JP2013141344A - スイッチング電源装置及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】待機運転モード時において電力供給が必要となる負荷14を有する負荷回路10cについては、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち、最も低い電圧である5Vに出力電圧が設定される。また、負荷回路10cにおいて、通常運転モード時に、5Vである出力電圧よりも高い負荷電圧が必要とされる負荷15に対しては、昇圧コンバータ21等の昇圧手段により出力電圧を昇圧して供給する。
【選択図】図1
Description
特許文献1に開示のスイッチング電源では、待機運転モード時におけるスイッチング電源の出力電圧(2次側電圧)を通常運転モード時における出力電圧よりも低下させることで、待機運転中における電力消費の低減を図っている。
また、待機運転モード時においては、スイッチング電源から負荷回路に供給する電圧を約6Vに低下させる。負荷回路においては、第1負荷への電力供給が遮断されるとともに、6Vが5Vまで降圧されて第2負荷に供給される。
このように、上述した特許文献1に開示の方法は、マルチ出力型のスイッチング電源に対して適用することが難しかった。
本発明は、通常運転モードと待機運転モードとを有する複数の負荷回路の各々に対して出力電圧を供給するマルチ出力型のスイッチング電源装置であって、少なくとも一つの前記負荷回路は、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち、最も低い電圧に応じて出力電圧が設定されており、かつ、通常運転モード時に、該出力電圧よりも高い負荷電圧を供給する必要がある場合に、該出力電圧を昇圧して供給するスイッチング電源装置を提供する。
更に、上述した特許文献1では、待機運転モード時においても約6Vから5Vへの降圧が必要であったが、本発明によれば、待機運転モード時において電力供給が必要とされない負荷に対しては昇圧動作を不要とすることができる。これにより、昇圧手段を停止させることによる消費電力の低下も期待することができる。
上記「出力電圧」とは、スイッチング電源装置から各負荷回路に供給される電圧、すなわち、2次側電圧を意味する。
例えば、出力電圧は、負荷回路において、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち最も低い電圧以上、かつ、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち最も高い電圧未満に設定される。より好ましくは、出力電圧は、負荷回路において、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち最も低い電圧、または、その近傍(例えば、該最低電圧に約0.1V以上3.0V以下の範囲における任意の電圧値を加算した値)に設定される。出力電圧が、負荷回路において待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧近傍に設定される場合の態様としては、例えば、レギュレータを介して出力電圧が負荷に供給される場合が挙げられる。このとき、出力電圧は、レギュレータの電圧ドロップ(レギュレータの入力電圧からレギュレータの出力電圧を減算した値)を加味して設定されるとよい。例えば、待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧に約0.1V以上3.0V以下の範囲における任意の電圧値を加算した値に設定される。
図1は、本実施形態に係るスイッチング電源装置を空気調和機に適用した場合の構成を概略的に示した図である。図1に示すように、スイッチング電源装置1は、複数の負荷回路10a,10b,10cの各々に対して出力電圧を供給するマルチ出力型のスイッチング電源装置である。
スイッチング電源装置1は、例えば、交流電源2から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路3と、整流回路3からの直流電圧を高周波の交流電圧に変換する共振コンバータ4とを備えている。
負荷回路10bには、通信系の負荷13が接続されている。負荷13は、例えば、20Vで作動する通信機器等の負荷である。
負荷回路10cには、弱電系の負荷14,15が接続されている。負荷14は、例えば、5Vで作動するマイコン等の負荷である。負荷15は、例えば、13Vで作動するアクチュエータ等の負荷である。
各負荷回路における出力電圧は、通常運転モード時及び待機運転モード時において同じ値が採用される。
従って、負荷回路10aについては、適宜、出力電圧が設定される。本実施形態では、一例として、負荷12に合わせて出力電圧が18Vに設定されており、15Vの電圧を必要とする負荷11には、出力電圧を3端子レギュレータにより降圧して供給している。
具体的には、負荷回路10bにおいては、待機運転モード時に必要とされる最低電圧は20Vである。従って、負荷回路10bの出力電圧は20Vに設定される。
また、負荷回路10cにおいては、待機運転モード時における電力供給が必要となるのは負荷14のみであり、負荷15は待機運転モード時の電力供給が不要である。したがって、負荷回路10cでは、待機運転モード時に必要とされる最小電圧は5Vとなり、出力電圧は5Vに設定される。
また、負荷回路10bでは、20Vの出力電圧がそのまま負荷13に供給される。負荷回路10cでは、5Vの出力電圧が負荷14にそのまま供給されるとともに、13Vまで昇圧コンバータ21によって昇圧されて負荷15に供給される。
また、負荷回路10bでは、通常運転モード時と変わらず、20Vの出力電圧が負荷13にそのまま供給される。また、負荷回路10cでは、5Vの出力電圧が負荷14にそのまま供給されるとともに、昇圧コンバータ21の動作が停止されることにより、負荷15への電力供給が遮断される。
更に、待機運転モード時と通常運転モード時とで、出力電圧を変化させないため、複数の負荷回路10a,10b,10cへの電力供給を行うマルチ出力型のスイッチング電源であっても、各負荷11〜15を確実に作動させることが可能となる。
次に、上述した本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装置1を備える空気調和機の第1実施形態について図2を参照して説明する。
図2は、本発明の第1実施形態に係る空気調和機の概略構成を示した図である。図2に示すように、空気調和機50において、圧縮機モータ34を駆動するモータ駆動装置30とスイッチング電源装置1とは、同一の交流電源31から電力供給を受けている。
次に、本発明の第2実施形態に係る空気調和機について図面を参照して説明する。
図4は、本実施形態に係る空気調和機60の構成を概略的に示した図である。図4に示すように、本実施形態における空気調和機60は、図3に示した空気調和機50´に加えて、更に、ファンモータ45を備えている。
具体的には、アクティブフィルタ35とインバータ回路33との間の直流母線Ldcにファンモータ45の入力端子が接続されている。これにより、直流電圧が動力としてファンモータ45に供給されて、ファンモータ45が駆動する。また、ファンモータ45を制御する制御部(図示略)は、その駆動源を負荷回路10aの15V電力線から受けている。
なお、図4では、一例として、直流母線Lacの正極側とスイッチング電源装置1の1次巻線側とを接続しているが、待機運転モード時における電位が同じであれば、負荷回路側に接続ラインLseを接続することも可能である。
また、交流電源31からモータ駆動装置30´及びスイッチング電源装置1に電力が供給されている状態においては、第2スイッチ素子48は開状態とされる。これにより、直流母線Ldcとスイッチング電源装置1との接続が遮断され、接続ラインLseを介した電流の流れが遮断される。
なお、上記第1及び第2実施形態では、図1に示したスイッチング電源装置1を備える場合について説明したが、これに代えて、図5に示したスイッチング電源装置を備えていても良い。
2,31 交流電源
3,32 整流回路
4 共振コンバータ
10a,10b,10c 負荷回路
11〜15 負荷
20 スイッチ素子
21 昇圧コンバータ
23 3端子レギュレータ
30,30´ モータ駆動装置
33 インバータ回路
34 圧縮機モータ
35 アクティブフィルタ
36 平滑回路
37 第1スイッチ素子
38,38´ 突入電流抑制回路
45 ファンモータ
46 平滑コンデンサ
48 第2スイッチ素子
50,50´,60 空気調和機
Claims (3)
- 通常運転モードと待機運転モードとを有する複数の負荷回路の各々に対して出力電圧を供給するマルチ出力型のスイッチング電源装置であって、
少なくとも一つの前記負荷回路は、
待機運転モード時に必要とされる供給負荷の電圧のうち、最も低い電圧に応じて出力電圧が設定されており、かつ、通常運転モード時に、該出力電圧よりも高い負荷電圧を供給する必要がある場合に、該出力電圧を昇圧して供給するスイッチング電源装置。 - 交流電源から電力供給を受けて駆動するモータ駆動装置と、
前記交流電源から電力供給を受ける請求項1に記載のスイッチング電源装置と
を備え、
前記モータ駆動装置は、
交流電源から交流母線を介して供給される交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路からの直流電力を交流電力に変換してモータに出力するインバータ回路と、
前記交流母線に設けられ、前記交流電源から前記整流回路への電力供給を遮断する第1スイッチ手段と
を備え、
前記スイッチング電源装置は、前記交流母線において、前記第1スイッチ手段よりも前記交流電源に近いところから交流電力の供給を受け、
前記第1スイッチ手段は、前記待機運転モードにおいて、前記整流回路への電力供給を遮断する空気調和機。 - 前記整流回路と前記インバータ回路とを接続する直流母線に接続された平滑用のコンデンサと、
前記直流母線に接続され、該直流母線からの直流電力を駆動源として駆動するファンモータと、
前記直流母線の正極側と、前記スイッチング電源装置における前記直流母線の正極側と同電位の部位とを接続する接続配線と、
該接続配線に設けられた第2スイッチ手段と
を備え、
前記交流電源から電力供給を受けている場合に、前記第2スイッチ手段が開状態とされ、前記交流電源からの電力供給が遮断されている場合に、前記第2スイッチ手段が閉状態とされる請求項2に記載の空気調和機。
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