СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И БЛОК ТЕПЛОВОГО НАСОСА
POWER SUPPLY CIRCUIT AND HEAT PUMP UNIT

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к схеме электроснабжения и блоку теплового насоса.
Предшествующий уровень техники
[0002] Патентный документ 1 описывает первый диодный мост, первый конденсатор, второй диодный мост и второй конденсатор в устройстве теплового насоса. Первый диодный мост выпрямляет напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, чтобы прикладывать его к первому конденсатору. Первый конденсатор подает рабочую мощность компрессору. Второй диодный мост выпрямляет напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, чтобы прикладывать его ко второму конденсатору. Второй конденсатор подает рабочую мощность к контроллеру.
[0003] Переключающее средство предусмотрено между первым диодным мостом и источником электрической мощности переменного тока. Это переключающее средство становится непроводящим, так что подача рабочей мощности к компрессору может быть прервана.
[0004] Второй диодный мост соединен с источником электрической мощности переменного тока со стороны источника электрической мощности переменного тока относительно переключающего средства. Соответственно, рабочая мощность подается контроллеру, несмотря на проводимость/непроводимость переключающего средства. Другими словами, подача рабочего напряжения к компрессору прерывается, несмотря на подачу рабочей мощности контроллеру.
[0005] Следовательно, в то время как подача рабочей мощности к компрессору прерывается, и потребление электрической мощности в состоянии ожидания уменьшается, рабочая мощность подается к контроллеру, и, таким образом, состояние теплового насоса может быть подтверждено.
[0006] Технологии, относящиеся к настоящему изобретению, описаны в патентных документах 2-4 и непатентном документе 1.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
[0007] Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент (Япония) номер 2008-69992
Патентный документ 2: Выложенная заявка на патент (Япония) номер 2000-217247
Патентный документ 3: Патент (Япония) номер 3806882
Патентный документ 4: Патент (Япония) номер 3772898
Непатентный документ
[0008] Непатентный документ 1: Такеши Фукэ и др., "Development of A-Single-to-Three-Phase-Indirect-Matrix-Converter for the Sensorless DCBL Motor Drive of a 1 Piston Rotary Compressor", 2008 г. IEE конференция Ассоциации прикладной техники, 2008 г., том 1, сс. 469-470.
Краткое изложение сущности изобретения
[0009] В устройстве, которое приводит в действие компрессор в патентном документе 1, может быть случай, когда основная часть последовательного соединения, сконфигурированная посредством диода и третьего конденсатора, соединена параллельно с первым конденсатором. Диод предусмотрен так, что его анод обращен в сторону высокого потенциала. Такой диод и такой третий конденсатор имеют функцию CD-сглаживающего фильтра. В индуктивной нагрузке, такой как компрессор, обратный ток протекает в сторону источника электрической мощности (первого конденсатора). Диод и третий конденсатор могут поглощать такой обратный ток вместе с первым конденсатором. В такой конфигурации, чем меньше электростатическая емкость первого конденсатора, тем больше важность наличия третьего конденсатора. Это обусловлено тем, что, чем меньше электростатическая емкость первого конденсатора, тем больше напряжение первого конденсатора способно увеличиваться посредством обратного тока, а третий конденсатор может пресекать такой рост напряжения.
[0010] Однако в такой конфигурации предусмотрены три конденсатора, т.е., первый и третий конденсаторы и второй конденсатор для контроллера, служащего в качестве нагрузки постоянного тока.
[0011] Задачей настоящего изобретения является предоставление схемы электроснабжения, которая может прерывать подачу рабочего напряжения к индуктивной нагрузке, несмотря на подачу рабочего напряжения к нагрузке постоянного тока, и может быть изготовлена с более низкими затратами.
[0012] Первый аспект схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению включает в себя первую и вторую линии (LH1, LL1) электроснабжения, которые соединены с индуктивной нагрузкой (21); входную линию (L1, L2), которая соединена с источником (E1) электрической мощности переменного тока; первую секцию (11) преобразования, которая преобразует, в первое напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока, вводимое с входной линии, и прикладывает первое напряжение постоянного тока между первой линией электроснабжения, которая используется как положительный полюс, и второй линией электроснабжения; диод (D1), который имеет катод и анод и расположен между первой и второй линиями электроснабжения так, что анод обращен в сторону первой линии электроснабжения; и конденсатор (C1), который имеет оба конца, соединенные с нагрузкой (22) постоянного тока, и соединен последовательно с диодом между первой и второй линиями электроснабжения; секцию (S1) переключения, которая предусмотрена на входной линии и выбирает проводимость/непроводимость между источником электрической мощности переменного тока и первой секцией преобразования; и вторую секцию (12) преобразования, которая преобразует, во второе напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока, вводимое без прохождения через секцию переключения, и соединена с точкой (P1) соединения, расположенной между конденсатором и диодом, чтобы прикладывать второе напряжение постоянного тока к конденсатору.
[0013] Второй аспект схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, которая является схемой электроснабжения согласно первому аспекту, дополнительно включает в себя резистор (R1), который расположен на стороне, противоположной конденсатору (C1) относительно точки (P1) соединения, и соединен последовательно с диодом (D1) и конденсатором.
[0014] Третий аспект схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, которая является схемой электроснабжения согласно первому аспекту, дополнительно включает в себя резистор (R2), который расположен на стороне конденсатора (C1) относительно точки (P1) соединения и соединен последовательно с диодом (D1) и конденсатором.
[0015] В четвертом аспекте схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, которая является схемой электроснабжения согласно любому из первого-третьего аспектов, нагрузка (22) постоянного тока является контроллером, который управляет индуктивной нагрузкой (21), а вторая секция (12) преобразования является схемой диодного однополупериодного выпрямителя.
[0016] Пятый аспект схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, которая является схемой электроснабжения согласно любому из первого-четвертого аспектов, дополнительно включает в себя вторую входную линию (L3), которая соединена с источником электрической мощности переменного тока; и вторую секцию (S2) переключения, которая выбирает между первым состоянием, когда вторая секция (12) преобразования соединена с входной линией (L1), и вторым состоянием, когда вторая секция преобразования соединена со второй входной линией.
[0017] Шестой аспект схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, которая является схемой электроснабжения согласно любому из первого-пятого аспектов, дополнительно включает в себя вторую входную линию (L3), которая соединена с источником электрической мощности переменного тока; и третью секцию (S3) переключения, которая управляется посредством предварительно определенного контроллера (42) и предусмотрена на второй входной линии (L3).
[0018] Первый аспект блока теплового насоса согласно настоящему изобретению, который является блоком теплового насоса, включающим в себя схему электроснабжения согласно шестому аспекту, включает в себя первое устройство (100), которое имеет теплообменник, который обменивается теплом с терморегулируемым объектом; второе устройство (200), которое функционирует в качестве источника тепла первого устройства; при этом одно из первого устройства и второго устройства включает в себя третью секцию (S3) переключения и предварительно определенный контроллер (42), и другое из первого устройства и второго устройства включает в себя схему электроснабжения согласно первому аспекту и вторую секцию переключения.
Преимущества изобретения
[0019] Согласно первому аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению первое напряжение постоянного тока, приложенное к первой и второй линиям электроснабжения, функционирует как рабочее напряжение индуктивной нагрузки. Конденсатор поглощает рекуперативный ток от индуктивной нагрузки. Более того, напряжение на обоих концах конденсатора функционирует в качестве рабочего напряжения нагрузки постоянного тока. Соответственно, конденсатор проявляет как функцию поглощения рекуперативного тока, так и функцию сглаживания второго напряжения постоянного тока. Следовательно, стоимость производства уменьшается по сравнению со случаем предоставления двух конденсаторов, которые проявляют эти соответствующие функции.
[0020] Более того, подача рабочего напряжения к индуктивной нагрузке прерывается посредством прерывания секции переключения. Это обусловлено тем, что секция переключения прерывает подачу рабочего напряжения к индуктивной нагрузке от первой секции преобразования, а диод предотвращает приложение второго напряжения постоянного тока к индуктивной нагрузке. С другой стороны, несмотря на работу секции переключения, второе напряжение постоянного тока подается к нагрузке постоянного тока в качестве рабочего напряжения. Т.е., несмотря на подачу рабочей электрической мощности к нагрузке постоянного тока, подача и прерывание рабочего напряжения к индуктивной нагрузке управляется.
[0021] Согласно второму аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению резистор потребляет обратный (рекуперативный) ток. Кроме того, резистор расположен на стороне, противоположной конденсатору, относительно конца соединения, и, следовательно, второе напряжение постоянного тока, предоставленное нагрузке постоянного тока, не снижается.
[0022] Согласно третьему аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению резистор потребляет обратный ток. Кроме того, в случае, когда конденсатор заряжается от второй секции преобразования, резистор функционирует как токоограничивающий резистор и может пресекать бросок пускового тока в конденсаторе.
[0023] Согласно четвертому аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению конденсатор имеет функцию сглаживания второго напряжения постоянного тока, и, следовательно, схема однополупериодного выпрямителя может быть применена в качестве второй секции преобразования, и стоимость производства может быть уменьшена.
[0024] Согласно пятому аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению второе состояние выбирается, так что рабочее напряжение может подаваться к нагрузке постоянного тока через вторую входную линию.
[0025] Согласно шестому аспекту схемы электроснабжения согласно настоящему изобретению, когда третья секция переключения прерывается, подача второго напряжения постоянного тока к нагрузке постоянного тока может быть прервана. С другой стороны, подача первого напряжения постоянного тока к индуктивной нагрузке может быть прервана посредством прерывания первой секции переключения. Следовательно, подача электрической мощности как к индуктивной нагрузке, так и к нагрузке постоянного тока, прерывается, так что может быть реализовано состояние ожидания. Более того, когда предварительно определенный контроллер инструктирует третьей секции переключения становиться проводящей в этом состоянии, электрическая мощность может подаваться к нагрузке постоянного тока через вторую входную линию, тем самым, предоставляя возможность возвращения из состояния ожидания.
[0026] Согласно первому аспекту блока теплового насоса, согласно настоящему изобретению, подача электрической мощности от одного из первого устройства и второго устройства к другому из устройств прерывается, тем самым, реализуя состояние ожидания, и состояние ожидания другого из устройств может быть возвращено посредством одного из устройств.
[0027] Эти и другие цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания настоящего изобретения, которое приведено в связи с сопутствующими чертежами.
Краткое описание чертежей
[0028] Фиг.1 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.2 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.3 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.4 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.5 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.6 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.7 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения.
Фиг.8 - схема, показывающая пример концептуальной конфигурации блока теплового насоса.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
[0029] Первый вариант осуществления
Как проиллюстрировано на фиг.1, схема электроснабжения включает в себя первую секцию 11 преобразования и вторую секцию 12 преобразования. Напряжение переменного тока вводится в первую секцию 11 преобразования от источника E1 электрической мощности переменного тока через входные линии L1, L2. Хотя напряжение однофазного переменного тока подается в первую секцию 11 преобразования в иллюстрации на фиг.1, тем не менее, напряжение многофазного переменного тока может быть подано в первую секцию 11 преобразования. Первая секция 11 преобразования преобразует входное напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, чтобы прикладывать его к линиям LH1, LL1 электроснабжения. В иллюстрации на фиг.1 напряжение постоянного тока прикладывается так, что линии LH1, LL1 электроснабжения становятся положительным полюсом и отрицательным полюсом, соответственно. Другими словами, потенциал, приложенный к линии LH1 электроснабжения, выше, чем потенциал, приложенный к линии LL1 электроснабжения.
[0030] Первая секция 11 преобразования является схемой диодного двухполупериодного выпрямителя в иллюстрации на фиг.1, но не ограничивается этим. Первая секция 11 преобразования может быть любым преобразователем переменного тока в постоянный ток (AC/DC), имеющим любую схему выпрямителя или переключающий элемент.
[0031] Секция S1 переключения предусмотрена, по меньшей мере, на одной из входных линий L1, L2. Секция S1 переключения выбирает проводимость/непроводимость между источником E1 электрической мощности переменного тока и первой секцией 11 преобразования. В иллюстрации на фиг.1 две секции S1 переключения предусмотрены на входных линиях L1, L2, соответственно.
[0032] Диод D1 и конденсатор C1 предусмотрены между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Анод диода D1 обращен в сторону линии LH1 электроснабжения. Конденсатор C1 соединен последовательно с диодом D1 между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Диод D1 расположен на стороне линии LH1 электроснабжения относительно конденсатора C1 в иллюстрации на фиг.1, но не ограничивается этим, и может быть расположен на стороне линии LL1 электроснабжения относительно конденсатора C1.
[0033] Секция 21 приведения в действие компрессора, которая является примером индуктивной нагрузки, соединена с линиями LH1, LL1 электроснабжения. Секция 21 приведения в действие компрессора имеет, например, инвертор 211 и электродвигатель 212, который приводит в действие механизм компрессии. Секция 21 приведения в действие компрессора использует напряжение постоянного тока, выводимое из первой секции 11 преобразования, в качестве рабочей мощности.
[0034] Диод D1 блокирует ток, который протекает от конденсатора C1 к секции 21 приведения в действие компрессора. С другой стороны, диод D1 и конденсатор C1 могут поглощать обратный ток от секции 21 приведения в действие компрессора. Например, когда электродвигатель 212 останавливается, противодействующая электродвижущая сила формируется в электродвигателе 212, тем самым, давая в результате обратный ток, протекающий от секции 21 приведения в действие компрессора к линии LH1 электроснабжения. Диод D1 и конденсатор С1 функционируют в качестве так называемой схемы CD-сглаживающего фильтра и поглощают этот обратный ток. Следовательно, возможно пресекать рост напряжения постоянного тока между линиями LH1, LL1 электроснабжения вследствие противодействующей электродвижущей силы электродвигателя 212. Т.е., возможно подавлять перенапряжение, сформированное в секции 21 приведения в действие компрессора (более подробно, инверторе 211, в случае, когда инвертор 211 включен во входной каскад секции 21 приведения в действие компрессора, например).
[0035] Секция 21 приведения в действие компрессора может иметь, например, конденсатор C21, предусмотренный между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Чем больше электростатическая емкость этого конденсатора C21, тем больше улучшается функция сглаживания напряжения постоянного тока между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Когда конденсатор C21 имеет достаточно большую электростатическую емкость, конденсатор C21 функционирует в качестве так называемого сглаживающего конденсатора.
[0036] С другой стороны, электростатическая емкость конденсатора C21 может быть небольшой, например, несколько десятков мкФ или менее. В этом случае, напряжение постоянного тока между линиями LH1, LL1 электроснабжения в значительной мере пульсирует с частотой, которая вдвое больше частоты напряжения переменного тока от источника E1 электрической мощности переменного тока. Однако, даже в таком случае, инвертор 211 подходящим образом управляется согласно пульсации этого напряжения постоянного тока, тем самым, предоставляя электродвигателю 212 подходящее напряжение переменного тока, а также позволяя уменьшать содержание гармоник переменного тока, протекающего через входные линии L1, L2. Такая технология управления инвертором упоминается как так называемое бесконденсаторное управление инвертором.
[0037] Такой конденсатор C21, имеющий небольшую электростатическую емкость, не может достаточным образом поглощать обратный ток от электродвигателя 212. Соответственно, напряжения линий LH1, LL1 электроснабжения растут. Однако согласно этой схеме электроснабжения конденсатор C1 подавляет такой рост напряжения. С другой стороны, даже когда секция 21 приведения в действие компрессора имеет конденсатор C21, электростатическая емкость которого является большой, конденсатор C1 может дополнительно уменьшать рост напряжений линий LH1, LL1 электроснабжения.
[0038] Контроллер 22, который является примером нагрузки постоянного тока, подключен к обоим концам конденсатора C1. В иллюстрации на фиг.1 конденсатор C1 соединен с линией LL1 электроснабжения, и, следовательно, контроллер 22 соединен с точкой P1 соединения между диодом D1 и конденсатором C1 и линией LL1 электроснабжения. Контроллер 22 использует напряжение постоянного тока, накопленное в конденсаторе C1, в качестве рабочей мощности. Т.е., конденсатор C1 имеет функцию подачи напряжения постоянного тока, приложенного к контроллеру 22.
[0039] Контроллер 22 может управлять секцией 21 приведения в действие компрессора. Например, в случае, когда секция 21 приведения в действие компрессора имеет инвертор, переключающий сигнал выводится в инвертор. Кроме того, контроллер 22 может управлять проводимостью/непроводимостью секции S1 переключения.
[0040] Здесь контроллер 22 может включать в себя микрокомпьютер и запоминающее устройство. Микрокомпьютер выполняет каждый из этапов обработки (т.е., процессы), записанных в программе. Вышеупомянутое запоминающее устройство может быть сконфигурировано посредством одного из или множества различных запоминающих устройств, таких как ROM (постоянное запоминающее устройство), RAM (оперативное запоминающее устройство), перезаписываемая энергонезависимая память (EPROM (стираемое программируемое ROM), и т.д.) и накопителя на жестком диске. Запоминающее устройство хранит различную информацию, данные и т.п., хранит программу, исполняемую микрокомпьютером, и предоставляет рабочую область для выполнения программы. Следует понимать, что микрокомпьютер может функционировать как различные средства, соответствующие соответствующим этапам обработки, написанным в программе, или может реализовывать различные функции, соответствующие соответствующим этапам обработки. Контроллер 22 не ограничивается этим, и различные выполняемые процессы или различные средства, реализованные посредством контроллера 22, части или все различные функции могут быть реализованы с помощью аппаратных средств.
[0041] Вторая секция 12 преобразования преобразует, в напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока, которое подается без прохождения через секцию S1 переключения. В иллюстрации на фиг.1 вторая секция 12 преобразования соединена с входными линиями L1, L2 на стороне источника E1 электрической мощности переменного тока относительно секции S1 переключения. Следовательно, напряжение переменного тока подается во вторую секцию 12 преобразования из входных линий L1, L2 без прохождения через секцию S1 переключения. Вторая секция 12 преобразования соединена с точкой P1 соединения между конденсатором C1 и диодом D1, чтобы прикладывать преобразованное напряжение постоянного тока к конденсатору C1.
[0042] Вторая секция 12 преобразования является схемой диодного двухполупериодного выпрямителя в иллюстрации на фиг.1, но не ограничивается этим, а может быть любым преобразователем AC/DC, имеющим любую схему выпрямителя или переключающий элемент.
[0043] В иллюстрации на фиг.1 предусмотрен фильтр 30. Фильтр 30 предусмотрен между источником E1 электрической мощности переменного тока и второй секцией 12 преобразования. Фильтр 30 уменьшает содержание гармоник переменного тока, протекающего через входные линии L1, L2.
[0044] В схеме электроснабжения конденсатор C1 имеет функцию поглощения обратного тока от секции 21 приведения в действие компрессора и функцию подачи напряжения постоянного тока, прикладываемого к контроллеру 22, как описано выше. Следовательно, возможно уменьшать стоимость производства по сравнению со случаем предоставления двух конденсаторов, имеющих эти соответствующие функции.
[0045] Дополнительно, в такой схеме электроснабжения, в случае, когда желательно прерывать подачу электрической мощности к секции 21 приведения в действие компрессора, например, в случае, когда сбой возникает в компрессоре, или в случае, когда компрессор не требуется возбуждать, секция S1 переключения прерывается. Такое прерывание может быть выполнено, например, посредством контроллера 22, или секция S1 переключения может быть прервана с обнаружением сбоя компрессора или т.п. посредством предварительно определенного датчика сбоя в качестве триггера. Следовательно, возможно прерывать подачу рабочего напряжения в секцию 21 приведения в действие компрессора. Это обусловлено тем, что подача напряжения постоянного тока от первой секции 11 преобразования прерывается посредством прерывания секции S1 переключения, и, кроме того, напряжение постоянного тока от второй секции 12 преобразования не подается в секцию 21 приведения в действие компрессора посредством диода D1.
[0046] С другой стороны, согласно этой схеме электроснабжения, возможно подавать рабочую мощность к контроллеру 22, несмотря на прерывание секции S1 переключения. Это обусловлено тем, что подача электрической мощности от второй секции 12 преобразования к конденсатору C1 не прерывается, и напряжение постоянного тока, накопленное в конденсаторе C1, подается в контроллер 22.
[0047] Таким образом, возможно поддерживать подачу электрической мощности к контроллеру 22, и, следовательно, существует преимущество, в частности, например, для следующего случая.
[0048] Возможен случай, когда контроллер 22 сохраняет сбой компрессора или т.п. на предварительно определенном носителе записи. Такой сбой компрессора или т.п. обнаруживается, например, посредством предварительно определенного датчика, и обнаруженные результаты выводятся контроллеру 22, и контроллер 22 записывает их на носитель записи. В таком случае, даже когда контроллер 22 или предварительно определенная секция обнаружения сбоя прерывает секцию S1 переключения с возникновением сбоя компрессора или т.п. в качестве триггера, рабочая мощность подается к контроллеру 22, и, следовательно, возможно подтверждать сбой. Такое подтверждение может быть выполнено, например, посредством предоставления секции отображения и отображения сбоя в секции отображения с помощью контроллера 22. Следовательно, поиск сбоя может быть облегчен.
[0049] Когда контроллер 22 принимает извне входной сигнал, указывающий, что возбуждение компрессора не требуется, или когда контроллер 22 определяет, что возбуждение компрессора не требуется, контроллер 22 инструктирует секции S1 переключения становиться непроводящей, так что подача электрической мощности к секции 21 приведения в действие компрессора может быть прервана. Следовательно, возможно инструктировать секции 21 приведения в действие компрессора ожидать, и, кроме того, возможно уменьшать потребление электрической мощности. Более того, рабочая мощность подается к контроллеру 22 в это время, и, следовательно, контроллер 22 инструктирует секции S1 переключения становиться проводящей снова, и рабочая мощность может подаваться к секции 21 приведения в действие компрессора.
[0050] В иллюстрации на фиг.1 вторая секция 12 преобразования соединена с входными линиями L1, L2 и обеспечивается напряжением переменного тока от источника E1 электрической мощности переменного тока. Однако это не ограничивается, и напряжение переменного тока может подаваться во вторую секцию 12 преобразования от другого источника электрической мощности переменного тока через входные линии, отличные от входных линий L1, L2. Альтернативно, например, напряжение переменного тока прикладывается к первичной обмотке, и два напряжения переменного тока, сформированных в двух вторичных обмотках, магнитно соединенных с первичной обмоткой, могут подаваться в первую секцию 11 преобразования и вторую секцию 12 преобразования, соответственно. В настоящей заявке эти аспекты соединения в совокупности называются как "напряжение переменного тока подается ко второй секции 12 преобразования".
[0051] Фиг.2 показывает пример концептуальной конфигурации схемы электроснабжения. Схема электроснабжения, иллюстрированная на фиг.2, отличается от схемы электроснабжения, иллюстрированной на фиг.1, в секции S1 переключения и второй секции 12 преобразования. Вторая секция 12 преобразования включает в себя диод D121. Диод D121 предусмотрен между входной линией L1 и точкой P1 соединения. Диод D121 предусмотрен так, что его анод обращен в сторону входной линии L1. Секция S1 переключения предусмотрена на входной линии L1 и не предусмотрена на входной линии L2.
[0052] Согласно такой схеме электроснабжения, в случае, когда секции S1 переключения инструктируется становиться непроводящей, ток протекает от входной линии L1 к входной линии L2 через диод D121, конденсатор C1 и диод, принадлежащий первой секции 11 преобразования и предусмотренный между линией LL1 электроснабжения и входной линией L2. Т.е., вторая секция 12 преобразования наполовину выпрямляет напряжение переменного тока, чтобы заряжать конденсатор C1. Следовательно, секция S1 переключения может подавать рабочую мощность контроллеру 22, даже после непроводящего состояния.
[0053] Когда секция S1 переключения является непроводящей, секция 21 приведения в действие компрессора не должна возбуждаться. Соответственно, потребление электрической мощности контроллера 22 в это время меньше, чем потребление, когда секция S1 переключения является проводящей. Следовательно, в случае, когда секция S1 переключения является непроводящей, достаточная электрическая мощность может быть подана даже посредством однополупериодного выпрямления. Альтернативно, рабочее напряжение контроллера 22 ниже, чем напряжение секции 21 приведения в действие компрессора, и потребление электрической мощности контроллера 22 также меньше, чем потребление электрической мощности секции 21 приведения в действие компрессора, и, следовательно, достаточная рабочая мощность может быть приложена, даже посредством однополупериодного выпрямления. Альтернативно, напряжение постоянного тока от второй секции 12 преобразования сглаживается посредством конденсатора C1. Соответственно, конденсатор C1 может уменьшать колебание напряжения постоянного тока даже посредством однополупериодного выпрямления, и однополупериодное выпрямление может быть применено. Когда схема однополупериодного выпрямителя применяется в качестве второй секции 12 преобразования, стоимость производства может быть уменьшена по сравнению со случаем, когда схема двухполупериодного выпрямителя применяется в качестве второй секции 12 преобразования.
[0054] В иллюстрации на фиг.2 секция S1 переключения может быть предусмотрена только на входной линии L2. В этом случае предусматривается диод D121 между точкой соединения на стороне источника E1 электрической мощности переменного тока относительно секции S1 переключения входной линии L2 и точкой P1 соединения. Это обусловлено тем, что ток не подается к конденсатору C1 посредством непроводимости секции S1 переключения, когда диод D121 предусмотрен между точкой P соединения и входной линией L1.
[0055] Альтернативно, соответствующие секции S1 переключения могут быть предусмотрены на входных линиях L1, L2. В этом случае, как иллюстрировано на фиг.3, входная линия L2 и линия LL1 электроснабжения соединяются друг с другом на стороне источника E1 электрической мощности переменного тока относительно секции S1 переключения, предусмотренной на входной линии L2. Согласно такой схеме электроснабжения, когда секция S1 переключения является непроводящей, ток протекает от входной линии L1 к входной линии L2 через диод D121 и конденсатор С1. Следовательно, даже после того как секция S1 переключения становится непроводящей, рабочее напряжение может подаваться к контроллеру 22. Также в иллюстрации на фиг.2 входная линия L2 и линия LL1 электроснабжения могут быть соединены друг с другом.
[0056] Вместо диода D121 диод может быть предусмотрен на линии LL1 электроснабжения на стороне входной линии L2 относительно первой секции 11 преобразования. В то же время, диод предусмотрен так, что его анод обращен в сторону конденсатора C1. Альтернативно, могут быть предусмотрены как этот диод, так и диод D121.
[0057] Второй вариант осуществления
В этом разделе будет описано различие между схемой электроснабжения согласно второму варианту осуществления и схемой электроснабжения согласно первому варианту осуществления. Как иллюстрировано на фиг.4, эта схема электроснабжения дополнительно включает в себя резистор R1 по сравнению со схемой электроснабжения, описанной в первом варианте осуществления. Схема электроснабжения на фиг.4 имеет конфигурацию, в которой резистор R1 добавлен в схему электроснабжения на фиг.2, но не ограничивается этим и может иметь конфигурацию, в которой резистор R1 добавлен в схему электроснабжения на фиг.1 или фиг.3.
[0058] Резистор R1 соединен последовательно с диодом D1 и конденсатором C1 между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Следовательно, резистор R1 может потреблять часть обратного тока секции 21 приведения в действие компрессора. Соответственно, рост напряжения конденсатора C1 может быть подавлен. Другими словами, может быть применен конденсатор C1, электростатическая емкость которого гораздо меньше.
[0059] Кроме того, в иллюстрации на фиг.4 резистор R1 расположен на стороне, противоположной конденсатору C1 относительно точки P1 соединения. Соответственно, резистор R1 не влияет на напряжение постоянного тока, прикладываемое от конденсатора C1 к контроллеру 22. Т.е., напряжение постоянного тока, накопленное в конденсаторе C1, может быть приложено к контроллеру 22 без падения напряжения, получающегося в результате резистора R1, или без потребления электрической мощности резистором R1.
[0060] Схема электроснабжения, иллюстрированная на фиг.5, включает в себя резистор R2 вместо резистора R1 по сравнению со схемой электроснабжения на фиг.4. Резистор R2 соединен последовательно с диодом D1 и конденсатором C1 между линиями LH1, LL1 электроснабжения. Следовательно, резистор R2 может потреблять часть обратного тока аналогично резистору R1. Более того, резистор R2 расположен на стороне конденсатора C1 относительно точки P1 соединения. Это дает следующие преимущества. В данном документе описывается случай соединения источника E1 электрической мощности переменного тока, когда напряжение не накапливается в конденсаторе C1. В это же время ток протекает от второй секции 12 преобразования к конденсатору C1, и на пути тока вставлен резистор R2. Следовательно, резистор R2 функционирует в качестве так называемого токоограничивающего резистора и может пресекать увеличение тока, протекающего к конденсатору C1 (так называемый пусковой ток).
[0061] Третий вариант осуществления
Как иллюстрировано на фиг.6, эта схема электроснабжения дополнительно включает в себя секцию S3 переключения по сравнению со схемой электроснабжения, описанной в первом варианте осуществления. В схеме электроснабжения, по меньшей мере, один из резисторов R1, R2 может быть предусмотрен аналогично второму варианту осуществления.
[0062] Секция S3 переключения предусмотрена между входной линией L1 и второй секцией 12 преобразования. Более детально, секция S3 переключения предусмотрена на входной линии L3, ответвленной от входной линии L1 на стороне источника E1 электрической мощности переменного тока относительно секции S1 переключения и соединенной со второй секцией 12 преобразования. В иллюстрации на фиг.6 применяется вторая секция 12 преобразования, иллюстрированная на фиг.2.
[0063] Проводимость/непроводимость секции S3 переключения управляется, например, посредством контроллера 42. Рабочая мощность подается к контроллеру 42 от схемы 41 электроснабжения. Схема 41 электроснабжения соединена с входной линией L4, ответвленной от входной линии L3 на стороне источника E1 электрической мощности переменного тока относительно секции S3 переключения, и входной линией L5, ответвленной от входной линии L2. Схема 41 электроснабжения преобразует напряжения переменного тока, подаваемые с входной линии L4, L5, например, в подходящие напряжения постоянного тока, чтобы подавать их контроллеру 42.
[0064] Когда контроллер 42 инструктирует секции S3 переключения становиться непроводящей в состоянии, когда секция S1 переключения находится в непроводящем состоянии, возможно прерывать подачу рабочей мощности к контроллеру 22. Следовательно, возможно прерывать подачу электрической мощности не только к секции 21 приведения в действие компрессора, но также к контроллеру 22, чтобы реализовывать состояние ожидания. Следовательно, потребление электрической мощности в состоянии ожидания может быть дополнительно уменьшено.
[0065] В случае, когда контроллер 42 управляет секциями S1, S3 переключения, контроллер 42 инструктирует секциям S1, S3 переключения становиться непроводящими, тем самым, предоставляя возможность реализации состояния ожидания. Альтернативно, в случае, когда контроллер 22 управляет секцией S1 переключения, контроллеры 22, 42 сконфигурированы так, чтобы иметь возможность передавать/принимать сигналы к/от друг друга. Затем, контроллер 22 инструктирует секцию S1 переключения становиться непроводящей, и после этого передает эту информацию контроллеру 42, и контроллер 42 инструктирует секцию S3 переключения становиться непроводящей.
[0066] В иллюстрации на фиг.6 секция S3 переключения, контроллер 42 и схема 41 подачи напряжения предусмотрены в устройстве 100, а другие компоненты предусмотрены в устройстве 200. В этом случае управление от устройства 100 инструктирует устройству 200 ожидать. В отличие от иллюстрации на фиг.6 эти компоненты могут быть предусмотрены в одном устройстве.
[0067] Схема электроснабжения, проиллюстрированная на фиг.7, дополнительно включает в себя секцию S2 переключения по сравнению со схемой электроснабжения, иллюстрированной на фиг.6. Секция S2 переключения выбирает между первым состоянием, когда вторая секция 12 преобразования соединена с входной линией L1, и вторым состоянием, когда вторая секция 12 преобразования соединена с входной линией L3. Контроллер 22 подает управляющий сигнал в секцию S2 переключения, и секция S2 переключения выбирает между первым состоянием и вторым состоянием на основе наличия или отсутствия ввода такого управляющего сигнала.
[0068] В такой секции электроснабжения секция S2 переключения выбирает первое состояние, тем самым, разрешая подачу рабочей мощности к контроллеру 22 через входные линии L1, L2, и секция S2 переключения выбирает второе состояние, тем самым, позволяя подачу рабочей мощности контроллеру 22 через другие пути, отличные от входных линий L1, L2, а именно, через входные линии L2, L3.
[0069] Согласно такой схеме электроснабжения подача электрической мощности контроллеру 22 может быть прервана в следующем процессе. Т.е., контроллер 22 сначала управляет секцией S2 переключения, чтобы выбирать второе состояние, и контроллер 42 инструктирует секции S3 переключения становиться непроводящей в этом состоянии. Следовательно, подача электрической мощности контроллеру 22 может быть прервана. С другой стороны, подача электрической мощности секции 21 приведения в действие компрессора может быть прервана посредством непроводимости секции S1 переключения, и, следовательно, возможно прерывать подачу электрической мощности как к секции 21 приведения в действие компрессора, так и к контроллеру 22, чтобы реализовать состояние ожидания. Следовательно, потребление электрической мощности может быть дополнительно уменьшено.
[0070] Секция S2 переключения желательно выбирает второе состояние в состоянии отсутствия приема управляющего сигнала от контроллера 22. Т.е., в состоянии, когда рабочая мощность не подается контроллеру 22, секция S2 переключения желательно выбирает второе состояние. Это обусловлено тем, что контроллер 42 инструктирует секции S3 переключения становиться проводящей, так что рабочая мощность может быть подана к контроллеру 22 через входную линию L2, L3. Следовательно, контроллер 22 может инструктироваться на возвращение к работе. Затем, контроллер 22 инструктирует секцию S1 переключения становиться проводящей, так что рабочая мощность может быть подана к секции 21 приведения в действие компрессора, и секция 21 приведения в действие компрессора может инструктироваться на возвращение к работе.
[0071] Кроме того, когда контроллер 22 управляет секцией S2 переключения, чтобы выбирать первое состояние, и контроллер 42 инструктирует секцию S3 переключения становиться непроводящей, входная линия L3 между секциями S2, S3 переключения инструктируется быть электрически независимой. Соответственно, входная линия L3 в этой секции может быть использована для другой цели. Например, входная линия L3 в этой секции может быть использована как линия связи между контроллерами 22, 42. Это эффективно для системы, где первое устройство 100 и второе устройство 200 связываются друг с другом. В качестве подробного примера этого описание будет выполнено следующим образом, рассматривая блок теплового насоса в качестве примера.
[0072] <Блок теплового насоса>
Блок теплового насоса является, например, кондиционером воздуха или водонагревателем. Как иллюстрировано на фиг.8, блок теплового насоса включает в себя первое устройство 100 и второе устройство 200. В случае, когда блок теплового насоса является кондиционером воздуха, первое устройство 100 соответствует внутреннему блоку, а второе устройство 200 соответствует внешнему блоку. Далее в данном документе будет выполнено описание, рассматривая кондиционер воздуха в качестве примера, первое устройство 100 называется внутренним блоком 100, а второе устройство 200 называется внешним блоком 200.
[0073] Внутренний блок 100 предусмотрен во внутреннем пространстве, которое является терморегулируемым объектом, и температура внутреннего воздуха регулируется. Внешний блок 200 функционирует в качестве источника тепла внутреннего блока 100. Для того чтобы реализовывать это, внутренний блок 100 и внешний блок 200 включают в себя контуры хладагента (не показаны). Например, внутренний блок 100 имеет теплообменник, который обменивает тепло между внутренним воздухом и хладагентом, а внешний блок 200 имеет теплообменник, который обменивает тепло между внешним воздухом и хладагентом. Следовательно, тепло обменивается между внешним и внутренним пространством. Компрессор, который сжимает хладагент, и запорный клапан, который ограничивает и расширяет хладагент, для содействия тепловому обмену в каждом теплообменнике, как правило, предусмотрены во внешнем блоке 200. Для того чтобы способствовать теплообмену в каждом теплообменнике, они снабжены вентиляторами.
[0074] Внутренний блок 100 и внешний блок 200 связываются друг с другом и управляют соответствующими элементами управления (вентиляторами, компрессором, запорным клапаном и т.п.), чтобы реализовывать операцию кондиционирования воздуха. Далее в данном документе будут описаны электрические элементы внутреннего блока 100 и внешнего блока 200. Со ссылкой на фиг.8, внутренний блок 100 и внешний блок 200 соединены друг с другом тремя проводами L11, L12, L13.
[0075] Внутренний блок 100 включает в себя схему 41 электроснабжения, контроллер 42, секцию 43 связи и секцию S3 переключения. Схема 41 электроснабжения соединена с проводами L11, L13. Провода L11, L13 соединены с источником E1 электрической мощности переменного тока во внешнем блоке 200, и напряжение переменного тока подается к схеме 41 электроснабжения через провода L11, L13. Схема 41 электроснабжения преобразует напряжение переменного тока в подходящее напряжение постоянного тока для вывода его контроллеру 42.
[0076] Секция 43 связи соединена с проводами L12, L13. Секция 43 связи может связываться с внешним блоком 200 по проводам L12, L13.
[0077] Секция S3 переключения выбирает проводимость/непроводимость между проводами L11, L12. Контроллер 42 управляет секцией S3 переключения.
[0078] Внешний блок 200 включает в себя первую секцию 11 преобразования, вторую секцию 12 преобразования, секцию 21 приведения в действие компрессора, контроллер 22, конденсатор C1, диод D1, секции S1, S2 переключения, фильтр 30, схему 44 электроснабжения и секцию 45 связи.
[0079] Первая секция 11 преобразования соединена с проводами L11, L13, и напряжение переменного тока подается к первой секции 11 преобразования от источника E1 электрической мощности переменного тока по проводам L11, L13. Провода L11, L13 во внешнем блоке 200 соответствуют вышеописанным входным линиям L1, L2. Конфигурации последующего каскада относительно первой секции 11 преобразования аналогичны вышеописанным конфигурациям, и, следовательно, их описание не повторяется.
[0080] Секция S1 переключения предусмотрена, по меньшей мере, на одном из проводов L11, L13 и управляет проводимостью/непроводимостью между первой секцией 11 преобразования и источником E1 электрической мощности переменного тока. В иллюстрации на фиг.8 секции S1 переключения предусмотрены на проводах L11, L13. В иллюстрации на фиг.8 секция S1 переключения, предусмотренная на проводе L11, включает в себя переключатели S11, S12 и резистор R11. Переключатель S12 и резистор R11 соединены последовательно друг с другом, и эта основная часть последовательного соединения соединена параллельно с переключателем S11. Контроллер 22 управляет переключателями S11, S12. Контроллер 22 инструктирует переключателю S12 становиться проводящим, так что рабочее напряжение может быть подано к секции 21 приведения в действие компрессора через резистор R11. Следовательно, даже когда секция 21 приведения в действие компрессора имеет конденсатор, возможно подавлять бросок пускового тока в конденсаторе. После этого, когда переключатель S12 инструктируется становиться непроводящим, а переключатель S11 инструктируется становиться проводящим, рабочее напряжение может быть подано к секции 21 приведения в действие компрессора, в то же время не допуская падения напряжения или потребления электрической мощности в резисторе R11.
[0081] Вторая секция 12 преобразования преобразует входное напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, чтобы прикладывать его к конденсатору C1, а именно, прикладывать его между линиями LH2, LL1 электроснабжения в иллюстрации на фиг.8. Секция S2 переключения выбирает между первым состоянием, когда вторая секция 12 преобразования соединена с проводом L11 на своей входной стороне, и вторым состоянием, когда вторая секция 12 преобразования соединена с проводом L12 на своей входной стороне. Секция S3 переключения управляется контроллером 22 и выбирает второе состояние в состоянии, когда управляющий сигнал не подается от контроллера 22.
[0082] Когда секция S2 переключения выбирает первое состояние, напряжение переменного тока подается ко второй секции 12 преобразования по проводам L11, L13. Когда секция S2 переключения выбирает второе состояние, и секция S3 переключения является проводящей, напряжение переменного тока подается ко второй секции 12 преобразования по проводам L12, L13.
[0083] Схема 44 электроснабжения формирует электрическую мощность постоянного тока, предоставляемую секции 45 связи. Схема 44 электроснабжения предусматривается, например, между линией LH2 электроснабжения и проводом L13. Более конкретно, схема 44 электроснабжения включает в себя, например, резисторы R41, R42, конденсатор C41, зенеровский диод D41 и диод D42. Резистор R41, диод D42 и конденсатор C41 взаимно соединены последовательно между линией LH2 электроснабжения и проводом L13. Диод D42 расположен так, что его анод обращен в сторону линии LH2 электроснабжения. Напряжение постоянного тока, выпрямленное посредством второй секции 12 преобразования, понижается посредством резистора R1, чтобы накапливаться в конденсаторе C41. Следовательно, конденсатор C41 сглаживает напряжение постоянного тока, выпрямленное посредством второй секции 12 преобразования. Резистор R41 предотвращает, например, бросок пускового тока к конденсатору C41. Конденсатор С41, зенеровский диод D41 и резистор R42 соединены взаимно параллельно. Зенеровский диод D41 поддерживает напряжение конденсатора C41 постоянным. Резистор R42 предотвращает возникновение перенапряжения в зенеровском диоде D41 и конденсаторе C41.
[0084] Секция 45 связи предусмотрена на проводе L12. Провод L12 предусмотрен в схеме 44 электроснабжения, более подробно, между резистором R41 и конденсатором C41. С такой конфигурацией замкнутая схема, которая применяет конденсатор C41 в качестве источника электрической мощности постоянного тока и включает в себя секцию 45 связи, провод L12, секцию 43 связи и провод L13, конфигурируется, тем самым, реализуя связь секций 43, 45 связи.
[0085] В таком кондиционере воздуха будут описаны способ, чтобы инструктировать внешний блок 200 входить в состояние ожидания, и способ, чтобы инструктировать внешний блок 200 возвращаться из состояния ожидания.
[0086] Сначала, в случае, когда внутренний блок 100 и внешний блок 200 выполняют операцию кондиционирования воздуха, секция S1 переключения является проводящей, секция S2 переключения выбирает первое состояние, а секция S3 переключения является непроводящей. Следовательно, электрическая мощность подается к секции 21 приведения в действие компрессора, контроллеру 22 и схеме 44 электроснабжения по проводам L11, L13. Провод L12 используется для связи секций 43, 45 связи.
[0087] Далее, будет описан процесс остановки операции кондиционирования воздуха и инструктирования внешнему блоку 200 входить в состояние ожидания. Контроллер 22 инструктирует секции S1 переключения становиться непроводящей. Следовательно, подача электрической мощности к секции 21 приведения в действие компрессора прерывается. Затем, управляющий сигнал к секции S2 переключения прекращается, и секция S2 переключения инструктируется выбирать второе состояние. В это время, секция S3 переключения является непроводящей, и, следовательно, подача электрической мощности к контроллеру 22 также прерывается. Следовательно, подача электрической мощности к внешнему блоку 200 прерывается, и внешний блок 200 может быть переведен в состояние ожидания.
[0088] Сейчас будет описан процесс инструктирования внешнего блока 200 возвращаться из состояния ожидания. Контроллер 42 инструктирует секцию S3 переключения становиться проводящей. Секция S2 переключения выбирает второе состояние, и, следовательно, напряжение прикладывается к конденсатору C1 через провод L11, секцию S3 переключения, провод L12, секцию S2 переключения и вторую секцию 12 преобразования, и рабочая мощность подается к контроллеру 22. Далее, контроллер 22 выводит управляющий сигнал в секцию S2 переключения и инструктирует секцию S2 переключения выбирать первое состояние. Секции S1 переключения инструктируется становиться проводящей, и электрическая мощность подается к секции 21 приведения в действие компрессора. С другой стороны, контроллер 42 прерывает секцию S3 переключения. Следовательно, внешний блок 200 может быть проинструктирован возвращаться из состояния ожидания. Для того чтобы контроллер 42 мог знать, что рабочее напряжение подается к контроллеру 22, контроллер 22 передает сигнал контроллеру 42, например, через секции 45, 43 связи.
[0089] Как описано выше, согласно этому кондиционеру воздуха, возможно использовать провод L12 в качестве линии связи, когда выполняется обычная операция кондиционирования воздуха, и использовать провод L12 в качестве линии электроснабжения, которая подает электрическую мощность внешнему блоку 200 по проводу L12, когда внешний блок 200 инструктируется возвращаться из состояния ожидания.
[0090] Хотя изобретение подробно показано и описано, вышеприведенное описание во всех аспектах является иллюстративным, а не ограничивающим. Таким образом, следует понимать, что множество других модификаций и изменений может быть разработано без отступления от объема изобретения.
Список ссылочных символов
[0091] 11: Первая секция преобразования
12: Вторая секция преобразования
21: Индуктивная нагрузка
22: Нагрузка постоянного тока
C1: Конденсатор
D1: Диод
L1-L3: Входная линия
LH1, LL1: Линия электроснабжения
P1: Точка соединения
S1-S3: Секция переключения.