(57)【要約】  低損失な電力変換装置等を提供する。コンバータ（１００）は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路（１０）を備えるとともに、交流電源（Ｇ）とコンバータ回路（１０）とを接続する配線（ｐ１）に設けられるリアクトル（Ｌ１）と、コンバータ回路（１０）から印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ１）と、を備える。さらに、コンバータ（１００）は、スイッチング素子（Ｑａ，Ｑｂ）の寄生ダイオード（Ｄａ，Ｄｂ）又は還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路（３０ａ，３０ｂ）と、コンバータ回路（１０）の負荷の大きさに基づいて、逆電圧印加回路（３０ａ，３０ｂ）の駆動／停止を切り替える制御回路（５０）と、を備える。
2020090071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上アームのスイッチング素子と、下アームのスイッチング素子と、が接続されてなるスイッチングレグを有し、交流電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路を備えるとともに、
前記交流電源と前記コンバータ回路とを接続する配線に設けられるリアクトルと、
前記コンバータ回路の出力側に接続され、前記コンバータ回路から印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、を備え、
それぞれの前記スイッチング素子が寄生ダイオードを有しているか、又は、それぞれの前記スイッチング素子に還流ダイオードが逆並列に接続されており、
前記スイッチング素子の前記寄生ダイオード又は前記還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路と、
前記コンバータ回路の負荷の大きさに基づいて、前記逆電圧印加回路の駆動／停止を切り替える制御回路と、をさらに備える電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記負荷の大きさが所定値未満である場合には、前記逆電圧印加回路を停止させ、
前記負荷の大きさが前記所定値以上である場合には、前記逆電圧印加回路を駆動させること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記負荷の大きさの指標として、前記コンバータ回路の直流側の電圧、前記コンバータ回路に流れる電流、前記コンバータ回路から印加される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路の変調率、前記インバータ回路の出力側に接続されるモータの回転速度、及び、前記モータに流れる電流のうちいずれか一つ以上が用いられること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記負荷の大きさが第１閾値未満の場合、前記制御回路は、複数の前記スイッチング素子のうち、前記平滑コンデンサを介した電流経路に含まれるスイッチング素子を、前記コンバータ回路に電流が流れている期間の少なくとも一部でオン状態とし、前記電流経路に含まれないスイッチング素子をオフ状態にする同期整流制御を実行し、前記同期整流制御の実行中、前記逆電圧印加回路を停止させること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記負荷の大きさが前記第１閾値以上かつ第２閾値以下である場合、前記制御回路は、複数の前記スイッチング素子のうち、前記リアクトルに接続されている２つのスイッチング素子を交互にオン・オフする動作を、前記交流電源の電圧の半サイクルごとに所定回数行う部分スイッチング制御を実行し、前記部分スイッチング制御の実行中、前記逆電圧印加回路を駆動させること
を特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記負荷の大きさが前記第２閾値以上である場合、前記制御回路は、複数の前記スイッチング素子のうち、前記リアクトルに接続されている２つのスイッチング素子を交互にオン・オフする動作を所定周期で繰り返す高速スイッチング制御を実行し、前記高速スイッチング制御の実行中、前記逆電圧印加回路を駆動させること
を特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路と、
交流電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置から印加される直流電圧を交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を前記圧縮機のモータに印加するインバータ回路と、を含み、
前記電力変換装置は、
上アームのスイッチング素子と、下アームのスイッチング素子と、が接続されてなるスイッチングレグを有するコンバータ回路を備えるとともに、
前記交流電源と前記コンバータ回路とを接続する配線に設けられるリアクトルと、
前記コンバータ回路の出力側に接続され、前記コンバータ回路から印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、を備え、
それぞれの前記スイッチング素子が寄生ダイオードを有しているか、又は、それぞれの前記スイッチング素子に還流ダイオードが逆並列に接続されており、
前記スイッチング素子の前記寄生ダイオード又は前記還流ダイオードに逆電圧を印加する逆電圧印加回路と、
前記コンバータ回路の負荷の大きさに基づいて、前記逆電圧印加回路の駆動／停止を切り替える制御回路と、をさらに備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置の損失を低減する技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、主回路スイッチング素子に逆並列に接続された還流ダイオードと、これら各還流ダイオードが遮断するにあたって、直流電圧源より小さな逆電圧を各還流ダイオードに印加する逆電圧印加回路と、を備えた電力変換装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２０４５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電力変換装置は、前記した逆電圧印加回路を備えることで、回路のスイッチング損失を低減するようにしているが、さらなる高効率化を図る余地がある。【０００５】
そこで、本発明は、低損失な電力変換装置等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、コンバータ回路の負荷の大きさに基づいて、逆電圧印加回路の駆動／停止を切り替えることとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低損失な電力変換装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置であるコンバータの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置であるコンバータにおいて、逆電圧印加回路、マルチバイブレータ、オンディレイ回路、及び通電時間設定回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置であるコンバータでの逆電圧の印加に関する動作を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の同期整流制御における交流電源電圧、回路電流、及びスイッチング素子の駆動パルスの時間的変化を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の同期整流制御において、交流電源電圧が正の半サイクルに含まれるときの電流の流れを示す説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の部分スイッチング制御における交流電源電圧、回路電流・短絡電流、及びスイッチング素子の駆動パルスの時間的変化を示す説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の部分スイッチング制御において、交流電源電圧が正の半サイクルで力率改善動作を行ったときの電流の流れを示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の高速スイッチング制御における交流電源電圧、回路電流・短絡電流、及びスイッチング素子の駆動パルスの時間的変化を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置において、負荷の大きさ、逆電圧の印加の有無、コンバータの動作モード、及びモータの運転領域の関係を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置であるコンバータの制御回路が実行する処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る空気調和機の構成図である。
【図１２】本発明の変形例に係る電力変換装置であるコンバータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪第１実施形態≫
＜電力変換装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置であるコンバータ１００の構成図である。
図１に示すコンバータ１００は、交流電源Ｇから印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換装置である。図１に示すように、コンバータ１００は、主回路としてのコンバータ回路１０の他に、リアクトルＬ１と、平滑コンデンサＣ１と、スイッチング素子駆動回路２０と、を備えている。また、コンバータ１００は、前記した構成の他に、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂと、マルチバイブレータ４０ａ，４０ｂと、制御回路５０と、電流検出部Ｈと、を備えている。
【００１０】
コンバータ回路１０は、交流電源Ｇから印加される交流電圧を直流電圧に変換する回路である。コンバータ回路１０は、その入力側が交流電源Ｇに接続され、出力側がインバータ２００（インバータ回路）に接続されている。なお、インバータ２００は、コンバータ１００から印加される直流電圧を交流電圧に変換し、変換後の交流電圧をモータＭに印加する回路である。
【００１１】
図１に示すように、コンバータ回路１０は、第１レグ１１と、第２レグ１２と、を備えている。第１レグ１１は、上アームのスイッチング素子Ｑａと、下アームのスイッチング素子Ｑｂと、が接続されてなるスイッチングレグである。また、第２レグ１２も同様である。第１レグ１１と、第２レグ１２と、は並列接続されている。
【００１２】
図１に示すスイッチング素子Ｑａは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であり、その内部に寄生ダイオードＤａを有している。寄生ダイオードＤａは、スイッチング素子Ｑａのソースとドレインとの間に存在するｐｎ接合の部分であり、スイッチング素子Ｑａ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）の製造過程において形成される。なお、他のスイッチング素子Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄについても同様である。
【００１３】
第１レグ１１において、スイッチング素子Ｑａのソースと、スイッチング素子Ｑｂのドレインと、が接続され、その接続点Ｎ１は、配線ｐ１を介して交流電源Ｇに接続されている。第２レグ１２において、スイッチング素子Ｑｃのソースと、スイッチング素子Ｑｄのドレインと、が接続され、その接続点Ｎ２は、配線ｐ２を介して交流電源Ｇに接続されている。
【００１４】
スイッチング素子Ｑａのドレインと、スイッチング素子Ｑｃのドレインと、は互いに接続され、その接続点Ｎ３は、配線ｐ３を介してインバータ２００に接続されている。また、スイッチング素子Ｑｂのソースと、スイッチング素子Ｑｄのソースと、は互いに接続され、その接続点Ｎ４は、配線ｐ４を介してインバータ２００に接続されるとともに、接地されている。このように、４つのスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄは、ブリッジ形に接続されている。
【００１５】
リアクトルＬ１は、交流電源Ｇから供給される電力をエネルギとして蓄え、このエネルギを放出することで昇圧や力率の改善を行うものである。リアクトルＬ１は、交流電源Ｇとコンバータ回路１０とを接続する配線ｐ１に設けられている。
【００１６】
平滑コンデンサＣ１は、コンバータ回路１０から印加される直流電圧（脈動する電圧）を平滑化するものであり、コンバータ回路１０の出力側に接続されている。平滑コンデンサＣ１は、正側が配線ｐ３に接続され、負側が配線ｐ４に接続されている。
【００１７】
スイッチング素子駆動回路２０は、上下一対のスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂに所定の駆動信号を出力する回路である。スイッチング素子駆動回路２０は、配線ｈａを介してスイッチング素子Ｑａのゲートに接続されるとともに、配線ｈｂを介してスイッチング素子Ｑｂのゲートに接続されている。
【００１８】
抵抗Ｒａは、スイッチング素子駆動回路２０から出力される駆動信号の電圧等を調整するゲート回路であり、配線ｈａに設けられている。なお、図１の構成は一例であり、スイッチング素子Ｑａのゲート回路が抵抗Ｒａのみで構成されるとは限らない。
【００１９】
逆電圧印加回路３０ａは、スイッチング素子Ｑａの寄生ダイオードＤａに逆電圧を印加する回路であり、スイッチング素子Ｑａに一対一で設けられている。なお、「逆電圧」とは、寄生ダイオードＤａの逆方向電圧という意味である。逆電圧印加回路３０ａは、スイッチング素子Ｑａのソースに配線ｉａを介して接続されるとともに、スイッチング素子Ｑａのドレインに配線ｊａを介して接続されている。
【００２０】
マルチバイブレータ４０ａは、逆電圧印加回路３０ａに所定の逆電圧印加信号を出力する回路であり、逆電圧印加回路３０ａに一対一で接続されている。図１に示す例では、マルチバイブレータ４０ａが、配線ｋａを介して逆電圧印加回路３０ａに接続されるとともに、配線ｍａ及び配線ｈａ（一部）を順次に介して、スイッチング素子駆動回路２０に接続されている。そして、スイッチング素子駆動回路２０で生成される駆動信号を用いて、マルチバイブレータ４０ａが逆電圧印加信号を生成するようになっている。
【００２１】
同様に、下アームのスイッチング素子Ｑｂにも、逆電圧印加回路３０ｂやマルチバイブレータ４０ｂ等が接続されている。
また、図１では図示を省略しているが、第２レグ１２のスイッチング素子Ｑｃ，Ｑｄにも、第１レグ１１と同様に、スイッチング素子駆動回路、逆電圧印加回路、及びマルチバイブレータが接続されている。
【００２２】
電流検出部Ｈは、コンバータ回路１０に流れる電流（負荷）を検出するものであり、配線ｐ２に設けられている。このような電流検出部Ｈとして、例えば、カレントトランスを用いることができる。
その他、図１では図示を省略しているが、交流電源Ｇから印加される交流電圧を検出する素子や、コンバータ回路１０の両端の直流電圧を検出する素子等が設けられている。電流検出部Ｈ等の各検出値は、次に説明する制御回路５０に出力される。
【００２３】
制御回路５０は、例えば、マイコン（Microcomputer）であり、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。制御回路５０は、ＰＷＭ制御に基づく所定の制御信号をスイッチング素子駆動回路２０に出力する。
【００２４】
図２は、逆電圧印加回路３０ａ、マルチバイブレータ４０ａ、オンディレイ回路６０ａ、及び通電時間設定回路７０ａの構成を示す回路図である。
なお、図２では、上アームのスイッチング素子Ｑａに関する回路を図示し、他のスイッチング素子Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ（図１参照）に関する回路の図示を省略している。また、既に説明した図１では、オンディレイ回路６０ａや通電時間設定回路７０ａの図示を省略している。
【００２５】
図２に示すように、逆電圧印加回路３０ａは、ダイオード３１と、スイッチング手段３２と、コンデンサ３３と、を備えている。
ダイオード３１は、電流の逆流防止用の素子であり、配線ｊａに設けられている。ダイオード３１は、アノードがスイッチング手段３２に接続され、カソードが配線ｊａを介してスイッチング素子Ｑａのドレインに接続されている。
【００２６】
スイッチング手段３２は、コンデンサ３３とスイッチング素子Ｑａとの接続／遮断を切り替える素子であり、配線ｊａに設けられている。そして、マルチバイブレータ４０ａの「ＯＵＴ」端子からの信号によって、スイッチング手段３２のオン／オフが切り替わるようになっている。このようなスイッチング手段３２として、例えば、ＭＯＳＦＥＴが用いられる。
【００２７】
コンデンサ３３は、スイッチング手段３２がオンに切り替えられたとき、所定の電圧を寄生ダイオードＤａに逆電圧として印加する素子である。コンデンサ３３は、正側が配線ｊａを介してスイッチング素子Ｑａのドレインに接続され、負側が配線ｉａを介してスイッチング素子Ｑａのソースに接続されている。なお、コンデンサ３３を適宜に充電するためのブースストラップ回路（図示せず）が設けられていてもよい。
【００２８】
マルチバイブレータ４０ａは、「Ｉｎ」端子・「ＧＮＤ」端子間に印加される電圧の変化に応じて、「ＯＵＴ」端子から所定の電気信号をスイッチング手段３２に出力する電子回路である。本実施形態では、スイッチング素子駆動回路２０から印加される矩形波状の電圧の立下りをマルチバイブレータ４０ａが検出した場合、「ＯＵＴ」端子からスイッチング手段３２にオン信号が所定時間出力されるようになっている。
【００２９】
図２に示すように、マルチバイブレータ４０ａの「Ｉｎ」端子は、配線ｍａ及び配線ｈａ（一部）を順次に介して、スイッチング素子駆動回路２０に接続され、「ＧＮＤ」端子は接地されている。また、マルチバイブレータ４０ａの「Ｖcc」端子には、通電時間設定回路７０ａを介して、所定の電圧Ｖccが印加される。マルチバイブレータ４０ａの「ＯＵＴ」端子は、スイッチング手段３２であるＭＯＳＦＥＴのゲートに配線ｋａを介して接続されている。
【００３０】
オンディレイ回路６０ａは、スイッチング素子駆動回路２０から出力される駆動信号の立下り時から、マルチバイブレータ４０ａにおいて逆電圧印加信号の出力が開始されるまでの所定の遅れ時間を設ける回路である。図２に示す例では、オンディレイ回路６０ａは、いわゆるＲＣ回路であり、スイッチング素子駆動回路２０とマルチバイブレータ４０ａとを接続する配線ｍａに設けられている。
【００３１】
具体的に説明すると、オンディレイ回路６０ａの抵抗６１は、「Ｉｎ」端子と配線ｈａとを接続する配線ｍａに設けられている。また、コンデンサ６２の正側は、配線ｍａにおいて抵抗６１よりも「Ｉｎ」端子側に設けられ、コンデンサ６２の負側は接地されている。
【００３２】
そして、オンディレイ回路６０ａの時定数が予め適宜に設定されることで、スイッチング素子駆動回路２０から出力される矩形波状の駆動信号を、所定の遅れ時間（オンディレイ）をもって、マルチバイブレータ４０ａに出力するようになっている。これによって、スイッチング素子Ｑａや寄生ダイオードＤａの特性等を考慮して、最適な遅れ時間を設計段階で予め設定できる。なお、図２に示すオンディレイ回路６０ａの構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３３】
通電時間設定回路７０ａは、マルチバイブレータ４０ａから出力されるオン信号の通電時間を設定する回路である。図２に示す例では、通電時間設定回路７０ａは、抵抗７１と、ダイオード７２と、コンデンサ７３と、を備えている。抵抗７１とダイオード７２とは並列接続され、この並列接続体にコンデンサ７３が直列接続されている。コンデンサ７３の正側はダイオード７２のアノードに接続され、コンデンサ７３の負側はマルチバイブレータ４０ａの「Ｖcc」端子に接続されている。
【００３４】
＜コンバータの動作＞
図１に示すスイッチング素子駆動回路２０は、制御回路５０から入力される所定の制御信号に基づいて、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂを駆動するための駆動信号を生成する。なお、上アームのスイッチング素子Ｑａの駆動信号と、下アームのスイッチング素子Ｑｂの駆動信号と、は互いに相補的な（オン／オフが略反転した）かたちになっている。
【００３５】
ただし、仮に、上・下アームのスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂが一時的に両方ともオン状態になった場合には大きな短絡電流が流れるため、このような短絡電流が流れないように所定のデッドタイムが設けられている。前記したデッドタイムとは、上アームのスイッチング素子Ｑａと、下アームのスイッチング素子Ｑｂと、の両方をオフ状態にする時間である。なお、第２レグ１２についても同様である。
【００３６】
次に、一例として、寄生ダイオードＤａで発生する逆回復電流について説明する。例えば、交流電源Ｇの電圧が正の半サイクルにおいて、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｄがオン状態のときには、交流電源ＧからリアクトルＬ１、スイッチング素子Ｑａ、平滑コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑｄを順次に介して、電流が流れる。
【００３７】
ここで、仮に、逆電圧印加回路３０ａが設けられていない構成であったとすると、下アームのスイッチング素子Ｑｂがオフからオンに切り替わった瞬間に平滑コンデンサＣ１の電圧（大きな逆電圧）が上アームの寄生ダイオードＤａに印加される。その結果、寄生ダイオードＤａにおいて逆回復電流が生じる。この逆回復電流は、下アームのスイッチング素子Ｑｂを介して流れるため、このスイッチング素子Ｑｂで大きな損失（スイッチング損失）が生じる。このような損失を抑制するために、逆電圧印加回路３０ａが設けられている。
【００３８】
なお、「逆回復電流」とは、寄生ダイオードＤａ（又は還流ダイオード）に印加される電圧が順方向電圧から逆方向電圧に切り替わった瞬間に流れる電流である。
【００３９】
逆電圧印加回路３０ａは、スイッチング素子Ｑａの駆動信号が立ち下がって、所定のデッドタイムに入った直後に、比較的小さい逆電圧を上アームの寄生ダイオードＤａに印加する。これによって、下アームのスイッチング素子Ｑｂがオフからオンに切り替わる前に、上アームの寄生ダイオードＤａにおいて比較的小さな逆回復電流を意図的に流すようにしている。
【００４０】
これによって、逆回復電流の原因となるキャリア（電子又は正孔）が、寄生ダイオードＤａにおいてほとんど使い果たされる。したがって、その後に下アームのスイッチング素子Ｑｂがオンに切り替わっても、寄生ダイオードＤａには逆回復電流がほとんど流れないため、スイッチング素子Ｑｂにおける損失を抑制できる。
【００４１】
図３は、コンバータ１００での逆電圧の印加に関する動作を示すタイムチャートである（適宜、図１、図２を参照）。図３の上から順に、上アームのスイッチング素子Ｑａの駆動信号、下アームのスイッチング素子Ｑｂの駆動信号、マルチバイブレータ４０ａの「ＯＵＴ」端子（図２参照）から出力される信号、及び、マルチバイブレータ４０ｂの「ＯＵＴ」端子（図２参照）から出力される信号を示している。なお、図３の各横軸は、時間である。
【００４２】
図３に示す「デッドタイム」は、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂの両方がオフ状態の期間である。実際には「デッドタイム」は非常に短い時間であるが、分かりやすくするために図３では「デッドタイム」を長めの時間で記載している。
【００４３】
マルチバイブレータ４０ａは、スイッチング素子Ｑａの駆動信号の立下りを検出した場合、逆電圧印加回路３０ａにオン信号を所定時間出力する。つまり、スイッチング素子駆動回路２０から上アームのスイッチング素子Ｑａに出力される駆動信号がオンからオフに切り替わると（時刻ｔ１）、この駆動信号の立下りを、オンディレイ回路６０ａでの所定の遅れ時間Δｔａをもってマルチバイブレータ４０ａが検出する。そして、マルチバイブレータ４０ａからのオン信号の出力が開始される（時刻ｔ２）。
【００４４】
マルチバイブレータ４０ａの「ＯＵＴ」端子（図２参照）から逆電圧印加回路３０ａのスイッチング手段３２（図２参照）にオン信号が出力されると、このスイッチング手段３２がオンに切り替わり、寄生ダイオードＤａに比較的小さい逆電圧が印加される。これによって、寄生ダイオードＤａに流れる逆回復電流のピーク値を抑えることができる。
【００４５】
寄生ダイオードＤａに逆電圧が印加されると、上下一対のスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂのデッドタイム中に、寄生ダイオードＤａ及びスイッチング素子Ｑｂを介して、比較的小さい逆回復電流が流れる。これによって、寄生ダイオードＤａに存在するキャリア（電子又は正孔）が、一時的にほとんど使い果たされる。したがって、その後に下アームのスイッチング素子Ｑｂがオンに切り替わっても、寄生ダイオードＤａに大きな逆回復電流が流れることはほとんどない。これによって、スイッチング素子Ｑｂにおける損失を低減できる。
【００４６】
マルチバイブレータ４０ａの「ＯＵＴ」端子（図２参照）から出力されるオン信号は、通電時間設定回路７０ａに基づく所定時間、継続される（時刻ｔ２〜ｔ４）。その結果、逆電圧印加回路３０ａのスイッチング手段３２（図２参照）のオン状態も、時刻ｔ２〜ｔ４の期間で継続される。なお、スイッチング手段３２がオンからオフに切り替わるタイミングは、デッドタイム（時刻ｔ１〜ｔ３）が終わってから所定時間Δｔｂの経過後であってもよいし、また、デッドタイムが終わるのと略同時であってもよい。
【００４７】
このようにスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂのデッドタイム中に逆電圧印加信号が出力されるため、寄生ダイオードＤａでの逆回復電流を適切に抑制できる。なお、他方のマルチバイブレータ４０ｂの動作も、一方のマルチバイブレータ４０ａと同様である。また、第２レグ１２に逆電圧を印加する動作についても同様である。
【００４８】
＜コンバータの制御モード＞
次に、コンバータ１００の複数の制御モードについて説明する。前記した複数の制御モードには、「同期整流制御」、「部分スイッチング制御」、及び「高速スイッチング制御」が含まれる。
【００４９】
（１．同期整流制御）
図４は、同期整流制御における交流電源電圧ｖｓ、回路電流ｉｓ、及びスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄの駆動パルスの時間的変化を示す説明図である（適宜、図１を参照）。なお、図４の各横軸は時間である。
同期整流制御は、交流電源電圧ｖｓの極性に応じて、平滑コンデンサＣ１を介した電流経路（例えば、図５の破線矢印の経路）に含まれる所定のスイッチング素子をオン状態にする制御である。同期整流制御は、コンバータ回路１０の負荷が比較的小さいときに行われる。
【００５０】
同期整流制御において制御回路５０は、例えば、電流検出部Ｈによって検出される回路電流ｉｓに同期させて、上アームのスイッチング素子Ｑａ，Ｑｃのオン／オフを切り替える。交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間について説明すると、制御回路５０は、回路電流ｉｓが流れているときにはスイッチング素子Ｑａをオン状態とし、回路電流ｉｓが流れていないときにはスイッチング素子Ｑａをオフ状態にする。また、交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間では、制御回路５０は、上アームのスイッチング素子Ｑｃをオフ状態で維持する。
【００５１】
また、制御回路５０は、交流電源電圧ｖｓの極性の変化に同期させて、下アームのスイッチング素子Ｑｂ，Ｑｄのオン／オフを切り替える。例えば、交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間において制御回路５０は、スイッチング素子Ｑｂをオフ状態にし、スイッチング素子Ｑｄをオン状態にする。
【００５２】
このように、同期整流制御において制御回路５０は、複数のスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのうち、平滑コンデンサＣ１を介した電流経路（例えば、図５の破線矢印を参照）に含まれるスイッチング素子Ｑａ，Ｑｄを、コンバータ回路１０に電流が流れている期間の少なくとも一部でオン状態とし、この電流経路に含まれないスイッチング素子Ｑｂ，Ｑｃをオフ状態にする。
【００５３】
同期整流制御では、図４に示すように、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのスイッチング回数が少なくてすむため、適度な力率を保ちながらもスイッチング損失を低減し、高効率化を図ることができる。なお、逆電圧の印加と各制御モードとの関連性については後記する。
【００５４】
図５は、同期整流制御において、交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルに含まれるときの電流の流れを示す説明図である。
交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間では、図５の破線矢印で示すように、平滑コンデンサＣ１を介した電流経路を介して、回路電流ｉｓが流れる。すなわち、交流電源Ｇ→リアクトルＬ１→スイッチング素子Ｑａ→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑｄ→交流電源Ｇの順に回路電流ｉｓが流れる。
【００５５】
また、交流電源電圧ｖｓが負の半サイクルの期間では、図示はしないが、交流電源Ｇ→スイッチング素子Ｑｃ→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑｂ→リアクトルＬ１→交流電源Ｇの順に回路電流ｉｓが流れる。
【００５６】
（２．部分スイッチング制御）
部分スイッチング制御は、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのうち、リアクトルＬ１に接続されている２つのスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂを交互にオン・オフする動作を、交流電源Ｇの電圧の半サイクルごとに所定回数行う制御モードである。部分スイッチング制御は、コンバータ回路１０の負荷が中程度のときに行われる。
【００５７】
図６は、部分スイッチング制御における交流電源電圧ｖｓ、回路電流ｉｓ・短絡電流ｉｓｐ、及びスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄの駆動パルスの時間的変化を示す説明図である（適宜、図１を参照）。
交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間について説明すると、制御回路５０は、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂを所定回数・所定パルス幅で交互にオン・オフする。より詳しく説明すると、制御回路５０は、交流電源電圧ｖｓの正・負が切り替わった直後に、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂを交互にオン・オフする動作を所定回数行う。また、制御回路５０は、交流電源電圧ｖｓの極性に同期して、スイッチング素子Ｑｃ，Ｑｄのオン／オフを制御する。
【００５８】
以下では、部分スイッチング制御についてわかりやすく説明するために、部分スイッチング制御を「力率改善動作」と「同期整流動作」とに分けて説明する。
「力率改善動作」とは、リアクトルＬ１を介して、所定の短絡電流ｉｓｐ（図７の破線矢印を参照）を流す動作である。なお、短絡電流ｉｓｐとは、コンバータ回路１０において平滑コンデンサＣ１を介さずに流れる電流である。
【００５９】
また、「同期整流動作」とは、交流電源電圧ｖｓの極性に基づいてスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄを制御し、平滑コンデンサＣ１を介して回路電流ｉｓを流す動作である。ちなみに、前記した同期整流モード（図４、図５参照）は、この「同期整流動作」を継続的に行う制御モードである。
【００６０】
まず、「力率改善動作」について説明する。
例えば、交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルの期間において、制御回路５０は、図６に示すように、スイッチング素子Ｑｃをオフ状態で維持するとともに、スイッチング素子Ｑｄをオン状態で維持する。また、制御回路５０は、コンバータ回路１０に電流が流れ始める所定の区間ｔｆにおいて、スイッチング素子Ｑｂをオン、スイッチング素子Ｑａをオフにする。このときに流れる短絡電流ｉｓｐの経路について、図７を参照して説明する。
【００６１】
図７は、交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルにおいて、力率改善動作を行ったときの電流の流れを示す説明図である。
交流電源電圧ｖｓが正の半サイクルのときに力率改善動作が行われると、図７の破線矢印で示すように、交流電源Ｇ→リアクトルＬ１→スイッチング素子Ｑｂ→スイッチング素子Ｑｄ→交流電源Ｇの順に短絡電流ｉｓｐ（力率改善電流）が流れる。このときリアクトルＬ１には、所定のエネルギが蓄えられる。
【００６２】
このように短絡電流ｉｓｐを流すことで、電流波形の歪みを小さくし、電流波形を正弦波に近づけることができる（図６参照）。したがって、コンバータ１００の力率を改善できるとともに、高調波電流を抑制できる。
【００６３】
なお、交流電源電圧ｖｓが負の極性である期間では、図示はしないが、交流電源Ｇ→スイッチング素子Ｑｃ→スイッチング素子Ｑａ→リアクトルＬ１→交流電源Ｇの短絡経路において、短絡電流ｉｓｐが流れる。
【００６４】
次に、「同期整流動作」について説明する。
前記した「力率改善動作」を行った後、制御回路５０は、図６に示す所定の区間ｔｇにおいて「同期整流動作」を行う。すなわち、制御回路５０は、スイッチング素子Ｑａをオフからオンに切り替えるとともに、スイッチング素子Ｑｂをオンからオフに切り替える。なお、区間ｔｇにおいてもスイッチング素子Ｑｃはオフ状態で維持され、スイッチング素子Ｑｄはオン状態で維持される。
【００６５】
このようにスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄが制御されることで、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギが平滑コンデンサＣ１に放出され、平滑コンデンサＣ１の直流電圧が昇圧される。これによって、例えば、モータＭの回転速度の許容限度を高めることができる。なお、同期整流動作における電流経路は、前記した同期整流モードにおける電流経路（図５の破線矢印を参照）と同様である。
【００６６】
そして、制御回路５０は、部分スイッチング制御において、前記した「同期整流動作」と「力率改善動作」とを交互に所定回数行う。
【００６７】
（３．高速スイッチング制御）
高速スイッチング制御は、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのうち、リアクトルＬ１に接続されている２つのスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂを交互にオン・オフする動作を所定周期で繰り返す制御モードである。高速スイッチング制御は、コンバータ回路１０の負荷が比較的大きいときに行われる。
【００６８】
図８は、高速スイッチング制御における交流電源電圧ｖｓ、回路電流ｉｓ・短絡電流ｉｓｐ、及びスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄの駆動パルスの時間的変化を示す説明図である。
【００６９】
交流電源電圧ｖｓの正の半サイクルを例に説明すると、制御回路５０は、スイッチング素子Ｑｃをオフ状態、スイッチング素子Ｑｄをオン状態で維持する。また、制御回路５０は、リアクトルＬ１に接続されているスイッチング素子Ｑａ，Ｑｂのオン／オフを、所定周期で交互に切り替える。また、制御回路５０は、回路電流ｉｓや短絡電流ｉｓｐの電流波形が正弦波状になるように、スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂのオンデューティを所定に変化させる。
【００７０】
つまり、高速スイッチング制御では、前記した「力率改善動作」と「同期整流動作」とが所定周期で交互に繰り返される。このような高速スイッチング制御を高負荷時に行うことで、回路電流ｉｓ等が正弦波状になるため、高調波を抑制できるとともに、力率を改善できる。
【００７１】
＜制御モードの切替えについて＞
図９は、負荷の大きさ、逆電圧の印加の有無、コンバータ１００の動作モード、モータＭの運転領域の関係を示す説明図である。
図９に示す「中間運転領域」は、負荷（例えば、電流検出部Ｈの検出値：図１参照）が比較的小さい領域である。本実施形態では、負荷の大きさが閾値Ｉ１未満である場合に「同期整流制御」を行うことで、コンバータ１００の高効率化を図るようにしている。
【００７２】
図９に示す「定格運転領域」は、前記した「中間運転領域」よりも負荷が大きく、モータＭ（図１参照）を定格運転できる領域である。本実施形態では、負荷の大きさが閾値Ｉ１以上かつ閾値Ｉ２未満である場合に「部分スイッチング制御」を行うことで、昇圧や力率の改善の他、高調波の抑制を行うようにしている。
【００７３】
図９に示す「高負荷領域」は、負荷の大きさが比較的大きい領域である。本実施形態では、負荷の大きさが閾値Ｉ２以上である場合に「高速スイッチング制御」を行うことで、昇圧、力率の改善、及び高調波の抑制を行うようにしている。なお、閾値Ｉ１，Ｉ２の大きさは、事前の実験やシミュレーションに基づいて、予め設定されている。
【００７４】
＜制御回路の処理＞
図１０は、コンバータ１００の制御回路５０が実行する処理のフローチャートである（適宜、図１を参照）。なお、図１０の「ＳＴＡＲＴ」時には、モータＭが駆動しているものとする。
ステップＳ１０１において制御回路５０は、電流検出部Ｈの検出値Ｉ（負荷の大きさ）を読み込む。
【００７５】
ステップＳ１０２において制御回路５０は、ステップＳ１０１で読み込んだ検出値Ｉが閾値Ｉ１（第１閾値）未満であるか否かを判定する。つまり、制御回路５０は、モータＭの運転領域が「中間運転領域」（図９参照）に含まれるか否かを判定する。
【００７６】
電流の検出値Ｉが閾値Ｉ１未満である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、制御回路５０の処理はステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３において制御回路５０は、前記した同期整流制御を実行する。これによって、電力変換を高効率で行うことができる。
【００７７】
ステップＳ１０３の同期整流制御の実行中、制御回路５０は、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを停止させ、逆電圧の印加を行わないようにする。ここで、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを「停止」させるとは、周期的に繰り返される交流電源電圧ｖｓの各サイクルにおいて、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂによる逆電圧の印加を行わないことを意味している。
【００７８】
前記したように、同期整流制御では、交流電源電圧ｖｓのゼロクロス点付近で、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのオン／オフが切り替えられる（図４参照）。このゼロクロス点付近では交流電源電圧ｖｓが略ゼロであるため、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂから逆電圧を印加せずとも、寄生ダイオードＤａ〜Ｄｄには逆回復電流がほとんど流れない。したがって、同期整流制御の実行中、寄生ダイオードＤａ〜Ｄｄに逆電圧を印加する必要は特にない。このように逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを不必要に駆動させないようにすることで、無駄な消費電力を削減できる。
【００７９】
また、図１０のステップＳ１０２において電流の検出値Ｉが閾値Ｉ１以上である場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、制御回路５０の処理はステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４において制御回路５０は、電流検出部Ｈの検出値Ｉが閾値Ｉ２（第２閾値）未満であるか否かを判定する。つまり、制御回路５０は、電流の検出値Ｉが「定格運転領域」（図９参照）に含まれるか否かを判定する。なお、前記した閾値Ｉ２は、閾値Ｉ１よりも大きな値であり、予め設定されている。
【００８０】
電流の検出値Ｉが閾値Ｉ２未満である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、制御回路５０の処理はステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５において制御回路５０は、部分スイッチング制御を実行する。これによって、昇圧や力率の改善の他、高調波の抑制を行うことができる。
【００８１】
ステップＳ１０５の部分スイッチング制御の実行中、制御回路５０は、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動させ、所定の逆電圧を印加する。ここで、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを「駆動」させるとは、周期的に繰り返される交流電源電圧ｖｓの各サイクルにおいて、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂによる逆電圧の印加を少なくとも１回行うことを意味している。
【００８２】
例えば、上アームのスイッチング素子Ｑａがオンからオフに変わった直後のデッドタイムにおいて制御回路５０は、逆電圧印加回路３０ａによって寄生ダイオードＤａに逆電圧を印加する。これによって、その後に下アームのスイッチング素子Ｑｂがオンになった瞬間、大きな逆回復電流が寄生ダイオードＤａに生じることを抑制できる。したがって、コンバータ回路１０の低損失化を図ることができる。
【００８３】
また、ステップＳ１０４において電流検出部Ｈの検出値Ｉが閾値Ｉ２以上である場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御回路５０の処理はステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６において制御回路５０は、高速スイッチング制御を実行する。これによって、「高負荷運転領域」（図９参照）においても、昇圧や力率を改善の他、高調波の抑制を行うことができる。
【００８４】
ステップＳ１０６の高速スイッチング制御の実行中、制御回路５０は、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動させ、所定の逆電圧を印加する。これによって、寄生ダイオードＤａ等で大きな逆回復電流が生じることを抑制し、コンバータ回路１０の低損失化を図ることができる。
【００８５】
このように制御回路５０は、コンバータ回路１０の負荷の大きさに基づいて、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂの駆動／停止を切り替える。ステップＳ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０６のいずれかの処理を行った後、制御回路５０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００８６】
＜効果＞
第１実施形態によれば、低負荷時に同期整流制御を行っているとき、制御回路５０は、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを停止させる（Ｓ１０３：図１０参照）。前記したように、交流電源電圧ｖｓのゼロクロス点付近でスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄのオン／オフを切り替える同期整流制御では、寄生ダイオードＤａ〜Ｄｄには逆回復電流がほとんど流れないからである。このように、不必要に逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動しないようにすることで、コンバータ１００における損失を抑制し、高効率化を図ることができる。
【００８７】
また、第１実施形態によれば、中負荷時の部分スイッチング制御や、高負荷時の高速スイッチング制御が行われているときには、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂから寄生ダイオードＤａ等に逆電圧が印加される（Ｓ１０５，Ｓ１０６：図１０参照）。したがって、部分スイッチング制御や高速スイッチング制御によって高出力化を図りつつ、コンバータ回路１０における損失を低減できる。
【００８８】
このように第１実施形態によれば、制御回路５０が、負荷の大きさに応じて、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂの駆動／停止を切り替えることで、高効率化と高出力化とを両立できる。
【００８９】
≪第２実施形態≫
第２実施形態では、第１実施形態で説明したコンバータ１００（図１参照）を備える空気調和機Ｗ（図１１参照）について説明する。なお、コンバータ１００の構成や動作については、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００９０】
図１１は、第２実施形態に係る空気調和機Ｗの構成図である。
空気調和機Ｗは、所定の空調を行う機器である。以下では、空気調和機Ｗが主に冷房運転を行うものとして説明するが、これに限定されるものではない。
図１１に示すように、空気調和機Ｗは、圧縮機１と、室外熱交換器２と、室外ファン３と、膨張弁４と、室内熱交換器５と、室内ファン６と、コンバータ１００と、インバータ２００と、を備えている。また、図１１に示す冷媒回路Ｆは、圧縮機１、室外熱交換器２、膨張弁４、及び室内熱交換器５が、配管ｑを介して環状に順次接続された構成になっている。
【００９１】
圧縮機１は、ガス状の冷媒を圧縮する機器であり、駆動源であるモータＭを備えている。なお、図１１では省略しているが、圧縮機１の吸入側には、冷媒を気液分離するためのアキュムレータが設けられている。
【００９２】
コンバータ１００は、交流電源Ｇから印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換装置であり、第１実施形態と同様の構成を備えている。インバータ２００は、コンバータ１００から印加される直流電圧を交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を圧縮機１のモータＭに印加する。
【００９３】
室外熱交換器２は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室外ファン３から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室外ファン３は、室外熱交換器２に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器２の付近に設置されている。
【００９４】
膨張弁４は、室外熱交換器２（凝縮器）で凝縮した冷媒を減圧する弁である。そして、膨張弁４で減圧された冷媒が、室内熱交換器５（蒸発器）に導かれるようになっている。
【００９５】
室内熱交換器５は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室内ファン６から送り込まれる室内空気（空調対象空間の空気）と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室内ファン６は、室内熱交換器５に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器５の付近に設置されている。
【００９６】
図１１に示す例では、圧縮機１、室外熱交換器２、室外ファン３、コンバータ１００、及びインバータ２００が、室外機Ｕｏに設けられている。一方、室内熱交換器５や室内ファン６は、室内機Ｕｉに設けられている。そして、例えば、冷房運転中には冷媒回路Ｆにおいて、圧縮機１、室外熱交換器２（凝縮器）、膨張弁４、及び室内熱交換器５（蒸発器）を順次に介して、冷凍サイクルで冷媒が循環するようになっている。
【００９７】
なお、空気調和機Ｗの構成は、図１１の例に限定されるものではない。例えば、冷媒の流路を切り替える四方弁（図示せず）が、冷媒回路Ｆに設けられていてもよい。このような構成において、暖房運転時には、圧縮機１、室内熱交換器５（凝縮器）、膨張弁４、及び室外熱交換器２（蒸発器）を順次に介して、冷凍サイクルで冷媒が循環する。すなわち、圧縮機１、「凝縮器」、膨張弁４、及び「蒸発器」を順次に介して冷媒が通流する冷媒回路Ｆにおいて、「凝縮器」及び「蒸発器」の一方は室外熱交換器２であり、他方は室内熱交換器５である。
【００９８】
＜効果＞
第２実施形態によれば、空気調和機Ｗが、第１実施形態と同様の構成のコンバータ１００を備えている。これによって、空気調和機Ｗの高効率化を図り、従来よりもＡＰＦ（Annual Performance Factor）を高めることができる。
図ることができる。
【００９９】
また、コンバータ１００の制御回路５０（図１参照）は、中負荷時の部分スイッチング制御中や、高負荷時の高速スイッチング制御中、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを用いて所定の逆電圧を印加する。これによって、圧縮機１のモータＭを高速回転させることが可能になり、空気調和機Ｗの高出力化を図ることができる。このように第２実施形態によれば、高効率化と高出力化との両立を図った空気調和機Ｗを提供できる。
【０１００】
≪変形例≫
以上、本発明に係るコンバータ１００（図１参照）や空気調和機Ｗ（図１１参照）について各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、次に説明するように、第１実施形態で説明した構成に還流ダイオードＤａ１〜Ｄｄ１（図１２参照）を追加してもよい。
【０１０１】
図１２は、変形例に係る電力変換装置であるコンバータ１００Ａの構成図である。
図１２に示すように、スイッチング素子Ｑａに対して逆並列に還流ダイオードＤａ１が接続されていてもよい。このような構成において、逆電圧印加回路３０ａによる逆電圧は、寄生ダイオードＤａに印加されるとともに、還流ダイオードＤａ１にも印加される。なお、他のスイッチング素子Ｑｂ〜Ｑｄに接続された還流ダイオードＤｂ１〜Ｄｄ１についても同様である。
図１２に示す構成によれば、寄生ダイオードＤａ〜Ｄｄにおける逆回復電流を抑制できるとともに、還流ダイオードＤａ１〜Ｄｄ１における逆回復電流を抑制できるため、コンバータ１００Ａの低損失化を図ることができる。
【０１０２】
また、第１実施形態では、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄ（図１参照）が全てＭＯＳＦＥＴである場合について説明したが、これに限らない。例えば、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transisto）といった他の種類の素子であってもよい。また、スイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄとして、異なる種類の素子が混在していてもよい。また、寄生ダイオードが存在しない種類のスイッチング素子に、それぞれ、還流ダイオードが逆並列に接続された構成であってもよい。
また、第１実施形態で説明したコンバータ１００（図１参照）の構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【０１０３】
また、第１実施形態では、コンバータ回路１０の負荷の大きさの指標として、コンバータ回路１０に流れる電流の検出値を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、コンバータ回路１０の負荷の大きさの指標として、コンバータ回路１０の直流側の電圧（平滑コンデンサＣ１の電圧）、インバータ２００（インバータ回路）の変調率、インバータ２００の出力側に接続されるモータＭの回転速度、又は、モータＭに流れる電流を制御回路５０が用いるようにしてもよい。
【０１０４】
なお、インバータ２００の「変調率」とは、インバータ２００の直流電圧に対するモータＭの印加電圧（線間電圧）の実効値の比である。なお、負荷が大きくなるにつれて、インバータ２００の変調率の他、モータＭの電流や回転速度も大きくなる。したがって、所定の閾値によって分けられる複数の負荷領域と、インバータ２００に流れる電流等との関係は、図９と同様になる。
【０１０５】
また、前記した複数の指標を適宜に組み合わせてもよい。例えば、コンバータ回路１０の直流側の電圧が所定値以上であり、かつ、コンバータ回路１０に流れる電流が所定値以上である場合には、制御回路５０が逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動させ、それ以外の場合には、逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを停止させるようにしてもよい。
すなわち、「負荷」の大きさの指標として、コンバータ回路１０の直流側の電圧、コンバータ回路１０に流れる電流、インバータ２００（インバータ回路）の変調率、インバータ２００の出力側に接続されるモータＭの回転速度、及び、モータＭに流れる電流のうちいずれか一つ以上が用いられるようにしてもよい。
その他、負荷の大きさの指標として、空気調和機Ｗ（図１１参照）の室外熱交換器２の温度、室内熱交換器５の温度、外気温度、室内温度（空調対象空間の温度）等が用いられてもよい。
【０１０６】
また、第１実施形態では、マルチバイブレータ４０ａ，４０ｂ（図１参照）がスイッチング素子駆動回路２０に接続される構成について説明したが、これに限らない。例えば、マルチバイブレータ４０ａ，４０ｂを使用せず、制御回路５０で逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂの駆動用信号を逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂ用の所定の駆動回路へ出力し、これを用いて逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動させてもよい。
【０１０７】
また、第１実施形態では、コンバータ回路１０に流れる電流の検出値Ｉ（負荷の大きさ）に関して、２つの閾値Ｉ１，Ｉ２が設けられる場合について説明したが、これに限らない。例えば、負荷の大きさが所定値未満である場合には、制御回路５０が逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを停止させ、負荷の大きさが所定値以上である場合には、制御回路５０が逆電圧印加回路３０ａ，３０ｂを駆動させるようにしてもよい。このような構成でも、コンバータ回路１０の低損失化を図ることができる。
【０１０８】
また、第２実施形態では、室内機Ｕｉ（図１１参照）及び室外機Ｕｏ（図１１参照）が一台ずつ設けられた構成の空気調和機Ｗについて説明したが、これに限らない。例えば、複数台の室外機を備えるマルチ型の空気調和機にも各実施形態を適用できる。
また、第２実施形態では、コンバータ１００等を備える空気調和機Ｗ（図１１参照）について説明したが、冷蔵庫、給湯機、洗濯機等の他の機器にも適用可能である。
【０１０９】
また、実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
【符号の説明】
【０１１０】
１      圧縮機
２      室外熱交換器（凝縮器／蒸発器）
３      室外ファン
４      膨張弁
５      室内熱交換器（蒸発器／凝縮器）
６      室内ファン
１０    コンバータ回路
１１    第１レグ（スイッチングレグ）
１２    第２レグ（スイッチングレグ）
２０    スイッチング素子駆動回路
３０ａ，３０ｂ  逆電圧印加回路
４０ａ，４０ｂ  マルチバイブレータ
５０  制御回路
１００，１００Ａ  コンバータ（電力変換装置）
２００  インバータ（インバータ回路）
Ｃ１    平滑コンデンサ
Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ  寄生ダイオード
Ｄａ１，Ｄｂ１，Ｄｃ１，Ｄｄ１  還流ダイオード
Ｆ      冷媒回路
Ｇ      交流電源
Ｈ      電流検出部
Ｌ１    リアクトル
Ｍ      モータ
Ｑａ，Ｑｃ  スイッチング素子（上アームのスイッチング素子）
Ｑｂ，Ｑｄ  スイッチング素子（下アームのスイッチング素子）
Ｗ      空気調和機
ｐ１    配線
【図１】
2020090071.tif 000003
【図２】
2020090071.tif 000004
【図３】
2020090071.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020090071.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020090071.tif 000009
【図８】
2020090071.tif 000010
【図９】
2020090071.tif 000011
【図１０】
2020090071.tif 000012
【図１１】
2020090071.tif 000013
【図１２】
2020090071.tif 000014
【国際調査報告】
2020090071.tif 000015
2020090071.tif 000016
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