JP4183495B2 - 冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ制御された冷蔵庫の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインバータ制御された冷蔵庫は、省エネ化が進み、圧縮機の回転数の低速化も進んでいるが、筐体の断熱性能も向上しており、比較的周囲温度の低い状態では、圧縮機を最低回転数で運転しても庫内温度が低下する傾向となり、圧縮機の運転を停止することがあり一定の電力を消費し無駄となっている。また、インバータ制御にはコンデンサインプット型整流回路を使用するため大きな電解コンデンサを使用していて、ＡＣーＤＣコンバータあるいはＤＣーＤＣコンバータを用いてインバータのドライブ電源や制御回路の電源を供給している。従って、庫内が冷却され圧縮機が停止したとき、ＡＣーＤＣコンバータあるいはＤＣーＤＣコンバータの電源が供給されており、インバータ制御回路は圧縮機の運転停止時にも、一定の電力を消費しており無駄となっている。
【０００３】
これに対し、従来、圧縮機停止中の制御回路および制御電源の消費を低減させる方法が構成されている。（例えば、特許文献１参照）
図３は従来例における冷蔵庫の制御装置の回路図である。
【０００４】
図３において、６１は商用電源であり、例えば一般家庭における１００Ｖ５０Ｈｚの交流電源である。６２は商用電源６１を整流するダイオードブリッジ等の整流回路である。６３は整流回路６２からの出力電圧を平滑化する電解コンデンサである。６４は電解コンデンサ６３の出力の両端の電圧を電流とするインバータであり、６５はインバータ６４によって運転される圧縮機である。６６は庫内に配置し、庫内温度を検出するバイメタル等の接点型の温度センサである。
【０００５】
６７は整流回路の入力側の交流電源ライン両端を入力とするＡＣーＤＣコンバータであり、トランス等で構成される。６８は制御部であり、ＡＣーＤＣコンバータ６７の出力を電源入力として、圧縮機運転指令の遮断手段を受けてインバータ６４の制御を行う。
【０００６】
以上のように構成された冷蔵庫の制御装置について、つぎにその動作を図３を用いて説明する。
【０００７】
電源投入後、冷蔵庫の庫内温度ｔが設定された温度Ｔよりも大きいと、温度センサ６６がＯＮし、ＡＣーＤＣコンバータ６７が動作して、制御部６８への電源が供給される。次に制御部６８から運転指令が出力され、圧縮機６５がインバータ６４により運転される。
【０００８】
冷蔵庫の庫内温度ｔが設定された温度Ｔよりも小さいと、温度センサ６６がＯＦＦし、ＡＣーＤＣコンバータ６７への入力が遮断される。次に制御部６８への電源供給も遮断されて、圧縮機６５が停止する。このように庫内温度によって圧縮機６５がＯＮ／ＯＦＦを繰り返す動作によって冷蔵庫は制御される。
【０００９】
以上のような動作で圧縮機停止時は、温度センサ６６が整流回路への交流電源入力には依存しない位置にあるため、電解コンデンサ６３は充電された状態が継続する。次に庫内温度が上昇し、圧縮機６５が再起動する時、電解コンデンサ６３の電荷は充電された状態にあるので、大きな突入電流が流れない。
【００１０】
このように、圧縮機６５の再起動時に電解コンデンサ６３が充電されていて、大きな突入電流が流れないため、突入電流防止回路を設ける必要もなく、圧縮機停止時にはＡＣーＤＣコンバータの入力を遮断するので、圧縮機停止時の消費電力が更に低減できるという冷蔵庫の制御装置を提供することができる。
【００１１】
しかしながら、上記の事例においては、圧縮機６５が運転停止時の消費電力をほぼゼロとできるが、温度制御自体は接点型の温度センサ６６に頼るため温度精度が悪くなってしまう恐れがあり、また、圧縮機停止中は制御回路自体が停止するため庫内温度を表示するなどのサービス機能が低下していた。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１ー１０１５４１号公報（第３ー４頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、上記の問題点に鑑み、冷蔵庫の制御方式について、冷蔵庫本来の制御を行う第一制御部と、圧縮機のインバータ制御を行う第二制御部に構成することにより、第一制御部に庫内温度表示などの高度なサービス機能を持たせながら、圧縮機停止時に第二制御部側の電源を遮断することで、第二制御部の消費電力を低減することのできる冷蔵庫の制御装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するため、交流電源と、同交流電源から発生した交流出力を整流する整流回路と、同整流回路の出力電圧を平滑化する電解コンデンサと、同電解コンデンサの出力の両端の電圧を電源とするインバータと、同インバータによって運転される圧縮機と、冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記交流電源を入力とするＡＣーＤＣコンバータと、同ＡＣーＤＣコンバータの一つの出力を電源とし、前記圧縮機の運転制御を行う第二制御部と、同第二制御部の電源を遮断する遮断手段と、前記ＡＣーＤＣコンバータの他の出力を電源とし、庫内温度に応じ前記遮断手段並びに前記圧縮機の運転指示を制御する第一制御部とからなり、前記庫内温度検出手段で設定温度以下であった場合、前記圧縮機が運転を停止する条件となり、前記第一制御部は第二制御部の電源を遮断するようにし、前記庫内温度検出手段で設定温度以上であった場合、再度、前記圧縮機が運転を開始する条件となり、前記第一制御部は第二制御部への電源を再度接続し、前記圧縮機の運転指示を第二制御部に実行するように制御した構成となっている。
【００１５】
交流電源と、同交流電源から発生した交流出力を整流する整流回路と、同整流回路の出力電圧を平滑化する電解コンデンサと、同電解コンデンサの出力の両端の電圧を電源とするインバータと、同インバータによって運転される圧縮機と、冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記電解コンデンサの出力の両端電圧を入力とするＤＣーＤＣコンバータと、同ＤＣーＤＣコンバータの一つの出力を電源とし、前記圧縮機の運転制御を行う第二制御部と、同第二制御部の電源を遮断する遮断手段と、前記ＤＣーＤＣコンバータの他の出力を電源とし、庫内温度に応じ前記遮断手段並びに前記圧縮機の運転指示を制御する第一制御部とからなり、前記庫内温度検出手段で設定温度以下であった場合、前記圧縮機が運転を停止する条件となり、前記第一制御部は第二制御部の電源を遮断するようにし、前記庫内温度検出手段で設定温度以上であった場合、再度、前記圧縮機が運転を開始する条件となり、前記第一制御部は第二制御部への電源を再度接続し、前記圧縮機の運転指示を第二制御部に実行するように制御した構成となっている。
【００１６】
前記圧縮機の運転指示を庫内温度に応じシリアル通信手段によりを制御する第一制御部と、前記シリアル通信手段のクロック信号を積分する積分手段と、同積分手段の出力により前記第二制御部への電源を遮断する遮断手段とからなり、前記圧縮機が運転中に、前記第一制御部はシリアル通信信号により前記圧縮機の運転速度を前記第二制御部に指示し、前記圧縮機が停止条件となった場合に、前記第一制御部はクロック信号を積分する前記積分手段の出力により前記第二制御部を遮断するように制御した構成となっている。
【００１７】
前記圧縮機の運転中のクロック信号はＨｉとＬｏを繰り返している状態であり、このときの前記積分手段の出力は前記遮断手段が前記第二制御部への電源を遮断しないレベルとした構成となっている。
【００１８】
前記圧縮機の運転停止条件となった場合に、前記第一制御部はクロック信号をＨｉもしくはＬｏに固定し、このときの前記積分手段の出力は前記遮断手段が前記第二制御部への電源を遮断するレベルとした構成となっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の第一の実施例における冷蔵庫の制御装置の回路図であり、図１（Ｂ）は本発明の第二の実施例における冷蔵庫の制御装置の回路図であり、図２は実施例における動作を示すフローチャートである。
【００２０】
図１（Ａ）において、１は商用電源であり、例えば一般家庭における１００Ｖ５０Ｈｚの交流電源である。２は商用電源１を整流するダイオードブリッジ等の整流回路である。３は整流回路２からの出力電圧を平滑化する電解コンデンサである。４は電解コンデンサ３の出力の両端の電圧を電流とするインバータであり、５はインバータ４によって運転される圧縮機である。６は庫内に配置し、庫内温度を検出するサーミスタ等の温度センサである。
【００２１】
２７は整流回路の入力側の交流電源ライン両端を入力とするＡＣーＤＣコンバータであり、トランス等で構成される。９は第二制御部であり、ＡＣーＤＣコンバータ２７の一つの出力を電源とし、圧縮機５のインバータ制御を行う。８は第一制御部であり、ＡＣーＤＣコンバータ２７の他の出力を電源入力として、庫内温度に応じ第二制御部９に対し圧縮機運転指令を行うとともに、温度表示手段１１を行う。
【００２２】
また、庫内温度に応じ、第一制御部８は第二制御部９に対しシリアル通信信号により圧縮機５の運転指令を行い、前記シリアル通信信号のクロック信号を積分する積分手段１２と、同積分手段１２の出力により前記第二制御部９への電源を遮断する遮断手段１０とから構成されている。
【００２３】
前記圧縮機５が運転中に前記第一制御部８は前記シリアル通信信号により、前記圧縮機５の運転速度を前記第二制御部９に指示しており、前記圧縮機５が最低回転数で運転していても、前記温度センサ６の検出した温度が設定温度以下であった場合、前記圧縮機５が運転を停止する条件となり、前記第一制御部８は第二制御部９に対する前記シリアル通信信号の内クロック信号を停止し、クロック信号を積分する前記積分手段１２および前記第二制御部９の電源を遮断する遮断手段１０を介して、前記第二制御部９の電源を遮断するように制御している。
【００２４】
また、前記温度センサ６の検出した温度が設定温度以上であった場合、再度、前記圧縮機５が運転を開始する条件となり、前記第一制御部８は第二制御部９に対する前記シリアル通信信号の内クロック信号を送出し、前記第一制御部８は第二制御部９への電源を再度接続し、上記設定温度を高めに設定している場合は、前記圧縮機５の高速回転数での運転指示を、前記第一制御部８から第二制御部９に対し実行するように制御し、上記設定温度を低めに設定している場合は、前記圧縮機５の回転数を高速回転数と低速回転数のどちらかの運転指示を、前記第一制御部８から第二制御部９に対し実行するように制御している。
【００２５】
また、前記圧縮機５の運転中のクロック信号はＨｉとＬｏを繰り返している状態であり、このときの前記積分手段１２の出力は前記遮断手段１０が前記第二制御部９への電源を遮断しないレベルとなっている。
【００２６】
また、前記圧縮機５の運転停止条件となった場合に、前記第一制御部８はクロック信号をＨｉもしくはＬｏに固定し、このときの前記積分手段１２の出力は前記遮断手段１０が前記第二制御部９への電源を遮断するレベルとなっている。
【００２７】
以上のように構成された冷蔵庫の制御装置について、つぎにその動作を図１（Ａ）および図２を用いて説明する。図２は動作を説明するフローチャートである。
【００２８】
電源投入後、ステップＳＴ２１で冷蔵庫の温度センサ６による庫内温度ｔが設定された温度Ｔよりも大きいと（ｔ＞Ｔ）、ステップＳＴ２２で、クロック信号を送出し、ステップＳＴ２３で、第二制御部９への電源が供給される。次にステップＳＴ２４で第一制御部８から運転指令が出力され、圧縮機５の運転指示を第二制御部９に実施するように制御して、ステップＳＴ２５で、第二制御部９はインバータ制御を開始し、ステップＳＴ２６で圧縮機５が運転される。
【００２９】
ステップＳＴ２７で冷蔵庫の温度センサ６による庫内温度ｔが設定された温度Ｔよりも小さいと（ｔ＜Ｔ）、クロック信号を停止し、次にステップＳＴ２８で、第二制御部９への電源供給が遮断されて、ステップＳＴ２９でインバータ４により圧縮機５が停止する。このように庫内温度によって圧縮機５がＯＮ／ＯＦＦを繰り返す動作によって冷蔵庫は制御される。
【００３０】
以上のような動作で圧縮機の停止時、電解コンデンサ３は充電された状態が継続するので、圧縮機が再起動する時、電解コンデンサ３は充電されていて、大きな突入電流が流れない。
【００３１】
以上説明したように、冷蔵庫本来の制御を行う第一制御部８と圧縮機５のインバータ制御を行う第二制御部９にそれぞれ電源入力を供給し、圧縮機運転判断は第一制御部８が行い、圧縮機モータのインバータ制御を第二制御部９が行う。第一制御部８が圧縮機停止を判断した場合には第一制御部８が第二制御部９の電源を遮断するように制御することにより、冷蔵庫本来の第一制御部８に庫内温度表示などの機能を持たせ、圧縮機停止時にインバータ制御を行う第二制御部９の電源を遮断することで、第二制御部９の消費電力を低減することができる。
【００３２】
図１（Ｂ）は本発明の第二の実施例における冷蔵庫の制御装置の回路図である。図１（Ｂ）において、図１（Ａ）と同一構成のものは同じ番号を付与し、説明は省略する。
【００３３】
７は電解コンデンサ３の出力の両端電圧を入力とするＤＣーＤＣコンバータであり、ＳＷ電源等で構成される。９は第二制御部であり、ＤＣーＤＣコンバータ７の一つの出力を電源とし、圧縮機５のインバータ制御を行う。８は第一制御部であり、ＤＣーＤＣコンバータ７の他の出力を電源入力として、庫内温度に応じ第二制御部９に対し圧縮機運転指令を行うとともに、温度表示手段１１を行う。
【００３４】
第一の実施例と第二の実施例との違いは、ＡＣーＤＣコンバータ２７かＤＣーＤＣコンバータ７かの違いであり、冷蔵庫本来の第一制御部８に庫内温度表示などの機能を持たせ、圧縮機停止時にインバータ制御を行う第二制御部９の電源を遮断することで、第二制御部９の消費電力を低減することができる。また、ＡＣーＤＣコンバータ２７よりもＤＣーＤＣコンバータ７の方が部品点数が少なくてすみ、コスト的に安価である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷蔵庫の制御方式について、冷蔵庫本来の制御を行う第一制御部と、圧縮機のインバータ制御を行う第二制御部に構成することにより、第一制御部に庫内温度表示などの高度なサービス機能を持たせながら、圧縮機停止時に第二制御部側の電源を遮断することで、第二制御部の消費電力を低減することのできる冷蔵庫の制御装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第一の実施例における冷蔵庫の制御装置の回路図であり、（Ｂ）は本発明の第二の実施例における冷蔵庫の制御装置の回路図である。
【図２】実施例における動作を示すフローチャートである。
【図３】従来例における冷蔵庫の制御装置の回路図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 整流回路
３ 電解コンデンサ
４ インバータ
５ 圧縮機
６ 庫内温度検出手段（温度センサ）
７ ＤＣーＤＣコンバータ
８ 第一制御部
９ 第二制御部
１０ 遮断手段
１１ 温度表示手段
１２ 積分手段
２７ ＡＣーＤＣコンバータ

Claims (5)

1. 交流電源と、同交流電源から発生した交流出力を整流する整流回路と、同整流回路の出力電圧を平滑化する電解コンデンサと、同電解コンデンサの出力の両端の電圧を電源とするインバータと、同インバータによって運転される圧縮機と、冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記交流電源を入力とするＡＣーＤＣコンバータと、同ＡＣーＤＣコンバータの一つの出力を電源とし、前記圧縮機の運転制御を行う第二制御部と、同第二制御部の電源を遮断する遮断手段と、前記ＡＣーＤＣコンバータの他の出力を電源とし、庫内温度に応じ前記遮断手段並びに前記圧縮機の運転指示を制御する第一制御部とからなり、前記庫内温度検出手段で設定温度以下であった場合、前記圧縮機が運転を停止する条件となり、前記第一制御部は第二制御部の電源を遮断するようにし、前記庫内温度検出手段で設定温度以上であった場合、再度、前記圧縮機が運転を開始する条件となり、前記第一制御部は第二制御部への電源を再度接続し、前記圧縮機の運転指示を第二制御部に実行するように制御してなることを特徴とする冷蔵庫の制御装置。
2. 交流電源と、同交流電源から発生した交流出力を整流する整流回路と、同整流回路の出力電圧を平滑化する電解コンデンサと、同電解コンデンサの出力の両端の電圧を電源とするインバータと、同インバータによって運転される圧縮機と、冷蔵庫の庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記電解コンデンサの出力の両端電圧を入力とするＤＣーＤＣコンバータと、同ＤＣーＤＣコンバータの一つの出力を電源とし、前記圧縮機の運転制御を行う第二制御部と、同第二制御部の電源を遮断する遮断手段と、前記ＤＣーＤＣコンバータの他の出力を電源とし、庫内温度に応じ前記遮断手段並びに前記圧縮機の運転指示を制御する第一制御部とからなり、前記庫内温度検出手段で設定温度以下であった場合、前記圧縮機が運転を停止する条件となり、前記第一制御部は第二制御部の電源を遮断するようにし、前記庫内温度検出手段で設定温度以上であった場合、再度、前記圧縮機が運転を開始する条件となり、前記第一制御部は第二制御部への電源を再度接続し、前記圧縮機の運転指示を第二制御部に実行するように制御してなることを特徴とする冷蔵庫の制御装置。
3. 前記圧縮機の運転指示を庫内温度に応じシリアル通信手段によりを制御する第一制御部と、前記シリアル通信手段のクロック信号を積分する積分手段と、同積分手段の出力により前記第二制御部への電源を遮断する遮断手段とからなり、前記圧縮機が運転中に、前記第一制御部はシリアル通信信号により前記圧縮機の運転速度を前記第二制御部に指示し、前記圧縮機が停止条件となった場合に、前記第一制御部はクロック信号を積分する前記積分手段の出力により前記第二制御部を遮断するように制御してなることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫の制御装置。
4. 前記圧縮機の運転中のクロック信号はＨｉとＬｏを繰り返している状態であり、このときの前記積分手段の出力は前記遮断手段が前記第二制御部への電源を遮断しないレベルとなっていることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫の制御装置。
5. 前記圧縮機の運転停止条件となった場合に、前記第一制御部はクロック信号をＨｉもしくはＬｏに固定し、このときの前記積分手段の出力は前記遮断手段が前記第二制御部への電源を遮断するレベルとなっていることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫の制御装置。

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