発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

近年、環境問題等から電源装置にも低損失すなわち高効率であることが求められている。図３の回路において、ＭＯＳＦＥＴは各々の印加電圧がVout/2であり、直流出力電圧Voutに対する耐圧は必要ないことから、低耐圧で順電圧降下の低いものを用いることができる。さらに、上述のようにＭＯＳＦＥＴは順電圧降下が電流に比例するので、電流容量の大きいものを用いるか、並列数を増やせばその分順電圧降下を低減できる。 一方、ダイオードの順電圧降下電圧低減には下記の課題がある。
ＭＯＳＦＥＴ7と8が高周波スイッチングを行うとダイオード3と4には高周波電圧が印加され、高周波の電流の導通、遮断を行う。同様に、ＭＯＳＦＥＴ 9と１０が高周波スイッチングを行うとダイオード5と6に高周波電圧が印加され、高周波の電流の導通、遮断を行う。特許文献１の図２、図３等には両方の双方向半導体スイッチに高周波スイッチングをさせることが示されている。この高周波動作に耐えるために、ダイオード３〜６には逆回復時間（逆電圧印加時の電流遮断時間）の短い、いわゆるファーストリカバリダイオードが用いられる。一方、ファーストリカバリダイオードは、商用周波数の整流に用いられる、いわゆる一般整流用ダイオードよりも順電圧降下が高くなる傾向にある。 上述の動作においてＭＯＳＦＥＴ７〜１０が全てオフする全電圧モードでは、入力電流Iinはダイオード２個を通過する。さらに入力電流Iinを正弦波化するにはリアクトル２の両端電圧即ち交流入力電圧Vinと、U1−V間電圧の低周波成分の差電圧が、所定の値になるよう時比率制御が行われる。このため、交流入力電圧Vinの瞬時値が高いときにはU1−V間電圧の低周波成分も高くなり、これに伴い全電圧モードの時比率も大きくなる。交流入力電圧Vinのピーク付近は力率１制御を行っているため、入力電流Iinのピーク付近であり、電流が大きい時にダイオード２個分の電圧降下を生じるため、導通損失がさらに大きくなり、装置全体の効率低下を招く。また、ファーストリカバリダイオードは整流ダイオードより高価である。特にＳｉＣ（炭化珪素）によるショットキーバリアダイオードは、逆回復損失をほとんど生じない特性があり、高周波での用途に適しているが、価格は現状では高価である。
従って、本発明の課題は、交流電圧から３レベルの直流電圧を生成する整流回路として、交流入力電流を正弦波化でき、発生損失が小さく、低価格の整流回路を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明では、交流電源の一端にリアクトルの一端を、前記リアクトルの他端にダイオードブリッジ回路の交流入力の一方を、交流電源の他端に前記ダイオードブリッジ回路の交流入力の他方を、前記ダイオードブリッジ回路の直流出力の端子間にコンデンサ直列回路を、各々接続し、前記コンデンサ直列回路の中間接続点と、前記ダイオードブリッジ回路の交流入力の一方及び他方との間を、双方向半導体スイッチを介して各々接続した整流回路において、前記ダイオード直列回路の一方を構成するダイオードは、ファーストリカバリダイオードとし、他方のダイオード直列回路を構成するダイオードは、一般整流用ダイオードとする。この時、双方向半導体スイッチの一方は交流電源の周波数で、他方は交流電源の周波数より高い高周波でオンオフさせる。 この結果、従来のファーストリカバリダイオードに代えて、一般整流用ダイオードを用いることが可能となり、損失低減と低価格化が可能となる。