特開 2022-187321 電源装置および冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187321

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】電源装置および冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/46 20060101AFI20221212BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20221212BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

G05F1/46

H02M3/155 H

F25B49/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095298

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100176463

【弁理士】

【氏名又は名称】磯江 悦子

(74)【代理人】

【識別番号】100183232

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 敏行

(72)【発明者】

【氏名】岡本 修平

【テーマコード（参考）】

5H420

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H420CC02

5H420CC04

5H420DD02

5H420EA02

5H420EA20

5H420EA37

5H420EA45

5H420EB01

5H420EB04

5H420EB26

5H420FF03

5H420FF22

5H420NB02

5H730AS04

5H730BB14

5H730DD03

5H730FG01

(57)【要約】

【課題】交流電圧と直流電圧との両方で高効率動作が可能な電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置（１）は、複数のダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を有し、ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を含む交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されたコンバータ回路（１１）と、交流電圧または直流電圧のいずれか一方が入力されたとき、交流電圧と直流電圧とのどちらがコンバータ回路（１１，２１）に入力されたかを判別する電圧判別部（３２）を有する制御装置（１３）とを備える。制御装置（１３）は、電圧判別部（３２）が、直流電圧がコンバータに入力されたと判別すると、交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を有し、上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を含む交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されたコンバータ回路（１１，２１）と、
交流電圧または直流電圧のいずれか一方が入力されたとき、交流電圧と直流電圧とのどちらが上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたかを判別する電圧判別部（３２）を有する制御装置（１３）と
を備え、
上記制御装置（１３）は、上記電圧判別部（３２）が、直流電圧が上記コンバータに入力されたと判別すると、上記交流電圧用回路構成から上記直流電圧用回路構成に切り替える、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置（１，２０１，３０１）において、
上記コンバータ回路（１１，２１）に入力される交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号を出力する信号出力部（１５，２５）を備え、
上記電圧判別部（３２）は、上記ゼロクロス信号が検出されたとき、交流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別する一方、上記ゼロクロス信号が検出されないとき、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別する、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項3】

請求項２に記載の電源装置（１，２０１，３０１）において、
上記電圧判別部（３２）は、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別したとき、上記信号出力部の出力電圧に基づいて、上記コンバータ回路（１１，２１）に入力された直流電圧の極性を判別する、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項4】

請求項１に記載の電源装置（１，２０１，３０１）において、
上記コンバータ回路（１１，２１）の出力端間に接続されたコンデンサ（Ｃ）と
上記コンデンサ（Ｃ）の充電電流を検出する電流検出部（１６）と
を備え、
上記電圧判別部（３２）は、上記電流検出部（１６）により上記充電電流が検出されたとき、交流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別する一方、上記コンデンサ（Ｃ）の上記充電電流が検出されないとき、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別する、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項5】

請求項４に記載の電源装置（１，２０１，３０１）において、
上記電圧判別部（３２）は、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別したとき、上記電流検出部（１６）の検出電流の極性に基づいて、上記コンバータ回路（１１，２１）に入力された直流電圧の極性を判別する、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか一項に記載の電源装置（２０１）において、
上記直流電圧用回路構成は、上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を短絡させる単数または複数の半導体スイッチ（ＳＷ２１，ＳＷ２２）を含み、
上記制御装置（１３）は、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れる上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）に並列に接続された上記半導体スイッチ（ＳＷ２１，ＳＷ２２）をオンにする、電源装置（２０１）。

【請求項7】

請求項６に記載の電源装置（２０１）において、
上記制御装置（１３）は、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れない上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）に並列に接続された上記半導体スイッチ（ＳＷ２１，ＳＷ２２）をチョッピング動作させる、電源装置（２０１）。

【請求項8】

請求項１から７までのいずれか一項に記載に記載の電源装置（１，２０１，３０１）において、
上記直流電圧用回路構成は、上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）を短絡させる単数または複数の第１メカニカルリレー（ＳＷ１～ＳＷ４）を含み、
上記制御装置（１３）は、直流電圧が上記コンバータ回路（１１，２１）に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れる上記ダイオード（Ｄ１～Ｄ４）に並列に接続された上記第１メカニカルリレー（ＳＷ１～ＳＷ４）をオンにする、電源装置（１，２０１，３０１）。

【請求項9】

請求項１から８までのいずれか一項に記載の電源装置（３０１）において、
上記コンバータ回路（１１，２１）の出力端に接続され、上記コンバータ回路（１１，２１）から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路（３７）を備える、電源装置（３０１）。

【請求項10】

請求項９に記載の電源装置（３０１）において、
上記コンバータ回路（１１，２１）の出力端と上記昇圧回路（３７）の出力端とを接続するバイパスライン（ＢＬ）に設けられた第２メカニカルリレー（ＳＷ３０）を備え、
上記制御装置（１３）は、上記昇圧回路（３７）が直流電圧を昇圧しないとき、上記第２メカニカルリレー（ＳＷ３０）をオンにする、電源装置（３０１）。

【請求項11】

請求項９または１０に記載の電源装置（３０１）において、
上記昇圧回路（３７）は、コイル（Ｌ３１，Ｌ３２）と、このコイル（Ｌ３１，Ｌ３２）を介して直流電流が供給されるダイオード（Ｄ３１，Ｄ３２）と、このダイオード（Ｄ３１，Ｄ３２）に並列に接続された第３メカニカルリレー（ＳＷ３１，ＳＷ３２）とを有し、
上記制御装置（１３）は、上記昇圧回路（３７）が直流電圧を昇圧するとき、上記第３メカニカルリレー（ＳＷ３１，ＳＷ３２）をオンにする、電源装置（３０１）。

【請求項12】

請求項1から１１までのいずれか一項に記載の電源装置（１，２０１，３０１）を備える、冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電源装置および冷凍装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電源装置としては、空気調和機に搭載されたものがある（例えば、特許文献１（特許第６５３７５９４号公報）を参照）。この電源装置は、直流電源または交流電源から供給される電力を負荷装置の駆動用電力に変換するインバータ回路と、その直流電源の直流電圧に応じて、直流電源または交流電源をインバータ回路に接続する電源接続部と、制御装置とを備える。

【0003】

上記構成の電源装置では、直流電源の直流電圧は、直流電源が正常な状態にあるか否かの判定基準である基準電圧と比較される。このとき、上記直流電圧が基準電圧未満であると、交流電源からの電力がインバータ回路へ供給されるように、制御装置が電源接続部を制御する。一方、上記直流電圧が基準電圧以上であると、直流電源からの電力がインバータ回路へ供給されるように、制御装置が電源接続部を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６５３７５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来の電源装置は、交流電源と電源接続部との間の回路は、直流電源と電源接続部との間の回路と別回路となっている。

【0006】

したがって、上記従来の電源装置には、直流電源に接続される回路と、交流電源に接続される回路とを共通化して、交流電圧の動作と直流電圧の動作との両方で効率を上げようとする観点はない。

【0007】

本開示の課題は、交流電圧と直流電圧との両方で高効率動作が可能な電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の電源装置は、
複数のダイオードを有し、上記ダイオードを含む交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されたコンバータ回路と、
交流電圧または直流電圧のいずれか一方が入力されたとき、交流電圧と直流電圧とのどちらが上記コンバータ回路に入力されたかを判別する電圧判別部を有する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、上記電圧判別部が、直流電圧が上記コンバータに入力されたと判別すると、上記交流電圧用回路構成から上記直流電圧用回路構成に切り替える。

【0009】

上記構成によれば、上記電圧判別部の判別結果に基づいて、コンバータ回路の構成が交流電圧用回路構成または直流電圧用回路構成に切り替わるので、交流電圧と直流電圧との両方で高効率動作が可能となる。

【0010】

上記直流電圧用回路構成は、例えば、ダイオードと、他のダイオードを短絡させる短絡素子（例えば、半導体スイッチ、メカニカルリレーなど）とを含む。この短絡素子は、コンバータ回路が交流電圧用回路構成となっているとき、オフであるが、コンバータ回路が直流電圧用回路構成となっているとき、オンになる。

【0011】

上記短絡素子がコンバータ回路に単数設けられる場合、その短絡素子をオフからオンに切り替えることによって、コンバータ回路を交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替えてもよい。

【0012】

また、上記短絡素子がコンバータ回路に複数設けられる場合、複数の短絡素子の少なくとも一つをオフからオンに切り替えることによって、コンバータ回路を交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替えてもよい。

【0013】

また、上記コンバータ回路が交流電圧用回路構成になっている場合、直流電圧がコンバータ回路に入力されたと判別されたとき、交流電圧用回路構成を直流電圧用回路構成に切り替えてもよい。

【0014】

また、上記コンバータ回路が直流電圧用回路構成になっている場合、交流電圧がコンバータ回路に入力されたと判別されたとき、直流電圧用回路構成を交流電圧用回路構成に切り替えてもよい。

【0015】

一態様の電源装置は、
上記コンバータ回路に入力される交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号を出力する信号出力部を備え、
上記電圧判別部は、上記ゼロクロス信号が検出されたとき、交流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別する一方、上記ゼロクロス信号が検出されないとき、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別する。

【0016】

上記態様によれば、上記コンバータ回路に入力される交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号の有無に基づいて、コンバータ回路に入力された電圧が交流電圧または直流電圧であると判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0017】

一態様の電源装置では、
上記電圧判別部は、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別したとき、上記信号出力部の出力電圧に基づいて、上記コンバータ回路に入力された直流電圧の極性を判別する。

【0018】

上記態様によれば、上記信号出力部の出力電圧に基づいて、コンバータ回路に入力された直流電圧の極性を判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0019】

一態様の電源装置は、
上記コンバータ回路の出力端間に接続されたコンデンサと
上記コンデンサの充電電流を検出する電流検出部と
を備え、
上記電圧判別部は、上記電流検出部により上記充電電流が検出されたとき、交流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別する一方、上記コンデンサの上記充電電流が検出されないとき、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別する。

【0020】

上記態様によれば、上記コンデンサの充電電流の検出の有無に基づいて、コンバータ回路に入力された電圧が交流電圧または直流電圧であると判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0021】

一態様の電源装置では、
上記電圧判別部は、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別したとき、上記電流検出部の検出電流の極性に基づいて、上記コンバータ回路に入力された直流電圧の極性を判別する。

【0022】

上記態様によれば、上記電流検出部の検出電流の極性に基づいて、上記コンバータ回路に入力された直流電圧の極性を判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0023】

一態様の電源装置では、
上記直流電圧用回路構成は、上記ダイオードを短絡させる単数または複数の半導体スイッチを含み、
上記制御装置は、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れる上記ダイオードに並列に接続された上記半導体スイッチをオンにする。

【0024】

上記態様によれば、上記コンバータ回路の入力電圧が直流電圧と判別されたとき、直流電流が流れるダイオードに並列に接続された半導体スイッチをオンにするので、そのダイオードの電圧降下を迅速に抑制することができる。

【0025】

一態様の電源装置では、
上記制御装置は、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れない上記ダイオードに並列に接続された上記半導体スイッチをチョッピング動作させる。

【0026】

上記態様によれば、上記制御装置は、直流電圧がコンバータ回路の入力電圧が直流電圧と判別されたとき、直流電流が流れないダイオードに並列に接続された半導体スイッチをチョッピング動作させるので、コンバータ回路の出力電圧を昇圧することができる。

【0027】

一態様の電源装置では、
上記直流電圧用回路構成は、上記ダイオードを短絡させる単数または複数の第１メカニカルリレーを含み、
上記制御装置は、直流電圧が上記コンバータ回路に入力されたと判別されたとき、直流電流が流れる上記ダイオードに並列に接続された上記第１メカニカルリレーをオンにする。

【0028】

上記態様によれば、コンバータ回路の入力電圧が直流電圧であると判別されたとき、直流電流が流れるダイオードに並列に接続された第１メカニカルリレーをオンにするので、そのダイオードの電圧降下を確実に抑制することができる。

【0029】

一態様の電源装置では、
上記コンバータ回路の出力端に接続され、上記コンバータ回路から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路を備える。

【0030】

上記態様によれば、上記昇圧回路を備えるので、コンバータ回路から出力される直流電圧を確実に昇圧することができる。

【0031】

一態様の電源装置は、
上記コンバータ回路の出力端と上記昇圧回路の出力端とを接続するバイパスラインに設けられた第２メカニカルリレーを備え、
上記制御装置は、上記昇圧回路が直流電圧を昇圧しないとき、上記第２メカニカルリレーをオンにする。

【0032】

上記態様によれば、上記昇圧回路が直流電圧を昇圧しないとき、第２メカニカルリレーがオンされるので、昇圧回路の電圧降下を抑制することができる。

【0033】

一態様の電源装置は、
上記昇圧回路は、コイルと、このコイルを介して直流電流が供給されるダイオードと、このダイオードに並列に接続された第３メカニカルリレーとを有し、
上記制御装置は、上記昇圧回路が直流電圧を昇圧するとき、上記第３メカニカルリレーをオンにする。

【0034】

上記態様によれば、上記昇圧回路が直流電圧を昇圧するとき、第３メカニカルリレーをオンにするので、第３メカニカルリレーと並列関係にあるダイオードの電圧降下を抑制することができる。

【0035】

本開示の冷凍装置は、
上記態様のうちの一つの電源装置を備える。

【0036】

上記構成によれば、上記電源装置を備えるので、交流電圧と直流電圧とのどちらが供給されても、効率的に動作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本開示の第１実施形態の電源装置の回路図である。

【図2】上記電源装置の信号出力部の回路図である。

【図3】交流電源の電圧信号とフォトトランジストの電圧信号とを示す。

【図4】直流電源の電圧信号とフォトトランジストの電圧信号とを示す。

【図5】他の直流電源の電圧信号とフォトトランジストの電圧信号とを示す。

【図6】上記第１実施形態の直流電圧構成を説明するための回路図である。

【図7】上記第１実施形態の他の直流電圧構成を説明するための回路図である。

【図8】他の信号出力部の回路図である。

【図9】上記第１実施形態の一変形例の電源装置の回路図である。

【図10】交流電源の電圧信号とコンデンサの充電信号とを示す。

【図11】直流電源の電圧信号とコンデンサの充電信号とを示す。

【図12】他の直流電源の電圧信号とコンデンサの充電信号とを示す。

【図13】本開示の第２実施形態の電源装置の回路図である。

【図14】上記第２実施形態の直流電圧構成を説明するための回路図である。

【図15】上記第２実施形態の他の直流電圧構成を説明するための回路図である。

【図16】本開示の第２実施形態の電源装置の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本開示の実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。

【0039】

〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態の電源装置１の回路図である。

【0040】

電源装置１は、冷凍装置(例えば、空気調和機、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯機など)に搭載されるものであって、直流電源２に接続されたり、交流電源に接続されたりして、冷凍装置の三相誘導モータ３に電力を供給する。この電源装置１は、直流電源２からの直流電圧または交流電源からの交流電圧が入力されるコンバータ回路１１と、コンデンサＣと、インバータ回路１２と、制御装置１３と、第２電源１４とを備えている。

【0041】

コンバータ回路１１は、交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されている。より具体的に説明すると、コンバータ回路１１は、ダイオードＤ１～Ｄ４と、ダイオードＤ１～Ｄ４を短絡させる機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４～ＳＷ４とを有する。交流電圧がコンバータ回路１１に入力されたとき、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４の全てがオフとなり、コンバータ回路１１は交流電圧用回路構成となる。一方、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたとき、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４のうちの２つがオンになる一方、残りの２つがオフになり、直流電圧用回路構成となる。なお、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４は、例えば有接点リレーなどから成り、第１メカニカルリレーの一例である。

【0042】

コンデンサＣは、コンバータ回路１１の第１出力端とコンバータ回路１１の第２出力端との間を接続する。

【0043】

インバータ１２は、コンバータ回路１１の第１出力端に接続される第１入力端と、コンバータ回路１１の第２出力端に接続される第２入力端とを有する。

【0044】

制御装置１３は、マイクロコンピュータ、入出力回路などを有しており、入力判別部３１および電圧判別部３２を有する。入力判別部３１は、交流電圧または直流電圧のいずれか一方がコンバータ回路１１に入力された否かを判別する。この入力判別部３１によって、交流電圧または直流電圧のいずれか一方がコンバータ回路１１に入力されたと判別すると、電圧判別部３２は、交流電圧と直流電圧とのどちらがコンバータ回路１１に入力されたかを判別する。なお、入力判別部３１および電圧判別部３２の少なくとも一方は、例えばソフトウェアで構成される。

【0045】

また、制御装置１３は、電圧判別部３２の判別結果がコンバータ回路１１への直流電圧の入力を示すとき、ダイオードＤ１～Ｄ４のオンオフ制御を行って、交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替える。

【0046】

また、制御装置１３は、第２電源１４を介して、コンバータ回路１１の第１出力端に接続されている。この第２電源１４は、コンバータ回路１１に交流電圧または直流電圧がされたとき、制御装置１３を駆動するための電圧を生成する。

【0047】

入力判別部３１は、第２電源１４から制御装置１３へ電力の入力がないとき、交流電圧および直流電圧のどちらもコンバータ回路１１に入力されていないと判別する。一方、入力判別部３１は、第２電源１４から制御装置１３へ入力されたとき、交流電圧または直流電圧のいずれか一方がコンバータ回路１１に入力されたと判別する。

【0048】

電圧判別部３２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別したとき、その直電圧の極性も判別する。

【0049】

図２は、電源装置１の信号出力部１５の回路図である。なお、図２において、電源４は、交流電源（図示せず）、直流電源２などに対応する。

【0050】

図１では図示を省略したが、電源装置１は、図２に示すように、コンバータ回路１１に入力される交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号を出力する信号出力部１５を備えている。

【0051】

信号出力部１５は、抵抗Ｒ１と、このＲ１と直列に接続された抵抗Ｒ２と、フォトカプラ３３と、抵抗Ｒ３とを有する。

【0052】

抵抗Ｒ１の一端は、電源４とダイオードＤ１（図１に示す）との間に接続されている。一方、抵抗Ｒ１の他端が抵抗Ｒ２の一端に接続されている。また、抵抗Ｒ２の他端は、電源４とダイオードＤ４（図１に示す）との間に接続されている。

【0053】

フォトカプラ３３は、発光ダイオードＤ１１と、この発光ダイオードＤ１１の発光を受けるフォトトランジストＴ１１とを含む。

【0054】

発光ダイオードＤ１１は、抵抗Ｒ２に並列に接続されている。ここで、発光ダイオードＤ１１のアノードは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間に接続されている。一方、発光ダイオードＤ１１のカソードは、抵抗Ｒと電源４との間に接続されている。

【0055】

フォトトランジストＴ１１は、抵抗Ｒ３と直列に接続されている。このフォトトランジストＴ１１の入力端子と抵抗Ｒ３との間から、信号出力部１５の出力電圧を示す電圧信号Ｖｚｃ（以下、「フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃ」という。）が制御装置１３へ出力される。

【0056】

電圧判別部３２は、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃに基づいて、交流電圧と直流電圧とのどちらがコンバータ回路１１に入力されたのかを判別する。また、電圧判別部３２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別したとき、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃに基づいて、コンバータ回路１１に入力された直流電圧の極性を判別する。

【0057】

図３は、電源４が交流電源であるとき、電源４の電圧信号Ｖｉｎと、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃとを示す。

【0058】

電源４が交流電源であると、電圧信号Ｖｉｎは正弦波状に変動する。これにより、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃは、矩形波状に変動し、交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号を含む。

【0059】

電圧判別部３２は、ゼロクロス信号が検出されたとき、交流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別する一方、ゼロクロス信号が検出されないとき、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別する。なお、ゼロクロス信号の検出は、例えば、電圧判別部３２で行われるようにしてもよいし、制御装置１３の電圧判別部３２以外の部分で行われるようにしてもよい。

【0060】

図４，図５は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力される場合、電源４の電圧信号Ｖｉｎと、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃとを示す。

【0061】

電源４が直流電源である場合、図４，図５に示すように、電源４の電圧信号Ｖｉｎが、一定の正電圧値を示すか、または、一定の負電圧値を示す。より詳しく言うと、電圧信号Ｖｉｎが一定の正電圧値を示すとき、順方向の電圧が発光ダイオードＤ１１にかかるので、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃは、一定の高電圧値を示す。一方、電圧信号Ｖｉｎが一定の負電圧値を示すとき、逆方向の電圧が発光ダイオードＤ１１にかかるので、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃは、一定の低電圧値を示す。

【0062】

このように、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃは、電源４の種類や極性に応じて変化する。

【0063】

フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃを参照することにより、交流電圧と直流電圧とのどちらがコンバータ回路１１に入力されたのかの判別と、順方向と逆方向とのどちらの方向の電圧が発光ダイオードＤ１１にかかっているかの判別とが可能となる。

【0064】

なお、順方向の電圧が発光ダイオードＤ１１にかかるときは、ダイオードＤ１とダイオードＤ３との間に直流電源の正極が接続される。また、逆方向の電圧が発光ダイオードＤ１１にかかるときは、ダイオードＤ１とダイオードＤ３との間に直流電源の負極が接続される。

【0065】

上記構成の電源装置１が交流電源（図示せず）に接続された場合、入力判別部３１の判別後、電圧判別部３２は、交流電圧がコンバータ回路１１に入力されていると判別する。これにより、制御装置１３は、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４の全てをオフにして、コンバータ回路１１を交流電圧構成のままとする。

【0066】

一方、図６に示すように、電源装置１が直流電源２に接続され、直流電流がダイオードＤ１，Ｄ４を流れる場合、入力判別部３１の判別後、電圧判別部３２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されていると判別すると共に、直流電源２の正極がダイオードＤ１とダイオードＤ３との間に接続されていると判別する。これにより、制御装置１３は、直流電流が流れるダイオードＤ１，Ｄ４に並列に接続された機械スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオンにする一方、機械スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフにして、コンバータ回路１１を交流電圧構成から直流電圧構成に切り替える。その結果、直流電流は、ダイオードＤ１，Ｄ４を経由せずに、点線矢印に沿って流れる。

【0067】

また、図７に示すように、電源装置１が直流電源２２に接続され、直流電流がダイオードＤ２，Ｄ３を流れる場合、入力判別部３１の判別後、電圧判別部３２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されていると判別すると共に、直流電源２２の負極がダイオードＤ１とダイオードＤ３との間に接続されていると判別する。これにより、制御装置１３は、直流電流が流れるダイオードＤ２，Ｄ３に並列に接続された機械スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンにする一方、機械スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフにして、コンバータ回路１１を交流電圧構成から直流電圧構成に切り替える。その結果、直流電流は、ダイオードＤ２，Ｄ３を経由せずに、点線矢印に沿って流れる。

【0068】

このように、電圧判別部３２の判別結果に基づいて、コンバータ回路１１の構成が交流電圧用回路構成または直流電圧用回路構成に切り替わるので、交流電圧と直流電圧との両方で高効率動作が可能となる。

【0069】

また、コンバータ回路１１に入力される交流電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号の有無に基づいて、コンバータ回路１１に入力された電圧が交流電圧または直流電圧であると判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0070】

また、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと電圧判別部３２で判別されたとき、電圧判別部３２は、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃに基づいて、コンバータ回路１１に入力された直流電圧の極性を判別するので、その判別の信頼性を高めることができる。

【0071】

また、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと電圧判別部３２で判別されたとき、直流電流が流れるダイオードＤ１～Ｄ４に並列に接続された機械スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンにするので、直流電圧の高効率動作を確実に行える。

【0072】

上記第１実施形態では、電源装置１は、冷凍装置に搭載されていたが、例えば電磁調理器に搭載されるようにしてもよい。

【0073】

上記第１実施形態では、コンバータ回路１１の直流電圧用回路構成は、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４のうちの２つを含むようにしていたが、機械スイッチＳＷ１～ＳＷ４～ＳＷ４のうちの１つだけ含むようにしてもよい。

【0074】

上記第１実施形態では、電源装置１は、コンバータ回路１１への交流電圧または直流電圧の入力を判別するために、信号出力部１５を備えていたが、信号出力部１５に換えて、図８に示すように、信号出力部２５を備えるようにしてもよい。

【0075】

信号出力部２５は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、コンパレータＣＯＭと、抵抗Ｒ１５とを有する。

【0076】

抵抗Ｒ１１は、一端が電源４とダイオードＤ１（図１に示す）との間に接続されている一方、他端がコンパレータＣＯＭの負極側入力端に接続されている。また、抵抗Ｒ１１の他端とコンパレータＣＯＭの負極側入力端の間には、抵抗Ｒ１３の一端が接続されている。

【0077】

抵抗Ｒ１２は、一端が電源４とダイオードＤ４（図１に示す）との間に接続されている一方、他端がコンパレータＣＯＭの正極側入力端に接続されている。また、抵抗Ｒ１２の他端とコンパレータＣＯＭの正極側入力端の間には、抵抗Ｒ１３の一端が接続されている。

【0078】

コンパレータＣＯＭは、電圧信号Ｖｚｃ’を出力端から制御装置１３へ出力する。また、コンパレータＣＯＭの出力端と制御装置１３との間には、抵抗Ｒ１５の一端が接続されている。

【0079】

電圧信号Ｖｚｃ’は、コンパレータＣＯＭの負極側入力端への入力信号の電圧よりも、コンパレータＣＯＭの正極側入力端への入力信号の電圧が高いとき、比較的高電圧を示す。また、電圧信号Ｖｚｃ’は、コンパレータＣＯＭの負極側入力端への入力信号の電圧よりも、コンパレータＣＯＭの正極側入力端への入力信号の電圧が低いとき、比較的低電圧を示す。

【0080】

したがって、電圧信号Ｖｚｃ’は、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃと同様に、ゼロクロス信号を含むことができるので、フォトトランジストＴ１１の電圧信号Ｖｚｃの換わりに用いることができる。

【0081】

上記第１実施形態では、電源装置１は、コンバータ回路１１への交流電圧または直流電圧の入力を判別するために、信号出力部１５を備えていたが、信号出力部１５に換えて、図９に示すように、電流検出部１６を備えるようにしてもよい。この電流検出部１６は、シャント抵抗およびオペアンプ回路を含み、コンデンサＣの充電電流を検出する。

【0082】

電流検出部１６を用いる場合、電圧判別部３２は、電流検出部１６により充電電流が検出されたとき、交流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別する一方、コンデンサＣの充電電流が検出されないとき、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別するようにしてもよい。

【0083】

また、その場合、電圧判別部３２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力されたと判別したとき、電流検出部１６の検出電流の極性に基づいて、コンバータ回路１１に入力された直流電圧の極性を判別するようにしてもよい。

【0084】

図１０は、電源４が交流電源であるとき、電源４の電圧信号Ｖｉｎと、コンデンサＣの充電電流に対応する充電信号ｌｉｎ（以下、「コンデンサＣの充電信号ｌｉｎ」という。）とを示す。

【0085】

電源４が交流電源であると、電圧信号Ｖｉｎは正弦波状に変動すると、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎも変動する。

【0086】

したがって、電圧判別部３２は、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎが変動しているとき、電源４が交流電源である判別するようにしてもよい。なお、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎの変動の検出は、例えば、電圧判別部３２で行われるようにしてもよいし、制御装置１３の電圧判別部３２以外の部分で行われるようにしてもよい。

【0087】

図１１，図１２は、直流電圧がコンバータ回路１１に入力される場合、電源４の電圧信号Ｖｉｎと、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎとを示す。

【0088】

電源４が直流電源である場合、図１１，図１２に示すように、電源４の電圧信号Ｖｉｎが、一定の正電圧値を示すか、または、一定の負電圧値を示す。より詳しく言うと、
電源４が直流電源である場合、直流電源の極性により、直流電流がダイオードＤ１，Ｄ４に流れるとき、電圧信号Ｖｉｎが一定の正電圧値を示し、かつ、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎが一定の正電流値を示す。一方、直流電源の極性により、直流電流がダイオードＤ２，Ｄ３に流れる場合、電圧信号Ｖｉｎが一定の負電流値を示し、かつ、コンデンサＣの充電信号ｌｉｎも一定の負電流値を示す。

【0089】

このような充電信号ｌｉｎを参照することにより、交流電圧と直流電圧とのどちらがコンバータ回路１１に入力されたかの判別と、コンバータ回路１１に入力された直流電圧の極性の判別とが可能となる。

【0090】

〔第２実施形態〕
図１３は、本開示の第２実施形態の電源装置２０１の回路図である。

【0091】

電源装置２０１は、ブリッジレスコンバータ回路２１と、コイルＬ１１，Ｌ２１とを備えている点が、上記第１実施形態の電源装置１と異なる。なお、電源装置２０１は、上記第１実施形態の電源装置１と同様に、制御装置１３などを備えている。また、ブリッジレスコンバータ回路２１は、コンバータ回路の一例である。

【0092】

ブリッジレスコンバータ回路２１は、上記第１実施形態のコンバータ回路１１と同様に、交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されている。より具体的に説明すると、ブリッジレスコンバータ回路２１は、ダイオードＤ１～Ｄ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４を短絡させる半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２とを有する。交流電圧がブリッジレスコンバータ回路２１に入力されたとき、半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２の両方がオフになり、ブリッジレスコンバータ回路２１は交流電圧用回路構成をとる。一方、直流電圧がブリッジレスコンバータ回路２１に入力されたとき、半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２のうちの一方がオンになる一方、半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２の他方がオフになり、直流電圧用回路構成となる。なお、半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどが使用される。

【0093】

コイルＬ１１，Ｌ２１の一端は、交流電源（図示せず）または直流電源２に接続される一方、コイルＬ１１の他端は、ダイオードＤ１とダイオードＤ３との間に接続されている。また、コイルＬ２１の他端は、ダイオードＤ２とダイオードＤ４との間に接続されている。

【0094】

制御装置１３は、直流電圧がブリッジレスコンバータ回路２１に入力されたと判別されたとき、直流電流がダイオードＤ３に流れていなければ、そのダイオードＤ３に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２１をチョッピング動作させる。また、そのとき、直流電流がダイオードＤ４に流れていなければ、そのダイオードＤ４に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２２をチョッピング動作させる。

【0095】

上記構成の電源装置２０１が交流電源（図示せず）に接続された場合、上記第１実施形態の電源装置１と同様に、半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２の全てをオフにして、ブリッジレスコンバータ回路２１を交流電圧構成のままとする。

【0096】

一方、図１４に示すように、電源装置２０１が直流電源２に接続され、直流電流がダイオードＤ１，Ｄ４を流れる場合、制御装置１３は、直流電流が流れるダイオードＤ４に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２２をオンにする一方、半導体スイッチＳＷ２１をオフにして、ブリッジレスコンバータ回路２１を交流電圧構成から直流構成に切り替える。その結果、直流電流は、ダイオードＤ１を経由するが、ダイオードＤ４を経由することなく、点線矢印に沿って流れる。

【0097】

また、図１５に示すように、電源装置２０１が直流電源２２に接続され、直流電流がダイオードＤ２，Ｄ３を流れる場合、制御装置１３は、直流電流が流れるダイオードＤ３に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２１をオンにする一方、半導体スイッチＳＷ２２をオフにして、ブリッジレスコンバータ回路２１を交流電圧構成から直流電圧構成に切り替える。その結果、直流電流は、ダイオードＤ２を経由するが、ダイオードＤ３を経由することなく、点線矢印に沿って流れる。

【0098】

したがって、上記電源装置２０１も、上記第１実施形態の電源装置１と同様に、交流電圧と直流電圧との両方で高効率動作が可能となる。

【0099】

また、ダイオードＤ３に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２１をオンにすることにより、そのダイオードＤ３の電圧降下を迅速に抑制することができる。

【0100】

電源装置２０１が直流電源２，２２に接続されたとき、直流電流が流れないダイオードＤ３，Ｄ４に並列に接続された半導体スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２がチョッピング動作するので、ブリッジレスコンバータ回路２１の出力電圧を昇圧することができる。

【0101】

上記第２実施形態では、ダイオードＤ１に半導体スイッチを並列に接続していなかったが、ダイオードＤ１に半導体スイッチ（例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を並列に接続してもよい。このようにする場合、上記半導体スイッチは、直流電流がダイオードＤ１を流れるときにオンにし、直流電流がダイオードＤ１を流れないときにチョッピング動作させればよい。また、その場合、ダイオードＤ４に半導体スイッチＳＷ２２に並列に接続しないようにしてもよい。

【0102】

上記第２実施形態では、ダイオードＤ１，Ｄ２に半導体スイッチを並列に接続していなかったが、ダイオードＤ１，Ｄ２に半導体スイッチ（例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を並列に接続してもよい。このようにする場合、上記半導体スイッチは、直流電流がダイオードＤ１，Ｄ２を流れるときにオンにし、直流電流がダイオードＤ１，Ｄ２を流れないときにチョッピング動作させればよい。このようにする場合、ダイオードＤ４に半導体スイッチＳＷ２２に並列に接続しないようにしてもよい。

【0103】

上記第２実施形態では、ダイオードＤ１～Ｄ４に機械スイッチを並列に接続していなかったが、ダイオードＤ１～Ｄ４に機械スイッチを並列に接続してもよい。このようにする場合、ダイオードＤ１に半導体スイッチを並列に接続したり、ダイオードＤ１，Ｄ２に半導体スイッチを並列に接続したりしてもよい。

【0104】

〔第３実施形態〕
図１６は、本開示の第３実施形態の電源装置２０１の一部の回路図である。

【0105】

電源装置３０１は、昇圧回路３７と、機械スイッチＳＷ３０とを備えている点が、上記第１実施形態の電源装置１と異なる。なお、電源装置３０１は、上記第１実施形態の電源装置１と同様に、制御装置１３などを備えている。また、機械スイッチＳＷ３０は、例えば有接点リレーなどから成り、第２メカニカルリレーの一例である。

【0106】

昇圧回路３７は、コンバータ回路１１の第１，第２出力端に接続され、コンバータ回路１１から出力される直流電圧を昇圧する。より詳しく説明すると、昇圧回路３７は、コイルＬ３１，Ｌ３２と、このコイルＬ３１，Ｌ３２を介して直流電流が供給されるダイオードＤ３１，Ｄ３２と、このダイオードＤ３１，Ｄ３２に並列に接続された機械スイッチＳＷ３１，ＳＷ３２とを有している。なお、機械スイッチＳＷ３１，ＳＷ３２は、例えば有接点リレーなどから成り、第３メカニカルリレーの一例である。

【0107】

コイルＬ３１は、ダイオードＤ３１と直列に接続されている。コイルＬ３１とダイオードＤ３１との間には、半導体スイッチＳＷ３３の一端が接続されている。この半導体スイッチＳＷ３３の他端はコンバータ回路１１の第２出力端に接続されている。なお、半導体スイッチＳＷ３３としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどが使用される。

【0108】

コイルＬ３２は、ダイオードＤ３２と直列に接続されている。コイルＬ３２とダイオードＤ３２との間には、半導体スイッチＳＷ３４の一端が接続されている。この半導体スイッチＳＷ３４の他端はコンバータ回路１１の第２出力端に接続されている。なお、半導体スイッチＳＷ３４としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどが使用される。

【0109】

また、コイルＬ３１のコンバータ回路１１側には、コイルＬ３１の一端が接続されている。一方、ダイオードＤ３１のインバータ回路１２側には、ダイオードＤ３２のカソードが接続されている。要するに、コイルＬ３１およびダイオードＤ３１は、コイルＬ３２およびダイオードＤ３２と並列関係になっている。

【0110】

また、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてダイオードＤ３２のカソードが接続された接続点は、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてコンデンサＣが接続された接続点よりも、コンバータ回路１１側に位置する。

【0111】

機械スイッチＳＷ３０は、コンバータ回路１１の第１出力端と昇圧回路３７の出力端とを接続するバイパスラインＢＬに設けられている。

【0112】

また、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてバイパスラインＢＬの一端が接続された接続点は、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてコイルＬ３２の一端が接続された接続点よりも、コンバータ回路１１側に位置する。

【0113】

また、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてバイパスラインＢＬの他端が接続された接続点は、コンバータ回路１１の第１出力端とインバータ回路１２の第１入力端との間においてコイルＬ３２の一端が接続された接続点よりも、インバータ回路１２側に位置する。

【0114】

制御装置１３は、昇圧回路３７が直流電圧を昇圧しないとき、機械スイッチＳＷ３０をオンにする。一方、制御装置１３は、昇圧回路３７が直流電圧を昇圧するとき、機械スイッチＳＷ３０をオフにし、機械スイッチＳＷ３１，ＳＷ３２をオンにする。このとき、半導体スイッチＳＷ３３，ＳＷ３４は交互にオンされる。

【0115】

上記構成の電源装置３０１は、上記第１実施形態の電源装置１と同様の作用効果を奏する。

【0116】

また、電源装置３０１は昇圧回路３７を備えるので、コンバータ回路１１から出力される直流電圧を確実に昇圧することができる。

【0117】

また、昇圧回路３７が直流電圧を昇圧しないとき、機械スイッチＳＷ３０がオンされるので、昇圧回路３７よって生じる電圧降下を抑制することができる。

【0118】

また、昇圧回路３７が直流電圧を昇圧するとき、機械スイッチＳＷ３１，ＳＷ３２をオンにするので、ダイオードＤ３１，Ｄ３２によって生じる電圧降下を抑制することができる。

【0119】

従来、空気調和機は、交流１００Ｖまたは２００Ｖの電源から電力供給を受けて、冷房運転、暖房運転などの空調運転を行っていた。すなわち、上記空気調和機は、交流コンセントに対応するが、直流コンセントに対応していない。

【0120】

現在、直流電源で駆動する空気調和機は普及しておらず、規格化された直流コンセントも存在しない。今後、直流電源で駆動する空気調和機（以下、「ＤＣ用空気調和機」という。）が普及すると、ＤＣ用空気調和機と、交流電源で駆動する空気調和機（以下、「ＡＣ用空気調和機」という。）とが、市場で混在し、その結果、次のような問題が生じると予想される。

【0121】

まず、ＡＣ用空気調和機に据え付ける場所に、ＤＣ用空気調和機を据え付けてしまったり、ＤＣ用空気調和機に据え付ける場所に、ＡＣ用空気調和機を据え付けてしまったりというような据え付けミスが生じる。

【0122】

また、ＡＣ用空気調和機とＤＣ用空気調和機とが別々に開発されて、ＡＣ用空気調和機だけを開発していたときよりも、開発工数が増加する。

【0123】

本開示の冷凍装置の一例である空気調和機は、
複数のダイオードを有し、上記ダイオードを含む交流電圧用回路構成から直流電圧用回路構成に切り替え可能に構成されたコンバータ回路と、
交流電圧または直流電圧のいずれか一方が入力されたとき、交流電圧と直流電圧とのどちらが上記コンバータ回路に入力されたかを判別する電圧判別部を有する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、上記電圧判別部が、直流電圧が上記コンバータに入力されたと判別すると、上記交流電圧用回路構成から上記直流電圧用回路構成に切り替える。

【0124】

上記構成の空気調和機は、交流電源と直流電源とのどちらが供給されているか電圧判別部で判別することにより、交流給電時は、コンバータ回路の構成を交流電圧用回路構成とする一方、直流給電時は、コンバータ回路の構成を直流電圧用回路構成とすることができる。したがって、上記空気調和機は、上述したような据え付けミスがあっても、空調運転を行える。

【0125】

また、上記空気調和機は、交流電源と直流電源とのどちらでも動作可能であるので、ＡＣ用空気調和機とＤＣ用空気調和機とが別々に開発される状況を減らせる。

【0126】

また、上記コンバータ回路の構成は、交流給電時に交流電圧用回路構成となる一方、直流給電時に直流電圧用回路構成となるので、空気調和機は直流給電時および交流給電時のそれぞれで高効率動作が可能となる。

【0127】

上記空気調和機では、例えば、上記交流電圧用回路構成ではコンバータ動作をする一方、直流電圧用回路構成ではコンバータ動作をさせないようにすることができる。

【0128】

本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態で記載した内容の一部を削除または置換したものを、本開示の一実施形態としてもよい。また、上記第１～第３実施形態の記載内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。

【符号の説明】

【0129】

１，２０１，３０１ 電源装置
２，２２ 直流電源
３ 三相誘導モータ
４ 電源
１１ コンバータ回路
１２ インバータ回路
１３ 制御装置
１４ 第２電源
１５，２５ 信号出力部
１６ 電流検出部
２１ ブリッジレスコンバータ回路
３１ 入力判別部
３２ 電圧判別部
３７ 昇圧回路
ＢＬ
Ｃ コンデンサ
Ｄ１～Ｄ４，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３１，Ｌ３２ コイル
ＳＷ１～ＳＷ４，ＳＷ３０，ＳＷ３１，ＳＷ３２ 機械スイッチ
ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３３，ＳＷ３４ 半導体スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】