(57)【要約】【課題】空気調和機の圧縮機の回転数に応じて倍電圧整流回路と全波整流回路を切り替え、低回転時には低電圧で回転させ、高回転時には電圧を昇圧させて高効率な空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機においてブリッジ整流回路１６の一方の入力端とコンデンサ１７，１８の接続点との間に接続されたＳＷ２５とブリッジ整流回路１６のもう一方の入力端とコンデンサ１７，１８の接続点との間に接続されたＳＷ２６と空気調和機の圧縮機の回転数を検知する手段を設けた。この圧縮機の回転数の情報より低回転時にはＳＷ２５とＳＷ２６の制御により全波整流モードにし、高回転時には倍電圧整流モードにて運転する。【選択図】　図１
2004125282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタを介して交流電源に接続し、交流電源電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直列に接続した複数のコンデンサからなるコンデンサ回路を有し、前記コンデンサ回路は前記整流回路の２つの出力端間に接続し、前記整流回路の一方の入力端と、前記コンデンサ回路内のコンデンサ間の一つの接続点との間に接続された第１のスイッチ手段と、前記整流回路の他方の入力端と、前記コンデンサ回路内のコンデンサ間の前記接続点との間に接続された第２のスイッチ手段を有し、前記コンデンサ回路の直流出力電圧を交流電圧に変換するインバータと、このインバータで駆動される圧縮機から構成され、前記圧縮機が所定の回転数より低回転で動作する場合には一方のスイッチ手段をオフに固定し、もう一方のスイッチ手段を所望の出力電圧となるようにパルス幅制御し、また前記圧縮機が前記所定の回転数以上に設定した回転数以上で動作する場合には一方のスイッチ手段をオンに固定し、もう一方のスイッチ手段を所望の出力電圧となるようにパルス幅制御する制御手段を有することを特徴とした空気調和機の電源装置。
【請求項２】
空気調和機の入力電流が所定の電流値より低い場合には、一方のスイッチ手段をオフに固定し、もう一方のスイッチ手段を所望の出力電圧となるようにパルス幅制御し、また入力電流が前記所定の電流値以上に設定した電流値より高い場合には、一方のスイッチ手段をオンに固定し、もう一方のスイッチ手段を所望の出力電圧となるようにパルス幅制御することを特徴とした、請求項１に記載の空気調和機の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路を制御する制御手段で、その制御手段を搭載した空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図４を用いて説明する。従来の空気調和機では高効率、低価格を実現する電源回路として以下に示すような技術が考案されている。図４に示す電源装置では、商用電源１をリアクタ２を介して直流に整流する整流回路３と、整流回路３の入力端間に接続されその入力端間を短絡／遮断するスイッチＳＷ６と、整流回路３を構成するダイオードブリッジの中点と倍電圧整流用コンデンサ４、５間の接続点との間に接続され、その間を短絡／遮断するスイッチＳＷ７とを備えている。
【０００３】
この電源装置では、スイッチＳＷ６のオン、オフをパルス幅（ＰＷＭ）制御することにより力率改善及び昇圧機能を実現している。さらに、スイッチＳＷ７のオン、オフにより全波整流と倍電圧整流との切換を行なうことにより出力電圧の可変範囲を拡大している。これにより負荷８の大きさによりＳＷ６、ＳＷ７を制御することで倍電圧整流モードと全波整流モードを切り替えることにより、出力電圧の可変範囲を拡大している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８８８６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す電源装置では、スイッチＳＷ６をパルス幅制御しており、この際スイッチＳＷ７による全波整流と倍電圧整流との切換時において出力電圧の変動が大きくなる。つまり、動作モードの切換直前の出力電圧と、切換直後の出力電圧との間の電圧差が大きいという問題がある。そのため空気調和機を制御する場合においては圧縮機駆動時に安定した駆動を損なう可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは圧縮機の安定した駆動を行ないつつ、高効率の空気調和機を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機の電源装置は、リアクタを介して交流電源に接続し、交流電源電圧を直流電圧に変換する整流回路と、直列に接続した複数のコンデンサからなるコンデンサ回路を有し、コンデンサ回路は整流回路の２つの出力端間に接続し、整流回路の一方の入力端と、コンデンサ回路内のコンデンサ間の一つの接続点との間に接続された第１のスイッチ手段と、整流回路の他方の入力端と、コンデンサ回路内のコンデンサ間の接続点との間に接続された第２のスイッチ手段を有し、コンデンサ回路の直流電圧を交流電圧に変換するインバータとこのインバータ回路で駆動される圧縮機から構成され、第１のスイッチ手段と第２のスイッチ方法は圧縮機の回転数により制御し、電源回路を圧縮機の回転数に応じて倍電圧整流モードと全波整流モードの切り替えを行なう。
【０００８】
また、第１のスイッチ手段と第２のスイッチ手段の制御方法は、空気調和機の入力電流によって電源回路を圧縮機の回転数に応じて倍電圧整流モードと全波整流モードの切り替えを行なってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面を参照して本発明に係る電源装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１と図２を用いて説明する。図１は本発明に係るインバ−タエアコンの構成の第１の実施の形態を示している。図１に示したインバ−タエアコンのコンバ−タは、４つのダイオード１２〜１５で形成されたブリッジ整流回路１６と、交流電源１１と、倍電圧整流用のコンデンサ１７，１８とブリッジ整流回路１６の各ハーフブリッジと倍電圧整流用コンデンサ１７，１８の接続点とを接続するＳＷ２６とＳＷ２５と空気調和機の圧縮機モータ１９を備えている。交流電源１１とブリッジ整流回路１６の交流入力端との間にはリアクタ２４が接続されている。
【００１１】
また、ブリッジ整流回路１６の出力側には倍電圧整流用のコンデンサ１７、１８が直列に接続されておりブリッジ整流回路１６の出力端と接続されている。さらに圧縮機モータ１９の回転数を検知している圧縮機速度検知手段２０を有している。
【００１２】
以上の回路で構成された空気調和機について動作を説明する。まず、ＳＷ２５のオン・オフの状態によって倍電圧整流回路と全波整流回路の２つのモードを切り換える。次にＳＷ２６をＰＷＭ制御し、ブリッジ整流回路１６の出力を昇圧している。ＳＷ２５がオンしている倍電圧整流モードにてＳＷ２６をＰＷＭ制御することによって、ブリッジ整流回路１６の出力を電源電圧の２√２倍以上の電圧に制御することができる。
【００１３】
また、ＳＷ２５がオフしている全波整流モードにてＳＷ２６をＰＷＭ制御することによって、ブリッジ整流回路１６の出力を電源電圧の√２から２√２倍の電圧に制御することができる。実動作では、ブリッジ整流回路１６等の電圧降下にて若干√２倍より低下するが本説明では省略する。
【００１４】
ところで、近年の空気調和機の省エネ化に伴ない、圧縮機モータ１９の低損失化が求められている。圧縮機モータ１９の効率は、ブリッジ整流回路１６の出力電圧が低いほうが圧縮機モータ１９の効率が良くなるが出力電圧が低いと高回転まで動作させることができない。
【００１５】
また、特に空気調和機の場合には、空気調和機の負荷が重い場合には圧縮機が高回転で動作しているとは断定できない場合がある。そこで圧縮機モータ１９の回転数を圧縮機速度検知手段２０により検知して、高電圧の必要のない低い回転数で動作させる場合にはＳＷ２５をオフに固定して全波整流モードで動作させ、ＳＷ２６でパルス幅制御を行なって圧縮機モータ１９を駆動し、高電圧の必要な高い回転数で動作させる場合にはＳＷ２５をオンに固定して倍電圧整流モードで動作させ、ＳＷ２６でパルス幅制御を行なって圧縮機モータ１９を駆動するようにＳＷ２５とＳＷ２６のオン・オフ制御を行う。
【００１６】
また、図２では本発明でのＳＷ２５とＳＷ２６の切り換え時のブリッジ整流回路１６の出力電圧の動きをグラフ化している。横軸には時間、縦軸にはその時のブリッジ整流回路１６の出力電圧を表している。図２のグラフでブリッジ整流回路の出力電圧を方向２７のように、昇圧する際には、ＳＷ２６のＤｕｔｙが１００％となった後、ＳＷ２５の切り換えの直前にＳＷ２６のＤｕｔｙを０％にし、ＳＷ２５を切り換える。またブリッジ整流回路の出力電圧を方向２８のように、降圧する際には、ＳＷ２５の切り換えの直前にＳＷ２６のＤｕｔｙを０％にし、ＳＷ２５の切り換え直後にはＳＷ２６のＤｕｔｙを１００％にする。以上の制御を行なうことにより昇圧・降圧時ともにＳＷ２５の切り換え前後での出力電圧変動を空気調和機の負荷状態と無関係に抑えることが出来る。
【００１７】
また、図２に示すように従来例の方式では、ＳＷ６のＤｕｔｙが負荷によって変動するため一定値とならず、電圧降下時には適当なＤｕｔｙに設定せざるを得ず、出力電圧変動が発生してしまうが、本発明では出力電圧変動が発生しないものである。
【００１８】
以上のように空気調和機の電源装置を２つのモードに切り替えて空気調和機を制御することによって圧縮機モータ１９の効率を向上させて、その結果として空気調和機の性能をアップさせることができる。
【００１９】
（実施の形態２）
図３は図１に総合電流検出手段２２を追加したものである。以上の構成により空気調和機の総合電流を検出し、ある設定値以下の電流値の場合には、必要な電圧に応じてＳＷ２５をオフに固定して全波整流モードで動作させ、ＳＷ２６でパルス幅制御を行なって圧縮機モータ１９を駆動し、総合電流がある設定値以上の電流値の場合には、ＳＷ２５をオンに固定して倍電圧整流モードで動作させ、ＳＷ２６でパルス幅制御を行なって圧縮機モータ１９を駆動するようにＳＷ２５とＳＷ２６のオン・オフ制御を行なって圧縮機モータ１９を駆動するものである。
【００２０】
以上の動作により、あらゆる回転数に対して最適な出力電圧を得ることができ、圧縮機モータ１９の駆動効率を向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の空気調和機の電源装置によれば、低電圧で圧縮機を駆動することを可能とし、かつ、倍電圧整流と全波整流の切り換え時の直流電圧変動を抑制でき、圧縮機の駆動効率を向上させ、かつ、空気調和機の高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるブリッジ整流回路出力とスイッチ手段の関係図
【図３】本発明の実施の形態２における空気調和機の構成図
【図４】従来の空気調和機の電源装置の一例に係わる構成図
【符号の説明】
１、１１　交流電源
２、２４　リアクタ
３、１６　ブリッジ整流回路
４、５、１７、１８　コンデンサ
８　負荷
１２、１３、１４、１５　ダイオード
１９　圧縮機モータ
２０　圧縮機速度検知手段
２１　圧縮機駆動手段
２２　総合電流検知手段
２３　制御手段
２７　昇圧時のブリッジ整流回路の出力電圧方向
２８　降圧時のブリッジ整流回路の出力電圧方向
【図１】
2004125282.tif 000003
【図２】
2004125282.tif 000004
【図３】
2004125282.tif 000005
【図４】
2004125282.tif 000006