(57)【要約】【課題】高速動作させるスイッチング手段を用いることなく、入力電圧を昇圧し、コンデンサの電気的ストレスを低減し、効率の高いモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】ダイオードとコンデンサとリアクタの組み合わせにより整流回路を構成し、入力電圧を昇圧してインバータ回路の動作電圧を高圧にして動作させる。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置の低価格化を図ることができる。【選択図】図１
2008278706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の第１の入力端に、第１のダイオードのアノードを接続し、第１のダイオードのカソードに第２のダイオードのアノードを接続し、第２のダイオードのカソードに第３のダイオードのアノードを接続し第３のダイオードのカソードを出力とする第１のダイオード直列回路と、交流電源の第２の入力端に、第４のダイオードのアノードを接続し、第４のダイオードのカソードに第５のダイオードのアノードを接続し、第５のダイオードのカソードに第６のダイオードのアノードを接続し第６のダイオードのカソードを出力とする第２のダイオード直列回路と、交流電源の第１の入力端と第２のダイオードのカソード間に接続された第１のコンデンサと、交流電源の第２の入力端と第５のダイオードのカソード間に接続された第２のコンデンサと、第１のダイオードのカソードと第４のダイオードのカソード間に接続された第１のリアクタと、交流電源の第１の入力端に、カソードを接続した第７のダイオードと、交流電源の第２の入力端に、カソードを接続した第８のダイオードを備え、第１のダイオード直列回路の出力と第２のダイオード直列回路の出力を接続された点を正側出力端とし、第７のダイオードのアノードと第８のダイオードのアノードを接続された点を負側出力端とする整流回路を備え、整流回路の正側出力端と負側出力端に接続されたモータを駆動するインバータ回路とを備えるモータ駆動制御装置。
【請求項２】
交流電源と整流回路の間に第２のリアクタを有する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
第１のコンデンサと第２のコンデンサが、電解コンデンサまたはフィルムコンデンサで構成させる請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
交流電源を入力とする圧縮機であって、モータと、モータを駆動するモータ駆動制御装置とを備え、前記モータ駆動制御装置が請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置である圧縮機。
【請求項５】
交流電源を入力とする、圧縮機を備えた冷蔵庫であって、圧縮機のモータを駆動するモータ駆動制御装置を備え、前記モータ駆動制御装置が請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置である冷蔵庫。
【請求項６】
交流電源を入力とする、圧縮機を備えた空気調和機であって、圧縮機のモータを駆動するモータ駆動制御装置を備え、前記モータ駆動制御装置が請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置である空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置に関し、特に、入力電圧を昇圧することができる整流回路を用いたモータ駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力電圧を昇圧する回路には、スイッチング手段を用いた電圧変換回路が使用されていた（例えば、特許文献１の図１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に示される電圧変換回路の回路図である。
【０００４】
この電圧変換回路５０は、入力端子２ａ及び２ｂに入力された交流電源２の出力電圧を整流する整流回路５１と、前記整流回路５１の出力電圧を昇圧する昇圧コンバータ回路５２と、前記昇圧コンバータ回路５２の出力電圧により充電されるコンデンサ５３とを備えている。
【０００５】
前記整流回路５１は、直列接続のダイオード５４及び５５と、直列接続のダイオード５６及び５７とから構成されている。ダイオード５４及び５５の接続点５０ａは電圧変換回路５０の一方の入力端子２ａに、ダイオード５６及び５７の接続点５０ｂは電圧変換回路５０の他方の入力端子２ｂに接続されている。
【０００６】
また、ダイオード５４及び５６の共通接続のカソードは、前記整流回路５１の一方の出力端子となっており、ダイオード５５及び５７の共通接続のアノードは、該整流回路５１の他方の出力端子となっている。
【０００７】
前記昇圧コンバータ回路５２は、一端が前記整流回路５１の一方の出力端子に接続されたリアクタ５８と、アノードがリアクタ５８の他端に、カソードが電圧変換回路５０の一方の出力端子２ｃに接続されたダイオード５９ａと、前記リアクタ５８及びダイオード５９ａの接続点と前記整流回路５１の他方の出力端子との間に接続されたスイッチング手段６０とを有している。
【０００８】
ここで、前記スイッチング手段６０はＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり、前記ＩＧＢＴ６０には逆並列にダイオード５９ｂが接続されている。
【０００９】
この電圧変換回路５０では、交流電源２から供給される交流電圧が整流回路５１により整流され、前記整流回路５１の出力が昇圧コンバータ回路５２に入力されると、昇圧コンバータ回路５２では、前記整流回路５１の出力がスイッチング手段６０のオンオフにより昇圧される。
【００１０】
つまり、昇圧コンバータ回路５２では、スイッチング手段６０のオンにより、リアクタ５８の出力側の電路が短絡してリアクタ５８に整流回路５１から直流電流が流入し、エネルギーがリアクタ５８に蓄えられる。
【００１１】
その後、スイッチング手段６０がオフすると、リアクタ５８に誘起電圧が発生し、コンデンサ５３が前記誘起電圧と整流回路５１の出力との和電圧により充電され、コンデンサ５３の端子間には、整流回路５１の出力より高い電圧が発生する。
【００１２】
このタイプの昇圧コンバータ回路５２を有する電圧変換回路５０では、スイッチング手
段６０のオン期間とオフ期間の時間比を調整することにより、交流電源からの入力電流がその波形が正弦波状になるよう制御され、力率を改善することができ、さらに、上記時間比の調整により該入力電流の大きさ（絶対値）を制御して、出力される直流電圧のレベル制御を行うことができる。
【特許文献１】特許第３３０８９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図３に示す従来の電圧変換回路５０は、例えばモータ駆動制御装置を構成するものであり、昇圧コンバータ回路５２を構成するリアクタ５８の容量と、昇圧コンバータ回路５２の出力により充電されるコンデンサ５３の容量とが、スイッチング手段６０のスイッチング周波数によって決定される。
【００１４】
つまり、リアクタ５８の容量を小さくするためには、入力側に現れる高調波電流が抑えられるようスイッチング周波数を上げる必要がある。また、コンデンサ５３の容量を減少させるとコンデンサ５３に充電される電圧のリップルが大きくなることから、そのリップルを小さくするためにはスイッチング周波数を高くする必要がある。
【００１５】
電圧変換回路５０での効率や高周波スイッチング素子のコストなどから、昇圧コンバータ回路５２でのスイッチング周波数を高くするにも限界があり、そのためリアクタ５８とコンデンサ５３の容量は一定以上小さくすることができない。
【００１６】
このように、従来の電圧変換回路５０のような回路構成では、スイッチング手段を用いて入力電圧を昇圧するので、回路構成が複雑で部品点数が多く、価格を下げる為に回路を構成するコンデンサやリアクタの容量を一定以上減少させることができないため、価格が高くなる問題があった。
【００１７】
さらに、スイッチング手段を高速で動作させる必要があり、スイッチング手段での損失が大きくなるという課題があった。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のモータ駆動制御装置は、交流電源の第１の入力端に、第１のダイオードのアノードを接続し、第１のダイオードのカソードに第２のダイオードのアノードを接続し、第２のダイオードのカソードに第３のダイオードのアノードを接続し第３のダイオードのカソードを出力とする第１のダイオード直列回路と、交流電源の第２の入力端に、第４のダイオードのアノードを接続し、第４のダイオードのカソードに第５のダイオードのアノードを接続し、第５のダイオードのカソードに第６のダイオードのアノードを接続し第６のダイオードのカソードを出力とする第２のダイオード直列回路と、交流電源の第１の入力端と第２のダイオードのカソード間に接続された第１のコンデンサと、交流電源の第２の入力端と第５のダイオードのカソード間に接続された第２のコンデンサと、第１のダイオードのカソードと第４のダイオードのカソード間に接続された第４のリアクタと、交流電源の第１の入力端に、カソードを接続した第７のダイオードと、交流電源の第２の入力端に、カソードを接続した第８のダイオードを備え、第１のダイオード直列回路の出力と第２のダイオード直列回路の出力を接続された点を正側出力端とし、第７のダイオードのアノードと第８のダイオードのアノードを接続された点を負側出力端とする整流回路を備え、整流回路の正側出力端と負側出力端に接続されたモータを駆動するインバータ回路とを備えるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高速で動作させるスイッチング手段を用いることなく、入力電圧を昇圧でき、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置を得ることができる。さらに、回路構成が簡単で部品点数が少なくモータ駆動制御装置の低価格化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の発明は、交流電源の第１の入力端に、第１のダイオードのアノードを接続し、第１のダイオードのカソードに第２のダイオードのアノードを接続し、第２のダイオードのカソードに第３のダイオードのアノードを接続し第３のダイオードのカソードを出力とする第１のダイオード直列回路と、交流電源の第２の入力端に、第４のダイオードのアノードを接続し、第４のダイオードのカソードに第５のダイオードのアノードを接続し、第５のダイオードのカソードに第６のダイオードのアノードを接続し第６のダイオードのカソードを出力とする第２のダイオード直列回路と、交流電源の第１の入力端と第２のダイオードのカソード間に接続された第１のコンデンサと、交流電源の第２の入力端と第５のダイオードのカソード間に接続された第２のコンデンサと、第１のダイオードのカソードと第４のダイオードのカソード間に接続された第４のリアクタと、交流電源の第１の入力端に、カソードを接続した第７のダイオードと、交流電源の第２の入力端に、カソードを接続した第８のダイオードを備え、第１のダイオード直列回路の出力と第２のダイオード直列回路の出力を接続された点を正側出力端とし、第７のダイオードのアノードと第８のダイオードのアノードを接続された点を負側出力端とする整流回路を備え、整流回路の正側出力端と負側出力端に接続されたモータを駆動するインバータ回路とを備えるものである。
【００２２】
これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置の低価格化を図ることができる。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明において、交流電源と整流回路の間に第２のリアクタを有するものである。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置の低価格化を図ることができる。
【００２４】
第３の発明は、第１または第２の発明において、第１のコンデンサと第２のコンデンサが、電解コンデンサまたはフィルムコンデンサで構成させるものである。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高いモータ駆動制御装置の低価格化を図ることができる。
【００２５】
第４の発明は、交流電源を入力とする圧縮機であって、モータと、モータを駆動するモータ駆動制御装置とを備え、前記モータ駆動制御装置が第１から第３のいずれかのモータ駆動制御装置である圧縮機である。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高い圧縮機の低価格化を図ることができる。
【００２６】
第５の発明は、交流電源を入力とする、圧縮機を備えた冷蔵庫であって、圧縮機のモータを駆動するモータ駆動制御装置を備え、前記モータ駆動制御装置が第１から第３の発明のいずれかのモータ駆動制御装置である冷蔵庫である。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高い冷蔵庫の低価格化を図ることができる。
【００２７】
第６の発明は、交流電源を入力とする、圧縮機を備えた空気調和機であって、圧縮機のモータを駆動するモータ駆動制御装置を備え、前記モータ駆動制御装置が第１から第３のいずれかのモータ駆動制御装置である空気調和機である。これによって、インバータ回路の動作電圧を昇圧することができ、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、効率の高い空気調和機の低価格化を図ることができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるモータ駆動制御装置のシステム構成図である。図２は、本実施の形態によるモータ駆動制御装置の動作を示す波形図である。
【００３０】
本実施の形態のモータ駆動制御装置１において、整流回路３は、交流電源２を入力とし、第１の入力端ｃ１は、第２のリアクタ２０を介して交流電源２の出力端子ａ１と、第２の入力端ｃ２は、交流電源２の出力端子ａ２にそれぞれ接続される。
【００３１】
さらに、整流回路３において、第１の入力端ｃ１が第１のダイオード４のアノードに接続され、第１のダイオード４のカソードが第２のダイオード５のアノードに接続され、第２のダイオード５のカソードが第３のダイオード６のアノードに接続される、第３のダイオード６のカソードを出力とする第１のダイオード直列回路７を構成する。
【００３２】
第２の入力端ｃ２が第４のダイオード８のアノードに接続され、第４のダイオード８のカソードが第５のダイオード９のアノードに接続され、第５のダイオード９のカソードが第６のダイオード１０のアノードに接続される、第６のダイオード１０のカソードを出力とする第２のダイオード直列回路１１を構成する。
【００３３】
第１のコンデンサ１２は、交流電源２の第１の入力端ｃ１と第２のダイオード５のカソード間に接続され、第２のコンデンサ１３は、交流電源２の第２の入力端ｃ２と第５のダイオード９のカソード間に接続される。
【００３４】
第７のダイオード１５は、そのカソードが第１の入力端ｃ１に接続され、第８のダイオード１６は、そのカソードが第２の入力端ｃ２に接続される。
【００３５】
また、整流回路３は、第１のダイオード直列回路７の出力と第２のダイオード直列回路１１の出力とが接続される点を正側出力端ｄ１とし、第７のダイオード１５のアノードと第８のダイオード１６のアノードとが接続される点を負側出力端ｄ２としている。
【００３６】
インバータ回路１８は、整流回路３の正側出力端ｄ１と負側出力端ｄ２に接続され、モータ１７を駆動する。制御部１９は、インバータ回路１８を介してモータ１７に流れるモータ電流を制御することによりモータ１７の回転速度を制御する。
【００３７】
第１のリアクタ１４は、第４のダイオード８のカソードと第１のダイオード４のカソード間に接続され、交流電源２から流れる電流の力率を改善する。
【００３８】
なお、第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３とは、電解コンデンサやフィルムコンデンサなどにより構成される。
【００３９】
このように構成されたモータ駆動制御回路において、交流電源２から入力端ｃ１への入力電圧が入力端ｃ２のそれより高い場合、第１のダイオード４と第２のダイオード５とを経由して第１のコンデンサ１２が充電され、交流電源２から入力端ｃ２への入力電圧が入
力端ｃ１のそれより高い場合、第４のダイオード８と第５のダイオード９とを経由して第２のコンデンサ１３が充電される。
【００４０】
従って、整流回路３の正側出力端ｄ１の出力電圧は、第１のダイオード直列回路７の出力と第２のダイオード直列回路１１の出力との合計となり、整流回路３の出力電圧が昇圧される。
【００４１】
このようにして、整流回路３は昇圧動作を行うので、小容量のコンデンサで高い電圧を得ることができる。
【００４２】
また、コンデンサに流れる電流を従来回路と比較して低減することができるので、整流回路に流れる電流リップルも半減でき、さらには、コンデンサにかかる電気的ストレスを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかるモータ駆動制御装置は高速で動作させるスイッチング手段を用いることなく、入力電圧を昇圧率でき、コンデンサの電気的ストレスを低減でき、回路構成が簡単で部品点数が少ないため、モータ駆動制御装置の低価格化に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１によるモータ駆動制御装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態１によるモータ駆動制御装置の動作を示す波形図
【図３】従来の電圧変換回路の回路図
【符号の説明】
【００４５】
１  モータ駆動制御装置
２  交流電源
３  整流回路
４、５、６、８、９、１０、１５、１６  ダイオード
７、１１  ダイオード直列回路
１２、１３  コンデンサ
１４、２０  リアクタ
１７  モータ
１８  インバータ回路
１９  制御部
５０  電圧変換回路
５１  整流回路
５２  昇圧コンバータ回路
５３  電解コンデンサ
５４、５５、５６、５７、５９ａ、５９ｂ  ダイオード
５８  リアクタ
６０  ＩＧＢＴ
【図１】
2008278706.tif 000003
【図３】
2008278706.tif 000004
【図２】
2008278706.tif 000005