JP2004286238A - 冷却装置の制御回路及び冷却装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定常圧縮機の冷媒もしくは可変圧縮機の冷媒が異常に高圧となると、圧力スイッチ14a,14bのいずれかがオフする。これにより、定常圧縮機に電源を供給するためのリレー96はオフするとともに、発光ダイオード22,24が点灯しなくなる。発光ダイオード22の消光に伴って冷媒制御用マイコン39は異常な高圧を検知する。発光ダイオード24の消光に伴って積分回路50が出力する電圧V1はなだらかに低減する。これにより比較回路60の出力端の電位はインバータ制御用マイコン68が供給する電位に拘わらず、強制的に接地電位となる。よって可変圧縮機に電源を供給するためのリレー87もオフする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ制御の冷却装置の制御回路及び制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来の冷却装置の構成を示す回路図である。この冷却装置においては、モータ92が三相交流電源91にリレースイッチ96b,96cを介して接続される。モータ92は冷媒を圧縮するための圧縮機(図示せず)を駆動する。リレースイッチ96b,96cの開閉はリレーコイル96aによって制御される。リレーコイル96aは、交流電源94に高圧圧力スイッチ95を介して接続されている。リレーコイル96a及びリレースイッチ96b,96cはリレー96を構成する。リレー96と高圧圧力スイッチ95とは接続線対93によって接続される。
【0003】
高圧圧力スイッチ95は、通常動作時はオンし、上記圧縮機における冷媒が異常な高圧となる異常高圧時にオフする。よって異常高圧時にはリレーコイル96aへの電源供給が遮断され、リレースイッチ96b,96cがオフする。従って三相交流電源91からモータ92への電源供給も遮断され、上記圧縮機を停止させる。
【0004】
このような高圧圧力スイッチを備えた冷却装置の例としては、特許文献1の技術が知られている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−211294号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インバータ制御の冷却装置においては、複数の圧縮機、例えば二つの圧縮機が採用される場合がある。一方の圧縮機は定電圧に基づいて回転するモータで駆動される。他方の圧縮機は、インバータで周波数変換を受けた電流が供給されるモータで駆動される。ここでは便宜上、前者の圧縮機を定常圧縮機、後者の圧縮機を可変圧縮機と称する。
【0007】
定常圧縮機と可変圧縮機の両方を備えた冷却装置では、定常圧縮機及び可変圧縮機のいずれの一方でも異常高圧が発生した場合に、定常圧縮機及び可変圧縮機の両方を停止させることが望ましい。
【0008】
図4はかかる場合に対応するために考え得る構成を例示する回路図である。図3に示されたリレーコイル96a及び高圧圧力スイッチ95に対し、直列にリレーコイル98a及び高圧圧力スイッチ97を追加した構成が示されている。高圧圧力スイッチ97は通常動作時はオンし、可変圧縮機の異常高圧を検出してオフする。またリレーコイル98aはリレースイッチ98b,98cと共にリレー98を構成し、リレースイッチ98b,98cの開閉を制御する。リレースイッチ98b,98cは図示されないインバータへの電源供給の有無を決定する。リレー98と高圧圧力スイッチ97とは接続線対99によって接続される。
【0009】
かかる構成を採用したとすれば、二つの問題点が考えられる。第1には接続線対99を介してインバータ側の電源ノイズが定常圧縮機に伝わり、悪影響を及ぼす点である。これに対処するためにはノイズフィルターを設けるなど、更に余分な部品が必要となることも考えられる。
【0010】
第2には、リレー96のみならず、リレー98も大きなリレーが必要となる点である。モータ92には大電流が供給されるので、リレースイッチ96b,96cは大きな接点が採用される。そしてこの大きな接点を駆動するためにリレーコイル96aは大きな電流を流す必要がある。よってリレー96には大きなリレーが必要であり、かつ交流電源94は商用電源程度の大きな電源が採用される。従って、これに接続されるリレー98も大きなリレーが必要となるのである。しかしながらインバータへの電源供給の有無を決定するリレースイッチ98b,98cスイッチとして、大きな接点は必要ではない場合がある。つまりこのような大きなリレーを二つも採用することは不必要にコストアップを招来することになりかねない。
【0011】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ノイズの影響が少なく、小型で低コストな冷却装置の制御回路及びそれを実現するための冷却装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の態様は冷却装置の制御回路であって、第1の冷媒の圧縮に用いられる第1のモータへの電源供給の有無を決定する第1の電源スイッチ(96)と、第2の冷媒の圧縮に用いられる第2のモータへの電源供給の有無を決定する第2の電源スイッチ(87)と、前記第1の電源スイッチの開閉を制御する第1の電源制御回路(8)と、前記第2の電源スイッチの開閉を制御する第2の電源制御回路(9)とを備える。前記第1の電源制御回路は、前記第1の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第1のスイッチ(14a)と、前記第2の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第2のスイッチ(14b)と、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの双方が導通の場合においてのみ発光可能な第1の発光素子(24)とを有し、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通の場合に前記第1の電源スイッチを非導通とする。前記第2の電源制御回路は、前記発光素子の光を受けて電気信号に変換する第1の受光素子(34)と、前記第1の受光素子が出力する前記電気信号を積分する積分回路(50)とを有し、前記積分回路の出力が基準電位より低い場合に前記第2の電源スイッチを非導通とする。
【0013】
この発明の第2の態様は第1の態様にかかる冷却装置の制御回路であって、前記第1の電源スイッチはリレーコイル及びリレースイッチを含むリレーを備え、前記第1の電源スイッチに備えられる前記リレーコイルは前記第1のスイッチ及び第2のスイッチを介して電源(6)に接続される。
【0014】
この発明の第3の態様は第2の態様にかかる冷却装置の制御回路であって、前記電源は交流電源であり、前記発光素子は第1の発光ダイオードを備え、前記第1の発光ダイオードは前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを介して交流電源に接続される。
【0015】
この発明の第4の態様は第3の態様にかかる冷却装置の制御回路であって、前記第2の電源制御回路は、前記第1の発光ダイオードと同じ向きに直列に接続される第2の発光ダイオード(22)と、前記第2の発光ダイオードの光が所定周期に則って明滅するか否かに基づいて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通であることを検出する圧力異常検知回路(37,31,39)とを更に有する。
【0016】
この発明の第5の態様は第4の態様にかかる冷却装置の制御回路であって、前記第2の電源制御回路は、前記積分回路の前記出力が前記基準電位より低い場合には第1の電位を出力し、前記基準電位以上の場合には絶縁状態となる出力端を備えた比較器(64)と、前記第2の電源スイッチを導通させる場合にのみ前記第1の電位とは異なる第2の電位が与えられる一端と、前記比較器の前記出力端と接続される他端とを備える抵抗素子(70)と、前記比較器の前記出力端の電位が前記第1の電位である場合及び前記第2の電位である場合に、前記第2の電源スイッチをそれぞれ非導通/導通とする出力段(72,74,76,80)とを更に有する。
【0017】
この発明の第6の態様は第5の態様にかかる冷却装置の制御回路であって、前記第2のモータへの電源供給が十分である場合にのみ、前記抵抗素子の前記一端に対して前記第2の電位が印加可能である。
【0018】
この発明の第7の態様は、第1の冷媒の圧縮に用いられる第1のモータへの電源供給の有無を決定する第1の電源スイッチ(96)と、第2の冷媒の圧縮に用いられる第2のモータへの電源供給の有無を決定する第2の電源スイッチ(87)と、前記第1の電源スイッチの開閉を制御する第1の電源制御回路(8)と、前記第2の電源スイッチの開閉を制御する第2の電源制御回路(9)とを備える冷却装置の制御方法である。前記第1の電源制御回路は、前記第1の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第1のスイッチ(14a)と、前記第2の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第2のスイッチ(14b)と、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの双方が導通の場合においてのみ発光可能な第1の発光素子(24)とを有する。前記第2の電源制御回路は、前記発光素子の光を受けて電気信号に変換する第1の受光素子(34)と、前記第1の受光素子が出力する前記電気信号を積分する積分回路(50)とを有する。そして当該制御方法は、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通の場合に前記第1の電源スイッチを非導通とする。前記積分回路の出力が基準電位より低い場合に前記第2の電源スイッチを非導通とする。
【0019】
この発明の第8の態様は第7の態様にかかる冷却装置の制御方法であって、前記冷却装置において、前記第1の電源スイッチはリレーコイル及びリレースイッチを含むリレーを備える。前記第1の電源スイッチに備えられる前記リレーコイルは前記第1のスイッチ及び第2のスイッチを介して交流電源(6)に接続される。また当該冷却装置は、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを介して前記交流電源に接続される発光ダイオード(22)を更に備える。そして当該制御方法は、前記発光ダイオードの光が所定周期に則って明滅するか否かに基づいて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通であることを検出する。
【0020】
例えば前記第2のモータへの電源供給はインバータによって行われ、前記第2の電源スイッチによって前記インバータに対する電源供給の有無を決定する。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態である冷却装置の制御回路1を主に示す回路図である。冷却装置としては例えば空気調和器、特にインバータ制御を採用した空気調和機(以下「インバータエアコン」)を採用することができる。
【0022】
制御回路1は大きく分けて二つの回路基板、すなわち冷媒制御基板2とインバータ制御基板4とから構成されている。冷媒制御基板2は、コネクタ16を介してリレー96に接続されており、リレー96の開閉を制御する。具体的にはリレー96が備えるリレーコイル96aがコネクタ16の一対の端子の間に接続される。リレー96が備えるリレースイッチ96b,96cは、例えば図3に示されるように、モータ92への電源供給の有無を決定する電源スイッチとして機能する。モータ92には図3に示されるようにインバータを介することなく三相交流電源91が接続されており、定速で運転される。つまりモータ92は定常圧縮機(図示省略)を駆動する定速モータである。
【0023】
インバータ制御基板4は、コネクタ78を介してリレー87に接続されており、リレー87の開閉を制御する。具体的にはリレー87が備えるリレーコイル87aがコネクタ78の一対の端子の間に接続される。リレー87が備えるリレースイッチ87b,87cは、例えばインバータへの電源供給の有無を決定する電源スイッチとして機能する。当該インバータは可変圧縮機(図示省略)を駆動する可変速モータへの電源を供給する。従ってリレースイッチ87b,87cは可変速モータへの電源供給の有無を決定するといえる。
【0024】
冷媒制御基板2には交流電源6が接続される。交流電源6は、100V程度以上(例えば200V)のいわゆる強電の交流を供給する。冷媒制御基板2は、スイッチ14a,14b、発光ダイオード22,24の直列接続を有しており、これらが交流電源6の間で直列に接続される。つまり発光ダイオード22,24はスイッチ14a,14bを介して交流電源6に接続される。
【0025】
スイッチ14aは、定常圧縮機の冷媒に圧力異常、例えば所定の値を超える高圧が発生した場合にオフし、圧力が正常な場合にはオンする。スイッチ14bは、可変圧縮機の冷媒に圧力異常、例えば所定の値を超える高圧が発生した場合にオフし、圧力が正常な場合にはオンする。発光ダイオード22,24は同じ向きで直列に接続されており、いずれも交流電源6が出力する電圧の半波においてのみ発光する。
【0026】
発光ダイオード22,24にはこれらを保護するためのダイオード18、抵抗素子20が直列に接続される。ダイオード18の向きは、発光ダイオード22,24の向きと同方向である。発光ダイオード22,24また発光ダイオード22にはこれを保護するための抵抗素子26及びノイズを除去するためのバイパスコンデンサ28が並列に接続されている。また発光ダイオード24にはこれを保護するための抵抗素子30及びノイズを除去するためのバイパスコンデンサ32が並列に接続されている。
【0027】
コネクタ16はスイッチ14a,14bを介して電源6に接続される。よってスイッチ14a,14bの両方が導通している場合には、交流電源6からリレーコイル96aに交流電圧が印加され、リレースイッチ96b、96cが導通する。これにより、定常圧縮機は運転し続ける。しかしスイッチ14a,14bの少なくともいずれか一方が非導通となった場合には、交流電源6からリレーコイル96aには交流電圧が印加されず、リレースイッチ96b、96cが非導通となって定常圧縮機は停止する。つまり、定常圧縮機の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、可変圧縮機の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、定常圧縮機は停止する。
【0028】
冷媒制御基板2は発光ダイオード22,24とそれぞれ結合してフォトカプラ33,35を構成する受光素子37、NPN型のフォトトランジスタ34を備えている。受光素子37はフォトトランジスタで実現することができる。
【0029】
受光素子37は発光ダイオード22の発光を電気信号に変換する。受光素子37の出力はアンプ31によって増幅され、冷媒制御用マイコン39に与えられる。冷媒制御用マイコン39は発光ダイオード22の発光に基づいてスイッチ14a,14bの導通/非導通を検知する。すなわち受光素子37、アンプ31、冷媒制御用マイコン39は発光ダイオード22の発光に基づいて圧力異常を検知する圧力異常検知回路として把握することができる。なお圧力異常の検知の詳細については後述する。
【0030】
フォトトランジスタ34の出力対、すなわちコレクタ及びエミッタは、それぞれコネクタ38の端子38a,38bに接続されている。なおノイズ除去のため、端子38a,38bにはコンデンサ36の一対の端がそれぞれに接続されている。
【0031】
フォトカプラ33,35の出力を扱うアンプ31、冷媒制御用マイコン39、コンデンサ36,コネクタ38には、数V〜数十Vのいわゆる弱電が供給される。またインバータ制御基板4にも後述するように弱電が供給され、強電は供給されない。よって冷媒制御基板2が備えるアンプ31、冷媒制御用マイコン39、コンデンサ36,コネクタ38と、インバータ制御基板4とを含めて、弱電制御回路9として把握することができる。
【0032】
弱電制御回路9に対して、冷媒制御基板2において交流電源6と電気的に接続される部分を強電制御回路8として把握することができる。このようにフォトカプラ33,35は強電制御回路8と弱電制御回路9を相互に絶縁しつつ、スイッチ14a,14bのオン/オフの状態を表す信号を弱電制御回路9へと伝達する。
【0033】
インバータ制御基板4はコネクタ40を備えており、これが冷媒制御基板2のコネクタ38と接続されて、スイッチ14a,14bのオン/オフの状態を表す信号が伝達される。コネクタ38の端子38a,38bは、それぞれコネクタ40の端子40a,40bと互いに接続される。
【0034】
従って強電制御回路8と弱電制御回路9との間でのノイズの伝搬を低減させることができ、ノイズフィルターを設ける必要がない。またリレー96,87の定格は互いに同程度にする必要がなく、不要に大きな定格の部品を二つ用いる必要がない。従って、製造コストを低減することができる。
【0035】
図2は本実施の形態の動作を説明するタイミングチャートであり、主として可変圧縮機の停止を説明する。時刻t=T1において定常圧縮機の冷媒の圧力が異常な高圧となった場合を想定する。グラフ(a)はスイッチ14bに流れる電流を示す。時刻T1以前では交流電源6によってスイッチ14aを介してスイッチ14bに交流電流が流れていた。しかし時刻T1にスイッチ14aが非導通となったことにより、時刻T1以降にはスイッチ14bには電流が流れなくなる。
【0036】
グラフ(b)は発光ダイオード22,24の発光の様子を示す。図中「ON」は発光している状態を示し、「OFF」は消光している状態を示す。時刻T1以前ではスイッチ14bに交流電流が流れていたため、その半周期毎に発光ダイオード22,24が明滅していた。しかし時刻T1にスイッチ14aが非導通となったことにより、時刻T1以降では発光ダイオード22,24は消光したままとなる。
【0037】
冷媒制御用マイコン39は、時刻T1から上述の交流電流の半周期t1が経過しても発光ダイオード22が発光しないことを、受光素子37及びアンプ31の動作によって検知することができる。半周期t1は、上述の交流電流の周波数が例えば50Hzの場合には、20msとなる。このように、時刻T1において定常圧縮機の冷媒の圧力が異常な高圧となった場合、冷媒制御用マイコン39は時刻(T1+t1)において、この異常な高圧が発生したことを検知する。グラフ(c)はアンプ31の出力を例示しており、発光ダイオード22が消光したままであることを検知した結果、当該出力は「L」から「H」へと遷移している。
【0038】
スイッチ14a,14bは直列に接続されているので、可変圧縮機の冷媒の圧力が異常な高圧となった場合にも、冷媒制御用マイコン39は時刻(T1+t1)において、この異常な高圧が発生したことを検知する。
【0039】
図1に戻って説明する。インバータ制御基板4は電源44、抵抗42,46を備えている。端子40aには抵抗42を介して電源44が接続されている。これにより、端子40a、38aを介してフォトトランジスタ34のコレクタには例えば15Vが印加される。
【0040】
フォトトランジスタ34のエミッタは、端子38b、40bを介して抵抗46の一端に接続される。抵抗46の他端は接地されており、フォトトランジスタ34に流れる電流に基づいて、抵抗46の両端において電圧V0が発生する。
【0041】
インバータ制御基板4は積分回路50、比較回路60を備えている。電圧V0が積分回路50に入力し、積分回路50の出力たる電圧V1が比較回路60に入力する。積分回路50は、例えば抵抗48とコンデンサ52で構成される1次のローパスフィルターで実現することができる。積分回路50は電圧V0を平滑化させる平滑回路として機能するとともに、後述する理由により電圧V0の変化を遅延させる遅延回路としても機能する。
【0042】
なお、電圧V1は抵抗48とコンデンサ52との接続点と、抵抗46の他端(ここでは接地されている)との間の電圧である。インバータ制御基板4は例えば5Vの電位を供給する電源56と、これにカソードが接続されるダイオード54を備えており、ダイオード54のアノードは上記接続点に接続されている。よって電圧V1はその最大値が、例えばほぼ5Vにクリッピングされる。
【0043】
比較回路60は、例えば抵抗58,62、オペアンプ64により実現できる。抵抗58,62は電源56と接地電位との間の電圧を分圧して基準電位Vrを生成する。基準電位Vrはオペアンプ64の正相入力端子に入力される。また電圧V1はオペアンプ64の逆相入力端子に入力される。電源56と接地電位との間の電圧はオペアンプ64の動作電源として採用され、電源56と接地との間にはノイズ除去等のためにコンデンサ66を設けることが望ましい。
【0044】
オペアンプ64の出力端は、例えばオープンコレクタ型で構成されている。そして、逆相入力端子に入力された電位が正相入力端子に入力された電位以上であればいわゆるハイインピーダンス状態(絶縁状態)となる。一方、正相入力端子に入力された電位よりも逆相入力端子に入力された電位の方が低ければ、電源として採用される二つの電位の内の低い方、ここでは接地電位が出力端に与えられる。オペアンプ64の出力端は、比較回路60の出力端として機能する。
【0045】
インバータ制御基板4はインバータ制御用マイコン68及び抵抗70を備えている。抵抗70の一端はインバータ制御用マイコン68に接続され、他端は比較回路60の出力端に接続されている。またインバータ制御基板4は抵抗72,76及びNPN型のトランジスタ74を備えており、これらは出力段回路を構成する。具体的にはトランジスタ74のベース・エミッタ間に抵抗76が接続され、トランジスタ74のベースと比較回路60の出力端との間に抵抗72が接続されている。
【0046】
トランジスタ74のコレクタはコネクタ78及びリレーコイル87aを介して電源80に接続されている。電源80は例えば15Vを供給する。リレー87は、インバータへの電源の有無の決定を行うのであるから、小型のものを採用することが可能である。従ってトランジスタ74がオンしてリレーコイル87aに電流を流すことによってリレースイッチ87b,87cを導通させることができ、インバータに対して電源が供給される。一方、トランジスタ74がオフすればリレーコイル87aに電流が流れずリレースイッチ87b,87cが非導通となり、インバータに対して電源が供給されなくなる。
【0047】
インバータ制御用マイコン68は図示されないインバータのスイッチング信号Jを出力する一方、当該インバータに対する電源供給が十分であるか否かを示す信号Dが入力する。当該信号Dはインバータに供給される電位を示す情報であってもよく、その場合にはインバータ制御用マイコン68が、当該インバータに供給される電位が十分であるか否かを判断する。
【0048】
インバータに対する電源供給が十分である場合にのみ、インバータ制御用マイコン68はインバータを動作させることが可能である。換言すれば、インバータに対する電源供給が不十分である場合には、インバータ制御用マイコン68はインバータを停止させ、その後再起動させる。かかる制御を、ここでは不足電圧制御と仮称する。信号Dに基づいて判断して、インバータに対する電源供給が不十分である場合には不足電圧制御を行うべく、抵抗70の一端に低電位(例えば接地電位)を与え、その後に改めて高電位(例えば5V)を与える。
【0049】
図2において、グラフ(d)は、電圧V1の経時変化を示している。時刻T1以前ではスイッチ14bに交流電流が流れていたため、その半周期毎に発光ダイオード24が明滅していた。その結果、電圧V0も当該交流電流の周期で変化しており、電圧V1は一定値Vmを採っていた。但し、既述の通り、ダイオード54の動作により、電圧V1はクリッピングされている。基準電圧Vrは一定値Vmよりも低く設定される。
【0050】
時刻T1にスイッチ14aが非導通となったことにより、発光ダイオード24は消光し、抵抗46には電流が流れなくなる。よって時刻T1以降では電圧V0が接地電位となり、電圧V1はなだらかに減少する。例えば電圧V1は時刻T1から時間t2経過後の時刻T2(=T1+t2)において基準電位Vrまで低下する。
【0051】
時刻T2以前では、電圧V1が基準電位Vr以上であるので、比較回路60の出力端はハイインピーダンス状態となり、その電位は抵抗70,72,76及びインバータ制御用マイコン68が出力する電位に依存する。抵抗70,72,76の値を適当に設定することにより、時刻T2以前ではインバータ制御用マイコン68の制御に基づいて、トランジスタ74をオン/オフさせ、リレー87のオン/オフを制御することができる。
【0052】
一方、時刻T2より後には、比較回路60の出力端は接地されるので、たとえインバータ制御用マイコン68が抵抗70の一端に5Vの電位を与えていたとしても、この5Vは抵抗70によって支持され、電圧V2は接地電位となる。よってインバータ制御用マイコン68が可変圧縮機を運転させようとしていても、トランジスタ74は強制的にオフし、可変圧縮機の運転が停止する。
【0053】
上記のように、スイッチ14aの非導通に基づいて、可変圧縮機の運転を停止することができる。同様にしてスイッチ14bの非導通に基づいて、可変圧縮機の運転を停止することができる。よってインバータ制御用マイコン68が可変圧縮機を運転するように制御している場合であるにも拘わらず、定常圧縮機の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、可変圧縮機の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、可変圧縮機は停止する。
【0054】
なお、コネクタ38,40の間の接続が不良となった場合にも、電圧V0は接地電位となるので、不足電圧制御によって可変圧縮機は停止する。
【0055】
グラフ(e)はインバータ制御用マイコン68が抵抗70の一端に与える電位を示す。時刻T2において電圧V2が低下し、トランジスタ74がオフしてインバータには電源が供給されなくなる。よって信号Dに基づいてインバータ制御用マイコン68は不足電圧制御を開始し、時刻T3(=T2+t3)において抵抗70の一端に与える電位を接地電位にする。ここで時間t3は例えば5ms程度である。
【0056】
上述のように、定常圧縮機の冷媒及び可変圧縮機の冷媒の少なくともいずれか一方の圧力が異常な高圧となった場合、冷媒制御用マイコン39がこれを検出するまでには時間t1が必要である。しかし時間t3の方が、時間t1よりも短いので、もしも積分回路50による遅延処理がなければ、不足電圧制御が行われることによって、圧力異常の検出が不確実となる可能性がある。
【0057】
しかし積分回路50を採用することによって、時刻T1における電圧V0の変化を、電圧V1が時刻T2において基準電位Vrよりも低くなる変化として、遅延させている。よって積分回路50は遅延回路としても把握することができる。つまり時間t2をマージンとして得ることができるので、不足電圧制御が行われる前に、圧力異常の検出を確実に行うことができる。
【0058】
より具体的には、式(1)に従い、少なくとも時間t1より時間(t2+t3)が大きくなるようにすべきであり、好ましくは、時間t1より時間(t2+t3)が十分大きくなるように基準電位Vrや積分回路50の時定数を設定する。
【0059】
【数1】
【0060】
ここで、時間t2は式(2)に基づいて求められる。
【0061】
【数2】
【0062】
例えば、時間t1は上述のように交流電源6の周期で決まり、時間t3は予め実験等により計測できる。よって、時間t1より時間(t2+t3)が十分大きくなるような時間t2を設定する。この時間t2を基に、式(2)を用いて積分回路50の時定数や通常動作時の電圧V1の一定値Vm、及び基準電位Vrを定め、それを基に抵抗48及びコンデンサ52の値、抵抗58,62の値を設計すればよい。
【0063】
また、本実施の形態では、平滑回路、遅延回路として積分回路50を、比較回路として比較回路60をそれぞれ一例として示したが、例えば積分回路50をオペアンプを用いて構成するなど、その他の回路構成によって同様の機能を実現するものとしてもよい。
【0064】
なお、この実施の形態において冷却装置の制御回路及び冷却装置の制御方法の一例として、インバータエアコンの制御回路1及びその制御方法を示したが、この発明はこれに限られるものではない。例えば、この発明の制御回路や制御方法を、冷蔵庫や冷凍庫等のその他の冷却装置に応用してもよい。
【0065】
【発明の効果】
この発明の第1の態様及び第7の態様によれば、第1の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、第2の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、第1のモータ及び第2のモータの双方の駆動を停止することができる。
【0066】
また第1の電源制御回路と第2の電源制御回路とは電気的に絶縁されている。従って第1の電源制御回路と第2の電源制御回路との間でのノイズが伝搬を低減させることができ、ノイズフィルターを設ける必要がない。また第1の電源スイッチの定格と、第2の電源スイッチの定格とを同程度にする必要がなく、不要に大きな定格の部品を二つ用いる必要がない。従って、製造コストを低減することができる。
【0067】
そして、第1のスイッチ及び第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通となった場合には、積分回路はなだらかに減少する電圧を出力する。従って、第1のスイッチ及び第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通となってから、積分回路の出力が基準電位より低くなる迄にマージンとしての時間を得ることができる。これにより、第2の電源スイッチの遮断に先立って、第1の冷媒及び第2の冷媒の少なくともいずれか一方の圧力が異常となったことを検出することもできる。
【0068】
この発明の第2の態様によれば、第1の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、第2の冷媒の圧力に異常が生じた場合にも、第1のモータへの電源供給を遮断することができる。
【0069】
この発明の第3の態様によれば、第1の発光ダイオードは交流電源の出力を半波整流して発光する。積分回路はその発光に応じた電気信号を積分する。積分回路は第1のスイッチ及び第2のスイッチがいずれも導通している場合にはほぼ一定の電圧を出力し、基準電圧をこの一定電圧よりも低く設定することにより、第2の電源スイッチによって第2のモータへの電源供給を供給することができる。
【0070】
この発明の第4の態様及び第8の態様によれば、第2の電源スイッチの遮断に先立って、第1の冷媒及び第2の冷媒の少なくともいずれか一方の圧力が異常となったことを検出できるので、その検出を確実に行うことができる。
【0071】
この発明の第5の態様によれば、圧力が正常な場合には比較器の出力端が絶縁状態となるので、抵抗素子の一端に与えられる電位に応じて、第2の電源スイッチは導通/非導通する。一方、圧力が異常な場合には抵抗素子の一端に第2の電位が与えられても、抵抗素子が第1の電位と第2の電位との電位差を支持する。従って比較器の出力端の電位は第1の電位となって第2の電源スイッチは非導通となる。
【0072】
この発明の第6の態様によれば、第2のモータへの電源供給が不十分な場合には第2の電源スイッチが遮断される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】従来の冷却装置の構成を示す回路図である。
【図4】本発明が解決する課題を説明する回路図である。
【符号の説明】
1 制御回路
8 強電制御回路
9 弱電制御回路
14a,14b スイッチ
22,24 発光ダイオード
34 フォトトランジスタ
37 受光素子
33,35 フォトカプラ
39 冷媒制御用マイコン
50 積分回路
60 比較回路
68 インバータ制御用マイコン
87,96 リレー
Claims (10)
- 第1の冷媒の圧縮に用いられる第1のモータへの電源供給の有無を決定する第1の電源スイッチ(96)と、
第2の冷媒の圧縮に用いられる第2のモータへの電源供給の有無を決定する第2の電源スイッチ(87)と、
前記第1の電源スイッチの開閉を制御する第1の電源制御回路(8)と、
前記第2の電源スイッチの開閉を制御する第2の電源制御回路(9)と、
を備え、
前記第1の電源制御回路は、
前記第1の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第1のスイッチ(14a)と、
前記第2の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第2のスイッチ(14b)と、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの双方が導通の場合においてのみ発光可能な第1の発光素子(24)と
を有し、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通の場合に前記第1の電源スイッチを非導通とし、
前記第2の電源制御回路は、
前記発光素子の光を受けて電気信号に変換する第1の受光素子(34)と、
前記第1の受光素子が出力する前記電気信号を積分する積分回路(50)とを有し、
前記積分回路の出力が基準電位より低い場合に前記第2の電源スイッチを非導通とする、冷却装置の制御回路。 - 前記第1の電源スイッチはリレーコイル及びリレースイッチを含むリレーを備え、
前記第1の電源スイッチに備えられる前記リレーコイルは前記第1のスイッチ及び第2のスイッチを介して電源(6)に接続される、請求項1記載の冷却装置の制御回路。 - 前記電源は交流電源であり、
前記発光素子は第1の発光ダイオードを備え、
前記第1の発光ダイオードは前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを介して交流電源に接続される、請求項2記載の冷却装置の制御回路。 - 前記第2の電源制御回路は、
前記第1の発光ダイオードと同じ向きに直列に接続される第2の発光ダイオード(22)と、
前記第2の発光ダイオードの光が所定周期に則って明滅するか否かに基づいて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通であることを検出する圧力異常検知回路(37,31,39)と
を更に有する、請求項3記載の冷却装置の制御回路。 - 前記第2の電源制御回路は、
前記積分回路の前記出力が前記基準電位より低い場合には第1の電位を出力し、前記基準電位以上の場合には絶縁状態となる出力端を備えた比較器(64)と、
前記第2の電源スイッチを導通させる場合にのみ前記第1の電位とは異なる第2の電位が与えられる一端と、前記比較器の前記出力端と接続される他端とを備える抵抗素子(70)と、
前記比較器の前記出力端の電位が前記第1の電位である場合及び前記第2の電位である場合に、前記第2の電源スイッチをそれぞれ非導通/導通とする出力段(72,74,76,80)と
を更に有する、請求項4記載の冷却装置の制御回路。 - 前記第2のモータへの電源供給が十分である場合にのみ、前記抵抗素子の前記一端に対して前記第2の電位が印加可能である、請求項5記載の冷却装置の制御回路。
- 前記第2のモータへの電源供給はインバータによって行われ、前記第2の電源スイッチは前記インバータに対する電源供給の有無を決定する、請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の冷却装置の制御回路。
- 第1の冷媒の圧縮に用いられる第1のモータへの電源供給の有無を決定する第1の電源スイッチ(96)と、
第2の冷媒の圧縮に用いられる第2のモータへの電源供給の有無を決定する第2の電源スイッチ(87)と、
前記第1の電源スイッチの開閉を制御する第1の電源制御回路(8)と、
前記第2の電源スイッチの開閉を制御する第2の電源制御回路(9)と、
を備え、
前記第1の電源制御回路は、
前記第1の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第1のスイッチ(14a)と、
前記第2の冷媒の圧力の正常/異常に応じてそれぞれ導通/非導通する第2のスイッチ(14b)と、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの双方が導通の場合においてのみ発光可能な発光素子(24)と
を有し、
前記第2の電源制御回路は、
前記発光素子の光を受けて電気信号に変換する第1の受光素子(34)と、
前記第1の受光素子が出力する前記電気信号を積分する積分回路(50)とを有する冷却装置において、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通の場合に前記第1の電源スイッチを非導通とし、
前記積分回路の出力が基準電位より低い場合に前記第2の電源スイッチを非導通とする、冷却装置の制御方法。 - 前記第1の電源スイッチはリレーコイル及びリレースイッチを含むリレーを備え、
前記第1の電源スイッチに備えられる前記リレーコイルは前記第1のスイッチ及び第2のスイッチを介して交流電源(6)に接続され、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチを介して前記交流電源に接続される発光ダイオード(22)を更に備え、
前記発光ダイオードの光が所定周期に則って明滅するか否かに基づいて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチの少なくともいずれか一方が非導通であることを検出する、請求項8記載の冷却装置の制御方法。 - 前記第2のモータへの電源供給はインバータによって行われ、前記第2の電源スイッチは前記インバータに対する電源供給の有無を決定する、請求項8及び請求項9のいずれか一つに記載の冷却装置の制御方法。
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