(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２、第３、第４ダイオードを具備してダイオードブリッジを構成し、前記第１ダイオードのアノードと第２ダイオードのカソードの接続点を第１交流入力端子とし、前記第３ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのカソードの接続点を第２交流入力端子とし、前記第１ダイオードのカソードと前記第３ダイオードのカソードの接続点を正極側配線に接続し、前記第２ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのアノードの接続点を負極側配線に接続してなる整流回路と、
第５ダイオードのアノードと第１スイッチング素子の第２端子とを接続し、第５ダイオードのカソードを前記正極側配線に接続し、第１スイッチング素子の第１端子を前記負極側配線に接続してなる第１直列回路と、
第６ダイオードのアノードと第２スイッチング素子の第２端子とを接続し、第６ダイオードのカソードを前記正極側配線に接続し、第２スイッチング素子の第１端子を前記負極側配線に接続してなる第２直列回路と、
前記正極側配線と前記負極側配線との間に接続された平滑コンデンサと、
交流電源の第１出力端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第１リアクタと、
交流電源の第２出力端子と前記整流回路の第２交流入力端子との間に接続される第２リアクタと、
前記第１スイッチング素子の第２端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第１コイルと、
前記第２スイッチング素子の第２端子と前記整流回路の第２交流入力端子との間に接続される第２コイルと、
を備え、
前記第１リアクタと前記第１コイルは独立して設けられ、前記第１リアクタのインダクタンス値は前記第１コイルのインダクタンス値よりも充分に大きな値であり、
前記第２リアクタと前記第２コイルは独立して設けられ、前記第２リアクタのインダクタンス値は前記第２コイルのインダクタンス値よりも充分に大きな値である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
第１、第２、第３、第４ダイオードを具備してダイオードブリッジを構成し、前記第１ダイオードのアノードと第２ダイオードのカソードの接続点を第２交流入力端子とし、前記第３ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのカソードの接続点を第１交流入力端子とし、前記第１ダイオードのカソードと前記第３ダイオードのカソードの接続点を正極側配線に接続し、前記第２ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのアノードの接続点を負極側配線に接続してなる整流回路と、
第５ダイオードのアノードと第１スイッチング素子の第２端子とを接続し、第５ダイオードのカソードを前記正極側配線に接続し、第１スイッチング素子の第１端子を前記負極側配線に接続してなる第１直列回路と、
第６ダイオードのカソードと第２スイッチング素子の第１端子とを接続し、第６ダイオードのアノードを前記負極側配線に接続し、第２スイッチング素子の第２端子を前記正極側配線に接続してなる第２直列回路と、
前記正極側配線と前記負極側配線との間に接続された平滑コンデンサと、
交流電源の第１出力端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続されるリアクタと、
前記第１スイッチング素子の第２端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第１コイルと、
前記第２スイッチング素子の第１端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第２コイルと、
を備え、
前記リアクタのインダクタンス値は、前記第１コイルのインダクタンス値および第２コイルのインダクタンス値よりも充分に大きな値であり、
交流電源の第２出力端子と前記整流回路の第２交流入力端子とが接続される
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の電源装置において、
さらに、
前記正極側配線と前記負極側配線とを介して前記平滑コンデンサの直流電圧を入力し、可変周波数の三相交流電圧に変換して出力するインバータを備える
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子がＭＯＳＦＥＴからなる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ＭＯＳＦＥＴは、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴである
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記第１リアクタおよび前記第２リアクタは、インダクタンス値が１ｍＨ以上、１０ｍＨ未満であり、前記第１コイルおよび前記第２コイルは、インダクタンス値が１０μＨ以上、１００μＨ未満である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第５、第６ダイオードは、ファーストリカバリーダイオード、またはワイドギャップ半導体のショットキーバリアダイオードである
ことを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項の電源装置を備える
ことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、およびそれを用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源を受電して直流電圧を作り出す電源装置においては、交流電圧（電力）を直流電圧（電力）に整流して平滑する機能が基本である。
しかしながら、それに併せて、力率改善の機能や、電源装置の電源投入時に発生する過大な突入電流に対処する機能、そしてダイオードの逆回復電流を低減する機能などが求められる。
交流電圧（電力）を直流電圧（電力）に整流平滑する基本的な回路としては、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを備えた所謂コンデンサインプット整流平滑回路（図５参照、詳細は後記する）がある。
また、整流の際における交流入力側の力率を改善するための技術としては、整流ダイオードの一部をスイッチング素子に置き換え、スイッチング素子と交流電源との間にリアクタを設けて昇圧チョッパにより力率改善を行う整流平滑回路（図６参照、詳細は後記する）がある。
また、電源投入時に発生する過大な突入電流がスイッチング素子に流れて素子が破壊することを防止する技術としては、突入電流を迂回させる整流ダイオードを設けた整流平滑回路（図９参照、特許文献１、詳細は後記する）がある。
また、コンデンサインプット整流平滑回路における整流ダイオードと平滑コンデンサの間にリアクタとスイッチング素子と逆阻止ダイオードとを設けて、力率改善を行う整流平滑回路（図１０参照、詳細は後記する）がある。
また、逆阻止ダイオードの逆回復電流を低減するための技術としては、スイッチング素子と逆阻止ダイオードとの間にコイルとダイオードを設けた整流平滑回路（図１１参照、特許文献２、詳細は後記する）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７２８４６号公報
【特許文献２】特開平７−２８４２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図５に示すダイオードブリッジと平滑コンデンサとを備えたコンデンサインプット整流平滑回路では、整流の際における力率が低いという問題がある（詳細は後記する）。
また、図６に示す整流ダイオードの一部をスイッチング素子に置き換え、スイッチング素子と交流電源との間にリアクタを設けて、昇圧チョッパにより力率改善を行う整流平滑回路では、電源装置の電源投入時に発生する過大な突入電流によって、スイッチング素子が破壊される可能性があるという問題がある（詳細は後記する）。
また、図９（特許文献１も類似）に示すスイッチング素子と交流電源との間にリアクタを設けて、昇圧チョッパにより力率改善を行う整流平滑回路に、さらに突入電流を迂回させる整流ダイオードを設けた整流平滑回路では、入力電力が小さい場合において、スイッチング素子を動作させると、その得られる効果がスイッチングに必要なエネルギーより小さく、エネルギー効率が悪いという問題がある。
また、図１０に示すコンデンサインプット整流平滑回路における整流ダイオードと平滑コンデンサとの間にリアクタとスイッチング素子と逆阻止ダイオードを設けて、力率改善を行う整流平滑回路では、逆阻止ダイオードに瞬間であるが逆回復電流（図１２）が流れ、電圧損失、電力損失が発生するという問題がある（詳細は後記する）。
また、図１１に示すスイッチング素子と逆阻止ダイオードとの間にコイルとダイオードを設けて、逆阻止ダイオードの逆回復電流を低減するための整流平滑回路では、電源装置の電源投入時に発生する過大な突入電流によって、スイッチング素子が破壊される可能性があるという問題がある（詳細は後記する）。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、その目的とするところは、力率改善機能を有し、電源投入時に発生する過大な突入電流を抑制し、逆阻止ダイオードの逆回復電流を抑制し、電圧降下が小さく、小型で、高効率の電源装置を提供することである。
また、前記の電源装置を空気調和機に搭載し、空気調和機の高効率化、小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
すなわち、本発明の電源装置は、第１、第２、第３、第４ダイオードを具備してダイオードブリッジを構成し、前記第１ダイオードのアノードと第２ダイオードのカソードの接続点を第１交流入力端子とし、前記第３ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのカソードの接続点を第２交流入力端子とし、前記第１ダイオードのカソードと前記第３ダイオードのカソードの接続点を正極側配線に接続し、前記第２ダイオードのアノードと前記第４ダイオードのアノードの接続点を負極側配線に接続してなる整流回路と、第５ダイオードのアノードと第１スイッチング素子の第２端子とを接続し、第５ダイオードのカソードを前記正極側配線に接続し、第１スイッチング素子の第１端子を前記負極側配線に接続してなる第１直列回路と、第６ダイオードのアノードと第２スイッチング素子の第２端子とを接続し、第６ダイオードのカソードを前記正極側配線に接続し、第２スイッチング素子の第１端子を前記負極側配線に接続してなる第２直列回路と、前記正極側配線と前記負極側配線との間に接続された平滑コンデンサと、交流電源の第１出力端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第１リアクタと、交流電源の第２出力端子と前記整流回路の第２交流入力端子との間に接続される第２リアクタと、前記第１スイッチング素子の第２端子と前記整流回路の第１交流入力端子との間に接続される第１コイルと、前記第２スイッチング素子の第２端子と前記整流回路の第２交流入力端子との間に接続される第２コイルと、を備え、前記第１リアクタと前記第１コイルは独立して設けられ、前記第１リアクタと前記第１コイルは独立して設けられ、前記第１リアクタのインダクタンス値は前記第１コイルのインダクタンス値よりも充分に大きな値であり、前記第２リアクタと前記第２コイルは独立して設けられ、前記第２リアクタのインダクタンス値は前記第２コイルのインダクタンス値よりも充分に大きな値であることを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、力率改善機能を有し、電源投入時に発生する過大な突入電流を抑制し、逆阻止ダイオードの逆回復電流を抑制し、電圧降下が小さく、小型で、高効率の電源装置を提供できる。
また、前記の電源装置を空気調和機に搭載し、空気調和機の高効率化、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態である電源装置の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態である電源装置の回路構成と、第５実施形態である空気調和機に搭載される電源装置とモータを備えた電動圧縮機との接続関係を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態である電源装置の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態である電源装置の回路構成と、第６実施形態である空気調和機に搭載される電源装置とモータを備えた電動圧縮機との接続関係を示す図である。
【図５】比較例としての、交流電源を受電して直流電圧を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第１例の回路構成を示す図である。
【図６】比較例としての、交流電源を受電して直流電圧を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第２例の回路構成を示す図である。
【図７】比較例としての図５に示すコンデンサインプット整流平滑回路の入力側の電圧波形と電流波形を示す図である。
【図８】比較例としての図６に示すコンデンサインプット整流平滑回路の入力側の電圧波形と電流波形を示す図である。
【図９】比較例としての、交流電源を受電して直流電圧を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第３例の回路構成を示す図である。
【図１０】比較例としての、交流電源を受電して直流電圧を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第４例の回路構成を示す図である。
【図１１】比較例としての、交流電源を受電して直流電圧を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第５例の回路構成を示す図である。
【図１２】比較例としての図１０の回路において、逆回復電流が流れることを示す図である。
【図１３】比較例としての図１１の回路において、逆回復電流が流れなくなったことを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と称する）を、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態・電源装置）
本発明の第１実施形態である電源装置について、図１を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態である電源装置１０の回路構成を示す図である。
図１において、電源装置１０は、リアクタ（リアクトル）１４ａ、１４ｂ、整流ダイオード（ダイオード）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、コイル１５ａ、１５ｂ、逆阻止ダイオード（ダイオード）１２ａ、１２ｂ、スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）１３ａ、１３ｂ、平滑コンデンサ（コンデンサ）１６を備えて構成されている。
なお、特許請求の範囲の請求項１において、リアクタ１４ａ、１４ｂは、それぞれ第１リアクタ、第２リアクタに相当する。また、整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ順に第１、第２、第３、第４ダイオードに相当する。また、コイル１５ａ、１５ｂは、それぞれ第１コイル、第２コイルに相当する。また、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂは、それぞれ第５、第６ダイオードに相当する。また、スイッチング素子１３ａ、１３ｂは、それぞれ第１スイッチング素子、第２スイッチング素子に相当する。
【００１２】
《整流ダイオードによる整流回路の構成》
整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、ダイオードブリッジを構成して、整流回路の機能を有している。
すなわち、整流ダイオード１１ａのアノードは、整流ダイオード１１ｂのカソードと接続され、整流ダイオード１１ａのカソードは、直流の正極側配線１０１に接続され、整流ダイオード１１ｂのアノードは、直流の負極側配線１０２に接続されている。
【００１３】
整流ダイオード１１ｃのアノードは、整流ダイオード１１ｄのカソードと接続され、整流ダイオード１１ｃのカソードは、直流の正極側配線１０１に接続され、整流ダイオード１１ｄのアノードは、直流の負極側配線１０２に接続されている。
整流ダイオード１１ａと整流ダイオード１１ｂとの接続点は、整流回路の第１交流入力端子であり、整流ダイオード１１ｃと整流ダイオード１１ｄとの接続点は、整流回路の第２交流入力端子である。
すなわち、交流電源２０１の第１、第２出力端子は、それぞれリアクタ１４ａ、１４ｂを介して整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の第１、第２交流入力端子に接続されている。そして、整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）で整流されて、正極側配線１０１と負極側配線１０２に、整流された直流分を主体とする電圧（電力）を供給する。
【００１４】
また、この正極側配線１０１と負極側配線１０２に、整流された直流分を主体とする電圧（電力）は、平滑コンデンサ１６の作用により平滑され直流電圧に変換されて、負荷２０２に供給される。
なお、前記の整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）と平滑コンデンサ１６の構成および動作は、コンデンサインプット整流平滑回路と称する。
また、この整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）のみでも整流作用が当然ある。
ただし、この整流回路のみであると仮定すると、後記する比較例１の動作波形を示す図７のように、第１交流入力端子と第２交流入力端子の間に加わる電圧（特性線１００１）が小さい領域では、電流（特性線１００２）が流れない区間が存在する。
これは、整流ダイオード（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）は、ＰＮ接合において内蔵ポテンシャル（ＰＮ接合におけるＰ型半導体とＮ型半導体の仕事関数の差）を有するために順方向でも電圧が小さい（概ね０．７〜０．８Ｖ以下）と、電流が流れないためである。この電流が流れない区間があると、電流波形は正弦波形との差異が大きくなるので力率が低下する原因となる。
【００１５】
しかしながら、図１においては、リアクタ１４ａ、１４ｂが、それぞれ交流電源２０１の第１、第２出力端子と整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の第１交流入力端子と第２交流入力端子との間に設けてある。
リアクタ１４ａ、１４ｂには、電気エネルギーを蓄積・放出する作用がある。また、電流が流れると逆起電力が発生する性質がある。このリアクタ１４ａ、１４ｂの作用により、電流の急峻な変化が抑制され、また入力電圧が減少する場合にも蓄積されていたエネルギーを放出することにより、電流の傾き、最大値が小さくなって、整流回路に流れる電流波形が正弦波に近くなり、力率が改善される。
なお、このリアクタ１４ａ、１４ｂによる整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の力率改善効果は、後記するスイッチング素子１３ａ、１３ｂをスイッチングしない状態でも有効である。
【００１６】
《昇圧チョッパ回路の構成》
また、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂと、スイッチング素子１３ａ、１３ｂとリアクタ１４ａ、１４ｂと、コイル１５ａ、１５ｂとによる昇圧チョッパ回路を構成している。
すなわち、逆阻止ダイオード１２ａのアノードとスイッチング素子１３ａの第２端子を接続し、逆阻止ダイオード１２ａのカソードは正極側配線１０１に接続し、スイッチング素子１３ａの第１端子は負極側配線１０２に接続している（第１の直列回路）。
また、逆阻止ダイオード１２ｂのアノードとスイッチング素子１３ｂの第２端子を接続し、逆阻止ダイオード１２ｂのカソードは正極側配線１０１に接続し、スイッチング素子１３ｂの第１端子は負極側配線１０２に接続している（第２の直列回路）。
また、スイッチング素子１３ａの第２端子は、コイル１５ａを介して、リアクタ１４ａの第２端子に接続され、さらにリアクタ１４ａの第１端子は交流電源２０１の第１出力端子に接続されている。
また、スイッチング素子１３ｂの第２端子は、コイル１５ｂを介して、リアクタ１４ｂの第２端子に接続され、さらにリアクタ１４ｂの第１端子は交流電源２０１の第２出力端子に接続されている。
【００１７】
以上において、インダクタンスを有する素子として、リアクタ１４ａ、１４ｂ（数ｍＨ）とコイル１５ａ、１５ｂ（数１０μＨ）とがあるが、昇圧チョッパ回路の素子として機能するのは、リアクタ１４ａ、１４ｂである。コイル１５ａ、１５ｂは、直接的には昇圧チョッパ回路の機能としてではなく、後記する別の目的で用いている。
【００１８】
この昇圧チョッパ回路は、整流機能と、力率を改善する機能とを有している。
すなわち、整流回路を構成するダイオードブリッジの一部をスイッチング素子１３ａ、１３ｂに置き換え、このスイッチング素子１３ａ、１３ｂを同期整流（整流動作）となるように短絡開放（オン・オフ）を繰り返す。このオン・オフを繰り返すことにより、交流電源２０１との間に設けられたリアクタ１４ａ、１４ｂにエネルギーを蓄積開放する。
前記のスイッチング素子１３ａ、１３ｂを制御することにより、交流電源２０１が正の半サイクルにおいて、逆阻止ダイオード１２ａとスイッチング素子１３ｂを介して電流が流れる。
【００１９】
また、交流電源２０１が負の半サイクルにおいては逆阻止ダイオード１２ｂとスイッチング素子１３ａを介して電流が流れる。
また、スイッチング素子１３ａ、１３ｂについては、スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、酸化金属半導体電界効果トランジスタ）を用いている。ＭＯＳＦＥＴの電流が流れるチャネルには、ダイオードのようなＰＮ接合はないので、電圧降下の小さな整流回路が構成できる。
また、ＭＯＳＦＥＴとして、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴを使用すると、電圧降下がより小さくなって、損失低減がさらに可能となる。
なお、ＭＯＳＦＥＴの場合には、トランジスタに、逆並列の寄生ダイオードが形成される（図１、１３ａ、１３ｂ）。
【００２０】
また、リアクタ１４ａ、１４ｂにおいては、インダクタンスと電圧の変化で決まる電流が流れる。
この電流は、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂの作用により平滑コンデンサ１６の電圧にかかわらず流れる。この動作によって、交流電源２０１の電圧が平滑コンデンサ１６の電圧より低い区間においても電流を流すことができる。
換言すれば、前記したように、この昇圧チョッパ回路のリアクタ１４ａ、１４ｂにエネルギーを蓄積開放することにより、交流電源２０１の入力電圧が小さい区間においても、電流が全く流れる区間が殆どなくなり、図８に示すように、電流波形を正弦波状にすることできて、力率が改善される。
なお、図８については、後記する比較例２において、再度、詳しい説明をする。
【００２１】
なお、リアクタ１４ａ、１４ｂは、前記したように概ね数ｍＨ（１ｍＨ以上、１０ｍＨ未満）である。また、コイル１５ａ、１５ｂは、前記したように、数１０μＨ（１０μＨ以上、１００μＨ未満）である。
このように、コイル１５ａ、１５ｂは、リアクタ１４ａ、１４ｂに対して、充分、小さなインダクタンスに設定することが重要である。
このように、スイッチング素子１３ａ、１３ｂのそれぞれに直列に接続されたコイル１５ａ、１５ｂのインダクタンスが小さく、電流が小さい領域ではコイル１５ａ、１５ｂの逆起電力も小さく同期整流の効果がある。電流が大きくなると、コイル１５ａ、１５ｂの逆起電力も大きくなって、同期整流に支障がでる可能性が生じるが、実際には、前記ように整流ダイオード１１ａ〜１１ｄが、昇圧チョッパ回路と、それぞれ並列に接続されているので、電流は整流ダイオード１１ａ〜１１ｄを流れて動作に支障が生じることはない。
なお、整流ダイオード１１ａ〜１１ｄによる整流動作におれる力率改善は、前記のようにリアクタ１４ａ、１４ｂの機能による。
このとき、コイル１５ａ、１５ｂのインダクタンス値がリアクタ１４ａ、１４ｂのインダクタンス値に近くなると、コイル１５ａ、１５ｂに生ずる逆起電力が整流ダイオード１１ａ〜１１ｄによる整流動作に支障を及ぼす可能性がある。そのためにもコイル１５ａ、１５ｂのインダクタンス値がリアクタ１４ａ、１４ｂのインダクタンス値に対して充分小さいことが望ましい。
【００２２】
以上のように、昇圧チョッパ回路は、スイッチング素子１３ａ、１３ｂのオン・オフを適切に制御すれば、同期整流の機能と、力率改善機能を有している。
なお、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子１３ａ、１３ｂのオン・オフは、パルス幅制御（ＰＷＭ）で行い、パルスの幅とタイミングを組み合わせることにより、前記した同期整流の機能と、力率改善機能のみならず、さらに、整流された直流電圧の電圧値を昇圧（可変電圧）する機能がある。
また、スイッチング素子１３ａ、１３ｂをオン・オフする制御回路については、図示することを省略している。
【００２３】
《逆回復電流の対策の構成》
スイッチング素子１３ａ、１３ｂがオンからオフするとき、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂに瞬間ではあるが逆方向の電流が流れる可能性がある。これは、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂのＰＮ接合の近傍に蓄積されたキャリアが、印加電圧が逆になったことにより、吐き出されることによる。
この逆方向の電流が流れる現象を逆回復電流と呼ぶが、逆回復電流が流れることはエネルギーの損失となり、電源装置としての効率が低下する。
【００２４】
逆回復電流を低減するための第１の方策は、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂに逆回復電流が少ないファーストリカバリーダイオード、あるいはＳｉＣ（Silicon Carbide）等のワイドギャップ半導体のショットキーバリアダイオードを使用することである。
ただし、前記のダイオードは、逆回復電流については良好である反面、順方向の電圧降下が大きい。
したがって、以下においては前記の逆回復電流が少ない逆阻止ダイオードを用いない。
順方向の電圧降下が少ないタイプの逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂを用いて、以下に述べる回路上の工夫で逆回復電流の抑制を図る。
【００２５】
回路上の工夫で逆回復電流の抑制を図る第２の方策について述べる。
図１に示すように、コイル１５ａ、１５ｂを、それぞれ、整流ダイオード１１ａのアノードと逆阻止ダイオード１２ａのアノード間、整流ダイオード１１ｃのアノードと逆阻止ダイオード１２ｂのアノード間に接続する。
例えば、整流ダイオード１１ａに電流が流れている状態で、スイッチング素子１３ａをオンすると、整流ダイオード１１ａに逆回復電流が発生するが、この逆回復電流は、コイル１５ａを流れることにより、コイル１５ａによって逆起電力が発生して、逆回復電流が抑制される。
そして、ダイオード（整流ダイオード１１ａ）の逆回復現象が終わると逆回復電流は消滅する。この消滅した逆回復電流のエネルギーは、コイル１５ａに蓄積される。このコイル１５ａに蓄積された逆回復電流のエネルギーは、スイッチング素子１３ａがオフすると、平滑コンデンサ１６に開放（回収）されて、損失とはならない。
【００２６】
また、逆阻止ダイオード１２ａにおけるスイッチング素子１３ａのオンによる逆回復電流についても、同様にコイル１５ａに蓄積され、スイッチング素子１３ａがオフすると、平滑コンデンサ１６に開放（回収）されて、損失とはならない。
【００２７】
また、スイッチング素子１３ｂがオン・オフした際における整流ダイオード１１ｂ、逆阻止ダイオード１２ｂについても、コイル１５ｂの作用によって、逆回復電流、および、そのエネルギーは回収されて、損失とはならない。
そのため、第１実施形態の電源装置１０においては、整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂに逆回復電流は大きいが電圧降下の小さい整流ダイオードを採用し、かつ逆回復電流を抑制して使用することができる。
【００２８】
なお、「整流ダイオード」と「逆阻止ダイオード」と主な回路機能によって別の名称をつけているが、ダイオードであることに変わりはなく、図１の回路においては、逆回復電流が発生する可能性は同じである。
また、リアクタ１４ａ、１４ｂは、前記したように数ｍＨであるのに対し、コイル１５ａ、１５ｂは、数１０μＨである。
ここで、前記のようにリアクタ１４ａ、１４ｂのインダクタンスは、コイル１５ａ、１５ｂのインダクタンスより充分に大きいことが特徴であるが、それぞれのインダクタンスは一例であり、大きさを限定するものではない。
リアクタ１４ａ、１４ｂは、主として整流作用に用いているのに対し、コイル１５ａ、１５ｂは、前記のように、ダイオード（逆阻止ダイオード、整流ダイオード）の逆回復電流を低減するためと後記する突入電流の影響を抑制するために用いている。
リアクタ１４ａ、１４ｂもコイル１５ａ、１５ｂも、共にインダクタンスを有する素子であるが、前記のように数ｍＨと数１０μＨとの差があり、また、主たる機能もリアクタ１４ａ、１４ｂ（整流作用、昇圧チョッパ作用、力率改善作用）、とコイル１５ａ、１５ｂ（逆回復電流低減作用、および次に述べる突入電流抑制作用）とでは、差異があるので、その差異を明確にするために別の名称を用いている。
【００２９】
《突入電流の対策の構成》
図１の回路においては、電源投入時において、交流電源２０１から整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを介して、平滑コンデンサ１６に突入電流が流れる。
また、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂとスイッチング素子１３ａ、１３ｂからなる昇圧チョッパ回路にも過大な電流が流れる可能性がある。
スイッチング素子１３ａ、１３ｂは、整流ダイオード（１１ａ〜１１ｄ）に比較して、破壊される可能性が高い。特に、スイッチング素子１３ａ、１３ｂとしてＭＯＳＦＥＴを用いた場合には、薄く耐圧が弱いゲート膜があるので配慮が必要である。
また、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂも整流ダイオード（１１ａ〜１１ｄ）に比較して、破壊される可能性が高いことがある。
その対策としても、コイル１５ａ、１５ｂが備えられている。
【００３０】
コイル１５ａ、１５ｂが、スイッチング素子１３ａ、１３ｂに対して直列に挿入されているので、コイル１５ａ、１５ｂのインダクタンスは数１０μＨであるが、突入電流の急峻な変化の電流に対しては、逆起電力が発生して突入電流を抑制する作用がある。
【００３１】
また、昇圧チョッパ回路（１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）は、整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）と並列に接続されているので、突入電流は分流される。
この突入電流が分流されることにより、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子１３ａ、１３ｂ、および逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂが破壊される可能性が低減される。
【００３２】
以上の前記のコイル１５ａ、１５ｂの抑制作用と、整流回路（整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の分流作用によって、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子１３ａ、１３ｂ、および逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂが破壊される危険性は、大幅に低減される。
【００３３】
＜第１実施形態の電源装置の効果＞
以上により、図１の電源装置１０は、力率改善機能を有し、電源投入時に発生する過大な突入電流を抑制し、逆阻止ダイオードの逆回復電流を抑制し、電圧降下が小さく、高効率の電源装置となる。また、突入電流を抑制するので安全性が高く、電圧損失や電力損失が小さいので、電源装置を小型化できる。
【００３４】
（比較例）
次に、前記した本発明の第１実施形態の電源装置が、従来の技術に対して、如何に優れているかを示すために、比較例として、他の整流平滑回路の例を示す。
【００３５】
＜比較例１＞
比較例１として、図５に示す構成のコンデンサインプット整流平滑回路を、図７を参照して、説明する。なお、図２〜図４は、本発明の実施形態として、後で説明する。
図５は、交流電源を受電して直流電圧（電力）を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第１例の回路構成を示す図である。
図７は、図５に示すコンデンサインプット整流平滑回路の入力側の電圧波形と電流波形を示す図である。なお、図６は、比較例２として後で説明する。
図５において、整流ダイオード１１ａ〜１１ｄをダイオードブリッジとして整流回路を構成している。
【００３６】
交流電源２０１は、整流回路の第１、第２の交流入力端子へ交流電圧（電力）を供給している。
整流回路（整流ダイオード１１ａ〜１１ｄ）は、交流電圧を整流して直流分を主体とする電圧（電力）を正極側配線１０１と負極側配線１０２を介して平滑コンデンサ１６に供給する。
平滑コンデンサ１６で平滑化された電圧（電力）は、負荷２０２に供給されている。
図５に示すコンデンサインプット整流平滑回路は、第１の交流入力端子と第２の交流入力端子との間に加わる電圧（特性線１００１：図７）が小さい領域では、電流（特性線１００２：図７）が流れない区間が存在する。
この電流が流れない区間があることによって、電流波形は正弦波との差異が大きくなり、力率が低下するという問題がある。
【００３７】
＜比較例２＞
比較例２として、図６に示す構成のコンデンサインプット整流平滑回路を、図８を参照して、説明する。
図６は、交流電源を受電して直流電圧（電力）を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第２例の回路構成を示す図である。
図８は、図６に示すコンデンサインプット整流平滑回路の入力側の電圧波形と電流波形を示す図である。
図６においては、図５における整流回路（整流ダイオード１１ａ〜１１ｄ）の一部をスイッチング素子（１３ｅ、１３ｆ）に置き換え、スイッチング素子（１３ｅ、１３ｆ）と交流電源２０１との間にリアクタ１４ａ、１４ｂを設けて昇圧チョッパにより力率改善を行う整流平滑回路である。
【００３８】
リアクタ１４ａ、１４ｂにおいては、インダクタンスと電圧の変化で決まる電量が流れる。
この電流は、逆阻止ダイオード１２ａ、１２ｂの作用により平滑コンデンサ１６の電圧にかかわらず流れる。この動作によって、交流電源２０１の電圧が平滑コンデンサ１６の電圧より低い区間においても電流（特性線１００３：図８）を流すことができる。
つまり、この昇圧チョッパ回路のリアクタ１４ａ、１４ｂにエネルギーを蓄積開放することにより、交流電源２０１の入力電圧が小さい区間においても、電流が全く流れる区間が殆どなくなり、図８に示すように、電流波形を正弦波状にすることできて、力率が改善される。
【００３９】
しかしながら、図６に示すコンデンサインプット整流平滑回路は、電源投入時において、平滑コンデンサ１６が充電されていないため、電源投入時に大きな電流が流れる。
これを突入電流という。一般に、図５のコンデンサインプット整流平滑回路に用いられる整流ダイオードは、この突入電流に耐えられる非繰り返しサージ耐量を持つ整流ダイオードが用いられる。
しかしながら、スイッチング素子１３ｅ、１３ｆ、および逆阻止ダイオード１２ｅ、１２ｆは、サージ耐量が低く、電源投入時の突入電流によって破壊される可能性があるという問題がある。
【００４０】
＜比較例３＞
比較例３として、図９に示す構成のコンデンサインプット整流平滑回路を説明する。
図９は、交流電源を受電して直流電圧（電力）を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第３例の回路構成を示す図である。また、特許文献１に類似した技術が開示されている。
図９において、スイッチング素子１３ｅ、１３ｆ、および逆阻止ダイオード１２ｅ、１２ｆに流れる突入電流を低減するために整流ダイオード１１ａ、１１ｃを設けている。
しかしながら、図９に示すように整流ダイオード１１ａ、１１ｃを設けると、電源電流はリアクタ１４ａ、１４ｂに発生する逆起電力によって、殆んどが整流ダイオード１１ａ、１１ｃを流れる。
【００４１】
スイッチング素子１３ｅ、１３ｆとリアクタ１４ａ、１４ｂとのそれぞれの直列回路は、整流ダイオード１１ａ、１１ｃの電圧降下より小さな電圧降下で動作することができない。そのため、図９に示す電源装置は、必ずスイッチング素子１３ｅ、１３ｆをスイッチング動作させる必要がある。
したがって、交流電源２０１からの入力電力が小さい場合においても、スイッチング動作をさせる必要があり、スイッチング動作によるエネルギー損失が、入力電力が小さい場合における力率改善効果を実質的に上回ってしまい、スイッチング動作をさせることが得策とはならないという問題がある。
【００４２】
＜比較例４＞
比較例４として、図１０に示す構成のコンデンサインプット整流平滑回路を説明する。
図１０は、交流電源を受電して直流電圧（電力）を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第４例の回路構成を示す図である。
図１２は、図１０の回路において、逆回復電流（特性線２００４）が流れることを示す図である。なお、図１１は、比較例５として後で説明する。
図１０において、整流ダイオード１１ａ〜１１ｄによって交流電圧を整流して直流分を主体とする電圧を正極側配線１１１、負極側配線１０２に出力し、その後段にリアクタ２４、スイッチング素子２６、逆阻止ダイオード２５からなる昇圧チョッパを設けて力率改善を行い、平滑コンデンサ１６に直流電圧（電力）を出力する整流平滑回路を構成している。そして平滑コンデンサ１６の両端の正極側配線１２１と負極側配線１０２とから負荷２０２に電圧（電力）を供給している。
【００４３】
ここで、昇圧チョッパの原理および逆阻止ダイオード５の動作について説明する。
図１０に示すように、全波整流波形をスイッチング素子２６を介してリアクタ２４で短絡すると電圧とリアクタ２４のインダクタンスで決まる傾きで増大する電流が流れる。
この電流は、逆阻止ダイオード２５の作用により、平滑コンデンサ１６の電圧に係わらず流れる。この動作によって、交流電源２０１の電圧が平滑コンデンサ１６の電圧より低い期間においても電流を流すことができ、図８に示すような電流波形とすることが可能となる。
スイッチング素子２６をオフすると、スイッチング素子２６に電流は流れなくなるが、リアクタ２４の電流は、インダクタンスの慣性により急峻には変化（この場合は減少）することできない。
【００４４】
そのため、リアクタ２４は、電流を流れ続けさせるために逆起電力を発生させて、逆阻止ダイオード２５を介して平滑コンデンサ１６を充電する電流を流す。この動作を繰り返すことにより電流波形を正弦波状にすることできる。
スイッチング素子２６がオフからオンするとき、逆阻止ダイオード２５に瞬間であるが逆方向の電流が流れる。これを逆回復電流という。図１２に示すように逆回復電流（特性線２００４）は、リアクタ２４の電流に重畳されてスイッチング素子２６を流れる。
この逆回復電流（特性線２００４）は、図１０の回路においては、電圧損失、電力損失が発生するという問題がある。
【００４５】
＜比較例５＞
比較例５として、図１１に示す構成のコンデンサインプット整流平滑回路を説明する。
図１１は、交流電源を受電して直流電圧（電力）を生成するコンデンサインプット整流平滑回路の第５例の回路構成を示す図である。
図１３は、図１１の回路において、逆回復電流（特性線２００４）が流れなくなったこと（特性線２００５）を示す図である。
図１１において、図１０の回路にさらにスイッチング素子２６と逆阻止ダイオード２５の間にコイル１５とダイオード２９を設けている。これは、図１０の回路における逆阻止ダイオード２５の逆回復電流を低減するためである。
前記のように、インダクタンスに流れる電流は急峻な変化を嫌う。逆回復電流のような急峻な電流が流れる経路にインダクタンスを挿入すれば逆機電圧が発生して電流を抑制することができる。
すなわち、図１１において、コイル１５は、リアクタ２４の電流にも作用するため、コイル１５と並列にダイオード２９を接続して電流を迂回している。この逆阻止ダイオード２５の逆回復電流はコイル１５を流れる。このときコイル１５に逆起電力が発生して逆回復電流を抑制する（特性線２００５：図１３）。
【００４６】
以上のように、逆回復電流は抑制されるものの、逆回復電流が消滅するとき、コイル１５のインダクタンスの作用によりダイオード２９を介して還流電流が流れる。
この電流によるエネルギーはコイル１５の抵抗とダイオード２９の電圧降下で消費され損失となり、電源装置の効率を低下させるという問題がある。
【００４７】
（第２実施形態・電源装置）
次に、本発明の第２実施形態である電源装置について、図２を参照して説明する。
図２は、本発明の第２実施形態である電源装置の回路構成と、この電源装置とモータを備えた電動圧縮機との接続関係を示す図である。なお、図２は、後記する第５実施形態の空気調和機の説明を兼ねる図でもある。
図２における電源装置２０は、図１に示した第１実施形態の電源装置１０に、さらに直流電圧（電力）を可変の周波数と電圧の交流電圧（電力）に変換するインバータ１７を備えたものである。
なお、図１に示した第１実施形態の電源装置１０は、交流電源から交流電圧（電力）を入力して、直流電圧（電力）を出力する電源装置であるのに対し、図２に示した第２実施形態の電源装置２０は、例えば商用の交流電源から交流電圧（電力）を入力して、可変の周波数と電圧の交流電圧（電力）を出力する電源装置である。
【００４８】
図２において、インバータ１７は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆを備えて構成されている。
上アームとなるスイッチング素子１８ａと、下アームとなるスイッチング素子１８ｂとによって、Ｕ相のスイッチングレッグが構成されている。
上アームとなるスイッチング素子１８ｃと、下アームとなるスイッチング素子１８ｄとによって、Ｖ相のスイッチングレッグが構成されている。
上アームとなるスイッチング素子１８ｅと、下アームとなるスイッチング素子１８ｆとによって、Ｗ相のスイッチングレッグが構成されている。
以上のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチングレッグは、平滑コンデンサ１６が接続された正極側配線１０１と負極側配線１０２とを電源として、直流電圧（電力）が供給される。
そして、図示していない制御回路によって、スイッチング素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆの制御端子（ゲート端子）をそれぞれ所定の制御をすることにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチングレッグから、Ｕ相交流出力１０３Ｕ、Ｖ相交流出力１０３Ｖ、Ｗ相交流出力１０３Ｗによって、三相交流電圧（電力）が出力される。
【００４９】
なお、インバータ１７から出力される三相交流電圧（電力）は、制御回路がインバータ１７を所定の制御をすることにより、可変周波数となる。
また、昇圧チョッパ回路（１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ）のスイッチング素子１３ａ、１３ｂのオン・オフを所定の制御をすることにより、平滑コンデンサ１６の両端の電圧は、可変の直流電圧となるので、平滑コンデンサ１６の直流電圧を電源とするインバータ１７の三相交流電圧（電力）の電圧振幅も可変となる。
このインバータ１７から出力される三相交流電圧（電圧）は、モータ（電動機）を備えた電動圧縮機２０３に供給される。
また、インバータ１７を制御する制御回路と、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子１３ａ、１３ｂのスイッチングを制御する制御回路とは、一体化した制御回路であることが望ましい。
なお、図２における第２実施形態の電源装置２０は、前記したように図１の第１実施形態の電源装置１０とは、インバータ１７の構成のみが異なるので、第１実施形態の電源装置１０と重複する説明は省略する。
【００５０】
以上により、図２の電源装置２０は、直流電圧（電力）を発生する回路を、図１の電源装置１０と共通に有しているので、図２の電源装置２０も力率改善機能を有し、かつ電源投入時に発生する過大な突入電流を抑制し、逆阻止ダイオードの逆回復電流を抑制して、電圧降下が小さく、安全性の高い、高効率の可変周波数、可変電圧の三相交流電圧（電力）を出力する電源装置となる。
【００５１】
（第３実施形態・電源装置）
本発明の第３実施形態である電源装置について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の第３実施形態である電源装置３０の回路構成を示す図である。
図３の電源装置３０は、図１の電源装置１０とほぼ同様の原理に基づき、図１の回路構成を変形したものである。
図３において、電源装置３０は、リアクタ１４、整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、コイル１５ｃ、１５ｄ、逆阻止ダイオード１２ｃ、１２ｄ、スイッチング素子１３ｃ、１３ｄ、平滑コンデンサ１６を備えて構成されている。
なお、特許請求の範囲の請求項２において、整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ順に第１、第２、第３、第４ダイオードに相当する。また、コイル１５ｃ、１５ｄは、それぞれ第２コイル、第１コイルに相当する。また、逆阻止ダイオード１２ｃ、１２ｄは、それぞれ第６、第５ダイオードに相当する。また、スイッチング素子１３ｃ、１３ｄは、それぞれ第２スイッチング素子、第１スイッチング素子に相当する。
【００５２】
整流ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによる整流回路の構成は、図１と同じであるので重複する説明は省略する。
リアクタ１４は一つのみ設けて、交流電源２０１の第１出力端子と、整流ダイオード１１ｃと整流ダイオード１１ｄの接続点（第１交流入力端子）との間に接続する。
また、交流電源２０１の第２出力端子は、整流ダイオード１１ａと整流ダイオード１１ｂの接続点（第２交流入力端子）との間に接続する。
スイッチング素子１３ｃ（Ｎ型ＭＯＦＥＴ）の第２端子（ドレイン電極）を正極側配線１０１に接続し、第１端子（ソース電極）を、コイル１５ｃを介して、リアクタ１４に接続する。
スイッチング素子１３ｄ（Ｎ型ＭＯＦＥＴ）の第１端子（ソース電極）を負極側配線１０２に接続し、第２端子（ドレイン電極）を、コイル１５ｄを介して、リアクタ１４に接続する。
【００５３】
スイッチング素子１３ｃの第１端子に、逆阻止ダイオード１２ｃのカソードを接続する。また、逆阻止ダイオード１２ｃのアノードを負極側配線１０２に接続する（第２直列回路）。
スイッチング素子１３ｄの第２端子に、逆阻止ダイオード１２ｄのアノードを接続する。また、逆阻止ダイオード１２ｄのカソードを正極側配線１０１に接続する（第１直列回路）。
平滑コンデンサ１６は、正極側配線１０１と負極側配線１０２との間に接続されている。
また、平滑コンデンサ１６の直流電圧（電力）が、正極側配線１０１と負極側配線１０２を介して負荷２０２に供給されている。
以上の回路により、電源装置３０（第３実施形態）を構成している。
【００５４】
次に、図３の回路における昇圧チョッパの動作を説明する。
交流電源２０１が正の半周期において、電流はリアクタ１４、整流ダイオード１１ｃを流れて平滑コンデンサ１６を充電して、整流ダイオード１１ｂを流れて交流電源２０１に戻る。
スイッチング素子１３ｄをオンすると、リアクタ１４の電流はコイル１５ｄを介してスイッチング素子１３ｄを流れる。このとき、整流ダイオード１１ｃに逆回復電流が流れるがコイル１５ｄの作用により抑制される。
【００５５】
なお、逆阻止ダイオード１２ｄ（および１２ｃ）に、逆回復電流を速く回復するため、逆回復電流の少ないファーストリカバリーダイオードを使用することもできる。
【００５６】
図１に示した第１実施形態の電源装置１０と同様に、コイル１５ｄのインダクタンスは小さく、電流が消失すれば逆回復電流は流れない。
スイッチング素子１３ｄをオン・オフして昇圧チョッパの動作の動作により力率改善を行う動作は第１実施形態の電源装置１０と同様である。
以上は、交流電源２０１が正の半周期についての説明であったが、負の半周期についても、スイッチング素子１３ｃ、コイル１５ｃ、逆阻止ダイオード１２ｃ、そしてリアクタ１４、整流ダイオード１１ｃにおいて、同様の作用により、逆回復電流を抑制すること、力率改善を行う動作をすることについては、同じである。事実上、重複する説明は省略する。
【００５７】
また、図３に示した第３実施形態の電源装置３０においても、コイル１５ｃ、１５ｄの作用により、逆阻止ダイオード１２ｃ、１２ｄの逆回復電流が抑制される。なお、コイル１５ｃ、１５ｄの作用があるので、逆阻止ダイオード１２ｃ、１２ｄに、逆回復電流の少ないファーストリカバリーダイオードを使用しなくともよい。
また、コイル１５ｃ、１５ｄの作用により、逆阻止ダイオード１２ｃ、１２ｄとスイッチング素子１３ｃ、１３ｄへの突入電流を抑制することができる。
【００５８】
また、第３実施形態の電源装置３０においても、スイッチング素子１３ａ、１３ｂにスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴを使用すれば同期整流により損失を低減することができる。
【００５９】
（第４実施形態・電源装置）
次に、本発明の第４実施形態である電源装置について、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の第４実施形態である電源装置４０の回路構成と、この電源装置４０とモータを備えた電動圧縮機２０３との接続関係を示す図である。なお、図４は、後記する第６実施形態の空気調和機の説明を兼ねる図でもある。
図４における電源装置４０は、図３に示した第３実施形態の電源装置３０に、さらに直流電圧（電力）を可変の周波数と電圧の交流電圧（電力）に変換するインバータ１７を備えたものである。
なお、図３に示した第３実施形態の電源装置３０は、交流電源から交流電圧（電力）を入力して、直流電圧（電力）を出力する電源装置であるのに対し、図４に示した第４実施形態の電源装置４０は、例えば商用の交流電源から交流電圧（電力）を入力して、可変の周波数と電圧の交流電圧（電力）を出力する電源装置である。
【００６０】
図４において、インバータ１７は、図２で説明したインバータ１７と同じである。すなわち、インバータ１７からは、可変周波数の三相交流電圧（電力）が出力する。
また、第４実施形態の電源装置４０は、第３実施形態の電源装置３０と同様に、昇圧チョッパ回路を備えているので、平滑コンデンサ１６の直流電圧を電源とするインバータ１７の三相交流電圧（電力）の電圧振幅も可変となる。
このインバータ１７から出力される可変周波数、可変電圧の三相交流電圧（電圧）は、モータ（電動機）を備えた電動圧縮機２０３に供給される。
なお、図４における第４実施形態の電源装置４０は、前記したように図３の第３実施形態の電源装置３０と、図２の第２実施形態の電源装置２０におけるインバータ１７を組み合わせたものである。したがって、重複する説明は省略する。
【００６１】
以上により、図４の電源装置４０は、直流電圧（電力）を発生する回路を、図３の電源装置３０と共通に有しているので、図４の電源装置４０も力率改善機能を有し、かつ電源投入時に発生する過大な突入電流を抑制し、逆阻止ダイオードの逆回復電流を抑制して、電圧降下が小さく、安全性の高い、高効率の可変周波数、可変電圧の三相交流電圧（電力）を出力する電源装置となる。
【００６２】
（第５実施形態・空気調和機）
本発明の第５実施形態である空気調和機について、図２を参照して説明する。
図２において、第２実施形態の電源装置２０と、モータを備えた電動圧縮機２０３との接続関係を示している。
電源装置２０と電動圧縮機２０３は、空気調和機に備えられている。
空気調和機には、図示していない、電動圧縮機１１で冷媒を圧縮して室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器、四方弁からなる冷凍サイクルを備えている。
また、各熱交換器に対して送風機が設けられている。冷媒は電動圧縮機２０３により圧縮され、室外機においては室外熱交換器にて送風機からの送風により室外の空気と熱交換され、室内機においては室内熱交換器にて送風機からの送風により室内の空気と熱交換される。
冷房と暖房の切り換えは、四方弁により冷媒の循環方向を逆転させることにより行われる。
【００６３】
前記したように、電源装置２０により供給される可変電圧、可変周波数の三相交流によって、電動圧縮機２０３を駆動する。
すなわち、空気調和機に第２実施形態の電源装置２０（もしくは第１実施形態の電源装置１０）を用いることにより、空気調和機としても電源電流の力率が改善される。
また、第２実施形態の電源装置２０（もしくは第１実施形態の電源装置１０）の内部において、直流電圧を昇圧できるので空気調和機としても効率を向上することができる。
また、入力電流の小さい領域では、空気調和機としても効率を向上することかできる。
また、逆回復電流を抑制できるのでノイズの発生を抑制でき、空気調和機としてもノイズ対策部品を減らすことができる。
【００６４】
（第６実施形態・空気調和機）
本発明の第６実施形態である空気調和機について、図４を参照して説明する。
図４において、第４実施形態の電源装置４０と、モータを備えた電動圧縮機２０３との接続関係を示している。
電源装置４０と電動圧縮機２０３は、空気調和機に備えられている。
電源装置４０については、第４実施形態において説明した。
また、電動圧縮機２０３を備えた空気調和機については、第５実施形態において、説明した。
第６実施形態である空気調和機は、第４実施形態の電源装置４０を搭載していることを以外は、第５実施形態の空気調和機と同様の構成、作用である。
また、第６実施形態に搭載された電源装置４０は、第５実施形態に搭載された電源装置２０と概ね同様の作用、機能、効果がある。
したがって、第６実施形態である空気調和機は、第５実施形態である空気調和機と、概ね同様の作用、機能、効果がある。
事実上、重複する説明は省略する。
【００６５】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明はこれら実施形態およびその変形に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもよく、以下にその例をあげる。
【００６６】
《ＩＧＢＴのスイッチング素子》
第２実施形態の電源装置を、図２で説明した際には、インバータ１７を構成するスイッチング素子をＭＯＳＦＥＴで説明した。しかし、インバータ１７を構成するスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴに限定されない。
インバータ１７を構成するスイッチング素子は、ＩＧＢＴでもよい。またスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴでもよい。
【００６７】
《三相交流電源について》
図１においては、交流電源２０１が単相の場合について説明したが、三相の場合であってもよい。この場合には、少なくとも整流ダイオード１１ａ〜１１ｄの組、およびリアクタ１４ａ、１４ｂの組が、それぞれ３組（Ｕ、Ｖ、Ｗ相用）となる。
【００６８】
《空気調和機以外の機器》
第５、第６実施形態においては、第１〜第４実施形態の電源装置を空気調和機に搭載する場合について説明した。
しかし、第１、第３実施形態の電源装置は、交流電源の交流電圧（電力）から直流電圧（電力）を得る電源装置であるので、この電源装置を搭載して有効となる機器としては、空気調和機に限定されない。直流電圧（電力）を直接、または間接に用いる機器は、他にも広くあり、応用できる。
また、第２、第４実施形態の電源装置は、例えば商用の交流電源の交流電圧（電力）から可変電圧、可変周波数の三相交流電圧（電力）を得る電源装置であるので、この電源装置を搭載して有効となる機器としては、空気調和機に限定されない。
可変電圧、可変周波数の三相交流電圧（電力）をもとにモータを駆動し、このモータを搭載する機器は、他にも広くあり、応用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１０、２０、３０、４０    電源装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    整流ダイオード
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ    逆阻止ダイオード
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ    スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１４、１４ａ、１４ｂ    リアクタ
１５ａ、１５ｂ    コイル
１６    平滑コンデンサ
１７    インバータ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ    スイッチング素子
１０１    正極側配線
１０２    負極側配線
２０１    交流電源
２０２    負荷
２０３    電動圧縮機（モータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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