JP2008219987A

JP2008219987A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2008219987A
Application number: JP2007050982A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tani; 祐二谷; Hiroshi Okui; 博司奥井; Naoyuki Yoshida; 尚之吉田; Satoshi Kida; 聡木田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-01
Also published as: JP5168948B2

Abstract

【課題】従来の空気調和機では、スイッチング素子群がショート破壊したときに、第１のマイコンと第２のマイコンが連鎖的に破壊し、空気調和機のすべての動作が停止してしまうことがあった。
【解決手段】第１のマイコンの電源部に第１のダイオード９を挿入し、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインに第２のダイオード１０を挿入することで、第１のマイコンが過電圧破壊したとき第２のマイコンが連鎖的に破壊することを防ぐ。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機のインバータ回路に関するものである。

従来、この種の空気調和機としては、図１０に示すものがあった（特許文献１参照）。図１０は従来の空気調和機を示すものであり、ＡＣ電源を整流するダイオードブリッジ１と、ダイオードブリッジ１により整流された電圧をＤＣ電圧に平滑するインバータ用コンデンサ２と、圧縮機モータ３と、ＤＣ電圧を交流電圧として圧縮機モータ３に印加するためにブリッジ接続されたスイッチング素子群４と、ＤＣ電圧の負極側とスイッチング素子群４の負極側の間に挿入されるシャント抵抗５と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちスイッチング素子群４の駆動を行うとともにシャント抵抗５の電圧が入力されスイッチング素子群４の過電流を検知するとスイッチング素子群４の駆動を停止させるドライブ回路６と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちドライブ回路６に接続され圧縮機モータ３の回転信号をドライブ回路６に送信する第１のマイコン７と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち第１のマイコン７の電源と共通の電源で駆動され第１のマイコン７と圧縮機モータ３の回転数を通信する第２のマイコン８とから構成されている。
特開２００５−１６０２６８号公報

しかしながら、前記従来の構成ではスイッチング素子群がショート破壊したときにシャント抵抗が過電流によりオープン破壊するとドライブ回路にＤＣ電圧の正極側と負極側間の電圧が印加されドライブ回路が過電圧破壊し、連鎖的に第１のマイコンと第２のマイコンも過電圧破壊するという連鎖的な破壊モードをもっていた。この連鎖破壊のモードは、第１のマイコンや第２のマイコンやドライブ回路の基準電位側の接続、すなわち、ＤＣ電圧の負極側への接続がすべて断線するまで継続し、トラキングの発生などで火災を起こす可能性を持っている。また、スイッチング素子群のショート破壊によりマイコンが破壊されるので空気調和機のすべての動作が停止してしまうという課題をもっていた。

本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、第１のマイコンの電源部にダイオードを挿入し、第一のマイコンと第２のマイコン間の通信信号ラインにも過電圧防止回路を設けることで、スイッチング素子群がショート破壊してドライブ回路と第１のマイコンが過電圧破壊したときに第２のマイコンが過電圧破壊することを防ぐようにするものである。

本発明の空気調和機は、スイッチング素子群がショート破壊してドライブ回路と第１のマイコンが過電圧破壊したときに第２のマイコンが過電圧破壊することを防ぐようにすることで、スイッチング素子群がショート破壊したときに連鎖的に破壊する回路を限定でき安全性を高めることができる。また、スイッチング素子群がショート破壊したときにも第２のマイコンは破壊されないので空気調和機の動作が完全に停止してしまうことがない。

第１の発明は、スイッチング素子群がショート破壊しシャント抵抗に過電流がながれシ
ャント抵抗が断線しドライブ回路と第１のマイコンが過電圧破壊した場合に、第１のマイコンの電源部に設けたダイオードでマイコン電源への過電圧の印加を防止し、第１のマイコンと第２のマイコン間の通信信号ライン間に設けたダイオードで第２のマイコンへの過電圧印加を防止することで、安全性を確保するとともに空気調和機の動作の完全停止を防ぐものである。

第２の発明は、第１の発明の空気調和機の各マイコンの電源入力部に電源ＩＣを挿入することで、第１の発明と同様の効果を得ると共に、第１のマイコンの駆動電圧を第２のマイコンの駆動電圧を合わせることが出来るので、第１のマイコンと第２のマイコン間の通信信号ラインの電位を合わせることが可能になり、マイコンの選択肢を広げることができるものである。

第３の発明は、第１の発明の空気調和機の第１のマイコンと第２のマイコン間の通信信号ラインの第１のマイコン側から第２のマイコン側への過電圧防止を抵抗とツェナーダイオードで構成することで、第１の発明と同様の効果を得ると共に、第１のマイコンと第２のマイコン間の通信信号ラインの電位がダイオード分ずれることがないので、マイコンの選択肢を広げることができるものである。

第４の発明は、第１の発明の空気調和機のスイッチング素子群の電源ラインに回路開閉手段を挿入し、第２のマイコンと第１のマイコンとの通信が不成立となった時に、第２のマイコンが回路開閉手段を開放させることで、第１の発明の空気調和機と比べより安全性を高めることができるものである。

第５の発明は、第２の発明の空気調和機のスイッチング素子群の電源ラインに回路開閉手段を挿入し、第２のマイコンと第１のマイコンとの通信が不成立となった時に、第２のマイコンが回路開閉手段を開放させることで、第２の発明の空気調和機と比べより安全性を高めることができるものである。

第６の発明は、第３の発明の空気調和機のスイッチング素子群の電源ラインに回路開閉手段を挿入し、第２のマイコンと第１のマイコンとの通信が不成立となった時に、第２のマイコンが回路開閉手段を開放させることで、第３の発明の空気調和機と比べより安全性を高めることができるものである。

第７の発明は、室内機と室外機に分離され室内機にて室外機の電源を遮断する構成の空気調和機において第１の発明を適用したものであり、第１のマイコンと第２のマイコンの通信が不成立となったときに第２のマイコンが室内機に室外機の電源遮断を指示することで、安全性をより高めることができるものである。

第８の発明は、室内機と室外機に分離され室内機にて室外機の電源を遮断する構成の空気調和機において第２の発明を適用したものであり、第１のマイコンと第２のマイコンの通信が不成立となったときに第２のマイコンが室内機に室外機の電源遮断を指示することで、安全性をより高めることができるものである。

第９の発明は、室内機と室外機に分離され室内機にて室外機の電源を遮断する構成の空気調和機において第３の発明を適用したものであり、第１のマイコンと第２のマイコンの通信が不成立となったときに第２のマイコンが室内機に室外機の電源遮断を指示することで、安全性をより高めることができるものである。

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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における空気調和機である。ＡＣ電源を整流するダイオードブリッジ１と、ダイオードブリッジ１により整流された電圧をＤＣ電圧に平滑するインバータ用コンデンサ２と、圧縮機モータ３と、ＤＣ電圧を交流電圧として圧縮機モータ３に印加するためにブリッジ接続されたスイッチング素子群４と、ＤＣ電圧の負極側とスイッチング素子群４の負極側の間に挿入されるシャント抵抗５と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちスイッチング素子群４の駆動を行うとともにシャント抵抗５の電圧が入力されスイッチング素子群４の過電流を検知するとスイッチング素子群４の駆動を停止させるドライブ回路６と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちドライブ回路６に接続され圧縮機モータ３の回転信号をドライブ回路６に送信する第１のマイコン７と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち第１のマイコン７の電源と共通の電源で駆動され第１のマイコン７と圧縮機モータ３の回転数を通信する第２のマイコン８とから構成され、第１のマイコン７の電源部分に第１のマイコン７側がカソードとなるように第１のダイオード９が挿入され、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインに第１のマイコン７側がカソードとなるように第２のダイオード１０が挿入されている。

以上のように構成された空気調和機では、スイッチング素子群４がショート破壊しシャント抵抗５に過電流がながれシャント抵抗５が断線しドライブ回路６と第１のマイコン７が過電圧破壊した場合に、第１のダイオード９により過電圧が第１のマイコン７から電源に印加されることを防ぎ、第２のダイオード１０により過電圧が第１のマイコン７から第２のマイコン８に印加されることを防ぐことができるのでスイッチング素子群４のショート破壊による周辺回路の破壊をシャント抵抗５とドライブ回路６と第１のマイコン７に限定することができ、安全性を高めることができる。また、第２のマイコン８が連鎖的に破壊されることがないので、空気調和機の運転が完全に停止してしまうことがない。

なお、本実施例では第１のマイコン７と第２のマイコン間の通信信号ラインを１つとしているが、通信信号が複数の場合においてもそれぞれの通信信号ラインにダイオードを挿入することで同様の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における空気調和機である。実施の形態１に記載の空気調和機の第１のダイオード９と第１のマイコン７の間に第１の電源ＩＣ１１を挿入し、第２のマイコン８の電源入力部に第２の電源ＩＣ１２を挿入している。

以上のように構成された空気調和機では、スイッチング素子群４のショート破壊による周辺回路の破壊をシャント抵抗５とドライブ回路６と第１のマイコン７と第１の電源ＩＣ１１と第２の電源ＩＣ１２に限定することができ、安全性を高めることができる。また、第２のマイコン８が連鎖的に破壊されることがないので、空気調和機の運転が完全に停止してしまうことがない。また、第１のマイコン７と第２のマイコン８の駆動電圧を第一の電源ＩＣ１１と第２の電源ＩＣ１２によって同一にすることが可能となりるため第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号の電圧を合わせることができ、マイコンの選択肢をより広げることが可能となる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における空気調和機路である。実施の形態１に記載の空気調和機の第２のダイオード１０を抵抗１３に置換え、抵抗１３と第２のマイコン８間の通信信号ラインにカソードを接続しＤＣ電圧の負極側にアノードを接続したツェナーダイオード１４を接続している。

以上のように構成された空気調和機では、スイッチング素子群４がショート破壊し第１のマイコン７から第２のマイコン８に過電圧が印加された場合、ツェナーダイオード１４がショート破壊し抵抗１３が断線することで第２のマイコンの過電圧破壊を防止することができ、スイッチング素子群４のショート破壊による周辺回路の破壊をシャント抵抗５とドライブ回路６と第１のマイコン７と抵抗１３とツェナーダイオード１４に限定することができ、安全性を高めることができる。また、第２のマイコン８が連鎖的に破壊されることがないので、空気調和機の運転が完全に停止してしまうことがない。また、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインの電圧がずれないので、マイコンの選択肢をより広げることが可能となる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における空気調和機である。実施の形態１に記載の空気調和機のスイッチング素子群４の正極側に第１の回路開閉手段１５が挿入され、第２のマイコン８は圧縮機モータ３を駆動時には第１の回路開閉手段１５を閉路し第１のマイコン７との通信が不成立になると第１の回路開閉手段１５を開放させる。

以上のように構成された空気調和機では、スイッチング素子群４がショート破壊し第１のマイコンが破壊した場合に、スイッチング素子群４のＤＣ電源が回路開閉手段１５によって遮断されるので、より安全性を確保することができる。

（実施の形態５）
図５は、本発明の第５の実施の形態における空気調和機である。実施の形態２に記載の空気調和機のスイッチング素子群４の正極側に第１の回路開閉手段１５が挿入され、第２のマイコン８は圧縮機モータ３を駆動時には第１の回路開閉手段１５を閉路し第１のマイコン７との通信が不成立になると第１の回路開閉手段１５を開放させる。

（実施の形態６）
図６は、本発明の第６の実施の形態における空気調和機である。実施の形態３に記載の空気調和機のスイッチング素子群４の正極側に第１の回路開閉手段１５が挿入され、第２のマイコン８は圧縮機モータ３を駆動時には第１の回路開閉手段１５を閉路し第１のマイコン７との通信が不成立になると第１の回路開閉手段１５を開放させる。

（実施の形態７）
図７は、本発明の第７の実施の形態における空気調和機である。ＡＣ電源に接続される室内機１６と、室内機１６に設けられた第２の回路開閉手段１７によりＡＣ電源が供給され室内機１６と通信を行う室外機１８にて構成され、室外機１８は、ＡＣ電源を整流するダイオードブリッジ１と、ダイオードブリッジ１により整流された電圧をＤＣ電圧に平滑するインバータ用コンデンサ２と、圧縮機モータ３と、ＤＣ電圧を交流電圧として圧縮機モータ３に印加するためにブリッジ接続されたスイッチング素子群４と、ＤＣ電圧の負極側とスイッチング素子群４の負極側の間に挿入されるシャント抵抗５と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちスイッチング素子群４の駆動を行うとともにシャント抵抗５の電圧が入力されスイッチング素子群４の過電流を検知するとスイッチング素子群４の駆動を停止
させるドライブ回路６と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもちドライブ回路６に接続され圧縮機モータ３の回転信号をドライブ回路６に送信する第１のマイコン７と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち第１のマイコン７の電源と共通の電源で駆動され第１のマイコン７と圧縮機モータ３の回転数を通信する第２のマイコン８とから構成され、第１のマイコン７の電源部分に第１のマイコン７側がカソードとなるように第１のダイオード９が挿入され、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインに第１のマイコン７側がカソードとなるように第２のダイオード１０が挿入され、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号が不成立となると第２のマイコン８が室内機１６に第２の回路開閉手段１７を開放させることを指示する。

以上のように構成された空気調和機では、スイッチング素子群４がショート破壊し第１のマイコン７が破壊した場合に、室外機１８の電源が回路開閉手段１７によって遮断されるので、安全性を確保することができる。

（実施の形態８）
図８は、本発明の第８の実施の形態における空気調和機である。実施の形態７に記載の空気調和機の第１のダイオード９と第１のマイコン７の間に第１の電源ＩＣ１１を挿入し、第２のマイコン８の電源入力部に第２の電源ＩＣ１２を挿入している。

以上のように構成された空気調和機では、実施の形態７に記載の空気調和機と同じ安全性が確保できるとともに、第１のマイコン７の駆動電圧と第２のマイコン８の駆動電圧を合わせることが出来るので第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインの電位を合わせることが可能になりマイコンの選択肢を広げることができる。

（実施の形態９）
図９は、本発明の第９の実施の形態における空気調和機である。実施の形態７に記載の空気調和機の第２のダイオード１０を抵抗１３に置換え、抵抗１３と第２のマイコン８間の通信信号ラインにカソードを接続しＤＣ電圧の負極側にアノードを接続したツェナーダイオード１４を接続している。

以上のように構成された空気調和機では、実施の形態７に記載の空気調和機と同じ安全性が確保できるとともに、第１のマイコン７と第２のマイコン８間の通信信号ラインの電位がダイオードでずれることがないので、マイコンの選択肢を広げることができる。

本発明の空気調和機は空気調和機のインバータ回路の構造に関するものであるが、同様の構成をもつ他のインバータ機器にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図本発明の実施の形態２における空気調和機の構成図本発明の実施の形態３における空気調和機の構成図本発明の実施の形態４における空気調和機の構成図本発明の実施の形態５における空気調和機の構成図本発明の実施の形態６における空気調和機の構成図本発明の実施の形態７における空気調和機の構成図本発明の実施の形態８における空気調和機の構成図本発明の実施の形態９における空気調和機の構成図従来の空気調和機の構成図

符号の説明

１ダイオードブリッジ
２インバータ用コンデンサ
３圧縮機モータ
４スイッチング素子群
５シャント抵抗
６ドライブ回路
７第１のマイコン
８第２のマイコン
９第１のダイオード
１０第２のダイオード
１１第１の電源ＩＣ
１２第２の電源ＩＣ
１３抵抗
１４ツェナーダイオード
１５第１の回路開閉手段
１６室内機
１７第２の回路開閉手段
１８室外機

Claims

ＡＣ電源を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにより整流された電圧をＤＣ電圧に平滑するインバータ用コンデンサと、圧縮機モータと、ＤＣ電圧を交流電圧として前記圧縮機モータに印加するためにブリッジ接続されたスイッチング素子群と、ＤＣ電圧の負極側と前記スイッチング素子群の負極側の間に挿入されるシャント抵抗と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記スイッチング素子群の駆動を行うとともに前記シャント抵抗の電圧が入力され前記スイッチング素子群の過電流を検知すると前記スイッチング素子群の駆動を停止させるドライブ回路と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記ドライブ回路に接続され前記圧縮機モータの回転信号を前記ドライブ回路に送信する第１のマイコンと、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記第１のマイコンの電源と共通の電源で駆動され前記第１のマイコンと前記圧縮機モータの回転数を通信する第２のマイコンとから構成され、前記第１のマイコンの電源部分に第一のマイコン側がカソードとなるように第１のダイオードが挿入され、前記第１のマイコンと前記第２のマイコン間の通信信号ラインに第１のマイコン側がカソードとなるように第２のダイオードが挿入されていることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機の第１のダイオードと第１のマイコンの間に第１の電源ＩＣを挿入し、第２のマイコンの電源入力部に第２の電源ＩＣを挿入したことを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機の第２のダイオードを抵抗に置換え、前記抵抗と第２のマイコン間の通信信号ラインにカソードを接続しＤＣ電圧の負極側にアノードを接続したツェナーダイオードを接続していることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機のスイッチング素子群の正極側に第１の回路開閉手段が挿入され、第２のマイコンは圧縮機モータを駆動時には前記第１の回路開閉手段を閉路し第１のマイコンとの通信が不成立になると前記第１の回路開閉手段を開放させることを特徴とする空気調和機。
請求項２に記載の空気調和機のスイッチング素子群の正極側に第１の回路開閉手段が挿入され、第２のマイコンは圧縮機モータを駆動時には前記第１の回路開閉手段を閉路し第１のマイコンとの通信が不成立になると前記第１の回路開閉手段を開放させることを特徴とする空気調和機。
請求項３に記載の空気調和機のスイッチング素子群の正極側に第１の回路開閉手段が挿入され、第２のマイコンは圧縮機モータを駆動時には前記第１の回路開閉手段を閉路し第１のマイコンとの通信が不成立になると前記第１の回路開閉手段を開放させることを特徴とする空気調和機。
ＡＣ電源に接続される室内機と、前記室内機に設けられた第２の回路開閉手段によりＡＣ電源が供給され前記室内機と通信を行う室外機にて構成され、前記室外機は、ＡＣ電源を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにより整流された電圧をＤＣ電圧に平滑するインバータ用コンデンサと、圧縮機モータと、ＤＣ電圧を交流電圧として前記圧縮機モータに印加するためにブリッジ接続されたスイッチング素子群と、ＤＣ電圧の負極側と前記スイッチング素子群の負極側の間に挿入されるシャント抵抗と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記スイッチング素子群の駆動を行うとともに前記シャント抵抗の電圧が入力され前記スイッチング素子群の過電流を検知すると前記スイッチング素子群の駆動を停止させるドライブ回路と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記ドライブ回路に接続され前記圧縮機モータの回転信号を前記ドライブ回路に送信する第１のマイコン
と、ＤＣ電圧の負極側に基準電位をもち前記第１のマイコンの電源と共通の電源で駆動され前記第１のマイコンと前記圧縮機モータの回転数を通信する第２のマイコンとから構成され、前記第１のマイコンの電源部分に第一のマイコン側がカソードとなるように第１のダイオードが挿入され、前記第１のマイコンと前記第２のマイコン間の通信信号ラインに第１のマイコン側がカソードとなるように第２のダイオードが挿入され、前記第１のマイコンと前記第２のマイコン間の通信信号が不成立となると前記第２のマイコンが前記室内機に前記第２の回路開閉手段を開放させることを指示することを特徴とする空気調和機。
請求項７に記載の空気調和機の第１のダイオードと第１のマイコンの間に第１の電源ＩＣを挿入し、第２のマイコンの電源入力部に第２の電源ＩＣを挿入したことを特徴とする空気調和機。
請求項７に記載の空気調和機の第２のダイオードを抵抗に置換え、前記抵抗と第２のマイコン間の通信信号ラインにカソードを接続しＤＣ電圧の負極側にアノードを接続したツェナーダイオードを接続していることを特徴とする空気調和機。