JP6832798B2

JP6832798B2 - refrigerator

Info

Publication number: JP6832798B2
Application number: JP2017113935A
Authority: JP
Inventors: 慎介葛島
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: JP2018204917A

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a refrigerator.

特許文献１は、複数のヒータ８〜１１のオン／オフを切り替えるスイッチング素子３５〜３８を開示している（段落００２１，図３）。 Patent Document 1 discloses switching elements 35 to 38 for switching on / off of a plurality of heaters 8 to 11 (paragraph 0021, FIG. 3).

特開２０１３−２４４６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-24460

特許文献１は、スイッチング素子に電気的に接続した抵抗素子が存在するか否かを開示していない。さらに、抵抗素子が存在していたとしても、そのスイッチング素子との接続態様や、スイッチング素子のオン／オフの制御の態様について、何ら開示していない。 Patent Document 1 does not disclose whether or not there is a resistance element electrically connected to the switching element. Further, even if a resistance element is present, no disclosure is made regarding the connection mode with the switching element and the on / off control mode of the switching element.

上記事情に鑑みてなされた本発明は、複数のヒータと、該複数のヒータそれぞれに電気的に接続したスイッチと、前記スイッチそれぞれの電源としてのスイッチング電源と、を有する冷蔵庫であって、前記複数のヒータに電気的に接続した電流制限抵抗を有することを特徴とする。 The present invention made in view of the above circumstances is a refrigerator having a plurality of heaters, a switch electrically connected to each of the plurality of heaters, and a switching power supply as a power source for each of the switches. It is characterized by having a current limiting resistor electrically connected to the heater of the above.

実施例１の冷蔵庫の等角投影図。The isometric view of the refrigerator of Example 1. 実施例１の冷蔵庫の断面図。Sectional drawing of the refrigerator of Example 1. FIG. 実施例１の冷蔵庫の回路構成図。The circuit block diagram of the refrigerator of Example 1. 実施例１のヒータ通電のタイムチャート図。The time chart figure of the heater energization of Example 1.

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は冷蔵庫の等角投影図、図２は冷蔵庫の断面図である。冷蔵庫は、外箱１６と、内箱１７と、外箱１６と内箱１７との間に充填した断熱材を含んでなる箱体１８を備えて構成されている。箱体１８前面には、各貯蔵室の開口を開閉可能な扉が設けられており、上から観音式の２つの冷蔵室扉１９、引き出し式の製氷室扉２０及び冷凍室上段扉２１−ａ、冷凍室下段扉２１−ｂ、野菜室扉２２の構成となっている。また、冷蔵庫の天井面には制御基板１１が、冷蔵室扉１９前面には操作基板１３が設置されている。各基板１１，１３の配置場所についてはこの限りによるものではないが、冷蔵庫の外表面又はその近傍に配置される。 FIG. 1 is an isometric view of the refrigerator, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the refrigerator. The refrigerator is configured to include a box body 18 including an outer box 16, an inner box 17, and a heat insulating material filled between the outer box 16 and the inner box 17. A door that can open and close the opening of each storage room is provided on the front surface of the box body 18, and from the top, two Kannon-type refrigerating room doors 19, a drawer-type ice making room door 20, and a freezer room upper door 21-a. , The freezer compartment lower door 21-b and the vegetable compartment door 22 are configured. A control board 11 is installed on the ceiling surface of the refrigerator, and an operation board 13 is installed on the front surface of the refrigerator door 19. The location of the substrates 11 and 13 is not limited to this, but they are arranged on or near the outer surface of the refrigerator.

［無接点リレー２３〜２７への電力の分配］
図３は、ヒータの制御系の構成図である。制御系は、商用電源部１、フィルタ回路部２、ヒータ３〜７、ダイオード等の整流回路部３１及び平滑コンデンサ部３２から構成されるコンバータ部３０、スイッチング電源部３５、制御基板１１に配されたマイクロコンピュータ２９（後述の絶縁型に該当）、ドライブ回路部２８、無接点リレー２３〜２７、及び、電流制限抵抗８を備えている。なお、コンバータ部３０の出力側にインバータ回路３３および圧縮機１２を設けている。 [Distribution of power to non-contact relays 23 to 27]
FIG. 3 is a block diagram of a heater control system. The control system is arranged in a commercial power supply unit 1, a filter circuit unit 2, heaters 3 to 7, a converter unit 30 including a rectifier circuit unit 31 such as a diode and a smoothing capacitor unit 32, a switching power supply unit 35, and a control board 11. The capacitor 29 (corresponding to the insulation type described later), the drive circuit unit 28, the non-contact relays 23 to 27, and the current limiting resistor 8 are provided. An inverter circuit 33 and a compressor 12 are provided on the output side of the converter unit 30.

商用電源部１は、例えば、家庭用交流電源（一般に日本国内では実効値１００Ｖ、海外では実効値１１０Ｖ、または実効値２００Ｖ以上の電圧）である。 The commercial power supply unit 1 is, for example, a household AC power supply (generally, a voltage having an effective value of 100 V in Japan, an effective value of 110 V overseas, or an effective value of 200 V or more).

商用電源部１から供給される交流の電力は、フィルタ回路部２によってノイズ除去される。フィルタ回路部２を通過した電流の一部は、無接点リレー２３〜２７のトライアックが導通状態にある間、ヒータ３〜７に流れてヒータ３〜７が発熱する。トライアックの導通／非導通の切替え方法は後述する。 The AC power supplied from the commercial power supply unit 1 is noise-removed by the filter circuit unit 2. A part of the current that has passed through the filter circuit unit 2 flows to the heaters 3 to 7 while the triacs of the non-contact relays 23 to 27 are in a conductive state, and the heaters 3 to 7 generate heat. The method of switching the continuity / non-conduction of the triac will be described later.

フィルタ回路２を通過した電流の残部（又は全部）は、コンバータ部３０に流れる。コンバータ部３０に流れた電流は、整流回路部３１及び平滑コンデンサ部３２で直流に変換され、一部はインバータ部３３で交流に成形されて圧縮機１２に流れる。残部はスイッチング電源３５で直流のまま変圧される。スイッチング電源３５は、電流制限抵抗８に所定の電圧（本実施例では５Ｖ）を印加可能な状態で電気的に接続している。電流制限抵抗８は、無接点リレー２３〜２７の入力側にあるフォトダイオードとスイッチング電源３５の間に設けられている。 The rest (or all) of the current that has passed through the filter circuit 2 flows to the converter unit 30. The current flowing through the converter section 30 is converted into direct current by the rectifier circuit section 31 and the smoothing capacitor section 32, and a part of the current is formed into alternating current by the inverter section 33 and flows through the compressor 12. The rest is transformed by the switching power supply 35 as it is DC. The switching power supply 35 is electrically connected to the current limiting resistor 8 in a state in which a predetermined voltage (5 V in this embodiment) can be applied. The current limiting resistor 8 is provided between the photodiode on the input side of the non-contact relays 23 to 27 and the switching power supply 35.

なお、ヒータ３〜７のオン／オフを切り替えるスイッチは、無接点リレー２３〜２７に限られない。 The switch for switching the heaters 3 to 7 on / off is not limited to the non-contact relays 23 to 27.

［無接点リレー２３〜２７の切替］
無接点リレー２３〜２７はそれぞれ、電流が流れると発光する発光部としてのフォトトランジスタと、光を受けて非導通状態（オフ状態）から導通状態（オン状態）に切り替わる光センサとしてのトライアックとを有している。トライアックは、光を受けていない間は非導通状態となる。 [Switching of non-contact relays 23 to 27]
The non-contact relays 23 to 27 each have a phototransistor as a light emitting unit that emits light when a current flows, and a triac as an optical sensor that receives light and switches from a non-conducting state (off state) to a conducting state (on state). Have. The triac is in a non-conducting state while not receiving light.

無接点リレー２３〜２７のフォトトランジスタは、それぞれ、正側が電流制限抵抗８に、負側がドライブ回路２８のドライブ信号出力側に電気的に接続されている。電流制限抵抗８は、スイッチング電源３５により生成された直流電源（本実施例では５Ｖ）に電気的に接続されている。一方、トライアックは商用電源部１に電気的に接続しており、導通／非導通状態が切り替わることでヒータ３〜７への電流供給が切り替わる。 The phototransistors of the non-contact relays 23 to 27 are electrically connected to the current limiting resistor 8 on the positive side and to the drive signal output side of the drive circuit 28 on the negative side, respectively. The current limiting resistor 8 is electrically connected to a DC power supply (5 V in this embodiment) generated by the switching power supply 35. On the other hand, the triac is electrically connected to the commercial power supply unit 1, and the current supply to the heaters 3 to 7 is switched by switching the conduction / non-conduction state.

電流制限抵抗８は、直流電源（５Ｖ）と、の無接点リレー２３〜２７のうち少なくとも２つに係るフォトトランジスタとの間に設けられている。本実施例では、一の電流制限抵抗８が全部の無接点リレー２３〜２７のフォトトランジスタに電気的に接続している。 The current limiting resistor 8 is provided between the DC power supply (5V) and the phototransistors related to at least two of the non-contact relays 23 to 27. In this embodiment, one current limiting resistor 8 is electrically connected to all the phototransistors of the non-contact relays 23 to 27.

本実施例では、このように電流制限抵抗８としての抵抗１つで複数の無接点リレー２３〜２７に電流を流すようにしており、抵抗素子数を低減した構成となっている。本実施例のようにすべてのフォトトランジスタに共通に電流制限抵抗８を設けても良いが、フォトトランジスタの個数よりも電流制限抵抗８(抵抗素子)の個数の方が少なければ、適宜部分的に抵抗素子を共通化しても良い。 In this embodiment, the current is passed through the plurality of non-contact relays 23 to 27 with one resistor as the current limiting resistor 8 in this way, and the number of resistance elements is reduced. As in this embodiment, the current limiting resistor 8 may be provided in common to all the phototransistors, but if the number of current limiting resistors 8 (resistors) is smaller than the number of phototransistors, it may be partially provided as appropriate. The resistance element may be shared.

マイクロコンピュータ２９は、野菜室温度、外気温度、冷凍室温度、冷蔵室温度等の温度を、野菜室内、庫外、冷凍室内、冷蔵室内それぞれに配した温度センサを通じて取得する。マイクロコンピュータ２９は、取得したそれぞれの貯蔵室温度に対する庫外温度との差分値の情報を利用して、フォトトランジスタの発光／非発光を切り替える指令をドライブ回路２８に出力する。より具体的には、マイクロコンピュータ２９は、温度センサにより検出された貯蔵室内および外気温度などの温度に基づいて通電指令信号（ヒータ３〜７のデューティ比の指令に相当する信号）を生成し、ドライブ回路部２８に出力する。 The microcomputer 29 acquires temperatures such as the vegetable room temperature, the outside air temperature, the freezing room temperature, and the refrigerating room temperature through temperature sensors arranged in each of the vegetable room, the outside, the freezing room, and the refrigerating room. The microcomputer 29 outputs a command for switching between light emission / non-light emission of the phototransistor to the drive circuit 28 by using the information of the difference value between the acquired storage room temperature and the outside temperature. More specifically, the microcomputer 29 generates an energization command signal (a signal corresponding to a duty ratio command of the heaters 3 to 7) based on the temperature of the storage room and the outside air detected by the temperature sensor. Output to the drive circuit unit 28.

ドライブ信号に従い、フォトトランジスタが発光する。ドライブ信号がオンの場合、上述の直流電源（５Ｖ）からの電流がフォトトランジスタに流れてフォトトランジスタが発光する。この光を受けて対となるトライアックが導通状態となり、フィルタ回路部２から流れる交流電流がヒータ３〜７に流れることができる。 The phototransistor emits light according to the drive signal. When the drive signal is on, the current from the above-mentioned DC power supply (5V) flows through the phototransistor, causing the phototransistor to emit light. In response to this light, the paired triac becomes conductive, and the alternating current flowing from the filter circuit unit 2 can flow to the heaters 3 to 7.

無接点リレー２３〜２７のトライアックは、各ヒータ３〜７にそれぞれ直列に接続されており、商用電源１の一方側と他方側それぞれに、フィルタ回路部２を介して電気的に接続している。ドライブ回路部２８の信号に応じてヒータ３〜７への通電がオン／オフする。 The triacs of the non-contact relays 23 to 27 are connected in series to the heaters 3 to 7, and are electrically connected to one side and the other side of the commercial power supply 1 via the filter circuit unit 2. .. The energization of the heaters 3 to 7 is turned on / off according to the signal of the drive circuit unit 28.

［ヒータ３〜７の消費電力］
ヒータ３〜７は、フィルタ回路部２でノイズ除去された商用電源部１の交流電力を利用して発熱する。ヒータ３〜７はそれぞれ、２つの冷蔵室扉１９の隙間の結露を抑制するために配置される回転シキリヒータ３と、製氷機へ水を給水する際に使用するパイプの凍結を抑制するために配置される給水パイプヒータ４と、冷蔵室、冷凍室、野菜室それぞれの庫内温度が下がり過ぎた場合に上昇させるときに用いることができる冷蔵室温度補償用ヒータ５、冷凍室温度補償用ヒータ６、及び野菜室温度補償用ヒータ７とである。ヒータ３〜７は、センシングされた温度により、例えば予め設定されたデューティ比で動作するように制御される。ヒータ３〜７は何れも、これらのうち最小の消費電力のヒータの１０倍以内の消費電力に収まるように構成されている。例えば、何れも１００ｍＡオーダの電流が流れ、それぞれのデューティ比は概ね等しくされることができる。なお、上記ヒータ以外に庫内に設置された冷却器１３の除霜を行う除霜用ヒータ１０（３Ａ程度の電流が流れる）も備えている。このように消費電力を概ね同じオーダに収めることで、複数のヒータ３〜７に対して共通の電流制限抵抗８を利用しても悪影響が顕在化することを抑制できる。 [Power consumption of heaters 3 to 7]
The heaters 3 to 7 generate heat by using the AC power of the commercial power supply unit 1 whose noise has been removed by the filter circuit unit 2. The heaters 3 to 7 are arranged to suppress the freezing of the rotating shikiri heater 3 arranged to suppress the dew condensation in the gap between the two refrigerating chamber doors 19 and the pipe used when supplying water to the ice maker. Water supply pipe heater 4 to be used, a refrigerator room temperature compensation heater 5 and a freezing room temperature compensation heater 6 that can be used to raise the temperature inside the refrigerator compartment, the freezer compartment, and the vegetable compartment when the temperature is too low. , And the vegetable compartment temperature compensation heater 7. The heaters 3 to 7 are controlled by the sensed temperature so as to operate, for example, at a preset duty ratio. All of the heaters 3 to 7 are configured so as to have a power consumption within 10 times that of the heater having the minimum power consumption among them. For example, a current of 100 mA order flows in each case, and their duty ratios can be made substantially equal. In addition to the above heater, a defrosting heater 10 (current of about 3A flows) for defrosting the cooler 13 installed in the refrigerator is also provided. By keeping the power consumption in substantially the same order in this way, it is possible to suppress the occurrence of adverse effects even if the common current limiting resistor 8 is used for the plurality of heaters 3 to 7.

なお、無接点リレー２３〜２７は、回転シキリヒータ３への通電をオン／オフする回転シキリヒータの無接点リレー２３と、給水パイプヒータ４への通電をオン／オフ制御する給水パイプヒータ４の無接点リレー２４と、冷蔵室温度補償用ヒータ５への通電をオン／オフ制御する冷蔵室温度補償用ヒータの無接点リレー２５と、冷凍室温度補償用ヒータ６への通電をオン／オフ制御する冷凍室温度補償用ヒータの無接点リレー２６と、野菜室温度補償用ヒータ７への通電をオン／オフ制御する野菜室温度補償用ヒータの無接点リレー２７とである。 The non-contact relays 23 to 27 are the non-contact relay 23 of the rotary shikiri heater that turns on / off the energization of the rotary shikiri heater 3 and the non-contact of the water supply pipe heater 4 that turns on / off the energization of the water supply pipe heater 4. The non-contact relay 25 of the refrigerating chamber temperature compensating heater that controls the energization of the relay 24 and the refrigerating chamber temperature compensating heater 5 on / off, and the refrigeration that controls the energization of the refrigerating chamber temperature compensating heater 6 on / off. The room temperature compensating heater non-contact relay 26 and the vegetable room temperature compensating heater 7 non-contact relay 27 for turning on / off the energization of the vegetable room temperature compensating heater 7.

本実施例によれば、ヒータ個数よりも抵抗個数を少なくすることができる。また、ヒータ３〜７のオン／オフを、各フォトトランジスタを制御することで独立して制御できる。 According to this embodiment, the number of resistors can be made smaller than the number of heaters. Further, the on / off of the heaters 3 to 7 can be controlled independently by controlling each phototransistor.

［ヒータ３〜７のオン／オフ制御］
無接点リレーのフォトトランジスタは、小さい抵抗値を有するところ、複数のフォトトランジスタが並列に接続されている回路構成だと、複数のフォトトランジスタを同時に発行させる場合、フォトトランジスタの特性バラつき次第では、一部のフォトトランジスタに集中して電流が流れ得る。電流が集中すると、フォトトランジスタが破壊される虞がある。また、電流が小さいとフォトトランジスタの光が弱く、トライアックをオン状態にできない虞がある。このため、本実施例では、無接点リレー２３〜２７のうち、同時には１つ以下のみがオンするように制御する。 [On / off control of heaters 3 to 7]
A non-contact relay phototransistor has a small resistance value, but if it has a circuit configuration in which multiple phototransistors are connected in parallel, when multiple phototransistors are issued at the same time, depending on the variation in the characteristics of the phototransistors, Current can flow concentrated on the phototransistor of the part. If the current is concentrated, the phototransistor may be destroyed. Further, if the current is small, the light of the phototransistor is weak and there is a possibility that the triac cannot be turned on. Therefore, in this embodiment, only one or less of the non-contact relays 23 to 27 is controlled to be turned on at the same time.

具体的な制御内容について図４を用いて説明する。図４は各ヒータ３〜７の通電状態を示すタイムチャートである。本実施例では、すべてのヒータに均等に電流を流すように制御している。通電周期として適当な秒数Ｔをとり、それぞれのヒータが略等しい時間だけ順番にオンするように制御される。こうして全てのヒータがオン／オフし終わると最初の回転シキリヒータに戻り通電する。この１サイクルを１周期とし、周期あたりの時間Ｔをヒータ数で割ってヒータのオン時間とする。ヒータの数やヒータの通電順はこの限りではなく、毎周期同じ順番で通電しなくても良い。 The specific control contents will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a time chart showing the energized state of each of the heaters 3 to 7. In this embodiment, the current is controlled to flow evenly to all the heaters. An appropriate number of seconds T is taken as the energizing cycle, and the heaters are controlled to be turned on in order for substantially the same time. When all the heaters have been turned on / off in this way, they return to the first rotating shikiri heater and are energized. This one cycle is defined as one cycle, and the time T per cycle is divided by the number of heaters to obtain the heater on time. The number of heaters and the order of energization of the heaters are not limited to this, and it is not necessary to energize in the same order every cycle.

また、本実施例では、各周期でヒータそれぞれの通電率を同一にしているが、これらを互いに異ならせても良い。すなわち、より加熱が必要な部分に配されたヒータの通電率を高くしたり、加熱をあまり必要としない部分に配されたヒータの通電率を低くしたりすることができる。 Further, in this embodiment, the energization rate of each heater is the same in each cycle, but these may be different from each other. That is, it is possible to increase the energization rate of the heater arranged in the portion requiring more heating, or decrease the energization rate of the heater arranged in the portion requiring less heating.

このように、通電したいヒータに対応する無接点リレーを順番に１つだけオンすることで、無接点リレーの破壊を抑制しつつヒータを発熱させることができる。一部のヒータのみをオンしたい場合は、オンしたくないヒータへの通電をスキップすればよい。また、一部のヒータをより発熱させたい場合は、１周期におけるそのヒータのオン時間を長くとり、他のヒータのオン時間を短くとるように制御すればよい。 In this way, by turning on only one non-contact relay corresponding to the heater to be energized in order, the heater can be heated while suppressing the destruction of the non-contact relay. If you want to turn on only some of the heaters, you can skip the energization of the heaters that you do not want to turn on. Further, when it is desired to generate more heat in some heaters, the on-time of the heater in one cycle may be lengthened and the on-time of the other heaters may be shortened.

本実施例の制御は、各ヒータの特性バラつきが不明な場合に特に好適である。例えば、一部又は全部のヒータのフォトトランジスタの特性（抵抗値）が既知の場合は、近しい抵抗値のヒータをまとめてオンするようにしてもよい。すなわち、複数のヒータのうち、一部のみをオンにして残部をオフにすることを一周期中で順番に切替えてもよい。 The control of this embodiment is particularly suitable when the variation in the characteristics of each heater is unknown. For example, when the characteristics (resistance value) of the phototransistors of some or all heaters are known, heaters having similar resistance values may be turned on together. That is, of the plurality of heaters, turning on only a part and turning off the rest may be sequentially switched in one cycle.

本実施例の制御によれば、無接点リレーの破壊を抑制し、また、ドライブ回路がオン命令を出力したにも拘らず対応する無接点リレーが導通しないといったことを抑制できる。 According to the control of this embodiment, it is possible to suppress the destruction of the non-contact relay, and it is possible to suppress that the corresponding non-contact relay does not conduct even though the drive circuit outputs an on command.

１商用電源部
２フィルタ回路部
３回転シキリヒータ
４給水パイプヒータ
５冷蔵室温度補償用ヒータ
６冷凍室温度補償用ヒータ
７野菜室温度補償用ヒータ
８電流制限抵抗
１０除霜ヒータ
１１制御基板
１２圧縮機
１３操作基板
１４冷却器
１６外箱
１７内箱
１８箱体
１９冷蔵室扉
２０製氷室扉
２１−ａ冷凍室上段扉
２１−ｂ冷凍室下段扉
２２野菜室扉
２３回転シキリヒータの無接点リレー
２４給水パイプヒータの無接点リレー
２５冷蔵室温度補償用ヒータの無接点リレー
２６冷凍室温度補償用ヒータの無接点リレー
２７野菜室温度補償用ヒータの無接点リレー
２８ドライブ回路部
２９マイクロコンピュータ（非絶縁回路）
３０コンバータ部
３１整流回路部
３２平滑コンデンサ部
３３インバータ部
３４スイッチング電源 1 Commercial power supply
2 Filter circuit part 3 Rotating shikiri heater 4 Water supply pipe heater 5 Refrigerator room temperature compensation heater 6 Refrigerator room temperature compensation heater 7 Vegetable room temperature compensation heater 8 Current limiting resistance 10 Defrosting heater 11 Control board 12 Compressor 13 Operation board 14 Cooler 16 Outer box 17 Inner box 18 Box body 19 Refrigerator room door 20 Ice making room door 21-a Freezer room upper door 21-b Freezer room lower door 22 Vegetable room door 23 Rotating shikiri heater non-contact relay 24 No water supply pipe heater Contact relay 25 Refrigerator room temperature compensation heater non-contact relay 26 Freezer room temperature compensation heater non-contact relay 27 Vegetable room temperature compensation heater non-contact relay 28 Drive circuit section 29 Microcomputer (non-insulated circuit)
30 Converter section
31 Rectifier circuit section 32 Smoothing capacitor section
33 Inverter section 34 Switching power supply

Claims

With multiple heaters
A switch electrically connected to each of the plurality of heaters,
A refrigerator having a switching power supply as a power supply for each of the switches.
It has a current limiting resistor electrically connected to the plurality of heaters.
Each of the switches is a refrigerator characterized in that, at the same time, the switches having similar characteristics are turned on together and the rest are turned off.