(57)【要約】【課題】インバータ及びヒータの制御を同一の制御装置で行う。【解決手段】電源から電力の供給を受けることが可能なヒータと、ヒータのオンオフを切替える制御スイッチング素子と、インバータ回路部と、インバータ回路部に指令信号を出力する副制御装置と、を有する冷蔵庫であって、制御スイッチング素子は、電流又は電圧でオンオフを切替可能であり、副制御装置は、制御スイッチング素子のオンオフの切替えを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から電力の供給を受けることが可能なヒータと、
該ヒータのオンオフを切替える制御スイッチング素子と、
インバータ回路部と、
該インバータ回路部に指令信号を出力する副制御装置と、を有する冷蔵庫であって、
前記制御スイッチング素子は、電流又は電圧でオンオフを切替可能であり、
前記副制御装置は、前記制御スイッチング素子のオンオフの切替えを制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記インバータ回路部、前記制御スイッチング素子、及び前記副制御装置の基準電位が共通であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記副制御装置の省電力モードへの移行と省電力モードから通常モードへの移行とを指令可能な主制御装置を有し、
前記主制御装置と前記副制御装置とは、絶縁通信回路を介して通信することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
電源から電力の供給を受けることが可能なヒータと、
該ヒータのオンオフを切替える制御スイッチング素子と、
インバータ回路部と、
該インバータ回路部に指令信号を出力する副制御装置と、を有する冷蔵庫であって、
前記副制御装置の省電力モードへの移行と省電力モードから通常モードへの移行とを指令可能な主制御装置を有し、
前記副制御装置は、前記制御スイッチング素子のオンオフの切替えを制御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、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、マイクロコンピュータ１４からの信号に基づいてヒータ８に伝達するフォトトライアックカプラ７ａをオンオフするトランジスタ７ｃを制御する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７５４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１からは必ずしも明確でないが、ヒータ８は通常、商用電源など高圧の交流電源７ｂに接続されているところ、マイクロコンピュータ１４の側はユーザに身近になり得る部品に電気的に接続するため、ヒータ８から絶縁しておくことが望まれる。特許文献１ではこれの実現のために発光信号を利用して指令信号の伝達を行うフォトトライアックカプラを採用しているが、これでオン／オフを表現する場合、例えば発光時をオンに対応付けると、オン時は発光させ続ける必要があるので電力消費量が増大しがちである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みてなされた第１の本発明は、
電源から電力の供給を受けることが可能なヒータと、
該ヒータのオンオフを切替える制御スイッチング素子と、
インバータ回路部と、
該インバータ回路部に指令信号を出力する副制御装置と、を有する冷蔵庫であって、
前記制御スイッチング素子は、電流又は電圧でオンオフを切替可能であり、
前記副制御装置は、前記制御スイッチング素子のオンオフの切替えを制御することを特徴とする。
【０００６】
また、上記事情に鑑みてなされた第２の本発明は、
電源から電力の供給を受けることが可能なヒータと、
該ヒータのオンオフを切替える制御スイッチング素子と、
インバータ回路部と、
該インバータ回路部に指令信号を出力する副制御装置と、を有する冷蔵庫であって、
前記副制御装置の省電力モードへの移行と省電力モードから通常モードへの移行とを指令可能な主制御装置を有し、
前記副制御装置は、前記制御スイッチング素子のオンオフの切替えを制御することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の冷蔵庫の回路構成を示すブロック図
【図２】実施形態の冷蔵庫の回路のフローチャート
【図３】実施形態の冷蔵庫の回路消費電力図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施形態の冷蔵庫の回路構成を示すブロック図である。冷蔵庫の回路は、交流電源１に電気的に接続する非絶縁回路ブロックと、交流電源１から電気的に絶縁された絶縁回路ブロックとを有する。
【０００９】
（非絶縁回路ブロック６）
非絶縁回路ブロック６は、商用電源としての交流電源１、ダイオードや平滑コンデンサを有して交流電源１から供給される交流電力を略定電圧に整流する整流部２、整流部２から出力される電圧を整形して出力するインバータ回路部３、インバータ回路部３の出力によって駆動する圧縮機７、整流部２から出力される電圧を昇圧または降圧して各種制御電圧（本実施形態では５，１２，１５Ｖの直流電圧）を生成するスイッチング電源部４、インバータ回路部３の出力波形の整形を制御する指令信号を出力する副制御装置５、庫内温度補償や除霜等に利用される発熱部としてのヒータ１６、ヒータ１６のオン/オフを切替えるスイッチング制御素子１５（例えばＦＥＴ）を有する。スイッチング制御素子１５は、閾値を下回る電圧／上回る電圧が印加されることでオンオフが切り替わる。
【００１０】
ヒータ１６に対しては、交流電源１の一端側及び他端側かつ整流部２の間にそれぞれの正側が電気的に接続され、ヒータ１６の一端側にそれぞれ負側が電気的に接続された２つのダイオード１８が配されている。これら２つのダイオード１８の負側は短絡されている。これにより、ヒータ１６に対して全波整流した直流電力を供給できる。ヒータ１６の他端側にはスイッチング制御素子１５が配されている。
なお、後述する絶縁通信回路８に含まれる２つのフォトカプラのうち１つが非絶縁回路ブロックには含まれている。また、スイッチング制御素子１５を整流部２とインバータ回路部３との間に配しても良いが、整流部２に含まれる電解コンデンサの容量を小さくできるという観点では本実施形態のように交流電源１と整流部２との間に配置するのが好ましい。
【００１１】
（絶縁回路ブロック１７）
絶縁回路ブロック１７は、冷蔵庫の温度センサ１０、ドアスイッチ１１、使用者からの入力指令状態を表示する操作表示部１２、ファン１３、及びダンパ１４、並びにこれらを制御する主制御装置９、及び絶縁通信回路８を有する。絶縁通信回路８は、例えば２つのフォトカプラなど光信号を利用して信号の送受信を行うことができる。本実施形態では、１つのフォトカプラが主制御装置９の出力信号を受けて、出力信号を変換した光信号を副制御装置５に送信する。また同様に、１つのフォトカプラが副制御装置５の出力信号を受けて、出力信号を変換した光信号を主制御装置９に送信する。このようにして、非絶縁回路ブロックの副制御装置５と絶縁回路ブロックの主制御装置９とは通信を行うことができる。なお、絶縁回路ブロックに対しては、スイッチング電源４が出力する電圧をトランスを利用して変換することで供給することができる。
【００１２】
（副制御装置５によるヒータ１６の制御）
本実施形態では、整流回路２とインバータ回路部３の間にインバータ回路部３の基準電位１９が設けられている。また、副制御装置５に基準電位２０が配されており、それぞれのスイッチング制御素子１５にも基準電位２１，２２が設けられている。これら基準電位１９−２２は等電位とされており、特に、インバータ回路部３の基準電位１９と副制御装置５の基準電位２０とは等電位にされている。これにより、インバータ回路部３に対してＰＷＭ等の制御信号を用いて所望の整形電圧を出力させる制御を行う副制御装置５は、さらに、スイッチング制御素子１５のオン／オフ信号も出力してヒータ１６の制御を実行できる。
【００１３】
また、副制御装置５は、圧縮機７とヒータ１６の駆動を制御しているところ、圧縮機７及びヒータ１６がともに制御を必要としない時間帯では、主制御装置９からの指令に基づき、電力消費を抑えた省電力モードに移行することができる。副制御装置５は、スイッチング制御素子１５に対する印加電圧を変更することでスイッチング制御素子１５のオンオフを切替えるため、一旦切替えた後はこのオン／オフを変更する必要が生じるまでは特に制御を行わなくともオン／オフの状態を維持できる。
【００１４】
（ヒータ１６の制御フローチャート）
図２は、本実施形態の主制御装置と副制御装置との制御フローチャートであり、図３は本実施形態の冷蔵庫の消費電力図である。
【００１５】
主制御装置９は、例えば庫内温度が略目標温度で安定すると、圧縮機７の運転を停止させて電力消費を抑制しようとする。このように例えば所定の条件を満たすことで圧縮機７の停止条件が成立した場合（ステップＳ１００，Ｙｅｓ）、副制御装置５に対し省電力モード移行を指示する（ステップＳ１１１）。この指示を受けた副制御装置５が省電力モードに移行することで冷蔵庫全体としての消費電力の低減がなされる（ステップＳ１２１）。省電力モードに移行した副制御装置５は、主制御装置９から省電力モードの解除を指令する信号を受信するまで省電力モードを維持する。省電力モード中の副制御装置５は、インバータ回路部３やスイッチング制御素子１５への指令信号の出力を行わない。
【００１６】
ステップＳ１２１の後又は圧縮機７の停止条件が成立しなかった場合（ステップＳ１００，Ｎｏ）、ヒータ１６のオン条件が成立しているかを判定する（ステップＳ２００）。この条件は例えば、ヒータ１６の加熱対象（例えば貯蔵室扉の仕切り）の温度が低く結露が生じる虞があると判断できる場合に満たされることができる。
【００１７】
成立している場合（ステップＳ２００，Ｙｅｓ）、副制御装置５が省電力モードのとき（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、主制御装置９は副制御装置５の省電力モードを解除して通常モードに移行させ（ステップＳ２２１）、副制御装置５が制御スイッチング素子１５をオンにして（ステップＳ２３１）、再び省電力モードに移行させる（ステップＳ２４１）。
【００１８】
また、副制御装置５が通常モードのとき（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、副制御装置５は制御スイッチング素子１５をオンにする（ステップＳ２２０）。
【００１９】
このように、ヒータ１６は交流電源１からダイオード１８等を用いて全波整流された電流を受け、また、副制御装置５の基準電位１９とスイッチング制御素子１５として用いるＦＥＴやトランジスタ等の基準電位２０とが同一のため、副制御装置５から直接駆動されることができる。副制御装置５がスイッチング制御素子１５をオンにさせるようヒータ通電信号３１をＨｉｇｈにするとスイッチング制御素子１５がオンになり、ヒータ１６にはヒータ電流３０が流れる。本実施形態の構成によれば、スイッチング制御素子１５をフォトカプラやリレーのような光又は磁気で動作するものでなく、ＦＥＴやトランジスタ等のように電流又は電圧で動作するもので構成できるため、消費電力量を低減できる。
【００２０】
また、その後、ヒータ１６の通電を保持したまま主制御装置９が副制御装置５を省電力モードに移行させることができるので、副制御装置５の消費電力３２は短時間しか発生せず、さらに消費電力の低減が可能となる。
【００２１】
ステップＳ２４１若しくはＳ２２０の後又はヒータ１６のオン条件が成立しなかった場合（ステップＳ２００，Ｎｏ）、ヒータ１６のオフ条件が成立しているかを判定する（ステップＳ３００）。この条件は例えば、ヒータ１６の加熱対象（例えば貯蔵室扉の仕切り）の温度が結露解消に十分であり、これ以上加熱すると貯蔵室に熱漏えいさせてしまうと判断できる場合に満たされることができる。
【００２２】
成立している場合（ステップＳ３００，Ｙｅｓ）、副制御装置５が省電力モードのとき（ステップＳ３１０，Ｙｅｓ）、主制御装置９は副制御装置５の省電力モードを解除して通常モードに移行させ（ステップＳ３２１）、副制御装置５が制御スイッチング素子１５をオフにして（ステップＳ３３１）、再び省電力モードに移行させる（ステップＳ３４１）。
【００２３】
また、副制御装置５が通常モードのとき（ステップＳ３１０，Ｎｏ）、副制御装置５は制御スイッチング素子１５をオフにする（ステップＳ３２０）。
【００２４】
ヒータのオフ条件が成立していない（ステップＳ３００，Ｎｏ）、又はステップＳ３４１若しくはＳ３２０の後、再びステップＳ１００に戻る。
【符号の説明】
【００２５】
１…交流電源、２…整流部、３…インバータ回路、４…スイッチング電源、５…副制御装置、６…非絶縁回路ブロック、７…圧縮機、８…絶縁通信回路、９…主制御装置、１０…温度センサ、１１…ドアスイッチ、１２…操作表示、１３…送風ファン、１４…ダンパ、１５…制御スイッチング素子、１６…ヒータ、１７…絶縁回路ブロック、１８…ダイオード、１９…基準電位、３０…ヒータ電流、３１…ヒータ通電信号、３２…副制御装置消費電力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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