WO2021064785A1 - 直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機 - Google Patents

直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機 Download PDF

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WO2021064785A1
WO2021064785A1 PCT/JP2019/038486 JP2019038486W WO2021064785A1 WO 2021064785 A1 WO2021064785 A1 WO 2021064785A1 JP 2019038486 W JP2019038486 W JP 2019038486W WO 2021064785 A1 WO2021064785 A1 WO 2021064785A1
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switching element
drive circuit
power supply
backflow prevention
converter device
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PCT/JP2019/038486
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English (en)
French (fr)
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知宏 沓木
正城 村松
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • 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
    • 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
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a DC power supply device, a power conversion system, and an air conditioner that convert alternating current into direct current.
  • the converter device is a device that converts alternating current to direct current.
  • the converter device described in Patent Document 1 is connected to an AC power supply and includes a rectifier circuit, a reactor, two switching elements, two capacitors, and two backflow prevention elements.
  • the converter device described in Patent Document 1 outputs pulse signals having the same pulse width to two switching elements at the same timing, thereby passing through a rectifier circuit, a reactor, and a switching element during a period when there is no current conduction. A short circuit current is flowing. As a result, the current conduction angle can be widened, so that the power factor can be improved.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a DC power supply device capable of improving the power factor in a circuit whose size is suppressed.
  • the present invention is a DC power supply device that converts alternating current into direct current and supplies it to a load, and rectifies the alternating current power output from the alternating current power supply to direct current power. It includes a rectifier circuit that converts to rectifier circuit and a reactor connected to the rectifier circuit. Further, the DC power supply device of the present invention is a first switching element that switches between charging and non-charging of the first capacitor and the second capacitor connected in series between the output terminals to the load and the first capacitor. And a second switching element that switches between charging and non-charging of the second capacitor.
  • the charge charge of the first capacitor is switched between the first backflow prevention element that prevents the charge charge of the first capacitor from flowing back to the first switching element and the charge charge of the second capacitor is the second switching. It includes a second backflow prevention element that prevents backflow to the element, a first drive circuit that drives the first switching element, and a second drive circuit that drives the second switching element. Further, in the DC power supply device of the present invention, the first drive circuit controls the first switching element to be turned on at the first timing, and the second drive circuit controls the second switching element to the second.
  • the first switching element, the second switching element, the first drive circuit, and the second drive circuit, which are controlled to be turned on at the timing, are modules contained in one package.
  • the DC power supply device has the effect of being able to improve the power factor in a circuit whose size is suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of the converter device according to the first embodiment.
  • the converter device 11 which is a DC power supply device is a power conversion device that converts alternating current into direct current.
  • the converter device 11 is connected to a three-phase AC AC power supply AC3 and a load L.
  • the converter device 11 converts the AC power supplied from the three-phase (R, S, T) AC power supply AC3 into DC power, and outputs this DC power to the load L.
  • the circuit constituting the converter device 11 is the same circuit as the circuit of Patent Document 1, and the converter device 11 operates in the same manner as the converter device of Patent Document 1 to improve the power factor or boost the DC voltage. Do it.
  • the converter device 11 includes a rectifier circuit DBa that rectifies the AC power sent from the AC power supply AC3 and outputs DC power, and a reactor DCL connected to the output terminal on the positive side of the rectifier circuit DBa. Further, the converter device 11 includes switching elements Q1H and Q1L, backflow prevention elements D1 and D2, smoothing capacitors C1 and C2, and drive circuits HV and LV which are gate drive circuits.
  • the smoothing capacitor C1 is the first capacitor and the smoothing capacitor C2 is the second capacitor.
  • the switching element Q1H is the first switching element, and the switching element Q1L is the second switching element.
  • the backflow prevention element D1 is the first backflow prevention element (third switching element), and the backflow prevention element D2 is the second backflow prevention element (fourth switching element).
  • the drive circuit HV is the first drive circuit, and the drive circuit LV is the second drive circuit.
  • the drive circuits HV and LV and the switching elements Q1H and Q1L are packaged in one module MDa.
  • the occupied area of the semiconductor element constituting the converter device 11 can be suppressed, and the increase in the circuit size of the circuit constituting the converter device 11 can be suppressed, so that the space-saving and low-cost converter device can be suppressed. 11 can be obtained.
  • the switching elements Q1H and Q1L are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
  • the backflow prevention elements D1 and D2 are, for example, backflow prevention diodes.
  • the drive circuit HV drives the switching element Q1H, and the drive circuit LV drives the switching element Q1L.
  • the drive circuit HV is a level shift circuit that shifts the voltage reference point of the operation power supply Vdd1 of the switching element Q1H to create a power supply for operating the switching element Q1H, and a first gate drive for driving the gate of the switching element Q1H. It has a circuit.
  • As the level shift circuit of the drive circuit HV for example, a bootstrap circuit is used.
  • the drive circuit LV includes a second gate drive circuit that drives the gate of the switching element Q1L.
  • the AC power supply AC3 is connected to the load L via a rectifier circuit DBa, a reactor DCL, switching elements Q1H and Q1L, backflow prevention elements D1 and D2, and smoothing capacitors C1 and C2.
  • the load L is, for example, an inverter device that drives a motor of a compressor used in an air conditioner.
  • the inverter device is an AC power supply device that converts DC power into AC power.
  • the backflow prevention element D1 is arranged in the forward direction from the collector of the switching element Q1H toward the connection point 32 between the smoothing capacitor C1 and the load L.
  • the backflow prevention element D2 is arranged in the forward direction from the connection point 33 between the smoothing capacitor C2 and the load L toward the emitter of the switching element Q1L.
  • the output side of the reactor DCL is connected to the anode of the backflow prevention element D1 and the collector of the switching element Q1H via the connection point 35.
  • the negative output terminal of the rectifier circuit DBa is connected to the cathode of the backflow prevention element D2 and the emitter of the switching element Q1L via the connection point 36.
  • the collector of the switching element Q1H is connected to the positive side of the rectifier circuit DBa via the reactor DCL, and is also connected to the anode of the backflow prevention element D1.
  • the emitter of the switching element Q1H is connected to the intermediate point 30 of the switching elements Q1H and Q1L, and the gate of the switching element Q1H is connected to the output side of the drive circuit HV.
  • the collector of the switching element Q1L is connected to the intermediate point 30 of the switching elements Q1H and Q1L.
  • the emitter of the switching element Q1L is connected to the negative side of the rectifier circuit DBa and the cathode of the backflow prevention element D2, and the gate of the switching element Q1L is connected to the output side of the drive circuit LV.
  • the load L is connected between the cathode of the backflow prevention element D1 and the anode of the backflow prevention element D2.
  • the connection point 32 between the cathode of the backflow prevention element D1 and the load L is connected to the smoothing capacitor C1.
  • the connection point 33 between the anode of the backflow prevention element D2 and the load L is connected to the smoothing capacitor C2.
  • the smoothing capacitors C1 and C2 are connected in series between the output terminals to the load L.
  • the smoothing capacitors C1 and C2 are connected in series between the connection points 32 and 33.
  • smoothing capacitors C1 and C2 are connected in series between the cathode of the backflow prevention element D1 and the anode of the backflow prevention element D2.
  • the intermediate point 31 of the smoothing capacitors C1 and C2 is connected to the intermediate point 30 of the switching elements Q1H and Q1L.
  • the drive circuit HV is connected to an input terminal to which the operating power supply Vdd1 is input and an input terminal to which the drive signal Sigma1H of the switching element Q1H is input.
  • the drive circuit LV is connected to an input terminal to which the operating power supply Vdd1 is input and an input terminal to which the drive signal Sigma1L of the switching element Q1L is input.
  • the drive circuit HV is connected to the emitter of the switching element Q1H.
  • the drive circuit LV is connected to a connection point 34 that connects the emitter of the switching element Q1L and the ground GND1.
  • the rectifier circuit DBa is a three-phase full-wave rectifier circuit in which a rectifier diode is fully bridge-connected.
  • the reactor DCL is shown as a DC reactor arranged on the output side of the rectifier circuit DBa, it may be an AC reactor arranged on the input side of the rectifier circuit DBa.
  • the drive circuit HV is an HVIC (High Voltage Integrated Circuit: high withstand voltage IC).
  • the drive circuit LV is an LVIC (Low Voltage Integrated Circuit: low withstand voltage IC).
  • the drive circuit HV receives the drive signal Sigma1H of the operation power supply Vdd1 and the switching element Q1H.
  • the drive circuit LV receives the drive signal Sigma1L of the operation power supply Vdd1 and the switching element Q1L.
  • the drive circuit HV controls the on / off of the switching element Q1H according to the drive signal Sigma1H
  • the drive circuit LV controls the on / off of the switching element Q1L according to the drive signal Sigma1L.
  • the drive circuits HV and LV drive the switching elements Q1H and Q1L to boost-control the bus voltage.
  • the switching element Q1H is turned on when the drive signal Sigma1H is High, and charges the smoothing capacitor C1.
  • the switching element Q1L is turned on when the drive signal Sigma1L is High, and charges the smoothing capacitor C2.
  • the switching element Q1H may have a circuit configuration that turns on when the drive signal Sigma1H is Low. Further, the switching element Q1L may have a circuit configuration that turns on when the drive signal Sigma1L is Low.
  • the switching element Q1H switches between charging and non-charging of the smoothing capacitor C1.
  • the switching element Q1L switches between charging and non-charging of the smoothing capacitor C2.
  • the switching elements Q1H and Q1L are controlled by the drive circuits HV and LV to selectively charge one or both of the smoothing capacitors C1 and C2.
  • the backflow prevention element D1 prevents backflow from the positive side of the smoothing capacitor C1 to the switching element Q1H. That is, the backflow prevention element D1 prevents the charge charge of the smoothing capacitor C1 from flowing back to the switching element Q1H.
  • the backflow prevention element D2 prevents backflow from the switching element Q1L to the negative side of the smoothing capacitor C2. That is, the backflow prevention element D2 prevents the charge charge of the smoothing capacitor C2 from flowing back to the switching element Q1L.
  • the converter device 11 turns on at least one of the switching elements Q1H and Q1L in a half cycle of the output waveform by the AC power supply AC3.
  • the converter device 11 outputs pulse signals having the same pulse width to the two switching elements Q1H and Q1L at the same timing, for example.
  • the short-circuit current flows through the rectifier circuit DBa, the reactor DCL, and the switching elements Q1H and Q1L during the period when there is no current conduction, so that the current conduction angle can be widened. Therefore, the converter device 11 can obtain a sufficiently high power factor and can suppress the harmonic component included in the input current. As a result, the converter device 11 can improve the power factor or boost the DC voltage.
  • the drive circuits HV and LV and the switching elements Q1H and Q1L are packaged in one module MDa.
  • the two drive circuits and the two switching elements are not packaged in one module but individually packaged, the number of parts increases, so that the circuit size of the converter device becomes large, and the converter device. Cannot be miniaturized.
  • the module MDa is a power module provided with a pin or a connector, and can be connected to the outside of the module via the pin or the connector.
  • the module MDa receives the drive signal Sigma1H of the switching element Q1H, the drive signal Sigma1L of the switching element Q1L, and the operation power supply Vdd1 of the module MDa via a pin or a connector. Further, the module MDa is connected to the ground GND1 of the module MDa via a pin or a connector.
  • the collector of the switching element Q1H is connected to the backflow prevention element D1 via a pin or a connector
  • the emitter of the switching element Q1L is connected to the backflow prevention element D2 via a pin or a connector.
  • the intermediate point 30 of the switching elements Q1H and Q1L is connected to the intermediate point 31 via a pin or a connector.
  • the switching elements Q1H and Q1L and the drive circuits HV and LV can also be applied to the components of the inverter device. Therefore, the module MDa is not a module dedicated to the converter device, but a module applicable to both the converter device 11 and the inverter device. Therefore, by applying the module MDa to the converter device 11, the cost can be suppressed as compared with the case where the module dedicated to the converter device is applied to the converter device 11.
  • the single-phase AC power may be input to the converter device 11.
  • FIG. 2 is a diagram showing a second configuration example of the converter device according to the first embodiment.
  • the components of the converter device 12 shown in FIG. 2 the components that achieve the same functions as the components of the converter device 11 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the converter device 12 is connected to a single-phase alternating current (L, N) alternating current power supply AC1 and a load L.
  • the converter device 12 converts the AC power supplied from the single-phase AC AC power supply AC1 into DC power, and outputs this DC power to the load L.
  • the converter device 12 includes a rectifier circuit DBb instead of the rectifier circuit DBa.
  • the rectifier circuit DBb is a single-phase full-wave rectifier circuit in which a rectifier diode is fully bridge-connected.
  • the rectifier circuit DBb receives single-phase AC power from the AC power supply AC1.
  • An example of the load L connected to the converter device 11 or the converter device 12 is an inverter device that drives a motor. Further, this inverter device may be configured by using a plurality of modules MDa.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the inverter device according to the first embodiment.
  • the inverter device 21 is connected to, for example, the converter device 11 or the converter device 12 and operates as a load L.
  • the case where the inverter device 21 is connected to the converter device 11 will be described.
  • the power conversion system 101 including the converter device 11 and the inverter device 21 is connected to the motor 51 to drive the motor 51.
  • the inverter device 21 includes three modules MDa. In the inverter device 21, three modules MDa are connected in parallel between the bus on the high potential side and the bus on the low potential side.
  • the bus on the high potential side of the three modules MDa is connected to the cathode of the backflow prevention element D1 included in the converter device 11, and the bus on the low potential side of the three modules MDa is the anode of the backflow prevention element D2 included in the converter device 11. Connected to.
  • the first module MDa is connected to the U-phase terminal
  • the second module MDa is connected to the V-phase terminal
  • the third module MDa is the W-phase terminal. Connected to. Then, the U-phase terminal, the V-phase terminal, and the W-phase terminal are connected to the motor 51 or the like. In FIG. 3, the connection line connecting the three modules MDa and the motor 51 is not shown.
  • the drive circuits HV, LV and the switching elements Q1H, Q1L are packaged in one module MDa in the converter devices 11 and 12. Therefore, the converter devices 11 and 12 can improve the power factor in a low-cost circuit whose size is suppressed.
  • Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the drive circuits HV, LV, the switching elements Q1H, Q1L, and the backflow prevention elements D1 and D2 are stored in one module MDb.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first configuration example of the converter device according to the second embodiment.
  • the components that achieve the same functions as the components of the converter device 11 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the converter device 13 includes a rectifier circuit DBa, a reactor DCL, switching elements Q1H and Q1L, backflow prevention elements D1 and D2, smoothing capacitors C1 and C2, and drive circuits HV and LV. I have.
  • the converter device 13 of the second embodiment includes a module MDb instead of the module MDa as compared with the converter device 11.
  • the module MDb includes switching elements Q1H and Q1L, drive circuits HV and LV, and backflow prevention elements D1 and D2. That is, in the converter device 11, the backflow prevention elements D1 and D2 are not included in the module MDa, but in the converter device 13, the backflow prevention elements D1 and D2 are included in the module MDb.
  • the converter device 13 With such a configuration of the module MDb, the converter device 13 becomes more compact than the converter device 11.
  • the module MDb is applied when the number of converter devices 13 to be manufactured is large and the cost can be suppressed even if the module MDb dedicated to the converter device 13 is manufactured.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second configuration example of the converter device according to the second embodiment.
  • the components that achieve the same functions as the components of the converter device 13 shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the converter device 14 is connected to the single-phase AC AC power supply AC1 and the load L.
  • the converter device 14 converts the AC power supplied from the single-phase AC AC power supply AC1 into DC power, and outputs this DC power to the load L.
  • the converter device 14 includes a rectifier circuit DBb instead of the rectifier circuit DBa.
  • the load L connected to the converter device 13 or the converter device 14 may be the above-mentioned inverter device 21.
  • the drive circuits HV, LV, the switching elements Q1H, Q1L, and the backflow prevention elements D1 and D2 are packaged in one module MDb in the converter devices 13 and 14. Therefore, the converter devices 13 and 14 can improve the power factor in a circuit whose size is smaller than that of the converter devices 11 and 12.
  • Embodiment 3 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
  • the components included in the converter device having a configuration different from that of the converter devices 11 and 12 described in the first embodiment are packaged in one module.
  • FIG. 6 is a diagram showing a first configuration example of the converter device according to the third embodiment.
  • the components that achieve the same functions as the components of the converter device 11 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the circuit constituting the converter device 15 is a circuit similar to the circuit of the DC power supply device described in International Publication No. 2017/145339, and the converter device 15 is the same as the DC power supply device of International Publication No. 2017/145339. By performing the same operation, conduction loss is suppressed and high efficiency is realized.
  • the converter device 15 includes a rectifier circuit DBa, a reactor DCL, and smoothing capacitors C1 and C2. Further, the converter device 15 includes two modules MDc and MDd. The module MDc and the module MDd have the same configuration.
  • the module MDc includes switching elements Q2Hc and Q2Lc and drive circuits HVc and LVc.
  • the module MDd includes switching elements Q2Hd and Q2Ld, and drive circuits HVd and LVd. That is, the modules MDc and MDd have two switching elements and two drive circuits, respectively, like the modules MDa and MDb.
  • the smoothing capacitor C1 is the first capacitor
  • the smoothing capacitor C2 is the second capacitor.
  • the switching element Q2Lc is the first switching element
  • the switching element Q2Hd is the second switching element.
  • the switching element Q2Hc is the first backflow prevention element
  • the switching element Q2Ld is the second backflow prevention element.
  • the drive circuit LVc is the first drive circuit
  • the drive circuit HVd is the second drive circuit
  • the drive circuit HVc is the third drive circuit
  • the drive circuit LVd is the fourth drive circuit.
  • the switching element Q2Hc is the same element as the switching element Q2Hd, and the switching element Q2Lc is the same element as the switching element Q2Ld.
  • the switching elements Q2Hc, Q2Lc, Q2Hd, and Q2Ld are, for example, MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).
  • the drive circuits HVc and HVd are both HVICs similar to the drive circuit HV, and the drive circuits LVc and LVd are both LVICs similar to the drive circuit LV.
  • the drive circuit HVc drives the switching element Q2Hc, and the drive circuit LVc drives the switching element Q2Lc.
  • the drive circuit HVc is a first level shift circuit that shifts the voltage reference point of the operation power supply Vdd1 of the switching element Q2Hc to create a power supply for operating the switching element Q2Hc, and a first level shift circuit that drives the gate of the switching element Q2Hc. It is equipped with a gate drive circuit.
  • the drive circuit HVd has a second level shift circuit that shifts the voltage reference point of the power supply Vdd2 for operation of the switching element Q2Hd to create a power supply for operating the switching element Q2Hd, and a second level shift circuit that drives the gate of the switching element Q2Hd. It is equipped with a gate drive circuit.
  • the drive circuit LVc includes a first gate drive circuit that drives the gate of the switching element Q2Lc, and the drive circuit LVd includes a second gate drive circuit that drives the gate of the switching element Q2Ld.
  • the drain of the switching element Q2Hc is connected to the connection point 32, and the source of the switching element Q2Hc is connected to the drain of the switching element Q2Lc. Further, the source of the switching element Q2Lc is connected to the drain of the switching element Q2Hd. The source of the switching element Q2Hd is connected to the drain of the switching element Q2Ld. Further, the source of the switching element Q2Ld is connected to the connection point 33.
  • the drive circuit HVc is connected to the gate and source of the switching element Q2Hc, and the drive circuit LVc is connected to the gate of the switching element Q2Lc, the source of the switching element Q2Lc, and the ground GND1.
  • the drive circuit HVd is connected to the gate and source of the switching element Q2Hd, and the drive circuit LVd is connected to the gate of the switching element Q2Ld, the source of the switching element Q2Ld, and the ground GND2.
  • the drive circuit HVc receives the drive signal Sigma1H of the operation power supply Vdd1 and the switching element Q2Hc, similarly to the drive circuit HV.
  • the drive circuit LVc receives the drive signal Sigma1L of the operation power supply Vdd1 and the switching element Q2Lc, similarly to the drive circuit LV.
  • the drive circuit HVd receives the drive signal Sigma2H of the operation power supply Vdd2 and the switching element Q2Hd, similarly to the drive circuit HV.
  • the drive circuit LVd receives the drive signal Sigma2L of the operation power supply Vdd2 and the switching element Q2Ld, similarly to the drive circuit LV.
  • the operating power supply Vdd2 is the same power supply as the operating power supply Vdd1.
  • the drive signal Sigma2H is a signal similar to the drive signal Sigma1H
  • the drive signal Sigma2L is a signal similar to the drive signal Sigma1L.
  • the drive circuit HVc controls the switching element Q2Hc on and off according to the drive signal Sigma1H
  • the drive circuit LVc controls the switching element Q2Lc on and off according to the drive signal Sigma1L.
  • the drive circuit HVd controls the switching element Q2Hd on and off according to the drive signal Sigma2H
  • the drive circuit LVd controls the switching element Q2Ld on and off according to the drive signal Sigma2L.
  • the switching element Q2Lc operates with reference to the operating power supply Vdd1, and the switching element Q2Hc operates with reference to the power supply generated by the level shift circuit using the operating power supply Vdd1.
  • the switching element Q2Ld operates with reference to the operating power supply Vdd2, and the switching element Q2Hd operates with reference to the power supply generated by the level shift circuit using the operating power supply Vdd2.
  • the converter device 15 includes drive circuits HVc, LVc and switching elements Q2Hc, Q2Lc instead of the drive circuit HV, the switching element Q1H, and the backflow prevention element D1.
  • the converter device 15 includes drive circuits HVd, LVd and switching elements Q2Hd, Q2Ld instead of the drive circuit LV, the switching element Q1L, and the backflow prevention element D2.
  • the switching element Q2Hc is a backflow prevention element that prevents backflow to the switching element Q2Lc
  • the switching element Q2Ld is a backflow prevention element that prevents backflow to the switching element Q2Hd.
  • the converter device 15 includes a switching element Q2Hc which is a bidirectional switching element instead of the backflow prevention element D1, and a switching element Q2Ld which is a bidirectional switching element instead of the backflow prevention element D2. It has.
  • the converter device 15 of the present embodiment is packaged in one module MDc in which the drive circuits HVc and LVc and the switching elements Q2Hc and Q2Lc are the first package. Further, the converter device 15 is packaged in one module MDd in which the drive circuits HVd, LVd and the switching elements Q2Hd, Q2Ld are the second package. With these configurations, the occupied area of the semiconductor element constituting the converter device 15 can be suppressed, and the increase in the circuit size of the circuit constituting the converter device 15 can be suppressed. Therefore, the space-saving converter device 15 can be used. Obtainable.
  • the module MDc is provided with a pin or a connector, and can be connected to the outside of the module via the pin or the connector.
  • the module MDc receives the drive signals Sigma1H, Sigma1L and the operation power supply Vdd1 of the module MDc via a pin or a connector. Further, the module MDc is connected to the ground GND1 of the module MDc via a pin or a connector.
  • the module MDd is provided with a pin or a connector, and can be connected to the outside of the module via the pin or the connector.
  • the module MDd receives the drive signals Sigma2H, Sigma2L and the operation power supply Vdd2 of the module MDd via a pin or a connector. Further, the module MDd is connected to the ground GND2 of the module MDd via a pin or a connector.
  • connection point 42 between the switching element Q2Hc and the switching element Q2Lc is connected to the reactor DCL via a pin or a connector.
  • the connection point 43 between the switching element Q2Hd and the switching element Q2Ld is connected to the negative output terminal of the rectifier circuit DBa via a pin or a connector.
  • the connection point 41 between the switching element Q2Lc and the switching element Q2Hd is the connection point between the module MDc and the module MDd.
  • the connection point 41 is connected to the intermediate point 31.
  • the converter device 15 turns on the switching elements Q2Hc and Q2Ld at the same timing as while the backflow prevention elements D1 and D2 are energized in the first embodiment. That is, the converter device 15 controls the switching element Q2Hc to the on state at the timing when the charging of the smoothing capacitor C1 is started, and controls the switching element Q2Ld to the on state at the timing when the charging of the smoothing capacitor C2 is started.
  • a MOSFET has a lower voltage at which current starts to flow, and the product of current and voltage, which is a loss, becomes smaller, particularly in a region where the current is low.
  • the converter device 15 can suppress the power loss while improving the power factor or boosting the DC voltage.
  • the converter device 15 controls the switching element Q2Hc to be in the ON state when the voltage applied to the switching element Q2Hc is equal to or less than a predetermined voltage value, and starts charging the smoothing capacitor C2.
  • the switching element Q2Ld may be controlled to be in the ON state.
  • the modules MDc and MDd can also be applied to the components of the inverter device. Therefore, the modules MDc and MDd are not modules dedicated to the converter device, but modules that can be applied to both the converter device 15 and the inverter device. Therefore, by applying the modules MDc and MDd to the converter device 15, the cost can be suppressed as compared with the case where the module dedicated to the converter device is applied to the converter device 15.
  • the case where the AC power supply AC3 inputs the three-phase AC power to the converter device 15 has been described, but the single-phase AC power may be input to the converter device 15. ..
  • FIG. 7 is a diagram showing a second configuration example of the converter device according to the third embodiment.
  • the components of the converter device 16 shown in FIG. 7 the components that achieve the same functions as the components of the converter devices 12 and 15 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the converter device 16 is connected to the single-phase AC AC power supply AC1 and the load L.
  • the converter device 16 converts the AC power supplied from the single-phase AC AC power supply AC1 into DC power, and outputs this DC power to the load L.
  • the converter device 16 includes a rectifier circuit DBb instead of the rectifier circuit DBa.
  • An example of the load L connected to the converter device 15 or the converter device 16 is an inverter device that drives a motor. Further, the inverter device may be configured by using a plurality of modules MDc.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the inverter device according to the third embodiment.
  • the inverter device 22 is connected to, for example, the converter device 15 or the converter device 16 and operates as a load L.
  • the case where the inverter device 22 is connected to the converter device 15 will be described.
  • the power conversion system 102 including the converter device 15 and the inverter device 22 is connected to the motor 51 to drive the motor 51.
  • the inverter device 22 includes three modules MDc. In the inverter device 22, three modules MDc are connected in parallel between the bus on the high potential side and the bus on the low potential side.
  • the bus on the high potential side of the three modules MDc is connected to the drain of the switching element Q2Hc included in the converter device 15, and the bus on the low potential side of the three modules MDc is connected to the source of the switching element Q2Ld included in the converter device 15. Will be done.
  • the first module MDc is connected to the U-phase terminal
  • the second module MDc is connected to the V-phase terminal
  • the third module MDc is the W-phase terminal. Connected to. Then, the U-phase terminal, the V-phase terminal, and the W-phase terminal are connected to the motor 51 or the like. In FIG. 8, the connection line connecting the three modules MDc and the motor 51 is not shown.
  • the drive circuits HVc and LVc and the switching elements Q2Hc and Q2Lc are packaged in one module MDc in the converter devices 15 and 16. Further, in the converter devices 15 and 16, the drive circuits HVd and LVd and the switching elements Q2Hd and Q2Ld are packaged in one module MDd. Therefore, the converter devices 15 and 16 can suppress power loss while improving the power factor or boosting the DC voltage in a low-cost circuit whose size is suppressed.
  • the motor 51 connected to the inverter devices 21 and 22 may be applied to the compressor of the air conditioner or the device for operating the fan.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of an air conditioner including the converter device according to the first to third embodiments. Although the configuration of the air conditioner 100 provided with the converter device 11 will be described here, the air conditioner provided with any of the converter devices 12 to 16 is the same as the configuration of the air conditioner 100.
  • the air conditioner 100 includes a converter device 11, and uses the DC power generated by the converter device 11 to perform air conditioning.
  • the air conditioner 100 includes an AC power supply AC3, a converter device 11, an inverter device 21, a compressor 50, and a refrigeration cycle mechanism 60.
  • the compressor 50 includes a motor 51 and a compression element 52.
  • the refrigeration cycle mechanism 60 includes a four-way valve 61, an indoor heat exchanger 62, an expansion valve 63, and an outdoor heat exchanger 64, and each of these parts is connected via a refrigerant pipe.
  • the inverter device 21 converts the DC power output by the converter device 11 into AC power and supplies it to the motor 51 of the compressor 50.
  • the motor 51 is driven by receiving the supply of AC power from the inverter device 21.
  • the compression element 52 performs an operation of compressing the refrigerant in the refrigerant pipe by rotating the motor 51, and circulates the refrigerant inside the refrigeration cycle mechanism 60.
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

直流電源装置であって、整流回路（ＤＢａ）と、リアクタ（ＤＣＬ）と、負荷（Ｌ）への出力端子間に直列接続された平滑コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、平滑コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の充電と非充電とをスイッチングするスイッチング素子（Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ）と、充電電荷がスイッチング素子（Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ）に逆流するのを防止する逆流防止素子（Ｄ１，Ｄ２）と、スイッチング素子（Ｑ１Ｈ）を駆動する駆動回路（ＨＶ）と、スイッチング素子（Ｑ１Ｌ）を駆動する駆動回路（ＬＶ）と、を備え、駆動回路（ＨＶ）は、スイッチング素子（Ｑ１Ｈ）を第１のタイミングでオン状態に制御し、駆動回路（ＬＶ）は、スイッチング素子（Ｑ１Ｌ）を第２のタイミングでオン状態に制御し、スイッチング素子（Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ）および駆動回路（ＨＶ，ＬＶ）は、１つのパッケージに収められたモジュール（ＭＤａ）である。

Description

直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機
　本発明は、交流を直流に変換する直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機に関する。
　コンバータ装置は、交流を直流に変換する装置である。特許文献１に記載のコンバータ装置は、交流電源に接続されるとともに、整流回路、リアクタ、２つのスイッチング素子、２つのコンデンサ、および２つの逆流防止素子を備えている。この特許文献１に記載のコンバータ装置は、２つのスイッチング素子に対して同じタイミングで同じパルス幅のパルス信号を出力することで、電流導通の無い期間において、整流回路、リアクタ、およびスイッチング素子を介して短絡電流を流している。これにより、電流導通角を広げることができるので、力率改善を行なうことができる。
特開２０００－２７８９５５号公報
　しかしながら、上記特許文献１の技術では、２つのスイッチング素子と、２つのスイッチング素子を駆動する駆動回路が、それぞれ別々の部品としてコンバータ装置内に配置されているので、コンバータ装置である直流電源装置が備える回路のサイズが大きくなるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サイズが抑制された回路で力率改善を行なうことができる直流電源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に、本発明は、交流を直流に変換して負荷に供給する直流電源装置であって、交流電源から出力された交流電力を整流して直流電力に変換する整流回路と、整流回路に接続されたリアクタと、を備える。また、本発明の直流電源装置は、負荷への出力端子間に直列接続された第１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、第１のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第１のスイッチング素子と、第２のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第２のスイッチング素子と、を備える。また、本発明の直流電源装置は、第１のコンデンサの充電電荷が第１のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第１の逆流防止素子と、第２のコンデンサの充電電荷が第２のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第２の逆流防止素子と、第１のスイッチング素子を駆動する第１の駆動回路と、第２のスイッチング素子を駆動する第２の駆動回路と、を備える。また、本発明の直流電源装置は、第１の駆動回路は、第１のスイッチング素子を第１のタイミングでオン状態に制御し、第２の駆動回路は、第２のスイッチング素子を第２のタイミングでオン状態に制御し、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第１の駆動回路、および第２の駆動回路は、１つのパッケージに収められたモジュールである。
　本発明にかかる直流電源装置は、サイズが抑制された回路で力率改善を行なうことができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図 実施の形態１にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図 実施の形態１にかかるインバータ装置の構成例を示す図 実施の形態２にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図 実施の形態２にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図 実施の形態３にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図 実施の形態３にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図 実施の形態３にかかるインバータ装置の構成例を示す図 実施の形態１から３にかかるコンバータ装置を備えた空気調和機の構成例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図である。直流電源装置であるコンバータ装置１１は、交流を直流に変換する電力変換装置である。コンバータ装置１１は、三相交流の交流電源ＡＣ３および負荷Ｌに接続される。コンバータ装置１１は、三相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の交流電源ＡＣ３から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を負荷Ｌに出力する。
　コンバータ装置１１を構成する回路は、特許文献１の回路と同様の回路であり、コンバータ装置１１は、特許文献１のコンバータ装置と同様の動作をすることで、力率改善または直流電圧の昇圧を行なう。
　コンバータ装置１１は、交流電源ＡＣ３から送られてくる交流電力を整流して直流電力を出力する整流回路ＤＢａと、整流回路ＤＢａの正側の出力端子に接続されたリアクタＤＣＬとを備えている。また、コンバータ装置１１は、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌと、逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、ゲートの駆動回路である駆動回路ＨＶ，ＬＶとを備えている。
　実施の形態１および後述する実施の形態２では、平滑コンデンサＣ１が第１のコンデンサであり、平滑コンデンサＣ２が第２のコンデンサである。スイッチング素子Ｑ１Ｈが第１のスイッチング素子であり、スイッチング素子Ｑ１Ｌが第２のスイッチング素子である。逆流防止素子Ｄ１が第１の逆流防止素子（第３のスイッチング素子）であり、逆流防止素子Ｄ２が第２の逆流防止素子（第４のスイッチング素子）である。駆動回路ＨＶが第１の駆動回路であり、駆動回路ＬＶが第２の駆動回路である。
　本実施の形態のコンバータ装置１１は、駆動回路ＨＶ，ＬＶおよびスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌが１つのモジュールＭＤａにパッケージ化されている。この構成により、コンバータ装置１１を構成する半導体素子の占有面積を抑制することができ、コンバータ装置１１を構成する回路の回路サイズの増大を抑制することができるので、省スペースかつ低コストのコンバータ装置１１を得ることができる。
　スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated　Gate　Bipolar　Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である。逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２は、例えば、逆流防止ダイオードである。
　駆動回路ＨＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｈを駆動し、駆動回路ＬＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｌを駆動する。駆動回路ＨＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｈの動作用電源Ｖｄｄ１の電圧基準点をシフトしてスイッチング素子Ｑ１Ｈを動作させるための電源を作るレベルシフト回路と、スイッチング素子Ｑ１Ｈのゲートを駆動する第１のゲート駆動回路とを備えている。駆動回路ＨＶのレベルシフト回路としては、例えば、ブートストラップ回路が用いられる。駆動回路ＬＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｌのゲートを駆動する第２のゲート駆動回路を備えている。
　交流電源ＡＣ３は、整流回路ＤＢａ、リアクタＤＣＬ、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ、逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２、および平滑コンデンサＣ１，Ｃ２を介して、負荷Ｌに接続されている。負荷Ｌは、例えば、空気調和機に用いられる圧縮機のモータを駆動するインバータ装置である。インバータ装置は、直流電力を交流電力に変換する交流電源装置である。
　逆流防止素子Ｄ１は、スイッチング素子Ｑ１Ｈのコレクタから、平滑コンデンサＣ１と負荷Ｌとの接続点３２に向けて順方向に配置されている。逆流防止素子Ｄ２は、平滑コンデンサＣ２と負荷Ｌとの接続点３３から、スイッチング素子Ｑ１Ｌのエミッタに向けて順方向に配置されている。
　リアクタＤＣＬの出力側は、接続点３５を介して、逆流防止素子Ｄ１のアノードおよびスイッチング素子Ｑ１Ｈのコレクタに接続されている。整流回路ＤＢａの負側の出力端子は、接続点３６を介して、逆流防止素子Ｄ２のカソードおよびスイッチング素子Ｑ１Ｌのエミッタに接続されている。
　スイッチング素子Ｑ１Ｈのコレクタは、リアクタＤＣＬを介して整流回路ＤＢａの正側に接続されるとともに、逆流防止素子Ｄ１のアノードに接続されている。スイッチング素子Ｑ１Ｈのエミッタは、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌの中間点３０に接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｈのゲートは駆動回路ＨＶの出力側に接続されている。
　スイッチング素子Ｑ１Ｌのコレクタは、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌの中間点３０に接続されている。スイッチング素子Ｑ１Ｌのエミッタは、整流回路ＤＢａの負側および逆流防止素子Ｄ２のカソードに接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｌのゲートは駆動回路ＬＶの出力側に接続されている。
　負荷Ｌは、逆流防止素子Ｄ１のカソードと逆流防止素子Ｄ２のアノードとの間に接続されている。逆流防止素子Ｄ１のカソードと負荷Ｌとの間の接続点３２は、平滑コンデンサＣ１に接続されている。逆流防止素子Ｄ２のアノードと負荷Ｌとの間の接続点３３は、平滑コンデンサＣ２に接続されている。これにより、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２は、負荷Ｌへの出力端子間に直列接続されている。具体的には、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２は、接続点３２，３３の間に直列に接続されている。換言すると、逆流防止素子Ｄ１のカソードと逆流防止素子Ｄ２のアノードとの間には、直列に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２が接続されている。平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の中間点３１はスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌの中間点３０に接続されている。
　駆動回路ＨＶは、動作用電源Ｖｄｄ１が入力される入力端子およびスイッチング素子Ｑ１Ｈの駆動信号Ｓｉｇ１Ｈが入力される入力端子に接続されている。駆動回路ＬＶは、動作用電源Ｖｄｄ１が入力される入力端子およびスイッチング素子Ｑ１Ｌの駆動信号Ｓｉｇ１Ｌが入力される入力端子に接続されている。また、駆動回路ＨＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｈのエミッタに接続されている。駆動回路ＬＶは、スイッチング素子Ｑ１ＬのエミッタとグランドＧＮＤ１とを接続する接続点３４に接続されている。
　整流回路ＤＢａは、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。リアクタＤＣＬは、整流回路ＤＢａの出力側に配置された直流リアクタとして示しているが、整流回路ＤＢａの入力側に配置された交流リアクタであってもよい。
　駆動回路ＨＶは、ＨＶＩＣ（High　Voltage　Integrated　Circuit：高耐圧ＩＣ）である。
　駆動回路ＬＶは、ＬＶＩＣ（Low　Voltage　Integrated　Circuit：低耐圧ＩＣ）である。
　駆動回路ＨＶは、動作用電源Ｖｄｄ１およびスイッチング素子Ｑ１Ｈの駆動信号Ｓｉｇ１Ｈを受け付ける。駆動回路ＬＶは、動作用電源Ｖｄｄ１およびスイッチング素子Ｑ１Ｌの駆動信号Ｓｉｇ１Ｌを受け付ける。
　駆動回路ＨＶは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｈに従ってスイッチング素子Ｑ１Ｈのオンとオフとを制御し、駆動回路ＬＶは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｌに従ってスイッチング素子Ｑ１Ｌのオンとオフとを制御する。駆動回路ＨＶ，ＬＶは、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌを駆動して母線電圧を昇圧制御する。
　スイッチング素子Ｑ１Ｈは、駆動信号Ｓｉｇ１ＨがＨｉｇｈ（ハイ）のときオンになり、平滑コンデンサＣ１を充電する。スイッチング素子Ｑ１Ｌは、駆動信号Ｓｉｇ１ＬがＨｉｇｈのときオンになり、平滑コンデンサＣ２を充電する。なお、スイッチング素子Ｑ１Ｈは、駆動信号Ｓｉｇ１ＨがＬｏｗ（ロー）のときにオンとなる回路構成であってもよい。また、スイッチング素子Ｑ１Ｌは、駆動信号Ｓｉｇ１ＬがＬｏｗのときにオンとなる回路構成であってもよい。
　このように、スイッチング素子Ｑ１Ｈは、平滑コンデンサＣ１の充電と非充電とをスイッチングする。スイッチング素子Ｑ１Ｌは、平滑コンデンサＣ２の充電と非充電とをスイッチングする。スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌは、駆動回路ＨＶ，ＬＶによって制御されることによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の一方または両方を選択的に充電する。
　逆流防止素子Ｄ１は、平滑コンデンサＣ１の正側からスイッチング素子Ｑ１Ｈへの逆流を防止する。すなわち、逆流防止素子Ｄ１は、平滑コンデンサＣ１の充電電荷がスイッチング素子Ｑ１Ｈへ逆流することを防止する。
　逆流防止素子Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１Ｌから平滑コンデンサＣ２の負側への逆流を防止する。すなわち、逆流防止素子Ｄ２は、平滑コンデンサＣ２の充電電荷がスイッチング素子Ｑ１Ｌへ逆流することを防止する。
　コンバータ装置１１は、交流電源ＡＣ３による出力波形の半周期においてスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌのうち少なくとも１つをオン状態にする。コンバータ装置１１は、例えば、２つのスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌに対して同じタイミングで同じパルス幅のパルス信号を出力する。これにより、電流導通の無い期間において、整流回路ＤＢａ、リアクタＤＣＬ、およびスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌを介して短絡電流が流れるので、電流導通角を広げることができる。したがって、コンバータ装置１１は、十分に高い力率を得ることができ、入力電流に含まれる高調波成分を抑制することができる。この結果、コンバータ装置１１は、力率改善または直流電圧の昇圧を行なうことができる。
　前述したように、コンバータ装置１１は、駆動回路ＨＶ，ＬＶおよびスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌが１つのモジュールＭＤａにパッケージ化されている。一方、２つの駆動回路および２つのスイッチング素子が１つのモジュールにパッケージ化されず、個別にパッケージ化されている場合、部品数が多くなるので、コンバータ装置の回路サイズが大きくなってしまい、コンバータ装置を小型化できない。
　モジュールＭＤａは、ピンまたはコネクタを備えたパワーモジュールであり、ピンまたはコネクタを介してモジュール外部と接続可能となっている。モジュールＭＤａは、ピンまたはコネクタを介して、スイッチング素子Ｑ１Ｈの駆動信号Ｓｉｇ１Ｈ、スイッチング素子Ｑ１Ｌの駆動信号Ｓｉｇ１Ｌ、モジュールＭＤａの動作用電源Ｖｄｄ１を受け付ける。また、モジュールＭＤａは、ピンまたはコネクタを介して、モジュールＭＤａのグランドＧＮＤ１に接続されている。
　また、モジュールＭＤａでは、スイッチング素子Ｑ１Ｈのコレクタがピンまたはコネクタを介して、逆流防止素子Ｄ１に接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｌのエミッタがピンまたはコネクタを介して、逆流防止素子Ｄ２に接続されている。また、モジュールＭＤａでは、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌの中間点３０が、ピンまたはコネクタを介して、中間点３１に接続されている。
　ところで、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌおよび駆動回路ＨＶ，ＬＶは、インバータ装置の構成要素にも適用可能である。このため、モジュールＭＤａは、コンバータ装置専用モジュールではなく、コンバータ装置１１にもインバータ装置にも適用可能なモジュールである。したがって、モジュールＭＤａをコンバータ装置１１に適用することにより、コンバータ装置専用モジュールをコンバータ装置１１に適用する場合よりも、コストを安価に抑えることができる。
　なお、実施の形態１では、交流電源ＡＣ３が、三相交流の電力をコンバータ装置１１に入力する場合について説明したが、コンバータ装置１１へは、単相交流の電力が入力されてもよい。
　図２は、実施の形態１にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図である。図２に示すコンバータ装置１２の各構成要素のうち図１に示すコンバータ装置１１の構成要素と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　コンバータ装置１２は、単相交流（Ｌ，Ｎ）の交流電源ＡＣ１および負荷Ｌに接続される。コンバータ装置１２は、単相交流の交流電源ＡＣ１から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を負荷Ｌに出力する。
　コンバータ装置１２は、コンバータ装置１１と比較して、整流回路ＤＢａの代わりに整流回路ＤＢｂを備えている。整流回路ＤＢｂは、整流ダイオードがフルブリッジ接続された単相全波整流回路である。整流回路ＤＢｂは、交流電源ＡＣ１から単相交流の電力を受け付ける。
　コンバータ装置１１またはコンバータ装置１２に接続される負荷Ｌの例は、モータを駆動させるインバータ装置である。また、このインバータ装置は、複数のモジュールＭＤａを用いて構成されてもよい。
　図３は、実施の形態１にかかるインバータ装置の構成例を示す図である。インバータ装置２１は、例えば、コンバータ装置１１またはコンバータ装置１２に接続され、負荷Ｌとして動作する。ここでは、インバータ装置２１がコンバータ装置１１に接続される場合について説明する。
　コンバータ装置１１とインバータ装置２１とを備えた電力変換システム１０１は、モータ５１に接続されてモータ５１を駆動する。インバータ装置２１は、３つのモジュールＭＤａを備えている。インバータ装置２１では、３つのモジュールＭＤａが、高電位側の母線と低電位側の母線との間に、並列に接続されている。３つのモジュールＭＤａの高電位側の母線は、コンバータ装置１１が備える逆流防止素子Ｄ１のカソードに接続され、３つのモジュールＭＤａの低電位側の母線は、コンバータ装置１１が備える逆流防止素子Ｄ２のアノードに接続される。
　インバータ装置２１が備える３つのモジュールＭＤａのうち、第１のモジュールＭＤａは、Ｕ相端子に接続され、第２のモジュールＭＤａは、Ｖ相端子に接続され、第３のモジュールＭＤａは、Ｗ相端子に接続される。そして、Ｕ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子がモータ５１などに接続される。なお、図３では、３つのモジュールＭＤａと、モータ５１とを接続する接続線の図示を省略している。
　このように、実施の形態１では、コンバータ装置１１，１２において、駆動回路ＨＶ，ＬＶおよびスイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌが１つのモジュールＭＤａにパッケージ化されている。したがって、コンバータ装置１１，１２は、サイズが抑制された低コストの回路で力率改善を行なうことが可能になる。
実施の形態２．
　つぎに、図４および図５を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、１つのモジュールＭＤｂ内に、駆動回路ＨＶ，ＬＶ、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ、および逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２が格納される。
　図４は、実施の形態２にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図である。図４に示すコンバータ装置１３の各構成要素のうち図１に示すコンバータ装置１１の構成要素と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　コンバータ装置１３は、コンバータ装置１１と同様に、整流回路ＤＢａと、リアクタＤＣＬと、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌと、逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、駆動回路ＨＶ，ＬＶとを備えている。
　実施の形態２のコンバータ装置１３は、コンバータ装置１１と比較して、モジュールＭＤａの代わりにモジュールＭＤｂを備えている。モジュールＭＤｂは、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ、駆動回路ＨＶ，ＬＶ、および逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２を含んで構成されている。すなわち、コンバータ装置１１では、モジュールＭＤａ内に逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２が含まれていなかったが、コンバータ装置１３では、モジュールＭＤｂ内に逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２が含まれている。
　このようなモジュールＭＤｂの構成により、コンバータ装置１３は、コンバータ装置１１よりもコンパクトになる。モジュールＭＤｂは、製造されるコンバータ装置１３の台数が多く、コンバータ装置１３専用のモジュールＭＤｂを製造してもコストが抑えられる場合などに適用される。
　図５は、実施の形態２にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図である。図５に示すコンバータ装置１４の各構成要素のうち図４に示すコンバータ装置１３の構成要素と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　コンバータ装置１４は、単相交流の交流電源ＡＣ１および負荷Ｌに接続される。コンバータ装置１４は、単相交流の交流電源ＡＣ１から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を負荷Ｌに出力する。
　コンバータ装置１４は、コンバータ装置１３と比較して、整流回路ＤＢａの代わりに整流回路ＤＢｂを備えている。なお、コンバータ装置１３またはコンバータ装置１４に接続される負荷Ｌは、前述のインバータ装置２１であってもよい。
　このように、実施の形態２では、コンバータ装置１３，１４において、駆動回路ＨＶ，ＬＶ、スイッチング素子Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ、および逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２が１つのモジュールＭＤｂにパッケージ化されている。したがって、コンバータ装置１３，１４は、コンバータ装置１１，１２よりもサイズが抑制された回路で力率改善を行なうことが可能になる。
実施の形態３．
　つぎに、図６から図８を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、実施の形態１で説明したコンバータ装置１１，１２とは異なる構成のコンバータ装置が備える構成要素を１つのモジュールにパッケージ化する。
　図６は、実施の形態３にかかるコンバータ装置の第１の構成例を示す図である。図６に示すコンバータ装置１５の各構成要素のうち図１に示すコンバータ装置１１の構成要素と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　コンバータ装置１５を構成する回路は、国際公開第２０１７／１４５３３９号に記載されている直流電源装置の回路と同様の回路であり、コンバータ装置１５は、国際公開第２０１７／１４５３３９号の直流電源装置と同様の動作をすることで、導通損失を抑制して高効率化を実現する。
　コンバータ装置１５は、コンバータ装置１１と同様に、整流回路ＤＢａと、リアクタＤＣＬと、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを備えている。また、コンバータ装置１５は、２つのモジュールＭＤｃ，ＭＤｄを備えている。モジュールＭＤｃとモジュールＭＤｄとは、同様の構成を有している。
　モジュールＭＤｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｃと、駆動回路ＨＶｃ，ＬＶｃとを備えている。モジュールＭＤｄは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｄと、駆動回路ＨＶｄ，ＬＶｄとを備えている。すなわち、モジュールＭＤｃ，ＭＤｄは、モジュールＭＤａ，ＭＤｂと同様に、それぞれ２つのスイッチング素子と２つの駆動回路とを有している。
　実施の形態３では、平滑コンデンサＣ１が第１のコンデンサであり、平滑コンデンサＣ２が第２のコンデンサである。スイッチング素子Ｑ２Ｌｃが第１のスイッチング素子であり、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄが第２のスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ２Ｈｃが第１の逆流防止素子であり、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄが第２の逆流防止素子である。駆動回路ＬＶｃが第１の駆動回路であり、駆動回路ＨＶｄが第２の駆動回路であり、駆動回路ＨＶｃが第３の駆動回路であり、駆動回路ＬＶｄが第４の駆動回路である。
　スイッチング素子Ｑ２Ｈｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄと同様の素子であり、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄと同様の素子である。スイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｃ，Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｄは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal－Oxide－Semiconductor　Field－Effect　Transistor：電界効果トランジスタ）である。
　駆動回路ＨＶｃ，ＨＶｄは、何れも駆動回路ＨＶと同様のＨＶＩＣであり、駆動回路ＬＶｃ，ＬＶｄは、何れも駆動回路ＬＶと同様のＬＶＩＣである。駆動回路ＨＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃを駆動し、駆動回路ＬＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃを駆動する。
　駆動回路ＨＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃの動作用電源Ｖｄｄ１の電圧基準点をシフトしてスイッチング素子Ｑ２Ｈｃを動作させるための電源を作る第１のレベルシフト回路と、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃのゲートを駆動する第１のゲート駆動回路とを備えている。
　駆動回路ＨＶｄは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄの動作用電源Ｖｄｄ２の電圧基準点をシフトしてスイッチング素子Ｑ２Ｈｄを動作させるための電源を作る第２のレベルシフト回路と、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄのゲートを駆動する第２のゲート駆動回路とを備えている。
　駆動回路ＬＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃのゲートを駆動する第１のゲート駆動回路を備え、駆動回路ＬＶｄは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄのゲートを駆動する第２のゲート駆動回路を備えている。
　スイッチング素子Ｑ２Ｈｃのドレインは、接続点３２に接続され、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃのソースは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃのドレインに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃのソースは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄのドレインに接続されている。スイッチング素子Ｑ２Ｈｄのソースは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄのドレインに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄのソースは、接続点３３に接続されている。
　駆動回路ＨＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃのゲートおよびソースに接続され、駆動回路ＬＶｃは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃのゲート、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃのソースおよび、グランドＧＮＤ１に接続されている。駆動回路ＨＶｄは、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄのゲートおよびソースに接続され、駆動回路ＬＶｄは、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄのゲート、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄのソース、およびグランドＧＮＤ２に接続されている。
　駆動回路ＨＶｃは、駆動回路ＨＶと同様に、動作用電源Ｖｄｄ１およびスイッチング素子Ｑ２Ｈｃの駆動信号Ｓｉｇ１Ｈを受け付ける。駆動回路ＬＶｃは、駆動回路ＬＶと同様に、動作用電源Ｖｄｄ１およびスイッチング素子Ｑ２Ｌｃの駆動信号Ｓｉｇ１Ｌを受け付ける。
　駆動回路ＨＶｄは、駆動回路ＨＶと同様に、動作用電源Ｖｄｄ２およびスイッチング素子Ｑ２Ｈｄの駆動信号Ｓｉｇ２Ｈを受け付ける。駆動回路ＬＶｄは、駆動回路ＬＶと同様に、動作用電源Ｖｄｄ２およびスイッチング素子Ｑ２Ｌｄの駆動信号Ｓｉｇ２Ｌを受け付ける。
　動作用電源Ｖｄｄ２は、動作用電源Ｖｄｄ１と同様の電源である。駆動信号Ｓｉｇ２Ｈは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｈと同様の信号であり、駆動信号Ｓｉｇ２Ｌは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｌと同様の信号である。
　駆動回路ＨＶｃは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｈに従ってスイッチング素子Ｑ２Ｈｃのオンとオフとを制御し、駆動回路ＬＶｃは、駆動信号Ｓｉｇ１Ｌに従ってスイッチング素子Ｑ２Ｌｃのオンとオフとを制御する。
　駆動回路ＨＶｄは、駆動信号Ｓｉｇ２Ｈに従ってスイッチング素子Ｑ２Ｈｄのオンとオフとを制御し、駆動回路ＬＶｄは、駆動信号Ｓｉｇ２Ｌに従ってスイッチング素子Ｑ２Ｌｄのオンとオフとを制御する。
　スイッチング素子Ｑ２Ｌｃは、動作用電源Ｖｄｄ１を基準に動作し、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃは、動作用電源Ｖｄｄ１を用いてレベルシフト回路で生成された電源を基準に動作する。スイッチング素子Ｑ２Ｌｄは、動作用電源Ｖｄｄ２を基準に動作し、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄは、動作用電源Ｖｄｄ２を用いてレベルシフト回路で生成された電源を基準に動作する。
　このように、コンバータ装置１５は、コンバータ装置１１と比較すると、駆動回路ＨＶ、スイッチング素子Ｑ１Ｈ、および逆流防止素子Ｄ１の代わりに、駆動回路ＨＶｃ，ＬＶｃおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｃを備えている。
　また、コンバータ装置１５は、コンバータ装置１１と比較すると、駆動回路ＬＶ、スイッチング素子Ｑ１Ｌ、および逆流防止素子Ｄ２の代わりに、駆動回路ＨＶｄ，ＬＶｄおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｄを備えている。コンバータ装置１５では、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃが、スイッチング素子Ｑ２Ｌｃへ逆流するのを防止する逆流防止素子であり、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄが、スイッチング素子Ｑ２Ｈｄへ逆流するのを防止する逆流防止素子である。
　このように、本実施の形態では、コンバータ装置１５が、逆流防止素子Ｄ１の代わりに双方向スイッチング素子であるスイッチング素子Ｑ２Ｈｃを備え、逆流防止素子Ｄ２の代わりに双方向スイッチング素子であるスイッチング素子Ｑ２Ｌｄを備えている。
　本実施の形態のコンバータ装置１５は、駆動回路ＨＶｃ，ＬＶｃおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｃが第１のパッケージである１つのモジュールＭＤｃにパッケージ化されている。また、コンバータ装置１５は、駆動回路ＨＶｄ，ＬＶｄおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｄが第２のパッケージである１つのモジュールＭＤｄにパッケージ化されている。これらの構成により、コンバータ装置１５を構成する半導体素子の占有面積を抑制することができ、コンバータ装置１５を構成する回路の回路サイズの増大を抑制することができるので、省スペースなコンバータ装置１５を得ることができる。
　モジュールＭＤｃは、ピンまたはコネクタを備えており、ピンまたはコネクタを介してモジュール外部と接続可能となっている。モジュールＭＤｃは、ピンまたはコネクタを介して、駆動信号Ｓｉｇ１Ｈ，Ｓｉｇ１Ｌ、モジュールＭＤｃの動作用電源Ｖｄｄ１を受け付ける。また、モジュールＭＤｃは、ピンまたはコネクタを介して、モジュールＭＤｃのグランドＧＮＤ１に接続されている。
　同様に、モジュールＭＤｄは、ピンまたはコネクタを備えており、ピンまたはコネクタを介してモジュール外部と接続可能となっている。モジュールＭＤｄは、ピンまたはコネクタを介して、駆動信号Ｓｉｇ２Ｈ，Ｓｉｇ２Ｌ、モジュールＭＤｄの動作用電源Ｖｄｄ２を受け付ける。また、モジュールＭＤｄは、ピンまたはコネクタを介して、モジュールＭＤｄのグランドＧＮＤ２に接続されている。
　スイッチング素子Ｑ２Ｈｃとスイッチング素子Ｑ２Ｌｃとの接続点４２は、ピンまたはコネクタを介して、リアクタＤＣＬに接続されている。スイッチング素子Ｑ２Ｈｄとスイッチング素子Ｑ２Ｌｄとの接続点４３は、ピンまたはコネクタを介して、整流回路ＤＢａの負側の出力端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ２Ｌｃとスイッチング素子Ｑ２Ｈｄとの接続点４１が、モジュールＭＤｃとモジュールＭＤｄとの接続点である。接続点４１は、中間点３１に接続されている。
　コンバータ装置１５は、実施の形態１で逆流防止素子Ｄ１，Ｄ２が通電する間と同じタイミングで、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｄをオンとする。すなわち、コンバータ装置１５は、平滑コンデンサＣ１の充電を開始するタイミングでスイッチング素子Ｑ２Ｈｃをオン状態に制御し、平滑コンデンサＣ２の充電を開始するタイミングでスイッチング素子Ｑ２Ｌｄをオン状態に制御する。ＭＯＳＦＥＴは、ダイオードに比べて電流が流れ始める電圧が低く、特に電流が低い領域においては損失である電流と電圧の積が小さくなる。このため、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｄに電流を流す場合、ダイオードに電流を流す場合よりも導通損失を低減させることが可能となる。したがって、コンバータ装置１５は、力率改善または直流電圧の昇圧を実現しつつ、電力損失を抑えることができる。
　また、コンバータ装置１５は、平滑コンデンサＣ１の充電を開始した後、スイッチング素子Ｑ２Ｈｃへの印加電圧が所定の電圧値以下の時にはスイッチング素子Ｑ２Ｈｃをオン状態に制御し、平滑コンデンサＣ２の充電を開始した後、スイッチング素子Ｑ２Ｌｄへの印加電圧が所定の電圧値以下の時にはスイッチング素子Ｑ２Ｌｄをオン状態に制御してもよい。
　ところで、モジュールＭＤｃ，ＭＤｄは、インバータ装置の構成要素にも適用可能である。このため、モジュールＭＤｃ，ＭＤｄは、コンバータ装置専用モジュールではなく、コンバータ装置１５にもインバータ装置にも適用可能なモジュールである。したがって、モジュールＭＤｃ，ＭＤｄをコンバータ装置１５に適用することにより、コンバータ装置専用モジュールをコンバータ装置１５に適用する場合よりも、コストを安価に抑えることができる。
　なお、実施の形態３では、交流電源ＡＣ３が、三相交流の電力をコンバータ装置１５に入力するである場合について説明したが、コンバータ装置１５へは、単相交流の電力が入力されてもよい。
　図７は、実施の形態３にかかるコンバータ装置の第２の構成例を示す図である。図７に示すコンバータ装置１６の各構成要素のうち、コンバータ装置１２，１５の構成要素と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
　コンバータ装置１６は、単相交流の交流電源ＡＣ１および負荷Ｌに接続される。コンバータ装置１６は、単相交流の交流電源ＡＣ１から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を負荷Ｌに出力する。
　コンバータ装置１６は、コンバータ装置１５と比較して、整流回路ＤＢａの代わりに整流回路ＤＢｂを備えている。
　コンバータ装置１５またはコンバータ装置１６に接続される負荷Ｌの例は、モータを駆動させるインバータ装置である。また、インバータ装置は、複数のモジュールＭＤｃを用いて構成されてもよい。
　図８は、実施の形態３にかかるインバータ装置の構成例を示す図である。インバータ装置２２は、例えば、コンバータ装置１５またはコンバータ装置１６に接続され、負荷Ｌとして動作する。ここでは、インバータ装置２２がコンバータ装置１５に接続される場合について説明する。
　コンバータ装置１５とインバータ装置２２とを備えた電力変換システム１０２は、モータ５１に接続されてモータ５１を駆動する。インバータ装置２２は、３つのモジュールＭＤｃを備えている。インバータ装置２２では、３つのモジュールＭＤｃが、高電位側の母線と低電位側の母線との間に、並列に接続されている。３つのモジュールＭＤｃの高電位側の母線は、コンバータ装置１５が備えるスイッチング素子Ｑ２Ｈｃのドレインに接続され、３つのモジュールＭＤｃの低電位側の母線は、コンバータ装置１５が備えるスイッチング素子Ｑ２Ｌｄのソースに接続される。
　インバータ装置２２が備える３つのモジュールＭＤｃのうち、第１のモジュールＭＤｃは、Ｕ相端子に接続され、第２のモジュールＭＤｃは、Ｖ相端子に接続され、第３のモジュールＭＤｃは、Ｗ相端子に接続される。そして、Ｕ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子がモータ５１などに接続される。なお、図８では、３つのモジュールＭＤｃと、モータ５１とを接続する接続線の図示を省略している。
　このように、実施の形態３では、コンバータ装置１５，１６において、駆動回路ＨＶｃ，ＬＶｃおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｌｃが１つのモジュールＭＤｃにパッケージ化されている。また、コンバータ装置１５，１６において、駆動回路ＨＶｄ，ＬＶｄおよびスイッチング素子Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｄが１つのモジュールＭＤｄにパッケージ化されている。したがって、コンバータ装置１５，１６は、サイズが抑制された低コストの回路で力率改善または直流電圧の昇圧を実現しつつ、電力損失を抑えることができる。
　なお、実施の形態１から３において、インバータ装置２１，２２に接続されるモータ５１は、空気調和機の圧縮機に適用されてもよいし、ファンを動作させる装置に適用されてもよい。
　図９は、実施の形態１から３にかかるコンバータ装置を備えた空気調和機の構成例を示す図である。なお、ここでは、コンバータ装置１１を備えた空気調和機１００の構成について説明するが、コンバータ装置１２～１６の何れかを備えた空気調和機は、空気調和機１００の構成と同様である。
　空気調和機１００は、コンバータ装置１１を備えており、コンバータ装置１１が生成する直流電力を利用して空気調和を行なう。空気調和機１００は、交流電源ＡＣ３と、コンバータ装置１１と、インバータ装置２１と、圧縮機５０と、冷凍サイクル機構６０とを備える。
　圧縮機５０は、モータ５１および圧縮要素５２を備える。冷凍サイクル機構６０は、四方弁６１、室内熱交換器６２、膨張弁６３および室外熱交換器６４を備え、これらの各部は冷媒配管を介して接続されている。
　インバータ装置２１は、コンバータ装置１１が出力する直流電力を交流電力に変換して圧縮機５０のモータ５１に供給する。モータ５１は、インバータ装置２１から交流電力の供給を受けて駆動する。圧縮要素５２は、モータ５１が回転することによって、冷媒配管内の冷媒を圧縮する動作を行い、冷媒を冷凍サイクル機構６０の内部で循環させる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の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、本発明の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。
　１１～１６　コンバータ装置、２１，２２　インバータ装置、３０，３１　中間点、３２～３６，４１～４３　接続点、５０　圧縮機、５１　モータ、５２　圧縮要素、６０　冷凍サイクル機構、６１　四方弁、６２　室内熱交換器、６３　膨張弁、６４　室外熱交換器、１００　空気調和機、１０１，１０２　電力変換システム、ＡＣ１，ＡＣ３　交流電源、Ｃ１，Ｃ２　平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２　逆流防止素子、ＤＢａ，ＤＢｂ　整流回路、ＤＣＬ　リアクタ、ＧＮＤ１，ＧＮＤ２　グランド、ＨＶ，ＨＶｃ，ＨＶｄ，ＬＶ，ＬＶｃ，ＬＶｄ　駆動回路、Ｌ　負荷、ＭＤａ～ＭＤｄ　モジュール、Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ，Ｑ２Ｈｃ，Ｑ２Ｈｄ，Ｑ２Ｌｃ，Ｑ２Ｌｄ　スイッチング素子、Ｓｉｇ１Ｈ，Ｓｉｇ１Ｌ，Ｓｉｇ２Ｈ，Ｓｉｇ２Ｌ　駆動信号、Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２　動作用電源。

Claims (8)

  1. 　交流を直流に変換して負荷に供給する直流電源装置であって、
    　交流電源から出力された交流電力を整流して直流電力に変換する整流回路と、
    　前記整流回路に接続されたリアクタと、
    　前記負荷への出力端子間に直列接続された第１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、
    　前記第１のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第１のスイッチング素子と、
    　前記第２のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第２のスイッチング素子と、
    　前記第１のコンデンサの充電電荷が前記第１のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第１の逆流防止素子と、
    　前記第２のコンデンサの充電電荷が前記第２のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第２の逆流防止素子と、
    　前記第１のスイッチング素子を駆動する第１の駆動回路と、
    　前記第２のスイッチング素子を駆動する第２の駆動回路と、
    　を備え、
    　前記第１の駆動回路は、前記第１のスイッチング素子を第１のタイミングでオン状態に制御し、
    　前記第２の駆動回路は、前記第２のスイッチング素子を第２のタイミングでオン状態に制御し、
    　前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記第１の駆動回路、および前記第２の駆動回路は、１つのパッケージに収められたモジュールである直流電源装置。
  2. 　前記第１の駆動回路は、前記第１のスイッチング素子の電源を生成するレベルシフト回路と、前記第１のスイッチング素子が有するゲートを駆動する第１のゲート駆動回路と、を含み、
    　前記第２の駆動回路は、前記第２のスイッチング素子が有するゲートを駆動する第２のゲート駆動回路と、を含む、
    　請求項１に記載の直流電源装置。
  3. 　前記１つのパッケージには、前記第１のスイッチング素子、前記第２のスイッチング素子、前記第１の駆動回路、および前記第２の駆動回路とともに、前記第１の逆流防止素子および前記第２の逆流防止素子が収められている、
    　請求項１または２に記載の直流電源装置。
  4. 　交流を直流に変換して負荷に供給する直流電源装置であって、
    　交流電源の出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
    　前記整流回路に接続されたリアクタと、
    　前記負荷への出力端子間に直列接続された第１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、
    　前記第１のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第１のスイッチング素子と、
    　前記第２のコンデンサの充電と非充電とをスイッチングする第２のスイッチング素子と、
    　前記第１のコンデンサの充電電荷が前記第１のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第１の逆流防止素子と、
    　前記第２のコンデンサの充電電荷が前記第２のスイッチング素子へ逆流するのを防止する第２の逆流防止素子と、
    　前記第１のスイッチング素子を駆動する第１の駆動回路と、
    　前記第２のスイッチング素子を駆動する第２の駆動回路と、
    　前記第１の逆流防止素子を駆動する第３の駆動回路と、
    　前記第２の逆流防止素子を駆動する第４の駆動回路と、
    　を備え、
    　前記第１の駆動回路は、前記第１のスイッチング素子を第１のタイミングでオン状態に制御し、
    　前記第２の駆動回路は、前記第２のスイッチング素子を第２のタイミングでオン状態に制御し、
    　前記第１のスイッチング素子、前記第１の逆流防止素子、前記第１の駆動回路、および前記第３の駆動回路は、１つのパッケージである第１のパッケージに収められたモジュールであり、
    　前記第２のスイッチング素子、前記第２の逆流防止素子、前記第２の駆動回路、および前記第４の駆動回路は、１つのパッケージである第２のパッケージに収められたモジュールである直流電源装置。
  5. 　前記第１の逆流防止素子は、第３のスイッチング素子であり、
    　前記第２の逆流防止素子は、第４のスイッチング素子であり、
    　前記第３の駆動回路は、前記第３のスイッチング素子の電源を生成する第１のレベルシフト回路と、前記第３のスイッチング素子が有するゲートを駆動する第１のゲート駆動回路と、を含み、
    　前記第２の駆動回路は、前記第２のスイッチング素子の電源を生成する第２のレベルシフト回路と、前記第２のスイッチング素子が有するゲートを駆動する第２のゲート駆動回路と、を含む、
    　請求項４に記載の直流電源装置。
  6. 　請求項１から３の何れか１つに記載の直流電源装置と、
    　前記負荷と、
    　を有し、
    　前記負荷は、直流電力を交流電力に変換する交流電源装置であり、
    　前記交流電源装置は、前記パッケージと同じ構成のパッケージを具備している電力変換システム。
  7. 　請求項４または５に記載の直流電源装置と、
    　前記負荷と、
    　を有し、
    　前記負荷は、直流電力を交流電力に変換する交流電源装置であり、
    　前記交流電源装置は、前記第１のパッケージまたは前記第２のパッケージと同じ構成のパッケージを具備している電力変換システム。
  8. 　請求項１から５の何れか１つに記載の直流電源装置を備える空気調和機。
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