(57)【要約】本発明は突入電流制限回路、電源装置、および電力変換装置に関し、特に、高い電力定格に対応可能で、装置の軽量化と縮小化とを図りつつ、かつ高い信頼性と耐久性とをもって突入電流を制限することを可能にすることを目的とする。そして、上記目的を達成するために、スイッチ（１１）、容量素子（１２）およびスイッチング素子（３０）が、互いに直列に接続されており、これらが構成する直列回路が主電源（１０）に接続されている。インバータ（１３）は、容量素子（１２）に接続されている。容量素子（３２）と抵抗素子（３３）とを有する直列回路が、スイッチング素子（３０）のコレクタとゲートとの間に接続されている。スイッチ（１１）がオンすると、駆動回路（２０）はスイッチング素子（３０）をオン駆動する。
2004515196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容量素子（１２）と、
前記第１容量素子（１２）の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子（３０）と、
前記第１スイッチング素子（３０）の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の制御電極に他端が接続された第２容量素子（３２）と、を備える突入電流制限回路。
【請求項２】
前記第１スイッチング素子（３０）の前記一方主電極と前記制御電極との間に介挿され、前記第２容量素子（３２）と直列に接続された第１抵抗素子（３３）を、さらに備える、請求の範囲第１項記載の突入電流制限回路。
【請求項３】
前記第１スイッチング素子（３０）に逆並列に接続された第１ダイオード（３１）を、さらに備える、請求の範囲第１項記載の突入電流制限回路。
【請求項４】
前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極に接続され、前記第１スイッチング素子（３０）を制御信号（ＶＩＮ）にもとづいて駆動する駆動回路（２０）をさらに備える、請求の範囲第１項記載の突入電流制限回路。
【請求項５】
前記駆動回路（２０）が、前記第１スイッチング素子（３０）をオン駆動する駆動電流の経路に介挿された第１出力抵抗素子（２２）を備える、請求の範囲第４項記載の突入電流制限回路。
【請求項６】
前記駆動回路（２０）が、
電源線（２５）に一方主電極が接続された第２スイッチング素子（２１）と、
前記第２スイッチング素子（２１）の他方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子（２２）と、
前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極に一方主電極が接続され、前記第２スイッチング素子（２１）の制御電極に制御電極が接続された第３スイッチング素子（２４）と、を備える、請求の範囲第４項記載の突入電流制限回路。
【請求項７】
前記駆動回路（２０）が、
前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極と前記第３スイッチング素子（２４）の前記一方主電極との間に介挿された第２出力抵抗素子（２３）を、さらに備える、請求の範囲第６項記載の突入電流制限回路。
【請求項８】
前記駆動回路（２０）が、
電源線（２５）に一方主電極が接続された第２スイッチング素子（２１）と、
前記第２スイッチング素子（２１）の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の他方主電極に他方主電極が接続され、前記第２スイッチング素子（２１）の制御電極に制御電極が接続された第３スイッチング素子（２４）と、
前記第２スイッチング素子（２１）と前記第３スイッチング素子（２４）との接続部に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子（２２）と、
順電流が前記第１スイッチング素子（３０）をオフ駆動するように、前記第１出力抵抗素子（２２）に並列に接続された第２ダイオード（２９）と、を備える、請求の範囲第４項記載の突入電流制限回路。
【請求項９】
前記駆動回路（２０）が、
電源線（２５）に一端が接続された第２抵抗素子（２８）と、
前記第２抵抗素子（２８）の他端に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子（２２）と、
前記第２抵抗素子（２８）の前記他端に一方主電極が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の他方主電極に他方主電極が接続された第３スイッチング素子（２４）と、
順電流が前記第１スイッチング素子（３０）をオフ駆動するように、前記第１出力抵抗素子（２２）に並列に接続された第２ダイオード（２９）と、を備える、請求の範囲第４項記載の突入電流制限回路。
【請求項１０】
前記第１容量素子（１２）および前記第１スイッチング素子（３０）へ直列に接続されたスイッチ（１１）を、さらに備える、請求の範囲第１項記載の突入電流制限回路。
【請求項１１】
始動指示にもとづいて、前記スイッチ（１１）と前記第１スイッチング素子（３０）とをオンするように制御するとともに、停止指示にもとづいて、前記スイッチ（１１）と前記第１スイッチング素子（３０）とをオフするように制御する初期充電制御部（２）を、さらに備える、請求の範囲第１０項記載の突入電流制限回路。
【請求項１２】
第１容量素子（１２）と、
前記第１容量素子（１２）の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子（３０）と、
前記第１スイッチング素子（３０）の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の制御電極に他端が接続された第２容量素子（３２）と、
前記第１容量素子（１２）の他端に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の他方主電極に他端が接続された直流電源（１０）と、
前記第１容量素子（１２）、前記第１スイッチング素子（３０）および前記直流電源（１０）を環流する電流の経路に介挿されたスイッチ（１１）と、を備える電源装置。
【請求項１３】
第１容量素子（１２）と、
前記第１容量素子（１２）の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子（３０）と、
前記第１スイッチング素子（３０）の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子（３０）の制御電極に他端が接続された第２容量素子（３２）と、
前記第１容量素子（１２）の前記一端に一方主電極が接続された第４スイッチング素子（５１）と、
前記第４スイッチング素子（５１）の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１容量素子（１２）の前記他端に他方主電極が接続された第５スイッチング素子（５４）と、
前記第１容量素子（１２）の前記一端に一方主電極が接続された第６スイッチング素子（６１）と、
前記第６スイッチング素子（６１）の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１容量素子（１２）の前記他端に他方主電極が接続された第７スイッチング素子（６４）と、を備える電力変換装置。
【請求項１４】
前記第４ないし第７スイッチング素子（５１，５４，６１，６４）の通常動作を実現するために、これらを制御する制御部（２０１）を、さらに備える、請求の範囲第１３項記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記第１容量素子（１２）および前記第１スイッチング素子（３０）へ直列に接続されたスイッチ（１１）を、さらに備え、
前記制御部（２０１）は、始動指示にもとづいて、前記スイッチ（１１）と前記第１スイッチング素子（３０）とをオンするように制御するとともに、停止指示にもとづいて、前記スイッチ（１１）と前記第１スイッチング素子（３０）とをオフするように制御する、請求の範囲第１４項記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、突入電流制限回路、電源装置、および電力変換装置に関し、特に、高い電力定格に対応可能で、装置の軽量化および縮小化を図りつつ、かつ高い信頼性および耐久性をもって突入電流を制限するための改良に関する。
【０００２】
（背景技術）
図１６は、突入電流制限回路を備える従来の電力変換装置（以下、第１の従来技術と仮称する）の構成を示す回路図である。この電力変換装置４５１は、主電源１０、突入電流制限回路３０１およびインバータ１３を備えている。主電源１０は、突入電流制限回路３０１の入力端子ＰＰ，ＮＮに接続され、インバータ１３は出力端子Ｐ，Ｎに接続されている。電力変換装置４５１は、インバータ５の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに、例えばモータなどの三相の負荷１００が接続されることにより、使用に供される。
【０００３】
突入電流制限回路３０１は、スイッチ１１、１１ａ、抵抗素子１１ｂおよび容量素子１２を備えている。入力端子ＰＰ，ＮＮには、直流の電源電圧ＶＤＣ１が主電源１０から供給される。容量素子１２は、その容量ＣＤＣによって電源電圧ＶＤＣ１を一定に保持する機能を果たす。スイッチ１１は、リレーとして構成され、インバータ１３を始動する際にオンし、停止する際にオフする主スイッチとして機能する。
【０００４】
スイッチ１１ａおよび抵抗素子１１ｂは、スイッチ１１がオンしたときに容量素子１２を充電するように流れる突入電流を緩和するために、主電源１０と容量素子１２との間に介挿されている。インバータ１３を始動するためにスイッチ１１がオンした後、容量素子１２の充電がほぼ完了するまで、スイッチ１１ａはオフ状態を維持する。その結果、突入電流が抵抗素子１１ｂによって制限される。
【０００５】
容量素子１２の充電電圧が電源電圧ＶＤＣ１にほぼ達すると、スイッチ１１ａはオンする。その後に、インバータ１３の通常動作が開始される。したがって、インバータ１３が通常動作を行う期間では、主電源１０が供給する直流電流は、抵抗素子１１ｂによる損失をほとんど生じることなく、インバータ１３へ供給される。
【０００６】
しかしながら、スイッチ１１ａおよび抵抗素子１１ｂには、主電源１０が供給する大きな電流が流れるので、主スイッチとしてのスイッチ１１だけでなく、スイッチ１１ａおよび抵抗素子１１ｂにも、高い電力定格が要求される。このため、電力変換装置４５１では、重量および容積が大きく、製造コストも高いという問題点があった。
【０００７】
また、スイッチ１１およびスイッチ１１ａ（特にスイッチ１１）は、高い電圧が印加された状態で、機械的な動作を行う必要があり、それらの信頼性および耐久性に問題点があった。特にアーク放電の発生は、信頼性および耐久性に大きな影響を及ぼす。さらに、インバータ１３が通常動作を行っているときにスイッチ１１およびスイッチ１１ａに発生する導電損失も、無視できない問題となっていた。
【０００８】
図１７は、突入電流制限回路を備える別の従来の電力変換装置（以下、第２の従来技術と仮称する）の構成を示す回路図である。この電力変換装置４５２は、日本国公開特許公報：特開平８−２８９５４６号に開示された装置であり、スイッチ１１ａに代えて、トランジスタ３０ａおよびベース駆動回路１１ｄが突入電流制限回路３０２に用いられている点において、第１の従来技術による電力変換装置４５１とは特徴的に異なっている。
【０００９】
電力変換装置４５２においては、スイッチ１１ａに由来する問題点は解消されるものの、高い電力定格が要求される抵抗素子１１ｂが必要である点に変わりはない。このため、電力変換装置４５２においても、重量および容積が大きく、製造コストも高いという問題点があった。また、高い電圧が印加された状態でスイッチ１１が機械的な動作を行う必要がある点でも、電力変換装置４５１と変わりはなく、スイッチ１１の信頼性および耐久性に問題点があった。
【００１０】
図１８は、突入電流制限回路を備えるさらに別の従来の電力変換装置（以下、第３の従来技術と仮称する）の構成を示す回路図である。この電力変換装置４５３は、スイッチ１１ａおよび抵抗素子１１ｂに代えて、負温度係数サーミスタ（ＮＴＣ；Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）１１ｃが突入電流制限回路３０３に用いられている点において、第１の従来技術による電力変換装置４５１とは特徴的に異なっている。
【００１１】
通常において、インバータ１３の始動時にはＮＴＣ１１ｃの温度は低いため、高い抵抗を保持している。このため、スイッチ１１がオンした後に流れる突入電流は、ＮＴＣ１１ｃの高抵抗によって制限される。ＮＴＣ１１ｃに発生する損失熱のために、ＮＴＣ１１ｃの温度は急速に上昇する。それにともない、ＮＴＣ１１ｃの抵抗は急速に低下するので、ＮＴＣ１１ｃによる損失は減少する。
【００１２】
しかしながら、インバータ１３が通常動作を行う間にＮＴＣ１１ｃに発生する損失が、無視できない大きさであるであるため、電力変換装置４５３は電力定格の低い装置（例えば、数ｋＷ級以下の装置）としてのみ構成可能であるという問題点があった。また、例えばインバータ１３を停止して間もなく再始動する場合など、ＮＴＣ１１ｃが十分に冷却されないときに、インバータ１３を始動する場合には、ＮＴＣ１１ｃは、突入電流を制限する機能を十分に果たすことができず、信頼性および耐久性の上で問題点があった。
【００１３】
（発明の開示）
本発明は、上記のような問題点を解決し、高い電力定格に対応可能で、装置の軽量化および縮小化を図りつつ、かつ高い信頼性および耐久性をもって突入電流を制限することのできる突入電流制限回路を得ることを目的とし、さらに当該突入電流制限回路を備えた電源装置および電力変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
この目的を達成するために、この発明にかかる第１局面の装置は、突入電流制限回路であって、第１容量素子と、前記第１容量素子の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の制御電極に他端が接続された第２容量素子と、を備える。
【００１５】
この発明にかかる第２局面の装置は、第１局面の突入電流制限回路において、前記第１スイッチング素子の前記一方主電極と前記制御電極との間に介挿され、前記第２容量素子と直列に接続された第１抵抗素子を、さらに備える。
【００１６】
この発明にかかる第３局面の装置は、第１局面の突入電流制限回路において、前記第１スイッチング素子に逆並列に接続された第１ダイオードを、さらに備える。
【００１７】
この発明にかかる第４局面の装置は、第１局面の突入電流制限回路において、前記第１スイッチング素子の前記制御電極に接続され、前記第１スイッチング素子を制御信号にもとづいて駆動する駆動回路をさらに備える。
【００１８】
この発明にかかる第５局面の装置では、第４局面の突入電流制限回路において、前記駆動回路が、前記第１スイッチング素子をオン駆動する駆動電流の経路に介挿された第１出力抵抗素子を備える。
【００１９】
この発明にかかる第６局面の装置では、第４局面の突入電流制限回路において、前記駆動回路が、電源線に一方主電極が接続された第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の他方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子と、前記第１スイッチング素子の前記制御電極に一方主電極が接続され、前記第２スイッチング素子の制御電極に制御電極が接続された第３スイッチング素子と、を備える。
【００２０】
この発明にかかる第７局面の装置では、第６局面の突入電流制限回路において、前記駆動回路が、前記第１スイッチング素子の前記制御電極と前記第３スイッチング素子の前記一方主電極との間に介挿された第２出力抵抗素子を、さらに備える。
【００２１】
この発明にかかる第８局面の装置では、第４局面の突入電流制限回路において、前記駆動回路が、電源線に一方主電極が接続された第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１スイッチング素子の他方主電極に他方主電極が接続され、前記第２スイッチング素子の制御電極に制御電極が接続された第３スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子との接続部に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子と、順電流が前記第１スイッチング素子をオフ駆動するように、前記第１出力抵抗素子に並列に接続された第２ダイオードと、を備える。
【００２２】
この発明にかかる第９局面の装置では、第４局面の突入電流制限回路において、前記駆動回路が、電源線に一端が接続された第２抵抗素子と、前記第２抵抗素子の他端に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の前記制御電極に他端が接続された第１出力抵抗素子と、前記第２抵抗素子の前記他端に一方主電極が接続され、前記第１スイッチング素子の他方主電極に他方主電極が接続された第３スイッチング素子と、順電流が前記第１スイッチング素子をオフ駆動するように、前記第１出力抵抗素子に並列に接続された第２ダイオードと、を備える。
【００２３】
この発明にかかる第１０局面の装置は、第１局面の突入電流制限回路において、前記第１容量素子および前記第１スイッチング素子へ直列に接続されたスイッチを、さらに備える。
【００２４】
この発明にかかる第１１局面の装置は、第１０局面の突入電流制限回路において、始動指示にもとづいて、前記スイッチと前記第１スイッチング素子とをオンするように制御するとともに、停止指示にもとづいて、前記スイッチと前記第１スイッチング素子とをオフするように制御する初期充電制御部を、さらに備える。
【００２５】
この発明にかかる第１２局面の装置は、電源装置であって、第１容量素子と、前記第１容量素子の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の制御電極に他端が接続された第２容量素子と、前記第１容量素子の他端に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の他方主電極に他端が接続された直流電源と、前記第１容量素子、前記第１スイッチング素子および前記直流電源を環流する電流の経路に介挿されたスイッチと、を備える。
【００２６】
この発明にかかる第１３局面の装置は、電力変換装置において、第１容量素子と、前記第１容量素子の一端に一方主電極が接続された電荷駆動型の第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の前記一方主電極に一端が接続され、前記第１スイッチング素子の制御電極に他端が接続された第２容量素子と、前記第１容量素子の前記一端に一方主電極が接続された第４スイッチング素子と、前記第４スイッチング素子の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１容量素子の前記他端に他方主電極が接続された第５スイッチング素子と、前記第１容量素子の前記一端に一方主電極が接続された第６スイッチング素子と、前記第６スイッチング素子の他方主電極に一方主電極が接続され、前記第１容量素子の前記他端に他方主電極が接続された第７スイッチング素子と、を備える。
【００２７】
この発明にかかる第１４局面の装置は、第１３局面の電力変換装置において、前記第４ないし第７スイッチング素子の通常動作を実現するために、これらを制御する制御部を、さらに備える。
【００２８】
この発明にかかる第１５局面の装置は、第１４局面の電力変換装置において、前記第１容量素子および前記第１スイッチング素子へ直列に接続されたスイッチを、さらに備え、前記制御部は、始動指示にもとづいて、前記スイッチと前記第１スイッチング素子とをオンするように制御するとともに、停止指示にもとづいて、前記スイッチと前記第１スイッチング素子とをオフするように制御する。
【００２９】
第１局面の装置は、第１容量素子の他端と第１スイッチング素子の他端とに直流電源が接続され、電力の供給を受ける様々な負荷が第１容量素子の一端と他端とに接続されることにより、使用に供される。負荷へ供給される電源電圧の変動が第１容量素子の働きにより抑えられ、第１容量素子への突入電流が、第１スイッチング素子と第２容量素子の働きにより抑えられる。
【００３０】
しかも、第２容量素子のために第１スイッチング素子がオフからオンへと緩やかに遷移し、それによって突入電流が制限されるので、第１および第２の従来技術とは異なり、大電流が流れる電力用の抵抗素子が除去されるとともに、第３の従来技術とは異なり、電力定格を高く設定することが可能である。したがって、高い電力定格の下でも、装置の軽量化および縮小化を図ることができる。また、電力用の抵抗素子が除去されるので、電源電圧を供給するために外部のスイッチをオンするときに、当該スイッチに高電圧が印加されない。したがって、スイッチの信頼性および耐久性が損なわれない。
【００３１】
第２局面の装置では、第１容量素子と第１スイッチング素子の制御電極との間に、第２容量素子に加えて第１抵抗素子が介挿されるので、第１スイッチング素子の発振が防止されるとともに、電源電圧を供給するために外部のスイッチをオンした直後に第１スイッチング素子が早々にオンすることを防止することができる。また、外部のスイッチをオンした直後に、第１容量素子および第２容量素子を通じて流れる初期充電電流が、第１抵抗素子によって効果的に制限される。
【００３２】
第３局面の装置では、第１ダイオードが第１スイッチング素子に逆並列に接続されているので、第１スイッチング素子が逆電流から保護される。
【００３３】
第４局面の装置では、第１スイッチング素子を駆動する駆動回路が備わるので、微小信号を制御信号として送出することにより、大電流定格の第１スイッチング素子を容易に駆動することができる。
【００３４】
第５局面の装置では、第１スイッチング素子をオン駆動する駆動電流が、第１出力抵抗素子によって制限されるので、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移をさらに緩やかにすることができ、それにより突入電流をさらに効果的に制限することができる。
【００３５】
第６局面の装置では、第１出力抵抗が備わるので、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移をさらに緩やかにすることができ、それにより突入電流をさらに効果的に制限することができる。また、第２スイッチング素子と第３スイッチング素子とが直列に接続され、一方のみがオンするので、リーク電流を抑制して駆動電力の消費を節減することができる。
【００３６】
第７局面の装置では、第２出力抵抗素子が備わるので、第１スイッチング素子をオフ駆動する駆動電流を適切な大きさに設定することができる。
【００３７】
第８局面の装置では、第１出力抵抗が備わるので、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移をさらに緩やかにすることができ、それにより突入電流をさらに効果的に制限することができる。また、第２スイッチング素子と第３スイッチング素子とが直列に接続され、一方のみがオンするので、リーク電流を抑制して駆動電力の消費を節減することができる。さらに、第２ダイオードが備わるので、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移に影響を与えることなく、オンからオフへの遷移を速めることができる。
【００３８】
第９局面の装置では、第１出力抵抗素子および第２抵抗素子によって、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移をさらに緩やかにすることができ、それにより突入電流をさらに効果的に制限することができる。また、第１スイッチング素子のオン駆動とオフ駆動とが、単一のスイッチング素子によって行われるので、装置の簡素化および低コスト化が促進される。さらに、第２ダイオードが備わるので、第１スイッチング素子のオフからオンへの遷移に影響を与えることなく、オンからオフへの遷移を速めることができる。
【００３９】
第１０局面の装置では、スイッチが備わるので、外部にスイッチを設けることなく、電源電圧の供給を開始および停止することができる。また、第１および第２の従来技術とは異なり、大電流が流れる電力用の抵抗素子が除去されているので、スイッチをオンするときに、当該スイッチに高電圧が印加されない。したがって、スイッチの信頼性および耐久性が向上する。
【００４０】
第１１局面の装置では、初期充電制御部が備わるので、始動指示および停止指示を与えるだけで、スイッチと第１スイッチング素子とが自動的に動作する。
【００４１】
第１２局面の装置では、第１局面の装置が電流制限回路として備わるので、高い電力定格に対応可能で、装置の軽量化および縮小化を図りつつ、かつ高い信頼性および耐久性をもって突入電流を制限することができる電源装置が実現する。
【００４２】
第１３局面の装置では、第１局面の装置が電流制限回路として備わるので、高い電力定格に対応可能で、装置の軽量化および縮小化を図りつつ、かつ高い信頼性および耐久性をもって突入電流を制限する電力変換装置が実現する。
【００４３】
第１４局面の装置では、制御部が備わるので、通常動作のために、第４ないし第７スイッチング素子を制御する信号を外部から入力する必要がない。
【００４４】
第１５局面の装置では、制御部が始動指示および停止指示にもとづいてスイッチおよび第１スイッチング素子を制御するので、装置の操作が容易である。
【００４５】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【００４６】
（発明を実施するための最良の形態）
１．　実施の形態１
はじめに、本発明の実施の形態１による電力変換装置について説明する。
【００４７】
１．１．　装置の構成の概略
図１は、本発明の実施の形態による電力変換装置の構成を示す回路図である。以下の図において、図１６〜図１８に示した従来技術による装置と同一部分または相当部分（同一の機能をもつ部分）については、同一符号を付して対応関係を明確にしている。
【００４８】
図１の電力変換装置４０１は、主電源１０、突入電流制限回路１およびインバータ１３を備えている。主電源１０は、突入電流制限回路１の入力端子ＰＰ，ＮＮに接続され、インバータ１３は出力端子Ｐ，Ｎに接続されている。電力変換装置４０１は、インバータ５の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに、例えばモータなどの三相の負荷１００が接続されることにより、使用に供される。
【００４９】
突入電流制限回路１は、スイッチ１１、容量素子１２、スイッチング素子３０、ダイオード３１、容量素子３２、抵抗素子３３、駆動回路２０および初期充電制御部２を備えている。入力端子ＰＰ，ＮＮには、直流の電源電圧ＶＤＣ１が主電源１０から供給される。容量素子１２は、その容量ＣＤＣによって電源電圧ＶＤＣ１を一定に保持する機能を果たす。スイッチ１１は、リレーとして構成され、インバータ１３を始動する際にオンし、停止する際にオフする主スイッチとして機能する。
【００５０】
スイッチング素子３０は、電荷駆動型（ｃｈａｒｇｅ ｄｒｉｖｅｎ ｔｙｐｅ）のスイッチング素子であり、実施の形態５を除いた以下の説明では、スイッチング素子３０がＩＧＢＴである例を取り上げる。この場合には、スイッチング素子３０の一対の主電極はコレクタおよびエミッタであり、制御電極はゲートである。スイッチング素子３０のコレクタは容量素子１２の一端に接続され、エミッタは入力端子ＮＮに接続されている。
【００５１】
このように、スイッチ１１、容量素子１２およびスイッチング素子３０は、互いに直列に接続されており、これらが構成する直列回路の一端と他端が入力端子ＰＰとＮＮに、それぞれ接続されている。一般には、直列回路の中で容量素子１２およびスイッチング素子３０が配置される順序は任意である。出力端子ＰおよびＮは、容量素子１２の一端と他端とに、それぞれ接続される。
【００５２】
容量Ｃ１を有する容量素子３２と抵抗Ｒ１を有する抵抗素子３３は、互いに直列に接続されている。容量素子３２と抵抗素子３３とを有する直列回路の一端と他端は、スイッチング素子３０のコレクタとゲートに、それぞれ接続されている。これにより、スイッチング素子３０は、スイッチ１１がオンした直後に容量素子１２へ流れる突入電流を制限する機能を果たす。スイッチング素子３０の動作の詳細については後述する。
【００５３】
ダイオード３１は、順電流が還流する方向にスイッチング素子３０へ並列接続されている。本明細書では、ダイオードがスイッチング素子に、順電流が還流する方向に並列接続されることを、「逆並列に接続される」と表現する。ダイオード３１は、スイッチング素子３０を、逆電流から保護する機能を果たす。
【００５４】
駆動回路２０は、スイッチング素子３０のゲートへ接続されており、制御信号ＶＩＮにもとづいてゲート電圧ＶＧをゲートへ伝達し、それによりスイッチング素子３０を駆動する。駆動回路２０は、例えば図２の回路図が示すように構成される。図２の駆動回路２０は、スイッチング素子２１，２４、および出力抵抗素子２２，２３を備えている。
【００５５】
スイッチング素子２１，２４の各々はＭＯＳＦＥＴとして構成されており（ただし、バイポーラトランジスタも同様に使用可能である）、それらの一対の主電極はドレインおよびソースであり、制御電極はゲートである。Ｐ型のＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子２１のソースは、高電位電源線２５に接続されている。出力抵抗素子２２の一端は、スイッチング素子２１のドレインに接続され、他端は信号線２７を通じてスイッチング素子３０のゲートに接続されている。
【００５６】
Ｎ型のＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子２４のソースは、低電位電源線を通じて入力端子ＮＮに接続されており、ゲートはスイッチング素子２１のゲートに接続されている。二つのスイッチング素子２１，２４のゲートには、信号線２６を通じて制御信号ＶＩＮが入力される。出力抵抗素子２３の一端は、スイッチング素子２４のドレインに接続され、他端は信号線２７を通じてスイッチング素子３０のゲートに接続されている。
【００５７】
二つのスイッチング素子２１，２４は、制御信号ＶＩＮにもとづいて排他的にオンする。スイッチング素子２１はオンすることにより、スイッチング素子３０をオン駆動する駆動電流を出力する。出力抵抗素子２２の抵抗ＲＧＯＮは、スイッチング素子３０をオン駆動するときの出力抵抗として機能する。スイッチング素子２４はオンすることにより、スイッチング素子３０をオフ駆動する駆動電流を吸い込む。出力抵抗素子２３の抵抗ＲＧＯＦＦは、スイッチング素子３０をオフ駆動するときの出力抵抗として機能する。
【００５８】
抵抗ＲＧＯＦＦは、スイッチング素子３０のオンからオフへの遷移を速めるために、また、スイッチング素子３０が不用意にオンすることを防ぐために、数Ωないしそれ以下の低い値に設定される。これとは逆に、抵抗ＲＧＯＮは、スイッチング素子３０のオフからオンへの遷移を緩やかにし、それにより容量素子１２へ流れる突入電流を制限するために、高い値に設定される。
【００５９】
図１に戻って、初期充電制御部２は、制御信号Ｒｅｌ１をスイッチ１１へ伝達し、制御信号ＶＩＮを駆動回路２０へ伝達することにより、スイッチ１１およびスイッチング素子３０を制御する。初期充電制御部２は、外部から始動指示が入力されると、スイッチ１１とスイッチング素子３０とをオンするように制御する。また、初期充電制御部２は、外部から停止指示が入力されると、スイッチ１１とスイッチング素子３０とをオフするように制御する。始動指示および停止指示は、例えば操作者が図示しないスイッチを操作することによって入力される。
【００６０】
なお、主電源１０と突入電流制限回路１とを組み合わせることにより、突入電流を制限する機能を有する電源装置を構成することができる。
【００６１】
１．２．　装置の動作
つぎに、電力変換装置４０１の動作について説明する。スイッチ１１がオンした直後に容量素子１２を流れる突入電流を制限する特徴的な動作の原理は、スイッチング素子３０がオフからオンへ遷移する過程を考慮することによって説明することができる。
【００６２】
スイッチング素子３０は、電荷駆動型（ｃｈａｒｇｅ ｄｒｉｖｅｎ ｔｙｐｅ）、すなわち電圧制御型（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｙｐｅ）である。すなわち、スイッチング素子３０は、オンするときには等価的な入力容量が充電されることにより制御され、オフするときには入力容量が放電されることにより制御される。
【００６３】
図３は、スイッチング素子３０の等価回路を単純化して示す回路図である。図３は、スイッチング素子３０がＩＧＢＴである例を示しているが、ＭＯＳＦＥＴであっても同様である。スイッチング素子３０には、ゲート−エミッタ容量ＣＧＥ、ゲート−コレクタ容量ＣＧＣ（逆伝達容量｛ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ｝またはミラー容量｛Ｍｉｌｌｅｒ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ｝とも称される）、およびコレクタ−エミッタ容量ＣＣＥが等価的に含まれている。
【００６４】
図４は、図１に示した容量素子３２および抵抗素子３３が存在しない場合に、スイッチング素子３０がオフからオンへ遷移する過程にともなう突入電流制限回路１の各部の電圧および電流の変化を示すタイミングチャートである。スイッチング素子３０がオフから完全なオンへと遷移するためには、ゲート−コレクタ容量ＣＧＣおよびコレクタ−エミッタ容量ＣＣＥで構成される入力容量が、駆動回路２０によって充電されなければならない。
【００６５】
スイッチング素子３０をオンするために、駆動回路２０のスイッチング素子２１がオンしスイッチング素子２４がオフすると（時刻＝０）、抵抗ＲＧＯＮを通じて流れる駆動電流によりゲート−エミッタ容量ＣＧＥの充電が開始される。ゲート−エミッタ容量ＣＧＥが充電されることにより、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥが閾値電圧Ｖｔｈに達すると、スイッチング素子３０にはコレクタ電流（容量素子１２を流れる充電電流ＩＣＨＧに一致する）が流れ始める。しかしながら、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥは、オフ状態に対応する高い値（すなわち、主電源１０の電源電圧ＶＤＣ１）を維持する。
【００６６】
ゲート−エミッタ容量ＣＧＥの充電は、時刻Ｔ１まで定常的に継続する。時刻Ｔ１では、ゲート−コレクタ容量ＣＧＣの充電が開始され、その結果、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥは一定の電圧（すなわち、ミラー電圧｛Ｍｉｌｌｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ｝）Ｖｍにとどまる。コレクタ電流ＩＣＨＧは、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥの上昇にともなって増加し、時刻Ｔ１でその最大値ＩＣＨＧ１に達する。
【００６７】
時刻Ｔ１の後に、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥが急激な下降を開始する。これにともない、ゲート−コレクタ容量ＣＧＣは、より多くの充電電流が供給されることを必要とする（ミラー効果｛Ｍｉｌｌｅｒ ｅｆｆｅｃｔ｝）。これが、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥが期間Ｔ１〜Ｔ２において、略一定の電圧Ｖｍを維持する原因となっている。コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥの変化が緩やかになると、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥは再び上昇を開始する。時刻Ｔ３において、ゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥが、その最高値（すなわち、駆動回路２０の電源電圧ＶＣＣ）に達すると、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥは、その最低値であるオン状態での値（すなわち、コレクタ−エミッタ間飽和電圧Ｖ）ＣＥ（ｓａｔ）に達する。
【００６８】
図１が示すように、スイッチング素子３０は、主電源１０と容量素子１２との間に直列に接続されているので、容量素子１２の充電電圧ＶＤＣ（図４の（Ｂ））の波形は、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥ（図４の（Ｃ））の波形を逆転したものと一致する。このように、容量素子１２の充電電圧ＶＤＣの変化率（すなわち、ｄＶＤＣ／ｄｔ）は、期間Ｔ１〜Ｔ２におけるスイッチング素子３０の遷移過程によって規定される。
【００６９】
図４の（Ａ）が示すように、充電電圧ＶＤＣの変化率は、主電源１０から容量素子１２を通過して流れる充電電流ＩＣＨＧ（すなわち突入電流）を規定する。したがって、期間Ｔ１〜Ｔ２において、スイッチング素子３０がオフからオンへ遷移する過程を制御することによって、充電電流ＩＣＨＧを制御することが可能となる。すなわち、期間Ｔ１〜Ｔ２における容量素子１２の充電電圧ＶＤＣの変化率を引き下げること、言い換えると、期間Ｔ１〜Ｔ２を長くすることによって、突入電流を減少させることができる。このことは、図５の回路図が示すように、スイッチング素子３０の外部に、容量素子３２を付加することによって達成される。容量素子３２の容量Ｃ１は、付加的なゲート−コレクタ容量として機能する。
【００７０】
図６は、図５が示すように容量素子３２および抵抗素子３３がスイッチング素子３０に接続されている場合に、スイッチング素子３０がオフからオンへ遷移する過程にともなう突入電流制限回路１の各部の電圧および電流の変化を示すタイミングチャートである。外部の容量素子３２を充電するのに余分な時間を要するために、期間Ｔ１ａ〜Ｔ２ａにおける充電電圧ＶＤＣの変化率が減少することが理解される。期間Ｔ１ａ〜Ｔ２ａにおける充電電圧ＶＤＣの変化率の減少は、容量素子１２を流れる突入電流（すなわち、充電電流ＩＣＨＧ）の減少をもたらしている。
【００７１】
つぎに、電力変換装置４０１の動作の流れについて説明する。初期においては、スイッチ１１はオフに保たれ、スイッチング素子３０もオフに保たれている。スイッチング素子２１がオフし、スイッチング素子２４がオンすることにより、スイッチング素子３０はオフに保たれている。初期充電制御部２の制御によりスイッチ１１がオンすると、初期充電電流が、主電源１０からスイッチ１１、容量素子１２、容量素子３２、抵抗素子３３、抵抗素子２３、およびスイッチング素子２４を流れる。この初期充電電流は、主として抵抗素子３３によって制限されている。なぜなら上記したように、抵抗素子２３の抵抗ＲＧＯＦＦは、数Ωないしそれ以下の低い値に設定されているからである。
【００７２】
つぎに、初期充電制御部２は、スイッチング素子３０をオンするように制御信号ＶＩＮを駆動回路２０へ伝達する。その結果、図６に示した動作が実現する。容量素子１２が十分に充電され、充電電圧ＶＤＣが電源電圧ＶＤＣ１に達すると、インバータ１３が通常動作を開始する。インバータ１３が動作を停止すると、初期充電制御部２はスイッチ１１およびスイッチング素子３０をオフする。
【００７３】
１．３．　実証データ
つぎに、電力変換装置４０１の性能を実証するために行われたコンピュータシミュレーションについて説明する。シミュレーションの対象とされた電力変換装置４０１では、駆動回路２０は図２のように構成された。各種のパラメータは、以下のように設定された。
【００７４】
ＶＤＣ１＝３００Ｖ；Ｖｃｃ＝１５Ｖ；ＲＧＯＮ＝１０ｋΩ；ＲＧＯＦＦ＝１Ω；Ｒ１＝１００Ω；Ｃ１＝１０ｎＦおよび１００ｎＦ（２通り）；ＣＤＣ＝１．２ｍＦ；容量素子１２の実効直列抵抗ＥＳＲ＝１ｍΩ；容量素子１２の実効直列誘導ＥＳＬ＝２０ｎＨ；スイッチング素子３０＝ＩＧＢＴ（定格３００Ａ／６００Ｖ）。
【００７５】
図７は、Ｃ１＝１０ｎＦであるときのシミュレーションの結果を示すグラフである。また、図８は、Ｃ１＝１００ｎＦであるときのシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００７６】
Ｃ１＝１０ｎＦであるときには、スイッチング素子３０をオンすべく制御信号ＶＩＮが駆動回路２０へ伝達された（時刻＝０）後に、時刻が約５ｍｓｅｃを経た時点で充電電圧ＶＤＣが電源電圧ＶＤＣ１に達しているのに対し、Ｃ１＝１００ｎＦであるときには、時刻が約３８ｍｓｅｃを経た時点で充電電圧ＶＤＣが電源電圧ＶＤＣ１に達している。それにともない、充電電流ＩＣＨＧの最大値は、Ｃ１＝１０ｎＦであるときには約７０Ａであるのに対し、Ｃ１＝１００ｎＦであるときには約１０Ａに抑えられている。
【００７７】
このように、シミュレーションの結果は、容量素子３２の容量Ｃ１を大きく設定することにより、容量素子１２を流れる突入電流を減少させることができることを明瞭に示している。すなわち、シミュレーションの結果は、電力変換装置４０１が期待通りに動作することを実証している。
【００７８】
１．４．　装置の利点
以上に述べたように、電力変換装置４０１では、容量素子１２を流れる突入電流が、スイッチング素子３０と容量素子３２の働きにより抑えられる。しかも、容量素子３２のためにスイッチング素子３０がオフからオンへと緩やかに遷移し、それによって突入電流が制限されるので、第１および第２の従来技術とは異なり、大電流が流れる電力用の抵抗素子１１ｂが除去されるとともに、第３の従来技術とは異なり、電力定格を高く設定することが可能である。したがって、高い電力定格の下でも、装置の軽量化および縮小化を図ることができる。また電力用の抵抗素子１１ｂが除去されるので、スイッチ１１をオンするときに、スイッチ１１に高電圧が印加されない。したがって、スイッチ１１の信頼性および耐久性が向上する。
【００７９】
また、容量素子３２に直列に抵抗素子３３が接続されるので、スイッチング素子３０のゲートにおける発振が防止されるとともに、スイッチ１１をオンした直後にスイッチング素子３０が早々にオンすることを防止することができる。また、スイッチ１１がオンした直後に、容量素子１２および容量素子３２を通じて流れる初期充電電流が、抵抗素子３３によって効果的に制限される。
【００８０】
また、スイッチング素子３０をオン駆動する駆動電流が、出力抵抗素子２２の抵抗ＲＧＯＮによって制限される。したがって、スイッチング素子３０のオフからオンへの遷移をさらに緩やかにすることができ、それにより突入電流をさらに効果的に制限することができる。さらに、スイッチング素子２１とスイッチング素子２４とが直列に接続され、双方は互いに排他的にオンするので、リーク電流を抑制して駆動電力の消費を節減することができる。
【００８１】
２．　実施の形態２
図９は、実施の形態２による駆動回路２０の構成を示す回路図である。この駆動回路２０は、スイッチング素子２４のドレインとスイッチング素子３０のゲートとが、抵抗素子を介することなく信号線２７で接続されている点において、実施の形態１の駆動回路２０とは、特徴的に異なっている。実施の形態１の駆動回路２０から抵抗素子２３が除去されているので、装置の構成がより簡素であるという利点がある。また、スイッチング素子３０をオフ駆動する電流が抵抗素子２３によって制限されないので、スイッチング素子３０のオンからオフへの遷移を速めることができる。
【００８２】
３．　実施の形態３
図１０は、実施の形態３による駆動回路２０の構成を示す回路図である。この駆動回路２０は、スイッチング素子２１のドレインとスイッチング素子２４のドレインとが接続されており、その接続部とスイッチング素子３０のゲートとの間に、抵抗素子２２とダイオード２９とが並列に接続されて成る並列回路が介挿されている点において、実施の形態１の駆動回路２０とは、特徴的に異なっている。ダイオード２９の向きは、順電流がスイッチング素子３０をオフ駆動する駆動電流となるように設定されている。
【００８３】
図１０の駆動回路２０においても、図２の駆動回路２０と同様に、スイッチング素子３０をオン駆動する駆動電流は、ダイオード２９の干渉を受けることなく、出力抵抗素子２２によって制限される。一方、スイッチング素子３０をオフ駆動する駆動電流は、ダイオード２９を流れる。このため、図９の駆動回路２０と同様に、スイッチング素子３０のオンからオフへの遷移を速めることができる。
【００８４】
４．　実施の形態４
図１１は、実施の形態４による駆動回路２０の構成を示す回路図である。この駆動回路２０は、スイッチング素子２１が抵抗素子２８に置き換えられている点において、実施の形態３の駆動回路２０とは、特徴的に異なっている。スイッチング素子３０をオン駆動する駆動電流は、ダイオード２９の干渉を受けることなく、出力抵抗素子２２の抵抗ＲＧＯＮおよび抵抗素子２８の抵抗ＲＤの合成抵抗によって制限される。また、スイッチング素子３０をオフ駆動する駆動電流は、ダイオード２９を流れる。このため、図１０の駆動回路２０と同様に、スイッチング素子３０のオンからオフへの遷移を速めることができる。また、スイッチング素子２１が抵抗素子２８に置き換えられているので、装置の構成がより簡素である。ただし、図２、図９および図１０が示す駆動回路２０では、高電位電源線２５から低電位電源線へ流れるリーク電流が抑えられるので、駆動電力の消費が低いという利点がある。
【００８５】
５．　実施の形態５
図１２は、実施の形態５の電力変換装置の構成を示す回路図である。この電力変換装置４０２は、スイッチング素子３０としてＭＯＳＦＥＴ３０が用いられている点において、実施の形態１の電力変換装置４０１とは特徴的に異なっている。スイッチング素子３０として、電荷駆動型のスイッチング素子が一般に利用可能である。電力変換装置４０１におけるＩＧＢＴ、および電力変換装置４０２におけるＭＯＳＦＥＴは、広く用いられており、様々な定格のものが入手可能であるという利点がある。
【００８６】
６．　実施の形態６
図１３は、実施の形態６の電力変換装置の構成を示す回路図である。この電力変換装置４０３は、スイッチング素子３０およびダイオード３１が、入力端子ＰＰと出力端子Ｐとを接続する高電位電源線に介挿されている点において、実施の形態１の電力変換装置４０１とは特徴的に異なっている。実施の形態１において既述したように、一般に、スイッチ１１、スイッチング素子３０および容量素子１２は、互いに直列に接続され、出力端子ＰＰおよびＮＮが容量素子１２の一端と他端とに接続されておればよい。図１３は、この一般的な形態の範囲内で、図１とは異なる一例を示すものである。
【００８７】
７．　実施の形態７
図１４は、実施の形態７の電力変換装置の構成を示す回路図である。この電力変換装置４０４は、インバータ１３に統合制御部２０１が備わっている点において、実施の形態１の電力変換装置４０１とは特徴的に異なっている。統合制御部２０１は、インバータ１３に備わる一群のスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４の通常動作を実現するために、これらを制御する主制御部としての機能と、突入電流制限回路１に備わるスイッチ１１およびスイッチング素子３０を制御する初期充電制御部２としての機能との双方を同時に果たしている。
【００８８】
統合制御部２０１は、ＣＰＵ２０３とメモリ２０４とを備えている。ＣＰＵ２０３はメモリ２０４に格納されるプログラムにしたがって動作することによって、一群のスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４の通常動作を実現し、かつスイッチ１１およびスイッチング素子３０を制御する。
【００８９】
スイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４の各々は、一般には、制御電極へ入力される信号に応答して、一対の主電極を通じて流れる主電流の大きさを制御する半導体素子であるが、好ましくは、パワーＩＧＢＴ、パワーバイポーラトランジスタ、および、パワーＭＯＳＦＥＴなどのパワー（電力用）スイッチング素子である。中でも、パワーＩＧＢＴは、導通（オン）状態での一対の主電極間の電圧である飽和電圧ＶＣＥ（ｓａｔ）が低く、しかも、制御が容易な電圧制御型であるという利点を有している。このため、以下の説明では、スイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４の各々が、パワーＩＧＢＴである例を取り上げる。
【００９０】
スイッチング素子５１，６１，７１のコレクタは、突入電流制限回路１の出力端子Ｐに接続されている。また、スイッチング素子５４，６４，７４のコレクタは、それぞれスイッチング素子５１，６１，７１のエミッタに接続され、エミッタは突入電流制限回路１の出力端子Ｎに接続されている。インバータ１３の出力端子Ｕは、スイッチング素子５１と５４の接続部に接続され、出力端子Ｖはスイッチング素子６１と６４の接続部に接続され、出力端子Ｗは、スイッチング素子７１と７４の接続部に接続されている。
【００９１】
インバータ１３は、さらに、フリーホイールダイオード５２，５５，６２，６５，７２，７５、および駆動回路５０，５３，６０，６３，７０，７３を備えている。フリーホイールダイオード５２，５５，６２，６５，７２，７５は、スイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４に、逆並列に接続されている。フリーホイールダイオード５２，５５，６２，６５，７２，７５は、それぞれスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４を、逆電流から保護するために設けられている。
【００９２】
駆動回路５０，５３，６０，６３，７０，７３は、それぞれスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４のゲートに接続されている。駆動回路５０，５３，６０，６３，７０，７３は、それぞれ統合制御部２０１が出力する制御信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，Ｗ，ＰＷＮに応答して、それぞれスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４を駆動する。
【００９３】
統合制御部２０１を、制御信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを出力することによりスイッチング素子５１，５４，６１，６４，７１，７４の通常動作を実現する主制御部と、スイッチ１１およびスイッチング素子３０を制御する初期充電制御部２とに分離することも可能である。このとき、初期充電制御部２は、始動指示および停止指示を、主制御部から受信することも可能である。ただし、主制御部と初期充電制御部２とを単一の統合制御部２０１へ統合した図１４の形態では、装置が全体として簡素かつ軽量に構成されるとともに、製造コストが節減されるという利点が得られる。
【００９４】
８．　実施の形態８
図１５は、実施の形態８の電力変換装置の構成を示す回路図である。この電力変換装置４０５は、外部の交流電源３００から入力される交流電圧を直流の電源電圧ＶＤＣ１へ変換する整流回路３０１を備える点において、実施の形態１の電力変換装置４０１とは特徴的に異なっている。整流回路３０１は、電源電圧ＶＤＣ１を、入力端子ＰＰと入力端子ＮＮとの間に印加する。したがって、電力変換装置４０５は、外部に電力用の直流電源を準備することなく、入手し易い交流電源３００を接続するだけで、使用に供することができる。
【００９５】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１の駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】スイッチング素子３０の等価回路図である。
【図４】図１の電力変換装置に対比される装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】スイッチング素子３０の等価回路図である。
【図６】図１の電力変換装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図１の電力変換装置に関するシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図８】図１の電力変換装置に関するシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図９】実施の形態２による駆動回路の構成を示す回路図である。
【図１０】実施の形態３による駆動回路の構成を示す回路図である。
【図１１】実施の形態４による駆動回路の構成を示す回路図である。
【図１２】実施の形態５による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１３】実施の形態６による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１４】実施の形態７による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１５】実施の形態８による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１６】第１の従来技術による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１７】第２の従来技術による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図１８】第３の従来技術による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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