(57)【要約】【課題】電流形コンバータ回路において、限流抵抗と電磁リレーを備える限流回路を設けることなく、突入電流を抑制する。【解決手段】三相交流電源Ｅ３およびコンデンサＣｃと接続される電流形コンバータ回路１０において、各相の上下アームに設けられたスイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐ、Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎのスイッチングと、入力線ＡＣＬｒおよびＡＣＬｓに設けられた開閉リレー５２Ｃの開閉とを制御する制御部３００は、開閉リレー５２Ｃを開状態から閉状態に切換えた後、突入電流を抑制可能な予め定められた時間を経過するまで、スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐ、Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎを予め定められたデューティ比でスイッチングさせる。【選択図】図１
2013138561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給された電圧を整流してコンデンサ（Ｃｃ）へ供給するコンバータ回路であって、
電流を開閉するスイッチ部と、
前記整流を開始してから前記コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流を抑制可能となるまで、前記コンデンサへ供給される電流を、前記スイッチ部によって予め定められた時間比率でパルス状にスイッチングさせる制御部（３００）とを備えるコンバータ回路。
【請求項２】
前記電源である三相交流電源（Ｅ３）に接続される第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、
前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）とを備え、
前記スイッチ部は、
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のうち少なくとも二つと、の間にそれぞれ設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えた後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせる請求項１記載のコンバータ回路。
【請求項３】
前記複数のスイッチ部を含む少なくとも三つのスイッチ部を備え、
前記少なくとも三つのスイッチ部は、
前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）との間の６箇所の接続箇所のうち、少なくとも３箇所にそれぞれ設けられており、
前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のいずれかと前記正側直流電源線（Ｌ１）との間に接続されたスイッチ部は、閉状態においてその接続されたいずれかの入力線から前記正側直流電源線（Ｌ１）へ向かう方向へ電流を流し、
前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のいずれかと前記負側直流電源線（Ｌ２）との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記負側直流電源線（Ｌ２）からその接続されたいずれかの入力線へ向かう方向へ電流を流す請求項２に記載のコンバータ回路。
【請求項４】
前記三相交流電源（Ｅ３）と前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所の接続箇所のうち少なくとも２箇所の接続を開閉する複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をさらに備え、
前記スイッチ部は、
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所にそれぞれ設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記少なくとも一つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせる請求項３に記載のコンバータ回路。
【請求項５】
前記スイッチ部は、
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の６箇所にそれぞれ設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記六つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせる請求項４に記載のコンバータ回路。
【請求項６】
前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）との間の６箇所の接続箇所のうち、前記スイッチ部が設けられていない箇所には、整流素子が設けられている請求項２〜５のいずれか１項に記載のコンバータ回路。
【請求項７】
前記電源である三相交流電源（Ｅ３）に接続される第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、
前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）と、
前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）から得られた三相電源電圧を整流して前記正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）へ供給する整流部とを備え、
前記スイッチ部は、
前記三相交流電源（Ｅ３）と前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所の接続箇所のうち少なくとも２箇所にそれぞれ設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせる請求項１記載のコンバータ回路。
【請求項８】
前記電源である単相交流電源に接続されるＬ相とＮ相との２本の入力線と、
前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）とを備え、
前記スイッチ部は、
前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線のうち少なくとも一方と、前記正側直流電源線（Ｌ１）と前記負側直流電源線（Ｌ２）のうち少なくとも一方との間に設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記少なくとも一つのスイッチング部を、開状態から閉状態に切換えた後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせる請求項１記載のコンバータ回路。
【請求項９】
前記スイッチ部を二つ備え、
前記二つのスイッチ部は、
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間にそれぞれ設けられており、
前記正側直流電源線（Ｌ１）と前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線から前記正側直流電源線（Ｌ１）へ向かう方向へ電流を流し、
前記負側直流電源線（Ｌ２）と前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記負側直流電源線（Ｌ２）から前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線へ向かう方向へ電流を流す請求項８に記載のコンバータ回路。
【請求項１０】
前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線のうち少なくとも一方と前記単相交流電源との間に設けられる電磁開閉リレー（５２Ｃ）をさらに備え、
前記制御部（３００）は、
前記電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記少なくとも一つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせる請求項８に記載のコンバータ回路。
【請求項１１】
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の４箇所の接続箇所のうち、前記スイッチ部が設けられていない箇所には、整流素子が設けられている請求項８〜１０のいずれか１項に記載のコンバータ回路。
【請求項１２】
前記スイッチ部は、
前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の４箇所にそれぞれ設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記四つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせる請求項１０に記載のコンバータ回路。
【請求項１３】
前記電源である単相交流電源に接続されるＬ相とＮ相との２本の入力線と、
前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）と、
前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線から得られた電源電圧を整流して前記正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）へ供給する整流部とを備え、
前記スイッチ部は、
前記単相交流電源と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の２箇所の接続箇所のうち少なくとも１箇所に設けられ、
前記制御部（３００）は、
前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせる請求項１記載のコンバータ回路。
【請求項１４】
前記スイッチ部は、
半導体スイッチング素子を用いて前記スイッチングを行う請求項１〜１３のいずれか１項に記載のコンバータ回路。
【請求項１５】
前記制御部（３００）は、
前記整流の開始から、前記突入電流を抑制可能となる時間として予め設定された時間が経過するまでの間、前記スイッチ部による前記スイッチングを行わせる請求項１〜１４のいずれか１項に記載のコンバータ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ回路において突入電流を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源回路において、インバータ回路への入力電力を整流するためのコンバータ回路としてダイオードブリッジ形のコンバータ回路が広く用いられている。ダイオードブリッジ形のコンバータ回路による整流では、高調波電流の発生は不可避である。しかしながら、インバータ回路が搭載されている機器と同系統の電源に接続された他の機器の誤動作や異常発熱等の不具合の原因となるおそれがあるので、高調波電流の発生は抑制することが好ましい。
【０００３】
そのため、スイッチング素子を用いた電流形コンバータ回路が、近年用いられるようになってきている（例えば特許文献１参照）。電流形コンバータ回路はスイッチング素子を任意のタイミングで動作させることにより波形制御を行うので、コンバータ回路を電流形コンバータ回路とすることで、高調波電流の発生を抑制することができる。
【０００４】
従来の電源回路のコンバータ回路は、ダイオードブリッジ形および電流形のいずれのコンバータ回路であっても、電源投入時の突入電流を抑制するために、電磁リレーと限流抵抗とを有する限流回路を備えている。例えば特許文献１に開示されている直接形交流電力変換装置は、三相交流電源から前記電流形コンバータ回路への３本の入力線の１本に、電磁リレーと限流抵抗とが並列に接続された限流回路を備えている（段落００４０、図１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９５１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の直接形交流電力変換装置では、電磁リレーと限流抵抗とから構成された限流回路を配設するためのスペースが必要となるので電源回路の基板が大型化してしまうという不都合があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、電磁リレーと限流抵抗とから構成された限流回路を用いることなく電源投入時の突入電流を低減することが可能なコンバータ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るコンバータ回路は、電源から供給された電圧を整流してコンデンサ（Ｃｃ）へ供給するコンバータ回路であって、電流を開閉するスイッチ部と、前記整流を開始してから前記コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流を抑制可能となるまで、前記コンデンサへ供給される電流を、前記スイッチ部によって予め定められた時間比率でパルス状にスイッチングさせる制御部（３００）とを備える。
【０００９】
この構成によれば、コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流は、電磁リレーと限流抵抗とから構成された限流回路を用いることなく、スイッチ部によって、予め定められた時間比率でパルス状にスイッチングされるので、突入電流の平均電流値が前記時間比率に応じて低減される結果、電源が投入されて整流が開始されたときの突入電流が低減される。そして、コンデンサ（Ｃｃ）が充電されると、スイッチ部によるスイッチングによって電流を制限しなくても、突入電流が抑制される。さらに、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで突入電流を抑制する限流抵抗を用いることなく突入電流を低減できるので、エネルギー損失を低減することが可能となる。
【００１０】
また、前記電源である三相交流電源（Ｅ３）に接続される第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）とを備え、前記スイッチ部は、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のうち少なくとも二つと、の間にそれぞれ設けられ、前記制御部（３００）は、前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えた後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせることが好ましい。
【００１１】
三相交流電源を整流する場合、前記スイッチ部は、正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のうち少なくとも二つと、の間にスイッチ部を最低二つ備えていればよい。そして、スイッチ部を少なくとも一つ、前記スイッチングさせることで、コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流をパルス状にスイッチングして突入電流を低減することができる。
【００１２】
また、前記複数のスイッチ部を含む少なくとも三つのスイッチ部を備え、前記少なくとも三つのスイッチ部は、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）との間の６箇所の接続箇所のうち、少なくとも３箇所にそれぞれ設けられており、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のいずれかと前記正側直流電源線（Ｌ１）との間に接続されたスイッチ部は、閉状態においてその接続されたいずれかの入力線から前記正側直流電源線（Ｌ１）へ向かう方向へ電流を流し、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）のいずれかと前記負側直流電源線（Ｌ２）との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記負側直流電源線（Ｌ２）からその接続されたいずれかの入力線へ向かう方向へ電流を流すことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、スイッチ部が、第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）との間の６箇所の接続箇所のうち、少なくとも３箇所にそれぞれ設けられる。このような構成としても、少なくとも３つのスイッチ部のスイッチングを制御することにより、コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流をパルス状にスイッチングして突入電流を低減することができる。
【００１４】
また、前記三相交流電源（Ｅ３）と前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所の接続箇所のうち少なくとも２箇所の接続を開閉する複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をさらに備え、前記スイッチ部は、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所にそれぞれ設けられ、前記制御部（３００）は、前記複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記少なくとも一つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、整流を行わないときは、コンバータの入力段に設けられた電磁開閉リレーによって、三相交流電源から入力される電源電圧を遮断できるので、安全性が向上する。
【００１６】
また、前記スイッチ部は、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の６箇所にそれぞれ設けられ、前記制御部（３００）は、前記複数の電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記六つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、六つのスイッチ部によって整流ブリッジを構成し、電流コンバータ回路として動作させることができるので、三相交流電源電圧を整流する際に生じる高調波電流の発生を低減することができる。また、整流用のスイッチ部を用いて突入電流を低減することができるので、別途突入防止用の部品を用いる必要がない。その結果、コンバータ回路を含む電源回路の回路基板を小型化することが容易となる。
【００１８】
また、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）との間の６箇所の接続箇所のうち、前記スイッチ部が設けられていない箇所には、整流素子が設けられていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、スイッチ部と整流素子との組み合わせによって、三相交流電源を整流する整流回路が構成される。また、整流用のスイッチ部を用いて突入電流を低減することができるので、別途突入防止用の部品を用いる必要がない。その結果、コンバータ回路を含む電源回路の回路基板を小型化することが容易となる。
【００２０】
また、前記電源である三相交流電源（Ｅ３）に接続される第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）と、前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）と、前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）から得られた三相電源電圧を整流して前記正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）へ供給する整流部とを備え、前記スイッチ部は、前記三相交流電源（Ｅ３）と前記第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間の３箇所の接続箇所のうち少なくとも２箇所にそれぞれ設けられ、前記制御部（３００）は、前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、三相交流電源（Ｅ３）と第１〜第３の入力線（ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ）との間、すなわちコンバータの入力段に設けられたスイッチ部のスイッチングを制御することで、突入電流を低減することができる。この場合、スイッチ部を電源スイッチと共用して用いることが容易である。
【００２２】
また、前記電源である単相交流電源に接続されるＬ相とＮ相との２本の入力線と、前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）とを備え、前記スイッチ部は、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線のうち少なくとも一方と、前記正側直流電源線（Ｌ１）と前記負側直流電源線（Ｌ２）のうち少なくとも一方との間に設けられ、前記制御部（３００）は、前記少なくとも一つのスイッチング部を、開状態から閉状態に切換えた後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせる。
【００２３】
単相交流電源を整流する場合、スイッチ部は、Ｌ相の入力線及びＮ相の入力線のうち少なくとも一方と、正側直流電源線（Ｌ１）と負側直流電源線（Ｌ２）のうち少なくとも一方との間に設けられていればよい。そして、スイッチ部を少なくとも一つ、スイッチングさせることで、コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流をパルス状にスイッチングして突入電流を低減することができる。そして、コンデンサ（Ｃｃ）が充電されると、スイッチ部によるスイッチングによって電流を制限しなくても、突入電流が抑制される。
【００２４】
また、前記スイッチ部を二つ備え、前記二つのスイッチ部は、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間にそれぞれ設けられており、前記正側直流電源線（Ｌ１）と前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線から前記正側直流電源線（Ｌ１）へ向かう方向へ電流を流し、前記負側直流電源線（Ｌ２）と前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間に接続されたスイッチ部は、閉状態において前記負側直流電源線（Ｌ２）から前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線へ向かう方向へ電流を流すことが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、二つのスイッチ部は、正側直流電源線（Ｌ１）及び負側直流電源線（Ｌ２）のうちいずれか一方と、Ｌ相の入力線及びＮ相の入力線との間にそれぞれ設けられる。このような構成としても、二つのスイッチ部のスイッチングを制御することにより、コンデンサ（Ｃｃ）への突入電流をパルス状にスイッチングして突入電流を低減することができる。
【００２６】
また、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線のうち少なくとも一方と前記単相交流電源との間に設けられる電磁開閉リレー（５２Ｃ）をさらに備え、前記制御部（３００）は、前記電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記少なくとも一つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、整流を行わないときは、コンバータの入力段に設けられた電磁開閉リレーによって、単相交流電源から入力される電源電圧を遮断できるので、安全性が向上する。
【００２８】
また、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の４箇所の接続箇所のうち、前記スイッチ部が設けられていない箇所には、整流素子が設けられていることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、スイッチ部と整流素子との組み合わせによって、単相交流電源電圧を整流する整流回路が構成される。また、整流用のスイッチ部を用いて突入電流を低減することができるので、別途突入防止用の部品を用いる必要がない。その結果、コンバータ回路を含む電源回路の回路基板を小型化することが容易となる。
【００３０】
また、前記スイッチ部は、前記正側直流電源線（Ｌ１）及び前記負側直流電源線（Ｌ２）と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の４箇所にそれぞれ設けられ、前記制御部（３００）は、前記電磁開閉リレー（５２Ｃ）をオンさせて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、前記四つのスイッチ部による前記スイッチングを行わせることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、四つのスイッチ部によって整流ブリッジを構成し、電流コンバータ回路として動作させることができるので、単相交流電源電圧を整流する際に生じる高調波電流の発生を低減することができる。また、整流用のスイッチ部を用いて突入電流を低減することができるので、別途突入防止用の部品を用いる必要がない。その結果、コンバータ回路を含む電源回路の回路基板を小型化することが容易となる。
【００３２】
また、前記電源である単相交流電源に接続されるＬ相とＮ相との２本の入力線と、前記コンデンサ（Ｃｃ）に接続される正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線から得られた電源電圧を整流して前記正側直流電源線（Ｌ１）および負側直流電源線（Ｌ２）へ供給する整流部とを備え、前記スイッチ部は、前記単相交流電源と、前記Ｌ相の入力線及び前記Ｎ相の入力線との間の２箇所の接続箇所のうち少なくとも１箇所に設けられ、前記制御部（３００）は、前記複数のスイッチ部のうち少なくとも一つを、開状態から閉状態に切換えて前記整流を開始した後、前記突入電流を抑制可能となるまで、開状態と閉状態との比率が前記時間比率となるように繰り返しスイッチングさせることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、単相交流電源と、Ｌ相の入力線及びＮ相の入力線との間、すなわちコンバータの入力段に設けられたスイッチ部のスイッチングを制御することで、突入電流を低減することができる。この場合、スイッチ部を電源スイッチと共用して用いることが容易である。
【００３４】
また、前記スイッチ部は、半導体スイッチング素子を用いて前記スイッチングを行うことが好ましい。
【００３５】
この構成によれば、溶着したり劣化したりする虞のある可動接点を有する電磁リレーを用いることなく突入電流を低減することが可能となるので、コンバータ回路の信頼性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、前記制御部（３００）は、前記整流の開始から、前記突入電流を抑制可能となる時間として予め設定された時間が経過するまでの間、前記スイッチ部による前記スイッチングを行わせることが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、コンデンサが充電されて、スイッチ部による前記スイッチングを停止しても突入電流が抑制される状態になるまで、スイッチ部による前記スイッチングを継続させることができる結果、突入電流を低減できる確実性が増大する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、コンバータ回路において、限流抵抗と電磁リレーを備える限流回路を設けることなく、突入電流を抑制することが可能となる。したがって、回路基板の小型化と、限流動作時のエネルギー損失低減とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る三相の電流形コンバータ回路を有する電源回路を備える空気調和機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すコンバータ回路の変形例を示す回路図である。
【図３】図１に示す空気調和機の変形例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す電源回路への通電開始からクランプコンデンサへのチャージ停止までの期間におけるスイッチング素子等の挙動とクランプコンデンサの電圧とを示すタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る単相の電流形コンバータ回路を有する電源回路を備える空気調和機の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示すコンバータ回路の変形例を示す回路図である。
【図７】図５に示す空気調和機の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態に係る電流形コンバータ回路１０を有する電源回路２を備える空気調和機１の概略構成を示すブロック図である。空気調和機１は、図略の圧縮機の駆動により、いずれも図略の圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、および利用側熱交換器が配管接続された図略の冷媒回路に冷媒を循環させて冷凍サイクルを実行する。
【００４１】
電源回路２には、インバータモータＭが接続され、インバータモータＭによって空気調和機１が備える圧縮機が駆動される。電源回路２は、電流形コンバータ回路１０と、インバータ回路２０と、クランプ回路３０と、キャリアフィルタ４０と、開閉リレー５２Ｃと、制御部３００と、シャント抵抗Ｒ２およびＲ３と、を備える。
【００４２】
制御部３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、ＥＥＰＲＯＭに予め格納されている制御プログラムを実行することで、電流形コンバータ回路１０やインバータ回路２０等の動作を制御する。
【００４３】
電流形コンバータ回路１０は、Ｒ、Ｓ、Ｔ各相に対応する入力線ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ（第１〜第３の入力線）と中性線ＡＣＬｎとを介して三相交流電源Ｅ３に接続され、かつ、インバータ回路２０とクランプ回路３０を構成するクランプコンデンサＣｃとに正側直流電源線Ｌ１および負側直流電源線Ｌ２を介して接続される。
【００４４】
電流形コンバータ回路１０は、入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔと正側直流電源線Ｌ１との間に各々設けられた例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐと、負側直流電源線Ｌ２と入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔとの間に各々設けられた例えばＩＧＢＴである下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎと、コンバータゲートドライブＩＣ１００と、を備える。
【００４５】
上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎの各エミッタには、それぞれ整流素子であるダイオードＤｒｐ、Ｄｓｐ、Ｄｔｐ、Ｄｒｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎのアノードが接続されている。上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐの各コレクタは、それぞれ入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔに接続されている。下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎの各コレクタは、負側直流電源線Ｌ２に接続されている。ダイオードＤｒｐ、Ｄｓｐ、Ｄｔｐの各カソードは正側直流電源線Ｌ１に接続され、ダイオードＤｒｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎの各カソードは入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔにそれぞれ接続されている。
【００４６】
上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎ、ならびにダイオードＤｒｐ、Ｄｓｐ、Ｄｔｐ、Ｄｒｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎが上記のように接続されているので、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐは、導通状態において入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔから正側直流電源線Ｌ１への一方向のみに電流経路を導通させ、下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎは、導通状態において負側直流電源線Ｌ２から入力線ＡＣＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔへの一方向のみに電流経路を導通させる。
【００４７】
この場合、上アーム側スイッチング素子ＴｒｐとダイオードＤｒｐとの直列回路、上アーム側スイッチング素子ＴｓｐとダイオードＤｓｐとの直列回路、上アーム側スイッチング素子ＴｔｐとダイオードＤｔｐとの直列回路、下アーム側スイッチング素子ＴｒｎとダイオードＤｒｎとの直列回路、下アーム側スイッチング素子ＴｓｎとダイオードＤｓｎとの直列回路、及び下アーム側スイッチング素子ＴｔｎとダイオードＤｔｎとの直列回路がそれぞれスイッチ部の一例に相当している。
【００４８】
以下、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎを総称してスイッチング素子Ｔと称し、ダイオードＤｒｐ、Ｄｓｐ、Ｄｔｐ、Ｄｒｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎを総称してダイオードＤと称する。
【００４９】
ＩＧＢＴは、寄生ダイオードを有している。そのため、ＩＧＢＴがオフしていても、ＩＧＢＴのエミッタからコレクタへ向かう方向へは寄生ダイオードを介して電流が流れる（いわゆる逆耐圧を有さない）。そこで、スイッチング素子Ｔには、ＩＧＢＴのエミッタからコレクタへ向かう方向が逆方向になるように、ダイオードＤが直列に接続されている。
【００５０】
なお、ダイオードＤは、スイッチング素子Ｔがオフしているときに電流を阻止するべくスイッチング素子Ｔと直列に接続されていればよく、スイッチング素子Ｔのエミッタ側にダイオードＤが接続される例に限らない。例えば、スイッチング素子ＴのコレクタとダイオードＤのカソードが接続されるように、スイッチング素子ＴとダイオードＤとが直列接続されていてもよい。
【００５１】
また、スイッチング素子ＴとダイオードＤとの直列回路に代えて、逆耐圧を有する逆阻止ＩＧＢＴ（ＲＢ−ＩＧＢＴ）を用いてもよい。この場合、逆阻止ＩＧＢＴがスイッチ部の一例に相当する。なお、スイッチ部は、電流をスイッチングするものであればよく、ＩＧＢＴ以外の素子によって構成されていてもよいし、半導体スイッチング素子以外のスイッチング素子であってもよい。
【００５２】
また、図２（ａ）に示すように、電流形コンバータ回路１０において、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐのうち一つ、例えば上アーム側スイッチング素子Ｔｓｐと、下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎとを備えない構成としてもよい。また、図２（ｂ）に示すように、電流形コンバータ回路１０において、下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎのうち一つ、例えば下アーム側スイッチング素子Ｔｔｎと、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐとを備えない構成としてもよい。また、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐ、及び下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎのうち、任意の３つを備えていればよく、例えば図２（ｃ）に示すように、上アーム側スイッチング素子Ｔｓｐ、及び下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｔｎを備えない構成としてもよい。
【００５３】
この場合、スイッチング素子Ｔと接続されないダイオードＤ、例えば図２（ａ）におけるダイオードＤｓｐ、Ｄｒｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎが、整流素子の一例に相当している。
【００５４】
スイッチング素子Ｔの数を減少させることで、電流形コンバータ回路１０のコストを低減することができる。一方、スイッチング素子Ｔの数を増加させることで、高調波電流抑制効果を増大させることが出来る。
【００５５】
なお、例えば図３に示すように、電流形コンバータ回路１０は、スイッチング素子Ｔを備えず、ダイオードＤによるダイオードブリッジによって整流回路を構成してもよい。そして、開閉リレー５２Ｃの代わりに、例えば逆阻止ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子ＳＷを用いてもよい。この場合、半導体スイッチング素子ＳＷはスイッチング部の一例に相当している。
【００５６】
コンバータゲートドライブＩＣ１００は、制御部３００からの制御信号を受けて、当該制御信号に応じたＰＷＭ信号を駆動信号として適宜生成し、当該駆動信号を上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎの各ベースに出力して、これらのスイッチング素子を適宜スイッチングさせる。すなわち、電流形コンバータ回路１０は、ダイオードブリッジ形のコンバータ回路とは異なり、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎをスイッチングさせて積極的に波形制御を行うことで交流電力を整流する。そのため、ダイオードブリッジ形のコンバータ回路よりも整流にともなう高調波電流の発生を抑制することができる。
【００５７】
また本実施形態では、電源回路２への通電開始時に、コンバータゲートドライブＩＣ１００が、制御部３００からの制御信号を受けて、突入電流を抑制可能な予め定められた時間を経過するまで、上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎを、予め定められたデューティ比でスイッチングさせる。この限流動作により、電源回路２への通電開始時にクランプコンデンサＣｃへ突入電流が流れることが防止され、クランプコンデンサＣｃには徐々に電荷がチャージされる。
【００５８】
なお、前記の予め定められた時間と予め定められたデューティ比は、前記限流動作時にクランプコンデンサＣｃならびに上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎに印加される電圧が、クランプコンデンサＣｃの耐圧を超えず、かつ、例えばＩＧＢＴである上アーム側スイッチング素子Ｔｒｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｒｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎのコレクタ-エミッタ間の定格電圧を超えない値に定められ、制御部３００内のＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。
【００５９】
クランプ回路３０は、例えば電解コンデンサであるクランプコンデンサＣｃを備えて構成され、電流形コンバータ回路１０の出力電圧にバイアス電圧を印加してインバータ回路２０の入力電圧とする。なお、クランプコンデンサＣｃに高耐圧のコンデンサを用いるとコストアップを招くため、本実施形態では、高耐圧ではないコンデンサを２つ直列に設けてクランプコンデンサＣｃとすることで、１つの高耐圧のコンデンサをクランプコンデンサとして用いる場合と同等の耐圧性を持たせている。
【００６０】
インバータ回路２０は、電圧形インバータ回路であり、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相に対応する出力線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗを介してインバータモータＭに接続され、かつ、電流形コンバータ回路１０とクランプコンデンサＣｃとに正側直流電源線Ｌ１および負側直流電源線Ｌ２を介して接続される。
【００６１】
インバータ回路２０は、正側直流電源線Ｌ１と出力線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗとの間に各々設けられた例えばＩＧＢＴである上アーム側スイッチング素子Ｔｕｐ、Ｔｖｐ、Ｔｗｐと、出力線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗと負側直流電源線Ｌ２との間に各々設けられた例えばＩＧＢＴである下アーム側スイッチング素子Ｔｕｎ、Ｔｖｎ、Ｔｗｎと、インバータゲートドライブＩＣ２００と、を備える。
【００６２】
上アーム側スイッチング素子Ｔｕｐ、Ｔｖｐ、Ｔｗｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｕｎ、Ｔｖｎ、Ｔｗｎの各エミッタには、それぞれダイオードＤｕｐ、Ｄｖｐ、Ｄｗｐ、Ｄｕｎ、Ｄｖｎ、Ｄｗｎのアノードが接続されている。上アーム側スイッチング素子Ｔｕｐ、Ｔｖｐ、Ｔｗｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｕｎ、Ｔｖｎ、Ｔｗｎの各コレクタには、それぞれダイオードＤｕｐ、Ｄｖｐ、Ｄｗｐ、Ｄｕｎ、Ｄｖｎ、Ｄｗｎのカソードが接続されている。すなわち、インバータ回路２０の上下アーム側スイッチング素子の各々には、逆並列にダイオードが接続されている。
【００６３】
インバータゲートドライブＩＣ２００は、制御部３００からの制御信号を受けて、当該制御信号に応じたＰＷＭ信号を駆動信号として適宜生成し、当該駆動信号を上アーム側スイッチング素子Ｔｕｐ、Ｔｖｐ、Ｔｗｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｕｎ、Ｔｖｎ、Ｔｗｎの各ベースに出力して、これらのスイッチング素子を適宜開閉させる。すなわちインバータ回路２０は、上下アーム側の各スイッチング素子を適宜スイッチングし、クランプコンデンサＣｃから出力された直流電力を、予め定められた周波数を有する交流電力に変換してインバータモータＭの各相の巻線へと適宜出力する。これにより、例えば３相のブラシレスＤＣモータであるインバータモータＭのＵ、Ｖ、Ｗ各相の巻線電流（それぞれ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが流れる）の方向が切換えられて、インバータモータＭが回転駆動する。
【００６４】
キャリアフィルタ４０は、電流形コンバータ回路１０およびインバータ回路２０において前記の各スイッチング素子がスイッチングされることにより発生したノイズを除去し、当該ノイズが三相交流電源Ｅ３へと侵入することを抑制するノイズフィルタである。キャリアフィルタ４０は、三相交流電源Ｅ３と電流形コンバータ回路１０との間に設けられ、コイルＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔと、コンデンサＣｒ、Ｃｓ、Ｃｔとを備える。コイルＬｒ、Ｌｓ、Ｌｔは、それぞれ入力線ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ上に設けられている。コンデンサＣｒ、Ｃｓ、Ｃｔは、入力線ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔの相互間で例えばＹ結線されて設けられている。すなわち、コンデンサＣｒ、Ｃｓは入力線ＡＣＬｒ、ＡＣＬｓの間に直列に接続され、コンデンサＣｓ、Ｃｔは入力線ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔの間に直列に接続され、コンデンサＣｔ、Ｃｒは入力線ＡＣＬｔ、ＡＣＬｒの間に直列に接続される。
【００６５】
開閉リレー５２Ｃは、三相交流電源Ｅ３と電流形コンバータ回路１０との間の入力線ＡＣＬｒおよびＡＣＬｔに、電源スイッチとして設けられている電磁リレーである。
【００６６】
シャント抵抗Ｒ２は、負側直流電源線Ｌ２において、電流形コンバータ回路１０とクランプコンデンサＣｃとの間に設けられている。シャント抵抗Ｒ３は、負側直流電源線Ｌ２において、クランプコンデンサＣｃとインバータ回路２０との間に設けられている。シャント抵抗Ｒ２とシャント抵抗Ｒ３とは、それぞれ電流形コンバータ回路１０を流れる電流値とインバータ回路２０を流れる電流値とを測定するためのものである。
【００６７】
なお、空調室内または空気調和機１が備える図略の室内機には、制御部３００と通信可能な図略の室内リモコンが設けられ、ユーザは当該室内リモコンを操作することで、空気調和機１のオンオフや、空調温度の設定等を行う。
【００６８】
制御部３００による電流形コンバータ回路１０の上下アーム側スイッチング素子のスイッチング等の制御について、図４に基づいて説明する。図４は、電源回路２への通電開始からクランプコンデンサＣｃへのチャージ停止までの期間における各上下アーム側スイッチング素子等の挙動を示すタイムチャートである。（Ａ）は室内リモコン、（Ｂ）は開閉リレー５２Ｃ、（Ｃ）は電流形コンバータ回路１０の各上下アーム側スイッチング素子、（Ｄ）はインバータ回路２０の各上下アーム側スイッチング素子、（Ｅ）はインバータモータＭ、の状態をそれぞれ示し、（Ｆ）はクランプコンデンサＣｃの電圧を示す。
【００６９】
空気調和を開始するためにユーザが室内リモコンをオンにすると（時刻ｔ１）、制御部３００は、開閉リレー５２Ｃを閉状態とすると同時に、電流形コンバータ回路１０の上下アーム全相の上下アーム側スイッチング素子について、少なくとも、ある１相のスイッチング素子を、突入電流を抑制可能な予め定められた設定時間を経過するまで予め定められたデューティ比でスイッチングさせ、クランプコンデンサＣｃへの電荷のチャージを開始する（時刻ｔ２）。
【００７０】
例えば、このとき、電流形コンバータ回路１０に含まれるすべてのスイッチング素子Ｔを、予め設定されたスイッチング周期で同時にオン（閉）オフ（開）させる。スイッチング周期は、交流電源の周期より短い時間に設定されることが望ましい。例えば、交流電源の周期の１／１０００程度の時間がスイッチング周期として設定される。スイッチング周期に対するオン時間の比率であるデューティ比（時間比率）は、クランプコンデンサＣｃへの突入電流（平均電流）を設計上の要求を満足するレベル以下に制限できるように、例えば予め実験的に求められて設定される。
【００７１】
また、設定時間も、開閉リレー５２Ｃがオンされてから、クランプコンデンサＣｃがある程度充電されて、電流を制限しなくてもクランプコンデンサＣｃへの突入電流（平均電流）が設計上の要求を満足するレベル以下になるような時間が、例えば予め実験的に求められて設定されている。
【００７２】
なお、設定時間の間、すべてのスイッチング素子Ｔをオン、オフ（スイッチング）させる例に限らない。例えば、スイッチング素子Ｔのうち一部（少なくとも一つ）をオン、オフさせ、他のスイッチング素子Ｔをオンしたままにしてもよい。一部のスイッチング素子Ｔをオン、オフさせた場合であっても、クランプコンデンサＣｃへの突入電流は制限される。
【００７３】
前記の予め定められた設定時間を経過すると、制御部３００は、各上下アーム側スイッチング素子を導通状態に固定する（時刻ｔ３）。クランプコンデンサＣｃへの電荷のチャージが完了すると、制御部３００は、インバータ回路２０の各上下アーム側スイッチング素子のスイッチング制御を開始する（インバータ回路２０の運転開始、時刻ｔ４）。これによりインバータモータＭの駆動が開始される。なお、時刻ｔ３から時刻ｔ４における各上下アーム側スイッチング素子の制御は、電源のゼロクロスと同期した１２０度通電やスイッチングとなるようにしてもよい。
【００７４】
その後、制御部３００は電流形コンバータ回路１０とインバータ回路２０とを同期させて制御する同期運転を開始し、電流形コンバータ回路１０の各上下アーム側スイッチング素子のスイッチング制御を開始する（空気調和機１の通常運転開始、時刻ｔ５）。
【００７５】
空気調和を停止するためにユーザが室内リモコンをオフにすると（時刻ｔ６）、制御部３００は、インバータ回路２０の各上下アーム側スイッチング素子を非導通状態としてインバータモータＭへの給電を停止する（時刻ｔ６）。ただし、冷媒回路内の冷媒循環はすぐには停止しないので、インバータモータＭは惰性運転を続けた後に停止する（時刻ｔ７）。
【００７６】
電源回路２を内線規程に準拠させるためには、インバータモータＭの停止時にクランプコンデンサＣｃへの電荷チャージを停止しなければならないので、続いて制御部３００は、Ｒ、Ｓ、Ｔの三相すべての上下アーム側スイッチング素子を非導通状態とする（時刻ｔ８）。
【００７７】
なお、図３に示すように、スイッチング素子Ｔを備えず、半導体スイッチング素子ＳＷを備えた場合には、制御部３００は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間（設定時間）、スイッチング素子Ｔの代わりに半導体スイッチング素子ＳＷを予め定められたデューティ比でスイッチングさせることになる。半導体スイッチング素子ＳＷは、図３に示すように、三相のうち少なくとも二相を開閉するように設けられていればよい。また、このようにして設けられた複数の半導体スイッチング素子ＳＷのすべてを、設定時間の間、同時にオン、オフするようにしてもよく、あるいは一部の半導体スイッチング素子ＳＷをオン、オフさせるようにしてもよい。
【００７８】
なお、上記の説明は三相交流電源Ｅ３に接続された電源回路２を例に行ったが、上記実施形態は、単相交流電源Ｅ１に接続された電源回路２’にも適用することができる。電源回路２’を備える空気調和機１’の概略構成を図５に示す。図５において、図１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７９】
電源回路２’は、電流形コンバータ回路１０’およびキャリアフィルタ４０’の構成、ならびにクランプ回路３０’の構成が、電源回路２とは異なるが、電源回路２’への通電開始からクランプコンデンサＣｃへの給電停止までの期間における制御は、電源回路２と同様である。
【００８０】
電流形コンバータ回路１０’は、Ｌ相に対応する入力線ＡＣＬｌと、Ｎ相に対応する入力線ＡＣＬｎとを介して単相交流電源Ｅ１に接続され、かつ、インバータ回路２０とクランプ回路３０を構成するクランプコンデンサＣｃとに正側直流電源線Ｌ１および負側直流電源線Ｌ２を介して接続される。
【００８１】
電流形コンバータ回路１０’は、入力線ＡＣＬｌ、ＡＣＬｎと正側直流電源線Ｌ１との間に各々設けられた例えばＩＧＢＴである上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐ、Ｔｎｐと、負側直流電源線Ｌ２と入力線ＡＣＬｌ、ＡＣＬｎとの間に各々設けられた例えばＩＧＢＴである下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎ、Ｔｎｎと、コンバータゲートドライブＩＣ１００’と、を備える。
【００８２】
上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐ、Ｔｎｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎ、Ｔｎｎの各エミッタには、それぞれダイオードＤｌｐ、Ｄｎｐ、Ｄｌｎ、Ｄｎｎのアノードが接続されている。上アーム側スイッチング素子ＴｌｐおよびＴｎｐの各コレクタは、それぞれ入力線ＡＣＬｌとＡＣＬｎとに接続されている。下アーム側スイッチング素子ＴｌｎおよびＴｎｎの各コレクタは、負側直流電源線Ｌ２に接続されている。ダイオードＤｌｐおよびＤｎｐの各カソードは正側直流電源線Ｌ１に接続され、ダイオードＤｌｎおよびＤｎｎの各カソードは入力線ＡＣＬｌおよびＡＣＬｎにそれぞれ接続されている。
【００８３】
ダイオードＤｌｐと上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐの直列回路、ダイオードＤｌｎと下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎの直列回路はそれぞれスイッチ部の一例に相当している。また、上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐ、Ｔｎｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎ、Ｔｎｎがスイッチング素子Ｔに対応し、ダイオードＤｌｐ、Ｄｎｐ、Ｄｌｎ、ＤｎｎがダイオードＤに対応する。
【００８４】
この構成により、上アーム側スイッチング素子ＴｌｐとＴｎｐとは、導通状態において入力線ＡＣＬｌとＡＣＬｎとから正側直流電源線Ｌ１への一方向のみに電流経路を導通させ、下アーム側スイッチング素子ＴｌｎとＴｎｎとは、導通状態において負側直流電源線Ｌ２から入力線ＡＣＬｌとＡＣＬｎとへの一方向のみに電流経路を導通させることは、三相交流電源Ｅ３に接続される電流形コンバータ回路１０と同様である。
【００８５】
クランプ回路３０’は、クランプコンデンサＣｃを２つ有する電源回路２のクランプ回路３０とは異なり、クランプコンデンサＣｃを１つのみ備える。これは、単相交流電源Ｅ１に接続される電源回路２’では、三相交流電源Ｅ３に三相四線式に結線される電源回路２ほどにはクランプコンデンサＣｃに耐圧が要求されないためである。
【００８６】
キャリアフィルタ４０’は、単相交流電源Ｅ１と電流形コンバータ回路１０との間に設けられ、コイルＬｌおよびＬｎと、コンデンサＣｆとを備える。コイルＬｌ、Ｌｎは、それぞれ入力線ＡＣＬｌ、ＡＣＬｎ上に設けられている。コンデンサＣｆは、入力線ＡＣＬｌとＡＣＬｎの間に設けられている。
【００８７】
なお、例えば図６（ａ）に示すように、電流形コンバータ回路１０‘において、上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐ、Ｔｎｐおよび下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎ、Ｔｎｎのうち、一つしか備えない構成としてもよい。また、例えば図６（ｂ）に示すように、電流形コンバータ回路１０’において、下アーム側スイッチング素子Ｔｌｎ、Ｔｎｎを備えない構成としてもよい。また、例えば図６（ｃ）に示すように、上アーム側スイッチング素子Ｔｌｐ、Ｔｎｐを備えない構成としてもよい。
【００８８】
スイッチング素子Ｔの数を減少させることで、電流形コンバータ回路１０‘のコストを低減することができる。一方、スイッチング素子Ｔの数を増加させることで、高調波電流抑制効果を増大させることができる。
【００８９】
この場合、スイッチング素子Ｔと接続されないダイオードＤ、例えば図６（ａ）におけるダイオードＤｎｐ、Ｄｌｎ、Ｄｎｎが、整流素子の一例に相当している。
【００９０】
なお、例えば図７に示すように、電流形コンバータ回路１０‘は、スイッチング素子Ｔを備えず、ダイオードＤによるダイオードブリッジによって整流回路を構成してもよい。そして、開閉リレー５２Ｃの代わりに、例えば逆阻止ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子ＳＷを用いてもよい。この場合、半導体スイッチング素子ＳＷはスイッチング部の一例に相当している。
【００９１】
上記実施形態によれば、制御部３００および制御部３００’は、電源回路２および電源回路２’への通電開始後に、開閉リレー５２Ｃを開状態から閉状態に切換えた後、突入電流を抑制可能な予め定められた時間を経過するまで、上下アームの各々に設けられた前記スイッチング素子を、予め定められたデューティ比でスイッチングさせるので、電流形コンバータ回路１０および１０’において、限流抵抗と電磁リレーを備える限流回路を設けることなく、突入電流を抑制する限流動作が可能となる。したがって、以下の（１）〜（３）の効果を得ることが可能となる。
【００９２】
（１）溶着したり劣化したりする虞のある可動接点を有する前記電磁リレーを用いることなく前記限流動作が可能となるので、電流形コンバータ回路１０および１０’の信頼性を向上させることが可能となる。
【００９３】
（２）前記電磁リレーを配設するためのスペースが不要となるので、電流形コンバータ回路１０および１０’を含む電源回路の回路基板を小型化することが可能となる。
【００９４】
（３）電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで突入電流を抑制する前記限流抵抗を用いることなく前記限流動作が可能となるので、当該限流動作時のエネルギー損失を抑制することが可能となる。
【００９５】
以上、本発明の一実施形態に係る電流形コンバータ回路１０および１０’について説明したが、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。
【００９６】
（１）クランプ回路の構成は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、コンデンサを有するクランプ回路全般に本発明は適用することができる。
【００９７】
（２）上記実施形態の三相交流電源Ｅ３は、三相四線式に結線されているが、本発明は三相三線式の結線にも適用することができる。
【００９８】
（３）上記実施形態に係る電流形コンバータ回路１０および１０’においては、ＩＧＢＴとダイオードとを直列に接続しているが、逆阻止ＩＧＢＴを用いても同等の機能を持たせることができる。
【００９９】
（４）上記実施形態では、時刻ｔ８において、制御部３００および３００Ｃ’は、すべての上下アーム側スイッチング素子を非導通状態としているが、インバータモータＭの停止時にクランプコンデンサＣｃへの電荷チャージを停止することが目的であるから、次のような制御としてもよい。すなわち、制御部３００による制御は、Ｒ、Ｓ、Ｔ各相の少なくとも２対の上下アーム側スイッチング素子又は全ての上アーム側スイッチング素子のみ又は全ての下アーム側スイッチング素子のみを非導通状態とする制御であればよく、制御部３００’による制御は、Ｒ相もしくはＮ相のいずれか１対の上下アーム側スイッチング素子又は全ての上アーム側スイッチング素子のみ又は全ての下アーム側スイッチング素子のみを非導通状態とする制御であればよい。
【符号の説明】
【０１００】
Ｅ３  三相交流電源
Ｅ１  単相交流電源
ＡＣＬｒ、ＡＣＬｌ、ＡＣＬｓ、ＡＣＬｔ、ＡＣＬｎ  入力線
１、１’  空気調和機
２、２’  電源回路
５２Ｃ  開閉リレー
ＳＷ  半導体スイッチング素子
３０  クランプ回路
Ｃｃ  クランプコンデンサ
Ｌ１  正側直流電源線
Ｌ２  負側直流電源線
１０、１０’  電流形コンバータ回路
Ｔｒｐ、Ｔｌｐ、Ｔｓｐ、Ｔｔｐ、Ｔｎｐ  上アーム側スイッチング素子
Ｔｒｎ、Ｔｌｎ、Ｔｓｎ、Ｔｔｎ、Ｔｎｎ  下アーム側スイッチング素子
Ｄｒｐ、Ｄｌｐ、Ｄｓｐ、Ｄｔｐ、Ｄｒｎ、Ｄｌｎ、Ｄｓｎ、Ｄｔｎ  ダイオード
３００、３００’  制御部
【図１】
2013138561.tif 000003
【図２】
2013138561.tif 000004
【図３】
2013138561.tif 000005
【図４】
2013138561.tif 000006
【図５】
2013138561.tif 000007
【図６】
2013138561.tif 000008
【図７】
2013138561.tif 000009