(57)【要約】  本発明に係る空気調和機は、空気調和機を駆動する駆動電力を生成する電源生成部２、モータ２０を駆動するインバータ出力部６、インバータ出力部６に印加される直流電圧を検出する電圧検出部８、電圧検出部８の検出結果に基づいてインバータ出力部６を制御するモータ駆動制御部７、インバータ出力部６およびモータ駆動制御部７に動作電源を供給する駆動電源供給部５、駆動電源供給部５にモータ駆動指令またはモータ駆動停止指令を出力する本体制御部４、本体制御部４および駆動電源供給部５に動作電力を供給する電源回路部３、モータ駆動時は電圧検出部８の検出結果をモータ駆動制御部７に入力し、モータ駆動停止時は検出結果のモータ駆動制御部７への入力を遮断する入力切換スイッチ９を備える。
2017068628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から交流電力の供給受けてモータを駆動するように構成された空気調和機において、
前記商用電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して前記空気調和機を駆動する駆動電力を生成する電源生成部と、
前記電源生成部から供給される電力を使用して前記モータを駆動するインバータ出力部と、
前記インバータ出力部に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記インバータ出力部を制御するモータ駆動制御部と、
前記インバータ出力部および前記モータ駆動制御部にそれぞれの動作電源を供給する駆動電源供給部と、
前記モータ駆動制御部との間で信号の授受を行い、前記駆動電源供給部にモータ駆動指令またはモータ駆動停止指令を出力する本体制御部と、
前記電源生成部が生成した駆動電力を使用して前記本体制御部および前記駆動電源供給部に動作電力を供給する電源回路部と、
モータ駆動時は前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力を遮断する検出結果抑止回路と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記検出結果抑止回路は、前記モータ駆動制御部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記モータ駆動制御部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記検出結果抑止回路は、前記駆動電源供給部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記駆動電源供給部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記検出結果抑止回路は、前記本体制御部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記本体制御部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記電源回路部は絶縁電源であり、前記本体制御部は、前記駆動電源供給部、前記モータ駆動制御部および前記入力切換スイッチのうちの少なくとも１つと絶縁カプラを介して接続されていることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記検出結果抑止回路は、前記モータ駆動制御部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記モータ駆動制御部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記検出結果抑止回路は、前記駆動電源供給部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記駆動電源供給部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記検出結果抑止回路は、前記本体制御部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記本体制御部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記電源回路部は絶縁電源であり、前記本体制御部は、前記駆動電源供給部、前記モータ駆動制御部および前記入力切換スイッチのうちの少なくとも１つと絶縁カプラを介して接続されていることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記モータ駆動制御部は、前記空気調和機に含まれている少なくとも１つ以上のモータを制御することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に具備されるモータの駆動制御技術に係り、より詳細には、空気調和機の消費電力削減と消費電力削減時の回路保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ駆動時に直流電圧をモニタし、そのモニタ結果をモータ制御に反映してモータ駆動している文献がある（例えば、特許文献１参照）。また、インバータ出力部に印加する直流電圧をリレーにてカットすることにより、モータ停止時の消費電力を低減する技術を開示した文献がある。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２０４０９号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、モータ駆動停止時も常に電圧検出回路およびインバータ制御装置が動作しているため、モータ駆動していないにも関わらず電力が無駄に消費されているという問題がある。【０００５】
また、上記特許文献２の技術では、消費電力低減のために高価なリレーを設ける必要がありコストが上昇するという問題がある。また、当該リレーによる占有面積が大きく、装置のサイズが増大するという問題もある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置規模の増大とコストの増加を抑制しつつ、モータ駆動停止時の消費電力を低減することができる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、商用電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して空気調和機を駆動する駆動電力を生成する電源生成部、電源生成部から供給される電力を使用してモータを駆動するインバータ出力部、インバータ出力部に印加される直流電圧を検出する電圧検出部、電圧検出部の検出結果に基づいてインバータ出力部を制御するモータ駆動制御部、インバータ出力部およびモータ駆動制御部にそれぞれの動作電源を供給する駆動電源供給部、モータ駆動制御部との間で信号の授受を行い、駆動電源供給部にモータ駆動指令またはモータ駆動停止指令を出力する本体制御部、電源生成部が生成した駆動電力を使用して本体制御部および駆動電源供給部に動作電力を供給する電源回路部、およびモータ駆動時は電圧検出部の検出結果をモータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断する検出結果抑止回路を備えて構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置規模の増大とコストの増加を抑制しつつ、モータ駆動停止時の消費電力を低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の空気調和機における電装系統の構成例を示すブロック図
【図２】図１に示す空気調和機を起動および停止するときの動作シーケンス図
【図３】図１に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【図４】実施の形態１の空気調和機における電装系統の図１とは異なる構成例を示すブロック図
【図５】図４に示す空気調和機を起動するときの動作シーケンス図
【図６】図４に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【図７】実施の形態１の空気調和機における電装系統の図１および図４とは異なる構成例を示すブロック図
【図８】図７に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【図９】実施の形態２の空気調和機における電装系統の構成例を示すブロック図
【図１０】図９に示す空気調和機を起動および停止するときの動作シーケンス図
【図１１】電圧検出部の構成例を図９における一部の回路要素と共に示すブロック図
【図１２】電圧検出部の図１１とは異なる構成例を図９における一部の回路要素と共に示すブロック図
【図１３】図９に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【図１４】実施の形態２の空気調和機における電装系統の図９とは異なる構成例を示すブロック図
【図１５】図１４に示す空気調和機を起動するときの動作シーケンス図
【図１６】図１４に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【図１７】実施の形態２の空気調和機における電装系統の図９および図１４とは異なる構成例を示すブロック図
【図１８】図１７に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る空気調和機について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の空気調和機における電装系統の構成例を示すブロック図である。図１において、実施の形態１における空気調和機は、電源生成部２、電源回路部３、本体制御部４、駆動電源供給部５、インバータ出力部６、モータ駆動制御部７、電圧検出部８、入力切換スイッチ９、モータ２０およびリモコン２２を備えて構成される。空気調和機を構成する構成部のうち、リモコン２２を除く構成部が空気調和機本体であり、リモコン２２は、空気調和機本体に指令を与えるコントローラである。図示のように、実施の形態１における空気調和機は、商用電源１から交流電力の供給を受けてモータ２０を駆動するように構成されている。空気調和機において、モータ２０は、空気調和機に含まれている少なくとも１つ以上のモータ（例えば圧縮機用のモータ、送風用のモータ）に用いられる。
【００１２】
なお、図１において、商用電源１に電気的に接続される側を一次側とするときに、破線１−１は、本体制御部４が設けられる側すなわち二次側を一次側と絶縁する構成とするときの境界を示している。空気調和機の二次側を一次側と絶縁するときの構成（以下「絶縁構成」と称する）については後述する。
【００１３】
電源生成部２は、ブリッジ接続されるダイオード２ａ〜２ｄおよびダイオード２ａ〜２ｄによって変換された直流電圧が印加される平滑コンデンサ２ｅを備え、商用電源１から印加される交流電圧を直流電圧に変換して空気調和機を駆動するための駆動電力を生成する。インバータ出力部６は、電源生成部２から供給される電力を使用してモータ２０を駆動する。電圧検出部８は、電源生成部２とインバータ出力部６との間を電気的に接続する直流母線２４の電圧、すなわち電源生成部２がインバータ出力部６に印加する直流電圧を検出する。モータ駆動制御部７は、電圧検出部８の検出結果に基づいてインバータ出力部６を制御する。なお、図１では、平滑コンデンサ２ｅを電源生成部２の構成要素として示しているが、電源生成部２の外部に設ける構成であってもよい。
【００１４】
電源回路部３は、電源生成部２が生成した電力を使用して動作電力を生成し、生成した動作電力を本体制御部４と駆動電源供給部５にそれぞれ供給する。駆動電源供給部５は、電源回路部３から供給される電力を使用してインバータ出力部６とモータ駆動制御部７にそれぞれの動作電力を供給する。本体制御部４は、駆動電源供給部５に電源ＯＮ指令または電源ＯＦＦ指令を出力できるように構成される。また、本体制御部４は、モータ駆動制御部７との間で信号の授受ができるように構成される。
【００１５】
上述のように、電圧検出部８は、電源生成部２からインバータ出力部６へ印加される直流電圧を検出し、その検出結果、すなわち検出した直流電圧の情報をモータ駆動制御部７に入力できるように構成されている。その一方で、電圧検出部８とモータ駆動制御部７との間には、入力切換スイッチ９が設けられている。入力切換スイッチ９は、第１トランジスタ９ａおよび第２トランジスタ９ｂを有している。第１トランジスタ９ａおよび第２トランジスタ９ｂとしては、図示のようなバイポーラトランジスタが例示されるが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用してもよい。
【００１６】
入力切換スイッチ９において、第１トランジスタ９ａおよび第２トランジスタ９ｂは、ダーリントン接続されており、第１トランジスタ９ａのコレクタ（第１端子）と第２トランジスタ９ｂのベース（制御端子）とが電気的に接続されている。第１トランジスタ９ａおよび第２トランジスタ９ｂの各エミッタ（第２端子）は接地され、第１トランジスタ９ａのべースは、モータ駆動制御部７に電気的に接続され、第２トランジスタ９ｂのコレクタは、電圧検出部８とモータ駆動制御部７との電気的接続点に接続されている。なお、以下の説明の便宜のため、図示のように、第１トランジスタ９ａのコレクタと第２トランジスタ９ｂのベースとの電気的接続点を接続点Ａとし、第２トランジスタ９ｂにおける電圧検出部８とモータ駆動制御部７との電気的接続点を接続点Ｂとする。
【００１７】
次に、実施の形態１における空気調和機の動作について、図１および図２の図面を参照して説明する。図２は、図１に示す空気調和機を起動および停止するときの動作シーケンス図である。
【００１８】
本体制御部４にリモコン２２から電源ＯＮ指令が入力されると、本体制御部４から駆動電源供給部５にモータ駆動指令が出力され、駆動電源供給部５はＯＮ状態となる。駆動電源供給部５がＯＮ状態になると、モータ駆動制御部７もＯＮ状態となる。モータ駆動制御部７がＯＮ状態となった後のｔ１時間経過後に入力切換スイッチ９がＯＮになる。ｔ１時間は、任意の設定時間である。入力切換スイッチ９がＯＮになると、電圧検出部８の検出結果がモータ駆動制御部７に入力されるようになる。
【００１９】
また、本体制御部４にリモコン２２から電源ＯＦＦ指令が入力されると、本体制御部４から駆動電源供給部５にモータ駆動停止指令が出力され、ｔ２時間の経過後に駆動電源供給部５はＯＦＦ状態となり、以降順次、モータ駆動制御部７および入力切換スイッチ９がＯＦＦ状態となる。ｔ２時間は、任意の設定時間である。入力切換スイッチ９がＯＦＦになることにより、電圧検出部８の検出結果のモータ駆動制御部７への入力は遮断される。
【００２０】
ここで、入力切換スイッチ９の動作について説明する。モータ駆動制御部７がＯＦＦのとき、モータ駆動制御部７から入力切換スイッチ９への信号は出力されない。このとき、入力切換スイッチ９の第１トランジスタ９ａはＯＦＦであり、接続点Ａの電位は“Ｈｉｇｈ”となるので、第２トランジスタ９ｂはＯＮとなり、接続点Ｂの電位は“Ｌｏｗ”（ほぼＧＮＤ電位レベル、すなわち０Ｖ）となる。よって、モータ駆動制御部７がＯＦＦのとき、電圧検出部８の検出結果はモータ駆動制御部７に入力されない。
【００２１】
一方、モータ駆動制御部７がＯＮになると、モータ駆動制御部７から入力切換スイッチ９への信号が出力され、入力切換スイッチ９の第１トランジスタ９ａがＯＮとなる。第１トランジスタ９ａがＯＮになると、接続点Ａの電位は“Ｌｏｗ”となるので、第２トランジスタ９ｂはＯＦＦとなる。第２トランジスタ９ｂはＯＦＦとなることにより接続点Ｂの電位は上昇するので、電圧検出部８の検出結果がモータ駆動制御部７に入力されるようになる。
【００２２】
上記のように、入力切換スイッチ９は、電圧検出部８の検出結果をモータ駆動制御部７に入力するか、強制的にＧＮＤ電位にレベルを落とすかを切り換える機能を有する。この機能は、実施の形態２で説明する検出結果抑止回路１４と同等の機能である。
【００２３】
本体制御部４およびモータ駆動制御部７としては、一般的にマイコンが用いられる。図１の構成において、入力切換スイッチ９を有していない場合、モータ駆動制御部７がＯＮであるかＯＦＦであるかに関わらず、電圧検出部８の検出結果がモータ駆動制御部７に入力されてしまう。モータ駆動制御部７のＯＦＦ時にモータ駆動制御部７の図示しない入力ポートに何らかの電圧が入力されてしまう状態は、逆バイアスと呼ばれており、マイコンであるモータ駆動制御部７にとって、好ましい状態ではない。一方、入力切換スイッチ９を有する場合、上述の動作のように、モータ駆動制御部７のＯＦＦ時に電圧検出部８の検出結果がモータ駆動制御部７に入力されてしまうことはない。すなわち、低消費電力化のために駆動電源供給部５をＯＦＦにしても、入力切換スイッチ９によって、モータ駆動制御部７が逆バイアスになることを防止することができる。
【００２４】
なお、図２のシーケンスは一例であり、モータ駆動制御部７がＯＮとなるときに入力切換スイッチ９をＯＮとしてもよい。また、モータ駆動停止指令を受けた際に、入力切換スイッチ９をＯＦＦとしてもよい。その際、モータ駆動制御部７自身がモータ駆動停止指令と共にＯＦＦになってもよい。すなわち、モータ駆動指令を受けた後の経過時間ｔ１およびモータ駆動停止指令を受けた後の経過時間ｔ２は、０秒を含んでいてもよい。
【００２５】
図３は、図１に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。絶縁構成とは、本体制御部４を破線１−１の内部にある構成要素と電気的に絶縁する構成、別言すれば回路的に切り離す構成を意味する。本体制御部４を絶縁とする場合、図３に示すように、本体制御部４と駆動電源供給部５との間および本体制御部４とモータ駆動制御部７との間に、絶縁カプラ１０，１１をそれぞれ挿入することで実現可能である。なお、図１および図３では、電源回路部３を破線１−１の境界線上に示しているが、この表記は、電源回路部３自体が、例えば絶縁トランスの使用により、一次側と二次側とが絶縁されている絶縁電源であることを意味している。電源回路部３としては、フライバックコンバータが例示される。
【００２６】
なお、図３において、図１との差異は、絶縁カプラ１０，１１の有無であり、動作シーケンス自体は図１に示す空気調和機と変わらない。このため、図３に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００２７】
図４は、実施の形態１の空気調和機における電装系統の図１とは異なる構成例を示すブロック図であり、図５は、図４に示す空気調和機を起動するときの動作シーケンス図である。図１では、入力切換スイッチ９がモータ駆動制御部７によって制御される構成であるが、図４のように駆動電源供給部５によって制御される構成としてもよい。
【００２８】
図４の構成の場合、モータ駆動指令およびモータ駆動停止指令を受けたときのシーケンスは図５に示す通りであり、駆動電源供給部５のＯＮまたはＯＦＦに伴って、モータ駆動制御部７、入力切換スイッチ９および電圧検出結果のモータ駆動制御部７への入力動作の全てが連動するようになる。これらの動作により、低消費電力化のために駆動電源供給部５をＯＦＦにしても、入力切換スイッチ９によって、モータ駆動制御部７が逆バイアスになることを防止することができる。
【００２９】
図６は、図４に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。図３と同様に、本体制御部４と駆動電源供給部５との間および本体制御部４とモータ駆動制御部７との間に、絶縁カプラ１０，１１をそれぞれ挿入することで実現可能である。
【００３０】
なお、図６において、図４との差異は、絶縁カプラ１０，１１の有無であり、動作シーケンスは図４に示す空気調和機と変わらない。このため、図６に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００３１】
図７は、実施の形態１の空気調和機における電装系統の図１および図４とは異なる構成例を示すブロック図である。図１では、入力切換スイッチ９がモータ駆動制御部７によって制御され、図４では、入力切換スイッチ９が駆動電源供給部５によって制御される構成としているが、図７のように入力切換スイッチ９が本体制御部４によって制御される構成としてもよい。
【００３２】
図７において、図１および図４との差異は、入力切換スイッチ９に入力される制御信号の出力元のみである。このため、空気調和機の動作シーケンスに変更される要素はなく、図２または図５に示すシーケンスと同様な動作となる。
【００３３】
図８は、図７に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。図８では、本体制御部４と駆動電源供給部５との間、本体制御部４とモータ駆動制御部７との間および本体制御部４と入力切換スイッチ９との間に、絶縁カプラ１０，１１，１２をそれぞれ挿入することで絶縁構成を実現している。
【００３４】
なお、図８において、図７との差異は、絶縁カプラ１０〜１２の有無であり、動作シーケンス自体は図７に示す空気調和機と変わらない。このため、図８に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００３５】
以上説明したように、実施の形態１に係る空気調和機によれば、モータ駆動時は電圧検出部の検出結果をモータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断するように入力切換スイッチが動作するので、装置規模の増大とコストの増加を抑制しつつ、モータ駆動停止時の消費電力を低減することが可能となる。
【００３６】
また、実施の形態１に係る空気調和機によれば、モータ駆動制御部の非動作時には入力切換スイッチの第１トランジスタをＯＦＦし、入力切換スイッチの第２トランジスタをＯＮすることにより、電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００３７】
また、実施の形態１に係る空気調和機によれば、駆動電源供給部の非動作時には入力切換スイッチの第１トランジスタをＯＦＦし、入力切換スイッチの第２トランジスタをＯＮすることにより、電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００３８】
また、実施の形態１に係る空気調和機によれば、本体制御部の非動作時には入力切換スイッチの第１トランジスタをＯＦＦし、入力切換スイッチの第２トランジスタをＯＮすることにより、電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２の空気調和機における電装系統の構成例を示すブロック図である。図９において、図１に示す実施の形態１の構成との差異は、入力切換スイッチ９を設ける構成に代えて、直流母線２４と電圧検出部８との間に検出結果抑止回路１４を挿入する構成としている点にある。検出結果抑止回路１４は、電流切換スイッチ１４ａと、電流切換スイッチ１４ａに並列に接続される電流制限抵抗１４ｂとを備えて構成される。なお、その他の構成については、図１に示す実施の形態１の構成と同一または同等であり、同一または同等である構成部については同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４０】
次に、実施の形態２における空気調和機の動作について、図９および図１０の図面を参照して説明する。図１０は、図９に示す空気調和機を起動および停止するときの動作シーケンス図である。
【００４１】
本体制御部４にリモコン２２から電源ＯＮ指令が入力されると、本体制御部４から駆動電源供給部５にモータ駆動指令が出力され、駆動電源供給部５はＯＮ状態となる。駆動電源供給部５がＯＮ状態になると、モータ駆動制御部７もＯＮ状態となる。モータ駆動制御部７がＯＮ状態となった後のｔ３時間経過後に、電流切換スイッチ１４ａがＯＮとなる。ｔ３時間は、任意の設定時間である。電流切換スイッチ１４ａがＯＦＦの場合、直流母線２４と電圧検出部８とは電流制限抵抗１４ｂを介して接続されている状態であるが、電流切換スイッチ１４ａがＯＮになると、直流母線２４と電圧検出部８とは電流制限抵抗１４ｂを介さずに接続されている状態となるので、検出結果抑止回路１４は電流制限抵抗１４ｂを介する接続状態から電流制限抵抗１４ｂを介さない短絡状態に推移する。検出結果抑止回路１４が短絡状態に推移すると、電圧検出部８はインバータ出力部に印加される直流電圧を検出できるようになるので、電圧検出部８による本来の検出結果がモータ駆動制御部７に入力されるようになる。
【００４２】
また、本体制御部４にリモコン２２から電源ＯＦＦ指令が入力されると、本体制御部４から駆動電源供給部５にモータ駆動停止指令が出力され、ｔ４時間の経過後に駆動電源供給部５はＯＦＦ状態となり、以降順次、モータ駆動制御部７および電流切換スイッチ１４ａがＯＦＦ状態となる。ｔ４時間は、任意の設定時間である。電流切換スイッチ１４ａがＯＦＦになると、電圧検出部８が検出する電圧は、インバータ出力部６に印加される本来の直流電圧ではなく、電流制限抵抗１４ｂでの電圧降下分を差し引いた電圧となる。電圧検出部８の内部に具備される抵抗の抵抗値よりも電流制限抵抗１４ｂの抵抗値を大きくすれば、電圧検出部８の検出電圧を小さくすることができる。その結果、電圧検出部８の検出結果のモータ駆動制御部７への入力は実質的に遮断され、モータ駆動制御部７が逆バイアスになることを防止することができる。
【００４３】
なお、図１０のシーケンスは一例であり、モータ駆動制御部７がＯＮとなるときに電流切換スイッチ１４ａをＯＮとしてもよい。また、モータ駆動停止指令を受けた際に、電流切換スイッチ１４ａをＯＦＦとしてもよい。その際、モータ駆動制御部７自身がモータ駆動停止指令と共にＯＦＦになってもよい。すなわち、モータ駆動指令を受けた後の経過時間ｔ３およびモータ駆動停止指令を受けた後の経過時間ｔ４は、０秒を含んでいてもよい。
【００４４】
次に、電圧検出部８の動作について、図１１の図面を参照して説明する。図１１は、電圧検出部８の構成例を図９における一部の回路要素と共に示すブロック図である。図１１において、電圧検出部８の内部では、抵抗１５と抵抗１６とが直列に接続されており、抵抗１５と抵抗１６とによる分圧電圧がモータ駆動制御部７に入力されるように構成されている。
【００４５】
モータ駆動時、電流切換スイッチ１４ａによって電流制限抵抗１４ｂの両端が短絡されると、電源生成部２が生成した直流電圧は抵抗１５，１６によって分圧される。電圧検出部８は、抵抗１５，１６による分圧電圧を、検出結果としてモータ駆動制御部７に入力する。このとき、抵抗１５，１６には電流が流れるので、抵抗１５，１６による電力消費が常時発生している。
【００４６】
一方、モータ駆動の停止時は、消費電力を低減することと、モータ駆動制御部７への逆バイアスを防ぐことの双方が求められる。図１１に示される構成において、電流切換スイッチ１４ａのみを接続し、モータ駆動停止時に電流切換スイッチ１４ａをＯＦＦに制御すれば、抵抗１５，１６に電流が流れることなく、且つ、モータ駆動制御部７への逆バイアスを防ぐことができる。しかしながら、平滑コンデンサ２ｅに蓄電される電圧値は大きく、電流切換スイッチ１４ａのみを設ける構成では、電流切換スイッチ１４ａとして耐圧を高いものを選択せざるを得ず、電圧検出部８および電流切換スイッチ１４ａを搭載する基板が高コストで、実装面積の大きなものとなってしまう。
【００４７】
そこで、実施の形態２では、電流切換スイッチ１４ａの両端に並列に接続される電流制限抵抗１４ｂを設ける図１１の構成としている。図１１において、電流制限抵抗１４ｂは、電圧検出部８を構成する抵抗１５，１６に対して直列に接続されており、電流制限抵抗１４ｂは、モータ駆動停止時において、電圧検出部８に流れる電流を抑制する役割を果たしている。電流制限抵抗１４ｂによって、モータ駆動停止時の電流を制限できるので、電流制限抵抗１４ｂおよび抵抗１５，１６における消費電力の増加を抑制することができる。また、電流切換スイッチ１４ａに電流制限抵抗１４ｂが並列に接続されるので、電流切換スイッチ１４ａの両端における印加電圧が小さくなり、電流制限抵抗１４ｂがない場合に比して耐圧が小さいものを選択できるので、電圧検出部８および電流切換スイッチ１４ａを搭載する基板を低コストで、コンパクトに実現することができる。なお、モータ駆動制御部７における逆バイアスを防止ができることは、上述した通りである。
【００４８】
図１２は、電圧検出部８の変形例を示す図であり、図１１とは異なる構成例を図９における一部の回路要素と共に示している。図９では、直流母線２４と電圧検出部８の抵抗１５との間に検出結果抑止回路１４を挿入しているが、抵抗１５の一端を直流母線２４に接続し、抵抗１５の他端と抵抗１６の一端との間に検出結果抑止回路１４を挿入し、抵抗１６の一端の電圧を検出電圧としてモータ駆動制御部７に入力する構成としてもよい。このような構成にしても、モータ駆動時およびモータ駆動停止時の動作は変わらず、得られる効果は図１１の構成と同一である。
【００４９】
図１３は、図９に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。図３と同様に、本体制御部４と駆動電源供給部５との間および本体制御部４とモータ駆動制御部７との間に、絶縁カプラ１０，１１をそれぞれ挿入することで実現可能である。
【００５０】
なお、図１３において、図９との差異は、絶縁カプラ１０，１１の有無であり、動作シーケンスは図９に示す空気調和機と変わらない。このため、図１３に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００５１】
図１４は、実施の形態２の空気調和機における電装系統の図９とは異なる構成例を示すブロック図であり、図１５は、図１４に示す空気調和機を起動するときの動作シーケンス図である。図９では、検出結果抑止回路１４がモータ駆動制御部７によって制御される構成であるが、図１４のように駆動電源供給部５によって制御される構成としてもよい。
【００５２】
図１４の構成の場合、モータ駆動指令およびモータ駆動停止指令を受けたときのシーケンスは図１５に示す通りであり、駆動電源供給部５のＯＮまたはＯＦＦに伴って、モータ駆動制御部７、電流切換スイッチ１４ａ、検出結果抑止回路１４（電流制限抵抗１４ｂ）および電圧検出結果のモータ駆動制御部７への入力動作の全てが連動するようになる。これらの動作により、低消費電力化のために駆動電源供給部５をＯＦＦにしても、電流切換スイッチ１４ａおよび電流制限抵抗１４ｂを具備する検出結果抑止回路１４によって、モータ駆動制御部７が逆バイアスになることを防止することができる。
【００５３】
図１６は、図１４に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。図１３と同様に、本体制御部４と駆動電源供給部５との間および本体制御部４とモータ駆動制御部７との間に、絶縁カプラ１０，１１をそれぞれ挿入することで実現可能である。
【００５４】
なお、図１６において、図１４との差異は、絶縁カプラ１０，１１の有無であり、動作シーケンスは図１４に示す空気調和機と変わらない。このため、図１６に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００５５】
図１７は、実施の形態２の空気調和機における電装系統の図９および図１４とは異なる構成例を示すブロック図である。図９では、入力切換スイッチ９がモータ駆動制御部７によって制御され、図１４では、入力切換スイッチ９が駆動電源供給部５によって制御される構成としているが、図１７のように入力切換スイッチ９が本体制御部４によって制御される構成としてもよい。
【００５６】
図１７において、図９および図１４との差異は、検出結果抑止回路１４に入力される制御信号の出力元のみである。このため、空気調和機の動作シーケンスに変更される要素はなく、図１０または図１５に示すシーケンスと同様な動作となる。
【００５７】
図１８は、図１７に示す空気調和機を絶縁構成とする場合の構成例を示すブロック図である。図１８では、本体制御部４と駆動電源供給部５との間、本体制御部４とモータ駆動制御部７との間および本体制御部４と検出結果抑止回路１４との間に、絶縁カプラ１０，１１，１２をそれぞれ挿入することで絶縁構成を実現している。
【００５８】
なお、図１８において、図１７との差異は、絶縁カプラ１０〜１２の有無であり、動作シーケンス自体は図１７に示す空気調和機と変わらない。このため、図１８に示す空気調和機の動作に関するここでの説明は省略する。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態２に係る空気調和機によれば、モータ駆動時は電圧検出部の検出結果をモータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は検出結果のモータ駆動制御部への入力を遮断するように検出結果抑止回路が動作するので、装置規模の増大とコストの増加を抑制しつつ、モータ駆動停止時の消費電力を低減することが可能となる。
【００６０】
また、実施の形態２に係る空気調和機によれば、モータ駆動制御部の非動作時には検出結果抑止回路の電流切換スイッチをＯＦＦに制御して、検出結果抑止回路の電流制限抵抗に電流を流すことにより電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を実質的に遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００６１】
また、実施の形態２に係る空気調和機によれば、駆動電源供給部の非動作時には検出結果抑止回路の電流切換スイッチをＯＦＦに制御して、検出結果抑止回路の電流制限抵抗に電流を流すことにより電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を実質的に遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００６２】
また、実施の形態２に係る空気調和機によれば、本体制御部の非動作時には検出結果抑止回路の電流切換スイッチをＯＦＦに制御して、検出結果抑止回路の電流制限抵抗に電流を流すことにより電圧検出部の検出結果のモータ駆動制御部への入力を実質的に遮断するようにしているので、モータ駆動制御部が逆バイアスになることを確実に防止することが可能となる。
【００６３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  商用電源、２  電源生成部、２ａ〜２ｄ  ダイオード、２ｅ  平滑コンデンサ、３  電源回路部、４  本体制御部、５  駆動電源供給部、６  インバータ出力部、７  モータ駆動制御部、８  電圧検出部、９  入力切換スイッチ、９ａ  第１トランジスタ、９ｂ  第２トランジスタ、１０，１１，１２  絶縁カプラ、１４  検出結果抑止回路、１４ａ  電流切換スイッチ、１４ｂ  電流制限抵抗、１５，１６  抵抗、２０  モータ、２２  リモコン、２４  直流母線。
【図１】
2017068628.tif 000003
【図２】
2017068628.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月29日(2017.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から交流電力の供給を受けてモータを駆動するように構成された空気調和機において、
前記商用電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して前記空気調和機を駆動する駆動電力を生成する電源生成部と、
前記電源生成部から供給される電力を使用して前記モータを駆動するインバータ出力部と、
前記インバータ出力部に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記インバータ出力部を制御するモータ駆動制御部と、
前記インバータ出力部および前記モータ駆動制御部にそれぞれの動作電源を供給する駆動電源供給部と、
前記モータ駆動制御部との間で信号の授受を行い、前記駆動電源供給部にモータ駆動指令またはモータ駆動停止指令を出力する本体制御部と、
前記電源生成部が生成した駆動電力を使用して前記本体制御部および前記駆動電源供給部に動作電力を供給する電源回路部と、
モータ駆動時は前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力を遮断する検出結果抑止回路と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記検出結果抑止回路は、前記モータ駆動制御部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記モータ駆動制御部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記検出結果抑止回路は、前記駆動電源供給部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記駆動電源供給部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記検出結果抑止回路は、前記本体制御部の制御を受ける第１トランジスタと、前記第１トランジスタの第１端子に制御端子が接続されると共に、前記電源回路部の動作出力が前記制御端子に入力されるように構成される第２トランジスタとを有する入力切換スイッチとして構成され、
前記本体制御部の非動作時には前記第１トランジスタがＯＦＦし、前記第２トランジスタがＯＮすることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記電源回路部は絶縁電源であり、前記本体制御部は、前記駆動電源供給部、前記モータ駆動制御部および前記入力切換スイッチのうちの少なくとも１つと絶縁カプラを介して接続されていることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記検出結果抑止回路は、前記モータ駆動制御部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記モータ駆動制御部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記検出結果抑止回路は、前記駆動電源供給部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記駆動電源供給部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記検出結果抑止回路は、前記本体制御部の制御を受ける電流切換スイッチと、前記電流切換スイッチに並列に接続される電流制限抵抗とを有し、前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に伝達する接続回路上に設けられており、
前記本体制御部の非動作時には前記電流切換スイッチがＯＦＦし、前記電流制限抵抗に電流が流れることにより、前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力が遮断されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記電源回路部は絶縁電源であり、前記本体制御部は、前記駆動電源供給部、前記モータ駆動制御部および前記入力切換スイッチのうちの少なくとも１つと絶縁カプラを介して接続されていることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記モータ駆動制御部は、前記空気調和機に含まれている少なくとも１つ以上のモータを制御することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の空気調和機。
【請求項１１】
商用電源から交流電力の供給を受けてモータを駆動するように構成された空気調和機において、
前記商用電源から印加される交流電圧を直流電圧に変換して前記モータを駆動する駆動電力を生成する電源生成部と、
前記電源生成部から供給される電力を使用して前記モータを駆動するインバータ出力部と、
前記インバータ出力部に印加される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記インバータ出力部を制御するモータ駆動制御部と、
前記インバータ出力部および前記モータ駆動制御部にそれぞれの動作電源を供給する駆動電源供給部と、
前記モータ駆動制御部との間で信号の授受を行い、前記駆動電源供給部にモータ駆動指令またはモータ駆動停止指令を出力する本体制御部と、
前記電源生成部が生成した駆動電力を使用して前記本体制御部および前記駆動電源供給部に動作電力を供給する電源回路部と、
モータ駆動時は前記電圧検出部の検出結果を前記モータ駆動制御部に入力し、モータ駆動停止時は前記検出結果の前記モータ駆動制御部への入力を遮断する検出結果抑止回路と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【国際調査報告】
2017068628.tif 000021
2017068628.tif 000022
2017068628.tif 000023
2017068628.tif 000024