JP3473276B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等に用
いられるインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のインバータ装置は、図２６に示す
ように、直流電源５からの電流をインバータ装置１で交
流変換して出力し、モータ７を駆動するように用いられ
ている。一方、インバータ装置１は電力変換の機能を備
えているので交流周波数、出力電圧調節等により、負荷
としては、モータ７に限らず図２８に示すように、電気
ヒータ等の抵抗負荷（抵抗体）６も用いることが可能で
ある。また、車輌用の空調装置においては、冷房時に
は、内蔵モータによって電動コンプレッサを駆動し、暖
房時には、電気ヒータに通電する等、インバータ装置を
有効活用することが特開平７ー３０４３２５号公報で提
案されている。この場合は、図３０に示すように、イン
バータ装置１の負荷として、モータ７と電気ヒータ（抵
抗体６）とが切替器３０により切り替えられるように構
成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のインバータ装置の構成では、交流変換におい
て、直流電源５の電圧が１０ＫＨｚ前後のキャリア周波
数でＰＷＭ変調されているために、抵抗負荷６の場合、
電圧波形と同形状の電流が流れるので、図２９に示すよ
うに、高エネルギーの高調波電流が流れ、電気ノイズ源
や漏れ電流源となることが懸念される。
【０００４】また、変調はスイッチングでなされるた
め、抵抗負荷６に加わるピーク電圧は、直流電源５の電
圧になる。したがって、抵抗負荷６としては、耐圧が直
流電源５の電圧以上のものを選定しなければならない
が、耐圧の高い負荷は、構造が大きく、コストも高くな
る。なお、電気自動車用電源としては、最大４５０Ｖに
達する例もあり、耐圧対応は一つの課題となる。
【０００５】また、図２７に示すように、３相の出力波
形は互いに関連があり、独立していない。したがって、
デルタ結線（もしくはＹ結線）された３個の抵抗負荷６
の各々の電力を、個別に調節するのは困難であり、個別
に調節したい場合は、３個のインバータ装置が必要にな
ってしまう。一方、抵抗負荷６が１個だけの場合には、
１相が余って２相のみに負担がかかる等、３相に各々出
力を偏ることなく平均して加え、最大電力を得るのは困
難である。なお、図中のｉＵ、ｉＶ、ｉＷは３相のそれ
ぞれの電流である。
【０００６】インバータ装置１の負荷には、図３０のよ
うに、モータ７と抵抗負荷６（電気ヒータ等）とを有
し、これらを切り替えて用いる場合には、切替器３０の
作動頻度は高いと考えられるので、アークやサージの発
生を０にするようにして耐久性の向上を図ると同時に、
より小型化することが望まれている。
【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、モータ以外の負荷への適用が容易なインバータ
装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、直流電源のプラス側に接続される上側スイ
ッチング素子及び直流電源のマイナス側に接続される下
側スイッチング素子を直列接続した複数のスイッチング
素子列と、上側スイッチング素子と下側スイッチング素
子との接続点を負荷へ接続するための複数のスイッチン
グ出力部と、上側スイッチング素子及び下側スイッチン
グ素子の作動を制御する制御部とを備え、制御部が上側
スイッチング素子及び下側スイッチング素子を作動させ
て、複数のスイッチング出力部間に接続されたモータへ
交流電流を流して駆動するインバータ装置において、直
流電源のプラス側もしくはマイナス側に接続される電源
出力部を設けることにより、この電源出力部と前記スイ
ッチング出力部との間に接続された負荷に対して、交流
電流ではなく、直流電流の入出力を可能とするもので、
直流電流により、交流波形を作成する必要がなくキャリ
アは不要なため、直流そのもの、もしくは低周波での断
続を出力することにより、高調波電流が防止でき、電気
ノイズ源や漏れ電流源となることを防止できる。
【０００９】また、出力経路にフィルタを付加すること
によって、ピーク電圧の低減、各相出力の独立と集中化
が可能となり、負荷の自由度、インバータ装置の用途等
が拡大できる。
【００１０】さらに、出力経路に複数の負荷（モータ負
荷と抵抗負荷等）への接続切り替えの手段を設け、この
切り替えを出力経路に電流が流れていないときに作動さ
せるようにすることにより、アークやサージの発生を防
止でき、切替手段にアーク及びサージ対策が不要とな
り、小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、直流電
源のプラス側もしくはマイナス側に接続される電源出力
部を設けることにより、この電源出力部とスイッチング
出力部との間に接続された負荷（抵抗負荷）に対して直
流電流を流すことを可能としたもので、これによって、
直流電流を流すため、高調波電流が防止でき、電気ノイ
ズ源や漏れ電流源となるのを防止できる。また、リレー
で直流電源から抵抗負荷に通電するのに比較し、半導体
での通電であるため耐久性を大幅に向上できる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、制御部には、上側スイッチン
グ素子及び下側スイッチング素子の作動を、モータへ交
流電流を流して駆動する場合の作動とは変更するように
した変更機能を有する構成にしたもので、これによっ
て、直流そのもの、もしくは低周波での任意の断続を出
力することができ、電気ノイズや漏れ電流の発生を防止
できる。
【００１３】請求項３に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す経路に、少なくともインダクタンス成分を有
した素子で構成される電流を平滑する平滑回路を設ける
ようにしたもので、これによって、ピーク電圧を抑制
し、低電圧化を図ることができる。したがって、負荷と
して耐圧の制限（直流電源電圧以上のものを選定する等
の制限）を受けない。また、電圧を低くすることによ
り、より安全性を確保できる。
【００１４】請求項４に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、制御部は、複数のスイッチン
グ出力部の出力が各々無関係で独立して出力するように
上側スイッチング素子及び下側スイッチング素子の作動
を制御するようにしたもので、これによって、別々の負
荷に別々の出力を加えることができる。したがって、イ
ンバータ装置が、同時に多種の負荷を扱うことができる
ようになる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、制御部は、複数のスイッチン
グ出力部の出力が時間的に重ならないように上側スイッ
チング素子及び下側スイッチング素子の作動を制御する
ようにしたもので、これによって、直流電源からの電流
ピークを抑制することができる。したがって、電流が平
均化し、電源への負担が小さくなる。また、特定の負荷
に対して各相を接続し、各相から順に電力供給すること
により、各相の負担を抑制しつつ、大きい電力を供給す
ることができる。
【００１６】請求項６に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、制御部には、電圧検出機能が
備えられ、前記直流電流の流れる負荷の電圧の値を検出
し、この検出値と所定電圧との大小を比較して前記負荷
の電圧が所定電圧となるように上側スイッチング素子及
び下側スイッチング素子の作動を制御するようにしたも
ので、これによって、直流電流の流れる負荷の電圧の値
を読みとり、上側スイッチング素子及び下側スイッチン
グ素子のＯＮ／ＯＦＦが調節され、常に負荷に安定した
電圧（電力）を供給することができる。
【００１７】請求項７に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、制御部には、温度もしくは湿
度検出機能が備えられ、前記直流電流の流れる負荷によ
り調節された所定部位の温度もしくは湿度の値を検出
し、この検出値と所定温度もしくは所定湿度との大小を
比較して、前記所定部位の温度もしくは湿度の値が前記
所定温度もしくは所定湿度となるように、上側スイッチ
ング素子及び下側スイッチング素子の作動を制御するよ
うにしたもので、これによって、直流出力を用いた結果
の値を読みとることにより、変換量が調節され、電圧制
御では困難な温度及び湿度等の結果を安定して制御する
ことができる。
【００１８】請求項８に記載の発明は、電源出力部とス
イッチング出力部との間に接続された負荷に対して直流
電流を流す場合において、モータへの電流が測定できる
電流センサを設け、この電流センサは負荷に流れる直流
電流も測定可能な回路位置に配置されるようにしたもの
で、これにより、交流電流を測定する電流センサによっ
て、電流センサの電流経路に、直流／直流変換の電流経
路を一致させることにより、直流電流も測定可能とする
もので、直流用として専用の電流センサを備える必要が
ない。したがって、小型化・低コスト化することができ
る。
【００１９】請求項９に記載の発明は、請求項１記載の
インバータ装置において、上側スイッチング素子と下側
スイッチング素子との接続点を複数の負荷へ選択して接
続するための切替手段を備え、この切替手段による接続
切り替えは、その切替手段に電流が流れていないときに
行われるように制御部により制御されるようにしたもの
で、これにより、切替手段の作動時にはアークやサージ
の発生がない。したがって、切替手段にアーク・サージ
対策が不要であり、リレーであれば接点容量は出力電流
に対応できるだけの小さいものでよく、半導体であれば
耐圧は出力電圧に対応できるだけの小さいものでよい
等、小型化が図れ、インバータ装置への内蔵も可能とな
る。また、リレーの耐久性はアークやサージがないので
電気的寿命を機械的寿命に変えることができる。
【００２０】請求項１０に記載の発明は、切替手段によ
る接続切り替えを、上側スイッチング素子および下側ス
イッチング素子の作動を停止させたのち所定時間後に作
動するように制御部により制御されるようにしたもの
で、これによって、変換器停止後のインダクタンス要素
等による電流は所定時間内で消滅し、出力経路に電流が
流れていないときに作動することになる。したがって、
切り替え作動中のアークやサージの発生を確実に防止で
き、信頼性が向上する。
【００２１】請求項１１に記載の発明は、切替手段への
電流を検出する電流センサと制御部に前記電流センサか
らの信号を入力する信号入力部を設け、前記電流センサ
からの信号によって前記切替手段に電流が流れていない
ことを確認したのち接続切り替えを行うように制御部に
より制御されるようにしたもので、これにより、変換器
停止後のインダクタンス要素等による電流を検出し、そ
の電流が０になってから作動することになる。したがっ
て前記同様、切り替え作動中のアークやサージの発生を
確実に防止でき、信頼性が向上する。
【００２２】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。なお従来例と同一の名称のものは同
一の符号を用いる。
【００２３】（実施の形態１）図１に示すように、イン
バータ装置１は、変換部２と制御部３とからなってい
る。まず操作部４から直流変換の指示を制御部３で受け
る。制御部３は変換器２へ直流変換用の信号を送り、変
換器２において直流電源５からの電流をＯＮ／ＯＦＦ制
御する。これにより、変換器２の３相の端子Ｕ、Ｖ、Ｗ
の各々から電流を抵抗負荷６へ出力する。そして、抵抗
負荷６に流れた電流を変換器２の端子Ｎ（マイナス側に
接続する電源出力部）へ戻すように構成している。
【００２４】なお、操作部４は、図２に示すように、つ
まみ８の位置により、直流（ＤＣ）変換か交流（ＡＣ）
変換かが指示できる。
【００２５】変換器２は、図３に示すように、３相の端
子Ｕ、Ｖ、Ｗの各々に出力素子として上側出力トランジ
スタ（上側スイッチング素子）９、下側出力トランジス
タ（下側スイッチング素子）１０、上側ダイオード１
１、下側ダイオード１２が接続されている。そして、上
側出力トランジスタ９、下側出力トランジスタ１０のそ
れぞれのＯＮ／ＯＦＦは、制御部３からの信号で決定さ
れる。なお、端子Ｎは直流電源５のマイナス側の電源
（電源出力部）に、端子Ｐは同プラス側の電源（電源出
力部）に設けられている。ここで、図１の場合は、上側
出力トランジスタ９のみがＯＮ／ＯＦＦして、抵抗負荷
６へ電流を流している。直流変換の出力としては、直流
そのもの、もしくは図４の波形のように低周波でＯＮ／
ＯＦＦし出力調節する。
【００２６】また、図５は、下側出力トランジスタ１０
のみがＯＮ／ＯＦＦして、抵抗負荷６へ電流を流す場合
を示している。
【００２７】上記構成により、直流電流を流すため、従
来のように交流波形を作成する必要がなくキャリアも不
要なため、これによる高調波電流が防止でき、直流その
もの、もしくは低周波での断続を出力することにより、
電気ノイズ源や漏れ電流源となることを防止できる。
【００２８】また、従来のリレーで直流電源から抵抗負
荷６に通電するのに比較し、半導体での通電のため耐久
性を大幅に向上できる。
【００２９】なお、プラス側の端子Ｐ，マイナス側の端
子Ｎへの接続は、インバータ装置１を介さず、直接直流
電源５へ接続しても作動に変わりはない。
【００３０】図６は、操作部４から交流変換の指示を制
御部３で受け、制御部３は変換器２へ交流用の信号を送
り、変換器２で直流電源５の電流を交流変換し、これに
より、３相の端子Ｕ、Ｖ、Ｗの各々から電流をモータ７
へ出力している場合を示す回路ブロック図である。
【００３１】図７は、ダイオード１３で直流を抵抗負荷
６へ通電している場合である。操作部４から交流の指示
を制御部３で受け、制御部３は変換器２へ交流用の信号
を送り、一方、トランジスタ１４をＯＮさせる。変換器
２で直流電源５の電流を交流変換し、３相の端子Ｕ、
Ｖ、Ｗの各々から交流電流をモータ７へ出力するととも
に、ダイオード１３で整流された電流のみ（上側出力ト
ランジスタ９がＯＮのとき）が、抵抗負荷６へ流れるよ
うになっている。これによって、同時に交流電流をモー
タ７へ、直流電流を抵抗負荷６へ流すことが可能とな
る。なお、ダイオード１３の向きは図１、図５と同様に
逆も可能である。直流変換のスイッチとなるのは、トラ
ンジスタ１４でよく（一方向通電）、リレーより耐久性
が高い。
【００３２】このように、制御部３の出力信号により、
モータ７へ交流を流して駆動させる場合と上、下側出力
トランジスタ９、１０の作動を変更し、直流そのものま
たは種々の波形の低周波を出力することができる。
【００３３】（実施の形態２）図８は、３相の端子Ｕ、
Ｖ、Ｗの各々に電流を平滑するコイル１５を接続した回
路ブロック図であり、図１０は、この場合の回路に流れ
る出力電圧，電流のタイミングチャートである。すなわ
ち、図１０に示すように、例えばＵ−Ｎ間のピーク電圧
はコイル１５によって低電圧化される。なお、ｉＵはＵ
−Ｎ間の回路の電流、ｉＲ及びｖＲは負荷抵抗６の電流
及びその両端電圧である。また、１７はリレースイッチ
である。
【００３４】図９は、図８の回路の負荷抵抗６の両端に
コンデンサ１６とリレースイッチ１８を直列に接続した
もので、図１１はその場合の出力電圧，電流のタイミン
グチャートである。この構成により、図１１に示すよう
に、抵抗負荷６に加わるピーク電圧を低減し、低電圧低
直流とすることができる。なお、出力電圧が０のとき、
右下がりの電流はコイル１５により、下側ダイオード１
２（図３）を通して流れる電流である。また、交流時に
は、リレースイッチ１７は閉じられ、リレースイッチ１
８は開かれる。また、ｖＣ、ｖＲはコンデンサ１６、負
荷抵抗６の両端電圧、ｉＣはコンデンサ１６を流れる電
流である。
【００３５】以上のように、ピーク電圧を抑制し、低電
圧化することができる。したがって、負荷として耐圧
（直流電源電圧以上のものを選定）の制限を受けない。
また、電圧を低くすることにより、より安全性を確保す
ることができる。
【００３６】（実施の形態３）図１２は、３相の端子
Ｕ、Ｖ、Ｗの各出力がそれぞれ独立していることを示す
図である。すなわち、Ｕ−Ｎ間、Ｖ−Ｎ間、Ｗ−Ｎ間の
各出力電圧ｖＵ−Ｎ、ｖＶ−Ｎ、ｖＷ−Ｎの出力時間や
出力タイミングが異なっている。これは、図１３に示す
ように、各抵抗負荷６がそれぞれ別々の働きを担ってい
るためである。例えば、自動車１９の空調用電気ヒータ
２０、シート暖房用ヒータ２１、リア熱線２２は、それ
ぞれ空調用電気ヒータ調節器２３、シート暖房用ヒータ
調節器２４、リア熱線調節器２５で指示された値に電力
供給される。なお、２６は空調用ファンである。
【００３７】このように、別々の負荷に別々の出力を加
えるようにすることができ、本発明のインバータ装置
が、同時に多種の負荷を扱うことができるようになる。
【００３８】（実施の形態４）図１４は、３相の端子
Ｕ、Ｖ、Ｗの各々の出力が時間的に重ならないようにし
ていることを示す図である。図１５は、３相の各端子
Ｕ、Ｖ、Ｗの各出力を一本にして抵抗負荷６に印加する
ことを示す回路ブロック図である。なお、図１４中のｖ
Ｒは抵抗負荷６にかかる出力電圧である。
【００３９】この構成によれば、印加される電圧は時間
的に連続しており、結果として大きい電力が供給され
る。なお、上側スイッチング素子９（図３）はその電力
消費で発熱するが、時分割されているので一個当りの負
担を１／３に軽減することができる。したがって、図１
５のように、特定の負荷に対して各相を接続し、各相か
ら順に電力供給することにより、各相の負担を抑制しつ
つ、大きい電力を供給することができる。
【００４０】（実施の形態５）図１６は、３相の端子
Ｕ、Ｖ、Ｗの各出力が平滑され、その電圧が制御部３に
入力されることを示す回路ブロック図である。すなわ
ち、制御部３に入力される電圧の大小によって端子Ｕ、
Ｖ、Ｗの各出力電圧が図１７のように調節（上側スイッ
チング素子９のＯＮ／ＯＦＦ比制御）され、所定の出力
電圧に保たれる。したがって、常に安定した電圧（電
力）を供給することができる。
【００４１】（実施の形態６）図１８は、図６のモータ
７内蔵の空調用コンプレッサ（図示せず）を駆動し、こ
れによって冷却器２７を作動させて除湿し、空調用電気
ヒータ２０（抵抗負荷６に相当）で再加熱し、空調用フ
ァン２６での送風空気湿度を湿度センサ２８で測定する
ようにしたものである。そして、その測定値を制御部３
に入力し、図１７に示すように、その測定値（検出湿
度）の大小で出力電圧を調節し、車室内を一定の湿度に
保つようにしている。温度の場合は、図１３中の空調用
電気ヒータ調節器２３、シート暖房用ヒータ調節器２
４、リア熱線調節器２５をそれぞれ空調用電気ヒータ温
度センサ２３ａ、シート暖房用ヒータ温度センサ２４
ａ、リア熱線温度センサ２５ａに置き換えて温度を測定
すればよい。
【００４２】したがって、上記構成により、電圧制御で
は困難な温度、湿度等の結果を安定して制御することが
できる。
【００４３】（実施の形態７）図１９は、電流センサ２
９で抵抗負荷６の電流を測定することを示す図である。
なお、もしプラス側（端子Ｐ）に電流センサ２９があれ
ば、抵抗負荷６は端子Ｎではなく、端子Ｐに接続すれば
よい。また、図２０は、抵抗負荷６を端子Ｐに接続せず
直接直流電源５に接続しているが、この場合でも測定可
能である。したがって、抵抗負荷６やモータ７等にかか
る過大な負荷を簡単な構成に容易に防止することが可能
となり、直流用として専用の電流センサを備える必要も
なく、小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４４】（実施の形態８）図２１は、変換器２を切
替器３０によりモータ７もしくは抵抗負荷６に接続でき
ることを示す図である。図２２は交流変換と直流変換の
切り替えができることを示す図である。これらの切り替
えは、切替器３０に電流が流れていないときに、制御部
３の信号によって行われる。切替器３０は小型でよいた
めプリント基板用リレーも使用可能となり、インバータ
装置に内蔵でき、プリント基板の外に設ける必要がな
い。
【００４５】したがつて、切替器３０にアークやサージ
対策が不要であり（切替器３０がリレーであれば接点容
量は出力電流に対応できるだけの小さいものでよく、半
導体であれば耐圧は出力電圧に対応できるだけの小さい
ものでよい）、このため、装置の小型化を図ることがで
きる。また、リレーでの耐久性は、アークやサージがな
いため電気的寿命（５万回程度）ではなく、機械的寿命
（１００万回程度）になる。
【００４６】（実施の形態９）図２４は、実施の形態８
の図２１、２２における切替器３０の作動を示すフロー
チャートである。すなわち、ステップ１で、切替指示の
有無を調べる。有ればステップ２で変換器２での変換を
停止し、ステップ３で所定時間待ちする。その後ステッ
プ４で切り替えを実行する。したがって、切り替え作動
中のアークやサージの発生を確実に防止でき、信頼性を
向上させることができる。
【００４７】（実施の形態１０）図２３は、実施の形態
８の図２１における変換器２と切替器３０との間に電流
センサ３１を設け、この電流センサ３１の出力信号を制
御器３に入力することを示す図である。図２５は、図２
３の切替器３０の作動を示すフローチャートである。
【００４８】すなわち、ステップ５で、切替指示の有無
を調べる。有ればステップ６で変換器２での変換を停止
し、ステップ７で電流センサ３１によって電流の有無を
調べる。電流がなければ、ステップ８で切り替えを実行
する。なお、電流センサ３１は、測定ができれば、図１
９、図２０で示した電流センサ２９のように他の部分に
設けてもよい。
【００４９】上記構成によって、前記同様切り替え作動
中のアークやサージの発生を確実に防止できる。
【００５０】なお、上記各実施の形態では３相とした
が、これに限るものではない。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインバータ装置の請求項１、２に記載の発明は、直流
電流をも可能とするもので、この構成によれば、交流波
形を作成する必要がなくキャリアは不要なため、直流そ
のもの、もしくは低周波での断続を出力することによ
り、高調波電流が防止でき電気ノイズ源や漏れ電流源と
なることを防止できる。また、リレーで直流電源から抵
抗体に通電するのに比較し、半導体での通電であるので
耐久性を大幅に向上できる。
【００５２】請求項３に記載の発明は、平滑回路を通し
て出力するもので、この構成によれば、ピーク電圧を抑
制し、低電圧化することができる。したがって、負荷と
して耐圧の制限（直流電源電圧以上のものを選定する等
の制限）を受けない。また、電圧を低くすることによ
り、より安全性を高めることができる。
【００５３】請求項４に記載の発明は、直流出力を各々
独立した波形とするもので、この構成によれば、別々の
負荷に別々の出力を加えることができる。したがって、
インバータ装置が、同時に多種の負荷を扱うことができ
るようになる。
【００５４】請求項５に記載の発明は、直流出力を各々
時間的に重ならない波形とするもので、この構成によれ
ば、直流電源からの電流ピークを抑制することができ
る。したがって、電流が平均化し、電源への負担を小さ
くすることができる。
【００５５】また、この構成によれば、特定の負荷に対
して各相を接続し、各相から順に電力供給することによ
り、各相の負担を抑制しつつ、大きい電力を供給するこ
とができる。
【００５６】請求項６に記載の発明は、直流出力の値を
読みとることにより、変換量を調節するもので、この構
成によれば、常に安定した電圧（電力）を供給すること
ができる。
【００５７】請求項７に記載の発明は、直流出力を用い
た結果の値を読みとることにより、変換量を調節するも
ので、この構成によれば、電圧制御では困難な温度・湿
度等の結果を安定して直接制御することができる。
【００５８】請求項８に記載の発明は、交流電流を測定
する電流センサを設け、電流センサの電流経路に、直流
の電流経路を一致させることにより、直流電流をも測定
可能とするもので、この構成によれば、直流用として専
用の電流センサを備える必要がない。したがって、小型
化、低コスト化することができる。
【００５９】請求項９に記載の発明は、複数の負荷への
接続部を有し、変換器を前記接続部に選択して接続する
ための切替手段を備え、この切替手段による接続切り替
えは、入出力経路に電流が流れていないときに作動する
ようにしたもので、この構成によれば、切り替え作動中
にアークやサージの発生を防止できる。したがって、切
替手段にアークやサージ対策が不要であり、小型化を図
ることができる。
【００６０】また、リレーでの耐久性は、アークやサー
ジがないので電気的寿命（５万回程度）ではなく機械的
寿命（１００万回程度）になり、飛躍的に向上させるこ
とができる。
【００６１】請求項１０に記載の発明は、切替手段によ
る接続切り替えは、変換器を停止させたのち、所定時間
後に作動させるようにしたもので、変換器停止後のイン
ダクタンス要素等による電流は所定時間内で消滅し、出
力経路に電流が流れていないときに作動することにな
る。したがって、切り替え作動中のアークやサージの発
生を確実に防止し信頼性を向上させることができる。
【００６２】請求項１１に記載の発明は、接続切り替え
は、入出力経路に電流が流れていないことを、電流セン
サで確認後、作動させるようにしたもので、変換器停止
後のインダクタンス要素等による電流を検出し、その電
流が０になってから作動することになる。したがって、
前記同様切替作動中のアークやサージの発生を確実に防
止し信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータ装置の実施の形態１の回路
ブロック図
【図２】同実施の形態１の操作部の拡大図
【図３】同実施の形態１の変換部の回路図
【図４】同実施の形態１の出力電圧を示す図
【図５】同実施の形態１の他の例を示す回路ブロック図
【図６】同実施の形態１の交流変換の例を示す回路ブロ
ック図
【図７】同実施の形態１の交流変換及び直流変換の例を
示す回路ブロック図
【図８】同実施の形態２の回路ブロック図
【図９】同実施の形態２の他の例を示す回路ブロック図
【図１０】同実施の形態２の出力電圧，電流のタイミン
グチャート
【図１１】同実施の形態２の他の例の出力電圧，電流の
タイミングチャート
【図１２】同実施の形態３の出力電圧を示す図
【図１３】同実施の形態３の出力電圧の実施例を説明す
るための図
【図１４】同実施の形態４の出力電圧のタイミングチャ
ート
【図１５】同実施の形態４の回路ブロツク図
【図１６】同実施の形態５の回路ブロツク図
【図１７】同実施の形態５の作用を説明するための図
【図１８】同実施の形態６の作用を説明するための空調
システムの図
【図１９】同実施の形態７の回路ブロック図
【図２０】同実施の形態７の他の例を示す回路ブロック
図
【図２１】同実施の形態８の回路ブロック図
【図２２】同実施の形態８の他の例を示す回路ブロック
図
【図２３】同実施の形態１０の回路ブロック図
【図２４】同実施の形態９の作用を説明するためのフロ
ーチャート
【図２５】同実施の形態１０の作用を説明するためのフ
ローチャート
【図２６】従来のインバータ装置の回路ブロック図
【図２７】同モータ電流を示す図
【図２８】同他の例１の回路ブロック図
【図２９】同抵抗電流を示す図
【図３０】同他の例２の回路ブロック図
【符号の説明】 １ インバータ装置 ２ 変換器 ３ 制御部 ４ 操作部 ５ 直流電源 ６ 抵抗負荷 ７ モータ ９ 上側出力トランジスタ（上側スイッチング素子） １０ 下側出力トランジスタ（下側スイッチング素子） １１ 上側ダイオード １２ 下側ダイオード ２９、３１ 電流センサ ３０ 切替器（切替手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−304325（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−163899（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−274249（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−46854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−154394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−43526（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−107700（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−256497（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電源のプラス側に接続される上側ス
    イッチング素子及び直流電源のマイナス側に接続される
    下側スイッチング素子を直列接続した複数のスイッチン
    グ素子列と、前記上側スイッチング素子と下側スイッチ
    ング素子との接続点を負荷へ接続するための複数のスイ
    ッチング出力部と、前記上側スイッチング素子及び下側
    スイッチング素子の作動を制御する制御部とを備え、こ
    の制御部が前記上側スイッチング素子及び下側スイッチ
    ング素子を作動させて、前記複数のスイッチング出力部
    間に接続されたコンプレッサ駆動用のモータへ交流電流
    を流して駆動するインバータ装置において、前記上側ス
    イッチング素子と下側スイッチング素子との接続点をコ
    ンプレッサ駆動用のモータと電気ヒータを選択して接続
    するための切替リレーを備え、接続点がコンプレッサ駆
    動用のモータに接続されている場合は交流電流を出力
    し、前記電気ヒータに接続されている場合は直流電流を
    出力するとともに、前記切替リレーによる接続切り替え
    は、前記上側スイッチング素子及び前記下側スイッチン
    グ素子の作動を停止させた後に行うようにしたインバー
    タ装置。
  2. 【請求項２】 前記上側スイッチング素子及び前記下側
    スイッチング素子の作動を停止させた後、インダクタン
    ス要素による電流が消滅する所定時間後に接続切り替え
    を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のイン
    バータ装置。
  3. 【請求項３】 前記切替リレー接点の電流を検出する電
    流センサと前記電流センサからの電流データ信号を入力
    する信号入力部を制御部に設け、前記上側スイッチング
    素子及び前記下側スイッチング素子の作動を停止させた
    後、前記電流センサからの電流データ信号によって前記
    切替リレー接点に電流が流れていないことを確認したの
    ち接続切り替えを行うようにしたことを特徴とする請求
    項１記載のインバータ装置。
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