JP2003106616A - インバータエアコン - Google Patents
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Power Engineering (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で高力率を維持しながら高調波の
抑制を可能とする出力電圧可変コンバータを搭載したイ
ンバータエアコンを提供する。 【解決手段】 交流電源１からの交流を全波整流するブ
リッジ整流回路６と、交流電源１とブリッジ整流回路６
の交流入力端６aとの間に接続されたリアクタ８と、交
流入力端６bと直流出力端６dとの間に双方向スイッチ９
を介して接続されたコンデンサ１０と、平滑コンデンサ
７と、ゼロクロス検出手段１３と、双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４と、双方向スイッチ駆動手段１４と、
圧縮機駆動手段１１と、圧縮機１２を備えたものであ
る。
抑制を可能とする出力電圧可変コンバータを搭載したイ
ンバータエアコンを提供する。 【解決手段】 交流電源１からの交流を全波整流するブ
リッジ整流回路６と、交流電源１とブリッジ整流回路６
の交流入力端６aとの間に接続されたリアクタ８と、交
流入力端６bと直流出力端６dとの間に双方向スイッチ９
を介して接続されたコンデンサ１０と、平滑コンデンサ
７と、ゼロクロス検出手段１３と、双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４と、双方向スイッチ駆動手段１４と、
圧縮機駆動手段１１と、圧縮機１２を備えたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブリッジ整流回路
を利用した整流方式を用いたコンバータを備えるインバ
ータエアコンに関する。
を利用した整流方式を用いたコンバータを備えるインバ
ータエアコンに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンバータとしてダイオードを利用した
整流回路を搭載したインバータエアコンが知られてい
る。図２１、図２２にブリッジ整流回路を利用した全波
整流回路を備えたインバータエアコンの回路構成の一例
を示す。本図に示した全波整流回路は、４つのダイオー
ド２〜５で構成されたブリッジ整流回路６を備えてい
る。１１はインバータ部、１５は圧縮機部を示してい
る。
整流回路を搭載したインバータエアコンが知られてい
る。図２１、図２２にブリッジ整流回路を利用した全波
整流回路を備えたインバータエアコンの回路構成の一例
を示す。本図に示した全波整流回路は、４つのダイオー
ド２〜５で構成されたブリッジ整流回路６を備えてい
る。１１はインバータ部、１５は圧縮機部を示してい
る。
【０００３】図２１は、交流電源１からの交流が正の半
周期の間における電流の流れを示している。電流は矢印
で示したように、ダイオード２、平滑コンデンサ７、ダ
イオード５の順に流れるので、正の電圧Ｖｏを取り出す
ことができる。
周期の間における電流の流れを示している。電流は矢印
で示したように、ダイオード２、平滑コンデンサ７、ダ
イオード５の順に流れるので、正の電圧Ｖｏを取り出す
ことができる。
【０００４】図２２は、交流電源１からの交流が負の半
周期の間における電流の流れを示している。電流は矢印
で示したように、ダイオード４、平滑コンデンサ７、ダ
イオード３の順に流れるので、正の電圧Ｖｏを取り出す
ことができる。すなわち、交流電源１からの交流入力は
全波整流され、正の直流電圧が得られることになる。
周期の間における電流の流れを示している。電流は矢印
で示したように、ダイオード４、平滑コンデンサ７、ダ
イオード３の順に流れるので、正の電圧Ｖｏを取り出す
ことができる。すなわち、交流電源１からの交流入力は
全波整流され、正の直流電圧が得られることになる。
【０００５】図２３は図２１、図２２に示すインバータ
エアコンにおける出力電圧と圧縮機の回転数およびイン
バータへの通流率の関係を示している。出力電圧は電源
電圧と負荷によって定まる固定値であるため、圧縮機の
回転数はインバータへの通流率を可変することによって
制御される。したがってインバータへの通流率が上限値
に達した時点が圧縮機の最高回転数である。
エアコンにおける出力電圧と圧縮機の回転数およびイン
バータへの通流率の関係を示している。出力電圧は電源
電圧と負荷によって定まる固定値であるため、圧縮機の
回転数はインバータへの通流率を可変することによって
制御される。したがってインバータへの通流率が上限値
に達した時点が圧縮機の最高回転数である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来のコンバータを備えたインバータエアコンで
は、交流電源１の電圧が直流出力電圧より高い期間しか
入力電流が流れないため力率が低く、電源高調波も大き
くなるとともに、負荷が上昇するに伴い出力電圧が下降
するため、圧縮機の最高回転数が上昇しないという問題
があった。
ような従来のコンバータを備えたインバータエアコンで
は、交流電源１の電圧が直流出力電圧より高い期間しか
入力電流が流れないため力率が低く、電源高調波も大き
くなるとともに、負荷が上昇するに伴い出力電圧が下降
するため、圧縮機の最高回転数が上昇しないという問題
があった。
【０００７】通常高調波の改善策としては交流電源１と
ブリッジ整流回路６との間にリアクタを接続する方法が
用いられるが、この方法では高調波は抑制できても力率
が約７０％程度しか得られないため、電源系統に負担を
かけるという課題があった。
ブリッジ整流回路６との間にリアクタを接続する方法が
用いられるが、この方法では高調波は抑制できても力率
が約７０％程度しか得られないため、電源系統に負担を
かけるという課題があった。
【０００８】また出力電圧を上昇させるための改善策と
しては、高周波スイッチング式の昇圧型コンバータを搭
載する方法が用いられるが、この方式では高周波スイッ
チング用の素子を用いることによるコストアップおよび
高周波スイッチングに伴う発生ノイズの増加という課題
があった。
しては、高周波スイッチング式の昇圧型コンバータを搭
載する方法が用いられるが、この方式では高周波スイッ
チング用の素子を用いることによるコストアップおよび
高周波スイッチングに伴う発生ノイズの増加という課題
があった。
【０００９】本発明のインバータエアコンは、前記のよ
うな従来の課題を解決するものであり、高力率、高調波
抑制と出力電圧の上昇による圧縮機の最高回転数の増加
が実現できるインバータエアコンを提供することを目的
とする。
うな従来の課題を解決するものであり、高力率、高調波
抑制と出力電圧の上昇による圧縮機の最高回転数の増加
が実現できるインバータエアコンを提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のインバータエアコンは、交流電源とブリッジ
整流回路の交流入力端との間に接続されたリアクタと、
前記ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出力端との間
に双方向スイッチを介して接続されたコンデンサを設け
たコンバータ部を有するものである。
に本発明のインバータエアコンは、交流電源とブリッジ
整流回路の交流入力端との間に接続されたリアクタと、
前記ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出力端との間
に双方向スイッチを介して接続されたコンデンサを設け
たコンバータ部を有するものである。
【００１１】コンバータを搭載し、双方向スイッチを適
切な位相および導通幅で導通させることにより、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧値が制御可能となるため圧縮機の最大回転数
が増加する。
切な位相および導通幅で導通させることにより、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧値が制御可能となるため圧縮機の最大回転数
が増加する。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記課題を解決するため、請求項
１記載の本発明は、交流電源と、前記交流電源からの交
流を全波整流する4個のダイオードで形成されたブリッ
ジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の直流出力端に接
続された平滑コンデンサとを有するコンバータであっ
て、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の交流入力端
との間に接続されたリアクタと、前記ブリッジ整流回路
の交流入力端と直流出力端との間に双方向スイッチを介
して接続されたコンデンサと、前記交流電源の電圧のゼ
ロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記ゼロクロス
検出手段の出力に基づき前記双方向スイッチの駆動信号
を生成する双方向スイッチ駆動信号生成手段と、前記双
方向スイッチ駆動信号生成手段の信号に基づき前記双方
向スイッチを駆動する双方向スイッチ駆動手段を備えた
ものである。
１記載の本発明は、交流電源と、前記交流電源からの交
流を全波整流する4個のダイオードで形成されたブリッ
ジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の直流出力端に接
続された平滑コンデンサとを有するコンバータであっ
て、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の交流入力端
との間に接続されたリアクタと、前記ブリッジ整流回路
の交流入力端と直流出力端との間に双方向スイッチを介
して接続されたコンデンサと、前記交流電源の電圧のゼ
ロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記ゼロクロス
検出手段の出力に基づき前記双方向スイッチの駆動信号
を生成する双方向スイッチ駆動信号生成手段と、前記双
方向スイッチ駆動信号生成手段の信号に基づき前記双方
向スイッチを駆動する双方向スイッチ駆動手段を備えた
ものである。
【００１３】このような構成により前記双方向スイッチ
を適切な位相および導通幅で導通させることで、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧が制御可能となるため、圧縮機の最高回転数
を向上することができる。
を適切な位相および導通幅で導通させることで、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧が制御可能となるため、圧縮機の最高回転数
を向上することができる。
【００１４】請求項２記載の本発明は、双方向スイッチ
駆動信号生成手段は入力電圧ゼロクロスのΔｄ（０≦
ｄ）後にオン信号を生成し、そのΔｔ（０≦ｔ）後にオ
フ信号を生成して交流電源から流入する入力電流の高調
波と平滑コンデンサの両端電圧である出力電圧を制御す
るものである。
駆動信号生成手段は入力電圧ゼロクロスのΔｄ（０≦
ｄ）後にオン信号を生成し、そのΔｔ（０≦ｔ）後にオ
フ信号を生成して交流電源から流入する入力電流の高調
波と平滑コンデンサの両端電圧である出力電圧を制御す
るものである。
【００１５】請求項３記載の本発明は、出力電圧を検出
する手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
は前記出力電圧検出手段の出力が常に一定となるように
Δｔを選択するものであり、これにより負荷変動が発生
した場合でも安定した出力電圧が得られることになり、
安定した圧縮機回転数制御が可能となる。
する手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
は前記出力電圧検出手段の出力が常に一定となるように
Δｔを選択するものであり、これにより負荷変動が発生
した場合でも安定した出力電圧が得られることになり、
安定した圧縮機回転数制御が可能となる。
【００１６】請求項４記載の本発明は、入力電流の検出
手段を備え、かつ前記双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ入力電流に応じたΔｄとΔｔの組み
合わせを記憶させた記憶手段を有し、前記入力電流検出
手段の出力に基づき前記記憶手段から入力電流に応じた
Δｄ、Δｔの組み合わせを選択するものである。
手段を備え、かつ前記双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ入力電流に応じたΔｄとΔｔの組み
合わせを記憶させた記憶手段を有し、前記入力電流検出
手段の出力に基づき前記記憶手段から入力電流に応じた
Δｄ、Δｔの組み合わせを選択するものである。
【００１７】これにより負荷変動に対し常に最適な動作
点でコンバータを駆動することができるため、エアコン
の消費電力を低減することができる。
点でコンバータを駆動することができるため、エアコン
の消費電力を低減することができる。
【００１８】請求項５記載の本発明は、入力電流の検出
手段を備え、前記入力電流検出手段の出力が一定値に達
した時点でΔｄもしくはΔｔを入力電流がより小さくな
るように選択するものであり、これにより高負荷時に最
高力率点でコンバータを駆動することが可能となるた
め、コンセントの最大容量を効率的に活用することがで
き、エアコンの最高能力を向上することができる。
手段を備え、前記入力電流検出手段の出力が一定値に達
した時点でΔｄもしくはΔｔを入力電流がより小さくな
るように選択するものであり、これにより高負荷時に最
高力率点でコンバータを駆動することが可能となるた
め、コンセントの最大容量を効率的に活用することがで
き、エアコンの最高能力を向上することができる。
【００１９】請求項６記載の本発明は、圧縮機回転数の
検出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ圧縮機回転数に応じたΔｄとΔｔの
組み合わせを記憶する記憶手段を有し、前記圧縮機回転
数検出手段の出力に応じて前記記憶手段から回転数に応
じたΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これに
より負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
検出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ圧縮機回転数に応じたΔｄとΔｔの
組み合わせを記憶する記憶手段を有し、前記圧縮機回転
数検出手段の出力に応じて前記記憶手段から回転数に応
じたΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これに
より負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
【００２０】請求項７記載の本発明は、双方向スイッチ
駆動信号生成回路の内部にあらかじめ圧縮機の指令回転
数に応じたΔｄとΔｔの組み合わせを記憶させた記憶手
段を有し、前記記憶手段から圧縮機の指令回転数に応じ
たΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これによ
り負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆動
することが可能であり、エアコンの消費電力を低減する
ことができる。
駆動信号生成回路の内部にあらかじめ圧縮機の指令回転
数に応じたΔｄとΔｔの組み合わせを記憶させた記憶手
段を有し、前記記憶手段から圧縮機の指令回転数に応じ
たΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これによ
り負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆動
することが可能であり、エアコンの消費電力を低減する
ことができる。
【００２１】請求項８記載の本発明は、出力電圧検出手
段の出力に基づき、出力電圧が常に一定となるようにΔ
ｔを選択し、かつインバータへの通流率を可変すること
によって圧縮機の回転数を制御する第一の領域と、ＰＷ
Ｍ制御のインバータへの通流率を固定し、かつ出力電圧
を可変して圧縮機の回転数を制御する第二の領域と、出
力電圧を可変するとともにＰＷＭ制御のインバータへの
通流率を可変して圧縮機の回転数を可変する第三の領域
を有するものである。
段の出力に基づき、出力電圧が常に一定となるようにΔ
ｔを選択し、かつインバータへの通流率を可変すること
によって圧縮機の回転数を制御する第一の領域と、ＰＷ
Ｍ制御のインバータへの通流率を固定し、かつ出力電圧
を可変して圧縮機の回転数を制御する第二の領域と、出
力電圧を可変するとともにＰＷＭ制御のインバータへの
通流率を可変して圧縮機の回転数を可変する第三の領域
を有するものである。
【００２２】これにより比較的軽負荷の領域では安定し
た圧縮機の回転数制御が可能となる。また高負荷の領域
では出力電圧を上昇させることにより圧縮機の最高回転
数を増加することができるため、エアコンの最高能力が
向上する。
た圧縮機の回転数制御が可能となる。また高負荷の領域
では出力電圧を上昇させることにより圧縮機の最高回転
数を増加することができるため、エアコンの最高能力が
向上する。
【００２３】請求項９記載の本発明は、出力電圧が常に
一定になるようにΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１の範囲で選択
し、かつＰＷＭ制御のインバータへの通流率を可変する
ことによって圧縮機の回転数を可変する第一の領域と、
Δｔをｔ１に固定して、ＰＷＭ制御のインバータへの通
流率を可変することによって圧縮機の回転数を可変する
第二の領域を有するものであり、軽負荷時に必要以上に
コンバータの直流出力電圧が上昇することを防止してお
り、インバータエアコンの電子制御装置における各素子
の耐圧破壊を防止することができる。
一定になるようにΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１の範囲で選択
し、かつＰＷＭ制御のインバータへの通流率を可変する
ことによって圧縮機の回転数を可変する第一の領域と、
Δｔをｔ１に固定して、ＰＷＭ制御のインバータへの通
流率を可変することによって圧縮機の回転数を可変する
第二の領域を有するものであり、軽負荷時に必要以上に
コンバータの直流出力電圧が上昇することを防止してお
り、インバータエアコンの電子制御装置における各素子
の耐圧破壊を防止することができる。
【００２４】請求項１０記載の本発明は、ＰＷＭ制御に
おけるインバータの通流率の増減速度が、前記双方向ス
イッチ駆動信号生成手段におけるΔｔの増減速度を常に
上回るもので、これにより安定した圧縮機回転数制御を
実現することができる。
おけるインバータの通流率の増減速度が、前記双方向ス
イッチ駆動信号生成手段におけるΔｔの増減速度を常に
上回るもので、これにより安定した圧縮機回転数制御を
実現することができる。
【００２５】請求項１１記載の本発明は、Δｔの増減速
度とインバータへの通流率の増減速度との少なくとも１
つを、圧縮機の回転数、または圧縮機の指令回転数、ま
たは負荷検出手段の出力の少なくとも１つに応じて切り
替えるものであり、負荷に応じた最適な圧縮機の回転数
の変更速度と安定した圧縮機の回転数制御をともに実現
することができる。
度とインバータへの通流率の増減速度との少なくとも１
つを、圧縮機の回転数、または圧縮機の指令回転数、ま
たは負荷検出手段の出力の少なくとも１つに応じて切り
替えるものであり、負荷に応じた最適な圧縮機の回転数
の変更速度と安定した圧縮機の回転数制御をともに実現
することができる。
【００２６】請求項１２記載の本発明は、入力電流の検
出手段を備え、入力電流が所定値を超えていればΔｔ＞
０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、軽負荷
時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇するこ
とを防止しており、インバータエアコンの電子制御装置
における各素子の耐圧破壊を防止することができる。
出手段を備え、入力電流が所定値を超えていればΔｔ＞
０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、軽負荷
時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇するこ
とを防止しており、インバータエアコンの電子制御装置
における各素子の耐圧破壊を防止することができる。
【００２７】請求項１３記載の本発明は、入力電流の所
定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、それぞ
れの運転時において最適な切り替え点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、それぞ
れの運転時において最適な切り替え点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
【００２８】請求項１４記載の本発明は、圧縮機回転数
の検出手段を備え圧縮機回転数が所定値を超えていれば
Δｔ＞０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、
軽負荷時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇
することを防止しており、インバータエアコンの電子制
御装置における各素子の耐圧破壊を防止することができ
る。
の検出手段を備え圧縮機回転数が所定値を超えていれば
Δｔ＞０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、
軽負荷時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇
することを防止しており、インバータエアコンの電子制
御装置における各素子の耐圧破壊を防止することができ
る。
【００２９】請求項１５記載の本発明は、圧縮機回転数
の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、そ
れぞれの運転時において最適な切り替え点でコンバータ
を駆動することが可能であり、エアコンの消費電力を低
減することができる。
の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、そ
れぞれの運転時において最適な切り替え点でコンバータ
を駆動することが可能であり、エアコンの消費電力を低
減することができる。
【００３０】請求項１６記載の本発明は、圧縮機の指令
回転数が所定値を越えていればΔｔ＞０、所定値いかで
あればΔｔ＝０とするもので、軽負荷時に必要以上に出
力電圧が上昇することを防止しており、インバータエア
コンの電子制御装置における各素子の耐圧破壊を防止す
ることができる。
回転数が所定値を越えていればΔｔ＞０、所定値いかで
あればΔｔ＝０とするもので、軽負荷時に必要以上に出
力電圧が上昇することを防止しており、インバータエア
コンの電子制御装置における各素子の耐圧破壊を防止す
ることができる。
【００３１】請求項１７記載の本発明は、圧縮機の指令
回転数の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもの
で、それぞれの運転時において最適な切り替え点でコン
バータを駆動することが可能であり、エアコンの消費電
力を低減することができる。
回転数の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもの
で、それぞれの運転時において最適な切り替え点でコン
バータを駆動することが可能であり、エアコンの消費電
力を低減することができる。
【００３２】請求項１８記載の本発明は、電源周波数検
出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の
内部に、あらかじめ電源周波数に応じたΔｄを記憶させ
た記憶手段を有し、前記電源周波数検出手段の出力に基
づき前記記憶手段から電源周波数に応じたΔｄを選択す
るものであり双方向スイッチの制御を容易にするもので
ある。
出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の
内部に、あらかじめ電源周波数に応じたΔｄを記憶させ
た記憶手段を有し、前記電源周波数検出手段の出力に基
づき前記記憶手段から電源周波数に応じたΔｄを選択す
るものであり双方向スイッチの制御を容易にするもので
ある。
【００３３】以下本発明の実施の形態について図面を参
照して説明する。従来例と同一構成のものは、同一番号
を付して説明する。 （実施の形態１）図１〜図４は本発明に係るインバータ
エアコンの構成の実施の形態１を示している。
照して説明する。従来例と同一構成のものは、同一番号
を付して説明する。 （実施の形態１）図１〜図４は本発明に係るインバータ
エアコンの構成の実施の形態１を示している。
【００３４】図１〜図４に示したインバータエアコンの
コンバータは、４つのダイオード２〜５で形成されたブ
リッジ整流回路６と、交流電源１とを備えている。交流
電源１とブリッジ整流回路６の交流入力端との間にはリ
アクタ８が、ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出力
端との間にはコンデンサ１０が接続されている。
コンバータは、４つのダイオード２〜５で形成されたブ
リッジ整流回路６と、交流電源１とを備えている。交流
電源１とブリッジ整流回路６の交流入力端との間にはリ
アクタ８が、ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出力
端との間にはコンデンサ１０が接続されている。
【００３５】図１、図２に示した構成図では、コンデン
サ１０はブリッジ整流回路６の交流入力端６ａまたは６
ｂと、負の直流出力端６ｃとの間に双方向スイッチ９を
介して接続されており、図３、図４に示した構成図で
は、コンデンサ１０はブリッジ整流回路６の交流入力端
６ａまたは６ｂと、正の直流出力端６ｄとの間に接続さ
れている。
サ１０はブリッジ整流回路６の交流入力端６ａまたは６
ｂと、負の直流出力端６ｃとの間に双方向スイッチ９を
介して接続されており、図３、図４に示した構成図で
は、コンデンサ１０はブリッジ整流回路６の交流入力端
６ａまたは６ｂと、正の直流出力端６ｄとの間に接続さ
れている。
【００３６】また、ブリッジ整流回路６の正の直流出力
端６ｄと、負の直流出力端６ｃとの間には、平滑コンデ
ンサ７が接続されている。この平滑コンデンサ７によ
り、ブリッジ整流回路６によって得られた変化の激しい
直流を滑らかな直流にすることができる。
端６ｄと、負の直流出力端６ｃとの間には、平滑コンデ
ンサ７が接続されている。この平滑コンデンサ７によ
り、ブリッジ整流回路６によって得られた変化の激しい
直流を滑らかな直流にすることができる。
【００３７】さらに、交流電源１の電圧のゼロクロス点
を検出するゼロクロス検出手段１２と、前記ゼロクロス
検出手段１２の出力に基づき、双方向スイッチ９の駆動
信号を生成する双方向スイッチ駆動信号生成手段１３
と、前記双方向スイッチ駆動信号生成手段１３の出力に
基づき双方向スイッチ９の駆動を行う双方向スイッチ駆
動手段１４を有している。
を検出するゼロクロス検出手段１２と、前記ゼロクロス
検出手段１２の出力に基づき、双方向スイッチ９の駆動
信号を生成する双方向スイッチ駆動信号生成手段１３
と、前記双方向スイッチ駆動信号生成手段１３の出力に
基づき双方向スイッチ９の駆動を行う双方向スイッチ駆
動手段１４を有している。
【００３８】なお、図２〜図４ではゼロクロス検出手段
１２、双方向スイッチ駆動信号生成手段１３、双方向ス
イッチ駆動手段１４の記載を省略している。
１２、双方向スイッチ駆動信号生成手段１３、双方向ス
イッチ駆動手段１４の記載を省略している。
【００３９】以下、図５〜図８を用いて、図１に示した
コンバータの動作について説明する。図５、図６は、交
流入力電圧Ｖｉが正の半周期の間を示し、図７、図８
は、負の半周期の間を示している。また、図９、図１０
は図１に示したコンバータについてＶｉを２００Ｖ、Ｌ
を１０ｍＨ、Ｃを３００μＦ、Ｃｏを１８００μＦとし
た場合の実施例の各波形を示したものである。
コンバータの動作について説明する。図５、図６は、交
流入力電圧Ｖｉが正の半周期の間を示し、図７、図８
は、負の半周期の間を示している。また、図９、図１０
は図１に示したコンバータについてＶｉを２００Ｖ、Ｌ
を１０ｍＨ、Ｃを３００μＦ、Ｃｏを１８００μＦとし
た場合の実施例の各波形を示したものである。
【００４０】図９は、交流入力電圧Ｖｉ、リアクタ８を
流れる電流（交流入力電流）ＩＬ、直流出力電圧Ｖｏ、
および双方向スイッチ９の駆動信号Ｖｇの各波形を、図
３（ｂ）は、交流入力電圧Ｖｉ、コンデンサ１０を流れ
る電流Ｉｃ、およびコンデンサ１０両端間の電圧Ｖｃの
各波形を示している。
流れる電流（交流入力電流）ＩＬ、直流出力電圧Ｖｏ、
および双方向スイッチ９の駆動信号Ｖｇの各波形を、図
３（ｂ）は、交流入力電圧Ｖｉ、コンデンサ１０を流れ
る電流Ｉｃ、およびコンデンサ１０両端間の電圧Ｖｃの
各波形を示している。
【００４１】以上の構成において、交流入力電圧Ｖｉ
の、正の交流半周期のゼロクロス直後では双方向スイッ
チ９がオフされており、直流出力電圧Ｖｏが交流入力電
圧Ｖｉより高く、ダイオード２、５が逆バイアスされて
いるため入力電流は流れない。
の、正の交流半周期のゼロクロス直後では双方向スイッ
チ９がオフされており、直流出力電圧Ｖｏが交流入力電
圧Ｖｉより高く、ダイオード２、５が逆バイアスされて
いるため入力電流は流れない。
【００４２】なお、この時コンデンサ１０は前周期で充
電された結果、図示の極性で電圧Ｖｃ１を有する。交流
入力電圧Ｖｉの負から正へのゼロクロス点から時間Δｄ
後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４は双方向スイ
ッチ９のオン信号を生成し、双方向スイッチ駆動手段１
５により双方向スイッチ９がオンされると、図５の矢印
に示すように電流が流れる。
電された結果、図示の極性で電圧Ｖｃ１を有する。交流
入力電圧Ｖｉの負から正へのゼロクロス点から時間Δｄ
後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４は双方向スイ
ッチ９のオン信号を生成し、双方向スイッチ駆動手段１
５により双方向スイッチ９がオンされると、図５の矢印
に示すように電流が流れる。
【００４３】すなわち交流電源１から順に、リアクタ
８、ダイオード２、平滑コンデンサ７、コンデンサ１０
に電流が流れ、コンデンサ１０は放電してその電圧はＶ
ｃ１より低下する。なお、この双方向スイッチ９のオン
時点で交流入力電圧Ｖｉとコンデンサ１０の電圧Ｖｃ１
の和が平滑コンデンサ７の電圧Ｖｏより大きくなるよう
にΔｄを選ぶものとする。
８、ダイオード２、平滑コンデンサ７、コンデンサ１０
に電流が流れ、コンデンサ１０は放電してその電圧はＶ
ｃ１より低下する。なお、この双方向スイッチ９のオン
時点で交流入力電圧Ｖｉとコンデンサ１０の電圧Ｖｃ１
の和が平滑コンデンサ７の電圧Ｖｏより大きくなるよう
にΔｄを選ぶものとする。
【００４４】そして、双方向スイッチ９のオン時点から
時間Δｔ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４は双
方向スイッチ９のオフ信号を生成し、双方向スイッチ駆
動手段１５により双方向スイッチ９がオフされると、コ
ンデンサ１０はその時点の電圧Ｖｃ２を保持しながら、
電流は図６に示すように交流電源１からリアクタ８、ダ
イオード２、平滑コンデンサ７、ダイオード５の順に流
れ、交流入力電圧Ｖｉの低下によりやがてゼロとなる。
時間Δｔ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４は双
方向スイッチ９のオフ信号を生成し、双方向スイッチ駆
動手段１５により双方向スイッチ９がオフされると、コ
ンデンサ１０はその時点の電圧Ｖｃ２を保持しながら、
電流は図６に示すように交流電源１からリアクタ８、ダ
イオード２、平滑コンデンサ７、ダイオード５の順に流
れ、交流入力電圧Ｖｉの低下によりやがてゼロとなる。
【００４５】交流入力電圧Ｖｉの、負の交流半周期のゼ
ロクロス直後では、双方向スイッチ９はオフされてお
り、直流出力電圧Ｖｏが交流入力電圧Ｖｉより高く、ダ
イオード３、４が逆バイアスされているため入力電流は
流れない。
ロクロス直後では、双方向スイッチ９はオフされてお
り、直流出力電圧Ｖｏが交流入力電圧Ｖｉより高く、ダ
イオード３、４が逆バイアスされているため入力電流は
流れない。
【００４６】交流入力電圧Ｖｉの正から負へのゼロクロ
ス点からΔｄ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４
は双方向スイッチ９のオン信号を生成し、双方向スイッ
チ駆動手段１５により双方向スイッチ９がオンされる
と、図７の矢印に示すように電流が流れる。
ス点からΔｄ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１４
は双方向スイッチ９のオン信号を生成し、双方向スイッ
チ駆動手段１５により双方向スイッチ９がオンされる
と、図７の矢印に示すように電流が流れる。
【００４７】すなわち交流電源１から順に、コンデンサ
１０、ダイオード３、リアクタ８と電流が流れ、コンデ
ンサ１０は充電される。そして、双方向スイッチ９のオ
ン時点からΔｔ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１
４は双方向スイッチ９のオフ信号を生成し、双方向スイ
ッチ駆動手段１５により双方向スイッチ９がオフされる
と、コンデンサ１０は電圧Ｖｃ１まで充電された状態で
その電圧を保持し、電流は図８に示すように交流電源１
から、ダイオード４、平滑コンデンサ７、ダイオード
３、リアクタ８の順に流れ、交流入力電圧Ｖｉの低下に
よりやがてゼロとなる。
１０、ダイオード３、リアクタ８と電流が流れ、コンデ
ンサ１０は充電される。そして、双方向スイッチ９のオ
ン時点からΔｔ後に双方向スイッチ駆動信号生成手段１
４は双方向スイッチ９のオフ信号を生成し、双方向スイ
ッチ駆動手段１５により双方向スイッチ９がオフされる
と、コンデンサ１０は電圧Ｖｃ１まで充電された状態で
その電圧を保持し、電流は図８に示すように交流電源１
から、ダイオード４、平滑コンデンサ７、ダイオード
３、リアクタ８の順に流れ、交流入力電圧Ｖｉの低下に
よりやがてゼロとなる。
【００４８】以上のようにコンデンサ１０を充放電させ
ることにより、従来例より入力電圧のゼロクロスに近い
ところから入力電流を流せることとなるため、高力率化
が図れる。
ることにより、従来例より入力電圧のゼロクロスに近い
ところから入力電流を流せることとなるため、高力率化
が図れる。
【００４９】また、Δｔを増加することによりリアクタ
８への磁気エネルギー蓄積量およびコンデンサ１０への
充電量を増加させ、出力電圧Ｖｏを増加することができ
る。同様にΔｔを減少させることにより出力電圧Ｖｏを
減少させることができ、Δｔの増減により出力電圧Ｖｏ
を可変できることとなる。
８への磁気エネルギー蓄積量およびコンデンサ１０への
充電量を増加させ、出力電圧Ｖｏを増加することができ
る。同様にΔｔを減少させることにより出力電圧Ｖｏを
減少させることができ、Δｔの増減により出力電圧Ｖｏ
を可変できることとなる。
【００５０】さらに、電流はリアクタ８と、コンデンサ
１０または平滑コンデンサ７との直列共振電流となるた
め、昇圧回路で一般的に用いられるリアクタの短絡回路
より電流の急増が抑制でき、リアクタ８のうなりを抑制
できることとなる。さらに電流はリアクタ８と、コンデ
ンサ１０または平滑コンデンサ７との直列共振電流とな
り、高周波のリンギング成分を含まないため、リアクタ
８のインダクタンスＬとコンデンサ１０のキャパシタン
スＣ、Δｄ、Δｔを適当に選ぶことにより、高調波を適
切に抑制することができる。
１０または平滑コンデンサ７との直列共振電流となるた
め、昇圧回路で一般的に用いられるリアクタの短絡回路
より電流の急増が抑制でき、リアクタ８のうなりを抑制
できることとなる。さらに電流はリアクタ８と、コンデ
ンサ１０または平滑コンデンサ７との直列共振電流とな
り、高周波のリンギング成分を含まないため、リアクタ
８のインダクタンスＬとコンデンサ１０のキャパシタン
スＣ、Δｄ、Δｔを適当に選ぶことにより、高調波を適
切に抑制することができる。
【００５１】図１１に入力電流の高調波成分と高調波規
制国内ガイドライン１５との比較の一例を示している。
本図では、横軸が高調波の次数、縦軸が電流値を示して
いる。
制国内ガイドライン１５との比較の一例を示している。
本図では、横軸が高調波の次数、縦軸が電流値を示して
いる。
【００５２】なお、図１に示したコンバータの動作につ
いて説明したが、図２〜図４に示したいずれのコンバー
タについても動作は同様である。
いて説明したが、図２〜図４に示したいずれのコンバー
タについても動作は同様である。
【００５３】以上の動作により、出力電圧Ｖｏを増加す
ることにより圧縮機の最高回転数を上昇させることがで
き、エアコンの最大能力が上昇する。
ることにより圧縮機の最高回転数を上昇させることがで
き、エアコンの最大能力が上昇する。
【００５４】また、エアコンの最大入力電力は一般的に
（最大入力電力）＝（入力電圧）×（最大入力電流）×
（力率） で表される。入力電圧は固定であり、最大入力電流はコ
ンセントの最大容量で制限されるため、力率を向上させ
ることにより最大入力電力が上昇する。その結果とし
て、エアコンの最大能力を向上させることができる。 （実施の形態２）図１３は図１に出力電圧検出手段１７
を追加し、その出力に基づき双方向スイッチ駆動信号生
成手段１４がΔｔを設定するものである。
（力率） で表される。入力電圧は固定であり、最大入力電流はコ
ンセントの最大容量で制限されるため、力率を向上させ
ることにより最大入力電力が上昇する。その結果とし
て、エアコンの最大能力を向上させることができる。 （実施の形態２）図１３は図１に出力電圧検出手段１７
を追加し、その出力に基づき双方向スイッチ駆動信号生
成手段１４がΔｔを設定するものである。
【００５５】圧縮機の回転数制御の安定性は出力電圧の
変動に大きな影響を受ける。従って上記構成において出
力電圧検出手段１７は出力電圧を検出し、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイ
ッチ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定められた出力
電圧になるようにΔｔを設定する。
変動に大きな影響を受ける。従って上記構成において出
力電圧検出手段１７は出力電圧を検出し、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイ
ッチ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定められた出力
電圧になるようにΔｔを設定する。
【００５６】そして圧縮機の速度制御手段はインバータ
への通流率を可変することにより圧縮機の回転数を制御
する。
への通流率を可変することにより圧縮機の回転数を制御
する。
【００５７】以上の動作により、負荷変動・電源電圧変
動の有無にかかわらず出力電圧を一定にすることがで
き、安定した圧縮機回転数制御が可能となる。 （実施の形態３）図１４は図１に負荷検出手段１６と、
前記双方向スイッチ駆動信号生成手段１４の内部にΔｄ
およびΔｔを記憶する記憶手段１４ａを追加したもので
ある。
動の有無にかかわらず出力電圧を一定にすることがで
き、安定した圧縮機回転数制御が可能となる。 （実施の形態３）図１４は図１に負荷検出手段１６と、
前記双方向スイッチ駆動信号生成手段１４の内部にΔｄ
およびΔｔを記憶する記憶手段１４ａを追加したもので
ある。
【００５８】以上の構成において、前記記憶手段１４ａ
には、負荷の大きさに応じて最適なΔｄ、Δｔの値をあ
らかじめ求めたテーブルを記憶させておき、負荷検出手
段１６の出力を受けて、負荷の大きさに応じたΔｄ、Δ
ｔをテーブルから読み出し、それらに基づき双方向スイ
ッチ駆動信号を生成する。そして、双方向スイッチ駆動
手段１４により双方向スイッチ９を駆動するものであ
る。
には、負荷の大きさに応じて最適なΔｄ、Δｔの値をあ
らかじめ求めたテーブルを記憶させておき、負荷検出手
段１６の出力を受けて、負荷の大きさに応じたΔｄ、Δ
ｔをテーブルから読み出し、それらに基づき双方向スイ
ッチ駆動信号を生成する。そして、双方向スイッチ駆動
手段１４により双方向スイッチ９を駆動するものであ
る。
【００５９】以上の動作により、あらゆる負荷に対して
最適な力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得ら
れることとなる。 （実施の形態４）図１４の構成において、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４は負荷検出手段１６の出力を受
けて、前記出力があらかじめ定められた大きさに達した
場合、ΔｔもしくはΔｄを増減することにより、前記出
力がより小さくなる組み合わせを選択し、それに基づき
双方向スイッチ駆動信号を生成する。
最適な力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得ら
れることとなる。 （実施の形態４）図１４の構成において、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４は負荷検出手段１６の出力を受
けて、前記出力があらかじめ定められた大きさに達した
場合、ΔｔもしくはΔｄを増減することにより、前記出
力がより小さくなる組み合わせを選択し、それに基づき
双方向スイッチ駆動信号を生成する。
【００６０】以上の動作により、特に高負荷時に最適な
力率を得ることができ、電源容量を有効利用することが
でき、エアコンの最大能力を向上することができる。 （実施の形態５）図１５は図１４に圧縮機回転数検出手
段１８を追加したものである。
力率を得ることができ、電源容量を有効利用することが
でき、エアコンの最大能力を向上することができる。 （実施の形態５）図１５は図１４に圧縮機回転数検出手
段１８を追加したものである。
【００６１】以上の構成において、記憶手段１４ａに
は、圧縮機の回転数に応じて最適なΔｄ、Δｔの値をあ
らかじめ求めたテーブルを記憶させておき、圧縮機回転
数検出手段の出力を受けて、回転数に応じたΔｄ、Δｔ
をテーブルから読み出し、それらに基づき双方向スイッ
チ駆動信号を生成する。そして、双方向スイッチ駆動手
段１５により双方向スイッチ９を駆動するものである。
は、圧縮機の回転数に応じて最適なΔｄ、Δｔの値をあ
らかじめ求めたテーブルを記憶させておき、圧縮機回転
数検出手段の出力を受けて、回転数に応じたΔｄ、Δｔ
をテーブルから読み出し、それらに基づき双方向スイッ
チ駆動信号を生成する。そして、双方向スイッチ駆動手
段１５により双方向スイッチ９を駆動するものである。
【００６２】以上の動作により、あらゆる回転数に対し
て最適な力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得
られることとなる。 （実施の形態６）図１６は図１５の構成において、圧縮
機の回転数に応じて双方向スイッチ駆動信号生成手段１
４がΔｔを設定し出力電圧を所定値に制御しながら、イ
ンバータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転
数を制御する第一の領域と、インバータへの通流率を固
定し出力電圧を可変することにより圧縮機の回転数を制
御する第二の領域と、出力電圧とインバータへの通流率
を共に可変して圧縮機の回転数を制御する第三の領域と
を備えた場合の出力電圧とインバータへの通流率および
圧縮機回転数の関係を示したものである。
て最適な力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得
られることとなる。 （実施の形態６）図１６は図１５の構成において、圧縮
機の回転数に応じて双方向スイッチ駆動信号生成手段１
４がΔｔを設定し出力電圧を所定値に制御しながら、イ
ンバータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転
数を制御する第一の領域と、インバータへの通流率を固
定し出力電圧を可変することにより圧縮機の回転数を制
御する第二の領域と、出力電圧とインバータへの通流率
を共に可変して圧縮機の回転数を制御する第三の領域と
を備えた場合の出力電圧とインバータへの通流率および
圧縮機回転数の関係を示したものである。
【００６３】上記構成において第一の領域では出力電圧
検出手段１７はコンバータの直流出力電圧を検出し、双
方向スイッチ駆動信号生成手段１４に伝達する。そして
双方向スイッチ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定め
られた出力電圧になるようにΔｔを設定する。
検出手段１７はコンバータの直流出力電圧を検出し、双
方向スイッチ駆動信号生成手段１４に伝達する。そして
双方向スイッチ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定め
られた出力電圧になるようにΔｔを設定する。
【００６４】また第二の領域では、圧縮機回転数検出手
段１８は圧縮機の回転数を検出し、双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４は圧縮機１２が所定の回転数になる
ようにΔｔを設定する。
段１８は圧縮機の回転数を検出し、双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４は圧縮機１２が所定の回転数になる
ようにΔｔを設定する。
【００６５】第三の領域では、圧縮機回転数検出手段１
８は圧縮機の回転数を検出し、双方向スイッチ駆動信号
生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆動信
号生成手段１４は圧縮機１２が所定の回転数になるよう
にΔｔを設定するとともに、インバータ制御におけるイ
ンバータへの通流率をΔｔの増減に併せて増減させる。
８は圧縮機の回転数を検出し、双方向スイッチ駆動信号
生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆動信
号生成手段１４は圧縮機１２が所定の回転数になるよう
にΔｔを設定するとともに、インバータ制御におけるイ
ンバータへの通流率をΔｔの増減に併せて増減させる。
【００６６】以上の動作により、第一の領域では負荷変
動、出力電圧変動の有無にかかわらず出力電圧を一定に
することができ、安定した圧縮機回転数制御が可能とな
る。
動、出力電圧変動の有無にかかわらず出力電圧を一定に
することができ、安定した圧縮機回転数制御が可能とな
る。
【００６７】また、各回転数においてコンバータおよび
インバータのトータル効率が最適となるような出力電圧
をあらかじめ定めておくことにより、エアコンの高効率
化が実現できる。
インバータのトータル効率が最適となるような出力電圧
をあらかじめ定めておくことにより、エアコンの高効率
化が実現できる。
【００６８】第二の領域では、インバータへの通流率が
１００％の状態で圧縮機の回転数制御を行うことができ
るため、インバータのスイッチング素子の損失が減少
し、高効率化を図ることができるとともに、出力電圧を
上昇させることにより回転数を増加することができるた
め、圧縮機の最高回転数が上昇し、エアコンの最大能力
が上昇する。
１００％の状態で圧縮機の回転数制御を行うことができ
るため、インバータのスイッチング素子の損失が減少
し、高効率化を図ることができるとともに、出力電圧を
上昇させることにより回転数を増加することができるた
め、圧縮機の最高回転数が上昇し、エアコンの最大能力
が上昇する。
【００６９】第三の領域では、インバータへの通流率と
出力電圧を共に上昇させることにより、インバータへの
通流率のみで圧縮機の回転数を制御する領域と、出力電
圧のみで圧縮機の回転数を制御する領域の端境期を設け
ることで、領域間の移行時にも、圧縮機の回転数をスム
ーズに変化させることができる。 （実施の形態７）図１７は図１５の構成において、出力
電圧が常に一定となるよう双方向スイッチ駆動信号生成
手段１４がΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１において設定し、イン
バータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転数
を制御する第一の領域と、Δｔをｔ１に固定し、インバ
ータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転数を
制御する第二の領域とを備えた場合のΔｔと出力電圧お
よびインバータへの通流率の関係を示したものである。
出力電圧を共に上昇させることにより、インバータへの
通流率のみで圧縮機の回転数を制御する領域と、出力電
圧のみで圧縮機の回転数を制御する領域の端境期を設け
ることで、領域間の移行時にも、圧縮機の回転数をスム
ーズに変化させることができる。 （実施の形態７）図１７は図１５の構成において、出力
電圧が常に一定となるよう双方向スイッチ駆動信号生成
手段１４がΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１において設定し、イン
バータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転数
を制御する第一の領域と、Δｔをｔ１に固定し、インバ
ータへの通流率を可変することにより圧縮機の回転数を
制御する第二の領域とを備えた場合のΔｔと出力電圧お
よびインバータへの通流率の関係を示したものである。
【００７０】上記構成において出力電圧検出手段１７は
コンバータの直流出力電圧を検出し、双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ
駆動信号生成手段は出力電圧があらかじめ定められた所
定値になるように０≦Δｔ≦ｔ１の範囲でΔｔを設定す
る。第一の領域では、コンバータの出力電圧はあらかじ
め定められた所定値に制御され、インバータへの通流率
を可変することにより圧縮機の回転数を制御する。
コンバータの直流出力電圧を検出し、双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ
駆動信号生成手段は出力電圧があらかじめ定められた所
定値になるように０≦Δｔ≦ｔ１の範囲でΔｔを設定す
る。第一の領域では、コンバータの出力電圧はあらかじ
め定められた所定値に制御され、インバータへの通流率
を可変することにより圧縮機の回転数を制御する。
【００７１】負荷が上昇していく場合、Δｔを増加させ
ることによってコンバータの直流出力電圧を所定値に制
御するため、ある負荷ではΔｔ＝ｔ１に到達し、第二の
領域に移行する。第二の領域では、コンバータの出力電
圧はあらかじめ定められた所定値よりも低い電圧である
が、それにかかわらず双方向スイッチ駆動信号生成手段
１４はΔｔ＝ｔ１に固定し、インバータへの通流率を可
変することにより圧縮機の回転数を制御する。
ることによってコンバータの直流出力電圧を所定値に制
御するため、ある負荷ではΔｔ＝ｔ１に到達し、第二の
領域に移行する。第二の領域では、コンバータの出力電
圧はあらかじめ定められた所定値よりも低い電圧である
が、それにかかわらず双方向スイッチ駆動信号生成手段
１４はΔｔ＝ｔ１に固定し、インバータへの通流率を可
変することにより圧縮機の回転数を制御する。
【００７２】Δｔをｔ１に固定した状態で負荷が下降す
ることによりコンバータの出力電圧が上昇し、あらかじ
め定められた所定値に到達すると、第二の領域から第一
の領域に移行する。上記構成により、Δｔの上限値を定
めることにより、高調波電流を適切に抑制しながら、出
力電圧が必要以上に上昇するのを防止することができ
る。
ることによりコンバータの出力電圧が上昇し、あらかじ
め定められた所定値に到達すると、第二の領域から第一
の領域に移行する。上記構成により、Δｔの上限値を定
めることにより、高調波電流を適切に抑制しながら、出
力電圧が必要以上に上昇するのを防止することができ
る。
【００７３】また、双方向スイッチの最大容量はΔｔの
最大値に依存するため、Δｔの上限値を定めることによ
り、双方向スイッチの最大容量を制限することができ、
素子の小型化・コストダウンが可能となる。さらに、Δ
ｔを固定した領域では、インバータへの通流率のみで圧
縮機の回転数を制御できるため、圧縮機の回転数制御が
簡略化できる。 （実施の形態８）図１３の構成において、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定められた出力電
圧になるようにΔｔを設定し、インバータへの通流率を
増減することにより圧縮機の回転数を制御した場合の、
圧縮機の回転数を制御するインバータへの通流率の増減
速度と、コンバータの直流出力電圧を制御するΔｔの増
減速度が圧縮機の回転数に及ぼす影響について説明す
る。
最大値に依存するため、Δｔの上限値を定めることによ
り、双方向スイッチの最大容量を制限することができ、
素子の小型化・コストダウンが可能となる。さらに、Δ
ｔを固定した領域では、インバータへの通流率のみで圧
縮機の回転数を制御できるため、圧縮機の回転数制御が
簡略化できる。 （実施の形態８）図１３の構成において、双方向スイッ
チ駆動信号生成手段１４はあらかじめ定められた出力電
圧になるようにΔｔを設定し、インバータへの通流率を
増減することにより圧縮機の回転数を制御した場合の、
圧縮機の回転数を制御するインバータへの通流率の増減
速度と、コンバータの直流出力電圧を制御するΔｔの増
減速度が圧縮機の回転数に及ぼす影響について説明す
る。
【００７４】例えばインバータへの通流率を増加させて
圧縮機の回転数を上昇させた時、同時に負荷が上昇する
ため、出力電圧が減少する。そこで、双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４は、あらかじめ定められた出力電圧
になるようΔｔを増加させて、出力電圧を上昇させる。
圧縮機の回転数を上昇させた時、同時に負荷が上昇する
ため、出力電圧が減少する。そこで、双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４は、あらかじめ定められた出力電圧
になるようΔｔを増加させて、出力電圧を上昇させる。
【００７５】この際に、インバータへの通流率の増減速
度が遅い場合、出力電圧の上昇に対してインバータへの
通流率の減少が間に合わず、圧縮機の回転数がさらに上
昇し、定められた回転数を超えてしまう場合が生じ、安
定した回転数制御が困難となるという様に、コンバータ
の直流出力電圧制御とインバータの圧縮機回転数制御が
互いに干渉しあう可能性がある。
度が遅い場合、出力電圧の上昇に対してインバータへの
通流率の減少が間に合わず、圧縮機の回転数がさらに上
昇し、定められた回転数を超えてしまう場合が生じ、安
定した回転数制御が困難となるという様に、コンバータ
の直流出力電圧制御とインバータの圧縮機回転数制御が
互いに干渉しあう可能性がある。
【００７６】そこで、インバータの通流率の増減速度
を、Δｔの増減による直流出力電圧の上昇・下降速度を
充分上回る速度に設定することにより、圧縮機の回転数
は直流出力電圧の変化に極めて短時間で対応することが
可能となり、安定した回転数制御が可能となる。 （実施の形態９）図１８は図１４の構成において、入力
電流値が所定値以下であればΔｔ＝０、所定値を超えて
いればΔｔ＞０とした場合の入力電流とΔｔの関係を示
したものである。
を、Δｔの増減による直流出力電圧の上昇・下降速度を
充分上回る速度に設定することにより、圧縮機の回転数
は直流出力電圧の変化に極めて短時間で対応することが
可能となり、安定した回転数制御が可能となる。 （実施の形態９）図１８は図１４の構成において、入力
電流値が所定値以下であればΔｔ＝０、所定値を超えて
いればΔｔ＞０とした場合の入力電流とΔｔの関係を示
したものである。
【００７７】負荷が小さい場合、Δｔ＝０とすることに
より、直流出力電圧が必要以上に上昇する可能性があ
る。以上の構成において、双方向スイッチ駆動信号生成
手段１４は入力電流検出手段１６から伝達された入力電
流が所定値以下であればΔｔ＝０を選択し、所定値を超
えていればΔｔ＞０を選択することにより、直流出力電
圧の異常な上昇を防止することができる。 （実施の形態１０）図１９は図１５の構成において、圧
縮機の回転数が所定値以下であればΔｔ＝０、所定値を
超えていればΔｔ＞０とした場合の圧縮機の回転数とΔ
ｔの回転数の関係を示したものである。
より、直流出力電圧が必要以上に上昇する可能性があ
る。以上の構成において、双方向スイッチ駆動信号生成
手段１４は入力電流検出手段１６から伝達された入力電
流が所定値以下であればΔｔ＝０を選択し、所定値を超
えていればΔｔ＞０を選択することにより、直流出力電
圧の異常な上昇を防止することができる。 （実施の形態１０）図１９は図１５の構成において、圧
縮機の回転数が所定値以下であればΔｔ＝０、所定値を
超えていればΔｔ＞０とした場合の圧縮機の回転数とΔ
ｔの回転数の関係を示したものである。
【００７８】以上の構成において、双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４は圧縮機回転数検出手段から伝達され
た回転数が所定値以下であればΔｔ＝０を選択し、所定
値を超えていればΔｔ＞０を選択することにより、直流
出力電圧の異常な上昇を防止することができる。 （実施の形態１１）図２０は図１３に電源周波数検出手
段１３ａを追加し、その出力に基づき双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４がΔｄを設定するものである。
信号生成手段１４は圧縮機回転数検出手段から伝達され
た回転数が所定値以下であればΔｔ＝０を選択し、所定
値を超えていればΔｔ＞０を選択することにより、直流
出力電圧の異常な上昇を防止することができる。 （実施の形態１１）図２０は図１３に電源周波数検出手
段１３ａを追加し、その出力に基づき双方向スイッチ駆
動信号生成手段１４がΔｄを設定するものである。
【００７９】前記Δｄは特定の負荷変動範囲において
は、負荷に応じて細かな調整をせず一定値としても適切
な力率と高調波抑制効果が得られる。一方、電源周波数
に対しては５０Ｈｚ、６０Ｈｚに応じてそれぞれ適切な
値に切り換える必要がある。
は、負荷に応じて細かな調整をせず一定値としても適切
な力率と高調波抑制効果が得られる。一方、電源周波数
に対しては５０Ｈｚ、６０Ｈｚに応じてそれぞれ適切な
値に切り換える必要がある。
【００８０】従って上記構成において電源周波数検出手
段１３ａは電源周波数を検出し、双方向スイッチ駆動信
号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４は電源周波数に応じてあらかじめ定め
られたΔｄを設定し、それに基づいて双方向スイッチ駆
動手段１５が双方向スイッチ９を駆動する。
段１３ａは電源周波数を検出し、双方向スイッチ駆動信
号生成手段１４に伝達する。そして双方向スイッチ駆動
信号生成手段１４は電源周波数に応じてあらかじめ定め
られたΔｄを設定し、それに基づいて双方向スイッチ駆
動手段１５が双方向スイッチ９を駆動する。
【００８１】以上の動作により、特定の負荷領域におい
てΔｄを一定値とすることができ、制御を簡単にするこ
とができ、かつ電源周波数のいかんにかかわらず適切な
力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得られるこ
ととなる。
てΔｄを一定値とすることができ、制御を簡単にするこ
とができ、かつ電源周波数のいかんにかかわらず適切な
力率と出力電圧値、および高調波抑制効果が得られるこ
ととなる。
【００８２】
【発明の効果】以上のように本発明のインバータエアコ
ンによれば、コンバータのブリッジ整流回路の交流入力
端と直流出力端との間に双方向スイッチを介してコンデ
ンサを接続し、双方向スイッチを適切に駆動し、圧縮機
の回転数制御方式を適切に切り替えることにより高力率
と高調波抑制とを両立させることができ、かつエアコン
の最大能力を向上することができる。
ンによれば、コンバータのブリッジ整流回路の交流入力
端と直流出力端との間に双方向スイッチを介してコンデ
ンサを接続し、双方向スイッチを適切に駆動し、圧縮機
の回転数制御方式を適切に切り替えることにより高力率
と高調波抑制とを両立させることができ、かつエアコン
の最大能力を向上することができる。
【００８３】以上のように、請求項１記載の本発明は、
交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する4
個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記
ブリッジ整流回路の直流出力端に接続された平滑コンデ
ンサとを有するコンバータであって、前記交流電源と前
記ブリッジ整流回路の交流入力端との間に接続されたリ
アクタと、前記ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出
力端との間に双方向スイッチを介して接続されたコンデ
ンサと、前記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロク
ロス検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力に基づ
き前記双方向スイッチの駆動信号を生成する双方向スイ
ッチ駆動信号生成手段と、前記双方向スイッチ駆動信号
生成手段の信号に基づき前記双方向スイッチを駆動する
双方向スイッチ駆動手段を備えたものである。
交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する4
個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記
ブリッジ整流回路の直流出力端に接続された平滑コンデ
ンサとを有するコンバータであって、前記交流電源と前
記ブリッジ整流回路の交流入力端との間に接続されたリ
アクタと、前記ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出
力端との間に双方向スイッチを介して接続されたコンデ
ンサと、前記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロク
ロス検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力に基づ
き前記双方向スイッチの駆動信号を生成する双方向スイ
ッチ駆動信号生成手段と、前記双方向スイッチ駆動信号
生成手段の信号に基づき前記双方向スイッチを駆動する
双方向スイッチ駆動手段を備えたものである。
【００８４】このような構成により前記双方向スイッチ
を適切な位相および導通幅で導通させることで、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧が制御可能となるため、圧縮機の最高回転数
を向上することができる。
を適切な位相および導通幅で導通させることで、入力電
流の高調波の抑制と高力率化が両立でき、かつ交流電源
の電圧ピーク値以上の直流出力電圧が得られ、しかもそ
の出力電圧が制御可能となるため、圧縮機の最高回転数
を向上することができる。
【００８５】請求項３記載の本発明は、出力電圧を検出
する手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
は前記出力電圧検出手段の出力が常に一定となるように
Δｔを選択するものであり、これにより負荷変動が発生
した場合でも安定した出力電圧が得られることになり、
安定した圧縮機回転数制御が可能となる。
する手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
は前記出力電圧検出手段の出力が常に一定となるように
Δｔを選択するものであり、これにより負荷変動が発生
した場合でも安定した出力電圧が得られることになり、
安定した圧縮機回転数制御が可能となる。
【００８６】請求項４記載の本発明は、入力電流の検出
手段を備え、かつ前記双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ入力電流に応じたΔｄとΔｔの組み
合わせを記憶させた記憶手段を有し、前記入力電流検出
手段の出力に基づき前記記憶手段から入力電流に応じた
Δｄ、Δｔの組み合わせを選択するものである。
手段を備え、かつ前記双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ入力電流に応じたΔｄとΔｔの組み
合わせを記憶させた記憶手段を有し、前記入力電流検出
手段の出力に基づき前記記憶手段から入力電流に応じた
Δｄ、Δｔの組み合わせを選択するものである。
【００８７】これにより負荷変動に対し常に最適な動作
点でコンバータを駆動することができるため、エアコン
の消費電力を低減することができる。
点でコンバータを駆動することができるため、エアコン
の消費電力を低減することができる。
【００８８】請求項５記載の本発明は、入力電流の検出
手段を備え、前記入力電流検出手段の出力が一定値に達
した時点でΔｄもしくはΔｔを入力電流がより小さくな
るように選択するものであり、これにより高負荷時に最
高力率点でコンバータを駆動することが可能となるた
め、コンセントの最大容量を効率的に活用することがで
き、エアコンの最高能力を向上することができる。
手段を備え、前記入力電流検出手段の出力が一定値に達
した時点でΔｄもしくはΔｔを入力電流がより小さくな
るように選択するものであり、これにより高負荷時に最
高力率点でコンバータを駆動することが可能となるた
め、コンセントの最大容量を効率的に活用することがで
き、エアコンの最高能力を向上することができる。
【００８９】請求項６記載の本発明は、圧縮機回転数の
検出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ圧縮機回転数に応じたΔｄとΔｔの
組み合わせを記憶する記憶手段を有し、前記圧縮機回転
数検出手段の出力に応じて前記記憶手段から回転数に応
じたΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これに
より負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
検出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段
の内部にあらかじめ圧縮機回転数に応じたΔｄとΔｔの
組み合わせを記憶する記憶手段を有し、前記圧縮機回転
数検出手段の出力に応じて前記記憶手段から回転数に応
じたΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これに
より負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
【００９０】請求項７記載の本発明は、双方向スイッチ
駆動信号生成回路の内部にあらかじめ圧縮機の指令回転
数に応じたΔｄとΔｔの組み合わせを記憶させた記憶手
段を有し、前記記憶手段から圧縮機の指令回転数に応じ
たΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これによ
り負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆動
することが可能であり、エアコンの消費電力を低減する
ことができる。
駆動信号生成回路の内部にあらかじめ圧縮機の指令回転
数に応じたΔｄとΔｔの組み合わせを記憶させた記憶手
段を有し、前記記憶手段から圧縮機の指令回転数に応じ
たΔｄとΔｔの組み合わせを選択するもので、これによ
り負荷変動に対し常に最適な動作点でコンバータを駆動
することが可能であり、エアコンの消費電力を低減する
ことができる。
【００９１】請求項８記載の本発明は、出力電圧検出手
段の出力に基づき、出力電圧が常に一定となるようにΔ
ｔを選択し、かつインバータへの通流率を可変すること
によって圧縮機の回転数を制御する第一の領域と、ＰＷ
Ｍ制御のインバータへの通流率を固定し、かつ出力電圧
を可変して圧縮機の回転数を制御する第二の領域と、出
力電圧を可変するとともにＰＷＭ制御のインバータへの
通流率を可変して圧縮機の回転数を可変する第三の領域
を有するものである。
段の出力に基づき、出力電圧が常に一定となるようにΔ
ｔを選択し、かつインバータへの通流率を可変すること
によって圧縮機の回転数を制御する第一の領域と、ＰＷ
Ｍ制御のインバータへの通流率を固定し、かつ出力電圧
を可変して圧縮機の回転数を制御する第二の領域と、出
力電圧を可変するとともにＰＷＭ制御のインバータへの
通流率を可変して圧縮機の回転数を可変する第三の領域
を有するものである。
【００９２】これにより比較的軽負荷の領域では安定し
た圧縮機の回転数制御が可能となる。また高負荷の領域
では出力電圧を上昇させることにより圧縮機の最高回転
数を増加することができるため、エアコンの最高能力が
向上する。
た圧縮機の回転数制御が可能となる。また高負荷の領域
では出力電圧を上昇させることにより圧縮機の最高回転
数を増加することができるため、エアコンの最高能力が
向上する。
【００９３】請求項９記載の本発明は、出力電圧が常に
一定になるようにΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１の範囲で選択
し、かつＰＷＭ制御のインバータへの通流率を可変する
ことによって圧縮機の回転数を可変する第一の領域と、
Δｔをｔ１に固定して、ＰＷＭ制御のインバータへの通
流率を可変することによって圧縮機の回転数を可変する
第二の領域を有するものであり、軽負荷時に必要以上に
コンバータの直流出力電圧が上昇することを防止してお
り、インバータエアコンの電子制御装置における各素子
の耐圧破壊を防止することができる。
一定になるようにΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１の範囲で選択
し、かつＰＷＭ制御のインバータへの通流率を可変する
ことによって圧縮機の回転数を可変する第一の領域と、
Δｔをｔ１に固定して、ＰＷＭ制御のインバータへの通
流率を可変することによって圧縮機の回転数を可変する
第二の領域を有するものであり、軽負荷時に必要以上に
コンバータの直流出力電圧が上昇することを防止してお
り、インバータエアコンの電子制御装置における各素子
の耐圧破壊を防止することができる。
【００９４】請求項１０記載の本発明は、ＰＷＭ制御に
おけるインバータの通流率の増減速度が、前記双方向ス
イッチ駆動信号生成手段におけるΔｔの増減速度を常に
上回るもので、これにより安定した圧縮機回転数制御を
実現することができる。
おけるインバータの通流率の増減速度が、前記双方向ス
イッチ駆動信号生成手段におけるΔｔの増減速度を常に
上回るもので、これにより安定した圧縮機回転数制御を
実現することができる。
【００９５】請求項１１記載の本発明は、Δｔの増減速
度とインバータへの通流率の増減速度との少なくとも１
つを、圧縮機の回転数、または圧縮機の指令回転数、ま
たは負荷検出手段の出力の少なくとも１つに応じて切り
替えるものであり、負荷に応じた最適な圧縮機の回転数
の変更速度と安定した圧縮機の回転数制御をともに実現
することができる。
度とインバータへの通流率の増減速度との少なくとも１
つを、圧縮機の回転数、または圧縮機の指令回転数、ま
たは負荷検出手段の出力の少なくとも１つに応じて切り
替えるものであり、負荷に応じた最適な圧縮機の回転数
の変更速度と安定した圧縮機の回転数制御をともに実現
することができる。
【００９６】請求項１２記載の本発明は、入力電流の検
出手段を備え、入力電流が所定値を超えていればΔｔ＞
０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、軽負荷
時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇するこ
とを防止しており、インバータエアコンの電子制御装置
における各素子の耐圧破壊を防止することができる。
出手段を備え、入力電流が所定値を超えていればΔｔ＞
０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、軽負荷
時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇するこ
とを防止しており、インバータエアコンの電子制御装置
における各素子の耐圧破壊を防止することができる。
【００９７】請求項１３記載の本発明は、入力電流の所
定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、それぞ
れの運転時において最適な切り替え点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、それぞ
れの運転時において最適な切り替え点でコンバータを駆
動することが可能であり、エアコンの消費電力を低減す
ることができる。
【００９８】請求項１４記載の本発明は、圧縮機回転数
の検出手段を備え圧縮機回転数が所定値を超えていれば
Δｔ＞０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、
軽負荷時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇
することを防止しており、インバータエアコンの電子制
御装置における各素子の耐圧破壊を防止することができ
る。
の検出手段を備え圧縮機回転数が所定値を超えていれば
Δｔ＞０、所定値以下であればΔｔ＝０とするもので、
軽負荷時に必要以上にコンバータの直流出力電圧が上昇
することを防止しており、インバータエアコンの電子制
御装置における各素子の耐圧破壊を防止することができ
る。
【００９９】請求項１５記載の本発明は、圧縮機回転数
の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、そ
れぞれの運転時において最適な切り替え点でコンバータ
を駆動することが可能であり、エアコンの消費電力を低
減することができる。
の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもので、そ
れぞれの運転時において最適な切り替え点でコンバータ
を駆動することが可能であり、エアコンの消費電力を低
減することができる。
【０１００】請求項１６記載の本発明は、圧縮機の指令
回転数が所定値を越えていればΔｔ＞０、所定値いかで
あればΔｔ＝０とするもので、軽負荷時に必要以上に出
力電圧が上昇することを防止しており、インバータエア
コンの電子制御装置における各素子の耐圧破壊を防止す
ることができる。
回転数が所定値を越えていればΔｔ＞０、所定値いかで
あればΔｔ＝０とするもので、軽負荷時に必要以上に出
力電圧が上昇することを防止しており、インバータエア
コンの電子制御装置における各素子の耐圧破壊を防止す
ることができる。
【０１０１】請求項１７記載の本発明は、圧縮機の指令
回転数の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもの
で、それぞれの運転時において最適な切り替え点でコン
バータを駆動することが可能であり、エアコンの消費電
力を低減することができる。
回転数の所定値が冷房運転時と暖房運転時で異なるもの
で、それぞれの運転時において最適な切り替え点でコン
バータを駆動することが可能であり、エアコンの消費電
力を低減することができる。
【０１０２】請求項１８記載の本発明は、電源周波数検
出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の
内部に、あらかじめ電源周波数に応じたΔｄを記憶させ
た記憶手段を有し、前記電源周波数検出手段の出力に基
づき前記記憶手段から電源周波数に応じたΔｄを選択す
るものであり双方向スイッチの制御を容易にするもので
ある。
出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の
内部に、あらかじめ電源周波数に応じたΔｄを記憶させ
た記憶手段を有し、前記電源周波数検出手段の出力に基
づき前記記憶手段から電源周波数に応じたΔｄを選択す
るものであり双方向スイッチの制御を容易にするもので
ある。
【図１】本発明の実施の形態１に係るインバータエアコ
ンの構成図
ンの構成図
【図２】同インバータエアコンの構成図
【図３】同インバータエアコンの構成図
【図４】同インバータエアコンの構成図
【図５】同インバータエアコンのコンバータの動作説明
図
図
【図６】同インバータエアコンのコンバータの動作説明
図
図
【図７】同インバータエアコンのコンバータの動作説明
図
図
【図８】同インバータエアコンのコンバータの動作説明
図
図
【図９】同インバータエアコンに係る波形図
【図１０】同インバータエアコンに係る波形図
【図１１】同インバータエアコンに係る高調波規制国内
ガイドラインを示す説明図
ガイドラインを示す説明図
【図１２】本発明の実施の形態１および２に係るコンバ
ータの特性図
ータの特性図
【図１３】本発明の実施の形態２に係るインバータエア
コンの構成図
コンの構成図
【図１４】本発明の実施の形態３および４に係るインバ
ータエアコンの構成図
ータエアコンの構成図
【図１５】本発明の実施の形態５に係るインバータエア
コンの構成図
コンの構成図
【図１６】本発明の実施の形態６に係るインバータエア
コンの制御説明図
コンの制御説明図
【図１７】本発明の実施の形態７に係るインバータエア
コンの制御説明図
コンの制御説明図
【図１８】本発明の実施の形態９に係るインバータエア
コンの特性図
コンの特性図
【図１９】本発明の実施の形態１０に係るインバータエ
アコンの特性図
アコンの特性図
【図２０】本発明の実施の形態１１に係るインバータエ
アコンの構成図
アコンの構成図
【図２１】従来のインバータエアコンにおけるコンバー
タの回路図
タの回路図
【図２２】同コンバータの回路図
【図２３】同インバータエアコンにおける制御説明図
１ 交流電源
２、３、４、５ ダイオード
６ ブリッジ整流回路
７ 平滑コンデンサ
８ リアクタ
９ 双方向スイッチ
１０ コンデンサ
１１ 圧縮機駆動手段
１２ 圧縮機
１３ ゼロクロス検出手段
１４ 双方向スイッチ駆動信号生成手段
１５ 双方向スイッチ駆動手段
１６ 負荷検出手段
１７ 出力電圧検出手段
１８ 圧縮機回転数検出手段
１３ａ 電源周波数検出手段
１４ａ 記憶手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 後藤 英二
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 原田 員宏
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 前田 志朗
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 杉本 智弘
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 3L060 AA01 AA03 AA08 CC19 DD02
EE04
5H576 AA10 BB01 BB05 CC05 DD02
DD04 EE11 EE18 EE19 EE25
GG02 GG07 HA02 HB02 LL15
LL24
Claims (18)
- 【請求項1】 交流電源と、前記交流電源からの交流を
全波整流する4個のダイオードで形成されたブリッジ整
流回路と、前記ブリッジ整流回路の直流出力端に接続さ
れた平滑コンデンサと、前記交流電源と前記ブリッジ整
流回路の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前
記ブリッジ整流回路の交流入力端と直流出力端との間に
双方向スイッチを介して接続されたコンデンサと、前記
交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス検出手段
と、前記ゼロクロス検出手段の出力に基づき前記双方向
スイッチの駆動信号を生成する双方向スイッチ駆動信号
生成手段と、前記双方向スイッチ駆動信号生成手段の信
号に基づき前記双方向スイッチを駆動する双方向スイッ
チ駆動手段を備えたコンバータと、前記コンバータの直
流出力電圧を交流電圧に変換するインバータと、このイ
ンバータにより駆動される圧縮機と、前記圧縮機が指令
の速度で運転するようにインバータへの通流率を変更す
ることによりインバータ出力周波数またはインバータ出
力電圧を制御する速度制御手段を搭載したインバータエ
アコン。 - 【請求項２】 双方向スイッチ駆動信号生成手段は入力
電圧ゼロクロスのΔｄ（０≦ｄ）後にオン信号を生成
し、そのΔｔ（０≦ｔ）後にオフ信号を生成して交流電
源から流入する入力電流の高調波と平滑コンデンサの両
端電圧である出力電圧を制御することを特徴とした請求
項１に記載のインバータエアコン。 - 【請求項３】 コンバータの直流出力電圧を検出するコ
ンバータ出力電圧検出手段を備え、かつ双方向スイッチ
駆動信号生成手段にあらかじめ一定の目標出力電圧を記
憶させた記憶手段を有し、コンバータ出力電圧が目標電
圧以下であればΔｔを増加し、コンバータ出力電圧が目
標電圧を超えていればΔｔを減少することで、コンバー
タ出力電圧が常に目標電圧の近傍に近づくようにΔｔを
制御する請求項２記載のインバータエアコン。 - 【請求項４】 入力電流を検出する入力電流検出手段を
備え、かつ前記双方向スイッチ駆動信号生成手段の内部
にあらかじめ入力電流に応じたΔｄとΔｔの組み合わせ
を記憶させた記憶手段を有し、前記入力電流検出手段の
出力に基づき前記記憶手段から入力電流に応じたΔｄと
Δｔの組み合わせを選択する請求項２記載のインバータ
エアコン。 - 【請求項５】 入力電流検出手段の出力が一定値に達し
た時点で入力電流がより小さくなるようにΔｄとΔｔの
組み合わせを選択する請求項２記載のインバータエアコ
ン。 - 【請求項６】 圧縮機回転数を検出する圧縮機回転数検
出手段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の
内部にあらかじめ前記圧縮機回転数に応じたΔｄとΔｔ
の組み合わせを記憶する記憶手段を有し、前記圧縮機回
転数検出手段の出力に基づき前記記憶手段から回転数に
応じたΔｄとΔｔの組み合わせを選択する請求項２に記
載のインバータエアコン。 - 【請求項７】 双方向スイッチ駆動信号生成手段の内部
にあらかじめ圧縮機指令回転数に応じたΔｄとΔｔの組
み合わせを記憶する記憶手段を有し、圧縮機指令回転数
に基づいてΔｄとΔｔの組み合わせを選択する請求項２
記載のインバータエアコン。 - 【請求項８】 コンバータの負荷を検出する負荷検出手
段を備え、かつ双方向スイッチ駆動信号生成手段の内部
にあらかじめ圧縮機の回転数または圧縮機の指令回転数
または負荷検出手段の出力の少なくとも１つに応じたコ
ンバータの目標出力電圧を記憶させた記憶手段を有し、
出力電圧検出手段の出力に基づき前記記憶手段に記憶さ
れた目標出力電圧に近づくようにΔｔを選択し、かつ圧
縮機の速度制御手段がインバータへの通流率を可変する
ことによって圧縮機の回転数を制御する第一の領域と、
前記インバータへの通流率を固定し、かつ双方向スイッ
チ駆動信号生成手段が圧縮機回転数検出手段の出力に基
づきΔｔを増減することによりコンバータ出力電圧を可
変して圧縮機の回転数を制御する第二の領域と、前記双
方向スイッチ駆動信号生成手段におけるΔｔとインバー
タへの通流率を同時に可変することにより圧縮機の回転
数を制御する第三の領域を有する請求項２記載のインバ
ータエアコン。 - 【請求項９】 双方向スイッチ駆動信号生成手段はコン
バータ出力電圧が記憶手段にあらかじめ定められた所定
値になるようにΔｔを０≦Δｔ≦ｔ１の範囲で選択し、
かつインバータへの通流率を可変することによって圧縮
機の回転数を制御する第一の領域と、Δｔをｔ１に固定
して、インバータへの通流率を可変することによって圧
縮機の回転数を可変する第二の領域を有する請求項２記
載のインバータエアコン。 - 【請求項１０】 圧縮機速度制御手段におけるインバー
タへの通流率の増減速度が、双方向スイッチ駆動信号生
成手段におけるΔｔの増減速度を常に上回る請求項２記
載のインバータエアコン。 - 【請求項１１】 Δｔの増減速度と前記インバータへ
の、通流率の変更速度の少なくとも一方を、圧縮機の回
転数、または圧縮機の指令回転数または負荷検出手段の
出力の少なくとも１つに応じて変更する請求項１０記載
のインバータエアコン。 - 【請求項１２】 入力電流を検出する入力電流検出手段
を備え、入力電流が所定値を超えていれば前記Δｔ＞０
の状態、所定値以下であればΔｔ＝０の状態とする請求
項２〜請求項１１いずれかに記載のインバータエアコ
ン。 - 【請求項１３】 入力電流の所定値が冷房運転時と暖房
運転時で異なる請求項１２記載のインバータエアコン。 - 【請求項１４】 圧縮機の回転数を検出する回転数検出
手段を備え、圧縮機の回転数が所定値を超えていれば前
記Δｔ＞０、所定値以下であればΔｔ＝０とする請求項
２〜請求項１１いずれかに記載のインバータエアコン。 - 【請求項１５】 圧縮機回転数の所定値が冷房運転時と
暖房運転時で異なる請求項１４記載のインバータエアコ
ン。 - 【請求項１６】 双方向スイッチ駆動信号生成手段によ
るオフ信号の生成において、圧縮機の指令回転数が所定
値を越えていればΔｔ＞０の状態、所定値以下であれば
Δｔ＝０とする請求項２〜請求項１１いずれかに記載の
インバータエアコン。 - 【請求項１７】 圧縮機指令回転数の所定値が冷房運転
時と暖房運転時で異なる請求項１６記載のインバータエ
アコン。 - 【請求項１８】 電源周波数を検出する電源周波数検出
手段を備え、前記電源周波数検出手段の出力に基づき電
源周波数に応じたΔｄを選択する請求項２〜請求項１７
いずれかに記載のインバータエアコン。
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