(57)【要約】【課題】  本発明は、冷蔵庫に用いるＤＣインバータ駆動装置に関するもので、本発明の課題は、冷蔵庫圧縮機用ＤＣインバータ駆動装置において、モータの誘起電圧に重畳するリンギングノイズに影響されずにモータの磁極位置検出を行うことにある。【解決手段】  前記課題は、位置検出サンプリングのタイミングを、ＰＷＭオンから所定の時間遅らせて開始するのではなく、ＰＷＭオフから位置検出にかかる時間と任意の時間の和だけ早くサンプリングを開始することによって達成される。【選択図】  図３
2006094623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相ブラシレスＤＣモータと、
前記モータを駆動する為に、６個のスイッチング半導体素子を三相ブリッジ接続して構成したインバータスイッチング回路と、
前記スイッチング半導体素子を駆動するドライブ回路と、
前記モータの三相のうち、ＰＷＭにて二相に通電するようにインバータ回路を制御するインバータ制御手段と、
前記モータの通電していない一相に生じる誘起電圧を検出し、基準電圧と比較し、その結果の信号を出力する手段と、
前記出力信号をサンプリングしてモータの回転子の位置を検出して前記の二相通電する相を切り替えるタイミングを制御する手段とを有するＤＣインバータ駆動装置において、
前記出力信号のサンプリングタイミングを、二相ＰＷＭ通電信号のオンからオフに変化する直前の任意の時間に設定する手段を有することを特徴とするＤＣインバータ駆動装置。
【請求項２】
前記のサンプリングタイミングを、マイコン等の演算結果を元に決定することを特徴とする、請求項１記載のＤＣインバータ駆動装置。
【請求項３】
三相ブラシレスＤＣモータを内蔵した圧縮機、蒸発器、凝縮器からなる冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、圧縮機の駆動に請求項１および２記載のＤＣインバータ駆動装置を搭載することを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に用いるＤＣインバータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータ冷蔵庫に搭載されている圧縮機を駆動するモータは、三相ブラシレスＤＣモータであり、その駆動方法は、モータの回転子の位置に応じて三相のうち二相に通電して回転トルクを発生させ、通電していない残りの一相に発生する誘起電圧を検出する事によりモータの回転子の位置を検出し、次の二相に通電（転流）するタイミングを制御することにより行われる。
【０００３】
この方式は、電気角で１８０°のうちの１２０°を通電しているので、１２０°通電方式と呼ばれる。また、モータの回転子位置を検出する手段としてセンサを使用していない事から、センサレス位置検出方式と呼ばれる。
【０００４】
１２０°通電におけるセンサレス位置検出方式では、非通電相に発生する誘起電圧とインバータに入力される直流電圧の半分の電圧とをコンパレータで比較し、一致するタイミングをマイコン等の位置検出手段でサンプリングする。
【０００５】
モータの速度を制御する為に、二相通電は通常ＰＷＭにより行われているが、非通電相の誘起電圧は、通電している期間、すなわちＰＷＭのＯＮ期間にしか現れない。また、ＯＮ直後は真の誘起電圧の他にリンギングを伴うノイズ成分が重畳されているので、コンパレータ出力を位置検出手段にてサンプリングする際は、リンギングノイズ除去の為、ＰＷＭのＯＮから一定期間、位置検出を行わないといった設定が行われる。
【０００６】
【特許文献１】特開2004-80920号公報「ブラシレスＤＣモータの駆動装置とそれを用いた冷蔵庫」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特定の圧縮機において、圧縮機モータの巻線インダクタンスが大きい等の原因により、図２に示されるように誘起電圧に重畳されるリンギングノイズが顕著になり、また、ＰＷＭのＯＮから誘起電圧の発生までの時間が遅延し、その遅延時間も一定ではない、という現象が発生した。
【０００８】
この現象により、リンギングノイズを位置検出信号と誤検出して本来とは異なるタイミングで転流し、振動が発生したり、最悪は脱調停止するという問題が生じる。
【０００９】
これを回避する為に、位置検出を行わない時間を設定しようとしたが、通常運転時のリンギングノイズを除去する設定では、始動直後のＰＷＭオン時間より大きな値が必要となり、始動できない、という問題が発生した。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、ＰＷＭのオン時間によらず誘起電圧のリンギングノイズを除去する位置検出手段を有するＤＣインバータ駆動装置、及びそれを用いた冷蔵庫を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、三相ブラシレスＤＣモータと、６個のスイッチング半導体素子を三相ブリッジ接続して構成したインバータスイッチング回路と、前記スイッチング半導体素子を駆動するドライブ回路と、前記モータの三相のうち、ＰＷＭにて二相に通電するようにインバータ回路を制御するインバータ制御手段と、前記モータの通電していない一相に生じる誘起電圧を検出し、基準電圧と比較し、その結果の信号を出力する手段と、前記出力信号をサンプリングしてモータの回転子の位置を検出して前記の二相通電する相を切り替えるタイミングを制御する手段とを有するＤＣインバータ駆動装置において、前記出力信号のサンプリングタイミングを、二相ＰＷＭ通電信号のオンからオフに変化する直前の任意の時間に設定する手段を有することを特徴とするＤＣインバータ駆動装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記のサンプリングタイミングを、マイコン等の演算結果を基に決定することを特徴とする、請求項１記載のＤＣインバータ駆動装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、三相ブラシレスＤＣモータを内蔵した圧縮機、蒸発器、凝縮器からなる冷凍サイクルを有した冷蔵庫において、圧縮機の駆動に請求項１および２記載のＤＣインバータ駆動装置を搭載することを特徴とする冷蔵庫である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１のＤＣインバータ駆動装置であると、ＰＷＭオフ直前の任意の時間から位置検出サンプリングを行うため、ＰＷＭオン時の誘起電圧に重畳されるリンギングノイズによる位置誤検出を回避でき、始動から通常運転まで三相ブラシレスモータをスムーズに駆動することができる。更に、ＰＷＭオフと同時ではなく直前の任意の時間でサンプリングすることにより、ＰＷＭオフとほぼ同時に誘起電圧が現れなくなるような特性を持つモータに対しても、確実に位置検出を行えるようになる。
【００１５】
請求項２のＤＣインバータ駆動装置であると、前記サンプリングタイミングをマイコン等の演算結果にて決定することにより、請求項１の実現手段としてロジック回路等によるハードウェアを採用した場合と比較して、安価かつ自由度の高いタイミング設定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１において１は電源でブリッジダイオード２で整流され、コンデンサ３で平滑される。４はインバータスイッチング回路で、５のＭＯＳゲート駆動型インバータスイッチング素子、５と並列に接続した還流ダイオード６と一対で三相ブリッジ回路を構成している。該スイッチング素子５はドライブ回路７で駆動され、三相のうちＰＷＭ通電する二相の決定はマイコン１７が行う。４の出力は圧縮機用モータ８のＵＶＷ各相に接続され、モータ巻線８ｕ，８ｖ，８ｗのうち二相に通電される。三相のうち通電していない一相に生じる誘起電圧は、位置検出回路９の分圧抵抗１２及び１３によりコンパレータ１４・１５・１６に入力できる電圧まで下げられる。また、分圧抵抗１０及び１１により、分圧抵抗１２及び１３の分圧電圧の１／２となる基準電圧が生成され、コンパレータ１４・１５・１６の基準となる。マイコン１７は、コンパレータ１４・１５・１６の比較結果をサンプリングし、モータの回転子の位置を検出し、転流して次に通電するパターンをドライブ回路７に指令すると共に、転流時間から回転数を算出し、冷蔵庫制御部１８からの指令回転数との偏差から、ＰＷＭオン時間を決定する。
【００１８】
図２は従来のマイコンの位置検出サンプリングタイミングを示す。（ａ）のドライブ信号（ＰＷＭ）がマイコンより出力され、モータの非通電相に（ｂ）の誘起電圧が発生する。これと基準電圧とをコンパレータで比較し、（ｃ）の信号が出力される。この信号をマイコンにてサンプリングを行うが、（ｄ）はＰＷＭオンから一定時間、位置検出を行わない（遅延）ようにし、１回ではノイズ等による誤検出が想定されるためサンプリングを４回行い、一致した値を有効としている。図２の場合、本来は３回あるＰＷＭオン期間のうち２回目で位置検出判定しなければならないが、（ｅ）のように３回目でも位置検出に失敗している。
【００１９】
図３に、今回の実施例による位置検出サンプリングタイミングを示す。（ｄ）のサンプリングの開始を、ＰＷＭオンではなく、ＰＷＭオフから４回サンプリングにかかる時間を引いた時間から行う。こうすることで、波形（ｅ）のように正しく位置検出を行うことが可能となる。
【００２０】
従来例のように、ＰＷＭオンからの一定時間経過後からサンプリングを開始するように位置検出遅延時間を設定するシステムにおいて、ＰＷＭオン時間をｔｏｎ、サンプリングに要する時間をｔｓｐｌすると、位置検出遅延時間ｔｄｌｙとして、
ｔｄｌｙ＝ｔｏｎ−ｔｓｐｌ
を演算し設定する。また、ＰＷＭオフ時間より位置検出サンプリングの終了時間をα時間早くしてマージンを確保する場合、
ｔｄｌｙ＝ｔｏｎ−（ｔｓｐｌ＋α）
を演算し設定すれば良い。以上の実施例により、請求項２のＤＣインバータ駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＤＣインバータ駆動装置の電気的構成図である。
【図２】従来の実施例による、ＤＣインバータ駆動装置における位置検出サンプリングタイミングを示す図である。
【図３】本発明による、ＤＣインバータ駆動装置における位置検出サンプリングタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…商用電源、２…整流回路、３…平滑コンデンサ、４…インバータスイッチング回路、５…ＭＯＳゲート型インバータスイッチング素子、６…リカバリーダイオード、７…インバータドライブ回路、８…圧縮機モータ、１０および１１…基準電圧用分圧抵抗、１２および１３…位置検出回路用分圧抵抗、１４，１５および１６…コンパレータ、１７…マイクロコンピュータ、１８…冷蔵庫制御部。
【図１】
2006094623.tif 000003
【図２】
2006094623.tif 000004
【図３】
2006094623.tif 000005