JP2007127384A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DC電源によって駆動される庫内灯を備えた冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a refrigerator provided with an interior lamp driven by a DC power source.
冷蔵庫には、扉の開閉状態に応じてオンオフし、庫内の照明として機能する庫内灯が設けられている。そして、この庫内灯はAC電源によって駆動されるものが多いが、一部の冷蔵庫にはキセノンランプ,LEDなどのDC電源を利用した庫内灯が搭載されおり、このDC電源は、スイッチング電源回路により生成されることが多い。
そして、特許文献1には、スイッチング電源と、スイッチング電源を電力供給源としてトランジスタにより庫内灯をオンオフさせるための庫内灯ドライブ回路と、冷蔵庫の扉の開閉を検出し、庫内灯ドライブ回路を介してトランジスタのオンオフを制御する制御回路とを備えて構成された冷蔵庫の庫内灯駆動装置が開示されている。
Patent Document 1 discloses a switching power supply, an interior light drive circuit for turning on / off the interior light by a transistor using the switching power supply as a power supply source, and opening / closing of a refrigerator door, and the interior light drive circuit And a control circuit for controlling the on / off of the transistor via the inside of the refrigerator.
しかしながら、スイッチング電源によって庫内灯を駆動させる場合、特にキセノンランプのように大電流を必要とするものを駆動させる場合には、庫内灯をオンオフさせる時に急激な負荷変動が発生するためスイッチング電源が安定して発振できず、冷蔵庫システム全体の動作に影響を及ぼしてしまう可能性がある。特に、庫内灯に使用されるランプの抵抗値は、非通電時には通電時よりも小さくなっているため、点灯時、つまり、庫内灯への電圧印加直後には大きな突入電流が流れてしまう。 However, when driving an interior lamp with a switching power supply, especially when driving a lamp that requires a large current such as a xenon lamp, a sudden load fluctuation occurs when the interior lamp is turned on / off, so the switching power supply May not oscillate stably and may affect the operation of the entire refrigerator system. In particular, since the resistance value of the lamp used for the interior lamp is smaller than when the power is energized when not energized, a large inrush current flows at the time of lighting, that is, immediately after the voltage is applied to the interior lamp. .
このような突入電流を低減するために、庫内灯への電源供給ラインに電流制限用の抵抗を直列に挿入する場合がある。しかし、この対策では、庫内灯を点灯させている時は常に電流制限用抵抗に電流が流れるため、消費電力が増加してしまうという問題がある。
また、特許文献1の庫内灯駆動装置は、庫内灯ドライブ回路において、駆動用トランジスタのベースとグランドとの間にツェナーダイオードを挿入することで、キセノンランプをオンさせた瞬間にトランジスタのベースに印加される電圧をツェナー電圧で制限し、当該トランジスタを介して流れる突入電流を抑制するようにしている。しかし、この構成では、制限する電流値を柔軟に設定することができない。
In order to reduce such inrush current, a current limiting resistor may be inserted in series in the power supply line to the interior lamp. However, this measure has a problem in that power consumption increases because a current always flows through the current limiting resistor when the interior lamp is lit.
Moreover, the interior lamp driving device of Patent Document 1 includes a zener diode inserted between the base of the driving transistor and the ground in the interior lamp drive circuit, so that the base of the transistor is instantly turned on. The voltage applied to is limited by a Zener voltage so as to suppress an inrush current flowing through the transistor. However, with this configuration, the current value to be limited cannot be set flexibly.
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、その目的は、DC電源により駆動される庫内灯の点灯時における突入電流をより柔軟に制御して抑制することができる冷蔵庫を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the refrigerator which can control and suppress the inrush current at the time of lighting of the interior lamp driven by DC power supply more flexibly. is there.
上記した目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、DC電源によって駆動される庫内灯を備えた冷蔵庫において、前記DC電源と前記庫内灯との間に挿入される半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチング素子をオンオフさせるPWM信号を出力することで前記庫内灯への印加電圧を制御するPWM駆動回路とを備え、前記庫内灯を点灯させる場合は、前記PWM信号のデューティを漸増することで当該庫内灯への印加電圧を徐々に上昇させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a refrigerator according to the present invention includes a semiconductor switching element inserted between the DC power source and the interior lamp in a refrigerator including an interior lamp driven by a DC power source, A PWM drive circuit for controlling a voltage applied to the interior lamp by outputting a PWM signal for turning on and off the semiconductor switching element, and when the interior lamp is turned on, the duty of the PWM signal is gradually increased. Thus, the voltage applied to the internal lamp is gradually increased.
庫内灯を点灯させる時に発生する突入電流は、庫内灯に印加される電圧に比例して大きくなる。そこで、庫内灯を点灯させる場合に、PWM信号のデューティを漸増させるようにして半導体スイッチング素子のオンオフを制御し、DC電源から半導体スイッチング素子を介して庫内灯に印加される電圧を徐々に上昇させて、突入電流を抑制する。 The inrush current generated when the interior lamp is turned on increases in proportion to the voltage applied to the interior lamp. Therefore, when turning on the interior lamp, the duty of the PWM signal is gradually increased to control on / off of the semiconductor switching element, and the voltage applied to the interior lamp from the DC power source through the semiconductor switching element is gradually increased. Increase to suppress inrush current.
本発明の冷蔵庫によれば、DC電源により駆動される庫内灯を点灯させる際、印加電圧を徐々に上昇させるようにしたので、大きな突入電流が流れるのを防止することができる。また、PWM信号のデューティを変更するだけで、突入電流を制限するレベルを柔軟に変更することが可能となる。 According to the refrigerator of the present invention, when the interior lamp driven by the DC power source is turned on, the applied voltage is gradually increased, so that a large inrush current can be prevented from flowing. Moreover, it becomes possible to flexibly change the level for limiting the inrush current only by changing the duty of the PWM signal.
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図2は、冷蔵庫の扉を省略した正面図である。図2に示すように、冷蔵庫本体1は、鋼板製の外箱2とプラスチック製の内箱3とを結合し、それらの間の空間部に例えばウレタンフォームから成る断熱材(図示せず)を発泡充填した断熱箱体として構成されている。この冷蔵庫本体1内には、複数の貯蔵室、この実施例では、上から冷蔵室4、野菜室5、左右に並ぶ切替室6及び製氷室7、冷凍室8が順に設けられている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a front view with the refrigerator door omitted. As shown in FIG. 2, the refrigerator main body 1 couple | bonds the outer box 2 made from a steel plate, and the inner box 3 made from plastic, and the heat insulating material (not shown) which consists of urethane foam etc. in the space between them is shown. It is configured as a heat-insulated box filled with foam. In the refrigerator body 1, a plurality of storage rooms, in this embodiment, a
また、冷蔵室4内部の天井付近には、庫内灯をカバーするためのシェード(図示せず)が配置され、その内部には庫内灯であるところのキセノンランプ(図1に符号9を付して示す)が配置されている。そして、冷蔵室4の前面にはヒンジ開閉式の断熱性の扉(図示せず)が設けられている。さらに、例えば、冷蔵庫4と扉との接触部分には、扉の開閉を検知するための扉開閉検知スイッチ(図1に符号10を付して示す)が配置されている。また、扉表面には、ユーザが各種設定を行なうための複数の入力スイッチが配置される操作パネル(図示せず)が設けられている。
Further, a shade (not shown) for covering the interior lamp is disposed near the ceiling inside the
次に、庫内灯の点灯回路について図1を参照しながら説明する。図1は、冷蔵庫の庫内灯点灯回路の構成を示すものである。交流電源の電源コンセントに接続されるプラグ11には全波整流回路12及び平滑コンデンサ13を有して構成された直流電源回路14が接続されており、この直流電源回路14の出力側にはスイッチング電源回路15(DC電源に相当)が接続されている。スイッチング電源回路15は、庫内灯の駆動用電源、及びマイクロコンピュータで構成された制御回路16(PWM駆動回路に相当)を含む各回路(負荷)17の動作用電源を生成する電源回路であり、その出力端子には電源母線31a,31bを介して各回路17が接続されている。
Next, the lighting circuit for the interior lamp will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a configuration of an interior lamp lighting circuit of a refrigerator. A
庫内灯駆動回路18は、制御回路16、PチャネルMOSFET19(半導体スイッチング素子に相当)、フライホイールダイオード20、コイル21、コンデンサ22によって構成されている。FET19のソースは電源母線31aに接続され、ドレインはコイル21及びキセノンランプ9を介して電源母線31bに接続されている。
フライホイールダイオード20は、FET19のドレインと電源母線31bとの間に逆方向接続されている。また、平滑用のコンデンサ22は、コイル21及びキセノンランプ9の共通接続点と電源母線31bとの間に接続されている。
The interior
The
FET19のゲートには、制御回路16より出力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号が与えられており、そのオンオフは制御回路16によってPWM制御される。したがって、FET19のゲートに与えられるPWM信号のデューティを可変させることにより、キセノンランプ9に印加される電圧の大きさは調整される。つまり、PWM信号のデューティを増加させると印加電圧は上昇し、PWM信号のデューティを減少させると印加電圧は低下するようになる。
A PWM (Pulse Width Modulation) signal output from the
また、制御回路16には、庫内灯の明るさを調整するための操作スイッチ23及び扉開閉検知スイッチ10が接続されている。操作スイッチ23は、例えば、可変抵抗器で構成され、前述した操作パネルに設けられている。ユーザが、庫内灯の照度を調整するため操作スイッチ23を操作すると、操作スイッチ23は、その操作量に応じたレベルの信号を出力する。そして、制御回路16は、操作スイッチ23の操作量に応じて、キセノンランプ9を点灯させる場合のPWMデューティを制御するように構成されている。
In addition, an
一方、扉開閉検知スイッチ10は、扉の開放,閉鎖に応じてレベルが変化する信号を制御回路16に出力するようになっている。そして、制御回路16は、この信号に応じてキセノンランプ9を点灯又は消灯させる場合も、キセノンランプ9への印加電圧をPWM制御するようになっている。なお、PWM制御のキャリア周波数は、例えば32kHz程度に設定されている。
On the other hand, the door opening / closing detection switch 10 outputs a signal whose level changes according to the opening / closing of the door to the
次に、本実施例の作用について図3ないし図5も参照して説明を行なう。図3は、制御回路16が、冷蔵室4の扉の開閉状態に応じてキセノンランプ9を点灯及び消灯させる際の制御内容を示すフローチャートである。
まず、ユーザによって冷蔵室4の扉が開放された場合、扉開閉検知スイッチ10は、制御回路16へ出力する信号を扉開放を示すレベルに変化させる。すると、制御回路16は、この信号レベルの変化によって扉が開放されたと判断する(ステップS1:「YES」)。
そして、制御回路16は、ユーザにより予め設定された庫内灯の照度を示す操作スイッチ23の信号レベルを確認する(ステップS2)。それから、FET19に出力するPWM信号のデューティを0%から徐々に増加させて、キセノンランプ9の点灯動作を行ない、最終的にはユーザにより設定された照度で点灯させる(ステップS3)。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the control contents when the
First, when the door of the
And the
図5は、従来の方式による庫内灯点灯時の印加電圧と印加電流との関係を示す図である。従来、冷蔵庫の庫内灯は扉が開放されると直ちに駆動電圧を印加して点灯させていたため、図5に示すように扉の開放と共にキセノンランプ9への印加電圧は急激に上昇して100%になる。この場合、点灯時にキセノンランプ9に流れる電流のピーク値は、電流制限用の抵抗を直列に挿入している状態でも約1.5Aとなり、通常時(約0.8A)と比べて、およそ1.9倍もの所謂突入電流が流れていた。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the applied current when the interior lamp is lit by the conventional method. Conventionally, since the interior lamp of the refrigerator is lit by applying a driving voltage immediately after the door is opened, the applied voltage to the
これに対して、本実施例では、キセノンランプ9を点灯させる場合、図4に示すように、PWM制御により印加電圧を次第に上昇させ、0.5秒後にPWMデューティ、すなわち印加電圧が100%(ユーザによる照度設定が最大の場合)に到達するようにして、キセノンランプ9をゆっくりと点灯させる。したがって、点灯時にキセノンランプ9に流れる電流のピーク値は約1Aとなり、通常時に流れる電流(約0.8A)のおよそ1.2倍程度に抑えられており、過大な突入電流は流れない。
In contrast, in this embodiment, when the
キセノンランプ9が点灯している状態、つまり扉が開放されている状態から扉が閉鎖されれば、扉開閉検知スイッチ10が制御回路16へ出力する信号を扉の閉鎖を示すレベルに変化させる。すると、制御回路16は扉が閉鎖されたと判断し(ステップS4:「YES」)、キセノンランプ9を消灯させて(ステップS5)、ステップS1に戻る。
但し、ユーザが扉を閉め忘れたり、もしくは閉めたつもりであるが扉が完全には閉じていない所謂半開状態になっていると、扉開閉検知スイッチ10から出力される信号レベルは変化しない。そこで、本実施例では制御回路16が「扉閉」を検知しないまま所定の時間、例えば3分が経過した場合(ステップS4:「NO」,ステップS6:「YES」)には、FET19へ出力するPWM信号のデューティを徐々に減少させ、キセノンランプ9への印加電圧を50%まで低下させる(ステップS7)。つまり、キセノンランプ9を、ユーザが設定した照度よりも低い照度で点灯させる。この場合は、PWMデューティを、例えば20%/秒の割合で低下させるようにする。
If the door is closed from the state where the
However, if the user forgets to close the door or if the door is not fully closed but is in a so-called half-open state, the signal level output from the door open /
次に、上記のようにキセノンランプ9が点灯したままで、扉開放状態が、例えば10分間継続した場合(ステップS8:「NO」,ステップS9:「YES」)には、ステップS7と同様にPWMデューティを漸減させて、キセノンランプ9を消灯させる(ステップS10)。そして、キセノンランプ9の消灯後も、制御回路16は、扉開閉検知スイッチ10からの信号レベルを監視し続け(ステップS11)、信号レベルの変化があった場合(ステップS11:「YES」)には、扉が閉鎖されたと判断してステップS1に戻る。
なお、印加電圧を50%にしてキセノンランプ9を点灯させている状態で10分が経過する前に、扉開閉検知スイッチ10からの信号レベルが閉側に変化すれば(ステップS8:「YES」)、制御回路16は、扉が閉鎖されたと判断し、その時点でキセノンランプ9を消灯させる(ステップS5)。
Next, when the
If the signal level from the door open /
以上のように本実施例によれば、冷蔵室4の扉が開いてキセノンランプ9を点灯させる際に、制御回路16は、FET19へ出力するPWM信号のデューティを徐々に増加させて、キセノンランプ9に印加する電圧を次第に上昇させるようにした。したがって、点灯時の突入電流を抑制することができる。
そして、上記のように点灯時に印加電圧を徐々に上昇させることで、扉を開けるとキセノンランプ9はゆっくりと点灯するようになり、従来よりも柔らかに点灯するような視覚的効果を奏して、ユーザに高級感を与えることができる。
また、制御回路16から出力されるPWM信号のデューティを変更するだけで、キセノンランプ9に流れる電流値を制御できるので、より柔軟に点灯時の突入電流を制限することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, when the door of the
Then, by gradually increasing the applied voltage at the time of lighting as described above, the
Further, since the value of the current flowing through the
さらに、扉が開放された状態で長時間放置されてしまった場合でも、3分経過後にはキセノンランプ9の照度を低下させ、10分経過後にはキセノンランプ9を完全に消灯するようにしたので、扉が開放されたままであっても、キセノンランプ9及び庫内灯駆動回路18の発熱を抑えて周辺部品の温度上昇を防止できる。したがって、キセノンランプ9及びシェードを含む周辺部品の劣化を防止することができる。
ここで、従来の庫内灯制御では、扉が開放されたまま庫内灯が点灯した状態で一定時間、例えば、5分が経過すると、周辺部品の温度上昇を抑える必要から庫内灯を消灯させるようにしていた。これに対して、本実施例では、上記のように、キセノンランプ9の照度を低下させて、その発熱をある程度抑えた状態で点灯させるという段階を経過した後に、キセノンランプ9を消灯させるようにしたので、従来方式よりも庫内灯を長く点灯できる。
Furthermore, even if the door is left open for a long time, the illuminance of the
Here, in the conventional interior light control, when a certain time, for example, 5 minutes elapses with the interior light turned on with the door open, the interior light is turned off because it is necessary to suppress the temperature rise of peripheral components. I was trying to let them. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
また、制御回路16は、操作スイッチ23から与えられる信号に応じて、キセノンランプ9の照度を変更するので、ユーザは、予め操作スイッチ23を操作することで、庫内灯を所望の明るさに調整できる。したがって、例えば、室内照明がダウンライトや間接照明などを多用しているために、冷蔵庫の庫内照明の明るさが室内のイメージと一致しない場合などに、庫内灯の照度を変更して対応することができる。
In addition, since the
さらに、制御回路16は、キセノンランプ9の照度を低下させる際に、FET19へ出力するPWM信号のデューティを徐々に減少させて、キセノンランプ9に印加する電圧を次第に低下させるようにしたので、キセノンランプ9は、ゆっくりと暗くなっていく。したがって、ユーザに対して、急に庫内灯が暗くなってしまうという違和感を与えることがなくなると共に、電球が切れたのではないかという誤解を与えることが無くなる。
Further, when the illuminance of the
なお、本発明は上記し、且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
制御回路16からFET19へ出力されるPWM信号のデューティは、予め設定された値であっても良いし、別途フィードバック回路を設けてキセノンランプ9への印加電圧を監視し、その値に応じてPWM信号のデューティを調整するようにしても良い。
また、キセノンランプ9の点灯時に印加される電圧を上昇させる過程は、図4に示すように直線状に限らず、突入電流を抑えることができれば、階段状や曲線状に上昇させても構わない。
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The duty of the PWM signal output from the
Further, the process of increasing the voltage applied when the
制御回路16は、操作スイッチ23から与えられる信号に応じて、キセノンランプ9の照度を変更するように構成したが、予め制御回路16内部に照度のパターンデータを保持しておき、それをユーザに選択させるようにして照度変更を可能にしても良い。また、この場合、EEPROMなどの不揮発性メモリを備えて、上記照度のパターンデータを記憶させるようにしても良い。また、ユーザが照度を設定可能となる構成は、必要に応じて設ければ良い。
The
本実施例では、扉が開放された状態のまま、3分経過した場合(ステップS6:「YES」)にキセノンランプ9への印加電圧を低下させ、さらに10分経過した場合(ステップS8:「YES」)にキセノンランプ9を消灯させているが、キセノンランプ9と周辺部品との距離や、庫内灯駆動回路18で使用される半導体素子の仕様などに応じて、これらステップS6,S8での判定をする経過時間を変更しても良い。また、この場合、キセノンランプ9の最大点灯時間が短くなるように変更すれば、その分、キセノンランプ9自体の発熱を抑えられるので、キセノンランプ9と周辺部品との距離を近接化することができ、庫内容積を増加させることが可能となる。
In this embodiment, when 3 minutes have passed with the door opened (step S6: “YES”), the voltage applied to the
ステップS7において、キセノンランプ9が点灯された状態で所定時間経過後に、印加電圧を一律50%まで低下させているが、50%に限ることはない。また、キセノンランプ9の発熱,周辺部品の温度上昇,庫内温度などの条件に基づいて、自動的に印加電圧を変更させるようにしても良い。また、照度を低下させる場合は、必ずしもPWMデューティを漸減させずとも良い。さらに、開放状態が継続した場合の制御は、必要に応じて行なえば良い。
In step S7, the applied voltage is uniformly reduced to 50% after a predetermined time has elapsed with the
庫内灯駆動回路18において、半導体スイッチング素子は、PチャネルMOSFETを用いて構成したが、NチャネルMOSFETや、バイポーラトランジスタを用いて構成しても良い。また、DC電源は、スイッチング電源回路に限らず、トランスとレギュレータとの組み合わせで構成しても良い。さらに、PWM駆動回路は、マイクロコンピュータで構成される制御回路16を用いることなく、ハードウェアのみで構成しても良い。
In the interior
図面中、9はキセノンランプ(庫内灯)、15はスイッチング電源回路(DC電源)、16は制御回路(PWM駆動回路)、19はPチャネルMOSFET(半導体スイッチング素子)を示す。 In the drawing, 9 is a xenon lamp (inside lamp), 15 is a switching power supply circuit (DC power supply), 16 is a control circuit (PWM drive circuit), and 19 is a P-channel MOSFET (semiconductor switching element).
Claims (3)
前記DC電源と前記庫内灯との間に挿入される半導体スイッチング素子と、
この半導体スイッチング素子をオンオフさせるPWM信号を出力することで前記庫内灯への印加電圧を制御するPWM駆動回路とを備え、
前記庫内灯を点灯させる場合は、前記PWM信号のデューティを漸増することで当該庫内灯への印加電圧を徐々に上昇させることを特徴とする冷蔵庫。 In a refrigerator equipped with an interior lamp driven by a DC power source,
A semiconductor switching element inserted between the DC power source and the interior lamp;
A PWM drive circuit for controlling a voltage applied to the interior lamp by outputting a PWM signal for turning on and off the semiconductor switching element;
When turning on the interior lamp, the voltage applied to the interior lamp is gradually increased by gradually increasing the duty of the PWM signal.
3. The refrigerator according to claim 2, wherein when the applied voltage is lowered, the duty of the PWM signal is gradually reduced by gradually reducing the duty of the PWM signal.
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