CN1090738C - 空调器的控制装置 - Google Patents

Abstract

为实现一种可通用于多种a-c电压和通过抑制高次谐波的产生以高功率因子工作的空调器，用一整流器2全波整流a-c电源1的a-c电压，通过对电容5充电得到逆变器13的d-c电压Ed。这里，a-c电压为100V和200V，当a-c电压为100V时，交换开关18选择电容5的d-c电压的分压Ed1，当a-c电压为200V时，选择电容5的d-c电压的分压Ed2(这里，Ed1＞Ed2)，被选分压用作控制开关元件6开和关的d-c电压Ed′。

Description

空调器的控制装置

本发明涉及采用通过逆变器以可变转数驱动的压缩器的空调器，特别涉及一在启动加热后，能缩短从室温到预设温度的所需时间，或通过组合电动机和致冷循环器构成以使在寒冷地带时能得到一舒适的加热操作的空调器，和它所用的电动机。

在传统的空调器中，为减少电力消耗，在不需相对大容量时，特别在压缩器的低转数范围内改善了操作。作为改善操作的这种最新技术的例子，列出了一种技术，其中通过一PWM(脉冲宽度调制)反相器可变地控制驱动压缩器的电动机转数。通过PWM控制，不必增加太多的驱动力矩就能增加效率。

同时，另一种熟知的空调器，它适应于相对低的室外温度或通过相对于驱动负荷在冷却剂压缩中使用大容量压缩器的加热操作的大驱动负荷。

在室外温度低或必须的加热容器大时，冷却压力增加及内部热交换机的压缩压力也增高、为减少压缩压力，可考虑通过增加内部热交换机的热传播或交换面积，减少上述压缩压力，以使冷凝冷却剂气体更为容易。由此减少电动机的驱动力矩和增加效率。

作为控制电动机的转数，以增加效率的传统技术一例，下面的技术为人所熟知。例如在日本专利公开号No.7-89743(1995)中，展示了传统技术的一电动机驱动装置的示例，其中采用了一能抑制输入电流高次谐波的电功率转换器作为电源。图12示出这种传统电动机驱动装置的框图，标号1为a-c功率源，2为一整流器，2a，2b，2c和2d为二极管，3为一电抗，4为二极管，5为一电容，6为开关元件，7为电压比较器，8为乘法器，9为负载电流检测器，10为电流比较器，11为一振荡器，12为驱动电路，13为一逆变器，14为电动机，15为一微计算机，16为逆变器驱动电路，17为调制器。

在同一图中，一个包含整流器2、电抗3、二极管4，电容5，开关元件6，电压比较器7，乘法器8，负载电流检测器9，电流比较器10，振荡器11、驱动电路12和调制器17的部分组成一电功率转换器，逆变器使用该电功率转换器作为其电源。

首先解释电功率转换率。

通过由2a-2d的二极管构成的整流器2，全波整流从a-c电源的a-c电压，被转换成整流电压Es。通过电抗3和二极管4，该整流电压Es施加到电容5，得到一平滑d-c电压Ed。开关元件6与二极管4和电容5并联。

此带电容5的平滑d-c电压Ed，被电阻R3和R4分压，以形成d-c电压Ed′，电压比较器7得到它和参考电压Eo的差值，以形成一电压控制信号Ve。

通过整流器2由正弦波形的a-c电源电压全波/整流器得到的整流电压Es也由电阻R1和R2分压以形成正弦波的同步信号Es ′，由乘法器8计算该正弦同步信号Es′及电压比较器7来的电压控制信号Ve以形成电流参考信号Vi′。在电流比较器10中比较电压参考信号Vi′与负载电流检测器9得到的电流信号Vi的获得修改信号Vk。修改信号Vk所施加的修改器17修改振荡器11的锯齿形或三角形的载波，以形成所谓PWM(脉冲宽度调制)的开关驱动信号Vg，其中根据修改信号Vk改变占空比，根据修改信号Vk，驱动电路12驱动开关元件6到ON(开)或OFF(关)状态。

如前述，传统技术中，随着正弦整流电压Es的波形，开关元件6被驱动成ON或OFF，由此可得到高次谐波成分较少和高功率因子的正弦电流作输入a-c电流。且，根据参考电压Eo与d-c电压Ed的差改变开关元件6的切换速率，由此可得到稳定的d-c电压Ed而与负载的波动无关。因此，也就是说，通过适当设置参考电压Eo与电阻R3与R4的阻值，可得到所需的d-c电压Ed的值，并将a-c电源转化为d-c输出。

下面介绍图12示电动机驱动电路。

上述电源转换器产生的d-c电源通过逆变器13被逆变为a-c电源，并被用来驱动电动机14。同时微计算机15根据速度指令计算和输出PWM信号并通过逆变器驱动电路16送至逆变器13，由此驱动逆变器13即以一预定转换比驱动开关元件(未示于图中)到ON或OFF。

下面，作为内部热交换机的热交换面积被扩大的一传统空调器，如最近Toshiba Review，Vol.51，No.2，1996，pp67-70(Document 1)“采用新去温法的低能耗型GD系列空调”所示，发展了其内部热交换机从内部机器前面扩展至其后面的空调器，和在内部热交换机下流侧提供了在加热时能用作额外冷却器的内部辅助热交换机的空调。

上述传统技术有以下缺点。

1)在操作负荷大时，特别是空调在极冷却区如寒冷地区室外温度为-10℃或-15℃加热时，和当空调启动运行时室温下降至使室内的墙壁和家具被冷却时，根据通过上述PWM控制力图增加效率而不使其驱动力矩增得太高的转数控制技术，由于缺少驱动力矩，不可能使它以所需高转数旋转，由此不能达到预定温度或要花很长时间达到它。

2)在使用了相对于工作负载而言冷却压缩容量大的压缩器时，若室外温度相对较高和/加热负载小时，由于过度操作压缩器被打开或关闭。由于室温上升和下降，随着打开和关闭次数的增加，也丧失了电功耗和舒适性。

3)在家用空调器中，考虑到断路的平均容量，在空调器的输入电流中设计了一上限。也由于此原因，不能太多地增加上述驱动力矩。

4)当室外温度低时，由于所需加热能力大，压缩器的冷却剂排放压力增加和内部热交换机压缩压力升高。由于高压缩压力下做功数量增大，它导致电消耗增加。

5)为减少电消耗，须减少上述压缩压力。为此，增加内部热交换机的热交换面积是明智的，由此易于压缩致冷气体。然而，对于空调器，考虑了安装和房间内部宽度以后已决定了标准内部机器的尺寸，很难增加与内部机器尺寸直接相关的内部热交换机的面积。

与上述相同，在空调器中，内部机器中的内部热交换机已足够大，且还有辅助热交换机时，还需在致冷和加热中尽可能提高内部热交换机的热交换效率，由此通过设计内部热交换机管道结构和对其中气流的关系保持高的冷却循环效率。

具体的解释，由于上述传统技术的电动机驱动装置的结构，可得到稳定的d-c电压Ed而与输入a-c电压的变化无关，然而在需根据输入a-c电源值改变d-c电压Ed时，需修改电路常数。特别是，由于上述现有技术中是升压型电源转换器，为了得到稳定的控制，d-c电压Ed应设为如下方程所示：

d-c电压Ed≥a-c源电压×1.41+10[v]若输入a-c源电压为100V，d-c电压Ed应等于或高于150V，若它是200V，Ed应等于或高于300V。

由此，为得到能用于100V和200V a-c电源1的电源转换器，需将d-c电压值Ed设为等于或高于300V。

如在100V输入a-c电压源时，通过无100％转换速度斩波器和等于或高于150V的任意d-c电压Ed的旋转控制，能去掉损耗，而不是通过300V左右的恒定d-c电压Ed和任意转换速率的逆变器13的斩波驱动的旋转控制。然而，现有技术决没有考虑这些，因此其缺点是损耗比必需的大得多。

另外，上述现有技术中，由于它采用了一方法，通过参考电流参考信号Vi在正弦波形中控制输入a-c电流，若a-c源电压是100V和200V，由于整流电压Es的差异两种情形所得正弦波形形状不同，电流参考信号Vi′是由乘法器8计算电压控制信号Ve和从全波整流a-c电源1的a-c电压而得到的正弦整流电压Es中分压而形成的正弦同步信号Es′而产生的。由于此原因，若同时适用于100V a-c和200V a-c源电压，将导致电源转换器的功率因子很差且有高成分的高次谐波。

此外，采用上述电源转换器的电动机驱动装置或空调器，若它用于100V或200V a-c电压，须设计电源转换器分别满足相应于它们的规定。由此，它增加了生产类型或变化，并减少了生产或制造的效率。

另外，若输入a-c电流小时，特别地是无需上述控制时，相反，根本未考虑输入电流小时消除或禁止不稳定运行控制或损耗或噪声。

例如，当一电阻用作负载电流检测器9以从它两端的电压得到电流信号Vi时，即使是极小电流也须产生足够的控制电压，显然，须将电阻值设成一较大值。此时，电阻功耗增加，增加了损耗，特别是负载电流大时。

另外，由于d-c电压Ed恒定逆变器13，电动机14以一相应于占空比的预定转数旋转，根据决定于微计算机15来的PWM信号占空比的转换比的斩波d-c电压Ed来决定该占空比。即在这种传统电动机驱动装置中根据占空比的改变改变电动机14的转数，逆变器13总是由斩波操作来驱动，由此引起电功率损失(斩波损失)和必然地降低其效率。

本发明的目的是要解决这种问题，并提供一种能通用于多种不同电源，如100V和200，并通过降低高次谐波的所含比例对每种电源都有好的功率因子的空调器的控制装置。

本发明的另一目的是提供空调器的控制装置，构造成使空调器当输入电流小时消除或抑制不稳定操作控制、损耗或噪声。

本发明的还一目的是提供空调器的控制装置，构造成使空调器能减少电消耗，由此增加其效率。

本发明的另一目的是提供空调器的控制装置，通过减少空调器逆变器中的电功耗和内部热交换机中的压缩压力来增加效率，并提供装有减少逆变器功耗的电动机驱动装置的空调器。

为完成上述目标，根据本发明，提供了一电动机驱动装置和一种空调器，其中，例如检测a-c电源的a-c电压并同时决定，如是100V还是200V，并提供了根据判断结果改变d-c电压检测值或参考电压值的模块，改变通过从所述a-c电源的a-c电压全波整流而得到的正弦整流电压分压获得的正弦同步信号值的方法，由此能适应于不同电压，即100V和200V。

为完成上述目标，根据本发明，在电动机预定转数范围内象斩波器一样驱动逆变器，当它的驱动转数高于预定值时，它变成功率源驱动，其中所述逆变器的d-c电压被改变。由于此功率源驱动，大大减弱了电损耗，由此增加了效率。

为完成上述目标，根据本发明，可考虑由PAM(脉冲幅度调制)控制及把内部辅助热交换机置于上述内部热交换机的下流侧来实现驱动压缩器的电动机转数。

为了实现以上目的，本发明提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一个用来整流和输出a-c输入电压的整流器；一电抗器；电压调节开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗的整流输出；一平滑电容，用于通过将被所述电压调节开关元件打开和关闭、并经二极管提供的整流输出平滑以产生d-c电压；一以输入由平滑电容输出的d-c电压的开关元件的打开和关闭而产生的输出电压驱动电动机的逆变器；一测量室温的室温传感器；和所述控制装置，用来根据所述传感器测量的室温和设置室温的温差控制所述各开关元件的开和关而控制电动机转数；其中在电动机高转数区中，所述控制装置通过控制所述电压调整开关元件以决定于转数的电压幅度来控制逆变器的输入电压，并在所述逆变器开关元件的导通期间用不斩波电流提供的输出电压来驱动电动机。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，有：用来对输入a-c电压整流的整流器；一电抗器；电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压整流开关元件和关闭，并经二极管送至平滑电容；和所述控制装置，用来控制所述电压调整开关元件的开关转换率；和一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容所提供的d-c电压变换为a-c电压，并用以驱动一电动机；其中所述控制装置含：电压控制装置，根据由所述平滑电容产生和输出的d-c电压和一预定参考电压的差而输出一电压控制信号；电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘而产生和输出一电压参考信号；电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号和所述整流器输出端的d-c电流产生和输出一调制参考信号；和比较装置，通过将所述调制参考信号和信号振荡器输出的载波信号相比较而输出一驱动信号；还包括：一种装置，当所述逆变器的开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与参考电压相比较而设置一任意常数，并通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器的开关元件来控制所述电动机转数；而当所述转换率为100％时，通过改变它而输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机的转数改变所述指示电压，驱动所述电压调整开关元件的开关及控制d-c电压的幅度增大或减小来控制所述电动机的转数。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，含有一将输入a-c电压整流的整流器；一电抗器；电压调整流开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；一平滑电容，通过将整流输出平滑而产生d-c电压，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管而送至平滑电容；和所述控制装置，控制用于所述电压调整开关元件的开关转换率；及一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它驱动电动机；其中所述控制装置包含：电压控制装置，根据所述平滑电容产生和输出的d-c电压与预定参考电压的差输出电压控制信号；电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘而产生和输出电流参考信号；电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号与所述整流器输出端的d-c电流而产生和输出调制参考信号；比较装置，通过将所述调制参考信号与信号振荡器输出的载波信号相比较而输出驱动信号；判断装置，检测所述平滑电容产生的d-c电压并判断所述输入a-c电压为电压类V1，V2，…，Vn中哪一类；根据所述a-c输入电压的电压类别归属改变所述电压控制信号和所述同步信号的装置；及一种装置，即当所述转换器开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与参考电压相比较而设置一任意常数，通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器开关元件来控制所述电动机的转数，当所述转换率为100％时，通过改变它而输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机转数改变所述指示电压，打开和关闭所述电压调整开关元件，和控制d-c电压的幅度增大或减小来控制所述电动机转数。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，有：一将输入a-c电压整流的整流器；一电抗器；电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器经所述电抗的整流输出；一将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管被送至平滑电容；及所述控制装置，控制所述电压调整开关元件的开关转换率；及一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它驱动电动机；其中所述控制装置包含：电压控制装置，根据所述平滑电容产生和输出的d-c电压与一预定参考电压的差输出一电压控制信号；电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘，产生和输出一电流参考信号；电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号和所述整流器输出端的d-c电流，产生和输出一调制参考信号；比较装置，通过比较所述调制参考信号和信号振荡器输出的一载波信号，输出一驱动信号；及一d-c电源，如太阳能电池，其所述电压调整开关元件被打开和关闭，并含：检测输入a-c电流的输入电流检测装置，其中根据所述输入a-c电流的幅度，通过用打开或关闭开关元件来控制d-c电压幅度增大或减小，所述控制装置控制所述电动机的转数。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，有：一输入a-c电压整流的整流器；一电抗器；电压调整的开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；一将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭并经二极管输出至平滑电容；所述控制装置，控制所述电压调整开关元件的开关转换率；及一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它来驱动一电动机；另外还包括：检测输入a-c电流的输入电流检测装置，当所述输入电流检测模块的检测输出值小于一预定值时，所述控制装置阻止驱动用于电压增流的所述开关元件，所述控制装置包含：一种装置，用来当所述逆变开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与所述恒定参考电压相比较来设置一任意常数，和通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器开关元件来控制所述电动机的转数，而当所述转换率为100％时，通过改变它输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与所述恒定参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机转数改变所述指示电压和控制d-c电压幅度增大或减小来控制所述电动机的转数。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，有：一将a-c电源的输入a-c电压整流的第一整流器；一电抗器；电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器经所述电抗的整流输出；一将整流输出平滑而产生d-c电压的一第一平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管被送至平滑电容；及所述控制装置，控制所述用于电压整流的开关元件的开关转换率；及一逆变器，用来通过打开和关闭开关元件将所述第一平滑电容产生的d-c电压逆变为a-c电压，并用它驱动一电动机；另外含：判断装置，用来检测所述第一平滑电容产生和输出的所述d-c电压，判断所述输入a-c电压的幅度；驱动装置，用来根据所述第一模块的判断结果区分所述电压调整开关元件的开关驱动状态；一位于所述a-c电源与所述整流器间的可移动接触点；和放电装置，用来释放所述第一平滑电容上的电荷；其中在所述判断装置判断所述输入a-c电压幅度之前，通过使所述可移动接触点为不导通态，所述控制装置经所述放电装置释放所述第一平滑电容上的充电电荷直至所述第一平滑电容上的充电电压低于一预定电压，其后，用所述第一整流器的整流输出对所述第一平滑电容充电，所述判断装置通过检测被充分充电的所述第一平滑电容产生和输出的所述第d-c电压来判断所述输入a-c电压的幅度。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，所述空调器包括：一压缩器，用来压缩冷却剂；一内部热交换机，冷却剂从所述压缩器流入其内；一辅助内部热交换机，它位于加热时冷却剂流中所述内部热交换机的下流侧；一电动机，用来驱动所述压缩器；及一电动机驱动装置，提供a-c电压至所述电动机以进行驱动，其中所述电动机驱动装置含：一电源转换器，有整流输入a-c电压的整流器和打开和关闭所述整流器整流输出以控制电压的第一开关元件；一用来输入所述电压控制输出电压的逆变器，且具有通过切换将输入电压转换为a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；及所述控制装置，用来执行所述第一开关元件的开关导通率控制，所述第二开关元件的转换控制和转换电流的斩波控制；其中所述控制装置包含：一种装置，若所述电动机的转数低于一预定转数，通过控制所述第一开关元件的开关导通率保持输出电压为一常数，并用通过斩波控制第二开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及一种装置，若所述电动机转数超过该预定转数，增加所述第一开关元件的开关导通率使之高于保持输出电压恒定时的导通率，并用不斩波控制第二开关元件的转换电流得到的输出电压驱动电动机。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括一压缩器，用来压缩冷却剂；一内部热交换机，冷却剂从所述压缩器流入其中；一辅助内部热交换机，它位于加热时冷却剂流中所述内部热交换机的下流侧；一电动机，用来驱动所述压缩器；及一电动机驱动装置，提供一a-c电压至所述电动机来进行驱动，其中所述电动机驱动装置含：一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开与关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第一开关元件；一输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过切换将输入电压转换为一a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；和所述控制装置，用来执行所述第一开关元件开关导通率的控制，所述第二开关元件转换的控制和转换电流斩波的控制；其中所述控制装置包括：一种装置，若所述电动机的转数低于一预定转数，用通过斩波控制第二开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及一种装置，若所述电动机的转数超过该预定转数，用通过控制相应于电动机转数的所述第一开关元件的开关导通率而得到的输出电压和用所述第二开关元件转换循环的100％导通率来驱动电动机。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开与关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第一开关元件；输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过切换将输入电压转换为一a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；及所述控制装置，用来控制所述第一开关元件的开关导通率，所述第2开关元件的转换，和转换电流的斩波；其中所述控制装置含：一种装置，若电动机的转数低于一预定转数，通过控制所述第1开关元件的导通率保持输出电压为一常数，和用斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压来驱动电动机；和一种装置，若所述电动机的转数超过预定转数，增加所述第1开关元件的开关导通率，使之大于保持输出电压恒定时的导通率，和用不斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压来驱动电动机。

为了实现以上目的，本发明还提供了一种空调器的控制装置，该空调器包括：一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第1开关元件；一输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过转换将输入电压转换为a-c电压的第2开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；和所述控制装置，用于执行所述第1开关元件的开关导通率的控制，所述第2开关元件的转换控制，和转换电流斩波的控制；其中所述控制装置包含：一种装置，若电动机的转数低于一预定转数，用通过斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及一种装置，若所述电动机的转数超过该预定转数，用通过控制相应于电动机转数的所述第1开关元件的开关导通率得到的输出电压，和用所述第2开关元件转换循环的100％导通率来驱动电动机。

即，上述目标由含下述部件的空调器实现：

压缩冷却剂的压缩器；

冷却剂能从所述压缩器流入其中的内部热交换机；

一辅助内部热交换机，加热时在冷却剂流动中该机位于所述内部热交换机的下游侧；

驱动所述压缩器的电动机；及

一电动机驱动装置，用于为要驱动所述电动机提供a-c电压；其中，

若所述电动机的转数低于预定值，用通过斩波控制逆变器的第二开关元件的整流电流获得的输出电压驱动电动机；及

若所述电动机的转数高于预定值，用通过相应于电动机转数控制电源转换器的第一开关元件开与关的导通率获得的输出电压和用逆变器的开关元件的转换周期100％导通率来驱动电动机。

图1是根据本发明空调器的第一实施例的框图；

图2是图1所示第一实施例的控制方法的流程图；

图3是图1所示第一实施例的输入a-c源电压为100V时，图2所示控制方法的解释；

图4说明了与传统技术相比，图3所示控制方法的效果；

图5是图1所示有变化第一实施例的框图；

图6是图1所示第一实施例与采用图5电路的空调器的比较；

图7是根据本发明空调器第二实施例的框图；

图8是根据本发明空调器第三实施例的框图；

图9是根据本发明空调器第四实施例的框图；

图10是根据本发明空调器第五实施例的框图；

图11是根据本发明空调器第五实施例的控制方法的流程图；

图12是传统空调器中电动机驱动装置的电路结构图；

图13是外部气温与加热特性的关系图；

图14是紧接按本发明实施例的有源转换器工作之后a-c电源输入的波形图；

图15是在PWM/PAM切换之前与之后的电抗3的电流和反向器电流；

图16是相应于负载驱动的电抗器电流的波形；

图17是电抗器电流相对于d-c电流的波形；

图18是根据本发明的一种实施例的空调内部机器的结构图；

图19是图1中去湿阀门的结构和工作示意图；

图20是根据本发明实施例的空调器的循环结构；及

图21是根据本发明实施例的空调器的内部结构；

此后，将参照附图全面解释本发明的实施方式。

图1是根据本发明空调器第一实施例的框图，标号18指d-c电流切换开关，19为一触发元件，20为一同步信号交换开关，21为一电压指示交换开关，22为一驱动信号交换开关，23为一输入电流检测器，24为一有源转换器模块，25为LPF(低通滤波器)，其中为避免冗余解释，图12中相应元件采用相同标号。

用电阻R4，R5及R6的分压电路分压由电容5平滑的d-c电压Ed，并形成d-c电压Ed1和Ed2。其中，

Ed1＝Ed×(R5+R6)/(R4+R5+R6)

Ed2＝Ed×R6/(R4+R5+R6)且Ed1＞Ed2。

d-c电压Ed1和Ed2分别加至d-c电压交换开关18的接点B和接点A。根据d-c电压Ed的分压Ed1微计算机15在交换中控制d-c电压交换开关18，并选出d-c电压Ed1和Ed2之一作为从d-c电压交换开关18的d-c电压Ed1′输出。

d-c电压交换开关18的输出d-c电压Ed1′加至电压指示/交换开关21的接触点B。LPF 25平滑PWM信号形成d-c电压Ed2′并从用以电动机14的速度控制的微计算机15输出，Ed2′加至电压指示交换开关21的接点。在交换中微计算机15也控制电压指示交换开关21，若电动机负荷小于100％转换比则选接点B，若电动机负荷大于100％转换比则选接点A。

电压指示交换开关21选取的d-c电压Ed1′与Ed2′之一加至电压比较器7，并得到相对于参考电压Eo的差以形成电压控制信号Ve。

图12所示传统技术中，虽然通过比较电容5平滑的d-c电压Ed的分压d-c电压Ed′与参考电压Eo得到电压控制信号Ve，但根据实施例一，是通过从两种d-c电压Ed1和Ed2和LPF 25中所得d-c电压Ed2′中选取一电压并将它与参考电压Eo相比而得到电压控制信号Ve。

另一方面，整流器2输出的正弦波全波整流电压Es被电阻R1，R2和R3的分压器分压，得到电压Es1和Es2。其中

Es1＝Es×(R2+R3)/(R1+R2+R3)

E2＝Es×R3/(R1+R2+R3)且Es1＞Es2。

电压Es1和Es2分别加至同步信号交换开关20的接点B和A。根据电容5的平滑d-c电压Ed的分压Ed1，在交换中微计算机15以与d-c电压交换开关相同的方式控制同步信号交换开关20，并从同步信号交换开关20选电压Es1与Es2之一作为正弦同步信号Es′加至乘法器8。

从乘法器8得到电流参考信号Vi′，并使用它以与图12所示传统技术的相同方法实施开关元件6的开关控制。

如上述，对实施例一，随着正弦波全波整流电压Es的波形，开关元件6处于开或关，由此使输入a-c电流为高功率因子，高次谐波少的正弦波形，当根据参考电压Eo与d-c电压Ed′的差改变开关元件8的转换速率时，能得到稳定的d-c电压Ed而与负载变化无关。由此，通过正确设置参考电压Eo和电阻R4，R5和R6的阻值，可使d-c电压Ed为一所需电压值。

此外，微计算机15也通过输入电流检测器23检测输入a-c电流Is，并将“L”(低电平)触发信号VT送至触发元件19直到输入a-c电流Is值大于预设值。在触发信号VT为“L”时，触发元件19控制驱动电路12，并将开关元件6变为关态。触发信号VT从“L”变至“H”(高电平)时，触发元件19在该时刻将开关元件6变为工作态。

另外，微计算机15输出PWM信号并通过一般接于A侧的驱动信号交换开关22将其送至逆变器驱动电路16，且根据取决于PWM信号占空比的转换比，逆变器驱动电路16控制逆变器13的开关元件(图中未示出)的开与关。由此，按该转换比斩波的、电容5提供的d-c电压Ed的d-c电源，并将其转换成a-c电源，并送至电动机14以一相应于PWM信号占空比的转数旋转此电机。

下面，作为在日本使用的例子，参考图2解释实施例一的控制操作方法。在日本有两种a-c电源电压，即100V和200V。

首先，当打开电源(步骤100)时，微计算机15被初始化，由此微计算机15分别把d-c电压交换开关18和同步交换开关20转至接点A侧，电压指示交换开关2的接点转至B侧，驱动信号交换开关22的接点转至A侧。由此，d-c电压交换开关18选d-c电压Ed2，下述d-c电压Ed′被加至电压比较器7：

Ed′＝Ed×R6/(R4+R5+R6)且同步信号交换开关20选正弦同步信号Es2。

在这种条件下电容5开始充电，微计算机15检测电容5d-c电压的分压Ed1(步骤101)。从d-c电压Ed1的检测电压值，由以下方程得到d-c电压Ed：

Ed＝Ed1×(R4+R5+R6)/(R5+R6)然后，若d-c电压Ed高于例如160V(步骤102)，判断输入a-c电源电压为200V，d-c电压交换开关保持在接点A(步骤403)。由此，d-c电压Ed′为d-c电压Ed2，然后由如下得到电容5的d-c电压Ed：

Ed＝Ed2×{1+(R5+R4)/R6}同时，同步信号交换开关20也保持在接点A(步骤104)。因此，正弦同步信号Es′如下：

Es′＝Es×R3/(R1+R2+R3)

另一方面，若d-c电压Ed低于如120V(步骤102)，判断输入a-c电压为100V，d-c电压交换开关18转至接点B(步骤110)。因此，电容5的d-c电压Ed如下：

Ed＝Ed1×{1+R4/(R5+R6)}

另外，同步信号交换开关20转至接点B(步骤111)。因此，正弦同步信号Es′如下：

Es′＝Es×(R2+R3)/(R1+R2+R3)

这样，根据输入a-c电压值控制d-c电压交换开关18和同步信号交换开关20的切换，当输入a-c电压为200V时，d-c电压Ed′与正弦同步信号Es′分别为较低的d-c电压Ed2和Es2，当输入a-c电压是100V时，d-c电压Ed′与正弦同步信号Es′分别为较高的d-c电压Ed1和Es1。由此，能抑制输入a-c电压是100V和200V时之间的d-c电压Ed′的差别，并避免由于电压控制信号Ve幅度过高产生的饱和引起的控制不稳定，避免从正弦同步信号Es′和电压控制信号Ve计算出的电流参考信号Vi′被干扰成非正弦电流波形的缺点。

上述实施方式仅公开了100V和200V两种输入a-c电压，然而，一般地可假设几种输入a-c电压，V1，V2，…，Vn，和相同方式地几种d-c电压Ed′和Es′，通过判断输入a-c电压靠近V1，V2，Vn中哪一种，并根据其决定选取相应于输入a-c电压的d-c电压Ed′和Es′可得到相同效果。

在步骤102中判断输入a-c电压是200V时，电压指示交换开关21也保持与接点B侧接触的状态(步骤105)。此时，近似有Eo＝Ed′，因此，d-c电压Ed如下：

Ed＝Eo×{1+(R5+R4)/R6}此时，例如为Ed＝300V

另外，此时，驱动信号交换开关22也保持着接触于接点A侧(步骤105)，从微计算机15输出的PWM信号经驱动信号交换开关22加至逆变器驱动电路。

由上述操作，由电源转换器提供的d-c电源Ed被逆变器13逆变，由此驱动电动机14(步骤106)。以与图10所示传统技术相同的方式，通过根据速度指令的计算，微计算机产生和输出上述PWM信号，由此通过逆变器驱动电路16驱动逆变器13，并通过以PWM信号占空比决定的预设转换速率打开和关闭逆变器13的开关元件实现对电动机14转数的控制。

然而，一般地，在输入a-c电压是上述V1，V2，…，Vn之一的Vk(j＝1，2，…，n)时，通过将相应于输入a-c电压Vj的d-c电压Ed′与恒定参考电压Eo比较和设定由整流及平滑输入a-c电压Vj而得的d-c电压Ed为一任意常数(如300V)，逆变器13的开关元件被以任意转换速率打开和关闭。

升压电路中。若d-c电压Ed降至小于输入a-c电压的全波整流电压Es，则功率因子减小且电流波形紊乱。为防止此缺点，当决定用于200V时，将其设成Ed＝300V常值而实行控制。当然，条件是即使低于Ed＝300V也完全能得到所需的电动机14的转数，若它高于300V，也不丧失本发明的要点。

微计算机15由输入电流检测器23(步骤107)检测输入a-c电流Is，在输入a-c电流Is大时输出一“H”触发信号VT至触发元件19以使在此期间打开和关闭开关元件6，由此继续其操作(步骤109)。

另外，即使步骤102中判定输入a-c电压为100V时，电压指示切换开关21保持接触在接点B侧的状态(步骤112)。因此，以与上面相同的方式，大约有Eo＝Ed′，d-c电压Ed如下：

Ed＝Eo×{1+R4/(R5+R6)}此时，例如Ed＝150V。以此方式，通过使用共同的参考电压Eo，可将电容5上的d-c电压Ed设成另一不同于输入a-c电压为200V时的电压值。

此时，若逆变器13的转换速率小于100％(步骤116)，以与步骤105和106相同的方式驱动电动机14(步骤112和113)，以与步骤107和108相同的方式打开和关闭开关元件6(步骤114和115)，由此继续如步骤118的操作。

然而，在输入a-c源电压为100V时，例如，若电动机负荷变大，特别是逆变器13中开关元件的转换速率为100％(步骤116)，电压指示交换开关21转至接点A侧，驱动信号交换开关22转至接点B侧(步骤117)。

由此，通过经LPF25平滑处理由微计算机15基于速度指令计算和输出的开关元件驱动信号(PWM信号)，从而得到d-c电压Ed2′，从电压指示交换开关21作为d-c电压Ed′输出，由d-c电压Ed′产生的电压控制信号Ve被送至电压比较器7。对此作响应，控制开关元件6的开和关以使电容5上的d-c电压Ed为等于或高于150V的任意值。另外，同时，由于驱动信号交换开关22转至接点B侧，以100％转换速率驱动逆变器13的电压Ei经驱动信号交换开关22被送至逆变器驱动电路16。

此后，当用空调用于加热时，将参照图3详述本实施例中上述输入a-c电压为100V的操作。然而，除了附加一室温传感器29外，图3与图1相同。

在同一图中，空调带有室温传感器29，微计算机15，经室温传感20检测室内温度(以下检测温度称为“测量室温”)将它与用户设置的所需室温(设置室温)相比，若测量室温低且距设置室温较远，根据其差值增加PWM信号的占空比，以便通过增加逆变器13中开关元件的转换比来增加电动机14的转数。

此时电容5的d-c电压Ed即逆变器13的d-c电压固定在150伏，且逆变器13的开关元件接通斩波操作。然而，若当上述PWM信号的占空比为100％时测量室温未到设置室温时，如上述步骤117中所解释，微计算机15将驱动信号交换开关22转至接点B侧，以便向逆变器驱动电路16提供恒压Ei。由此，当保持逆变器13中开关元件的转换比为100％时，电压指示交换开关21转至接点A侧，以将通过LPF 25平滑后的PWM信号得到的电压Ed2′作为电压Ed′送至电压比较器7。通过使PWM信号的占空比慢慢变小，电压Ed′逐步减少至参考电压Eo。

由此，开关元件6的转换比大于电容5的d-c电压Ed为150V时的转换比。由此，电容5的d-c电压Ed逐渐从150V上升以增加电动机14的转数。同时室温进一步增加，测量室温达到设置室温。

如上，当输入a-c电压为100V时，通过交换相应开关，有可能从微计算机15的一个端口输出开关元件6和逆变器13的驱动信号。在逆变器13的开关转换比为100％时，输出指示电压E′d2(PWM信号)用来改变作为逆变器13电源的d-c电压Ed，当它小于100％时，输出控制电压(PWM信号)来驱动逆变器13。对这些情况中的每一种，提供了一装置(驱动信号交换开关22)来交换地输出以100％转换速率驱动逆变器13中开关元件的预定电压或来自微计算机15的某个端口的逆变器驱动信号(PWM信号)，上述这种控制可用功能较低和价钱较低的微计算机15来执行，由此能提供廉价的产品。

另外，当转换比为100％时，通过控制电容5上得到的d-c电压Ed能实现电动机14的转数控制。

因此，由于逆变器13中开关元件的开关转换速率小于100％，以及将d-c电压Ed1设置在相对较低的任一值，如150V附近，通过比较d-c电压E′d1和参考电压Eo通过以任意转换速率打开和关闭逆变器13的开关元件可以控制电动机14的转数，因此能减少逆变器13或电动机14的损耗，由此增加其效率。

另外，当逆变器13中开关元件的转换速率为100％时，不是d-c电压Ed1′，而是一任意指令由压Ed2′被送至电压比较器7以与参考电压Eo比较，由此根据所需电动机14的转数改变指令电压Ed2′。以此方法，通过控制d-c电压为高或低而使电动机14的转数为高或低，而不影响逆变器13的斩波操作。因此能减少逆变器13的斩波损耗。

通过这种转数控制，以低d-c电压逆变驱动电动机14可减少逆变器13的开关损耗和增加效率，并实现高效。

图4是电动机转转数和功率因子的关系，比较本实施方式和传统空调器，在一定电机负载时曲线A表示输出a-c电压为100V时，本实施方式执行上述功能的特性，B表示其逆变器d-c电压保持不变的传统空调或输入a-c电压为200V时本实施方式执行上述功能的特性。

同一图中，对于其逆变器的d-c电压保持恒定，如300V，和其电动机的转数由逆变器斩波的转换速率控制的空调(以下称“传统空调”)其效率如相对于电动机转数n(rpm)的特征曲线B变化。效率的增加和转数n的增加是由于逆变器斩波转换速率的增加。

与此相反，在输入a-c电压为100V和如上述逆变器斩波转换速率低于100％时，在恒定d-c电压150V的逆变器通过控制斩波转换速率控制电动机的转数，当转换速率达到100％时，其效率如相对于电动机转数n的特征曲线A变化，依据此实施例，其电动机的转数由控制逆变器的d-c电压来控制(以下称“100V输入实施例”)，因此，它比传统空调器的效率B高得多。

此外，假设电动机转数低的区域N1是100V输入实施方式中逆变器斩波转换速率低于100％的区，假设电动机高的区域N2是100V输入实施方式中逆变器斩波转换速率等于100％的区，假设在区域N1和N2的边界电动机的最大转数为4000(rpm)，即当逆变器的d-c电压为100V和电动机由斩波驱动时。在它们的任一方中，当逆变器中开关元件的转换比为100％时，逆变器的d-c电压为300V，电动机转数为9000(rpm)。

传统空调中，在包括区域N1与N2的整个区间中逆变器的d-c电压为300V，并通过控制逆变器开关元件的转换速率来控制电动机的转数。相反，在100V输入实施方式中，在区域N1中通过对逆变器的d-c电压300分成一半即150V，并通过控制逆变器开关的转换速率来控制电动机的转数。因此对低压d-c电压100V输入实施方式效率变高。

在区域N2中，根据100V输入实施方式，通过用逆变器开关元件的100％转换速率但不斩波逆变器控制逆变器的d-c电压来控制电动机的转数。因此，虽然效率几乎恒定，但如特征曲线A所示，由于不斩波逆变器，效率比传统空调高。

然而当电动机的转数达到约9000(rpm)，在100V输入实施方式中，逆变器的转换速率为100％，d-c电压为300V，在相同条件下，传统空调中逆变器的转换速率是100％，因此特征曲线A与B一致。

在图1示实施例1中，另外在上述过程中执行电源转换器的控制，通过为正弦同步信号Es′适当设置R1，R2和R3的阻值，或为d-c电压Ed′适当设置R4，R5和R6的阻值，在输入a-c电压为100V和200V时可分别得到任意d-c电压Ed，并能得到高次谐波少及功率因子高的电源转换器。

此时，输入电流检测器23的检测输出电压被送至微计算机15，若它大于预定值，微计算机15输出开关元件6(第一开关元件)的驱动触发信号VT以激发切换操作。因此在提供电流大时，可得到稳定的高的功率因子。

例如，在一电阻用作负载电流检测器9和根据其两端的电压得到电流信号Vi时，即使在电流极小时也须产生足够的控制电压，显然，须将电阻值取大。此时，当负载电流大时由于电阻负载电流检测器9消耗的电功率增大，损耗增加。因此为减少损耗，并尽可能地小，且为了防止低负载电流下的极小检测电压的不稳定操作，特别是当输入电流检测器23的检测输出值小于预定值时，开关6禁止被驱动。以此方式，低输入电流下的不稳定操作被抑制，而实现了高输入时的损耗降低。另外，通过低输入电流时禁止开关元件6的斩波，减少损耗和噪声都是可能的。

然而在图1中，有源转换模块24是在同一衬底上将有源转换器的驱动部分、100V/200V的电路切换部分，逆变器驱动信号和d-c电压指示信号的切换部分等组合和统一而构成的模块。

如图5所示，对其他电路而言有源转换块24采用独立的衬底结构，用电容26，电抗27，二极管28等无源元件作为一整体构成的功率因子改进电路Q来替代是可能的，用含微计算机15的外设电路板也能使它用于普通用途。

图6表示电动机的输出区，作为比较，一个是在如图5所示的无源元件构成的空调器，另一种是在第一实施例中，其使用有源元件并由如图1所示的逆变器d-c电源电压控制电动机的转数，图1中水平轴表示转数N，垂直轴表示负载转矩，且电动机的输出W约正比于N×T。

在同一图中。输入电流由家用保险丝的容量限制，(如20A)，且空调器的最大输入(＝输入电源电压×输入电流×功率因子)受限。一使用图5所示电路的空调器，因功率因子约90％，输入限制区(如，电动机可得到作为输出的区域)被限在直线Y以下的区域。与此相反，在上述的实施方式1，因功率因子被提高到如前述的约100％，输入限制区被限在直线X以下的区域，因此，与采用图5所示电路的空调相比，给电动机的有效功率增加了10％。特别地，当电动机的负载力矩大时，它会受到这种输入限制区的限制。

若电动机的转数增加，电动机的最大输出区为逆变器的d-c电压Ed所限制。由于电动机通过自身的旋转产生一感应电压，在低d-c电压时无电流流动，即使无负载时转数不超过一定值。特别地，实际使用时电动机大部分时间被驱动的低速区中电动机的效率越高，以相同转数产生的感应电压越大，因此有趋势使相同d-c电压驱动的转数减少。因此，仅能整流和平滑a-c电压。例如由图5所示结构电动机效率越高，就越难增加转数，因而问题的折衷导致了最大输出的减少。

在采用图5所示电路的空调中，d-c电压Ed位于从约230V到最大约280V，当Ed＝230V时的限制区由线Y′指示。仅可能在线Y′左边的区间画出电动机的输出。与此相反，根据上述实施方式1，在上述例中，d-c电压Ed为300V，并从150V～300V可变，其中最大300V的限制区由线X′指示出。；以此看来，电动机的输出区扩大，有可能采用高效率的电动机获得更高的最大输出，以解决上述缺陷。

图7是根据本发明空调实施方式2的框图，标号30是a-c电源电压检测器，对应于图1所示元件的另一种用相同标号以避免重复。

同一图中，与图1示实施方式1的区别在于提供了a-c电源电压检测器30，它检测a-c电源1的a-c电压。根据检测输出信号Vs′，微计算机15判定输入a-c电源电压。根据判定结果，以与实施方式1相同的方式控制d-c电压交换开关18和同步信号交换开头0的切换。

实施方式1与2中，由微计算机15的软件判断输入a-c电压和输出控制信号，然而可由硬件如电路实现，很清楚也能有相同的效果。

图8是根据本发明空调实施方式3的框图，标号31是一a-c/d-c交换开关，＝其它相应于图1示的元件采用相同标号以免重复。

同一图中，根据实施方式3，还提供了d-c电源32(如约150V)如太阳能电源及整流器2，它构造成可通过a-c/d-c交换开关31选择d-c电源电压EA和整流器2的整流电压Es之一，由此它作为d-c电压的升压电路。

选择d-c电源32时，图2中微计算机15判定电容5的d-c电压低于160V时执行相同(操作步骤102)。因此可用实施方式3，能以低压d-c电压源32驱动电动机14。

当d-c电源如太阳能电池连于电抗3的电源侧时，即使d-c电源电压波动，它能稳定在预定d-c电压Ed。由此，不管如太阳能电池和d-c电源(太阳能电池，电池，燃料电池等)的电源电压的波动，均可与它相连。当电源经一二极管和一电抗连于开关元件6的收集极与发射极间时也有相同效果。

当d-c电源32的输出d-c电压EA大于经全波整流来自a-c电源1的输入a-c电源电压而得的d-c电压Ed时，能由自动改变a-c/d-c交换开关31经d-c电源32控制电动机，或以前面手动方式执行电路切换。

直流电压如太阳能电池经二极管(图中未示出)连至平滑电容5时，若d-c电源的输出电压达到上述所需d-c电压，则由d-c电源提供电力，若它未达到上述所需d-c电压，则由a-c电源提供电力以提升它至所需d-c电压，由此经打开和关闭逆变器13中开关元件，来控制电动机14的转数。由此能实现通用于商用a-c电源和上述d-c电源，及较少能耗。

图9是根据本发明空调实施方式4的框图，其它相应于图1示的元件采用相同标号以免重复。

同一图中，与图1示实施方式1的区别在于微计算机15有d-c电压交换开关18，电压指示交换开头0及驱动信号交换开关22的功能，并在于单独提供了至逆变器驱动电路16的输出端和至电压比较器7的输出端。

以与实施方式1相同的方式，根据输入电源电压，微计算机15输出一信号以切换同步信号交换开关20，它读入d-c电压Ed的分压Ed1并进行A-D转换。相应于100V或200V输入电源电压，根据分压Ed1得到d-c电压Ed′，其占空比使积分所得d-c电压等于d-c电压Ed′的PWM信号被形成并输出。该PWM信号被低通滤波器25平滑至d-c电压Ed′并加至电压比较器7。

这种软件操作相应于其硬件的操作，即在前面实施方式1等中基于平滑电容5的d-c电压Ed控制d-c电压交换开关18，电压指示交换开关21和驱动信号交换开关22的切换，以选择分压Ed1与Ed2之一，与硬件操作相比，可以更简单的结构执行相同操作。

作为一对逆变器驱动部分16的信号，当逆变器13中开关元件(第二开关元件)的转换速率为100％时，微计算机15提供一预定恒定电压Ei，当转换速率小于100％时它提供控制电压(PWM信号)。

作为对电压比较器7的d-c电压Ed′，上述转换速率为100％时提供改变d-c电压Ed的指令电压Ed2′(PWM信号)。PWM信号被低通滤波器25平滑至d-c电压Ed′并被加至电压比较器7。

另一方面，当转换速率小于100％时，微计算机15从d-c Ed2分压(或d-c电压Ed)获得预定低压Ed′，并输出其占空比使积分所得电压等于低d-c电压Ed′的PWM信号。PWM信号被低通滤波器25平滑至d-c电压Ed′并加至电压比较器7。

因此对一外设电路如交换电压的开关，通过由微计算机15执行相同操作，特别是需多步交换功能时，能大大减少部件数，也能减少至相应开关的接线的数目，由此大大增加可靠性及抗噪声特性。

这里，不用说图7至9中所示实施方式也执行与图2和3解释相同的操作，按图1所示同样的方法，并可得到参照图4和6解释的效果。

如上述实施方式，在由升压d-c电压至任意值而控制电动机的驱动和由整流和平滑之后的d-c电压判断电源电压时，驱动d-c电压和a-c电源电压不必相关。因此判断前，上一操作中所施电压充电的电荷应被完全释放。

一般，由于经放电电阻等放电，因而没有问题。然而放电系统中有一些缺陷或操作时出现同步中断，明智的是基于前一操作条件保持d-c电压为高电平。

例如，操作时电源电压被同时中断时，复位微计算机15并再判断电源电压。此外，在电源同时中断后的极短时间内，不足以使平滑电容5上的充电电荷被释放掉，如由Ed＝300V驱动，有可能有害地确认判定的a-c电源电压为高压a-c电源。

另外，作为检测a-c电压的方法，有一众所周知的方法，其中电源电压被用电感变压器提升，其第二输出被整流和平滑以被d-c电压值判断。然而，虽然能容易地得到正比于电源电压的输出，但电感变压器本身耗费增加，即由于变压器的电导增加了损耗，并需保留其安装空间。

下面解释根据本发明的实施方式5，其中复位微计算机后通过判断前首先将平滑电容上的电荷释放掉来避免a-c电压的误判，通过有效地使用基于平滑电容的d-c电压判断，就价格观点而言，电功耗少和安装空间小它是有利的。

图10是根据本发明空调实施方式5的框图，标号33是整流a-c电源电压的一整流器，34为平滑整流器33的整流电压的平滑电容，35为将平滑电容34平滑的d-c电压转变成任意多种电压的变压器电路，  36为连于a-c电源1与整流器2间的电源继电器，37为交换全波整流器或倍压整流器之一中整流器33的连接的交换继电器，其中其他相应于图3元件采用相同标号以免重复。

下面参照图11解释实施方式5的控制方法。首先，打开a-c电源时(步200)，启动微计算机15，由此微计算机15将d-c电压交换开关18和同步交换开关转至接点A侧，电压指示交换开关21转至B侧，驱动信号交换开关22至接点A侧。由此d-c电压交换开关18选择d-c电压Ed2，同步交换开关20选择正弦同步信号Es2(步201)。

这里，电源继电器36处于不导通，在判断输入a-c电压之前，为进行无突停的判断决定d-c电压Ed是否足够低于d-c电压Eth(如，100V)(步202)。

如果Ed＞Eth，电源继电器保持不通，通过逆变器13上臂的一任意相位和下臂中不同于上臂相位的一任意相位，使平滑电容6中的电荷经电动机14放电(步203)。

此时，逆变器13上臂中开关元件(未示出)被以任意占空比打开和关闭，通过斩波电流I1和环路电流I2形成流入电动机14的电流。

此外，平滑电容5来的电流为斩波电流I1，即使平滑电容5持有电荷，它由下列方程放电：

Ed(t)＝Ed(o)×exp[(-Do²×t)/(R×C)]式中Ed(o)：初始d-c电压

Do：  任意占空比

t：    经历时间

R：    电动机绕线电阻，及

C：    平滑电容器的电容且该放电持续至Ed＜Eth。

以此方式，该结构的优点是低价和小尺寸的，由于采用已有的逆变器13和电动机14而无需新增，特别是放电电阻等作为平滑电容5的放电模块。

然而当平滑电容5已预先被放电时，无需实施上述操作。

下面，当电源继电器36打开时(步204)，决定于a-c电源电压的电荷经整流器2和电抗3从a-c电源1充入平滑电容5。

等待产生相应于a-c电压的d-c电压的必需时间后，微计算机15检测平滑电容5上d-c电压Ed的分压Ed1(步骤101)。对由下面方程描述的检测d-c电压Ed1：

Ed＝Ed1×(R4++R5+R6)/(R5+R6)例如若它大于160V(步骤102)，判定d-c电压Ed为输入a-c电压200V，若它小于160V(步骤102)，判定它为输入a-c电压100V。

下面的操作与图2所示的流图解释的相同。

以此方式，通过在判断a-c电源电压之前，首先释放平滑电容5上的电荷，可避免a-c电压的误判。

另外，图10中，根据输入a-c电源电压属于上述哪一种电压，通过打开和关闭交换继电器37改变整流器33的结构，由此能选择全波整流器或带平滑电容14的倍压整流器结构。如输入a-c电压判定为100V时，通过打开交换继电器37整流器33被转至倍压整流器，若它被判为200V，通过关闭交换继电器37整流器33被转至全波整流器。通过受控电源电路35平滑电容34上的d-c电压被适当地转换，由此得到电压比较器7或乘法器8，负载电流检测器9，电流比较器10，振荡器11，驱动电路12，微计算机15，逆变器驱动电路16，开关18、20、21和22，触发元件19，输入检测器23等的d-c电源。

通过执行上述控制，可抑制输入电压对应于受控电源的波动，由此增加线性整流。因此通过增加交换继电器37，可容易地得到稳定的输出电压，而与输入受控电源无关。

如上所述，若工作负载大，在加热负载大条件下，如外部温度低，如-10℃或-15℃，通过以上所述PAM控制可调控制驱动压缩机的电动机的转数来增加加热能力，能连续工作在所需高转数(本实施例，为设置的最大转数9000rpm)。根据上述PAM控制，基于如图13所示加热负载的变化控制驱动压缩器的电动机的转数。

与此相反，当室外气温低时，特别是通过以PWM控制来驱动的电动机，如图13所示的各种压缩器的加热能力在转动力矩中减少，因此，不可能完全驱动至所需转数.若使用大容量压缩器，虽然可循环驱动直至所需转数，但当负载小如室外气温高时，加热能力过剩，它频繁地重复开与关。由此引起室温频繁地上下波动，丧失舒适性和增大电功耗。上面解释了加热操作，虽然有些不同，但致冷也有相似的趋势。

通过采用能通用于逆变器PWM控制和PAM控制的电路结构，可使负载低时电耗较少，负载高时功率大。即当负载低如在室外气温高时，可以低驱动电压，低转数和高电动机效率用PWM控制来运行驱动压缩器的电动机，从而能使运行电耗少。当室外气温低时，通过转至PAM控制用高转数高驱动电压来驱动驱动压缩器的电动机，由此能以所需加热能力来驱动。

关于上述实施方式中控制产生的电压、电流波形，将参照图14-17来解释。

图14为作为有源转换器工作之前和之后的a-c电源输入的波形。与工作之前的图14(a)相比，由于紧随输入电压的正弦波形形成电流波形，工作之后的图14(b)波形中功率因子为100％，并比工作之前少70％。图14(c)是采用一模拟方法后功率因子的改善，如图5的解释，此时功率因子约90％。

图15是PWM/PAM交换前与后电抗了的电流和逆变器电流(从电容5至逆变器13的电流)。图15(a)是当转数相对较低和低负载时交换之前至它的电抗电流。图中，“ON”指开关元件被打开的时间阶段，“斩波周期”指有源转换器斩波周期。

图15(b)是交换前的逆变器电流。“转换周期”指逐次打开和关闭多个开关元件以把输入至逆变器的d-c电压逆变为a-c电压而产生的转换电流的周期。“斩波周期”指逆变器的斩波周期，“r”指斩波成分中的纹波。图15(c)是交换后相对较高转数和高负载时电抗电流的波形。图15(d)是交换后逆变器电流波形，它的曲线平滑。

图16是相对于负载的波动，用PWM控制电压为一常数如150V时，电抗电流的波形。图16(a)为轻负载时波形，该图16(a)部分b在时间轴的放大图示于图16(b)。图16(c)为高负载时波形，该图16(c)部分(d)在时间轴的放大图示于图16(d)。从图14可清楚地看到，若d-c电压相同(150V)，开关元件的占空比相同，电流波形的高度根据负载的幅度变化。

图17为电抗电流关于d-c电压的波形，图17(a)是转数相对较低和电压恒定(150V)的PWM区。该图17(a)部分b在时间轴的放大图示于图17(b)。图17(c)为转数相对较高的和电压变化(150V-300V)的PAM区。该图17(c)部分d在时间轴的放大图示于图17(d)。比较图17(c)和(d)的波形，PAM控制区中的ON占空比变宽。即使无负载，PAM控制区中的ON占空化变宽以增加d-c电压。

一空调实施方式示于图18，图19，图20，其中带有一冷却循环，以通过结合本发明的电动机驱动装置到空调实施方式在塞冷地区(包括即使不在寒冷地区，但开始工作时加热负载较大的情形)以较少电耗实现良好加热，和当压缩器中冷却剂排放压高时通过避免压缩功增加和将冷却剂的压缩压抑制为低来减少电耗。图18为本实施方式中内部机器的侧面图。图18中标号101指装于内部机器中多级(三级)弯曲的内部热交换机在内部机器中它的构造是前端下部102与搭接的前端上部分103和后端部分104之间并被热分割线124热分开。标号126指一内部的附加热交换机，它在去湿和制冷操作时位于内部热交换机101气流或上行流侧，在加热操作时位于其下行流或低侧。在这些热交换机中，用记号“○”标记的标号120指带有多个良好热辐射片123的热传输管，标号121和虚线122指相同热传输管120的连接管。另外，标号105指在去湿时具有阻塞功能的去湿节流阀装置，去湿节流阀105之一连接端通过一热连接管106连在作为一整体组合的前端上部分103和后端部分104上，去湿节流阀105的另一连接端通过连接管107连在热分开的内部热交换机101的前端下部分。

标号109指单通或直通型内部扇片，110为前端吸气网格，111为整方面的上吸气网格，112为上后端吸气网格，113为过滤器，114为后壳，115为输出管，116为输出管上的转向盘，室内空气由内部扇9吸入，如箭头191、192、193所指经前端吸气栅110，整面的上吸气网格111，上部后端吸气网格112和过滤器113被吸入，并在与在多级中弯曲的内部交换机101中的冷却剂热交换后经内部扇109从输出管115被吹出。

标号117指多级弯曲内部热交换机101中前端部分102与103的露珠(dewdrop)接收盘，118指多级弯曲内部热交换机101中后端部分104的露珠接收盘。两者均接收在致冷或去湿中产生的去湿水。

图19是图18所示去湿节流阀装置105的实施例图，图19(a)是去湿或干燥时去湿节流阀装置105的动作情况，图19(b)是致冷和加热时去湿节流阀装置105的另一动作情况。这些图中，标号130指阀主体，131为阀片，132为阀体，133为阀体132的阀门部分，134与135为连接管，136为移动阀体132的电磁马达，另外大箭头138与139指致冷剂流动方向(管道方向)，箭头140指去湿或干燥时冷却剂流动方向。

如图19(a)所示，在去湿或干燥时，通过电磁马达136阀体132处于关闭。此时，高压压缩液态冷却剂流过内部辅助热交换机126和桥接内部热交换机101中前端上部103与后端104之间的部分，并如箭头140所示从连接管134流入阀体133与阀片131缝隙所确定的窄通道137，通过调节功能在此成为低压低湿冷却剂后，它经连接管135流入作为一蒸发器工作的内部热交换机101中前端下部分。

结果，内部辅助热交换机126和桥接于内部热交换机101的前端上部分103和后端部分104间的部分作为一加热器(再加热器)工作，前端下部分102作为致冷器工作，由此同时加热去湿或干燥操作和致作冷内部空气是可能的。

如图19(b)所示，致冷和加热工作时，通过用电磁机136拉升阀体132，去湿节流阀装置105是处于完全关闭。结果连接管134与135几乎无传输阻抗的相互连接，因此冷却剂无阻地自由流动。

图20是本实施方式整体循环结构，标号150为通过转数控制等而容量可变的、压缩冷却剂的压缩器等，151为转换工作条件的四通阀，152为外部热交换机，153为无阻塞功能且能全开的电动膨胀阀，其中通过将它们与连接管，及前述内部辅助热交换机126，多级弯曲内部热交换机101和去湿节流阀装置105环接起来构成冷却循环。图20中示意地展示内部辅助热交换机126和多级弯曲内部热交换机101中热传输管在该实施方式中流动路径的状态。内部辅助热交换机126与一系统的冷却剂流动路径159相连，并通过连接管129与至内部热交换器101相连。

其前端上部分103与后端部分104作为一整体相连的内部热交换机101这样构成，使得热传送管形成双系统中冷却剂流动通道154与155，另外被分割线124热分开的下部分热交换机102与两冷却剂通道156与157相连。另外，这些热传送管的冷却剂通道154与155，156，与157经去湿节流阀105通过连接管106和107连接。另外，标号158为一外部风扇。

在上述内部机械结构和冷却循环结构中，在去湿或干燥工作时，通过在致冷工作的同时转换四通阀102并适当阻塞去湿节流阀105和完全打开电动膨胀阀153，如点划线所示，按照从压缩器150开始至四通阀151，外部热交换机152，电动膨胀阀153，内部辅助热交换机126，内部热交换机101的前端上部分103及后端部分104，去湿节流阀105，内部热交换机101的前端下部分102，四通阀151并回至压缩器150的顺序循环冷却剂，由此外部热交换机152作为上流侧的冷凝器，内部辅助热交换机126与内部热交换机101的前端上部分103及后端部分104作为下流侧的冷凝器，内部热交换机101的前端下部分102作为蒸发器工作。

室内空气，被内部扇109吹动如箭头191，192与193所所示，室内部空气在用作蒸发器的前端下部热交换机部分102中被冷却和去湿，同时，它被在下流侧用作冷凝器即另外通过混合这些空气，加热器的内部辅助热交换机126和内部热交换机的前端下部分103与后端部分104加热，并被吹出室内。

此时，通过用控制转数来控制压缩器150的容量和内部扇19及外部扇158的送风能力，能调节致冷器102及加热器126，103与104的容量以便在宽范围内改变排放空气的加湿量和温度。

下面，致冷时，通过打开去湿节流阀105和适当阻塞电动膨胀阀153，冷却剂如实线箭方向循环，由此外部热交换机152作为冷凝器，内部辅助热交换机126与多级弯曲内部热交换机101作为蒸发器工作，以使室内致冷。

加热时，通过转换四通阀151，打开去湿节流阀105和适当阻塞电动膨胀阀153，冷却剂如虚线箭头所示方向循环，由此在冷却剂路径中上流侧的多级弯曲内部热交换机101作为冷凝器，下流侧的内部辅助热交换机126作为过度致冷器，外部热交换器152作为蒸发器工作以加热室内。

致冷和加热时，需进行高效驱动，同时保持多级弯曲内部热交换机101及内部辅助热交换机126的循环功能和热交换功能。

以下解释该方法。

图20中，致冷时，冷却剂从内部辅助热交换机126流向多级弯曲内部热交换机101，两个热交换机作为低压气态冷却剂的体积流量大的蒸发器工作。由此，小横截面处的压力损失变大，循环性能降低。因此，图20中，两系统的冷却剂路径154和155，156和157分别与搭接于多级弯曲内部热交换机101的前端上部分和后端的部分103及104和前端下部分102连接。结果冷却剂路径中压力损失变为极小，由此能足够减小性能的下降。另外，由于可通过提供内部辅助热交换机126或提供搭于前端与后端之间的内部热交换机101来增加作为蒸发器的热交换面积，能改善性能并提高整体性能。

另外为增加加热时性能，需在作为冷凝器的内部热交换机的出口在冷却剂通道中下流侧采用充分的过度致冷。过度致冷区中，冷却剂为液态，同时它的温度缓慢地从冷凝温度下降，需加快冷却剂液化速度以增加热传送管内的热交换，也需通过将热传送管置于风的上侧以在热交换前与气温相对低的气流热交换，从而使冷却剂流与空气流相反。另外由于加热时在内部热交换器101的前端下部分102的冷却剂路径输入端的上流部分，高温气态冷却剂的温度降至冷凝温度，最好在此部分中使冷却剂流向与空气流相反。

内部辅助热交换机126最好放在内部热交换机101之间并使其空间缝隙为1mm至5mm。用这样的空间缝隙，能避免致冷产生的水珠搭于两热交换机间，由此避免热交换机中空气流阻力的增加，以免降低致冷能力和增加吹气声音。

图20中，内部辅助热交换机126位于冷凝器的出口侧，由于该部分中冷却剂流为这部分的一系统且它在流动路径的横截面被足够减小，通过加快冷却剂流速能充分增加热交换率，另外它位于内部热交换机101的上流侧。因此，内部辅助热交换机126有足够的性能作为过度致冷器。其中两系统156和157在冷却剂路径中形成的内部热交换机的前端下部分102中，管道结构使加热时高压气态冷却剂的输入端侧位于空气流的下流侧，并使热交换机部分2中的冷却剂流与空气流的方向彼此相反，因此能提高热交换性能。

下面，图18内部机结构中，从箭头191，192与193所示多级弯曲内部热交换机101中吸气的风速分布可知，相对于前端下部分102的风191相对快。另外从装饰设计看，如图21所示，有可能内部机构成使内部机前面的上部分180被密封而不用作空气吸气口且吸气网格181仅位于其下部分。

此时，如图21的代表示例所示，通过在风的上流侧的内部热交换机101中前端下部分102中装备辅助热交换机126可增加致冷和加热的性能。即加热和致冷时，由于相应于箭头191的风量相对较大，虽然相应于风量的由内部辅助热交换机126和内部热交换机101的前端下部分组成的内部辅助热交换部分在风流入的深度方向的厚度增加，该热交换部分的温度效率可保持在相对较高值。另外，由于将为空气流阻抗的辅助热交换机126放于内部热交换机101中风速分布快(多或少)的地方，内部热交换机101前端中吸气风速分布整体上变为平坦些。结果，与图18所示内部机结构相比，图21所示内部机的结构能增加致冷和加热的性能。

至此，只考虑了内部热交换机桥接于内部机前后端之间的结构，然而不限于此，用内部热交换机仅位于内部机前端上但不到后端及辅助热交换机位于其上风侧的内部机结构(未示于图中，然而它相应于如图18或21中所示内部热交换机101省去了后端部分104情形)，也能得到上述内部辅助热交换机的相似效果。

根据关于装有上述内部辅助热交换机126的空调器的实验，在室外空气温度为-10℃和-15℃之间，-10℃时冷却剂气体的吸入浓度较小且压缩功变小，因此能长时间高转数驱动驱动压缩器的电动机。这是因为经过内部辅助热交换机126的冷却剂冷凝量的增加，通过抑制或降低被吸入压缩器的冷却剂气压的增加可减少压缩器的功率，由此减少驱动电流且尽管以预设最大转数(9000rpm)长时间驱动也不达到电流限定值。

由此，一缺点是：如根据无内部辅助热交换机126但有PAM控制的实验，在室外气温为-10℃和-15℃时，在室温达到预设温度即23℃之前，冷凝压力增加并达到限制电流值，控制转至转数限于5000和7000rpm之间，由此花很长时间才达到预设温度。当室外气温为-15℃时这相应于类似于燃料扇加热器的加热能力，且电费类似于燃料扇加热器所需的燃料费用。

如上述，根据本发明，通过检测所供a-c电源电压能任意控制d-c电设置值。如a-c电压为100v时，通过不对任意大于100V的d-c电压进行100％转换的斩波，而不是通过对约300V的恒定d-c电压进行任意转换速率的斩波来控制转数，可减小损耗，因此，根据输入a-c电源电压来转换d-c电压的设置值对获得高效率是有效的。

根据本发明，能控制正弦同步信号的设置值，即使所供电压改变了也能提供高功率因子和高次谐波少的，稳定的d-c电压，给电源转换器。

另外，根据本发明，由于特别是供应电流小时高功率因子并不必需，通过检测供应电流来触发开关元件在提供低电流，过度损耗和噪声时能排除不稳定控制。

另外，根据本发明，能提供一在供应电源电压为100V和200V时都不改变性能和操作的电动机驱动装置，由此避免电动机驱动装置的多样化，得到一统一类型，并使生产率提高及减少其基本费用成为可能。

另外根据本发明，通过使含有独立开关元件的模块作为相同基片，能很容易地用传统无源元件构成的功率因子改善电路替代，由此使控制电路能通用并轻易地扩展机型和快速供应新产品。

另外根据本发明，也能与d-c电源如太阳能电池相连，此时，由于能通过下一级的开关元件改变或提升d-c电压，能以相对低的d-c电压驱动电动机。

另外根据本发明，因为通过将外部电路如一组开关装入微计算机内部大大减少部件数，也因为至该组开关的布线也消除了，能增加含抗噪声特性的可靠性。

另外根据本发明，由于除了以预定低的电压斩波逆变器来控制电动机转数外，当逆变器中斩波操作的转换比为100％时也可通过控制逆变器电压来控制电动机转数，能大大减少逆变器的斩波损耗和电动机的损耗，由此大大增加效率。

另外根据本发明，由于通过作为d-c电压来检测所供a-c电源电压，从而判断a-c电压，特别地无需加一电路来检测a-c电压，能避免无益的费用上升和电功耗，并不增加基座上安装面积，由此提供了低价格、低电功耗和小尺寸的便利结构。

另外，通过复位时在判断电压之前预先释放平滑电容上的电荷，能防止a-c电压的误判。这对其中d-c电压被升至驱动电动机的一任意值，本发明的电路结构是有用的。

另外按本发明的结构，预先提供的逆变器和电动机被作作对平滑电容放电的装置，无需新增加如放电电阻等，因此有利于低价格和小尺寸。

另外根据上述a-c电源属于上述哪一种电压，在本实施例中，可改变和选择产生受控电源的转换器结构，能轻易地得到稳定的输出电压，而与输入受控电源无关。

另外采用根据本发明的空调器，其中加热时用在加热器下流侧处提供一内部辅助热交换机的循环结构减少冷凝压力，并且通过以逆变器的预设低电源电压斩波来控制电动机转数，而且当在逆变器的斩波操作下转换比为100％时，通过控制逆变器电压控制电动机转数，在加热和致冷时，即使采用紧凑内部机尺寸也能增加热交换面积，由此特别是在致冷和加热时能有效利用作为过度致冷器的内部辅助热交换机，以通过抑制冷凝压改善性能和使功耗最小。

另外根据本发明，例如，由于当通过逆变器以约300V恒定d-c电压的任意导通率斩波工作来控制转数时的损耗小于不用105V以上任意d-c电压的100％导通率斩波控制时的损耗，对于获得高效率是有效的。

另外根据本发明，其中通过逆变器的预设低电压斩波工作来控制电动机转数，和在逆变器斩波工作下导通率变为100％时，通过控制逆变器电压来控制电动机转数，因此能大大减少逆变器的斩波损耗和电动机的损耗，也能大大增加效率。

Claims (25)

1.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一个用来整流和输出a-c输入电压的整流器；

一电抗器；

电压调节开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗的整流输出；

一平滑电容，用于通过将被所述电压调节开关元件打开和关闭、并经二极管提供的整流输出平滑以产生d-c电压；

一以输入由平滑电容输出的d-c电压的开关元件的打开和关闭而产生的输出电压驱动电动机的逆变器；

一测量室温的室温传感器；和

所述控制装置，用来根据所述传感器测量的室温和设置室温的温差控制所述各开关元件的开和关而控制电动机转数；其中在电动机高转数区中，所述控制装置通过控制所述电压调整开关元件以决定于转数的电压幅度来控制逆变器的输入电压，并在所述逆变器开关元件的导通期间用不斩波电流提供的输出电压来驱动电动机。

2.按权利要求1的空调器的控制装置，在电动机转数区中的高转数区，所述控制装置通过控制所述电压整流开关元件以一预定电压幅度来控制逆变器的输入电压，并在所述逆变器开关元件的导通期间用斩波电流提供的输出电压来驱动电动机。

3.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，有：

用来对输入a-c电压整流的整流器；

一电抗器；

电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；

将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压整流开关元件和关闭，并经二极管送至平滑电容；和

所述控制装置，用来控制所述电压调整开关元件的开关转换率；和

一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容所提供的d-c电压变换为a-c电压，并用以驱动一电动机；其中所述控制装置含：

电压控制装置，根据由所述平滑电容产生和输出的d-c电压和一预定参考电压的差而输出一电压控制信号；

电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘而产生和输出一电压参考信号；

电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号和所述整流器输出端的d-c电流产生和输出一调制参考信号；和

比较装置，通过将所述调制参考信号和信号振荡器输出的载波信号相比较而输出一驱动信号；还包括：

一种装置，当所述逆变器的开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与参考电压相比较而设置一任意常数，并通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器的开关元件来控制所述电动机转数；而当所述转换率为100％时，通过改变它而输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机的转数改变所述指示电压，驱动所述电压调整开关元件的开关及控制d-c电压的幅度增大或减小来控制所述电动机的转数。

4.按权利要求3的空调器的控制装置，还含一种装置，用来通过一单端输出所述电压调整开关元件和所述逆变器的驱动控制信号，且当所述逆变器开关元件的转换导通率为100％时，输出所述指示电压以改变所述平滑电容产生的d-c电压，当所述逆变器开关元件的转换率小于100％时，改变所述逆变器开关元件的转换率，在每种情形中，可交换地输出以100％转换率驱动所述逆变器的预定电压或所述单端的逆变器驱动控制。

5.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，含有

一将输入a-c电压整流的整流器；

一电抗器；

电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；

一平滑电容，通过将整流输出平滑而产生d-c电压，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管而送至平滑电容；和

所述控制装置，控制用于所述电压调整开关元件的开关转换率；及

一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它驱动电动机；其中所述控制装置包含：

电压控制装置，根据所述平滑电容产生和输出的d-c电压与预定参考电压的差输出电压控制信号；

电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘而产生和输出电流参考信号；

电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号与所述整流器输出端的d-c电流而产生和输出调制参考信号；

比较装置，通过将所述调制参考信号与信号振荡器输出的载波信号相比较而输出驱动信号；

判断装置，检测所述平滑电容产生的d-c电压并判断所述输入a-c电压为电压类V1，V2，…，Vn中哪一类；

根据所述a-c输入电压的电压类别归属改变所述电压控制信号和所述同步信号的装置；及

一种装置，即当所述转换器开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与参考电压相比较而设置一任意常数，通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器开关元件来控制所述电动机的转数，当所述转换率为100％时，通过改变它而输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机转数改变所述指示电压，打开和关闭所述电压调整开关元件，和控制d-c电压的幅度增大或减小来控制所述电动机转数。

6.按权利要求5的空调器的控制器，其中当输入a-c电压属于所述电压类V1，V2，…，Vn的预定区时，通过将所述预定参考电压和所述平滑电容产生的所述d-c电压相比较而将d-c电压设为任意值，并打开与关闭所述逆变器中开关元件来控制所述电动机转数。

7.按权利要求5的空调器的控制器，其中所述电压调整开关元件和构成所述电源转换器的所述控制装置位于同一底板上。

8.按权利要求5的空调器的控制装置，其中所述底板上有：

所述电压调整开关元件和构成所述电源转换器的所述控制装置；

根据输入a-c电压归属的所述电压类V1，V2，…，Vn中的一种改变电压控制信号的装置；

在以100％转换率驱动所述逆变器的任意恒压和驱动所述逆变器开关元件开与开关的信号之间进行切换的装置；及

在所述电压调整开关元件的驱动信号与正比于所述平滑电容产生的所述d-c电压信号之间切换为加至所述电压控制装置的所述d-c电压的装置。

9.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，有：

一将输入a-c电压整流的整流器；

一电抗器；

电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器经所述电抗的整流输出；

一将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管被送至平滑电容；及

所述控制装置，控制所述电压调整开关元件的开关转换率；及

一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它驱动电动机；其中所述控制装置包含：

电压控制装置，根据所述平滑电容产生和输出的d-c电压与一预定参考电压的差输出一电压控制信号；

电流参考计算装置，通过将同步于所述整流器的整流输出的同步信号和所述电压控制信号相乘，产生和输出一电流参考信号；

电流比较计算装置，通过计算所述电流参考信号和所述整流器输出端的d-c电流，产生和输出一调制参考信号；

比较装置，通过比较所述调制参考信号和信号振荡器输出的一载波信号，输出一驱动信号；及

一d-c电源，如太阳能电池，其所述电压调整开关元件被打开和关闭，并含：

检测输入a-c电流的输入电流检测装置，其中根据所述输入a-c电流的幅度，通过用打开或关闭开关元件来控制d-c电压幅度增大或减小，所述控制装置控制所述电动机的转数。

10.按权利要求9的空调器的控制装置，其中所述d-c电源如太阳能电池经二极管连至所述平滑电容，当所述d-c电源输出电压达到所述所需d-c电压时，通过打开和关闭所述逆变器中开关元件来控制所述电动机的转数。

11.按权利要求9的空调器的控制装置，其中所述d-c电源如太阳能电池连至所述电抗器的电源侧。

12.按权利要求9的空调器的控制装置，其中所述d-c电源如太阳能电池经所述二极管和所述电抗器连于用于电压整流的所述开关元件的集电板和发射极之间。

13.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，有：

一输入a-c电压整流的整流器；

一电抗器；

电压调整的开关元件，用来打开和关闭所述整流器通过所述电抗器的整流输出；

一将整流输出平滑而产生d-c电压的平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭并经二极管输出至平滑电容；

所述控制装置，控制所述电压调整开关元件的开关转换率；及

一逆变器，通过打开和关闭开关元件将所述平滑电容产生的d-c电压变换为a-c电压，并用它来驱动一电动机；另外还包括：

检测输入a-c电流的输入电流检测装置，当所述输入电流检测模块的检测输出值小于一预定值时，所述控制装置阻止驱动用于电压增流的所述开关元件，所述控制装置包含：

一种装置，用来当所述逆变开关元件的开关转换率小于100％时，通过将所述平滑电容产生的d-c电压与所述恒定参考电压相比较来设置一任意常数，和通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器开关元件来控制所述电动机的转数，而当所述转换率为100％时，通过改变它输入一任意指示电压代替所述d-c电压，并将它与所述恒定参考电压相比较；其中通过根据所需所述电动机转数改变所述指示电压和控制d-c电压幅度增大或减小来控制所述电动机的转数。

14.按权利要求13的空调器的控制装置，还包含一种装置，用来通过一单端输出用于电压整流的所述开关元件和所述逆变器的驱动控制信号，当所述逆变器开关元件的转换率为100％时，输出所述指示电压以改变所述平滑电容产生的所述d-c电压，当所述逆变器开关元件的转换率小于100％时，改变所述逆变器开关元件的转换率，在每一种情形中，交换输出以100％转换率驱动所述逆变器的预定电压或所述单端的逆变器驱动控制信号。

15.按权利要求13的空调器的控制装置，还包括：

判断装置，检测所述平滑电容产生的d-c电压并判断所述输入a-c电压位于电压类V1，V2，…，Vn中哪一种；及

根据所述输入a-c电压归属的电压类，改变所述电压控制信号和所述同步信号的装置。

16.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，有：

一将a-c电源的输入a-c电压整流的第一整流器；

一电抗器；

电压调整开关元件，用来打开和关闭所述整流器经所述电抗的整流输出；

一将整流输出平滑而产生d-c电压的一第一平滑电容，该整流输出由所述电压调整开关元件打开和关闭，并经二极管被送至平滑电容；及

所述控制装置，控制所述用于电压整流的开关元件的开关转换率；及

一逆变器，用来通过打开和关闭开关元件将所述第一平滑电容产生的d-c电压逆变为a-c电压，并用它驱动一电动机；另外含：

判断装置，用来检测所述第一平滑电容产生和输出的所述d-c电压，判断所述输入a-c电压的幅度；

驱动装置，用来根据所述第一模块的判断结果区分所述电压调整开关元件的开关驱动状态；

一位于所述a-c电源与所述整流器间的可移动接触点；和

放电装置，用来释放所述第一平滑电容上的电荷；其中在所述判断装置判断所述输入a-c电压幅度之前，通过使所述可移动接触点为不导通态，所述控制装置经所述放电装置释放所述第一平滑电容上的充电电荷直至所述第一平滑电容上的充电电压低于一预定电压，其后，用所述第一整流器的整流输出对所述第一平滑电容充电，所述判断装置通过检测被充分充电的所述第一平滑电容产生和输出的所述第d-c电压来判断所述输入a-c电压的幅度。

17.按权利要求16的空调器的控制装置，其中所述逆变器用作所述放电装置，通过以任意转换率打开和关闭所述逆变器，所述第一平滑电容上的累积电荷通过所述逆变器和所述电动机被释放。

18.按权利要求16的空调器的控制装置，还含一使控制电路工作的d-c电源；其中所述d-c电源含：

一第二整流器，用来将所述输入a-c电压整流，并可选择倍压整流器或全波整流器结构；

一第二平滑电容，平滑所述第二整流器的整流输出并产生和输出第二d-c电压；和

一变压器电路，将第二d-c电压转换为多种任意电压，其中根据所述判断装置的判断结果，选择所述第二整流器为所述倍压整流器或所述全波整流器。

19.一种空调器的控制装置，所述空调器包括：

一压缩器，用来压缩冷却剂；

一内部热交换机，冷却剂从所述压缩器流入其内；

一辅助内部热交换机，它位于加热时冷却剂流中所述内部热交换机的下流侧；

一电动机，用来驱动所述压缩器；及

一电动机驱动装置，提供a-c电压至所述电动机以进行驱动，其中所述电动机驱动装置含：

一电源转换器，有整流输入a-c电压的整流器和打开和关闭所述整流器整流输出以控制电压的第一开关元件；

一用来输入所述电压控制输出电压的逆变器，且具有通过切换将输入电压转换为a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；及

所述控制装置，用来执行所述第一开关元件的开关导通率控制，所述第二开关元件的转换控制和转换电流的斩波控制；其中所述控制装置包含：

一种装置，若所述电动机的转数低于一预定转数，通过控制所述第一开关元件的开关导通率保持输出电压为一常数，并用通过斩波控制第二开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及

一种装置，若所述电动机转数超过该预定转数，增加所述第一开关元件的开关导通率使之高于保持输出电压恒定时的导通率，并用不斩波控制第二开关元件的转换电流得到的输出电压驱动电动机。

20.按权利要求19的空调器的控制装置，其中所述内部辅助热交换机位于距所述内部热交换机1mm至5mm的空间内。

21.按权利要求19的空调器的控制装置，其中所述电源转换器具有通过平滑整流输出而输出d-c电压的平滑装置，通过用所述电源转换器的所述第一开关元件打开和关闭所述整流器经电抗器的整流输出可控制d-c电压的大小，所述平滑装置产生的该d-c电压被输出至逆变器的第二开关元件。

22.一种空调器的控制装置，该空调器包括

一压缩器，用来压缩冷却剂；

一内部热交换机，冷却剂从所述压缩器流入其中；

一辅助内部热交换机，它位于加热时冷却剂流中所述内部热交换机的下流侧；

一电动机，用来驱动所述压缩器；及

一电动机驱动装置，提供一a-c电压至所述电动机来进行驱动，其中所述电动机驱动装置含：

一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开与关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第一开关元件；

一输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过切换将输入电压转换为一a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；和

所述控制装置，用来执行所述第一开关元件开关导通率的控制，所述第二开关元件转换的控制和转换电流斩波的控制；其中所述控制装置包括：

一种装置，若所述电动机的转数低于一预定转数，用通过斩波控制第二开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及

一种装置，若所述电动机的转数超过该预定转数，用通过控制相应于电动机转数的所述第一开关元件的开关导通率而得到的输出电压和用所述第二开关元件转换循环的100％导通率来驱动电动机。

23.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开与关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第一开关元件；

输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过切换将输入电压转换为一a-c电压的第二开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；及

所述控制装置，用来控制所述第一开关元件的开关导通率，所述第2开关元件的转换，和转换电流的斩波；其中所述控制装置含：

一种装置，若电动机的转数低于一预定转数，通过控制所述第1开关元件的导通率保持输出电压为一常数，和用斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压来驱动电动机；和

一种装置，若所述电动机的转数超过预定转数，增加所述第1开关元件的开关导通率，使之大于保持输出电压恒定时的导通率，和用不斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压来驱动电动机。

24.按权利要求23的空调器的控制装置，其中所述电源转换器具有通过平滑整流输出而输出d-c电压的平滑装置，通过用所述电源转换器的所述第1开关元件打开和关闭所述整流器经电抗器的整流输出可控制d-c电压的大小，所述平滑装置产生的d-c电压被输出至逆变器的第2开关元件。

25.一种空调器的控制装置，该空调器包括：

一电源转换器，具有整流输入a-c电压的整流器和打开关闭所述整流器的整流输出以控制电压的第1开关元件；

一输入所述电压控制输出电压的逆变器，具有通过转换将输入电压转换为a-c电压的第2开关元件，由此用该a-c电压驱动电动机；和

所述控制装置，用于执行所述第1开关元件的开关导通率的控制，所述第2开关元件的转换控制，和转换电流斩波的控制；其中所述控制装置包含：

一种装置，若电动机的转数低于一预定转数，用通过斩波控制第2开关元件的转换电流而得到的输出电压驱动电动机；及

一种装置，若所述电动机的转数超过该预定转数，用通过控制相应于电动机转数的所述第1开关元件的开关导通率得到的输出电压，和用所述第2开关元件转换循环的100％导通率来驱动电动机。

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