[发明专利]电力变换装置、马达驱动装置以及空气调节器

说明书

电力变换装置(100)具备：第1支路(31)，具有串联连接的开关元件(311)及开关元件(312)；第2支路(32)，具有串联连接的开关元件(321)及开关元件(322)，与第1支路(31)并联连接；电抗器(2)，一端与开关元件(311)及开关元件(312)连接，另一端与单相交流电源(1)连接；以及平滑电容器(4)，与第1支路(31)及第2支路(32)并联连接。电力变换装置(100)具备：驱动电路，驱动开关元件(311)；自举电路；以及二极管，作为开始流过正向电流的电压的第1电压低于作为在形成于第2开关元件的体二极管开始流过正向电流的电压的第2电压，用于调整电源电压。

技术领域

本发明涉及将从交流电源供给的交流电力变换为直流电力的电力变换装置、具备该电力变换装置的马达驱动装置以及空气调节器。

背景技术

在作为从电源供给的电流的电源电流中，包含高次谐波电流。高次谐波电流是比基波的频率高的频率的频率分量。为了抑制由于高次谐波电流产生的故障，针对产生高次谐波电流的电子设备，在国际上设有限制。为了遵守该限制，在转换器中，采取通过使用AC(Alternating Current，交流电)或者DC(Direct Current，直流电)的斩波，抑制包含于电源电流的高次谐波电流的对策。

其中，作为通过使用AC的斩波技术损耗的损耗降低技术，利用开关元件构成整流电路的无桥转换器的研究得到蓬勃发展。作为无桥转换器的一个例子的专利文献1公开的直流电源装置具备：第1支路，由串联连接的上侧二极管及下侧二极管构成；第2支路，由串联连接的上侧开关元件及下侧开关元件构成；以及直流电源，用于驱动第2支路。另外，专利文献1公开的直流电源装置具备：第1驱动器电路，将从该直流电源输出的电压用作电源电压，生成驱动第2支路的下侧开关元件的驱动信号；自举电路，利用从该直流电源输出的电压，生成用于驱动第2支路的上侧开关元件的电压；以及第2驱动器电路，将从自举电路输出的电压用作电源电压，生成驱动第2支路的上侧开关元件的驱动信号。以下，将驱动器电路称为驱动电路。另外，以下，将第2支路的上侧开关元件简称为上侧开关元件，将第2支路的下侧开关元件简称为下侧开关元件。

自举电路由电阻、二极管以及电容器构成。在专利文献1公开的技术中，在下侧开关元件接通时，由直流电源、自举电路以及下侧开关元件形成闭电路，所以自举电路的电容器被直流电源充电。此时，成为如下形式：对该电容器，不仅施加直流电源的电压，而且还施加形成于第2支路的下侧开关元件的体二极管的正向电压。而且，通过将被充电的电容器的电容器电压用作第2驱动电路的电源电压，在第2驱动电路中，生成用于驱动上侧开关元件的驱动信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-220378号公报

发明内容

在开关元件中，使用例如由宽带隙(Wide Band Gap：WBG)半导体形成的金属氧化膜半导体场效应型晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：MOSFET)的情况下，在WBG半导体中PN结的势垒比硅(Silicon：Si)半导体高。因此，在形成于WBG的MOSFET的体二极管开始流过正向电流的电压成为比在形成于Si开关元件的体二极管开始流过正向电流的电压高的值。即，可以说形成于WBG的MOSFET的体二极管的正向电流-正向电压特性比形成于Si开关元件的体二极管的正向电流-正向电压特性差。在将这样在体二极管开始流过正向电流的电压相对地高的开关元件使用于专利文献1的下侧开关元件的情况下，有时自举电路的电容器的电容器电压、即驱动电路的电源电压比驱动电路的额定电压高。在这样对驱动电路施加比驱动电路的额定电压高的电源电压的情况下，存在驱动电路的耐电压降低这样的课题。在此叙述的耐电压是驱动电路不会引起绝缘破坏而能够向驱动电路施加规定时间的电压。另外，由于驱动电路的电源电压变高而由驱动电路生成的驱动信号的值变大，所以存在上侧开关元件的短路耐量降低这样的课题。短路耐量被定义为从向上侧开关元件开始流过短路电流至上侧开关元件受到损伤的时间。