JP5671697B2

JP5671697B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5671697B2
Application number: JP2010258693A
Authority: JP
Inventors: 聡木田; 貴之小林
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP2012110184A

Description

本発明は、整流回路と力率改善回路を有する電源装置を用いた空気調和機に関するものである。

図２は従来の空気調和機の室外ユニットの電源装置の構成図である。図２に示すように、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、力率を改善する力率改善回路とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

一方、室内ユニットには、交流電源の一端が接続された通信部と、交流電源の他端が一端に接続され、他端が端子（Ｌ側端子）に接続されたメインリレーとを備えている。そして通信部を介して交流電源の他端を端子（Ｎ側端子）に接続すると共に、通信部からの通信線を端子に接続している。

一方、室外ユニットの電源装置は、端子（室内ユニットのＮ側端子に接続）に一端が接続されたコイルと、コイルの他端に一方の交流入力端子が接続され、端子（室内ユニットのＬ側端子に接続）に他方の交流入力端子が接続されたダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの直流出力端子の両端に接続された平滑コンデンサを備えている。

また、電源装置は、半導体スイッチを用いた力率改善回路とを備えると共に、平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部により検出された直流電圧に基づいて半導体スイッチＳＷのオンオフを制御する制御部とを備えている。また、室外ユニットは、制御部により制御される通信部を備えている。

従来、空気調和機の室外ユニットは、電圧検出部が検出する電圧が一定値以上となった場合、平滑コンデンサに過電圧が印加されたと判断し、半導体スイッチを停止させ、通信部を通じて室内ユニットに異常信号を送信する。そして室内ユニットは室外ユニット力率改善回路異常と判断しメインリレーを切断させることによって、交流電源の入力を遮断させている。

特開２００３−１３４８２６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、力率改善回路の異常に起因しない場合の過電圧に対しても室内ユニットに異常を送信し、メインリレーを遮断してしまう。ここで力率改善回路の異常に起因しない場合の過電圧が発生する原因として、圧縮機停止時に圧縮機モータからの回生電圧が平滑コンデンサに印加され、電圧上昇することが挙げられる。

ところが室内ユニットは、過電圧の原因にかかわらず異常信号を受信し、力率改善回路の異常としてメインリレーを遮断し、室内ユニット及びリモコンに表示される故障診断履歴に力率改善回路の異常として異常履歴を残す。

そのため、サービスマンが空気調和機を点検する時は、力率改善回路異常の故障診断履歴を見て点検をするので、室外ユニット電源装置の故障と誤判断を招いてしまうという課
題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、力率改善回路の異常に起因しない過電圧が発生しても、室外ユニットは室内ユニットに異常信号を送信せず、力率改善回路異常の表示を行わない空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、整流回路から出力される直流電圧をオン動作により昇圧する力率改善用半導体スイッチ、整流回路から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段により検出された直流電圧に基づいて力率改善用半導体スイッチを制御する制御手段を備える電源装置を有する室外ユニットと、電源装置に供給する交流電圧をオンオフするメイン電源スイッチを有する室内ユニットとを備え、電源装置の制御手段は、電圧検出手段により検出された直流電圧が上限電圧以上になると、力率改善用半導体スイッチをオフし、室内ユニットにメイン電源スイッチをオフするように制御信号を出力し、圧縮機が停止してから、圧縮機停止後に電圧検出手段により検出された直流電圧が力率改善回路の異常を判定する上限電圧未満にドロップするまでの放電時間より長い一定時間内においては、電圧検出手段により検出された直流電圧が上限電圧以上となっても制御信号を出力させない
ことにより、圧縮機停止時に圧縮機モータからの回生電圧が平滑コンデンサに印加され、電圧上昇し前記上限電圧を超過しても室内ユニットに異常信号を送信せず、室外ユニットは電源遮断せず通電しつづけることができる。

本発明は、力率改善回路の異常に起因しない過電圧が発生しても、室外ユニットは室内ユニットに異常信号を送信せず、力率改善回路異常の表示を行わない空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の電源回路のブロック図同実施の形態１における空気調和機の電源回路のブロック図

第１の発明の空気調和機は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、整流回路から出力される直流電圧をオン動作により昇圧する力率改善用半導体スイッチ、整流回路から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段により検出された直流電圧に基づいて力率改善用半導体スイッチを制御する制御手段を備える電源装置を有する室外ユニットと、電源装置に供給する交流電圧をオンオフするメイン電源スイッチを有する室内ユニットとを備え、電源装置の制御手段は、電圧検出手段により検出された直流電圧が上限電圧以上になると、力率改善用半導体スイッチをオフし、室内ユニットにメイン電源スイッチをオフするように制御信号を出力し、圧縮機が停止してから、圧縮機停止後に電圧検出手段により検出された直流電圧が力率改善回路の異常を判定する上限電圧未満にドロップするまでの放電時間より長い一定時間内においては、電圧検出手段により検出された直流電圧が上限電圧以上となっても制御信号を出力させないことにより、圧縮機停止時に圧縮機モータからの回生電圧が平滑コンデンサに印加され、電圧上昇し前記上限電圧を超過しても室内ユニットに異常信号を送信せず、室外ユニットは電源遮断せず通電しつづけることができ、室外ユニットへの通電が継続されるため、室外ユニット電源装置内の運転情報がリセットされずに済み、圧縮機の再起動時間を短縮化させることもできる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態における空気調和機の電源回路のブロック図を示すものであ
る。

図１において、室内ユニット１００は、室外ユニットの電源装置に供給する交流電圧をオンオフするパワーリレー１１を有しており、制御部１２によってオンオフは制御される。また、室外ユニットとの通信を行う通信部１３は制御部１２に接続されている。室外ユニットへは、Ｌ１およびＬ２端子で交流電圧の供給を行い、Ｃ１端子で通信信号を伝達させる。

室外ユニット２００は、Ｌ２端子及びＮ２端子間に発生する交流電圧をリアクタ３を介して直流電圧に変換するダイオードブリッジ２と、前記整流回路から出力される直流電圧をオン動作により昇圧するＩＧＢＴ４ｂ及びダイオードブリッジ４ａによって構成される力率改善回路４と、前記ダイオードブリッジ２から出力され平滑コンデンサ５により平滑化される直流電圧を検出する直流電圧検出部１０と、直流電圧検出部１０により検出された直流電圧に基づいて、前記ＩＧＢＴ４ｂのオンオフを制御する制御部８とを備える電源装置を有している。

制御部８は力率改善用半導体スイッチであるＩＧＢＴ４ｂにオン・オフの指示を出す昇圧制御部８ａと直流電圧検出部１０の電圧に基づいて異常判定を行う異常判定処理部８ｂと圧縮機停止後の経過時間に基づき異常判定の出力許可を判断する停止時判定処理部８ｃにより構成されている。また、平滑コンデンサ５に発生する直流電圧は、インバータ回路６に接続され、インバータ回路の出力電圧が圧縮機７に接続され圧縮機７の回転数制御が行われる。

以上のように構成された空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、室外ユニット２００の制御部８は、直流電圧検出部１０により検出された直流電圧が上限電圧の３５０Ｖ以上になると、ＩＧＢＴ４ｂをオフした後、異常判定処理部８ｂにて力率改善回路の異常と判断し、通信部９から通信部１３を通じ、力率改善回路異常信号を室内ユニット１００に出力し、制御部１２からパワーリレー１１をオフする制御信号を出力する。

また、室内ユニットは力率改善回路異常信号を受信すると、力率改善回路異常を故障診断履歴として記憶し、リモコン及び本体の表示部で故障履歴として表示される。

力率改善回路の異常信号については、圧縮機７の停止後から所定時間（本実施の形態では４５秒）以内においては、直流電圧検出部１０により検出された直流電圧が３５０Ｖ以上となっても停止時判定処理部８ｃにおいて出力させないようにしている。

この構成により圧縮機回転数が１４０Ｈｚの場合に圧縮機を停止させた時に圧縮機モータからの回生電圧が平滑コンデンサに印加され、最大で４００Ｖまで電圧上昇し上限電圧の３５０Ｖを超過するが、室内ユニット１００に力率改善回路異常信号を送信せず、室外ユニットは電源遮断せず通電しつづけることができる。

なお、４５秒という時間は、圧縮機停止後回生電圧による最大電圧値４００Ｖから電源装置の消費電力により力率改善回路の異常を判定する上限電圧３５０Ｖ未満にドロップするまでの放電時間より長く、かつ圧縮機停止後再起動するまでの時間より短い時間という条件を満足できる時間として設定している。

これにより力率改善回路の異常に起因しない圧縮機モータからの回生電圧による過電圧が発生しても、室外ユニット２００は室内ユニット１００に異常信号を送信せず、力率改
善回路異常の表示を行わないため、空気調和機の点検時に異常の誤判定を回避することができる。

また、室外ユニットへの通電が継続されるため、室外ユニット電源装置内の運転情報がリセットされずに済み、圧縮機の再起動時間を短縮化させることもできる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、停止時に高い回生電圧が発生するモータを使用する製品において力率改善回路異常の誤判断を回避できることから圧縮機を搭載しているＣＯ２ヒートポンプ給湯機等の用途にも適用できる。

１交流電源
２ダイオードブリッジ
３リアクタ
４力率改善回路
４ａダイオードブリッジ
４ｂＩＧＢＴ
５平滑コンデンサ
６インバータ回路
７圧縮機
８制御部
８ａ昇圧制御部
８ｂ異常判定処理部
８ｃ停止時判定処理部
１１パワーリレー
１２制御部
１３通信部
１００室内ユニット
２００室外ユニット

Claims

交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、前記整流回路から出力される直流電圧をオン動作により昇圧する力率改善用半導体スイッチ、前記整流回路から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段、前記電圧検出手段により検出された前記直流電圧に基づいて前記力率改善用半導体スイッチを制御する制御手段を備える電源装置を有する室外ユニットと、前記電源装置に供給する交流電圧をオンオフするメイン電源スイッチを有する室内ユニットとを備え、前記電源装置の制御手段は、前記電圧検出手段により検出された前記直流電圧が上限電圧以上になると、前記力率改善用半導体スイッチをオフし、前記室内ユニットに前記メイン電源スイッチをオフするように制御信号を出力し、圧縮機が停止してから、圧縮機停止後に前記電圧検出手段により検出された直流電圧が力率改善回路の異常を判定する上限電圧未満にドロップするまでの放電時間より長い一定時間内においては、前記電圧検出手段により検出された前記直流電圧が上限電圧以上となっても前記制御信号を出力させないことを特徴とする空気調和機。