我们习惯上认为采用无刷直流压缩机的空调就是直流变频空调。
由于有刷直流电动机的电刷与换向器以接触方式连接，在运行中有磨损，使得工作不稳定；同时还会产生火花，但由于压缩机汽缸内注满了制冷剂蒸汽，因此不能采用会产生火花的直流有刷电动机，而采用直流无刷电动机。所谓无刷直流电动机就是：把普通直流电动机永久磁铁组成的定子变成转子（转子采用稀土材料制成的永久磁体），把普通直流电动机需要换向器和电刷提供电源的绕组转子变成定子（定子与交流电动机相同，采用漆包线整距集中绕制而成）。这样就可以省掉普通直流电动机必需的电刷，所以把这种电动机称为无刷直流电动机。它的调速性能与普通的直流电动机相似；它既克服了普通直流电动机的一些缺点，如电磁干扰大、噪声大、有火花、可靠性差、寿命短等，又具有交流电动机所不具备的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损耗等。所以直流变频空调相对于交流变频空调而言，具有更大的节能优势，近年来被广泛采用。
直流变频空调的功率模块控制电路与交流变频空调基本一样，只是其转换过程为“交流一直流一直流”，其原理框图见下图。
交流变频空调的变频模块按照SPWM调制方式，就是将市电220V交流电转换成310V左右的直流电并送到功率模块（IGBT开关组合）。同时功率模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可变的电压(合成波形近似正弦波），使压缩机电动机的转速随频率的变化而变化，从而控制压缩机的运转，快速地调节制冷和制热量。
直流变频空调同样是将市电220V转换成310V左右的直流电送到功率模块。变频模块每次导通两个IGBT（A+、A-不能同时导通，B+、B-不能同时导通，C+、C-也不能同时导通），给两相绕组通直流电，驱动转子运转。同时模块受微电脑的控制，输出电压可变的直流电（这里没有逆变过程）。直流变频相比交流变频多一个位置检测电路，使得直流变频的控制更加精确。
直流有刷电动机中，当转子（单相）磁场转到与定子（永久磁体）磁场平行后，如果转子再越过此位置，而直流电源不改变流向，即绕组中的电流方向不改变的话，那么根据右手定则，此时线圈受力使之向反方向旋转。
因此需要电刷来改变绕组中电流的流向，使转子能继续旋转下去。而无刷直流电动机由于不能在电机绕组上改变电流方向，所以只能通过控制切换外部供电来实现换相，为了能保证准确换相，就需要一个转子位置检测电路来进行控制。
直流无刷电动机位置检测通常有两种方式：一是利用电动机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号，这种检测方式在直流风扇电动机上比较常见；另一种是检测直流无刷电动机的相电压，利用相电压的采样信号进行运算后得到。由于在直流无刷电动机中随时都有两相绕组通电，另一相不通电，但磁铁在线圈中转动，线圈里就能产生电压，所以不通电的这组线圈就有感应电压，由于该电压的相位与磁铁的位置有一定关系，因此根据感应电压就可以判断出转子的位置，进而控制绕组通电顺序。以不通电的一相作为转子位置检测信号用于捕获感应电压，通过专门设计的电路，反过来控制给定子绕组的方波电压。由于这一种方法省掉了位置传感器，使得电动机构造更为简单可靠，所以压缩机电动机一般都采用这种检测方式。
感应电压只有在电动机转动时才产生，因此不能通过转子位置来检测电动机的启动，必须强制性地输出驱动波形，直到电动机转速达到一定速度，可以靠感应电压测出转子位置为止，再切换到转子位置检测输出波形驱动的方式。
当功率模块出现过热或过负荷时，如果室外机控制电路对模块不进行保护，而让模块继续工作，会导致功率模块烧毁。由于功率模块的成本较高，为了保护功率模块不至于被轻易损坏，在室外机控制电路上都设置有IPM保护电路。
交流变频空调功率模块与压缩机
由于交流变频空调采用的是交流异步电动机，其转速与旋转磁场同步转速存在一个转差，同步转速变化时，转差也有变化，这对精确控制压缩机的转速是不利的。然而异步电动机结构简单、造价低廉，在目前市场上被大量采用。交流变频空调功率模块的基本框图见下图．它主要由整流器、滤波电路、功率逆变器等部件组成，在微处理控制电路的驱动下，完成“交流一直流一交流”的转换过程，驱动压缩机运转。
整流器是用来将交流电转换成直流电的部件，普遍采用的是硅整流器件（整流二极管）进行桥式连接（在单相整流器中，采用的是四支整流二极管，而当空调采用的是三相供电输入时，整流器采用的是六支整流二极管）。由于整流出来的直流电还很不平滑，所以需要滤波电路（滤波电容）来进行滤波，滤波后得到300V左右平滑的直流电，供逆变器工作。
功率模块又称功率逆变器，是用来将直流电转换成频率与电压可调节的三相交流电的核心部件。变频空调常采用六只IGBT构成上下桥式驱动电路，在交流一直流一交流逆变过程中，控制电路控制每只IGBT导通180°，且同一桥臂上两只IGBT中的一只导通时，另一只必须关闭。相邻两相的元件导通相位差为120°，在任意3600内都有三只IGBT导通，以接通三相负载。
当控制信号输出时，A+、A-、B+、B-、C+、C-各IGBT管分别导通，从而输出频率变化的三相交流电使压缩机运转。在实际应用中，多采用IPM(InteUigentPowerModule，智能功率模块)加上周围的电路（如开关电源电路）组成。IPM是一种智能功率模块，是以IGBT为内核的先进混合集成功率部件，由高速低功耗管芯(IGBT)和优化的门极驱动电路，以及快速保护电路构成。IPM内的IGBT管芯都选用高速型的，而且驱动电路紧靠IGBT，驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。IPM内部集成了能连续检测IGBT电流和温度的实时检测电路，当发生严重过载甚至直接短路时，以及温度过热时，IGBT将被有控制地软关断，同时发出故障信号。此外IPM还具有桥臂对管互锁、驱动电源欠压保护等功能。尽管IPM价格高一些，但由于集成的驱动、保护功能使IPM与单纯的IGBT相比具有结构紧凑、可靠性高、易于使用等优点。
