(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を整流する全波整流回路と、この全波整流回路の出力側に接続された第１及び第２のコンデンサから構成される倍電圧昇圧回路を備えた制御装置において、
前記全波整流回路の出力を実質的に短絡するスイッチ素子と、この短絡の際に前記各コンデンサに蓄積された電荷が前記スイッチ素子を介して放電するのを防ぐ規制素子と、前記スイッチ素子の導通を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、前記全波整流回路の入力電流を検出し、正の期間の該入力電流の大きさと、負の期間の当該入力電流の大きさとが等しくなるように前記スイッチ素子のＯＮデューティーを調節することを特徴とする倍電圧回路を備えた制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばインバータで電動機の回転数制御が成される圧縮機を用いた空気調和機などに用いられる倍電圧昇圧回路を備えた制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年この種空気調和機においては、インバータを用いて圧縮機駆動用の電動機の回転数を可変制御することにより、年間を通じた効率的な運転ができるように構成されている。また、入力電流の歪みを解消するために、例えば特公平７−８９７４３号公報に示される如く、入力電流の高調波を抑制する高力率な電力変換器を用いた電動機駆動装置も開発されて来ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような空気調和機の電動機駆動装置ではＡＣ２００Ｖ電源が使用される。そのため、通常の家庭用ＡＣ１００Ｖ電源で使用するためには倍電圧昇圧回路を使用することになる。この倍電圧昇圧回路は、ＡＣ１００Ｖ電源に接続される全波整流回路の出力側に二個のコンデンサを直列接続することで構成されるが、各コンデンサへの充電電圧が個々のコンデンサ容量の個体差により等しくない場合があるため、倍電圧昇圧回路の入力電流の正負に相違が生じてくる。
【０００４】
この様子を図２に示す。即ち、上述の如く各コンデンサ容量に個体差があると、図２のＰ１〜Ｐ３の一周期において、Ｐ１〜Ｐ２の期間の入力電流（Ａ１で示す）よりも、Ｐ２〜Ｐ３の期間の入力電流（Ａ２で示す。尚、Ｐ１〜Ｐ２にＡ２を破線で示す。）が小さくなる場合が生じる。
【０００５】
係る状況では偶数高調波が増大すると共に、入力側で直流成分漏洩が発生する問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、簡単な構成で入力側での直流成分漏洩の発生を防止できる倍電圧昇圧回路を備えた制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の制御装置は、交流電力を整流する全波整流回路と、この全波整流回路の出力側に接続された第１及び第２のコンデンサから構成される倍電圧昇圧回路を備えたものであって、全波整流回路の出力を実質的に短絡するスイッチ素子と、この短絡の際に各コンデンサに蓄積された電荷がスイッチ素子を介して放電するのを防ぐ規制素子と、スイッチ素子の導通を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、全波整流回路の入力電流を検出し、正の期間の入力電流の大きさと、負の期間の入力電流の大きさとが等しくなるようにスイッチ素子のＯＮデューティーを調節することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、交流電力を整流する全波整流回路と、この全波整流回路の出力側に接続された第１及び第２のコンデンサから構成される倍電圧昇圧回路を備えた制御装置において、全波整流回路の出力を実質的に短絡するスイッチ素子と、この短絡の際に各コンデンサに蓄積された電荷がスイッチ素子を介して放電するのを防ぐ規制素子と、スイッチ素子の導通を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、全波整流回路の入力電流を検出し、正の期間の入力電流の大きさと、負の期間の入力電流の大きさとが等しくなるようにスイッチ素子のＯＮデューティーを調節するようにしたので、スイッチ素子のスイッチング信号の調整によって入力電流の正負の大きさを等しくすることが可能となり、極めて安価且つ容易に入力側の直流分漏洩を防止することができるようになるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例の空気調和機の電気回路のブロック図を示している。この図において、１はＡＣ（交流）１００Ｖ電源（交流電力）、２はダイオード２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから成る全波整流器（全波整流回路）、３はＡＣ電源１と全波整流器２間に接続されたリアクトル、４、５は全波整流器２の出力側に接続されたダイオード（規制素子）、６、７はこのダイオード４、５の後段に接続されたコンデンサ、８はコンデンサ６、７の後段に接続された平滑用のコンデンサ、９は全波整流器２の出力側とダイオード４、５間に接続されたＩＧＢＴ（或いはＭＯＳＦＥＴやトランジスタ）から成るスイッチ素子、１１は制御手段を構成する汎用マイクロコンピュータ、１３はインバータ、１４は圧縮機駆動用の直流ブラシレス電動機である。
【００１０】
コンデンサ６、７は相互に直列接続され、且つ、各コンデンサ６、７間は全波整流器２のダイオード２Ｂと２Ｄの接続点に接続されてこれらにより倍電圧昇圧回路を構成している。そして、ＡＣ電源１からの入力電圧は、リアクトル３を経て全波整流器２で全波整流され、整流電圧に変換される。この整流電圧はダイオード４、５を介してコンデンサ６、７に印加され、昇圧された直流電圧が作られる。
【００１１】
この直流電圧がコンデンサ８で平滑され、インバータ１３に供給され、電動機１４駆動用の電力となる。また、これらダイオード４、５とコンデンサ６、７とに並列にこの場合はＩＧＢＴから成る前記スイッチ素子９が設けられ、ＯＮ状態で全波整流器２の出力を実質的に短絡する。
【００１２】
また、ダイオード４、５は、スイッチ素子９がＯＮしたときにコンデンサ６、７、８に蓄積された電荷がスイッチ素子９を介して放電することを阻止する。
【００１３】
１６はリアクトル３の前段の入力電力からゼロクロス信号を生成し、また、入力電流波形を監視するゼロクロス検出回路であり、このゼロクロス検出回路１６の出力はＰＡＭ波形生成回路１７に入力される。このＰＡＭ波形生成回路１７ではマイクロコンピュータ１１の制御に基づいてＯＮデューティーが変化するスイッチング駆動信号が生成される。
【００１４】
そして、このＰＡＭ波形生成回路１７の出力はゲートブロック回路１８を介してスイッチ素子９のゲートに接続され、そのスイッチング駆動信号によってスイッチ素子９をＯＮ−ＯＦＦ駆動するものである。
【００１５】
尚、１９はダイオード４の後段に接続された過電圧検出回路、２１はスイッチ素子９に接続された過電流検出回路であり、これらの出力はＯＲゲート２２に入力され、ＯＲゲート２２の出力はゲートブロック回路１８に入力されている。
【００１６】
そして、スイッチ素子９に過電圧が印加され、或いは、過電流が流れた場合にゲートブロック回路１８によってスイッチ素子９へのスイッチング駆動信号を阻止してスイッチ素子９を保護する。
【００１７】
次に、マイクロコンピュータ１１の実際の制御動作を説明する。マイクロコンピュータ１１はゼロクロス検出回路１６の出力に基づいて入力電流を監視している。そして、図２に示す如きＰ１〜Ｐ３の一周期において、Ｐ１〜Ｐ２の正の期間の入力電流Ａ１よりもＰ２〜Ｐ３の負の期間の入力電流Ａ２が小さい場合、次回のＰ３〜Ｐ５の一周期におけるＰ３〜Ｐ４の正の期間の入力電流Ａ３がＡ２の大きさに一致するようにスイッチ素子９に与えるスイッチング駆動信号を制御してスイッチ素子９のＯＮデューティーを変化させる。
【００１８】
以後これを繰り返すことにより、マイクロコンピュータ１１は入力電流の正負を等しくするので、入力側の直流分漏洩を防止することができるようになる。特に、スイッチ素子９のスイッチング駆動信号の調整によって入力電流の正負を等しくするので、回路構成も極めて安価且つ容易なものとなる。
【００１９】
尚、実施例ではインバータ駆動式の空気調和機に本発明を適用したが、それに限らず、倍電圧昇圧回路を用いた種々の制御装置に本発明は有効である。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、交流電力を整流する全波整流回路と、この全波整流回路の出力側に接続された第１及び第２のコンデンサから構成される倍電圧昇圧回路を備えた制御装置において、全波整流回路の出力を実質的に短絡するスイッチ素子と、この短絡の際に各コンデンサに蓄積された電荷がスイッチ素子を介して放電するのを防ぐ規制素子と、スイッチ素子の導通を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、全波整流回路の入力電流を検出し、正の期間の入力電流の大きさと、負の期間の入力電流の大きさとが等しくなるようにスイッチ素子のＯＮデューティーを調節するようにしたので、スイッチ素子のスイッチング信号の調整によって入力電流の正負の大きさを等しくすることが可能となり、極めて安価且つ容易に入力側の直流分漏洩を防止することができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した実施例としての空気調和機の制御装置の電気回路のブロック図である。
【図２】  本発明による入力電流波形を示す図である。
【符号の説明】
１  ＡＣ電源
２  全波整流器
３  リアクトル
４、５  ダイオード
６、７  コンデンサ
６  スイッチ素子
１１  マイクロコンピュータ
１６  ゼロクロス検出回路
１７  ＰＡＭ波形生成回路
１３  インバータ
１４  電動機
【図１】
0003969880.tif 000002
【図２】
0003969880.tif 000003