JP2018105557A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1組の交流電源線と1本の通信線を用いて室内機と室外機が通信を行なう空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner in which an indoor unit and an outdoor unit communicate with each other using a pair of AC power supply lines and a single communication line.
従来、室外機から室内機へ電源を供給する方式(以下、室外機給電方式)の室外機を備えた空気調和機の通信回路は図4のように構成された回路が、例えば特許文献1に開示されている。
図4において、左側が室内機200側であり、右側が室外機100側である。そして、室内機200と室外機100に交流電源2に接続されたLライン51とNライン52が接続され、室内機200と室外機100は通信線53で接続されている。
Conventionally, a communication circuit of an air conditioner equipped with an outdoor unit of a method for supplying power from an outdoor unit to an indoor unit (hereinafter referred to as an outdoor unit power supply method) is configured as shown in FIG. It is disclosed.
In FIG. 4, the left side is the
室外機100はLライン51に直列に接続されたメインリレー7を備えており、図示しない主たる負荷、例えば圧縮機を動作させる直流電源に供給する電流を遮断/供給するようになっている。また、室外機100は、メインリレー7の負荷側のLライン51と通信線53の間に室外機送信部20と、Nライン52と通信線53の間に室外機受信部30と、メインリレー7の負荷側のLライン51とNライン52の間に室外機電源位相検出部10をそれぞれ備えている。
The
室外機送信部20はフォトトランジスタ20cとフォトダイオード20bを備えたフォトカプラ20aと、抵抗20dと抵抗20eを備えている。そして室外機送信部20はフォトダイオード20bのアノード端子と+5ボルトの直流電源の間に抵抗20eが、また、フォトトランジスタ20cのエミッタ端子とLライン51の間に抵抗20dが、フォトトランジスタ20cのコレクタ端子と通信線53が、それぞれ接続されている。そしてフォトダイオード20bのカソード端子には図示しない室外機制御部から室外機送信信号が出力されており、室外機送信信号のローレベル/ハイレベルに対応して室外機送信部20からデータ”1”、データ”0”が室内機200へ送信される。
The
室外機受信部30はフォトトランジスタ30cとフォトダイオード30bを備えたフォトカプラ30aと、抵抗30dと抵抗30eを備えている。そして室外機受信部30はフォトトランジスタ30cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ30cのエミッタ端子が抵抗30dを介してグランドに、フォトダイオード30bのアノード端子が抵抗30eを介して通信線53に、フォトダイオード30bのカソード端子がNライン52に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ30cのエミッタ端子から図示しない室外機制御部に室外機受信信号が出力されている。室内機200から送信される信号によりこの室外機受信信号が変化し、室外機制御部は室外機受信信号がハイレベルの時に受信データが”1”、ローレベルの時にデータ”0”と認識する。
The
室外機電源位相検出部10はフォトトランジスタ10cとフォトダイオード10bを備えたフォトカプラ10aと、抵抗10dと抵抗10eを備えている。そして室外機電源位相検出部10はフォトトランジスタ10cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ10cのエミッタ端子が抵抗10dを介してグランドに、フォトダイオード10bのアノード端子がLライン51に、フォトダイオード10bのカソード端子が抵抗10eを介してNライン52に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ10cのエミッタ端子から図示しない室外機制御部に室外機電源位相信号が出力されている。
The outdoor unit power
室外機電源位相信号は交流電圧波形の極性を示しており、Lライン51からNライン52に電流が流れる正の半周期の時に室外機電源位相信号がハイレベルとなり、Nライン52からLライン51に電流が流れる負の半周期の時に室外機電源位相信号がローレベルとなる。室外機1はこの室外機電源位相信号がローレベルの時にデータを送信可能である。
The outdoor unit power supply phase signal indicates the polarity of the AC voltage waveform. When the current flows from the
一方、室内機200はLライン51と通信線53の間に室内機送信部40と、Nライン52と通信線53の間に室内機受信部50と、Lライン51とNライン52の間に、図示しない室内機電源位相検出部をそれぞれ備えている。なお、室内機電源位相検出部は室外機電源位相検出部10と同じ回路であり、室内機200はここから出力される室内機電源位相信号がハイレベルの時にデータを送信可能である。つまり、交流電源2の電圧波形の1周期を正の半周期と負の半周期に分割し、室外機100は負の半周期で、室内機200は正の半周期でそれぞれデータを相手に送信することができる。また、室外機100は正の半周期で、室内機200は負の半周期でそれぞれ相手からデータを受信することができる。
On the other hand, the
また、室内機送信部40はフォトトランジスタ40cとフォトダイオード40bを備えたフォトカプラ40aと、抵抗40dと抵抗40eを備えている。そして室内機送信部40はフォトダイオード40bのアノード端子と+5ボルトの直流電源の間に抵抗40eが、また、フォトトランジスタ40cのコレクタ端子とLライン51の間に抵抗40dが、フォトトランジスタ40cのエミッタ端子と通信線53が、それぞれ接続されている。そしてフォトダイオード40bのカソード端子には図示しない室内機制御部から室内機送信信号が出力されており、室内機送信信号のローレベル/ハイレベルに対応して室内機送信部40からデータ”1”、データ”0”が室外機100へ送信される。
The
室内機受信部50はフォトトランジスタ50cとフォトダイオード50bを備えたフォトカプラ50aと、抵抗50dと抵抗50eを備えている。そして室内機受信部50はフォトトランジスタ50cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ50cのエミッタ端子が抵抗50dを介してグランドに、フォトダイオード50bのアノード端子が抵抗50eを介してNライン52に、フォトダイオード50bのカソード端子が通信線53に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ50cのエミッタ端子から図示しない室内機制御部に室内機受信信号が出力されている。室外機100から送信される信号によりこの室内機受信信号が変化し、室内機制御部は室内機受信信号がハイレベルの時に受信データが”1”、ローレベルの時に”0”と認識する。
The indoor unit receiver 50 includes a photocoupler 50a including a
次に図4を用いて送受信動作について説明する。なお、メインリレー7は閉状態となっており、室外機100は主たる負荷である図示しない圧縮機を運転中である。このため、室外機電源位相検出部10のフォトダイオード10bと抵抗10eには約10ミリアンペアの電流が電源の半周期毎に流れ、合計で約0.7ワットの電力を消費している。また、室内機100が待機状態の場合はメインリレー7が開となって空調運転を休止しているため、室外機電源位相検出部10のフォトダイオード10bには電流が流れないので待機電力を低減することができる。
Next, the transmission / reception operation will be described with reference to FIG. The
図4においてメインリレー7は閉状態となっているため、室外機電源位相検出部10は交流電源2の1周期の電圧波形で正の半周期の間でハイレベル、負の半周期の間でローレベルとなる室外機電源位相信号を出力する。室外機制御部は室外機電源位相信号がローレベルの時に室外機送信信号をローレベル(データ”1”)にすると、室外機送信部20のフォトトランジスタ20cがオンとなり、図4の(1)室外機送信の実線で示す経路、つまり、Nライン52、室内機受信部50、通信線53、室外機送信部20、Lライン51、Nライン52の経路で電流が流れ、室内機受信部50のフォトトランジスタ50cがオンとなり、室内機受信信号がハイレベル(データ”1”)となる。一方、室外機制御部は室外機電源位相信号がローレベルの時に室外機送信信号をハイレベル(データ”0”)にすると、図4の(1)室外機送信の実線で示す経路に電流が流れないため、室内機受信信号がローレベル(データ”0”)となる。
In FIG. 4, since the
同様に室内機電源位相検出部は交流電源2の1周期の電圧波形で正の半周期の間でハイレベル、負の半周期の間でローレベルとなる室内機電源位相信号を出力する。室内機制御部は室内機電源位相信号がハイレベルの時に室内機送信信号をローレベル(データ”1”)にすると、室内機送信部40のフォトトランジスタ40cがオンとなり、図4の(2)室内機送信の点線で示す経路、つまり、Lライン51、室内機送信部40、通信線53、室外機受信部30、Nライン52、Lライン51の経路で電流が流れ、室外機受信部30のフォトトランジスタ30cがオンとなり、室外機受信信号がハイレベル(データ”1”)となる。一方、室内機制御部は室内機電源位相信号がハイレベルの時に室内機送信信号をハイレベル(データ”0”)にすると、図4の(2)室内機送信の点線で示す経路に電流が流れないため、室外機受信信号がローレベル(データ”0”)となる。
Similarly, the indoor unit power supply phase detector outputs an indoor unit power supply phase signal that is a high level during the positive half cycle and a low level during the negative half cycle in the voltage waveform of one cycle of the AC power supply 2. When the indoor unit control unit sets the indoor unit transmission signal to low level (data “1”) when the indoor unit power supply phase signal is high level, the
しかしながら、何らかの原因で空調運転中に室外機100がメインリレー7を開にした場合、例えば圧縮機に印加する電圧が異常上昇した場合や圧縮機に過電流が流れた場合など、緊急事態では室外機100は通信機能を用いて室内機200に原因を通知する時間的余裕がないため、原因を室内機200に通知することができない。このため、室内機200では通信ができない状態となるが、通信線53の切断なのか室外機100が部品保護のため意図的にメインリレー7を開としたのか判断できないため、室内機200はユーザーに正確な対応を指示できないと言う問題があった。
However, when the
例えば通信不能の原因が通信線53の切断ならば、即運転を中止してサービスコールが必要となるが、もし、この原因が圧縮機に印加する電圧が異常上昇した場合や圧縮機に過電流が流れた場合であれば一時的な現象であり、時間の経過を待つことで復旧が可能であるため、ユーザーは何もしないでそのまま待てばよい。このように、原因によってユーザーの対応が異なるため、通信不能の原因をユーザーに正確に知らせる必要があるが、従来の方法では対応できなかった。
For example, if the cause of communication failure is the disconnection of the
一方、室外機電源位相検出部10をメインリレー7よりも交流電源2側に配置すればメインリレー7の開閉状態に関わらず室外機100は室内機200と通信可能であるが、室外機100が待機状態となった時に室外機電源位相検出部10が電流を消費してしまう問題がある。
On the other hand, if the outdoor unit power supply
本発明は以上述べた問題点を解決し、室外機給電方式の空気調和機において、室内機と室外機の通信が不能となった時、待機電力を低減しつつ、室外機の主たる負荷、例えば圧縮機に電流が供給されていないことを室外機から室内機へ通知することを目的とする。 The present invention solves the problems described above, and in the outdoor unit power supply type air conditioner, when communication between the indoor unit and the outdoor unit becomes impossible, the main load of the outdoor unit, for example, while reducing standby power, for example, The purpose is to notify the outdoor unit from the outdoor unit that no current is supplied to the compressor.
本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の発明は、交流電源が供給される第1電源線及び第2電源線が、室内機と室外機にそれぞれ接続され、前記室内機と前記室外機とが1本の通信線で接続され、前記第1電源線から前記通信線を介して前記第2電源線に流れる第1経路の電流を前記室内機が断続することで、また、前記第2電源線から前記通信線を介して前記第1電源線に流れる第2経路の電流を前記室外機が断続することで前記室内機と前記室外機とが互いに通信を行う空気調和機であって、
前記室内機は、前記第1経路に流れる電流を断続する室内機送信手段と、前記第2経路の電流を検出する室内機受信手段とを備え、
前記室外機は、前記交流電源から前記第1電源線を介して前記室外機に備えられた主たる負荷に供給される電流を供給/遮断するスイッチ手段と、前記スイッチ手段よりも前記交流電源側に配置され、前記第2経路に流れる電流を断続する室外機送信手段と、前記第1経路の電流を検出する室外機受信手段と、前記スイッチ手段よりも前記負荷側に配置され、前記第1電源線と前記第2電源線の間に印加される電圧の極性により前記室外機と前記室内機の間における送受信の方向を決定する信号を出力する室外機電源位相検出手段とを備え、
前記室外機は、前記スイッチ手段が前記主たる負荷に供給される電流を遮断している時、前記室外機送信手段が前記第2経路に流れる電流を通過させて前記スイッチ手段が電流を遮断していることを前記室内機へ通知することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 of the present invention is such that the first power supply line and the second power supply line supplied with AC power are connected to the indoor unit and the outdoor unit, respectively. The indoor unit and the outdoor unit are connected by a single communication line, and the indoor unit intermittently passes a current in a first path flowing from the first power line to the second power line via the communication line. In addition, the indoor unit and the outdoor unit communicate with each other when the outdoor unit is intermittently connected to the current of the second path flowing from the second power line to the first power line via the communication line. An air conditioner,
The indoor unit includes an indoor unit transmitting means for intermittently passing a current flowing through the first path, and an indoor unit receiving means for detecting a current of the second path,
The outdoor unit includes a switch unit that supplies / cuts off a current supplied from the AC power source to a main load provided in the outdoor unit via the first power line, and is closer to the AC power source than the switch unit. An outdoor unit transmitting means for intermittently passing the current flowing through the second path, an outdoor unit receiving means for detecting the current of the first path, and the load power further than the switch means. An outdoor unit power supply phase detection means for outputting a signal for determining the direction of transmission and reception between the outdoor unit and the indoor unit according to the polarity of the voltage applied between the line and the second power supply line,
In the outdoor unit, when the switch unit cuts off the current supplied to the main load, the outdoor unit transmission unit passes the current flowing through the second path and the switch unit cuts off the current. That the indoor unit is notified.
以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、室外機給電方式の空気調和機において、室内機と室外機の通信が不能となった時、待機電力を低減しつつ、室外機の主たる負荷、例えば圧縮機に電流が供給されていないことを室外機から室内機へ通知することができる。 By using the above means, according to the air conditioner of the present invention, in the outdoor unit power supply type air conditioner, when communication between the indoor unit and the outdoor unit becomes impossible, while reducing the standby power, The outdoor unit can notify the indoor unit that current is not supplied to the main load of the unit, for example, the compressor.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明と直接関係の無いファンモータ、熱交換器や冷媒回路などの図示と説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings. In addition, illustration and description of a fan motor, a heat exchanger, a refrigerant circuit, and the like that are not directly related to the present invention are omitted.
図1は本発明による室外機1の実施例を示すブロック図である。なお、図4で説明したものと同じブロックや部品については同じ名称と番号を付与する。
室外機1は交流電源2の非接地側の電源線が接続されるL端子3と、交流電源2の接地側の電源線が接続されるN端子4と、L端子3に接続された第1電源線であるLライン51と、N端子4に接続された第2電源線であるNライン52と、接点7aと接点7bを備えたスイッチ手段であるメインリレー7と、サブリレー8と、突入電流防止のための抵抗6と、リアクタ11と、室外機電源位相検出部(室外機電源位相検出手段)10と、AC電圧検出部9と、整流器12と、平滑コンデンサ13と、インバータ14と、室外機1の主たる負荷である圧縮機15を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an outdoor unit 1 according to the present invention. The same names and numbers are assigned to the same blocks and components as those described in FIG.
The outdoor unit 1 has an
そして、メインリレー7の接点7aはL端子3に、メインリレー7の接点7bはリアクタ11の一端に、また、リアクタ11の他端は整流器12の一方の入力端に、さらに、N端子4はNラインを介して整流器12の他方の入力端に、それぞれ接続されている。また、メインリレー7の接点7aと接点7bの間には直列に接続されたサブリレー8と抵抗6が並列に接続されている。また、メインリレー7の接点7bと、Nライン52との間には室外機電源位相検出部10とAC電圧検出部9がそれぞれ接続されている。さらに、整流器12の正極端と負極端の間には平滑コンデンサ13が接続されると共に、この正極と負極はそれぞれインバータ14へ接続され、インバータ14の出力には圧縮機15が接続されている。
The
室外機電源位相検出部10はフォトトランジスタ10cとフォトダイオード10bを備えたフォトカプラ10aと、抵抗10dと抵抗10eを備えている。そして室外機電源位相検出部10はフォトトランジスタ10cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ10cのエミッタ端子が抵抗10dを介してグランドに、フォトダイオード10bのアノード端子がメインリレー7の接点7bに、フォトダイオード10bのカソード端子が抵抗10eを介してNライン52に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ10cのエミッタ端子から室外機電源位相信号が出力されている。
The outdoor unit power
また、室外機1は、ダイオード25とダイオード26と、平滑コンデンサ27と、DC電圧検出部28と、制御用電源部29を備えている。ダイオード25のアノード端子はN端子4に、カソード端子が平滑コンデンサ27の正極に、ダイオード26のアノード端子はL端子3に、カソード端子が平滑コンデンサ27の正極と制御用電源部29の+入力端に、平滑コンデンサ27の負極と制御用電源部29の−入力端はグランドに、それぞれ接続されている。そして、制御用電源部29の制御用電源出力として、+5ボルト、+12ボルト、+15ボルトが室外機1の制御回路の各部に供給されている。なお、平滑コンデンサ27の両極端にはDC電圧検出部28が並列に接続されている。
The outdoor unit 1 includes a diode 25, a
また、室外機1は、リレー制御部16と、リレー駆動部19と、室外機送信部(室外機送信手段)20と、室外機受信部(室外機受信手段)30と、アンド回路22と、アンド回路18と、ノット回路17と、ノット回路23と、ノット回路24と、室外機1を制御する室外機制御部21を備えている。なお、室外機制御部21には前述した室外機電源位相検出部10から室外機電源位相信号が入力されている。
The outdoor unit 1 includes a
室外機送信部20はフォトトランジスタ20cとフォトダイオード20bを備えたフォトカプラ20aと、抵抗20dと抵抗20eを備えている。そして室外機送信部20はフォトダイオード20bのアノード端子と+5ボルトの直流電源の間に抵抗20eが、また、フォトトランジスタ20cのエミッタ端子とLライン51の間に抵抗20dが、フォトトランジスタ20cのコレクタ端子と通信線53が、それぞれ接続されている。
The
そしてフォトダイオード20bのカソード端子には室外機出力信号が入力されており、室外機出力信号がローレベルの時、フォトトランジスタ20cのコレクタ端子〜エミッタ端子間に電流が流れることでデータ”1”が通信線5から送信される。また、室外機出力信号がハイレベルの時、フォトトランジスタ20cのコレクタ端子〜エミッタ端子間に電流が流れないのでデータ”0”が通信線5から送信される。
An outdoor unit output signal is input to the cathode terminal of the
室外機受信部30はフォトトランジスタ30cとフォトダイオード30bを備えたフォトカプラ30aと、抵抗30dと抵抗30eを備えている。そして室外機受信部30はフォトトランジスタ30cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ30cのエミッタ端子が抵抗30dを介してグランドに、フォトダイオード30bのカソード端子がNライン52に、フォトダイオード30bのアノード端子が抵抗30eを介して通信線53に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ30cのエミッタ端子から室外機制御部21に室外機受信信号が出力されている。室外機制御部21は、この室外機受信信号がハイレベルの時に受信データが”1”に、ローレベルの時に受信データが”0”と認識する。
The
AC電圧検出部9は、AC電圧検出部9に印加されるAC電圧を検出し、AC電圧が予め定められた電圧であるAC高電圧閾値(実効値290ボルト)以上になった時、所定パルス幅(50ミリセカンド)のハイレベルのパルス信号であるAC高電圧検出信号を出力する。この信号はノット回路17で反転されてアンド回路18へ入力される。
The AC voltage detection unit 9 detects the AC voltage applied to the AC voltage detection unit 9, and when the AC voltage becomes equal to or higher than an AC high voltage threshold (effective value 290 volts), which is a predetermined voltage, a predetermined pulse An AC high voltage detection signal which is a high level pulse signal having a width (50 milliseconds) is output. This signal is inverted by the
一方、DC電圧検出部28は、DC電圧検出部28に印加されるDC電圧を検出し、DC電圧が予め定められた電圧であるDC高電圧閾値(410ボルト)以上になった時、DC高電圧検出信号をローレベルからハイレベルにする。この信号はノット回路23で反転されてアンド回路18へ入力される。
On the other hand, the DC
室外機制御部21は圧縮機15の運転を開始/停止するため、メインリレー7の開閉によってインバータ14に供給するDC電源を供給/遮断するため運転信号をアンド回路18に出力する。室外機制御部21は圧縮機15を運転する場合、運転信号をハイレベルにして出力し、運転を停止する場合、運転信号をローレベルにする。
In order to start / stop the operation of the
このため、アンド回路18は運転信号がハイレベル(運転中)で、かつ、AC電圧検出部9とDC電圧検出部28が共にそれぞれの電圧閾値未満の時、電源投入信号をハイレベルにしてメインリレー7を閉にする。一方、アンド回路18は運転信号がハイレベル(運転中)で、かつ、AC電圧検出部9又はDC電圧検出部28の少なくとも一方がそれぞれの電圧閾値以上の時、電源投入信号をローレベルにしてメインリレー7を開にする。また、アンド回路18は運転信号がローレベル(運転停止)であれば、電源投入信号をローレベルにしてメインリレー7を開にする。
For this reason, the AND
このように電源投入信号はメインリレー7を開閉する信号であるが、メインリレー7を閉とする場合は平滑コンデンサ13への突入電流対策が必要である。つまり、メインリレー7を閉とする動作に先立ってサブリレー8を閉とし、突入電流抑制用の抵抗6を介して平滑コンデンサ13に充電し、その後、メインリレー7を閉とした後、サブリレー8を開とする一連のシーケンスが必要である。
As described above, the power-on signal is a signal for opening and closing the
リレー制御部16はこのシーケンスを実行する機能を備えている。そして、前述したシーケンスでリレー制御部16から出力されたメインリレー信号とサブリレー信号はリレー駆動部19へ出力され、リレー駆動部19はメインリレー信号とサブリレー信号に従ってメインリレー7とサブリレー8の開閉動作を実行する。なお、メインリレー信号とサブリレー信号がハイレベルの時、対応するリレーが閉となり、各リレー信号がローレベルの時、対応するリレーが開となる。
The
一方、室外機制御部21は室外機送信信号をノット回路24へ出力しており、ノット回路24はこの信号を反転してアンド回路22へ出力する。アンド回路22にはメインリレー信号も入力されており、室外機送信信号がハイレベル、もしくは、メインリレー信号がローレベル(メインリレー7が開)の時、アンド回路22はローレベルの室外機出力信号を出力する。この室外機出力信号は室外機送信部20のフォトダイオード20bのカソード端子に出力されている。この室外機出力信号がローレベルの時、フォトトランジスタ20cがオンとなって通信線53に電流が流れ、この電流によって図示しない室内機の受信データが”1”となる。この動作については後で詳細に説明する。
On the other hand, the outdoor
背景技術で図4を用いて説明したように、室外機電源位相検出部10は交流電源2の1周期の電圧波形で正の半周期の間ハイレベル、負の半周期の間ローレベルとなるパルス信号からなる室外機電源位相信号を出力する。そして、室外機電源位相信号がローレベルの時に室外機1から室内機へ送信が可能であり、室外機電源位相信号がハイレベルの時に室内機からの送信データを室外機1が受信することができる。このため、メインリレー7が閉となって室外機電源位相検出部10から交流電源2の周期に対応してパルス信号からなる室外機電源位相信号が出力されていれば、室外機制御部21は室内機と互いに通信を行なうことができる。
As described in the background art with reference to FIG. 4, the outdoor unit power supply
一方、メインリレー7が開となった場合、室外機電源位相検出部10のフォトダイオード10bに電流が流れないため、室外機電源位相信号がローレベルのままとなる。このため、室外機制御部21は室外機1と室内機の間における送受信の方向を決定することができないので、室外機制御部21は室内機と互いに通信を行なうことができない。この場合、メインリレー信号がローレベルとなって、アンド回路22が交流電源2の電圧周期に無関係に室外機送信部20を介して通信線53に電流を連続して流し続ける。この電流により室内機は連続したデータ”1”を受信する。この動作については後で詳細に説明する。
On the other hand, when the
ところで、メインリレー7が開となる場合として、室外機制御部21が室内機の指示により空調運転を停止する場合がある。この場合、室内機は室外機1がメインリレー7を開とすることは認識しているため問題ない。一方、室外機1に何らかの異常事態、例えば交流電源2の電圧変動により急激な電圧の上昇が発生して高電圧となった場合、室外機制御部1は室内機と通信することよりも優先して部品の保護を行なうため、メインリレー7を開にする。このため、室内機が室外機1へ動作を指示するデータを送信したとしても、前述のように室外機1が送受信の方向を決定することができないので、室外機1はこの指示データに対する返信ができないため、室内機側では通信エラーとなって互いに通信ができなくなる。
By the way, as the case where the
このように、室内機側では室外機1と互いに通信ができなくなって通信エラーが発生した後、連続したデータ”1”を室外機1から受信した場合、メインリレー7が開となっていることを確認できる。なお、室内機1は室外機1と互いに通信ができなくなった後、連続したデータ”0”を受信した場合、通信線53の切断、もしくは通信関連回路の破損と判断する。
As described above, when continuous data “1” is received from the outdoor unit 1 after the indoor unit cannot communicate with the outdoor unit 1 and a communication error occurs, the
図2は本発明による空気調和機の通信関連の回路のみを抽出してまとめたブロック図である。この図2は前述した室外機1と室内機の関係を示しており、背景技術で説明した図4と対応している。
図2の通信回路において、左側が室内機200側であり、右側が室外機1側である。そして、交流電源2に接続されたLライン51とNライン52が室内機200と室外機1に接続され、さらに、室内機200と室外機1は通信線53で接続されている。
FIG. 2 is a block diagram in which only communication related circuits of the air conditioner according to the present invention are extracted and summarized. FIG. 2 shows the relationship between the outdoor unit 1 and the indoor unit described above, and corresponds to FIG. 4 described in the background art.
In the communication circuit of FIG. 2, the left side is the
室外機1はLライン51に直列に接続されたメインリレー7を備えており、また、室外機1は、メインリレー7の上流側(交流電源2側)のLライン51と通信線53の間に室外機送信部20と、Nライン52と通信線53の間に室外機受信部30と、図1で説明したようにメインリレー7の下流側(主たる負荷である圧縮機15側)のLライン51とNライン52の間に室外機電源位相検出部10をそれぞれ備えている。
The outdoor unit 1 includes a
一方、室内機200はLライン51と通信線53の間に室内機送信部(室内機送信手段)40と、Nライン52と通信線53の間に室内機受信部(室内機受信手段)50と、Lライン51とNライン52の間に、図示しない室内機電源位相検出部をそれぞれ備えている。なお、室内機電源位相検出部は室外機電源位相検出部10と同じ回路であり、室内機200はここから出力される室内機電源位相信号がハイレベルの時に送信データを送信する。つまり、交流電源2の電圧波形の1周期を正の半周期と負の半周期に分割し、室外機1は負の半周期で、室内機200は正の半周期でそれぞれデータを相手に送信することができる。また、室外機1は正の半周期で、室内機200は負の半周期でそれぞれ相手からデータを受信することができる。
On the other hand, the
また、室内機送信部40はフォトトランジスタ40cとフォトダイオード40bを備えたフォトカプラ40aと、抵抗40dと抵抗40eを備えている。そして室内機送信部40はフォトダイオード40bのアノード端子と+5ボルトの直流電源の間に抵抗40eが、また、フォトトランジスタ40cのコレクタ端子とLライン51の間に抵抗40dが、フォトトランジスタ40cのエミッタ端子と通信線53が、それぞれ接続されている。
The
そしてフォトダイオード40bのカソード端子には図示しない室内機制御部から室内機送信信号が入力されており、室内機送信信号がローレベル(データ”1”)の時、フォトトランジスタ40cのコレクタ端子〜エミッタ端子間に電流が流れることで室外機受信部30の室外機受信信号がハイレベル(データ”1”)になる。このため室内機200から室外機1へデータ”1”が送信される。また、室内機送信信号がハイレベル(データ”0”)の時、フォトトランジスタ40cのコレクタ端子〜エミッタ端子に電流が流れないことで室外機受信信号がローレベル(データ”0”)になる。このため室内機200から室外機1へデータ”0”が送信される。
An indoor unit transmission signal is input to the cathode terminal of the
室内機受信部50はフォトトランジスタ50cとフォトダイオード50bを備えたフォトカプラ50aと、抵抗50dと抵抗50eを備えている。そして室内機受信部50はフォトトランジスタ50cのコレクタ端子が+5ボルトの直流電源に、フォトトランジスタ50cのエミッタ端子が抵抗50dを介してグランドに、フォトダイオード50bのアノード端子が抵抗50eを介してNライン52に、フォトダイオード50bのカソード端子が通信線53に、それぞれ接続されている。なお、フォトトランジスタ50cのエミッタ端子から図示しない室内機制御部に室内機受信信号が出力されている。室内機制御部は、この室内機受信信号がハイレベルの時に受信データが”1”に、ローレベルの時に受信データが”0”と認識する。
The indoor unit receiver 50 includes a photocoupler 50a including a
次に図2を用いてリレー7が開となっている状態を室外機1が室内機200へ知らせる方法について説明する。図2は図4で示すメインリレー7がLライン51において室外機送信部20よりも上流側(交流電源2側)に配置されており、これが本発明の特徴である。このため、図2では図4の室外機100が室外機1に置き替えられている。また、室外機送信部20のフォトダイオードのカソード端子には図1で説明した室外機出力信号が接続されている。これ以外の部分に関して図2と図4は同じである。
Next, a method for the outdoor unit 1 to inform the
また図2では、例えば交流電源2がAC高電圧閾値(290ボルト)を超えたため、リレー7は開状態となっている。このため、室外機電源位相検出部10のフォトダイオード10bには電流が流れないので、室外機電源位相検出部10は室外機電源位相信号をローレベル状態で出力し続ける。従って、室外機1は送信可能なタイミングを認識できないため、室内機200と室外機1は互いに通信ができない状態となっている。
In FIG. 2, for example, the AC power supply 2 exceeds the AC high voltage threshold (290 volts), so the
前述したようにメインリレー7が開のままの場合、図1に示すアンド回路22の入力にはローレベルのメインリレー信号が入力されており、この結果、アンド回路22は室外機送信部20に室外機出力信号をローレベルにして出力し続ける。このため、図2の矢印で示すように、交流電源2の電流はNライン52、室内機受信部50のフォトダイオード50b、通信線53、室外機送信部20のフォトトランジスタ20c、Lライン51、Nライン52の経路で流れる。なお、本実施例ではメインリレー7が開の場合に、この経路で流れる電流をリレー切断中信号と呼称する。
As described above, when the
このリレー切断中信号が流れるのはLライン51よりもNラインの電圧が高くなる場合である。Lライン51とNラインの間には交流電圧が印加されているため、リレー切断中信号は交流電圧の1周期毎に負の半周期の間で流れることになる。このため、室内機受信信号が周期的にハイレベル(データ”1”)となる。室内機200側の図示しない室内機電源位相検出部はメインリレー7の状態と無関係で動作しており、室内機200は室外機1と互いに通信ができないにも関わらずデータ”1”を連続受信するため、室外機1のメインリレー7が開となっていると認識する。
The relay disconnection signal flows when the voltage of the N line is higher than that of the
なお、交流電源2の高電圧が解消された場合、図1に示すアンド回路18がメインリレー7を閉とする電源投入信号を出力するため、アンド回路22がハイレベルの室外機出力信号を出力する。このため室外機送信部20のフォトトランジスタ20cがオフとなり、リレー切断中信号は流れなくなり、室内機200と室外機1は互いに通信が可能な状態になる。
When the high voltage of the AC power supply 2 is eliminated, the AND
図3は本発明による室外機1の動作を説明する説明図である。図3の横軸は時間である。図3の縦軸に関して、図3(1)は交流電源2のAC電圧(実効値)、図3(2)はAC電圧検出部9から出力されるAC高電圧検出信号、図3(3)は制御用電源部29の+入力端子に入力される制御用電源入力電圧、図3(4)はDC電圧検出部28から出力されるDC高電圧検出信号、図3(5)は室外機制御部21が出力する運転信号、図3(6)はアンド回路18が出力する電源投入信号、図3(7)はリレー制御部16が出力するサブリレー信号、図3(8)はリレー制御部16が出力するメインリレー信号、図3(9)は室外機制御部21が出力する室外機送信信号、図3(10)はアンド回路22が出力する室外機出力信号、図3(11)は室内機200と室外機1の通信の可否を示す通信可否状態、をそれぞれ示している。なおt0〜t14は時刻である。
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the operation of the outdoor unit 1 according to the present invention. The horizontal axis in FIG. 3 is time. 3 (1) is the AC voltage (effective value) of the AC power supply 2, FIG. 3 (2) is the AC high voltage detection signal output from the AC voltage detection unit 9, and FIG. Is a control power input voltage input to the + input terminal of the control
図3において、t0ではAC電圧(実効値)が230ボルトで室外機1の定格電圧であり、制御用電源部29に入力される制御用電源入力電圧(平滑コンデンサ27の両端電圧)は320ボルトである。このため、ノット回路17とノット回路23はそれぞれの出力信号をハイレベルにしている。また、室外機制御部21が運転信号をローレベルにしているため、メインリレー信号とサブリレー信号が共にローレベルとなっており、圧縮機15の運転が停止した状態(待機状態)である。
3, at t0, the AC voltage (effective value) is 230 volts and the rated voltage of the outdoor unit 1, and the control power supply input voltage (the voltage across the smoothing capacitor 27) input to the control
室内機200は室外機1を待機状態から運転状態にするため、図2に示す室内機送信信号を所定時間、例えば100ミリセカンドの間だけローレベルにする。この場合、前述したリレー切断中信号で説明したタイミングと逆のタイミング、つまり、交流電圧の1周期毎に正の半周期の間でLライン51、室内機送信部40、通信線53、室内機受信部20、Nライン52、Lライン51の順で電流が流れることになる。この結果、室外機受信部30は室外機受信信号をローレベルからハイレベル(データ”1”)にする。待機中にこのデータ”1”の室外機受信信号を受信した室外機制御部21は、図3(5)に示すようにt1で運転信号をローレベルからハイレベルにする。このため、アンド回路18は電源投入信号をローレベルからハイレベルにする。
The
このハイレベルの電源投入信号が入力されたリレー制御部16は、まず最初にサブリレー信号をローレベルからハイレベルにしてサブリレー8を閉にする。すると抵抗6を介して平滑コンデンサ13に電流が流れて平滑コンデンサ13の両端電圧が上昇する。そしてt1でサブリレー信号がローレベルからハイレベルになった後、予め定められた平滑コンデンサ充電期間が経過したt2になると、リレー制御部16はメインリレー信号をローレベルからハイレベルにしてメインリレー7を閉にする。そして、リレー制御部16は予め定められた重なり期間(メインリレー7の接点が機械的に接触する過渡期間)が経過すると、t3でサブリレー信号をローレベルにしてサブリレー8を開にする。
The
このようにt3以降はメインリレー7の接点が電気的に接続された状態であり、室内機200と室外機1は互いに通信を行なうことができる。例えばt4〜t5の間で室外機制御部21が室外機送信信号をハイレベルにすると室外機出力信号がローレベルとなり、室内機200の室内機受信信号はハイレベル(データ”1”)になる。
Thus, after t3, the contacts of the
一方、t0以降、AC電圧が徐々に上昇しt6でAC高電圧閾値(290ボルト)以上になった時、AC電圧検出部9はt6からt8までの一定時間(50ミリセカンド)のハイレベルのパルス信号であるAC高電圧検出信号を出力する。AC高電圧検出信号がハイレベルになると、この信号が入力されたノット回路17はローレベルの信号を出力する。このため、アンド回路18はt6で電源投入信号をハイレベルからローレベルにして出力する。このため、リレー制御部16はt6でメインリレー信号をハイレベルからローレベルにし、メインリレー7は開となる。このため、室内機200と室外機1は通信が不可能となる。
On the other hand, when the AC voltage gradually increases after t0 and becomes equal to or higher than the AC high voltage threshold (290 volts) at t6, the AC voltage detection unit 9 is at a high level for a certain time (50 milliseconds) from t6 to t8. An AC high voltage detection signal that is a pulse signal is output. When the AC high voltage detection signal becomes high level, the
さらに、t6でメインリレー信号がハイレベルからローレベルになるとアンド回路22はt6で室外機出力信号をローレベルにするため、室外機送信部20のフォトトランジスタ20cがオンとなり、図2で説明したようにリレー切断中信号を示す電流が流れ、この電流によって室内機受信信号がハイレベル(データ”1”)になる。室内機200は室外機1と通信ができなくなったt6以降に、交流電圧の1周期のうち負の半周期で周期的にハイレベル(データ”1”)となる信号を、例えば100ミリセカンドの間で連続的に受信することで室外機1のメインリレー7の開を認識することができる。
Further, when the main relay signal is changed from the high level to the low level at t6, the AND
ところで、t0以降、AC電圧が徐々に上昇するとDC電圧検出部28で検出される制御用電源入力電圧も徐々に上昇し、また、t6以降にメインリレー7が開となりリレー駆動部19の駆動電流が減少すると制御用電源部29の負荷が軽くなるため制御用電源入力電圧が急激に上昇する。そして、制御用電源入力電圧がt7でDC高電圧閾値(410ボルト)以上になると、DC電圧検出部28はDC高電圧検出信号をローレベルからハイレベルにして出力する。なお、リレー駆動部19がメインリレー7を開にすると、大きな電流が必要なリレー7の駆動用電流が流れなくなって制御用電源部29の負荷が軽くなり、制御用電源入力電圧はAC電圧(実効値)のおおよそルート2倍(約1.41倍)になるため、DC電圧検出部28は制御用電源入力電圧からAC電圧(実効値)を正確に類推することができる。
By the way, when the AC voltage gradually increases after t0, the control power supply input voltage detected by the DC
そして、DC電圧検出部28は制御用電源入力電圧の監視を継続し、制御用電源入力電圧がDC高電圧閾値未満となったt9でDC高電圧検出信号をハイレベルからローレベルにして出力する。この信号が入力されたノット回路23はハイレベルの信号をアンド回路18に出力する。一方、t6以降、メインリレー7が開となっているため、AC電圧検出部9はt6から所定時間(50ミリセカンド)だけAC高電圧検出信号をハイレベルに維持した後、t8でAC高電圧検出信号をローレベルにし、この信号が入力されたノット回路17はハイレベルをアンド回路18に出力する。
The DC
一方、t1以降、室外機制御部21は運転信号をハイレベルをアンド回路18に出力しているため、t9でアンド回路18は電源投入信号をローレベルからハイレベルにして出力する。このため、この電源投入信号が入力されたリレー制御部16は、前述したシーケンスに従ってt9でサブリレー信号をハイレベル、t10でメインリレー信号をハイレベル、t11でサブリレー信号をローレベルにそれぞれ制御する。
On the other hand, after t1, the outdoor
そして、リレー制御部16は、t10でメインリレー信号をハイレベルにするため、室外機出力信号はハイレベルになる。従ってリレー切断信号はt6〜t10の期間だけ流れることになる。つまり、メインリレー信号がローレベル(メインリレー7が開)の時にリレー切断信号を室外機1が出力することになる。前述したようにメインリレー信号がハイレベルの期間は室内機200と室外機1とが通信可能である。そして、t14で室外機制御部21は空調運転を停止するために運転信号をローレベルにするため、メインリレー信号がローレベル(メインリレー7が開)となる。
And since the
以上説明したように、室外機給電方式の空気調和機において、室内機200と室外機1の通信が不能となった時、室外機1のメインリレー7が開となっている状態か、通信線53の切断状態かを室外機1から室内機200へリレー切断信号を用いて通知することができる。このため、室内機200はユーザーに対して障害原因を特定して報知できる。また、メインリレー7よりも室外機電源位相検出部10が負荷(圧縮機15)側に配置されているため、室外機電源位相検出部10による待機電力を低減することができる。
As described above, in the outdoor unit power supply type air conditioner, when communication between the
なお、本実施例では正確にAC高電圧を検出するため、従来から用いられているAC電圧検出部9を流用し、また、DC電圧検出部28を新規に設けているがこれに限るものでなく、DC電圧検出部28に代替して新規にAC電圧検出部を設けてもよい。
また、本実施例では各高電圧検出部やリレー制御部16やアンド回路、ノット回路をハードウェアとして説明しているが、これに限るものでなく、これらをソフトウェアを用いて実現してもよい。
In the present embodiment, in order to accurately detect the AC high voltage, the AC voltage detection unit 9 conventionally used is used and the DC
In the present embodiment, each high voltage detection unit,
1 室外機
2 交流電源
3 L端子
4 N端子
6 抵抗
7 メインリレー(スイッチ手段)
7a 接点
7b 接点
8 サブリレー
9 AC電圧検出部
10 室外機電源位相検出部(室外機電源位相検出手段)
10a フォトカプラ
10b フォトダイオード
10c フォトトランジスタ
10d、10e 抵抗
11 リアクタ
12 整流器
13 平滑コンデンサ
14 インバータ
15 圧縮機
16 リレー制御部
17 ノット回路
18 アンド回路
19 リレー駆動部
20 室外機送信部(室外機送信手段)
20a フォトカプラ
20b フォトダイオード
20c フォトトランジスタ
20d、20e 抵抗
21 室外機制御部
22 アンド回路
23、24 ノット回路
25、26 ダイオード
27 平滑コンデンサ
28 DC電圧検出部
29 制御用電源部
30 室外機受信部(室内機受信手段)
30a フォトカプラ
30b フォトダイオード
30c フォトトランジスタ
30d、30e 抵抗
40 室内機送信部(室内機送信手段)
40a フォトカプラ
40b フォトダイオード
40c フォトトランジスタ
40d、40e 抵抗
50 室内機受信部(室内機受信手段)
50a フォトカプラ
50b フォトダイオード
50c フォトトランジスタ
50d、50e 抵抗
51 Lライン
52 Nライン
53 通信線
200 室内機
1 Outdoor unit 2 AC power supply 3 L terminal
4 N terminal
6
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記室内機は、前記第1経路に流れる電流を断続する室内機送信手段と、前記第2経路の電流を検出する室内機受信手段とを備え、
前記室外機は、前記交流電源から前記第1電源線を介して前記室外機に備えられた主たる負荷に供給される電流を供給/遮断するスイッチ手段と、前記スイッチ手段よりも前記交流電源側に配置され、前記第2経路に流れる電流を断続する室外機送信手段と、前記第1経路の電流を検出する室外機受信手段と、前記スイッチ手段よりも前記負荷側に配置され、前記第1電源線と前記第2電源線の間に印加される電圧の極性により前記室外機と前記室内機の間における送受信の方向を決定する信号を出力する室外機電源位相検出手段とを備え、
前記室外機は、前記スイッチ手段が前記主たる負荷に供給される電流を遮断している時、前記室外機送信手段が前記第2経路に流れる電流を通過させて前記スイッチ手段が電流を遮断していることを前記室内機へ通知することを特徴とする空気調和機。 A first power line and a second power line to which AC power is supplied are connected to the indoor unit and the outdoor unit, respectively, the indoor unit and the outdoor unit are connected by a single communication line, and the first power line When the indoor unit interrupts the current of the first path flowing from the second power line to the first power line through the communication line, the current flows from the second power line to the first power line through the communication line. An air conditioner in which the indoor unit and the outdoor unit communicate with each other when the outdoor unit interrupts the current of the second path,
The indoor unit includes an indoor unit transmitting means for intermittently passing a current flowing through the first path, and an indoor unit receiving means for detecting a current of the second path,
The outdoor unit includes a switch unit that supplies / cuts off a current supplied from the AC power source to a main load provided in the outdoor unit via the first power line, and is closer to the AC power source than the switch unit. An outdoor unit transmitting means for intermittently passing the current flowing through the second path, an outdoor unit receiving means for detecting the current of the first path, and the load power further than the switch means. An outdoor unit power supply phase detection means for outputting a signal for determining the direction of transmission and reception between the outdoor unit and the indoor unit according to the polarity of the voltage applied between the line and the second power supply line,
In the outdoor unit, when the switch unit cuts off the current supplied to the main load, the outdoor unit transmission unit passes the current flowing through the second path and the switch unit cuts off the current. The air conditioner is characterized in that the indoor unit is notified.
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