３ｂが設けられている。電流検出器１３ａ，１３ｂは、電流検出器９ａと共に、第１電流検出部９の構成要素である。交流直流変換装置１００Ｂと、インバータ７とによって、電動機駆動装置が構成される。その他の構成は、図１に示す交流直流変換装置１００と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付し、重複する説明は割愛する。
実施の形態１及び実施の形態２では、それぞれが異なる箇所に電流検出器を設けていたが、実施の形態３では、両方の回路構成を共用する実施の形態である。実施の形態３では、実施の形態１の回路構成における電流検出器９ａ、及び実施の形態２の回路構成における電流検出器１３ａ，１３ｂのうちの何れか一方を同一の回路上で選択可能とするものである。以下に、その選択手法について説明する。なお、以下の説明では、電流検出器１３ａ、電流検出器１３ｂ及び電流検出器９ａを、それぞれ「第１の電流検出器」、「第２の電流検出器」及び「第３の電流検出器」と称する。なお、以下の説明では、第１、第２及び第３の電流検出器の性能は同等であるとするが、これに限定されない。第３の電流検出器の性能が、第１及び第２の電流検出器の性能よりも高いものであってもよい。
実施の形態１では説明を省略したが、第３の電流検出器に流すことができる最大電流の実効値ＩｒｍｓＭＡＸと、第１電流Ｉ１の電流値Ｉｄｃとの間には、以下の（２）式に示す関係がある。
ＩｒｍｓＭＡＸ≧Ｉｄｃ…（２）
そこで、実施の形態３では、少なくとも第３の電流検出器が上記の（２）式の関係を満たす場合には、第３の電流検出器を第１電流検出部９の検出器として選択する。また、第３の電流検出器が上記の（２）式の関係を満たさず、且つ、第１及び第２の電流検出器が（１）式の関係を満たす場合には、第１及び第２の電流検出器を第１電流検出部９の検出器として選択する。
上記のように選択すれば、同一の回路上で、実施の形態１又は実施の形態２の何れかの電流検出器を利用できる回路構成となる。これにより、装置の定格電流に合わせた電流検出器を用いることができる。
冷凍サイクル機器においては、電流定格の異なる多種多様な製品が存在する。このため、電流検出器の数が増えても、電流定格の異なる複数機種の製品間で、使用する電流検出器を機種毎に選択できるように構成すれば、装置の構成を標準化することができる。このようなアプローチにより、設計コストを含めた１機種当たりの製造コストを削減することができる。従って、実施の形態３に係る交流直流変換装置によれば、性能の低下を抑制しつつ、１機種当たりの製造コストを削減することが可能となる。
実施の形態４．
図７は、実施の形態４に係る冷凍サイクル機器９００の構成例を示す図である。実施の形態４に係る冷凍サイクル機器９００は、実施の形態１で説明した交流直流変換装置１００と、インバータ７とを備えた電動機駆動装置１５０を備える。実施の形態４に係る冷凍サイクル機器９００は、前述したような、空気調和機、冷凍機、洗濯乾燥機、冷蔵庫、除湿器、ヒートポンプ式給湯機、ショーケースといった冷凍サイクルを備える製品に適用することが可能である。なお、図７において、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には、実施の形態１と同一の符号を付している。
冷凍サイクル機器９００では、圧縮機３１５と、四方弁９０２と、室内熱交換器９０６と、膨張弁９０８と、室外熱交換器９１０とが冷媒配管９１２を介して取り付けられている。
圧縮機３１５の内部には、冷媒を圧縮する圧縮機構９０４と、圧縮機構９０４を動作させる電動機３１４とが設けられている。電動機３１４は、実施の形態１で説明した電動機８に相当するものである。
冷凍サイクル機器９００は、四方弁９０２の切替動作により暖房運転又は冷房運転をすることができる。圧縮機構９０４は、可変速制御される電動機３１４によって駆動される。
暖房運転時には、実線矢印で示すように、冷媒が圧縮機構９０４で加圧されて送り出され、四方弁９０２、室内熱交換器９０６、膨張弁９０８、室外熱交換器９１０及び四方弁９０２を通って圧縮機構９０４に戻る。
冷房運転時には、破線矢印で示すように、冷媒が圧縮機構９０４で加圧されて送り出され、四方弁９０２、室外熱交換器９１０、膨張弁９０８、室内熱交換器９０６及び四方弁９０２を通って圧縮機構９０４に戻る。
暖房運転時には、室内熱交換器９０６が凝縮器として作用して熱放出を行い、室外熱交換器９１０が蒸発器として作用して熱吸収を行う。冷房運転時には、室外熱交換器９１０が凝縮器として作用して熱放出を行い、室内熱交換器９０６が蒸発器として作用し、熱吸収を行う。膨張弁９０８は、冷媒を減圧して膨張させる。
なお、実施の形態４に係る冷凍サイクル機器９００は、実施の形態１で説明した交流直流変換装置１００を備えるものとして説明したが、これに限定されない。図５に示す実施の形態２に係る交流直流変換装置１００Ａを備えていてもよいし、図６に示す実施の形態３に係る交流直流変換装置１００Ｂを備えていてもよい。
また、以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１ 交流電源、２ 整流回路、３ リアクトル、４ａ 第１のスイッチング素子、４ｂ 第２のスイッチング素子、４ｃ，５ｃ，５ｄ，５ｅ 接続点、５ａ 第１のコンデンサ、５ｂ 第２のコンデンサ、６ａ 第１の逆流防止素子、６ｂ 第２の逆流防止素子、７ インバータ、８ 電動機、９ 第１電流検出部、９ａ，１０ａ，１３ａ，１３ｂ 電流検出器、１０ 第２電流検出部、１１ 制御部、１２ スイッチ駆動部、１４，１４Ａ，１４Ｂ 切替部、１６，１６Ａ，１６Ｂ スイッチ部、１８ 電荷蓄積部、２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ 接続配線、１００，１００Ａ，１００Ｂ 交流直流変換装置、１５０ 電動機駆動装置、２００ プロセッサ、２０２ メモリ、２０３ 処理回路、２０４ インタフェース、３１４ 電動機、３１５ 圧縮機、９００ 冷凍サイクル機器、９０２ 四方弁、９０４ 圧縮機構、９０６ 室内熱交換器、９０８ 膨張弁、９１０ 室外熱交換器、９１２ 冷媒配管。

Claims (5)

  1. 入力される交流電圧を直流電圧に変換して電動機を駆動するインバータに前記直流電圧を印加する交流直流変換装置であって、
    前記交流電圧を整流する整流回路と、
    直列接続された第１及び第２のコンデンサを有する電荷蓄積部と、
    直列接続された第１及び第２のスイッチング素子を有するスイッチ部を備え、前記整流回路と前記電荷蓄積部との間において前記整流回路及び前記電荷蓄積部のそれぞれに並列に接続され、前記第１及び第２のコンデンサの充電と非充電とを切り替える切替部と、
    前記第１及び第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を生成する制御部と、
    前記制御部から出力される制御信号に基づいて生成した駆動信号を印加して前記第１及び第２のスイッチング素子を互いに排他的にオンオフ動作させるスイッチ駆動部と、
    前記スイッチ部に流出入する第１電流を検出する第１電流検出部と、
    前記インバータに流出入する第２電流を検出する第２電流検出部と、
    を備え、
    前記第１電流検出部の検出器は前記整流回路と前記スイッチ部との間に配置され、
    前記制御部は、前記第１電流の検出値と、前記第２電流の検出値との差分値に基づいて前記スイッチ部に流れる電流を検出する
    交流直流変換装置。
  2. 前記制御部は、前記スイッチ部に流れる電流が過電流であるか否かを判定し、過電流が検出された場合には、前記スイッチ駆動部に停止信号を出力し、
    前記スイッチ駆動部は、停止信号を受信した場合には、前記第１及び第２のスイッチング素子のスイッチング動作を停止する
    請求項１に記載の交流直流変換装置。
  3. 入力される交流電圧を直流電圧に変換して電動機を駆動するインバータに前記直流電圧を印加する交流直流変換装置であって、
    前記交流電圧を整流する整流回路と、
    直列接続された第１及び第２のコンデンサで構成される電荷蓄積部と、
    直列接続された第１及び第２のスイッチング素子を有して前記整流回路と前記電荷蓄積部との間に配置され、前記第１及び第２のスイッチング素子による直列回路が前記整流回路及び前記電荷蓄積部のそれぞれに並列に接続されるスイッチ部と、
    前記スイッチ部と前記電荷蓄積部との間に配置され、前記電荷蓄積部に蓄積される電荷の逆流を防止する第１及び第２の逆流防止素子と、
    前記第１及び第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を生成する制御部と、
    前記制御部から出力される制御信号に基づいて生成した駆動信号を印加して前記第１及び第２のスイッチング素子を互いに排他的にオンオフ動作させるスイッチ駆動部と、
    前記スイッチ部に流出入する第１電流を検出する第１電流検出部と、
    前記インバータに流出入する第２電流を検出する第２電流検出部と、
    を備え、
    前記第１電流検出部は、
    前記第１電流のうちの前記第１のスイッチング素子に流れる電流を検出可能な第１の電流検出器と、
    前記第１電流のうちの前記第２のスイッチング素子に流れる電流を検出可能な第２の電流検出器と、
    前記整流回路と前記スイッチ部との間に配置され、前記第１電流を検出可能な第３の電流検出器と、
    を備え、
    前記第１電流の電流値をＩｄｃとし、
    前記第１及び第２の電流検出器に流すことができる最大電流の実効値をＩｒｍｓＭＡＸとし、
    前記第１及び第２のスイッチング素子の１制御周期あたりのオン時間をＴｏｎ、オフ時間をＴｏｆｆとするとき、以下の（１）式の関係が満たされ、
    少なくとも前記第３の電流検出器が以下の（２）式の関係を満たす場合には、前記第３の電流検出器が前記第１電流検出部の検出器として選択され、
    前記第３の電流検出器が以下の（２）式の関係を満たさず、且つ、前記第１及び第２の電流検出器が前記（１）式の関係を満たす場合には、前記第１及び第２の電流検出器が前記第１電流検出部の検出器として選択されるように構成されている
    交流直流変換装置。
    Ｉｄｃ≧ＩｒｍｓＭＡＸ≧√｛Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）｝×Ｉｄｃ…（１）
    ＩｒｍｓＭＡＸ≧Ｉｄｃ …（２）
  4. 請求項１から３の何れか１項に記載の交流直流変換装置と、
    前記交流直流変換装置から出力される前記直流電圧が印加される前記インバータと、
    を備える電動機駆動装置。
  5. 請求項４に記載の電動機駆動装置と、
    前記電動機駆動装置により駆動される電動機を有する圧縮機と、
    を備える冷凍サイクル機器。
JP2023503541A 2021-03-01 2021-03-01 交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器 Active JP7471505B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/007688 WO2022185374A1 (ja) 2021-03-01 2021-03-01 交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2022185374A1 JPWO2022185374A1 (ja) 2022-09-09
JPWO2022185374A5 JPWO2022185374A5 (ja) 2023-05-26
JP7471505B2 true JP7471505B2 (ja) 2024-04-19

Family

ID=83155214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023503541A Active JP7471505B2 (ja) 2021-03-01 2021-03-01 交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240007018A1 (ja)
JP (1) JP7471505B2 (ja)
WO (1) WO2022185374A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015056340A1 (ja) 2013-10-18 2015-04-23 三菱電機株式会社 直流電源装置、電動機駆動装置、空気調和機および冷蔵庫
WO2015063869A1 (ja) 2013-10-29 2015-05-07 三菱電機株式会社 直流電源装置及び冷凍サイクル機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015056340A1 (ja) 2013-10-18 2015-04-23 三菱電機株式会社 直流電源装置、電動機駆動装置、空気調和機および冷蔵庫
WO2015063869A1 (ja) 2013-10-29 2015-05-07 三菱電機株式会社 直流電源装置及び冷凍サイクル機器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022185374A1 (ja) 2022-09-09
JPWO2022185374A1 (ja) 2022-09-09
US20240007018A1 (en) 2024-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5748842B2 (ja) 電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍空気調和装置
JP5855025B2 (ja) 逆流防止手段、電力変換装置及び冷凍空気調和装置
JP6129331B2 (ja) 直流電源装置、電動機駆動装置、空気調和機および冷蔵庫
JP5822792B2 (ja) 電源回路およびそれを備える空気調和機
KR100430794B1 (ko) 전원장치 및 그 전원장치를 이용한 공기조화기
JP6431413B2 (ja) 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機、並びに電力変換方法
JP6528002B2 (ja) 電源装置
JP4869284B2 (ja) 交流直流変換装置、並びにこの交流直流変換装置を用いた圧縮機駆動装置、圧縮機及び空気調和機
JP2015087076A (ja) 空気調和機
JP7471505B2 (ja) 交流直流変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル機器
JP5713978B2 (ja) 直流電源装置、モータ駆動装置、空気調和装置、冷蔵庫およびヒートポンプ給湯装置
JP7312189B2 (ja) モータ駆動装置及び空気調和機
JP2000324696A (ja) 空気調和装置
JP5897170B2 (ja) 直流電源装置、モータ駆動装置、空気調和装置、冷蔵庫およびヒートポンプ給湯装置
JP7198344B2 (ja) 直流電源装置、モータ駆動装置、空気調和装置、冷蔵庫およびヒートポンプ給湯装置
JP7183472B2 (ja) 電動機駆動装置、空気調和機及び冷蔵庫
WO2015001617A1 (ja) 逆流防止装置、電力変換装置、モータ駆動装置及び冷凍空気調和装置
JP3101380B2 (ja) 空気調和機の電源装置
WO2023238229A1 (ja) 電力変換装置、モータ駆動装置及び冷凍サイクル適用機器
JP2019213301A (ja) モータ制御装置、および、空気調和機
JP7166449B2 (ja) モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機
JP6173488B2 (ja) インバータ装置及びインバータ装置を用いた空気調和機
JP7337232B2 (ja) モータ駆動装置及び空気調和機
WO2024089759A1 (ja) モータ駆動装置及び冷凍サイクル機器
KR101870719B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 포함하는 공기조화기

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230217

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7471505

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150