JP2011125158A - 突入電流抑制装置、電気機器及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】故障時に故障箇所を早期に特定できる突入電流抑制装置の提供。
【解決手段】電源（１）からの電流をオン／オフするスイッチ回路５と、スイッチ回路５に並列接続され、電源（１）からの突入電流を制限する電流制限素子６と、電流制限素子６が突入電流を制限した後に始動し、スイッチ回路５をオンにする手段１１とを備える突入電流抑制装置。電流制限素子６の両端電圧値を検出する電圧検出器１３と、電流制限素子６が突入電流を制限した後に、電圧検出器１３が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する手段１１とを備え、判定する手段１１が所定電圧値より高いと判定したときは、スイッチ回路５の異常を記憶し報知する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源からの電流をオン／オフするスイッチ回路と、スイッチ回路に並列接続され、電源からの突入電流を制限する電流制限素子とを備え、電流制限素子が突入電流を制限した後に、スイッチ回路をオンにする突入電流抑制装置、電気機器及び空気調和機に関するものである。

ＡＣ電圧からＤＣ電圧に変換する回路では、平滑用に電解コンデンサが用いられている。その為、ＡＣ電源の投入時には、この電解コンデンサを充電する必要があり、その充電電流が流れる。この充電電流は、抵抗が非常に小さい整流回路及びコンデンサに流れるので、瞬時的に非常に大きな電流となり、一般的には突入電流と呼ばれている。

ＡＣ電圧からＤＣ電圧に変換する回路では、ＡＣ電源が入力され始めると、整流用ダイオードを通じて電解コンデンサが充電される回路構成になっており、電解コンデンサが充電されるときには、この整流用ダイオードに大電流が流れ、最悪時、整流用ダイオードが破壊される可能性がある。
そこで、整流用ダイオードが破壊されないように、整流用ダイオードの前段にリレーと正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣ（ポジスタ）と記載）とを接続し、電源投入時の突入電流を抑制する回路装置が利用されている。

図３は、このような従来から利用されている突入電流抑制装置の概略構成例を示すブロック図である。
この突入電流抑制装置は、室内機及び室外機とを備える空気調和機に使用されており、室内機側の制御部２が、図示しない操作部での操作により、リレー（リレー接点）１をオン／オフ制御する。リレー１がオンであるとき、ＡＣ電源が、端子板３を介し、室外機側の突入電流抑制回路４を通じて、ダイオードブリッジで構成された整流回路７へ与えられる。

整流回路７で整流された直流電圧は、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）８で平滑され、スイッチ電源回路９に与えられる。スイッチ電源回路９は、与えられた直流電圧を、内蔵するインバータにより交流電圧に変換して各種負荷回路１０に与え、また、直流電圧を制御用電圧に降圧して制御部１１に与える。制御部１１は、マイクロコンピュータ等で構成されており、シリアル送受信回路１２により、端子板３を介して室内機側の制御部２とシリアル送受信を行う。

突入電流抑制回路４は、リレー（リレー接点）５及びＰＴＣ（正特性サーミスタ、ポジスタ）６が並列接続されており、この並列回路は、室内機側のリレー１及び整流回路７間に直列接続されている。室外機側の制御部１１は、リレー５をオン／オフ制御する。
正特性サーミスタであるＰＴＣ６は、電流の通流初期（常温）の抵抗値が、整流回路７のダイオードが破壊されない程度に電流を抑制する抵抗値（数十Ω）に設定されており、電流が流れ続けると、自己発熱により抵抗値が増大して行く。

このような構成の空気調和機では、リレー１がオンになると、ＰＴＣ６を通じて平滑コンデンサ８へ充電電流が流れ、平滑コンデンサ８を充電して行く。この際、抵抗値を有するＰＴＣ６により、突入電流が抑制され、整流回路７のダイオードに流れる電流を抑制している。
その後、平滑コンデンサ８の充電が進み、その充電電圧が上昇して行くと、スイッチ電源回路９が起動し、制御部１１がオンになる。

オンになった制御部１１は、ＰＴＣ６に並列接続されているリレー５をオンにする。リレー５がオンになれば、ＡＣ電源が、整流回路７へ継続的に与えられて整流され、整流された直流電圧は、平滑コンデンサ８で平滑され、スイッチ電源回路９に与えられる。スイッチ電源回路９は、与えられた直流電圧を交流電圧に変換して各種負荷回路１０に与え続けると共に、降圧した直流電圧を制御部１１に与え続ける。

特許文献１には、電源スイッチ及び電源整流素子間の電路を介して流れる突入電流を軽減するために、電路に対して直列に電流制限素子を接続し、突入電流通過後にリレー接点により電流制限素子を短絡する突入電流制限回路用リレー制御方法が開示されている。負荷電流を検出し、負荷電流が所定の値より低い場合、リレーをオフにし、電流制限素子を介して負荷に電流を供給する。

特許文献２には、電源スイッチと変圧器の一次側巻線との間の電路を介して流れる励磁突入電流を軽減する変圧器の突入電流軽減方法が開示されている。電路に電流制限素子を直列に挿入接続し、励磁突入電流をこの電流制限素子で減流した後に変圧器の一次巻線に導くと共に、電流制限素子と並列にリレーを電路に接続し、電源スイッチの閉成時には、リレーは開状態とし、電源スイッチが閉成してから所定時間が経過すると、リレーを閉成する。

特開２００７−１２９８６７号公報 特開平１１−２２５４３２号公報

上述した突入電流抑制回路４が作動しなかったとき、具体的には、制御部１１がリレー５をオンにできなかったときには、スイッチ電源回路９が起動した後も、ＰＴＣ６を通じて電流が流れ続けている。この為、ＰＴＣ６が発熱し抵抗が増大することにより、ＰＴＣ６の両端電圧が上昇し、平滑コンデンサ８の充電電圧が低下して、スイッチ電源回路９が停止する。これにより、制御部１１がオフになる。
その後、負荷電流が低下することによりＰＴＣ６自身の温度が低くなり、抵抗値が低下すると、ＰＴＣ６の両端電圧も低下して、平滑コンデンサ８の充電電圧が上昇し、再びスイッチ電源回路９が起動する。

このように、突入電流抑制回路４のリレー５がオンにならなかったときには、スイッチ電源回路９及び制御部１１が起動／停止を繰り返すようになる。
このような場合、空気調和機としては作動しない為、ユーザからサービスコールが入る。通常、サービスセンタが、現地で修理する場合は、異常表示など空気調和機が記憶しているなんらかの故障表示を呼出すなどして、不良箇所を特定し、不良部品交換などを行っている。
しかし、上記のように、突入電流抑制回路４の動作不良により、制御部１１がオフになりリセットしていれば、異常表示を行うことができない為、修理する際に不良箇所を特定するのに時間が掛かるという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、故障時に故障箇所を早期に特定できる突入電流抑制装置を提供することを目的とする。
本発明は、突入電流抑制装置の故障時に故障箇所を早期に特定できる電気機器を提供することを目的とする。
本発明は、突入電流抑制装置の故障時に故障箇所を早期に特定できる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る突入電流抑制装置は、電源からの電流をオン／オフするスイッチ回路と、該スイッチ回路に並列接続され、前記電源からの突入電流を制限する電流制限素子と、該電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、前記スイッチ回路をオンにする手段とを備える突入電流抑制装置において、前記電流制限素子の両端電圧値を検出する電圧検出器と、前記電流制限素子が突入電流を制限した後に、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する手段とを備え、該手段が所定電圧値より高いと判定したときは、前記スイッチ回路の異常を記憶し報知するように構成してあることを特徴とする。

この突入電流抑制装置では、スイッチ回路が、電源からの電流をオン／オフし、スイッチ回路に並列接続された電流制限素子が、電源からの突入電流を制限し、オンにする手段が、電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、スイッチ回路をオンにする。電圧検出器が、電流制限素子の両端電圧値を検出し、電流制限素子が突入電流を制限した後に、判定する手段が、電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する。判定する手段が、両端電圧値が所定電圧値より高いと判定したときは、スイッチ回路の異常を記憶し報知する。

本発明に係る電気機器は、本発明に係る突入電流抑制装置を備え、該突入電流抑制装置が有するスイッチ回路から電気負荷へ電流を供給するように構成してあることを特徴とする。

この電気機器では、本発明に係る突入電流抑制装置を備えており、この突入電流抑制装置が有するスイッチ回路から電気負荷へ電流を供給するように構成されている。

本発明に係る空気調和機は、室内機及び室外機とを備え、該室内機が電源スイッチを有し、前記室外機が、前記電源スイッチからの電流をオン／オフするスイッチ回路と、該スイッチ回路に並列接続され、前記電源スイッチからの突入電流を制限する電流制限素子と、該電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、前記スイッチ回路をオンにする手段とを有し、該スイッチ回路から前記室外機内の電気負荷へ電流を供給するように構成してある空気調和機において、前記室外機は、前記電流制限素子の両端電圧値を検出する電圧検出器と、前記電流制限素子が突入電流を制限した後に、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する手段と、該手段が所定電圧値より高いと判定したときは、前記スイッチ回路の異常を前記室内機へ通知する手段とを有し、該室内機は、該手段からの異常通知を受付ける受付手段と、該受付手段が受付けた異常通知を報知する手段とを有することを特徴とする。

この空気調和機では、室内機及び室外機とを備え、室内機が電源スイッチを有している。室外機は、スイッチ回路が、電源スイッチからの電流をオン／オフし、スイッチ回路に並列接続された電流制限素子が、電源スイッチからの突入電流を制限する。オンにする手段が、電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、スイッチ回路をオンに、スイッチ回路から室外機内の電気負荷へ電流を供給する。室外機は、電圧検出器が、電流制限素子の両端電圧値を検出し、電流制限素子が突入電流を制限した後に、判定する手段が、電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する。判定する手段が、両端電圧値が所定電圧値より高いと判定したときは、通知する手段が、スイッチ回路の異常を室内機へ通知する。室内機は、受付手段が、通知された異常通知を受付け、報知する手段が、その受付けた異常通知を報知する。

本発明に係る空気調和機は、前記室内機は、前記受付手段が受付けた異常通知を記憶する手段を有することを特徴とする。

この空気調和機では、室内機は、記憶する手段が、受付手段が受付けた異常通知を記憶する。

本発明に係る突入電流抑制装置によれば、故障時に故障箇所を早期に特定できる突入電流抑制装置を実現することができ、見込み修理の削減により、サービス費用を削減し、同一ユーザ宅での度重なる修理を防止することができる。

本発明に係る電気機器によれば、突入電流抑制装置の故障時に故障箇所を早期に特定できる電気機器を実現することができ、見込み修理の削減により、サービス費用を削減し、同一ユーザ宅での度重なる修理を防止することができる。

本発明に係る空気調和機によれば、突入電流抑制装置の故障時に故障箇所を早期に特定できる空気調和機を実現することができ、見込み修理の削減により、サービス費用を削減し、同一ユーザ宅での度重なる修理を防止することができる。

本発明に係る突入電流抑制装置及び空気調和機の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る空気調和機の動作を示すフローチャートである。 従来から利用されている突入電流抑制装置の概略構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る突入電流抑制装置及び空気調和機の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
この空気調和機は、室内機及び室外機とを備えており、室内機側の制御部２が、図示しない操作部での操作により、リレー（リレー接点、電源スイッチ）１をオン／オフ制御する。リレー１がオンであるとき、ＡＣ電源が、端子板３を介し、室外機側の突入電流抑制回路４を通じて、ダイオードブリッジで構成された整流回路７へ与えられる。

整流回路７で整流された直流電圧は、整流回路７に並列接続された平滑コンデンサ（電解コンデンサ）８で平滑され、スイッチ電源回路９に与えられる。スイッチ電源回路９は、与えられた直流電圧を、内蔵するインバータにより交流電圧に変換して各種負荷回路１０に与える。また、与えられた直流電圧を制御用電圧に降圧して制御部１１に与える。制御部１１は、マイクロコンピュータ等で構成されており、シリアル送受信回路（通知する手段）１２により、端子板３を介して室内機側の制御部（受付手段）２とシリアル送受信を行う。

突入電流抑制回路４は、リレー（リレー接点、スイッチ回路）５及びＰＴＣ（電流制限素子、正特性サーミスタ、ポジスタ）６が並列接続されており、この並列回路は、室内機側のリレー１及び整流回路７間に直列接続されている。室外機側の制御部１１は、リレー５をオン／オフ制御する。
正特性サーミスタであるＰＴＣ６は、電流の通流初期（常温）の抵抗値が、整流回路７のダイオードが破壊されない程度に電流を抑制する抵抗値（数十Ω）に設定されており、電流が流れ続けると、自己発熱により抵抗値が増大して行く。

ＰＴＣ６には、その両端電圧値を検出する電圧検出器１３が接続され、電圧検出器１３が検出した両端電圧値は、制御部１１に与えられる。制御部（判定する手段）１１は、与えられた両端電圧値に基づき、リレー５がオンになっているか否かを判定し、オンになっていなければ、突入電流抑制回路４が異常であると判定する。
制御部１１は、突入電流抑制回路４が異常であると判定すると、シリアル送受信回路１２を通じて、室内機の制御部２へ通知する。制御部２は、突入電流抑制回路４が異常であるとの通知を受付け、受付けた通知を、内蔵するメモリに記憶すると共に、表示部１４に表示する。

以下に、このような構成の空気調和機の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
この空気調和機では、図示しない操作部が操作され、室内機のリレー１がオンになると（Ｓ１）、室外機にＡＣ電源が入力される（Ｓ３）。これにより、ＰＴＣ６を通じて平滑コンデンサ８への充電が開始され（Ｓ５）、平滑コンデンサ８の充電電圧が上昇して行く。この際、抵抗値を有するＰＴＣ６により、突入電流が抑制され、整流回路７のダイオードに流れる電流は抑制される。

平滑コンデンサ８の充電が進み、その充電電圧が上昇して行くと、スイッチ電源回路９が始動し（Ｓ７）、これにより、制御部１１がオンになる。制御部１１は、オンになると、突入電流抑制回路４のリレー５をオンにする（Ｓ９）。
制御部１１は、リレー５をオンにした（Ｓ９）後、電圧検出器１３が検出したＰＴＣ６の両端電圧値を読込み（Ｓ１１）、両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する（Ｓ１３）。

制御部１１は、ＰＴＣ６の両端電圧値が所定電圧値より高くなければ（Ｓ１３のＮＯ）、突入電流抑制回路４のリレー５がオンになっていると判定し、そのまま運転を継続する（Ｓ１５）。尚、この所定電圧値は、平滑コンデンサ８の充電電圧低下によってスイッチ電源回路９及び制御部１１が停止する値よりも小さい値に設定されている。
これにより、ＡＣ電源が、整流回路７で整流され、整流された直流電圧は、平滑コンデンサ８で平滑され、スイッチ電源回路９に与えられる。スイッチ電源回路９は、与えられた直流電圧を交流電圧に変換して各種負荷回路１０に与え続けると共に、降圧した直流電圧を制御部１１に与え続ける。

制御部１１は、ＰＴＣ６の両端電圧値が所定電圧値より高ければ（Ｓ１３のＹＥＳ）、突入電流抑制回路４のリレー５がオンになっていないとして、突入電流抑制回路４が異常であると判定し（Ｓ１７）、シリアル送受信回路１２を通じて、室内機側の制御部２へ通知する。
室内機側の制御部２は、突入電流抑制回路４が異常であるとの通知を受付け、受付けた通知内容を、内蔵するメモリに記憶すると共に、表示部１４に表示する（Ｓ１９）。次いで、室内機側のリレー１をオフにして（Ｓ２１）終了する。
尚、本実施例では、本発明に係る突入電流抑制装置を備える電気機器として、空気調和機について説明したが、空気調和機に限らず、コンセント等の電源に接続された時点で動作を開始する冷蔵庫や、その他の突入電流抑制装置を備える電気機器においても、同様に作動することは言う迄もない。

１ リレー（電源スイッチ）
２ 制御部（受付手段、記憶する手段）
４ 突入電流抑制回路
５ リレー（スイッチ回路）
６ ＰＴＣ（電流制限素子）
７ 整流回路
８ 平滑コンデンサ
９ スイッチ電源回路
１０ 各種負荷回路
１１ 制御部（オンにする手段、判定する手段）
１２ シリアル送受信回路（通知する手段）
１３ 電圧検出器
１４ 表示部（報知する手段）

Claims (4)

1. 電源からの電流をオン／オフするスイッチ回路と、該スイッチ回路に並列接続され、前記電源からの突入電流を制限する電流制限素子と、該電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、前記スイッチ回路をオンにする手段とを備える突入電流抑制装置において、
   前記電流制限素子の両端電圧値を検出する電圧検出器と、前記電流制限素子が突入電流を制限した後に、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する手段とを備え、該手段が所定電圧値より高いと判定したときは、前記スイッチ回路の異常を記憶し報知するように構成してあることを特徴とする突入電流抑制装置。
2. 請求項１に記載された突入電流抑制装置を備え、該突入電流抑制装置が有するスイッチ回路から電気負荷へ電流を供給するように構成してあることを特徴とする電気機器。
3. 室内機及び室外機とを備え、該室内機が電源スイッチを有し、前記室外機が、前記電源スイッチからの電流をオン／オフするスイッチ回路と、該スイッチ回路に並列接続され、前記電源スイッチからの突入電流を制限する電流制限素子と、該電流制限素子が突入電流を制限した後に始動し、前記スイッチ回路をオンにする手段とを有し、該スイッチ回路から前記室外機内の電気負荷へ電流を供給するように構成してある空気調和機において、
   前記室外機は、前記電流制限素子の両端電圧値を検出する電圧検出器と、前記電流制限素子が突入電流を制限した後に、前記電圧検出器が検出した両端電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する手段と、該手段が所定電圧値より高いと判定したときは、前記スイッチ回路の異常を前記室内機へ通知する手段とを有し、該室内機は、該手段からの異常通知を受付ける受付手段と、該受付手段が受付けた異常通知を報知する手段とを有することを特徴とする空気調和機。
4. 前記室内機は、前記受付手段が受付けた異常通知を記憶する手段を有する請求項３記載の空気調和機。

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