JP2007046829A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 スイッチング周波数可変回路を用いることなく、軽負荷時のスイッチング電源の電源効率（変換効率）を向上させた冷蔵庫を提供すること。
【解決手段】 直流電源を駆動源とする複数の直流負荷と、スイッチングして所要の直流電源を直流負荷に供給するための独立した複数系統のスイッチング電源とを備え、複数系統のスイッチング電源は、冷蔵庫の基本冷却機能に関係する第１の直流負荷（たとえば庫内冷却ＦＭ１１，凝縮ＦＭ１３）に適応した電源容量のスイッチング電源１Ａと、冷蔵庫の基本冷却機能に関係しない従属的な直流負荷（たとえば表示部２２，除霜用ヒータ２４など）に適応した電源容量のスイッチング電源２Ａとを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷蔵庫に関し、特に、複数の直流負荷を制御するためのスイッチング電源回路を備えた冷蔵庫に関する。

近年、省エネルギーや節電のために、冷蔵庫にファンモータなどの直流負荷が使用されることが多くなってきており、このような直流負荷は、庫内食品の量あるいは冷却状態により細かな制御が必要とされる。これと共に、電源効率を上げ、省エネルギーを目的で、スイッチング電源を搭載した冷蔵庫が普及しつつある。

スイッチング電源の方式としては、種々の方法が提案されている。たとえば、発振の周波数（周期）を固定として直流負荷電流の大小によりＯＮ時間の幅を変える方式や、ＯＦＦ時間の幅を変える方式、あるいは直流負荷電流の大小により発振の周波数（周期）自体を変える方式がある。このようなスイッチング電源の方式に関して、特許文献１には、スイッチング周波数を切り替えることにより電源効率を向上させることが開示されている。

また、冷蔵庫においては、ファンモータの駆動電圧を多段制御にすることにより庫内の冷却状況に応じて多段にファンモータの回転数を変えるため、駆動電圧設定を細かく変えてファンモータの駆動を行なっている。これに関する種々の提案のなかで、たとえば特許文献２には、直流ファンモータの起動時、駆動回路に印加されるスイッチング電源の出力電圧を低く保持した後、上昇させるよう構成することが開示されている。
特開２００１−９５２９１号公報 特開２０００−５０６８１号公報

特許文献１には、軽負荷時におけるスイッチング電源の電源効率を上げることが記載されているが、スイッチング周波数可変回路を用いることで実現されるものである。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、スイッチング周波数可変回路を用いることなく、軽負荷時のスイッチング電源の電源効率（変換効率）を向上させた冷蔵庫を提供することである。

この発明のある局面に従う冷蔵庫は、直流電源を駆動源とする複数の直流負荷と、スイッチングして所要の直流電源を直流負荷に供給するための独立した複数系統のスイッチング電源とを備え、複数系統のスイッチング電源は、冷蔵庫の基本冷却機能に関係する第１の直流負荷に適応した電源容量の第１のスイッチング電源と、冷蔵庫の基本冷却機能に関係しない従属的な第２の直流負荷に適応した電源容量の第２のスイッチング電源とを含む。

「第１の直流負荷に適応した電源容量の第１のスイッチング電源」とは、第１の直流負荷の最大電流値に対応した電源容量のスイッチング電源のことである。このように、スイッチング電源を、基本冷却機能に関係する直流負荷に適応した電源容量の第１のスイッチング電源と基本冷却機能に関係しない直流負荷に適応した電源容量の第２のスイッチング電源との少なくとも２つのスイッチング電源に分けることにより、それぞれのスイッチング電源を比較的小容量（１つのスイッチング電源の容量に比べて小容量）のスイッチング電源にすることができる。これにより、軽負荷時のスイッチング電源の電源効率（変換効率）を向上させることができる。

好ましくは、冷蔵庫の扉の開閉を検知するための検知手段と、検知手段からの信号に基づき、第２のスイッチング電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とをさらに備え、制御手段は、検知手段からの扉の開閉信号が所定時間ない場合に、第２のスイッチング電源をＯＦＦする。

好ましくは、ユーザが冷蔵庫の運転モードを選択可能な操作手段と、操作手段からの信号に基づき、第２のスイッチング電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とをさらに備え、制御手段は、特定の運転モードが選択された場合に、第２のスイッチング電源をＯＦＦする。

好ましくは、第１のスイッチング電源の出力電圧のレベルを監視するための監視手段と、第１のスイッチング電源からの出力と第２のスイッチング電源からの出力とのうちいずれか一方を選択するための出力選択手段と、監視手段からの信号に基づき、スイッチング電源の選択を制御する制御手段とをさらに備え、制御手段は、監視手段から所定の信号を検知した場合に、第２のスイッチ電源を選択する信号を出力選択手段に出力する。

なお、さらに好ましくは、制御手段は、監視手段から所定の信号を検知した場合に、第１のスイッチング電源をＯＦＦにする。

また、制御手段は、さらに、監視手段から所定の信号を検知した場合に、他の直流負荷（基本冷却機能に関係しない直流負荷など）の駆動を停止させることが好ましい。

また、冷凍機と、第１の直流負荷のＯＮ／ＯＦＦを制御するための運転制御手段とをさらに備え、冷凍機の駆動状態に応じて、第１の直流負荷のＯＮ／ＯＦＦを制御することが好ましい。

この発明の他の局面に従う冷蔵庫は、冷凍機（コンプレッサ，スターリング冷凍機等）と、直流電源を駆動源とする複数の直流負荷と、スイッチングして所要の直流電源を直流負荷に供給するための独立した複数系統のスイッチング電源とを備え、複数系統のスイッチング電源は、大容量の第１のスイッチング電源と、第１のスイッチング電源よりも小容量の第２のスイッチング電源とを含み、第１のスイッチング電源からの出力と第２のスイッチング電源からの出力とのうちいずれか一方を選択するための出力選択手段と、冷凍機の駆動状態に基づいて、出力選択手段による出力の選択を制御する制御手段とをさらに備え、制御手段は、冷凍機の駆動状態がＯＮの場合に、出力選択手段に第１のスイッチング電源からの出力を選択させ、冷凍機の駆動状態がＯＦＦの場合には、出力選択手段に第２のスイッチング電源からの出力を選択させる。

本発明によると、少なくとも２つの比較的小容量のスイッチング電源を備えることで、軽負荷時の電源効率を向上させることができる。これにより、スイッチング電源全体の電源効率を向上させることが可能となり、省エネ効果を図ることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫１００Ａのブロック図である。図１を参照して、冷蔵庫１００Ａは、交流電源（たとえばＡＣ（alternating current）１００Ｖ）を入力して直流電源を負荷に供給するための独立した２つのスイッチング電源（以下「ＳＷ電源」という）１Ａ，２Ａと、各種の演算処理を行なうための演算処理部４およびデータやプログラムを格納するためのメモリ５を含み、制御系全体をコントロールするためのマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）１０Ａと、冷却用ファン１２と、凝縮用ファン１４と、脱臭用ファン２６と、これらのファンをそれぞれ駆動するための庫内冷却ＦＭ（ファンモータの略）１１、凝縮ＦＭ１３および脱臭ＦＭ２５と、ユーザからの指示の入力を受け付けるための操作部２１と、冷蔵庫１００Ａの状態（たとえば庫内温度）などを表示するための表示部２２と、離氷のために製氷皿を回転させるための自動製氷用モータ２３と、図示しない冷却器への着霜を除去するための除霜用ヒータ２４と、庫内を冷却するために駆動されるコンプレッサ３１と、庫内温度センサ３２とを備える。

これらのブロックのうち、庫内冷却ＦＭ１１、凝縮ＦＭ１３、操作部２１、表示部２２、自動製氷用モータ２３、除霜用ヒータ２４、脱臭ＦＭ２５を、直流負荷とする。これらの直流負荷のうち、冷蔵庫としての基本冷却機能に関わる負荷、たとえば庫内冷却ＦＭ１１および凝縮ＦＭ１３は、ＳＷ電源１Ａと接続されて、ＳＷ電源１Ａが直流電力の供給源とされる。これに対し、冷蔵庫としての基本冷却機能に関わらない残りの負荷、すなわち、操作部２１、表示部２２、自動製氷用モータ２３、除霜用ヒータ２４および脱臭ＦＭ２５は、ＳＷ電源２Ａと接続されて、ＳＷ電源２Ａが直流電力の供給源とされる。なお、基本冷却機能に関わる直流負荷とは、冷蔵庫として機能するために必要な負荷であり、たとえば、コンプレッサ３１の駆動状態に応じてＯＮ／ＯＦＦが制御される負荷や、集中的に冷蔵庫の制御を行なうためのマイコン１０Ａなどが該当する。コンプレッサ３１は、たとえば、演算処理部４によって、庫内温度センサ３２から得られる温度に基づきＯＮ／ＯＦＦされるものである。

なお、ＳＷ電源２Ａに、さらに、たとえば直流ランプや、直流保温ヒータなどが接続されてもよい。直流ランプとしては、たとえば、ＤＣ（direct current）１２Ｖで点灯可能なランプや、ＬＥＤ（light emitting diode）による照明などが想定される。また、直流保温ヒータとしては、たとえば、ＤＣ１２Ｖで駆動可能なヒータが想定される。

また、本実施の形態においてＳＷ電源２Ａと電気的に接続されるとした上記負荷は例示であり、たとえば、これらのうちの一部はＳＷ電源１Ａに接続されてもよい。

また、実施の形態１における冷蔵庫１００Ａは、独立した２つのＳＷ電源１Ａ，２Ａを備えるものとするが、独立した３つ以上のＳＷ電源を備えるものであってもよい。たとえば、ＳＷ電源１Ａ，２Ａに加え、さらにＳＷ電源を１つ設けて、上記以外の直流負荷、たとえば、急速冷凍用ファンモータや、冷蔵庫のドアの自動開閉用モータなどを接続させてもよい。このように、製品仕様の拡大に伴なって直流負荷が増加した場合、その電流値に基づいて、ＳＷ電源の数を増やしてもよい。なお、「急速冷凍用ファンモータ」とは、冷凍室に急速冷凍コーナを有する場合に、そのコーナの奥の壁に、冷凍スピードを速めるために設けられるものである。また、たとえば脱臭機能向上のために、電流値が現状の約０．１Ａから０．４Ａ程度に上げられた脱臭ＦＭ２５が、ＳＷ電源２Ａに代えて他の図示しないＳＷ電源に接続されてもよい。

ここで、ＳＷ電源を搭載した一般的な冷蔵庫について説明する。
一般的な冷蔵庫では、複数個の直流負荷がある場合でも、特別な直流電圧の出力が必要でない限り、交流電源（国内の場合ＡＣ１００Ｖ）からの出力は、ＳＷ電源１個により全ての直流負荷へ供給される。

一般に、ＳＷ電源の電源効率は、直流電流値が大きいほど効率がよく、逆に直流電流値が小さいほど低くなる特性を有する。このため、直流電流値の小さい領域において、すなわち軽負荷時において、電源効率を向上させることが、総合的にみて、制御系全体の電源効率の向上につながると考えられる。

このことから、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００Ａは、上述のように、独立した２つのＳＷ電源を備えて、制御する直流負荷を分担させる。

図２を参照して、本発明の実施の形態１におけるＳＷ電源１Ａ，２Ａの電源効率について説明する。

図２（Ａ）は、一般的な冷蔵庫がそうであるように、ＳＷ電源１個の場合のＳＷ電源の電源効率を示す図である。これに対し、図２（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫１００ＡのＳＷ電源１Ａ，２Ａの各電源効率を示す図である。なお、ＳＷ電源１個しか備えない場合（以下このような場合を「従来」ともいう）のＳＷ電源の電源容量最大値は０．８Ａであるものとする。また、ＳＷ電源１Ａ，２Ａの電源容量最大値は各々０．４Ａであるものとし、合計で０．８Ａまでの電力供給能力を有するものとする。

図２（Ａ）において、ＰＡ点は、コンプレッサ３１がＯＦＦの状態である場合を示し、ＰＢ点は、コンプレッサ３１がＯＮの状態である場合を示す。コンプレッサ３１がＯＦＦの状態である場合には、マイコン１０Ａ以外の基本冷却機能に関係する庫内冷却ＦＭ１１および凝縮ＦＭ１３はＯＦＦとなるため、負荷電流の値はたとえば０．１Ａと低い。これに対し、コンプレッサ３１がＯＮの状態である場合には、これらのファンモータはＯＮとなるため、負荷電流の値はたとえば０．４Ａを示す。

図２（Ａ）を参照して、従来のＳＷ電源１個の場合では、負荷電流の値が低いとき（ＰＡ点，ＰＢ点）の電源効率は低く、電源容量最大値（０．８Ａ）に近づくに従って電源効率が高くなる。また、図２（Ｂ）を参照して、本発明の実施の形態１におけるＳＷ電源１Ａ，２Ａの場合も同じく、電源容量最大値（０．４Ａ）に近づくに従って電源効率が高くなっている。

図２（Ａ）に示すように、従来では電源容量は最大０．８Ａまで必要なため、基本冷却機能に関する負荷以外の負荷が動作していない場合、コンプレッサ３１がＯＮのとき（負荷電流０．４Ａのとき）の電源効率は７０％である。これに対し、図２（Ｂ）に示すように、本発明の実施の形態１では、コンプレッサ３１がＯＮのとき（負荷電流０．４Ａのとき）のＳＷ電源１Ａの電源効率は８５％の高い効率となる。同様に、コンプレッサ３１がＯＦＦの場合（負荷電流０．１Ａの場合）、従来では電源効率は５０％であるが、本実施の形態におけるＳＷ電源１Ａの電源効率は６５％の高い効率となる。

このように、本発明の実施の形態１では、交流電源からの入力をＳＷ電源１Ａおよび２Ａの２系統（あるいは複数の電源）の直流系統に分け、基本冷却機能に関する負荷の直流電源としての機能をＳＷ電源１Ａに分担させ、その他の付属的な負荷の直流電源としての機能をＳＷ電源２（その他の電源）に分担させることにより、直流電源全体の電源効率を向上させ、省エネ効果を向上させることができる。すなわち、基本冷却機能の負荷に関係したＳＷ電源を専用にして、このＳＷ電源（ＳＷ電源１Ａ）の効率をあげることで、総合的に直流電源全体（ＳＷ電源１Ａおよび２Ａ）の電源効率を向上させることが可能となる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

図３は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫１００Ｂのブロック図である。図３を参照して、冷蔵庫１００Ｂは、実施の形態１における冷蔵庫１００Ａの構成に加え、冷蔵庫１００Ｂのドアの開閉を検出するためのドアセンサ３３をさらに備える。また、実施の形態１では、脱臭ＦＭ２５は、ＳＷ電源２Ａと接続されていたが、実施の形態２では、ＳＷ電源１Ａと接続される。また、マイコン１０Ｂは、さらに、計時するためのタイマ６を含む。なお、実施の形態２では、機能上、脱臭ＦＭ２５はＳＷ電源１Ａと接続されるものとするが、実施の形態１と同様にＳＷ電源２Ａと接続されてもよい。

ドアセンサ３３は、たとえば、冷蔵庫１００Ｂのドア付近に設置され、ドアの開閉を検出し、マイコン１０Ａに検出信号を与える。マイコン１０Ａは、ドアセンサ３３からの検出信号に基づいて、ドアの開閉を検知する。

実施の形態１では、ＳＷ電源１Ａ，２Ａは、通常、常にＯＮ状態にされているものであったが、実施の形態２では、マイコン１０Ｂの演算処理部４が、ＳＷ電源２ＡをＯＮ／ＯＦＦする機能を有する。

図４は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫１００Ｂの節電処理を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、予めプログラムとしてメモリ５に格納されており、マイコン１０Ｂの演算処理部４がこのプログラムを読み出して実行することにより、節電処理の機能が実現される。

図４を参照して、演算処理部４は、ドアセンサ３３およびタイマ６からの出力データに基づき、所定時間‘Ｔｅ’以上ドアが閉状態か否かを判断する（Ｓ２）。Ｔｅ時間以上閉状態でなければ（Ｓ２においてＮＯ）、ＳＷ電源２ＡをＯＮ状態として（Ｓ４）、Ｓ２に戻る。

一方、Ｔｅ時間以上閉状態であると判断した場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、演算処理部４は、ＳＷ電源２ＡをＯＦＦ状態として（Ｓ６）、Ｓ２に戻る。

図５は、ドアの開閉とＳＷ電源２Ａの動作との関係を示すためのタイムチャートである。

図５を参照して、ドアの開閉がなくなった時点（Ｐｇ点）からＴｅ時間経過後もドアの開閉がない場合、ＳＷ電源２はＯＦＦにされる。したがって、Ｑａ区間において、ＳＷ電源２ＡはＯＮの状態であり、Ｑｂ区間においては、ドア開閉がないため、ＳＷ電源２ＡはＯＦＦの状態である。このように、予め定められたＴｅ時間ドアの開閉が検出されない場合には、付近に人が居ないと想定し、基本冷却機能に関係しない負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源２ＡをＯＦＦさせ、基本的な冷却機能に関係した負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源１ＡのみＯＮさせる。

再度ドアの開閉が始まると、ＳＷ電源２Ａは再びＯＮ状態とされる。その後、ドアの開閉がなくなった時点（Ｐｈ点）からＴｅ時間経過後もドアの開閉がない場合、人が居ないと判断して、基本冷却機能に関係しない負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源２ＡをＯＦＦさせる。したがって、Ｑｃ区間において、ＳＷ電源２ＡはＯＮの状態であり、Ｑｄ区間においては、ドア開閉がないため、ＳＷ電源２ＡはＯＦＦの状態である。

なお、図３に示されるように、各直流負荷はマイコン１０Ｂからの信号で、それぞれ独立に動作させることができるため、マイコン１０Ｂから直接負荷をＯＦＦさせることができる。しかし、本実施の形態では、ＳＷ電源２Ａ自体をＯＦＦさせることにより、ＳＷ電源２Ａ自体を動作させる電力（僅かな値ではあるが）も無くすことができる。

このように、所定時間ドアの開閉がない場合、人が居ないと判断して、基本冷却機能に関係しない負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源２ＡをＯＦＦさせ、基本的な冷却機能に関係した負荷のみに電源を供給することで、さらに、直流電源全体の電源効率を向上させ、消費電力低減の効果を奏することができる。

（変形例）
上記実施の形態２では、ドアの開閉により人が居ないという判断をしたが、実施の形態２の変形例では、冷蔵庫１００Ｂの利用者からの指示に基づいて、ＳＷ電源２ＡのＯＮ／ＯＦＦを行なうものである。

なお、実施の形態２の変形例においては、操作部２１は、ＳＷ電源２Ａに代えてＳＷ電源１Ａに接続されるものとする。その他の構成は、実施の形態２と同様であるので、ここでの説明は繰り返さない。

操作部２１は、たとえば、冷蔵庫１００Ｂの扉の前面に設けられ、冷蔵庫１００Ｂの運転モード、たとえば、特定モード（たとえば省エネモード実行）と特定モード解除（たとえば省エネモード解除）とを選択可能な１または複数のスイッチが含まれる。以下、特定モードを選択するためのスイッチを「省エネＳＷ」、特定モード解除を選択するためのスイッチを「省エネ解除ＳＷ」という。

図６は、本発明の実施の形態２の変形例における冷蔵庫１００Ｂの節電処理を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、予めプログラムとしてメモリ５に格納されており、マイコン１０Ｂの演算処理部４がこのプログラムを読み出して実行することにより、節電処理の機能が実現される。なお、開始時点において、省エネモードが選択されていないもの（省エネ解除中）として説明する。

図６を参照して、演算処理部４は、操作部２１からの操作信号に基づき、省エネＳＷが操作されて省エネモード実行の指示が入力されたか否かを判断する（Ｓ１２）。省エネＳＷが操作されるまで（Ｓ１２でＮＯの場合）、Ｓ１２の判断を繰返す。

一方、省エネＳＷが操作されたと判断した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、演算処理部４は、ＳＷ電源２ＡをＯＦＦにする（Ｓ１４）。

続いて、演算処理部４は、省エネ解除ＳＷが操作されたか否かを判断する（Ｓ１６）。省エネ解除ＳＷが操作されるまで（Ｓ１６でＮＯの場合）、Ｓ１６の判断を繰返す。

一方、省エネ解除ＳＷが操作されたと判断した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、演算処理部４は、ＳＷ電源２ＡをＯＮにする（Ｓ１８）。その後、Ｓ１２に処理を戻す。

図７は、実施の形態２の変形例におけるタイムチャートである。図７において、はじめ、ＳＷ電源１Ａおよび２Ａ両方が動作（ＯＮ）していたとすると、利用者が操作部２１の省エネＳＷを押す事により、基本冷却機能に関係しない負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源２ＡがＯＦＦされる。これにより、基本冷却機能に直接関係する直流負荷系統の電源を供給しているＳＷ電源１Ａのみが動作する。

このように、実施の形態２の変形例においても、冷蔵庫１００Ｂのユーザが操作部２１を用いて特定モードを選択することにより、直流電源全体の電源効率を向上させ、消費電力低減の効果を奏することができる。

なお、ここでは、ユーザからの指示に基づいて省エネ解除が行なわれるものとして説明したが、たとえば、省エネモードに移行してから所定時間経過した場合に、省エネモードが解除されることとしてもよい。この場合には、操作部２１は、実施の形態１および２と同様に、ＳＷ電源２Ａに接続されてよい。

また、実施の形態２およびその変形例においても、実施の形態１と同様に、従来であれば基本冷却機能に関する直流負荷のみをＯＮした場合、電源効率５０％〜７０％での運転であるが、本実施の形態では電源効率６５％〜８５％での運転が可能となる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、ＳＷ電源２個搭載の利点を利用して、一方のＳＷ電源が故障した場合に、他方のＳＷ電源で代替動作をさせるものである。

図８は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫１００Ｃのブロック図である。図８を参照して、冷蔵庫１００Ｃは、実施の形態１における冷蔵庫１００Ａの構成に加え、ＳＷ電源１Ａからの出力とＳＷ電源２Ａからの出力とのうちいずれか一方を選択するための出力選択部４１および、ＳＷ電源１Ａからの出力電圧を監視するための監視回路４２を備える。

出力選択部４１は、たとえばスイッチで構成され、マイコン１０Ｃの演算処理部４からの出力選択信号に基づき、ＳＷ電源１Ａからの出力とＳＷ電源２Ａからの出力とのうちいずれか一方を選択する。

監視回路４２は、ＳＷ電源１からの出力電圧を監視し、出力電圧が異常に高い場合あるいは逆に異常な低電圧になった場合に、マイコン１０Ｃの演算処理部４に異常信号を送る。

ここで、実施の形態３の演算処理部４が実行する出力切替処理について説明する。図９は、実施の形態３における冷蔵庫１００Ｃの出力切替処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、予めプログラムとしてメモリ５に格納されており、マイコン１０Ｃの演算処理部４がこのプログラムを読み出して実行することにより、節電処理の機能が実現される。なお、開始時点において、出力選択部４１は、ＳＷ電源１Ａからの出力を選択しており、ＳＷ電源１ＡおよびＳＷ電源２Ａの両方がＯＮであるものとして説明する。

図９を参照して、演算処理部４は、監視回路４２からの異常信号の有無を検知する（Ｓ２２）。異常信号が検知されなければ（Ｓ２２でＮＯ）、Ｓ２２の判断を繰返す。一方、演算処理部４が異常信号を検知した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ＳＷ電源１ＡにＯＦＦ信号を送信する（Ｓ２４）。続いて、演算処理部４は、ＳＷ電源２Ａの全ての直流負荷または所定の直流負荷の動作を停止させる（Ｓ２６）。そして、出力をＳＷ電源１ＡからＳＷ電源２Ａに切り替えるように出力選択部４１に出力選択信号を送信する（Ｓ２８）。これにより、出力選択部４１は、ＳＷ電源２Ａからの出力を選択する。

以上で出力切替処理は終了する。
ＳＷ電源２Ａは元々、負荷全てを動作させる電源容量（能力）がない。したがって、本実施の形態では、演算処理部４は、異常信号を受けると即座に、ＳＷ電源２Ａに接続されていた負荷の全て、または、所定の負荷たとえば自動製氷用モータ２３や除霜用ヒータ２４の駆動をＯＦＦさせる。

このように、本発明の実施の形態３では、ＳＷ電源を複数個搭載の利点を利用して、一方の電源故障時に別のＳＷ電源で代替動作をさせる。これにより、電源故障時の不測の事態にも対処可能となる。

［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、容量の異なる複数のＳＷ電源を備え、たとえばコンプレッサの運転モードに応じてＳＷ電源を切り替えるものである。

図１０は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫１００Ｄにブロック図である。図１０を参照して、冷蔵庫１００Ｄは、互いに独立した大容量ＳＷ電源１Ｂおよび小容量ＳＷ電源２Ｂと、実施の形態３と同様、直流電力の出力を選択するための出力選択部４１とを備える。そして、実施の形態４では、全ての直流負荷すなわち、庫内冷却ＦＭ１１、凝縮ＦＭ１３、操作部２１、表示部２２、自動製氷用モータ２３、除霜用ヒータ２４および脱臭ＦＭ２５の電源系統は、大容量ＳＷ電源１Ｂおよび小容量ＳＷ電源２Ｂのいずれかの系統に統一される。

大容量ＳＷ電源１Ｂの電源容量最大値は、たとえば、０．８Ａであり、小容量ＳＷ電源２Ｂの電源容量最大値は、たとえば、０．２Ａである。

図１１は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫１００Ｄの節電処理を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、予めプログラムとしてメモリ５に格納されており、マイコン１０Ｄの演算処理部４がこのプログラムを読み出して実行することにより、節電処理の機能が実現される。なお、開始時点において、コンプレッサ３１がＯＮ状態であり、全ての直流負荷は、大容量ＳＷ電源１Ｂと電気的に接続されているものとする。つまり、出力選択部４１は、大容量ＳＷ電源１Ｂを直流電源として選択しているものとする。

図１１を参照して、演算処理部４は、コンプレッサ３１の駆動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を検知し、コンプレッサ３１の駆動状態が変化したかを判断する（Ｓ３２）。駆動状態の変化が検知されるまで（Ｓ３２でＮＯの場合）、Ｓ３２の判断を繰返す。駆動状態の変化が検知されると（Ｓ３２でＹＥＳ）、次に、コンプレッサ３１の駆動状態の変化態様が、ＯＮからＯＦＦへの変化か否かが判断される（Ｓ３４）。

Ｓ３４において、変化態様がＯＮからＯＦＦへの変化であった場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、演算処理部４は、ＳＷ電源２ＢにＯＮ信号を送信する（Ｓ３６）。そして、直流電源をＳＷ電源１ＢからＳＷ電源２Ｂに切り替えるように、出力選択部４１に出力選択信号を送信する（Ｓ３８）。これにより、出力選択部４１は、ＳＷ電源２Ｂからの出力を選択する。同時に、ＳＷ電源１ＢにＯＦＦ信号を送信する（Ｓ４０）。なお、Ｓ３６〜Ｓ３８の処理順序は、このような順序に限らない。

一方、変化態様がＯＦＦからＯＮへの変化であった場合（Ｓ３４でＮＯ）、演算処理部４は、ＳＷ電源１ＢにＯＮ信号を送信する（Ｓ４２）。そして、直流電源をＳＷ電源２ＢからＳＷ電源１Ｂに切り替えてＳＷ電源１Ｂからの出力を選択るように、出力選択部４１に出力選択信号を送信する（Ｓ４４）。同時に、ＳＷ電源２ＢにＯＦＦ信号を送信する（Ｓ４６）。なお、Ｓ４２〜Ｓ４６の処理順序は、このような順序に限らない。

Ｓ４０あるいはＳ４６の処理が終わると、Ｓ３２に処理は戻される。
このように、コンプレッサ３１がＯＦＦの時は、直流負荷系統は小容量能力の小容量ＳＷ電源２Ｂで運転させ、コンプレッサ３１がＯＮの時は、直流負荷系統を大容量能力の大容量ＳＷ電源１Ｂで運転させるように、直流電源を切り替える。これにより、コンプレッサ３１の駆動状態に応じた最適な電源効率での運転が可能となる。また、特にコンプレッサ３１がＯＦＦの場合の消費電力の低減を図ることができる。

コンプレッサ３１がＯＮの時は、通常、直流負荷のうち、基本冷却機能に関する庫内冷却ＦＭ１１や凝縮ＦＭ１３が動作する。そのため、その場合は、直流負荷電源の容量が大きいためＳＷ電源１Ｂを動作させ、出力選択部４１はＳＷ電源１Ｂ側に繋がっている。その後、冷蔵庫１００Ｄの庫内が十分冷却され、コンプレッサ３１の駆動状態がＯＮからＯＦＦに切り替わった場合は、庫内冷却ＦＭ１１や凝縮ＦＭ１３の運転もＯＦＦとなる。そのため、直流負荷電流としては小容量で済むため、小容量に対して効率の良いＳＷ電源２Ｂに切り替える。

図１２は、実施の形態４における２つのＳＷ電源（ＳＷ電源１Ｂおよび２Ｂ）の各電源効率を示す図である。

図１２（Ａ）を参照して、コンプレッサ３１がＯＮの時は直流負荷が大きく、冷蔵庫１００Ｄに搭載された付属機能（脱臭、液晶表示、操作部等）にもよるが、一般に０．４Ａ〜０．８Ａ必要なため効率は７０〜９０％近くの値で動作している。一方、図１２（Ｂ）を参照すると、コンプレッサ３１がＯＦＦの時は、基本冷却機能に関する直流負荷である庫内冷却ＦＭ１１や凝縮ＦＭ１３がＯＦＦとなるため０．１Ａ〜０．２Ａの容量で済む。この時（０．１Ａ〜０．２Ａの時）、従来のようにＳＷ電源１個で動作させた場合、５０〜６０％の電源効率となるが、本実施の形態ではＳＷ電源２Ｂに切り替わるため８５〜９０％にまで電源効率を上げることが可能となる。

このように、本発明の実施の形態４では、大容量時のＳＷ電源と小容量時のＳＷ電源とを分けて、ＳＷ電源の欠点である小容量時の効率を上げることにより、結果として直流電源全体の電源効率を向上させ、消費電力低減の効果を奏することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫のブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるＳＷ電源の電源効率について説明するための図である。 本発明の実施の形態２における冷蔵庫のブロック図である。 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の節電処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるタイムチャートである。 本発明の実施の形態２の変形例における冷蔵庫の節電処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の変形例におけるタイムチャートである。 本発明の実施の形態３における冷蔵庫のブロック図である。 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の出力切替処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４における冷蔵庫にブロック図である。 本発明の実施の形態４における冷蔵庫の節電処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４における２つのＳＷ電源の各電源効率を示す図である。

符号の説明

１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂ スイッチング電源、４ 演算処理部、５ メモリ、６ タイマ、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ マイコン、１１ 庫内冷却ＦＭ、１２ 冷却用ファン、１３ 凝縮ＦＭ、１４ 凝縮用ファン、２１ 操作部、２２ 表示部、２３ 自動製氷用モータ、２４ 除霜用ヒータ、２５ 脱臭ＦＭ、２６ 脱臭用ファン、３１ コンプレッサ、３２ 庫内温度センサ、３３ ドアセンサ、４１ 出力選択部、４２ 監視回路、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 冷蔵庫。

Claims (5)

1. 直流電源を駆動源とする複数の直流負荷と、
   スイッチングして所要の直流電源を前記直流負荷に供給するための独立した複数系統のスイッチング電源と、を備え、
   前記複数系統のスイッチング電源は、
   冷蔵庫の基本冷却機能に関係する第１の直流負荷に適応した電源容量の第１のスイッチング電源と、
   前記冷蔵庫の基本冷却機能に関係しない従属的な第２の直流負荷に適応した電源容量の第２のスイッチング電源と、を含む、冷蔵庫。
2. 前記冷蔵庫の扉の開閉を検知するための検知手段と、
   前記検知手段からの信号に基づき、前記第２のスイッチング電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検知手段からの前記扉の開閉信号が所定時間ない場合に、前記第２のスイッチング電源をＯＦＦする、請求項１に記載の冷蔵庫。
3. ユーザが前記冷蔵庫の運転モードを選択可能な操作手段と、
   前記操作手段からの信号に基づき、前記第２のスイッチング電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、特定の運転モードが選択された場合に、前記第２のスイッチング電源をＯＦＦする、請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記第１のスイッチング電源の出力電圧のレベルを監視するための監視手段と、
   前記第１のスイッチング電源からの出力と前記第２のスイッチング電源からの出力とのうちいずれか一方を選択するための出力選択手段と、
   前記監視手段からの信号に基づき、スイッチング電源の選択を制御する制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記監視手段から所定の信号を検知した場合に、前記第２のスイッチ電源を選択する信号を前記出力選択手段に出力する、請求項１に記載の冷蔵庫。
5. 冷凍機と、
   直流電源を駆動源とする複数の直流負荷と、
   スイッチングして所要の直流電源を前記直流負荷に供給するための独立した複数系統のスイッチング電源とを備え、
   前記複数系統のスイッチング電源は、
   大容量の第１のスイッチング電源と、
   前記第１のスイッチング電源よりも小容量の第２のスイッチング電源とを含み、
   前記第１のスイッチング電源からの出力と前記第２のスイッチング電源からの出力とのうちいずれか一方を選択するための出力選択手段と、
   前記冷凍機の駆動状態に基づいて、前記出力選択手段による出力の選択を制御する制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記冷凍機の駆動状態がＯＮの場合に、前記出力選択手段に前記第１のスイッチング電源からの出力を選択させ、前記冷凍機の駆動状態がＯＦＦの場合には、前記出力選択手段に前記第２のスイッチング電源からの出力を選択させる、冷蔵庫。

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