(57)【要約】【課題】三相倍電圧整流回路が用いられる装置の電力効率を改善することができる三相倍電圧整流回路を提供する。【解決手段】三相倍電圧整流回路は、三相交流電圧を整流するブリッジ回路の出力端子とリターン電流を入力する入力端子との間に接続される、直列に接続された第１トランジスタと第２トランジスタを備え、直列に接続された第１キャパシタと第２キャパシタのうちの第１キャパシタと第１トランジスタとの間に第３トランジスタを備え、第２キャパシタと第２トランジスタとの間に第４トランジスタを備える。【選択図】図１
2019122060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子、第２端子、第３端子を有する第１トランジスタであって、三相交流電圧から供給される交流電圧を整流するブリッジ回路の有する整流後の電圧を出力する出力端子に、前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２端子が接続される前記第１トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第２トランジスタであって、前記ブリッジ回路の有するリターン電流が入力される入力端子に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２トランジスタの有する前記第３端子が接続され、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第２トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第３トランジスタであって、前記第１トランジスタの有する前記第２端子に、前記第３トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第３トランジスタの有する前記第３端子が接続される前記第３トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第４トランジスタであって、前記第２トランジスタの有する前記第３端子に、前記第４トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第４トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第４トランジスタと、
第１端子、第２端子を有する第１キャパシタであって、前記第３トランジスタの有する前記第２端子に、前記第１キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第１トランジスタの前記第３端子に、前記第１キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第１キャパシタと、
第１端子、第２端子を有する第２キャパシタであって、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第４トランジスタの前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第２キャパシタと、
を備える三相倍電圧整流回路。
【請求項２】
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、
モータの回転数が予め定めた回転数以上である場合に、前記ブリッジ回路の有する前記出力端子の電圧が最小値となるタイミング毎にオン状態とオフ状態とが切り替わる第１制御信号を受ける端子であり、
前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子は、
前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子が前記オン状態の前記第１制御信号を受ける場合に、前記オフ状態の前記第１制御信号を受け、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子が前記オフ状態の前記第１制御信号を受ける場合に、前記オン状態の前記第１制御信号を受ける、
請求項１に記載の三相倍電圧整流回路。
【請求項３】
前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、
モータの回転数が予め定めた回転数未満である場合に、常に前記オフ状態を示す前記第２制御信号を受ける端子であり、
前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、
前記モータの回転数が前記予め定めた回転数未満である場合に、常に前記オン状態を示す前記第２制御信号を受ける端子である、
請求項１または請求項２に記載の三相倍電圧整流回路。
【請求項４】
前記第３トランジスタ及び前記第４トランジスタの少なくとも一方は、
スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の三相倍電圧整流回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の三相倍電圧整流回路と、
三相交流電圧から供給される交流電圧をブリッジ回路によって整流した整流後の電圧が最小値となるタイミング毎にオンとオフとが切り替わる制御信号を、前記三相倍電圧整流回路が備える前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの前記第１端子に出力する制御部と、
を備える空気調和機。
【請求項６】
前記三相倍電圧整流回路は、
前記ブリッジ回路の出力端子と前記第１トランジスタの前記第２端子との間に、前記ブリッジ回路の出力におけるリップルを改善させるリアクトルを備え、
前記制御部は、
前記リアクトルの両端子間における電圧の位相差に基づいて、前記制御信号のオンとオフとを切り替えるタイミングを変更する、
請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
第１端子、第２端子、第３端子を有する第１トランジスタであって、三相交流電圧から供給される交流電圧を整流するブリッジ回路の有する整流後の電圧を出力する出力端子に、前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２端子が接続される前記第１トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第２トランジスタであって、前記ブリッジ回路の有するリターン電流が入力される入力端子に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２トランジスタの有する前記第３端子が接続され、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第２トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第３トランジスタであって、前記第１トランジスタの有する前記第２端子に、前記第３トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第３トランジスタの有する前記第３端子が接続される前記第３トランジスタと、
第１端子、第２端子、第３端子を有する第４トランジスタであって、前記第２トランジスタの有する前記第３端子に、前記第４トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第４トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第４トランジスタと、
第１端子、第２端子を有する第１キャパシタであって、前記第３トランジスタの有する前記第２端子に、前記第１キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第１トランジスタの前記第３端子に、前記第１キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第１キャパシタと、
第１端子、第２端子を有する第２キャパシタであって、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第４トランジスタの前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第２キャパシタと、
を備える三相倍電圧整流回路と、制御部を有する空気調和機による制御方法であって、
前記制御部は、
モータの回転数が予め定めた回転数以上である場合に、前記ブリッジ回路の有する前記出力端子の電圧が最小値となるタイミング毎にオン状態とオフ状態とが切り替わる第１制御信号を前記三相倍電圧整流回路に出力する制御部であって、
前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子に前記オフ状態の前記第１制御信号を出力する場合に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子に前記オン状態の前記第１制御信号を出力し、
前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子に前記オン状態の前記第１制御信号を出力する場合に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子に前記オフ状態の前記第１制御信号を出力し、
モータの回転数が予め定めた回転数未満である場合に、前記ブリッジ回路の有する前記出力端子の電圧が最小値となるタイミング毎にオン状態とオフ状態とが切り替わる第２制御信号を前記三相倍電圧整流回路に出力する制御部であって、
前記モータの回転数が前記予め定めた回転数未満である場合に、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子に常に前記オン状態を示す前記第２制御信号を出力し、
前記第１トランジスタの有する前記第１端子は、
前記第２トランジスタの有する前記第１端子に前記オン状態の前記第２制御信号を出力する場合に、前記オフ状態の前記第２制御信号を出力し、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に前記オフ状態の前記第２制御信号を出力する場合に、前記オン状態の前記第２制御信号を出力する、
空気調和機による制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相倍電圧整流回路、空気調和機及び空気調和機による制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する回路として、三相倍電圧整流回路がある。
特許文献１には、関連する技術として、一般的に、ＦＲＤ（Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれるダイオード（特許文献１において、符号Ｄ７、Ｄ８によって示されるダイオード）を用いた三相倍電圧整流回路に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＦＲＤは、装置の高効率化のために、一般的なダイオードに比べて、短い逆回復時間を実現する素子である。したがって、空気調和機などの装置において特許文献１に記載の技術を用いた場合、ＦＲＤにおいて順方向電圧分の電圧降下が生じ、一般的なダイオードに比べて、装置の電力効率を低下させる可能性がある。なお、逆回復時間とは、ダイオードがオン状態から完全なオフ状態になるまでにかかる時間のことである。
そのため、三相倍電圧整流回路が用いられる装置の電力効率を改善することのできる技術が求められている。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決することのできる三相倍電圧整流回路、空気調和機及び空気調和機による制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、三相倍電圧整流回路は、第１端子、第２端子、第３端子を有する第１トランジスタであって、三相交流電圧から供給される交流電圧を整流するブリッジ回路の有する整流後の電圧を出力する出力端子に、前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２端子が接続される前記第１トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第２トランジスタであって、前記ブリッジ回路の有するリターン電流が入力される入力端子に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２トランジスタの有する前記第３端子が接続され、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第２トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第３トランジスタであって、前記第１トランジスタの有する前記第２端子に、前記第３トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第３トランジスタの有する前記第３端子が接続される前記第３トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第４トランジスタであって、前記第２トランジスタの有する前記第３端子に、前記第４トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第４トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第４トランジスタと、第１端子、第２端子を有する第１キャパシタであって、前記第３トランジスタの有する前記第２端子に、前記第１キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第１トランジスタの前記第３端子に、前記第１キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第１キャパシタと、第１端子、第２端子を有する第２キャパシタであって、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第４トランジスタの前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第２キャパシタと、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様における三相倍電圧整流回路おいて、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、モータの回転数が予め定めた回転数以上である場合に、前記ブリッジ回路の有する前記出力端子の電圧が最小値となるタイミング毎にオン状態とオフ状態とが切り替わる第１制御信号を受ける端子であり、前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子は、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子が前記オン状態の前記第１制御信号を受ける場合に、前記オフ状態の前記第１制御信号を受け、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子が前記オフ状態の前記第１制御信号を受ける場合に、前記オン状態の前記第１制御信号を受けるものであってもよい。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様における三相倍電圧整流回路おいて、前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、モータの回転数が予め定めた回転数未満である場合に、常に前記オフ状態を示す前記第２制御信号を受ける端子であり、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子は、前記モータの回転数が前記予め定めた回転数未満である場合に、常に前記オン状態を示す前記第２制御信号を受ける端子であってもよい。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れかにおける三相倍電圧整流回路おいて、前記第３トランジスタ及び前記第４トランジスタの少なくとも一方は、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるものであってもよい。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、空気調和機は、第１の態様から第４の態様の何れかにおける三相倍電圧整流回路と、三相交流電圧から供給される交流電圧をブリッジ回路によって整流した整流後の電圧が最小値となるタイミング毎にオンとオフとが切り替わる制御信号を、前記三相倍電圧整流回路が備える前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの前記第１端子に出力する制御部と、を備える。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、第５の態様における空気調和機において、前記三相倍電圧整流回路は、前記ブリッジ回路の出力端子と前記第１トランジスタの前記第２端子との間に、前記ブリッジ回路の出力におけるリップルを改善させるリアクトルを備え、前記制御部は、前記リアクトルの両端子間における電圧の位相差に基づいて、前記制御信号のオンとオフとを切り替えるタイミングを変更するものであってもよい。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、空気調和機による制御方法は、第１端子、第２端子、第３端子を有する第１トランジスタであって、三相交流電圧から供給される交流電圧を整流するブリッジ回路の有する整流後の電圧を出力する出力端子に、前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２端子が接続される前記第１トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第２トランジスタであって、前記ブリッジ回路の有するリターン電流が入力される入力端子に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２トランジスタの有する前記第３端子が接続され、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第２トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第３トランジスタであって、前記第１トランジスタの有する前記第２端子に、前記第３トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第３トランジスタの有する前記第３端子が接続される前記第３トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第４トランジスタであって、前記第２トランジスタの有する前記第３端子に、前記第４トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第４トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第４トランジスタと、第１端子、第２端子を有する第１キャパシタであって、前記第３トランジスタの有する前記第２端子に、前記第１キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第１トランジスタの前記第３端子に、前記第１キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第１キャパシタと、第１端子、第２端子を有する第２キャパシタであって、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第４トランジスタの前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第２キャパシタと、を備える三相倍電圧整流回路と、制御部を有する空気調和機による制御方法であって、前記制御部は、モータの回転数が予め定めた回転数以上である場合に、前記ブリッジ回路の有する前記出力端子の電圧が最小値となるタイミング毎にオン状態とオフ状態とが切り替わる第１制御信号を前記三相倍電圧整流回路に出力する制御部であって、前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子に前記オフ状態の前記第１制御信号を出力する場合に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子に前記オン状態の前記第１制御信号を出力し、前記第１トランジスタの有する前記第１端子と前記第４トランジスタの有する前記第１端子に前記オン状態の前記第１制御信号を出力する場合に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子と前記第３トランジスタの有する前記第１端子に前記オフ状態の前記第１制御信号を出力し、モータの回転数が予め定めた回転数未満である場合に、常に前記オフ状態を示す前記第２制御信号を前記三相倍電圧整流回路に出力する制御部であって、前記モータの回転数が前記予め定めた回転数未満である場合に、前記第３トランジスタ、前記第４トランジスタのそれぞれの有する前記第１端子に常に前記オン状態を示す前記第２制御信号を出力する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態による三相倍電圧整流回路によれば、三相倍電圧整流回路が用いられる装置の電力効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による空気調和機の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における第１制御信号、第２制御信号を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態による空気調和機の処理フローを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路による効果を説明するための図である。
【図５】本発明の別の実施形態における第１制御信号を説明するための図である。
【図６】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による空気調和機（以下、「空調機」と記載）モータ駆動装置の構成について説明する。
本発明の一実施形態による空調機１は、三相交流電源から供給される交流電流を整流して直流電圧を生成し、生成した直流電圧からコンプレッサモータを回転させる交流電圧に変換することにより、コンプレッサモータを回転させて圧縮空気を生成し、冷媒を介して空気の熱交換を行うことによって冷房及び暖房の少なくとも一方を実現する装置である。空調機１は、図１に示すように、三相倍電圧整流回路１０、インバータ２０、コンプレッサモータ３０、第１制御部４０、第２制御部５０、回転数検出部６０を備える。
また、図１に示す三相交流電源７０は、空調機１へ電力を供給する電源である。三相交流電源７０は、位相が１２０度ずつ異なる３つの交流電圧を出力する。三相交流電源７０は、例えば、商用電源である。
【００１６】
三相倍電圧整流回路１０は、第１端子、第２端子、第３端子、第４端子、第５端子、第６端子、第７端子、第８端子を備える。インバータ２０は、第１端子、第２端子、第３端子、第４端子、第５端子を備える。コンプレッサモータ３０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。第１制御部４０は、第１端子、第２端子、第３端子、第４端子、第５端子を備える。第２制御部５０は、第１端子、第２端子を備える。回転数検出部６０は、第１端子、第２端子を備える。三相交流電源７０は、第１端子、第２端子、第３端子、第４端子を備える。
【００１７】
三相倍電圧整流回路１０の第１端子は、インバータ２０の第１端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第２端子は、インバータ２０の第２端子、第２制御部５０の第１端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第３端子は、第１制御部４０の第１端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第４端子は、第１制御部４０の第２端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第５端子は、第１制御部４０の第３端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第６端子は、第１制御部４０の第４端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第７端子は、三相交流電源７０の第１端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第８端子は、三相交流電源７０の第２端子に接続される。三相倍電圧整流回路１０の第９端子は、三相交流電源７０の第３端子に接続される。
インバータ２０の第３端子は、第２制御部５０の第２端子に接続される。インバータ２０の第４端子は、コンプレッサモータ３０の第１端子に接続される。インバータ２０の第５端子は、コンプレッサモータ３０の第２端子に接続される。インバータ２０の第６端子は、コンプレッサモータ３０の第３端子に接続される。
回転数検出部６０の第１端子は、コンプレッサモータ３０の回転数を検出して回転数の情報を受ける。回転数検出部６０の第２端子は、第１制御部４０の第５端子に接続される。
【００１８】
三相倍電圧整流回路１０は、第１制御部４０から受ける制御信号に応じて、三相交流電源７０から供給される位相が１２０度ずつずれた三相交流電圧を直流電圧に変換する回路である。三相倍電圧整流回路１０は、図１に示すように、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、リアクトルＬ１、パワートランジスタＱ１、Ｑ２、Ｍ１、Ｍ２、キャパシタＣ１、Ｃ２を備える。
【００１９】
ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６のそれぞれは、アノード、カソードを備える。リアクトルＬ１、キャパシタＣ１、Ｃ２のそれぞれは、第１端子、第２端子を備える。パワートランジスタＱ１、Ｑ２のそれぞれは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、エミッタ、ゲート、コレクタを備える。パワートランジスタＭ１、Ｍ２のそれぞれは、例えば、ＳＪ−ＭＯＳＦＥＴ（ＳｕｐｅｒＪｕｎｃｔｉｏｎ−Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ソース、ゲート、ドレインを備える。なお、パワートランジスタＭ１、Ｍ２のそれぞれは、ｎＭＯＳトランジスタであり、パワートランジスタＭ１、Ｍ２のそれぞれにおいて、基板はソースに接続される。その結果、基板のｐ領域とソースのｎ領域には同電位が与えられるため、基板−ソース間のｐｎ接続は寄生ダイオードにはならない。一方、パワートランジスタＭ１、Ｍ２のそれぞれにおいて、基板のｐ領域とドレインのｎ領域には別々の電位が与えられるため、基板−ドレイン間のｐｎ接続は寄生ダイオードを構成する。
【００２０】
ダイオードＤ１のアノードは、ダイオードＤ２のカソードに接続される。ダイオードＤ１のアノードは、三相倍電圧整流回路１０の第９端子となる。ダイオードＤ１のカソードは、ダイオードＤ３のカソード、ダイオードＤ５のカソード、リアクトルＬ１の第１端子に接続される。
ダイオードＤ２のアノードは、ダイオードＤ４のアノード、ダイオードＤ６のアノード、パワートランジスタＱ２のエミッタ、パワートランジスタＭ２のドレインに接続される。
ダイオードＤ３のアノードは、ダイオードＤ４のカソードに接続される。ダイオードＤ３のアノードは、三相倍電圧整流回路１０の第８端子となる。
ダイオードＤ５のアノードは、ダイオードＤ６のカソードに接続される。ダイオードＤ５のアノードは、三相倍電圧整流回路１０の第７端子となる。
【００２１】
リアクトルＬ１の第２端子は、パワートランジスタＱ１のコレクタ、パワートランジスタＭ１のソースに接続される。
パワートランジスタＱ１のゲートは、三相倍電圧整流回路１０の第６端子となる。パワートランジスタＱ１のエミッタは、パワートランジスタＱ２のコレクタ、キャパシタＣ１の第１端子、キャパシタＣ２の第１端子に接続される。
パワートランジスタＱ２のゲートは、三相倍電圧整流回路１０の第５端子となる。
パワートランジスタＭ１のゲートは、三相倍電圧整流回路１０の第３端子となる。パワートランジスタＭ１のドレインは、キャパシタＣ１の第２端子に接続される。パワートランジスタＭ１のドレインは、三相倍電圧整流回路１０の第１端子となる。
パワートランジスタＭ２のゲートは、三相倍電圧整流回路１０の第４端子となる。パワートランジスタＭ２のソースは、キャパシタＣ２の第２端子に接続される。パワートランジスタＭ２のソースは、三相倍電圧整流回路１０の第２端子となる。
【００２２】
ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は、三相ブリッジ回路を構成する。三相ブリッジ回路を構成するダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は、三相交流電源７０から供給される電流を整流し、直流電圧を生成する。
リアクトルＬ１は、キャパシタＣ１及びＣ２と共にリップル除去フィルタを構成する。
【００２３】
パワートランジスタＱ１、Ｑ２、Ｍ１、Ｍ２のそれぞれは、第１制御部４０から受ける制御信号に応じて、オン状態またはオフ状態となる。そして、三相ブリッジ回路を構成するダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６が生成した電圧によりキャパシタＣ１及びＣ２が充電される。
このとき、第１制御部４０は、コンプレッサモータ３０の回転数を取得している。また、第１制御部４０は、第１制御信号と第２制御信号とを切り替えるための判定基準となる所定の回転数を示す情報を保持する。そして、第１制御部４０は、取得した回転数と保持する情報が示す所定の回転数とを比較する。第１制御部４０は、取得した回転数が所定の回転数以上である場合、三相交流電圧の振幅の２倍の直流電圧を出力させる第１制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する。第１制御部４０は、取得した回転数が所定の回転数未満である場合、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧を出力させる第２制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する。これら第１制御信号と第２制御信号の違いにより、コンプレッサモータ３０の回転数が所定の回転数以上である場合と所定の回転数未満である場合とでキャパシタＣ１及びＣ２に充電される電荷が異なり、三相倍電圧整流回路１０は、第１制御部４０から第１制御信号を受けた場合、三相交流電圧の振幅の２倍の直流電圧をインバータ２０に出力し、第１制御部４０から第２制御信号を受けた場合、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧をインバータ２０に出力する。
なお、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧とは、実効値により算出したものであり、例えば、三相交流電源７０が出力する整流後の電圧の実効値が２００ボルトである場合、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧は、（２００・√２）ボルトである。また、三相交流電圧の振幅の２倍の直流電圧は、（４００・√２）ボルトである。
【００２４】
ここで、第１制御部４０が第１制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合と第２制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合について、三相倍電圧整流回路１０が直流電流を生成する動作を、図２を用いて説明する。
【００２５】
まず、第１制御部４０が第１制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合の三相倍電圧整流回路１０の動作について説明する。
図２（ａ）の部分に記載されている波形Ｖ１は、ダイオードＤ１のカソードにおける電圧であり、三相ブリッジ回路を構成するダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の電圧である。また、図２（ａ）の部分に記載されているオンまたはオフを示す波形は、第１制御信号である。図２（ａ）の部分において、縦方向は、振幅を表している。また、横方向は、時間を表している。また、図２（ａ）の部分において、波形Ｑ１、Ｑ２、Ｍ１、Ｍ２のそれぞれは、パワートランジスタＱ１、Ｑ２、Ｍ１、Ｍ２のそれぞれのゲートに印加される制御信号を表している。なお、図２（ａ）の部分に示すように、波形Ｑ１、Ｑ２、Ｍ１、Ｍ２のそれぞれは、電圧Ｖ１が最小値となるタイミングでオン状態（Ｈｉｇｈレベル）とオフ状態（Ｌｏｗレベル）とが切り替わる。また、波形Ｑ１とＭ２は、オン状態とオフ状態とが同様に変化する。また、波形Ｑ２とＭ１は、波形Ｑ１とＭ２がオン状態である場合にはオフ状態となり、波形Ｑ１とＭ２がオフ状態である場合にはオン状態となる。なお、パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれのオン抵抗は寄生ダイオードのインピーダンスに比べて小さい。そのため、パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれがオン状態のときには、寄生ダイオードには電流がほとんど流れず、ほとんどすべての電流は、ソースからドレインへトランジスタを構成する部分に流れる。
【００２６】
波形Ｑ１とＭ２がオフ状態であり、波形Ｑ２とＭ１がオン状態である期間では、第１制御信号によって、パワートランジスタＱ１とＭ２は開放されてパワートランジスタＭ２の寄生ダイオードが導通状態になり、パワートランジスタＱ２とＭ１ではオン抵抗に応じた電圧降下のみ生じる。この場合、ダイオードＤ１のカソードのノードから、リアクトルＬ１、パワートランジスタＭ１、キャパシタＣ１、パワートランジスタＱ２を経由してダイオードＤ２のアノードのノードへ電流が流れ、キャパシタＣ１が充電される。また、この場合、パワートランジスタＱ２とＭ１のオン抵抗を０オームとすると、キャパシタＣ１には、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の電圧が印加される。
また、波形Ｑ１とＭ２がオン状態であり、波形Ｑ２とＭ１がオフ状態である期間では、第１制御信号によって、パワートランジスタＱ１とＭ２ではオン抵抗に応じた電圧降下のみ生じ、パワートランジスタＱ２とＭ１は開放されてパワートランジスタＭ１の寄生ダイオードが導通状態になる。この場合、ダイオードＤ１のカソードのノードから、リアクトルＬ１、パワートランジスタＱ１、キャパシタＣ２、パワートランジスタＭ２を経由してダイオードＤ２のアノードのノードへ電流が流れ、キャパシタＣ２が充電される。また、この場合、パワートランジスタＱ１とＭ２のオン抵抗を０オームとすると、キャパシタＣ２には、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の電圧が印加される。
したがって、第１制御部４０が第１制御信号のオンとオフを電圧Ｖ１が最小値となるタイミング毎に切り替えることを繰り返すと、キャパシタＣ１とＣ２のそれぞれは、満充電となる電圧、すなわち、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧まで充電される。ここで、キャパシタＣ１とＣ２は直列に接続されている。よって、第１制御部４０が第１制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合には、三相倍電圧整流回路１０は、キャパシタＣ２に印加される三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧に、キャパシタＣ１に印加される三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧が加えられた、三相交流電圧の振幅の２倍の直流電圧をインバータ２０に出力する。
【００２７】
次に、第１制御部４０が第２制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合の三相倍電圧整流回路１０の動作について説明する。なお、第１制御部４０が第２制御信号を三相倍電圧整流回路１０に出力する場合、三相倍電圧整流回路１０は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の直流電圧そのまま（すなわち、１倍の電圧）を出力する。
図２（ｂ）の部分に記載されている波形Ｖ１は、図２（ａ）の部分に記載されている波形Ｖ１と同様に、ダイオードＤ１のカソードにおける電圧であり、三相ブリッジ回路を構成するダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の電圧である。また、図２（ｂ）の部分に記載されているオンとオフを示す２つの波形は、第２制御信号である。図２（ｂ）の部分において、縦方向は、振幅を表している。また、横方向は、時間を表している。また、図２（ｂ）の部分において、波形Ｑ１、Ｑ２のそれぞれは、パワートランジスタＱ１、Ｑ２のそれぞれのゲートに印加される制御信号であり、パワートランジスタＱ１、Ｑ２のそれぞれを常にオフを示す制御信号である。また、波形Ｍ１、Ｍ２のそれぞれは、パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれのゲートに印加される制御信号であり、常にオンを示す制御信号である。つまり、三相倍電圧整流回路１０は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって整流された後の電圧によって充電された直列接続されたキャパシタＣ１及びＣ２に印加される電圧を出力する。
【００２８】
パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれのオン抵抗は寄生ダイオードのインピーダンスに比べて小さい。そのため、パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれのゲートに印加される制御信号が、常にオンを示す制御信号である場合、寄生ダイオードには電流がほとんど流れず、パワートランジスタＭ１とＭ２のそれぞれにおいて、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄは、オン抵抗に応じた電圧降下のみが生じる。また、パワートランジスタＱ１とＱ２のそれぞれは、開放状態となる。波形Ｖ１の電圧によって直列に接続されているキャパシタＣ１とＣ２が満充電になる電圧がインバータ２０に印加される。そのため、三相倍電圧整流回路１０は、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧をインバータ２０に出力する。
【００２９】
第２制御部５０は、インバータ２０の第２端子に流れるコンプレッサモータ３０の電流値を取得する。第２制御部５０は、受けた電流値に基づいて、コンプレッサモータ３０に印加する電圧を制御する制御信号をインバータ２０に出力する。
【００３０】
回転数検出部６０は、コンプレッサモータ３０の回転数を検出する。回転数検出部６０は、例えば、ロータリーエンコーダである。回転数検出部６０は、検出した回転数を第１制御部４０に出力する。
【００３１】
次に、図３に示す、第１制御部４０が制御信号を変更した場合に、三相倍電圧整流回路１０が直流電流を生成する処理フローについて説明する。
空調機１が起動すると、第１制御部４０は、回転数検出部６０からコンプレッサモータ３０の回転数を取得する（ステップＳ１）。第１制御部４０は、予め保持している情報が示す所定の回転数と、回転数検出部から取得した回転数とを比較し、取得した回転数が所定の回転数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
第１制御部４０は、取得した回転数が所定の回転数以上であると判定した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、第１制御信号を生成する（ステップＳ３）。
また、第１制御部４０は、取得した回転数が所定の回転数未満であると判定した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、第２制御信号を生成する。
そして、第１制御部４０は、生成した制御信号（すなわち、第１制御信号または第２制御信号）を三相倍電圧整流回路１０に出力する（ステップＳ５）。
【００３２】
三相倍電圧整流回路１０は、第１制御部４０から制御信号を受ける（ステップＳ６）。
三相倍電圧整流回路１０は、受けた制御信号に応じた直流電圧を生成する（ステップＳ７）。具体的には、三相倍電圧整流回路１０は、受けた制御信号が第１制御信号である場合、三相交流電圧の振幅の２倍の直流電圧をインバータ２０に出力する。また、三相倍電圧整流回路１０は、受けた制御信号が第２制御信号である場合、三相交流電圧の振幅の１倍の直流電圧をインバータ２０に出力する（ステップＳ８）。
【００３３】
インバータ２０は、三相倍電圧整流回路１０から直流電圧を受ける（ステップＳ９）。このとき、第２制御部５０は、コンプレッサモータ３０の電流値を取得している。第２制御部５０は、取得したコンプレッサモータ３０の電流値に応じて、インバータ２０の出力電圧を制御する制御信号を生成する。第２制御部５０は、生成した制御信号をインバータ２０に出力する。インバータ２０は、第２制御部５０から制御信号を受ける（ステップＳ１０）。インバータ２０は、受けた制御信号に応じた交流電圧を生成する（ステップＳ１１）。インバータ２０は、生成した交流電圧をコンプレッサモータ３０に出力する（ステップＳ１２）。
コンプレッサモータ３０は、インバータ２０から交流電圧を受ける（ステップＳ１３）。コンプレッサモータ３０が交流電圧を受けると、コンプレッサモータ３０には電流が流れる。コンプレッサモータ３０は、流れる電流に応じた回転数で回転する（ステップＳ１４）。これにより、空調機１において、圧縮空気が生成される。
なお、インダクタＬ１は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６によって構成されるブリッジ回路の出力電圧の変化が小さい場合には、不要である。この場合、ダイオードＤ１のカソードをパワートランジスタＱ１のコレクタと、パワートランジスタＭ１のソースに接続すればよい。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路１０を備える空調機１について説明した。
本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路１０は、第１端子、第２端子、第３端子を有する第１トランジスタであって、三相交流電圧から供給される交流電圧を整流するブリッジ回路の有する整流後の電圧を出力する出力端子に、前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２端子が接続される前記第１トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第２トランジスタであって、前記ブリッジ回路の有するリターン電流が入力される入力端子に、前記第２トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第２トランジスタの有する前記第３端子が接続され、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第２トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第３トランジスタであって、前記第１トランジスタの有する前記第２端子に、前記第３トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第３トランジスタの有する前記第３端子が接続される前記第３トランジスタと、第１端子、第２端子、第３端子を有する第４トランジスタであって、前記第２トランジスタの有する前記第３端子に、前記第４トランジスタの有する前記第１端子に印加される電圧に応じた電流が流れる前記第４トランジスタの有する前記第２端子が接続される前記第４トランジスタと、第１端子、第２端子を有する第１キャパシタであって、前記第３トランジスタの有する前記第２端子に、前記第１キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第１トランジスタの前記第３端子に、前記第１キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第１キャパシタと、第１端子、第２端子を有する第２キャパシタであって、前記第１トランジスタの有する前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第１端子が接続され、前記第４トランジスタの前記第３端子に、前記第２キャパシタの有する前記第２端子が接続される前記第２キャパシタと、を備える。
つまり、本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路１０は、パワートランジスタＱ１のコレクタとキャパシタＣ１の第１端子との間に、パワートランジスタＭ１を備え、パワートランジスタＱ２のエミッタとキャパシタＣ２の第１端子との間にパワートランジスタＭ２を備える。
それに対して、例えば、特許文献１に記載の三相倍電圧整流回路は、本発明の実施形態におけるパワートランジスタＭ１、Ｍ２に代わって、ＦＲＤ（Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれるダイオード（特許文献１において、符号Ｄ７、Ｄ８によって示されるダイオード）が使用されている。
ＦＲＤのオン電圧と電流の関係、及び、パワートランジスタＭ１、Ｍ２のオン電圧と電流の関係を示す特性は、例えば、図４に示す特性となる。なお、図４においてソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄと記載されている特性がパワートランジスタＭ１、Ｍ２の特性である。また、図４においてＶｆと記載されている特性がＦＲＤの特性である。図４からわかるように、ＦＲＤは、オン電圧方向にオフセットを持ち、そのオフセット分の電圧降下が必ず生じる。それに対して、パワートランジスタＭ１、Ｍ２ではオフセットによる電圧降下が生じない。
つまり、本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路１０では、ＦＲＤを用いた三相倍電圧整流回路に比べて、電圧降下が２（Ｖｆ−Ｖｓｄ）だけ改善され、損失としては、２（Ｖｆ−Ｖｓｄ）×（負荷であるコンプレッサモータ３０に流れる電流）だけ改善される。なお、電圧Ｖｆは、ＦＲＤの順方向電圧である。また、電圧Ｖｓｄは、パワートランジスタＭ１またはＭ２のオン抵抗にコンプレッサモータ３０に流れる電流を乗算した値、すなわちソース・ドレイン間電圧である。
よって、本発明の一実施形態による三相倍電圧整流回路１０は、例えば、特許文献１などに記載される三相倍電圧整流回路に比べて、電力効率がよい。
【００３５】
なお、本発明の一実施形態では、第１制御部４０が第１制御信号のオンとオフを電圧Ｖ１が最小値となるタイミング毎に切り替えるものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、図５に示すように、第１制御信号、第２制御信号のオンとオフを電圧Ｖ１が最小値となるタイミングからθだけタイミングをずらすものであってもよい。リアクトルＬ１が存在する場合、このリアクトルＬ１に電流が流れる際に発生する誘導電圧が発生する。そのため、リアクトルＬ１の第１端子と第２端子との間の電圧波形において最小値となるタイミングは異なる。θの値は、そのタイミングの違いを補正するように決定すればよい。
【００３６】
なお、本発明の一実施形態において、第１制御部４０は、回転数検出部６０からコンプレッサモータ３０の回転数の情報を受けるものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、第１制御部４０は、第２制御部５０からコンプレッサモータ３０の回転数の情報を受けるものであってもよい。具体的には、例えば、第１制御部４０は、第２制御部５０から制御信号を取得する。第２制御部５０の制御信号は、コンプレッサモータ３０の回転数を制御するものである。そのため、第１制御部４０は、例えば、制御信号とその制御信号に対応する回転数との関係を示す情報を予め保持しておくことで、第２制御部５０から取得した制御信号からコンプレッサモータ３０の回転数を特定することができる。
【００３７】
なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【００３８】
本発明の実施形態について説明したが、上述の第１制御部４０、第２制御部５０、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図６は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図６に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の第１制御部４０、第２制御部５０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。
【００３９】
ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００４０】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・空気調和機
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・三相倍電圧整流回路
２０・・・インバータ
３０・・・コンプレッサモータ
４０・・・第１制御部
５０・・・第２制御部
６０・・・回転数検出部
７０・・・三相交流電源
【図１】
2019122060.tif 000003
【図２】
2019122060.tif 000004
【図３】
2019122060.tif 000005
【図４】
2019122060.tif 000006
【図５】
2019122060.tif 000007
【図６】
2019122060.tif 000008