WO2023042253A1 - 電力変換装置及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023042253A1
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憲嗣 岩崎
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三菱電機株式会社
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    • H02K2211/03Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the present disclosure relates to a power conversion device having a filter that attenuates noise flowing out of a converter or an inverter, and a refrigeration cycle device including the power conversion device.
  • Patent Literature 1 discloses a power converter provided with an active noise canceller including common mode noise detection means and an active noise filter that performs noise compensation.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a power conversion device and a refrigeration cycle device that improve the serviceability of a device equipped with a power conversion device when repairing an active noise canceller. It provides.
  • a power conversion device includes a power conversion unit that converts the voltage and frequency of power supplied from a power supply through a power line and supplies it to a load, and detects noise that flows in the power line and attenuates the noise. and an active noise canceller that outputs a noise canceling signal to a power supply line, and the active noise canceller includes a first substrate mounted with a strong current system circuit that detects noise and a weak current system circuit that generates a noise canceling signal. and a mounted second substrate.
  • the power conversion device and the refrigeration cycle device According to the power conversion device and the refrigeration cycle device according to the present disclosure, only the second board needs to be replaced even when performing replacement work for a light current system circuit with a high risk of failure. Therefore, the replacement work can be performed without stopping the operation of a device such as an air conditioner to which the active noise canceller is attached. In this way, according to the power conversion device of the present disclosure, it is possible to improve the serviceability of the equipment including the power conversion device when repairing the active noise canceller.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a power converter according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a second substrate of the power converter according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a perspective view showing an active noise canceller according to Embodiment 1;
  • FIG. 3 is a perspective view showing a first substrate and a second substrate of the active noise canceller according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the failure detection circuit according to the first embodiment; 4 is a flow chart showing the operation of the control device according to Embodiment 1 at the time of failure detection.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a power conversion device according to Embodiment 2;
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a power conversion device according to Embodiment 2;
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a power conversion device according to Embodiment 2;
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a second substrate of the power conversion device according to Embodiment 2; 8 is a flow chart showing the operation of the failure detection circuit according to the second embodiment; 9 is a flow chart showing the operation of the external inspection device according to Embodiment 2; 9 is a flow chart showing the operation of the control device according to the second embodiment when a failure is detected;
  • FIG. 11 is a perspective view showing an active noise canceller according to Embodiment 3;
  • FIG. 12 is a perspective view showing an active noise canceller according to Embodiment 4;
  • Embodiment 1 shows an example of a refrigeration cycle device according to the present disclosure.
  • the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
  • the present disclosure includes all combinations of configurations that can be combined among configurations shown in the following embodiments and modifications thereof.
  • the same reference numerals denote the same or corresponding parts, which are common throughout the specification.
  • the relative dimensional relationship, shape, etc. of each component may differ from the actual one.
  • an electrical or magnetic connection may be simply referred to as a "connection".
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an air conditioner 1 according to Embodiment 1.
  • the air conditioner 1 has an outdoor unit 2 and an indoor unit 3 .
  • the outdoor unit 2 and the indoor unit 3 are connected via refrigerant pipes 11 .
  • the outdoor unit 2 is provided with a compressor 4 , a four-way valve 5 , an outdoor heat exchanger 6 , an outdoor fan 7 and an expansion valve 8 .
  • the indoor unit 3 is provided with an indoor heat exchanger 9 and an indoor fan 10 .
  • the compressor 4 sucks the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 11 .
  • the compressor 4 compresses the sucked refrigerant and discharges it to the refrigerant pipe 11 .
  • Compressor 4 is an inverter compressor, for example.
  • the refrigerant discharged from the compressor 4 flows into the outdoor heat exchanger 6 of the outdoor unit 2 or the indoor heat exchanger 9 of the indoor unit 3 .
  • the outdoor heat exchanger 6 and the indoor heat exchanger 9 exchange heat between the refrigerant flowing inside and the air.
  • the outdoor heat exchanger 6 and the indoor heat exchanger 9 are, for example, fin-and-tube heat exchangers.
  • the outdoor fan 7 sends air to the outdoor heat exchanger 6 .
  • the indoor fan 10 sends air to the indoor heat exchanger 9 .
  • the four-way valve 5 is configured to switch between a cooling operation for cooling the indoor unit 3 side and a heating operation for heating the indoor unit 3 side.
  • the four-way valve 5 In the case of cooling operation, the four-way valve 5 is in the state indicated by the solid line, and the refrigerant discharged from the compressor 4 flows into the outdoor heat exchanger 6 of the outdoor unit 2. At this time, the outdoor heat exchanger 6 of the outdoor unit 2 acts as a condenser, and the indoor heat exchanger 9 of the indoor unit 3 acts as an evaporator.
  • the four-way valve 5 is in the state indicated by the dashed line, and the refrigerant discharged from the compressor 4 flows into the indoor heat exchanger 9 . At this time, the outdoor heat exchanger 6 of the outdoor unit 2 acts as an evaporator, and the indoor heat exchanger 9 of the indoor unit 3 acts as a condenser.
  • the expansion valve 8 is a decompression device that decompresses the refrigerant, and is composed of, for example, an electronic expansion valve.
  • the expansion valve 8 is provided between the outdoor heat exchanger 6 of the outdoor unit 2 and the indoor heat exchanger 9 of the indoor unit 3 .
  • the compressor 4, the four-way valve 5, the outdoor heat exchanger 6, the expansion valve 8, and the indoor heat exchanger 9 are connected by refrigerant pipes 11 to form a refrigerant circuit.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the power converter 100 according to the first embodiment.
  • the power converter 100 according to Embodiment 1 includes a power converter 110 , an active noise canceller 140 and a controller 170 .
  • an active noise canceller may be described as "ANC.”
  • An AC power supply 200 as a power supply and a motor 300 as a load are connected to the power converter 100 .
  • the AC power supply 200 is, for example, a three-phase commercial power supply having U-phase, V-phase, and W-phase.
  • the AC power supply 200 is connected to the power converter 100 via a power supply terminal block (not shown).
  • Motor 300 is, for example, a three-phase permanent magnet synchronous motor having U-phase, V-phase, and W-phase.
  • the power conversion device 100 and the motor 300 are mounted on the compressor 4 of the air conditioner 1, for example. Also, the motor 300 may be used as a fan motor for the outdoor fan 7 and the indoor fan 10 . In that case, the power conversion device 100 may be mounted in an inverter device that drives the outdoor fan 7 and the indoor fan 10 .
  • the power conversion unit 110 converts the AC voltage and frequency supplied from the AC power supply 200 and supplies them to the motor 300 .
  • the power converter 110 is composed of a converter 120 and an inverter 130 .
  • Converter 120 includes rectifier circuit 121 , DC reactor 122 , and smoothing capacitor 123 .
  • Converter 120 also includes a booster circuit (not shown).
  • the rectifier circuit 121 rectifies the AC voltage of the AC power supply 200 and converts it into a DC voltage.
  • a smoothing capacitor 123 is connected in parallel to the output side of the rectifier circuit 121 via a DC reactor 122 . Smoothing capacitor 123 smoothes the DC voltage input from rectifier circuit 121 through DC reactor 122 .
  • the booster circuit is connected to the output side of the rectifier circuit 121 and performs a boost switching operation.
  • the rectifier circuit 121 is composed of, for example, a full bridge circuit with six rectifying diodes 124 . Specifically, two rectifying diodes 124 are connected in series to form a series body. By preparing three series bodies and connecting the three series bodies in parallel, a full bridge circuit is formed. Furthermore, the midpoints of the three series bodies are connected to the AC power supply 200 via three power supply lines 181 , 182 and 183 corresponding to each phase of the AC power supply 200 . A switching element such as a transistor may be used in the rectifier circuit 121 instead of the rectifier diode 124 . The output terminal of the rectifier circuit 121 is connected to the positive bus 125 and the negative bus 126 .
  • the inverter 130 is composed of a full bridge circuit with six semiconductor switches 131, for example.
  • the semiconductor switch 131 is, for example, a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor), or a HEMT (High Electron Mobility Transistor).
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
  • HEMT High Electron Mobility Transistor
  • the inverter 130 is connected to the positive side bus 125 and the negative side bus 126 that are the output ends of the converter 120 .
  • Inverter 130 converts the DC voltage rectified by rectifier circuit 121 of converter 120 into an AC voltage, and outputs the AC voltage to motor 300 .
  • the voltage value and frequency of the alternating current supplied to the motor 300 can be made variable.
  • a freewheeling diode 132 is connected in antiparallel to each semiconductor switch 131 .
  • Each semiconductor switch 131 performs ON/OFF operation independently from each other according to the drive switch signal output from the control device 170 .
  • the on/off operation converts a DC voltage into an AC voltage.
  • the ANC 140 is an active filter that detects common mode noise that flows out of the converter 120 or the inverter 130 and flows through the power supply lines 181, 182 and 183, and attenuates and suppresses the detected noise.
  • ANC 140 has detection coil 141 , injection coil 142 , noise suppression circuit 151 , control power supply circuit 152 , and fault detection circuit 153 .
  • the detection coil 141 and the injection coil 142 constitute a heavy current system circuit 61 in the ANC 140 .
  • the heavy-current system circuit 61 is mainly a circuit for detecting common mode noise. Components that make up the heavy-current system circuit 61 are devices that use a voltage per power supply voltage.
  • the power supply voltage used by the heavy electrical system circuit 61 is, for example, 200V to 400V.
  • the noise suppression circuit 151 , the control power supply circuit 152 , and the failure detection circuit 153 constitute a light current system circuit 62 in the ANC 140 .
  • the light current system circuit 62 is a circuit that mainly generates a noise canceling signal that suppresses common mode noise.
  • the components that make up the weak current system circuit 62 are devices that use a voltage obtained by stepping down the power supply voltage.
  • the voltage used by the parts forming the weak current system circuit 62 is around 10 V, which is sufficiently smaller than the voltage used by the parts forming the strong current system circuit 61 .
  • the ANC 140 is divided into a first board 161 on which the strong current system circuit 61 is mounted and a second board 162 on which the weak current system circuit 62 is mounted.
  • the light current system circuit 62 is not mounted on the first substrate 161 .
  • the detection coil 141 and the injection coil 142 are inserted so as to be connected in series to the power lines 181, 182 and 183 in this order from the AC power supply 200 side. That is, the detection coil 141 is connected to the AC power supply 200 and the injection coil 142 is connected to the converter 120 .
  • the withstand voltages of the detection coil 141 and the injection coil 142 are higher than the voltage of the AC power supply 200 .
  • the detection coil 141 includes coils 141a, 141b and 141c connected in series to the power lines 181, 182 and 183 of each phase, respectively.
  • the coils 141a, 141b and 141c are conductors forming part of the power supply lines 181, 182 and 183, respectively.
  • the coils 141a, 141b and 141c are, for example, wound around a toroidal core.
  • the toroidal core has an annular shape and is made of a magnetic material such as ferrite.
  • the detection coil 141 includes a coil 141d wound, for example, on a toroidal core adjacent to the coils 141a, 141b and 141c and provided to be magnetically coupled to the coils 141a, 141b and 141c.
  • the injection coil 142 includes coils 142a, 142b and 142c connected in series to the power lines 181, 182 and 183 of each phase, respectively.
  • the coils 142a, 142b and 142c are conductors forming part of the power supply lines 181, 182 and 183, respectively.
  • the coils 142a, 142b and 142c are, for example, wound around a toroidal core.
  • Injection coil 142 further comprises a coil 142d wound, for example, adjacent to coils 142a, 142b and 142c on a toroidal core and arranged to be magnetically coupled to coils 142a, 142b and 142c.
  • the operation of the ANC 140 will be explained.
  • a current proportional to the common mode noise current ie, a noise signal is induced in the coil 141d via the toroidal core.
  • the noise suppression circuit 151 sets a noise canceling signal that attenuates or cancels the noise signal based on the noise signal that has flowed through the detection coil 141, and passes the set noise canceling signal to the coil 142d.
  • Noise canceling signals flowing through coil 142d induce noise canceling signals in coils 142a, 142b and 142c of injection coil 142, which are magnetically coupled with coil 142d.
  • Noise canceling signals flow through the power lines 181 , 182 and 183 via the coils 142 a , 142 b and 142 c of the injection coil 142 . That is, the current induced by the injection coil 142 is superimposed on the currents flowing through the power lines 181 , 182 and 183 . At this time, the noise canceling signal and the noise signals flowing through the power supply lines 181, 182 and 183 are canceled to suppress common mode noise.
  • noise is detected and injected by coils.
  • one or both of noise detection and injection may be performed by a capacitor.
  • an X capacitor, a Y capacitor, a normal mode coil, and the like may be mounted on the first substrate 161 for suppressing noise.
  • the withstand voltages of the X and Y capacitors are higher than the voltage of the AC power supply 200 .
  • a plurality of X capacitors and Y capacitors may be provided, and in this case, the withstand voltage of the X capacitors and Y capacitors may be a combination of a plurality of X capacitors and Y capacitors.
  • these additionally or alternatively provided capacitors or normal mode coils also constitute the heavy current system circuit 61 .
  • the normal mode noise flowing through the power supply lines 181, 182 and 183 is reduced by the leakage inductance of the detection coil 141 and the injection coil 142. If an X capacitor is installed, the normal mode noise is also reduced by the X capacitor.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the second substrate 162 of the power converter 100 according to Embodiment 1.
  • a noise suppression circuit 151 As shown in FIG. 3, a noise suppression circuit 151, a control power supply circuit 152, and a failure detection circuit 153 are mounted on the second substrate 162.
  • FIG. 3 two parallel wirings are connected between each circuit and connector, but only one of them is denoted by a reference numeral, and the description thereof is omitted.
  • the noise suppression circuit 151 is connected through the wiring 184 to the connector 171a.
  • the connector 171a is connected to the connector 171b of the first board 161 (see FIG. 5). This allows the noise suppression circuit 151 to receive the noise signal from the detection coil 141 of the first substrate 161 .
  • the noise suppression circuit 151 is connected to the connector 172a via the wiring 185. As shown in FIG. The connector 172a is connected to the connector 172b of the first board 161 (see FIG. 5). This allows the noise suppression circuit 151 to transmit a noise canceling signal to the injection coil 142 of the first substrate 161 . Furthermore, the noise suppression circuit 151 includes a high-pass filter 151a and an amplifier circuit 151b. A wiring 186 connects the high-pass filter 151a and the amplifier circuit 151b.
  • the high-pass filter 151a In the noise signal detected by the detection coil 141, the high-pass filter 151a passes only frequency components higher than a specific frequency as a threshold.
  • the amplifier circuit 151 b amplifies the current of the opposite phase of the noise signal that has passed through the high-pass filter 151 a to generate a noise canceling signal and sends it to the injection coil 142 .
  • the noise suppression circuit 151 is not limited to the form described above.
  • the noise suppression circuit 151 may further include a buffer circuit, a low frequency cancellation circuit, and the like.
  • the amplifier circuit 151b is a semiconductor circuit including at least an operational amplifier and a transistor.
  • the high pass filter 151a includes at least resistors and capacitors. Further, the amplifier circuit 151b may include resistors, capacitors, and the like for configuring the circuit. These additionally or alternatively provided resistors or capacitors also constitute the light current system circuit 62 . These semiconductor circuit components are less durable than the components of the high-voltage circuit 61 . Also, the withstand voltage of the operational amplifier and the transistor is lower than the voltage of the AC power supply 200 .
  • the control power supply circuit 152 is connected to the amplifier circuit 151b of the noise suppression circuit 151 via the connector 173.
  • a wiring 187 is connected between the amplifier circuit 151 b and the connector 173 .
  • a wiring 188 connects between the connector 173 and the control power supply circuit 152 .
  • the control power supply circuit 152 is connected to the power supply lines 182 and 183 of the first board 161 through a connector 174 connected by a wiring 189 (see FIG. 2).
  • the first substrate 161 also has wiring, connectors, fuses, and the like for extracting power.
  • a connector on the first board 161 and a connector 174 on the second board 162 are connected by a power line 195 (see FIG.
  • control power supply circuit 152 receives alternating current flowing upstream of the converter 120 as a power supply. .
  • the control power supply circuit 152 supplies the received power to the amplifier circuit 151b.
  • the output voltage of the control power supply circuit 152 is lower than the withstand voltage of the operational amplifier and transistor of the amplifier circuit 151b.
  • the control power supply circuit 152 may use a direct current flowing downstream of the converter 120 as a power supply.
  • the control power supply circuit 152 may supply power through a system other than the above.
  • the failure detection circuit 153 detects a failure of the ANC 140 based on the current or voltage values obtained from the noise signal and the noise canceling signal, or the voltage and current values input to the amplifier circuit 151b.
  • the current or voltage value obtained from the noise signal and the noise canceling signal, and the voltage and current values input to the amplifier circuit 151b may be referred to as monitor values.
  • failure detection circuit 153 measures changes in the monitored value due to changes in the operating state of air conditioner 1, and detects whether noise leakage continues. Furthermore, when the failure detection circuit 153 detects a failure of the ANC 140 and when noise continues to leak, the failure detection circuit 153 transmits a failure signal indicating that the ANC 140 has failed to the control device 170 .
  • the fault detection circuit 153 is connected via a wiring 191 to the wiring 184 between the connector 171a and the high-pass filter 151a.
  • the failure detection circuit 153 is connected via a wiring 192 to the wiring 185 between the amplifier circuit 151b and the connector 172a.
  • the failure detection circuit 153 acquires a noise signal input to the high-pass filter 151 a through the wiring 184 and acquires a noise canceling signal output from the amplifier circuit 151 b and passing through the wiring 185 .
  • the failure detection circuit 153 detects an abnormality such as a short circuit, an open circuit, or an oscillation in the noise suppression circuit 151 when the current or voltage value obtained from the acquired noise signal and noise canceling signal exceeds a predetermined threshold value. It is determined that the abnormality such as a short circuit, an open circuit, or an oscillation in the noise suppression circuit 151 when the current or voltage value obtained from the acquired noise signal and noise canceling signal exceeds a predetermined threshold value. It is determined that the abnormality such as a
  • the failure detection circuit 153 is connected to the wiring 188 between the connector 173 and the control power supply circuit 152 via the wiring 193 .
  • the failure detection circuit 153 measures the values of the voltage and current input from the control power supply circuit 152 through the wiring 193 to the amplifier circuit 151b. When the measured voltage and current values exceed predetermined threshold values, the failure detection circuit 153 determines that an abnormality such as a short circuit, open circuit, or oscillation has occurred in the control power supply circuit 152, and detects the failure. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing the active noise canceller 140C according to Embodiment 1.
  • FIG. The ANC 140 and power terminal block are housed in the electrical component box 196 .
  • FIG. 4 shows only part of the upper surface of the electrical component box 196 .
  • FIG. 4 shows a state before the first substrate 161 and the second substrate 162 are assembled.
  • the first board 161 and the second board 162 are arranged near the power terminal block and on the same plane as the power terminal block.
  • an inspection board 163 is provided on the inner surface of the upper portion of the electrical component box 196 .
  • the inspection board 163 and the second board 162 are electrically and mechanically connected by lead wires 197 and connectors (not shown).
  • An inspection LED 198 and an inspection switch 199 are mounted on the inspection board 163 .
  • the inspection LED 198 displays whether or not the ANC 140 is faulty by lighting, extinguishing, blinking, or the like on the surface of the electrical component box 196 . As a result, it is possible to determine whether or not the ANC 140 has failed from the outside of the electrical component box 196 .
  • the inspection switch 199 can be turned on and off by a knob provided on the surface of the electrical component box 196, and switches whether or not power is supplied to the second substrate 162 in response to the on/off of the knob. is.
  • the inspection substrate 163 can be used continuously by replacing the inspection substrate 163 from the pre-replacement second substrate 162 to the post-replacement second substrate 162. can be
  • FIG. 5 is a perspective view showing the first substrate 161 and the second substrate 162 of the active noise canceller 140 according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 shows how the second substrate 162 is attached to the first substrate 161 .
  • the connector 171b of the first board 161 is connected to the connector 171a of the second board 162.
  • the detection coil 141 of the first substrate 161 and the wiring 184 connected to the high-pass filter 151a of the second substrate 162 are connected, and the noise signal detected by the detection coil 141 flows to the high-pass filter 151a.
  • the connector 172 b of the first substrate 161 is connected to the connector 172 a of the second substrate 162 .
  • the injection coil 142 of the first substrate 161 and the wiring 185 connected to the amplifier circuit 151b of the second substrate 162 are connected, and the noise canceling signal generated by the amplifier circuit 151b flows to the injection coil 142.
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are three-dimensional substrates arranged substantially at right angles.
  • the control device 170 controls the general operation of the power conversion device 100 .
  • the control device 170 controls the air conditioner so that the amount of noise leaking from the second board 162 to the power supply lines 181, 182, and 183 is reduced.
  • a change in the operating output of the air conditioner 1 is performed by controlling the inverter 130 to increase or decrease the operating frequency of the motor 300 .
  • the control device 170 transmits a notification signal for notifying the external controller 12 such as a remote controller or a centralized controller of the air conditioner 1 that the ANC 140 has failed. .
  • the external controller 12 receives user's operation of the air conditioner 1 and displays the operating state of the air conditioner 1 .
  • the external controller 12 has a display, speaker, or the like that visually or audibly notifies that the ANC 140 has failed. Further, when receiving a failure signal from the noise suppression circuit 151 , the control device 170 transmits a notification signal to the inspection LED 198 to light or blink in a state indicating failure of the ANC 140 .
  • the processing circuit consists of dedicated hardware or a processor.
  • Dedicated hardware is, for example, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the processor executes programs stored in a storage unit (not shown).
  • the storage unit is composed of memory.
  • Memory is non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), or disk such as magnetic disk, flexible disk, optical disk, etc. be.
  • control device 170 when receiving the failure signal, the control device 170 stops the IH restricted energization and boost switching operations during normal operation, which increase switching noise, if these operations are being performed. This reduces the monitoring value measured by the failure detection circuit 153 .
  • Control device 170 determines that the boost switching operation is being performed when the amount of boost by the boost circuit of converter 120 is greater than zero. Furthermore, the control device 170 performs control to decrease the operating frequency until the monitoring value measured by the failure detection circuit 153 becomes equal to or less than a predetermined threshold, thereby reducing the operating output of the air conditioner 1 .
  • control device 170 controls to stop the boost switching operation during IH restraint energization or normal operation, or to decrease the operating frequency until the reception of the failure signal is no longer repeated after receiving the failure signal for the first time. I do.
  • the control device 170 causes the external controller 12 to continue to report until the repair or the like is carried out by a worker or the like.
  • the control device 170 causes the inspection LED 198 to continue lighting or blinking indicating that the ANC 140 has failed.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the failure detection circuit 153 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the operation of the control device 170 according to the first embodiment when a failure is detected.
  • the failure detection circuit 153 determines whether or not a failure has occurred in the ANC 140 based on the monitored value (S1). If no failure has occurred (S1: NO), the process ends. If a failure has occurred (S1: YES), a failure signal is transmitted to the control device 170 (S2).
  • the failure detection circuit 153 periodically performs the operation of S1.
  • the control device 170 that has received the failure signal transmits a notification signal to the external controller 12 and the inspection LED 198 to notify that the ANC 140 has failed (S3).
  • the control device 170 determines whether or not the IH restraint energization is being performed (S4). If the IH restraint energization is being performed (S4: YES), the control device 170 stops the IH restraint energization (S5). If the IH restraint energization is not performed (S4: NO), the control device 170 determines whether or not the boost amount is greater than 0 (S6).
  • the controller 170 reduces the boost amount or stops boosting (S7). If the boost amount is 0 or less (S6: NO), the control device 170 reduces the operating output of the air conditioner 1 (S8).
  • the failure detection circuit 153 After receiving the failure signal for the first time, the control device 170 repeats the above-described process until the reception of the failure signal is no longer repeated.
  • devices such as operational amplifiers and transistors that make up the weak current circuit 62 are susceptible to surges, heat, static electricity, and the like, and have a high risk of failure.
  • abnormal heat generation due to an increase in the current value, static electricity during maintenance work, and cracks due to solder peeling due to deterioration over time may cause the parts that make up the low current system circuit 62 to malfunction.
  • the devices such as the coil 142d and the capacitor that constitute the strong current system circuit 61 are more resistant to these than the devices that constitute the weak current system circuit 62, and are less likely to fail.
  • the power converter 100 according to Embodiment 1 only the second board 162 needs to be replaced even when replacing the light current system circuit 62, which has a high risk of failure. Therefore, the replacement work can be performed without stopping the operation of the equipment such as the air conditioner 1 to which the ANC 140 is attached.
  • the power conversion device 100 in Embodiment 1 when repairing ANC140, the serviceability of the apparatus provided with the power conversion device 100 can be improved.
  • the detection coil 141 and the injection coil 142 of the ANC 140 are relatively expensive components. Therefore, according to Embodiment 1, even when the second substrate 162 is replaced, the first substrate 161 on which the detection coil 141 and the injection coil 142 are mounted does not need to be replaced, so service costs are suppressed. be.
  • the manufacturing cost can be reduced by sharing the second substrate 162, which has a high failure risk and is likely to be replaced, among a plurality of models. be.
  • the failure detection circuit 153 it is possible for the failure detection circuit 153 to detect that the ANC 140 has failed due to the second board 162 . Therefore, when the ANC 140 breaks down, it is possible to quickly prompt for repair or replacement. As a result, it is possible to reduce the risk of failures or malfunctions of other devices due to noise outflow, or accidents caused by these.
  • the control device 170 controls the operation of the air conditioner 1 according to the operation state of the air conditioner 1 so that the noise outflow amount is reduced. As a result, it is possible to maintain a state in which the amount of noise outflow is suppressed until the ANC 140 is repaired or replaced, so that it is possible to prevent other devices from being adversely affected by the noise.
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are connected substantially perpendicularly.
  • the space occupied by the ANC 140 is smaller than when the first substrate 161 and the second substrate 162 are connected substantially horizontally. and not. Therefore, the power converter 100 or the ANC 140 of Embodiment 1 can be applied to the existing air conditioner 1 in which the ANC 140 is not provided.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a power converter 100A according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the second embodiment differs from the first embodiment in that the ANC 140A of the power converter 100A can be connected to the external inspection device 400. FIG. In the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing the second substrate 162 of the power converter 100A according to the second embodiment.
  • the external inspection device 400 is a device that is attached when inspecting the ANC 140A and inspects whether the ANC 140A is faulty. External inspection device 400 determines whether or not ANC 140A is faulty based on the monitoring value measured by fault detection circuit 153 . A specific determination method is the same as that of failure determination by the failure detection circuit 153 of the first embodiment, so description thereof will be omitted.
  • the external inspection device 400 includes a display, a speaker, or the like for visually or audibly notifying the judgment result or the like.
  • the external inspection device 400 is connected via a connector 175 provided on the second substrate 162 shown in FIG. 9 during inspection. Connector 175 is connected to failure detection circuit 153 via wiring 194 .
  • FIG. 10 is a flow chart showing the operation of the failure detection circuit 153 according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the operation of the external inspection device 400 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a flow chart showing the operation of the control device 170 according to the second embodiment when a failure is detected.
  • the failure detection circuit 153 transmits a monitored value to the external inspection device 400 (S10). Proceeding to FIG. 11, the external inspection device 400 determines whether or not a failure has occurred in the ANC 140A based on the monitored value (S11). If no failure has occurred (S11: NO), the process ends.
  • the external inspection device 400 If a failure has occurred (S11: YES), the external inspection device 400 notifies that the ANC 140A has failed (S12). Next, the external inspection device 400 transmits a failure signal to the control device 170 (S13). Proceeding to FIG. 12, the processes S4 to S8 after the control device 170 receives the failure signal are the same as S4 to S8 in the failure detection operation described in the first embodiment, so description thereof will be omitted.
  • the external inspection device 400 can inspect the ANC 140A of the power converter 100A. Therefore, for example, even if it becomes necessary to update a program or the like for detecting a failure of the ANC 140A, there is no need to perform work on the failure detection circuit 153 of the ANC 140A of the power converter 100A. In other words, according to the second embodiment, it is sufficient to manage the external inspection device 400 when performing inspection work, and the inspection work can be performed accurately and easily.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an active noise canceller 140B according to the third embodiment.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the ANC 140B has a first substrate 161 and a second substrate 162 connected by lead wires 171c and 172c. do.
  • the same reference numerals are assigned to the same parts as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are connected by lead wires 171c and 172c.
  • a connector 171b provided on the first board 161 and a connector 171a provided on the second board 162 are attached to both ends of the lead wire 171c.
  • a connector 172b provided on the first board 161 and a connector 171a provided on the second board 162 are attached to both ends of the lead wire 172c.
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are arranged substantially horizontally, for example.
  • the ANC 140 of the third embodiment also has functions similar to those of the ANC 140 of the first embodiment. Although two lead wires are connected to a pair of connectors in FIG. 13, only one of them is denoted by a reference numeral and its description is omitted.
  • the arrangement of the first substrate 161 and the second substrate 162 is The degree of freedom can be improved.
  • the lead wire 171c and the lead wire 172c should be attached without crossing each other, and the first substrate 161 and the second substrate 162 should be close to each other without being too far apart. good.
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are connected substantially horizontally. Therefore, the heat generated by the detection coil 141 and the injection coil 142 on the first substrate 161 does not easily affect the components of the light current system circuit 62 on the second substrate 162 . In addition, the influence of noise from the first substrate 161 on the second substrate 162 can be reduced.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an active noise canceller 140C according to the fourth embodiment.
  • the ANC 140C of the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in that it has an insulating film 101 provided between the first substrate 161 and the second substrate 162.
  • FIG. 14 shows how the second substrate 162 is removed from the first substrate 161 .
  • the same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the description will focus on the differences from the first embodiment.
  • the insulating film 101 is made of an insulator.
  • the insulating film 101 is arranged substantially perpendicular to the first substrate 161 .
  • the insulating film 101 is placed upright between the connectors 171a and 171b of the first substrate 161 and other components of the first substrate 161 so that the edge portions are in contact with each other.
  • the insulating film 101 may be attached to the first substrate 161 .
  • the insulating film 101 does not have sufficient strength to stand on its own, one end of the edge portion is attached to the first substrate 161, and the other end of the edge portion is attached to the surface of the electrical component box 196 that is not removed during maintenance. Just install it.
  • the insulating film 101 may not be attached to the ANC 140, but may be prepared and used by the operator during maintenance. In this case, it is desirable to previously provide guides for arranging the insulating film 101 on the first substrate 161 so that the maintenance operator can easily arrange the insulating film 101 .
  • active noise canceller 140C has insulating film 101 provided between first substrate 161 and second substrate 162 . Therefore, when the second substrate 162 is replaced, the first substrate 161 can be prevented from being touched by the body of the replacement worker or the conductive object 102 such as a tool.
  • the control power circuit 152 may be on a location other than the second substrate 162 .
  • the second substrate 162 may be provided with an arrester, a varistor, a Zener diode, and the like for protecting the noise suppression circuit 151 .
  • These arresters, varistors, Zener diodes, etc. also constitute the light current system circuit 62 .
  • the first substrate 161 and the second substrate 162 are arranged as a three-dimensional substrate in which the second substrate 162 is placed substantially perpendicular to the first substrate 161.
  • the double-sided mounting of the second substrate 162 should be carried out as follows. Specifically, passive components such as connectors, resistors, and capacitors are mounted on the surface of the second substrate 162 facing the detection coil 141 and the injection coil 142 of the first substrate 161 or the capacitor side. Active components such as operational amplifiers, transistors, and chip ICs may be mounted on the surface of 161 facing away from the detection coil 141 and injection coil 142 or the capacitor.
  • the active components of the weak current system circuit 62 are mounted on the surface of the second substrate 162 opposite to the surface facing the detection coil 141 and the injection coil 142 mounted on the first substrate 161 or the capacitor.
  • the active components of the second substrate 162 can be made less susceptible to heat from the detection coil 141 and the injection coil 142 of the first substrate 161 .
  • the areas of the ground patterns provided on both surfaces of the second substrate 162 may be changed. For example, the area of the ground pattern is set so that the surface of the second substrate 162 facing the detection coil 141 and the injection coil 142 of the first substrate 161 is opposite to the detection coil 141 and the injection coil 142 of the first substrate 161 . It is better to make it larger on the side facing the side.
  • the influence of noise generated from the high-voltage circuit 61 can be reduced on the surface of the second substrate 162 facing away from the detection coil 141 and injection coil 142 of the first substrate 161 .
  • the area of the ground pattern is set to be larger than the surface of the second substrate 162 facing the side opposite to the detection coil 141 and injection coil 142 side of the first substrate 161 .
  • the surface facing the coil 142 side may be made larger.
  • heat dissipation can be enhanced on the surface of the second substrate 162 facing the detection coil 141 and injection coil 142 sides of the first substrate 161 .
  • the second substrate 162 does not have to be double-sided.
  • failure detection circuit 153 does not measure changes in the monitored value due to changes in the operating state of air conditioner 1 after detecting failure of ANC 140, it merely detects whether ANC 140 has failed. good. In this case, when detecting that ANC 140 is out of order, control device 170 stops the operation of air conditioner 1 .
  • a ZCT zero-phase current transformer
  • the failure detection circuit 153 or the external inspection device 400 may detect whether the ANC 140 has failed based on the amount of noise detected by this method.
  • AI such as machine learning may be employed for the failure detection algorithm of the failure detection circuit 153 or the external inspection device 400.
  • a monitoring value or the like during normal operation is learned in advance and stored in the control device 170 or the external inspection device 400 .
  • the failure detection circuit 153 or the external inspection device 400 compares the learned monitoring value with the monitoring value during inspection, and determines that the monitoring value during inspection deviates from the learned monitoring value during normal operation. If so, it is determined that the ANC 140 is out of order.
  • the monitored value or the like may be learned according to the type of abnormality such as short circuit, open circuit, or oscillation.
  • the monitored value or the like may be learned in response to a sign before a failure actually occurs.
  • the external controller 12 and the inspection LED 198 are used to notify that the ANC 140 has failed. However, either the external controller 12 or the inspection LED 198 may notify that the ANC 140 has failed. Also in the second embodiment, the notification of the failure of ANC 140 by inspection LED 198 may be performed in addition to the notification by external inspection device 400 .
  • the connector 175 for connecting the external inspection device 400 may be provided on the surface of the electrical component box 196 instead of on the second board 162 .
  • the power conversion device 100 is applied to the air conditioner 1
  • the power conversion device 100 is a refrigeration cycle device other than the air conditioner 1, or a component driven by the motor 300 It can also be applied to other devices having
  • the power conversion device 100 may be applied to a device such as an electromagnetic cooker having a load that is operated by power supplied from a power source through a power line, even if it does not have a motor.

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Abstract

電力変換装置は、電源から電源線を介して供給された電力の電圧及び周波数を変換して負荷に供給する電力変換部と、電源線に流れるノイズを検出し、ノイズを減衰させるノイズキャンセリング信号を電源線に対し出力するアクティブノイズキャンセラと、を備え、アクティブノイズキャンセラは、ノイズを検出する強電系回路が搭載された第1の基板と、ノイズキャンセリング信号を生成する弱電系回路が搭載された第2の基板と、を有する。

Description

電力変換装置及び冷凍サイクル装置
 本開示は、コンバータ、又はインバータから流出するノイズを減衰するフィルタを有する電力変換装置、及び電力変換装置を備える冷凍サイクル装置に関する。
 従来、運転範囲拡大及び効率向上を目的として、電力変換素子のスイッチングによって、可変電圧可変周波数運転を行うインバータ、及びインバータに供給する直流電圧の制御と電源に流出する電流の制御とを行うアクティブコンバータが採用された空気調和機が知られている。特許文献1には、コモンモードノイズ検出手段、及びノイズ補償を行う能動ノイズフィルタを含むアクティブノイズキャンセラを備えた電力変換装置が開示されている。
特開2018-191443号公報
 概して、アクティブノイズキャンセラでは、雷サージ、静電気、及び熱等による故障リスクが強電系回路よりも半導体素子を搭載した弱電系回路において高い。このため、アクティブノイズキャンセラが故障した場合は、弱電系回路の交換作業を目的とした修理が行われることが多い。弱電系回路の交換作業では、電力変換装置を備えた機器の電源を遮断する必要があるため、アクティブノイズキャンセラの修理の際における当該機器のサービス性の低下が課題となっている。
 本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アクティブノイズキャンセラの修理を行う際において、電力変換装置を備えた機器のサービス性を向上させた電力変換装置及び冷凍サイクル装置を提供するものである。
 本開示に係る電力変換装置は、電源から電源線を介して供給された電力の電圧及び周波数を変換して負荷に供給する電力変換部と、電源線に流れるノイズを検出し、ノイズを減衰させるノイズキャンセリング信号を電源線に対し出力するアクティブノイズキャンセラと、を備え、アクティブノイズキャンセラは、ノイズを検出する強電系回路が搭載された第1の基板と、ノイズキャンセリング信号を生成する弱電系回路が搭載された第2の基板と、を有する。
 本開示に係る電力変換装置及び冷凍サイクル装置によれば、故障リスクが高い弱電系回路の交換作業を行う場合においても、第2の基板のみ交換すればよい。このため、空気調和機等のアクティブノイズキャンセラが取り付けられた機器の運転を停止することなく交換作業が可能となる。このように、本開示の電力変換装置によれば、アクティブノイズキャンセラの修理を行う際において、電力変換装置を備えた機器のサービス性を向上させることができる。
実施の形態1に係る空気調和機を示す回路図である。 実施の形態1に係る電力変換装置を示す回路図である。 実施の形態1に係る電力変換装置の第2の基板を示す回路図である。 実施の形態1に係るアクティブノイズキャンセラを示す斜視図である。 実施の形態1に係るアクティブノイズキャンセラの第1の基板及び第2の基板を示す斜視図である。 実施の形態1に係る故障検知回路の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る制御装置の故障検知時における動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る電力変換装置を示す回路図である。 実施の形態2に係る電力変換装置の第2の基板を示す回路図である。 実施の形態2に係る故障検知回路の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る外部点検装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る制御装置の故障検知時における動作を示すフローチャートである。 実施の形態3に係るアクティブノイズキャンセラを示す斜視図である。 実施の形態4に係るアクティブノイズキャンセラを示す斜視図である。
 実施の形態1.
 以下、本開示に係る電力変換装置100及び電力変換装置100を備える空気調和機1の実施の形態について図面を参照して説明する。図1の空気調和機1は、本開示における冷凍サイクル装置の一例を示すものである。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の実施の形態及びその変形例に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係又は形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下では、電気的又は磁気的な接続を単に「接続」と称して説明することがある。
 図1は、実施の形態1に係る空気調和機1を示す回路図である。図1に示すように、空気調和機1は、室外機2及び室内機3を有している。室外機2と室内機3とは、冷媒配管11を介して接続されている。室外機2には、圧縮機4、四方弁5、室外熱交換器6、室外ファン7、及び膨張弁8が設けられている。一方、室内機3には、室内熱交換器9及び室内ファン10が設けられている。圧縮機4は、冷媒配管11の中を流れる冷媒を吸入する。圧縮機4は、吸入した冷媒を圧縮して、冷媒配管11に吐出する。圧縮機4は、例えば、インバータ圧縮機である。圧縮機4から吐出された冷媒は、室外機2の室外熱交換器6又は室内機3の室内熱交換器9に流入される。室外熱交換器6及び室内熱交換器9は、内部を流れる冷媒と、空気との間で熱交換を行う。室外熱交換器6及び室内熱交換器9は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。室外ファン7は、室外熱交換器6に対して、空気を送る。室内ファン10は、室内熱交換器9に対して、空気を送る。四方弁5は、室内機3側を冷房する冷房運転の場合と室内機3側を暖房する暖房運転の場合とで状態が切り替わるように構成されている。
 冷房運転の場合は、四方弁5は実線で示す状態になり、圧縮機4から吐出された冷媒が、室外機2の室外熱交換器6に流入する。このとき、室外機2の室外熱交換器6は凝縮器として作用し、室内機3の室内熱交換器9は蒸発器として作用する。一方、暖房運転の場合は、四方弁5は破線で示す状態になり、圧縮機4から吐出された冷媒が、室内熱交換器9に流入する。このとき、室外機2の室外熱交換器6は蒸発器として作用し、室内機3の室内熱交換器9は凝縮器として作用する。膨張弁8は、冷媒を減圧する減圧装置で、例えば、電子膨張弁で構成されている。膨張弁8は、室外機2の室外熱交換器6と室内機3の室内熱交換器9との間に設けられている。圧縮機4、四方弁5、室外熱交換器6、膨張弁8、及び、室内熱交換器9は、冷媒配管11によって接続されて、冷媒回路を構成している。
 図2は、実施の形態1に係る電力変換装置100を示す回路図である。図1に示すように、実施の形態1に係る電力変換装置100は、電力変換部110、アクティブノイズキャンセラ140、及び制御装置170を備えている。以下では、アクティブノイズキャンセラを「ANC」と表記することがある。電力変換装置100には、電源である交流電源200と、負荷であるモータ300とが接続されている。交流電源200は、例えばU相、V相、W相を有する三相の商用電源である。交流電源200は、電源端子台(図示せず)を介して、電力変換装置100に接続されている。モータ300は、例えばU相、V相、W相を有する三相の永久磁石型同期電動機である。電力変換装置100及びモータ300は、例えば、空気調和機1の圧縮機4に搭載される。また、モータ300は、室外ファン7及び室内ファン10のファン用モータとして用いられていてもよい。その場合、電力変換装置100は、室外ファン7及び室内ファン10を駆動するインバータ装置に搭載されていてもよい。
 電力変換部110は、交流電源200から供給された交流の電圧及び周波数を変換してモータ300に供給する。電力変換部110は、コンバータ120、及びインバータ130から構成される。コンバータ120は、整流回路121、直流リアクトル122、及び平滑コンデンサ123を備えている。また、コンバータ120は、図示しない昇圧回路を備えている。整流回路121は、交流電源200の交流電圧を整流して直流電圧に変換する。整流回路121の出力側には、直流リアクトル122を介して、平滑コンデンサ123が並列接続されている。平滑コンデンサ123は、整流回路121から直流リアクトル122を介して入力される直流電圧を平滑する。昇圧回路は、整流回路121の出力側に接続され、昇圧スイッチング動作を行う。
 整流回路121は、例えば、6つの整流用ダイオード124を備えたフルブリッジ回路から構成される。具体的に説明すると、2つの整流用ダイオード124が直列に接続されて、直列体を形成している。そして、当該直列体を3つ用意して、それらの3つの直列体を並列に接続することにより、フルブリッジ回路が形成される。さらに、当該3つの直列体の中点は、交流電源200の相毎に対応した3本の電源線181、182及び183を介して、交流電源200に接続されている。なお、整流回路121には、整流用ダイオード124の代わりに、トランジスタ等のスイッチング素子を用いてもよい。整流回路121の出力端は、正側母線125と負側母線126とに接続されている。
 インバータ130は、例えば、6つの半導体スイッチ131を備えたフルブリッジ回路から構成される。半導体スイッチ131は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)、HEMT(High Electron Mobility Transistor)等のスイッチング素子である。インバータ130は、半導体スイッチ131のオンオフを切り替えることによって、モータ300に流れる電流の経路を制御し、モータ300を駆動する。インバータ130では、1相ごとに、少なくとも2つの半導体スイッチ131が直列に接続されて直列体が形成されている。また、当該直列体の一端は、電源電位側(高電位側)に接続され、当該直列体の他端は、基準電位側(低電位側)に接続されている。さらに、当該3つの直列体の中点は、モータ300に接続されている。
 図2では、インバータ130は、コンバータ120の出力端である正側母線125及び負側母線126に接続されている。インバータ130は、コンバータ120の整流回路121によって整流された直流電圧を交流電圧に変換し、モータ300に出力する。インバータ130の働きにより、モータ300に供給する交流の電圧値及び周波数を可変にすることができる。
 各半導体スイッチ131には、還流用ダイオード132が逆並列で接続されている。各半導体スイッチ131は、制御装置170が出力する駆動スイッチ信号に従って、互いに独立にオンオフ動作を行う。当該オンオフ動作により、直流電圧が交流電圧に変換される。
 ANC140は、コンバータ120又はインバータ130から流出し、電源線181、182及び183に流れるコモンモードノイズを検出し、検出したノイズを減衰及び抑制するアクティブ型のフィルタである。ANC140は、検出コイル141、注入コイル142、ノイズ抑制回路151、制御電源回路152、及び故障検知回路153を有する。検出コイル141、及び注入コイル142は、ANC140における強電系回路61を構成する。強電系回路61は、主に、コモンモードノイズの検出を行う回路である。強電系回路61を構成する部品は、電源電圧当たりの電圧を使うデバイスである。強電系回路61が使う電源電圧は、例えば200V~400Vである。また、ノイズ抑制回路151、制御電源回路152、及び故障検知回路153は、ANC140における弱電系回路62を構成する。弱電系回路62は、主に、コモンモードノイズを抑制するノイズキャンセリング信号の生成を行う回路である。弱電系回路62を構成する部品は、電源電圧を降圧した電圧を使うデバイスである。弱電系回路62を構成する部品が使う電圧は10V前後であり、強電系回路61を構成する部品が使う電圧と比較して十分に小さい。ANC140は、強電系回路61が実装される第1の基板161と、弱電系回路62が実装される第2の基板162とに分けて構成されている。第1の基板161には、弱電系回路62が実装されていない。
 検出コイル141、注入コイル142は、交流電源200側から、この順に電源線181、182及び183に直列に接続されるように挿入されている。つまり、検出コイル141が交流電源200に接続され、注入コイル142がコンバータ120に接続されている。検出コイル141、及び注入コイル142の耐電圧は、交流電源200の電圧より高い。
 検出コイル141は、各相の電源線181、182及び183にそれぞれ直列に接続されたコイル141a、141b及び141cを備える。つまり、コイル141a、141b及び141cは、電源線181、182及び183の一部を構成する導線である。コイル141a、141b及び141cは、例えば、トロイダルコアに巻き回されて構成されている。トロイダルコアは、円環状であり、フェライト等の磁性体からなる。さらに、検出コイル141は、例えば、トロイダルコアにコイル141a、141b及び141cと隣接するよう巻き回され、コイル141a、141b及び141cに磁気結合するように設けられたコイル141dを備える。
 注入コイル142は、各相の電源線181、182及び183にそれぞれ直列に接続されたコイル142a、142b及び142cを備える。つまり、コイル142a、142b及び142cは、電源線181、182及び183の一部を構成する導線である。コイル142a、142b及び142cは、例えば、トロイダルコアに巻き回されて構成されている。さらに、注入コイル142は、例えば、トロイダルコアにコイル142a、142b及び142cと隣接するよう巻き回され、コイル142a、142b及び142cに磁気結合するように設けられたコイル142dを備える。
 ANC140の動作を説明する。コモンモードノイズ電流がコイル141a、141b及び141cに流れると、トロイダルコアを介してコイル141dにコモンモードノイズ電流に比例した電流、即ちノイズ信号が誘起される。ノイズ抑制回路151は、検出コイル141にて流れたノイズ信号に基づいて、ノイズ信号を減衰又は相殺するノイズキャンセリング信号を設定し、設定したノイズキャンセリング信号をコイル142dに流す。コイル142dに流れるノイズキャンセリング信号により、コイル142dと磁気結合する注入コイル142のコイル142a、142b及び142cにノイズキャンセリング信号が誘導される。そして、注入コイル142のコイル142a、142b及び142cを介して、電源線181、182及び183にノイズキャンセリング信号が流れる。つまり、電源線181、182及び183を流れる電流に、注入コイル142により誘導された電流が重畳される。このとき、ノイズキャンセリング信号と電源線181、182及び183に流れるノイズ信号とが相殺され、コモンモードノイズが抑制される。
 なお、図2ではノイズの検出及び注入をコイルで行っているが、電源線181、182及び183に流れるノイズ電流の検出及び注入が可能であれば、ノイズの検出及び注入は、コイル以外で行ってもよい。例えば、ノイズの検出及び注入の一方又は両方をコンデンサによって行ってもよい。また、第1の基板161には補助的にノイズを抑制するためのXコンデンサ、Yコンデンサ、及びノーマルモードコイル等を搭載してもよい。この場合、Xコンデンサ及びYコンデンサの耐電圧は交流電源200の電圧より高い。なお、Xコンデンサ及びYコンデンサは複数設けてもよく、この場合、Xコンデンサ及びYコンデンサの耐電圧は、複数のXコンデンサ及びYコンデンサの組み合わせによるものであってもよい。また、これらの追加的又は代替的に設けられたコンデンサ又はノーマルモードコイルも、強電系回路61を構成する。
 なお、電源線181、182及び183に流れるノーマルモードノイズは、検出コイル141及び注入コイル142の漏れインダクタンスにより減少させられる。Xコンデンサを搭載した場合、ノーマルモードノイズは、Xコンデンサによっても減少させられる。
 図3は、実施の形態1に係る電力変換装置100の第2の基板162を示す回路図である。図3に示すように、第2の基板162には、ノイズ抑制回路151、制御電源回路152、及び故障検知回路153が搭載されている。なお、図3では、各回路及びコネクタ間に並列する2本の配線が接続されているが、何れか一方のみに符号を付し、説明を省略する。ノイズ抑制回路151は、配線184を介してコネクタ171aに接続されている。コネクタ171aは、第1の基板161のコネクタ171b(図5参照)に接続されている。これにより、ノイズ抑制回路151は、第1の基板161の検出コイル141からノイズ信号を受信することができる。また、ノイズ抑制回路151は、配線185を介してコネクタ172aに接続されている。コネクタ172aは、第1の基板161のコネクタ172b(図5参照)に接続されている。これにより、ノイズ抑制回路151は、第1の基板161の注入コイル142にノイズキャンセリング信号を送信することができる。更に、ノイズ抑制回路151は、ハイパスフィルタ151a、及び増幅回路151bを備える。ハイパスフィルタ151aと増幅回路151bとは配線186で接続されている。
 ハイパスフィルタ151aは、検出コイル141が検出したノイズ信号において、特定の周波数を閾値として、それよりも高い周波数成分のみ通過させる。増幅回路151bでは、ハイパスフィルタ151aを通過したノイズ信号の逆位相の電流を増幅してノイズキャンセリング信号を生成し、注入コイル142に送る。なお、ノイズ抑制回路151は、上述の形態に限られない。例えば、ノイズ抑制回路151は、バッファ回路、及び低周波キャンセル回路等を更に備えていてもよい。
 増幅回路151bは、少なくともオペアンプ及びトランジスタを含む半導体回路である。ハイパスフィルタ151aは、少なくとも抵抗及びコンデンサを含む。また、増幅回路151bは、回路を構成するための抵抗及びコンデンサ等を備えていてもよい。なお、これらの追加的又は代替的に設けられた抵抗又はコンデンサも、弱電系回路62を構成する。これらの半導体回路の構成部品は、強電系回路61の構成部品と比較して耐久性が低い。また、オペアンプ及びトランジスタの耐電圧は交流電源200の電圧よりも低い。
 制御電源回路152は、コネクタ173を介してノイズ抑制回路151の増幅回路151bに接続されている。増幅回路151bとコネクタ173との間は、配線187で接続されている。コネクタ173と制御電源回路152との間は、配線188で接続されている。また、制御電源回路152は、配線189で接続されたコネクタ174を介して、第1の基板161の電源線182及び183に接続されている(図2参照)。具体的には、図示は省略するが、第1の基板161にも、電源を引き出すための配線、コネクタ、及びヒューズ等が搭載されている。第1の基板161上のコネクタと第2の基板162上のコネクタ174が電源線195(図2参照)で接続されており、制御電源回路152は、コンバータ120の上流を流れる交流を電源として受け取る。制御電源回路152は、増幅回路151bに受け取った電力を供給する。制御電源回路152の出力電圧は、増幅回路151bのオペアンプ及びトランジスタの耐電圧より低い。なお、制御電源回路152は、コンバータ120の下流を流れる直流を電源としてもよい。もっとも、制御電源回路152は、上記以外の系統による電源供給を行ってもよい。
 故障検知回路153は、ノイズ信号及びノイズキャンセリング信号から求めた電流又は電圧の値、又は増幅回路151bに入力された電圧及び電流の値に基づいて、ANC140の故障を検知する。ANC140が故障している場合、ノイズキャンセル動作が行われないため、電源線181、182及び183にノイズが漏れ出している。なお、以下の説明では、ノイズ信号及びノイズキャンセリング信号から求めた電流又は電圧の値、及び増幅回路151bに入力された電圧及び電流の値を監視値と称することがある。また、ANC140の故障の検知後、故障検知回路153は、空気調和機1の運転状態の変更による監視値の変化を測定し、ノイズの漏出が継続しているか検知する。更に、故障検知回路153は、ANC140の故障を検知した場合、及びノイズの漏出が継続している場合に、ANC140が故障していることを示す故障信号を制御装置170に送信する。
 具体的に、故障検知回路153は、コネクタ171aとハイパスフィルタ151aとの間の配線184に、配線191を介して接続している。故障検知回路153は、増幅回路151bとコネクタ172aとの間の配線185に、配線192を介して接続している。故障検知回路153は、配線184を通ってハイパスフィルタ151aに入力されるノイズ信号を取得し、増幅回路151bから出力され配線185を通るノイズキャンセリング信号を取得する。故障検知回路153は、取得したノイズ信号及びノイズキャンセリング信号から求められた電流又は電圧の値が予め定められた閾値を超える場合、ノイズ抑制回路151に短絡、解放、又は発振等の異常が生じていると判断し、故障を検知する。
 また、故障検知回路153は、コネクタ173と制御電源回路152との間の配線188に、配線193を介して接続している。故障検知回路153は、制御電源回路152から配線193を通って増幅回路151bに入力された電圧及び電流の値を計測する。故障検知回路153は、計測された電圧及び電流の値が予め定められた閾値を超える場合、制御電源回路152に短絡、解放、又は発振等の異常が生じていると判断し、故障を検知する。
 図4は、実施の形態1に係るアクティブノイズキャンセラ140Cを示す斜視図である。ANC140及び電源端子台は、電気品箱196に格納されている。なお、図4では、電気品箱196の上部の表面の一部のみを示している。また、図4は、第1の基板161と第2の基板162とが組み立てられる前の状態を示している。電気品箱196内において、第1の基板161及び第2の基板162は、電源端子台の近傍、且つ電源端子台と同一平面に配置される。これにより、ANC140の修理等の作業が行い易く、メンテナンス性を向上させることができる。図4に示すように、電気品箱196の上部の内面には、点検用基板163が設けられている。点検用基板163と第2の基板162とは、リード線197及びコネクタ(図示せず)によって電気的及び機械的に接続されている。点検用基板163には、点検用LED198及び点検用スイッチ199が実装されている。点検用LED198は、電気品箱196の表面に点灯、消灯又は点滅等をすることで、ANC140の故障の有無を表示するものである。これにより、ANC140の故障の有無を電気品箱196の外側から判別することができる。点検用スイッチ199は、電気品箱196の表面に設けられたつまみによってオンオフを切り替える操作が可能であり、つまみのオンオフに対応して、第2の基板162への電力の供給の有無を切り替えるものである。点検用スイッチ199をオフに切り替えることで、第2の基板162への電力の供給が遮断され、第2の基板162を安全に取り外すことができる。なお、第2の基板162の交換に際して、点検用基板163を、交換前の第2の基板162から交換後の第2の基板162に付け替えることで、点検用基板163を継続して使用するようにしてもよい。
 図5は、実施の形態1に係るアクティブノイズキャンセラ140の第1の基板161及び第2の基板162を示す斜視図である。なお、図5は、第1の基板161に第2の基板162を取り付ける際の様子を示している。図5に示すように、第1の基板161のコネクタ171bは、第2の基板162のコネクタ171aと接続される。これにより、第1の基板161の検出コイル141と第2の基板162のハイパスフィルタ151aに接続された配線184が接続され、検出コイル141で検出されたノイズ信号がハイパスフィルタ151aに流れる。また、第1の基板161のコネクタ172bは、第2の基板162のコネクタ172aと接続される。これにより、第1の基板161の注入コイル142と第2の基板162の増幅回路151bに接続された配線185が接続され、増幅回路151bで生成されたノイズキャンセリング信号が注入コイル142に流れる。また、第1の基板161と第2の基板162とは、略直角に配置された立体基板である。
 制御装置170は、電力変換装置100の動作の全般を制御する。特に、制御装置170は、ノイズ抑制回路151から受信した故障信号に基づいて、第2の基板162から電源線181、182及び183に漏れ出しているノイズの流出量が少なくなるように、空気調和機1の運転出力を変更する。空気調和機1の運転出力の変更は、インバータ130を制御して、モータ300の運転周波数を増減させることで行われる。また、制御装置170は、ノイズ抑制回路151から故障信号を受信した場合、空気調和機1のリモートコントローラ又は集中コントローラ等の外部コントローラ12にANC140が故障したことを報知させるための報知信号を送信する。外部コントローラ12は、利用者による空気調和機1の操作の受付、及び前記空気調和機1の運転状態の表示を行う。外部コントローラ12は、ANC140が故障したことを視覚的又は聴覚的に報知するディスプレイ又はスピーカ等を備えている。また、制御装置170は、ノイズ抑制回路151から故障信号を受信した場合、点検用LED198に報知信号を送信し、ANC140の故障を示す状態で点灯又は点滅させる。
 制御装置170の各機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、専用のハードウェア、又は、プロセッサから構成される。専用のハードウェアは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等である。プロセッサは、記憶部(図示せず)に記憶されるプログラムを実行する。記憶部はメモリから構成される。メモリは、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、もしくは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク等のディスクである。
 ここで、上述の故障信号に基づく、制御装置170の動作について詳細を説明する。具体的に、制御装置170は、故障信号を受信すると、スイッチングノイズを増加させる、IH拘束通電及び通常運転中の昇圧スイッチング動作が行われている場合、これらの動作を停止させる。これにより、故障検知回路153が計測する監視値の低下が図られる。なお、制御装置170は、コンバータ120の昇圧回路による昇圧量が0より大きい場合に昇圧スイッチング動作が行われているものと判断する。更に、制御装置170は、故障検知回路153が計測する監視値が予め定められた閾値以下になるまで、運転周波数を減少させる制御を行い、空気調和機1の運転出力を低下する。つまり、制御装置170は、最初に故障信号を受信してから、故障信号の受信が繰り返されなくなるまで、IH拘束通電若しくは通常運転中の昇圧スイッチング動作を停止させる制御、又は運転周波数を減少させる制御を行う。制御装置170は、最初に故障信号を受信してからは、作業者等によって修理等が行われるまで、外部コントローラ12に報知を継続させる。また、制御装置170は、点検用LED198に、ANC140の故障を示す点灯又は点滅の状態を継続させる。
 図6は、実施の形態1に係る故障検知回路153の動作を示すフローチャートである。図7は、実施の形態1に係る制御装置170の故障検知時における動作を示すフローチャートである。図6に示すように、先ず、故障検知回路153は、監視値に基づいて、ANC140において故障が発生しているか否かを判定する(S1)。故障が発生していない場合(S1:NO)は、処理を終了する。故障が発生している場合(S1:YES)、制御装置170に故障信号を送信する(S2)。故障検知回路153は、S1の動作を周期的に行う。
 図7に進み、故障信号を受信した制御装置170は、外部コントローラ12及び点検用LED198に報知信号を送信し、ANC140が故障したことを報知させる(S3)。次に、制御装置170は、IH拘束通電を行っているかを判定する(S4)。IH拘束通電が行われている場合(S4:YES)、制御装置170は、IH拘束通電を停止させる(S5)。IH拘束通電が行われていない場合(S4:NO)、制御装置170は、昇圧量が0より大きいか否かを判定する(S6)。
 昇圧量が0より大きい場合(S6:YES)、制御装置170は、昇圧量を低下させる、又は昇圧を停止させる(S7)。昇圧量が0以下である場合(S6:NO)、制御装置170は、空気調和機1の運転出力を低下させる(S8)。
 IH拘束通電の停止(S5)、昇圧量の低下(S7)、又は運転出力の低下(S8)が行われた後、故障検知回路153は、再び、監視値に基づいて、ANC140において故障が発生しているか否かを判定する(S1)。制御装置170は、最初に故障信号を受信してから、故障信号の受信が繰り返されなくなるまで上述の処理を繰り返す。
 概して、オペアンプ及びトランジスタ等の弱電系回路62を構成するデバイスは、サージ、熱、及び静電気等の影響を受けやすく、故障リスクが高い。例えば、電流値の増加に伴う異常な発熱、メンテナンス時の作業での静電気、及び経年劣化での半田剥がれによるクラック等により、弱電系回路62を構成する部品は故障する可能性がある。一方、コイル142d及びコンデンサ等の強電系回路61を構成するデバイスは、弱電系回路62を構成するデバイスよりもこれらに対する耐性を有するため、故障し難い。
 実施の形態1に係る電力変換装置100によれば、故障リスクが高い弱電系回路62の交換作業を行う場合においても、第2の基板162のみ交換すればよい。このため、空気調和機1等のANC140が取り付けられた機器の運転を停止することなく交換作業が可能となる。このように、実施の形態1における電力変換装置100によれば、ANC140の修理を行う際において、電力変換装置100を備えた機器のサービス性を向上させることができる。
 また、一般的に、ANC140の内、検出コイル141及び注入コイル142は、比較的費用が高い部品である。このため、実施の形態1によれば、第2の基板162を交換する場合でも、検出コイル141及び注入コイル142を搭載した第1の基板161の交換が不要であるため、サービス費用が抑制される。
 また、第1の基板161を機種別に設計した場合でも、故障リスクが高く、交換が発生し易い第2の基板162を複数の機種で共通化することによって、製造コストを低減することが可能である。
 また、実施の形態1によれば、故障検知回路153により、第2の基板162を起因として、ANC140が故障したことを検知することが可能である。このため、ANC140が故障した際に、迅速に修理又は交換等の対応を促すことができる。これにより、ノイズ流出による他の機器の故障若しくは誤動作、又はこれらによる事故のリスクを軽減できる。
 また、概して、第2の基板162が故障した際には、ANC140のノイズキャンセル動作が不可能となるため、ノイズが増加する。実施の形態1によれば、制御装置170は、空気調和機1の動作状態に応じて、ノイズの流出量が少なくなるように、空気調和機1の動作を制御する。これにより、ANC140の修理又は交換が行われるまで、ノイズ流出量を抑制した状態を維持することができるため、他の機器にノイズによる悪影響を与えにくくすることができる。
 また、実施の形態1によれば、第1の基板161と第2の基板162とが略直角に接続されている。これにより、ANC140によって占有されるスペースが第1の基板161と第2の基板162とが略水平に接続される場合等と比較して小さいため、ANC140の設置に際しては、付加的なスペースを必要としない。このため、ANC140が設けられていない既存の空気調和機1に対しても、実施の形態1の電力変換装置100又はANC140を適用することができる。
 実施の形態2.
 図8は、実施の形態2に係る電力変換装置100Aを示す回路図である。図8に示すように、本実施の形態2は、電力変換装置100AのANC140Aは、外部点検装置400の接続が可能な点で実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
 図9は、実施の形態2に係る電力変換装置100Aの第2の基板162を示す回路図である。外部点検装置400は、ANC140Aの点検時に取り付けられ、ANC140Aの故障の有無を点検する機器である。外部点検装置400は、故障検知回路153が測定した監視値に基づいて、ANC140Aが故障しているか否かを判定する。具体的な判定方法は、実施の形態1の故障検知回路153による故障の判定と同様であるため説明を省略する。外部点検装置400は、判定結果等を視覚的又は聴覚的に報知するディスプレイ又はスピーカ等を備えている。外部点検装置400は、点検時において、図9に示す第2の基板162に設けられたコネクタ175を介して接続される。コネクタ175は、故障検知回路153と、配線194を介して接続されている。
 図10は、実施の形態2に係る故障検知回路153の動作を示すフローチャートである。図11は、実施の形態2に係る外部点検装置400の動作を示すフローチャートである。図12は、実施の形態2に係る制御装置170の故障検知時における動作を示すフローチャートである。先ず、図10に示すように、外部点検装置400がコネクタ175に接続されると、故障検知回路153は、監視値を外部点検装置400に送信する(S10)。図11に進み、外部点検装置400は、監視値に基づいて、ANC140Aにおいて故障が発生しているか否かを判定する(S11)。故障が発生していない場合(S11:NO)は、処理を終了する。
 故障が発生している場合(S11:YES)、外部点検装置400は、ANC140Aが故障したことを報知する(S12)。次に、外部点検装置400は、制御装置170に故障信号を送信する(S13)。図12に進み、制御装置170が故障信号を受信してからの処理S4~S8は、実施の形態1で説明した故障検知動作におけるS4~S8と同様であるため、説明を省略する。
 実施の形態2によれば、外部点検装置400によって電力変換装置100AのANC140Aを点検することができる。このため、例えば、ANC140Aの故障を検知するためのプログラム等のアップデート等が必要になった場合であっても、電力変換装置100AのANC140Aの故障検知回路153に対して作業を行う必要がない。つまり、実施の形態2によれば、点検作業に際しては外部点検装置400を管理するだけでよく、点検作業を精確且つ容易に行うことができる。
 実施の形態3.
 図13は、実施の形態3に係るアクティブノイズキャンセラ140Bを示す斜視図である。図13に示すように、本実施の形態3は、ANC140Bは、第1の基板161と第2の基板162とがリード線171c及びリード線172cによって接続されている点で実施の形態1と相違する。本実施の形態3では、実施の形態1と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
 図13に示すように、第1の基板161と第2の基板162とがリード線171c及びリード線172cによって接続されている。リード線171cの両端には、第1の基板161に設けられたコネクタ171bと、第2の基板162に設けられたコネクタ171aとが取り付けられている。また、リード線172cの両端には、第1の基板161に設けられたコネクタ172bと、第2の基板162に設けられたコネクタ171aとが取り付けられている。また、第1の基板161と第2の基板162とは、例えば略水平に並んで配置される。実施の形態3のANC140においても、実施の形態1のANC140と同様の機能を有している。なお、図13では、一対のコネクタに2本のリード線が接続されているが、何れか一方のみに符号を付し、説明を省略した。
 実施の形態3によれば、第1の基板161と第2の基板162とがリード線171c及びリード線172cによって接続されているため、第1の基板161と第2の基板162との配置の自由度を向上させることができる。なお、ノイズを拾わないようにするため、リード線171cとリード線172cとは交差させずに取り付け、第1の基板161と第2の基板162との距離が離れすぎないように近接させることがよい。
 また、実施の形態3によれば、第1の基板161と第2の基板162とが略水平に接続されている。このため、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142で発生する熱が第2の基板162の弱電系回路62の構成部品に影響を与え難い。また、第1の基板161が第2の基板162に与えるノイズの影響も低減することができる。
 実施の形態4.
 図14は、実施の形態4に係るアクティブノイズキャンセラ140Cを示す斜視図である。図14に示すように、本実施の形態4のANC140Cは、第1の基板161と第2の基板162との間に設けられた絶縁フィルム101を有する点で実施の形態1と相違する。なお、図14では、第1の基板161から第2の基板162を取り外している様子を示している。本実施の形態4では、実施の形態1と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
 絶縁フィルム101は、絶縁体からなる。絶縁フィルム101は、第1の基板161に対して略直角に配置されている。絶縁フィルム101は、第1の基板161のコネクタ171a及び171bと、第1の基板161の他の構成との間に、縁部分が接触するように立てて配置されている。
 なお、絶縁フィルム101が自立する程度の強度を有する場合は、縁部分の一端を第1の基板161に取付ければよい。一方、絶縁フィルム101が自立する程度の強度を有しない場合、縁部分の一端は第1の基板161に取り付け、縁部分の他端は電気品箱196のうち、メンテナンスの際に外さない面に取り付ければよい。また、絶縁フィルム101は、ANC140に付属させず、メンテナンスの際に作業者が用意して使うようにしてもよい。この場合、メンテナンス作業者が絶縁フィルム101を簡単に配置できるように、第1の基板161に絶縁フィルム101配置用のガイドを予め設けておくことが望ましい。
 実施の形態4によれば、アクティブノイズキャンセラ140Cは、第1の基板161と第2の基板162との間に設けられた絶縁フィルム101を有している。このため、第2の基板162の交換作業を行う際に、第1の基板161に交換作業者の体又は工具等の導電物102が触れるのを防ぐことができる。
 以上が実施の形態の説明であるが、本開示の電力変換装置100及び空気調和機1は、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更を行うことが可能である。例えば、制御電源回路152は第2の基板162以外の場所にあってもよい。また、第2の基板162にはノイズ抑制回路151を保護するためのアレスタ、バリスタ、及びツェナーダイオード等が備えられていてもよい。なお、これらのアレスタ、バリスタ、及びツェナーダイオード等も、弱電系回路62を構成する。
 また、実施の形態1で説明したように、第1の基板161と第2の基板162とが、第2の基板162を第1の基板161に対して略直角に設置した立体基板として配置される場合、第2の基板162の両面実装は次のようにするとよい。すなわち、第2の基板162のうち、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142、若しくはコンデンサ側を向く面に各コネクタ、抵抗、及びコンデンサ等の受動部品を実装し、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142、若しくはコンデンサと反対側を向く面にオペアンプ、トランジスタ、及びチップIC等の能動部品を実装するとよい。つまり、第2の基板162のうち、第1の基板161に搭載された検出コイル141及び注入コイル142、若しくはコンデンサを向く面の反対側の面に、弱電系回路62の能動部品が実装されている。これにより、第2の基板162の能動部品が第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142等からの熱を受けにくくすることができる。また、第2の基板162の両面に設けられたグランドパターンの面積を変更してもよい。例えば、グランドパターンの面積を、第2の基板162のうち、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142側を向く面よりも第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142と反対側を向く面で大きくするとよい。これにより、第2の基板162のうち、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142と反対側を向く面において、強電系回路61から発生するノイズの影響を軽減できる。反対に、グランドパターンの面積を、第2の基板162のうち、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142側と反対側を向く面よりも第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142側を向く面で大きくしてもよい。これにより、第2の基板162のうち、第1の基板161の検出コイル141及び注入コイル142側を向く面において、放熱性を高めることができる。なお、第2の基板162は、両面実装でなくてもよい。
 故障検知回路153は、ANC140の故障の検知後、空気調和機1の運転状態の変更による監視値の変化を測定せず、単にANC140が故障しているか否かのみを検知するものであってもよい。この場合は、ANC140が故障していることを検知した場合、制御装置170は、空気調和機1の運転を停止させる。
 また、電源線181、182及び183にZCT(零相変流器)等を設置し、コモンモード電流を直接検出することで、ノイズ量を検知するようにしてもよい。更に、故障検知回路153又は外部点検装置400は、この方法によって検知されたノイズ量に基づいて、ANC140が故障しているか否かを検知するようにしてもよい。
 故障検知回路153又は外部点検装置400の故障検知アルゴリズムに機械学習等のAIを採用してもよい。具体的な方法としては、例えば、事前に通常運転時の監視値等を学習し、制御装置170又は外部点検装置400に記憶させる。故障検知回路153又は外部点検装置400は、学習した監視値と、点検時の前記監視値とを比較し、点検時の監視値が、学習済みの通常運転時の監視値を逸脱していると判断した場合に、ANC140が故障していると判断する。また、短絡、解放、又は発振等の異常の種類に応じて、監視値等を学習するようにしてもよい。更に、故障が実際に起こる前の予兆に対応させて、監視値等を学習するようにしてもよい。
 また、実施の形態1では、外部コントローラ12及び点検用LED198によって、ANC140が故障したことを報知させることとしていた。しかしながら、外部コントローラ12又は点検用LED198の何れか一方によってANC140が故障したことを報知させるようにしてもよい。また、実施の形態2においても、点検用LED198によるANC140の故障の報知を外部点検装置400による報知に加えて行うようにしてもよい。
 また、実施の形態2において、外部点検装置400を接続するコネクタ175を、第2の基板162ではなく、電気品箱196の表面に設けるようにしてもよい。
 また、各実施の形態では、電力変換装置100が空気調和機1に適用される場合について説明したが、電力変換装置100は、空気調和機1以外の冷凍サイクル装置、又はモータ300によって駆動する部品を有する他の機器にも適用することができる。更に、電力変換装置100は、モータを有していなくても、電源から電源線を介して供給された電力によって動作する負荷を有する電磁調理器等の機器に適用してもよい。
 1 空気調和機、2 室外機、3 室内機、4 圧縮機、5 四方弁、6 室外熱交換器、7 室外ファン、8 膨張弁、9 室内熱交換器、10 室内ファン、11 冷媒配管、12 外部コントローラ、61 強電系回路、62 弱電系回路、100 電力変換装置、100A 電力変換装置、101 絶縁フィルム、102 導電物、110 電力変換部、120 コンバータ、121 整流回路、122 直流リアクトル、123 平滑コンデンサ、124 整流用ダイオード、125 正側母線、126 負側母線、130 インバータ、131 半導体スイッチ、132 還流用ダイオード、140 アクティブノイズキャンセラ、140A アクティブノイズキャンセラ、140B アクティブノイズキャンセラ、140C アクティブノイズキャンセラ、141 検出コイル、141a コイル、141b コイル、141c コイル、141d コイル、142 注入コイル、142a コイル、142b コイル、142c コイル、142d コイル、151 ノイズ抑制回路、151a ハイパスフィルタ、151b 増幅回路、152 制御電源回路、153 故障検知回路、161 第1の基板、162 第2の基板、163 点検用基板、170 制御装置、171a コネクタ、171b コネクタ、171c リード線、172a コネクタ、172b コネクタ、172c リード線、173 コネクタ、174 コネクタ、175 コネクタ、181 電源線、182 電源線、183 電源線、184 配線、185 配線、186 配線、187 配線、188 配線、189 配線、191 配線、192 配線、193 配線、194 配線、195 電源線、196 電気品箱、197 リード線、198 点検用LED、199 点検用スイッチ、200 交流電源、300 モータ、400 外部点検装置。

Claims (11)

  1.  電源から電源線を介して供給された電力の電圧及び周波数を変換して負荷に供給する電力変換部と、
     前記電源線に流れるノイズを検出し、前記ノイズを減衰させるノイズキャンセリング信号を前記電源線に対し出力するアクティブノイズキャンセラと、を備え、
     前記アクティブノイズキャンセラは、
     前記ノイズを検出する強電系回路が搭載された第1の基板と、
     前記ノイズキャンセリング信号を生成する弱電系回路が搭載された第2の基板と、を有する
     電力変換装置。
  2.  前記電力変換部は、
     前記電源から供給される電圧を整流するコンバータを有し、
     前記アクティブノイズキャンセラは、前記電源と前記コンバータとの間に接続されている
     請求項1に記載の電力変換装置。
  3.  前記強電系回路には、前記電源線に接続されたコイル又は前記電源線に接続されたコンデンサが含まれる
     請求項1又は2に記載の電力変換装置。
  4.  前記第1の基板と前記第2の基板とは、前記第2の基板を前記第1の基板に対して略直角に設置した立体基板であって、
     前記第2の基板のうち、前記第1の基板に搭載された前記コイル又は前記コンデンサを向く面の反対側の面に、前記弱電系回路の能動部品が実装されている
     請求項3に記載の電力変換装置。
  5.  前記弱電系回路には、オペアンプ又はトランジスタが含まれる
     請求項1~4の何れか1項に記載の電力変換装置。
  6.  前記第1の基板と前記第2の基板とは、配線又はコネクタで電気的に接続される
     請求項1~5の何れか1項に記載の電力変換装置。
  7.  前記第1の基板と前記第2の基板の間との間に配置された絶縁フィルムを更に有する
     請求項1~6の何れか1項に記載の電力変換装置。
  8.  前記弱電系回路は、
     前記電源から前記電力変換部までの間に流れるコモンモードノイズにより前記強電系回路に誘起されるノイズ信号を入力として、前記ノイズキャンセリング信号を生成し、前記強電系回路に出力するノイズ抑制回路を有する
     請求項1~7の何れか1項に記載の電力変換装置。
  9.  前記弱電系回路は、
     前記ノイズ信号又は前記ノイズキャンセリング信号から求めた電流又は電圧の値を示す監視値に基づいて、前記アクティブノイズキャンセラの故障を検知する故障検知回路を有する
     請求項8に記載の電力変換装置。
  10.  請求項1~9の何れか1項に記載の電力変換装置と、
     前記負荷であるモータによって駆動される圧縮機と、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
     凝縮された前記冷媒を減圧させる膨張弁と、
     減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備える
     冷凍サイクル装置。
  11.  冷凍サイクル装置の運転状態の表示を行う外部コントローラを更に備え、
     前記電力変換装置は、制御装置を更に備え、
     前記故障検知回路は、前記アクティブノイズキャンセラが故障していた場合、故障信号を前記制御装置に送信し、
     前記制御装置は、前記故障信号を受信した場合、前記アクティブノイズキャンセラが故障していたことを前記外部コントローラに報知させる
     請求項9に従属する請求項10に記載の冷凍サイクル装置。
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