JP6801100B2 - 空気調和機の通信回路 - Google Patents

Description

本発明は、室内機と室外機とを備えた空気調和機の通信回路に関する。

空気調和機において、室内機と室外機とは、電源線、信号線及び共用線と称される３つのワイヤで接続される構成が一般的である。下記、特許文献１には、当該構成の空気調和機が開示されている。

電源線、通信線及び共用線が収容された３芯ケーブルを使用して、室内機と室外機とを接続する場合、誤接続が起こることがある。特許文献１の空気調和機では、信号線と電源線との誤接続が想定されている。具体的に、室内機の送信素子及び室内機の受信素子の双方に並列にダイオードが挿入されている。この構成により、誤接続が生起した場合、室内機の送信素子と室内機の受信素子とに印加される電圧が商用電源の半サイクルに軽減される。

特開平６−２０７７４４号公報

特許文献１の構成を採用すれば、室内機の送信素子及び室内機の受信素子を含む回路部品の発熱は抑えられる。しかしながら、商用電源の半サイクルであっても、室内機の送信素子及び室内機の受信素子には、商用電源の電圧が印加される。このため、室内機の送信素子及び室内機の受信素子には、より高耐圧の回路素子を選定する必要がある。空気調和機の通信回路において、室内機の送信素子及び室内機の受信素子には、一般的にフォトカプラが用いられる。ところが、高耐圧のフォトカプラは応答速度が遅く、通信速度の高速化が難しいという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路部品の発熱を抑制しつつ、より低耐圧の送信素子及び受信素子の使用を可能とする空気調和機の通信回路を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機の通信回路は、第１の装置と第２の装置とが電源線、共用線及び信号線の３線で接続され、第１の装置内の直流電源回路部、制限抵抗、整流素子、送信部及び受信部と、第２の装置内の整流素子、制限抵抗、送信部及び受信部とが信号線を介して直列に接続されてカレントループを形成し、カレントループに流れる通信電流により信号伝送を行う。空気調和機の通信回路は、電源線と信号線との間の誤接続を検出する誤接続検出部と、誤接続検出部からの検出結果に応じて、カレントループのオン状態又はオフ状態を制御する通信制御部と、を備える。通信制御部及び誤接続検出部の組は、第１の装置及び第２の装置のうちの何れか一方に配置される。通信制御部は、誤接続検出部が正常接続を検出するまでカレントループをオフ状態に制御する。

本発明に係る空気調和機の通信回路によれば、回路部品の発熱を抑制しつつ、より低耐圧の送信素子及び受信素子の使用が可能になるという効果を奏する。

実施の形態１に係る空気調和機の通信回路の構成例を示す回路図 実施の形態１における通信制御部及び誤接続検出部の構成例を示す詳細回路図 実施の形態１の通信制御部及び誤接続検出部における正常接続時の制御シーケンスを示すシーケンスチャート 実施の形態１の通信制御部及び誤接続検出部における誤接続時の制御シーケンスを示すシーケンスチャート 実施の形態２に係る空気調和機の通信回路の構成例を示す回路図 実施の形態２における瞬停検出部の構成例を示す詳細回路図

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る空気調和機の通信回路について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下では、電気的な接続を単に「接続」と称して説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路の構成例を示す回路図である。実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０は、図１に示すように、第１の装置である室外機１００と、第２の装置である室内機２００とが、電源線５１０と、信号線５２０と、共用線５３０との３線で接続されるシステムである。

室外機１００は、直流電源回路部１１０、制限抵抗１２０、ダイオード１３０、送信部１４０、受信部１５０、送信制御部１６０、及び受信制御部１７０を備える。

電源線５１０は、室内機２００の図示しない各種の回路部に接続される。電源線５１０には、商用電源２０が出力する電源電圧が印加される。商用電源２０は、交流電力を供給する交流電源である。交流電源の一例は、２００Ｖの電圧を出力する商用電源である。

信号線５２０には、直流電源回路部１１０から供給される通信電流が流れる。通信電流は、室外機１００と室内機２００との間の通信に用いる電流である。室外機１００及び室内機２００は、電流が流れている状態と流れてない状態とを検出することで、通信を行う。

共用線５３０には、商用電源２０及び直流電源回路部１１０の基準電位が印加される。

直流電源回路部１１０は、前述の通信電流を供給するための直流電源である。室外機１００と室内機２００との間の通信を「内外通信」と呼ぶ場合がある。直流電源回路部１１０は、商用電源２０から印加される電圧を降圧して直流電圧を生成する。

制限抵抗１２０とダイオード１３０とは、直列に接続されて、直流電源回路部１１０と送信部１４０との間に配されている。

制限抵抗１２０は、室外機１００に流れる通信電流を制限する抵抗である。制限抵抗１２０の一端は、直流電源回路部１１０に接続されている。制限抵抗１２０の他端は、ダイオード１３０のアノードに接続されている。

ダイオード１３０は、整流素子である。ダイオード１３０は、電源線５１０の電位が共用線５３０の電位より高いときに電流を流す機能を有する。

図１では、制限抵抗１２０の他端がダイオード１３０のアノードに接続される構成を例示しているが、制限抵抗１２０とダイオード１３０との接続を逆にしてもよい。すなわち、ダイオード１３０のアノードが直流電源回路部１１０に接続され、ダイオード１３０のカソードが制限抵抗１２０の一端に接続されていてもよい。

送信部１４０は、内外通信の際に通信電流が流れる経路の状態を、通信電流が流れる状態と、流れない状態との何れかに切り替えるスイッチング素子である。スイッチング素子の一例は、フォトカプラである。以下、内外通信の際に通信電流が流れる経路を「カレントループ」と呼ぶ。通信電流が流れる経路は、室外機１００内の直流電源回路部１１０、制限抵抗１２０、ダイオード１３０、送信部１４０及び受信部１５０と、室内機２００内の後述するダイオード２１０、制限抵抗２２０、通信制御部２５０、送信部２３０及び受信部２４０とが信号線５２０を介して直列に接続されて形成される経路である。なお、以下では、カレントループに通信電流が流れる状態を「ＯＮ状態」又は単に「ＯＮ」と呼び、通信電流が流れない状態を「ＯＦＦ状態」又は単に「ＯＦＦ」と呼ぶ場合がある。

送信部１４０は、送信制御部１６０の制御に従って、カレントループのＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。送信部１４０は、カレントループのＯＮ又はＯＦＦの制御によって室内機２００にデータを送信する。

受信部１５０は、室内機２００から送信されるデータを受信する素子である。受信部１５０は、カレントループに流れる通信電流値が通信電流閾値よりも大きいか又は小さいかを検出することでデータを受信する。当該素子の一例は、フォトカプラである。受信部１５０は、受信結果を受信制御部１７０に出力する。

送信制御部１６０は、送信データの「０」又は「１」に応じて、送信部１４０のＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。送信データが「０」のときに、送信部１４０がＯＮに制御されてもよいし、ＯＦＦに制御されてもよい。送信データが「１」のときに、送信部１４０がＯＮに制御されてもよいし、ＯＦＦに制御されてもよい。

受信制御部１７０は、受信部１５０の出力から受信データの「０」又は「１」を判断する。

室内機２００は、ダイオード２１０、制限抵抗２２０、送信部２３０、受信部２４０、通信制御部２５０、誤接続検出部２６０、送信制御部２７０、受信制御部２８０、及び抵抗２９０を備える。

ダイオード２１０と、制限抵抗２２０とは、直列に接続されている。ダイオード２１０及び制限抵抗２２０は、室内機２００において、室外機１００の受信部１５０と誤接続検出部２６０との接続点５２０ａと、通信制御部２５０との間に配されている。

ダイオード２１０は、整流素子である。ダイオード２１０は、一定の方向にのみ通信電流を流す。ダイオード２１０のアノードは、接続点５２０ａに接続されている。

制限抵抗２２０は、室内機２００に流れる通信電流を制御する抵抗である。図１では、制限抵抗２２０の一端がダイオード２１０のカソードに接続され、制限抵抗２２０の他端が通信制御部２５０に接続される構成を例示しているが、ダイオード２１０と制限抵抗２２０との接続を逆にしてもよい。すなわち、制限抵抗２２０の一端が室外機１００の受信部１５０と誤接続検出部２６０との接続点５２０ａに接続され、制限抵抗２２０の他端がダイオード２１０のアノードに接続されていてもよい。

送信部２３０は、カレントループの状態を、通信電流が流れる状態と、流れない状態との何れかに切り替えるスイッチング素子である。送信部２３０は、送信制御部２７０の制御に従って、カレントループのＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。送信部２３０は、カレントループのＯＮ又はＯＦＦの制御によって室外機１００にデータを送信する。

受信部２４０は、室外機１００から送信されるデータを受信する素子である。受信部２４０は、カレントループに流れる通信電流値が通信電流閾値よりも大きいか又は小さいかを検出することでデータを受信する。当該素子の一例は、フォトカプラである。受信部２４０は、出力結果を受信制御部２８０に出力する。

送信制御部２７０は、送信データの「０」又は「１」に応じて、送信部２３０のＯＮ又はＯＦＦの制御を行う。送信データが「０」のときに、送信部２３０がＯＮに制御されてもよいし、ＯＦＦに制御されてもよい。送信データが「１」のときに、送信部２３０がＯＮに制御されてもよいし、ＯＦＦに制御されてもよい。

受信制御部２８０は、受信部２４０の出力から受信データの「０」又は「１」を判断する。

通信制御部２５０は、誤接続検出部２６０からの検出結果に応じて、カレントループのＯＮ状態又はＯＦＦ状態を制御する。但し、通信制御部２５０は、誤接続検出部２６０から検出結果を受け取るまでは、カレントループをＯＦＦ状態とする。

誤接続検出部２６０は、電源線５１０と信号線５２０との間の誤接続を検出する回路である。誤接続検出部２６０は、共用線５３０と信号線５２０との間の電位差の情報を基に、電源線５１０と信号線５２０との間の誤接続を検出する。具体的に、誤接続検出部２６０は、共用線５３０の電位が信号線５２０の電位よりも判定値以上高くなったとき、すなわち共用線５３０と信号線５２０との間の電位差が判定値以上高くなったとき、信号線５２０と電源線５１０との間の誤接続を検出する。以下、信号線５２０と電源線５１０とが正しく接続されているときを「正常接続時」と呼び、信号線５２０と電源線５１０とが誤接続されているときを「誤接続時」と呼び、信号線５２０と電源線５１０との間の誤接続を検出したときを「誤接続検出時」と呼ぶ。

抵抗２９０は、誤接続時に送信部２３０及び受信部２４０の両端に印加される電圧を制限する抵抗である。正常接続時に抵抗２９０に流れる通信電流を小さくするため、抵抗２９０は、大きな抵抗値のものが選定される。抵抗２９０の抵抗値の典型例は、数ＭΩである。

通信制御部２５０がＯＦＦ状態のときのインピーダンスを「第１インピーダンス値」と呼ぶ。誤接続検出時において、送信部２３０がＯＦＦ状態の場合、商用電源２０の出力電圧は、ダイオード２１０のＯＮ抵抗値と、抵抗２２０の抵抗値と、第１インピーダンス値と、抵抗２９０の抵抗値とで分圧される。このとき、抵抗２９０による分圧電圧が、送信部２３０及び受信部２４０の両端に印加される。

次に、実施の形態１の空気調和機の通信回路における通信動作について説明する。

＜室外機１００から室内機２００へデータを送信する場合の動作＞
ステップ１：室内機２００の送信制御部２７０は、室内機２００の送信部２３０をＯＮ状態にする。
ステップ２：室外機１００の送信制御部１６０は、送信データの「０」又は「１」に基づいて、室外機１００の送信部１４０のＯＮ制御又はＯＦＦ制御を行う。
ステップ３：室内機２００の受信部２４０は、受信結果を室内機２００の受信制御部２８０に出力する。
ステップ４：室内機２００の受信制御部２８０は、入力結果から受信データの「０」、「１」を判断する。

＜室内機２００から室外機１００へデータを送信する場合の動作＞
ステップ１：室外機１００の送信制御部１６０は、室外機１００の送信部１４０をＯＮ状態にする。
ステップ２：室内機２００の送信制御部２７０は、送信データの「０」又は「１」に基づいて、室内機２００の送信部２３０のＯＮ制御又はＯＦＦ制御を行う。
ステップ３：室外機１００の受信部１５０は、受信結果を室外機１００の受信制御部１７０に出力する。
ステップ４：室外機１００の受信制御部１７０は、入力結果から受信データの「０」又は「１」を判断する。

次に、実施の形態１における通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０の構成について説明する。図２は、実施の形態１における通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０の構成例を示す詳細回路図である。

通信制御部２５０は、フォトカプラ２５１、トランジスタ２５２、抵抗２５３、抵抗２５４、及び電源端子２５５を備える。

フォトカプラ２５１は、誤接続検出部２６０の検出結果に基づき、カレントループのＯＮ状態又はＯＦＦ状態を制御する回路素子である。フォトカプラ２５１は、高耐圧のフォトカプラである。

トランジスタ２５２は、抵抗２５４に生じた電圧に応じて、フォトカプラ２５１の発光側に流れる電流を制御する。

抵抗２５３は、フォトカプラ２５１の発光側に流れる電流を制限する抵抗である。

抵抗２５４は、後述するトランジスタ２６５に流れるコレクタ電流を制限する抵抗である。

電源端子２５５は、フォトカプラ２５１及びトランジスタ２５２に動作電圧を印加するための電源端子である。電源端子２５５には、直流電源回路部１１０とは異なる図示しない電源回路によって生成された直流電圧が印加される。直流電圧の一例は、５Ｖである。

誤接続検出部２６０は、フォトカプラ２６１、抵抗２６２、抵抗２６３、コンデンサ２６４、トランジスタ２６５、及び電源端子２６６を備える。

フォトカプラ２６１は、共用線５３０の電位が信号線５２０の電位よりも判定値以上高くなったことを検出する。フォトカプラ２６１は、正常接続時における信号線５２０と共用線５３０との間の電位差と、誤接続時における信号線５２０と共用線５３０との間の電位差との差異を検出する。

抵抗２６２は、フォトカプラ２６１の発光側に流れる電流を制限する抵抗である。

抵抗２６３は、フォトカプラ２６１の発光側に流れる電流の閾値を決める抵抗である。

コンデンサ２６４は、容量素子である。コンデンサ２６４の容量値は、コンデンサ２６４を充電するときの充電時間と、電源周期とを考慮して設定される。コンデンサ２６４の充電時間は、電源周期に比べて長く設定される。コンデンサ２６４の容量値が大きい程、充電時間は長くなる。

トランジスタ２６５は、コンデンサ２６４に生じた電圧に応じて、抵抗２５４に流れる電流を制御する。

電源端子２６６は、トランジスタ２６５及びフォトカプラ２６１に動作電圧を印加し、コンデンサ２６４への充電電力を供給するための電源端子である。電源端子２６６には、直流電源回路部１１０とは異なる図示しない電源回路によって生成された直流電圧が印加される。直流電圧の一例は、５Ｖである。

次に、実施の形態１における通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０の動作について説明する。

＜正常接続時の動作＞
（１）電源投入時、コンデンサ２６４の電荷は放電されており、コンデンサ２６４の電圧は接地電位である。これにより、トランジスタ２６５は順バイアスされ、ＯＮ状態である。

（２）トランジスタ２６５はＯＮ状態であるため、電源が投入されると、抵抗２５４に電流が流れる。その結果、抵抗２５４の両端に電圧が発生する。これにより、トランジスタ２５２は逆バイアスされ、トランジスタ２５２はＯＦＦ状態である。

（３）トランジスタ２５２はＯＦＦ状態であり、フォトカプラ２５１の発光側には電流は流れない。これにより、フォトカプラ２５１は、ＯＦＦ状態である。

（４）トランジスタ２６５のＯＮ状態が継続すると、コンデンサ２６４にトランジスタ２６５のベース−エミッタ間抵抗を経由して充電電流が流れる。これにより、コンデンサ２６４の電圧が上昇する。

（５）コンデンサ２６４の電圧が上昇すると、トランジスタ２６５はＯＮ状態からＯＦＦ状態になる。

（６）トランジスタ２６５がＯＮ状態からＯＦＦ状態になると、抵抗２５４に電流が流れなくなる。これにより、トランジスタ２５２はＯＮ状態になる。

（７）トランジスタ２５２がＯＮ状態になると、フォトカプラ２５１の発光側に電流が流れる。これにより、フォトカプラ２５１の受光側はＯＮ状態となる。その結果、室外機１００と室内機２００とは、内外通信可能な状態になる。

（８）以降、室外機１００と室内機２００との間で内外通信が開始される。

＜誤接続時の動作＞
（１）電源投入時、コンデンサ２６４は充電されておらず、コンデンサ２６４の電圧は接地電位である。これにより、トランジスタ２６５は順バイアスされ、ＯＮ状態である。

（２）トランジスタ２６５はＯＮ状態であるため、電源が投入されると、抵抗２５４に電流が流れる。その結果、抵抗２５４の両端に電圧が発生する。これにより、トランジスタ２５２は逆バイアスされ、トランジスタ２５２はＯＦＦ状態である。

（３）トランジスタ２５２はＯＦＦ状態であり、フォトカプラ２５１の発光側には電流は流れない。これにより、フォトカプラ２５１は、ＯＦＦ状態である。

（４）トランジスタ２６５のＯＮ状態が継続すると、コンデンサ２６４にトランジスタ２６５のベース−エミッタ間抵抗を経由して充電電流が流れる。これにより、コンデンサ２６４の電圧が上昇する。

（５）電源線５１０には、商用電源２０が出力する電源電圧が印加される。このため、信号線５２０と電源線５１０とが誤接続されていると、室内機２００の信号線５２０には、電源線５１０が出力する電源電圧が信号線５２０に印加され、電源電圧の半周期では負極性の電圧が印加される。従って、誤接続時においては、共用線５３０の電位が信号線５２０の電位よりも一定値以上高くなる状態が生起する。

（６）共用線５３０の電位が信号線５２０の電位よりも一定値以上高くなると、フォトカプラ２６１の発光側に電流が流れる。これにより、フォトカプラ２６１の受光側はＯＮ状態となる。

（７）フォトカプラ２５１の受光側がＯＮ状態になると、フォトカプラ２６１の受光側に電流が流れ、コンデンサ２６４の電荷は放電される。これにより、コンデンサ２６４の電圧は低下する。フォトカプラ２６１の受光側がＯＮ状態であるとき、フォトカプラ２６１における受光側のエミッタ−コレクタ間電圧は、０．３Ｖ程度である。このため、放電時におけるコンデンサ２６４の電圧も、同程度の電圧となる。

（８）上記の（４）から（７）の動作が繰り返されるが、コンデンサ２６４の充電時間は、電源周期に比べて長く設定されているため、コンデンサ２６４の電圧は、トランジスタ２６５をＯＦＦ状態にさせる値まで上昇しない。これにより、トランジスタ２６５はＯＮ状態を継続する。

（９）フォトカプラ２５１の発光側には、電流は流れない。このため、フォトカプラ２５１は、ＯＦＦ状態を継続する。

上記の通り、誤接続時においては、フォトカプラ２５１のＯＦＦ状態が継続される。その結果、送信部２３０がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに関わらず、送信部２３０及び受信部２４０には電流は流れない。これにより、誤接続時における過電流保護が可能となる。

また、誤接続時において、電源電圧は、高耐圧素子であるフォトカプラ２５１に印加される。このため、送信部２３０及び受信部２４０には大電圧が印加されない。これにより、誤接続時における過電圧保護が可能となる。

次に、実施の形態１の通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０における制御シーケンスについて説明する。

図３は、実施の形態１の通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０における正常接続時の制御シーケンスを示すシーケンスチャートである。前述の通り、電源が投入される前においては、カレントループはＯＦＦの状態である（ステップＳ１１）。電源が投入されると（ステップＳ１２）、誤接続検出部２６０は、誤接続の判定を行う（ステップＳ１３）。誤接続検出部２６０が検出結果を出力するまで、通信制御部２５０は、カレントループＯＦＦの状態を継続する（ステップＳ１４）。すなわち、通信制御部２５０は、誤接続検出部２６０が正常接続の検出結果を出力するまでカレントループＯＦＦの状態を継続して、送信部２３０及び受信部２４０に通信電流を流さない。誤接続検出部２６０の検出結果が正常接続であった場合、通信制御部２５０は、カレントループをＯＮ状態とする（ステップＳ１５）。これにより、送信部２３０及び受信部２４０に通信電流が流れるようになる。以降、室外機１００と室内機２００との間で内外通信が開始される。

図４は、実施の形態１の通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０における誤接続時の制御シーケンスを示すシーケンスチャートである。図４において、図３と同一の処理については、同一の符号を付している。

図３のシーケンスと同様に、誤接続検出部２６０が検出結果を出力するまで、カレントループＯＦＦの状態が継続される（ステップＳ１１からステップＳ１４）。誤接続検出部２６０の検出結果が誤接続であった場合、通信制御部２５０は、カレントループＯＦＦの状態を継続する（ステップＳ１６）。従って、室外機１００と室内機２００との間の内外通信は開始されない。

上記の通り、誤接続検出部２６０の検出結果が誤接続であった場合、送信部２３０の状態がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに関わらず、送信部２３０には通信電流は流れない。また、電源電圧は、主に通信制御部２５０に印加されるため、送信部２３０及び受信部２４０には、高電圧が印加されない。

以上の説明の通り、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、信号線５２０と電源線５１０とを誤接続した場合でも、送信部２３０及び受信部２４０に過電流が流れることと、送信部２３０及び受信部２４０に過電圧が印加されるのを抑止することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、送信部２３０及び受信部２４０に過電圧が印加されるのを抑止することができるので、高耐圧のフォトカプラを使用せずに、通信回路を構成することができる。これにより、送信部２３０及び受信部２４０には、処理速度の高い通常耐圧のフォトカプラを選定することができ、通信速度の高速化を容易に実現することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、誤接続時においては、カレントループＯＦＦの状態が継続されるので、通信電流が常時遮断される。これにより、室内機２００の回路素子が発熱することはない。これにより、通信回路を冷却するための放熱部品が不要であり、通信回路が大型化するのを回避することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０はアナログ回路で構成するので、マイコンといったプロセッサを使用する制御は不要となる。そのため、プロセッサの制御ポートを追加するといったプロセッサ周辺の改修は実施せずに、通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０を実現できる。

更に、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、アナログ回路で構成された通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０を用いるので、通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０の制御のためのソフト開発が不要である。これにより、新規機能の開発のためのコストの削減が可能となる。

更に、実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０によれば、送信部２３０がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに関わらず、誤接続に対する保護を実現できる。これにより、プロセッサが暴走し、送信制御部２７０の出力が意図した制御と異なるような状況が生起したとしても、通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０が動作不良を起こすことはない。これにより、信頼性の高い誤接続保護の実現が可能となる。

なお、図１では、室内機２００に通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０を搭載しているが、室外機１００に搭載してもよい。

また、上述の説明では、共用線５３０の電位が信号線５２０の電位よりも一定値以上高くなったことを検出する構成としているが、この構成には限定されない。信号線５２０と共用線５３０との間に交流電源が接続されたことを検出する構成でもよい。或いは、信号線５２０と共用線５３０との間に過電圧が印加されたことを検出する構成でもよい。すなわち、信号線５２０と電源線５１０とが誤接続されたことを検出する回路構成であれば、どのような構成でもよい。

また、室内機２００又は室外機１００に表示部を設け、誤接続の検出結果を表示する機能を付加してもよい。本機能により、作業者又は使用者に、誤接続の検出結果を通知できるので、誤接続という事象に対する迅速な対応が可能になる。

また、図１では、１台の室外機１００に１台の室内機２００を接続する構成としているが、室外機１台と複数の室内機から構成されるマルチタイプの空気調和機に適用することも可能である。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る空気調和機の通信回路の構成例を示す回路図である。図５に示す実施の形態２に係る空気調和機の通信回路１０Ａは、図１に示す実施の形態１に係る空気調和機の通信回路１０において、室内機２００が室内機２００Ａに変更されている。室内機２００Ａは、室内機２００の構成に瞬停検出部３００が付加されている。「瞬停」とは、「瞬時停電」の略称である。

瞬停検出部３００は、電源線５１０と共用線５３０との間に交流電力を供給する商用電源２０の瞬停を検出する回路である。ここで、「瞬停」とは、商用電源２０からの電力供給が、数マイクロ秒から数百ミリ秒の間絶たれてしまう電源障害現象を指して言う。

瞬停検出部３００は、電源線５１０と共用線５３０と誤接続検出部２６０に接続される。瞬停検出部３００は、商用電源２０から電力の供給を受ける。瞬停検出部３００の検出結果は、誤接続検出部２６０に出力される。なお、その他の構成は、図１に示す空気調和機の通信回路１０の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態２における瞬停検出部３００の構成について説明する。図６は、実施の形態２における瞬停検出部３００の構成例を示す詳細回路図である。図６では、瞬停検出部３００と、通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０のそれぞれとの接続関係も示している。

瞬停検出部３００は、ダイオード３０１、抵抗３０２、フォトカプラ３０３、コンデンサ３０４、トランジスタ３０５、抵抗３０６、トランジスタ３０７、抵抗３０８、トランジスタ３０９、及び電源端子３１０を備える。

ダイオード３０１は、整流素子である。ダイオード３０１は、電源線５１０の電位が共用線５３０の電位より高いときに電流を流す機能を有する。

抵抗３０２は、フォトカプラ３０３の発光側に流れる電流を制限する抵抗である。

フォトカプラ３０３は、電源線５１０の電位が共用線５３０の電位よりも高くなったときに動作する回路素子である。電源線５１０の電位が共用線５３０の電位よりも高くなると、フォトカプラ３０３の受光側は、ＯＮ状態となる。

コンデンサ３０４は、容量素子である。コンデンサ３０４の容量値は、コンデンサ３０４を充電するときの充電時間と、電源周期とを考慮して設定される。コンデンサ３０４の充電時間は、電源周期に比べて長く設定される。コンデンサ３０４の容量値が大きい程、充電時間は長くなる。

トランジスタ３０５は、コンデンサ３０４に生じた電圧に応じて、抵抗３０６に流れる電流を制御する。

抵抗３０６は、トランジスタ３０５に流れるコレクタ電流を制限する抵抗である。

トランジスタ３０７は、抵抗３０６に生じた電圧に応じて、抵抗３０８に流れる電流を制御する。

抵抗３０８は、トランジスタ３０７に流れるコレクタ電流を制限する抵抗である。

トランジスタ３０９は、抵抗３０６に生じた電圧に応じて、ＯＮ又はＯＦＦに制御される。トランジスタ３０９の動作電圧は、電源端子２６６から印加される。

電源端子３１０は、フォトカプラ３０３及びトランジスタ３０５に動作電圧を印加し、コンデンサ３０４への充電電力を供給するための電源端子である。電源端子３１０には、直流電源回路部１１０とは異なる図示しない電源回路によって生成された直流電圧が印加される。直流電圧の一例は、５Ｖである。

次に、実施の形態２における瞬停検出部３００の動作について説明する。なお、瞬停が生起したときを「瞬停時」、瞬停が生起していないときを「非瞬停時」と呼ぶ。また、「非瞬停時」において、瞬停から復帰したときを、特に「瞬停復帰時」と呼ぶ。

＜非瞬停時の動作＞
（１）非瞬停時においては、電源線５１０と共用線５３０との間に電源電圧が正常に印加されている。

（２）電源投入時、コンデンサ３０４の電荷は放電されており、コンデンサ３０４の電圧は接地電位である。これにより、トランジスタ３０５は順バイアスされ、ＯＮ状態である。

（３）トランジスタ３０５はＯＮ状態であるため、抵抗３０６に電流が流れる。その結果、抵抗３０６の両端に電圧が発生する。これにより、トランジスタ３０７は逆バイアスされ、トランジスタ３０７はＯＦＦ状態である。

（４）トランジスタ３０７はＯＦＦ状態であり、抵抗３０８には電流は流れない。これにより、抵抗３０８の電位は接地電位であり、トランジスタ３０９はＯＦＦ状態である。

（５）トランジスタ３０５のＯＮ状態が継続すると、コンデンサ３０４にトランジスタ３０５のベース−エミッタ間抵抗を経由して充電電流が流れる。これにより、コンデンサ３０４の電圧が上昇する。

（６）電源線５１０の電位は、共用線５３０の電位よりも高く、フォトカプラ３０３の発光側に電流が流れる。これにより、フォトカプラ３０３の受光側はＯＮ状態となる。

（７）フォトカプラ３０３の受光側に電流が流れると、コンデンサ３０４の電荷は放電される。これにより、コンデンサ３０４の電圧は低下する。

（８）上記（５）から（７）の動作が繰り返されるが、コンデンサ３０４の充電時間は、電源周期に比べて長く設定されているため、コンデンサ３０４の電圧は、トランジスタ３０５をＯＦＦ状態にさせる値まで上昇しない。これにより、トランジスタ３０５はＯＮ状態を継続する。

（９）トランジスタ３０５はＯＮ状態を継続するので、トランジスタ３０７及びトランジスタ３０９はＯＦＦ状態を継続する。

（１０）トランジスタ３０９はＯＦＦ状態を継続するので、図６の回路構成において、瞬停検出部３００の存在は、誤接続検出部２６０の動作に影響を与えない。従って、室外機１００と室内機２００Ａとの間の内外通信にも影響を与えない。

＜瞬停時の動作＞
瞬停が生起する前の動作は、非瞬停時の動作と同じであり、ここでの記載は省略する。

（１）瞬停が生起しても、電源端子３１０には、直流電圧が生じている。このため、コンデンサ３０４にトランジスタ３０５のベース−エミッタ間抵抗を経由して充電電流が流れる。これにより、コンデンサ３０４の電圧が上昇する。

（２）コンデンサ３０４の電圧が上昇すると、トランジスタ３０５はＯＮ状態からＯＦＦ状態になる。

（３）トランジスタ３０５がＯＮ状態からＯＦＦ状態になると、抵抗３０６に電流が流れなくなる。これにより、トランジスタ３０７はＯＮ状態になる。

（４）トランジスタ３０７がＯＮ状態になると、抵抗３０８に電流が流れる。その結果、抵抗３０８の両端に電圧が発生する。これにより、トランジスタ３０９は順バイアスされ、トランジスタ３０９はＯＮ状態になる。

（５）トランジスタ３０９がＯＮ状態になるので、トランジスタ３０９には電流が流れる。これにより、誤接続検出部２６０におけるコンデンサ２６４の電荷は放電され、コンデンサ２６４の電圧は低下する。

（６）コンデンサ２６４の電圧が低下するため、トランジスタ２６５は順バイアスされ、ＯＮ状態となる。

（７）トランジスタ２６５がＯＮ状態になると、抵抗２５４に電流が流れる。その結果、抵抗２５４の両端に電圧が発生する。これにより、トランジスタ２５２は逆バイアスされ、トランジスタ２５２はＯＦＦ状態になる。

（８）トランジスタ２５２がＯＦＦ状態となるため、フォトカプラ２５１の発光側には電流は流れない。これにより、フォトカプラ２５１は、ＯＦＦ状態になる。

＜瞬停復帰時の動作＞
瞬停復帰時においては、電源線５１０と共用線５３０との間に電源電圧が印加されていない状態から、印加される状態に移行する。このため、「非瞬停時の動作」における（２）から（１０）の動作と同じになる。

なお、実施の形態２において、誤接続時の制御シーケンスについては、図４に示すシーケンスチャートと同様な動作となる。すなわち、誤接続検出部２６０が検出結果を出力するまで、カレントループＯＦＦの状態が継続される（ステップＳ１１からステップＳ１４）。誤接続検出部２６０の検出結果が誤接続であれば、室外機１００と室内機２００Ａとの間の内外通信は開始されない。

なお、図６の回路の場合、瞬停が一旦生じると、誤接続検出部２６０が検出結果を再出力するまで、通信制御部２５０は、カレントループはＯＦＦ状態とされる。但し、誤接続検出部２６０の検出結果は、検出の都度、出力されるので、誤接続が解消されていれば、カレントループはＯＮ状態とされる。

実施の形態２に係る空気調和機の通信回路１０Ａでは、瞬停時においては、「＜瞬停時の動作＞の（８）」に記載したように、フォトカプラ２５１のＯＦＦ状態が継続される。その結果、送信部２３０がＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかに関わらず、送信部２３０及び受信部２４０には電流は流れない。これにより、瞬停時における過電流保護が可能となる。

また、実施の形態２に係る空気調和機の通信回路１０Ａでは、瞬停時において、電源電圧は、高耐圧素子であるフォトカプラ２５１に印加される。このため、送信部２３０及び受信部２４０には過電圧が印加されない。これにより、瞬停時における過電圧保護が可能となる。

また、実施の形態２に係る空気調和機の通信回路１０Ａによれば、瞬停時において、送信部２３０及び受信部２４０に対する過電流と過電圧とを抑止できる。このため、高耐圧のフォトカプラを使用せずに、通信回路を構成することができる。これにより、送信部２３０及び受信部２４０には、処理速度の高い通常耐圧のフォトカプラを選定することができ、通信速度の高速化を容易に実現することができる。

なお、正常接続での動作時に瞬停が生じ、その後に、電源線５１０と信号線５２０とがショートすることにより、信号線５２０に電源電圧が印加される状態で復帰されたようなケースも考えられる。このようなケースでも、実施の形態２における通信制御部２５０及び誤接続検出部２６０は動作する。これにより、送信部２３０及び受信部２４０に対する過電流保護と、過電圧保護とが可能になる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０，１０Ａ 空気調和機の通信回路、２０ 商用電源、１００ 室外機、１１０ 直流電源回路部、１２０，２２０ 制限抵抗、１３０，２１０，３０１ ダイオード、１４０，２３０ 送信部、１５０，２４０ 受信部、１６０，２７０ 送信制御部、１７０，２８０ 受信制御部、２００，２００Ａ 室内機、２５０ 通信制御部、２５１，２６１，３０２，３０３ フォトカプラ、２５２，２６５，３０５，３０７，３０９ トランジスタ、２５３，２５４，２６２，２６３，２９０，３０２，３０６，３０８ 抵抗、２５５，２６６，３１０ 電源端子、２６０ 誤接続検出部、２６４，３０４ コンデンサ、３００ 瞬停検出部、５１０ 電源線、５２０ 信号線、５２０ａ 接続点、５３０ 共用線。

Claims (7)

1. 第１の装置と第２の装置とが電源線、共用線及び信号線の３線で接続され、前記第１の装置内の直流電源回路部、制限抵抗、整流素子、送信部及び受信部と、前記第２の装置内の整流素子、制限抵抗、送信部及び受信部とが前記信号線を介して直列に接続されてカレントループを形成し、前記カレントループに流れる通信電流により信号伝送を行う空気調和機の通信回路であって、
   前記共用線と前記信号線との間の電位差を保持するコンデンサを備え、前記共用線と前記信号線との間の電位差の情報を基に、前記電源線と前記信号線との間の誤接続を検出する誤接続検出部と、
   前記誤接続検出部からの検出結果に応じて、前記カレントループのオン状態又はオフ状態を制御する通信制御部と、
   を備え、
   前記通信制御部及び前記誤接続検出部の組は、前記第１の装置及び前記第２の装置のうちの何れか一方に配置され、
   前記通信制御部は、前記誤接続検出部が正常接続を検出するまで前記カレントループをオフ状態に制御する
   空気調和機の通信回路。
2. 前記コンデンサの充電時間は、電源周期に基づいて設定される
   請求項１に記載の空気調和機の通信回路。
3. 第１の装置と第２の装置とが電源線、共用線及び信号線の３線で接続され、前記第１の装置内の直流電源回路部、制限抵抗、整流素子、送信部及び受信部と、前記第２の装置内の整流素子、制限抵抗、送信部及び受信部とが前記信号線を介して直列に接続されてカレントループを形成し、前記カレントループに流れる通信電流により信号伝送を行う空気調和機の通信回路であって、
   前記共用線と前記信号線との間の電位差の情報を基に、前記電源線と前記信号線との間の誤接続を検出する誤接続検出部と、
   前記誤接続検出部からの検出結果に応じて、前記カレントループのオン状態又はオフ状態を制御する通信制御部と、
   前記電源線と前記共用線との間に交流電力を供給する交流電源の瞬時停電を検出する瞬停検出部と、
   を備え、
   前記通信制御部及び前記誤接続検出部の組は、前記第１の装置及び前記第２の装置のうちの何れか一方に配置され、
   前記瞬停検出部は、前記第１の装置及び前記第２の装置のうちで、前記通信制御部及び前記誤接続検出部の組が配置される側に配置され、
   前記通信制御部は、前記誤接続検出部が正常接続を検出するまで前記カレントループをオフ状態に制御し、
   前記誤接続検出部は、前記瞬停検出部が前記瞬時停電を検出した場合には誤接続の検出を都度行う
   空気調和機の通信回路。
4. 前記誤接続検出部は、フォトカプラを備え、
   前記フォトカプラは、正常接続時における前記信号線と前記共用線との間の電位差と、誤接続時における前記信号線と前記共用線との間の電位差との差異を検出する
   請求項１から３の何れか１項に記載の空気調和機の通信回路。
5. 前記第１の装置は室外機であり、前記第２の装置は室内機である請求項１から４の何れか１項に記載の空気調和機の通信回路。
6. 前記第１の装置は室内機であり、前記第２の装置は室外機である請求項１から４の何れか１項に記載の空気調和機の通信回路。
7. 前記室内機の数は複数である請求項５又は６に記載の空気調和機の通信回路。

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