JP3676410B2 - 振動型圧縮機の電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動型圧縮機の電源装置、特に磁界中に振動するドライブコイルを備えた振動型圧縮機において、ドライブコイルに生じる逆起電圧の０Ｖ近傍の回復を検出し、そのタイミングで外部からドライブコイルに駆動電流を供給せしめる交流電圧を発生させ、当該交流電圧をバイポーラトランジスタを介して振動型圧縮機を効率よく運転できるようにした振動型圧縮機の電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動型圧縮機の電源装置は、複雑な回路構成で振動型圧縮機の機械的な振動に一致する周波数の交流電圧を発生させ（特願昭５４−７４１８４号）、その周波数の交流電圧を振動型圧縮機に供給するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の振動型圧縮機の回路構成は複雑であるため、ディスクリートで回路が組立てられており、コストが高く、そのメンテナンスも複雑困難な欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、直流を交流に変換するスイッチング素子にバイポーラトランジスタを使用すると共に、当該バイポーラトランジスタをスイッチングさせるためのパルス生成にタイマＩＣを用い、回路構成を簡素化すると共に、コストの低減をはかるようにした振動型圧縮機の電源装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、本発明の振動型圧縮機の電源装置は直流電圧を交流電圧に変換し、振動型圧縮機に交流電圧を供給する構成の振動型圧縮機の電源装置において、振動型圧縮機を駆動する１個のバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタをスイッチングをさせるためのパルスを生成するタイマＩＣと、バイポーラトランジスタのオフ期間に振動型圧縮機が発生させる反起電圧の０Ｖ近傍に回復するタイミングをとらえ、そのタイミングでタイマＩＣの出力を強制的に反転させるタイマ強制作動回路と、タイマＩＣの出力に基づいてバイポーラトランジスタを制御するベース電流供給回路とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】
振動型圧縮機への電源供給をバイポーラトランジスタで制御し、バイポーラトランジスタをスイッチングをさせるためのパルスをタイマＩＣで発生させ、振動型圧縮機に所定のタイミングで交流電圧を印加するために、タイマ強制作動回路で当該タイマＩＣの出力を強制的に反転させるように構成したので、部品点数が少なく、かつ簡素化した回路構成で振動型圧縮機を効率良く運転することができる。
【０００７】
【実施例】
図１は本発明に係る振動型圧縮機の電源装置の一実施例構成を示している。
同図において、振動型圧縮機１はバイポーラトランジスタ２のコレクタとアースとの間に接続されており、バイポーラトランジスタ２のエミッタはバッテリ３の正極側に接続されている。バイポーラトランジスタ２のベースはベース電流供給回路５に接続されている。
【０００８】
ベース電流供給回路５はタイマＩＣ６（例えばＮＥ５５５）が出力するパルス信号を受け、これを基にバイポーラトランジスタ２にベース電流を流させる。当該タイマＩＣ６は安定化回路７から電源電圧Ｖｃｃ１が供給される。タイマＩＣ６は非安定マルチバイブレータとして動作し、その出力のオンオフ時間は、そのピン番号６，７に、図示の如く接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４、コンデンサＣ４によって定まり、通常においてはオン時間Ｔ１＝０．６９３（Ｒ３＋Ｒ４）・Ｃ４、オフ時間Ｔ２＝０．６９３・Ｒ４・Ｃ４で表される。
【０００９】
当該タイマＩＣ６のピン番号５には、タイマ強制作動回路８が接続されおり、後に説明するようにピン番号３のオフの出力を或るタイミングで強制的にオンにさせる。
【００１０】
また上記ベース電流供給回路５には、庫内の温度を一定に保つサーモコントロール回路１０が接続されている。なお、９はファン駆動回路である。
この様に構成された本発明の振動型圧縮機の電源装置の動作を次に説明する。
【００１１】
バイポーラトランジスタ２がオフの時、振動型圧縮機１のインダクタンスによりバイポーラトランジスタ２のコレクタ側に図３図示の反起電圧が発生する。このバイポーラトランジスタ２のオフ期間に振動型圧縮機１が発生させる反起電圧の０Ｖ近傍に回復するタイミングをとらえ、そのタイミングでタイマＩＣ６の出力を強制的に反転させることにより、振動型圧縮機１の振動周期に一致した交流電流を発生させることができるのである。
【００１２】
以降図２の動作説明タイムチャートを参照しながら説明する。
タイマＩＣ６のピン番号３の出力がＬになると（図２▲１▼）、通常はオンとなっているトランジスタＴＲ３を介してバイポーラトランジスタ２にベース電流が流れ（図２▲２▼）、バイポーラトランジスタ２はオンとなる。従ってバッテリ３の電圧が振動型圧縮機１に印加される（図２▲３▼）。振動型圧縮機１に電圧を印加すべき時間は振動型圧縮機１の構造上その最適時間が経験的に決まっていて、上記オフ時間Ｔ２に設定される。
【００１３】
このオフ時間Ｔ２が経過すると、タイマＩＣ６のピン番号３の出力がＨとなり（図２▲１▼）、バイポーラトランジスタ２がオフになる。そのとき振動型圧縮機１のインダクタンスにより図３図示の如く、深い負の電圧を有す反起電圧が発生する（図２▲３▼）。この反起電圧はやがて回復し０Ｖを超えようとするが、この零クロス点（図３のＸ点）までの時間は振動型圧縮機１の圧力条件や温度条件等で変化する。そして図３のＸ点で次のパルスを印加すると効率が最も良くなることが、経験的に知られており、このタイミングでタイマ強制作動回路８を働かせ、この反起電圧が０Ｖを超えようとしたタイミングでタイマＩＣ６の出力をＨからＬ、すなわちオン時間Ｔ１からオフ時間Ｔ２に強制的に反転させている。
【００１４】
バイポーラトランジスタ２がオフの間そのコレクタは上記反起電圧で負電位（図２▲３▼）であるので、タイマ強制作動回路８内のトランジスタＴＲ２のベースは逆バイアスされており、当該トランジスタＴＲ２はオフとなっている。反起電圧が回復しバイポーラトランジスタ２のコレクタ側が０Ｖを超えようとすると、そのタイミングでトランジスタＴＲ２がオンとなり、そのコレクタ側ｃ点はＨからＬに反転する（図２▲５▼）。このコレクタ側ｃ点のＨからＬへの変化は抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６との微分回路によって微分され、図２▲６▼に示されたトリガ波形がダイオードＤ３のカソード側ｄ点に現れる。なおトランジスタＴＲ２がオフとなりそのコレクタ側ｃ点がＬからＨに変化するとき現れる上側の点線で示されたトリガ波形は、ダイオードＤ４でＶｃｃ１にクランプされて消滅する。
【００１５】
この抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６との微分回路によって微分された上記のトリガ波形が、ダイオードＤ３を通ってタイマＩＣ６のピン番号５に入力される。当該タイマＩＣ６のピン番号５は、ピン番号３から出力される上記オン時間Ｔ１のコントロール入力となっており、ピン番号５に入力する電圧はピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧と比較され、ピン番号５の電圧がピン番号６の電圧より低いとき、ピン番号３の出力が反転するようにコントロールされる。通常、当該ピン番号５は電源電圧Ｖｃｃの２／３に設定されていてピン番号６に入力するコンデンサＣ４の充電電圧より高くなっている（図２▲７▼）。しかしながら図２▲７▼に示されている様に、上記トリガ波形が入力することにより、ピン番号６の電圧が２／３Ｖｃｃに到達する前に、ピン番号５の電圧はピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧より低くなり、トリガされて、このタイミングでピン番号３の出力は強制的にＨからＬへ反転させられる。すなわちピン番号３のオン時間Ｔ１は強制的に終了とされ、上記のオフ時間Ｔ２が発動する（図２▲１▼）。
【００１６】
この時オフ時間Ｔ２は２／３Ｖｃｃよりも低い電圧から始まるため、オフ時間Ｔ２が上記のＴ２＝０．６９３・Ｒ４・Ｃ４より短くなるが、ほぼ一定のオフ時間が得られる。本発明でのオフ時間Ｔ２の値はこの短くなることを考慮して定められる。
【００１７】
なお図２▲７▼の１／３Ｖｃｃ及び２／３Ｖｃｃのレベルは、タイマＩＣ６のピン番号５は使用されずピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧がこのレベルに到達したときピン番号３に、オン時間、オフ時間をそれぞれ発動させるレベルを表している。
【００１８】
サーモコントロール回路１０のＯＰアンプＯＰ２は、抵抗Ｒ１７とサーミスタＴＨ１とで分圧された電圧と安定化されたＶｃｃ１の電圧を抵抗Ｒ１８及び２０とＲ１９とで分圧した基準電圧とを常に比較している。サーミスタＴＨ１は温度が下がるとその抵抗値が上がるので、冷蔵庫内が設定温度以下になるとＯＰアンプＯＰ２の出力はＬとなり、トランジスタＴＲ３のベースを吸い込んで、トランジスタＴＲ３をオフにする。これによりバイポーラトランジスタ２はオフとなる。冷蔵庫内の温度が上昇すると、ＯＰアンプＯＰ２の出力は反転してＨとなり、ＯＰアンプＯＰ２の出力がＨであればバイポーラトランジスタ２は、タイマＩＣ６の出力するパルス信号によりオンに制御され、振動型圧縮機１は再び運転を再開する。
【００１９】
また、冷蔵庫内が設定温度以下になると、上記説明の通りＯＰアンプＯＰ２の出力はＬになるが、ＯＰアンプＯＰ２の出力がＬとなると、トランジスタＴＲ４，トランジスタＴＲ５が共にオフとなり、ファンＦは停止する。冷蔵庫内が設定温度以上になると、トランジスタＴＲ４，トランジスタＴＲ５が共にオンとなり、ファンＦは作動する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、直流を交流に変換するスイッチング素子にバイポーラトランジスタを使用すると共に、当該バイポーラトランジスタをスイッチングさせるためのパルス生成にタイマＩＣを用いたので、回路が簡素化し、部品の点数が少なくなり、組立て工数が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動型圧縮機の電源装置の一実施例構成である。
【図２】動作説明タイムチャートである。
【図３】振動型圧縮機に発生する反起電圧説明図である。
【符号の説明】
１ 振動型圧縮機
２ バイポーラトランジスタ
３ バッテリ
５ べース電流供給回路
６ タイマＩＣ
８ タイマ強制作動回路
【産業上の利用分野】
本発明は、振動型圧縮機の電源装置、特に磁界中に振動するドライブコイルを備えた振動型圧縮機において、ドライブコイルに生じる逆起電圧の０Ｖ近傍の回復を検出し、そのタイミングで外部からドライブコイルに駆動電流を供給せしめる交流電圧を発生させ、当該交流電圧をバイポーラトランジスタを介して振動型圧縮機を効率よく運転できるようにした振動型圧縮機の電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動型圧縮機の電源装置は、複雑な回路構成で振動型圧縮機の機械的な振動に一致する周波数の交流電圧を発生させ（特願昭５４−７４１８４号）、その周波数の交流電圧を振動型圧縮機に供給するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の振動型圧縮機の回路構成は複雑であるため、ディスクリートで回路が組立てられており、コストが高く、そのメンテナンスも複雑困難な欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、直流を交流に変換するスイッチング素子にバイポーラトランジスタを使用すると共に、当該バイポーラトランジスタをスイッチングさせるためのパルス生成にタイマＩＣを用い、回路構成を簡素化すると共に、コストの低減をはかるようにした振動型圧縮機の電源装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、本発明の振動型圧縮機の電源装置は直流電圧を交流電圧に変換し、振動型圧縮機に交流電圧を供給する構成の振動型圧縮機の電源装置において、振動型圧縮機を駆動する１個のバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタをスイッチングをさせるためのパルスを生成するタイマＩＣと、バイポーラトランジスタのオフ期間に振動型圧縮機が発生させる反起電圧の０Ｖ近傍に回復するタイミングをとらえ、そのタイミングでタイマＩＣの出力を強制的に反転させるタイマ強制作動回路と、タイマＩＣの出力に基づいてバイポーラトランジスタを制御するベース電流供給回路とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】
振動型圧縮機への電源供給をバイポーラトランジスタで制御し、バイポーラトランジスタをスイッチングをさせるためのパルスをタイマＩＣで発生させ、振動型圧縮機に所定のタイミングで交流電圧を印加するために、タイマ強制作動回路で当該タイマＩＣの出力を強制的に反転させるように構成したので、部品点数が少なく、かつ簡素化した回路構成で振動型圧縮機を効率良く運転することができる。
【０００７】
【実施例】
図１は本発明に係る振動型圧縮機の電源装置の一実施例構成を示している。
同図において、振動型圧縮機１はバイポーラトランジスタ２のコレクタとアースとの間に接続されており、バイポーラトランジスタ２のエミッタはバッテリ３の正極側に接続されている。バイポーラトランジスタ２のベースはベース電流供給回路５に接続されている。
【０００８】
ベース電流供給回路５はタイマＩＣ６（例えばＮＥ５５５）が出力するパルス信号を受け、これを基にバイポーラトランジスタ２にベース電流を流させる。当該タイマＩＣ６は安定化回路７から電源電圧Ｖｃｃ１が供給される。タイマＩＣ６は非安定マルチバイブレータとして動作し、その出力のオンオフ時間は、そのピン番号６，７に、図示の如く接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４、コンデンサＣ４によって定まり、通常においてはオン時間Ｔ１＝０．６９３（Ｒ３＋Ｒ４）・Ｃ４、オフ時間Ｔ２＝０．６９３・Ｒ４・Ｃ４で表される。
【０００９】
当該タイマＩＣ６のピン番号５には、タイマ強制作動回路８が接続されおり、後に説明するようにピン番号３のオフの出力を或るタイミングで強制的にオンにさせる。
【００１０】
また上記ベース電流供給回路５には、庫内の温度を一定に保つサーモコントロール回路１０が接続されている。なお、９はファン駆動回路である。
この様に構成された本発明の振動型圧縮機の電源装置の動作を次に説明する。
【００１１】
バイポーラトランジスタ２がオフの時、振動型圧縮機１のインダクタンスによりバイポーラトランジスタ２のコレクタ側に図３図示の反起電圧が発生する。このバイポーラトランジスタ２のオフ期間に振動型圧縮機１が発生させる反起電圧の０Ｖ近傍に回復するタイミングをとらえ、そのタイミングでタイマＩＣ６の出力を強制的に反転させることにより、振動型圧縮機１の振動周期に一致した交流電流を発生させることができるのである。
【００１２】
以降図２の動作説明タイムチャートを参照しながら説明する。
タイマＩＣ６のピン番号３の出力がＬになると（図２▲１▼）、通常はオンとなっているトランジスタＴＲ３を介してバイポーラトランジスタ２にベース電流が流れ（図２▲２▼）、バイポーラトランジスタ２はオンとなる。従ってバッテリ３の電圧が振動型圧縮機１に印加される（図２▲３▼）。振動型圧縮機１に電圧を印加すべき時間は振動型圧縮機１の構造上その最適時間が経験的に決まっていて、上記オフ時間Ｔ２に設定される。
【００１３】
このオフ時間Ｔ２が経過すると、タイマＩＣ６のピン番号３の出力がＨとなり（図２▲１▼）、バイポーラトランジスタ２がオフになる。そのとき振動型圧縮機１のインダクタンスにより図３図示の如く、深い負の電圧を有す反起電圧が発生する（図２▲３▼）。この反起電圧はやがて回復し０Ｖを超えようとするが、この零クロス点（図３のＸ点）までの時間は振動型圧縮機１の圧力条件や温度条件等で変化する。そして図３のＸ点で次のパルスを印加すると効率が最も良くなることが、経験的に知られており、このタイミングでタイマ強制作動回路８を働かせ、この反起電圧が０Ｖを超えようとしたタイミングでタイマＩＣ６の出力をＨからＬ、すなわちオン時間Ｔ１からオフ時間Ｔ２に強制的に反転させている。
【００１４】
バイポーラトランジスタ２がオフの間そのコレクタは上記反起電圧で負電位（図２▲３▼）であるので、タイマ強制作動回路８内のトランジスタＴＲ２のベースは逆バイアスされており、当該トランジスタＴＲ２はオフとなっている。反起電圧が回復しバイポーラトランジスタ２のコレクタ側が０Ｖを超えようとすると、そのタイミングでトランジスタＴＲ２がオンとなり、そのコレクタ側ｃ点はＨからＬに反転する（図２▲５▼）。このコレクタ側ｃ点のＨからＬへの変化は抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６との微分回路によって微分され、図２▲６▼に示されたトリガ波形がダイオードＤ３のカソード側ｄ点に現れる。なおトランジスタＴＲ２がオフとなりそのコレクタ側ｃ点がＬからＨに変化するとき現れる上側の点線で示されたトリガ波形は、ダイオードＤ４でＶｃｃ１にクランプされて消滅する。
【００１５】
この抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６との微分回路によって微分された上記のトリガ波形が、ダイオードＤ３を通ってタイマＩＣ６のピン番号５に入力される。当該タイマＩＣ６のピン番号５は、ピン番号３から出力される上記オン時間Ｔ１のコントロール入力となっており、ピン番号５に入力する電圧はピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧と比較され、ピン番号５の電圧がピン番号６の電圧より低いとき、ピン番号３の出力が反転するようにコントロールされる。通常、当該ピン番号５は電源電圧Ｖｃｃの２／３に設定されていてピン番号６に入力するコンデンサＣ４の充電電圧より高くなっている（図２▲７▼）。しかしながら図２▲７▼に示されている様に、上記トリガ波形が入力することにより、ピン番号６の電圧が２／３Ｖｃｃに到達する前に、ピン番号５の電圧はピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧より低くなり、トリガされて、このタイミングでピン番号３の出力は強制的にＨからＬへ反転させられる。すなわちピン番号３のオン時間Ｔ１は強制的に終了とされ、上記のオフ時間Ｔ２が発動する（図２▲１▼）。
【００１６】
この時オフ時間Ｔ２は２／３Ｖｃｃよりも低い電圧から始まるため、オフ時間Ｔ２が上記のＴ２＝０．６９３・Ｒ４・Ｃ４より短くなるが、ほぼ一定のオフ時間が得られる。本発明でのオフ時間Ｔ２の値はこの短くなることを考慮して定められる。
【００１７】
なお図２▲７▼の１／３Ｖｃｃ及び２／３Ｖｃｃのレベルは、タイマＩＣ６のピン番号５は使用されずピン番号６のコンデンサＣ４の充電電圧がこのレベルに到達したときピン番号３に、オン時間、オフ時間をそれぞれ発動させるレベルを表している。
【００１８】
サーモコントロール回路１０のＯＰアンプＯＰ２は、抵抗Ｒ１７とサーミスタＴＨ１とで分圧された電圧と安定化されたＶｃｃ１の電圧を抵抗Ｒ１８及び２０とＲ１９とで分圧した基準電圧とを常に比較している。サーミスタＴＨ１は温度が下がるとその抵抗値が上がるので、冷蔵庫内が設定温度以下になるとＯＰアンプＯＰ２の出力はＬとなり、トランジスタＴＲ３のベースを吸い込んで、トランジスタＴＲ３をオフにする。これによりバイポーラトランジスタ２はオフとなる。冷蔵庫内の温度が上昇すると、ＯＰアンプＯＰ２の出力は反転してＨとなり、ＯＰアンプＯＰ２の出力がＨであればバイポーラトランジスタ２は、タイマＩＣ６の出力するパルス信号によりオンに制御され、振動型圧縮機１は再び運転を再開する。
【００１９】
また、冷蔵庫内が設定温度以下になると、上記説明の通りＯＰアンプＯＰ２の出力はＬになるが、ＯＰアンプＯＰ２の出力がＬとなると、トランジスタＴＲ４，トランジスタＴＲ５が共にオフとなり、ファンＦは停止する。冷蔵庫内が設定温度以上になると、トランジスタＴＲ４，トランジスタＴＲ５が共にオンとなり、ファンＦは作動する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、直流を交流に変換するスイッチング素子にバイポーラトランジスタを使用すると共に、当該バイポーラトランジスタをスイッチングさせるためのパルス生成にタイマＩＣを用いたので、回路が簡素化し、部品の点数が少なくなり、組立て工数が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動型圧縮機の電源装置の一実施例構成である。
【図２】動作説明タイムチャートである。
【図３】振動型圧縮機に発生する反起電圧説明図である。
【符号の説明】
１ 振動型圧縮機
２ バイポーラトランジスタ
３ バッテリ
５ べース電流供給回路
６ タイマＩＣ
８ タイマ強制作動回路
Claims (2)
- 直流電圧を交流電圧に変換し、振動型圧縮機に交流電圧を供給する構成の振動型圧縮機の電源装置において、
振動型圧縮機を駆動する１個のバイポーラトランジスタと、
バイポーラトランジスタをスイッチングさせるためのパルスを生成するタイマＩＣと、
バイポーラトランジスタのオフ期間に振動型圧縮機が発生させる反起電圧の０Ｖ近傍に回復するタイミングをとらえ、そのタイミングでタイマＩＣの出力を強制的に反転させるタイマ強制作動回路と、
タイマＩＣの出力に基づいてバイポーラトランジスタを制御するベース電流供給回路とを備えたことを特徴とする振動型圧縮機の電源装置。 - 請求項１において、庫内温度を制御するサーモコントロール回路を備え、庫内温度が設定温度以下になったとき、上記ベース電流供給回路をオフにさせ、バッテリの電源供給を停止してバッテリ電源の電力節減を行うようにしたことを特徴とする振動型圧縮機の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01889795A JP3676410B2 (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 振動型圧縮機の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01889795A JP3676410B2 (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 振動型圧縮機の電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210246A JPH08210246A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3676410B2 true JP3676410B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=11984379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01889795A Expired - Fee Related JP3676410B2 (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 振動型圧縮機の電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3676410B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-07 JP JP01889795A patent/JP3676410B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08210246A (ja) | 1996-08-20 |
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