WO2008035519A1

WO2008035519A1 - Climatiseur

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Publication number: WO2008035519A1
Application number: PCT/JP2007/065907
Authority: WO
Inventors: Yuji Tani; Satoshi Kida
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2008-03-27
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Description

明細書

空気調和機

技術分野

[0001] 本発明は空気調和機に関し、特に、インバータ用のスイッチング電源の回路構成を改善した空気調和機に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、この種の空気調和機としては、図 5に示すものがあった（例えば、特許文献 1 参照）。図 5は従来の空気調和機を示すものであり、 AC電源を整流するダイオードブリッジ 1と、ダイオードブリッジ 1により整流された電圧を DC電圧に平滑するインバータ用の平滑コンデンサ 2と、圧縮機モータ 3と、平滑化された DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータ 3に印加するインバータ回路部を備え、該インバータ回路部はブリッジ接続された上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5とから構成される。空気調和機は、更に、抵抗 6とダイオード 7とコンデンサ 8から構成されるブートストラップ回路と、上アームスイッチング素子群 4と圧縮機モータ 3との接続側を基準電位とするとともに、ブートストラップ回路方式により電源が供給されて上アームスイッチング素子群 4の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と、前記 D C電圧の負極側を基準電位にもち上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の駆動制御を行う上アーム制御回路 10と、 DC電圧の負極側を基準電位に持ち下アームスィツチング素子群 5の駆動制御を行う下アーム制御回路 11と、 DC電圧の負極側を基準電位にもち上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5のオン' オフのタイミングを決定し、上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11にそのタイミング信号を伝えるモータ制御 IC12と、前記平滑化された DC電圧の正負両極間に接続され、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11に共通のスイッチング駆動用の電源を供給するスイッチング電源 14とを備えた構成である。

特許文献 1 :特開 2005— 160268号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、前記従来の構成では上アームスイッチング素子群のどれかのスイツチング素子がショートモードで破壊したときに、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9に DC電圧の正極側電位が印加されて上アームスイッチング素子ドライブ回路 9 が耐圧破壊し、上アーム制御回路 10に DC電圧の正極側電位が印加され、上アーム制御回路 10が耐圧破壊する。このとき、上アーム制御回路 10の電源が下アーム制御回路 11の電源と共通となって!/、るために、下アーム制御回路 11に DC電圧の正極側電位が印加され、下アーム制御回路 11が耐圧破壊し、下アームスイッチング素子群がショートモードで破壊し、制御回路では停止できなレ、DC電圧のショートモードに陥るとレ、う連鎖的な破壊モードをもってレ、た。

[0004] この連鎖破壊のモードは、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の電源を構成して!/ヽるブートストラップ回路のダイオード 7がショートモードで破壊したときや、下ァームスイッチング素子群のどれかのスイッチング素子がショートモードで破壊し、過電流でそのスイッチング素子の DC電圧の負極側に接続されている部分が切断された場合にも発生する。

[0005] 本発明は、上記従来の課題を解決するために、インバータ用のスイッチング電源の回路構成を改善した空気調和機を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0006] 前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、 AC電源からの AC 電圧を整流及び平滑することにより DC電圧を生成する DC電圧生成部と、前記 DC 電圧生成部で生成された DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータに印加するためのインバータ回路部と、前記インバータ回路部の駆動制御を行うインバータ回路駆動制御部と、前記 DC電圧生成部で生成された DC電圧を用いて前記インバータ回路駆動制御部にスイッチング駆動電源を供給するためのスイッチング電源供給部とを備え、前記インバータ回路部は、前記 DC電圧の正極側ラインと負極側ライン間にブリッジ接続された上アームスイッチング素子群と下アームスイッチング素子群とから構成され、前記インバータ回路駆動制御部は、前記上アームスイッチング素子群の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路と、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路の駆動制御を行う上アーム制御回路と、前記下アームスイッチング素子群の駆動制御を行う下アーム制御回路とを備える。上記構成の空気調和機にお!/、て、前記上アームまたは下アームスイッチング素子群の!/、ずれか一方から対応する前記上アームまたは下アーム制御回路に過電圧が印加されたときに、他方の上アームまたは下アーム制御回路の前記電源供給部に過電圧が印加されることを遮断するための過電圧遮断部を備えたことを特徴とする。

[0007] 過電圧遮断部は、好ましくは、それぞれのスイッチング電源供給部を分離すること、または、過電圧の伝播防止用に保護素子を追加すること、または、上アームまたは下アーム制御回路に過電圧が印加されたときに AC電源を遮断する別の手段を設けることにより構成される。

発明の効果

[0008] 本発明の空気調和機は、上アームスイッチング素子ドライブ回路及び上アーム制御回路の電源と下アーム制御回路の電源を分離する力、、または、過電圧の伝播防止用に保護素子を設ける力、、または、制御回路に過電圧が印加されたときに AC電源を遮断する別の手段を設けたことで、制御回路では停止できな!/、DC電圧のショートモード'に陥ることを防止すること力でさる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本発明の実施形態 1に係る空気調和機の構成を示す回路図

[図 2]本発明の実施形態 2に係る空気調和機の構成を示す回路図

[図 3]本発明の実施形態 3に係る空気調和機の構成を示す回路図

[図 4]本発明の実施形態 4に係る空気調和機の構成を示す回路図

[図 5]従来の空気調和機の構成を示す回路図

符号の説明

[0010] 1 ダイオードブリッジ

2 平滑コンデンサ

3 圧縮機モータ

4 上アームスイッチング素子群

5 下アームスイッチング素子群 7 ダイオード

8 コンデンサ

9 上アームスイッチング素子ドライブ回路

10 上アーム制御回路

11 下アーム制御回路

12 モータ制御 IC

13 スイッチング電¾§

14 スイッチング電¾§

15 第 1のダイォー -ド、

16 第 2のダイォー -ド、

17 第 1のツエナー -ダイォ -ド、

18 第 1の抵抗

19 第 2のツエナー -ダイォ -ド、

20 第 2の抵抗

21 リレー

22 第 3のツエナー -ダイォード、

発明を実施するための最良の形態

本発明の基本形態による空気調和機は、 AC電源からの AC電圧を整流及び平滑することにより DC電圧を生成する DC電圧生成部と、前記 DC電圧生成部で生成された DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータに印加するためのインバータ回路部と、前記インバータ回路部の駆動制御を行うインバータ回路駆動制御部と、前記 D C電圧生成部で生成された DC電圧を用いて前記インバータ回路駆動制御部にスィツチング駆動電源を供給するためのスイッチング電源供給部とを備える。前記インバータ回路部は、前記 DC電圧の正極側ラインと負極側ライン間にブリッジ接続された上アームスイッチング素子群と下アームスイッチング素子群とから構成され、前記インバータ回路駆動制御部は、前記上アームスイッチング素子群の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路と、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路の駆動制御を行う上アーム制御回路と、前記下アームスイッチング素子群の駆動制御を行う下アーム制御回路とを備える。上記構成の空気調和機において、前記上アームまたは下アームスイッチング素子群のいずれか一方から対応する前記上アームまたは下アーム制御回路に過電圧が印加されたときに、他方の上アームまたは下アーム制御回路の前記電源供給部に過電圧が印加されることを遮断するための過電圧遮断部を備えたことを特 ί毁とする。

[0012] 第 1の実施形態に係る発明は、本発明の基本形態において、スィッチング電源供給部内に、上アームスイッチング素子ドライブ回路及び上アーム制御回路に共通の電源用に第 1の出力巻線を設けるとともに下アームドライブ回路の電源用に第 2の出力巻線を設け、前記過電圧遮断部として、前記第 1の出力巻線と前記第 2の出力巻線とは電源供給側で互いに分岐した構成としたことを特徴とする。このように、上ァームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源と下アーム制御回路の電源を分離することで、片方の回路がスイッチング素子からの過電圧により耐圧破壊したときに他方の電源に過電圧がまわりこむことを防止することができるので、制御回路では停止できない DC電圧のショートモードに陥ることを防ぐことが出来る。

[0013] 第 2の実施形態に係る発明は、本発明の基本形態において、スィッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記伝播防止用の保護素子として、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部に第 1のダイオードを設けるとともに、前記下アーム制御回路の電源入力部に第 2のダイオードを設けたことを特徴とする。このように、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源の正極側ラインにダイオードを設け、下アーム制御回路の電源の正極側ラインにダイオードを設けることで片方の回路がスイッチング素子からの過電圧により耐圧破壊したときに他方の電源に過電圧がまわりこむことを防止することができるので、制御回路では停止できな!/、DC電圧のショートモードに陥ることを防ぐことが出来る。

[0014] 第 3の実施形態に係る発明は、本発明の基本形態において、スィッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記過電圧伝播防止用の保護素子として、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部に第 1の抵抗素子を設けるとともに、前記第 1の抵抗素子と前記上アームスィッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部との間に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 1のッヱナ一ダイオードが設けられ、前記下アーム制御回路の電源入力部に第 2の抵抗素子を設け、前記第 2の抵抗素子と前記下アーム制御回路の電源入力部との間に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 2のツエナーダイォードが設けられたことを特徴とする。

[0015] このように、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源入り口部に電源極間にツエナーダイオードを力ソードが正極となるように接続し、ツエナーダイォードのカソードとスイッチング電源出力部間に抵抗を設け、下アーム制御回路の電源入り口部に電源極間にツエナーダイオードを力ソードが正極となるように接続し、ツエナーダイオードの力ソードとスイッチング電源出力部間に抵抗を設けることで、片方の回路がスイッチング素子からの過電圧により耐圧破壊しその電源に過電圧が印加された時にその電源の極間に接続しているツエナーダイオードがショートモードで破壊して電源の過電圧を防止すると共にスイッチング電源出力部間に挿入された抵抗がツエナーダイオードのショート電流で断線破壊するので、他方の電源に過電圧がまわりこむことを防止することができるので、制御回路では停止できな!/、DC電圧のショートモードに陥ることを防ぐことが出来る。

[0016] 第 4の実施形態に係る発明は、本発明の基本形態において、スィッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の印加防止用の AC電源遮断部と過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記 AC電源遮断部として、前記 AC電源と前記 DC電圧生成部との間にリレーを設けるとともに該リレーのコイル部の電源供給側を前記スイッチング電源供給部の出力部に接続し、前記過電圧の伝播防止用の保護素子として、前記スィッチング電源供給部の出力部に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 3のツエナーダイオードが設けられたことを特徴とする。

[0017] このように、 AC電源にリレーを設けそのコイル側の電源を上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路と下アーム制御回路の電源に接続し、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路と下アーム制御回路の電源の極間にツエナーダイオードを力ソードが正極となるように接続することで、スイッチング素子からの過電圧により上アームスイッチング素子ドライブ回路または上アーム制御回路または下アーム制御回路のどれかが過電圧破壊し電源に過電圧が印加されたときにツエナーダイオードがショートモードで破壊しリレーのコイル電流が遮断されリレーをオフされるので、制御回路では停止できな!/、DC電圧のショートモードに陥ることを防ぐことが出来る。

[0018] 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、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

[0019] (実施の形態 1)

図 1は本発明の第 1の実施の形態に係る空気調和機の構成を示す。図 1に示す空気調和機は、 AC電源を整流するダイオードブリッジ 1と、ダイオードブリッジ 1により整流された電圧を DC電圧に平滑するインバータ用の平滑コンデンサ 2と、平滑化された DC電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、 DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータ 3に駆動電源として印加するインバータ回路部を備える。該インバータ回路部はブリッジ接続された構成の上アームスイッチング素子群 4と下ァ一ムスイッチング素子群 5とから構成され、また、ダイオードブリッジ 1と平滑コンデンサ 2とで DC電圧生成部を構成している。空気調和機は、更に、抵抗 6とダイオード 7 と電解コンデンサ 8から構成されるブートストラップ回路を備え、インバータ回路部内の高電圧側（上アーム側）の駆動電源は、このブートストラップ電源として供給されている。

[0020] 空気調和機は、更に、上アームスイッチング素子群 4の駆動を行う上アームスィッチング素子ドライブ回路 9を有し、この上アームスイッチング素子ドライブ回路 9は、上ァ一ムスイッチング素子群 4と圧縮機モータ 3との接続側ラインを基準電位として、前記ブートストラップ回路により駆動電源が供給されることで上アームスイッチング素子群 4の駆動を行っている。空気調和機は、更に、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の駆動制御を行う上アーム制御回路 1 0と、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として下アームスイッチング素子群 5の駆動制御を行う下アーム制御回路 11と、上アームスイッチング素子群 4と下アームスィツチング素子群 5のオン'オフのタイミングを決定するモータ制御 IC12を備える。このようにモータ制御 IC12は上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5のオン 'オフのタイミングを決定して、上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 1 1にそのタイミング信号を伝える。空気調和機は更にスイッチング電源 13を備え、該スイッチング電源 13は平滑化された DC電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9及び上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11にスイッチング駆動用の電源を供給する。ここで、上アームスイツチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11とモータ制御 IC12とでインバータ回路駆動制御部を構成している。

[0021] 上記構成において、スイッチング電源 13は、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9及び上アーム制御回路 10に共通の電源用に第 1の出力巻線 13aを有し、下ァーム制御回路 11の電源用に第 2の出力巻線 13bを有し、第 1の出力巻線 13aと第 2 の出力巻線 13bは前記 DC電圧の負極側との間で共通の接続点 13cを有するとともに、電源供給側では互いに分岐し、第 1の出力巻線 13aからの電源は、第 1の電源供給側ライン 13dを通って上アームスイッチング素子ドライブ回路 9及び上アーム制御回路 10に共通に印加され、第 2の出力巻線 13bからの電源は、第 2の電源供給側ライン 13eを通って下アーム制御回路 11に印加される。

[0022] 以上のように構成された空気調和機では、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9 及び上アーム制御回路 10への電源供給回路と下アーム制御回路 11への電源供給回路力、それぞれ第 1の出力巻線 13aと第 2の出力巻線 13bとして分離構成されているので、上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11のいずれか一方の回路がスィツチング素子からの過電圧により耐圧破壊した場合でも、他方の電源回路に過電圧力 Sまわりこむことが防止される。上記構成により、制御回路では停止できない DC電圧のショートモードに陥るといった連鎖的な破壊モードを防止することができる。

[0023] (実施の形態 2)

図 2は本発明の第 2の実施の形態における空気調和機の構成を示す。本実施の形態 2に係る空気調和機は、図 1に示す実施の形態 1の空気調和機において、スィッチング電源を、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路と下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線（図示せず）を持つスイッチング電源 14に置き換え、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源入力部に第 1のダイオード 15を電流の順方向に接続し、下アーム制御回路の電源入力部に第 2 のダイオード 16を設けたことを特徴とする。具体的には、図 2に示すように、空気調和機は、 AC電源を整流するダイオードブリッジ 1と、ダイオードブリッジ 1により整流された電圧を DC電圧に平滑するインバータ用の平滑コンデンサ 2と、平滑化された DC 電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、 DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータ 3に印加するインバータ回路部を備え、該インバータ回路部はプリッジ構成の上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5とから構成されている。

[0024] 空気調和機は、更に、抵抗 6とダイオード 7とコンデンサ 8から構成されるブートストラップ回路と、上アームスイッチング素子群 4の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路 9を有する。上アームスイッチング素子ドライブ回路 9は、上アームスィッチング素子群 4と圧縮機モータ 3との接続側ラインを基準電位にもち、前記ブートストラップ回路により電源が供給されることで上アームスイッチング素子群 4の駆動を行っている。空気調和機は、更に、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の駆動制御を行う上アーム制御回路 10と、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として下アームスイッチング素子群 5の駆動制御を行う下アーム制御回路 11と、上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5 のオン ·オフのタイミングを決定するモータ制御 IC 12を備える。

[0025] 本実施の形態 2に係る空気調和機は、更に、平滑化された DC電圧の正極側ライン

2aと負極側ライン 2b間に接続されたスイッチング電源 14を備え、上アームスィッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11に共通の電源を供給する。スイッチング電源 14からの電源は正極側ライン 14a上の接続点 14bを通り、第 2のダイオード 16を通って下アーム制御回路 11に供給されるとともに、正極側ライン 14a上の接続点 14bを通り、第 1のダイオード 15及び通接続点 14cを通って上ァーム制御回路 10に供給されている。図 2に示すように、スイッチング電源 14の正極側ライン 14aにおいて、上記接続点 14bと 14c間に第 1のダイオード 15が接続され、上記接続点 14bと下アーム制御回路 11間を結ぶ結線上に第 2のダイオード 16が接続されている。このように、本実施の形態 2は、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源入力部に第 1のダイオード 15を設け、下アーム制御回路の電源入力部に第 2のダイオード 16を設けたことを特徴とする。

[0026] 本実施の形態 2の構成では、スイッチング電源 14の正極側ライン 14aにおいて、上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源入力部 (接続点 14b と 14c間）に第 1のダイオード 15が接続され、下アーム制御回路の電源入力部 (接続点 14bと下アーム制御回路 11間を結ぶ結線上）に第 2のダイオード 16が接続されたことで、上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11のいずれか一方の回路がスイツチング素子からの過電圧により耐圧破壊した場合でも、他方の電源回路に過電圧がまわりこむことが防止され、制御回路では停止できな!/、DC電圧のショートモードに陥るといった連鎖的な破壊モードを防止することができる。

[0027] (実施の形態 3)

図 3は、本発明の第 3の実施の形態における空気調和機の構成を示す。本実施の形態 3に係る空気調和機は、図 2に示す実施の形態 2の空気調和機において、第 1 のダイオードを第 1の抵抗 18に置き換え、第 1の抵抗と上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路の電源入力の間に力ソードが接続されるとともに DC電圧の負極側にアノードが接続される第 1のツエナーダイオード 17が設けられ、第 2のダイオードを第 2の抵抗 20に置き換え、第 2の抵抗 20と下アーム制御回路 11の電源入力との間に力ソードが接続されるとともに DC電圧の負極側ライン 2b側にアノードが接続される第 2のツエナーダイオード 19が設けられていることを特徴とする。具体的には、図 3に示すように、空気調和機は、 AC電源を整流するダイオードブリッジ 1と、ダイオードブリッジ 1により整流された電圧を DC電圧に平滑するインバータ用の平滑コンデンサ 2と、平滑化された DC電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、 DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータ 3に印加するインバータ回路部を備え、該インバータ回路部はブリッジ構成の上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5とから構成されて!/、る。

[0028] 空気調和機は、更に、抵抗 6とダイオード 7とコンデンサ 8から構成されるブートストラップ回路と、上アームスイッチング素子群 4の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路 9を有する。上アームスイッチング素子ドライブ回路 9は、上アームスィッチング素子群 4と圧縮機モータ 3との接続側ラインを基準電位として前記ブートストラップ回路により電源が供給されることで上アームスイッチング素子群 4の駆動を行っている。空気調和機は、更に、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の駆動制御を行う上アーム制御回路 10と、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として下アームスイッチング素子群 5の駆動制御を行う下アーム制御回路 11と、上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5 のオン'オフのタイミングを決定するモータ制御 IC12を備え、更に、平滑化された DC 電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11に共通の電源を供給するためのスイッチング電源 14を備える。

[0029] 本実施の形態 3に係る空気調和機は、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10の電源入り口部に接続された第 1のツエナーダイオード 17は、スイッチング電源 14の正極側ライン 14aと負極側ライン 2b間に接続された結線上に、第 1のツエナーダイオード 17の力ソードが正極側となる向きに接続されている。更に、正極側ライン 14a上であって、第 1のツエナーダイオード 17の力ソードとスイッチング電源 14の出力部間に第 1の抵抗 18が接続され、下アーム制御回路 11の正極側と負極側の電源入り口部両極間に第 2のツエナーダイオード 19がその力ソードが正極側となる向きに接続され、第 2のツエナーダイオード 19の力ソードとスイッチング電源 14 の正極側ライン 14a上の接続点 14b間に第 2の抵抗 20が接続されている。

[0030] 上記構成により、上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11のいずれか一方の回路がスイッチング素子からの過電圧により耐圧破壊しその電源に過電圧が印加された場合、その電源の極間に接続してレ、るツエナーダイオードがショートモードで破壊して電源の過電圧を防止すると共に、スイッチング電源 14の出力部間に挿入された抵抗がツエナーダイオードのショート電流で断線破壊するので、他方の電源に過電圧がまわりこむことが防止される。このように本実施の形態 3の構成とすることで、制御回路では停止できない DC電圧のショートモードに陥ることを防ぐことができる。

[0031] (実施の形態 4)

図 4は、本発明の第 4の実施の形態における空気調和機の構成を示す。本実施の形態 4に係る空気調和機は、図 1に示す実施の形態 1の空気調和機において、スイツチング電源を上アームスイッチング素子ドライブ回路と上アーム制御回路と下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を持つスイッチング電源 14に置き換え、スイツチング電源の出力部にツエナーダイオード 22を設け、更に、 AC電源とダイオードブリッジ 1との間にリレー 21を設け、リレー 21のコイル部 21aの電源側をスイッチング電源 14の出力部 14eに接続したことを特徴とする。具体的には、図 4に示すように、空気調和機は、 AC電源を整流するダイオードブリッジ 1と、ダイオードブリッジ 1により整流された電圧を DC電圧に平滑するインバータ用の平滑コンデンサ 2と、平滑化された DC電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続され、 DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータ 3に印加するインバータ回路部を備え、該インバータ回路部はブリッジ接続された構成の上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5とから構成されて!/、る。

[0032] 空気調和機は、更に、抵抗 6とダイオード 7とコンデンサ 8から構成されるブートストラップ回路と、上アームスイッチング素子群 4の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路 9を有する。上アームスイッチング素子ドライブ回路 9は、上アームスィッチング素子群 4と圧縮機モータ 3との接続側ラインを基準電位として前記ブートストラップ回路により電源が供給されることで、上アームスイッチング素子群 4の駆動を行っている。空気調和機は、更に、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として上アームスイッチング素子ドライブ回路 9の駆動制御を行う上アーム制御回路 10と、 DC電圧の負極側ライン 2bを基準電位として下アームスイッチング素子群 5の駆動制御を行う下アーム制御回路 11と、上アームスイッチング素子群 4と下アームスイッチング素子群 5 のオン 'オフのタイミングを決定するモータ制御 IC12を備える。空気調和機は、更に、平滑化された DC電圧の正極側ライン 2aと負極側ライン 2b間に接続されたスィッチング電源 14を備え、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10 と下アーム制御回路 11に共通の電源を供給することは図 3に示す実施の形態 3と類似した構成である。

[0033] 本実施の形態 4では、図 4に示すように、 AC電源にリレー 21が接続され、そのコィル部 21aの一端側がスイッチング電源 14の正極側ライン 14a上の接続点 14eを通つて，上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11の電源入力端子に接続され、該コイル部 21aの他端側がモータ制御 IC12の電源入力端子に接続されている。更に、上アームスイッチング素子ドライブ回路 9と上アーム制御回路 10と下アーム制御回路 11の電源の正極側と負極側間に第 3のツエナーダイオード 22を力ソードが正極側となるように接続している。即ち、下アーム制御回路 11の電源入り口部において、スイッチング電源 14の正極側ライン 14a上の接続点 14eと負極側ライン 2b間を結ぶ結線上に、第 3のツエナーダイオード 22がそのカソ一ドが正極側となる向きに接続された構成である。

[0034] 上記構成により、スイッチング素子からの過電圧により上アームスイッチング素子ドライブ回路 9または上アーム制御回路 10または下アーム制御回路 11のどれかが過電圧破壊して電源に過電圧が印加された場合、第 3のツエナーダイオード 22がショ一トモードで破壊し、リレー 21のコイル電流が遮断されてリレー 21がオフされる。これにより、制御回路では停止できないような DC電圧のショートモードに陥ることを防止すること力 Sでさる。

産業上の利用可能性

[0035] 本発明による空気調和機のインバータ用のスイッチング電源の回路構成を改善した技術は、同様の構成をもつ他のインバータ機器にも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] AC電源からの AC電圧を整流及び平滑することにより DC電圧を生成する DC電圧生成部と、

前記 DC電圧生成部で生成された DC電圧を交流電圧に変換して圧縮機モータに印加するためのインバータ回路部と、

前記インバータ回路部の駆動制御を行うインバータ回路駆動制御部と、前記 DC電圧生成部で生成された DC電圧を用いて前記インバータ回路駆動制御部にスイッチング駆動電源を供給するためのスイッチング電源供給部とを備え、前記インバータ回路部は、前記 DC電圧の正極側ラインと負極側ライン間にブリッジ接続された上アームスイッチング素子群と下アームスイッチング素子群とから構成され、

前記インバータ回路駆動制御部は、前記上アームスイッチング素子群の駆動を行う上アームスイッチング素子ドライブ回路と、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路の駆動制御を行う上アーム制御回路と、前記下アームスイッチング素子群の駆動制御を行う下アーム制御回路とを備えた空気調和機において、

前記上アームまたは下アームスイッチング素子群のいずれか一方から対応する前記上アームまたは下アーム制御回路に過電圧が印加されたときに、他方の上アームまたは下アーム制御回路の前記電源供給部に過電圧が印加されることを遮断するための過電圧遮断部を備えたことを特徴とする空気調和機。

[2] 前記スィッチング電源供給部内に、上アームスイッチング素子ドライブ回路及び上アーム制御回路に共通の電源用に第 1の出力巻線を設けるとともに下アームドライブ回路の電源用に第 2の出力巻線を設け、前記過電圧遮断部として、前記第 1の出力巻線と前記第 2の出力巻線とは電源供給側で互いに分岐した構成としたことを特徴とする請求項 1に記載の空気調和機。

[3] 前記スイッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記伝播防止用の保護素子として、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部に第 1のダイオードを設けるとともに、前記下アーム制御回路の電源入力部に第 2のダイオードを設けたことを特徴とする請求項 1に記載の空気調和機。

[4] 前記スイッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記過電圧伝播防止用の保護素子として、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部に第 1の抵抗素子を設けるとともに、前記第 1の抵抗素子と前記上アームスイッチング素子ドライブ回路及び前記上アーム制御回路の電源入力部との間に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 1のツエナーダイオードが設けられ、前記下アーム制御回路の電源入力部に第 2の抵抗素子を設け、前記第 2の抵抗素子と前記下アーム制御回路の電源入力部との間に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 2のツエナーダイオードが設けられたことを特徴とする請求項 1に記載の空気調和機空気調和機。

[5] 前記スイッチング電源供給部は、前記上アームスイッチング素子ドライブ回路と前記上アーム制御回路と前記下アーム制御回路の電源用に共通の出力巻線を有し、前記過電圧遮断部は過電圧の印加防止用の AC電源遮断部と過電圧の伝播防止用の保護素子で構成され、前記 AC電源遮断部として、前記 AC電源と前記 DC電圧生成部との間にリレーを設けるとともに該リレーのコイル部の電源供給側を前記スイツチング電源供給部の出力部に接続し、前記過電圧の伝播防止用の保護素子として、前記スイッチング電源供給部の出力部に力ソードが接続されるとともに前記 DC電圧の負極側にアノードが接続された第 3のツエナーダイオードが設けられたことを特徴とする請求項 1に記載の空気調和機。