JP2000308352A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents
空気調和機の制御装置Info
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- JP2000308352A JP2000308352A JP11107911A JP10791199A JP2000308352A JP 2000308352 A JP2000308352 A JP 2000308352A JP 11107911 A JP11107911 A JP 11107911A JP 10791199 A JP10791199 A JP 10791199A JP 2000308352 A JP2000308352 A JP 2000308352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 家庭用空気調和機の電源回路において、力率
を改善し、待機時消費電力を低減する。 【解決手段】 一次交流電圧を高圧直流電圧に変換する
ダイオードブリッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流
電圧を低圧直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータに
より電源回路を構成し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの二
次側負荷レベルを検出し、その検出値に基ずき前記複数
の平滑コンデンサを選択して接続して待機時消費電力低
減を行う手段を設けたものである。
を改善し、待機時消費電力を低減する。 【解決手段】 一次交流電圧を高圧直流電圧に変換する
ダイオードブリッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流
電圧を低圧直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータに
より電源回路を構成し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの二
次側負荷レベルを検出し、その検出値に基ずき前記複数
の平滑コンデンサを選択して接続して待機時消費電力低
減を行う手段を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の空気調和機の制御装置の電
源回路の構成を示している。従来の電源回路では、ノイ
ズフィルター５と交流電源４からの交流電圧がダイオー
ドブリッジによって直流電圧に整流され、整流後の直流
電圧が平滑コンデンサ８により平滑され、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ９にて一定の電圧値に変換され、各アクチェレ
ータ等に出力される。
源回路の構成を示している。従来の電源回路では、ノイ
ズフィルター５と交流電源４からの交流電圧がダイオー
ドブリッジによって直流電圧に整流され、整流後の直流
電圧が平滑コンデンサ８により平滑され、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ９にて一定の電圧値に変換され、各アクチェレ
ータ等に出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、室内の空調を行
う空気調和機の電源には、空気調和機の制御を行う制御
系電源、リレー、ステッピングモーター等の各種駆動機
構（アクチュエータ等）を駆動するためのパワー系電源
とファンモータを駆動させる電源とが必要である。例え
ば、制御系電源として５Ｖ、パワー系電源として１２Ｖ
直流電圧、ファンモータ駆動用電源として０〜４０Ｖ可
変直流電圧が必要とされるため、コンデンサは二次最大
出力供給に充分な大容量のものを要求される。一方、空
気調和機の待機時には、可変直流電圧の必要がなく、制
御系回路を動作させるための一定電圧５Ｖが必要なだけ
であるため、コンデンサ容量は運転時に比べ、低容量で
すむ。この容量の差が、力率を悪くし、不要電力損失と
なり、待機時消費電力を増加させる原因となっている。
う空気調和機の電源には、空気調和機の制御を行う制御
系電源、リレー、ステッピングモーター等の各種駆動機
構（アクチュエータ等）を駆動するためのパワー系電源
とファンモータを駆動させる電源とが必要である。例え
ば、制御系電源として５Ｖ、パワー系電源として１２Ｖ
直流電圧、ファンモータ駆動用電源として０〜４０Ｖ可
変直流電圧が必要とされるため、コンデンサは二次最大
出力供給に充分な大容量のものを要求される。一方、空
気調和機の待機時には、可変直流電圧の必要がなく、制
御系回路を動作させるための一定電圧５Ｖが必要なだけ
であるため、コンデンサ容量は運転時に比べ、低容量で
すむ。この容量の差が、力率を悪くし、不要電力損失と
なり、待機時消費電力を増加させる原因となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、一次交流電圧を高圧直流電圧に変換するダ
イオードブリッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流電
圧を低圧直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによ
り電源回路を構成し、ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側負
荷レベルを検出し、その検出値に基ずき前記複数の平滑
コンデンサを選択して接続するようにしたもので、この
構成により平滑コンデンサの容量はＤＣ／ＤＣコンバー
タの二次側負荷レベルに合せて大容量と、低容量に切り
換えができ、その結果、力率を改善し、待機時消費電力
を低減させることができる。
に本発明は、一次交流電圧を高圧直流電圧に変換するダ
イオードブリッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流電
圧を低圧直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによ
り電源回路を構成し、ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側負
荷レベルを検出し、その検出値に基ずき前記複数の平滑
コンデンサを選択して接続するようにしたもので、この
構成により平滑コンデンサの容量はＤＣ／ＤＣコンバー
タの二次側負荷レベルに合せて大容量と、低容量に切り
換えができ、その結果、力率を改善し、待機時消費電力
を低減させることができる。
【０００５】さらに、本発明は、交流一次側回路にイン
ダクタを設けたものである。この構成によりＤＣ／ＤＣ
コンバータの二次側負荷レベルに合わせ、マイコン制御
等でインダクタンスの接続切換えを行う。その結果、イ
ンダクタンスが増加され力率を改善し電力損失を低減
し、待機時消費電力を低減させる。
ダクタを設けたものである。この構成によりＤＣ／ＤＣ
コンバータの二次側負荷レベルに合わせ、マイコン制御
等でインダクタンスの接続切換えを行う。その結果、イ
ンダクタンスが増加され力率を改善し電力損失を低減
し、待機時消費電力を低減させる。
【０００６】また、本発明は、一次側電源とダイオード
ブリッジ間にコモンモードチョークコイルにて構成され
たノイズフィルターを設け、前記コモンモードチョーク
フィルターの一片の巻線数を他方の巻線数と異ならせた
ものである。この構成により、漏れ磁束を増加させ、ノ
ーマルモードチョーク成分として等価的に増加させるこ
とで、一次回路インダクタンスとして作用させる。その
結果、力率を改善し、消費電力低減させる。
ブリッジ間にコモンモードチョークコイルにて構成され
たノイズフィルターを設け、前記コモンモードチョーク
フィルターの一片の巻線数を他方の巻線数と異ならせた
ものである。この構成により、漏れ磁束を増加させ、ノ
ーマルモードチョーク成分として等価的に増加させるこ
とで、一次回路インダクタンスとして作用させる。その
結果、力率を改善し、消費電力低減させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明に係る制御装置の電源回路の一実施形態を説明する。
明に係る制御装置の電源回路の一実施形態を説明する。
【０００８】（実施の形態１）図１は本発明の空気調和
機の制御装置の実施の形態１の電源回路の構成を示した
図である。図１に示すように、電源回路は、交流電源４
とノイズフィルタ５からの交流電圧を整流するダイオー
ドブリッジ７と、整流後の直流電圧を平滑するコンデン
サ８と、整流平滑された電圧を入力し、一定電圧と可変
電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１０とからなる。
さらに前記コンデンサ９と並列に補助コンデンサ１１及
びこの補助コンデンサ１１のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッ
チ１２を設ける。
機の制御装置の実施の形態１の電源回路の構成を示した
図である。図１に示すように、電源回路は、交流電源４
とノイズフィルタ５からの交流電圧を整流するダイオー
ドブリッジ７と、整流後の直流電圧を平滑するコンデン
サ８と、整流平滑された電圧を入力し、一定電圧と可変
電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１０とからなる。
さらに前記コンデンサ９と並列に補助コンデンサ１１及
びこの補助コンデンサ１１のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッ
チ１２を設ける。
【０００９】この電源回路の動作を説明する。空気調和
機が運転動作を始めると各種駆動機構（アクチュエータ
等）や制御系回路を駆動させるために、二次電力の充分
な供給が必要となるためコンデンサは大容量のものを要
求される。一方、空気調和機が運転待機時には、制御系
回路の動作のみ必要となるだけで、コンデンサは低容量
のもので十分である。
機が運転動作を始めると各種駆動機構（アクチュエータ
等）や制御系回路を駆動させるために、二次電力の充分
な供給が必要となるためコンデンサは大容量のものを要
求される。一方、空気調和機が運転待機時には、制御系
回路の動作のみ必要となるだけで、コンデンサは低容量
のもので十分である。
【００１０】このことから、ＤＣ／ＤＣコンバータの二
次側負荷レベルを検出し、その検出した負荷レベルが所
定値より大きい場合に、スイッチ１２をＯＮし補助コン
デンサ１１を接続する。これにより、二次側負荷レベル
に合わせて、平滑コンデンサの容量を切り換えること
で、電流実効値を低減し、コンバータが消費する電力、
電圧は一定であるため、下記（数１）及び（数２）より
力率を改善することができ、電力損失を低減し、空気調
和機の待機時消費電力を低減することができる。
次側負荷レベルを検出し、その検出した負荷レベルが所
定値より大きい場合に、スイッチ１２をＯＮし補助コン
デンサ１１を接続する。これにより、二次側負荷レベル
に合わせて、平滑コンデンサの容量を切り換えること
で、電流実効値を低減し、コンバータが消費する電力、
電圧は一定であるため、下記（数１）及び（数２）より
力率を改善することができ、電力損失を低減し、空気調
和機の待機時消費電力を低減することができる。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】ここで、Pは高圧直流電圧変換後の電力、E
は電圧実効値、Iは電流実効値、Lはインダクタンス、C
はコンデンサ容量、Ｒは抵抗、cosθは力率を示す。
は電圧実効値、Iは電流実効値、Lはインダクタンス、C
はコンデンサ容量、Ｒは抵抗、cosθは力率を示す。
【００１４】ここで、待機電力低減の詳細な説明を行っ
てみる。例えば、図5で空気調和機の待機電力（入力電
力）Pinは０．８Wで、力率は３５％とすると、実際に高
圧直流電圧変換後の電力Pは、下記（数３）より０．２
８Wと求められる。この力率を本発明により、仮に７０
％にまで改善したとすると、高圧直流電圧変換後の電力
Pは０．２８Wで一定であると定義すると、（数３）よ
り、待機電力Pinは０．４Wとなり待機電力を低減するこ
とができる。
てみる。例えば、図5で空気調和機の待機電力（入力電
力）Pinは０．８Wで、力率は３５％とすると、実際に高
圧直流電圧変換後の電力Pは、下記（数３）より０．２
８Wと求められる。この力率を本発明により、仮に７０
％にまで改善したとすると、高圧直流電圧変換後の電力
Pは０．２８Wで一定であると定義すると、（数３）よ
り、待機電力Pinは０．４Wとなり待機電力を低減するこ
とができる。
【００１５】
【数３】
【００１６】ここで、Pinは空気調和機の待機電力、Pは
高圧直流電圧変換後の電力をしめす。 （実施の形態２）次に、実施の形態２の電源回路につい
て説明する。本実施形態の電源回路の回路構成、動作は
基本的に実施の形態１と同じである。ここで違う所は、
ダイオードブリッジ７の前にインダクタンス１３とそれ
のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ１４を付加している点で
ある。
高圧直流電圧変換後の電力をしめす。 （実施の形態２）次に、実施の形態２の電源回路につい
て説明する。本実施形態の電源回路の回路構成、動作は
基本的に実施の形態１と同じである。ここで違う所は、
ダイオードブリッジ７の前にインダクタンス１３とそれ
のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチ１４を付加している点で
ある。
【００１７】図２に示すように電源回路の交流一次回路
にインダクタンス１３を接続するスイッチ１４を具備
し、ＤＣ／ＤＣコンバータの二次負荷レベルにより、マ
イコン制御で、前記スイッチ１４を入／切することがで
きる。このため、インダクタンス１３が接続され増加さ
れた時、（数２）より力率が改善され、電力損失を低減
し、空気調和機の待機時消費電力をさらに低減すること
ができる。
にインダクタンス１３を接続するスイッチ１４を具備
し、ＤＣ／ＤＣコンバータの二次負荷レベルにより、マ
イコン制御で、前記スイッチ１４を入／切することがで
きる。このため、インダクタンス１３が接続され増加さ
れた時、（数２）より力率が改善され、電力損失を低減
し、空気調和機の待機時消費電力をさらに低減すること
ができる。
【００１８】（実施の形態３）次に、実施の形態３の電
源回路について説明する。本実施形態の電源回路の回路
構成、動作は基本的に実施の形態１と同じである。実施
の形態２のように、スイッチ１４による切り換えでは、
スイッチを起動させるための電圧は必要となり、そのた
めの電力を使用してしまう。また、回路にインダクタン
ス１３を追加ということは、コスト上昇や回路実装が複
雑となる。
源回路について説明する。本実施形態の電源回路の回路
構成、動作は基本的に実施の形態１と同じである。実施
の形態２のように、スイッチ１４による切り換えでは、
スイッチを起動させるための電圧は必要となり、そのた
めの電力を使用してしまう。また、回路にインダクタン
ス１３を追加ということは、コスト上昇や回路実装が複
雑となる。
【００１９】そのため、実施の形態３は、図３に示すよ
うに全波整流直流電圧を低電圧に変換するスイッチング
電源のノイズ低減用にノイズフィルタ５を設けている
が、このノイズフィルターはコモンモードチョークコイ
ル６で構成されている。
うに全波整流直流電圧を低電圧に変換するスイッチング
電源のノイズ低減用にノイズフィルタ５を設けている
が、このノイズフィルターはコモンモードチョークコイ
ル６で構成されている。
【００２０】理想的なコモンモードチョークコイルは互
いの磁束を打ち消すように働き、回路上では作用してい
ないことと同等である。そこで、片側のコイルの巻線数
を変えることで、打ち消しあうことのできない磁束が増
加され、等価的にノーマルモードチョーク成分を増加す
ることとなり、等価的に、一次回路インダクタンスとし
て作用させることができる。このことにより、実施の形
態２と同様に、電流実効値を低減し、力率を改善し電力
損失を低減し、空気調和機の消費電力をさらに低減する
ことができる。
いの磁束を打ち消すように働き、回路上では作用してい
ないことと同等である。そこで、片側のコイルの巻線数
を変えることで、打ち消しあうことのできない磁束が増
加され、等価的にノーマルモードチョーク成分を増加す
ることとなり、等価的に、一次回路インダクタンスとし
て作用させることができる。このことにより、実施の形
態２と同様に、電流実効値を低減し、力率を改善し電力
損失を低減し、空気調和機の消費電力をさらに低減する
ことができる。
【００２１】尚、コモンモードチョークコイルを円形で
はなく、多角形にしたり、ギャップをいれることによ
り、同様の効果を得ることができる。
はなく、多角形にしたり、ギャップをいれることによ
り、同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の請求項１の制御装置によれば、
一次交流電圧を高圧直流電圧に変換するダイオードブリ
ッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流電圧を低圧直流
電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータにより電源回路を
構成したものであり、この構成により平滑コンデンサの
容量はＤＣ／ＤＣコンバータの二次側負荷レベルに合せ
て大容量と、低容量に切り換えができ、電流実効値を小
さくし、力率を改善することができ、効率よく電力を消
費するので、その結果、待機時消費電力が低減される。
一次交流電圧を高圧直流電圧に変換するダイオードブリ
ッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流電圧を低圧直流
電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータにより電源回路を
構成したものであり、この構成により平滑コンデンサの
容量はＤＣ／ＤＣコンバータの二次側負荷レベルに合せ
て大容量と、低容量に切り換えができ、電流実効値を小
さくし、力率を改善することができ、効率よく電力を消
費するので、その結果、待機時消費電力が低減される。
【００２３】また、請求項２の制御装置によれば、交流
一次側回路にインダクタを設け、ＤＣ／ＤＣコンバータ
の二次負荷レベルの検出値に基ずき、前記インダクタを
接続することにより、さらに消費電力を低減できる。
一次側回路にインダクタを設け、ＤＣ／ＤＣコンバータ
の二次負荷レベルの検出値に基ずき、前記インダクタを
接続することにより、さらに消費電力を低減できる。
【００２４】また、請求項３のように、スイッチを使わ
ないで、コモンモードチョークコイルの性質を利用し
て、等価的にインダクタンスを発生させると、スイッチ
で消費される電力を削減することができ、待機時消費電
力が低減され、さらにインダクタンス、スイッチを使用
しないため、コストをかけずに改善できる。
ないで、コモンモードチョークコイルの性質を利用し
て、等価的にインダクタンスを発生させると、スイッチ
で消費される電力を削減することができ、待機時消費電
力が低減され、さらにインダクタンス、スイッチを使用
しないため、コストをかけずに改善できる。
【図１】本発明に係る空気調和機の制御装置の実施形態
１における電源回路図
１における電源回路図
【図２】本発明に係る空気調和機の制御装置の実施形態
２における電源回路図
２における電源回路図
【図３】本発明に係る空気調和機の制御装置の実施形態
３における電源回路図
３における電源回路図
【図４】従来の空気調和機の制御装置における電源回路
図
図
４ 交流電源 ５ ノイズフィルタ ６ コモンモ−ドチョ−クコイル ７ ダイオードブリッジ ８ 平滑コンデンサ １０ ＤＣ−ＤＣコンバータ １１ 平滑コンデンサ １３ インダクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 秀憲 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） 3L060 AA03 CC10 DD08 EE04 3L061 BA07 5H006 AA01 AA02 CA08 CB01 CB09 CC01 CC08 DA02 GA02 5H730 AA02 AA03 AA14 AA18 AS23 BB00 CC01 DD10 FF09 FG01 XC09 XC20
Claims (3)
- 【請求項１】交流一次側電圧を高圧直流電圧に変換する
ダイオードブリッジと複数の平滑コンデンサと高圧直流
電圧を低圧直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータに
より電源回路を構成し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの二
次側負荷レベルを検出し、その検出値に基ずき前記複数
の平滑コンデンサを選択して接続するようにした空気調
和機の制御装置。 - 【請求項２】交流一次側回路にインダクタを設け、ＤＣ
／ＤＣコンバータの二次負荷レベルの検出値に基ずき、
前記インダクタを接続するようにした請求項１記載の空
気調和機の制御装置。 - 【請求項３】交流一次側電源とダイオードブリッジ間に
コモンモードチョークコイルにて構成されたノイズフィ
ルターを設け、前記コモンモードチョークフィルターの
一方の巻線数を他方の巻線数と異ならせた請求項１また
は２に記載の空気調和機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107911A JP2000308352A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 空気調和機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107911A JP2000308352A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 空気調和機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000308352A true JP2000308352A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14471193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11107911A Pending JP2000308352A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 空気調和機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000308352A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020092491A (ko) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | 주식회사 엘지이아이 | 공기조화기의 과전압 보호장치 |
| JP2006333555A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Yamaha Corp | スイッチング電源装置、及びオーディオアンプシステム |
| WO2011107256A3 (de) * | 2010-03-02 | 2011-11-24 | Minebea Co., Ltd. | Elektrisches gerät mit einer entstörkondensatorschaltung |
| CN102736525A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 保锐科技股份有限公司 | 电子装置及其待机电源控制系统及方法 |
| JP2014192952A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Canon Inc | 電源装置及び画像形成装置 |
| US9024604B2 (en) | 2012-04-24 | 2015-05-05 | Fujitsu Semiconductor Limited | Power circuit |
| WO2022130857A1 (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | 株式会社小松製作所 | 電力変換装置 |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11107911A patent/JP2000308352A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020092491A (ko) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | 주식회사 엘지이아이 | 공기조화기의 과전압 보호장치 |
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| JP4650101B2 (ja) * | 2005-05-23 | 2011-03-16 | ヤマハ株式会社 | スイッチング電源装置、及びオーディオアンプシステム |
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| US9048746B2 (en) | 2010-03-02 | 2015-06-02 | Minebea Co., Ltd. | Electric device having an interference suppression capacitor circuit |
| US9136753B2 (en) | 2010-03-02 | 2015-09-15 | Minebea Co., Ltd. | Electric device having low power consumption in the stand-by state |
| CN102736525A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 保锐科技股份有限公司 | 电子装置及其待机电源控制系统及方法 |
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| JP2014192952A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Canon Inc | 電源装置及び画像形成装置 |
| WO2022130857A1 (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | 株式会社小松製作所 | 電力変換装置 |
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