(57)【要約】【課題】本発明の課題は、瞬間的な過大電圧から機器を保護する小型・低コストの過電圧保護回路、及びそれを備えた電力変換装置を提供することにある。【解決手段】過電圧保護回路５０では、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂの関係が、Ｚｂ＞Ｚａになるように変化する。その結果、機器３０には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されなくなるので、機器３０を過電圧から保護することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と前記電源から電力を供給される機器との間に接続される過電圧保護回路であって、
前記電源と前記機器とを結ぶ一対の電源ライン間に前記機器と並列に接続される第１インピーダンス回路（２１，７１）と、
前記電源ラインのうちの前記電源と前記第１インピーダンス回路（２１，７１）との間に接続される第２インピーダンス回路（２２，７２）と、
前記電源の電圧を検出する電圧検出器（３３，８３）と、
を備え、
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）及び前記第２インピーダンス回路（２２，７２）の少なくとも一方が、インピーダンス値の変更が可能な可変インピーダンス回路であり、
前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が所定の閾値を超えたとき、前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンス（Ｚａ）及び前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚｂ）の少なくとも一方が変化する、
過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項２】
前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンス（Ｚａ）と前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚｂ）との比（Ｚａ／Ｚｂ）が小さくなる、
請求項１に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項３】
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）が、前記可変インピーダンス回路であり、
前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンス（Ｚａ）と前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚｂ）の比（Ｚａ／Ｚｂ）が小さくなる、
請求項１又は請求項２に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項４】
前記第２インピーダンス回路（２２，７２）が、前記可変インピーダンス回路であり、
前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚａ）と前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンスス（Ｚｂ）との比（Ｚａ／Ｚｂ）が小さくなる、
請求項１又は請求項２に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項５】
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）及び前記第２インピーダンス回路（２２，７２）が共に前記可変インピーダンス回路であり、
前記可変インピーダンス回路は、前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンス（Ｚａ）と前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚｂ）との比（Ｚａ／Ｚｂ）を小さくする、
請求項１又は請求項２に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項６】
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）が、前記可変インピーダンス回路であり、
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）は、
前記第２インピーダンス回路（２２，７２）よりも小さいインピーダンス値を有する低インピーダンス要素（２１１，７１１）と、
前記第２インピーダンス回路（２２，７２）よりも大きいインピーダンス値を有する高インピーダンス要素（２１２，７１２）と、
を含み、
さらに前記第１インピーダンス回路（２１，７１）は、通常時は前記高インピーダンス要素（２１２，７１２）を使用し、前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記高インピーダンス要素（２１２，７１２）を前記低インピーダンス要素（２１１，７１１）へ切り換える、
請求項１に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項７】
前記第２インピーダンス回路（２２，７２）が、前記可変インピーダンス回路であり、
前記第２インピーダンス回路（２２，７２）は、
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）よりも小さいインピーダンス値を有する低インピーダンス要素（２２１，７２１）と、
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）よりも大きいインピーダンス値を有する高インピーダンス要素（２２２，７２２）と、
を含み、
さらに前記第２インピーダンス回路（２２，７２）は、通常時は前記低インピーダンス要素（２２１，７２１）を使用し、前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記低インピーダンス要素（２２１，７２１）を前記高インピーダンス要素（２２２，７２２）へ切り換える、
請求項１に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項８】
前記第１インピーダンス回路（２１，７１）及び前記第２インピーダンス回路（２２，７２）が共に前記可変インピーダンス回路であり、
前記可変インピーダンス回路は、複数のインピーダンス要素を選択的に使用し、
複数の前記インピーダンス要素は、
所定のインピーダンス値を有する低インピーダンス要素（２１１、２２１，７１１、７２１）と、
前記低インピーダンス要素（２１１、２２１，７１１、７２１）よりも大きいインピーダンス値を有する高インピーダンス値（２１２、２２２，７１２、７２２）と、
を含み、
前記可変インピーダンス回路は、前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が前記閾値を超えたとき、前記低インピーダンス要素（２１１、２２１，７１１、７２１）及び高インピーダンス要素（２１２、２２２，７１２、７２２）のいずれか一つを選択することによって、前記第１インピーダンス回路（２１，７１）のインピーダンス（Ｚａ）と前記第２インピーダンス回路（２２，７２）のインピーダンス（Ｚｂ）の比（Ｚａ／Ｚｂ）を小さくする、
請求項１に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項９】
前記可変インピーダンス回路のインピーダンス値は前記電圧検出器（３３，８３）による検出値の変化に応じて連続的に変化する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項１０】
前記可変インピーダンス回路のインピーダンス値は前記電圧検出器（３３，８３）による検出値の変化に応じて段階的に変化する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項１１】
前記電源の電圧を検出する前記電圧検出器（３３，８３）に代えて、前記機器に印加される電圧を検出する機器電圧検出器（３７）を備え、
前記電圧検出器（３３，８３）の検出値に代えて、前記機器電圧検出器（３７）の検出値を用いて前記インピーダンスを変化させる、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項１２】
前記電源ラインを開閉するスイッチ（１３，６３）をさらに備え、
前記スイッチ（１３，６３）は、通常時は前記電源ラインを導通状態にし、前記電圧検出器（３３，８３）による検出値が所定の第２閾値を超えたとき、前記電源ラインを遮断する、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（５０，１００）。
【請求項１３】
前記電源は、ＡＣ電源である、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（５０）。
【請求項１４】
前記電源は、ＤＣ電源である、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（１００）。
【請求項１５】
交流電源に接続され、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路（８０）と、
前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（９５）と、
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の過電圧保護回路（１００）と、
を備える、
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護回路、及びそれを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源電圧の変動が起こり易い地域で使用される機器は、電圧上昇時の対策如何によっては、機器の故障を招く虞がある。それゆえ、特許文献１（特開２００９−２０７３２９号公報）に開示されているような過電圧保護回路が設けられる。この過電圧保護回路は、所定電圧以上のときにリレーで電源を遮断する構成である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電源電圧が過大となるのに要する時間は極めて短く、上記リレーによる遮断では反応が遅く確実に保護することは困難である。特に半導体素子のような、過電圧に耐えうる時間が短いものについては、リレーによる遮断では保護ができない。また、瞬間的な過大電圧のためだけに半導体素子などの耐圧を高くすることは高コスト化、大型化を招来する。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、瞬間的な過大電圧から機器を保護する小型・低コストの過電圧保護回路、及びそれを備えた電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る過電圧保護回路は、電源とその電源から電力を供給される機器との間に接続される過電圧保護回路であって、第１インピーダンス回路と、第２インピーダンス回路と、電圧検出器とを備えている。第１インピーダンス回路は、電源と機器とを結ぶ一対の電源ライン間に機器と並列に接続される。第２インピーダンス回路は、電源ラインのうちの電源と第１インピーダンスとの間に接続される。電圧検出器は、電源の電圧を検出する。第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路の少なくとも一方が、インピーダンス値の変更が可能な可変インピーダンス回路である。電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、第１インピーダンス回路のインピーダンス及び第２インピーダンス回路のインピーダンスの少なくとも一方が変化することによって、前記機器に印加される電圧の値が低くなる。
【０００６】
この過電圧保護回路では、過電圧時でも機器に印加される電圧の値が、電源電圧よりも低くなるので、機器を過電圧から保護することができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る過電圧保護回路は、第１観点に係る過電圧保護回路であって、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、第１インピーダンス回路のインピーダンスと第２インピーダンス回路のインピーダンスとの比が小さくなる。
【０００８】
この過電圧保護回路では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る過電圧保護回路は、第１観点又は第２観点に係る過電圧保護回路であって、第１インピーダンス回路が、可変インピーダンス回路である。電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、第１インピーダンス回路のインピーダンスと第２インピーダンス回路とのインピーダンスの比が小さくなる。
【００１０】
この過電圧保護回路では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。機器と並列に接続される第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａが可変であるので、過電圧時にインピーダンスＺａを小さくすることによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る過電圧保護回路は、第１観点又は第２観点に係る過電圧保護回路であって、第２インピーダンス回路が、可変インピーダンス回路である。電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、第２インピーダンス回路のインピーダンスと第１インピーダンス回路のインピーダンススの比が小さくなる。
【００１２】
この過電圧保護回路では、例えば、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。機器と直列に接続される第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変であるので、過電圧時にインピーダンスＺｂを大きな値にすることによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係る過電圧保護回路は、第１観点又は第２観点に係る過電圧保護回路であって、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路が共に可変インピーダンス回路である。可変インピーダンス回路は、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、第１インピーダンス回路のインピーダンスと第２インピーダンス回路のインピーダンスの比を小さくする。
【００１４】
この過電圧保護回路では、例えば、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。Ｚｂがより大きな値になるように、或いはＺａがより小さい値になるように変化することによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００１５】
本発明の第６観点に係る過電圧保護回路は、第１観点に係る過電圧保護回路であって、第１インピーダンス回路が可変インピーダンス回路である。第１インピーダンス回路は、低インピーダンス要素と高インピーダンス要素とを含んでいる。低インピーダンス要素は、第２インピーダンス回路よりも小さいインピーダンス値を有する。高インピーダンス要素は、第２インピーダンス回路よりも大きいインピーダンス値を有する。さらに、第１インピーダンス回路は、通常時は高インピーダンス要素を使用し、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、高インピーダンス要素を低インピーダンス要素へ切り換える。
【００１６】
この過電圧保護回路では、過電圧時の第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが通常時よりも小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００１７】
本発明の第７観点に係る過電圧保護回路は、第１観点に係る過電圧保護回路であって、第２インピーダンス回路が可変インピーダンス回路である。第２インピーダンス回路は、低インピーダンス要素と高インピーダンス要素とを含んでいる。低インピーダンス要素は、第１インピーダンス回路よりも小さいインピーダンス値を有する。高インピーダンス要素は、第１インピーダンス回路よりも大きいインピーダンス値を有する。さらに、第２インピーダンス回路は、通常時は低インピーダンス要素を使用し、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、低インピーダンス要素を高インピーダンス要素へ切り換える。
【００１８】
この過電圧保護回路では、過電圧時の第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが通常時よりも小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００１９】
本発明の第８観点に係る過電圧保護回路は、第１観点に係る過電圧保護回路であって、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路が共に可変インピーダンス回路である。可変インピーダンス回路は、複数のインピーダンス要素を選択的に使用する。複数のインピーダンス要素は、所定のインピーダンス値を有する低インピーダンス要素と、低インピーダンス要素よりも大きいインピーダンス値を有する高インピーダンス値とを含んでいる。可変インピーダンス回路は、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、低インピーダンス要素及び高インピーダンス要素のいずれか一つを選択することによって、第１インピーダンス回路のインピーダンスと第２インピーダンス回路のインピーダンスの比を小さくする。
【００２０】
この過電圧保護回路では、過電圧時の第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが通常時よりも小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００２１】
本発明の第９観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第５観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、可変インピーダンス回路のインピーダンス値が電圧検出器による検出値の変化に応じて連続的に変化する。
【００２２】
この過電圧保護回路では、過電圧時でも機器に印加される電圧の値が、電源電圧よりも低くなるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００２３】
本発明の第１０観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第５観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、可変インピーダンス回路のインピーダンス値が電圧検出器による検出値の変化に応じて段階的に変化する。
【００２４】
この過電圧保護回路では、過電圧時でも機器に印加される電圧の値が、電源電圧よりも低くなるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００２５】
本発明の第１１観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第１０観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、電源の電圧を検出する電圧検出器に代えて、機器に印加される電圧を検出する機器電圧検出器を備えている。そして、過電圧保護回路は、電圧検出器の検出値に代えて、機器電圧検出器の検出値を用いてインピーダンスを変化させる。
【００２６】
この過電圧保護回路では、保護対象である機器に印加される電圧を直接検出することができる。
【００２７】
本発明の第１２観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第１１観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、電源ラインを開閉するスイッチをさらに備えている。スイッチは、通常時は電源ラインを導通状態にし、電圧検出器による検出値が所定の閾値を超えたとき、電源ラインを遮断する。
【００２８】
この過電圧保護回路では、スイッチが動作して電源ラインを遮断することによって各インピーダンス回路での電力消費を止めるので、各インピーダンス回路の過熱を抑制し、電力定格を小さくすることができる。
【００２９】
本発明の第１３観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第１２観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、電源がＡＣ電源である。
【００３０】
この過電圧保護回路では、ＡＣ電源からの供給電圧が過大電圧であっても、機器に印加される電圧の値が電源電圧よりも低くなる。それゆえ、短時間の過大電圧からの保護だけのために機器の電圧定格を高く設計する必要がなく、合理的である。
【００３１】
本発明の第１４観点に係る過電圧保護回路は、第１観点から第１２観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路であって、電源がＤＣ電源である。
【００３２】
この過電圧保護回路では、例えば、スイッチを必要とする場合、交流を入り切りするスイッチは双方向性を必要とするが、ＤＣ電源の下流側に配置されるスイッチは片方向スイッチでよいので、スイッチの低コスト化を図ることができる。
【００３３】
本発明の第１５観点に係る電力変換装置は、交流電源に接続され交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路と、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、第１観点から第１４観点のいずれか１つに係る過電圧保護回路とを備えている。
【００３４】
この電力変換装置では、過電圧保護回路が、コンバータ回路を過渡的に印加される過大交流電圧から保護し、又はインバータ回路を過渡的に印加される過大直流電圧から保護することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の第１観点に係る過電圧保護回路では、過電圧時でも機器に印加される電圧の値が、電源電圧よりも低くなるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００３６】
本発明の第２観点に係る過電圧保護回路では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンス値をＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００３７】
本発明の第３観点に係る過電圧保護回路では、例えば、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。機器と並列に接続される第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａが可変であるので、過電圧時にインピーダンスＺａを小さくすることによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００３８】
本発明の第４観点に係る過電圧保護回路では、例えば、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。機器と直列に接続される第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変であるので、過電圧時にインピーダンスＺｂを大きな値にすることによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００３９】
本発明の第５観点に係る過電圧保護回路では、例えば、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。Ｚｂがより大きな値になるように、或いはＺａがより小さい値になるように変化することによって、機器に印加される電圧が低くなり、機器を過電圧から保護することができる。
【００４０】
本発明の第６観点から第８観点のいずれかに係る過電圧保護回路では、過電圧時の第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンスをＺａ及びＺｂとした場合、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが通常時よりも小さくなる。つまり、過電圧が２つの電圧に分圧され、機器には電源電圧よりも低い分圧値が印加されることになるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００４１】
本発明の第９観点又は第１０観点に係る過電圧保護回路では、過電圧時でも機器に印加される電圧の値が、電源電圧よりも低くなるので、機器を過電圧から保護することができる。
【００４２】
本発明の第１１観点に係る過電圧保護回路では、保護対象である機器に印加される電圧を直接検出することができる。
【００４３】
本発明の第１２観点に係る過電圧保護回路では、スイッチが動作して電源ラインを遮断することによって各インピーダンス回路での電力消費を止めるので、各インピーダンス回路の過熱を抑制し、電力定格を小さくすることができる。
【００４４】
本発明の第１３観点に係る過電圧保護回路では、ＡＣ電源からの供給電圧が過大電圧であっても、機器に印加される電圧の値が電源電圧より低くなる。それゆえ、短時間の過大電圧からの保護だけのために機器の電圧定格を高く設計する必要がなく、合理的である。
【００４５】
本発明の第１４観点に係る過電圧保護回路では、例えば、スイッチを必要とする場合、交流を入り切りするスイッチは双方向性を必要とするが、ＤＣ電源の下流側に配置されるスイッチは片方向スイッチでよいので、スイッチの低コスト化を図ることができる。
【００４６】
本発明の第１５観点に係る電力変換装置では、過電圧保護回路が、コンバータ回路を過渡的に印加される過大交流電圧から保護し、又はインバータ回路を過渡的に印加される過大直流電圧から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図２】電圧検出器の回路図。
【図３】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが連続的に減少し、インピーダンスＺｂが連続的に増加する場合の機器に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【図４】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが段階的に減少し、インピーダンスＺｂが段階的に増加する場合の電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【図５】第１実施形態の第２変形例に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図６】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが連続的に減少し、インピーダンスＺｂが連続的に増加する場合の機器に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施形態に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図８】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の機器に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【図９】第２実施形態の変形例に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図１０】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の機器に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る過電圧保護回路を備えた電力変換装置の回路図。
【図１２】第３実施形態の第２変形例に係る過電圧保護回路を備えた電力変換装置の回路図。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る過電圧保護回路を備えた電力変換装置の回路図。
【図１４】第４実施形態の変形例に係る過電圧保護回路備えた電力変換装置回路図。
【図１５】他の実施形態に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図１６】他の実施形態に係る過電圧保護回路を備えた装置の回路図。
【図１７】機器のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の機器に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００４９】
＜第１実施形態＞
（１）過電圧保護回路５０の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る過電圧保護回路５０を備えた装置の回路図である。図１において、機器３０は、商用電源９０から一対の電源ライン９０１，９０２を介して電力供給されている。過電圧保護回路５０は、商用電源９０と機器３０との間に接続されている。
【００５０】
過電圧保護回路５０は、第１インピーダンス回路２１と、第２インピーダンス回路２２と、電圧検出器３３とを含んでいる。
【００５１】
（２）過電圧保護回路５０の詳細構成
（２−１）第１インピーダンス回路２１
第１インピーダンス回路２１は、当該回路における電圧と電流との比であるインピーダンスがＺａとなるように構成された回路である。インピーダンスＺａは可変である。
【００５２】
第１インピーダンス回路２１は、一対の電源ライン９０１，９０２間に機器３０と並列に接続されている。
【００５３】
（２−２）第２インピーダンス回路２２
第２インピーダンス回路２２は、当該回路における電圧と電流との比であるインピーダンスがＺｂとなるように構成された回路である。インピーダンスＺｂは可変である。
【００５４】
第２インピーダンス回路２２は、電源ライン９０２上で、商用電源９０と第１インピーダンス回路２１との間に接続されている。
【００５５】
（２−３）電圧検出器３３
電圧検出器３３は、交流電圧検出回路によって構成されている。交流電圧検出回路は、多様であり、使用条件によって適宜採用される。例えば、図２は一般的な電圧検出器３３の回路図である。図２において、電圧検出器３３は、変圧回路３３１、コンバータ回路３３２とで構成されている。
【００５６】
変圧回路３３１は、入力側に位置し、一次側巻線３３１ａと二次側巻線３３１ｂとからなる。
【００５７】
コンバータ回路３３２は、整流ダイオードで構成される整流部３３２ａと、平滑コンデンサ３３２ｂとが並列接続された回路である。
【００５８】
電圧検出器３３では、変圧回路３３１に交流電圧が印加されると、交流電圧は変圧回路３３１によって変圧される。そして、二次側巻線３３１ｂの両端電圧がコンバータ回路３３２に入力される。
【００５９】
コンバータ回路３３２に入力された変圧後の交流電圧は、整流部３３２ａで直流電圧に変換され、平滑コンデンサ３３２ｂで平滑化される。この平滑化された直流電圧が制御部４０に入力される。すなわち、一次側巻線３３１ａに印加される電圧に応じた直流電圧が、制御部４０に入力されることになる。
【００６０】
（３）過電圧保護回路５０の動作
図３は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが連続的に減少し、インピーダンスＺｂが連続的に増加する場合の機器３０に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフである。
【００６１】
図１及び図３において、通常時、インピーダンスＺａは機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、機器３０には電圧Ｖａ≒Ｖａｃが印加されている。
【００６２】
ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。商用電源９０の電圧Ｖａｃが増加し、制御部４０が電圧検出器３３から出力される電圧がＶａｃ1を超えたと判定したとき、制御部４０は、インピーダンスＺａを電圧検出器３３の検出値の増加に応じて連続的に減少させ、インピーダンスＺｂを電圧検出器３３の検出値の増加に応じて連続的に増加させる。
【００６３】
インピーダンスＺａの減少率、インピーダンスＺｂの増加率は任意であるが、原則、機器３０に印加される電圧Ｖａが過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなるように、制御部４０はインピーダンスＺａとインピーダンス比率Ｚａ／Ｚｂを小さくしている。
【００６４】
その結果、機器３０に印加される電圧はＶａ＝Ｖａｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖａｃ1が維持され、機器３０は過電圧から保護される。
【００６５】
商用電源９０の電圧Ｖａｃが下がり、電圧検出器３３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はインピーダンスＺａを機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【００６６】
（４）第１実施形態の変形例
（４−１）第１変形例
インピーダンスＺａ及びインピーダンスＺｂの変化は、必ずしも図３に示すように連続的な増減である必要はなく、段階的な増減であってもよい。
【００６７】
図４は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが段階的に減少し、インピーダンスＺｂが段階的に増加する場合の機器３０に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフである。
【００６８】
図１及び図４において、通常時、インピーダンスＺａ（＝Ｚａｘ）は機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂ（＝Ｚｂｘ）は０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、機器３０には電圧Ｖ≒Ｖａｃが印加されている。ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。
【００６９】
制御部４０は、商用電源９０の電圧Ｖａｃが通常時の値Ｖａｃ0を超えてもインピーダンスＺａ及びインピーダンスＺｂの値を変更しない。その後、電圧Ｖａｃがさらに上昇し、電圧検出器３３の検出値がＶａｃ1を超えたとき、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｙへ減少させ、インピーダンスＺｂをＺｂｙへ増大させる。
【００７０】
その結果、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａｙ／（Ｚａｙ＋Ｚｂｙ）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【００７１】
その後も時間の経過に伴って電圧Ｖａｃが上昇するが、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｙに維持し、インピーダンスＺｂをＺｂｙに維持する。その後、電圧Ｖａｃがさらに上昇し、電圧検出器３３の検出値がＶａｃ2を超えたとき、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｚへ減少させ、インピーダンスＺｂをＺｂｚへ増大させる。
【００７２】
その結果、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａｚ／（Ｚａｚ＋Ｚｂｚ）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【００７３】
（４−２）第２変形例
図５は、第１実施形態の第２変形例に係る過電圧保護回路５０を備えた装置の回路図である。第２変形例は、第１実施形態にスイッチ１３が追加された形態である。ここでは、スイッチ１３についてのみを説明する。
【００７４】
（４−２−１）スイッチ１３
スイッチ１３は、電源ライン９０１を開閉する。ここで、電源ライン９０１を開閉するとは、電源ライン９０１を導通又は遮断して非導通にすることである。
【００７５】
スイッチ１３は、通常時は電源ライン９０１を閉、つまり導通状態にしておく。他方、過電圧時には、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂが変化することによって機器３０の保護動作が行われた後に、スイッチ１３がオフして電源ライン９０１を遮断する。
【００７６】
電源ライン９０１を遮断する目的は、電源の過電圧が第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２を設計した際の想定電圧以上となった場合や、過電圧状態の継続時間が想定以上となった場合に、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２での電力消費及び温度上昇を止めるためであり、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２の電力定格を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。スイッチ１３は、リレー回路が採用されている。
【００７７】
図５に示すように、スイッチ１３は、電源ライン９０１を開閉するリレー接点１３ａと、リレー接点１３ａを動作させるリレーコイル１３ｂと、リレーコイル１３ｂへの通電と非通電とを行うトランジスタ１３ｃとを含んでいる。リレーコイル１３ｂの一端は、電源Ｖｂの正極に接続され、他端はトランジスタ１３ｃのコレクタ側に接続されている。制御部４０は、トランジスタ１３ｃのベース電流の有無を切り換えて、コレクタとエミッタ間をオンオフし、リレーコイル１３ｂへの通電と非通電を行う。
【００７８】
（４−２−２）過電圧保護回路５０の動作
図６は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂが可変抵抗のみで且つインピーダンスＺａが連続的に減少し、インピーダンスＺｂが連続的に増加する場合の機器３０に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフである。
【００７９】
図５及び図６において、通常時、インピーダンスＺａは機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、機器３０には電圧Ｖａ≒Ｖａｃが印加されている。
【００８０】
ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。商用電源９０の電圧Ｖａｃが増加し、制御部４０が電圧検出器３３から出力される電圧がＶａｃ1を超えたと判定したとき、制御部４０は、インピーダンスＺａを電圧検出器３３の検出値の増加に応じて連続的に減少させ、インピーダンスＺｂを電圧検出器３３の検出値の増加に応じて連続的に増加させる。
【００８１】
インピーダンスＺａの減少率、インピーダンスＺｂの増加率は任意であるが、原則、機器３０に印加される電圧Ｖａが過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなるように、制御部４０はインピーダンスＺａとインピーダンス比率Ｚａ／Ｚｂを小さくしている。
【００８２】
その結果、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【００８３】
その後、過電圧状態が続いている場合には、商用電源９０の電圧Ｖａｃの上昇に伴って機器３０に印加される電圧Ｖａも上昇する。しかし、電圧Ｖａｃが遮断の閾値Ｖａｃ2に到達したときにスイッチ１３が電源ライン９０１を遮断する。この結果、Ｖａは０となって機器３０を保護し、且つ第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２での電力消費及び温度上昇を止める。
【００８４】
商用電源９０の電圧Ｖａｃが下がり、電圧検出器３３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はスイッチ１３を導通させると共に、インピーダンスＺａを機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【００８５】
（５）特徴
（５−１）
過電圧保護回路５０では、過電圧時でも機器３０に印加される電圧Ｖａが、過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなるので、機器３０を過電圧から保護することができる。
【００８６】
（５−２）
過電圧保護回路５０では、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂの関係が、Ｚｂ＞Ｚａになるように変化する。その結果、機器３０には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されなくなるので、機器３０を過電圧から保護することができる。
【００８７】
（５−３）
また、スイッチ１３が、通常時は電源ライン９０１を導通状態にし、電圧検出器３３による検出値が閾値Ｖａｃ2を超えたとき電源ライン９０１を遮断するので、各インピーダンス回路での電力消費が止まり、各インピーダンス回路の過熱が抑制される。その結果、電力定格を小さくすることができる。
【００８８】
（５−４）
商用電源９０と機器３０との間に過電圧保護回路５０が設けられているので、商用電源９０からの供給電圧が過大電圧であっても、機器３０に印加される電圧Ｖａが過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなる。それゆえ、短時間の過大電圧からの保護だけのために機器の電圧定格を高く設計する必要がなく、合理的である。
【００８９】
＜第２実施形態＞
（１）過電圧保護回路５０の構成
図７は、本発明の第２実施形態に係る過電圧保護回路５０を備えた装置の回路図である。図７において、機器３０は、商用電源９０から一対の電源ライン９０１，９０２を介して電力供給されている。過電圧保護回路５０は、商用電源９０と機器３０との間に接続されている。
【００９０】
過電圧保護回路５０は、第１インピーダンス回路２１と、第２インピーダンス回路２２と、電圧検出器３３とを含んでいる。
【００９１】
（２）過電圧保護回路５０の詳細構成
第２実施形態は、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２それぞれが複数のインピーダンス要素によって構成されている点で上記第１実施形態と相違するが、その他の構成は第１実施形態と同じである。したがって、ここでは第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２についてのみ説明する。
【００９２】
（２−１）第１インピーダンス回路２１
第１インピーダンス回路２１は、低インピーダンス要素２１１、高インピーダンス要素２１２及び切換スイッチ２１３を含んでいる。
【００９３】
第１インピーダンス回路２１は、切換スイッチ２１３によって低インピーダンス要素２１１と高インピーダンス要素２１２とを選択的に使用することができる。低インピーダンス要素２１１はインピーダンスＺａ１を有している。また、高インピーダンス要素２１２はインピーダンスＺａ１よりも大きいインピーダンスＺａ２を有している。
【００９４】
第１インピーダンス回路２１は、通常時は高インピーダンス要素２１２を使用し、電圧検出器３３の検出値が所定の閾値を超えたとき、使用するインピーダンス要素を高インピーダンス要素２１２から低インピーダンス要素２１１へ切り換えることができる。
【００９５】
高インピーダンス要素２１２のインピーダンスＺａ２は機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値である。
【００９６】
（２−２）第２インピーダンス回路２２
第２インピーダンス回路２２は、低インピーダンス要素２２１、高インピーダンス要素２２２及び切換スイッチ２２３を含んでいる。
【００９７】
第２インピーダンス回路２２は、切換スイッチ２２３によって低インピーダンス要素２２１と高インピーダンス要素２２２とを選択的に使用することができる。低インピーダンス要素２２１はインピーダンスＺｂ１を有している。また、高インピーダンス要素２２２はインピーダンスＺｂ１よりも大きいインピーダンスＺｂ２を有している。
【００９８】
第２インピーダンス回路２２は、通常時は低インピーダンス要素２１１を使用し、電圧検出器３３の検出値が所定の閾値を超えたとき、使用するインピーダンス要素を低インピーダンス要素２２１から高インピーダンス要素２２２へ切り換えることができる。
【００９９】
第２インピーダンス回路２２の低インピーダンス要素２２１のインピーダンスＺｂ１は０若しくは０に近い値である。
【０１００】
（３）過電圧保護回路５０の動作
図８は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の機器３０に印加される電圧Ｖａの変化を示すグラフである。
【０１０１】
図７及び図８において、通常時、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａは機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２である。また、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値Ｚｂ１である。したがって、機器３０には電圧Ｖａ≒Ｖａｃが印加されている。
【０１０２】
ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。制御部４０は、商用電源９０の電圧Ｖａｃが通常時の値Ｖａｃ0を超えても第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂを変更しない。
【０１０３】
その後、電圧Ｖａｃがさらに上昇し、電圧検出器３３の検出値が閾値Ｖａｃ1を超えたとき、制御部４０は第１インピーダンス回路２１の切換スイッチ２１３を動作させ、接点を高インピーダンス要素２１２側から低インピーダンス要素２１１側に接続する。
【０１０４】
同時に、制御部４０は第２インピーダンス回路２２の切換スイッチ２２３を動作させ、接点を低インピーダンス要素２２１側から高インピーダンス要素２２２側に接続する。
【０１０５】
その結果、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａはＺａ１となり、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂはＺｂ２となる。したがって、Ｚａ＝Ｚａ１＜Ｚｂ＝Ｚｂ２であり、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａ１／（Ｚａ１＋Ｚｂ２）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【０１０６】
（４）第２実施形態の変形例
図９は、変形例に係る過電圧保護回路５０を備えた装置の回路図である。第２変形例は、第２実施形態に第１実施形態の第２変形例で説明したスイッチ１３が追加された形態である。ここでは、動作のみを説明する。
【０１０７】
図１０は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の電圧Ｖの変化を示すグラフである。
【０１０８】
図９及び図１０において、通常時、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａは機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２である。また、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値Ｚｂ１である。したがって、機器３０には電圧Ｖａ≒Ｖａｃが印加されている。
【０１０９】
ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。制御部４０は、商用電源９０の電圧Ｖａｃが通常時の値Ｖａｃ0を超えても第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂを変更しない。
【０１１０】
その後、電圧Ｖａｃがさらに上昇し、電圧検出器３３の検出値が閾値Ｖａｃ1を超えたとき、制御部４０は第１インピーダンス回路２１の切換スイッチ２１３を動作させ、接点を高インピーダンス要素２１２側から低インピーダンス要素２１１側に接続する。
【０１１１】
同時に、制御部４０は第２インピーダンス回路２２の切換スイッチ２２３を動作させ、接点を低インピーダンス要素２２１側から高インピーダンス要素２２２側に接続する。
【０１１２】
その結果、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａはＺａ１となり、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂはＺｂ２となる。したがって、Ｚａ＝Ｚａ１＜Ｚｂ＝Ｚｂ２であり、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａ１／（Ｚａ１＋Ｚｂ２）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【０１１３】
その後、過電圧状態が続いている場合には、商用電源９０の電圧Ｖａｃの上昇に伴って機器３０に印加される電圧Ｖａも上昇する。しかし、電圧Ｖａｃが閾値Ｖａｃ2に到達したときにスイッチ１３が電源ライン９０１を遮断する。この結果、Ｖａは０となって機器３０を保護し、且つ第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２での電力消費及び温度上昇を止める。
【０１１４】
商用電源９０の電圧Ｖａｃが下がり、電圧検出器３３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はスイッチ１３を導通させると共に、インピーダンスＺａを機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値Ｚｂ１に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【０１１５】
（５）特徴
（５−１）
過電圧保護回路５０では、過電圧時でも機器３０に印加される電圧Ｖａが、過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなるので、機器３０を過電圧から保護することができる。
【０１１６】
（５−２）
過電圧保護回路５０では、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂの関係が、Ｚｂ＞Ｚａになるように変化する。その結果、機器３０には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されなくなるので、機器３０を過電圧から保護することができる。
【０１１７】
（５−３）
また、スイッチ１３が、通常時は電源ライン９０１を導通状態にし、電圧検出器３３による検出値が閾値Ｖａｃ1を超えたとき電源ライン９０１を遮断するので、各インピーダンス回路での電力消費が止まり、各インピーダンス回路の過熱が抑制される。その結果、電力定格を小さくすることができる。
【０１１８】
（５−４）
商用電源９０と機器３０との間に過電圧保護回路５０が設けられているので、商用電源９０からの供給電圧が過大電圧であっても、機器３０に印加される電圧Ｖａが過電圧の判断基準である閾値Ｖａｃ1よりも小さくなる。それゆえ、短時間の過大電圧からの保護だけのために機器の整流部の定格を高く設計する必要がなく、合理的である。
【０１１９】
＜第３実施形態＞
（１）電力変換装置２００の構成
図１１は、本発明の第３実施形態に係る過電圧保護回路１００を備えた電力変換装置２００の回路図である。図１１において、電力変換装置２００は、直流電源部８０、インバータ９５、過電圧保護回路１００で構成されている。
【０１２０】
インバータ９５は、直流電源部８０から一対の電源ライン８０１，８０２を介して電力供給されている。過電圧保護回路１００は、直流電源部８０とインバータ９５との間に接続されている。
【０１２１】
（１−１）直流電源部８０
直流電源部８０は、整流部８１と、整流部８１と並列接続される平滑コンデンサ８２とで構成されている。
【０１２２】
整流部８１は、４つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂによってブリッジ状に構成されている。具体的には、ダイオードＤ１ａとＤ１ｂ、Ｄ２ａとＤ２ｂは、それぞれ互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１ａ，Ｄ２ａの各カソード端子は、共に平滑コンデンサ８２のプラス側端子に接続されており、整流部８１の正側出力端子として機能する。ダイオードＤ１ｂ，Ｄ２ｂの各ダイオードの各アノード端子は、共に平滑コンデンサ８２のマイナス側端子に接続されており、整流部８１の負側出力端子として機能する。
【０１２３】
ダイオードＤ１ａ及びダイオードＤ１ｂの接続点は、商用電源９０の一方の極に接続されている。ダイオードＤ２ａ及びダイオードＤ２ｂの接続点は、商用電源９０の他方の極に接続されている。整流部８１は、商用電源９０から出力される交流電圧を整流して直流電圧を生成し、これを平滑コンデンサ８２へ供給する。
【０１２４】
平滑コンデンサ８２は、整流部８１によって整流された電圧を平滑する。平滑後の電圧Ｖｄｃは、平滑コンデンサ８２の出力側に接続されるインバータ９５へ印加される。
【０１２５】
なお、コンデンサの種類としては、電解コンデンサやフィルムコンデンサ等が挙げられるが、本実施形態においては、平滑コンデンサ８２として電解コンデンサが採用される。
【０１２６】
この直流電源部８０は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路と言い換えることもできる。
【０１２７】
（１−２）インバータ９５
インバータ９５は、複数のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、以下、単にトランジスタという）及び複数の還流用ダイオードを含んでいる。インバータ９５は、平滑コンデンサ８２からの電圧Ｖｄｃが印加され、かつゲート駆動回路９６により指示されたタイミングで各トランジスタがオン及びオフを行うことによって、モータ１５０を駆動する駆動電圧を生成する。モータ１５０は、例えばヒートポンプ式空気調和機の圧縮機モータ、ファンモータである。
【０１２８】
なお、本実施形態のインバータ９５は、電圧形インバータであるが、それに限定されるものではなく、電流形インバータでもよい。
【０１２９】
（１−３）ゲート駆動回路９６
ゲート駆動回路９６は、制御部４０からの指令に基づき、インバータ９５の各トランジスタのオン及びオフの状態を変化させる。
【０１３０】
（１−４）過電圧保護回路１００
過電圧保護回路１００は、第１インピーダンス回路７１と、第２インピーダンス回路７２と、電圧検出器８３とを含んでいる。
【０１３１】
（２）過電圧保護回路１００の詳細構成
第３実施形態と、既に説明した第１実施形態との相違点は、過電圧保護回路１００が直流部に設けられていることである。したがって、各構成要素も交流仕様から直流仕様に置き換えられることに鑑みて、同一名称であっても符号を換えて、再度説明する。
【０１３２】
（２−１）第１インピーダンス回路７１
第１インピーダンス回路７１は、当該回路における電圧と電流との比であるインピーダンスがＺａとなるように構成された回路である。インピーダンスＺａは可変である。
【０１３３】
第１インピーダンス回路７１は、一対の電源ライン８０１，８０２間にインバータ９５と並列に接続されている。
【０１３４】
（２−２）第２インピーダンス回路７２
第２インピーダンス回路７２は、当該回路における電圧と電流との比であるインピーダンスがＺｂとなるように構成された回路である。インピーダンスＺｂは可変である。
【０１３５】
第２インピーダンス回路７２は、電源ライン８０２上で、直流電源部８０と第１インピーダンス回路７１との間に接続されている。
【０１３６】
（２−３）電圧検出器８３
電圧検出器８３は、平滑コンデンサ８２の出力側に接続されており、平滑コンデンサ８２の両端電圧、即ち平滑後の電圧Ｖｄｃの値を検出する。電圧検出器８３は、例えば、互いに直列に接続された２つの抵抗が平滑コンデンサ８２に並列接続され、電圧Ｖｄｃが分圧されるように構成される。それら２つの抵抗同士の接続点の電圧値は、制御部４０に入力される。
【０１３７】
（３）過電圧保護回路１００の動作
図１１において、通常時、インピーダンスＺａはインバータのインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、インバータ９５には電圧Ｖａ≒Ｖｄｃが印加されている。
【０１３８】
ここで、説明の便宜上、通常時の直流電源部８０の電圧ＶｄｃをＶｄｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶｄｃ1とする。直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが増加し、制御部４０が電圧検出器８３から出力される電圧がＶｄｃ1を超えたと判定したとき、制御部４０は、インピーダンスＺａを電圧検出器８３の検出値の増加に応じて連続的に減少させ、インピーダンスＺｂを電圧検出器８３の検出値の増加に応じて連続的に増加させる。
【０１３９】
インピーダンスＺａの減少率、インピーダンスＺｂの増加率は任意であるが、原則、インバータ９５に印加される電圧Ｖａが過電圧の判断基準である閾値Ｖｄｃ1よりも小さくなるように、制御部４０は、インピーダンスＺａとインピーダンス比率Ｚａ／Ｚｂを小さくしている。
【０１４０】
その結果、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖｄｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１４１】
直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが下がり、電圧検出器８３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はインピーダンスＺａをインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【０１４２】
（４）第３実施形態の変形例
（４−１）第１変形例
インピーダンスＺａ及びインピーダンスＺｂの変化は、必ずしも連続的な増減である必要はなく、段階的な増減であってもよい。
【０１４３】
過電圧保護回路１００の動作は、例えば、図４のＶａｃ、Ｖａｃ0、Ｖａｃ1及びＶａｃ2をＶｄｃ、Ｖｄｃ0、Ｖｄｃ1及びＶｄｃ2に置き換えて説明することができる。通常時、インピーダンスＺａ（＝Ｚａｘ）はインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂ（＝Ｚｂｘ）は０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、インバータ９５には電圧Ｖａ≒Ｖｄｃが印加されている。ここで、説明の便宜上、通常時の直流電源部の電圧ＶｄｃをＶｄｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶｄｃ1とする。
【０１４４】
制御部４０は、直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが通常時の値Ｖｄｃ0を超えてもインピーダンスＺａ及びインピーダンスＺｂの値を変更しない。その後、電圧Ｖｄｃがさらに上昇し、電圧検出器８３の検出値がＶｄｃ1を超えたとき、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｙへ減少させ、インピーダンスＺｂをＺｂｙへ増大させる。
【０１４５】
その結果、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａｙ／（Ｚａｙ＋Ｚｂ）ｙ≦Ｖｄｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１４６】
その後も時間の経過に伴って電圧Ｖｄｃが上昇するが、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｙに維持し、インピーダンスＺｂをＺｂｙに維持する。その後、電圧Ｖｄｃがさらに上昇し、電圧検出器８３の検出値がＶｄｃ2を超えたとき、制御部４０はインピーダンスＺａをＺａｚへ減少させ、インピーダンスＺｂをＺｂｚへ増大させる。
【０１４７】
その結果、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａｚ／（Ｚａｚ＋Ｚｂｚ）＜Ｖｄｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１４８】
（４−２）第２変形例
図１２は、第３実施形態の第２変形例に係る過電圧保護回路１００を備えた電力変換装置２００の回路図である。第２変形例は、第３実施形態にスイッチ６３が追加された形態である。ここでは、スイッチ６３についてのみを説明する。
【０１４９】
（４−２−１）スイッチ６３
スイッチ６３は、電源ライン８０１を開閉する。ここで、電源ライン８０１を開閉するとは、電源ライン８０１を導通又は遮断して非導通にすることである。
【０１５０】
スイッチ６３は、通常時は電源ライン８０１を閉、つまり導通状態にしておく。他方、過電圧時には、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂが変化することによってインバータ９５の保護動作が行われた後に、スイッチ６３がオフして電源ライン８０１を遮断する。
【０１５１】
電源ライン８０１を遮断する目的は、直流電源部８０の過電圧が第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２を設計した際の想定電圧以上となった場合や、過電圧状態の持続時間が想定時間以上となった場合に、第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２での電力消費及び温度上昇を止めるためであり、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路７２の電力定格を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。スイッチ６３は、リレー回路が採用されている。
【０１５２】
図１２に示すように、スイッチ６３は、電源ライン８０１を開閉するリレー接点６３ａと、リレー接点６３ａを動作させるリレーコイル６３ｂと、リレーコイル６３ｂへの通電と非通電とを行うトランジスタ６３ｃとを含んでいる。リレーコイル６３ｂの一端は、電源Ｖｂの正極に接続され、他端はトランジスタ６３ｃのコレクタ側に接続されている。制御部４０は、トランジスタ６３ｃのベース電流の有無を切り換えて、コレクタとエミッタ間をオンオフし、リレーコイル６３ｂへの通電と非通電を行う。
【０１５３】
（４−２−２）過電圧保護回路１００の動作
過電圧保護回路１００の動作は、例えば、図６のＶａｃ、Ｖａｃ0及びＶａｃ1をＶｄｃ、Ｖｄｃ0及びＶｄｃ1に置き換えて説明することができる。通常時、インピーダンスＺａはインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値に設定されている。また、インピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値に設定されている。したがって、インバータ９５には電圧Ｖａ≒Ｖｄｃが印加されている。
【０１５４】
ここで、説明の便宜上、通常時の直流電源部８０の電圧ＶｄｃをＶｄｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶｄｃ1とする。直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが増加し、制御部４０が電圧検出器８３から出力される電圧がＶｄｃ1を超えたと判定したとき、制御部４０は、インピーダンスＺａを電圧検出器８３の検出値の増加に応じて連続的に減少させ、インピーダンスＺｂを電圧検出器８３の検出値の増加に応じて連続的に増加させる。
【０１５５】
インピーダンスＺａの減少率、インピーダンスＺｂの増加率は任意であるが、原則、インバータ９５に印加される電圧Ｖｄが過電圧の判断基準である閾値Ｖｄｃ1よりも小さくなるように、制御部４０は、インピーダンスＺａとインピーダンス比率Ｚａ／Ｚｂを小さくしている。
【０１５６】
その結果、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖａｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１５７】
その後、過電圧状態が続いている場合には、直流電源部８０の電圧Ｖｄｃの上昇に伴ってインバータ９５に印加される電圧Ｖａも上昇する。しかし、電圧Ｖｄｃが閾値Ｖｄｃ2に到達したときにスイッチ６３が電源ライン８０１を遮断する。この結果、Ｖａは０となってインバータ９５を保護し、且つ第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２での電力消費及び温度上昇を止める。
【０１５８】
直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが下がり、電圧検出器８３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はスイッチ６３を導通させると共に、インピーダンスＺａをインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【０１５９】
（５）特徴
（５−１）
過電圧保護回路１００では、過電圧時でもインバータ９５に印加される電圧Ｖａが、過電圧の判断基準である閾値Ｖｄｃ1よりも小さくなるので、インバータ９５を過電圧から保護することができる。
【０１６０】
（５−２）
過電圧保護回路１００では、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂの関係が、Ｚｂ＞Ｚａになるように変化する。その結果、インバータ９５には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されなくなるので、インバータ９５を過電圧から保護することができる。
【０１６１】
（５−３）
また、スイッチ６３が、通常時は電源ライン８０１を導通状態にし、電圧検出器８３による検出値が閾値Ｖｄｃ2を超えたとき電源ライン８０１を遮断するので、各インピーダンス回路での電力消費が止まり、各インピーダンス回路の過熱が抑制される。その結果、電力定格を小さくすることができる。
【０１６２】
（５−４）
電力変換装置２００では、過電圧保護回路１００が、直流電源部８０を過渡的に印加される過大交流電圧から保護し、又はインバータ９５を過渡的に印加される過大直流電圧から保護することができる。
【０１６３】
＜第４実施形態＞
（１）電力変換装置２００の構成
図１３は、本発明の第４実施形態に係る過電圧保護回路１００を備えた電力変換装置２００の回路図である。図１１において、電力変換装置２００は、直流電源部８０、インバータ９５、過電圧保護回路１００で構成されている。
【０１６４】
インバータ９５は、直流電源部８０から一対の電源ライン８０１，８０２を介して電力供給されている。過電圧保護回路１００は、直流電源部８０とインバータ９５との間に接続されている。過電圧保護回路１００は、第１インピーダンス回路７１と、第２インピーダンス回路７２と、電圧検出器８３とを含んでいる。
【０１６５】
（２）過電圧保護回路１００の詳細構成
第４実施形態は、第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２それぞれが複数のインピーダンス要素によって構成されている点で上記第３実施形態と相違するが、その他の構成は第３実施形態と同じである。したがって、ここでは第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２についてのみ説明する。
【０１６６】
（２−１）第１インピーダンス回路７１
第１インピーダンス回路７１は、低インピーダンス要素７１１、高インピーダンス要素７１２及び切換スイッチ７１３を含んでいる。
【０１６７】
第１インピーダンス回路７１は、切換スイッチ７１３によって低インピーダンス要素７１１と高インピーダンス要素７１２とを選択的に使用することができる。低インピーダンス要素７１１はインピーダンスＺａ１を有している。また、高インピーダンス要素７１２はインピーダンスＺａ１よりも大きいインピーダンスＺａ２を有している。
【０１６８】
第１インピーダンス回路７１は、通常時は高インピーダンス要素７１２を使用し、電圧検出器８３の検出値が所定の閾値を超えたとき、使用するインピーダンス要素を高インピーダンス要素７１２から低インピーダンス要素７１１へ切り換えることができる。
【０１６９】
通常時、高インピーダンス要素７１２のインピーダンスＺａ２はインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値である。
【０１７０】
（２−２）第２インピーダンス回路７２
第２インピーダンス回路７２は、低インピーダンス要素７２１、高インピーダンス要素７２２及び切換スイッチ７２３を含んでいる。
【０１７１】
第２インピーダンス回路７２は、切換スイッチ７２３によって低インピーダンス要素７２１と高インピーダンス要素７２２とを選択的に使用することができる。低インピーダンス要素７２１はインピーダンスＺｂ１を有している。また、高インピーダンス要素７２２はインピーダンスＺｂ１よりも大きいインピーダンスＺｂ２を有している。
【０１７２】
第２インピーダンス回路７２は、通常時は低インピーダンス要素７２１を使用し、電圧検出器８３の検出値が所定の閾値を超えたとき、使用するインピーダンス要素を低インピーダンス要素７２１から高インピーダンス要素７２２へ切り換えることができる。
【０１７３】
通常時、第２インピーダンス回路７２の低インピーダンス要素７２１のインピーダンスＺｂ１は０若しくは０に近い値である。
【０１７４】
（３）過電圧保護回路１００の動作
過電圧保護回路１００の動作は、例えば、図８のＶａｃ、Ｖａｃ0及びＶａｃ1をＶｄｃ、Ｖｄｃ0及びＶｄｃ1に置き換えて説明することができる。通常時、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａはインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２である。また、第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値Ｚｂ１である。したがって、インバータ９５には電圧Ｖａ≒Ｖｄｃが印加されている。
【０１７５】
ここで、説明の便宜上、通常時の直流電源部８０の電圧ＶｄｃをＶｄｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶｄｃ1とする。制御部４０は、直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが通常時の値Ｖｄｃ0を超えても第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂを変更しない。
【０１７６】
その後、電圧Ｖｄｃがさらに上昇し、電圧検出器８３の検出値が閾値Ｖｄｃ1を超えたとき、制御部４０は第１インピーダンス回路７１の切換スイッチ７１３を動作させ、接点を高インピーダンス要素７１２側から低インピーダンス要素７１１側に接続する。
【０１７７】
同時に、制御部４０は第２インピーダンス回路７２の切換スイッチ７２３を動作させ、接点を低インピーダンス要素７２１側から高インピーダンス要素７２２側に接続する。
【０１７８】
その結果、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａはＺａ１となり、第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂはＺｂ２となる。したがって、Ｚａ＝Ｚａ１＜Ｚｂ＝Ｚｂ２であり、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａ１／（Ｚａ１＋Ｚｂ２）＜Ｖｄｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１７９】
（４）第４実施形態の変形例
図１４は、第４実施形態の変形例に係る過電圧保護回路１００を備えた電力変換装置２００の回路図である。変形例は、第４実施形態に第３実施形態の第２変形例で説明したにスイッチ６３が追加された形態である。ここでは、動作のみを説明する。
【０１８０】
過電圧保護回路１００の動作は、例えば、図１０のＶａｃ、Ｖａｃ0、Ｖａｃ1及びＶａｃ2をＶｄｃ、Ｖｄｃ0、Ｖｄｃ1及びＶｄｃ2に置き換えて説明することができる。通常時、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａはインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２である。また、第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値Ｚｂ１である。したがって、インバータ９５には電圧Ｖａ≒Ｖｄｃが印加されている。
【０１８１】
ここで、説明の便宜上、通常時の直流電源部８０の電圧ＶｄｃをＶｄｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶｄｃ1とする。制御部４０は、直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが通常時の値Ｖｄｃ0を超えても第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂを変更しない。
【０１８２】
その後、電圧Ｖｄｃがさらに上昇し、電圧検出器８３の検出値が閾値Ｖｄｃ1を超えたとき、制御部４０は第１インピーダンス回路７１の切換スイッチ７１３を動作させ、接点を高インピーダンス要素７１２側から低インピーダンス要素７１１側に接続する。
【０１８３】
同時に、制御部４０は第２インピーダンス回路７２の切換スイッチ７２３を動作させ、接点を低インピーダンス要素７２１側から高インピーダンス要素７２２側に接続する。
【０１８４】
その結果、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａはＺａ１となり、第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂはＺｂ２となる。したがって、Ｚａ＝Ｚａ１＜Ｚｂ＝Ｚｂ２であり、インバータ９５に印加される電圧Ｖａ＝Ｖｄｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖｄｃ1となり、インバータ９５は過電圧から保護される。
【０１８５】
その後、過電圧状態が続いている場合には、直流電源部８０の電圧Ｖｄｃの上昇に伴ってインバータ９５に印加される電圧Ｖａも上昇する。しかし、電圧Ｖｄｃが閾値Ｖｄｃ2に到達したときにスイッチ６３が電源ライン８０１を遮断する。この結果、Ｖａは０となってインバータ９５を保護し、且つ第１インピーダンス回路７１及び第２インピーダンス回路７２での電力消費及び温度上昇を止める。
【０１８６】
直流電源部８０の電圧Ｖｄｃが下がり、電圧検出器８３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はスイッチ６３を導通させると共に、インピーダンスＺａをインバータ９５のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値Ｚｂ１に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【０１８７】
（５）特徴
（５−１）
過電圧保護回路１００では、過電圧時でもインバータ９５に印加される電圧Ｖａが、過電圧の判断基準である閾値Ｖｄｃ1よりも小さくなるので、インバータ９５を過電圧から保護することができる。
【０１８８】
（５−２）
過電圧保護回路１００では、第１インピーダンス回路７１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路７２のインピーダンスＺｂの関係が、Ｚｂ＞Ｚａになるように変化する。その結果、インバータ９５には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されなくなるので、インバータ９５を過電圧から保護することができる。
【０１８９】
（５−３）
また、スイッチ６３が、通常時は電源ライン８０１を導通状態にし、電圧検出器８３による検出値が閾値Ｖｄｃ2を超えたとき電源ライン８０１を遮断するので、各インピーダンス回路での電力消費が止まり、各インピーダンス回路の過熱が抑制される。その結果、電力定格を小さくすることができる。
【０１９０】
（５−４）
電力変換装置２００では、過電圧保護回路１００が、直流電源部８０を過渡的に印加される過大交流電圧から保護し、又はインバータ９５を過渡的に印加される過大直流電圧から保護することができる。
【０１９１】
＜その他の実施形態＞
（Ａ）
上記各実施形態では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路ともに可変インピーダンス回路としているが、どちらか一方が可変インピーダンス回路であってもよい。
【０１９２】
具体的には、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれのインピーダンス値をＺａ及びＺｂとした場合、過電圧時、２つのインピーダンス回路のインピーダンス比Ｚａ／Ｚｂが小さくなり、機器には｛Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）｝に応じた電圧しか印加されない。機器と並列に接続される第１インピーダンス回路のインピーダンスＺａが可変とした場合、過電圧時にインピーダンスＺａを小さくすることによって、機器に印加される電圧が低くなる。また、機器と直列に接続される第２インピーダンス回路のインピーダンスＺｂが可変とした場合、過電圧時にインピーダンスＺｂを大きな値にすることによって、機器に印加される電圧が小さくなる。
【０１９３】
（Ｂ）
第３実施形態及び第４実施形態では、電圧検出器とスイッチとを、直流電源部８０とインバータ９５との間に設けているが、商用電源９０と直流電源部８０との間に設けるようにしてもよい（図１５参照）。もちろん、電圧検出器のみを商用電源９０と直流電源部８０との間に設けるようにしてもよい。
【０１９４】
（Ｃ）
図１６は、他の実施形態に係る過電圧保護回路５０を備えた装置の回路図である。図１６において、本実施形態の構成は、第２実施形態の変形例（図９参照）に対して機器電圧検出器３７を更に設けた構成である。機器電圧検出器３７は、機器３０に印加される電圧Ｖａを検出する。制御部４０は、機器に印加される電圧Ｖａが所定の閾値Ｖａｌｉｍに達したときにスイッチ１３を介して電源ライン９０１を遮断する。この点で、第２実施形態の変形例の動作（図１０参照）と相違する。以下、図１７を用いて動作を説明する。
【０１９５】
図１７は、機器３０のインピーダンスが抵抗成分のみであり、第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスが可変抵抗のみである場合の電圧Ｖａの変化を示すグラフである。
【０１９６】
図１６及び図１７において、通常時、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａは機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２である。また、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂは０若しくは０に近い値Ｚｂ１である。したがって、機器３０には電圧Ｖａ≒Ｖａｃが印加されている。
【０１９７】
ここで、説明の便宜上、通常時の商用電源９０の電圧ＶａｃをＶａｃ0以下、過電圧か否かの判定基準となる閾値をＶａｃ1とする。制御部４０は、商用電源９０の電圧Ｖａｃが通常時の値Ｖａｃ0を超えても第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａ及び第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂを変更しない。
【０１９８】
その後、電圧Ｖａｃがさらに上昇し、電圧検出器３３の検出値が閾値Ｖａｃ1を超えたとき、制御部４０は第１インピーダンス回路２１の切換スイッチ２１３を動作させ、接点を高インピーダンス要素２１２側から低インピーダンス要素２１１側に接続する。
【０１９９】
同時に、制御部４０は第２インピーダンス回路２２の切換スイッチ２２３を動作させ、接点を低インピーダンス要素２２１側から高インピーダンス要素２２２側に接続する。
【０２００】
その結果、第１インピーダンス回路２１のインピーダンスＺａはＺａ１となり、第２インピーダンス回路２２のインピーダンスＺｂはＺｂ２となる。したがって、Ｚａ＝Ｚａ１＜Ｚｂ＝Ｚｂ２であり、機器３０に印加される電圧Ｖａ＝Ｖａｃ・Ｚａ／（Ｚａ＋Ｚｂ）＜Ｖａｃ1となり、機器３０は過電圧から保護される。
【０２０１】
その後、過電圧状態が続いている場合には、商用電源９０の電圧Ｖａｃの上昇に伴って機器３０に印加される電圧Ｖａも上昇する。しかし、機器電圧検出器３７が検出する電圧Ｖａが閾値Ｖａｌｉｍに到達したときにスイッチ１３が電源ライン９０１を遮断する。この結果、Ｖａは０となって機器３０を保護し、且つ第１インピーダンス回路２１及び第２インピーダンス回路２２での電力消費及び温度上昇を止める。
【０２０２】
商用電源９０の電圧Ｖａｃが下がり、電圧検出器３３から出力される電圧が復帰のための閾値よりも下がったと制御部４０が判定したとき、制御部４０はインピーダンスＺａを機器３０のインピーダンスよりも格段に大きな値Ｚａ２に戻し、インピーダンスＺｂを０若しくは０に近い値Ｚｂ１に戻す。これにより、通常の動作に復帰する。
【０２０３】
（Ｄ）
スイッチ１３、切換スイッチ２１３、切換スイッチ２２３、スイッチ６３、切換スイッチ７１３、及び切換スイッチ７２３は半導体スイッチでもよい。但し、スイッチ１３、切換スイッチ２１３、及び切換スイッチ２２３は交流回路に使用されるので双方向性が必要である。この点、スイッチ６３、切換スイッチ７１３、及び切換スイッチ７２３は直流回路に使用されるので、双方向性の必要はなく、低コスト化を図ることができる。
【０２０４】
（Ｆ）
第２実施形態および第４実施形態において、切換スイッチを用いる構成に替えて、スイッチを低インピーダンス要素及び高インピーダンス要素それぞれに直列接続して、電圧検出器の検出電圧に応じてオンさせるスイッチを切り換えてもよい。
【０２０５】
（Ｇ）
第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態及びこれら実施形態の各変形例では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路のインピーダンス切替を同時に行っているが、それに限定されるものではなく、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路のインピーダンスを同時に切替えなくてもよい。
【０２０６】
（Ｈ）
第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態及びこれら実施形態の各変形例では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路の両インピーダンスを連続的に変化させる場合と、両インピーダンスを段階的に変化させる場合のいずれかで説明しているが、それらの形態に限定されるものではなく、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路の一方のインピーダンスを連続的に変化させ、他方のインピーダンスを段階的に変化させてもよい。
【０２０７】
（Ｉ）
第２実施形態、第４実施形態では、第１インピーダンス回路及び第２インピーダンス回路それぞれにおいて、低インピーダンス要素及び高インピーダンス要素という２つのインピーダンスを切り替えているが、切り替えるインピーダンスは３つ以上でもよい。
【０２０８】
（Ｊ）
第１実施形態の第２変形例、第２実施形態の変形例、第３実施形態の第２変形例及び第４実施形態の変形例では、スイッチで電源供給を遮断することで急激な電源電圧上昇から保護を行なっている。また、上記の第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態においては、電源供給を遮断するスイッチが備えられていないが、インピーダンスＺａを０に近い値とすることで、機器３０に印加される電圧Ｖａは０に近い値とすることができるので、そのようにすることで、急激な電源電圧上昇から機器を保護することも可能である。
【０２０９】
なお、Ｖａを０に近づけるべく小さくしすぎると、機器を動かすのに必要な電圧が確保できなくなるおそれがあるため、急激な電源電圧上昇時など、異常状態に近い場合にのみ適用すべきである。
【０２１０】
上記実施例（Ｉ）のように、Ｚａとして０に近いインピーダンスを設けて切り替えるのも有効である。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明は、電源電圧の変動が起こり易い地域で使用される機器、例えば、冷凍装置に有用である。
【符号の説明】
【０２１２】
１３，６３        スイッチ
２１，７１        第１インピーダンス回路
２２，７２        第２インピーダンス回路
３３，８３        電圧検出器
５０，１００      過電圧保護回路
２００            電圧変換装置
２１１，７１１    低インピーダンス要素
２１２，７１２    高インピーダンス要素
２２１，７２１    低インピーダンス要素
２２２，７２２    高インピーダンス要素
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２１３】
【特許文献１】特開２００９−２０７３２９号公報
【図１】
2015216744.tif 000003
【図２】
2015216744.tif 000004
【図３】
2015216744.tif 000005
【図４】
2015216744.tif 000006
【図５】
2015216744.tif 000007
【図６】
2015216744.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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