JP2000333365A - 待機時電力供給システムとこれを用いた空気調和機，冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機や冷蔵庫等の電気製品の待機時の
消費電力を低減する。 【解決手段】 通常運転時では、スイッチ手段３がオ
フ、スイッチ手段２がオンし、商用電源１から室外ユニ
ットＢの電源３１に電力が供給され、室外ユニットＢは
動作状態となる。電源３１の１つの出力は室内ユニット
Ａに供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を介して２重
層コンデンサ７を充電し、このコンデンサ７の充電電圧
がマイコン９の電源電圧となる。待機時では、スイッチ
手段２がオフし、室外ユニットＢは停止状態となる。室
内ユニットＡでは、マイコン９が電圧検出素子８によっ
てコンデンサ７の充電電圧を監視し、これが低下してマ
イコン９の制御電圧として必要な規定の電圧範囲の下限
となると、スイッチ手段３をオンとし、補助電源６によ
ってコンデンサ７を充電する。この充電電圧が上記規定
の電圧範囲の上限となると、マイコン９はスイッチ手段
３をオフにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気製品の待機時
電力供給システムに係り、特に、空気調和機や冷蔵庫に
用いて好適な待機時電力供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫の制御回路と制御回路に電力を供
給する電源回路の一従来例が、例えば、特開平９−７９
７２７号公報に記載されている。この従来例では、制御
回路に電源電圧を供給する直流電源としてスイッチング
レギュレータが用いられており、このスイッチングレギ
ュレータの入力段には、整流回路を介して商用電源が接
続されている。

【０００３】冷蔵庫の主な制御対象としては、冷凍サイ
クルを駆動する圧縮機や冷却用の各種ファンモータ，冷
気調節用ダンパなどがある。そして、圧縮機を除く制御
対象には、スイッチングレギュレータによって直流電力
が供給され、圧縮機には、別途設けられた圧縮機駆動用
の電源回路から電力が供給される。

【０００４】圧縮機が停止しているときには、圧縮機モ
ータ駆動用の電源回路から圧縮機モータへの電力供給を
停止している。また、圧縮機モータを除く冷却用の各種
ファンモータなどの制御対象には、圧縮機モータの駆動
電源がオフしている場合でも、常に、スイッチングレギ
ュレータによって直流電力がその制御回路に供給され
る。これは、スイッチングレギュレータの入力段に整流
回路を介して商用電源を直接接続されているために、圧
縮機モータの駆動電源がオフしている場合でも、常に、
このスイッチングレギュレータによって直流電力がその
制御回路に供給されるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の回路構成では、圧縮機が停止した場合のような軽負
荷時、即ち、待機時でも、不必要な電力を消費するとい
う問題があった。以下、この点について具体的に説明す
る。

【０００６】圧縮機が停止した場合には、冷凍サイクル
の熱交換が行なわれないため、冷蔵庫内の冷却ファンや
冷気調節用のダンパなどをほとんど駆動する必要がな
い。従って、圧縮機の停止時には、いかなる制御回路に
対しても電力の供給を少なくてもよい。制御回路への電
力供給はスイッチングレギュレータを用いて行なわれる
が、スイッチングレギュレータの入力段に整流回路を介
して商用電源が直接接続されているため、圧縮機モータ
の駆動電源がオフしている場合でも、常に、スイッチン
グレギュレータによって直流電力が制御回路に供給され
ており、スイッチングレギュレータ及びその負荷により
不必要な電力が消費される。また、一般に、スイッチン
グレギュレータは、通常負荷時に最も効率が高くなるよ
うに設計されており、このため、冷却ファンや冷気調節
用のダンパなどが停止した場合などの軽負荷時には、効
率が低下する。以上のことが、待機時に不必要な電力を
消費している主な理由である。

【０００７】一般に、冷蔵庫に限らず、空気調和機など
の電気製品では、待機時に不必要な電力を消費している
場合が多い。空気調和機では、運転を停止している場
合、運転を開始するためのリモコンからの指令信号を受
信する回路のみを通電して稼働状態にしておけばよい
が、実際には、運転停止時でも、制御電源から不必要な
回路にまで電力が供給されている。冷蔵庫や空気調和機
などの家電製品では、待機時の電力が数ワット程度と小
さいが、待機時でも常時通電しているため、全消費電力
に対して待機時電力が占める割合は比較的大きい。

【０００８】本発明の目的は、かかる問題を解消し、電
源回路の負荷が小さくなる待機時での電力供給を必要最
小のものとし、待機時の消費電力を大幅に低減すること
ができるようにした電気製品の待機時電力供給システム
及びこれを用いた空気調和機，冷蔵庫を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による待機時電力供給システムは、制御手段
によって通常運転状態と待機状態とが設定される電気製
品において、商用交流電源から商用交流電力が供給され
る電源手段の出力直流電圧で充電手段を充電し、その充
電電圧を該制御手段の電源電圧とし、通常運転状態で
は、該商用交流電源から該電源手段に商用交流電力が常
時供給されるようにするが、待機状態では、該充電手段
の充電電圧が該制御手段の電源電圧として必要な規定の
電圧範囲内に保持されるように、該制御手段が該充電電
圧を監視しながらスイッチ手段を制御することにより、
該商用交流電源から該電源手段への電力の供給をオン，
オフする。

【００１０】従って、待機状態では、必要最小の電力供
給で制御手段を動作状態に保持することができる。ま
た、この場合、待機状態では、電気製品の他の部分の電
力の供給を遮断することにより、制御手段への上記の電
力供給方法と相まって、消費電力の大幅な低減を達成で
きることになる。

【００１１】また、本発明による空気調和機は、室外ユ
ニットの電源手段、即ち、室外電源手段に商用交流電源
から電力を供給して室外ユニットの各部に電源電圧を供
給するとともに、室内ユニットでの室内電源手段にも供
給し、外部からの指令を受信する室内制御手段の電源電
圧を該室内電源手段から得るようにした構成をなす場
合、補助電源やスイッチ手段，充電手段を設け、通常運
転状態では、商用交流電源から室外電源手段に電力を供
給するようにして、室外ユニットの各部に電源電圧を供
給するようにするとともに、室内電源手段にも直流電圧
を供給して、この室内電源手段の出力直流電圧で該充電
手段を充電して室内制御手段の電源電圧を生成し、ま
た、待機状態では、商用交流電源から室外電源手段への
電力供給を遮断するとともに、商用交流電源から該スイ
ッチ手段を介して補助電源に電力を供給するようにし
て、該補助電源の出力直流電圧で該充電手段を充電する
ようにし、この際、室内制御手段は、該充電手段の充電
電圧を監視しながら該スイッチ手段をオン，オフ制御す
ることにより、該充電手段の充電電圧が該室内制御手段
の電源電圧として必要な規定の電圧範囲内に保持される
ようにする。

【００１２】これにより、待機状態では、室外ユニット
に電力が供給されないため、消費電力の低減が図れる
し、また、室内ユニットにおいても、充電手段の充電電
圧が上記規定の電圧範囲の下限側に低下したときのみ、
補助電源に電力から供給されることになるから、室内制
御手段を動作状態に保持しながら、消費電力のさらなる
低減を実現できる。

【００１３】さらに、本発明による冷蔵庫は、商用交流
電源からの商用交流電圧が整流平滑手段で直流電圧に変
換され、この直流電圧がインバータの電源電圧として用
いられるとともに、電源手段に供給され、該電源手段に
よって制御手段を含む各部の電源電圧が生成される構成
をなす場合、該電源手段の出力電圧で充電手段が充電さ
れて該制御手段の電源電圧を生成するようにするととも
に、スイッチ手段を介して該整流平滑手段の出力直流電
圧を該電源手段に供給するようにし、通常運転状態で
は、該スイッチ手段をオンにして、整流平滑手段から該
電源手段に常時直流電圧が供給されて各部に電源電圧が
供給されるようにするが、待機状態では、該制御手段が
該充電手段の充電電圧を監視しながら該スイッチ手段を
オン，オフ制御し、この充電電圧が該制御手段の電源電
圧として必要な規定の範囲内に保持されるようにする。

【００１４】これにより、待機状態では、各部への電源
電圧の供給がほとんどなくなるので、消費電力の大幅な
低減が可能となるし、また、室外ユニットに電力が供給
されないため、消費電力の低減が図れるし、さらに、充
電手段の充電電圧が上記の規定の電圧範囲の下限側に低
下したときのみ、整流平滑手段から電源手段に電力の供
給がなされるものであるから、制御手段を動作状態に維
持しながら、消費電力をさらに低減することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００１６】図１は本発明による電気製品の待機時電力
供給システムの一実施形態を示すブロック図であって、
電気製品として空気調和機を例としており、Ａは室内ユ
ニット、Ｂは室外ユニット、１は商用交流電源、２，３
はスイッチ手段、４は全波整流回路、４ａ〜４ｄは整流
ダイオード、５は平滑コンデンサ、６は補助電源、７は
２重層コンデンサ、８は電圧検出素子、９はマイコン、
１０は受光ユニット、１１はＤＣ−ＤＣコンバータ、１
２はインターフェイスＨ(ハイブリット)ＩＣ、１３はパ
ネル制御回路、１４はパネル駆動用モータ、１５は風向
板制御回路、１６は風向板駆動用モータ、１７は室内フ
ァンモータ制御回路、１８は室内ファンモータ、１９，
２０はリレースイッチ、２１は全波整流回路、２１ａ〜
２１ｄは整流ダイオード、２２はアクティブコンバー
タ、２２ａはインダクタ、２２ｂはスイッチング素子、
２２ｃはダイオード、２３は平滑コンデンサ、２４は制
御ＩＣ、２５はインバータ、２５ａ〜２５ｆは半導体ス
イッチング素子、２６ａ〜２６ｆはドライブ回路、２７
は圧縮機モータ、２８はロータ磁極位置検出回路、２９
は全波整流回路、２９ａ〜２９ｄは整流ダイオード、３
０は平滑コンデンサ、３１はスイッチング電源、３１ａ
はスイッチングトランス、３１ｂはスイッチング素子、
３２はレギュレータ、３３はマイコン、３４は電動膨張
弁制御回路、３５は電動膨張弁、３６は室外ファンモー
タ制御ＩＣ、３７は室外ファンモータである。

【００１７】同図において、この実施形態を用いる空気
調和機は、室内に設置される室内ユニットＡと室外に設
置される室外ユニットＢとから構成されており、これら
室内ユニットＡ，室外ユニットＢに商用交流電源１から
商用交流電力が供給される。

【００１８】室内ユニットＡには、室内ユニットの制御
手段としてのマイコン９が設けられており、このマイコ
ン９は、受光ユニット１０を介してユーザが操作する図
示しないリモコンから各種指令を受信するとともに、電
力線とインターフェイスＨＩＣ１２を用いて室外ユニッ
トＢでのマイコン３３との間でデータの通信を行なう。
このマイコン３３は室内ユニットの制御手段となるもの
である。

【００１９】このリモコンからの指令として、運転停止
指令や運転指令，室内温度設定，風向の変更などがある
が、マイコン９は、運転停止指令を受けると、スイッチ
手段２をオフにして室外ユニットＢへの商用交流電源か
らの商用交流電力の供給を遮断し、運転指令を受ける
と、スイッチ手段２をオンにして室外ユニットＢへ商用
交流電源からの商用交流電力を供給するようにする。こ
のようにして、待機状態では、動作を不要とする室外ユ
ニットＢの各部の電源を遮断し、このようにして、大幅
な消費電力の低減が図れる。

【００２０】ところで、室内ユニットＡでのマイコン９
は、空気調和機が通常運転状態にあるときは勿論のこ
と、リモコンから停止指令があって冷凍サイクルやファ
ンなどが停止状態となる待機状態でも、リモコンからの
指令を受けることができるようにするために、常時電源
電圧が供給されて動作状態に保持されていなければなら
ない。

【００２１】図１においては、空気調和機が通常運転状
態にあるときには、室外ユニットＢが動作状態にあり、
この室外ユニットＢの制御電源であるスイッチング電源
３１から室内ユニットＡのＤＣ−ＤＣコンバータ１１を
介して常時マイコン９に電源電圧が供給される。また、
空気調和機がリモコンからの運転停止指令によって待機
状態にあるときには、電力の消費を必要最小限度に抑え
るようにする。この必要最小限度電力を必要とするの
は、室内ユニットＡでのマイコン９と受光ユニット１０
である。このために、この空気調和機では、本発明によ
る待機時電力供給システムを用いているものである。

【００２２】この待機時電力供給システムは、マイコン
９、スイッチ手段１，２、整流回路４，平滑コンデンサ
５，補助電源６，２重層コンデンサ及び電圧検出素子８
などからほぼ構成されるものである。この待機時電力供
給システムは、空気調和機の通常運転時には、リモコン
からの運転指令に応じて、上記のように、マイコン９に
より、スイッチ手段２をオン状態にして商用交流電力を
室外ユニットＢに供給するようにし、室外ユニットＢか
らマイコン９に電源電圧を供給するようにしているが、
空気調和機の待機状態では、マイコン９により、スイッ
チ手段２をオフ状態にして室外ユニットＢへの商用交流
電力の供給を遮断する。これにより、室外ユニットＢで
の無駄な電力の消費をなくすことができるが、この室外
ユニットＢからマイコン９や受光ユニット１０への電源
電圧の供給もされなくなる。そこで、この待機時電力供
給システムは、商用交流電源１から直接電力をマイコン
９や受光ユニット１０に供給するようにするものであ
り、しかも、スイッチ手段３をオン，オフ制御すること
により、マイコン９や受光ユニット１０に必要最小限度
の電力が供給されるようにしている。

【００２３】このように、この実施形態では、空気調和
機の待機状態では、室外ユニットＢでの電力消費をなく
すとともに、この待機状態でも電力を必要とするマイコ
ン９に対しても、必要最小限度の電力を供給するように
しているものである。従って、待機状態での消費電力を
大幅に低減することが可能となる。

【００２４】次に、図２を用いてこの実施形態及びこれ
を用いた空気調和機の動作を説明する。但し、図２は空
気調和機の通常運転状態と待機状態でのこの実施形態を
構成するスイッチ手段２，３及び２重層コンデンサ７の
状態を示すものである。

【００２５】リモコンからの運転指令によって空気調和
機が通常運転状態にあるときには、マイコン９からの制
御信号Ｓ₁によってスイッチ手段２がオンしており、商
用交流電源１からの商用交流電圧は、このスイッチ手段
２を介して室外ユニットＢに供給される。

【００２６】室外ユニットＢでは、この商用交流電圧が
整流ダイオード２９ａ〜２９ｄからなる全波整流回路２
９と平滑コンデンサ３０とによって整流平滑されて直流
電圧が生成され、さらに、スイッチングトランス３１ａ
とスイッチング素子３１ｂとからなる室外ユニットＢの
制御電源としてのスイッチング電源３１により、この直
流電圧からアクティブコンバータ２２のスイッチング素
子２２ｂを駆動する制御ＩＣ２４やインバータ２５を構
成する半導体スイッチング素子２５ａ〜２５ｆのドライ
ブ回路２６ａ〜２６ｆ，電動膨張弁３５の駆動回路３
４，室外ファンモータ３７の駆動回路３６の電源電圧が
生成される。また、スイッチング電源３１の１つの出力
直流電圧は、レギュレータ３２で一定の電圧値に設定さ
れた後、室外ユニットＢの制御回路としてのマイコン３
３に電源電圧として供給される。

【００２７】マイコン３３は、このようにして電源電圧
が供給されると、制御信号Ｓ₃を発生し、これによって
リレースイッチ１９，２０をオン状態にする。

【００２８】さらに、スイッチング電源３１の１つの出
力直流電圧は、リレースイッチ２０を介して室内ユニッ
トＡに供給される。室内ユニットＡでは、室外ユニット
Ｂから供給されるこの直流電圧が、室内ファンモータ１
８の制御回路１７に電源電圧として供給されるととも
に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１で所定の電圧値に変換さ
れ、２重層コンデンサ７に充電電圧として、また、パネ
ル駆動モータ１４や風向板駆動モータ１６の駆動回路１
３，１５に電源電圧として夫々供給される。２重層コン
デンサ７に充電電圧は、マイコン９に電源電圧として供
給される。

【００２９】ここで、電圧検出素子８が２重層コンデン
サ７の両端電圧を検出し、その検出結果をマイコン９に
供給する。マイコン９は、この検出結果から２重層コン
デンサ７の両端電圧が予め決められた規定の電圧範囲内
にあるか否かを判定し、この判定結果に応じて制御信号
Ｓ₂を発生し、この制御信号Ｓ₂によってスイッチ手段３
をオン，オフ制御するが、空気調和機の通常運転時に
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの充電電圧によって
充電される２重層コンデンサ７の両端電圧はこの規定の
電圧範囲のほぼ上限に保持されているので、この制御信
号Ｓ₂によってスイッチ手段３がオフ状態に保持され
る。

【００３０】なお、通常運転時では、室外ユニットＢに
おいて、商用交流電源１からスイッチ手段２及びリレー
スイッチ１９を介して整流ダイオード２１ａ〜２１ｄか
らなる全波整流回路２１に商用交流電圧が供給され、こ
れで全波整流電圧が生成されてアクティブコンバータ２
２に供給される。このアクティブコンバータ２２では、
制御ＩＣ２４によってマイコン３３からの制御信号Ｓ₄
に応じてオン，オフ駆動されるスイッチング素子２２ｂ
とインダクタ２２ａとによって昇圧される。この昇圧さ
れた電圧は、ダイオード２２ｃを介し、平滑コンデンサ
２２ａに供給されて平滑され、直流電圧が生成される。
この直流電圧はインバータ２５に電源電圧として印加さ
れる。

【００３１】また、室内ユニットＡのマイコン９は、図
示しないリモコンから受光ユニット１０を介して室内設
定温度や図示しない室内温度センサの検出温度などの情
報を取り込み、これをインターフェイスＨＩＣ１２を介
して室外ユニットＢのマイコン３３に転送する。そこ
で、このマイコン３３は、かかる情報と圧縮機モータ２
７のロータ磁極位置を検出する位置検出回路２８からの
検出出力とから制御信号Ｓ₅を形成する。ドライブ回路
２６ａ〜２６ｆは、この制御信号Ｓ₅に応じてインバー
タ２５の半導体スイッチング素子２５ａ〜２５ｆをオ
ン，オフ制御する。このようにして、インバータ２５で
圧縮機モータ２７の駆動信号が生成され、この圧縮機モ
ータ２７は、室内温度をリモコン操作による設定温度に
一致させるように、動作する。

【００３２】このようにして、空気調和機の通常運転状
態では、２重層コンデンサ７の充電電圧が、室外ユニッ
トＢからの直流電圧により、上記規定電圧範囲のほぼ上
限に保持されるから、室内ユニットＡでのマイコン９に
は、常に一定の電源電圧が供給されることになり、マイ
コン９は受光ユニット１０からのデータや図示しない室
温センサなどからの検出データを受けることができる。

【００３３】次に、空気調和機の通常運転状態にあると
きに、図示しないリモコンから受光ユニット１０を介し
て運転停止指令が送られてくると（時刻ｔ₁）、この実
施形態の待機時電力供給システムが作動する。マイコン
９は、この運転停止指令に基づいて制御信号Ｓ₁を発生
し、スイッチ手段２をオフ状態とする。これにより、商
用交流電源１からの室外ユニットＢへの商用交流電圧の
供給が遮断され、従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１か
らの２重層コンデンサ７への充電電圧の供給が遮断され
る。このときには、２重層コンデンサ７への充電電圧が
上記規定電圧範囲のほぼ上限に設定されているので、マ
イコン９には、必要とする電源電圧が供給されている。
しかし、この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から直流
電圧が出力されず、また、スイッチ手段３がオフしてい
るので、２重層コンデンサ７には、電圧が印加されてお
らず、このために、この２重層コンデンサ７の充電電圧
は時間の経過とともに低下していく。

【００３４】一方、マイコン９は、電圧検出素子８によ
り、この２重層コンデンサ７の両端電圧、即ち、充電電
圧を常時監視しており、この充電電圧が上記規定電圧範
囲の下限に達すると（時刻ｔ₂，ｔ₄）、マイコン９がこ
れを検知し、制御信号Ｓ₂を発生してスイッチ手段３を
オン状態にする。

【００３５】そこで、商用交流電源１からこのスイッチ
手段３を介して整流ダイオード４ａ〜４ｄからなる全波
整流回路４に商用交流電圧が供給されて整流され、この
整流電圧は平滑コンデンサ５で平滑されて直流電圧が生
成されて補助電源６に供給される。この補助電源６は定
電圧回路であって、平滑コンデンサ５の出力直流電圧か
らＤＣ−ＤＣコンバータ１１からの直流電圧にほぼ等し
い所定の電圧値の安定した直流電圧を形成する。この補
助電源６の出力直流電圧は２重層コンデンサ７に印加さ
れる。これにより、２重層コンデンサ７は充電され、そ
の充電電圧が上記規定電圧範囲のほぼ上限に達すると
（時刻ｔ₃，ｔ₅）、マイコン９は電圧検出素子８によっ
てこれを検知し、制御信号Ｓ₂を発生してスイッチ手段
３をオフ状態にする。

【００３６】このようにして、補助電源６から２重層コ
ンデンサ７に間欠的に電圧が供給されることにより、こ
の２重層コンデンサ７からマイコン９に上記規定電圧範
囲内の電源電圧が常時供給されることになり、マイコン
９は動作状態に保持される。

【００３７】その後、リモコンから運転指令があると
（時刻ｔ₆）、マイコン９はこの指令に応じて制御信号
Ｓ１を発生し、スイッチ手段２をオン状態にして室外ユ
ニットＢを動作状態にする。これにより、室外ユニット
ＢからＤＣ−ＤＣコンバータ１１を介して直流電圧が２
重層コンデンサ７に供給され、この２重層コンデンサ７
の充電電圧が上記規定電圧範囲のほぼ上限に保持され
る。また、これを電圧検出素子８が検出することによ
り、マイコン９は制御信号Ｓ２を発生してスイッチ手段
３をオフ状態に保持する。

【００３８】なお、空気調和機を商用交流電源１から切
り離しているときには、スイッチ手段３はオン状態に、
スイッチ手段２はオフ状態に夫々保持されており、空気
調和機の取り付け後などによって商用交流電源１を接続
すると、空気調和機は待機状態となって、商用交流電圧
がスイッチ手段３を介して全波整流回路４に供給され
る。これにより、上記のように、２重層コンデンサ７の
充電が行なわれ、その充電電圧が上記の規定電圧範囲の
ほぼ上限に達すると、マイコン９が制御信号Ｓ２を出力
してスイッチ手段３をオフ状態とし、以後、リモコンか
ら運転指令があるまで、上記のように、スイッチ手段３
がオン，オフしてマイコン９の電源電圧を上記規定電圧
範囲内に保持する。また、空気調和機の待機状態で商用
交流電源１を切り離すと、２重層コンデンサ７の充電電
圧が上記規定電圧範囲内にある期間、スイッチ手段３は
オン状態に保持されているが、この充電電圧がこの規定
電圧範囲の下限に達すると、マイコン９が制御信号Ｓ２
を発生してスイッチ手段３をオン状態にする。従って、
商用交流電源１を切り離したままにしておくと、スイッ
チ手段３はオン状態に保持される。

【００３９】以上のように、この実施形態では、空気調
和機の待機状態では、室外ユニットＢへの電力供給を遮
断することは勿論のこと、室内ユニットＡにおいても、
リモコンからの指令を取り込むマイコン９にのみ電力を
供給するだけであり、しかも、マイコン９への電力供給
も、２重層コンデンサ７からの電源電圧を規定電圧範囲
内に保ち必要な期間だけ電力を供給するものであるか
ら、マイコン９を動作状態に保持しながら、空気調和機
の待機状態での電力消費を必要最小限度にすることがで
きて、消費電力の大幅な低減を図ることができる。

【００４０】図３は本発明による電気製品の待機時電力
供給システムの他の実施形態を示すブロック図であっ
て、ここでは、電気製品として冷蔵庫を例とするもので
あり、４０は商用交流電源、４１は倍電圧整流回路、４
１ａ，４１ｂは整流ダイオード、４２ａ，４２ｂは平滑
コンデンサ、４３はスイッチ手段、４４は制御電源とし
てのスイッチング電源、４４ａはスイッチングトラン
ス、４４ｂはスイッチング素子、４５ａ，４５ｂはレギ
ュレータ、４６は２重層コンデンサ、４７は電圧検出素
子、４８はマイコン、４９はインバータを構成するＩＰ
Ｍ（Intelligent Power Module）、４９ａ〜４９ｆは半
導体スイッチング素子、５０ａ〜５０ｆはドライブ回
路、５１は制御回路、５２は圧縮機モータ、５３はロー
タ磁極位置検出回路、５４はダンパー制御回路、５５は
電動ダンパー、５６は庫内ファン及び機械室ファンの制
御回路、５７は庫内ファンモータ、５８は機械室ファン
モータである。

【００４１】同図において、整流ダイオード４１ａ，４
１ｂと平滑コンデンサ４２ａ，４２ｂとは倍電圧整流回
路４１を構成しており、商用交流電源４０から商用交流
電圧が供給されてこの商用交流電圧よりも高電圧値の直
流電圧が生成される。この直流電圧はＩＰＭ４９に、電
源電圧として、供給される。また、ＩＰＭ４９の半導体
スイッチング素子４９ａ〜４９ｆを駆動するドライブ回
路５０ａ〜５０ｆやこれらスイッチング素子の制御回路
５１、電動ダンパー５５の制御回路５４、庫内ファンモ
ータ５７や機械室ファンモータ５８の制御回路５６、圧
縮機モータ５２のロータ磁極の位置を検出するロータ磁
極位置検出回路５３夫々の電源電圧は、スイッチングト
ランス４４ａとスイッチング素子４４ｂとからなる制御
電源としてのスイッチング電源４４から、あるいは、さ
らに、レギュレータ４５ａで所定の電圧値に設定された
後、供給される。

【００４２】電動ダンパー５５の制御回路５４や庫内フ
ァンモータ５７，機械室ファンモータ５８の制御回路５
６に電源電圧として供給されるスイッチング電源４４の
出力電圧は、また、レギュレータ４５ｂで所定の電圧値
に設定された後、２重層コンデンサ４６に供給されてこ
れを充電する。この２重層コンデンサ４６の充電電圧が
マイコン４８に電源電圧として供給される。また、この
２重層コンデンサ４６の両端電圧、即ち、充電電圧が電
圧検出素子４７によって常時検出されており、マイコン
４８は、この電圧検出素子４７の検出結果を取り込むこ
とにより、２重層コンデンサ４６の充電電圧を常時監視
している。

【００４３】倍電圧整流回路４１とスイッチング電源４
４とはスイッチ手段４３を介して接続されており、この
スイッチ手段４３は、マイコン４８からの制御信号Ｓ_A
によってオン，オフ制御される。

【００４４】マイコン４８は冷蔵庫のシステム全体を管
理及び制御するシステム制御回路であって、ロータ磁極
位置検出回路５３の検出出力や庫内の図示しない温度セ
ンサの検出出力などを取り込み、これらの検出出力に応
じた制御信号Ｓ_Bを生成してドライブ回路５０ａ〜５０
ｆを制御する。これに応じて制御回路５１がＩＰＭ４９
の各半導体スイッチング素子４９ａ〜４９ｆをオン，オ
フ駆動し、圧縮機モータ５２をマイコン４８が指定する
回転数で回転させる。

【００４５】冷蔵庫の場合、マイコン４８が庫内温度を
常時監視しており、庫内温度が設定温度と異なると、制
御信号Ｓ_Bを出力してドライブ回路５０ａ〜５０ｆに供
給し、これに応じてＩＰＭ４９を動作させることによ
り、圧縮機モータ５２を回転駆動して図示しない冷凍サ
イクルを動作状態にする。また、これとともに、マイコ
ン４８は制御回路５４，５６に制御信号を送り、電動ダ
ンパー５５や庫内ファンモータ５７，機械室ファンモー
タ５８を動作させる。

【００４６】かかる状態を、以下、通常運転状態という
が、この通常運転状態では、マイコン４８が制御信号Ｓ
_Aによってスイッチ手段４３をオン状態とし、倍電圧整
流回路４１から出力される直流電圧をスイッチング電源
回路４４に常時供給するようにし、このスイッチング電
源４４からマイコン４８やドライブ回路５０ａ〜５０
ｆ、制御回路５１，５４，５６、ロータ磁極回転位置検
出回路５３に電源電圧が供給される。この場合、マイコ
ン４８は電圧検出素子４７の検出出力を取り込まない。

【００４７】庫内温度が上記の設定温度に安定している
場合には、冷凍サイクルを動作させる必要がないので、
マイコン４８はＩＰＭ４９の動作を停止させて圧縮機モ
ータ５２を停止状態とし、また、制御回路５４，５６の
動作を停止させる。かかる状態を、以下、待機状態、あ
るいは停止状態という。

【００４８】この停止状態でも、マイコン４８は庫内温
度を監視する必要があり、このため、マイコン４８を動
作状態にしておく必要がある。従って、この停止状態で
消費電力を必要最小限度に低減するためには、マイコン
４８にのみ電力を供給するようにする必要がある。そこ
で、この冷蔵庫においても、本発明による待機時電力供
給システムを設け、停止状態での消費電力の必要最小限
度への低減を実現するものである。

【００４９】図３においては、本発明による待機時電力
供給システムがスイッチ手段４３と２重層コンデンサ４
６と電圧検出素子４７とで構成される。以下、図４を用
いてこの待機時電力供給システムの動作を説明する。但
し、図４は圧縮機モータ５２が通常運転状態にあるとき
と停止（待機）状態にあるときのスイッチ手段４３の動
作と２重層コンデンサ４６の充電電圧の変化を示してい
る。

【００５０】通常運転状態では、さきに説明したよう
に、マイコン４８が制御信号Ｓ_Aによってスイッチ手段
４３をオン状態とし、スイッチング電源４４から上記各
部に電源電圧を供給するようにする。また、マイコン４
８は、２重層コンデンサ４６の充電電圧が電源電圧とし
て供給される。この場合、マイコン４８は電圧検出素子
４７の検出出力を取り込まず、スイッチ手段４３をオン
状態に保持している。従って、２重層コンデンサ４６は
スイッチング電源４４の出力直流電圧によって常時充電
され、その充電電圧が常時マイコン４８の電源電圧とし
て必要な規定電圧範囲のほぼ上限に保持されている。

【００５１】マイコン４８は、庫内温度が安定している
ことから、圧縮機モータ５２を停止させて停止状態にす
ると（時刻ｔ₁’）、制御信号Ｓ_Aによってスイッチ手段
４３をオフ状態にする。これにより、倍電圧整流回路４
１からスイッチング電源４４への直流電圧の供給が遮断
され、ドライブ回路５０ａ〜５０ｆや制御回路５１，５
４，５６、ロータ磁極回転位置検出回路５３への電源電
圧の供給がなくなる。しかし、２重層コンデンサ４６は
充電されたままであるので、その充電電圧がそのまま電
源電圧としてマイコン４８に供給され、マイコン４８は
動作状態に維持される。

【００５２】また、停止状態となるとともに、マイコン
４８は電圧検出素子４７の検出出力を取り込み始める。
即ち、この電圧検出素子４８の検出出力によってマイコ
ン４８は２重層コンデンサ４６の充電電圧を常時監視
し、この２重層コンデンサ４６の充電電圧が低下して上
記の規定電圧範囲の下限に達すると、マイコン４８は制
御信号Ｓ_Aによってスイッチ手段４３をオン状態にする
(時刻ｔ₂’，ｔ₄’）。これにより、倍電圧整流回路４
１からスイッチング電源４４に直流電圧が供給され、こ
のスイッチング電源４４の出力電圧によって２重層コン
デンサ４６の充電電圧が上昇する。そして、この２重層
コンデンサ４６の充電電圧が上記の規定電圧範囲の上限
に達すると、マイコン４８が電圧検出素子４７の検出出
力によってこれを検知し、制御信号Ｓ_A によってスイッ
チ手段４３を再びオフ状態にする。

【００５３】停止状態では、この動作が繰り返され、こ
れにより、２重層コンデンサ４６の充電電圧、従って、
マイコン４８の電源電圧が上記の規定電圧範囲内に保持
される。

【００５４】その後、マイコン４８が庫内温度の予め設
定されて大きさ以上の変動を検知すると、マイコン４８
は制御信号ＳＡによってスイッチ手段４３をオン状態に
保持し、通常運転状態に設定する(時刻ｔ₆’）。

【００５５】なお、冷蔵庫を室内の所定の場所に取り付
ける場合の商用交流電源１が切り離されているときに
は、スイッチ手段４３はオン状態となっており、商用交
流電源１が接続されるとともに、倍電圧整流回路４１か
らスイッチング電源４４に直流電圧が供給されて通常運
転状態に設定される。

【００５６】以上のようにして、この実施形態では、待
機時、スイッチ手段４３がオン，オフ制御されることに
より、マイコン４８の電源電圧が常時２重層コンデンサ
４６から供給されることになり、マイコン４８を動作状
態に維持することができるし、マイコン４８以外の回路
への電源電圧の供給を遮断することができる。従って、
待機状態では、マイコン４８のみに電力を供給するとい
う最小限度の電力消費の状態とすることができ、しか
も、２重層コンデンサ４６の充電電圧が上記の規定電圧
範囲の下限に達したときのみ商用交流電源１から電力を
供給すればよいので、待機時の消費電力を大幅に低減す
ることができる。

【００５７】なお、図３に示す冷蔵庫においては、待機
時、スイッチ手段４３がオンするとともに、スイッチン
グ電源４４からマイコン４８以外の回路にも無駄な電力
が供給されることになるが、通常、２重層コンデンサ４
６においては、放電期間に比べて充電期間はほとんど無
視できる程度に短かいものであり、従って、マイコン４
８以外の回路での電力消費量は無視できる程度のもので
ある。

【００５８】以上、空気調和機と冷蔵庫とを例にして本
発明の実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態
にのみに限定されるものではなく、他の電気製品にも適
用可能であることはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による待機
時電力供給システムによれば、常時動作状態にしておく
必要がある制御手段には、充電手段を介して商用交流電
源から電力が供給されるものであって、待機時では、そ
の充電電圧が低下したときのみ該充電手段にから電力を
供給すればよく、該制御手段を動作状態に維持しなが
ら、待機時での消費電力を大幅に低減することができ
る。

【００６０】また、本発明による空気調和機によれば、
通常運転状態では、室内制御手段の電源電圧として、室
内ユニットの各部に電源電圧を供給する室外電源手段の
出力電圧で充電される充電手段の充電電圧が用いられ、
また、待機状態では、商用交流電源から室外電源手段へ
の電力供給が遮断されるとともに、室内ユニットでは、
商用交流電源からスイッチ手段を介して補助電源に電力
が供給され、該補助電源の出力電圧で該充電手段を充電
するとともに、該室内制御手段が該充電手段の充電電圧
を監視しながら該スイッチ手段をオン，オフ制御するこ
とにより、該充電電圧が該室内制御手段の電源電圧とし
て必要な規定の電圧範囲内に保持されるようにしている
ものであるから、通常運転状態，待機状態のいずれにお
いても、室内制御手段を動作状態に保持しながら、待機
状態での消費電力を大幅に低減することができる。

【００６１】さらに、本発明の冷蔵庫によると、通常運
転状態では、スイッチ手段を介して電源手段に常時電力
が供給され、該電源手段で各部の電源電圧が生成される
とともに、該電源手段の出力電圧で充電手段を充電し、
該充電手段の充電電圧を各部を制御する制御手段の電源
電圧とし、待機状態では、該制御手段が、該充電手段の
充電電圧を監視しながら、該スイッチ手段をオン，オフ
制御することにより、該充電電圧が該制御手段の電源電
圧として必要な規定の電圧範囲内に保持されるようにし
ているものであるから、通常運転状態，待機状態のいず
れにおいても、室内制御手段を動作状態に保持しなが
ら、待機状態での消費電力を大幅に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による待機時電力供給システムの一実施
形態を用いた空気調和機の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示した実施形態の動作を示す図である。

【図３】本発明による待機時電力供給システムの他の実
施形態を用いた冷蔵庫を示すブロック図である。

【図４】図３に示した実施形態の動作を示す図である。

【符号の説明】

Ａ 空気調和機の室内ユニット Ｂ 空気調和機の室外ユニット １ 商用電源 ２，３ スイッチ手段 ４ 全波整流回路 ５ 平滑コンデンサ ６ 補助電源 ７ ２重層コンデンサ ８ 電圧検出素子 ９ マイコン １０ 受光ユニット １１ ＤＣ−ＤＣコンバータ １２ インターフェースＨＩＣ １３ パネル制御回路 １４ パネル駆動用モータ １５ 風向板制御回路 １６ 風向板駆動用モータ １７ 室内ファンモータ制御回路 １８ 室内ファンモータ １９，２０ リレースイッチ ２１ 全波整流回路 ２２ａ インダクタ ２２ｂ スイッチング素子 ２２ｃ ダイオード ２３ 平滑コンデンサ ２４ 制御ＩＣ ２５ インバータ ２５ａ〜２５ｆ 半導体スイッチング素子 ２６ａ〜２６ｆ ドライブ回路 ２７ 圧縮機モータ ２８ ロータ磁極位置検出回路 ２９ 全波整流回路 ３０ 平滑コンデンサ ３１ スイッチング電源 ３３ マイコン ４０ 商用交流電源 ４１ 倍弾圧整流回路 ４３ スイッチ手段 ４４ スイッチング電源 ４６ ２重層コンデンサ ４７ 電圧検出素子 ４８ マイコン ４９ ＩＰＭ ４９ａ〜４９ｆ 半導体スイッチング素子 ５０ａ〜５０ｆ ドライブ回路 ５１ 制御回路 ５２ 圧縮機モータ ５３ ロータ磁極位置検出回路 ５４ ダンパ制御回路 ５５ 電動ダンパ ５６ 庫内ファン及び機械室ファンの制御回路 ５７ 庫内ファン ５８ 機械室ファンモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 展昭 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 石井 誠 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 加藤 浩二 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 GA07 HA01 LA01 MA20 NA19 3L060 AA03 CC10 DD01 EE45 5G065 AA01 DA04 DA06 DA07 EA06 FA01 GA04 GA06 HA16 JA07 KA02 KA05 LA01 MA01 MA02 MA03 MA09 MA10 5H007 AA00 BB06 CA01 CB05 CC07 CC12 DB03 DB09 DB12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電源からの商用交流電圧を直流
   電圧に変換する変換手段と、各部を制御する制御手段
   と、該変換手段の出力直流電圧から該制御手段の電源電
   圧のための直流電圧を生成する生成手段とを備え、該制
   御手段によって通常運転状態と待機状態とが設定される
   電気製品の待機時電力供給システムであって、 該変換手段から該生成手段への直流電圧の供給をオン，
   オフするスイッチ手段と、 該生成手段の出力電圧で充電され、その充電電圧を該制
   御手段の電源電圧とする充電手段とを設け、 該制御手段は、通常運転時には、該スイッチ手段を常時
   オン状態とし、待機時には、該充電手段の充電電圧が該
   制御手段の電源電圧として必要な予め設定された規定の
   電圧範囲内に保持されるように、該スイッチ手段をオ
   ン，オフ制御することを特徴とする待機時電力供給シス
   テム。
2. 【請求項２】 室外ユニットにインバータなどの各部の
   制御を行なう室外制御手段と商用交流電源からの商用交
   流電力が供給されて該室外制御手段を含む各部の電源電
   圧を生成する室外電源手段とが設けられ、室内ユニット
   に外部からの指令を受信する室内制御手段と該室外電源
   手段の出力電圧から該室内制御手段の電源電圧を生成す
   る室内電源手段とが設けられた空気調和機において、 該商用交流電源から該室外電源手段への該商用交流電力
   の供給をオン，オフする第１のスイッチ手段と、 該商用交流電源から該商用交流電力が供給される補助電
   源と、 該商用交流電源から該補助電源への該商用交流電力の供
   給をオン，オフする第２のスイッチ手段と、 該室内電源手段の出力電圧と該補助電源の出力電圧とで
   充電され、その充電電圧を該室内制御手段の電源電圧と
   する充電手段と、 該充電手段の充電電圧を検出する充電電圧検出手段とと
   からなる待機時電力供給システムを設け、 該室内制御手段は、 外部から通常運転指令を受けたときには、該第１のス
   イッチ手段をオン状態に、該第２のスイッチ手段をオフ
   状態に夫々設定し、 外部から待機指令を受けたときには、該第１のスイッ
   チ手段をオフ状態に設定するとともに、該充電電圧検出
   手段の検出出力から該充電手段の充電電圧を監視し、該
   充電電圧が該第２の制御手段の電源電圧として必要な規
   定の電圧範囲内に保持されるように、該第２のスイッチ
   手段をオン，オフ制御することを特徴とする空気調和
   機。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記室内制御手段は、前記充電手段の充電電圧が前記規
   定の電圧範囲の下限に達したとき、前記第２のスイッチ
   手段をオンとし、前記充電手段の充電電圧が前記規定の
   電圧範囲の上限に達したとき、前記第２のスイッチ手段
   をオフとすることを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】 商用交流電源からの商用交流電圧を直流
   電圧に変換する整流平滑手段と、該整流平滑手段の出力
   直流電圧を電源電圧とし冷凍サイクルの圧縮機モータの
   駆動信号を生成するインバータと、該インバータの駆動
   手段と、該駆動手段などを制御する制御手段と、該整流
   平滑手段の出力直流電圧から該駆動手段や該制御手段の
   電源電圧を生成する電源手段とを備え、該制御手段が該
   圧縮機モータを回転駆動して該冷凍サイクルを運転状態
   とする通常運転状態と該圧縮機モータを停止させて該冷
   凍サイクルを停止状態とする待機状態とに設定可能とし
   た冷蔵庫において、 該整流平滑手段から該電源手段への直流電圧の供給をオ
   ン，オフするスイッチ手段と、 該電源手段の出力電圧によって充電され、その充電電圧
   を該制御手段の電源電圧とする充電手段と、 該充電手段の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と とからなる待機時電力供給システムを設け、 該制御手段は、 通常運転状態を設定したときには、該スイッチ手段を
   オン状態に保持し、 待機状態を設定したときには、該充電電圧検出手段の
   検出出力から該充電手段の充電電圧を監視し、該充電電
   圧が該制御手段の電源電圧として必要な規定の電圧範囲
   内に保持されるように、該スイッチ手段をオン，オフ制
   御することを特徴とする冷蔵庫。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記制御手段は、前記充電手段の充電電圧が前記規定の
   電圧範囲の下限に達したとき、前記スイッチ手段をオン
   とし、前記充電手段の充電電圧が前記規定の電圧範囲の
   上限に達したとき、前記スイッチ手段をオフとすること
   を特徴とする冷蔵庫。