JP2003106620A

JP2003106620A - 空気調和機

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Publication number: JP2003106620A
Application number: JP2001295666A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Kato; 康昭加藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09
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Also published as: JP3986282B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低廉且つ安全性の高い空気調和機を提供す
る。【解決手段】室内機（図示せず）及び室外機３０より
なる室内外機分離形の空気調和機において、室外機３０
が室外機３０の制御を行う制御回路１２および制御回路
１３を備え、制御回路１３を商用交流電源１に対して絶
縁し、制御回路１２を商用交流電源１に対して非絶縁と
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、室内機及び室外機
よりなる室内外機分離形の空気調和機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機における室外機の電気
的構成を図５に示す。商用交流電源４１が四つのダイオ
ードをブリッジ接続して成る整流回路４２の入力側に接
続される。整流回路４２の正極性側出力端にコンデンサ
４３の正極性側が接続され、整流回路４２の負極性側出
力端にコンデンサ４３の負極性側が接続される。

【０００３】コンデンサ４３の両端は、インバータ回路
４４の入力側、インバータ回路４６の入力側、及び絶縁
電圧変換回路４８の入力側に接続される。インバータ回
路４４の出力側は圧縮機駆動用モータ４５に接続され、
インバータ回路４６の出力側は室外ファン駆動用モータ
４７に接続され、絶縁電圧変換回路４８の出力側は制御
回路４９に接続される。

【０００４】なお、インバータ回路４４及び４６は６個
のスイッチング素子を３相全波ブリッジ接続したもので
ある。また、絶縁電圧変換回路４８は、スイッチ、絶縁
トランス、整流ダイオード、平滑コンデンサ、及び定電
圧電源回路を備えている。

【０００５】また、制御回路４９は、フォトカプラ５０
を介してインバータ回路４４内の各スイッチング素子の
制御端子に接続され、フォトカプラ５１を介してインバ
ータ回路４６内の各スイッチング素子の制御端子に接続
される。したがって、図５では省略しているが、制御回
路４９とインバータ回路４４とを接続する信号線は６本
であってその信号線各々にフォトカプラ５０が設けら
れ、制御回路４９とインバータ回路４６とを接続する信
号線は６本であってその信号線各々にフォトカプラ５１
が設けられる。

【０００６】そして、モータコイルに発生する誘起電圧
を圧縮機駆動用モータ４５のモータコイル端子から検出
してロータ位置を検出するロータ位置検出回路（図示せ
ず）がフォトカプラ（図示せず）を介して制御回路４９
に接続され、モータコイルに発生する誘起電圧を室外フ
ァン駆動用モータ４７のモータコイル端子から検出して
ロータ位置を検出するロータ位置検出回路（図示せず）
がフォトカプラ（図示せず）を介して制御回路４９に接
続される。

【０００７】さらに、制御回路４９は、フォトカプラ５
２及び５３を介して室内機内に設けられて室内機の制御
を行う制御回路（図示せず）と接続される。

【０００８】次に、このような構成の室外機の動作につ
いて説明する。商用交流電源４１から供給される交流電
圧は、整流回路４２により全波整流されたのち、コンデ
ンサ４３により平滑化され、直流電圧Ｖ_DC4となる。こ
の直流電圧Ｖ_DC4が、インバータ回路４４、インバータ
回路４６、及び絶縁電圧変換回路４８に供給される。

【０００９】インバータ回路４４は直流電圧Ｖ_DC4を三
相の正弦波状電圧に変換し、その三相の正弦波状電圧を
圧縮機駆動用モータ４５に供給する。また、インバータ
回路４６は直流電圧Ｖ_DC4を三相の正弦波状電圧に変換
し、その三相の正弦波状電圧を室外ファン駆動用モータ
４７に供給する。そして、絶縁電圧変換回路４８は直流
電圧Ｖ_DC4を直流電圧Ｖ_DC5に変換し、その直流電圧Ｖ
_DC5を制御回路４９に供給する。

【００１０】制御回路４９は直流電圧Ｖ_DC5を駆動電圧
とする。制御回路４９は、室内機内の制御回路（図示せ
ず）とフォトカプラ５２及び５３を介して通信して冷房
開始の命令を受け取るなどする。制御回路４９は、メモ
リ５４に予め格納されているデータを参照して、その命
令及びモータのロータ位置に応じた制御信号を作成す
る。そして、制御回路４９は、その制御信号をフォトカ
プラ５０及び５１を介してインバータ回路内のスイッチ
ング素子に送出し、インバータ回路４４及び４６を制御
する。これにより、インバータ回路４４及び４６は命令
に応じた正弦波状電圧を生成することができる。

【００１１】制御回路４９は、インバータ回路４４及び
４６の制御の他に熱交換サイクルの各電子制御弁の制
御、サーミスタの出力信号検出、直流電圧Ｖ_DC4の検
出、力率改善及び／又は直流電圧の昇降圧を行うパルス
振幅変調（ＰＡＭ）制御を行うが、それに関係する部分
の構成及び動作については説明を省略する。

【００１２】図５に示す従来の空気調和機が備える室外
機４０では、制御回路４９は絶縁電圧変換回路４８及び
フォトカプラ５０〜５３によって商用交流電源４１に対
して電気的に絶縁されていた。

【００１３】一方、従来の空気調和機には、図５の構成
から絶縁電圧変換回路４８及びフォトカプラ５０〜５３
を除き、制御回路４９を商用交流電源４１に対して電気
的に非絶縁とした形態のものもある。以下、このような
形態の空気調和機を従来の空気調和機Ｂと呼び、図５の
構成の室外機４０を備える空気調和機を従来の空気調和
機Ａと呼ぶことにする。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機Ａで
は、多数のフォトカプラが必要となることからコストの
増加を招くといった問題があった。一方、従来の空気調
和機Ｂでは故障又は動作不具合などが起こったときの安
全性が確保されないといった問題があった。室外機の電
気回路を構成するときには、これらの問題点を考慮した
上でその設計方針により従来の空気調和機Ａ又は従来の
空気調和機Ｂのどちらかを選択していた。

【００１５】また近年のモータ制御高性能化に伴い、モ
ータ制御機能を充実させた制御回路が広まってきたが、
それらの制御回路の中にはモータ制御以外のシーケンス
制御などを不得意とするものがある。さらにこれらの室
外機制御を一つの制御回路内に一つのプログラムで記述
すると煩雑・複雑化が増していくという問題もあった。

【００１６】本発明は、上記の問題点に鑑み、低廉且つ
安全性の高い空気調和機を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る空気調和機においては、室内機及び室
外機よりなり、前記室外機内に前記室外機の制御を行う
第１の制御手段および第２の制御手段を備え、前記第１
の制御手段を交流電源に対して絶縁し、前記第２の制御
手段を前記交流電源に対して非絶縁とする。

【００１８】また、室外機の効率的に動作させる観点か
ら、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とが通信
を行うようにしてもよい。

【００１９】また、プログラム修正の際の負担を軽減す
る観点から、前記第１の制御手段が記憶手段を備え、前
記記憶手段が前記第２の制御手段のプログラム変数初期
値の一部又は全部を保持するようにしてもよい。

【００２０】また、前記第２の制御手段が電気的に破壊
された場合でも室内機側が室外機の状態を認識できるよ
うにする観点から、前記室内機内に前記室内機の制御を
行う第３の制御手段を備え、前記第１の制御手段と前記
第３の制御手段とが通信を行うようにしてもよい。

【００２１】また、電気耐圧の低いサーミスタの使用を
可能にしたり温度異常の誤検出を防止する観点から、前
記室外機内にサーミスタを備え、前記第１の制御手段が
前記サーミスタの出力信号を検出するようにしてもよ
い。

【００２２】また、電気耐圧の低い膨張弁制御用モータ
及び駆動回路の使用を可能にする観点から、熱交換に用
いられる冷媒の流量を調節する膨張弁を前記室外機内に
備え、前記第１の制御手段が前記膨張弁の開放度を制御
するようにしてもよい。

【００２３】また、絶縁素子の数量を低減する観点か
ら、前記室外機内にファン駆動用モータを備え、前記第
２の制御手段が前記ファン駆動用モータの駆動を制御し
てもよい。

【００２４】また、絶縁素子の数量を低減する観点か
ら、前記室外機内に圧縮機駆動用モータを備え、前記第
２の制御手段が前記圧縮機駆動用モータの駆動を制御し
てもよい。

【００２５】また、モータ制御の高性能化を図る観点か
ら、前記圧縮機駆動用モータを３相モータとし、前記圧
縮機駆動用モータに３相交流電力を供給するインバータ
手段を前記室外機内に備えるともに、前記インバータ手
段が具備する３相スイッチング素子のうち常に２相のス
イッチング素子のみがスイッチング動作を行うように、
前記第２の制御手段が前記インバータ手段を制御しても
よい。

【００２６】また、低コスト化を図る観点から、前記交
流電源の出力電圧又は該出力電圧を整流手段によって整
流した整流電圧を入力してスイッチング素子とインダク
タンスによるエネルギの蓄積及び放出によってパルス電
圧を出力するパルス振幅変調手段を前記室外機内に備
え、前記第２の制御手段が前記スイッチング素子をＯＮ
／ＯＦＦ制御してもよい。

【００２７】また、低コスト化を図る観点から、前記交
流電源から出力される電圧を整流する整流手段と、前記
整流手段から出力される電圧を平滑する平滑手段と、前
記平滑手段が出力する直流電圧を検出する直流電圧検出
手段と、を前記室外機内に備え、前記第２の制御手段が
前記直流電圧検出手段の出力信号を検出してもよい。

【００２８】また、低コスト化を図る観点から、前記整
流手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記
直流電圧検出手段の出力信号及び前記入力電流検出手段
の出力信号を入力して前記直流電圧が所定の値以上であ
るとき又は前記入力電流が所定の値以上であるときに異
常信号を出力する異常検出手段と、を前記室外機内に備
え、前記第２の制御手段が前記異常検出手段の異常信号
を検出してもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照して説明する。本発明に係る空気調和機における
室外機の電気的構成を図１に示す。商用交流電源１が電
流検出回路２を介して四つのダイオードをブリッジ接続
して成る整流回路３の入力側に接続される。なお、電流
検出回路２にはカレントトランス等を用いるとよい。

【００３０】整流回路３の出力側は、チョークコイルＬ
１とダイオードＤ１とＮＰＮ型の絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar T
ransistor）Ｑ１から成るパルス振幅変調回路（以下、
ＰＡＭ回路という）４を介してコンデンサ５に接続され
る。すなわち、整流回路３の正極性側出力端にチョーク
コイルＬ１の一端が接続され、チョークコイルの他端に
ダイオードＤ１のアノード及びトランジスタＱ１のコレ
クタが接続され、ダイオードＤ１のカソードにコンデン
サ５の正極性側が接続され、整流回路３の負極性側出力
端にトランジスタＱ１のエミッタ及びコンデンサ５の負
極性側が接続される。なお、トランジスタＱ１のベース
は制御回路１２に接続される。

【００３１】コンデンサ５の両端は、インバータ回路６
の入力側、インバータ回路８の入力側、非絶縁電圧変換
回路１０の入力側、絶縁電圧変換回路１１の入力側、及
び直流電圧検出回路２４に接続される。

【００３２】インバータ回路６の出力側は圧縮機駆動用
モータ７に接続され、インバータ回路８の出力側は室外
ファン駆動用モータ９に接続される。また、非絶縁電圧
変換回路１０の出力側は制御回路１２に接続され、絶縁
電圧変換回路１１の出力側は制御回路１３に接続され
る。なお、圧縮機駆動用モータ７及び室外ファン駆動用
モータ９は、３相ＤＣブラシレスモータである。

【００３３】直流電圧検出回路２４は２個の抵抗の直列
接続体である。直流電圧検出回路２４の出力端である２
個の抵抗の接続ノードが、制御回路１２及び異常検出回
路１４の一方の入力側に接続される。また、電流検出回
路２が異常検出回路１４の他方の入力側に接続される。
そして、異常検出回路１４の出力側が制御回路１２に接
続される。

【００３４】なお、インバータ回路６及び８は図２に示
すように６個のＮＰＮ型の絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタＱ２〜Ｑ７を３相全波ブリッジ接続したもので
ある。図２において、端子ａ１〜ａ２は入力側であり、
端子ｂ１〜ｂ３は出力側であり、端子ｃ１〜ｃ６には制
御回路からの制御信号が入力される。トランジスタを保
護するためのダイオードが、トランジスタＱ２〜Ｑ７そ
れぞれのコレクタ−エミッタ間に逆方向接続されてい
る。尚、トランジスタＱ２〜Ｑ４側をインバータ回路の
上相と呼び、トランジスタＱ５〜Ｑ７側をインバータ回
路の下相と呼ぶ。

【００３５】また、非絶縁電圧変換回路１０は、スイッ
チ、非絶縁トランス、整流ダイオード、平滑コンデン
サ、及び定電圧電源回路を備えており、絶縁電圧変換回
路１１は、スイッチ、絶縁トランス、整流ダイオード、
平滑コンデンサ、及び定電圧電源回路を備えている。

【００３６】制御回路１２は、直接インバータ回路６及
び８内のスイッチング素子に接続される。そして、モー
タコイルに発生する誘起電圧を圧縮機駆動用モータ７の
モータコイル端子から検出してロータ位置を検出するロ
ータ位置検出回路（図示せず）が直接制御回路１２に接
続され、モータコイルに発生する誘起電圧を室外ファン
駆動用モータ９のモータコイル端子から検出してロータ
位置を検出するロータ位置検出回路（図示せず）が直接
制御回路１２に接続される。

【００３７】制御回路１３は、サーミスタ１５と、駆動
回路１６を介して膨張弁駆動用ステッピングモータ１７
とに接続される。また、制御回路１２と制御回路１３と
は、フォトカプ１８及び１９を介して接続される。さら
に、制御回路１３は、フォトカプラ２０及び２１を介し
て室内機内に設けられて室内機の制御を行う制御回路
（図示せず）と接続される。

【００３８】このような構成により、制御回路１３は商
用交流電源１に対して電気的に絶縁され、制御回路１２
は商用交流電源１に対して電気的に絶縁されない。そし
て、インバータ回路６及び８が制御回路１２に直接接続
されているので、フォトカプラの数を低減することがで
き、低コスト化を図ることができる。また、人が触れる
可能性のあるサーミスタ１５が制御回路１３に接続され
ているので、人が感電するおそれがなくなる。

【００３９】次に、このような構成の室外機の動作につ
いて、冷房定格運転を例にとって説明する。商用交流電
源１から供給される交流電圧は、整流回路３により全波
整流され、ＰＡＭ回路４によって力率改善及び／又は昇
降圧され、コンデンサ５により平滑化されて、直流電圧
Ｖ_DC1となる。この直流電圧Ｖ_DC1が、インバータ回路
６、インバータ回路８、非絶縁電圧変換回路１０、及び
絶縁電圧変換回路１１に供給される。

【００４０】インバータ回路６は直流電圧Ｖ_DC1を三相
電圧に変換し、その三相電圧を圧縮機駆動用モータ７に
供給する。また、インバータ回路８は直流電圧Ｖ_DC1を
三相電圧に変換し、その三相電圧を室外ファン駆動用モ
ータ９に供給する。

【００４１】そして、非絶縁電圧変換回路１０は直流電
圧Ｖ_DC1を直流電圧Ｖ_DC2に変換し、その直流電圧Ｖ_DC2
を制御回路１２に供給する。また、絶縁電圧変換回路１
１は直流電圧Ｖ_DC1を直流電圧Ｖ_DC3に変換し、その直流
電圧Ｖ_DC3を制御回路１３に供給する。制御回路１２は
直流電圧Ｖ_DC2を駆動電圧とし、制御回路１３は直流電
圧Ｖ_DC3を駆動電圧する。

【００４２】まず、冷房定格運転を行う指令信号が室内
機内の制御回路（図示せず）よりフォトカプラ２０を介
して制御回路１３に送信される。

【００４３】制御回路１３は冷房定格運転を行う指令信
号をフォトカプラ１８を介して制御回路１２へ送信す
る。制御回路１３は、メモリ２３に冷房定格運転時の圧
縮機駆動用モータ回転数Ｎ１と室外ファン駆動用モータ
回転数Ｎ２を保持しており、そのデータは冷房定格運転
を行う指令信号とともに制御回路１２に送信される。ま
た、制御回路１３はバッファ回路からなる駆動回路１６
に信号を与えて膨張弁駆動用ステッピングモータ１７を
制御して、膨張弁（図示せず）により熱交換器（図示せ
ず）の冷媒流量を調節する。

【００４４】制御回路１２は、制御回路１３から送られ
たデータをメモリ２２に保持する。そして、制御回路１
２は、圧縮機駆動用モータ７のロータ位置に応じた回転
数Ｎ１を目標値としたパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ
信号という）を直接インバータ回路６に出力する。イン
バータ回路６においてＰＷＭ信号に応じたスイッチング
が行われることにより、圧縮機駆動用モータ７へ目標の
電流が与えられ、圧縮機駆動用モータ７の回転数が回転
数Ｎ１に到達する。また、制御回路１２は、室外ファン
駆動用モータ９のロータ位置に応じた回転数Ｎ２を目標
値としたＰＷＭ信号を直接インバータ回路８に出力す
る。インバータ回路８においてＰＷＭ信号に応じたスイ
ッチングが行われることにより、室外ファン駆動用モー
タ９へ目標の電流が与えられ、室外ファン駆動用モータ
９の回転数が回転数Ｎ２に到達する。

【００４５】通常、室外機に設けられる制御回路は、圧
縮機駆動用モータ及び室外ファン駆動モータのモータコ
イルに各相に対応する図３に示す対称３相正弦波状電圧
Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗが印加されるように、圧縮機駆動用モ
ータに電力を供給するインバータ回路及び室外ファン駆
動モータに電力を供給するインバータ回路それぞれにＰ
ＷＭ信号を出力する。

【００４６】一方、室外機に設けられる制御回路は、圧
縮機駆動用モータ及び室外ファン駆動モータのモータコ
イルに各相に対応する図４に示す３相電圧Ｅｕ’、Ｅ
ｖ’、Ｅｗ’が印加されるように、圧縮機駆動用モータ
に電力を供給するインバータ回路及び室外ファン駆動モ
ータに電力を供給するインバータ回路それぞれにＰＷＭ
信号を出力する場合もある。この場合、モータ線間電圧
は、図３に示した対称３相正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅ
ｗを印加する場合と同じであるにもかかわらず、常に1
相はスイッチングが行われないため損失低減となりモー
タ性能向上となる。

【００４７】しかし、インバータ回路の上相と下相との
短絡を防止する期間（以下、デッドタイムという）の影
響が図３に示す対称３相正弦波状電圧Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗ
を印加する場合では各相でほぼ均一であるが、図４に示
す３相電圧Ｅｕ’、Ｅｖ’、Ｅｗ’を印加する場合では
各相で大きく異なる。このため、従来のモータ制御装置
において、室外機に設けられる制御回路が、圧縮機駆動
用モータ及び室外ファン駆動モータのモータコイルに図
４に示す３相電圧Ｅｕ’、Ｅｖ’、Ｅｗ’が印加される
ように、圧縮機駆動用モータに電力を供給するインバー
タ回路及び室外ファン駆動モータに電力を供給するイン
バータ回路それぞれにＰＷＭ信号を出力すると、電流波
歪みが生じていた。

【００４８】本実施形態の空気調和機の場合、制御回路
１２がフォトカプラ等の絶縁素子を介さずにインバータ
回路６及び８に直接ＰＷＭ信号を出力するので、デッド
タイムを十分に小さくすることができる。

【００４９】したがって、制御回路１２が、圧縮機駆動
用モータ７及び室外ファン駆動モータ９のモータコイル
に図４に示すような３相電圧Ｅｕ’、Ｅｖ’、Ｅｗ’が
印加されるように、インバータ回路６及び８それぞれに
ＰＷＭ信号を出力することが望ましい。これにより、電
流波歪を小さくした上で、損失低減によるモータ性能向
上が実現される。

【００５０】なお、制御回路１２は、メモリ２２に予め
格納されている正弦波データから３相電圧Ｅｕ’、Ｅ
ｖ’、Ｅｗ’と同一波形のデータを生成し、そのデータ
と三角波とを比較することによってＰＷＭ信号を生成す
る。

【００５１】制御回路１２は、インバータ回路６に回転
数Ｎ１に応じたＰＷＭ信号を出力しインバータ回路８に
回転数Ｎ２に応じたＰＷＭ信号を出力した段階で、フォ
トカプラ１９を介して、冷房定格運転に到達したことを
制御回路１３へ送信する。そうすると、制御回路１３は
冷房定格運転に到達したと判定し、それに応じた膨張弁
制御を行う。

【００５２】また、電流検出回路２の出力信号と直流電
圧検出回路２４の出力信号とが異常検出回路１４に入力
される。いずれかの出力信号が一定のしきい値を越える
と、異常検出回路１４は制御回路１２に異常信号を出力
する。さらに、直流電圧検出回路２４の出力端は制御回
路１２のＡ／Ｄ端子にも接続されている。これにより、
制御回路１２は直流電圧Ｖ_DC1の電圧レベルを直接検出
することができる。

【００５３】そして、異常検出回路１４から異常信号が
発せられたときには、制御回路１２は圧縮機駆動用モー
タ７及び室外ファン駆動用モータ９の運転を一旦停止さ
せ、フォトカプラ１９を介して制御回路１３に運転停止
指令を送信する。また、制御回路１３は、フォトカプラ
２１を介して室内機内の制御回路（図示せず）に異常信
号を送信する。その後、制御回路１２は、直流電圧Ｖ
_DC1の電圧レベルを検出することにより、過電流であっ
たか過電圧であったかの判定を行い、その判定結果に応
じた運転復帰の制御を行う。

【００５４】ＰＡＭ回路４は、インダクタンスＬ１によ
るエネルギ蓄積効果を利用して力率改善及び／又は直流
電圧Ｖ_DC1の昇降圧を行う。制御回路１２はＡ／Ｄ端子
により検出した直流電圧Ｖ_DC1の電圧レベルをフィード
バック値としてトランジスタＱ１のスイッチングを制御
する。これにより、直流電圧Ｖ_DC1の昇降圧を所望の値
にすることができる。

【００５５】モータに最適電圧を与えるには直流電圧Ｖ
_DC1の値に応じてインバータ回路６及び８に出力するＰ
ＷＭ信号のデューティを決定する必要があることから、
直流電圧Ｖ_DC1の値とＰＷＭ信号のデューティとの双方
を制御する回路を備える構成の場合は、その比率の制御
も必要となる。上述したように、制御回路１２が双方の
制御を行う構成とすれば、制御回路１２内での演算のみ
で高速かつ高性能な制御が実現される。

【００５６】圧縮機、熱交換器、二方弁などに設けられ
たサーミスタ１５は制御回路１３のＡ／Ｄ端子に接続さ
れている。制御回路１３は、サーミスタ１５からの出力
信号が所定のしきい値以上であるとき異常と判定し、フ
ォトカプラ１８を介して制御回路１２へ運転停止指令を
送信する。また、制御回路１３はフォトカプラ２１を介
して室内機内の制御回路（図示せず）へ各々の異常信号
を送信する。

【００５７】なお、本発明は上述した実施形態に何ら限
定されるのではない。

【００５８】例えば、上述した実施形態ではＤＣブラシ
レスモータを利用したが、誘導モータ、リラクタンスモ
ータなどでもよく、モータの種類は何ら制限されない。

【００５９】また、上述した実施形態ではファンモータ
駆動は制御回路１２がインバータ回路８を直接制御する
形態としたが、モータ駆動専用ＩＣを用い、制御回路１
２はそのモータ駆動専用ＩＣに速度指令を与えるだけの
形態としてもよい。

【００６０】また、上述した実施形態では図４に示すよ
うにモータコイル各相において最大電圧のときに対応す
るインバータ回路の絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タがスイッチング動作を行わないようにしたが、最小電
圧のときに対応するインバータ回路の絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタがスイッチング動作を行わないよう
にしてもよい。

【００６１】また、ＰＡＭ回路４は整流回路３の後段に
設けられているが、整流回路３の前段に設けてもよく、
また昇圧動作だけを行うようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によると、室外機内に室外機の制
御を行う第１の制御手段および第２の制御手段を備え、
第１の制御手段を交流電源に対して絶縁し、第２の制御
手段を交流電源に対して非絶縁とするので、フォトカプ
ラ等の絶縁素子の数量を減少させ低コスト化を図ること
ができるとともに、人が触れる可能性のある部分を第１
の制御手段に接続することによって人が感電するおそれ
がなくなり、故障又は動作不具合などが起こったときの
安全性も確保することができる。また、第２の制御手段
がモータ制御のみを行う構成にすることができるので、
近年広まってきたモータ制御機能を充実させた制御回路
を利用しやすい構成である。さらに、室外機制御を制御
回路毎に分割してプログラム記述できるので、プログラ
ムの煩雑・複雑化を避けることができる。

【００６３】また、本発明によると、第１の制御手段と
第２の制御手段とが通信を行うので、室外機制御を制御
手段毎に分割してプログラム記述しても連系がとれる。
これにより、室外機を効率的に動作させることができ
る。

【００６４】また、本発明によると、第１の制御手段が
記憶手段を備え、その記憶手段が第２の制御手段のプロ
グラム変数初期値の一部又は全部を保持するので、プロ
グラム修正を行う際の負担を軽減することができ、低コ
スト化を図ることができる。

【００６５】また、本発明によると、室内機内に室内機
の制御を行う第３の制御手段を備え、第１の制御手段と
第３の制御手段とが通信を行うので、第２の制御手段が
電気的に破壊された場合でも室内機側が室外機の状態を
認識できる。また、電気的な破壊が空気調和機全体に及
ぶおそれがなくなる。

【００６６】また、本発明によると、室外機内にサーミ
スタを備え、第１の制御手段が前記サーミスタの出力信
号を検出するので、交流電源と非絶縁の部分にサーミス
タを配置する必要がない。これにより、電気耐性の低い
サーミスタを使用することができる。また、第２の制御
手段の破壊が起こった場合でも、実際には起きていない
温度異常が発せられることはない。

【００６７】また、本発明によると、熱交換に用られる
冷媒の流量を調節する膨張弁を室外機内に備え、第１の
制御手段がその膨張弁の開放度を制御するので、交流電
源と非絶縁の部分に膨張弁駆動手段（ステッピングモー
タ及び駆動回路）を配置する必要がない。これにより、
低い電気耐圧の膨張弁駆動手段（ステッピングモータ及
び駆動回路）を使用することができる。

【００６８】また、本発明によると、室外機内にファン
駆動用モータを備え、第２の制御手段がファン駆動用モ
ータの駆動を制御するので、ファン駆動用モータに電力
供給するインバータ手段のスイッチング素子と第２の制
御手段との間にフォトカプラ等の絶縁素子を設ける必要
がなくなる。これにより、低コスト化を図ることができ
る。

【００６９】また、本発明によると、室外機内に圧縮機
駆動用モータを備え、第２の制御手段が圧縮機駆動用モ
ータの駆動を制御するので、圧縮機駆動用モータに電力
を供給するインバータ手段のスイッチング素子と第２の
制御手段との間にフォトカプラ等の絶縁素子を設ける必
要がなくなる。これにより、低コスト化を図ることがで
きる。

【００７０】また、本発明によると、３相モータである
圧縮機駆動用モータに３相交流電力を供給するインバー
タ手段を室外機内に備えるともに、そのインバータ手段
に設けられる３相スイッチング素子のうち常に２相のス
イッチング素子のみがスイッチング動作を行うように、
第２の制御手段がインバータ手段を制御する。第２の制
御手段とインバータ手段とがフォトカプラ等の絶縁素子
を介して接続されていないので、絶縁素子での制御信号
遅延が発生しないためデッドタイムを小さくすることが
できる。これにより、電流歪みをおこすことなくインバ
ータ手段に設けられる３相スイッチング素子のうち常に
２相のスイッチング素子のみがスイッチング動作を行う
ように、第２の制御手段がインバータ手段を制御するこ
とができる。その結果、低損失となり、モータ制御を高
性能化することができる。

【００７１】また、本発明によると、交流電源の出力電
圧又は該出力電圧を整流手段によって整流した整流電圧
を入力してスイッチング素子とインダクタンスによるエ
ネルギの蓄積及び放出によってパルス電圧を出力するパ
ルス振幅変調手段を室外機内に備え、第２の制御手段が
パルス振幅変調手段内のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御するので、パルス振幅変調制御専用ＩＣが必要な
くなる。これにより、低コスト化を図ることができる。
また、第２の制御手段が圧縮機駆動用モータの駆動制御
とパルス振幅変調制御を行う場合、第２の制御手段での
演算のみで圧縮機駆動用モータに最適な電圧を与えるこ
とができるので、高速かつ高性能な制御が実現できる。

【００７２】また、本発明によると、交流電源から出力
される電圧を整流する整流手段と、整流手段から出力さ
れる電圧を平滑する平滑手段と、平滑手段が出力する直
流電圧を検出する直流電圧検出手段と、を室外機内に備
え、第２の制御手段が直流電圧検出手段の出力信号を検
出するので、第２の制御手段と直流電圧検出手段との間
にフォトカプラ等の絶縁素子を設ける必要がなくなる。
これにより、低コスト化を図ることができる。また、第
２の制御手段のＡ／Ｄ端子に直流電圧検出手段の出力端
を直接接続することができるので、ＶＦ変換などを行う
手段が不要となり、直流電圧の電圧レベル検出が容易に
なる。

【００７３】また、本発明によると、交流電源から出力
される電圧を整流する整流手段と、整流手段から出力さ
れる電圧を平滑する平滑手段と、平滑手段が出力する直
流電圧を検出する直流電圧検出手段と、整流手段の入力
電流を検出する入力電流検出手段と、直流電圧検出手段
の出力信号及び入力電流検出手段の出力信号を入力して
直流電圧が所定の値以上であるとき又は入力電流が所定
の値以上であるときに異常信号を出力する異常検出手段
と、を室外機内に備え、第２の制御手段が直流電圧検出
手段の出力信号及び異常検出手段の異常信号を検出する
ので、第２の制御手段と直流電圧検出手段との間及び第
２の制御手段と異常検出手段との間にフォトカプラ等の
絶縁素子を設ける必要がなくなる。これにより、低コス
ト化を図ることができる。また、過電流と過電圧の出力
を共通化しているので第２の制御手段の端子数の節約と
なる。また、第２の制御手段は直流電圧の電圧レベル検
出も行っているので、異常信号が過電圧によるものか過
電流によるものかを第２の制御手段が判定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機における室外機
の電気的構成を示す図である。

【図２】図１の室外機が備えるインバータ回路の
構成を示す図である。

【図３】対称３相正弦波状電圧を示す図である。

【図４】モータ線間電圧が対称３相正弦波状電圧
と等しくなる３相電圧を示す図である。

【図５】従来の空気調和機における室外機の電気
的構成を示す図である。

【符号の説明】

１商用交流電源２電流検出回路４パルス振幅変調回路６、８インバータ回路７圧縮機駆動用モータ９室外ファン駆動用モータ１０非絶縁電圧変換回路１１絶縁電圧変換回路１２、１３制御回路１４異常検出回路１５サーミスタ１７膨張弁駆動用ステッピングモータ１８〜２１フォトカプラ２４直流電圧検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内機及び室外機よりなる室内外機分離形
の空気調和機において、前記室外機内に前記室外機の制
御を行う第１の制御手段および第２の制御手段を備え、
前記第１の制御手段を交流電源に対して絶縁し、前記第
２の制御手段を前記交流電源に対して非絶縁とすること
を特徴とする空気調和機。
【請求項２】前記第１の制御手段と前記第２の制御手段
とが通信を行う請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】前記第１の制御手段が記憶手段を備え、前
記記憶手段が前記第２の制御手段のプログラム変数初期
値の一部又は全部を保持する請求項２に記載の空気調和
機。
【請求項４】前記室内機内に前記室内機の制御を行う第
３の制御手段を備え、前記第１の制御手段と前記第３の
制御手段とが通信を行う請求項１〜３のいずれかに記載
の空気調和機。
【請求項５】前記室外機内にサーミスタを備え、前記第
１の制御手段が前記サーミスタの出力信号を検出する請
求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項６】熱交換に用いる冷媒の流量を調節する膨張
弁を前記室外機内に備え、前記第１の制御手段が前記膨
張弁の開放度を制御する請求項１〜５のいずれかに記載
の空気調和機。
【請求項７】前記室外機内にファン駆動用モータを備
え、前記第２の制御手段が前記ファン駆動用モータの駆
動を制御する請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和
機。
【請求項８】前記室外機内に圧縮機駆動用モータを備
え、前記第２の制御手段が前記圧縮機駆動用モータの駆
動を制御する請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和
機。
【請求項９】前記圧縮機駆動用モータが３相モータであ
って、前記圧縮機駆動用モータに３相交流電力を供給す
るインバータ手段を前記室外機内に備えるともに、前記インバータ手段が具備する３相スイッチング素子の
うち常に２相のスイッチング素子のみがスイッチング動
作を行うように、前記第２の制御手段が前記インバータ
手段を制御する請求項８に記載の空気調和機。
【請求項１０】前記交流電源の出力電圧又は該出力電圧
を整流手段によって整流した整流電圧を入力してスイッ
チング素子とインダクタンスによるエネルギの蓄積及び
放出によってパルス電圧を出力するパルス振幅変調手段
を前記室外機内に備え、前記第２の制御手段が前記スイッチング素子をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御する請求項１〜９のいずれかに記載の空気調和
機。
【請求項１１】前記交流電源から出力される電圧を整流
する整流手段と、前記整流手段から出力される電圧を平
滑する平滑手段と、前記平滑手段が出力する直流電圧を
検出する直流電圧検出手段と、を前記室外機内に備え、前記第２の制御手段が前記直流電圧検出手段の出力信号
を検出する請求項１〜１０のいずれかに記載の空気調和
機。
【請求項１２】前記整流手段の入力電流を検出する入力
電流検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力信号及び
前記入力電流検出手段の出力信号を入力して前記直流電
圧が所定の値以上であるとき又は前記入力電流が所定の
値以上であるときに異常信号を出力する異常検出手段
と、を前記室外機内に備え、前記第２の制御手段が前記異常検出手段の異常信号を検
出する請求項１１に記載の空気調和機。