JPH11325543A - 蓄電式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池の充電または放電に際して蓄電池の電
圧を正確に検出する必要があり、蓄電式空気調和装置に
適した精度の良い電圧検出回路を安価に実現する。 【解決手段】 蓄電池(11)が設けられた蓄電回路(40)
に、所定の充電終了電圧と蓄電池(11)の電圧とを比較す
る第１コンパレータ(124)と、所定の放電終了電圧と蓄
電池(11)の電圧とを比較する第２コンパレータ(123)と
を設ける。第１コンパレータ(124)は、蓄電池(11)の電
圧が充電終了電圧以上になると、第１フォトカプラ(12
6)を介してＣＰＵ(71)の充放電終了検出部(29)に充電終
了信号を出力し、充電運転が終了する。第２コンパレー
タ(123)は、蓄電池(11)の電圧が放電終了電圧以下にな
ると、第２フォトカプラ(125)を介して放電終了検出部
(29)に放電終了信号を出力し、放電運転が終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電手段を備えた
蓄電式空気調和装置に係り、特に、蓄電手段の電圧検出
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置には、特開平６
−１３７６５１号公報に開示されているように、蓄電池
を備えたものがある。この種の蓄電式空気調和装置は、
商用電源にトランスを介してコンバータと平滑コンデン
サとインバータと圧縮機モータとが順に接続される一
方、上記トランスに整流回路及びサイリスタを介して蓄
電池が接続され、当該蓄電池がインバータの前段に接続
されて構成されている。

【０００３】そして、通常は上記商用電源から商用電力
を圧縮機モータに供給する一方、例えば、真夏の昼間の
ように電力需要が最大となる電力ピーク時には、蓄電池
から２次電力を圧縮機モータに供給して商用電力の使用
を抑制する。

【０００４】ところで、蓄電式空気調和装置では、充電
時には充電電流を一定の値にしたまま充電し、放電時に
は放電電流を一定の値に維持しながら２次電力を圧縮機
モータに供給する定電流制御が行われる。従って、蓄電
式空気調和装置は定電流制御回路を備えている。

【０００５】また、充電及び放電は蓄電池の電圧に基づ
いて行う必要があるため、蓄電池の電圧を検出する電圧
検出回路が必要である。特に、充電を終了する基準とな
る充電終了電圧と放電を終了する基準となる放電終了電
圧とは互いに異なるため、電圧検出回路には充電終了電
圧を検出する回路と放電終了電圧を検出する回路とが必
要になる。

【０００６】定電流制御回路では、蓄電池の電流を直流
用のカレントトランス（電流検出器）で検出することに
よって、蓄電池が設けられた蓄電回路に対して制御回路
を非接触の状態にしたまま電流検出を行うことができ
る。そのため、蓄電回路と制御回路とのインターフェー
スを簡単化することが可能である。しかし、充電終了電
圧や放電終了電圧を検出する回路では、検出部と制御部
のＧＮＤレベル（電圧レベル）が異なるので、それらを
絶縁した状態で制御信号の受け渡しを実行させなければ
ならない。

【０００７】そこで、従来は、図６に示すように、検出
部と制御部とを絶縁した状態で蓄電池の電圧を検出する
ために、電圧検出用の増幅器を絶縁アンプ（アイソレー
ションアンプ）(200)で構成した電圧検出回路が用いら
れていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に絶縁ア
ンプ(200)は内部構造が複雑なために高価であり、電圧
検出回路の低コスト化の妨げとなっていた。比較的安価
な絶縁アンプとして光方式のものがあるが、光方式の絶
縁アンプは初期オフセットのばらつきやゲインのばらつ
きが大きく、計測精度に問題があるため、高精度の性能
が要求される電圧検出回路には適していない。例えば、
蓄電式空気調和装置の電圧検出回路には、無調整で±１
％程度の精度が要求されるが、光方式の絶縁アンプのゲ
インばらつきは３〜５％である。従って、光方式の絶縁
アンプを使用することは実際上は困難である。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、蓄電式空気調和装置
に適した精度の良い電圧検出回路を安価に実現すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、蓄電式空気調和装置では蓄電池の電圧と
所定の充電終了電圧または放電終了電圧との大小関係が
検出できれば十分であることに着目し、安価な比較手段
と絶縁信号手段とを組み合わせることにより、検出部と
制御部とを絶縁した状態で蓄電池の電圧を検出すること
とした。

【００１１】具体的には、図１のブロック図に示すよう
に、第１の発明が講じた手段は、電圧レベルの異なる互
いに絶縁された蓄電回路(40)と制御回路(39)とを備え、
該蓄電回路(40)に設けられた蓄電手段(11)に充電した２
次電力を電気機器(M1)に供給する蓄電式空気調和装置に
おいて、上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄電手段(1
1)の電圧と所定の充電終了電圧とを比較して該蓄電手段
(11)の電圧が該充電終了電圧以上になると１次信号を出
力する比較手段(124)と、該蓄電回路(40)と該制御回路
(39)との間に設けられ、該比較手段(124)の該１次信号
を受けると該制御回路(39)に２次信号を出力する絶縁信
号手段(126)と、該制御回路(39)に設けられ、該絶縁信
号手段(126)からの２次信号を受けると充電運転を終了
させる制御部(29)とを備えていることとしたものであ
る。

【００１２】なお、絶縁信号手段とは、互いに絶縁され
た２つの回路間において、その絶縁状態を維持したまま
信号の授受を行う手段である。

【００１３】上記発明特定事項により、比較手段(124)
に蓄電手段(11)の電圧が入力され、基準電圧としての充
電終了電圧との大小関係が比較される。そして、蓄電手
段(11)の電圧が充電終了電圧以上になると、比較手段(1
24)から絶縁信号手段(126)に１次信号が出力される。１
次信号を受けた絶縁信号手段(126)は、制御回路(39)の
制御部(29)に２次信号を出力する。絶縁信号手段(126)
から２次信号を受けた制御部(29)は、充電運転を終了さ
せる。その結果、蓄電手段(11)には所定の充電終了電圧
の２次電力が蓄えられる。

【００１４】第２の発明が講じた手段は、電圧レベルの
異なる互いに絶縁された蓄電回路(40)と制御回路(39)と
を備え、該蓄電回路(40)に設けられた蓄電手段(11)に充
電した２次電力を電気機器(M1)に供給する蓄電式空気調
和装置において、上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄
電手段(11)の電圧と所定の放電終了電圧とを比較して該
蓄電手段(11)の電圧が該放電終了電圧以下になると１次
信号を出力する比較手段(123)と、該蓄電回路(40)と該
制御回路(39)との間に設けられ、該比較手段(123)の該
１次信号を受けると該制御回路(39)に２次信号を出力す
る絶縁信号手段(125)と、該制御回路(39)に設けられ、
該絶縁信号手段(125)からの２次信号を受けると放電運
転を終了させる制御部(29)とを備えていることとしたも
のである。

【００１５】上記発明特定事項により、比較手段(123)
に蓄電手段(11)の電圧が入力され、基準電圧としての放
電終了電圧との大小関係が比較される。そして、蓄電手
段(11)の電圧が放電終了電圧以下になると、比較手段(1
23)から絶縁信号手段(125)に１次信号が出力される。１
次信号を受けた絶縁信号手段(125)は、制御回路(39)の
制御部(29)に２次信号を出力する。絶縁信号手段(125)
から２次信号を受けた制御部(29)は、放電運転を終了さ
せる。その結果、所定の放電終了電圧になるまで蓄電手
段(11)の２次電力が空気調和装置の電気機器(M1)に供給
される。

【００１６】第３の発明が講じた手段は、電圧レベルの
異なる互いに絶縁された蓄電回路(40)と制御回路(39)と
を備え、該蓄電回路(40)に設けられた蓄電手段(11)に充
電した２次電力を電気機器(M1)に供給する蓄電式空気調
和装置において、上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄
電手段(11)の電圧と所定の充電終了電圧とを比較して該
蓄電手段(11)の電圧が該充電終了電圧以上になると１次
側充電終了信号を出力する第１比較手段(124)と、該蓄
電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該第１
比較手段(124)の該１次側充電終了信号を受けると該制
御回路(39)に２次側充電終了信号を出力する第１絶縁信
号手段(126)と、上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄
電手段(11)の電圧と所定の放電終了電圧とを比較して該
蓄電手段(11)の電圧が該放電終了電圧以下になると１次
側放電終了信号を出力する第２比較手段(123)と、該蓄
電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該第２
比較手段(123)の該１次側放電終了信号を受けると該制
御回路(39)に２次側放電終了信号を出力する第２絶縁信
号手段(125)と、該制御回路(39)に設けられ、該第１絶
縁信号手段(126)からの２次側充電終了信号を受けると
充電運転を終了させる一方、該第２絶縁信号手段(125)
からの２次側放電終了信号を受けると放電運転を終了さ
せる制御部(29)とを備えていることとしたものである。

【００１７】上記発明特定事項により、第１比較手段(1
24)に蓄電手段(11)の電圧が入力され、充電終了電圧と
の大小関係が比較される。また、第２比較手段(123)に
蓄電手段(11)の電圧が入力され、放電終了電圧との大小
関係が比較される。そして、蓄電手段(11)の電圧が充電
終了電圧以上になると、第１比較手段(124)から第１絶
縁信号手段(126)に１次側充電終了信号が出力される。
１次側充電終了信号を受けた第１絶縁信号手段(126)
は、制御回路(39)の制御部(29)に２次側充電終了信号を
出力する。第１絶縁信号手段(126)から２次側充電終了
信号を受けた制御部(29)は、充電運転を終了させる。そ
の結果、蓄電手段(11)には所定の充電終了電圧の２次電
力が蓄えられる。一方、蓄電手段(11)の電圧が放電終了
電圧以下になると、第２比較手段(123)から第２絶縁信
号手段(125)に１次側放電終了信号が出力される。１次
側放電終了信号を受けた第２絶縁信号手段(125)は、制
御回路(39)の制御部(29)に２次側放電終了信号を出力す
る。第２絶縁信号手段(125)から２次側放電終了信号を
受けた制御部(29)は、放電運転を終了させる。その結
果、所定の放電終了電圧になるまで蓄電手段(11)の２次
電力が空気調和装置の電気機器(M1)に供給される。

【００１８】第４の発明が講じた手段は、上記第１〜３
のいずれか一つの発明において、比較手段は、コンパレ
ータ(123,124)によって構成され、絶縁信号手段は、フ
ォトカプラ(125,126)によって構成されていることとし
たものである。

【００１９】上記発明特定事項により、具体的な構成に
より、比較手段及び絶縁信号手段が安価に実現される。

【００２０】第５の発明が講じた手段は、上記第４の発
明において、制御部(29)は、ＣＰＵ(71)で構成され、該
ＣＰＵ(71)は、デジタル信号を入力する汎用ポートを介
してフォトカプラ(125,126)と接続されていることとし
たものである。

【００２１】上記発明特定事項により、フォトカプラ(1
25,126)からのデジタル信号は、制御部(29)を構成する
ＣＰＵ(71)に、上記汎用ポートを介して入力される。従
って、Ａ／Ｄ入力ポートが不要になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】−空気調和装置の全体構成− 図２及び図３に示すように、本実施形態に係る蓄電式空
気調和装置(10)は、１台の室外ユニット(1A)に１台の室
内ユニット(1B)が接続されて成るヒートポンプ式空気調
和装置である。また、蓄電式空気調和装置(10)は、室外
ユニット(1A)の圧縮機モータ(M1)に２次電力を供給する
ための蓄電池(11)を収容した蓄電ユニット(BM)を備えて
いる。

【００２４】上記室外ユニット(1A)は、パッケージ型に
構成され、図示しないが、圧縮機と四路切換弁と膨張弁
と熱源側熱交換器としての室外熱交換器とが接続されて
成る室外側の冷媒回路が収容されている。一方、室内ユ
ニット(1B)には、利用側熱交換器としての室内熱交換器
を備えた室内側の冷媒回路が収容されている。これら室
外ユニット(1A)と室内ユニット(1B)とは連絡配管(1C)に
より接続されて冷媒循環回路を構成している。そして、
この冷媒循環回路は、上記四路切換弁の切り換え動作に
より冷媒循環方向が可逆となり、冷房運転と暖房運転と
に切り換わる。

【００２５】−電気回路の構成− 上記蓄電ユニット(BM)は蓄電回路(40)を備え、この蓄電
回路(40)は、図３に示すように、電源ライン(20)に接続
している。この電源ライン(20)は、電源としての商用電
源(21)とブレーカ(22)とが順に接続されている。商用電
源(21)は、１次電力である２００Ｖの三相交流の商用電
力を供給する。

【００２６】上記蓄電回路(40)は、蓄電ユニット(BM)の
ケーシングの一部に配置された第１端子台(40A)により
電源ライン(20)に接続された蓄電電源線(41)を備えてい
る。この蓄電電源線(41)には、カレントトランス(CT)、
充電用電磁継電器(42)、電力変換回路部(43)、直流用カ
レントトランス(CT2) 及び蓄電池(11)が順に接続されて
いる。

【００２７】上記カレントトランス(CT)は、商用電源(2
1)からの入力電流を検出し、検出電流値を出力する。ま
た、直流用カレントトランス(CT2) は、充電時には蓄電
池(11)の充電電流を、放電時には蓄電池(11)の放電電流
をそれぞれ検出し、電流検出信号を出力する。

【００２８】上記充電用電磁継電器(42)は、蓄電池(11)
の充電時にオンされる。

【００２９】上記電力変換回路部(43)は、充電用AC/DC
コンバータ部(44)と、DC/DCコンバータ部(45)とが順に
接続されて構成されている。上記AC/DCコンバータ部(4
4)は、交流の商用電力を直流電力に変換して出力する変
換回路であって、整流回路(46)、チョークコイル(47)及
び平滑回路(48)を備えている。整流回路(46)はダイオー
ドを備えたダイオードモジュールで構成されている。上
記チョークコイル(47)及び平滑回路(48)は、直流電圧を
平滑にするためのものであって、平滑回路(48)はコンデ
ンサを備えている。

【００３０】上記DC/DCコンバータ部(45)は、充電用の
ＩＧＢＴ（Insulate Gate Bipolar Transistor）及びダ
イオードと、放電用のＩＧＢＴ及びダイオードとを備え
ている。DC/DCコンバータ部(45)は、蓄電池(11)の充電
時に、AC/DCコンバータ部(44)からの直流電力を蓄電池
(11)の充電に対応した直流電力に降圧する一方、蓄電池
(11)の放電時に、蓄電池(11)に蓄えられた電力を圧縮機
モータ(M1)の駆動に対応した直流電力に昇圧するように
構成されている。

【００３１】蓄電手段たる上記蓄電池(11)は、密閉式の
顆粒型鉛電池で構成され、両端がDC/DCコンバータ部(4
5)に接続している。蓄電池(11)は、例えば満充電時に約
１３０Ｖに、放電終了時に約９８Ｖになり、２次電力を
負荷としての圧縮機モータ(M1)に供給する２次電源を構
成している。そして、蓄電池(11)が商用電源(21)からの
電源電力を上記AC/DCコンバータ部(44)及びDC/DCコンバ
ータ部(45)から受けて充電される。

【００３２】蓄電ユニット(BM)のケーシングの一部に
は、第２端子台(40B)が設けられている。この第２端子
台(40B)には、上記蓄電電源線(41)から分岐された分岐
電源線(49)が接続している。この分岐電源線(49)の分岐
位置は上記カレントトランス(CT)の後段側で且つ充電用
電磁継電器(42)の前段側である。

【００３３】この蓄電ユニット(BM)には、充放電コント
ローラ(70)が収容されている。この充放電コントローラ
(70)は蓄電池(11)の充電または放電を制御するコントロ
ーラである。充放電コントローラ(70)は、直流用カレン
トトランス(CT2) に接続された電流検出回路(26)、蓄電
池(11)の電圧を検出する電圧検出回路(28)、ＣＰＵ(71)
及びコンバータドライブ回路(72)を備えている。ＣＰＵ
(71)には、定電流制御部(27)及び制御部としての充放電
終了検出部(29)が設けられている。

【００３４】電流検出回路(26)は、直流用カレントトラ
ンス(CT2) からの電流検出信号を入力し、この電流検出
信号に対応する電圧と基準電圧との差を誤差信号として
定電流制御部(27)に出力する。定電流制御部(27)は、上
記誤差信号に基づいて、コンバータドライブ回路(72)に
ドライブ制御信号を出力する。コンバータドライブ回路
(72)は、このドライブ制御信号に基づいて、蓄電池(11)
の充電電流または放電電流が所定値になるようにDC/DC
コンバータ部(45)を制御する。つまり、DC/DCコンバー
タ部(45)は、充電電流または放電電流を所定値に調節す
る。

【００３５】充放電終了検出部(29)は、充電運転開始後
に電圧検出回路(28)の検出電圧値が所定の充電終了電圧
値にまで上昇すると充電運転を終了させ、また、放電運
転開始後に検出電圧値が所定の放電終了電圧値にまで低
下すると放電運転を終了させる。なお、電圧検出回路(2
8)の詳細については後述する。

【００３６】次に、上記室外ユニット(1A)の電気回路に
ついて説明する。この室外ユニット(1A)は、モータ駆動
回路(30)を備えている。このモータ駆動回路(30)は、室
外ユニット(1A)のケーシングの一部に設けられた電源端
子台(30A)に接続された主電源線(31)を備えている。主
電源線(31)には、上述した蓄電回路(40)と同様の電磁継
電器(32)、AC/DCコンバータ部(34)が順に接続されてい
る。

【００３７】このAC/DCコンバータ部(34)の整流回路(3
6)、チョークコイル(37)及び平滑回路(38)は、上述した
蓄電回路(40)のものと同様である。従ってここでは説明
を省略する。

【００３８】コンバータ部(34)の後段側にはインバータ
部(35)が設けられている。このインバータ部(35)は、コ
ンバータ部(34)が出力する直流電力を所定の交流電力に
変換して圧縮機モータ(M1)に供給する変換回路であっ
て、パルス幅変調方式が採用され、ＩＧＢＴ（Insulate
Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子を
備えたトランジスタモジュールで構成されている。

【００３９】上記圧縮機モータ(M1)は、インバータ部(3
5)から出力される制御電力を受けて圧縮機を駆動する負
荷であって、回転数が制御されて圧縮機の容量を調整す
る。

【００４０】この室外ユニット(1A)には、室外コントロ
ーラ(80)が収容されている。この室外コントローラ(80)
はインバータドライブ回路(82)を備えている。インバー
タドライブ回路(82)は、ＣＰＵ(81)からのドライブ制御
信号に基づいてインバータ部(35)を駆動する。つまり、
インバータ部(35)は、インバータドライブ回路(82)のド
ライブ信号に基づいて所定周波数の交流電力である制御
電力を出力する。

【００４１】上述のように構成された蓄電回路(40)の第
２端子台(40B)とモータ駆動回路(30)の電源端子台(30A)
とは連絡電源線(90)によって接続されている。つまり、
室外ユニット(1A)は、蓄電ユニット(BM)を経て電力供給
されるように構成されている。また、上記カレントトラ
ンス(CT)は、分岐電源線(49)の前段側に位置しているの
で、蓄電回路(40)及びモータ駆動回路(30)に供給される
総電流を検出している。

【００４２】また、蓄電回路(40)とモータ駆動回路(30)
とは２次電源線(50)によって接続されている。この２次
電源線(50)は、蓄電回路(40)とモータ駆動回路(30)の平
滑回路(48,38)同士を接続すると共に、放電用電磁継電
器(51)を備えている。この放電用電磁継電器(51)は蓄電
池(11)の放電時にオンする。つまり、この放電用電磁継
電器(51)のオン動作により蓄電池(11)に蓄えられた電力
が、DC/DCコンバータ部(45)、２次電源線(50)、インバ
ータ部(35)を経て圧縮機モータ(M1)に供給される。

【００４３】次に、上記モータ駆動回路(30)及び蓄電回
路(40)の各機器の制御を行う制御手段について説明す
る。

【００４４】上記室外コントローラ(80)のＣＰＵ(81)に
は空調コントローラ(83)が備えられ、空調コントローラ
(83)が空調運転の制御を行う。つまり、この空調コント
ローラ(83)には、運転状態を検出するために冷媒回路な
どの各部に設けられた図示しない各種センサからの検出
信号、リモコン(14)からの運転信号、停止信号及び設定
温度信号が入力されている。そして、空調コントローラ
(83)は、これらの検出信号、運転信号、停止信号及び設
定温度信号に基づき、電磁継電器(32)のオンオフ切り換
えを行うと共に、インバータドライブ回路(82)へドライ
ブ制御信号を出力して圧縮機モータ(M1)の回転数を制御
し、更に、膨張弁開度や室内外ユニットに設けられたフ
ァンの制御を行い、空調運転の制御を行う。

【００４５】一方、充放電コントローラ(70)のＣＰＵ(7
1)は、上記定電流制御部(27)及び充放電終了検出部(29)
を備えるだけでなく、図示しない電圧指令部やコンバー
タ制御部も備え、リモコン(14)からの運転信号及び停止
信号等に基づいて、各電磁継電器(42,51)のオンオフ切
り換えやDC/DCコンバータ部(45)の制御等を行う。

【００４６】上記電圧指令部は、蓄電池(11)から放電す
る際には、圧縮機モータ(M1)の駆動に対応した電圧値、
例えば３００Ｖを電圧指令値として出力する一方、蓄電
池(11)に充電する際には、蓄電池(11)の充電に対応した
電圧指令値を出力する。

【００４７】上記コンバータ制御部は、カレントトラン
ス(CT)の検出電流値と電圧指令部の電圧指令値とが入力
し、検出電流値と電圧指令値とに基づいてコンバータド
ライブ回路(72)へドライブ制御信号を出力する。特に、
上記コンバータ制御部は、DC/DCコンバータ部(45)が出
力する直流電力の電圧を、圧縮機モータ(M1)の駆動に対
応した電圧に昇圧する昇圧動作と、蓄電池(11)の充電に
対応した電圧に降圧する降圧動作とが切り換わるよう
に、コンバータドライブ回路(72)にドライブ制御信号を
出力する。

【００４８】上記コンバータドライブ回路(72)は、コン
バータ制御部のドライブ制御信号を受けてDC/DCコンバ
ータ部(45)にドライブ信号を出力し、DC/DCコンバータ
部(45)の出力電力の電圧が電圧指令値となるようにDC/D
Cコンバータ部(45)のスイッチング素子をオンオフ制御
している。

【００４９】−電圧検出回路(28)の構成− 次に、図４を参照しながら、本実施形態の特徴である電
圧検出回路(28)の詳細な構成を説明する。電圧検出回路
(28)は、第１コンパレータ(124)及び第１フォトカプラ
(126)を有する充電終了電圧検出回路(122)と、第２コン
パレータ(123)及び第２フォトカプラ(125)を有する放電
終了電圧検出回路(121)と、制御部としての充放電終了
検出部(29)とから構成されている。各コンパレータ(12
3,124)は蓄電回路(40)に設けられ、フォトカプラ(125,1
26)を介して接続された制御回路(39)とは絶縁されてい
る。蓄電回路(40)と制御回路(39)とは、ＧＮＤレベル
（電圧レベル）が異なっている。第１コンパレータ(12
4)には、所定の充電終了電圧を設定する第１抵抗(128)
が設けられ、第２コンパレータ(123)には、所定の放電
終了電圧を設定する第２抵抗(127)が設けられている。
第１抵抗(128)及び第２抵抗(127)は共に抵抗値の変更が
自在であり、±１％程度の検出精度を有する金属被膜抵
抗で構成されている。 第１コンパレータ(124)は、蓄
電池(11)の電圧が充電終了電圧以上になると第１フォト
カプラ(126)に１次側充電終了信号を出力する。一方、
第２コンパレータ(123)は、蓄電池(11)の電圧が放電終
了電圧以下になると第２フォトカプラ(125)に１次側放
電終了信号を出力する。各フォトカプラ(125,126)は、
ＧＮＤレベルの異なるコンパレータ(123,124)側の回路
（蓄電回路(40)）とＣＰＵ(71)側の回路（制御回路(3
9)）とを絶縁しつつ、コンパレータ(123,124)の１次側
信号をデジタル信号の２次側信号としてＣＰＵ(71)の充
放電終了検出部(29)に出力する。従って、充放電終了検
出部(29)にはＡ／Ｄ入力ポートは不要であり、代わりに
デジタル信号を入力する汎用ポート（図示せず）が設け
られている。

【００５０】なお、電流検出回路(26)は電流検出用アン
プ(130)によって構成され、直流用カレントトランス(CT
2)で検出した電流値を増幅して定電流制御部(27)に出力
している。

【００５１】−運転動作− 次に、上述した蓄電式空気調和装置(10)の運転動作につ
いて説明する。 ＜通常運転＞先ず、商用電源(21)の商用電力を受けて空
調運転を行う通常運転について説明する。リモコン(14)
から運転信号が入力されると、この運転信号が各コント
ローラ(70,80)に送信され、空調コントローラ(83)がモ
ータ駆動回路(30)の電磁継電器(32)をオンする。また、
充放電コントローラ(70)は、充電用電磁継電器(42)及び
放電用電磁継電器(51)を共にオフする。上記電磁継電器
(32)のオンによって、商用電力がコンバータ部(34)の整
流回路(36)に入力し、直流電力に変換されると共に、平
滑回路(38)によって平滑され、直流電力がインバータ部
(35)に入力する。

【００５２】空調コントローラ(83)は、冷媒回路などに
設けられた各種センサの検出値と、リモコン(14)からの
温度設定値とに基づいて必要とされる空調負荷を導出
し、この導出した空調負荷を満足する空調能力を発揮す
るように、膨張弁開度やファン回転数を制御する。ま
た、この空調コントローラ(83)は、圧縮機モータ(M1)の
回転数指令値をドライブ制御信号としてインバータドラ
イブ回路(82)へ出力する。インバータドライブ回路(82)
は、空調コントローラ(83)からの回転数指令値を受け
て、圧縮機モータ(M1)の回転数が当該回転数指令値とな
るようインバータ部(35)へ制御信号を出力する。そし
て、インバータ部(35)は、当該制御信号によってインバ
ータ部(35)のスイッチング素子がオンオフ制御されるこ
とにより所定の交流制御電力を出力し、これによって、
圧縮機モータ(M1)の回転数が上記回転数指令値となるよ
うに制御される。

【００５３】＜放電運転＞次に、蓄電池(11)の２次電力
を受けて行う空調運転を行う放電運転の動作について説
明する。

【００５４】リモコン(14)から運転信号の入力がある
と、この運転信号が各コントローラ(70,80)に送信さ
れ、充放電コントローラ(70)が２次電源線(50)の放電用
電磁継電器(51)をオンする。この放電用電磁継電器(51)
のオンによって、直流電力である蓄電池(11)の２次電力
が、DC/DCコンバータ部(45)で昇圧された後に２次電源
線(50)を経てインバータ部(35)に入力される。インバー
タ部(35)には、圧縮機モータ(M1)の駆動に対応した電圧
値、例えば３００Ｖの直流電力が入力される。また、イ
ンバータ部(35)に入力される直流電力の電流値は、定電
流制御部(27)が行う定電流制御によって所定の基準電流
値に維持される。ここで、基準電流値は、圧縮機モータ
(M1)の負荷に応じて切り替えられる。なお、空調コント
ローラ(83)の動作は、上記通常運転の場合と同様であ
る。

【００５５】図５（ａ）に示すように、放電に伴い蓄電
池(11)の電圧は低下していく。そして、蓄電池(11)の電
圧が放電終了電圧以下に低下すると、第２コンパレータ
(123)は第２フォトカプラ(125)に１次側放電終了信号と
してのデジタル信号を出力し、この信号を受けた第２フ
ォトカプラ(125)が、充放電終了検出部(29)に２次側放
電終了信号としてのデジタル信号を出力する。そして、
充放電終了検出部(29)は放電運転を終了させる。なお、
図５（ｃ）は、制御回路(39)におけるＡ点における電位
の変化を示す。つまり、第２フォトカプラ(125)が２次
側放電終了信号を出力すると、Ａ点の電位はＨ値からＬ
値に変化する。

【００５６】このように、上記通常運転と放電運転との
切り換えが行われることにより、いわゆるピークカット
運転が行われる。尚、通常運転と放電運転との切り換え
は、リモコン(14)からの指示により強制的に行うように
してもよい。

【００５７】＜充電運転＞昼間においては、上記通常運
転又は放電運転が行われるのに対し、夜間においては、
一般にリモコン(14)より停止信号が入力され、空調運転
を停止した状態で蓄電池(11)の充電動作が行われる。つ
まり、空調コントローラ(83)がモータ駆動回路(30)の電
磁継電器(32)をオフ状態にし、圧縮機モータ(M1)への制
御電力の供給を遮断する。一方、充放電コントローラ(7
0)が蓄電回路(40)の充電用電磁継電器(42)をオン状態に
すると共に２次電源線(50)の放電用電磁継電器(51)をオ
フ状態にする。

【００５８】このとき、充放電コントローラ(70)の電圧
指令部が、蓄電池(11)の充電に対応した電圧指令値を出
力する一方、充放電コントローラ(70)のコンバータ制御
部に、カレントトランス(CT)の検出電流値と上記電圧指
令部の電圧指令値とが入力される。そして、上記コンバ
ータ制御部は、当該検出電流値と電圧指令値とに基づい
てコンバータドライブ回路(72)へドライブ制御信号を出
力し、コンバータドライブ回路(72)は、DC/DCコンバー
タ部(45)の出力電力の電圧が電圧指令値となるようにス
イッチング素子をオンオフ制御し、２００Ｖの商用電力
を降圧する。その後、この降圧された直流電力が蓄電池
(11)に供給されて蓄電池(11)が充電される。この際、定
電流制御が行われ、蓄電池(11)には所定の基準電流値の
電流が流れる。

【００５９】図５（ａ）に示すように、蓄電池(11)の充
電に伴い、蓄電池(11)の電圧は上昇する。そして、蓄電
池(11)の電圧が充電終了電圧以上になると、第１コンパ
レータ(124)は第１フォトカプラ(126)に１次側充電終了
信号を出力し、この信号を受けた第１フォトカプラ(12
6)が充放電終了検出部(29)に２次側充電終了信号として
のデジタル信号を出力する。２次側充電終了信号を受け
た充放電終了検出部(29)は充電運転を終了させる。な
お、図５（ｂ）は、制御回路(39)のＢ点における電位の
変化を示す。つまり、第１フォトカプラ(126)が２次側
充電終了信号を出力すると、Ｂ点の電位はＨ値からＬ値
に変化する。

【００６０】−実施形態の効果− 本実施形態によれば、コンパレータ(123,124)で蓄電池
(11)の電圧と基準電圧とを比較し、その大小関係をデジ
タル信号に変換した後、フォトカプラ(125,126)を介し
て充放電終了検出部(29)に出力している。従って、安価
なコンパレータ(123,124)及びフォトカプラ(125,126)を
用いることによって高価な絶縁アンプを不要とすること
ができるので、電圧検出回路(28)を安価に構成すること
が可能となる。

【００６１】基準電圧としての充電終了電圧を設定する
第１抵抗(128)及び放電終了電圧を設定する第２抵抗(12
7)は、精度の高い金属被膜抵抗によって構成されている
ので、±１％程度の検出精度を容易に実現することがで
きる。

【００６２】各抵抗(127,128)はコンパレータ(123,124)
とは独立したいわゆる外付けの抵抗であるので、抵抗値
の調節が容易である。

【００６３】充放電終了検出部(29)に入力される２次側
充電終了信号及び２次側放電終了信号は、共にデジタル
信号であるので、ＣＰＵ(71)にＡ／Ｄ入力ポートを設け
る必要がない。従って、充放電終了検出部(29)に信号を
入力する入力ポートはデジタル信号を入力する汎用ポー
トで足りるので、ポート配置の制約が少なく、システム
設計の自由度が拡大する。

【００６４】−実施形態の変形例− 上記実施の形態では、夜間に蓄電池(11)を充電する一
方、昼間の所定の時間帯に蓄電池(11) からの２次電力
のみを受けて空調運転を行う、いわゆるピークカット運
転を行うようにしたが、これに加えて、夜間に蓄電池(1
1)を充電する一方、昼間の所定の時間帯には、商用電源
(21)の商用電力と蓄電池(11)からの２次電力の双方を受
けて空調運転を行う、いわゆるピークシフト運転を行う
ようにしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、比
較手段によって蓄電手段の電圧と充電終了電圧とを比較
するので、蓄電手段の電圧と充電終了電圧との大小関係
を正確に検出することができる。従って、充電時に精度
の良い電圧検出が可能となる。また、比較手段の比較結
果を絶縁信号手段を介して制御部に出力するので、電圧
レベルの異なる蓄電回路と制御回路との絶縁状態を維持
することができる。

【００６６】第２の発明によれば、比較手段によって蓄
電手段の電圧と放電終了電圧とを比較するので、蓄電手
段の電圧と放電終了電圧との大小関係を正確に検出する
ことができる。従って、放電時に精度の良い電圧検出が
可能となる。また、比較手段の比較結果を絶縁信号手段
を介して制御部に出力するので、電圧レベルの異なる蓄
電回路と制御回路との絶縁状態を維持することができ
る。

【００６７】第３の発明によれば、比較手段によって蓄
電手段の電圧と充電終了電圧及び放電終了電圧とを比較
するので、蓄電手段の電圧と充電終了電圧及び放電終了
電圧との大小関係を正確に検出することができる。従っ
て、充電時及び放電時の双方において、精度の良い電圧
検出が可能となる。また、比較手段の比較結果を絶縁信
号手段を介して制御部に出力するので、電圧レベルの異
なる蓄電回路と制御回路との絶縁状態を維持することが
できる。

【００６８】第４の発明によれば、コンパレータ及びフ
ォトカブラは安価であるので、電圧検出回路を安価に構
成することが可能となる。

【００６９】第５の発明によれば、ＣＰＵはデジタル信
号を入力する汎用ポートを介してフォトカプラと接続さ
れているので、Ａ／Ｄ入力ポートは不要であり、システ
ム設計にあたっての設計自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】蓄電式空気調和装置の全体構成図である。

【図３】蓄電式空気調和装置の電気回路図である。

【図４】電圧検出回路の回路図である。

【図５】蓄電池及び制御回路の電圧の経時変化を示す図
である。

【図６】従来の電圧検出回路の回路図である。

【符号の説明】

(11) 蓄電池 (27) 定電流制御部 (28) 電圧検出回路 (29) 充放電終了検出部 (39) 制御回路 (40) 蓄電回路 (71) ＣＰＵ (121) 放電終了電圧検出回路 (122) 充電終了電圧検出回路 (123) 第２コンパレータ (124) 第１コンパレータ (125) 第２フォトカプラ (126) 第１フォトカプラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧レベルの異なる互いに絶縁された蓄
   電回路(40)と制御回路(39)とを備え、該蓄電回路(40)に
   設けられた蓄電手段(11)に充電した２次電力を電気機器
   (M1)に供給する蓄電式空気調和装置において、 上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄電手段(11)の電圧
   と所定の充電終了電圧とを比較して該蓄電手段(11)の電
   圧が該充電終了電圧以上になると１次信号を出力する比
   較手段(124)と、 該蓄電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該
   比較手段(124)の該１次信号を受けると該制御回路(39)
   に２次信号を出力する絶縁信号手段(126)と、 該制御回路(39)に設けられ、該絶縁信号手段(126)から
   の２次信号を受けると充電運転を終了させる制御部(29)
   とを備えていることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
2. 【請求項２】 電圧レベルの異なる互いに絶縁された蓄
   電回路(40)と制御回路(39)とを備え、該蓄電回路(40)に
   設けられた蓄電手段(11)に充電した２次電力を電気機器
   (M1)に供給する蓄電式空気調和装置において、 上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄電手段(11)の電圧
   と所定の放電終了電圧とを比較して該蓄電手段(11)の電
   圧が該放電終了電圧以下になると１次信号を出力する比
   較手段(123)と、 該蓄電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該
   比較手段(123)の該１次信号を受けると該制御回路(39)
   に２次信号を出力する絶縁信号手段(125)と、 該制御回路(39)に設けられ、該絶縁信号手段(125)から
   の２次信号を受けると放電運転を終了させる制御部(29)
   とを備えていることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
3. 【請求項３】 電圧レベルの異なる互いに絶縁された蓄
   電回路(40)と制御回路(39)とを備え、該蓄電回路(40)に
   設けられた蓄電手段(11)に充電した２次電力を電気機器
   (M1)に供給する蓄電式空気調和装置において、 上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄電手段(11)の電圧
   と所定の充電終了電圧とを比較して該蓄電手段(11)の電
   圧が該充電終了電圧以上になると１次側充電終了信号を
   出力する第１比較手段(124)と、 該蓄電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該
   第１比較手段(124)の該１次側充電終了信号を受けると
   該制御回路(39)に２次側充電終了信号を出力する第１絶
   縁信号手段(126)と、 上記蓄電回路(40)に設けられ、上記蓄電手段(11)の電圧
   と所定の放電終了電圧とを比較して該蓄電手段(11)の電
   圧が該放電終了電圧以下になると１次側放電終了信号を
   出力する第２比較手段(123)と、 該蓄電回路(40)と該制御回路(39)との間に設けられ、該
   第２比較手段(123)の該１次側放電終了信号を受けると
   該制御回路(39)に２次側放電終了信号を出力する第２絶
   縁信号手段(125)と、 該制御回路(39)に設けられ、該第１絶縁信号手段(126)
   からの２次側充電終了信号を受けると充電運転を終了さ
   せる一方、該第２絶縁信号手段(125)からの２次側放電
   終了信号を受けると放電運転を終了させる制御部(29)と
   を備えていることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一つに記載の蓄
   電式空気調和装置において、 比較手段は、コンパレータ(123,124)によって構成さ
   れ、 絶縁信号手段は、フォトカプラ(125,126)によって構成
   されていることを特徴とする蓄電式空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の蓄電式空気調和装置に
   おいて、 制御部(29)は、ＣＰＵ(71)で構成され、 該ＣＰＵ(71)は、デジタル信号を入力する汎用ポートを
   介してフォトカプラ(125,126)と接続されていることを
   特徴とする蓄電式空気調和装置。