JPH08140356A - Pwm converter for air conditioner - Google Patents

Pwm converter for air conditioner

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JPH08140356A
JPH08140356A JP31006094A JP31006094A JPH08140356A JP H08140356 A JPH08140356 A JP H08140356A JP 31006094 A JP31006094 A JP 31006094A JP 31006094 A JP31006094 A JP 31006094A JP H08140356 A JPH08140356 A JP H08140356A
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JP
Japan
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diode
air conditioner
pwm converter
module
module power
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Pending
Application number
JP31006094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Yoshida
通廣 吉田
Reiji Kawashima
玲二 川嶋
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP31006094A priority Critical patent/JPH08140356A/en
Publication of JPH08140356A publication Critical patent/JPH08140356A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a PWM converter of an air conditioner, which needs no excessive increase in cost even if cooling fins are compact. CONSTITUTION: A diode module element 6 where a current dividing diode 5 is subjected to three-phase bridge connection is connected in parallel to a module power element 3 where a rectifier diode 2 whose both terminals are short- circuited or opened by a switching element 1. A three-phase power supply is inputted to the module power element 3 and the switching element 1 is subjected to PWM control for converting to DC.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、インバータエアコン
の室外機等に搭載される空調機のPWMコンバータに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM converter for an air conditioner mounted on an outdoor unit of an inverter air conditioner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来はインバータエアコンの室外機等の
電源として、整流回路と平滑用の大容量コンデンサを用
いた装置が使用されていた。しかし、このようなコンデ
ンサ入力形の電源装置では、回路の入力電流が非常に大
きな高調波成分を含み、電源側に悪影響を与えるという
問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device using a rectifying circuit and a large capacity smoothing capacitor has been used as a power source for an outdoor unit of an inverter air conditioner. However, such a capacitor-input type power supply device has a problem that the input current of the circuit contains a very large harmonic component and adversely affects the power supply side.

【0003】そこでこの問題を解決するために採用され
たのがPWMコンバータであり、図2は、このPWMコ
ンバータが三相電源に適用された場合の例を示している
(例えば、特開昭61−244273号公報)。図にお
いて10は負荷であり、例えばインバータの場合では直
流を交流に変換するためのスイッチング素子等を介した
誘導モータである。この負荷10にかかる負荷電圧(V
C)が、電圧検出回路8によって検出されてPWM制御
回路11に入力される。そしてこのPWM制御回路11
では、内蔵する基準電圧と上記入力とを比較し、負荷電
圧(VC)が上記基準電圧に応じたものとなるようON
/OFF指令によりスイッチング素子1を制御し、整流
ダイオード2の両端を開閉する。また、入力電圧と入力
電流とから正弦波信号を作り、スイッチング素子1を制
御する。そしてこのスイッチング動作と入力側に挿入さ
れたリアクトル9とにより、PWMコンバータの入力電
流は、低次高調波が少なく、力率が1の正弦波に近いも
のとなっている。なお、図において7は平滑コンデンサ
である。
Therefore, a PWM converter was adopted to solve this problem, and FIG. 2 shows an example in which the PWM converter is applied to a three-phase power source (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-61, 1985). -244273). In the figure, reference numeral 10 is a load, and in the case of an inverter, for example, it is an induction motor via a switching element or the like for converting direct current into alternating current. The load voltage (V
C) is detected by the voltage detection circuit 8 and input to the PWM control circuit 11. And this PWM control circuit 11
Then, the built-in reference voltage is compared with the input, and the load voltage (VC) is turned on so as to be in accordance with the reference voltage.
The switching element 1 is controlled by the / OFF command to open and close both ends of the rectifying diode 2. Also, the switching element 1 is controlled by creating a sine wave signal from the input voltage and the input current. Due to this switching operation and the reactor 9 inserted on the input side, the input current of the PWM converter has less low-order harmonics and is close to a sine wave with a power factor of 1. In the figure, 7 is a smoothing capacitor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで民生用のイン
バータエアコン程度の小/中容量の空調機では、電装品
のコンパクト化のため、上記PWMコンバータにおい
て、整流ダイオード2とスイッチング素子1とを一体に
形成したモジュールパワー素子3が、通常使用されてい
る。いくつかのこのモジュールパワー素子3について、
特性例を表1に示す。
By the way, in a small / medium-capacity air conditioner equivalent to an inverter air conditioner for consumer use, the rectifier diode 2 and the switching element 1 are integrally formed in the PWM converter in order to make the electric components compact. The formed module power element 3 is normally used. For some of this module power element 3,
Table 1 shows characteristic examples.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】上記モジュールパワー素子3は、主にその
定常損失及びスイッチング損失によって動作時に発熱す
る。しかし、上記のようなインバータエアコン等の空調
機では、電装品のコンパクト化のため、上記モジュール
パワー素子3の冷却フィンはできるだけ小さくする必要
があり、また上記フィン用の冷却ファンなども使用せ
ず、自然冷却となっている。一定の損失に対するモジュ
ールパワー素子3の温度上昇は冷却フィンの小型化に伴
って大きくなるため、電装品のコンパクト化を図ると大
容量で高価なモジュールパワー素子3が必要となる。特
に、上記モジュールパワー素子3に含まれるスイッチン
グ素子1及び整流ダイオード2のうち、特定の素子のみ
の損失が許容値より大きくなるような場合には、その特
定の素子だけのために全体として必要以上に容量の大き
なモジュールパワー素子3を用いなければならず、従っ
て必要以上にコストが高くなるという問題があった。
The module power element 3 generates heat during operation mainly due to its steady loss and switching loss. However, in an air conditioner such as the inverter air conditioner as described above, it is necessary to make the cooling fins of the module power element 3 as small as possible in order to make the electrical components compact, and the cooling fan for the fins is not used. , It is naturally cooled. Since the temperature rise of the module power element 3 with respect to a certain loss increases as the cooling fin becomes smaller, the module power element 3 which has a large capacity and is expensive is required in order to make the electrical components compact. In particular, when the loss of only a specific element of the switching element 1 and the rectifying diode 2 included in the module power element 3 becomes larger than the allowable value, it is more than necessary as a whole for that specific element. In addition, the module power element 3 having a large capacity must be used, so that there is a problem that the cost becomes higher than necessary.

【0007】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、コンパクトであ
りながら必要以上のコストアップを回避して低コストと
することが可能な空調機のPWMコンバータを提供する
ことにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide an air conditioner which is compact and which can avoid unnecessary increase in cost and can be reduced in cost. It is to provide a PWM converter.

【0008】しかし上記目的を達成するためにどのよう
な手段を用いればよいかの判断は、上記モジュールパワ
ー素子3の動作を解析し、このモジュールパワー素子3
に含まれる各素子の損失と、その許容値とを正確に把握
することによって初めて可能となる。そこで、そのため
に行なった動作解析について以下に説明する。
However, in order to judge what kind of means should be used to achieve the above object, the operation of the module power element 3 is analyzed and the module power element 3 is analyzed.
It becomes possible only by accurately grasping the loss of each element included in and the allowable value thereof. Therefore, the operation analysis performed for that purpose will be described below.

【0009】まず三相電源について使用されるPWMコ
ンバータを例として、三相のうち例えばR相に接続され
たスイッチング素子1a、1b及び整流ダイオード2
a、2bに流れる電流をそれぞれ図3及び図4に示す。
いずれも横軸に時間、そして縦軸に電流値をとってい
る。両図から分かるように、電流はスイッチング素子1
a、1b及び整流ダイオード2a、2bにおいて上アー
ムと下アームとで交互に流れ、従って各スイッチング素
子1a、1b及び整流ダイオード2a、2bには半周期
だけ電流が流れることになる。
First, taking a PWM converter used for a three-phase power source as an example, switching elements 1a and 1b and a rectifying diode 2 connected to, for example, the R phase among the three phases.
The currents flowing through a and 2b are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
In each case, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current value. As can be seen from both figures, the current is the switching element 1
a and 1b and the rectifying diodes 2a and 2b alternately flow in the upper arm and the lower arm, so that a current flows in each of the switching elements 1a and 1b and the rectifying diodes 2a and 2b for a half cycle.

【0010】次に整流ダイオード2とスイッチング素子
1とに流れる電流を図5において比較する。図における
B点に示すように、スイッチング素子1には電流はほと
んど流れず、そのほとんどは整流ダイオード2に流れて
いることが分かる。
Next, the currents flowing through the rectifying diode 2 and the switching element 1 will be compared in FIG. As shown at point B in the figure, it can be seen that almost no current flows through the switching element 1 and most of it flows through the rectifying diode 2.

【0011】ここで、以上見てきたような動作中である
スイッチング素子1及び整流ダイオード2について、そ
の損失を計算する。まず定常損失WON は、空調機の
最大電力時の入力電流平均値I=12〔A〕、整流ダイ
オード2及びスイッチング素子1の双方のオン電圧VO
N=1.5〔V〕とすると、図3及び4に示すように各
素子には半周期しか電流が流れないため、 WON=I×VON×1/2=9〔W〕 となる。そして図5に示すように電流はほとんど整流ダ
イオード2に流れるから上記定常損失はほとんどが整流
ダイオード損失となる。
Here, the losses of the switching element 1 and the rectifying diode 2 which are operating as described above will be calculated. First, the steady loss WON is the average input current value I = 12 [A] at the maximum power of the air conditioner, the ON voltage VO of both the rectifying diode 2 and the switching element 1.
When N = 1.5 [V], current flows through each element for only half a period as shown in FIGS. 3 and 4, and thus WON = I × VON × 1/2 = 9 [W]. As shown in FIG. 5, most of the current flows through the rectifying diode 2, so that the steady loss is mostly rectifying diode loss.

【0012】次にスイッチング損失を求める。通常、整
流ダイオード2のスイッチング損失はスイッチング素子
1のスイッチング損失に比べて無視し得る程度の大きさ
であるので、ここではスイッチング素子1に関してのみ
計算する。このスイッチング素子1について、ターンオ
ン時間tr=200〔nS〕、ターンオフ時間tf=3
50〔nS〕とすると、スイッチングの1回あたりのタ
ーンオン損失Esw(ON)及びターンオフ損失Esw
(OFF)は、直流電圧VDC=660〔V〕のとき、 Esw(ON)=VDC/2×I/2×tr=0.4
〔mJ〕 Esw(OFF)=VDC/2×I/2×tf=0.7
〔mJ〕 となる。これよりスイッチング周波数fsw=20〔k
Hz〕のとき、1素子あたりのスイッチング損失Wsw
は、 Wsw=〔Esw(ON)+Esw(OFF)〕×fs
w×1/2=11〔W〕 となる。
Next, the switching loss is obtained. Normally, the switching loss of the rectifying diode 2 is negligible as compared with the switching loss of the switching element 1, and therefore only the switching element 1 will be calculated here. For this switching element 1, turn-on time tr = 200 [nS] and turn-off time tf = 3
Assuming 50 [nS], the turn-on loss Esw (ON) and the turn-off loss Esw per switching operation are set.
(OFF) when the DC voltage VDC = 660 [V], Esw (ON) = VDC / 2 × I / 2 × tr = 0.4
[MJ] Esw (OFF) = VDC / 2 × I / 2 × tf = 0.7
[MJ]. From this, the switching frequency fsw = 20 [k
Hz], the switching loss per element Wsw
Wsw = [Esw (ON) + Esw (OFF)] × fs
w × 1/2 = 11 [W].

【0013】以上から1素子あたりの整流ダイオード損
失は約9〔W〕であり、同様にスイッチング素子損失は
約11〔W〕であることが分かる。図2に示すモジュー
ルパワー素子3では整流ダイオード2及びスイッチング
素子1をそれぞれ6素子ずつ有しているから、モジュー
ルパワー素子3の1素子あたりの損失は、整流ダイオー
ド損失が約54〔W〕、スイッチング素子損失が約66
〔W〕となる。
From the above, it can be seen that the rectifying diode loss per element is about 9 [W] and the switching element loss is about 11 [W]. Since the module power element 3 shown in FIG. 2 has six rectifying diodes 2 and six switching elements 1 each, the loss per element of the module power element 3 is about 54 [W] for the rectifying diode loss. Element loss is about 66
[W].

【0014】ところで上記のように電装品のコンパクト
化の要請に応えるため、モジュールパワー素子3の冷却
フィンを小型でしかも自然冷却とした場合、その温度上
昇は大きく、通常90〜100℃程度となる。これに対
して、スイッチング素子1及び整流ダイオード2の許容
温度は規格において150℃であり、通常はディレーテ
ィングを行なってこれを125℃程度としている。従っ
て許容温度上昇Tは T=125−(90〜100)=35〜25〔℃〕 となる。そして、このときの許容損失WALは素子の熱
抵抗がθ〔℃/W〕のとき WAL=T/θ〔W〕 として求めることができる。そこで、上式を表1で挙げ
た各素子例について適用し、先に求めたモジュールパワ
ー素子3のスイッチング素子損失(約66〔W〕)及び
整流ダイオード損失(約54〔W〕)と比較した結果を
表2に示す。
If the cooling fins of the module power element 3 are small in size and are naturally cooled in order to meet the demand for compact electrical components as described above, the temperature rise is large, usually about 90 to 100 ° C. . On the other hand, the permissible temperature of the switching element 1 and the rectifying diode 2 is 150 ° C. in the standard, and normally derating is carried out to about 125 ° C. Therefore, the allowable temperature rise T is T = 125− (90 to 100) = 35 to 25 [° C.]. Then, the allowable loss WAL at this time can be obtained as WAL = T / θ [W] when the thermal resistance of the element is θ [° C / W]. Therefore, the above formula was applied to each element example listed in Table 1 and compared with the previously obtained switching element loss (about 66 [W]) and rectifying diode loss (about 54 [W]) of the module power element 3. The results are shown in Table 2.

【0015】[0015]

【表2】 [Table 2]

【0016】この表2から明らかなように、スイッチン
グ素子損失はA及びBの素子では許容範囲内にあるもの
の、ダイオード損失がいずれも許容範囲外であるため、
このPWMコンバータでは許容直流が50〔A〕よりも
さらに大きなモジュールパワー素子が必要となる。従っ
て、整流ダイオード損失を小さくし許容範囲内とするこ
とで、この発明の上記目的を達成することが可能とな
る。
As is clear from Table 2, the switching element loss is within the permissible range for the elements A and B, but the diode loss is outside the permissible range.
This PWM converter requires a module power element whose allowable direct current is larger than 50 [A]. Therefore, the above object of the present invention can be achieved by reducing the loss of the rectifying diode to be within the allowable range.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】そこで請求項1の空調機
のPWMコンバータは、スイッチング素子1によって両
端が短絡/開放制御される複数の第1ダイオード2をブ
リッジ結線して一体に形成したモジュールパワー素子3
に交流4を入力し、上記スイッチング素子1をPWM制
御することによって上記交流4を直流に変換する空調機
のPWMコンバータにおいて、上記モジュールパワー素
子3に含まれるすべての第1ダイオード2に対し、同方
向かつ並列に第2ダイオード5を接続したことを特徴と
している。
In view of the above, a PWM converter for an air conditioner according to a first aspect of the present invention is a module power system in which a plurality of first diodes 2 whose both ends are short-circuited / open-controlled by a switching element 1 are bridge-connected to be integrally formed. Element 3
In the PWM converter of the air conditioner for converting the AC 4 into the DC by inputting the AC 4 into the module and PWM-controlling the switching element 1, all the first diodes 2 included in the module power element 3 are The second diode 5 is connected in parallel with the direction.

【0018】また請求項2の空調機のPWMコンバータ
は、上記第2ダイオード5は複数個であって、これらを
ブリッジ結線して一体に形成したダイオードモジュール
ー素子6を用いることを特徴としている。
A PWM converter for an air conditioner according to a second aspect is characterized in that a plurality of the second diodes 5 are provided, and a diode module element 6 integrally formed by bridge-connecting the second diodes 5 is used.

【0019】さらに請求項3の空調機のPWMコンバー
タは、上記交流(4)は、三相電源であることを特徴と
している。
Further, the PWM converter for an air conditioner according to claim 3 is characterized in that the alternating current (4) is a three-phase power supply.

【0020】[0020]

【作用】上記請求項1の空調機のPWMコンバータで
は、モジュールパワー素子3に含まれるすべての第1ダ
イオード2に対し、同方向かつ並列に第2ダイオード5
を接続している。そのため、従来第1ダイオード2に流
れていた電流の一部を第2ダイオード5に分流させるこ
とができ、従って第1ダイオード損失を従来より小さく
して許容範囲内とすることが可能となる。
In the PWM converter for an air conditioner according to claim 1, the second diodes 5 are arranged in the same direction and in parallel with all the first diodes 2 included in the module power element 3.
Are connected. Therefore, a part of the current that has conventionally flowed in the first diode 2 can be shunted to the second diode 5, and therefore the first diode loss can be made smaller than in the conventional case and can be kept within the allowable range.

【0021】また請求項2の空調機のPWMコンバータ
では、上記複数個の第2ダイオード5をブリッジ結線し
て一体に形成したダイオードモジュール素子6を用いて
いる。従って、付加するのは一部品のみとなって組立て
工程が簡素となり、またコンパクト化の要請にも沿うこ
とが可能となる。
In the PWM converter for an air conditioner according to a second aspect, the diode module element 6 in which the plurality of second diodes 5 are bridge-connected to be integrally formed is used. Therefore, since only one part is added, the assembling process is simplified, and it is possible to meet the demand for compactness.

【0022】さらに請求項3の空調機のPWMコンバー
タでは、交流4として三相電源を適用するようにしてい
る。従って、空調機のPWMコンバータとしての実施を
容易とすることが可能である。
Further, in the PWM converter for an air conditioner according to claim 3, a three-phase power source is applied as the alternating current 4. Therefore, it can be easily implemented as a PWM converter of an air conditioner.

【0023】[0023]

【実施例】次にこの発明の空調機のPWMコンバータの
具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of a PWM converter for an air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は、この実施例の要部を示す回路図で
あるが、スイッチング素子1をPWM制御することによ
って入力した交流を直流に変換する機能は従来例のPW
Mコンバータと同一であるため、これについてはここで
の詳細な説明は省略する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the main part of this embodiment. The function of converting the input AC into DC by performing PWM control of the switching element 1 has the conventional PW.
Since it is the same as the M converter, detailed description thereof is omitted here.

【0025】図1において3は、モジュールパワー素子
である。三相電源のうちの一相に対してこのモジュール
パワー素子3を説明すれば、まず整流ダイオード2aの
両端にこの整流ダイオード2aとは逆方向にスイッチン
グ素子1aを並列に接続して上アーム12aを形成す
る。さらに同様の構成によって下アーム12bを形成
し、各整流ダイオード2a、2bが同方向に直列接続さ
れるように、上記上アーム12aと下アーム12bとを
直列に接続して1つのアーム12を形成する。そしてこ
のアーム12の両端を出力端子14a、14bとし、上
アーム12aと下アーム12bとが接続された上記アー
ム12の中間部を入力端子16aとしている。ここでは
三相電源4を入力として用いるため、上記アーム12を
三相分だけ用い、各整流ダイオード2・・・が同方向と
なるように並列接続して三相の入力端子16a、16
b、16cを得るとともに、その両端を出力端子14
a、14bとする三相ブリッジ結線によって一体に形成
している。
In FIG. 1, 3 is a module power element. The module power element 3 will be described for one phase of the three-phase power supply. First, the switching element 1a is connected in parallel to the opposite ends of the rectifier diode 2a in the opposite direction to the upper arm 12a. Form. Further, a lower arm 12b is formed by a similar configuration, and the upper arm 12a and the lower arm 12b are connected in series to form one arm 12 so that the rectifier diodes 2a and 2b are connected in series in the same direction. To do. Both ends of the arm 12 are used as output terminals 14a and 14b, and an intermediate portion of the arm 12 to which the upper arm 12a and the lower arm 12b are connected is used as an input terminal 16a. Since the three-phase power source 4 is used as an input here, the arms 12 are used for three phases, and the respective rectifying diodes 2 ...
b and 16c, and both ends of the output terminal 14
They are integrally formed by three-phase bridge connections a and 14b.

【0026】なおここにおいてブリッジ結線とは、1つ
の入力端子を挟んで2個のダイオード2a、2bを同方
向に直列接続してアーム12を形成し、入力する交流に
対して必要となる入力端子の数だけ上記アーム12を同
方向に並列接続して、その接続された上記アーム12の
両端を出力端子とする結線方式をいうものとする。従っ
て、三相電源を入力する上記三相ブリッジ結線では、6
個のダイオード2・・・で3個のアーム12・・を形成
し、3個の入力端子と2個の出力端子とを有するものと
なる。
Here, the bridge connection means that the two diodes 2a and 2b are connected in series in the same direction with one input terminal sandwiched therebetween to form the arm 12, and an input terminal required for an alternating current to be input. The above-described arms 12 are connected in parallel in the same direction, and both ends of the connected arms 12 are used as output terminals. Therefore, in the above three-phase bridge connection for inputting three-phase power,
Three diodes 12 ... Form three arms 12 ... And have three input terminals and two output terminals.

【0027】さらに図1において6は、分流ダイオード
5を三相ブリッジ結線して一体に形成したダイオードモ
ジュール素子である。このダイオードモジュール素子6
は上側分流ダイオード5aと下側分流ダイオード5bと
を同方向に直列接続して分流アーム13を形成し、その
中間部を入力端子17a、その両端を出力端子15a、
15bとして一相分を形成している。そして上記分流ア
ーム13を三相分だけ用い、各分流ダイオード5・・・
が同方向となるように並列接線して三相電源用の入力端
子17a、17b、17cを得るとともにその両端を出
力端子15a、15bとしている。このダイオードモジ
ュール素子6の入力端子17a、17b、17cと出力
端子15a、15bとを、上記モジュールパワー素子3
の入力端子16a、16b、16cと出力端子14a、
14bとにそれぞれ接続し、これによって上記分流ダイ
オード5が上記モジュールパワー素子3内のすべての整
流ダイオード2と同方向でかつ並列に接続されるように
している。
Further, reference numeral 6 in FIG. 1 denotes a diode module element in which the shunt diode 5 is integrally formed by three-phase bridge connection. This diode module element 6
Forms a shunt arm 13 by serially connecting the upper shunt diode 5a and the lower shunt diode 5b in the same direction, the middle portion of which is an input terminal 17a, and both ends thereof are output terminals 15a.
One phase is formed as 15b. Then, the shunt arm 13 is used only for three phases, and each shunt diode 5 ...
Are connected in parallel so as to be in the same direction to obtain input terminals 17a, 17b, 17c for the three-phase power supply, and both ends thereof are used as output terminals 15a, 15b. The input terminals 17a, 17b, 17c and the output terminals 15a, 15b of the diode module element 6 are connected to the module power element 3 described above.
Input terminals 16a, 16b, 16c and output terminal 14a of
14b, so that the shunt diode 5 is connected in the same direction and in parallel with all the rectifying diodes 2 in the module power element 3.

【0028】なお図2における従来例と同様に、図にお
いて7は平滑コンデンサであり、9はリアクトルであ
る。
As in the conventional example shown in FIG. 2, 7 is a smoothing capacitor and 9 is a reactor in the figure.

【0029】ここで上記ダイオードモジュール素子6と
しては、熱抵抗θ=0.8〔℃/W〕程度の一般部品
(例えば6R130G等)を使用することができる。す
ると許容温度上昇が35〜25〔℃〕のとき、許容損失
WAL′は、 WAL′=35〜25〔℃〕/0.8〔℃/W〕 ≒44〜31〔W〕 となる。
Here, as the diode module element 6, a general component (for example, 6R130G or the like) having a thermal resistance θ = 0.8 [° C./W] can be used. Then, when the allowable temperature rise is 35 to 25 [° C.], the allowable loss WAL ′ is WAL ′ = 35 to 25 [° C.] / 0.8 [° C./W]≈44 to 31 [W].

【0030】従ってモジュールパワー素子3として表1
における素子A(CM50)を使用し、上記ダイオード
モジュール素子6を図1に示すように並列に接続した時
のダイオードの許容損失WALは、表2の値を用いて、 WAL=(50+44)〜(36+31) =94〜67〔W〕 となる。上記した動作解析において、空調機の最大電力
時における整流ダイオード2の合計の必要許容損失は5
4〔W〕であったから、従来は容量不足のため使用でき
なかった素子A(CM50:50〔A〕品)が、一般的
なダイオードモジュール素子6(6R130G:30
〔A〕品)を付加することによって使用可能となる。
Therefore, the module power element 3 is shown in Table 1.
The allowable loss WAL of the diode when the diode module element 6 is connected in parallel as shown in FIG. 1 by using the element A (CM50) in the above, using the values in Table 2, WAL = (50 + 44)-( 36 + 31) = 94 to 67 [W]. In the above operation analysis, the total required allowable loss of the rectifier diode 2 at the maximum power of the air conditioner is 5
Since it was 4 [W], the element A (CM50: 50 [A] product) which could not be used due to insufficient capacity in the past is a general diode module element 6 (6R130G: 30).
It can be used by adding [A] product).

【0031】通常モジュールパワー素子3は高価である
が、これに大容量を要求すれば部品は特殊化してコスト
はさらに飛躍的に増大する。これに対し、この実施例で
はモジュールパワー素子3の通常1/10以下の価格で
あるダイオードモジュール素子6を付加することで、モ
ジュールパワー素子3の必要以上のコストアップを回避
することを可能としている。
Normally, the module power element 3 is expensive, but if a large capacity is required for this, the parts will be specialized and the cost will increase dramatically. On the other hand, in this embodiment, by adding the diode module element 6 which is usually less than 1/10 the price of the module power element 3, it is possible to avoid an unnecessary increase in cost of the module power element 3. .

【0032】また付加する部品は、空調機の三相電源に
対して三相ブリッジ結線された一般的なダイオードモジ
ュール素子が1部品のみであるため、組立工程を複雑化
してコストを上昇させることなく、また省スペースを図
ることもできる。
Further, as for the parts to be added, since there is only one general diode module element which is three-phase bridge-connected to the three-phase power supply of the air conditioner, the assembly process is not complicated and the cost is not increased. Also, it is possible to save space.

【0033】以上にこの発明の具体的な実施例について
説明したが、この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の範囲内で種々変更して実施すること
ができる。例えば上記実施例ではダイオードモジュール
素子6を用いたが、複数個の分流ダイオード5を個別に
モジュールパワー素子3に接続してもよいし、ダイオー
ドモジュール素子6と個別の分流ダイオード5とが混在
するようにしてもよい。また三相電源について適用した
が、モジュールパワー素子3やダイオードモジュール素
子6あるいはPWM制御回路11等が対応できればこれ
に限るものではなく、例えば単相電源等に適用してもよ
い。
The specific embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, although the diode module element 6 is used in the above embodiment, a plurality of shunt diodes 5 may be individually connected to the module power element 3, or the diode module element 6 and the individual shunt diode 5 may be mixed. You may Further, although the present invention is applied to the three-phase power source, the present invention is not limited to this as long as the module power element 3, the diode module element 6, the PWM control circuit 11 and the like are applicable, and may be applied to, for example, a single-phase power source.

【0034】[0034]

【発明の効果】上記請求項1の空調機のPWMコンバー
タでは、モジュールパワー素子に含まれるすべての第1
ダイオードに対し、同方向かつ並列に第2ダイオードを
接続している。そのため、従来第1ダイオードに流れて
いた電流の一部を第2ダイオードに分流させることがで
き、従って第1ダイオード損失を従来より小さくするこ
とが可能となる。そして上記動作解析によれば、これに
よってモジュールパワー素子に必要な容量を小さくする
ことが可能で、従って必要以上のコストアップを回避し
て低コストとすることが可能となる。
In the PWM converter for an air conditioner according to claim 1, all the first converters included in the module power element are included.
The second diode is connected in parallel to the diode in the same direction. Therefore, a part of the current flowing through the first diode in the related art can be shunted to the second diode, so that the loss of the first diode can be made smaller than that in the related art. Then, according to the above-mentioned operation analysis, it is possible to reduce the capacitance required for the module power element, and thus it is possible to avoid an unnecessary increase in cost and reduce the cost.

【0035】また請求項2の空調機のPWMコンバータ
では、上記複数個の第2ダイオードをブリッジ結線して
一体に形成したダイオードモジュール素子を用いてい
る。従って、付加するのは一部品のみとなって組立工程
が簡素となり、さらにコストダウンを図ることが可能と
なるとともにコンパクト化の要請にも沿うこうができ
る。
According to a second aspect of the PWM converter for an air conditioner, a diode module element in which the plurality of second diodes are bridge-connected to be integrally formed is used. Therefore, since only one part is added, the assembling process can be simplified, the cost can be further reduced, and the demand for compactness can be met.

【0036】さらに請求項3の空調機のPWMコンバー
タでは、交流1として三相電源を適用するようにしてい
る。従って空調機のPWMコンバータとしての実施を容
易とすることが可能である。
Furthermore, in the PWM converter for an air conditioner according to claim 3, a three-phase power source is applied as the alternating current 1. Therefore, it can be easily implemented as a PWM converter of an air conditioner.

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

【図1】この発明の実施例における要部を示す回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part in an embodiment of the present invention.

【図2】従来例における空調機のPWMコンバータを示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a PWM converter of an air conditioner in a conventional example.

【図3】従来例におけるモジュールパワー素子の動作解
析図である。
FIG. 3 is an operation analysis diagram of a module power element in a conventional example.

【図4】従来例におけるモジュールパワー素子の動作解
析図である。
FIG. 4 is an operation analysis diagram of a module power element in a conventional example.

【図5】従来例におけるモジュールパワー素子の動作解
析図である。
FIG. 5 is an operation analysis diagram of a module power element in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング素子 2 整流ダイオード 3 モジュールパワー素子 4 三相電源 5 分流ダイオード 6 ダイオードモジュール素子 1 switching element 2 rectifier diode 3 module power element 4 three-phase power supply 5 shunt diode 6 diode module element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング素子(1)によって両端が
短絡/開放制御される複数の第1ダイオード(2)をブ
リッジ結線して一体に形成したモジュールパワー素子3
に交流(4)を入力し、上記スイッチング素子(1)を
PWM制御することによって上記交流(4)を直流に変
換する空調機のPWMコンバータにおいて、上記モジュ
ールパワー素子(3)に含まれるすべての第1ダイオー
ド(2)に対し、同方向かつ並列に第2ダイオード
(5)を接続したことを特徴とする空調機のPWMコン
バータ。
1. A module power element 3 in which a plurality of first diodes (2) whose both ends are short-circuited / open-controlled by a switching element (1) are integrally connected by bridge connection.
In the PWM converter of the air conditioner for converting the alternating current (4) into the direct current by inputting the alternating current (4) into the DC and PWM controlling the switching element (1), all of the module power elements (3) included A PWM converter for an air conditioner, wherein a second diode (5) is connected in parallel to the first diode (2) in the same direction.
【請求項2】 上記第2ダイオード(5)は複数個であ
って、これらをブリッジ結線して一体に形成したダイオ
ードモジュールー素子(6)を用いることを特徴とする
請求項1の空調機のPWMコンバータ。
2. The air conditioner according to claim 1, wherein a plurality of the second diodes (5) are provided, and a diode module element (6) integrally formed by connecting them in a bridge connection is used. PWM converter.
【請求項3】 上記交流(4)は、三相電源であること
を特徴とする請求項1又は2の空調機のPWMコンバー
タ。
3. The PWM converter for an air conditioner according to claim 1, wherein the alternating current (4) is a three-phase power source.
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