JP2000014155A - 電源回路およびそれを用いた空気調和機 - Google Patents
電源回路およびそれを用いた空気調和機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流電源からの交流電圧を直流に変換する電
源回路において、負荷または回路の構成素子の短絡破壊
等の障害発生時における安全性を向上させた電源回路及
びそれを用いた空気調和機を提供する。 【解決手段】 電源回路において、交流電源の電圧極性
に応じて切り換わる電流経路のそれぞれにおいて自己消
弧可能な整流素子１１ｃ、１１ｄを有する整流回路１１
と、スイッチング素子１３ｃを有する力率改善回路１３
と、入力電流Ｉ1、スイッチング素子１３ｃに流れる電
流Ｉ2、負荷電流Ｉ3を検出し、それらの電流が過電流で
あるときに、整流回路１１における自己消弧可能な整流
素子１１ｃ、１１ｄの導通を遮断する異常判定部１９と
を備える。
源回路において、負荷または回路の構成素子の短絡破壊
等の障害発生時における安全性を向上させた電源回路及
びそれを用いた空気調和機を提供する。 【解決手段】 電源回路において、交流電源の電圧極性
に応じて切り換わる電流経路のそれぞれにおいて自己消
弧可能な整流素子１１ｃ、１１ｄを有する整流回路１１
と、スイッチング素子１３ｃを有する力率改善回路１３
と、入力電流Ｉ1、スイッチング素子１３ｃに流れる電
流Ｉ2、負荷電流Ｉ3を検出し、それらの電流が過電流で
あるときに、整流回路１１における自己消弧可能な整流
素子１１ｃ、１１ｄの導通を遮断する異常判定部１９と
を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源からの交
流電圧を直流電圧に変換する電源回路であって、特に力
率改善機能を有した電源回路およびそれを用いた空気調
和機に関する。
流電圧を直流電圧に変換する電源回路であって、特に力
率改善機能を有した電源回路およびそれを用いた空気調
和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流電源から入力した電圧から直
流電圧を得るコンデンサ・インプット型電源回路におい
て、力率を改善するための力率改善回路を備えたものが
ある。このような従来の電源回路の一例を図５に示す。
電源回路は整流回路１１’と力率改善回路１３とを備
え、整流回路１１’にて交流電源９からの交流電圧を整
流し、直流電圧に変換し、負荷３１に供給する。力率改
善回路１３は、リアクトル１３ａ、ダイオード１３ｂ及
びスイッチング素子１３ｃを備えた昇圧型のものであ
る。力率改善回路１３は整流回路１１’からの直流電圧
を受けて交流電源９からの入力電流波形を正弦波にする
ように入力電流を引き出すことにより高周波電流の発生
を抑制し、力率を改善する。力率改善回路１３における
スイッチング素子１３ｃの開閉は制御部１７’により制
御される。
流電圧を得るコンデンサ・インプット型電源回路におい
て、力率を改善するための力率改善回路を備えたものが
ある。このような従来の電源回路の一例を図５に示す。
電源回路は整流回路１１’と力率改善回路１３とを備
え、整流回路１１’にて交流電源９からの交流電圧を整
流し、直流電圧に変換し、負荷３１に供給する。力率改
善回路１３は、リアクトル１３ａ、ダイオード１３ｂ及
びスイッチング素子１３ｃを備えた昇圧型のものであ
る。力率改善回路１３は整流回路１１’からの直流電圧
を受けて交流電源９からの入力電流波形を正弦波にする
ように入力電流を引き出すことにより高周波電流の発生
を抑制し、力率を改善する。力率改善回路１３における
スイッチング素子１３ｃの開閉は制御部１７’により制
御される。
【０００３】一般に、このような電源回路は、何らかの
原因で発生する過電流に対して回路の構成素子等を保護
するための機能を備えている。例えば、力率改善回路１
３の動作中に、リアクトル１３ａが飽和するとスイッチ
ング素子１３ｃに過電流が流れる。このため、電源回路
は制御部１７’においてスイッチング素子１３ｃに流れ
る電流Ｉ2を検出し、電流Ｉ2が所定値より大きいとき、
すなわち、電流Ｉ2が過電流のときにスイッチング素子
１３ｃをオフする。これにより過電流に対する保護を行
っている。また、電源回路は、異常判定部１９’により
電源回路に流れる電流Ｉ1を検出し、電流Ｉ1が過電流の
ときに、リレー２０をオフして交流電源９と電源回路と
を電気的に切り離すことにより、電源短絡の防止や、電
源回路の保護を図っている。
原因で発生する過電流に対して回路の構成素子等を保護
するための機能を備えている。例えば、力率改善回路１
３の動作中に、リアクトル１３ａが飽和するとスイッチ
ング素子１３ｃに過電流が流れる。このため、電源回路
は制御部１７’においてスイッチング素子１３ｃに流れ
る電流Ｉ2を検出し、電流Ｉ2が所定値より大きいとき、
すなわち、電流Ｉ2が過電流のときにスイッチング素子
１３ｃをオフする。これにより過電流に対する保護を行
っている。また、電源回路は、異常判定部１９’により
電源回路に流れる電流Ｉ1を検出し、電流Ｉ1が過電流の
ときに、リレー２０をオフして交流電源９と電源回路と
を電気的に切り離すことにより、電源短絡の防止や、電
源回路の保護を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように上記の電源
回路では、スイッチング素子１３ｃに流れる電流Ｉ2が
過電流となると、力率改善回路１３のスイッチング素子
１３ｃをオフすることによりスイッチング素子１３ｃの
保護を行っている。しかし、この方法では、スイッチン
グ素子１３ｃが短絡破壊した場合は、スイッチング素子
１３ｃをオフにできず、過電流を遮断できないという問
題がある。
回路では、スイッチング素子１３ｃに流れる電流Ｉ2が
過電流となると、力率改善回路１３のスイッチング素子
１３ｃをオフすることによりスイッチング素子１３ｃの
保護を行っている。しかし、この方法では、スイッチン
グ素子１３ｃが短絡破壊した場合は、スイッチング素子
１３ｃをオフにできず、過電流を遮断できないという問
題がある。
【０００５】さらに、上記の電源回路では、電源短絡を
防止するために交流電源９と電源回路とを切り離すため
のリレー２０を必要とする。また、上記の電源回路で
は、負荷が短絡したときや、力率改善回路１３のダイオ
ード１３ｂが短絡破壊したときは、平滑コンデンサ１５
が短絡されて破壊される恐れがある。
防止するために交流電源９と電源回路とを切り離すため
のリレー２０を必要とする。また、上記の電源回路で
は、負荷が短絡したときや、力率改善回路１３のダイオ
ード１３ｂが短絡破壊したときは、平滑コンデンサ１５
が短絡されて破壊される恐れがある。
【０００６】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
ものであり、交流電源からの交流電圧を直流に変換する
電源回路において、負荷または回路構成素子の短絡破壊
等の障害発生時における安全性を向上させた電源回路及
びそれを用いた空気調和機を提供することを目的とす
る。
ものであり、交流電源からの交流電圧を直流に変換する
電源回路において、負荷または回路構成素子の短絡破壊
等の障害発生時における安全性を向上させた電源回路及
びそれを用いた空気調和機を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の電源
回路は、交流電源から入力した交流電圧を整流し、所望
の電圧に変換した直流電圧を負荷に出力する電源回路で
ある。電源回路は、交流電源の電圧極性に応じて切り換
わる電流経路のそれぞれにおいて少なくとも１つの自己
消弧可能な整流素子を有する整流回路と、入力電流また
は上記負荷に流れる電流のうち少なくとも１つを検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段により検出された電
流値に基づき過電流を検出し、該過電流を検出したとき
に異常ありと判定し、上記整流回路における自己消弧可
能な整流素子の導通を遮断する異常判定手段とを備え
る。
回路は、交流電源から入力した交流電圧を整流し、所望
の電圧に変換した直流電圧を負荷に出力する電源回路で
ある。電源回路は、交流電源の電圧極性に応じて切り換
わる電流経路のそれぞれにおいて少なくとも１つの自己
消弧可能な整流素子を有する整流回路と、入力電流また
は上記負荷に流れる電流のうち少なくとも１つを検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段により検出された電
流値に基づき過電流を検出し、該過電流を検出したとき
に異常ありと判定し、上記整流回路における自己消弧可
能な整流素子の導通を遮断する異常判定手段とを備え
る。
【０００８】また、第１の電源回路は、リアクトルとダ
イオードとが直列に接続され、スイッチング素子により
上記リアクトルの充放電を制御することにより力率を改
善する力率改善回路をさらに備えてもよい。このとき、
上記電流検出手段は、入力電流、負荷に流れる電流およ
び上記力率改善回路のスイッチング素子に流れる電流の
うち少なくとも１つを検出する。
イオードとが直列に接続され、スイッチング素子により
上記リアクトルの充放電を制御することにより力率を改
善する力率改善回路をさらに備えてもよい。このとき、
上記電流検出手段は、入力電流、負荷に流れる電流およ
び上記力率改善回路のスイッチング素子に流れる電流の
うち少なくとも１つを検出する。
【０００９】また、第１の電源回路は、上記異常判定手
段により異常ありと判定されたときに、異常ありと判定
された電流を特定するための表示を行う表示手段を備え
てもよい。これにより、異常個所を特定することができ
る。
段により異常ありと判定されたときに、異常ありと判定
された電流を特定するための表示を行う表示手段を備え
てもよい。これにより、異常個所を特定することができ
る。
【００１０】本発明に係る第２の電源回路は、交流電源
から入力した交流電圧を整流する整流回路と、リアクト
ルとダイオードとが直列に接続され、スイッチング素子
により上記リアクトルの充放電を制御することにより、
上記整流回路からの電圧を受けて力率を改善する力率改
善回路と、該力率改善回路の出力を平滑する平滑コンデ
ンサとを含む。第２の電源回路は、 該力率改善回路の
ダイオードの短絡破壊を検出するダイオード故障検出手
段と、オンのときに上記力率改善回路と上記平滑コンデ
ンサとを電気的に接続し、オフのときにそれらを電気的
に切断するスイッチ手段と、該ダイオード故障検出手段
によりダイオードの短絡破壊が検出されたときに、上記
スイッチ手段をオフする制御手段とを備える。
から入力した交流電圧を整流する整流回路と、リアクト
ルとダイオードとが直列に接続され、スイッチング素子
により上記リアクトルの充放電を制御することにより、
上記整流回路からの電圧を受けて力率を改善する力率改
善回路と、該力率改善回路の出力を平滑する平滑コンデ
ンサとを含む。第２の電源回路は、 該力率改善回路の
ダイオードの短絡破壊を検出するダイオード故障検出手
段と、オンのときに上記力率改善回路と上記平滑コンデ
ンサとを電気的に接続し、オフのときにそれらを電気的
に切断するスイッチ手段と、該ダイオード故障検出手段
によりダイオードの短絡破壊が検出されたときに、上記
スイッチ手段をオフする制御手段とを備える。
【００１１】本発明に係る第３の電源回路は、交流電源
から入力した交流電圧を整流する整流回路と、スイッチ
ング素子とリアクトルとダイオードとを含み、上記整流
回路からの直流電圧を受けて力率を改善する力率改善回
路と、該力率改善回路の出力を平滑する平滑コンデンサ
とを含む。第３の電源回路は、上記力率改善回路のダイ
オードと上記平滑コンデンサとの間に、上記力率改善回
路のダイオードと直列に補助ダイオードを接続する。こ
こで、第３の電源回路において、上記補助ダイオードと
並列に補助コンデンサを接続してもよい。
から入力した交流電圧を整流する整流回路と、スイッチ
ング素子とリアクトルとダイオードとを含み、上記整流
回路からの直流電圧を受けて力率を改善する力率改善回
路と、該力率改善回路の出力を平滑する平滑コンデンサ
とを含む。第３の電源回路は、上記力率改善回路のダイ
オードと上記平滑コンデンサとの間に、上記力率改善回
路のダイオードと直列に補助ダイオードを接続する。こ
こで、第３の電源回路において、上記補助ダイオードと
並列に補助コンデンサを接続してもよい。
【００１２】本発明に係る空気調和機は、温調に用いる
空気を加熱または冷却するための媒体を圧縮する電動圧
縮機を備え、上記電源回路を有し、該電源回路を電源と
して上記電動圧縮機を駆動する。
空気を加熱または冷却するための媒体を圧縮する電動圧
縮機を備え、上記電源回路を有し、該電源回路を電源と
して上記電動圧縮機を駆動する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る電源回路お
よび空気調和機の実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。
よび空気調和機の実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。
【００１４】（実施の形態１）本実施形態の電源回路
は、交流電圧を整流する整流回路と、スイッチング素子
とリアクトルとダイオードとからなる昇圧型の力率改善
回路と、平滑コンデンサとを少なくとも備える。電源回
路は整流回路の整流素子に自己消弧可能な整流素子を用
い、回路中に過電流が検出されると、自己消弧可能な整
流素子をオフして回路を保護する。このとき、故障の個
所を示す表示も行う。また、電源回路は、力率改善回路
におけるダイオードの故障の検出を行い、ダイオードの
故障を検出すると、平滑コンデンサを力率改善回路から
電気的に遮断することにより平滑コンデンサの保護を行
う。
は、交流電圧を整流する整流回路と、スイッチング素子
とリアクトルとダイオードとからなる昇圧型の力率改善
回路と、平滑コンデンサとを少なくとも備える。電源回
路は整流回路の整流素子に自己消弧可能な整流素子を用
い、回路中に過電流が検出されると、自己消弧可能な整
流素子をオフして回路を保護する。このとき、故障の個
所を示す表示も行う。また、電源回路は、力率改善回路
におけるダイオードの故障の検出を行い、ダイオードの
故障を検出すると、平滑コンデンサを力率改善回路から
電気的に遮断することにより平滑コンデンサの保護を行
う。
【００１５】図１に実施の形態１の電源回路のブロック
図を示す。図に示すように、電源回路は、交流電圧を整
流する整流回路１１と、力率を改善する力率改善回路１
３と、直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１５と、力率
改善回路１３等を制御する制御部１７と、電源回路の異
常を判定する異常判定部１９と、発光ダイオード２０ａ
〜２０ｃの表示を制御する表示制御部２０とを備える。
電源回路は電源回路への入力電流Ｉ1を検出するための
抵抗２１と、力率改善回路１３と平滑コンデンサ１５と
を電気的に接続または切断するスイッチ回路２４を備え
る。スイッチ回路２４は例えばリレーからなる。
図を示す。図に示すように、電源回路は、交流電圧を整
流する整流回路１１と、力率を改善する力率改善回路１
３と、直流電圧を平滑する平滑コンデンサ１５と、力率
改善回路１３等を制御する制御部１７と、電源回路の異
常を判定する異常判定部１９と、発光ダイオード２０ａ
〜２０ｃの表示を制御する表示制御部２０とを備える。
電源回路は電源回路への入力電流Ｉ1を検出するための
抵抗２１と、力率改善回路１３と平滑コンデンサ１５と
を電気的に接続または切断するスイッチ回路２４を備え
る。スイッチ回路２４は例えばリレーからなる。
【００１６】整流回路１１は整流素子がブリッジ接続さ
れて構成される。整流回路１１を構成する整流素子のう
ち、低圧側に接続された整流素子１１ｃ、１１ｄは自己
消弧可能な整流素子を用いる。ここで、自己消弧可能な
整流素子には、例えば、ＧＴＯ（ゲートターンオフ）サ
イリスタのような制御信号によりオン（導通状態）から
オフ（非導通状態）にすることができる逆阻止デバイス
を使用することができる。自己消弧可能な整流素子１１
ｃ、１１ｄのオン・オフは異常判定部１９により行われ
る。なお、整流回路１１は、交流電源９の電源電圧の極
性に応じて形成される２つの電流経路のそれぞれにおい
て、少なくとも１つの自己消弧可能な整流素子を有する
ようにする。
れて構成される。整流回路１１を構成する整流素子のう
ち、低圧側に接続された整流素子１１ｃ、１１ｄは自己
消弧可能な整流素子を用いる。ここで、自己消弧可能な
整流素子には、例えば、ＧＴＯ（ゲートターンオフ）サ
イリスタのような制御信号によりオン（導通状態）から
オフ（非導通状態）にすることができる逆阻止デバイス
を使用することができる。自己消弧可能な整流素子１１
ｃ、１１ｄのオン・オフは異常判定部１９により行われ
る。なお、整流回路１１は、交流電源９の電源電圧の極
性に応じて形成される２つの電流経路のそれぞれにおい
て、少なくとも１つの自己消弧可能な整流素子を有する
ようにする。
【００１７】力率改善回路１３は、リアクトル１３ａ
と、ダイオード１３ｂと、スイッチング素子１３ｃとか
らなる。力率改善回路１３はさらにスイッチング素子１
３ｃに流れる電流Ｉ2を検出するための抵抗２３を有す
る。ダイオード１３ｂにはそれと並列にダイオード１３
ｂの両端電圧を検出する電圧検出回路２７が接続されて
いる。電圧検出回路２７の出力は制御部１７に入力され
る。ダイオード１３ｂは逆回復特性の速い高速リカバリ
ダイオードが使用されている。
と、ダイオード１３ｂと、スイッチング素子１３ｃとか
らなる。力率改善回路１３はさらにスイッチング素子１
３ｃに流れる電流Ｉ2を検出するための抵抗２３を有す
る。ダイオード１３ｂにはそれと並列にダイオード１３
ｂの両端電圧を検出する電圧検出回路２７が接続されて
いる。電圧検出回路２７の出力は制御部１７に入力され
る。ダイオード１３ｂは逆回復特性の速い高速リカバリ
ダイオードが使用されている。
【００１８】異常判定部１９はハードウェアにより構成
される。例えば、コンパレータとラッチ回路により構成
され、コンパレータにて検出した電流値を電圧に変換し
て入力し、その検出値と基準値とを比較し、比較した結
果をラッチ回路にてラッチして出力するようにする。
される。例えば、コンパレータとラッチ回路により構成
され、コンパレータにて検出した電流値を電圧に変換し
て入力し、その検出値と基準値とを比較し、比較した結
果をラッチ回路にてラッチして出力するようにする。
【００１９】以上のように構成される電源回路の動作を
説明する。通常動作時においては、スイッチ回路２４は
制御部１７により閉（オン）にされ、力率改善回路１３
と平滑コンデンサ１５とを電気的に接続する。また、自
己消弧可能な整流素子１１ｃ、１１ｄは異常判定部１９
によりオン（導通状態）にされている。このとき、電源
回路は、交流電源９から交流電圧を入力し、整流回路１
１にて整流し、力率改善回路１３にて力率を改善すると
ともに所定の電圧に昇圧する。電源回路は力率改善回路
１３による出力電圧を平滑コンデンサ１５にて平滑した
後、負荷３１に供給する。このとき、力率改善回路１３
の出力電圧の大きさは制御部１７によりスイッチング素
子１３ｂの開閉タイミングが制御されることにより変え
られる。
説明する。通常動作時においては、スイッチ回路２４は
制御部１７により閉（オン）にされ、力率改善回路１３
と平滑コンデンサ１５とを電気的に接続する。また、自
己消弧可能な整流素子１１ｃ、１１ｄは異常判定部１９
によりオン（導通状態）にされている。このとき、電源
回路は、交流電源９から交流電圧を入力し、整流回路１
１にて整流し、力率改善回路１３にて力率を改善すると
ともに所定の電圧に昇圧する。電源回路は力率改善回路
１３による出力電圧を平滑コンデンサ１５にて平滑した
後、負荷３１に供給する。このとき、力率改善回路１３
の出力電圧の大きさは制御部１７によりスイッチング素
子１３ｂの開閉タイミングが制御されることにより変え
られる。
【００２０】以下に、電源回路の過電流に対する保護動
作を説明する。異常判定部１９には、抵抗２１による入
力電流Ｉ1の検出値と、抵抗２３によるスイッチング素
子１３ｃに流れる電流Ｉ2の検出値と、負荷電流Ｉ3の検
出値とが入力される。異常判定部１９では、これらの電
流が過電流であるか否かを判断するためのしきい値が設
定されており、それらの電流の検出値がしきい値以上に
なったときに整流素子１１ｃ、１１ｄをオフさせるため
の導通遮断信号を出力する。これにより整流素子１１
ｃ、１１ｄがオフされ、電源回路が開となるため、過電
流が遮断される。このように、本実施形態の電源回路で
は、整流回路中の自己消弧可能な整流素子を用いて、異
常時に交流電源と電源回路とを電気的に切断するため、
リレー等の交流電源と電源回路とを切り離すための手段
を別途設ける必要がない。
作を説明する。異常判定部１９には、抵抗２１による入
力電流Ｉ1の検出値と、抵抗２３によるスイッチング素
子１３ｃに流れる電流Ｉ2の検出値と、負荷電流Ｉ3の検
出値とが入力される。異常判定部１９では、これらの電
流が過電流であるか否かを判断するためのしきい値が設
定されており、それらの電流の検出値がしきい値以上に
なったときに整流素子１１ｃ、１１ｄをオフさせるため
の導通遮断信号を出力する。これにより整流素子１１
ｃ、１１ｄがオフされ、電源回路が開となるため、過電
流が遮断される。このように、本実施形態の電源回路で
は、整流回路中の自己消弧可能な整流素子を用いて、異
常時に交流電源と電源回路とを電気的に切断するため、
リレー等の交流電源と電源回路とを切り離すための手段
を別途設ける必要がない。
【００２１】また、特に、スイッチング素子１３ｃの電
流Ｉ2または負荷３１の電流Ｉ3が過電流である場合、異
常判定部１９は整流素子１１ｃ、１１ｄに導通遮断信号
を出力するとともに、それらの電流が過電流であること
を示す信号を表示制御部２０に出力する。表示制御部２
０はその信号を受けて、スイッチング素子１３ｃの電流
Ｉ2が過電流であれば発光ダイオード２０ａを、負荷電
流Ｉ3が過電流であれば発光ダイオード２０ｂをそれぞ
れ発光させる。これにより、使用者は異常個所の特定を
容易に行うことができる。
流Ｉ2または負荷３１の電流Ｉ3が過電流である場合、異
常判定部１９は整流素子１１ｃ、１１ｄに導通遮断信号
を出力するとともに、それらの電流が過電流であること
を示す信号を表示制御部２０に出力する。表示制御部２
０はその信号を受けて、スイッチング素子１３ｃの電流
Ｉ2が過電流であれば発光ダイオード２０ａを、負荷電
流Ｉ3が過電流であれば発光ダイオード２０ｂをそれぞ
れ発光させる。これにより、使用者は異常個所の特定を
容易に行うことができる。
【００２２】ところで、ダイオード１３ｂが短絡破壊す
ると、スイッチング素子１３ｃがオンのときに平滑コン
デンサ１５が短絡するため、平滑コンデンサ１５が破壊
する恐れがある。そこで、本電源回路では、図２のフロ
ーチャートで示す制御により平滑コンデンサの短絡破壊
を防止する。なお、図２に示す処理は制御部１７により
行われる。
ると、スイッチング素子１３ｃがオンのときに平滑コン
デンサ１５が短絡するため、平滑コンデンサ１５が破壊
する恐れがある。そこで、本電源回路では、図２のフロ
ーチャートで示す制御により平滑コンデンサの短絡破壊
を防止する。なお、図２に示す処理は制御部１７により
行われる。
【００２３】図２において、制御部１７はまず、力率改
善回路１３のスイッチング素子１３ｃがオンかオフかの
情報を取得する（Ｓ１）。次に、スイッチング素子１３
ｃがオンかオフかを判定し（Ｓ２）、スイッチング素子
１３ｃがオフのときは、ステップＳ１に戻る。スイッチ
ング素子１３ｃがオンのときは、力率改善回路１３のダ
イオード１３ｃの両端電圧ＶDを検出する（Ｓ３）。ダ
イオード１３ｃの両端電圧ＶDと所定値とを比較する
（Ｓ４）。ダイオード１３ｃの両端電圧ＶDが所定値よ
り大きいときは、ダイオード１３ｃは正常であるとして
ステップＳ１に戻る。ダイオード１３ｃの両端電圧ＶD
が所定値以下のときは、ダイオード１３ｃは異常である
ためスイッチ回路２４をオフする（Ｓ５）。これによ
り、平滑コンデンサ１５が電気的に力率改善回路１３か
ら切り離されるため平滑コンデンサ１５の保護が図れ
る。その後、異常を表示させるために、ダイオード１３
ｃの異常を示す信号を表示制御部２０に出力する（Ｓ
６）。表示制御部２０はその信号を受けて発光ダイオー
ド２０ｃを発光させる。使用者はこれにより力率改善回
路のダイオード１３ｃに異常があることを知ることがで
きる。
善回路１３のスイッチング素子１３ｃがオンかオフかの
情報を取得する（Ｓ１）。次に、スイッチング素子１３
ｃがオンかオフかを判定し（Ｓ２）、スイッチング素子
１３ｃがオフのときは、ステップＳ１に戻る。スイッチ
ング素子１３ｃがオンのときは、力率改善回路１３のダ
イオード１３ｃの両端電圧ＶDを検出する（Ｓ３）。ダ
イオード１３ｃの両端電圧ＶDと所定値とを比較する
（Ｓ４）。ダイオード１３ｃの両端電圧ＶDが所定値よ
り大きいときは、ダイオード１３ｃは正常であるとして
ステップＳ１に戻る。ダイオード１３ｃの両端電圧ＶD
が所定値以下のときは、ダイオード１３ｃは異常である
ためスイッチ回路２４をオフする（Ｓ５）。これによ
り、平滑コンデンサ１５が電気的に力率改善回路１３か
ら切り離されるため平滑コンデンサ１５の保護が図れ
る。その後、異常を表示させるために、ダイオード１３
ｃの異常を示す信号を表示制御部２０に出力する（Ｓ
６）。表示制御部２０はその信号を受けて発光ダイオー
ド２０ｃを発光させる。使用者はこれにより力率改善回
路のダイオード１３ｃに異常があることを知ることがで
きる。
【００２４】（実施の形態２）本実施形態の電源回路
は、力率改善回路のダイオードと直列に補助ダイオード
を備えることにより、力率改善回路のダイオードが短絡
破壊した場合でも継続して力率改善動作を可能とする。
は、力率改善回路のダイオードと直列に補助ダイオード
を備えることにより、力率改善回路のダイオードが短絡
破壊した場合でも継続して力率改善動作を可能とする。
【００２５】図３に本実施形態の電源回路の構成を示
す。本実施形態の電源回路は、実施の形態１の電源回路
において、スイッチ回路２４の変わりにダイオード３５
を挿入している。このように、補助ダイオード３５を設
けることにより、ダイオード１３ｂが短絡破壊した場合
であっても、この補助ダイオード３５がダイオード１３
ｂの代わりに機能するため、力率改善機能を損なわずに
電源回路が動作する。
す。本実施形態の電源回路は、実施の形態１の電源回路
において、スイッチ回路２４の変わりにダイオード３５
を挿入している。このように、補助ダイオード３５を設
けることにより、ダイオード１３ｂが短絡破壊した場合
であっても、この補助ダイオード３５がダイオード１３
ｂの代わりに機能するため、力率改善機能を損なわずに
電源回路が動作する。
【００２６】通常、力率改善回路１３において、ダイオ
ード１３ｂは、力率改善回路１３におけるスイッチング
素子１３ｃのオン時に平滑コンデンサ１５の短絡が起こ
らないように逆回復特性の速いものが使用される。した
がって、補助ダイオード３５の逆回復特性も、ダイオー
ド１３ｂと同等に逆回復特性の速いものを使用する必要
がある。しかし、補助ダイオード３５の逆回復特性がダ
イオード１３ｂよりも速いと、ダイオード１３ｂが正常
時における力率改善回路１３の動作特性が影響を受け
る。このため、補助ダイオード３５の逆回復特性は、ダ
イオード１３ｂと同等か又は遅く、かつ、補助ダイオー
ド３５のみでの動作時においてスイッチング素子１３ｃ
のターンオン時に平滑コンデンサ１５が短絡破壊しない
ような速いものである必要がある。
ード１３ｂは、力率改善回路１３におけるスイッチング
素子１３ｃのオン時に平滑コンデンサ１５の短絡が起こ
らないように逆回復特性の速いものが使用される。した
がって、補助ダイオード３５の逆回復特性も、ダイオー
ド１３ｂと同等に逆回復特性の速いものを使用する必要
がある。しかし、補助ダイオード３５の逆回復特性がダ
イオード１３ｂよりも速いと、ダイオード１３ｂが正常
時における力率改善回路１３の動作特性が影響を受け
る。このため、補助ダイオード３５の逆回復特性は、ダ
イオード１３ｂと同等か又は遅く、かつ、補助ダイオー
ド３５のみでの動作時においてスイッチング素子１３ｃ
のターンオン時に平滑コンデンサ１５が短絡破壊しない
ような速いものである必要がある。
【００２７】また、図３の破線で示すように、補助ダイ
オード３５と並列に補助コンデンサ３７を挿入してもよ
い。これにより補助ダイオード３５の逆回復特性は上記
条件に制限されない。すなわち、補助ダイオード３５の
逆回復特性はダイオード１３ｂよりも速いものであって
もよい。これは、補助コンデンサ３７が、通常動作時に
スイッチング素子１３ｃがオフからオンに切り換わると
きに、ダイオード１３ｂに流れる逆回復電流Ｉrを通過
させるからである。この場合、補助コンデンサ３７の容
量は、通常時にダイオード１３ｂの逆回復電流Ｉrを完
全に通過させるために十分な容量であって、かつ、ダイ
オード１３ｂの逆回復時間が大きい場合でもスイッチン
グ素子１３ｃのオン時に平滑コンデンサ１５の短絡を起
こさないような小容量に設定する必要がある。
オード３５と並列に補助コンデンサ３７を挿入してもよ
い。これにより補助ダイオード３５の逆回復特性は上記
条件に制限されない。すなわち、補助ダイオード３５の
逆回復特性はダイオード１３ｂよりも速いものであって
もよい。これは、補助コンデンサ３７が、通常動作時に
スイッチング素子１３ｃがオフからオンに切り換わると
きに、ダイオード１３ｂに流れる逆回復電流Ｉrを通過
させるからである。この場合、補助コンデンサ３７の容
量は、通常時にダイオード１３ｂの逆回復電流Ｉrを完
全に通過させるために十分な容量であって、かつ、ダイ
オード１３ｂの逆回復時間が大きい場合でもスイッチン
グ素子１３ｃのオン時に平滑コンデンサ１５の短絡を起
こさないような小容量に設定する必要がある。
【００２８】（実施の形態３）図４に本発明に係る空気
調和機の実施形態の構成を示す。図４に示すように空気
調和機は、電動圧縮機６１、室外熱交換器６３、膨張弁
６５、室内熱交換器６７及び四方弁６９とからなる冷凍
サイクルを備えている。また各熱交換器６３、６７に対
して送風機６３ａ、６７ａが設けられている。冷凍サイ
クル中は熱媒体である冷媒が循環する。冷媒は電動圧縮
機６１により圧縮され、室外熱交換器６３にて送風機６
３ａからの送風により室外の空気と熱交換され、また、
室内熱交換器６７にて送風機６７ａからの送風により室
内の空気と熱交換される。室内熱交換器６７での熱交換
後の空気により室内の冷暖房が行われる。冷房または暖
房の切り換えは、四方弁６９により冷媒の循環方向を反
転させることにより行われる。さらに、空気調和機は以
上のような冷凍サイクルに加え、交流電圧を直流電圧に
変換する電源回路Ａと、直流電圧を３相交流電圧に変換
するインバータ回路７０と、ユーザが操作等を行う操作
パネル７１とを備える。なお、図４に示す電源回路Ａは
実施の形態１で示した電源回路であるが、実施の形態２
で示した電源回路を用いてもよい。
調和機の実施形態の構成を示す。図４に示すように空気
調和機は、電動圧縮機６１、室外熱交換器６３、膨張弁
６５、室内熱交換器６７及び四方弁６９とからなる冷凍
サイクルを備えている。また各熱交換器６３、６７に対
して送風機６３ａ、６７ａが設けられている。冷凍サイ
クル中は熱媒体である冷媒が循環する。冷媒は電動圧縮
機６１により圧縮され、室外熱交換器６３にて送風機６
３ａからの送風により室外の空気と熱交換され、また、
室内熱交換器６７にて送風機６７ａからの送風により室
内の空気と熱交換される。室内熱交換器６７での熱交換
後の空気により室内の冷暖房が行われる。冷房または暖
房の切り換えは、四方弁６９により冷媒の循環方向を反
転させることにより行われる。さらに、空気調和機は以
上のような冷凍サイクルに加え、交流電圧を直流電圧に
変換する電源回路Ａと、直流電圧を３相交流電圧に変換
するインバータ回路７０と、ユーザが操作等を行う操作
パネル７１とを備える。なお、図４に示す電源回路Ａは
実施の形態１で示した電源回路であるが、実施の形態２
で示した電源回路を用いてもよい。
【００２９】このように構成される空気調和機は、交流
電源９から入力した電圧を電源回路Ａ及びインバータ回
路７０にて所望の電力に変換し、電動圧縮機６１に供給
することにより、電動圧縮機６１を駆動する。このよう
に、空気調和機において安全性を向上させた電源回路を
用いることにより、空気調和機全体の安全性を向上させ
ることができる。
電源９から入力した電圧を電源回路Ａ及びインバータ回
路７０にて所望の電力に変換し、電動圧縮機６１に供給
することにより、電動圧縮機６１を駆動する。このよう
に、空気調和機において安全性を向上させた電源回路を
用いることにより、空気調和機全体の安全性を向上させ
ることができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る第１の電源回路によれば、
整流回路において、自己消弧可能な整流素子を用い、入
力電流、負荷に流れる電流に対して過電流を検出したと
きに自己消弧可能な整流素子の導通を遮断することによ
り、交流電源から電源回路を電気的に切断し、電源短絡
を防止する。これにより、過電流検出時の回路遮断のた
めの部品（例えば、リレー）を別途追加することなく過
電流保護が実現できる。また、第１の電源回路が力率改
善回路を有してもよく、この場合、力率改善回路のスイ
ッチング素子に流れる電流に対して過電流の検出を行う
ことにより、力率改善回路のスイッチング素子の短絡破
壊時においても電源短絡を防止できる。また、第１の電
源回路によれば、異常個所が表示されるため、使用者は
異常個所を容易に特定することができる。
整流回路において、自己消弧可能な整流素子を用い、入
力電流、負荷に流れる電流に対して過電流を検出したと
きに自己消弧可能な整流素子の導通を遮断することによ
り、交流電源から電源回路を電気的に切断し、電源短絡
を防止する。これにより、過電流検出時の回路遮断のた
めの部品（例えば、リレー）を別途追加することなく過
電流保護が実現できる。また、第１の電源回路が力率改
善回路を有してもよく、この場合、力率改善回路のスイ
ッチング素子に流れる電流に対して過電流の検出を行う
ことにより、力率改善回路のスイッチング素子の短絡破
壊時においても電源短絡を防止できる。また、第１の電
源回路によれば、異常個所が表示されるため、使用者は
異常個所を容易に特定することができる。
【００３１】本発明に係る第２の電源回路によれば、力
率改善回路のダイオードの短絡破壊を検出し、ダイオー
ドの短絡破壊が検出されたときに、力率改善回路と平滑
コンデンサの電気的接続を遮断するため、平滑コンデン
サの短絡を防止し、平滑コンデンサを保護できる。
率改善回路のダイオードの短絡破壊を検出し、ダイオー
ドの短絡破壊が検出されたときに、力率改善回路と平滑
コンデンサの電気的接続を遮断するため、平滑コンデン
サの短絡を防止し、平滑コンデンサを保護できる。
【００３２】本発明に係る第３の電源回路によれば、力
率改善回路のダイオードが短絡破壊した場合であって
も、補助ダイオードが代替として機能するため力率改善
機能を損なうことなく運転を続行できる。
率改善回路のダイオードが短絡破壊した場合であって
も、補助ダイオードが代替として機能するため力率改善
機能を損なうことなく運転を続行できる。
【００３３】本発明に係る空気調和機によれば、安全性
を向上させて電源回路を電源として使用するため、空気
調和機全体の安全性を向上できる。
を向上させて電源回路を電源として使用するため、空気
調和機全体の安全性を向上できる。
【図１】 本発明に係る電源回路の実施の形態１の構成
を示す図。
を示す図。
【図２】 ダイオード短絡破壊時の保護機能を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図３】 本発明に係る電源回路の実施の形態２の構成
を示す図。
を示す図。
【図４】 本発明に係る空気調和機の構成を示す図。
【図５】 従来の電源回路の構成を示す図。
９ 交流電源 １１ 整流回路 １１ｃ，１１ｄ 自己消弧可能な整流素子 １３ 力率改善回路 １３ａ リアクトル １３ｂ ダイオード １３ｃ スイッチング素子 １５ 平滑コンデンサ １７ 制御部 １９ 異常判定部 ２０ 表示制御部 ２０ａ〜２０ｃ 発光ダイオード ２４ スイッチ回路 ３５ 補助ダイオード ３７ 補助コンデンサ ６１ 電動圧縮機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 正則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H006 AA02 AA04 AA05 BB05 CA01 CA05 CA07 CB01 CB07 CC02 DA02 DB01 DC02 DC05 FA02
Claims (7)
- 【請求項１】 交流電源から入力した交流電圧を整流
し、所望の電圧に変換した直流電圧を負荷に出力する電
源回路において、 交流電源の電圧極性に応じて切り換わる電流経路のそれ
ぞれにおいて少なくとも１つの自己消弧可能な整流素子
を有する整流回路と、 入力電流または上記負荷に流れる電流のうち少なくとも
１つを検出する電流検出手段と、 該電流検出手段により検出された電流値に基づき過電流
を検出し、該過電流を検出したときに、上記整流回路に
おける自己消弧可能な整流素子の導通を遮断する異常判
定手段とを備えたことを特徴とする電源回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電源回路において、 リアクトルとダイオードとが直列に接続され、スイッチ
ング素子により上記リアクトルの充放電を制御すること
により力率を改善する力率改善回路をさらに備え、 上記電流検出手段は、入力電流、負荷に流れる電流およ
び上記力率改善回路のスイッチング素子に流れる電流の
うち少なくとも１つを検出することを特徴とする電源回
路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電源回
路において、 上記異常判定手段により過電流が検出されたときに、過
電流が検出された電流を特定するための表示を行う表示
手段を備えたことを特徴とする電源回路。 - 【請求項４】 交流電源から入力した交流電圧を整流す
る整流回路と、リアクトルとダイオードとが直列に接続
され、スイッチング素子により上記リアクトルの充放電
を制御することにより、上記整流回路からの電圧を受け
て力率を改善する力率改善回路と、該力率改善回路の出
力を平滑する平滑コンデンサとを含む電源回路におい
て、 該力率改善回路のダイオードの短絡破壊を検出するダイ
オード故障検出手段と、 オンのときに上記力率改善回路と上記平滑コンデンサと
を電気的に接続し、オフのときにそれらを電気的に切断
するスイッチ手段と、 該ダイオード故障検出手段により上記力率改善回路のダ
イオードの短絡破壊が検出されたときに、上記スイッチ
手段をオフする制御手段とを備えることを特徴とする電
源回路。 - 【請求項５】 交流電源から入力した交流電圧を整流す
る整流回路と、スイッチング素子とリアクトルとダイオ
ードとを含み、上記整流回路からの直流電圧を受けて力
率を改善する力率改善回路と、該力率改善回路の出力を
平滑する平滑コンデンサとを含む電源回路において、 上記力率改善回路のダイオードと上記平滑コンデンサと
の間に、上記力率改善回路のダイオードと直列に補助ダ
イオードを接続したことを特徴とする電源回路。 - 【請求項６】 請求項５に記載の電源回路において、 上記補助ダイオードと並列に補助コンデンサを接続した
ことを特徴とする電源回路。 - 【請求項７】 温調に用いる空気を加熱または冷却する
ための媒体を圧縮する電動圧縮機を備えた空気調和機に
おいて、 請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の電源回
路を有し、該電源回路を電源として上記電動圧縮機を駆
動することを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180578A JP2000014155A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電源回路およびそれを用いた空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180578A JP2000014155A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電源回路およびそれを用いた空気調和機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000014155A true JP2000014155A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16085726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10180578A Pending JP2000014155A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電源回路およびそれを用いた空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000014155A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012110185A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Panasonic Corp | 空気調和機 |
| JP2013085348A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 電源装置 |
| JP2013135609A (ja) * | 2011-12-23 | 2013-07-08 | Kapjin Co Ltd | 電源部及び負荷部保護システム |
| JP2013183571A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置並びにそれを備えた圧縮機、送風機、空気調和機及び冷蔵庫 |
| JP2014233129A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | ブラザー工業株式会社 | 小容量電源、電源システム、および画像形成装置 |
| JP2015122835A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 三菱電機株式会社 | 電源装置およびそれを備えた空気調和装置ならびにヒートポンプ給湯装置 |
| WO2016157441A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 電源装置及び空気調和装置 |
| WO2017158916A1 (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 東芝キヤリア株式会社 | 電源装置 |
| CN110011531A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率因数校正电路和空调器 |
| EP1659415B1 (en) * | 2004-11-22 | 2019-07-24 | Inventio AG | Integrity testing of isolation means in an uninterruptible power supply |
| CN114123755A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-01 | 海信（广东）空调有限公司 | 检测pfc电路故障的方法、pfc电路和空调器 |
| JP2022069673A (ja) * | 2016-06-28 | 2022-05-11 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP10180578A patent/JP2000014155A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1659415B1 (en) * | 2004-11-22 | 2019-07-24 | Inventio AG | Integrity testing of isolation means in an uninterruptible power supply |
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| KR101328622B1 (ko) | 2011-12-23 | 2013-11-12 | (주)갑진 | 전원부 및 부하부 보호시스템 |
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| JPWO2016157441A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2017-08-10 | 三菱電機株式会社 | 電源装置及び空気調和装置 |
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| WO2016157441A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 電源装置及び空気調和装置 |
| WO2017158916A1 (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 東芝キヤリア株式会社 | 電源装置 |
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| JP2022069673A (ja) * | 2016-06-28 | 2022-05-11 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機 |
| CN110011531A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率因数校正电路和空调器 |
| CN114123755A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-01 | 海信（广东）空调有限公司 | 检测pfc电路故障的方法、pfc电路和空调器 |
| CN114123755B (zh) * | 2021-11-11 | 2023-10-27 | 海信（广东）空调有限公司 | 检测pfc电路故障的方法、pfc电路和空调器 |
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