(57)【要約】  スイッチング素子のスイッチングデューティ比が０となると、部品に異常発熱が生じる可能性があるという問題がある。  本発明にかかる直流電源装置（１００）は、交流電源（１）から出力される交流電圧を整流する整流回路（４）と、複数のリアクタ（５）、複数のスイッチング素子（６）および複数の逆流防止ダイオード（７）を有し、整流回路（４）で整流された電圧を昇圧する昇圧回路（２０）と、昇圧回路（２０）から出力される電圧である出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ（８）と、平滑コンデンサ（８）の両端電圧を検出する電圧検出部（１２）と、電圧検出部（１２）により検出された電圧が出力電圧の目標値以上の場合に、複数のスイッチング素子（６）のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定したデューティ比に基づいて複数のスイッチング素子（６）を制御する制御部（１１）と、を備える。
2020188769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から出力される交流電圧を整流する整流回路と、  複数のリアクタ、複数のスイッチング素子および複数の逆流防止素子を有し、前記整流回路で整流された電圧を昇圧する昇圧回路と、  前記昇圧回路から出力される電圧である出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、  前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、  前記電圧検出部により検出された電圧が前記出力電圧の目標値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定した前記デューティ比に基づいて前記複数のスイッチング素子を制御する制御部と、  を備える直流電源装置。
【請求項２】
前記あらかじめ定められた値は、設定可能な最小値である請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記整流回路と前記昇圧回路との間を流れる電流を検出する一次電流検出回路、  を備え、  前記制御部は、前記一次電流検出回路により検出された電流、および前記電圧検出部により検出された電圧のうち少なくとも一方に基づいて異常を検出し、異常を検出した場合に前記複数のスイッチング素子の動作を停止させる請求項１または２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の直流電源装置と、  前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換してモータへ出力するインバータと、  を備えるモータ駆動装置。
【請求項５】
モータと、  前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、  を備える空気調和装置。
【請求項６】
モータと、  前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、  を備える冷蔵庫。
【請求項７】
モータと、  前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、  を備えるヒートポンプ給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リアクタおよびスイッチング素子で構成される複数の直列回路が複数並列に接続された昇圧回路、を備える直流電源装置、この直流電源装置を備えるモータ駆動装置、空気調和装置、冷蔵庫およびヒートポンプ給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１に開示される電源装置には、整流回路の出力が複数の電流経路に分岐され、リアクタおよびスイッチング素子で構成される複数の直列回路が互いに並列に設けられる。スイッチング素子がオフのときに、複数の直列回路のそれぞれに設けられたリアクタから出力される電流は、逆流防止ダイオードを介して平滑コンデンサに供給される。特許文献１に開示される電源装置では、スイッチング素子のデューディ比が調整されることで、平滑コンデンサから出力される電圧を昇圧させることができる。特許文献１に開示される電源装置では、複数の直列回路のそれぞれに設けられたスイッチング素子は、それぞれが異なる位相で駆動される。これにより、複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流が抑制されるとともに、リアクタから出力される電流のリプル成分が抑制される。並列に接続された複数の直列回路を備え、並列に接続された複数の直列回路のそれぞれに設けられたスイッチング素子が異なる位相で駆動される昇圧回路は、一般に、インターリーブ方式の昇圧回路とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９５２８２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に記載されているような、リアクタおよびスイッチング素子で構成される直列回路が複数並列に接続された昇圧回路では、昇圧の目標電圧を超える電圧が入力された場合には、昇圧動作を行う必要がないため、スイッチング素子のスイッチングデューティ比は０となる。スイッチング素子のスイッチングデューティ比が０となると、スイッチング素子のスイッチングによるアクティブな制御が行われなくなるため、昇圧回路は、パッシブ回路のようにふるまう。その際に、並列に複数接続された直列回路のリアクタ、およびインピーダンスの低い経路に電流が集中する。これにより、リアクタ、インピーダンスの低い経路上の電子部品、といった部品に異常発熱が生じる可能性があるという問題がある。【０００５】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品の異常発熱を抑制することができる直流電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる直流電源装置は、交流電源から出力される交流電圧を整流する整流回路と、複数のリアクタ、複数のスイッチング素子および複数の逆流防止素子を有し、整流回路で整流された電圧を昇圧する昇圧回路と、を備える。また、直流電源装置は、昇圧回路から出力される電圧である出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、を備える。さらに、直流電源装置は、電圧検出部により検出された電圧が出力電圧の目標値以上の場合に、複数のスイッチング素子のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定したデューティ比に基づいて複数のスイッチング素子を制御する制御部、を備える。
【発明の効果】
【０００７】  本発明にかかる直流電源装置は、部品の異常発熱を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる直流電源装置の構成例を示す図
【図２】実施の形態１のプロセッサを備える制御回路の構成例を示す図
【図３】実施の形態１の直流電源装置の制御部における動作の一例を示すフローチャート
【図４】実施の形態２に係るモータ駆動装置の構成例を示す図
【図５】実施の形態３に係る空気調和機の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下に、本発明の実施の形態にかかる直流電源装置、モータ駆動装置、空気調和装置、冷蔵庫およびヒートポンプ給湯装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】実施の形態１．  図１は、本発明の実施の形態１にかかる直流電源装置の構成例を示す図である。直流電源装置１００は、単相交流電源である交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換した後、当該直流電力を昇圧して出力することが可能である。
【００１１】  直流電源装置１００は、突入電流を防止するための突入電流防止回路である突入防止回路３と、交流電源１と突入防止回路３との間に設けられ、交流電源１から出力される電流に重畳している高周波ノイズを低減するノイズフィルタ２と、を備える。直流電源装置１００は、さらに、ノイズフィルタ２および突入防止回路３を介して交流電源１から出力される交流電圧を整流する整流回路４と、整流回路４で整流された電圧を昇圧する昇圧回路２０と、昇圧回路２０から出力される電圧を平滑化する平滑コンデンサ８と、を備える。直流電源装置１００は、さらに、昇圧回路２０の負側の端部に接続される一次電流検出用のシャント抵抗９と、整流回路４とシャント抵抗９との間に配され、電源電流である一次電流を検出する電流検出回路である一次電流検出回路１０と、平滑コンデンサ８の両端電圧を検出する電圧検出部１２とを備える。直流電源装置１００は、さらに、昇圧回路２０を制御する制御部１１を備える。
【００１２】  図１に示した直流電源装置１００が、動作を開始すると、初期状態では平滑コンデンサ８には電荷が無いため、突入電流と呼ばれる電流が流れる。突入防止回路３は、突入電流による部品の破壊を防ぐために設けられる。交流電源１から供給される交流電力は、ノイズフィルタ２と突入防止回路３を介して整流回路４で全波整流され、昇圧回路２０で昇圧されて平滑コンデンサ８で平滑される。
【００１３】  昇圧回路２０は、３つのリアクタ５と、３つのスイッチング素子６と、３つの逆流防止ダイオード７とを備える。１つのリアクタ５および１つのスイッチング素子６は１つの直列回路を構成する。図１に示した例では、直列回路が３つ並列に接続されているが、並列に接続される直列回路の数は３に限定されず、２または４以上であってもよい。すなわち、昇圧回路２０は、複数のリアクタ５、複数のスイッチング素子６および複数の逆流防止ダイオード７を有していればよい。各直列回路の中点は、それぞれ逆流防止ダイオード７を介して、平滑コンデンサ８の正側電極に接続される。
【００１４】  ３つのリアクタ５それぞれは、例えば、高調波鉄損が小さいコアを用いることができるが、３つのリアクタ５のそれぞれのコアは、これに限定されない。３つのリアクタ５のそれぞれのコアは、直流電源装置１００の回路構成、制御部１１による制御方法、直流電源装置１００の電力変換効率、直流電源装置１００で発生する熱量と、直流電源装置１００の重量、直流電源装置１００の体積といった要素を考慮して選定されればよい。
【００１５】  ３つのスイッチング素子６のそれぞれは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）である。３つのスイッチング素子６のそれぞれは、コレクタまたはドレインがリアクタ５と逆流防止ダイオード７の間に接続され、エミッタまたはソースがシャント抵抗９に接続されている。
【００１６】  ３つの逆流防止ダイオード７のそれぞれは、逆流防止素子の一例である。逆流防止ダイオード７のアノードがリアクタ５とスイッチング素子６に接続され、カソードが平滑コンデンサ８に接続されている。
【００１７】  シャント抵抗９は、一次電流検出用に設けられており、一端が、昇圧回路２０の一端、具体的にはスイッチング素子６のエミッタまたはソースと接続される。シャント抵抗９の他端は、整流回路４の負側端子と平滑コンデンサ８の負側電極とを接続する接続線に接続される。一次電流検出回路１０は、整流回路４の負側端子と平滑コンデンサ８の負側電極とを接続する接続線がシャント抵抗９と接続する接続点１３と、整流回路４の負側端子との間に設けられる。これにより、一次電流検出回路１０は、整流回路４と昇圧回路２０との間を流れる電流を一次電流として検出する。一次電流検出回路１０は、一次電流の検出結果を制御部１１に出力する。
【００１８】  平滑コンデンサ８は、整流回路４で全波整流され昇圧回路２０で昇圧された電圧を平滑化する。平滑コンデンサ８の正側電極は、逆流防止ダイオード７のカソードと接続され、平滑コンデンサ８の負側電極は、シャント抵抗９および一次電流検出回路１０に接続される。
【００１９】  制御部１１は、一次電流検出回路１０と接続されるとともに、電圧検出部１２に接続される。制御部１１は、一次電流検出回路１０から、一次電流の検出結果を取得し、電圧検出部１２から、平滑コンデンサ８の両端電圧の検出結果を取得する。また、図示は省略しているが、制御部１１は、各スイッチング素子６と接続されており、各スイッチング素子６のオンとオフを制御するＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御信号を各スイッチング素子６へ出力する。制御部１１は、各スイッチング素子６が同時とならないように、具体的には各スイッチング素子６がオンとなる期間を互いにずらすようなＰＷＭ信号を生成する。
【００２０】  また、制御部１１は、昇圧回路２０で昇圧される電圧である出力電圧が、該出力電圧の目標値であってあらかじめ定められた値である目標電圧となるように、目標電圧、一次電流の検出結果および電圧値に基づいて各スイッチング素子６のデューティ比であるスイッチングデューティ比を決定し、スイッチングデューティ比に基づいてＰＷＭ信号を生成する。昇圧回路２０で昇圧された電圧が目標電圧となるような各スイッチング素子６のスイッチングデューティ比の決定方法は、一般的な方法を用いることができ、特に制約はないため、詳細な説明を省略する。
【００２１】  制御部１１は、処理回路により実現される。この処理回路は、プロセッサを備える制御回路であってもよいし、専用ハードウェアであってもよい。図２は、本実施の形態のプロセッサを備える制御回路の構成例を示す図である。制御回路２００は、プロセッサ２０１と、メモリ２０２とを備える。プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）ともいう）である。メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が該当する。
【００２２】  図２に示す制御回路２００により、制御部１１が実現される場合、プロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部１１が実現される。また、メモリ２０２は、プロセッサ２０１が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００２３】  上記の処理回路が、専用のハードウェアとして構成される場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものである。制御部１１は、専用のハードウェアである処理回路と制御回路とが組み合わされて実現されてもよい。
【００２４】  つづいて、本実施の形態の動作について説明する。リアクタおよびスイッチング素子で構成される直列回路が複数並列に接続された一般的な昇圧回路では、昇圧の目標電圧を超える電圧が入力された場合には、スイッチングデューティ比が０となる。スイッチングデューティ比が０になると、複数のリアクタ、およびインピーダンスの低い経路に電流が集中する。これにより、リアクタ、インピーダンスの低い経路上の電子部品、といった部品に異常発熱が生じる可能性がある。本実施の形態では、このような部品の異常発熱を抑制するため、以下に述べるように、制御部１１が、平滑コンデンサ８の両端電圧の検出値（以下、単に電圧の検出値という）が目標電圧以上の場合、複数のスイッチング素子６のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定したデューティ比に基づいて複数のスイッチング素子６を制御する。このあらかじめ定められた値の一例は、規定された最小値である。すなわち、制御部１１は、例えば、規定された最小のスイッチングデューティ比でスイッチング素子６を動作させる。これにより、本実施の形態の直流電源装置１００は、複数のリアクタ５、およびインピーダンスの低い経路に電流が集中することを抑制する。このため、部品の異常発熱を抑制することができる。規定された最小のスイッチングデューティ比とは、例えば、直流電源装置１００において設定可能な最小のスイッチングデューティ比である。すなわち、上記のあらかじめ定められた値の一例は、設定可能な最小値である。最小のスイッチングデューティ比は、例えば、スイッチング素子のスイッチング特性と回路仕様により生じる遅れ、例えばＲＣフィルタ、フォトカプラなどによる遅れ等により決まる。また、スイッチンス素子には、許容される最小パルス幅などの制約がある。最小のスイッチングデューティ比は、例えば、これらの制約を満たすように定められる。なお、以下では、平滑コンデンサ８の両端電圧の検出値が目標電圧以上の場合に、規定された最小のスイッチングデューティ比を用いる例を説明するが、最小に限定されず、例えば、閾値以下のスイッチングデューティ比であればよい。
【００２５】  図３は、本実施の形態の直流電源装置１００の制御部１１における動作の一例を示すフローチャートである。初期状態では、制御部１１は、全スイッチング素子６を停止させている。制御部１１は、動作を開始する（ステップＳ１）と、一次電流および電圧の検出結果を取得する（ステップＳ２）。具体的には、制御部１１は、一次電流の検出結果を一次電流検出回路１０から取得し、電圧すなわち平滑コンデンサ８の両端電圧の検出結果を電圧検出部１２から取得する。一次電流検出回路１０および電圧検出部１２は、検出結果を定期的に制御部１１へ出力してもよいし、制御部１１が、一次電流検出回路１０および電圧検出部１２へ検出結果の送信を指示することにより、一次電流検出回路１０および電圧検出部１２から検出結果を取得してもよい。
【００２６】  制御部１１は、一次電流および電圧のうち少なくとも一方が異常範囲内か否かを判断する（ステップＳ３）。異常範囲は、一次電流および電圧のそれぞれに関してあらかじめ定められている。異常範囲は、正常範囲外の範囲である。正常範囲の上限は、例えば、使用するパワーモジュール、コンデンサなどの耐圧の制約を満たす電圧に設定される。正常範囲の下限は、負荷側の電流耐量、突入電流耐量などに応じて設定される。例えば、運転中になんらかの原因で目標電圧まで昇圧できず、直流電圧が低下してしまった場合、インバータを含む負荷側の電流が大きくなり、電子部品などが故障するまたは性能が低下する可能性がある。また、運転中に直流電源に瞬停が生じて直流電圧が低下した後に、直流電源が復帰すると、大きな突入電流が流れる可能性がある。これらのことから、正常範囲の下限を設け、下限を下回る場合には異常と判断して運転を停止させる。図３の説明に戻り、一次電流および電圧のうち少なくとも一方が異常範囲内である場合（ステップＳ３  Ｙｅｓ）、制御部１１は異常と判断し、スイッチング素子６の動作を停止する。すなわち、制御部１１は、一次電流検出回路１０により検出された電流、および電圧検出部１２により検出された電圧のうち少なくとも一方に基づいて異常を検出し、異常を検出した場合に複数のスイッチング素子６の動作を停止させる。また、このとき、制御部１１は、異常であることを外部に通知する、または図示しない表示部に表示するなどによって、ユーザに知らせてもよい。
【００２７】  リアクタ５の断線、スイッチング素子６の故障等によって、昇圧回路２０に欠相が生じることがある。欠相となった状態で昇圧動作が続けられると、直流電源装置１００の後段に接続される負荷の大きさによっては平滑コンデンサ８に供給するエネルギーが不足し、負荷を連続稼働させることができなくなる可能性がある。例えば、直流電源装置１００が空気調和機等に用いられる場合、空気調和機等の連続運転ができなくなることは、快適性、省エネ性を損なってしまう問題が発生する。このため、本実施の形態では、一次電流および電圧のそれぞれの異常範囲を欠相状態の場合と想定される範囲として定めておき、一次電流および電圧のうち少なくとも一方が異常範囲内の場合にスイッチング素子６の動作を停止されることにより、欠相となった状態で昇圧動作が続くことを防止する。
【００２８】  また、後述するように、本実施の形態では、検出した電圧が目標電圧以上となっている状態でスイッチング素子６を動作させるので（後述するステップＳ７を経由したステップＳ６）、平滑コンデンサ８の両端電圧が目標電圧を超える電圧となる、または制御が安定しなくなり平滑コンデンサ８の両端電圧が目標電圧を下回る電圧となる可能性がある。電圧の異常範囲として、目標電圧より一定値以上高い範囲、および目標電圧より一定値以上低い範囲を定めておけば、ステップＳ７を経由したステップＳ６の後のステップＳ３でＹｅｓと判断され、スイッチング素子６を停止させることができる。
【００２９】  一次電流および電圧の両方が、異常範囲内でない場合（ステップＳ３  Ｎｏ）、制御部１１は、検出した電圧すなわち電圧検出部１２の検出結果が、目標電圧未満であるか否かを判断する（ステップＳ４）。検出した電圧が目標電圧未満である場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、制御部１１は、目標電圧、検出した一次電流および電圧に基づいて、スイッチングデューティ比を決定する（ステップＳ５）。そして、制御部１１は、決定したスイッチングデューティ比に基づいてＰＷＭ信号を生成してスイッチング素子６へ出力し（ステップＳ６）、ステップＳ２からの処理を繰り返す。
【００３０】  検出した電圧が目標電圧以上である場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、制御部１１は、スイッチングデューティ比を、規定された最小のスイッチングデューティ比に決定し（ステップＳ７）、ステップＳ６の処理へ進む。このように、本実施の形態では、検出した電圧が目標電圧以上となっている状態で、スイッチング素子６を動作させるので、平滑コンデンサ８の両端電圧が目標電圧を超える電圧となる、または制御が安定しなくなり平滑コンデンサ８の両端電圧が目標電圧を下回る電圧となる可能性がある。しかし、上述したように、電圧の異常範囲を適切に定めておくことにより、上述したステップＳ３の判断によって、電圧が異常範囲であると判断され（ステップＳ３  Ｙｅｓ）、スイッチング素子６の動作が停止される。なお、通常運転時には、負荷側に電流が流れているため、スイッチング素子６をオフとすると、リアクタ５などに大きな電流が流れる可能性があるが、スイッチング素子６の動作が停止されている間は、スイッチング素子６をオフとしてもリアクタ５などに大きな電流が流れることはない。
【００３１】  一般には、部品の異常発熱は、部品が故障するまで検知することが難しい。これは、次のような理由による。目標電圧を超える電圧が印加されると、昇圧回路は昇圧動作を行わないため、昇圧回路において並列に接続されたリアクタ、逆流素子ダイオードなどの部品のうち最もインピーダンスの小さい相に電流が偏って流れ発熱する。一般に、これらの部品の温度は制御上必要でないためこれらの部品の温度の上昇を検出することができない。したがって、部品の異常発熱は、部品が故障するまで検知することが難しい。また、部品の保護のためだけにサーミスタ、電流検出器などを追加すると、回路への部品追加が必要となりコストが増加する。これに対し、以上のように、本実施の形態の直流電源装置１００は、検出した電圧が目標電圧以上である場合、規定された最小のスイッチングデューティ比でスイッチング素子６を動作させるようにしたので、複数のリアクタ５、およびインピーダンスの低い経路に電流が集中することを抑制する。このため、部品の異常発熱を抑制することができる。また、検出した一次電流または電圧が異常範囲内の場合には、スイッチング素子６を停止させるようにしたので、欠相となった状態で昇圧動作が続けることを防止することができる。
【００３２】実施の形態２．  図４は、実施の形態２に係るモータ駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態２のモータ駆動装置１０１は、実施の形態１で説明した直流電源装置１００を備える。モータ駆動装置１０１は、負荷であるモータ４２を駆動する。モータ駆動装置１０１は、実施の形態１で説明した直流電源装置１００と、インバータ４１と、モータ電流検出部４４と、インバータ制御部４３とを備える。インバータ４１は、実施の形態１で説明した直流電源装置１００から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ４２へ出力することにより、モータ４２を駆動する。なお、以下では、直流電源装置１００をインバータ４１の電源として用いる装置の例としてモータ駆動装置１０１を例に挙げて説明するが、直流電源装置１００をインバータ４１の電源として用いる装置はモータ駆動装置１０１に限定されない。すなわち、インバータ４１に接続される負荷は、交流電力が入力される機器であればよく、モータ４２以外の機器でもよい。
【００３３】  インバータ４１は、ＩＧＢＴをはじめとするスイッチング素子を、３相ブリッジ構成または２相ブリッジ構成とした回路である。インバータ４１に用いられるスイッチング素子は、ＩＧＢＴに限定されない。
【００３４】  モータ電流検出部４４は、インバータ４１とモータ４２との間に流れる電流を検出する。インバータ制御部４３は、モータ電流検出部４４で検出された電流を用いて、モータ４２が所望の回転数にて回転するように、インバータ４１内のスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ４１へ印加する。インバータ制御部４３は、実施の形態１の制御部１１と同様に、処理回路により実現される。
【００３５】  以上説明したように、本実施の形態のモータ駆動装置１０１は、実施の形態１で説明した直流電源装置１００を用いることにより部品の異常発熱を抑制することができる。また、検出した一次電流または電圧が異常範囲内の場合には、スイッチング素子６を停止させるため、モータ４２の運転を停止させることができる。したがって、欠相となった状態で昇圧動作が続けることを抑制することができ、モータ４２の連続運転ができなくなる現象を抑制することができる。
【００３６】実施の形態３．  図５は、実施の形態３に係る空気調和機の構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態の空気調和機７００は、実施の形態２で述べたモータ駆動装置１０１およびモータ４２を備える。すなわち、空気調和機７００は実施の形態１で述べた直流電源装置１００を備える。空気調和機７００は、圧縮機構８７およびモータ４２を内蔵した圧縮機８１と、四方弁８２と、室外熱交換器８３と、膨張弁８４と、室内熱交換器８５と、冷媒配管８６とを備える。空気調和機７００は、室外機が室内機から分離されたセパレート型空気調和機に限定されず、圧縮機８１、室内熱交換器８５および室外熱交換器８３が１つの筐体内に設けられた一体型空気調和機でもよい。モータ４２は、モータ駆動装置１０１により駆動される。
【００３７】  圧縮機８１の内部には、冷媒を圧縮する圧縮機構８７と、圧縮機構８７を動作させるモータ４２とが設けられる。圧縮機８１、四方弁８２、室外熱交換器８３、膨張弁８４、室内熱交換器８５および冷媒配管８６に冷媒が循環することにより、冷凍サイクルが構成される。なお、実施の形態２で述べたモータ駆動装置１０１およびモータ４２を備える冷凍サイクル装置の一例として空気調和機７００を例に説明したが、直流電源装置１００を備える冷凍サイクル装置は空気調和機７００に限定されず、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯装置等であってもよい。
【００３８】  また、以上説明した例では、圧縮機８１の駆動源にモータ４２が利用され、モータ駆動装置１０１によりモータ４２を駆動する構成例を説明した。しかしながら、空気調和機７００が備える不図示の室内機送風機および室外機送風機を駆動する駆動源にモータ４２を適用し、当該モータ４２をモータ駆動装置１０１で駆動してもよい。また、室内機送風機、室外機送風機および圧縮機８１の駆動源にモータ４２を適用し、当該モータ４２をモータ駆動装置１０１で駆動してもよい。
【００３９】  以上説明したように、本実施の形態の空気調和機７００は、実施の形態１で説明した直流電源装置１００を用いることにより部品の異常発熱を抑制することができる。また、検出した一次電流または電圧が異常範囲内の場合には、スイッチング素子６を停止させるため、空気調和機７００の運転を停止させることができる。したがって、欠相となった状態で昇圧動作が続けることを抑制することができ、空気調和機７００の連続運転ができなくなる現象を抑制することができる。これによって、快適性、省エネ性を保つことができる。空気調和機７００以外の冷凍サイクル装置に実施の形態１で説明した直流電源装置１００を適用した場合にも、空気調和機７００と同様の効果を奏することができる。
【００４０】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】  １  交流電源、２  ノイズフィルタ、３  突入防止回路、４  整流回路、５  リアクタ、６  スイッチング素子、７  逆流防止ダイオード、８  平滑コンデンサ、９  シャント抵抗、１０  一次電流検出回路、１１  制御部、１２  電圧検出部、２０  昇圧回路、４１  インバータ、４２  モータ、４３  インバータ制御部、４４  モータ電流検出部、８１  圧縮機、８２  四方弁、８３  室外熱交換器、８４  膨張弁、８５  室内熱交換器、８６  冷媒配管、８７  圧縮機構、１００  直流電源装置、１０１  モータ駆動装置、７００  空気調和機。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月19日(2021.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から出力される交流電圧を整流する整流回路と、
複数のリアクタ、複数のスイッチング素子および複数の逆流防止素子を有し、前記整流回路で整流された電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路から出力される電圧である出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された電圧が、異常範囲内でなくかつ前記出力電圧の目標値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定した前記デューティ比に基づいて前記複数のスイッチング素子を制御し、前記電圧検出部により検出された電圧が前記異常範囲内である場合に前記複数のスイッチング素子の動作を停止させる制御部と、
を備え、
前記異常範囲は、前記目標値より一定値以上高い範囲および前記目標値より一定値以上低い範囲である直流電源装置。
【請求項２】
前記あらかじめ定められた値は、設定可能な最小値である請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記整流回路と前記昇圧回路との間を流れる電流を検出する一次電流検出回路、
を備え、
前記制御部は、前記一次電流検出回路により検出された電流に基づいて異常を検出し、異常を検出した場合に前記複数のスイッチング素子の動作を停止させる請求項１または２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の直流電源装置と、
前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換してモータへ出力するインバータと、
を備えるモータ駆動装置。
【請求項５】
モータと、
前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、
を備える空気調和装置。
【請求項６】
モータと、
前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、
を備える冷蔵庫。
【請求項７】
モータと、
前記モータを駆動する請求項４に記載のモータ駆動装置と、
を備えるヒートポンプ給湯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる直流電源装置は、交流電源から出力される交流電圧を整流する整流回路と、複数のリアクタ、複数のスイッチング素子および複数の逆流防止素子を有し、整流回路で整流された電圧を昇圧する昇圧回路と、を備える。また、直流電源装置は、昇圧回路から出力される電圧である出力電圧を平滑化する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、を備える。さらに、直流電源装置は、電圧検出部により検出された電圧が、異常範囲内でなくかつ出力電圧の目標値以上の場合に、複数のスイッチング素子のデューティ比を０より大きく閾値以下のあらかじめ定められた値に決定し、決定したデューティ比に基づいて複数のスイッチング素子を制御し、電圧検出部により検出された電圧が異常範囲内である場合に複数のスイッチング素子の動作を停止させる制御部、を備える。異常範囲は、目標値より一定値以上高い範囲および目標値より一定値以上低い範囲である。
【国際調査報告】
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