JP2006340536A - インバータ回路および密閉型電動圧縮機および冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なしきい温度でキャリア周波数の切替えを行い、不必要なキャリア周波数の切替えによる運転音の増加を防止できるインバータ回路を提供する。
【解決手段】温度検知手段１０７にて検出された温度が、ＤＣブラシレスモータ１０４の駆動電流値によって決定されるしきい温度を越えたときに低いキャリア周波数に切替えるようにすることにより、より適切なしきい温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＷＭ制御されるスイッチング素子によりモータを駆動するインバータ回路に関するもので、特に冷蔵庫用密閉型電動圧縮機の駆動に好適なものである。

従来、この種のインバータ回路においては、駆動するスイッチング素子が温度上昇により破壊するのを防ぐため、インバータ回路の周囲温度を検出し、周囲温度が所定値以上である場合にはスイッチング素子の動作周波数である、キャリア周波数を低下させてスイッチング動作による温度上昇を少なくし、スイッチング素子を保護するものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来のインバータ回路について説明する。

図１０は、特許文献１に記載された従来のインバータ回路の回路ブロック図、図１１は温度保護動作のフローチャートである。

図１０おいて、インバータ回路１は商用電源２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部３と、ＤＣブラシレスモータ４を駆動するパワー部５と、パワー部５を制御する駆動制御回路６および温度検知手段７より構成されている。

パワー部５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段７はパワー部５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部５には取付けず、インバータ回路１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部５の温度をモニターするようになっている。

駆動制御回路６は温度検知手段７からの信号によりＤＣブラシレスモータ４を駆動するＰＷＭ信号のキャリア周波数を決定するとともに、ＤＣブラシレスモータ４の逆起電圧からロータの位置を検出し、目標回転数で運転するのに適したＰＷＭ信号をパワー部５に出力し、ＤＣブラシレスモータ４を駆動制御する。

キャリア周波数を高周波数にすれば人間の耳に聞こえにくくなり、また機械系の共振周波数とも一致しにくくなるため静音化することができるが、キャリア周波数を高くすればスイッチング素子であるＩＧＢＴ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆの損失が増大し、インバータ回路１の周囲温度が高い場合などではＩＧＢＴ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが熱破壊してしまう。

このため駆動制御回路６は、温度検知手段７で検出される温度が所定の温度以下の場合はキャリア周波数を比較的高い周波数とし、所定の温度以上の場合はキャリア周波数を比較的低い周波数にしてパワー部５を駆動するようになっている。

以上のように構成されたインバータ回路について、以下駆動制御回路６のキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図１１おいて、ＳＴＥＰ１においてＤＣブラシレスモータ４を駆動し、ＳＴＥＰ２において温度検知手段７の温度を検出し、ＳＴＥＰ３において検出温度が所定のしきい温度以下か否かを判断する。そして検出温度が所定のしきい温度以下である場合にはＳＴＥＰ４においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定し、逆に検出温度が所定のしきい温度以下でない場合にはＳＴＥＰ５においてキャリア周波数を低キャリアに設定するようになっている。
特開２００２−２７２１２６号公報

しかしながら、上記従来の構成では温度検知手段７は直接パワー部５の温度を測定していないため、パワー部５の温度と温度検知手段７の温度差は、ＤＣブラシレスモータ４の駆動電流が大きく、パワー部５の温度が高くなる程大きくなる傾向にある。

冷蔵庫等の密閉型電動圧縮機に用いた場合、高外気温時などの高負荷時には負荷電流が大きくなり、パワー部５と温度検知手段７の温度差が非常に大きくなる。

このことを予め考慮して高負荷時での温度差を基準にキャリア切替えのしきい温度を決定すると、低外気温時などにおいては必要以上に低い温度でキャリア周波数を切替えることになってしまい、不必要な低キャリア周波数への切替えにより、運転音の増大を招くという課題を有していた。

本発明は、上記の課題を解決するもので、適切なしきい温度でキャリア周波数の切替えを行い、不必要なキャリア周波数の切替えによる運転音の増加を防止できるインバータ回路を提供することを目的としている。

尚、一般的にＤＣブラシレスモータ４の駆動電流は、回転数が一定ならばＤＣブラシレスモータへの負荷量に比例するＰＷＭ出力の駆動デューティーが大きいほど大きく、ＤＣブラシレスモータの負荷量が一定ならば、回転数が低い程大きくなることが知られている。

上記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ回路は温度検知手段にて検出された温度が、ＤＣブラシレスモータの電流値によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、高負荷時でＤＣブラシレスモータの電流値が大きく、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低負荷時よりも低く設定されるという作用を有する。

また、本発明のインバータ回路は温度検知手段にて検出された温度が、ＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーによって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、高負荷時でＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高く、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替える温度測定部のしきい温度が低負荷時よりも低く設定されるという作用を有する。

また、本発明のインバータ回路は温度検知手段にて検出された温度が、ＤＣブラシレスモータの回転数によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、低回転時のパワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替えるしきい温度が高回転時よりも低く設定されるという作用を有する。

また、本発明のインバータ回路は温度検知手段にて検出された温度が、ＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーとＤＣブラシレスモータの回転数により決定されたしきい温度を越えたときに低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、ＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高いときや、低回転時などのパワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、それらに応じたしきい温度でキャリア周波数を切替えられるという作用を有する。

本発明のインバータ回路は、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータの電流値が大きい場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高い場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる低回転時の場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高いときや、低回転時などのパワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合は、それらに応じたしきい温度でキャリア周波数を切替えるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項１に記載の発明は、複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記ＤＣブラシレスモータの駆動電流を検出する電流検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を検出する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記電流検出部で検出される電流値によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータの電流値が大きい場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項２に記載の発明は、複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記出力波形決定部の駆動デューティーによって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高い場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項３に記載の発明は、複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記回転数検出部で検出される回転数によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる低回転時の場合は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項４に記載の発明は、複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記出力波形決定部の駆動デューティーと前記回転数検出部で検出される回転数により決定されたしきい温度を越えたときに低いキャリア周波数に切替えるようにしたもので、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータへのＰＷＭ出力の駆動デューティーが高いときや、低回転時などのパワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合は、それらに応じたしきい温度でキャリア周波数を切替えるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項５に記載の発明は、密閉型電動圧縮機に請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ回路を用いたもので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項６に記載の発明は、冷蔵庫に請求項５に記載の密閉型電動圧縮機を用いたもので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるインバータ回路の回路ブロック図、図２は同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機のブロック図、図３は同実施の形態における密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫のブロック図、図４は同実施の形態におけるキャリア周波数切替えによる温度保護動作のフローチャートである。

図１、図２、図３において、インバータ回路１０１は商用電源１０２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１０６と、ＤＣブラシレスモータ１０４を駆動するパワー部１０５と、パワー部１０５を制御する駆動制御回路１０３と、温度検知手段１０７および電流検出部１０９より構成されている。駆動制御回路１０３は、出力波形決定部１０３ａと、ドライブ回路１０３ｂと、位置検出回路１０３ｃと、キャリア周波数決定部１０３ｄと、転流回路１０３ｅおよび回転数検出部１０３ｆから構成されている。

パワー部１０５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段１０７はパワー部１０５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部１０５には取付けず、インバータ回路１０１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部１０５の温度をモニターするようになっている。

電流検出部１０９は電流センサー等によって構成されており、パワー部１０５のＤＣブラシレスモータ１０４への出力部に取付けられており、このＤＣブラシレスモータ１０４の駆動電流を検知する。

位置検出回路１０３ｃは位置検出回路１０３ｃの逆起電圧からＤＣブラシレスモータ１０４のロータ位置を検出するものであり、転流回路１０３ｅは位置検出回路１０３ｃの出力からパワー部１０５のＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆを転流させる転流パルスを作り出し、ドライブ回路１０３ｂへ出力する。

回転数検出部１０３ｆは、位置検出回路１０３ｃの位置検出信号を一定期間カウントしたり、パルス間隔を測定することにより位置検出回路１０３ｃの回転速度を検出し、出力波形決定部１０３ａに出力する。

ドライブ回路１０３ｂは出力波形決定部１０３ａからの出力により、パワー部１０５のＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆを駆動する。その際、パワー部１０５のＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆはキャリア周波数決定部１０３ｄで決定されたスイッチング周波数でスイッチング駆動される。

出力波形決定部１０３ａは、キャリア周波数決定部１０８より入力されるキャリア周波数に切替える機能を有するとともに、目標回転数と回転数検出部１０３ｆで検出された実際の回転数が一致するように、キャリア周波数決定部１０８で決定されたキャリア周波数のＰＷＭ出力波形の駆動デューティーを増減制御する。

キャリア周波数決定部１０３ｄは温度検知手段１０７および電流検出部１０９からの情報によりキャリア周波数を決定し出力波形決定部１０３ａへ出力するようになっている。

密閉型電動圧縮機１１０は、密閉容器１１２と、密閉容器１１２内にＤＣブラシレスモータ１０４と、圧縮要素１１４より構成される。

インバータ回路１０１と密閉型電動圧縮機１１０は、冷蔵庫１１６内に設置されており、冷蔵庫１１６内には冷蔵庫制御回路１１８が設置されている。そして冷蔵庫制御回路１１８からインバータ回路１０１指令を出力し、密閉型電動圧縮機１１０を運転させる。

以上のように構成されたインバータ回路１０１について、以下キャリア周波数決定部１０３ｄのキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図４において、ＳＴＥＰ１０１でＤＣブラシレスモータ１０４を駆動し、ＳＴＥＰ１０２において電流検出部１０９により検出されたＤＣブラシレスモータ１０４の駆動電流値をチェックし、ＳＴＥＰ１０３においてＳＴＥＰ１０２での駆動電流値が所定のしきい値（Ｉｔｈ）以下か否かを判断する。そして駆動電流値がしきい値（Ｉｔｈ）以下である場合には、ＳＴＥＰ１０４において温度検知手段１０７の温度を検出し、ＳＴＥＰ１０５において検出温度が所定のしきい温度（ｔ１１）以上か否かを判断する。そして検出温度がしきい温度（ｔ１１）以上である場合には、ＳＴＥＰ１０６においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ１０５での検出温度がしきい温度（ｔ１１）以上でない場合には、ＳＴＥＰ１０７においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

ＳＴＥＰ１０３で駆動電流値がしきい値（Ｉｔｈ）以下でない場合には、ＳＴＥＰ１０８で温度検知手段１０７の温度を検出し、ＳＴＥＰ１０９において検出温度が、しきい温度（ｔ１１）よりも低い温度である、所定のしきい温度（ｔ１２）以上か否かを判断する。そして検出温度がしきい温度（ｔ１２）以上である場合には、ＳＴＥＰ１１０においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ１０９で検出温度がしきい温度（ｔ１２）以上でない場合には、ＳＴＥＰ１１１においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

以上のような動作フローで動作するインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機を冷蔵庫に搭載した場合の動作を説明すると、冷蔵庫１１６がたとえば低外気温時のように比較的低負荷状態で運転されている場合においては、冷蔵庫１１６に搭載されている密閉型電動圧縮１１０のＤＣブラシレスモータ１０４の負荷電流は比較的小さく、しきい値（Ｉｔｈ）以下であり、パワー部１０５と温度検知手段１０７の温度差も小さい。このような場合においては、温度検知手段１０７の温度がしきい温度（ｔ１１）以上になると、低キャリア周波数に切替えられる。

また、冷蔵庫１１６がたとえば高外気温時のように比較的高負荷状態で運転されている場合においては、冷蔵庫１１６に搭載されている密閉型電動圧縮１１０のＤＣブラシレスモータ１０４の負荷電流は比較的大きく、しきい値（Ｉｔｈ）以上であり、パワー部１０５と温度検知手段１０７の温度差も大きい。このような場合においては、温度検知手段１０７の温度が、しきい温度（ｔ１１）よりも低い温度である、しきい温度（ｔ１２）以上になると、低キャリア周波数に切替えられる。

以上のように本実施の形態によれば、パワー部１０５の温度と温度検知手段１０７の温度差が大きくなる高負荷時等において、キャリア周波数を切替えるしきい温度が通常時よりも低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来るという効果を得ることが出来る。

また、密閉型電動圧縮機１１０は上記のような効果が得られるインバータ回路１０１により駆動されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

よって、インバータ回路１０１および密閉型電動圧縮機１１０を搭載した冷蔵庫１１６においても、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるインバータ回路の回路ブロック図、図６は同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機のブロック図、図７は同実施の形態における密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫のブロック図、図８は同実施の形態におけるキャリア周波数切替えによる温度保護動作のフローチャート、図９は同実施の形態における、ＤＣブラシレスモータの回転数−駆動デューティーによるキャリア周波数切替え温度のテーブルである。

図５、図６、図７において、インバータ回路２０１は商用電源２０２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部２０６と、ＤＣブラシレスモータ２０４を駆動するパワー部２０５と、パワー部２０５を制御する駆動制御回路２０３および温度検知手段２０７より構成されている。駆動制御回路２０３は、出力波形決定部２０３ａと、ドライブ回路２０３ｂと、位置検出回路２０３ｃと、キャリア周波数決定部２０３ｄと、転流回路２０３ｅおよび回転数検出部２０３ｆから構成されている。

パワー部２０５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段２０７はパワー部２０５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部２０５には取付けず、インバータ回路２０１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部２０５の温度をモニターするようになっている。

位置検出回路２０３ｃは位置検出回路２０３ｃの逆起電圧からＤＣブラシレスモータ２０４のロータ位置を検出するものであり、転流回路２０３ｅは位置検出回路２０３ｃの出力からパワー部２０５のＩＧＢＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆを転流させる転流パルスを作り出し、ドライブ回路２０３ｂへ出力する。

回転数検出部１０３ｆは、位置検出回路１０３ｃの位置検出信号を一定期間カウントしたり、パルス間隔を測定することにより位置検出回路１０３ｃの回転速度を検出し、出力波形決定部１０３ａおよびキャリア周波数決定部１０３ｄに出力する。

ドライブ回路２０３ｂは出力波形決定部２０３ａからの出力により、パワー部２０５のＩＧＢＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆを駆動する。その際、パワー部２０５のＩＧＢＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆはキャリア周波数決定部２０３ｄで決定されたスイッチング周波数でスイッチング駆動される。

出力波形決定部２０３ａは、キャリア周波数決定部２０８より入力されるキャリア周波数に切り替える機能を有するとともに、目標回転数と回転数検出部２０３ｆで検出された実際の回転数が一致するように、キャリア周波数決定部２０８で決定されたキャリア周波数のＰＷＭ出力波形の駆動デューティーを増減制御する。

キャリア周波数決定部２０３ｄは温度検知手段２０７、回転数検出部２０３ｆおよび出力波形決定部２０３ａからの駆動デューティーの情報によりキャリア周波数を決定し出力波形決定部２０３ａへ出力するようになっている。

密閉型電動圧縮機２１０は、密閉容器２１２と、密閉容器２１２内にＤＣブラシレスモータ２０４と、圧縮要素２１４より構成される。

インバータ回路２０１と密閉型電動圧縮機２１０は、冷蔵庫２１６内に設置されており、冷蔵庫２１６内には冷蔵庫制御回路２１８が設置されている。そして冷蔵庫制御回路２１８からインバータ回路２０１指令を出力し、密閉型電動圧縮機２１０を運転させる。

以上のように構成されたインバータ回路２０１について、以下キャリア周波数決定部２０３ｄのキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図８において、ＳＴＥＰ２０１でＤＣブラシレスモータ２０４を駆動し、ＳＴＥＰ２０２において回転数検出部２０３ｆにより検出されたＤＣブラシレスモータ２０４の回転数をチェックし、ＳＴＥＰ２０３において出力波形決定部２０３ａの駆動デューティーをチェックし、ＳＴＥＰ２０４においてキャリア周波数を高キャリア周波数から低キャリア周波数に切替える温度検知手段７のしきい温度（ｔ）の値を決定する。

このしきい温度（ｔ）はＳＴＥＰ２０２において検出されたＤＣブラシレスモータ２０４の回転数と、ＳＴＥＰ２０３において検出された出力波形決定部２０３ａの駆動デューティーより、図９のテーブル従って決定されるが、ＤＣブラシレスモータ２０４の回転数が高いほど、しきい温度（ｔ）は高くなり、また駆動デューティーが低いほど、しきい温度（ｔ）は高くなるように設定されている。

図９において、回転数がＲ１（たとえば４５ｒ／ｓ）以下で、かつ駆動デューティーがＤ１（たとえば５０％）以下であれば、しきい温度（ｔ）はｔ２１（たとえば８０℃）に設定され、回転数がＲ１（たとえば４５ｒ／ｓ）以上で、かつ駆動デューティーがＤ１（たとえば５０％）以下の場合は、しきい温度（ｔ）はｔ２２（たとえば８５℃）に設定される。

また、回転数がＲ１（たとえば４５ｒ／ｓ）以下で、かつ駆動デューティーがＤ１（たとえば５０％）以上であれば、しきい温度（ｔ）はｔ２３（たとえば７０℃）に設定され、回転数がＲ１（たとえば４５ｒ／ｓ）以上で、かつ駆動デューティーがＤ１（たとえば５０％）以上であれば、しきい温度（ｔ）はｔ２４（たとえば７５℃）に設定される。

次にＳＴＥＰ２０５において温度検知手段２０７の温度を検出し、ＳＴＥＰ２０６においてＳＴＥＰ２０５において検出された温度が、温度がしきい温度（ｔ）以上か否かを判断する。そして検出温度がしきい温度（ｔ）以上である場合には、ＳＴＥＰ２０７においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ２０６での検出温度がしきい温度（ｔ）以上でない場合には、ＳＴＥＰ２０８においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

以上のような動作フローで動作するインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機を冷蔵庫に搭載した場合の動作を説明すると、冷蔵庫２１６が低外気温時など、比較的低負荷状態で運転されており、駆動デューティーが低く（たとえば５０％以下）、低回転（たとえば４５ｒ／ｓ以下）で運転されている場合においては、キャリア周波数切替えのしきい温度（ｔ）はｔ２１（たとえば８０℃）に設定され、高外気温時の比較的高負荷状態で運転されており、駆動デューティーが高く（たとえば５０％以上）、低回転（たとえば４５ｒ／ｓ以下）で運転されている場合においては、キャリア周波数切替えのしきい温度（ｔ）はｔ２３（たとえば７０℃）に設定される。

冷蔵庫２１６が低外気温時のように比較的低負荷状態で運転されており、駆動デューティーが低く（たとえば５０％以下）、高回転（たとえば４５ｒ／ｓ以上）で運転されている場合においては、キャリア周波数切替えのしきい温度（ｔ）はｔ２２（たとえば８５℃）に設定され、高外気温時の比較的高負荷状態で運転されており、駆動デューティーが高く（たとえば５０％以上）、高回転（たとえば４５ｒ／ｓ以上）で運転されている場合においては、キャリア周波数切替えのしきい温度（ｔ）はｔ２４（たとえば７５℃）に設定される。

以上のように本実施の形態によれば、ＤＣブラシレスモータ２０４の駆動電流が比較的大きく、パワー部２０５の温度と温度検知手段２０７の温度差が大きくなる、駆動デューティーが高い場合において、キャリア周波数を切替えるしきい温度（ｔ）が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来るという効果を得ることが出来る。

また、ＤＣブラシレスモータ２０４の駆動電流が比較的大きく、パワー部２０５の温度と温度検知手段２０７の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータ２０４の回転数が低い場合において、キャリア周波数を切替えるしきい温度（ｔ）が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来るという効果を得ることが出来る。

また、駆動デューティーとＤＣブラシレスモータ２０４の回転数から判断し、駆動電流が比較的大きく、パワー部２０５の温度と温度検知手段２０７の温度差が大きくなるＤＣブラシレスモータ２０４の回転数が低い場合において、キャリア周波数を切替えるしきい温度（ｔ）が低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来るという効果を得ることが出来る。

また、密閉型電動圧縮機２１０は上記のような効果が得られるインバータ回路２０１により駆動されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

よって、インバータ回路２０１および密閉型電動圧縮機２１０を搭載した冷蔵庫２１６においても、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

以上のように、本発明にかかるインバータ回路は、より適切なしきい温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できるという効果を得ることが出来るものであるから、自動販売機用・エアコン用密閉型電動圧縮機のインバータ駆動装置としても有用である。

本発明の実施の形態１におけるインバータ回路の回路ブロック図 同実施の形態における密閉型電動圧縮機のブロック図 同実施の形態における冷蔵庫のブロック図 同実施の形態における温度保護動作のフローチャート 本発明の実施の形態２におけるインバータ回路の回路ブロック図 同実施の形態における密閉型電動圧縮機のブロック図 同実施の形態における冷蔵庫のブロック図 同実施の形態における温度保護動作のフローチャート 同実施の形態におけるキャリア周波数切替え温度のテーブルを示す図 従来のインバータ回路の回路ブロック図 従来のインバータ回路の温度保護動作のフローチャート

符号の説明

１０１，２０１ インバータ回路
１０３ａ，２０３ａ 出力波形決定部
１０３ｂ，２０３ｂ ドライブ回路
１０３ｄ，２０３ｄ キャリア周波数決定部
１０３ｆ，２０３ｆ 回転数検出部
１０４，２０４ ＤＣブラシレスモータ
１０５，２０５ パワー部
１０７，２０７ 温度検知手段
１０９， 電流検出部
１１０，２１０ 密閉型電動圧縮機
１１６，２１６ 冷蔵庫

Claims (6)

1. 複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記ＤＣブラシレスモータの駆動電流を検出する電流検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を検出する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記電流検出部で検出される電流値によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたインバータ回路。
2. 複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記出力波形決定部の駆動デューティーによって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたインバータ回路。
3. 複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記回転数検出部で検出される回転数によって決定される所定のしきい温度値以上のときは、低いキャリア周波数に切替えるようにしたインバータ回路。
4. 複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータの回転数を検出する回転数検出部と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部と、前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記ＤＣブラシレスモータの負荷に応じた駆動デューティーで複数の異なるキャリア周波数の出力を前記ドライブ回路へ出力する出力波形決定部と、前記パワー部の周囲温度を計測する温度検知手段を備え、前記温度検知手段にて検出された温度が前記出力波形決定部の駆動デューティーと前記回転数検出部で検出される回転数により決定されたしきい温度を越えたときに低いキャリア周波数に切替えるようにしたインバータ回路。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機。
6. 請求項５に記載の密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫。

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