(57)【要約】【課題】インバータブロックと制御回路が直接接続される非絶縁型回路において、外乱ノイズへの十分な耐性と回路の小型化とを両立させた空気調和機を提供する。【解決手段】第一の制御グランドライン１２に抵抗器１８を接続し、コンデンサブロック３の負極出力端子２と抵抗器１８の第一の制御グランドライン１２に接続していないもう一端を第三の制御グランドライン１５に接続することにより、ノイズ耐性を確保し、インバータ電流の回り込みによる制御回路１１の誤動作を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極出力端子と負極出力端子をもち、前記正極出力端子と前記負極出力端子間からＤＣ電圧を出力するコンデンサブロックと、圧縮機モータと、
前記コンデンサブロックから出力されたＤＣ電圧が入力する正極電源端子と負極電源端子と前記圧縮機モータに接続される出力端子と制御入力端子を持ち前記負極電源端子と前記制御入力端子間の電圧によって規定される入力信号により前記ＤＣ電圧を前記出力端子から擬似交流電圧として変換出力するインバータブロックと、前記負極出力端子と前記負極電源端子とを接続するパワーグランドラインと、前記圧縮機モータを回転させるために前記制御入力端子に制御信号を送信する制御回路と、前記制御回路内に設けられ前記制御回路のマイナス側共通基準電位をもつ第一の制御グランドラインと、前記制御回路内に設けられ前記制御入力端子に接続され前記第一の制御グランドラインとの電圧によって規定される前記制御信号を出力する制御出力端子と、前記第一の制御グランドラインと前記インバータブロックの前記負極電源端子とを接続する第二の制御グランドラインから構成され、前記第一の制御グランドライン端部に抵抗器の一端を接続し前記コンデンサブロックの負極出力端子と前記抵抗器のもう一端とを第三の制御グランドラインにて接続していることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
コンデンサブロックとインバータブロックと制御回路と抵抗器が同一のプリント基板に実装され、前記インバータブロックが前記プリント基板の端部に配置され前記プリント基板の残りのスペースに前記コンデンサブロックと前記制御回路が隣合わせとなるように配置され、第一の制御グランドラインの前記コンデンサブロックに最も近い部分に前記抵抗器を接続してい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】
コンデンサブロックからのＤＣ電圧を電源とし前記コンデンサブロックの負極出力端子との電圧によって規定される入力信号により制御されるファンモータ回路を制御回路内に持ち、ファンモータ回路に入力されるＤＣ電圧の負極側が抵抗器の第一の制御グランドラインと接続していない端子側に接続されていること特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
コンデンサブロックとインバータブロックと制御回路と抵抗器とファンモータ回路が同一のプリント基板に実装され、前記インバータブロックが前記プリント基板の端部に配置され、前記プリント基板の残りのスペースに前記コンデンサブロックと前記制御回路が隣合わせとなるように配置され、前記ファンモータ回路が前記制御回路内で前記コンデンサブロックに最も近い場所に配置され、前記抵抗器が第一の制御グランドラインの前記ファンモータ回路に最も近い部分に接続されていることを特徴とする、請求項３に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータブロックと制御回路が非絶縁に接続されている空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータブロックと制御回路が非絶縁に接続されている空気調和機として次のようなものがあった。図５は従来の空気調和機の回路構成を示している。同図に示す如く、正極出力端子１と負極出力端子２をもち正極出力端子１と負極出力端子２間からＤＣ電圧を出力するコンデンサブロック３と、圧縮機モータ４と、コンデンサブロック３から出力されたＤＣ電圧が入力される正極電源端子５と負極電源端子６と圧縮機モータ４に接続される出力端子７と制御入力端子８を持ち負極電源端子６と制御入力端子８間の電圧によって規定される入力信号により正極電源端子５と負極電源端子６間から入力されるＤＣ電圧を出力端子７から擬似交流電圧として変換出力するインバータブロック９と、コンデンサブロック３の負極出力端子２とインバータブロック９の負極電源端子６とを接続するパワーグランドライン１０と、圧縮機モータ４を回転させるためにインバータブロック９の制御入力端子８に制御信号を送信する制御回路１１と、制御回路１１内に設けられ制御回路１１のマイナス側共通基準電位をもつ第一の制御グランドライン１２と、制御回路１１内に設けられ前記インバータブロック９の制御入力端子８に電気的に非絶縁に接続され、第一の制御グランドライン１２との電圧によって規定される制御信号を出力する制御出力端子１３と、第一の制御グランドライン１２とインバータブロック９の負極電源端子６とを接続する第二の制御グランドライン１４から構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
また、図８に示す如く、制御回路１１内にコンデンサブロック３からのＤＣ電圧を電源としコンデンサブロック３の負極出力端子２との電圧によって規定される入力信号により制御されるファンモータ回路１７を持つ場合の回路構成を持ち、ファンモータ回路１７に入力されるＤＣ電圧の正極側はコンデンサブロック３の正極出力端子１に接続され、ファンモータ回路１７に入力されるＤＣ電圧の負極側が第一の制御グランドライン１２に接続されていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０６９２３号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３７６８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図５に示される従来の空気調和機の構成では、空気調和機に侵入する落雷等の外来ノイズに対する耐性の確保が困難であった。外来ノイズはコンデンサブロック３から回路内に侵入し、インバータブロック９から制御回路１１へと伝搬していく過程でノイズ伝播路のインダクタンスや対地に対する浮遊容量によりコンデンサブロック３からの電気接続の距離が離れるほど回路の電位が不安定となり、コンデンサブロック３からの電気接続の距離が遠い制御回路１１が誤動作を起こしていた。
【０００５】
また、外来ノイズ侵入時の制御回路誤動作の対策として図６のように、コンデンサブロック３の負極出力端子２と第一の制御グランドライン１２とを第三の制御グランドライン１５で接続すると、外来ノイズの侵入口に存在しかつ大きな容量のコンデンサで構成されているために最も電位が安定しているコンデンサブロック３と制御回路１１の電気接続の距離が近くなるので外来ノイズ侵入時の制御回路１１の電位は安定するが、インバータブロック９からコンデンサブロック３へ戻るインバータ電流がパワーグランドライン１０の他に第二の制御グランドライン１４から第一の制御グランドライン１２を通って追加した第三の制御グランドライン１５の経路でも流れるため、第一の制御グランドライン１２に電位差が発生し制御回路１１の動作が却って不安定となる。そしてこれを回避するためには第一の制御グランドライン１２の電位差の発生を抑止するために第一の制御グランドライン１２を極端に太くしてその抵抗値を下げる必要があり、制御回路１１が大型化してしまっていた。
【０００６】
また、外来ノイズ侵入時の制御回路誤動作の別の対策として、図７に示すように、コンデンサブロック３の負極出力端子２と第一の制御グランドライン１２を第三の制御グランドライン１５で接続し、第一の制御グランドライン１２とインバータブロック９の負極電源端子６間の接続を切断した場合は、外来ノイズ侵入時の制御回路１１の電位は前記対策例と同様に安定し、インバータブロック９からコンデンサブロック３へのインバータ電流は第一の制御グランドライン１２には流れないが、第三の制御グランドライン１５に流れる電流に対してパワーグランドライン１０に流れるインバータ電流が極端に大きく、またその大きさも一定でないために第一の制御グランドライン１２の電位とインバータブロック９の負極電源端子６の電位に不確定な差が生じ、制御回路１１からインバータブロック９へ送信する制御信号が不安定となる。制御信号の電位安定化のためにはパワーグランドライン１０と第一の制御グランドライン１２と第三の制御グランドライン１５を極端に太くしてそれぞれの抵抗値を下げるか、制御信号の途中に信号整形手段１６を設けて制御信号を整形する必要があり、制御回路１１が大型化するか、信号整形手段１６の追加による信号遅れによって圧縮機の効率良い運転を阻害していた。
【０００７】
さらに、従来の空気調和機では図８に示されるように制御回路１１内にファンモータ回路１７を持つ構成では、前記課題を同様に持つことに加え、コンデンサブロック３から侵入した外来ノイズがファンモータ回路１７を通過して対地に流れる場合にノイズが制御回路１１を経由すること、ファンモータ回路１７の電流が制御回路１１内に流れることの理由から制御回路１１がさらに誤動作しやすくなっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回路のグランドラインの一部に抵抗器を追加することにより外来ノイズ侵入時の制御回路の誤動作を防止し、非絶縁回路による圧縮機モータの効率良い制御と、外乱ノイズへの十分な耐性と回路の小型化とを両立させるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機である。図１において、図５と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。第一の制御グランドライン１２に抵抗器１８を接続し、コンデンサブロック３の負極出力端子２と抵抗器１８の第一の制御グランドライン１２に接続していないもう一端を第三の制御グランドライン１５で接続している。抵抗器１８の抵抗値はパワーグランドライン１０の抵抗値の数十〜数千倍となるように設定する。
【００１１】
実施例を具体的な数値で紹介する。パワーグランドライン１０の抵抗値が３０ｍΩであったとき、抵抗器１８の値を３Ωに設定する。外来ノイズがコンデンサブロック３から侵入してきた場合にノイズによる電位の振れはノイズ伝導路のインダクタンスとキャパシタンスによって発生するので、追加した３Ωの抵抗器１８はほぼ無視でき第一の制御グランドライン１２とコンデンサブロック３の負極出力端子２を直接接続したときと同じ外来ノイズへの耐性を確保できる。
【００１２】
また、インバータブロック９の負極電源端子６から第一の制御グランドライン１２へのインバータ電流の回り込みも追加した３Ωの抵抗器１８により百分の１以下にすることができ、第一の制御グランドライン１２に発生する電位差が極めて小さく制御回路１１の動作を不安定にすることがない。
【００１３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における空気調和機である。図２において、図５と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。実施の形態１に記載の回路をすべて同一のプリント基板１９上に実装した場合の構成例であり、インバータブロック９をプリント基板１９の端部に配置し、プリント基板１９の残りのスペースにコンデンサブロック３と制御回路１１が隣合わせとなるように配置し、制御回路１１内の第一の制御グランドライン１２のもっともコンデンサブロック３に近い部分に抵抗器１８を接続している。
【００１４】
各部分の接続は実施の形態１に記載の内容と同一である。このような配置と接続を構成することにより、コンデンサブロック３と制御回路１１を抵抗器１８を介して非常に短い距離で接続できるため、外来ノイズに対する耐量を大幅に改善することができる。
【００１５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における空気調和機である。図３において、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。制御回路１１内にコンデンサブロック３からのＤＣ電圧を電源としコンデンサブロック３の負極出力端子２との電圧によって規定される入力信号により制御されるファンモータ回路１７をもつ場合に、ファンモータ回路１７に入力されるＤＣ電圧の負極側を抵抗器１８の第三の制御グランドライン１５側の端子に接続し、抵抗器１８は実施の形態１と同様にして抵抗値を決定する。
【００１６】
外来ノイズがコンデンサブロック３から侵入し、ファンモータ回路１７から対地に抜けていくときに第三の制御グランドライン１５からファンモータ回路１７へとノイズが伝播するので制御回路１１への影響を極めて少なくすることができ、また、ファンモータ回路１７の電流は第三の制御グランドライン１５を経由してコンデンサブロック３へ戻り第一の制御グランドライン１２を経由することがなく制御回路１１の動作を不安定にすることがない。
【００１７】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における空気調和機である。図４において、図３と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。実施の形態３に記載の回路をすべて同一のプリント基板１９上に実装した場合の構成例であり、インバータブロック９をプリント基板１９の端部に配置し、プリント基板１９の残りのスペースにコンデンサブロック３と制御回路１１が隣合わせとなるように配置し、ファンモータ回路１７は制御回路１１内でコンデンサブロック３にもっとも近い場所に配置し、制御回路１１内の第一の制御グランドライン１２のもっともファンモータ回路１７に近い部分に抵抗器１８を接続している。各部分の接続は実施の形態３に記載の内容と同一である。このような配置と接続を構成することにより、ファンモータ回路１７とコンデンサブロック３を非常に短い距離で接続できるため、外来ノイズがコンデンサブロック３からファンモータ回路１７を経由して対地に抜けるときに制御回路１１に与える影響を極めて小さくすることができる。また、コンデンサブロック３と制御回路１１を抵抗器１８を介して非常に短い距離で接続できるため、外来ノイズに対する耐量を大幅に改善することもできる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の空気調和機によれば、圧縮機モータを効率良く制御できる非絶縁型回路と、外乱ノイズへの耐性と回路の小型化を両立させた空気調和機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電気回路図
【図２】本発明の実施の形態２における空気調和機の電気回路パターン図
【図３】本発明の実施の形態３における空気調和機の電気回路図
【図４】本発明の実施の形態４における空気調和機の電気回路パターン図
【図５】従来の空気調和機の電気回路図
【図６】従来の空気調和機の外来ノイズ対策例の電気回路図
【図７】従来の空気調和機の別の外来ノイズ対策例の電気回路図
【図８】制御回路内にファンモータ回路を持つ従来の空気調和機の電気回路図
【符号の説明】
１  正極出力端子
２  負極出力端子
３  コンデンサブロック
４  圧縮機モータ
５  正極電源端子
６  負極電源端子
７  出力端子
８  制御入力端子
９  インバータブロック
１０  パワーグランドライン
１１  制御回路
１２  第一の制御グランドライン
１３  制御出力端子
１４  第二の制御グランドライン
１５  第三の制御グランドライン
１６  信号整形手段
１７  ファンモータ回路
１８  抵抗器
１９  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【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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