(57)【要約】【課題】電圧変換装置の変換効率を高め、しかも出力を高めることを可能にすることが目的とされる。【解決手段】電圧変換装置１ａは、一対の入力端子１１１，１１２、一組の出力端子１２１〜１２３、スイッチＳ１，Ｓ２、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ８、コンデンサＣ１，Ｃ２及びトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を備える。入力端子１１２には、ダイオードＤｉ７のカソード及びダイオードＤｉ８のアノードがそれぞれ接続される。コンデンサＣ１は、端子１３１がダイオードＤｉ７のアノードに、端子１３２がスイッチＳ１を介して入力端子１１１に接続される。コンデンサＣ２は、端子１３３がコンデンサＣ１の端子１３２に、端子１３４がダイオードＤｉ８のカソードに接続される。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６及びダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６は３相インバータ回路を構成する。スイッチＳ２は、入力端子１１１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間に接続される。【選択図】図１
2007053881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の入力端子（１１１，１１２）と、
第１乃至第３の出力端子（１２１〜１２３）と、
第１のスイッチ（Ｓ１）と、
一方の端子と、前記入力端子の一方（１１２）に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１のダイオード（Ｄｉ７）と、
前記入力端子の前記一方に接続される一方の端子と、他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第２のダイオード（Ｄｉ８）と、
二つの端子（１３１，１３２）を有し、当該端子の一方（１３１）が前記第１のダイオードの前記一方の端子に接続され、他方（１３２）が前記第１のスイッチ（Ｓ１）を介して前記入力端子の他方（１１１）に接続される第１のコンデンサ（Ｃ１）と、
二つの端子（１３３，１３４）を有し、当該端子の一方（１３３）が前記第１のコンデンサの前記端子の前記他方に接続され、他方（１３４）が前記第２のダイオードの前記他方の端子に接続される第２のコンデンサ（Ｃ２）と、
前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１のダイオードの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す前記第１乃至第３のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ３）と、
前記第２のダイオードの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第４乃至第６のトランジスタ（Ｔｒ４〜Ｔｒ６）と、
前記第１乃至第６のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第６のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第３乃至第８のダイオード（Ｄｉ１〜Ｄｉ６）と、
前記入力端子の他方と前記第１のトランジスタの前記一方の端子との間に接続される第２のスイッチ（Ｓ２）と
を備える、電圧変換装置。
【請求項２】
前記第１のコンデンサ（Ｃ１）の前記端子の前記他方（１３２）と、前記第１の出力端子（１２１）との間に接続される第３のスイッチ（Ｓ３）と、
前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）の前記一方の端子と、前記第１の出力端子との間に接続される第４のスイッチ（Ｓ４）と
を更に備える、請求項１記載の電圧変換装置。
【請求項３】
二つの端子を有し、オンした場合に当該端子の一方から他方へのみ電流を流す第７のトランジスタ（Ｔｒ１１）と、
前記入力端子の前記他方（１１１）に接続される一方の端子と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第９のダイオード（Ｄｉ１１）と、
前記入力端子の前記一方（１１２）に接続される一方の端子と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１０のダイオード（Ｄｉ１２）と、
前記第７のトランジスタの前記端子の前記他方に接続される一方の端子と、前記入力端子の前記他方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１１のダイオード（Ｄｉ１３）と、
前記第７のトランジスタの前記端子の前記他方に接続される一方の端子と、前記入力端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１２のダイオード（Ｄｉ１４）と
を更に備える、請求項１または請求項２記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記第１のダイオード（Ｄｉ７）の前記他方の端子に接続される一方の端子と、前記第１のダイオードの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第７のトランジスタ（Ｔｒ７）と、
前記第２のダイオード（Ｄｉ８）の前記他方の端子に接続される一方の端子と、前記第２のダイオードの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第８のトランジスタ（Ｔｒ８）と
を更に備える、請求項１記載の電圧変換装置。
【請求項５】
一対の入力端子（１１１，１１２）と、
第１乃至第３の出力端子（１２１〜１２３）と、
第１のスイッチ（Ｓ１）と、
前記第１のスイッチを介して前記入力端子の一方（１１１）に接続される一方の端子と、他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１のトランジスタ（Ｔｒ７）と、
一方の端子と、前記第１のトランジスタの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第２のトランジスタ（Ｔｒ８）と、
二つの端子を有し、当該端子の一方が前記第１のトランジスタの前記他方の端子に接続され、他方が前記入力端子の他方（１１２）に接続される第１のコンデンサ（Ｃ１）と、
二つの端子を有し、当該端子の一方が前記第２のトランジスタの前記一方の端子に接続され、他方が前記入力端子の前記他方に接続される第２のコンデンサ（Ｃ２）と、
前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から他方の端子へのみ電流を流す第３乃至第５のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ３）と、
前記第２のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第３の出力端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第６乃至第８のトランジスタ（Ｔｒ４〜Ｔｒ６）と、
前記第１乃至第８のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第８のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第１乃至第８のダイオードと、
前記入力端子の前記一方と前記第１の出力端子（１２１）との間に接続される第２のスイッチ（Ｓ２）と
を備える、電圧変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換装置に関し、例えばモータや空調機に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
電圧変換装置は、入力された交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、当該直流電圧を所望の３相交流電圧に変換するインバータとを備える。コンバータには、例えば倍電圧整流回路や全波整流回路などが採用される。
【０００３】
なお、本発明に関連する技術を以下に示す。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１９６７６号公報
【特許文献２】特開平８−３２２２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンバータに倍電圧整流回路が採用された場合には、出力を高めることが可能であるが、出力を低めた場合において変換効率が低下するという問題があった。
【０００６】
コンバータに全波整流回路が採用された場合には、倍電圧整流回路を採用した場合よりも低出力時における変換効率が高まるが、顕著には改善されない。また、出力を高めることが困難である。
【０００７】
上記特許文献１では、倍電圧整流回路と全波整流回路とを切り換える技術が紹介されているが、低出力時においては変換効率が低い。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電圧変換装置の変換効率を高め、しかも出力を高めることを可能にすることが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１にかかる電圧変換装置は、一対の入力端子（１１１，１１２）と、第１乃至第３の出力端子（１２１〜１２３）と、第１のスイッチ（Ｓ１）と、一方の端子と、前記入力端子の一方（１１２）に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１のダイオード（Ｄｉ７）と、前記入力端子の前記一方に接続される一方の端子と、他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第２のダイオード（Ｄｉ８）と、二つの端子（１３１，１３２）を有し、当該端子の一方（１３１）が前記第１のダイオードの前記一方の端子に接続され、他方（１３２）が前記第１のスイッチ（Ｓ１）を介して前記入力端子の他方（１１１）に接続される第１のコンデンサ（Ｃ１）と、二つの端子（１３３，１３４）を有し、当該端子の一方（１３３）が前記第１のコンデンサの前記端子の前記他方に接続され、他方（１３４）が前記第２のダイオードの前記他方の端子に接続される第２のコンデンサ（Ｃ２）と、前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１のダイオードの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す前記第１乃至第３のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ３）と、前記第２のダイオードの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第４乃至第６のトランジスタ（Ｔｒ４〜Ｔｒ６）と、前記第１乃至第６のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第６のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第３乃至第８のダイオード（Ｄｉ１〜Ｄｉ６）と、前記入力端子の他方と前記第１のトランジスタの前記一方の端子との間に接続される第２のスイッチ（Ｓ２）とを備える。
【００１０】
この発明の請求項２にかかる電圧変換装置は、請求項１記載の電圧変換装置であって、前記第１のコンデンサ（Ｃ１）の前記端子の前記他方（１３２）と、前記第１の出力端子（１２１）との間に接続される第３のスイッチ（Ｓ３）と、前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）の前記一方の端子と、前記第１の出力端子との間に接続される第４のスイッチ（Ｓ４）とを更に備える。
【００１１】
この発明の請求項３にかかる電圧変換装置は、請求項１または請求項２記載の電圧変換装置であって、二つの端子を有し、オンした場合に当該端子の一方から他方へのみ電流を流す第７のトランジスタ（Ｔｒ１１）と、前記入力端子の前記他方（１１１）に接続される一方の端子と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第９のダイオード（Ｄｉ１１）と、前記入力端子の前記一方（１１２）に接続される一方の端子と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１０のダイオード（Ｄｉ１２）と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記他方に接続される一方の端子と、前記入力端子の前記他方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１１のダイオード（Ｄｉ１３）と、前記第７のトランジスタの前記端子の前記他方に接続される一方の端子と、前記入力端子の前記一方に接続される他方の端子とを有し、当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１２のダイオード（Ｄｉ１４）とを更に備える。
【００１２】
この発明の請求項４にかかる電圧変換装置は、請求項１記載の電圧変換装置であって、前記第１のダイオード（Ｄｉ７）の前記他方の端子に接続される一方の端子と、前記第１のダイオードの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第７のトランジスタ（Ｔｒ７）と、前記第２のダイオード（Ｄｉ８）の前記他方の端子に接続される一方の端子と、前記第２のダイオードの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第８のトランジスタ（Ｔｒ８）とを更に備える。
【００１３】
この発明の請求項５にかかる電圧変換装置は、一対の入力端子（１１１，１１２）と、第１乃至第３の出力端子（１２１〜１２３）と、第１のスイッチ（Ｓ１）と、前記第１のスイッチを介して前記入力端子の一方（１１１）に接続される一方の端子と、他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第１のトランジスタ（Ｔｒ７）と、一方の端子と、前記第１のトランジスタの前記一方の端子に接続される他方の端子とを有し、オンした場合に自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第２のトランジスタ（Ｔｒ８）と、二つの端子を有し、当該端子の一方が前記第１のトランジスタの前記他方の端子に接続され、他方が前記入力端子の他方（１１２）に接続される第１のコンデンサ（Ｃ１）と、二つの端子を有し、当該端子の一方が前記第２のトランジスタの前記一方の端子に接続され、他方が前記入力端子の前記他方に接続される第２のコンデンサ（Ｃ２）と、前記第１乃至前記第３の出力端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から他方の端子へのみ電流を流す第３乃至第５のトランジスタ（Ｔｒ１〜Ｔｒ３）と、前記第２のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第３の出力端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、オンした場合に当該一方の端子から当該他方の端子へのみ電流を流す第６乃至第８のトランジスタ（Ｔｒ４〜Ｔｒ６）と、前記第１乃至第８のトランジスタの前記他方の端子にそれぞれ接続される一方の端子と、前記第１乃至第８のトランジスタの前記一方の端子にそれぞれ接続される他方の端子とを有し、自身が有する前記一方の端子から前記他方の端子へのみ電流を流す第１乃至第８のダイオードと、前記入力端子の前記一方と前記第１の出力端子（１２１）との間に接続される第２のスイッチ（Ｓ２）とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の請求項１にかかる電圧変換装置によれば、第１のスイッチをオフし、第２のスイッチをオンすることで、第１乃至第３及び第６のダイオードと第１及び第４のトランジスタで整流回路が構成される。整流回路では、第１及び第４のトランジスタを制御することで、入力される交流電圧を全波整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置の変換効率が向上する。しかも、第１乃至第６のトランジスタと第３乃至第８のダイオードを含み、第１及び第４のトランジスタと第３及び第６のダイオードとを当該整流回路と共有する３相インバータ回路が構成される。３相インバータ回路では、全波整流して得られる直流電圧を所望の３相交流電圧に変換することができる。
【００１５】
他方、第１のスイッチをオンし、第２のスイッチをオフすることで、第１及び第２のダイオードと第１及び第２のコンデンサとで倍電圧整流回路が構成され、かつ第１乃至第６のトランジスタと第３乃至第８のダイオードとによって３相インバータ回路が構成される。よって、出力電力を高めることができ、しかも所望の交流電圧を得ることができる。
【００１６】
この発明の請求項２にかかる電圧変換装置によれば、第１及び第４のスイッチをオフし、第２及び第３のスイッチをオンし、かつ第１及び第４のトランジスタをオフした場合には、第１乃至第３及び第６のダイオードで全波整流回路が構成され、かつ第２、第３、第５及び第６のトランジスタと第４、第５、第７及び第８のダイオードとによってＶ結線インバータ回路が構成される。かかる構成では、６つのトランジスタのうち実質的には４つのトランジスタしか使用しないので、スイッチング損失が低減する。よって、電圧変換装置の変換効率が向上する。
【００１７】
また、第１及び第４のスイッチをオフし、第２及び第３のスイッチをオンし、かつ第１及び第４のトランジスタで所望のスイッチングを行った場合には、第１乃至第３及び第６のダイオードと第１及び第４のトランジスタとで構成される回路で、入力された交流電圧を全波整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置の変換効率が向上する。
【００１８】
他方、第１及び第４のスイッチをオンし、第２及び第３のスイッチをオフすることで、第１及び第２のダイオードと第１及び第２のコンデンサとで倍電圧整流回路が構成され、かつ第１乃至第６のトランジスタと第３乃至第８のダイオードとによって３相インバータが構成される。よって、出力電力を高め、所望の交流電圧を得ることができる。
【００１９】
この発明の請求項３にかかる電圧変換装置によれば、第７のトランジスタ及び第９乃至第１２のダイオードで構成される回路によって、入力された交流電圧を全波整流し、かつ力率を高めることができる。しかも、第１乃至第６のトランジスタのすべてを３相インバータの制御に用いることができる。
【００２０】
この発明の請求項４にかかる電圧変換装置によれば、第７及び第８のトランジスタを接続することで、第１のスイッチをオフし、第２のスイッチをオンしている場合に、入力される交流電圧を全波整流し、かつ力率を高めることができる。しかも、第１乃至第６のトランジスタのすべてを３相インバータの制御に用いることができる。
【００２１】
他方、第１のスイッチをオンし、第２のスイッチをオフしている場合には、第７及び第８のトランジスタを制御することで、入力される交流電圧を倍電圧整流し、しかも力率を高めることができる。よって、出力電力を高め、しかも変換効率を向上することができる。
【００２２】
この発明の請求項５にかかる電圧変換装置によれば、第１のスイッチをオフし、第２のスイッチをオンすることで、第１及び第２のコンデンサ、第３及び第６のトランジスタ及び第３及び第６のダイオードで整流回路が構成され、しかも、第３乃至第８のトランジスタと第３乃至第８のダイオードとを含み、第３及び第６のトランジスタと第３及び第６のダイオードとを整流回路と共有する３相インバータ回路が構成される。当該構成では、第１及び第２のトランジスタが使用されないので、電圧変換装置での損失が低減される。しかも、整流回路では、第３及び第６のトランジスタを制御することで、入力される交流電圧を倍電圧整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置の変換効率が向上する。
【００２３】
他方、第１のスイッチをオンし、第２のスイッチをオフすることで、第１及び第２のコンデンサ、第１及び第２のトランジスタ及び第１及び第２のダイオードで整流回路が構成され、第３乃至第８のトランジスタと第３乃至第８のダイオードとで３相インバータ回路が構成される。整流回路では、第１及び第２のトランジスタを制御することで力率を高めることができる。また、３相インバータ回路では、第３乃至第８のトランジスタを用いて
３相インバータ制御が行われるので、出力電力を高めやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる電圧変換装置１ａを概念的に示す。図１では、電圧変換装置１ａに交流電圧Ｖｉｎを供給する電源６、及び電圧変換装置１ａの出力電力Ｗが供給されるモータ５も示されている。モータ５には、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータが採用される。同様に、後述する実施の形態においても電源６及びモータ５が示されている。
【００２５】
電圧変換装置１ａは、一対の入力端子１１１，１１２、一組の出力端子１２１〜１２３、スイッチＳ１，Ｓ２、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ８、コンデンサＣ１，Ｃ２及びトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を備える。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６には、ＩＢＧＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などが採用できる。後述するトランジスタＴｒ７，Ｔｒ８，Ｔｒ１１についても同様のことがいえる。以下では、ＩＢＧＴを採用した場合について説明する。
【００２６】
入力端子１１２には、ダイオードＤｉ７のカソード及びダイオードＤｉ８のアノードがそれぞれ接続される。
【００２７】
コンデンサＣ１は、端子１３１，１３２を有する。端子１３１は、ダイオードＤｉ７のアノードに接続される。端子１３２は、スイッチＳ１を介して入力端子１１１に接続される。
【００２８】
コンデンサＣ２は、端子１３３，１３４を有する。端子１３３はコンデンサＣ１の端子１３２に、端子１３４はダイオードＤｉ８のカソードにそれぞれ接続される。
【００２９】
トランジスタＴｒ１は、エミッタがダイオードＤｉ７のアノードに、コレクタが出力端子１２１にそれぞれ接続される。当該エミッタ及びコレクタには、それぞれダイオードＤｉ１のアノード及びカソードが接続される。
【００３０】
トランジスタＴｒ２は、エミッタがダイオードＤｉ７のアノードに、コレクタが出力端子１２２にそれぞれ接続される。当該エミッタ及びコレクタには、それぞれダイオードＤｉ２のアノード及びカソードが接続される。
【００３１】
トランジスタＴｒ３は、エミッタがダイオードＤｉ７のアノードに、コレクタが出力端子１２３にそれぞれ接続される。当該エミッタ及びカソードには、それぞれダイオードＤｉ３のアノード及びカソードが接続される。
【００３２】
トランジスタＴｒ４は、エミッタが出力端子１２１に、コレクタがダイオードＤｉ８のカソードにそれぞれ接続される。当該エミッタ及びカソードには、それぞれダイオードＤｉ４のアノード及びカソードが接続される。
【００３３】
トランジスタＴｒ５は、エミッタが出力端子１２２に、コレクタがダイオードＤｉ８のカソードにそれぞれ接続される。当該エミッタ及びカソードには、それぞれダイオードＤｉ５のアノード及びカソードが接続される。
【００３４】
トランジスタＴｒ６は、エミッタが出力端子１２３に、コレクタがダイオードＤｉ８のカソードにそれぞれ接続される。当該エミッタ及びカソードには、それぞれダイオードＤｉ６のアノード及びカソードが接続される。
【００３５】
スイッチＳ２は、入力端子１１１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間に接続される。
【００３６】
かかる電圧変換装置１ａによれば、スイッチＳ１をオフし、スイッチＳ２をオンすることで、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ４，Ｄｉ７，Ｄｉ８とトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４とで整流回路が構成される。整流回路では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を制御することで、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを全波整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置１ａの変換効率が向上する。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とを含み、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４及びダイオードＤｉ１，Ｄｉ４を当該整流回路と共有する３相インバータ回路が構成される。３相インバータ回路では、全波整流して得られる直流電圧を所望の３相交流電圧に変換することができる。
【００３７】
他方、スイッチＳ１をオンし、スイッチＳ２をオフすることで、ダイオードＤｉ７，Ｄｉ８とコンデンサＣ１，Ｃ２とで倍電圧整流回路が構成される。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とで３相インバータ回路が構成される。よって、電圧変換装置１ａの出力電力Ｗを高めることができ、しかも所望の交流電圧を出力することができる。
【００３８】
スイッチＳ１，Ｓ２のオン／オフは、例えばスイッチ制御部４１によって制御することができる。また、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオン／オフは、トランジスタ制御部４２によって制御することができる。図１には、かかる態様が示されている。
【００３９】
スイッチ制御部４１には出力電力の指令値Ｗ０が入力され、スイッチ制御部４１は、指令値Ｗ０に基づいてスイッチＳ１，Ｓ２の制御を行う。具体的には例えば、指令値Ｗ０が所定値より小さい場合にはスイッチＳ１，Ｓ２をそれぞれオフ及びオンとし、大きい場合にはそれぞれをオン及びオフとする。当該制御は、例えば信号Ｓｇ１をスイッチＳ１，Ｓ２に与えることで行われる。
【００４０】
トランジスタ制御部４２は、電圧変換装置１ａの出力電力Ｗ，出力電力の指令値Ｗ０及びスイッチ制御部の信号Ｓｇ１に基づいて、出力電力Ｗが指令値Ｗ０に収束するようにトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の制御を行う。当該制御は、例えば信号Ｓｇ２をトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に与えることで行われる。また、当該制御には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が採用できる。
【００４１】
電圧変換装置１ａには、その入力端子１１１，１１２に外部回路Ｓａが接続されても良い。図１ではこの構成が示されている。
【００４２】
外部回路Ｓａは、トランジスタＴｒ１１及びダイオードＤｉ１１〜Ｄｉ１４を有する。
【００４３】
ダイオードＤｉ１１は、アノードが入力端子１１１に、カソードがトランジスタＴｒ１１のコレクタにそれぞれ接続される。
【００４４】
ダイオードＤｉ１２は、アノードが入力端子１１２に、カソードがトランジスタＴｒ１１のコレクタにそれぞれ接続される。
【００４５】
ダイオードＤｉ１３は、アノードがトランジスタＴｒ１１のエミッタに、カソードが入力端子１１１にそれぞれ接続される。
【００４６】
ダイオードＤｉ１４は、アノードがトランジスタＴｒ１１のエミッタに、カソードが入力端子１１２にそれぞれ接続される。
【００４７】
トランジスタＴｒ１１のスイッチングの制御は、トランジスタ制御部４２で行っても良いし、別途設けられた制御部によって行っても良い。
【００４８】
外部回路Ｓａが接続されていない場合には、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４によって全波整流と力率の改善とを行うため、３相インバータ回路の制御が制限されるおそれがある。しかし、外部回路Ｓａによれば、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを全波整流し、かつ力率を高めることができるので、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のすべてを３相インバータの制御に用いることができる。
【００４９】
第２の実施の形態．
図２は、本実施の形態にかかる電圧変換装置１ｂを概念的に示す。電圧変換装置１ｂは、第１の実施の形態で説明した電圧変換装置１ａの構成を有し、さらにスイッチＳ３，Ｓ４を更に備える。
【００５０】
スイッチＳ３は、コンデンサＣ１の端子１３２と出力端子１２１との間に接続される。
【００５１】
スイッチＳ４は、トランジスタＴｒ１のコレクタと出力端子１２１との間に接続される。
【００５２】
かかる電圧変換装置１ｂによれば、スイッチＳ１，Ｓ４をオフし、スイッチＳ２，Ｓ３をオンし、かつトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオフした場合には、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ４，Ｄｉ７，Ｄｉ８で全波整流回路が構成される。しかも、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔｒ６及びダイオードＤｉ２，Ｄｉ３，Ｄｉ５，Ｄｉ６とによってＶ結線インバータ回路が構成される。かかる構成では、６つのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のうち実質的には４つのトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔｒ６しか使用しないので、スイッチング損失が低減される。よって、電圧変換装置１ｂの変換効率が向上する。
【００５３】
また、スイッチＳ１，Ｓ４をオフし、スイッチＳ２，Ｓ３をオンし、かつトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４で所望のスイッチングを行った場合には、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ４，Ｄｉ７，Ｄｉ８とトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４で構成される回路で、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを全波整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置１ｂの変換効率が向上する。
【００５４】
他方、スイッチＳ１，Ｓ４をオンし、スイッチＳ２，Ｓ３をオフした場合には、第１の実施の形態で説明した電圧変換装置１ａにおいてスイッチＳ１をオンし、スイッチＳ２をオフした場合と同様の回路が構成され、以って同様の効果が得られる。
【００５５】
本実施の形態にかかる電圧変換装置１ｂにおいても、第１の実施の形態で説明したと同様に、入力端子１１１，１１２に外部回路Ｓａを接続することで、同様の効果を得ることできる。
【００５６】
第３の実施の形態．
図３は、本実施の形態にかかる電圧変換装置１ｃを概念的に示す。電圧変換装置１ｃは、第１の実施の形態で説明した電圧変換装置１ａの構成を有し、さらにトランジスタＴｒ７，Ｔｒ８を備える。
【００５７】
トランジスタＴｒ７は、コレクタがダイオードＤｉ７のカソードに、エミッタがダイオードＤｉ７のアノードにそれぞれ接続される。
【００５８】
トランジスタＴｒ８は、コレクタがダイオードＤｉ８のカソードに、エミッタがダイオードＤｉ８のアノードにそれぞれ接続される。
【００５９】
トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８のスイッチングの制御は、例えばトランジスタ制御部４２で行われる。
【００６０】
かかる電圧変換装置１ｃによれば、スイッチＳ１をオフし、スイッチＳ２をオンすることで、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ４，Ｄｉ７，Ｄｉ８とトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４，Ｔｒ７，Ｔｒ８とで整流回路が構成される。整流回路では、トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８を制御することで、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを全波整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置１ｃの変換効率が向上する。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とを含む３相インバータ回路が構成される。３相インバータ回路は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４及びダイオードＤｉ１，Ｄｉ４を当該整流回路と共有するが、全波整流及び力率の改善がトランジスタＴｒ７，Ｔｒ８によって行われるので、トランジスタＴ１〜Ｔｒ６のすべてを３相インバータの制御に用いることができる。
【００６１】
他方、スイッチＳ１をオンし、スイッチＳ２をオフした場合には、ダイオードＤｉ７，Ｄｉ８、トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８及びコンデンサＣ１，Ｃ２で整流回路が構成される。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とで３相インバータ回路が構成される。整流回路では、トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８のスイッチングを制御することで、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを倍電圧整流し、かつ力率を高めることができる。３相インバータ回路では、所望の交流電圧を出力することができる。
【００６２】
第４の実施の形態．
図４は、本実施の形態にかかる電圧変換装置１ｄを概念的に示す。電圧変換装置１は、第３の実施の形態で説明した電圧変換装置１ｃとは、スイッチＳ１及び入力端子１１２の他の構成要素に対する接続がそれぞれ異なる。なお、当該他の構成要素については、電圧変換装置１ｃの構成と同じである。
【００６３】
スイッチＳ１は、入力端子１１１とトランジスタＴｒ７のコレクタとの間に接続される。
【００６４】
入力端子１１２は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との間に接続される。
【００６５】
かかる電圧変換装置１ｄによれば、スイッチＳ１をオフし、スイッチＳ２をオンすることで、コンデンサＣ１，Ｃ２、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４及びダイオードＤｉ１，Ｄｉ４で整流回路が構成される。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６とダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とを含み、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４及びダイオードＤｉ１，Ｄｉ４を整流回路と共有する３相インバータ回路が構成される。当該構成では、トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８が使用されないので、電圧変換装置の損失が低減される。しかも、整流回路では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を制御することで、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎを倍電圧整流し、かつ力率を高めることができる。よって、電圧変換装置の変換効率が向上する。
【００６６】
他方、スイッチＳ１をオンし、スイッチＳ２をオフした場合には、第３の実施の形態で説明した電圧変換装置１ｃにおいてスイッチＳ１をオンし、スイッチＳ２をオフした場合と同様の回路が構成され、以って同様の効果が得られる。しかも、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のすべてを３相インバータの制御に用いることができるので、出力電力を高めやすい。
【００６７】
上述したいずれの実施の形態においても、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ８，Ｔｒ１１にはＭＯＳＦＥＴを採用することができる。この場合、上述したトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ８，Ｔｒ１１のエミッタ及びコレクタを、それぞれソース及びドレインと読み替えることで、同様の効果を得ることができる。
【００６８】
ＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴを含めてトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ８，Ｔｒ１１は、オンした場合に自身が有する一方の端子から他方の端子へのみ電流を流すと把握することができる。なお、ＩＧＢＴを採用した場合には、コレクタが一方の端子、エミッタが他方の端子とそれぞれ把握される。また、ＭＯＳＦＥＴを採用した場合には、ドレインが一方の端子、ソースが他方の端子とそれぞれ把握される。
【００６９】
また、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ８，Ｄｉ１１〜Ｄｉ１４については、アノードを一方の端子、カソードを他方の端子と把握して、一方の端子から他方の端子へのみ電流を流すと把握できる。
【００７０】
上述したいずれの実施の形態においても、入力端子１１２と電源６との間にコイルＬを設けても良い。これにより、電源６から供給される交流電圧Ｖｉｎに含まれるノイズを除去することができる。コイルＬは、入力端子１１１と電源６との間に設けても良い。
【００７１】
また、上述した電圧変換装置１ｃ，１ｄは、ＩＥＣ規格ＣｌａｓｓＡが必要とされる国内１００Ｖ用の機器に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。
【図２】第２の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。
【図３】第３の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。
【図４】第４の実施の形態で説明される、電圧変換装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１１，１１２  入力端子
１２１〜１２３  出力端子
１３１〜１３４  端子
Ｓ１〜Ｓ４  スイッチ
Ｄｉ１〜Ｄｉ８，Ｄｉ１１〜Ｄｉ１４  ダイオード
Ｔｒ１〜Ｔｒ８，Ｔｒ１１  トランジスタ
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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