JP4792839B2 - インバータ回路および密閉型電動圧縮機および冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＷＭ制御されるスイッチング素子によりモータを駆動するインバータ回路に関するもので、特に冷蔵庫用密閉型電動圧縮機の駆動に好適なものである。

従来、この種のインバータ回路においては、駆動するスイッチング素子が温度上昇により破壊するのを防ぐため、インバータ回路の周囲温度を検出し、周囲温度が所定値以上である場合には、スイッチング素子の動作周波数である、キャリア周波数を低下させてスイッチング動作による温度上昇を少なくし、スイッチング素子を保護するものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来のインバータ回路について説明する。

図１１は、特許文献１に記載された従来のインバータ回路の回路ブロック図、図１２は温度保護動作のフローチャートである。

図１１おいて、インバータ回路１は、商用電源２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部３と、ＤＣブラシレスモータ４を駆動するパワー部５と、パワー部５を制御する駆動制御回路６、および温度検知手段７より構成されている。

パワー部５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは、三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段７は、パワー部５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部５には取付けず、インバータ回路１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部５の温度をモニターするようになっている。

駆動制御回路６は、温度検知手段７からの信号により、ＤＣブラシレスモータ４を駆動するＰＷＭ信号のキャリア周波数を決定するとともに、ＤＣブラシレスモータ４の逆起電圧からロータの位置を検出し、目標回転数で運転するのに適したＰＷＭ信号をパワー部５に出力し、ＤＣブラシレスモータ４を駆動制御する。

キャリア周波数を高周波数にすれば人間の耳に聞こえにくくなり、また機械系の共振周波数とも一致しにくくなるため、静音化することができるが、キャリア周波数を高くすれば、スイッチング素子であるＩＧＢＴ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆの損失が増大し、インバータ回路１の周囲温度が高い場合などでは、ＩＧＢＴ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが熱破壊してしまう。

このため駆動制御回路６は、温度検知手段７で検出される温度が所定の温度以下の場合は、キャリア周波数を比較的高い周波数とし、所定の温度以上の場合は、キャリア周波数を比較的低い周波数にしてパワー部５を駆動するようになっている。

以上のように構成されたインバータ回路について、以下駆動制御回路６のキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図１２おいて、ＳＴＥＰ１においてＤＣブラシレスモータ４を駆動し、ＳＴＥＰ２において温度検知手段７の温度を検出し、ＳＴＥＰ３において検出温度が所定のしきい温度以下か否かを判断する。そして、検出温度が所定のしきい温度以下である場合には、ＳＴＥＰ４においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定し、逆に検出温度が所定のしきい温度以下でない場合には、ＳＴＥＰ５においてキャリア周波数を低キャリアに設定するようになっている。
特開２００２−２７２１２６号公報

しかしながら、上記従来の構成では温度検知手段７は、直接パワー部５の温度を測定していないため、パワー部５の温度と温度検知手段７の温度差は、ＤＣブラシレスモータ４の運転時間が長くなる程大きくなる傾向にある。

冷蔵庫等の密閉型電動圧縮機に用いた場合、高負荷時などには運転時間が長くなり、特に電源投入時は、パワー部５と温度検知手段７の温度差が非常に大きくなる。

このことを予め考慮して、高負荷時での温度差を基準にキャリア切替えのしきい温度を決定すると、安定時のＯＮ／ＯＦＦ運転においては、必要以上に低い温度でキャリア周波数を切替えることになってしまい、不必要な低キャリア周波数への切替えにより、運転音の増大を招くという課題を有していた。

本発明は、上記の課題を解決するもので、適切なしきい温度でキャリア周波数の切替えを行い、不必要なキャリア周波数の切替えによる運転音の増加を防止できるインバータ回路を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ回路は、電源投入時から第一の所定時間の間においては、しきい温度を第二のしきい温度とし、温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以下のときに、キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を高キャリア周波数とし、前記温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以上のときに、前記キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を低キャリア周波数に切替えるようにしたもので、電源投入時の運転が長時間継続され、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替えるしきい温度が、通常時よりも低く設定されるという作用を有する。

また、本発明のインバータ回路は、温度測定部にて検出された温度が任意に設定した第一のしきい温度を越えたときに、低いキャリア周波数に切替えるとともに、ＤＣブラシレスモータがＯＮになってから第二の所定時間を経た後においては、しきい温度を前記第一のしきい温度より低い第三のしきい温度とするようにしたもので、高負荷時の運転時間が長く、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替える温度測定部のしきい温度が、通常時よりも低く設定されるという作用を有する。

また、本発明のインバータ回路は、温度測定部にて検出された温度が任意に設定した第一のしきい温度を越えたときに、低いキャリア周波数に切替えるとともに、ＤＣブラシレスモータがＯＮになった後、第一のしきい温度がＤＣブラシレスモータの運転時間の経過とともに下がっていくようにしたもので、高負荷時の運転時間が長く、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる程、キャリア周波数を切替えるしきい温度が低く設定されるという作用を有する。

本発明のインバータ回路は、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる電源投入時において、キャリア周波数を切替えるしきい温度が通常時よりも低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる電源投入時以外の高負荷時においても、キャリア周波数を切替えるしきい温度が通常時よりも低く設定されるので、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなるにつれて、キャリア周波数を切替えるしきい温度も低く設定されるため、より適切なしきい温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項１に記載の発明は、複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータのロータの位置を検出する位置検出回路と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を生成するキャリア周波数生成回路と、前記位置検出回路および前記キャリア周波数生成回路からの出力により前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記パワー部の周囲温度を計測し、かつ任意に設定した第一のしきい温度と前記第一のしきい温度よりも低い第二のしきい温度を検出する温度検知手段を備え、前記キャリア周波数生成回路は、少なくとも高キャリア周波数と、高キャリア周波数よりも低い低キャリア周波数を生成し、電源投入時から第一の所定時間の間においては、しきい温度を前記第二のしきい温度とし、前記温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以下のときに、前記キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を高キャリア周波数とし、前記温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以上のときに、前記キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を低キャリア周波数に切替えるようにし、前記第一の所定時間経過後は、前記第一のしきい温度を上限値として高キャリア周波数を低キャリア周波数に切替えるようにしたもので、電源投入時の運転が長時間継続され、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替える温度測定部のしきい温度が通常時よりも低く設定されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができる。したがって、前記第一の所定時間経過後においても第一のしきい温度ｔ１を上限にパワー部１０５の高温化を抑制するとともに、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることを防止し、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第一の所定時間経過後における前記ＤＣブラシレスモータのＯＮ中において、ＯＮ直後より予め定めた第二の所定時間を経過した後は、しきい温度を前記第一のしきい温度より低く、かつ第二のしきい
温度よりも高い第三のしきい温度としたもので、高負荷時の運転時間が長く、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる場合においては、キャリア周波数を切替える温度測定部のしきい温度が通常時よりも低く設定されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第一の所定時間経過後における前記ＤＣブラシレスモータがＯＮしてＯＦＦするまでの間において、第一のしきい温度が前記ＤＣブラシレスモータの運転時間の経過とともに下がっていくようにしたもので、高負荷時の運転時間が長く、パワー部の温度と温度検知手段の温度差が大きくなる程、キャリア周波数を切替える温度測定部のしきい温度が低く設定されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記ＤＣブラシレスモータがＯＮしてＯＦＦするまでの間において、第三の所定の時間が経過した後は、しきい温度を一定にするようにしたもので、パワー部の温度と温度検知手段の温度差はＤＣブラシレスモータの運転が継続されるとともに拡大するものの、ある程度の時間が経過した後は、その温度差は一定のまま推移することに鑑みたものであり、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項５に記載の発明は、密閉型電動圧縮機に請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機であり、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

請求項６に記載の発明は、冷蔵庫に請求項５に記載の密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫であり、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインバータ回路の回路ブロック図、図２は、同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機のブロック図、図３は、同実施の形態における密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫のブロック図、図４は、同実施の形態におけるキャリア周波数切替えによる温度保護動作のフローチャート、図５は、同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機を冷蔵庫に搭載した場合の動作タイムチャートである。

図１、図２、図３において、インバータ回路１０１は、商用電源１０２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１０６と、ＤＣブラシレスモータ１０４を駆動するパワー部１０５と、パワー部１０５を制御する駆動制御回路１０３および温度検知手段１０７より構成されている。駆動制御回路１０３は、制御部１０３ａと、ドライブ回路１０３ｂと、位置検出回路１０３ｃと、キャリア周波数生成回路１０３ｄと、電源投入タイマー１０３ｅ、およびＯＮ時間タイマー１０３ｆから構成されている。

パワー部１０５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ
トランジスタ）１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは、三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段１０７は、パワー部１０５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部１０５には取付けず、インバータ回路１０１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部１０５の温度をモニターするようになっている。

位置検出回路１０３ｃは、ＤＣブラシレスモータ１０４の逆起電圧からＤＣブラシレスモータ１０４のロータ位置を検出するものである。電源投入タイマー１０３ｅは、電源投入からの時間をカウントし、キャリア周波数生成回路１０３ｄへ出力するようになっており、ＯＮ時間タイマー１０３ｆは、ＤＣブラシレスモータ１０４がＯＮしてからの運転経過時間をカウントし、キャリア周波数生成回路１０３ｄへ出力するようになっている。

キャリア周波数生成回路１０３ｄは、温度検知手段１０７、電源投入タイマー１０３ｅ、およびＯＮ時間タイマー１０３ｆからの情報により、キャリア周波数を決定、および生成し、制御部１０３ａへ出力するようになっている。

ドライブ回路１０３ｂは、制御部１０３ａからの信号により、パワー部１０５のＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆを駆動するが、制御部１０３ａは、位置検出回路１０３ｃ、およびキャリア周波数生成回路１０３ｄからの入力をもとにして、所定の回転数でＤＣブラシレスモータ１０４が運転されるよう、ドライブ回路１０３ｂへ出力信号を出す。

その際、パワー部１０５のＩＧＢＴ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆは、キャリア周波数生成回路１０３ｄで決定生成されたスイッチング周波数でスイッチング駆動される。

密閉型電動圧縮機１１０は、密閉容器１１２と、密閉容器１１２内にＤＣブラシレスモータ１０４と、圧縮要素１１４より構成される。

インバータ回路１０１と密閉型電動圧縮機１１０は、冷蔵庫１１６内に設置されており、冷蔵庫１１６内には、冷蔵庫制御回路１１８が設置されている。そして冷蔵庫制御回路１１８からインバータ回路１０１指令を出力し、密閉型電動圧縮機１１０を運転させる。

以上のように構成されたインバータ回路１０１について、以下キャリア周波数生成回路１０３ｄのキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図４において、ＳＴＥＰ１０１でＤＣブラシレスモータ１０４を駆動し、ＳＴＥＰ１０２において電源投入タイマー１０３ｅのカウントをチェックし、ＳＴＥＰ１０３において電源投入タイマー１０３ｅのカウントが第一の所定時間（Ｔ１）以下か否かを判断する。そしてカウントが第一の所定時間以下である場合には、ＳＴＥＰ１０４において温度検知手段１０７の温度を検出し、ＴＥＰ１０５において検出温度が第二のしきい温度（ｔ２）以上か否かを判断する。そして検出温度が第二のしきい温度（ｔ２）以上である場合には、ＳＴＥＰ１０６においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ１０５での検出温度が第二のしきい温度（ｔ２）以上でない場合には、ＳＴＥＰ１０７においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

ＳＴＥＰ１０３でカウントが第一の所定時間（Ｔ１）以下でない場合には、ＳＴＥＰ１０８でＯＮ時間タイマー１０３ｆのカウントをチェックし、ＳＴＥＰ１０９においてＯＮ
時間タイマー１０３ｆのカウントが、第二の所定時間（Ｔ２）以下か否かを判断する。そしてカウントが第二の所定時間（Ｔ２）以下である場合には、ＳＴＥＰ１１０において温度検知手段１０７の温度を検出し、ＳＴＥＰ１１１において検出温度が第一のしきい温度（ｔ１）以上か否かを判断する。検出温度が第一のしきい温度（ｔ１）以上である場合は、ＳＴＥＰ１１２においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ１１１での検出温度が第一のしきい温度（ｔ１）以上でない場合には、ＳＴＥＰ１１３においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

ＳＴＥＰ１０９でカウントが第二の所定時間（Ｔ２）以下でない場合には、ＳＴＥＰ１１４で温度検知手段１０７の温度を検出し、ＳＴＥＰ１１５において検出温度が第三のしきい温度（ｔ３）以上か否かを判断する。検出温度が第三のしきい温度（ｔ３）以上である場合は、ＳＴＥＰ１１６においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ１１５での検出温度が第三のしきい温度（ｔ３）以上でない場合には、ＳＴＥＰ１１７においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

以上のような動作フローで動作するインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機を、冷蔵庫に搭載した場合の、電源投入時、およびその後のＯＮ／ＯＦＦ運転時のＤＣブラシレスモータ１０４の運転、およびキャリア周波数切替えのしきい温度と、パワー部１０５の温度、および温度検知手段１０７の温度変化の例を図５に示す。

図５において、電源投入時は、運転継続時間が比較的長くなり、運転時間の経過とともに、パワー部１０５と温度検知手段１０７の温度差は大きくなっていく。電源投入時から第一の所定時間（Ｔ１）が経過するまでの時間は、キャリア周波数を切替えるしきい温度が、第一のしきい温度（ｔ１）よりも低い第二のしきい温度（ｔ２）に設定される。

ＯＮ／ＯＦＦ運転に移行した後は、パワー部１０５の温度、および温度検知手段１０７の温度は、ＯＮ／ＯＦＦ運転を繰り返しながら徐々に低下してゆくが、ＯＮ時においては、運転時間の経過とともにパワー部１０５と温度検知手段１０７の温度差は大きくなっていく。

ＯＮ／ＯＦＦ運転時において、ＯＮ直後より第二の所定時間（Ｔ２）の時間が経過するまでは、しきい温度は第一のしきい温度（ｔ１）に設定されるが、第二の所定時間（Ｔ２）が経過した後は、第一のしきい温度（ｔ１）よりも低い第三のしきい温度（ｔ３）に設定される。

以上のように本実施の形態によれば、パワー部１０５の温度と温度検知手段１０７の温度差が大きくなる電源投入時において、キャリア周波数を切替えるしきい温度が通常時よ
りも低く設定される。したがって、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができるため、必要以上に低い温度で低いキャリア周波数に切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できる。

また、パワー部１０５の温度と温度検知手段１０７の温度差が大きくなる電源投入時以外の高負荷時運転においても、第一のしきい温度ｔ１を上限にキャリア周波数を切替えるため、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止することができる。

また、密閉型電動圧縮機１１０は、上記のような効果が得られるインバータ回路１０１により駆動されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられる
ことはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

よって、インバータ回路１０１および密閉型電動圧縮機１１０を搭載した冷蔵庫１１６においても、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２におけるインバータ回路の回路ブロック図、図７は、同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機のブロック図、図８は、同実施の形態における密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫のブロック図、図９は、同実施の形態におけるキャリア周波数切替えによる温度保護動作のフローチャート、図１０は、同実施の形態におけるインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機を冷蔵庫に搭載した場合の動作タイムチャートである。

図６、図７、図８において、インバータ回路２０１は、商用電源２０２に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部２０６と、ＤＣブラシレスモータ２０４を駆動するパワー部２０５と、パワー部２０５を制御する駆動制御回路２０３、および温度検知手段２０７より構成されている。駆動制御回路２０３は、制御部２０３ａと、ドライブ回路２０３ｂと、位置検出回路２０３ｃと、キャリア周波数生成回路２０３ｄ、およびＯＮ時間タイマー２０３ｆから構成されている。

パワー部２０５は、スイッチング素子である６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆより構成されており、また、６つのＩＧＢＴは、三相ブリッジ接続されている。

温度検知手段２０７は、パワー部２０５の温度を検知する目的で設けられているが、取付けコストを安価なものとするために、パワー部２０５には取付けず、インバータ回路２０１のたとえばプリント基板上に取付けされており、間接的にパワー部２０５の温度をモニターするようになっている。

位置検出回路２０３ｃは、ＤＣブラシレスモータ２０４の逆起電圧からＤＣブラシレスモータ２０４のロータ位置を検出するものである。ＯＮ時間タイマー２０３ｆは、ＤＣブラシレスモータ２０４がＯＮしてからの運転経過時間をカウントし、キャリア周波数生成回路２０３ｄへ出力するようになっている。

キャリア周波数生成回路２０３ｄは、温度検知手段２０７、およびＯＮ時間タイマー２０３ｆからの情報により、キャリア周波数を決定、および生成し、制御部２０３ａへ出力するようになっている。

ドライブ回路２０３ｂは、制御部２０３ａからの信号により、パワー部２０５のＩＧＢＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆを駆動するが、制御部２０３ａは、位置検出回路２０３ｃおよびキャリア周波数生成回路２０３ｄからの入力をもとにして、所定の回転数でＤＣブラシレスモータ２０４が運転されるよう、ドライブ回路２０３ｂへ出力信号を出す。

その際、パワー部２０５のＩＧＢＴ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｆは、キャリア周波数生成回路２０３ｄで決定生成されたスイッチング周波数でスイッチング駆動される。

インバータ回路２０１と密閉型電動圧縮機２１０は、冷蔵庫２１６内に設置されており、冷蔵庫２１６内には、冷蔵庫制御回路２１８が設置されている。そして冷蔵庫制御回路２１８からインバータ回路２０１指令を出力し、密閉型電動圧縮機２１０を運転させる。

以上のように構成されたインバータ回路２０１について、以下キャリア周波数生成回路２０３ｄのキャリア周波数切替えによる温度保護動作を説明する。

図９において、ＳＴＥＰ２０１でＤＣブラシレスモータ２０４を駆動し、ＳＴＥＰ２０２においてＯＮ時間タイマー２０３ｆのカウントをチェックし、ＳＴＥＰ２０３においてＯＮ時間タイマー２０３ｆのカウント時間（Ｔ）が、第三の所定時間（Ｔ３）以下か否かを判断する。そしてカウントが第三の所定時間（Ｔ３）以下である場合には、ＳＴＥＰ２０４において温度検知手段７の温度を検出し、ＳＴＥＰ２０５において検出温度がＯＮ時間タイマー２０３ｆのカウントの増加とともに低下してゆく関係式（たとえば（数１））で表されるしきい温度（ｔ）以上か否かを判断する。

（数１）ｔ＝ｔ１−ｋ・Ｔ （ｋは定数）
そして検出温度がしきい温度（ｔ）以上である場合には、ＳＴＥＰ２０６においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ２０５で検出温度がしきい温度（ｔ）以上でない場合には、ＳＴＥＰ２０７においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

ＳＴＥＰ２０３でのカウント時間が第三の所定時間（Ｔ３）以下でない場合には、ＳＴＥＰ２０８で温度検知手段７の温度を検出し、ＳＴＥＰ２０９において検出温度が数式（数２）で表されるしきい温度（ｔ４）以上か否かを判断する。

（数２）ｔ４＝ｔ１−ｋ・Ｔ３ （ｋは定数）
そして検出温度がしきい温度（ｔ４）以上である場合には、ＳＴＥＰ２１０においてキャリア周波数を低キャリア周波数に設定する。ＳＴＥＰ２０９で検出温度がしきい温度（ｔ４）以上でない場合には、ＳＴＥＰ２１１においてキャリア周波数を高キャリア周波数に設定する。

以上のような動作フローで動作するインバータ回路２０１を用いた密閉型電動圧縮機を冷蔵庫に搭載した場合の、ＯＮ／ＯＦＦ運転時のＤＣブラシレスモータ４の運転およびキャリア周波数切替えのしきい温度と、パワー部２０５の温度および温度検知手段２０７の温度変化の例を図１０に示す。

図１０において、ＤＣブラシレスモータ２０４のＯＮ時においては、運転時間の経過とともにパワー部２０５と温度検知手段２０７の温度差は大きくなっていく。ＤＣブラシレスモータ２０４のＯＮ直後より第三の所定時間（Ｔ３）の時間が経過するまでは、しきい温度（ｔ）は関係式（数１）に従って、運転時間の経過にともなって低下してゆく。

ＤＣブラシレスモータ２０４の運転が長時間継続されると、パワー部２０５の温度および温度検知手段２０７の温度差はほぼ一定の状態となるが、運転時間が第三の所定時間（Ｔ３）以上継続された場合には、しきい温度（ｔ）は数式（数２）で表されるしきい温度（ｔ４）に固定されるため、運転時間の経過とともに低下し続けることはない。

以上のように本実施の形態によれば、パワー部２０５の温度と温度検知手段２０７の温度差が大きくなる程、キャリア周波数を切替えるしきい温度（ｔ）が低く設定され、また運転継続時間が比較的長く、パワー部２０５の温度と温度検知手段２０７の温度差が一定となる場合においては、しきい温度（ｔ）も一定にされるので、より適切なしきい温度で
キャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止することができる。

また、密閉型電動圧縮機２１０は、上記のような効果が得られるインバータ回路２０１により駆動されるため、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

よって、インバータ回路２０１および密閉型電動圧縮機２１０を搭載した冷蔵庫２１６においても、より適切な温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度で、キャリア周波数が高キャリア周波数から低キャリア周波数へ切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止出来る。

以上のように、本発明にかかるインバータ回路は、より適切なしきい温度でキャリア周波数を切替えることができ、必要以上に低い温度でキャリア周波数が切替えられることはなく、それによる運転音の増大を防止できるという効果を得ることが出来るものであるから、自動販売機用・エアコン用密閉型電動圧縮機のインバータ駆動装置としても有用である。

本発明の実施の形態１におけるインバータ回路の回路ブロック図 同実施の形態における密閉型電動圧縮機のブロック図 同実施の形態における冷蔵庫のブロック図 同実施の形態における温度保護動作のフローチャート 同実施の形態における動作タイムチャート 本発明の実施の形態２におけるインバータ回路の回路ブロック図 同実施の形態における密閉型電動圧縮機のブロック図 同実施の形態における冷蔵庫のブロック図 同実施の形態における温度保護動作のフローチャート 同実施の形態における動作タイムチャート 従来のインバータ回路の回路ブロック図 従来のインバータ回路の温度保護動作のフローチャート

１０１，２０１ インバータ回路
１０３ｂ，２０３ｂ ドライブ回路
１０３ｃ，２０３ｃ 位置検出回路
１０３ｄ，２０３ｄ キャリア周波数生成回路
１０４，２０４ ＤＣブラシレスモータ
１０５，２０５ パワー部
１０７，２０７ 温度検知手段
１１０，２１０ 密閉型電動圧縮機
１１６，２１６ 冷蔵庫

Claims (6)

1. 複数個の駆動用スイッチング素子により構成されるパワー部と、ＤＣブラシレスモータのロータの位置を検出する位置検出回路と、前記スイッチング素子を切替えるキャリア周波数を生成するキャリア周波数生成回路と、前記位置検出回路および前記キャリア周波数生成回路からの出力により前記パワー部のスイッチング素子を動作させるドライブ回路と、前記パワー部の周囲温度を計測し、かつ任意に設定した第一のしきい温度と前記第一のしきい温度よりも低い第二のしきい温度を検出する温度検知手段を備え、前記キャリア周波数生成回路は、少なくとも高キャリア周波数と、高キャリア周波数よりも低い低キャリア周波数を生成し、電源投入時から第一の所定時間の間においては、しきい温度を前記第二のしきい温度とし、前記温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以下のときに、前記キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を高キャリア周波数とし、前記温度検知手段にて検出された温度が前記第二のしきい温度以上のときに、前記キャリア周波数生成回路のキャリア周波数を低キャリア周波数に切替えるようにし、前記第一の所定時間経過後は、前記第一のしきい温度を上限値として高キャリア周波数を低キャリア周波数に切替えるようにしたインバータ回路。
2. 前記第一の所定時間経過後における前記ＤＣブラシレスモータのＯＮ中において、ＯＮ直後より予め定めた第二の所定時間を経過した後は、しきい温度を前記第一のしきい温度より低く、かつ第二のしきい温度よりも高い第三のしきい温度とした請求項１に記載のインバータ回路。
3. 前記第一の所定時間経過後における前記ＤＣブラシレスモータがＯＮしてＯＦＦするまでの間において、第一のしきい温度が前記ＤＣブラシレスモータの運転時間の経過とともに下がっていく請求項１に記載のインバータ回路。
4. 前記ＤＣブラシレスモータがＯＮしてＯＦＦするまでの間において、第三の所定の時間が経過した後は、しきい温度を一定にするようにした請求項３に記載のインバータ回路。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ回路を用いた密閉型電動圧縮機。
6. 請求項５に記載の密閉型電動圧縮機を用いた冷蔵庫。
   

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