JPH06313637A

JPH06313637A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH06313637A
Application number: JP5125322A
Authority: JP
Inventors: Hikari Katsuki; 光香月; Isao Arai; 功新井; Masayuki Shimizu; 正之清水
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロコンピュータを搭載したコントローラ
に感知できない瞬時停電が発生したとき、圧縮機の停動
状態を排除する。【構成】交流電源を整流する整流器１１、平滑コンデン
サＣ１、定電圧を形成するスイッチングトランジスタ１
３及び制御用ＩＣ１５を有する電源装置と、電源装置に
より形成された直流電圧を電源とし且つ少なくとも圧縮
機の駆動を制御するマイクロコンピュータ１６を含むコ
ントローラ１４とを備える。整流器１２のプラス側直流
出力を監視して瞬時停電を検出する電圧形成回路２０、
ダイオードＤ、及び制御用ＩＣ（判断回路）１５を備え
る。コントローラ１６は、瞬時停電が検出されたときに
圧縮機の駆動を停止させる手段と、その停止後、圧縮機
の吐出側及び吸引側の圧力差が所定値以下になるまで圧
縮機の再起動を禁止する手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントローラにマイク
ロコンピュータを搭載した空気調和機に係り、とくに、
電源装置の平滑用コンデンサの蓄積電荷で吸収されるよ
うな瞬時停電が発生した際の対処機構を備えた空気調和
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の、空気調和機の概略構成を、図４
の冷媒回路図（冷凍サイクル）を用いて説明する。

【０００３】図４において、符号１０１は圧縮機を示
す。この圧縮機１０１は、冷媒配管の相互接続により、
四方弁１０２、熱源側熱交換器１０３、キャピラリーチ
ューブ１０４、１０６、利用側熱交換器１０８、及びア
キュムレータ１０９に順次接続され、最後は再び圧縮機
１０１に戻ってループを成し、冷凍サイクルを形成して
いる。この冷凍サイクルは、四方弁１０２の回路を切り
換えることにより、冷房運転用の冷凍サイクルと暖房運
転用の冷凍サイクルとを任意に選択できる。なお、符号
１１５は室外側ユニットであり、圧縮機１０１、熱源側
熱交換器１０３などを搭載している。符号１１６は室内
側ユニットであり、利用側熱交換器１０８などを搭載し
ている。

【０００４】冷房運転時には、圧縮機１０１から吐出さ
れた圧縮冷媒は、図４中の実線矢印のように流れる。こ
れにより、熱源側熱交換器１０３が凝縮器として作用
し、利用側熱交換器１０８が蒸発器として作用して部屋
を冷房することができる。このとき、逆止弁１０５がキ
ャピラリーチューブ１０４に並列接続されているため、
冷媒はキャピラリーチューブ１０４をバイパスして流れ
る。これに対して暖房運転時には、圧縮機１０１から吐
出された圧縮冷媒は、図４中の一点鎖線矢印のように流
れる。これにより、今度は利用側熱交換器１０８が凝縮
器、熱源側熱交換器１０３が蒸発器として作用し、暖房
運転を行うことができる。このような冷凍サイクルを用
いると、冷房運転時と暖房運転時とで有効に動作するキ
ャピラリーチューブが変わる。すなわち、減圧量を変え
ることができる。

【０００５】さらに、図４中、符号１０７、１１０はサ
ービスバルブである。符号１１１はプロペラファンであ
り、電動機１１２により回転される。このプロペラファ
ン１１１の回転により熱源側熱交換器１０３が送風さ
れ、この熱交換器１０３の熱交換効率が良くなる。符号
１１３はクロスフローファンであり、電動機１１４によ
り回転する。クロスフローファン１１３の回転により利
用側熱交換器１０８に送風が行われ、この熱交換器１０
８で冷却又は加熱された空気が目的とする部屋に供給さ
れる。

【０００６】このような構成の空気調和機は、通常、マ
イクロコンピュータを搭載したコントローラにより制御
されている。そのコントローラの電源は定電圧電源とし
て構成されるもので、従来においては、例えば、図５に
示すような電気回路が用いられている。

【０００７】この構成を説明すると、商用電源１２０を
変圧する変圧器１２１の２次側が全波整流器１２２の交
流入力端に接続され、この整流器１２２の直流出力端が
平滑用コンデンサＣ１０及び抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧回路
に並列に接続されている。平滑用コンデンサＣ１０は、
電圧を安定化させるため、静電容量を大きく（例えば２
２００μＦ）とっている。

【０００８】また、整流器１２２の直流出力端のプラス
側がスイッチングトランジスタ１２３を介してコントロ
ーラ１２５に接続され、このスイッチングトランジスタ
１２３のベースが、スイッチング用ＩＣ１２６の制御用
のＶ_cont端子から駆動電圧の供給を受ける。このスイッ
チング用ＩＣ１２６のＶ_s端子は電圧検知用であり、分
圧回路の抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧点に接続されている。ま
たスイッチング用ＩＣ１２６のREST端子はリセット用で
あり、コントローラ１２５におけるマイクロコンピュー
タ１２７のREST端子に接続されている。

【０００９】これにより、スイッチングトランジスタ１
２３に接続されているコントローラ１２５に定電圧を供
給できる。これとともに、スイッチング用ＩＣ１２６
は、分圧回路の抵抗Ｒ１、Ｒ２から供給された電圧をＶ
_s端子を介して監視し、この電圧が一定レベル以下にな
ったとき、REST端子から例えばトリガ信号をマイクロコ
ンピュータ１２７のREST端子に出力する。これにより、
マイクロコンピュータ１２７はリセットされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図５記載の直流電源装置にあっては、平滑用コンデン
サＣ１０の静電容量が電圧安定化のために大きな値にな
っているため、数十msec程度の瞬時停電が起こっても、
その電源装置に接続されている直流回路は何等影響を受
けないが、交流回路、とくに圧縮機（図４参照）に停動
などの悪影響を及ぼすという問題があった。

【００１１】この問題を詳述すると、通常、１００msec
程度又はそれ以内の瞬時停電が発生した場合、図５記載
のマイクロコンピュータ１２７は、平滑用コンデンサＣ
１０の蓄積電荷があるため、停電が発生したことを検知
できないことから、冷房（又は暖房）運転をそのまま継
続させようとする。しかし、圧縮機にとっては瞬間的で
はあっても交流電源が無くなることになる。１０msec程
度の停電であれば、圧縮機のロータは惰性で回転してい
る間に電源が復帰することになるので、さほど問題とは
ならない。しかし、停電時間が数十msecを越える比較的
長時間になると、圧縮機のロータは一旦、回転を停止さ
せ、電源復帰時に再び回転しようとする。この再起動
時、圧縮機の吐出側と吸引側との間の圧力差は非常に大
きいまゝであり、圧縮機は起動できずにロック状態に至
る。このロック状態に至ると、圧縮機のモータに過電流
が流れ、モータの巻線が焼損する恐れがあった。

【００１２】本発明は、上述した従来の電源回路の問題
に鑑みてなされたもので、マイクロコンピュータ（コン
トローラ）が平滑用コンデンサの蓄積電荷に拠って感知
できない、比較的長時間の瞬時停電が生じた場合でも、
交流回路に与える悪影響（とくに圧縮機の停動）を確実
に排除できる空気調和機を提供することを目的とする。
また、既存の電源回路の構成を極力活かした簡単な構成
でもって上記悪影響を排除できる空気調和機を提供する
ことを別の目的とする。さらに、瞬時停電から復帰した
後、停電前の運転状態をそのまま継続できる空気調和機
を提供することを更に別の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る空気調和機は、交流電源を整流する
整流器と、この整流器の出力を平滑する平滑コンデンサ
と、この平滑コンデンサに並列に接続され且つ定電圧を
形成する電圧安定化回路とを有する電源装置、及び上記
電圧安定化回路により形成された直流電圧を電源とし且
つ少なくとも圧縮機の運転を制御するマイクロコンピュ
ータを含むコントローラを備える。さらに、前記整流器
のプラス側直流出力を監視して瞬時停電を検出する瞬時
停電検出手段を備えるとともに、前記コントローラのマ
イクロコンピュータは、上記瞬時停電検出手段が瞬時停
電を検出したときに上記圧縮機の駆動を停止させる圧縮
機停止手段と、この圧縮機停止手段が上記圧縮機を停止
させた後、当該圧縮機の吐出側及び吸引側の圧力差が所
定値以下になるまで上記圧縮機の再起動を禁止する禁止
手段とを備える。

【００１４】

【作用】本発明に係る空気調和機にあっては、整流器の
プラス側直流出力が瞬時停電検出手段により常時監視さ
れている。このため、瞬時停電検出手段の電圧形成回路
の時定数及び判断回路の判断レベルなどを適宜調整して
おくことにより、比較的長期の瞬時停電（例えば数十ms
ec〜100msec の停電）が生じた場合、その瞬時停電を電
圧値の低下を介して検出できる。これにより、瞬時停電
は、例えばリセット信号の形で瞬時停電検出手段からコ
ントローラのマイクロコンピュータに伝えられる。この
瞬時停電の信号を受けたマイクロコンピュータでは、ま
ず、圧縮機停止手段により圧縮機の駆動が停止される。
この停止後、圧力差が所定値以上であると判断される間
は、禁止手段により、圧縮機の再起動が禁止される。

【００１５】このため、圧縮機が瞬時停電により一度停
止した場合、圧縮機の吐出側及び吸引側の圧力差が小さ
くなって起動可能な状態になるまで圧縮機の再起動はか
からない。したがって、従来、圧縮機に生じていた停動
状態を確実に回避できる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例に係るヒートポン
プ式空気調和機を、図１〜図３に基づき説明する。な
お、この実施例の空気調和機に適用される冷凍サイクル
は、前述した図４記載のものと同一である。

【００１７】この実施例の空気調和機は、図１に示す定
電圧電源を成す電源装置を有している。まず、商用電源
１０が変圧器１１の１次側に接続され、この変圧器１１
の２次側が全波整流器１２の交流入力端に接続されてい
る。この整流器１２の直流出力端のプラス側が逆流防止
用のダイオードＤを介して平滑用コンデンサＣ１の一方
の端子に至る。また整流器１２の直流出力端のマイナス
側はそのまま平滑用コンデンサＣ１の他方の端子に至
る。平滑用コンデンサＣ１は、電圧を安定化させるた
め、大きな静電容量（例えば２２００μＦ）のものが使
われている。

【００１８】ダイオードＤのカソード側はまた、スイッ
チングトランジスタ１３のエミッタ・コレクタを介して
コントローラ１４に接続されている。スイッチングトラ
ンジスタ１３のベースは、スイッチング制御用ＩＣ１５
の「Ｖ_cont」端子から制御信号の供給を受け、電圧安定
化のためのスイッチング動作が可能になっている。この
スイッチング制御用ＩＣ１５の「Ｖ_s」端子は電圧検知
用であり、後述する瞬時停電を含む停電時の検出電圧Ｖ
ｓが供給される。また、スイッチング制御用ＩＣ１５の
「REST」端子はリセット用であり、コントローラ１４に
おけるマイクロコンピュータ１６の「REST」端子に接続
されている。

【００１９】マイクロコンピュータ１６は、この「RES
T」端子に入力されるリセット信号により、瞬時停電を
知ることになり、この「REST」入力の有無により瞬時停
電を検出することができる。

【００２０】スイッチング制御用ＩＣ１５は、そのＶ_s
端子に供給される停電時の検出電圧Ｖｓを常時監視して
おり、この電圧Ｖｓが一定レベルＶso（図２参照）以下
になったとき、REST端子からトリガ信号をマイクロコン
ピュータ１６のREST端子に出力する。これにより、マイ
クロコンピュータ１２７はリセットされる。つまり、ス
イッチング制御用ＩＣ１５はこの実施例では、瞬時停電
の判断回路も兼ねている。

【００２１】一方、前記全波整流器１２の直流出力端の
プラス側とダイオードＤとの経路には、瞬時停電検出用
の電圧形成回路２０が分岐して接続されている。この電
圧形成回路２０は、停電が発生すると、一定の時定数で
低下する電圧を形成するもので、分岐点から抵抗Ｒ３を
介してコンデンサＣ２を介してアースに至る回路と、コ
ンデンサＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列
回路とを有している。そして、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧点
Ｐが検出電圧Ｖｓの取出口となり、この分圧点Ｐが前述
したスイッチング制御用ＩＣ１５の「Ｖ_s」端子に接続
されている。

【００２２】分圧点Ｐの電圧Ｖｓは、停電の無い正常時
には図２に示すように、電源装置の所定出力に対応した
規定値Ｖｓ＝Ｖsmを維持している。コンデンサＣ２は、
正常時における電圧変動を停電と誤認させないようにす
るものであり、停電時には迅速に停電状態を感知する必
要があるため、小さい静電容量（例えば１μＦ）のもの
を選択してある。

【００２３】このため、例えば図２において時刻ｔ₀で
停電が発生すると、分圧電圧Ｖｓは直ちにコンデンサＣ
２及び抵抗Ｒ１，Ｒ２で決まる時定数で急速に低下す
る。このとき、平滑用コンデンサＣ１の蓄積電荷による
電流はダイオードＤに阻止されて、係る分圧電圧Ｖｓに
は影響しない。

【００２４】さらに、前記マイクロコンピュータ１６
は、通常の動作時には所定のメインプログラムを実行し
ており、操作パネルからの指定情報に基づいて冷房又は
暖房運転のための制御を行っている。このメインプログ
ラムには、一度、運転停止した後の再運転開始時など
に、圧縮機（図４参照）を保護するための一定時間の待
機を指令するタイマ機能も含まれている。また、このマ
イクロコンピュータ１６はメインプログラムを実行中
に、一定の微小時間（例えば５msec）毎に図３に示した
処理をタイマ割り込みで実行するようになっている。な
お、図１には、マイクロコンピュータ１６に接続された
パワーリレー３０が示され、このパワーリレー３０が、
マイクロコンピュータ１６の制御対象の一部としての圧
縮機の運転をオン、オフ可能になっている。

【００２５】続いて、この実施例の全体動作を、瞬時停
電の処理を中心に説明する。

【００２６】図１の電源装置が作動すると、全波整流器
１２で整流され、平滑用コンデンサＣ１で平滑された電
圧がスイッチングトランジスタ１３を介して負荷として
のコントローラ１４に供給される。このとき、スイッチ
ング制御用ＩＣ１５からの制御信号によりスイッチング
トランジスタ１３がオン、オフし、定電圧の電源がコン
トローラ１４に供給される。これにより、マイクロコン
ピュータ１６は、所定のメインプログラムの処理を介し
て、指定された冷房又は暖房運転を指令でき、冷凍サイ
クル（図４参照）の各機構の作用により所望の冷房又は
暖房運転状態が得られる。

【００２７】この通常の運転状態において、図２に示す
如く、時刻ｔ₀で例えば数十msecの瞬時停電が起こった
とする。この瞬時停電発生により全波整流器１２の直流
出力が無くなるから、電圧形成回路２０の抵抗Ｒ１，Ｒ
２の分圧点Ｐの検出電圧Ｖｓも直ちに規定値Ｖｓ＝Ｖsm
から所定の時定数で低下する。そして、検出電圧Ｖｓが
閾値Ｖsoに到達した時刻ｔ₁でスイッチング制御用ＩＣ
１５は瞬時停電を判断し、リセット用のトリガ信号をマ
イクロコンピュータ１６に出力する。なお、時間差「ｔ
₁−ｔ₀」は、数十msecの瞬間停電の時間範囲に入るよ
うに、時定数が予め設定されている。

【００２８】次に、図３を参照して瞬時停電が発生した
場合のマイクロコンピュータ１６の制御動作を説明す
る。

【００２９】瞬時停電が発生すると、スイッチング制御
用ＩＣ１５からマイクロコンピュータ１６のリセット端
子「REST」にリセット信号が入力される。このリセット
信号によりマイクロコンピュータ１６は、内部各部をイ
ニシャライズして初期状態にセットする（ステップＳ
１）。

【００３０】次いで、マイクロコンピュータ１６のＣＰ
Ｕ（図示せず）はＲＡＭ（図示せず）内に格納されてい
る退避データが有効か否かを判断する（ステップＳ
２）。なお、停電時等の電源消失時においてＲＡＭは、
コンデンサ等により約１５分間バックアップされる。ス
テップＳ２の判断の結果、依然として退避データが有効
（ＹＥＳ）の場合、処理はステップＳ３に移り、退避デ
ータがロードされ、以下の処理はこのロードされた退避
データに基づいて行われる。ステップＳ２での判断の結
果がＮＯの場合は、マイクロコンピュータ１６のＲＯＭ
（図示せず）にセットされている初期データがロードさ
れる（ステップＳ４）。

【００３１】次に、上述のようにしてロードされたデー
タに従って運転動作が行われ、空調機内の各機器に出力
ポート介してＯＮ／ＯＦＦの設定動作が行われる（ステ
ップＳ５）。コンプレッサがＯＮにセットされている場
合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳ８に進み、予め設
定された時間が経過したか否か判断される。この経過時
間は例えばコンプレッサのＯＦＦから３分、あるいはイ
ニシャライズ（ステップＳ１）から３分であり、コンプ
レッサの吐出側と吸引側との圧力差が所定値に下がるま
での時間に相当する。よって、このステップＳ８は圧力
差の判断ステップに相当する。

【００３２】ステップＳ８の判断の結果が「ＹＥＳ」の
場合には、パワーリレーがＯＮにされ（ステップＳ
９）、運転再開の条件が成立し、再運転が開始する。ス
テップＳ８の判断の結果が「ＮＯ」の場合には、圧力差
が十分低下していないので、そのまゝの状態で待機し、
設定時間の経過すなわち圧力差の低下を待つ。

【００３３】パワーリレーがＯＮにされると（ステップ
Ｓ９）、処理はステップＳ１０に進み、必要な他の機器
のＯＮ／ＯＦＦのセットが行われる。

【００３４】次いで、運転スイッチの操作による運転／
停止、設定温度の変更、冷暖房の切換え等の運転条件の
変更があれば（ステップＳ１１）、その変更データがこ
れからの運転条件の基準となるので、ＲＡＭデータの更
新を行うべく変更データの退避を行い（ステップＳ１
２）、処理は再びステップＳ５に戻り、以下同様の処理
を繰り返す。

【００３５】このように、スイッチング制御用ＩＣ１５
から停電（瞬間停電を含む）の情報を受け取ったマイク
ロコンピュータ１６は、図３の処理を行うことより、一
度、圧縮機を制御側から確実に停止させる。しかも、そ
の吐出側及び吸引側の圧力差が無くなる（所定値以下に
なる）まで圧縮機の再起動は禁止される。これにより、
数十msec〜１００msec程度の比較的長期の瞬時停電時
に、制御側がその瞬時停電を感知できなかったことに起
因した圧縮機の停動状態を確実に回避できる。したがっ
て、圧縮機のモータの損傷などを防止でき、その長寿命
化を図ることができる。このとき、平滑用コンデンサＣ
１は従来と同様に大容量で、蓄積電荷も大きいから、瞬
時停電にも関わらず、そのままコントローラ１４に電圧
を供給でき、コントローラ１４の動作状態を電源復帰後
の通常状態に繋げることができる。

【００３６】一方、圧縮機の圧力差が無くなると自動的
に運転が再開され、その運転状態は瞬時停電前のものに
引き続くことになる。このため、瞬時停電が起こって運
転再開された場合でも、利用者が運転状態を再調整する
必要はない。これにより、利用者に多大な利便性を与え
ることができる。

【００３７】さらに、この実施例の電源装置にあって
は、整流器１２の出力を用いて停電状態を検出し且つダ
イオードＤを挿入して停電時の逆流を防止するととも
に、スイッチング制御用ＩＣ１５を判断回路として兼用
している。このように、従来の電源装置を大幅に変える
こともなく、また格段複雑な機構も装備していないか
ら、コストの増加を押さえた簡単な構成の瞬時停電検出
機構内臓の電源装置を提供できる。

【００３８】なお、この発明は上述した構成に限定され
ることなく、マイクロコンピュータを有するコントロー
ラが、平滑用コンデンサを有する電源装置から電源供給
を受けて動作し、圧縮機を中心とする冷凍サイクルを制
御する構成のものに適用するものであれば、任意に変
形、応用可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空気
調和機は、整流器のプラス側直流出力を監視して瞬時停
電を検出する瞬時停電検出手段を備えるとともに、コン
トローラは、瞬時停電検出手段が瞬時停電を検出したと
きに圧縮機の駆動を停止させる圧縮機停止手段と、この
圧縮機停止手段が上記圧縮機を停止させた後、当該圧縮
機の吐出側及び吸引側の圧力差が所定値以下になるまで
圧縮機の再起動を禁止する禁止手段とを備える。このた
め、コントローラ（マイクロコンピュータ）が平滑用コ
ンデンサの蓄積電荷に拠って感知できない、比較的長時
間の瞬時停電が生じた場合でも、圧縮機の停動を確実に
排除でき、その焼損を防止できるなど、耐久性向上及び
長寿命化を図ることができるとともに、既存の電源回路
の構成を極力活かした簡単な構成にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る空気調和機の電源装置
を示す回路図である。

【図２】瞬時停電に係る検出電圧Ｖｓの時間変化の一例
を示すグラフである。

【図３】停電時のマイクロコンピュータの処理例を示す
概略フローチャートである。

【図４】空気調和機の冷凍サイクルを示す冷媒回路図で
ある。

【図５】従来例に係る空気調和機の電源装置を示す回路
図である。

【符号の説明】

１０商用電源１１変圧器１２全波整流器１３スイッチングトランジスタ１４コントローラ１５スイッチング制御用ＩＣ１６マイクロコンピュータ２０電圧形成回路３０パワーリレーＣ１平滑用コンデンサＣ２コンデンサＲ１，Ｒ２抵抗Ｄダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を整流する整流器と、この整流
器の出力を平滑する平滑コンデンサと、この平滑コンデ
ンサに並列に接続され且つ定電圧を形成する電圧安定化
回路とを有する電源装置、及び上記電圧安定化回路によ
り形成された直流電圧を電源とし且つ少なくとも圧縮機
の運転を制御するマイクロコンピュータを含むコントロ
ーラを備えた空気調和機において、前記整流器のプラス側直流出力を監視して瞬時停電を検
出する瞬時停電検出手段を備えるとともに、前記コント
ローラのマイクロコンピュータは、上記瞬時停電検出手
段が瞬時停電を検出したときに上記圧縮機の駆動を停止
させる圧縮機停止手段と、この圧縮機停止手段が上記圧
縮機を停止させた後、当該圧縮機の吐出側及び吸引側の
圧力差が所定値以下になるまで上記圧縮機の再起動を禁
止する禁止手段とを備えたことを特徴とする空気調和
機。