WO2022219901A1 - 電源回路及び空気調和装置 - Google Patents

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直也 足立
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三菱重工サーマルシステムズ株式会社
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the present disclosure relates to power supply circuits and air conditioners.
  • a supercapacitor (electric double layer capacitor) is used as a capacitive element.
  • a supercapacitor is characterized by having a large capacitance, and is used as a power storage element in a circuit (for example, Patent Document 1).
  • a supercapacitor has a large capacitance and a low applied voltage (for example, about 2.5 V).
  • the voltage required to drive the load is often higher than the applied voltage.
  • the required voltage is about 12V.
  • the use of a plurality of supercapacitors with large capacities raises concerns about an increase in circuit area and cost. When used as an electricity storage device, it is also important to reduce the number of charge/discharge cycles to suppress deterioration.
  • Patent Document 1 a battery is connected to a motor, which is a load, while an electric double layer capacitor is connected via a charging circuit and a discharging circuit.
  • a battery is connected to a motor, which is a load, while an electric double layer capacitor is connected via a charging circuit and a discharging circuit.
  • the voltage required by the load and the output voltage of the battery must match, so the higher the voltage required by the load, the more electric double layer capacitors may be connected in series.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to provide a power supply circuit and an air conditioner that can reduce the number of supercapacitors used.
  • a first aspect of the present disclosure is a power supply circuit applied to an air conditioner, which includes a power supply unit that outputs a constant DC voltage to a DC line, one end of which is connected to the DC line, and a constant voltage drop due to a resistance. and outputting a constant current, the other end of which is connected to the DC line, and a plurality of supercapacitors connected in parallel to the output side of the constant current unit and connected in series.
  • the power supply circuit includes a capacity section and a boost section for boosting the voltage of the DC line to a predetermined voltage.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power supply circuit according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a diagram showing a refrigerant circuit of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a diagram showing a refrigerant circuit of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure
  • a power supply circuit 1 according to this embodiment is applied to an air conditioner 100 .
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power supply circuit 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the circled A lines are connected to each other.
  • the circled B lines are connected to each other.
  • the circled C lines are connected to each other.
  • power is supplied from the power supply 2 to the load 3 .
  • a load 3 is a functional item in the air conditioner 100 .
  • the power supply 2 generates an AC voltage, which is rectified by the rectifier 4.
  • the power supply 2 is, for example, an AC power supply.
  • the rectified AC voltage (that is, DC voltage) is supplied to power supply section 6 via smoothing capacitor 5 .
  • the power supply unit 6 outputs a constant DC voltage to the DC line 7 .
  • the voltage of the DC line 7 is 7.8V.
  • a diode 8 that suppresses reverse current is provided on the output side of the power supply unit 6 to suppress the inflow of current to the power supply unit 6 .
  • a capacitor 9 is connected in parallel to the output side of the diode 8, and the other end of the capacitor is connected to the ground (GND).
  • the DC line 7 is connected to a booster section 11 via a diode (first diode) 10 .
  • the diode 10 is connected between P1, which is a connection point between one end of the constant current section 12 described later and the DC line 7, and P2, which is a connection point between the other end of the constant current section 12 and the DC line 7. placed in between. Then, the backflow of current from P2 to P1 (backflow from P2, which is the connection point with the other end) is suppressed. That is, the diode 10 has its anode connected to P1 and its cathode connected to P2.
  • a constant current section 12 is connected to the DC line 7 .
  • the constant current section 12 constitutes a branch route of the DC line 7 .
  • the constant current section 12 has one end connected to P1 of the DC line 7 and the other end connected to P2 of the DC line 7 .
  • the constant current unit 12 generates a constant voltage drop through the resistor 14 and outputs a constant current. That is, in the constant current unit 12, a constant voltage is output by the regulator 13, and this voltage is applied across the resistor 14, causing a constant current to flow through the resistor 14, thereby generating a constant voltage drop.
  • a constant voltage drop is, for example, 1.25V.
  • the DC line 7 of 7.8V drops to approximately 6.5V.
  • the regulator is, for example, a three-terminal regulator.
  • the line on the output side of the constant current section 12 is connected to the DC line 7 at P2.
  • a capacitance section 15 is connected in parallel to the output side of the constant current section 12 . That is, one end of the capacitance section 15 is connected to P3 on the output side of the constant current section 12, and the other end is connected to the ground (GND). Since a constant voltage drop occurs in the constant current section 12 , a voltage of approximately 6.5 V is applied to the capacitance section 15 .
  • the capacitive section 15 includes a plurality of supercapacitors 16A, 16B, 16C, and the supercapacitors 16A, 16B, 16C are connected in series.
  • the voltage of P3 is set lower than the voltage of the DC line 7 because it is dropped by the constant current section 12 . Furthermore, since the voltage of the DC line 7 is also boosted before being supplied to the load 3, it can be set low. Therefore, the voltage of P3 can be effectively set lower than the voltage (12V) supplied to the load 3, so that the number of directly connected supercapacitors can be reduced. Specifically, when P3 is 6.5 V, the number of supercapacitors 16A, 16B, and 16C required in the capacitor section 15 is three. Since the required number of supercapacitors is suppressed, the circuit area can be suppressed. Cost reduction is also possible.
  • a diode (second diode) 17 is provided on the output side of the constant current section 12 between P3, which is the connection point with the capacitance section 15, and P2, which is the connection point with the DC line 7.
  • the diode 17 suppresses backflow from P2, which is the connection point with the DC line 7. As shown in FIG. That is, the diode 17 has its anode connected to P3 and its cathode connected to P2.
  • the booster 11 is connected to the DC line 7 and boosts the voltage (that is, the voltage of P2) to a predetermined voltage.
  • the predetermined voltage is 12V, for example.
  • the predetermined voltage is set as a voltage required for the load 3 .
  • the boosting unit 11 can output a predetermined voltage (12 V) even if the input drops to the allowable lower limit voltage (eg, 3 V).
  • Both the voltage from the DC line 7 (that is, the output of the power supply section 6) and the voltage from the capacity section 15 can be input to the booster section 11.
  • 7.8 V is supplied from the power supply section 6 to the DC line 7 , so power is supplied from the DC line 7 to the boosting section 11 via the diode 10 . In other words, no discharge occurs in the capacitor 15 in the normal state.
  • 7.8 V cannot be supplied from the power supply section 6 to the DC line 7 .
  • the diode 17 becomes conductive and the capacitance section 15 discharges and powers the boost section 11 via the diode 17 . If this state continues, the charge in the capacitor section 15 will drop and the voltage will drop, but the boosting section 11 will boost the voltage to a predetermined voltage until it reaches the allowable lower limit voltage.
  • the capacity unit 15 supplies energy to the booster unit 11 when the voltage supplied from the power supply unit 6 to the DC line 7 becomes equal to or less than a predetermined value.
  • the predetermined value is, for example, the voltage of the capacitive section 15 (voltage due to accumulated charge).
  • the capacity unit 15 functions as a backup power supply. That is, it is possible to suppress deterioration by suppressing frequent charging and discharging of the capacitor section 15 .
  • the capacity unit 15 can discharge until the discharge voltage reaches about the allowable lower limit voltage (3 V), energy that cannot be supplied to the load 3 (energy remaining in the capacity unit 15) can be suppressed.
  • the booster 11 is connected to the regulator 18, and the regulator 18 converts the voltage from the booster 11 into a predetermined voltage. For example, regulator 18 outputs 5V.
  • the 12V generated by the booster 11 is supplied to the load 3. That is, the functional product is driven by the voltage boosted by the booster 11 .
  • the 5V generated by the regulator 18 is supplied to the CPU 19 for control. That is, the CPU 19 is driven using the 5V generated by the regulator 18 as a power supply, controls the transistor 20 , and controls the on/off of the power supply to the load 3 .
  • FIG. 2 shows a diagram of the refrigerant circuit of the air conditioner 100 according to this embodiment.
  • the air conditioner 100 includes an outdoor unit 300 and an indoor unit 110 .
  • the refrigerant circuit shown in FIG. 2 is an example, and any refrigerant circuit is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the outdoor unit 300 includes an inverter-driven compressor 130 that compresses the refrigerant, a muffler (silencing device) 120 that suppresses vibration noise generated in the compressor 130, a four-way switching valve 170 that switches the circulation direction of the refrigerant, and the refrigerant.
  • An outdoor heat exchanger 190 that exchanges heat with the outside air, a receiver 260 that stores liquid refrigerant, and an accumulator 310 that separates the liquid from the refrigerant gas sucked into the compressor 130 and sucks only the gas into the compressor 130.
  • the devices on the outdoor unit 300 side are connected in a known manner through refrigerant pipes such as a discharge pipe 370A, a gas pipe 370B, a liquid pipe 370C, and a suction pipe 370E to form an outdoor refrigerant circuit 390.
  • the outdoor unit 300 is provided with an outdoor fan 410 that blows outside air to the outdoor heat exchanger 190 .
  • the indoor unit 110 is connected to the gas side pipe 500 and the liquid side pipe 700 . This constitutes a sealed single-system refrigeration cycle 450 .
  • the indoor unit 110 includes an indoor heat exchanger 470 that exchanges heat between a refrigerant and indoor air for indoor air conditioning, an indoor fan 510 that circulates the indoor air through the indoor heat exchanger 470, and an expansion valve (EEV) 490. , is equipped with
  • the cooling operation is performed as follows.
  • the high-temperature, high-pressure refrigerant gas compressed by compressor 130 is discharged to discharge pipe 370A and supplied to four-way switching valve 170 via muffler 120 .
  • the refrigerant gas is circulated to the gas pipe 370B side by the four-way switching valve 170, heat-exchanged with the outside air blown by the outdoor fan 410 in the outdoor heat exchanger 190, and condensed and liquefied.
  • This liquid refrigerant is temporarily stored in the receiver 260 via the liquid pipe 370C.
  • the liquid refrigerant whose circulation amount is adjusted by the receiver 260 is supplied to the indoor unit 110 via the liquid side pipe 700 and is adiabatically expanded by the expansion valve 490 .
  • the liquid refrigerant flows into the indoor heat exchanger 470 in the indoor unit 110 .
  • the indoor heat exchanger 470 heat is exchanged between the indoor air circulated by the indoor fan 510 and the refrigerant, and the indoor air is cooled and used for indoor cooling.
  • the refrigerant is gasified, passes through the gas side pipe 500, reaches the four-way switching valve 170, and is introduced into the accumulator 310 through the suction pipe 370E.
  • the accumulator 310 separates the liquid contained in the refrigerant gas and sucks only the gas into the compressor 130 . This refrigerant is compressed again in the compressor 130, and cooling operation is performed by repeating the above cycle.
  • the heating operation is performed as follows.
  • the high-temperature, high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 130 is discharged to the discharge pipe 370A, supplied to the four-way switching valve 170 via the muffler 120, and then circulated to the gas side pipe 500 by the four-way switching valve 170.
  • This refrigerant is derived from the outdoor unit 300 and introduced into the indoor unit 110 .
  • the high-temperature, high-pressure refrigerant gas introduced into the indoor unit 110 exchanges heat with the indoor air circulated through the indoor fan 510 in the indoor heat exchanger 470, and the indoor air is heated to heat the room.
  • the liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 470 flows through the expansion valve 490 into the receiver 260 and is temporarily stored to adjust the circulation amount.
  • This liquid refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 190 via the liquid pipe 370C.
  • heat is exchanged between the outside air blown from the outdoor fan 410 and the refrigerant, and the refrigerant absorbs heat from the outside air and evaporates.
  • This refrigerant is introduced from the outdoor heat exchanger 190 into the accumulator 310 through the gas pipe 370B, the four-way switching valve 170, and the intake pipe 370E.
  • the liquid component contained in the refrigerant gas is separated, and only the gas component is sucked into the compressor 130, where it is compressed again. Heating operation is performed by repeating the above cycle.
  • the power supply circuit 1 is applied to an air conditioner 100 having a refrigerant circuit as shown in FIG. 2, for example. That is, power is supplied to a functional item (load 3) that requires power supply in the air conditioner 100 .
  • a functional item is, for example, an electronic expansion valve. In FIG. 2, it is the expansion valve 490 .
  • the expansion valve of the air conditioner 100 is fully closed by the predetermined voltage boosted by the booster 11 .
  • the expansion valve 490 is on the indoor unit side in FIG. 2, it may be on the outdoor unit side.
  • the power supply destination of the power supply circuit 1 is not limited to the electronic expansion valve.
  • the power supply unit 6 outputs a constant DC voltage
  • the constant current unit 12 drops the DC voltage by a constant value.
  • parallel-connected supercapacitors 16A, 16B, 16C Although the supercapacitors 16A, 16B, and 16C have large electrostatic capacities and low applied voltages, the voltage drops, so the number of series can be suppressed. Therefore, the number of supercapacitors 16A, 16B, and 16C required can be suppressed, and the circuit area can be suppressed. The cost required for supercapacitors 16A, 16B, and 16C can also be suppressed.
  • the booster section 11 is connected to the DC line 7, and the constant current section 12 and the capacity section 15 are connected to the DC line 7, so the capacity section 15 can function as a backup. That is, the voltage from the power supply unit 6 and the voltage from the capacitor unit 15 can stably boost the voltage.
  • the capacitance unit 15 supplies energy to the boosting unit 11, thereby suppressing steady discharge of the capacitance unit 15. Deterioration can be suppressed.
  • the diodes 10 and 17 suppress backflow from the booster 11 to the power source 6 via the DC line 7 and backflow from the booster 11 to the capacitor 15 and the constant current unit 12, thereby improving the stability of the circuit. Improve.
  • a power supply circuit (1) is a power supply circuit applied to an air conditioner (100), comprising a power supply unit (6) that outputs a constant DC voltage to a DC line (7), a constant current section (12) connected to a DC line, generating a constant voltage drop through a resistor (14) and outputting a constant current, the other end of which is connected to the DC line; and an output of the constant current section.
  • a capacitance unit (15) having a plurality of supercapacitors (16A, 16B, 16C) connected in parallel and connected in series to the side of the Prepare.
  • the power supply unit outputs a constant DC voltage, which is dropped by a constant value in the constant current unit and connected to the parallel-connected supercapacitors.
  • the supercapacitor has a large electrostatic capacity and a low applied voltage, the voltage is dropped, so the number of series can be suppressed. Therefore, the number of supercapacitors required can be suppressed, and the circuit area can be suppressed. The cost required for the supercapacitor can also be suppressed.
  • the boosting section is connected to the DC line, and the constant current section and the capacity section are connected to the DC line, the capacity section can function as a backup. That is, it is possible to stably boost the voltage with the voltage from the power supply unit and the voltage from the capacitor unit.
  • the capacitive section may supply energy to the boosting section when the voltage supplied from the power supply section to the DC line becomes equal to or less than a predetermined value.
  • the capacitance unit supplies energy to the boost unit, thereby steadily discharging the capacitance unit. can be suppressed to suppress deterioration.
  • the power supply circuit according to the present disclosure is provided between the connection point of the one end of the constant current section and the connection point of the other end of the constant current section in the DC line, and a first diode that suppresses reverse current from the other end. and a second diode provided between a connection point with the capacitance section and a connection point with the DC line on the output side of the constant current section and suppressing backflow from the connection point with the DC line; , may be provided.
  • the first diode is provided between the connection point of one end of the constant current part and the connection point of the other end of the constant current part in the DC line, and suppresses the reverse current from the other end.
  • a second diode is provided on the output side of the constant current section between a connection point with the capacitance section and a connection point with the DC line to suppress backflow from the connection point with the DC line. This suppresses a backflow from the booster to the power source via the DC line, and a backflow from the booster to the capacitor or constant current section, thereby improving the stability of the circuit.
  • the expansion valve (490) of the air conditioner may be fully closed by the predetermined voltage boosted by the booster.
  • the supercapacitor since the supercapacitor is used as a backup, it is possible to stably boost the pressure and improve the reliability of the fully closed control of the expansion valve of the air conditioner. can.
  • An air conditioner according to the present disclosure includes a refrigerant circuit and the power supply circuit.

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Abstract

スーパーキャパシタの使用数を低減することのできる電源回路及び空気調和装置を提供することを目的とする。空気調和装置に適用される電源回路（１）であって、一定の直流電圧を直流ライン（７）に出力する電源部（６）と、一端が直流ライン（７）に接続され、抵抗（１４）により一定の電圧降下を発生させるとともに、定電流を出力し、他端が直流ライン（７）に接続された定電流部（１２）と、定電流部（１２）の出力側に並列接続されており、直列接続された複数のスーパーキャパシタ（１６Ａ）、（１６Ｂ）、（１６Ｃ）を有する容量部（１５）と、直流ライン（７）の電圧を所定電圧へ昇圧する昇圧部（１１）とを備える。

Description

電源回路及び空気調和装置
　本開示は、電源回路及び空気調和装置に関するものである。
　容量素子としてスーパーキャパシタ（電気二重層キャパシタ）が使用される。スーパーキャパシタは、静電容量が大きいという特徴があり、回路中において蓄電素子として使用される（例えば特許文献１）。
特開２０１４－３３５３３号公報
　しかしながら、スーパーキャパシタは、静電容量が大きい分、印加電圧が低い（例えば２．５Ｖ程度）。一方で負荷を駆動するために必要な電圧は該印加電圧よりも高いことが多い。例えば、必要な電圧は１２Ｖ程度である。そうすると、必要な電圧を得るために、スーパーキャパシタを複数（例えば５個）直列に接続する必要がある。キャパシタの特性上、直列に接続すると合成容量は半減するため、容量を確保するためには、１つあたりのスーパーキャパシタの容量を大きくする必要がある。容量が大きいスーパーキャパシタを複数用いると、回路面積の増大やコストの増加が懸念される。蓄電素子として用いる場合には、充放電回数を低減して劣化を抑制することも重要である。
　特許文献１では、バッテリから負荷であるモータへ接続する一方で、充電回路及び放電回路を介して電気二重層コンデンサを接続する構成としている。しかし、負荷で必要な電圧とバッテリの出力電圧が一致する必要があるため、負荷で必要な電圧が高いほど、直列に接続する電気二重層コンデンサの数が増える可能性がある。
　本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スーパーキャパシタの使用数を低減することのできる電源回路及び空気調和装置を提供することを目的とする。
　本開示の第１態様は、空気調和装置に適用される電源回路であって、一定の直流電圧を直流ラインに出力する電源部と、一端が前記直流ラインに接続され、抵抗により一定の電圧降下を発生させるとともに、定電流を出力し、他端が前記直流ラインに接続された定電流部と、前記定電流部の出力側に並列接続されており、直列接続された複数のスーパーキャパシタを有する容量部と、前記直流ラインの電圧を所定電圧へ昇圧する昇圧部と、を備える電源回路である。
　本開示によれば、スーパーキャパシタの使用数を低減することができるという効果を奏する。
本開示の一実施形態に係る電源回路の概略構成を示す図である。 本開示の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。
　以下に、本開示に係る電源回路及び空気調和装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る電源回路１は、空気調和装置１００に適用される。
　図１は、本開示の一実施形態に係る電源回路１の概略構成を示す図である。図１において、丸で囲われたＡのライン同士は互いに接続されている。図１において、丸で囲われたＢのライン同士は互いに接続されている。図１において、丸で囲われたＣのライン同士は互いに接続されている。図１に示すように、電源回路１では、電源２から負荷３へ電源供給を行う。負荷３は空気調和装置１００における機能品である。
　電源２は交流電圧を発生させ、整流部４で整流される。電源２は、例えば交流電源である。整流された交流電圧（すなわち直流電圧）は、平滑用のコンデンサ５を介して電源部６へ供給される。電源部６は、一定の直流電圧を直流ライン７に出力する。本実施形態では、直流ライン７の電圧は７．８Ｖであるものとする。電源部６の出力側では、逆流を抑制するダイオード８が設けられており、電源部６への電流の流入が抑制されている。ダイオード８の出力側には、コンデンサ９が並列接続されており、該コンデンサの他端はグランド（GND）に接続されている。
　直流ライン７は、ダイオード（第１ダイオード）１０を介して、昇圧部１１に接続される。具体的には、ダイオード１０は、後述する定電流部１２の一端と直流ライン７との接続点であるＰ１と、定電流部１２の他端と直流ライン７との接続点であるＰ２との間に設けられている。そして、Ｐ２からＰ１への電流の逆流（他端との接続点であるＰ２からの逆流）を抑制している。すなわち、ダイオード１０は、アノードがＰ１に接続されており、カソードがＰ２に接続されている。
　そして、直流ライン７には、定電流部１２が接続されている。定電流部１２は、直流ライン７の分岐ルートを構成する。具体的には、定電流部１２は、一端が直流ライン７のＰ１に接続されており、他端が直流ライン７のＰ２に接続されている。そして、定電流部１２は、抵抗１４により一定の電圧降下を発生させるとともに、定電流を出力する。すなわち、定電流部１２では、レギュレータ１３により一定の電圧を出力し、この電圧が抵抗１４両端に印加されて一定電流が抵抗１４を流れることで、一定の電圧降下を発生させる。一定の電圧降下は、例えば１．２５Ｖである。これによって、直流ライン７の７．８Ｖは電圧降下によって約６．５Ｖとなる。レギュレータは、例えば三端子レギュレータである。定電流部１２の出力側のラインは、Ｐ２において直流ライン７と接続される。
　定電流部１２の出力側には、容量部１５が並列接続されている。すなわち、容量部１５の一端側は定電流部１２の出力側のＰ３に接続されており、他端側はグランド（GND）に接続されている。定電流部１２では一定の電圧降下が発生しているため、容量部１５には約６．５Ｖの電圧が印加されることとなる。
　容量部１５は、複数のスーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを備えており、それぞれのスーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは直列接続されている。Ｐ３の電圧は、定電流部１２で電圧降下されているため、直流ライン７の電圧よりも低く設定されている。さらに、直流ライン７の電圧も昇圧してから負荷３へ供給するため、低く設定可能である。このため、Ｐ３の電圧は、負荷３へ供給する電圧（１２Ｖ）よりも効果的に低く設定できるため、直接接続するスーパーキャパシタの数を少なくすることができる。具体的には、Ｐ３を６．５Ｖとすると、容量部１５において必要なスーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの数は３つとなる。スーパーキャパシタの必要数が抑制されることで、回路面積を抑制することができる。コストの低減も可能となる。
　容量部１５は、定電流部１２から供給される定電流で充電されるため、充電時に大電流が流れることが抑制される。
　そして、定電流部１２の出力側において容量部１５との接続点であるＰ３と直流ライン７との接続点であるＰ２との間には、ダイオード（第２ダイオード）１７が設けられている。ダイオード１７は、直流ライン７との接続点であるＰ２からの逆流を抑制している。すなわち、ダイオード１７は、アノードがＰ３に接続されており、カソードがＰ２に接続されている。
　昇圧部１１は、直流ライン７に接続されており、電圧（すなわちＰ２の電圧）を所定電圧へ昇圧する。所定電圧は例えば１２Ｖである。所定電圧は、負荷３に対して必要な電圧として設定される。昇圧部１１は、例えば入力が許容下限電圧（例えば３Ｖ）まで低下しても、所定で電圧（１２Ｖ）を出力可能となっている。
　昇圧部１１には、直流ライン７からの電圧（すなわち電源部６の出力）と、容量部１５からの電圧の両方が入力可能となっている。電源２が正常に動作している場合には、電源部６から直流ライン７に７．８Ｖが供給されるため、直流ライン７からダイオード１０を介して電力が昇圧部１１へ供給される。すなわち、正常状態では、容量部１５の放電は発生しない。一方で、電源２が停止した場合や電源２の出力が低下した等の状態では、電源部６から直流ライン７へ７．８Ｖが供給できなくなる。このような場合では、昇圧部１１の入力側の電圧（すなわちＰ２の電圧）が低下していき、Ｐ３の電圧（すなわち６．５Ｖ）の方が高くなると、ダイオード１７が導通状態となり、容量部１５が放電して、ダイオード１７を介して昇圧部１１へ電力供給する。この状態が続くと、容量部１５の電荷が低下して電圧が低下するものの、昇圧部１１は、許容下限電圧となるまで所定電圧への昇圧を行う。
　すなわち、容量部１５は、電源部６から直流ライン７へ供給される電圧が所定値以下となった場合に、昇圧部１１へエネルギー供給する。所定値とは、例えば容量部１５の電圧（蓄電された電荷による電圧）である。これによって、容量部１５は、バックアップ電源としての機能を果たす。すなわち、容量部１５の充放電が頻繁に行われることを抑制して、劣化を抑えることができる。
　さらに、容量部１５は、放電電圧が許容下限電圧（３Ｖ）程度となるまで放電することができるため、負荷３へ供給できないエネルギー（容量部１５に残るエネルギー）を抑えることができる。
　昇圧部１１は、レギュレータ１８に接続されており、レギュレータ１８では、昇圧部１１からの電圧を所定電圧へ変換する。例えば、レギュレータ１８は、５Ｖを出力する。
　昇圧部１１で生成した１２Ｖは、負荷３へ供給される。すなわち、昇圧部１１で昇圧された電圧によって機能品が駆動される。一方で、レギュレータ１８で生成した５Ｖは、制御用のＣＰＵ１９へ供給される。すなわち、レギュレータ１８で生成した５Ｖを電源としてＣＰＵ１９が駆動され、トランジスタ２０を制御して、負荷３への電源のオンオフを制御する。
　次に、空気調和装置１００について説明する。
　次に、空気調和装置１００における冷媒回路について図を用いて説明する。
　図２には、本実施形態に係る空気調和装置１００の冷媒回路の図が示されている。空気調和装置１００は、室外機３００と、室内機１１０とを備えている。図２に示す冷媒回路は一例であり、冷媒回路であれば図２に示す構成に限定されない。
　室外機３００は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１３０と、圧縮機１３０において発生する振動音を抑制するマフラ（消音装置）１２０と、冷媒の循環方向を切り換える四方切換弁１７０と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器１９０と、液冷媒を貯留するレシーバ２６０と、圧縮機１３０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１３０に吸入させるアキュムレータ３１０とを備えている。室外機３００側の上記各機器は、吐出配管３７０Ａ、ガス配管３７０Ｂ、液配管３７０Ｃ、及び吸入配管３７０Ｅ等の冷媒配管を介して公知の如く接続され、室外側冷媒回路３９０を構成している。室外機３００には、室外熱交換器１９０に対して外気を送風する室外ファン４１０が設けられている。ガス側配管５００及び液側配管７００は、室内機１１０が接続されている。これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル４５０が構成されている。
　室内機１１０は、冷媒と室内空気とを熱交換させて室内の空調に供する室内熱交換器４７０と、室内熱交換器４７０を通して室内空気を循環させる室内ファン５１０と、膨張弁（ＥＥＶ）４９０と、を備えている。
　上記空気調和装置１００において、冷房運転は、以下のように行われる。
　圧縮機１３０で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７０Ａに吐出され、マフラ１２０を介して四方切換弁１７０に供給される。その後、冷媒ガスは、四方切換弁１７０によりガス配管３７０Ｂ側に循環され、室外熱交換器１９０で室外ファン４１０により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、液配管３７０Ｃを介してレシーバ２６０にいったん貯留される。レシーバ２６０で循環量が調整された液冷媒は、液側配管７００を介して、室内機１１０へ供給され、膨張弁４９０で断熱膨張される。液冷媒は、室内機１１０において室内熱交換器４７０へと流入される。室内熱交換器４７０では、室内ファン５１０により循環される室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、ガス側配管５００を経て、四方切換弁１７０へ至り、吸入配管３７０Ｅを介してアキュムレータ３１０に導入される。アキュムレータ３１０では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１３０へと吸入される。この冷媒は、圧縮機１３０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
　一方、暖房運転は、以下のように行われる。
　圧縮機１３０により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７０Ａに吐出され、マフラ１２０を介して四方切換弁１７０に供給された後、四方切換弁１７０によりガス側配管５００側に循環される。この冷媒は、室外機３００から導出され、室内機１１０へと導入される。室内機１１０に導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器４７０で室内ファン５１０を介して循環される室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。室内熱交換器４７０で凝縮された液冷媒は、膨張弁４９０経てレシーバ２６０に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、液配管３７０Ｃを介して室外熱交換器１９０へと流入される。室外熱交換器１９０では、室外ファン４１０から送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、室外熱交換器１９０からガス配管３７０Ｂ、四方切換弁１７０、吸入配管３７０Ｅを経てアキュムレータ３１０に導入される。アキュムレータ３１０では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１３０へと吸入され、圧縮機１３０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。
　電源回路１は、例えば図２に示すような冷媒回路を有する空気調和装置１００に対して適用される。すなわち、空気調和装置１００において電源供給を必要とする機能品（負荷３）に対して電力供給を行う。機能品は、例えば電子膨張弁である。図２では、膨張弁４９０である。電源２が遮断された状態で冷媒回路における冷媒の流れを止める必要がある場合に、昇圧部１１で昇圧された所定電圧により、空気調和装置１００の膨張弁が全閉とされる。図２では、膨張弁４９０は室内機側にあるが、室外機側にあってもよい。
　電源回路１による電力供給先は、電子膨張弁に限定されない。
　以上説明したように、本実施形態に係る電源回路及び空気調和装置によれば、電源部６により一定の直流電圧が出力されており、この直流電圧を定電流部１２において一定の値だけ電圧降下させて、並列接続されたスーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃに接続する。スーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは静電容量が大きいが印加電圧が低いものの、電圧降下がされるため、直列数を抑制することができる。このため、必要なスーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの数を抑制することができ、回路面積が抑制される。スーパーキャパシタ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃに要するコストも抑制することができる。
　昇圧部１１は直流ライン７に接続されており、定電流部１２及び容量部１５は直流ライン７に接続されているため、容量部１５は、バックアップとしての機能を果たすことができる。すなわち、電源部６からの電圧及び容量部１５からの電圧によって、安定的に昇圧を行うことができる。
　容量部１５は、電源部６から直流ライン７へ供給される電圧が所定値以下となった場合に、昇圧部１１へエネルギー供給することで、定常的な容量部１５の放電を抑制して、劣化を抑制することができる。
　ダイオード１０及びダイオード１７よって、昇圧部１１から直流ライン７を介した電源部６への逆流や、昇圧部１１から容量部１５や定電流部１２への逆流を抑制して、回路の安定性を向上させる。
　本開示は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。
　以上説明した各実施形態に記載の電源回路及び空気調和装置は例えば以下のように把握される。
　本開示に係る電源回路（１）は、空気調和装置（１００）に適用される電源回路であって、一定の直流電圧を直流ライン（７）に出力する電源部（６）と、一端が前記直流ラインに接続され、抵抗（１４）により一定の電圧降下を発生させるとともに、定電流を出力し、他端が前記直流ラインに接続された定電流部（１２）と、前記定電流部の出力側に並列接続されており、直列接続された複数のスーパーキャパシタ（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ）を有する容量部（１５）と、前記直流ラインの電圧を所定電圧へ昇圧する昇圧部（１１）と、を備える。
　本開示に係る電源回路によれば、電源部により一定の直流電圧が出力されており、この直流電圧を定電流部において一定の値だけ電圧降下させて、並列接続されたスーパーキャパシタに接続する。スーパーキャパシタは静電容量が大きいが印加電圧が低いものの、電圧降下がされるため、直列数を抑制することができる。このため、必要なスーパーキャパシタの数を抑制することができ、回路面積が抑制される。スーパーキャパシタに要するコストも抑制することができる。
　昇圧部は直流ラインに接続されており、定電流部及び容量部は直流ラインに接続されているため、容量部は、バックアップとしての機能を果たすことができる。すなわち、電源部からの電圧及び容量部からの電圧によって、安定的に昇圧を行うことができる。
　本開示に係る電源回路は、前記容量部は、前記電源部から前記直流ラインへ供給される電圧が所定値以下となった場合に、前記昇圧部へエネルギー供給することとしてもよい。
　本開示に係る電源回路によれば、容量部は、電源部から直流ラインへ供給される電圧が所定値以下となった場合に、昇圧部へエネルギー供給することで、定常的な容量部の放電を抑制して、劣化を抑制することができる。
　本開示に係る電源回路は、前記直流ラインにおいて前記定電流部の前記一端の接続点と前記他端の接続点の間に設けられており、前記他端からの逆流を抑制する第１ダイオードと、前記定電流部の出力側において前記容量部との接続点と前記直流ラインとの接続点との間に設けられており、前記直流ラインとの接続点からの逆流を抑制する第２ダイオードと、を備えることとしてもよい。
　本開示に係る電源回路によれば、直流ラインにおいて定電流部の一端の接続点と他端の接続点の間において、該他端からの逆流を抑制する第１ダイオードが設けられており、さらに、定電流部の出力側において容量部との接続点と直流ラインとの接続点との間において、直流ラインとの接続点からの逆流を抑制する第２ダイオードが設けられている。これによって、昇圧部から直流ラインを介して電源部への逆流や、昇圧部から容量部や定電流部への逆流を抑制して、回路の安定性を向上させる。
　本開示に係る電源回路は、前記昇圧部で昇圧された前記所定電圧により、前記空気調和装置の膨張弁（４９０）が全閉とされることとしてもよい。
　本開示に係る電源回路によれば、バックアップとしてのスーパーキャパシタが用いられているため、安定して昇圧を行うことができ、空気調和装置の膨張弁の全閉制御の信頼性を向上させることができる。
　本開示に係る空気調和装置は、冷媒回路と、上記の電源回路と、を備える。
１　　　　：電源回路
２　　　　：電源
３　　　　：負荷
４　　　　：整流部
５　　　　：コンデンサ
６　　　　：電源部
７　　　　：直流ライン
８　　　　：ダイオード
９　　　　：コンデンサ
１０　　　：ダイオード
１１　　　：昇圧部
１２　　　：定電流部
１３　　　：レギュレータ
１４　　　：抵抗
１５　　　：容量部
１６Ａ　　：スーパーキャパシタ
１６Ｂ　　：スーパーキャパシタ
１６Ｃ　　：スーパーキャパシタ
１７　　　：ダイオード
１８　　　：レギュレータ
１９　　　：ＣＰＵ
２０　　　：トランジスタ
１００　　：空気調和装置
１１０　　：室内機
１２０　　：マフラ
１３０　　：圧縮機
１７０　　：四方切換弁
１９０　　：室外熱交換器
２６０　　：レシーバ
３００　　：室外機
３１０　　：アキュムレータ
３７０Ａ　：吐出配管
３７０Ｂ　：ガス配管
３７０Ｃ　：液配管
３７０Ｅ　：吸入配管
３９０　　：室外側冷媒回路
４１０　　：室外ファン
４５０　　：冷凍サイクル
４７０　　：室内熱交換器
４９０　　：膨張弁
５００　　：ガス側配管
５１０　　：室内ファン
７００　　：液側配管

Claims (5)

  1. 　空気調和装置に適用される電源回路であって、
    　一定の直流電圧を直流ラインに出力する電源部と、
    　一端が前記直流ラインに接続され、抵抗により一定の電圧降下を発生させるとともに、定電流を出力し、他端が前記直流ラインに接続された定電流部と、
    　前記定電流部の出力側に並列接続されており、直列接続された複数のスーパーキャパシタを有する容量部と、
    　前記直流ラインの電圧を所定電圧へ昇圧する昇圧部と、
    を備える電源回路。
  2. 　前記容量部は、前記電源部から前記直流ラインへ供給される電圧が所定値以下となった場合に、前記昇圧部へエネルギー供給する請求項１に記載の電源回路。
  3. 　前記直流ラインにおいて前記定電流部の前記一端の接続点と前記他端の接続点の間に設けられており、前記他端からの逆流を抑制する第１ダイオードと、
    　前記定電流部の出力側において前記容量部との接続点と前記直流ラインとの接続点との間に設けられており、前記直流ラインとの接続点からの逆流を抑制する第２ダイオードと、
    を備える請求項１または２に記載の電源回路。
  4. 　前記昇圧部で昇圧された前記所定電圧により、前記空気調和装置の膨張弁が全閉とされる請求項１から３のいずれか１項に記載の電源回路。
  5. 　冷媒回路と、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の電源回路と、
    を備える空気調和装置。
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