JP2011145849A - Electric equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electric equipment which can easily use both AC power or DC power according to a power supplying means in an installed place. <P>SOLUTION: The electric equipment 100 includes an attachment plug 3 and an outlet 4, which are attached to a casing 1, a rectifier circuit 7 and a smoothing capacitor 8. Commercial AC voltage received through the attachment plug 3 is rectified by the rectifier circuit 7. The smoothing capacitor 8 smoothes the output voltage from the rectifier circuit 7. DC voltage received through the outlet 4 is supplied to the smoothing capacitor 8 through a diode 5 for backflow prevention. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、交流電力と直流電力との双方が利用できる電気機器に関する。   The present invention relates to an electric device that can use both AC power and DC power.

近年、地球温暖化対策が世界的な課題として取り上げられている。具体的には、地球温暖化の要因の一つとされる二酸化炭素の排出量低減のため、化石燃料の使用量を低減する取り組みが進められている。   In recent years, global warming countermeasures have been taken up as a global issue. Specifically, efforts are being made to reduce the amount of fossil fuel used to reduce carbon dioxide emissions, which is one of the causes of global warming.

このような背景の下、一般家庭で使用される空調機器、冷蔵庫、および照明機器を始めとした家庭用の電気機器(家電機器とも称する)においては、基本性能を維持しながらエネルギー使用量を低減すること、すなわち省エネ化が求められ、現在そのための技術開発が進められている。   Against this backdrop, in household electrical appliances (also called household appliances) such as air conditioners, refrigerators, and lighting equipment used in general households, energy consumption is reduced while maintaining basic performance. That is, energy saving is required, and technological development for that purpose is currently underway.

家電機器においては、さらに、太陽電池などの自然エネルギーの利用も進められている。たとえば、特開平5−11871号公報(特許文献1)には、商用交流電力と太陽電池によって発電された直流電力との両方が入力される複合入力インバータ装置が開示されている。この文献に示されたインバータ装置は、商用交流系統に整流回路を介して接続された直流負荷と、この整流回路の出力端にDC−DCコンバ−タを介して接続された太陽電池とを含む。この構成において、DC−DCコンバ−タの入力電圧は太陽電池の最大電力に対応した最適動作電圧値に常時調整されるとともに、太陽電池の余剰電力の発生を抑制するために太陽電池の最大電力が前記直流負荷の最大消費電力以下に設定される。   In home appliances, the use of natural energy such as solar cells is also being promoted. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-11871 (Patent Document 1) discloses a composite input inverter device to which both commercial AC power and DC power generated by a solar cell are input. The inverter device shown in this document includes a DC load connected to a commercial AC system via a rectifier circuit, and a solar cell connected to the output terminal of the rectifier circuit via a DC-DC converter. . In this configuration, the input voltage of the DC-DC converter is constantly adjusted to the optimum operating voltage value corresponding to the maximum power of the solar cell, and the maximum power of the solar cell in order to suppress the generation of surplus power of the solar cell. Is set below the maximum power consumption of the DC load.

特開平5−11871号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-11871

ところで、最近の空気調和機(エアコン)、冷蔵庫、洗濯機などの家電機器は、インバータを搭載しているのが普通である。これらの家電機器を商用交流系統に接続する場合には、商用交流を一度直流に変換し、その後、インバータによって高周波の交流に変換するというように電力変換を繰返す必要があるので、変換のたびに損失が生じる。したがって、上記の文献に記載の複合入力インバータ装置を用いて、商用交流電力以外に太陽電池や直流配電系統などの直流電力を利用できるようにすることは、省エネルギーの観点から有用である。   By the way, recent home appliances such as an air conditioner (air conditioner), a refrigerator, and a washing machine usually have an inverter. When connecting these home appliances to a commercial AC system, it is necessary to repeat power conversion, such as converting commercial AC to DC once, and then converting it to high-frequency AC using an inverter. Loss occurs. Therefore, it is useful from the viewpoint of energy saving to make it possible to use DC power such as a solar battery or a DC power distribution system in addition to commercial AC power by using the composite input inverter device described in the above-mentioned document.

しかしながら、太陽電池や直流配電系統は普及の途上であるので、住宅環境に応じて利用できる電力は異なる。このため、家電機器の設置場所の電力供給手段に応じて家電機器の改造ないしは買い替えが必要となるのが現状であり、不便かつ不経済である。   However, since solar cells and DC power distribution systems are in the process of spreading, the power that can be used differs depending on the residential environment. For this reason, the present situation is that it is necessary to remodel or replace the home appliance according to the power supply means at the installation location of the home appliance, which is inconvenient and economical.

この発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる電気機器を提供することである。   The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrical device that can easily use either AC power or DC power depending on the power supply means at the installation site. It is to be.

この発明は要約すれば電気機器であって、第1の接続部と、整流回路と、平滑コンデンサと、負荷と、第2の接続部とを備える。第1の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるために設けられる。整流回路は、第1の接続部を介して受けた商用交流電圧を整流する。平滑コンデンサは、整流回路の出力電圧を受ける。負荷は、平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される。第2の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第1の直流電圧を受け、第1の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。   In summary, the present invention is an electrical device, and includes a first connection portion, a rectifier circuit, a smoothing capacitor, a load, and a second connection portion. The first connection portion is attached to the outer portion of the electric device and is provided to receive a commercial AC voltage from the outside. The rectifier circuit rectifies the commercial AC voltage received via the first connection portion. The smoothing capacitor receives the output voltage of the rectifier circuit. The load is driven by the voltage across the smoothing capacitor. The second connection portion is attached to the outer portion of the electrical device, and is provided to receive the first DC voltage from the outside and supply the first DC voltage to the smoothing capacitor.

好ましい実施の一形態において、電気機器は、第2の接続部と平滑コンデンサとの間の第1の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第2の接続部の方向に逆流するのを阻止する第1の逆流阻止部をさらに備える。   In a preferred embodiment, the electrical device is provided in a first DC voltage supply path between the second connection portion and the smoothing capacitor, and the electric charge accumulated in the smoothing capacitor is in the direction of the second connection portion. And a first backflow prevention unit that prevents backflow.

好ましくは、第1の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。   Preferably, the first DC voltage is supplied from a solar cell. In this case, the optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage.

好ましい実施の他の形態において、電気機器は、上記の実施の一形態の構成に加えて、第2の接続部と第1の逆流阻止部との間の第1の直流電圧の供給経路に設けられ、第1の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第1の変換器をさらに備える。   In another preferred embodiment, the electric device is provided in a first DC voltage supply path between the second connection portion and the first backflow prevention portion in addition to the configuration of the above-described embodiment. And a first converter for converting the first DC voltage into a DC voltage of a different magnitude.

好ましくは、第1の直流電圧は太陽電池から供給される。この場合、第1の変換器は、第1の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第1の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。   Preferably, the first DC voltage is supplied from a solar cell. In this case, the first converter controls the output voltage of the first converter so as not to exceed the reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage, and the input of the first converter. The voltage is controlled so as to be an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell.

もしくは、第1の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第1の変換器は、第1の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第1の変換器の入力電力が最大になるように制御する。   Alternatively, in the case where the first DC voltage is supplied from the solar cell, the first converter is preferably a reference in which the output voltage of the first converter is set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. Control is performed so as not to exceed the voltage, and control is performed so that the input power of the first converter becomes maximum.

上記の実施の一形態において好ましくは、電気機器は、第3の接続部と、第2の逆流阻止部とをさらに備える。第3の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第2の直流電圧を受け、第2の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第2の逆流阻止部は、第3の接続部と平滑コンデンサとの間の第2の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第3の接続部の方向に逆流するのを阻止する。ここで、第1の直流電圧は直流配電系統から供給され、第1の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第2の直流電圧は太陽電池から供給され、太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は商用交流電圧のピーク値に略等しい。   Preferably, in the above embodiment, the electric device further includes a third connection portion and a second backflow prevention portion. The third connection portion is attached to the outer portion of the electric device, and is provided to receive the second DC voltage from the outside and supply the second DC voltage to the smoothing capacitor. The second backflow prevention unit is provided in the second DC voltage supply path between the third connection unit and the smoothing capacitor, and the charge accumulated in the smoothing capacitor flows back in the direction of the third connection unit. To prevent it. Here, the first DC voltage is supplied from the DC distribution system, and the magnitude of the first DC voltage is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage. The second DC voltage is supplied from the solar cell, and the optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage.

上記の実施の他の形態において好ましくは、電気機器は、第3の接続部と、第2の逆流阻止部と、第2の変換器とをさらに備える。第3の接続部は、電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第2の直流電圧を受け、第2の直流電圧を平滑コンデンサに供給するために設けられる。第2の逆流阻止部は、第3の接続部と平滑コンデンサとの間の第2の直流電圧の供給経路に設けられ、平滑コンデンサに蓄積された電荷が第3の接続部の方向に逆流するのを阻止する。第2の変換器は、第3の接続部と第2の逆流阻止部との間の第2の直流電圧の供給経路に設けられ、第2の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。ここで、第1の直流電圧は直流配電系統から供給され、第1の直流電圧の大きさは商用交流電圧のピーク値に略等しい。第2の直流電圧は太陽電池から供給される。第2の変換器は、第2の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第2の変換器の入力電圧を太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する。   In another embodiment of the present invention, preferably, the electric device further includes a third connection unit, a second backflow prevention unit, and a second converter. The third connection portion is attached to the outer portion of the electric device, and is provided to receive the second DC voltage from the outside and supply the second DC voltage to the smoothing capacitor. The second backflow prevention unit is provided in the second DC voltage supply path between the third connection unit and the smoothing capacitor, and the charge accumulated in the smoothing capacitor flows back in the direction of the third connection unit. To prevent it. The second converter is provided in a second DC voltage supply path between the third connection unit and the second backflow prevention unit, and converts the second DC voltage into DC voltages of different magnitudes. . Here, the first DC voltage is supplied from the DC distribution system, and the magnitude of the first DC voltage is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage. The second DC voltage is supplied from the solar cell. The second converter controls the output voltage of the second converter so that it does not exceed the reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage, and the input voltage of the second converter Control to achieve the optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the battery.

もしくは、第2の直流電圧が太陽電池から供給される場合において、好ましくは、第2の変換器は、第2の変換器の出力電圧を商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、第2の変換器の入力電力が最大になるように制御する。   Alternatively, in the case where the second DC voltage is supplied from the solar cell, the second converter is preferably a reference in which the output voltage of the second converter is set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. Control is performed so as not to exceed the voltage, and control is performed so that the input power of the second converter is maximized.

この発明によれば、電気機器の外郭部に外部から商用交流電圧を受けるための第1の接続部と、外部から直流電圧を受けるための第2の接続部とが設けられるので、設置場所の給電手段に応じて交流電力と直流電力とのいずれをも簡単に利用することができる。   According to the present invention, since the first connection part for receiving the commercial AC voltage from the outside and the second connection part for receiving the DC voltage from the outside are provided in the outer part of the electric equipment, Either AC power or DC power can be easily used depending on the power supply means.

この発明の実施の形態1による冷蔵庫100の正面側の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the front side of the refrigerator 100 by Embodiment 1 of this invention. 図1の冷蔵庫100の背面側の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the back side of the refrigerator 100 of FIG. 図1、図2のコンセント4の使用例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the usage example of the outlet socket 4 of FIG. 1, FIG. 図1、図2の冷蔵庫100の構成および使用例を説明するための図である(商用交流電源28に接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 100 of FIG. 1, FIG. 2 (when connected to the commercial alternating current power supply 28). 図1、図2の冷蔵庫100の他の使用例を説明するための図である(直流配電系統の電源23に接続された場合)。It is a figure for demonstrating the other usage example of the refrigerator 100 of FIG. 1, FIG. 2 (when connected to the power supply 23 of a DC distribution system). 図1、図2の冷蔵庫100のさらに他の使用例を説明するための図である(商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the further another usage example of the refrigerator 100 of FIG. 1, FIG. 2 (when connected to the commercial alternating current power supply 28 and the solar cell 35). 太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the current-voltage characteristic of a solar cell. 図6で商用交流電源28から出力される電圧が増加した場合の太陽電池35の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the solar cell 35 when the voltage output from the commercial alternating current power supply 28 increases in FIG. 実施の形態1の変形例としての冷蔵庫101の背面側の外観を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an appearance on the back side of a refrigerator 101 as a modification of the first embodiment. この発明の実施の形態2による冷蔵庫102の構成および使用例を説明するための図である(商用交流電源28に接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 102 by Embodiment 2 of this invention (when connected to the commercial alternating current power supply 28). 図10の冷蔵庫102の他の使用例を説明するための図である(直流配電系統の電源23に接続された場合)。It is a figure for demonstrating the other usage example of the refrigerator 102 of FIG. 10 (when connected to the power supply 23 of a DC distribution system). この発明の実施の形態3による冷蔵庫103の構成および使用例を説明するための図である(商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 103 by Embodiment 3 of this invention (when connected to the commercial alternating current power supply 28 and the solar cell 35). 図12のDC−DCコンバータ34の構成の一例を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the DC-DC converter 34 of FIG. 12. 図13のDC−DCコンバータ34の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the DC-DC converter 34 of FIG. 図14のマイクロコンピュータ54の入出力関係を示す図である。It is a figure which shows the input-output relationship of the microcomputer 54 of FIG. 図14の制御回路IC2の入出力関係を示す図である。It is a figure which shows the input-output relationship of control circuit IC2 of FIG. この発明の実施の形態4による冷蔵庫104の背面側の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the back side of the refrigerator 104 by Embodiment 4 of this invention. 図17の冷蔵庫104の構成および使用例を説明するための図である(商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 104 of FIG. 17 (when connected to the commercial alternating current power supply 28 and the solar cell 35). 図18の冷蔵庫104の他の使用例を説明するための図である(直流配電系統の電源23と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the other usage example of the refrigerator 104 of FIG. 18 (when connected to the power supply 23 and the solar cell 35 of a DC distribution system). この発明の実施の形態5による冷蔵庫105の構成および使用例を説明するための図である(商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 105 by Embodiment 5 of this invention (when connected to the commercial alternating current power supply 28 and the solar cell 35). 図5の冷蔵庫105の他の使用例を説明するための図である(直流配電系統の電源23と太陽電池35とに接続された場合)。It is a figure for demonstrating the other usage example of the refrigerator 105 of FIG. 5 (when connected to the power supply 23 and the solar cell 35 of a DC distribution system). この発明の実施の形態6による冷蔵庫106の構成および使用例を説明するための図である(2台の太陽電池35,37に接続された場合)。It is a figure for demonstrating the structure and usage example of the refrigerator 106 by Embodiment 6 of this invention (when connected to the two solar cells 35 and 37).

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。以下では、インバータを用いた冷蔵庫を例に挙げて説明するが、空気調和機や洗濯機などの他の家電機器にもこの発明を同様に適用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. Hereinafter, a refrigerator using an inverter will be described as an example, but the present invention can be similarly applied to other home appliances such as an air conditioner and a washing machine.

<実施の形態1>
図1は、この発明の実施の形態1による冷蔵庫100の正面側の外観を示す斜視図である。
<Embodiment 1>
1 is a perspective view showing an external appearance of a front side of a refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

図2は、図1の冷蔵庫100の背面側の外観を示す斜視図である。冷蔵庫100は、外観上は、筐体1(外郭部)と、筐体1にACコード2を介して取付けられた差込プラグ3と、筐体1に取付けられたコンセント4と、コンセント4の保護カバー11とを含む。差込プラグ3は商用交流系統と接続するための第1の接続部として用いられ、コンセント4は直流配電系統や太陽電池などの直流電源と接続するための第2の接続部として用いられる。保護カバー11は、コンセント4への接触による感電や漏電を避けるために設けられている。   FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the back side of the refrigerator 100 of FIG. The refrigerator 100 has an external appearance of a housing 1 (outer part), a plug 3 attached to the housing 1 via an AC cord 2, an outlet 4 attached to the housing 1, and an outlet 4. A protective cover 11. The plug 3 is used as a first connection for connecting to a commercial AC system, and the outlet 4 is used as a second connection for connecting to a DC power source such as a DC power distribution system or a solar battery. The protective cover 11 is provided in order to avoid electric shock or electric leakage due to contact with the outlet 4.

図3は、図1、図2のコンセント4の使用例を説明するための図である。コンセント4は、住宅などの建物の壁面21に取付けられたコンセント22と、両端に差込プラグ25,26が取付けられたDCコード24を介して接続される。コンセント22は、直流配電システムの電源23から直流電圧の供給を受けるために設置されている。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of use of the outlet 4 of FIGS. 1 and 2. The outlet 4 is connected to an outlet 22 attached to a wall surface 21 of a building such as a house, and a DC cord 24 having plugs 25 and 26 attached to both ends. The outlet 22 is installed to receive a DC voltage from the power source 23 of the DC power distribution system.

図4は、図1、図2の冷蔵庫100の構成および使用例を説明するための図である。図4では、冷蔵庫100のコンセント3が住宅の壁面に設けられた商用交流電源28用のコンセント27に接続された場合が示される。冷蔵庫100は、筐体1の内部に設けられた、整流回路7、平滑コンデンサ8、インバータ9、同期モータ10、および逆流阻止部18を含む。同期モータ10は、冷蔵庫100のコンプレッサに内蔵されたモータである。   FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration and usage example of the refrigerator 100 of FIGS. 1 and 2. FIG. 4 shows a case where outlet 3 of refrigerator 100 is connected to outlet 27 for commercial AC power supply 28 provided on the wall surface of the house. The refrigerator 100 includes a rectifier circuit 7, a smoothing capacitor 8, an inverter 9, a synchronous motor 10, and a backflow prevention unit 18 provided inside the housing 1. The synchronous motor 10 is a motor built in the compressor of the refrigerator 100.

整流回路7は、商用交流電源28からコンセント27および差込プラグ3を介して受けた商用交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路7は、ノードND3,ND4間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードD1,D2と、同じくノードND3,ND4間に逆バイアス方向に直列に接続されたダイオードD3,D4とを含む。ダイオードD1,D2の接続ノードND1と、ダイオードD3,D4の接続ノードND2との間に商用交流電圧が入力される。   The rectifier circuit 7 converts the commercial AC voltage received from the commercial AC power supply 28 via the outlet 27 and the plug 3 into a DC voltage. Rectifier circuit 7 includes diodes D1 and D2 connected in series in the reverse bias direction between nodes ND3 and ND4, and diodes D3 and D4 connected in series in the reverse bias direction between nodes ND3 and ND4. A commercial AC voltage is input between the connection node ND1 of the diodes D1 and D2 and the connection node ND2 of the diodes D3 and D4.

平滑コンデンサ8は、出力ノードND3,ND4間に接続され、整流回路7の出力電圧を平滑化する。商用交流電源28の電圧の実効値が100Vの場合、平滑コンデンサ8の両端の電圧は、およそそのルート2倍の141V(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値)に等しい。   The smoothing capacitor 8 is connected between the output nodes ND3 and ND4, and smoothes the output voltage of the rectifier circuit 7. When the effective value of the voltage of the commercial AC power supply 28 is 100V, the voltage at both ends of the smoothing capacitor 8 is approximately equal to 141V (the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28) that is twice the route.

逆流阻止部18は、平滑コンデンサ8に蓄積された電荷がコンセント4の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図4の場合、逆流阻止部18として、コンセント4の高電圧側の端子4Pと平滑コンデンサ8の高電圧側のノードND3との間に、ノードND3の側がカソードとなるようにダイオード5が接続される。図4の場合とは逆に、コンセント4の低電圧側の端子4Nと平滑コンデンサ8の低電圧側のノードND4との間に、ノードND4の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。   The backflow prevention unit 18 is provided to prevent the charge accumulated in the smoothing capacitor 8 from backflowing toward the outlet 4. In the case of FIG. 4, the diode 5 is connected between the high voltage side terminal 4P of the outlet 4 and the high voltage side node ND3 of the smoothing capacitor 8 so that the node ND3 side becomes a cathode as the backflow prevention unit 18. The Contrary to the case of FIG. 4, a diode may be provided between the low voltage side terminal 4N of the outlet 4 and the low voltage side node ND4 of the smoothing capacitor 8 so that the node ND4 side becomes an anode.

インバータ9は、平滑コンデンサ8の両端間の直流電圧を高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ10に供給する。すなわち、平滑コンデンサ8の両端間の電圧によって、負荷としてのインバータ9および同期モータ10が駆動される。このように、電力供給源として商用交流電源28が用いられる場合は、冷蔵庫100の動作は従来の冷蔵庫と変わらない。   The inverter 9 converts the DC voltage across the smoothing capacitor 8 into a high-frequency three-phase AC voltage and supplies it to the synchronous motor 10. That is, the voltage across the smoothing capacitor 8 drives the inverter 9 and the synchronous motor 10 as loads. Thus, when the commercial AC power supply 28 is used as a power supply source, the operation of the refrigerator 100 is the same as that of a conventional refrigerator.

図5は、図1、図2の冷蔵庫100の他の使用例を説明するための図である。図5では、冷蔵庫100のコンセント4が図3で示した直流配電系統の電源23に接続された場合を示す。直流配電系統の電源23と図4の商用交流電源28とは同時に使用されることはない。ただし、インバータ9の部品の耐圧などの観点から、直流配電系統の電源23から供給される直流電圧は商用交流電源28の電圧の実効値のルート2倍(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値)に等しいことが望ましい。   FIG. 5 is a diagram for explaining another example of use of the refrigerator 100 of FIGS. 1 and 2. FIG. 5 shows a case where the outlet 4 of the refrigerator 100 is connected to the power source 23 of the DC distribution system shown in FIG. The power supply 23 of the DC distribution system and the commercial AC power supply 28 of FIG. 4 are not used simultaneously. However, from the viewpoint of the withstand voltage of the components of the inverter 9, the DC voltage supplied from the power supply 23 of the DC distribution system is twice the root of the effective value of the voltage of the commercial AC power supply 28 (the peak of the voltage output from the commercial AC power supply 28). Value).

図5において、直流配電系統の電源23から供給された直流電圧は、逆流阻止部18を介して平滑コンデンサ8に供給される。インバータ9は、図4の商用交流電源28の場合と同様に、平滑コンデンサ8の両端間の電圧を受けて、高周波の三相交流電圧に変換して同期モータ10に出力する。   In FIG. 5, the DC voltage supplied from the power supply 23 of the DC distribution system is supplied to the smoothing capacitor 8 through the backflow prevention unit 18. As in the case of the commercial AC power supply 28 of FIG. 4, the inverter 9 receives the voltage across the smoothing capacitor 8, converts it to a high-frequency three-phase AC voltage, and outputs it to the synchronous motor 10.

このように、冷蔵庫100の筐体1に直流配電系統の電源23用のコンセント4を取付けることによって、電力供給源が商用交流系統および直流配電系統のいずれの場合に対しても容易に使用することができる。   Thus, by attaching the outlet 4 for the power supply 23 of the DC distribution system to the casing 1 of the refrigerator 100, the power supply source can be easily used for both the commercial AC system and the DC distribution system. Can do.

図6は、図1、図2の冷蔵庫100のさらに他の使用例を説明するための図である。図6では、冷蔵庫100が商用交流電源28と太陽電池35との両方に接続された場合が示される。まず、太陽電池35の特性について説明する。   FIG. 6 is a diagram for explaining still another usage example of the refrigerator 100 of FIGS. 1 and 2. In FIG. 6, the case where the refrigerator 100 is connected to both the commercial alternating current power supply 28 and the solar cell 35 is shown. First, the characteristics of the solar cell 35 will be described.

図7は、太陽電池の電流電圧特性を説明するための図である。図6、図7を参照して、太陽電池の動作点は、電流電圧曲線上の開放電圧Voに対応する動作点Poから短絡電流Isに対応する動作点Psまでの間で変化し、動作点Pmで最大出力電力が得られる。この最大出力電力時の電圧を最適動作電圧Vmと称し、電流を最適動作電流Imと称する。最大出力電力は図7でハッチングを付した部分の面積(Vm×Im)に相当する。一般に、太陽電池は、最大出力電力が得られる動作点付近で使用することが望ましい。   FIG. 7 is a diagram for explaining the current-voltage characteristics of the solar cell. 6 and 7, the operating point of the solar cell changes between the operating point Po corresponding to the open circuit voltage Vo on the current-voltage curve and the operating point Ps corresponding to the short-circuit current Is. Maximum output power is obtained at Pm. The voltage at the maximum output power is referred to as the optimum operating voltage Vm, and the current is referred to as the optimum operating current Im. The maximum output power corresponds to the area (Vm × Im) of the hatched portion in FIG. In general, it is desirable to use a solar cell in the vicinity of an operating point where the maximum output power can be obtained.

図6の太陽電池35として、最適動作電圧Vmが商用交流電源28の電圧の実効値のルート2倍(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値)付近であるものが選択される。この場合、太陽電池35の出力電力が負荷としてのインバータ9および同期モータ10が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図7の電流電圧曲線上を点Pmから点Poの方向へ動作点がシフトし、太陽電池35から供給される電力によって平滑コンデンサ8の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値より大きな値に維持される。このため、整流回路7のダイオードD1,D3がオフ状態になるので、商用交流電力は冷蔵庫100に供給されない。すなわち、冷蔵庫100は太陽電池35の出力電力のみによって動作する。   The solar cell 35 in FIG. 6 is selected so that the optimum operating voltage Vm is near the root twice the effective value of the voltage of the commercial AC power supply 28 (the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28). In this case, when the output power of the solar cell 35 exceeds the power required by the inverter 9 and the synchronous motor 10 as the load, the output voltage on the current-voltage curve in FIG. 7 is set so as to match the power consumption of the load. The operating point shifts from the point Pm to the point Po, and the voltage supplied across the smoothing capacitor 8 is maintained at a value larger than the peak value of the commercial AC voltage by the power supplied from the solar cell 35. For this reason, the diodes D <b> 1 and D <b> 3 of the rectifier circuit 7 are turned off, so that commercial AC power is not supplied to the refrigerator 100. That is, the refrigerator 100 operates only with the output power of the solar cell 35.

一方、太陽電池35の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、太陽電池35の出力電力のみによって、平滑コンデンサ8の電圧を商用交流電圧のピーク値以上に維持することができない。このため、不足分が商用交流電源28から家電機器に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池35の出力電圧は商用交流電源28が出力する電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池35は冷蔵庫100への電力供給に寄与せず、冷蔵庫100は商用交流電源28から供給された電力のみによって動作する。   On the other hand, when the output power of the solar cell 35 is less than the power required by the load, the voltage of the smoothing capacitor 8 cannot be maintained above the peak value of the commercial AC voltage only by the output power of the solar cell 35. For this reason, the shortage is supplied from the commercial AC power supply 28 to the home appliance. In the early morning, evening, and night when sunlight is insufficient, the output voltage of the solar cell 35 does not reach the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28. In this case, the solar cell 35 does not contribute to the power supply to the refrigerator 100, and the refrigerator 100 operates only with the power supplied from the commercial AC power supply 28.

図8は、図6で商用交流電源28から出力される電圧が増加した場合の太陽電池35の動作を説明するための図である。図6、図8を参照して、たとえば、商用交流電圧の実効値が100Vから110Vに増加した場合について説明する。この場合、商用交流電圧のピーク値は141Vから155Vに増加する。これに伴って、図8に示すように、太陽電池35の動作点は、電圧Vm(141V)に対応した動作点Pmから電圧V1(155V)に対応した動作点P1にシフトする。すなわち、太陽電池35は、商用交流電圧の変動に追随した動作をする。したがって、新しい動作点P1における太陽電池35の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫100は専ら太陽電池35から供給される電力によって動作する。新しい動作点P1における太陽電池35の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が商用交流電源28から供給される。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of solar cell 35 when the voltage output from commercial AC power supply 28 in FIG. 6 increases. With reference to FIGS. 6 and 8, for example, a case where the effective value of the commercial AC voltage is increased from 100 V to 110 V will be described. In this case, the peak value of the commercial AC voltage increases from 141V to 155V. Accordingly, as shown in FIG. 8, the operating point of the solar cell 35 shifts from the operating point Pm corresponding to the voltage Vm (141V) to the operating point P1 corresponding to the voltage V1 (155V). That is, the solar cell 35 operates following the fluctuation of the commercial AC voltage. Therefore, when the output power of the solar cell 35 at the new operating point P1 exceeds the power required by the load, the refrigerator 100 operates exclusively by the power supplied from the solar cell 35. When the output power of the solar cell 35 at the new operating point P1 is insufficient for the power required by the load, the shortage is supplied from the commercial AC power supply 28.

このように、図8に示す回路構成では、平滑コンデンサ8には太陽電池35で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ9および同期モータ10が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源28から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫100の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。   In this way, in the circuit configuration shown in FIG. 8, the power generated by the solar cell 35 is preferentially supplied to the smoothing capacitor 8, and the inverter 9 and the synchronous motor 10 are operated by this power. Since only the shortage of power is supplied from the commercial AC power supply 28, the amount of commercial AC power used can be reduced, and the user of the refrigerator 100 can reduce the electricity bill and contribute to the reduction of carbon dioxide emissions. can do.

図9は、実施の形態1の変形例としての冷蔵庫101の背面側の外観を示す斜視図である。図9の冷蔵庫101の筐体1には、図2のコンセント4に代えて差込プラグ32がDCコード31を介して取付けられる。差込プラグ32は、直流配電系統の電源23または太陽電池35と接続するための第2の接続部として用いられる。   FIG. 9 is a perspective view showing an appearance of the back side of refrigerator 101 as a modification of the first embodiment. An insertion plug 32 is attached to the casing 1 of the refrigerator 101 of FIG. 9 via a DC cord 31 instead of the outlet 4 of FIG. The plug 32 is used as a second connection part for connecting to the power supply 23 or the solar battery 35 of the DC power distribution system.

<実施の形態2>
図10は、この発明の実施の形態2による冷蔵庫102の構成を示すブロック図である。さらに、図10、図11によって冷蔵庫102の使用例が示される。図10は冷蔵庫102のコンセント3が住宅の壁面に設けられた商用交流電源28用のコンセント27に接続された場合を示し、図11は冷蔵庫102のコンセント4が直流配電系統の電源23に接続された場合を示す。
<Embodiment 2>
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the refrigerator 102 according to the second embodiment of the present invention. Furthermore, the usage example of the refrigerator 102 is shown by FIG. 10, FIG. FIG. 10 shows a case where the outlet 3 of the refrigerator 102 is connected to an outlet 27 for a commercial AC power supply 28 provided on the wall of the house, and FIG. 11 shows that the outlet 4 of the refrigerator 102 is connected to the power supply 23 of the DC distribution system. Indicates the case.

図10、図11を参照して、冷蔵庫102は、コンセント4と逆流阻止部18との間の直流電圧の供給経路に設けられたDC−DCコンバータ14をさらに含む点で、図4の冷蔵庫100と異なる。DC−DCコンバータ14の高電圧側の出力ノードND5はダイオード5のアノードに接続される。DC−DCコンバータ14の低電圧側の出力ノードND6は平滑コンデンサ8の低電圧側のノードND4に接続される。図10、図11のその他の点は図4の冷蔵庫100と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。   With reference to FIGS. 10 and 11, the refrigerator 102 further includes a DC-DC converter 14 provided in a DC voltage supply path between the outlet 4 and the backflow prevention unit 18. And different. The output node ND5 on the high voltage side of the DC-DC converter 14 is connected to the anode of the diode 5. The output node ND6 on the low voltage side of the DC-DC converter 14 is connected to the node ND4 on the low voltage side of the smoothing capacitor 8. Since the other points in FIGS. 10 and 11 are common to the refrigerator 100 in FIG. 4, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

DC−DCコンバータ14は、図11に示すように、コンセント4が直流配電系統の電源23に接続された場合に、電源23から出力される直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する。たとえば、直流配電系統の定格電圧が400Vであるとすると、DC−DCコンバータ14は、400Vの直流電圧を商用交流電圧の実効値のルート2倍(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値に等しい、たとえば141V)に変換する。したがって、直流配電系統の定格電圧に応じてDC−DCコンバータ14による電圧変換率を調整すれば、どのような定格電圧の直流配電系統に対しても冷蔵庫102を接続することができる。   As shown in FIG. 11, the DC-DC converter 14 converts the DC voltage output from the power supply 23 into a DC voltage of a different magnitude when the outlet 4 is connected to the power supply 23 of the DC distribution system. For example, assuming that the rated voltage of the DC distribution system is 400 V, the DC-DC converter 14 converts the DC voltage of 400 V to the root of the effective value of the commercial AC voltage (the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28). Equal, for example 141V). Therefore, if the voltage conversion rate by the DC-DC converter 14 is adjusted according to the rated voltage of the DC distribution system, the refrigerator 102 can be connected to the DC distribution system of any rated voltage.

一方、図10に示すように、冷蔵庫102がコンセント27を介して商用交流電源28に接続された場合は、実施の形態1の図4で説明した場合と同様であるので、説明を繰返さない。   On the other hand, as shown in FIG. 10, when refrigerator 102 is connected to commercial AC power supply 28 via outlet 27, it is similar to the case described in FIG. 4 of the first embodiment, and therefore description thereof will not be repeated.

<実施の形態3>
図12は、この発明の実施の形態3による冷蔵庫103の構成および使用例を説明するための図である。図12では、冷蔵庫103が商用交流電源28と太陽電池35との両方に接続された場合が示される。
<Embodiment 3>
FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration and an example of use of the refrigerator 103 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 12 shows a case where the refrigerator 103 is connected to both the commercial AC power supply 28 and the solar battery 35.

図12の冷蔵庫103は、図10、図11のDC−DCコンバータ14と異なる動作のDC−DCコンバータ34が設けられている点で図10、図11の冷蔵庫102と異なる。図12のDC−DCコンバータ34は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ、太陽電池35の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する(MPPT(Maximum Power Point Tracking)制御と称する)。この場合の基準電圧は、商用交流電圧の実効値のルート2倍であるピーク電圧より大きい値に設定される。以下、DC−DCコンバータ34の構成についてさらに詳しく説明する。図12のその他の点は図10、図11の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。   The refrigerator 103 in FIG. 12 differs from the refrigerator 102 in FIGS. 10 and 11 in that a DC-DC converter 34 that operates differently from the DC-DC converter 14 in FIGS. 10 and 11 is provided. The DC-DC converter 34 in FIG. 12 controls the output voltage so as not to exceed the reference voltage, and the input voltage and the input current correspond to the maximum output power of the solar cell 35 and the optimum operation voltage and the optimum operation, respectively. It controls so that it may become electric current (it calls MPPT (Maximum Power Point Tracking) control). In this case, the reference voltage is set to a value larger than the peak voltage that is twice the root of the effective value of the commercial AC voltage. Hereinafter, the configuration of the DC-DC converter 34 will be described in more detail. Other points in FIG. 12 are the same as those in FIGS. 10 and 11, and therefore, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図13は、図12のDC−DCコンバータ34の構成の一例を示す回路図である。
図13において、太陽電池35の高電圧側の出力ノードND11を電源ノードVCC1とも記載し、低電圧側の出力ノードND12を接地ノードGND1とも記載する。さらに、DC−DCコンバータ34の高電圧側の出力ノードND7を電源ノードVCC2とも記載する。電源ノードVCC1の電圧はたとえば20Vであり、電源ノードVCC2の電圧はたとえば150Vである。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the DC-DC converter 34 of FIG.
In FIG. 13, the output node ND11 on the high voltage side of the solar cell 35 is also referred to as a power supply node VCC1, and the output node ND12 on the low voltage side is also referred to as a ground node GND1. Further, the output node ND7 on the high voltage side of the DC-DC converter 34 is also referred to as a power supply node VCC2. The voltage of power supply node VCC1 is, for example, 20V, and the voltage of power supply node VCC2 is, for example, 150V.

図13の場合、DC−DCコンバータ34は、絶縁型のフライバックコンバータである。フライバックコンバータに代えて、他の種類のDC−DCコンバータ、たとえば、フォワードコンバータや非絶縁型の昇降圧チョッパを用いることもできる。図13に示すように、DC−DCコンバータ34は、変換回路65と、平滑コンデンサ45と、制御回路IC1,IC2と、マイクロコンピュータ(MCU:Micro Computer Unit)54と、演算増幅器55と、ダイオード56と、抵抗素子46〜50と、フォトカプラ60とを含む。   In the case of FIG. 13, the DC-DC converter 34 is an insulating flyback converter. Instead of the flyback converter, other types of DC-DC converters such as a forward converter and a non-insulated step-up / down chopper can be used. As shown in FIG. 13, the DC-DC converter 34 includes a conversion circuit 65, a smoothing capacitor 45, control circuits IC <b> 1 and IC <b> 2, a microcomputer (MCU: Micro Computer Unit) 54, an operational amplifier 55, and a diode 56. And resistive elements 46 to 50 and a photocoupler 60.

変換回路65は、トランス41と、NチャネルのMOS(Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタ42(NMOSトランジスタ42とも称する)と、ダイオード43と、平滑コンデンサ44とを含む。トランス41の一次巻線41AとMOSトランジスタ42と抵抗素子46とはノードND11,ND12間に直列に接続される。トランス41の二次巻線41Bとダイオード43とは出力ノードND7,ND8間に直列に接続される。ここで、ダイオード43は、MOSトランジスタ42がオン状態のときに、トランス41の二次巻線41Bに電流が流れないような極性で接続される。平滑コンデンサ44は、出力ノードND7,ND8間の電圧を平滑化する。   The conversion circuit 65 includes a transformer 41, an N-channel MOS (Metal-Oxide Semiconductor) transistor 42 (also referred to as an NMOS transistor 42), a diode 43, and a smoothing capacitor 44. The primary winding 41A of the transformer 41, the MOS transistor 42, and the resistance element 46 are connected in series between the nodes ND11 and ND12. The secondary winding 41B of the transformer 41 and the diode 43 are connected in series between the output nodes ND7 and ND8. Here, the diode 43 is connected in such a polarity that current does not flow through the secondary winding 41B of the transformer 41 when the MOS transistor 42 is on. Smoothing capacitor 44 smoothes the voltage between output nodes ND7 and ND8.

平滑コンデンサ45は、ノードND11と、NMOSトランジスタ42と抵抗素子46との接続ノードND13との間に接続される。平滑コンデンサ45は、太陽電池35から出力される直流電圧を平滑化する。   The smoothing capacitor 45 is connected between the node ND11 and a connection node ND13 between the NMOS transistor 42 and the resistance element 46. The smoothing capacitor 45 smoothes the DC voltage output from the solar cell 35.

制御回路IC1は、MOSトランジスタ42のスイッチングをPWM(Pulse-Width Modulation)方式で制御するための集積回路(IC:Integrated Circuit)である(PWM−ICとも称する)。制御回路IC1は、コンパレータ51と、キャリア周波数で発振する三角波発振器52と、抵抗素子53とを含む。   The control circuit IC1 is an integrated circuit (IC: Integrated Circuit) (also referred to as PWM-IC) for controlling the switching of the MOS transistor 42 by a PWM (Pulse-Width Modulation) method. Control circuit IC1 includes a comparator 51, a triangular wave oscillator 52 that oscillates at a carrier frequency, and a resistance element 53.

コンパレータ51の反転(−)入力端子は、三角波発振器52を介して接地ノードGND1と接続される。コンパレータ51の非反転(+)入力端子は、ノードND16に接続される。ノードND16は、抵抗素子53を介して電源ノードVCC1と接続される。後述するように、ノードND16には、制御回路IC2およびマイクロコンピュータ54から出力されたフィードバック電圧が与えられる。コンパレータ51の出力端子は、MOSトランジスタ42のゲートに接続される。このような制御回路IC1の構成によって、非反転(+)入力端子に入力された電圧が三角波発振器52の出力電圧を超えている間、MOSトランジスタ42はオン状態になる。   The inverting (−) input terminal of the comparator 51 is connected to the ground node GND 1 via the triangular wave oscillator 52. The non-inverting (+) input terminal of the comparator 51 is connected to the node ND16. Node ND16 is connected to power supply node VCC1 through resistance element 53. As will be described later, a feedback voltage output from the control circuit IC2 and the microcomputer 54 is applied to the node ND16. The output terminal of the comparator 51 is connected to the gate of the MOS transistor 42. With such a configuration of the control circuit IC1, the MOS transistor 42 is turned on while the voltage input to the non-inverting (+) input terminal exceeds the output voltage of the triangular wave oscillator 52.

制御回路IC2は、DC−DCコンバータ34の出力電圧が一定になるように、出力ノードND7,ND8間の電圧を制御回路IC1にフィードバックするための集積回路である(シャントレギュレータとも称する)。制御回路IC2は、差動増幅器57と、NPN型のバイポーラトランジスタ58と、直流電源59とを含む。   The control circuit IC2 is an integrated circuit for feeding back the voltage between the output nodes ND7 and ND8 to the control circuit IC1 so that the output voltage of the DC-DC converter 34 becomes constant (also referred to as a shunt regulator). The control circuit IC2 includes a differential amplifier 57, an NPN-type bipolar transistor 58, and a DC power supply 59.

差動増幅器57の非反転(+)入力端子は、出力ノードND7,ND8間に直列接続された抵抗素子49,50の接続ノードND15に接続される。差動増幅器57の反転(−)入力端子は、直流電源59を介して低電圧側の出力ノードND8と接続される。差動増幅器57の出力端子は、バイポーラトランジスタ58のベースと接続される。抵抗素子61、フォトカプラ60を構成する発光ダイオード60A、およびバイポーラトランジスタ58は、この順で出力ノードND7,ND8間に直列に接続される。なお、トランス41の2次側に補助巻線と、補助巻線の出力電圧を整流するダイオードおよび平滑コンデンサとをさらに設け、この平滑コンデンサの高電圧側ノードと低電圧側の出力ノードND8との間に、抵抗素子61、発光ダイオード60A、およびバイポーラトランジスタ58を接続してもよい。   The non-inverting (+) input terminal of the differential amplifier 57 is connected to the connection node ND15 of the resistance elements 49 and 50 connected in series between the output nodes ND7 and ND8. The inverting (−) input terminal of the differential amplifier 57 is connected to the output node ND8 on the low voltage side via the DC power supply 59. The output terminal of the differential amplifier 57 is connected to the base of the bipolar transistor 58. Resistance element 61, light emitting diode 60A constituting photocoupler 60, and bipolar transistor 58 are connected in series between output nodes ND7 and ND8 in this order. An auxiliary winding, a diode for rectifying the output voltage of the auxiliary winding, and a smoothing capacitor are further provided on the secondary side of the transformer 41, and a high voltage side node and a low voltage side output node ND8 of the smoothing capacitor are provided. The resistor element 61, the light emitting diode 60A, and the bipolar transistor 58 may be connected between them.

上記の制御回路IC2の構成によれば、出力ノードND7,ND8間の電圧が増加すると、差動増幅器57の非反転(+)入力端子の電圧が増加するので、バイポーラトランジスタ58のベース電圧が増加する。この結果、発光ダイオード60Aを通ってバイポーラトランジスタ58を流れる電流量が増加するので、フォトカプラ60を構成するフォトトランジスタ60Bの電流量も増加する。そして、フォトトランジスタ60Bの電流量が増加すると、ノードND16の電圧が減少するので、MOSトランジスタ42のデューティ比が減少し、これによって出力ノードND7,ND8間の電圧の増加が抑制される。逆に、出力ノードND7,ND8間の電圧が減少すると、フォトトランジスタ60Bを流れる電流量が減少するので、ノードND16の電圧が増加する。この結果、出力ノードND7,ND8間の電圧の減少が抑制される。直流電源59の出力電圧は、上記のフィードバック制御によって、出力ノードND7,ND8間の電圧が所定の設定電圧値になるような大きさに設定される。この場合の出力ノードND7,ND8間の設定電圧値は、商用交流電源28が出力する電圧のピーク値よりも若干高めの値(たとえば、150V)である。   According to the configuration of the control circuit IC2 described above, when the voltage between the output nodes ND7 and ND8 increases, the voltage at the non-inverting (+) input terminal of the differential amplifier 57 increases, so the base voltage of the bipolar transistor 58 increases. To do. As a result, since the amount of current flowing through the bipolar transistor 58 through the light emitting diode 60A increases, the amount of current of the phototransistor 60B constituting the photocoupler 60 also increases. When the current amount of the phototransistor 60B increases, the voltage at the node ND16 decreases, so the duty ratio of the MOS transistor 42 decreases, thereby suppressing an increase in voltage between the output nodes ND7 and ND8. Conversely, when the voltage between the output nodes ND7 and ND8 decreases, the amount of current flowing through the phototransistor 60B decreases, so the voltage at the node ND16 increases. As a result, a decrease in voltage between the output nodes ND7 and ND8 is suppressed. The output voltage of the DC power supply 59 is set to such a magnitude that the voltage between the output nodes ND7 and ND8 becomes a predetermined set voltage value by the above feedback control. In this case, the set voltage value between the output nodes ND7 and ND8 is a value (for example, 150 V) slightly higher than the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28.

マイクロコンピュータ54は、DC−DCコンバータ34の入力電力が最大になるように、太陽電池35の出力ノードND11,ND12間の電圧および太陽電池35の出力電流を制御回路IC1にフィードバックするために設けられる。マイクロコンピュータ54は、アナログ入力端子AD1,AD2と、アナログ出力端子DA1とを有する。アナログ入力端子AD1,AD2はマイクロコンピュータ54に内蔵されたA/D(Analog-to-Digital)変換器(図示省略)と接続され、アナログ出力端子DA1はマイクロコンピュータ54に内蔵されたD/A(Digital-to-Analog)変換器(図示省略)と接続される。   The microcomputer 54 is provided to feed back the voltage between the output nodes ND11 and ND12 of the solar cell 35 and the output current of the solar cell 35 to the control circuit IC1 so that the input power of the DC-DC converter 34 becomes maximum. . The microcomputer 54 has analog input terminals AD1 and AD2 and an analog output terminal DA1. The analog input terminals AD1 and AD2 are connected to an A / D (Analog-to-Digital) converter (not shown) built in the microcomputer 54, and the analog output terminal DA1 is connected to a D / A (D / A ( Digital-to-Analog) converter (not shown).

太陽電池35の出力電流(DC−DCコンバータ34の入力電流Iin)を検出するために、アナログ入力端子AD1には抵抗素子46の両端間にかかる電圧が入力される。太陽電池35の出力電圧(DC−DCコンバータ34の入力電圧Vin)を検出するために、アナログ入力端子AD2が太陽電池35の出力ノードND11,ND12間に直列に接続された抵抗素子47,48の接続ノードND14と接続される。マイクロコンピュータ54は、検出された太陽電池35の出力電圧および出力電流を乗算した出力電力Pinと所定の最大出力電力との偏差ができるだけ小さくなるように制御するための制御信号をアナログ出力端子DA1から出力する。   In order to detect the output current of the solar cell 35 (input current Iin of the DC-DC converter 34), a voltage applied across the resistance element 46 is input to the analog input terminal AD1. In order to detect the output voltage of the solar cell 35 (the input voltage Vin of the DC-DC converter 34), the analog input terminal AD2 of the resistance elements 47 and 48 connected in series between the output nodes ND11 and ND12 of the solar cell 35 Connected to connection node ND14. The microcomputer 54 outputs a control signal from the analog output terminal DA1 for controlling the deviation between the output power Pin obtained by multiplying the detected output voltage and output current of the solar battery 35 and the predetermined maximum output power as small as possible. Output.

演算増幅器55は電圧フォロアとして用いられる。演算増幅器55の非反転(+)入力端子はマイクロコンピュータ54のアナログ出力端子DA1に接続され、出力端子は反転(−)入力端子に接続されるとともにダイオード56のカソードに接続される。ダイオード56のアノードはノードND16に接続される。   The operational amplifier 55 is used as a voltage follower. The non-inverting (+) input terminal of the operational amplifier 55 is connected to the analog output terminal DA 1 of the microcomputer 54, and the output terminal is connected to the inverting (−) input terminal and to the cathode of the diode 56. The anode of the diode 56 is connected to the node ND16.

上記の構成によれば、たとえば日射強度が変化することによって太陽電池35の電流電圧特性が変化し、太陽電池35の出力ノードND11,ND12間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が高くなった場合には、マイクロコンピュータ54はアナログ出力端子DA1から出力する電圧を減少させる。この結果、ノードND16の電圧が低下するので、MOSトランジスタ42のデューティ比が減少し、太陽電池35の出力ノードND11,ND12間の電圧が増加し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。逆に、太陽電池35の出力ノードND11,ND12間の現時点の出力電圧よりも最大出力電力に対応した最適動作電圧が低くなった場合には、マイクロコンピュータ54は、アナログ出力端子DA1から出力する電圧を増加させる。この結果、ノードND16の電圧が上昇するので、太陽電池35の出力ノードND11,ND12間の電圧が低下し、太陽電池の最大出力電力からのずれが抑制される。   According to the above configuration, the current-voltage characteristics of the solar cell 35 change due to, for example, the change in solar radiation intensity, and the optimum corresponding to the maximum output power than the current output voltage between the output nodes ND11 and ND12 of the solar cell 35. When the operating voltage becomes high, the microcomputer 54 decreases the voltage output from the analog output terminal DA1. As a result, since the voltage at the node ND16 decreases, the duty ratio of the MOS transistor 42 decreases, the voltage between the output nodes ND11 and ND12 of the solar cell 35 increases, and the deviation from the maximum output power of the solar cell is suppressed. The Conversely, when the optimum operating voltage corresponding to the maximum output power is lower than the current output voltage between the output nodes ND11 and ND12 of the solar battery 35, the microcomputer 54 outputs the voltage output from the analog output terminal DA1. Increase. As a result, since the voltage of the node ND16 increases, the voltage between the output nodes ND11 and ND12 of the solar cell 35 decreases, and deviation from the maximum output power of the solar cell is suppressed.

図14は、図13に示すDC−DCコンバータ34の機能ブロック図である。図14において、OR回路66は、図13のノードND16を抵抗素子53でプルアップすることによって実現される負論理のOR回路(ワイヤードOR)を示す。   FIG. 14 is a functional block diagram of the DC-DC converter 34 shown in FIG. In FIG. 14, an OR circuit 66 is a negative logic OR circuit (wired OR) realized by pulling up the node ND16 of FIG.

図15は、図14のマイクロコンピュータ54の入出力関係を示す図である。図13で説明したように、マイクロコンピュータ54は、DC−DCコンバータ34の入力電圧Vinおよび入力電流Iinをモニターし、その積Pinが所定の最大出力電力Pmとなるように制御するためのフィードバック電圧Vfb1を生成して図14のOR回路66に出力する。   FIG. 15 is a diagram showing the input / output relationship of the microcomputer 54 of FIG. As described with reference to FIG. 13, the microcomputer 54 monitors the input voltage Vin and the input current Iin of the DC-DC converter 34, and controls the feedback voltage for controlling the product Pin to have a predetermined maximum output power Pm. Vfb1 is generated and output to the OR circuit 66 of FIG.

図16は、図14の制御回路IC2の入出力関係を示す図である。図13で説明したように制御回路IC2は、DC−DCコンバータ34の出力電圧Voutをモニターして、出力電圧Voutが所定の基準電圧(図16では150V)を超えないように制御するためのフィードバック電圧Vfb2を生成して図14のOR回路66に出力する。   FIG. 16 is a diagram showing the input / output relationship of the control circuit IC2 of FIG. As described with reference to FIG. 13, the control circuit IC2 monitors the output voltage Vout of the DC-DC converter 34, and performs feedback so as to control the output voltage Vout so as not to exceed a predetermined reference voltage (150V in FIG. 16). A voltage Vfb2 is generated and output to the OR circuit 66 of FIG.

したがって、太陽電池35の発電電力が負荷で必要とされる電力より大きい場合(軽負荷時)には、制御回路IC2からOR回路66に出力されるフィードバック電圧Vfb2が減少することによって、DC−DCコンバータ34の出力電圧が設定値(たとえば、150V)を超えないようにMOSトランジスタ42のオン時間が抑制される。一方、朝夕や曇天時のように日照量が少ない場合(重負荷時)には、太陽電池35の発電電力は負荷9,10で必要とされる電力よりも小さい。この場合には、マイクロコンピュータ54からOR回路66に出力されるフィードバック電圧Vfb1が減少することによって、DC−DCコンバータ34の入力電力が最大出力電力を維持するようにMOSトランジスタ42のオン時間が抑制される。   Therefore, when the generated power of the solar cell 35 is larger than the power required by the load (during light load), the feedback voltage Vfb2 output from the control circuit IC2 to the OR circuit 66 decreases, and thus DC-DC The on-time of MOS transistor 42 is suppressed so that the output voltage of converter 34 does not exceed a set value (for example, 150 V). On the other hand, when the amount of sunshine is small (during heavy load), such as in the morning or in the cloudy weather, the power generated by the solar cell 35 is smaller than the power required by the loads 9 and 10. In this case, the on-time of the MOS transistor 42 is suppressed so that the input power of the DC-DC converter 34 maintains the maximum output power by decreasing the feedback voltage Vfb1 output from the microcomputer 54 to the OR circuit 66. Is done.

以上の構成によって、平滑コンデンサ8には太陽電池35で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ9および同期モータ10が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源28から供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫100の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、DC−DCコンバータ34を設けることによって、太陽電池35の最適動作電圧が商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。   With the above configuration, the power generated by the solar cell 35 is preferentially supplied to the smoothing capacitor 8, and the inverter 9 and the synchronous motor 10 are operated by this power. Since only the shortage of power is supplied from the commercial AC power supply 28, the amount of commercial AC power used can be reduced, and the user of the refrigerator 100 can reduce the electricity bill and contribute to the reduction of carbon dioxide emissions. can do. Further, the provision of the DC-DC converter 34 has an advantage that the optimum operating voltage of the solar cell 35 is not limited to the vicinity of the peak value of the commercial AC voltage.

なお、上記のMPPT制御と異なり、DC−DCコンバータ34は、入力電圧のみをモニターして、入力電圧が太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御を行なってもよい。   Note that, unlike the MPPT control described above, the DC-DC converter 34 may monitor only the input voltage and perform control so that the input voltage becomes an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell.

<実施の形態4>
図17は、この発明の実施の形態4による冷蔵庫104の背面側の外観を示す斜視図である。図17の冷蔵庫104は、太陽電池と接続するためのコンセント15(接続部)とその保護カバー17をさらに含む点で図2の冷蔵庫100と異なる。
<Embodiment 4>
FIG. 17 is a perspective view showing the appearance of the back side of refrigerator 104 according to the fourth embodiment of the present invention. The refrigerator 104 in FIG. 17 differs from the refrigerator 100 in FIG. 2 in that it further includes an outlet 15 (connection portion) for connecting to the solar cell and its protective cover 17.

図18は、図18の冷蔵庫104の構成を示すブロック図である。さらに、図18、図19には冷蔵庫104の使用例が示される。図18は冷蔵庫104が商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合を示し、図19は冷蔵庫104が直流配電系統の電源23と太陽電池35とに接続された場合を示す。太陽電池35は、その最大出力電力に対応する最適動作電圧が商用交流電圧の実効値のルート2倍(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値)に略等しいものが選択される。直流配電系統の定格電圧も、商用交流電圧の実効値のルート2倍(商用交流電源28が出力する電圧のピーク値)に略等しく設定される。   FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the refrigerator 104 of FIG. Furthermore, the usage example of the refrigerator 104 is shown by FIG. 18, FIG. 18 shows a case where the refrigerator 104 is connected to the commercial AC power supply 28 and the solar battery 35, and FIG. 19 shows a case where the refrigerator 104 is connected to the power supply 23 and the solar battery 35 of the DC power distribution system. The solar cell 35 is selected such that the optimum operating voltage corresponding to the maximum output power is approximately equal to the root twice the effective value of the commercial AC voltage (the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28). The rated voltage of the DC distribution system is also set to be approximately equal to twice the root of the effective value of the commercial AC voltage (the peak value of the voltage output from the commercial AC power supply 28).

図18、図19を参照して、冷蔵庫104は、コンセント15と平滑コンデンサ8との間の直流電力の経路に設けられた逆流阻止部19をさらに含む点で図4の冷蔵庫100と異なる。逆流阻止部19は、平滑コンデンサ8に蓄積された電荷がコンセント15の方向に逆流するのを阻止するために設けられる。図18、図19の場合、逆流阻止部19として、コンセント15の高電圧側の端子15Pと平滑コンデンサ8の高電圧側のノードND3との間に、ノードND3の側がカソードとなるようにダイオード16が設けられる。図18、図19の場合とは逆に、コンセント15の低電圧側の端子15Nと平滑コンデンサ8の低電圧側のノードND4との間に、ノードND4の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。   18 and 19, refrigerator 104 is different from refrigerator 100 in FIG. 4 in that it further includes a backflow prevention unit 19 provided in a DC power path between outlet 15 and smoothing capacitor 8. The backflow prevention unit 19 is provided to prevent the charge accumulated in the smoothing capacitor 8 from backflowing toward the outlet 15. In the case of FIGS. 18 and 19, the backflow prevention unit 19 includes a diode 16 between the high voltage side terminal 15P of the outlet 15 and the high voltage side node ND3 of the smoothing capacitor 8 so that the node ND3 side becomes a cathode. Is provided. 18 and FIG. 19, a diode is provided between the low voltage side terminal 15N of the outlet 15 and the low voltage side node ND4 of the smoothing capacitor 8 so that the node ND4 side becomes an anode. Also good.

図18の使用例では、冷蔵庫104の差込プラグ3が商用交流電源28用のコンセント27と接続されるとともに、冷蔵庫104のコンセント15が太陽電池35に接続される。この場合の動作は、実施の形態1の図6の場合と同様であるので説明を繰返さない。   In the usage example of FIG. 18, the plug 3 of the refrigerator 104 is connected to the outlet 27 for the commercial AC power supply 28, and the outlet 15 of the refrigerator 104 is connected to the solar battery 35. Since the operation in this case is the same as that in FIG. 6 of the first embodiment, description thereof will not be repeated.

図19の使用例では、冷蔵庫104のコンセント4が直流配電系統の電源23に接続されるとともに、コンセント15が太陽電池35に接続される。この場合には、太陽電池35の出力電圧は、図7に示す電流電圧曲線に従って動作し、図18に示した商用交流電源28の場合の動作と基本的には変わらない。   In the usage example of FIG. 19, the outlet 4 of the refrigerator 104 is connected to the power source 23 of the DC distribution system, and the outlet 15 is connected to the solar battery 35. In this case, the output voltage of the solar cell 35 operates according to the current-voltage curve shown in FIG. 7, and is basically the same as the operation in the case of the commercial AC power supply 28 shown in FIG.

具体的に説明すると、太陽電池35の出力電力が負荷としてのインバータ9および同期モータ10が必要とする電力を超えているときには、負荷の消費電力に見合った出力電力になるように図7の電流電圧曲線上を点Pmから点Poの方向へ動作点がシフトする。この場合、平滑コンデンサ8の両端間の電圧は、直流配電系統の定格電圧を超えているので、冷蔵庫104は太陽電池35の出力電力のみによって動作する。   More specifically, when the output power of the solar cell 35 exceeds the power required by the inverter 9 and the synchronous motor 10 as a load, the current shown in FIG. 7 is set so that the output power matches the power consumption of the load. The operating point shifts from the point Pm to the point Po on the voltage curve. In this case, since the voltage across the smoothing capacitor 8 exceeds the rated voltage of the DC distribution system, the refrigerator 104 operates only with the output power of the solar battery 35.

一方、太陽電池35の出力電力が負荷が必要とする電力に満たない場合は、太陽電池35の出力電力のみによって、平滑コンデンサ8の電圧を直流配電系統の定格電圧に等しい値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源23から冷蔵庫104に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、太陽電池35の出力電圧が直流配電系統の電源23の定格電圧に達しない。この場合、太陽電池35は冷蔵庫100への電力供給に寄与せず、冷蔵庫100は直流配電系統の電源23から供給された電力のみによって動作する。   On the other hand, when the output power of the solar cell 35 is less than the power required by the load, the voltage of the smoothing capacitor 8 can be maintained at a value equal to the rated voltage of the DC distribution system only by the output power of the solar cell 35. Can not. For this reason, the shortage is supplied to the refrigerator 104 from the power supply 23 of the DC distribution system. The output voltage of the solar cell 35 does not reach the rated voltage of the power source 23 of the DC distribution system in the early morning, evening, or night when the sunlight is insufficient. In this case, the solar cell 35 does not contribute to the power supply to the refrigerator 100, and the refrigerator 100 operates only with the power supplied from the power supply 23 of the DC distribution system.

さらに、図8のように直流配電系統の電源23の電圧がVmからV1に増加した場合には、太陽電池35の動作点は直流配電系統の電源23の電圧の増加に伴って、PmからP1にシフトする。したがって、新しい動作点P1における太陽電池35の出力電力が負荷で必要とする電力を超えている場合には、冷蔵庫100は専ら太陽電池35から供給される電力によって動作する。新しい動作点P1における太陽電池35の出力電力が負荷で必要とする電力に不足している場合には、不足分が直流配電系統の電源23から供給される。   Furthermore, when the voltage of the power supply 23 of the DC distribution system increases from Vm to V1 as shown in FIG. 8, the operating point of the solar cell 35 is changed from Pm to P1 as the voltage of the power supply 23 of the DC distribution system increases. Shift to. Therefore, when the output power of the solar cell 35 at the new operating point P1 exceeds the power required by the load, the refrigerator 100 operates exclusively by the power supplied from the solar cell 35. When the output power of the solar cell 35 at the new operating point P1 is insufficient for the power required by the load, the shortage is supplied from the power supply 23 of the DC distribution system.

以上の構成によって、平滑コンデンサ8には太陽電池35で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ9および同期モータ10が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源23から供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫100の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。   With the above configuration, the power generated by the solar cell 35 is preferentially supplied to the smoothing capacitor 8, and the inverter 9 and the synchronous motor 10 are operated by this power. Since only the insufficient power is supplied from the power supply 23 of the DC distribution system, the amount of power used from the DC distribution system can be reduced, and the user of the refrigerator 100 can reduce the electricity bill and emit carbon dioxide. Can contribute to the reduction.

<実施の形態5>
図20は、この発明の実施の形態5による冷蔵庫105の構成を示すブロック図である。さらに、図20、図21には冷蔵庫105の使用例が示される。図20は冷蔵庫105が商用交流電源28と太陽電池35とに接続された場合を示し、図21は冷蔵庫105が直流配電系統の電源23と太陽電池35とに接続された場合を示す。
<Embodiment 5>
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of the refrigerator 105 according to the fifth embodiment of the present invention. Furthermore, the usage example of the refrigerator 105 is shown by FIG. 20, FIG. 20 shows a case where the refrigerator 105 is connected to the commercial AC power supply 28 and the solar battery 35, and FIG. 21 shows a case where the refrigerator 105 is connected to the power supply 23 and the solar battery 35 of the DC distribution system.

図20、図21を参照して、冷蔵庫105は、太陽電池35に接続するためのコンセント15と、コンセント15と平滑コンデンサ8との間の直流電力の供給経路に設けられたDC−DCコンバータ34および逆流阻止部19とをさらに含む点で、図11の冷蔵庫102と異なる。冷蔵庫の105の外観は実施の形態4の図17と同じである。   Referring to FIGS. 20 and 21, refrigerator 105 includes an outlet 15 for connection to solar cell 35, and a DC-DC converter 34 provided in a DC power supply path between outlet 15 and smoothing capacitor 8. 11 differs from the refrigerator 102 of FIG. 11 in that it further includes a backflow prevention unit 19. The appearance of the refrigerator 105 is the same as FIG. 17 of the fourth embodiment.

図20、図21のDC−DCコンバータ34の構成は、図12、図13に示すものと同じであるので説明を繰返さない。図20、図21の逆流阻止部19として、DC−DCコンバータ34の高電圧側の出力ノードND7と平滑コンデンサ8の高電圧側のノードND3との間に、ノードND3の側がカソードとなるようにダイオード16が設けられる。図20、図21の場合とは逆に、DC−DCコンバータ34の低電圧側の出力ノードND8と平滑コンデンサ8の低電圧側のノードND4との間に、ノードND4の側がアノードとなるようにダイオードを設けてもよい。   Since the configuration of DC-DC converter 34 in FIGS. 20 and 21 is the same as that shown in FIGS. 12 and 13, description thereof will not be repeated. As the backflow prevention unit 19 in FIGS. 20 and 21, the node ND3 side becomes a cathode between the output node ND7 on the high voltage side of the DC-DC converter 34 and the node ND3 on the high voltage side of the smoothing capacitor 8. A diode 16 is provided. 20 and 21, the node ND4 side becomes an anode between the output node ND8 on the low voltage side of the DC-DC converter 34 and the node ND4 on the low voltage side of the smoothing capacitor 8. A diode may be provided.

図20の使用例では、冷蔵庫105の差込プラグ3が商用交流電源28用のコンセント27に接続されるとともに、冷蔵庫105のコンセント15が太陽電池35に接続される。この場合の動作は、実施の形態3の図12の場合と同じであるので詳しい説明を繰返さない。DC−DCコンバータ34を設けることによって、太陽電池35の最適動作電圧が、商用交流電圧のピーク値付近に限られないというメリットがある。   In the usage example of FIG. 20, the plug 3 of the refrigerator 105 is connected to the outlet 27 for the commercial AC power supply 28, and the outlet 15 of the refrigerator 105 is connected to the solar battery 35. Since the operation in this case is the same as that in FIG. 12 of the third embodiment, detailed description will not be repeated. By providing the DC-DC converter 34, there is an advantage that the optimum operating voltage of the solar cell 35 is not limited to the vicinity of the peak value of the commercial AC voltage.

図21の使用例では、冷蔵庫105のコンセント4が直流配電系統の電源23に接続されるとともに、コンセント15が太陽電池35に接続される。この場合、DC−DCコンバータ14は、その出力電圧を商用交流電圧のピーク値(商用交流電圧の実効値のルート2倍に等しい)に等しくなるように制御する。DC−DCコンバータ34は、その出力電圧が基準電圧を超えないように制御するとともに、その入力電圧および入力電流がそれぞれ太陽電池35の最大出力電力に対応した最適動作電圧および最適動作電流になるように制御する(MPPT制御)。このときの基準電圧は、商用交流電圧のピーク値より大きい値に設定される。   In the usage example of FIG. 21, the outlet 4 of the refrigerator 105 is connected to the power source 23 of the DC distribution system, and the outlet 15 is connected to the solar battery 35. In this case, the DC-DC converter 14 controls the output voltage to be equal to the peak value of the commercial AC voltage (equal to the root twice the effective value of the commercial AC voltage). The DC-DC converter 34 controls the output voltage so as not to exceed the reference voltage, and the input voltage and the input current become the optimum operation voltage and the optimum operation current corresponding to the maximum output power of the solar cell 35, respectively. (MPPT control). The reference voltage at this time is set to a value larger than the peak value of the commercial AC voltage.

したがって、図21において、太陽電池35の出力電力が負荷としてのインバータ9および同期モータ10が必要とする電力を超えているときには、平滑コンデンサ8の両端間の電圧は商用交流電圧のピーク値を超えるので、冷蔵庫105はDC−DCコンバータ34の出力電力のみによって動作する。一方、太陽電池35の出力電力が負荷の必要とする電力に満たない場合は、DC−DCコンバータ34の出力電力のみによって平滑コンデンサ8の電圧を一定値に維持することができない。このため、不足分が直流配電系統の電源23からDC−DCコンバータ14を介して冷蔵庫105に供給される。太陽光が不十分な早朝および夕方や夜間などには、DC−DCコンバータ34の出力電圧は商用交流電圧のピーク値に達しない。この場合、太陽電池35は冷蔵庫100への電力供給に寄与せず、冷蔵庫100は直流配電系統の電源23からDC−DCコンバータ14を介して供給された電力のみによって動作する。   Therefore, in FIG. 21, when the output power of the solar cell 35 exceeds the power required by the inverter 9 and the synchronous motor 10 as loads, the voltage across the smoothing capacitor 8 exceeds the peak value of the commercial AC voltage. Therefore, the refrigerator 105 operates only with the output power of the DC-DC converter 34. On the other hand, when the output power of the solar cell 35 is less than the power required by the load, the voltage of the smoothing capacitor 8 cannot be maintained at a constant value only by the output power of the DC-DC converter 34. For this reason, the shortage is supplied from the power supply 23 of the DC distribution system to the refrigerator 105 via the DC-DC converter 14. In the early morning, evening, and night when sunlight is insufficient, the output voltage of the DC-DC converter 34 does not reach the peak value of the commercial AC voltage. In this case, the solar cell 35 does not contribute to the power supply to the refrigerator 100, and the refrigerator 100 operates only with the power supplied from the power source 23 of the DC distribution system via the DC-DC converter 14.

以上の構成によって、平滑コンデンサ8には太陽電池35で発電した電力がDC−DCコンバータ34を介して優先的に供給され、この電力によってインバータ9および同期モータ10が動作する。不足分の電力のみが直流配電系統の電源23からDC−DCコンバータ14を介して平滑コンデンサ8に供給されるので、直流配電系統からの電力使用量を削減することができ、冷蔵庫100の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、DC−DCコンバータ14を設けることによって、直流配電系統の電源23から供給される直流電圧の大きさを商用交流電圧のピーク値に等しくする必要がないというメリットがある。   With the above configuration, the power generated by the solar cell 35 is preferentially supplied to the smoothing capacitor 8 via the DC-DC converter 34, and the inverter 9 and the synchronous motor 10 are operated by this power. Since only the insufficient power is supplied from the power supply 23 of the DC distribution system to the smoothing capacitor 8 via the DC-DC converter 14, the amount of power consumed from the DC distribution system can be reduced, and the user of the refrigerator 100 can be reduced. Can reduce electricity costs and contribute to reducing carbon dioxide emissions. Furthermore, the provision of the DC-DC converter 14 has an advantage that the magnitude of the DC voltage supplied from the power supply 23 of the DC distribution system does not need to be equal to the peak value of the commercial AC voltage.

<実施の形態6>
図22は、この発明の実施の形態6による冷蔵庫106の構成および使用例を説明するための図である。図22には、2台の太陽電池に接続された場合が示される。
<Embodiment 6>
FIG. 22 is a diagram for explaining a configuration and an example of use of the refrigerator 106 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 22 shows a case where two solar cells are connected.

図22の冷蔵庫106は、DC−DCコンバータ14に代えてDC−DCコンバータ36が設けられる点で図21の冷蔵庫と異なる。DC−DCコンバータ36の構成は図12、図13に示すDC−DCコンバータ34と同じである。さらに、冷蔵庫106のコンセント4には、直流配電系統の電源23に代えて太陽電池37が接続される点で、図21の場合と異なる。図22のその他の点は図21の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。   The refrigerator 106 in FIG. 22 is different from the refrigerator in FIG. 21 in that a DC-DC converter 36 is provided instead of the DC-DC converter 14. The configuration of the DC-DC converter 36 is the same as the DC-DC converter 34 shown in FIGS. Further, the outlet 106 of the refrigerator 106 is different from the case of FIG. 21 in that a solar cell 37 is connected instead of the power source 23 of the DC distribution system. The other points in FIG. 22 are the same as those in FIG. 21, and therefore the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

以上の構成によって、平滑コンデンサ8には2台の太陽電池35,37で発電した電力が優先的に供給され、この電力によってインバータ9および同期モータ10が動作する。不足分の電力のみが商用交流電源28から整流回路7を介して平滑コンデンサ8に供給されるので、商用交流電力の使用量を削減することができ、冷蔵庫100の使用者は電気代を削減できるとともに二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる。さらに、冷蔵庫106では、2つの太陽電池35,37の少なくとも一方のみを接続することができ、太陽電池35,37のいずれも接続しない場合であっても商用交流電源28さえ接続されていれば、従来の冷蔵庫と同様に使用できる。したがって、後から太陽電池35,37を順々に追加したり、使用環境によって接続する太陽電池35,37の個数を変更したりすることができ、汎用性に富んだ家電機器になっている。   With the above configuration, the power generated by the two solar cells 35 and 37 is preferentially supplied to the smoothing capacitor 8, and the inverter 9 and the synchronous motor 10 are operated by this power. Since only the insufficient power is supplied from the commercial AC power supply 28 to the smoothing capacitor 8 via the rectifier circuit 7, the amount of commercial AC power used can be reduced, and the user of the refrigerator 100 can reduce the electricity bill. At the same time, it can contribute to the reduction of carbon dioxide emissions. Furthermore, in the refrigerator 106, only at least one of the two solar cells 35 and 37 can be connected, and even if neither of the solar cells 35 and 37 is connected, as long as the commercial AC power supply 28 is connected, It can be used like a conventional refrigerator. Therefore, the solar cells 35 and 37 can be added later in order or the number of the solar cells 35 and 37 to be connected can be changed depending on the use environment, so that the home appliance has high versatility.

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ないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。   The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 筐体(外郭部)、3 差込プラグ(第1の接続部)、4 コンセント(第2の接続部)、5,16 ダイオード、7 整流回路、8 平滑コンデンサ、9 インバータ、10 同期モータ、14 DC−DCコンバータ、15 コンセント(第3の接続部)、18,19 逆流阻止部、23 直流配電系統の電源、28 商用交流電源、32 差込プラグ(第2の接続部)、34,36 DC−DCコンバータ、35,37 太陽電池、100〜106 冷蔵庫。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case (outer part), 3 Plug (1st connection part), 4 Outlet (2nd connection part), 5,16 Diode, 7 Rectifier circuit, 8 Smoothing capacitor, 9 Inverter, 10 Synchronous motor, 14 DC-DC converter, 15 outlet (third connection part), 18, 19 backflow prevention part, 23 DC power supply system, 28 commercial AC power supply, 32 plug (second connection part), 34, 36 DC-DC converter, 35,37 solar cell, 100-106 refrigerator.

Claims (9)

電気機器であって、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から商用交流電圧を受けるための第1の接続部と、
前記第1の接続部を介して受けた前記商用交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を受ける平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの両端間の電圧によって駆動される負荷と、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第1の直流電圧を受け、前記第1の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第2の接続部とを備える、電気機器。
Electrical equipment,
A first connection part attached to the outer part of the electric device for receiving a commercial AC voltage from the outside;
A rectifier circuit for rectifying the commercial AC voltage received via the first connection;
A smoothing capacitor that receives the output voltage of the rectifier circuit;
A load driven by the voltage across the smoothing capacitor;
An electrical device, comprising: a second connection portion that is attached to an outer portion of the electrical device, receives a first DC voltage from the outside, and supplies the first DC voltage to the smoothing capacitor.
前記電気機器は、前記第2の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第1の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第2の接続部の方向に逆流するのを阻止する第1の逆流阻止部をさらに備える、請求項1に記載の電気機器。   The electric device is provided in a supply path of the first DC voltage between the second connection portion and the smoothing capacitor, and the electric charge accumulated in the smoothing capacitor is directed in the direction of the second connection portion. The electrical device according to claim 1, further comprising a first backflow prevention unit that prevents backflow. 前記電気機器は、前記第2の接続部と前記第1の逆流阻止部との間の前記第1の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第1の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第1の変換器をさらに備える、請求項2に記載の電気機器。   The electrical device is provided in a supply path of the first DC voltage between the second connection unit and the first backflow prevention unit, and the first DC voltage is changed to a DC voltage of a different magnitude. The electric device according to claim 2, further comprising a first converter for conversion. 前記第1の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項2に記載の電気機器。   The electrical apparatus according to claim 2, wherein the first DC voltage is supplied from a solar cell, and an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell is substantially equal to a peak value of the commercial AC voltage. 前記第1の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第1の変換器は、前記第1の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第1の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項3に記載の電気機器。
The first DC voltage is supplied from a solar cell;
The first converter controls the output voltage of the first converter so as not to exceed a reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. The electric device according to claim 3, wherein the input voltage is controlled to be an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell.
前記第1の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第1の変換器は、前記第1の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第1の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項3に記載の電気機器。
The first DC voltage is supplied from a solar cell;
The first converter controls the output voltage of the first converter so as not to exceed a reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. The electric device according to claim 3, wherein the electric power is controlled to be maximized.
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第2の直流電圧を受け、前記第2の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第3の接続部と、
前記第3の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第2の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第3の接続部の方向に逆流するのを阻止する第2の逆流阻止部とをさらに備え、
前記第1の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第1の直流電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第2の直流電圧は太陽電池から供給され、前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧は前記商用交流電圧のピーク値に略等しい、請求項2に記載の電気機器。
The electrical equipment is
A third connecting portion attached to the outer portion of the electrical device, receiving a second DC voltage from the outside, and supplying the second DC voltage to the smoothing capacitor;
Provided in the second DC voltage supply path between the third connection portion and the smoothing capacitor, and prevents the charge accumulated in the smoothing capacitor from flowing backward in the direction of the third connection portion. And a second backflow prevention unit that
The first DC voltage is supplied from a DC distribution system, and the magnitude of the first DC voltage is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage,
The electrical apparatus according to claim 2, wherein the second DC voltage is supplied from a solar cell, and an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell is substantially equal to a peak value of the commercial AC voltage.
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第2の直流電圧を受け、前記第2の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第3の接続部と、
前記第3の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第2の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第3の接続部の方向に逆流するのを阻止する第2の逆流阻止部と、
前記第3の接続部と前記第2の逆流阻止部との間の前記第2の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第2の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第2の変換器とを備え、
前記第1の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第1の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第2の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第2の変換器は、前記第2の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第2の変換器の入力電圧を前記太陽電池の最大出力電力に対応した最適動作電圧になるように制御する、請求項3に記載の電気機器。
The electrical equipment is
A third connecting portion attached to the outer portion of the electrical device, receiving a second DC voltage from the outside, and supplying the second DC voltage to the smoothing capacitor;
Provided in the second DC voltage supply path between the third connection portion and the smoothing capacitor, and prevents the charge accumulated in the smoothing capacitor from flowing backward in the direction of the third connection portion. A second backflow prevention unit that
A second DC voltage is provided in the second DC voltage supply path between the third connection unit and the second backflow prevention unit, and converts the second DC voltage into a DC voltage of a different magnitude. With a converter,
The first DC voltage is supplied from a DC distribution system, and the magnitude of the output voltage of the first converter is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage,
The second DC voltage is supplied from a solar cell;
The second converter controls the output voltage of the second converter so as not to exceed a reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. The electric device according to claim 3, wherein the input voltage is controlled to be an optimum operating voltage corresponding to the maximum output power of the solar cell.
前記電気機器は、
前記電気機器の外郭部に取付けられ、外部から第2の直流電圧を受け、前記第2の直流電圧を前記平滑コンデンサに供給するための第3の接続部と、
前記第3の接続部と前記平滑コンデンサとの間の前記第2の直流電圧の供給経路に設けられ、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷が前記第3の接続部の方向に逆流するのを阻止する第2の逆流阻止部と、
前記第3の接続部と前記第2の逆流阻止部との間の前記第2の直流電圧の供給経路に設けられ、前記第2の直流電圧を異なる大きさの直流電圧に変換する第2の変換器とを備え、
前記第1の直流電圧は直流配電系統から供給され、前記第1の変換器の出力電圧の大きさは前記商用交流電圧のピーク値に略等しく、
前記第2の直流電圧は太陽電池から供給され、
前記第2の変換器は、前記第2の変換器の出力電圧を前記商用交流電圧のピーク値以上の値に設定された基準電圧を超えないように制御するとともに、前記第2の変換器の入力電力が最大になるように制御する、請求項3に記載の電気機器。
The electrical equipment is
A third connecting portion attached to the outer portion of the electrical device, receiving a second DC voltage from the outside, and supplying the second DC voltage to the smoothing capacitor;
Provided in the second DC voltage supply path between the third connection portion and the smoothing capacitor, and prevents the charge accumulated in the smoothing capacitor from flowing backward in the direction of the third connection portion. A second backflow prevention unit that
A second DC voltage is provided in the second DC voltage supply path between the third connection unit and the second backflow prevention unit, and converts the second DC voltage into a DC voltage of a different magnitude. With a converter,
The first DC voltage is supplied from a DC distribution system, and the magnitude of the output voltage of the first converter is substantially equal to the peak value of the commercial AC voltage,
The second DC voltage is supplied from a solar cell;
The second converter controls the output voltage of the second converter so as not to exceed a reference voltage set to a value equal to or higher than the peak value of the commercial AC voltage. The electric device according to claim 3, wherein the electric power is controlled to be maximized.
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