CN1291207C - 冰箱 - Google Patents

Abstract

一种冰箱，包括：将交流输入变换为直流输出的直流电源电路(28)；从该反相主电路(29)供电的压缩机驱动用的直流无电刷电机(19)；从直流电源电路给予直流输出而连接的开门装置(20)；用于向该开门装置(20)通电的操作开关(21)；进行直流无电刷电机(19)的旋转控制、并通过操作开关(21)的操作而对开门装置(20)进行驱动控制的控制装置(30)；对向反相主电路(29)输出的电压进行检测、并向控制装置(30)输出的电压检测装置(40)，控制装置(30)根据电压检测装置(40)而改变对开门装置(20)通电的规定时间。采用本发明，即使压缩机的直流无电刷电机的直流电源电路和电磁铁的直流电源电路共用，也能保持开门时电磁铁的顶撞力稳定。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及具有通过操作开关的操作使储藏室门自动开门的开门装置的冰箱。

背景技术

近年来，随着人们饮食生活的多样化，冰箱呈收容量也增大的大型化的趋势，尤其是家庭用冰箱，存放内容积超过400升的级别成为主流，冰箱主体的高度和宽度尺寸也呈增大的趋势。

因此，冷藏室和冷冻室、蔬菜室的门也随之大型化，尤其是储藏容积大的冷藏室的门内侧的存放容器，其高度和宽度尺寸增大的同时，进深尺寸也增大，呈存放很多食品的趋势，门本身也大，开门需要很大的力，对力气小的女性和老年人来说存在负担增大的问题。

为了解决上述问题，近年来，市场上已经出现具有通过用户的手柄开关操作、使顶销从主体侧凸出推压门面进行开门的电磁铁式的开门装置的冰箱，成为开门不需要费力的产品而受到好评。

另一方面，为了高效地进行制冷循环，已有将商用交流电源进行整流平滑而变换成直流电源，将其通过逆变器装置变换成规定的频率的交流输出，以驱动压缩机，即所谓的变频控制。

这里，参照图8的方块图对传统的开门装置及压缩机的变频器的控制电路作说明。直流电源电路101，将来自交流电源109的100V的交流输入进行整流变换成直流电压，供给反相主电路105及电磁铁130。控制装置120，在运行压缩机的直流无电刷电机106的时候，通过根据来自位置检测电路121的位置检测信号向反相主电路105输送驱动信号，来进行旋转驱动控制。另外，一旦操作开关122被接通操作时，控制装置120向电磁铁130供给直流电压。

在此场合，螺线管的驱动电力大，一旦平滑电容104、104’的容量不足时，由于向电磁铁130通电时驱动负荷大，故借助反相主电路105向直流无电刷电机106供给的直流电压急剧下降。

因此，控制装置120被构成为：在操作开关122接通操作时，提高向反相主电路105输出的驱动信号(duty)，通过将供给直流无电刷电机106的直流电压设定得高，与向电磁铁130的通电无关地保持通电前的控制状态(比如，日本专利文献1：特开2002-27780号公报(段落【0018】～【0028】、图1)。

但是，上述结构中，压缩机的直流无电刷电机的转速根据冰箱的运行状态而变化，故供给电磁铁的直流电压与该转速成反比地变化，因而无法正常地进行开门。

比如，直流无电刷电机以高转速进行驱动时，一旦将操作开关进行接通操作时，则供给电磁铁的直流电压就会下降，使顶撞力变弱，产生无法开门的问题。另一方面，将直流无电刷电机用低转速驱动时，由于供给电磁铁的直流电压增大，顶撞力超过所需的大小，存在顶销推压门面的顶门声过大，或力量太大使门开过头的问题。

为了解决上述问题，也可在电磁铁和直流无电刷电机上分别设置专门的整流电路或倍压电路构成的直流电源电路，但这样存在成本上升、并且需为此而另设电路、使配线基板增大的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冰箱，即使压缩机的直流无电刷电机的直流电源电路和电磁铁的直流电源电路共用，也能保持开门时电磁铁的顶撞力稳定。

本发明的冰箱包括：直流电源电路、反相主电路、直流无电刷电机、开门装置、操作开关、控制装置、以及电压检测装置，所述直流电源电路将交流输入变换为直流输出；所述反相主电路是将开关元件进行三相电桥连接后形成，并将来自所述直流电源电路的直流输出变换成三相交流输出进行输出；所述直流无电刷电机用于驱动压缩机，从该反相主电路接收电力；所述开门装置从所述直流电源电路接受直流输出；所述操作开关用于向该开门装置通电；所述控制装置向所述反相主电路的开关元件施加驱动信号，以进行所述直流无电刷电机的旋转控制，并通过所述操作开关的操作而在规定时间内通电以对所述开门装置进行驱动控制；所述电压检测装置对从所述直流电源电路向所述反相主电路输出的电压进行检测，并向所述控制装置输出检测结果，其特点是，所述控制装置根据所述电压检测装置而改变对所述开门装置通电的规定时间。

另外，本发明的冰箱包括：直流电源电路、反相主电路、直流无电刷电机、开门装置、操作开关、控制装置、以及电压检测装置，所述直流电源电路将交流输入变换为直流输出；所述反相主电路是将开关元件进行三相电桥连接后形成，并将来自所述直流电源电路的直流输出变换成三相交流输出进行输出；所述直流无电刷电机用于驱动压缩机，从该反相主电路接收电力；所述开门装置从所述直流电源电路接受直流输出，并进行PWM控制；所述操作开关用于向该开门装置通电；所述控制装置向所述反相主电路的开关元件施加驱动信号，以对所述直流无电刷电机进行旋转控制，并通过所述操作开关的操作而输出PWM功率值以对所述开门装置进行驱动控制；所述电压检测装置对从所述直流电源电路向所述反相主电路输出的电压进行检测，并向所述控制装置输出检测结果，其特点是，所述控制装置根据所述电压检测装置而改变对所述开门装置输出的功率值。

采用上述结构，可提供即使压缩机的直流无电刷电机的直流电源电路和电磁铁的直流电源电路共用，也能在开门时电磁铁的顶撞力保持稳定的冰箱。

采用本发明的结构，可提供一种冰箱，即使压缩机的直流无电刷电机的直流电源电路和电磁铁的直流电源电路共用，也能保持开门时电磁铁的顶撞力稳定。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施形态的控制电路的电路图。

图2是表示图1的控制方法的流程图。

图3是表示本发明的其他实施形态的流程图。

图4是表示本发明的冰箱的纵向剖视图。

图5是表示本发明的电磁铁的详细的纵向剖视图。

图6是表示直流无电刷电机的输出变动与商用交流电压变动的关系引起的直流电压变动的图。

图7是说明公式1的通电时间的说明图。

图8是表示传统的控制电路的电路图。

具体实施方式

以下，对本发明的第1实施形态作说明。如图4所示，冰箱主体1的最上部设有中间打开式的左右打开的冷藏室2，在冷藏室2的下方角落部设有与低温急冷室邻接的绝熟隔开的制冰室4，另外在冷藏室2的下方设有蔬菜室5，而且将冷冻室6设置成抽屉方式。

冷藏室2，设置在其背面的未图示的冷却器生成的冷气由风扇导入室内并被冷却控制，在主体1的底面背部设有未图示的机械室，设有后述的压缩机18。

在冷藏室2的前面开口部处将开口朝宽度方向进行划分，设有通过设置在主体两侧的铰链可开闭的中间打开式的左门9及右门10。

在左门9、右门10的背面侧的周缘部安装有磁性垫圈10b，在左门9的右侧侧边部设有一边与设置在箱内上部的未图示的销滑动，一边与门的开闭动作对应进行旋转的旋转隔板。

尽管未作特别的图示，该旋转隔板，在左门9关闭时旋转90度，通过各磁性垫圈10b与该旋转隔板密接，冷藏室2的中间隔离部保持封闭状态。

在与左门9相对的右门10的前面部安装有手柄部11，在该手柄部11的前面安装有操作开关12和操作面板13。

操作开关12，是将触摸面板12a被按压操作时成为接通操作的常开型的微动开关等机械式开关进行内藏的结构。而且，操作开关12也可由利用了光断续器的光学式开关或电磁式开关等构成。

在冰箱主体1的顶部安装有用于对右门10朝开门方向作用力的开门装置20，内部设有直流驱动的电磁铁21。

该电磁铁21，如图5所示，主要的组成元件包括：将圆筒形地形成的线圈进行树脂模制的线圈单元21a；在该线圈单元21a内、以将其贯通的状态设置的插棒式铁心21b；相对于该插棒式铁心21b同轴状地固定的顶销21c，电磁铁21的通电状态(线圈单元21a的线圈处于通电状态)下使插棒式铁心21b及顶销21c朝箭头A的方向施力。

在右门10的上缘部一体地设有与所述顶销21c的前端部抵接的承接件10c，所述电磁铁21通电，插棒式铁心21b及顶销21c凸出时，承接件10c由顶销21c推压，由此，右门10克服磁性垫圈10b的吸附力而开门。

下面，参照图1对用于驱动压缩机18的的直流无电刷电机19的驱动电路和开门装置20的电磁铁21作说明。

交流电源25在借助电抗器24的状态下与由二极管电桥构成的整流电路23的交流输入端子间连接，串联连接的2个平滑用电容26、27与直流输出端子间连接。交流电源25的电抗器24未连接的一侧的端子与平滑电容26、27的共同连接点连接，由此，构成作为直流电源电路的倍压整流电路28。

交流电源25的峰值电压即大约为140V的电压的2倍的直流电压280V向倍压整流电路28的输出端子间即平滑电容26、27的串联电路的端子间输出。在该倍压整流电路28的输出端子间连接有反相主电路29。反相主电路29是将6个晶体管(开关元件)三相电桥连接而成，其三相的输出端子与直流无电刷电机19的各相端子连接。

反相主电路29从控制装置30向各晶体管的基极提供作为驱动信号的PWM信号。控制装置30由以微机为主体的ROM、RAM等构成，因而预先存储用于驱动控制反相主电路29的程序。驱动反相主电路29时，是参照来自用于对直流无电刷电机19的转子旋转位置进行检测的位置检测电路的位置检测信号进行的。而且，控制装置30兼有本发明所述的该处的控制装置的功能。

反相主电路29的输入端子间连接有串联连接的2个电阻41、42，将借助电容43输入反相主电路29的直流电压进行分压。该被分压后的分压电压输入控制装置30，检测反相主电路29的输入电压的变动，由此，构成电压检测电路40。

电磁铁21在实用上比如需要200W左右的电力。该电磁铁21的1个端子与倍压整流电路28的正的输出端子连接，另一端子与驱动用的FET32的漏极侧连接。另外，电磁铁21的两端子上并列连接有二极管33。

该FET32，一旦操作开关12的操作信号输入至控制装置30，则控制装置30根据电压检测电路40检测到的输入电压确定FET32的接通时间(对电磁铁21进行通电的通电时间)，根据该接通时间进行接通(控制电源比如是直流15V)。

以下，对FET32进行接通断开驱动的具体结构作说明。来自控制装置30的输出侧的端子借助电阻34与npn型晶体管35的基极侧连接，该第1晶体管35的集电极侧借助电阻36与pnp型的第2晶体管37的基极侧连接，发射极侧与FET32的源极侧连接。

第2晶体管37的集电极侧，与npn型的第3晶体管39的集电极侧连接，供给控制电源的同时，发射极侧借助电阻38与FET32的源极侧连接。

第3晶体管39的发射极侧与pnp型的第4晶体管的集电极侧连接，第4晶体管40的发射极侧与FET32的源极侧连接。该第3、第4晶体管39、40的各基极侧与第1晶体管35的集电极侧和电阻36间连接。

另一方面，第3晶体管39的发射极和第4晶体管40的集电极间借助电阻41与FET32的控制极侧连接，FET32的源极侧与倍压整流电路28的负的输出端子连接，FET32的源极-控制极之间并列设置有用于迅速处理断开的电阻42。

上述结构的场合，一旦从控制装置30输入驱动信号(接通信号)，则第1晶体管35接通。控制电压马上供给至第2晶体管36的集电极侧，故第2晶体管36接通，集电极-发射极间电流流动。然后，电流流至第3晶体管39的基极侧，故第3晶体管39接通，集电极-发射极间电流流动使FET32接通。

另一方面，一旦来自控制装置30的驱动信号被切断(输入切断信号)，则第1晶体管35断开，故FET32没有电流供给，但一般的FET32内藏有电容，故留有电荷。但是，该电荷借助电阻41流向第4晶体管的集电极-发射极，能在断开时迅速去除电荷，可缩短切断所需的时间。

下面对本实施形态的作用进行说明。直流电源电路28，将来自交流电源25的100V的交流输入进行整流，同时通过平滑电容26、27升压至倍压，输出大致280V的直流电压。该直流输出供给反相主电路29及电磁铁21的驱动电路。运行压缩机18时，控制装置30通过根据来自位置检测电路的位置检测信号将与驱动频率对应的驱动信号送往反相主电路29，将三相交流电压外加于直流无电刷电机19以进行旋转驱动控制。

驱动直流无电刷电机19，压缩机18处于运行的状态下，操作开关12被接通操作的场合，30对其进行检测并向晶体管36在规定时间(比如0.5秒)输出接通信号，使FET32接通，由此，将来自倍压整流电路28的直流输出施加于电磁铁21。

此时，电磁铁21的驱动电力大，故供给反相主电路29的直流电压急剧下降，压缩机18容易失调，会产生因发生振动而带来不正常声音的问题。因此，操作开关12被接通操作的场合，最好将PWM功率增大等以补偿电磁铁21的通电中的电压下降量。

这里，对于如本发明的实施形态那样，将用于向电磁铁21和直流无电刷电机19供给直流电压的直流电源电路28作成共用的结构(以下，作为本实施形态结构)、及分别专用的直流电源电路(以下，作为传统结构)的电磁铁21供给的直流电压变动，参照本发明的申请人进行比较实验并将所得结果进行了归纳的图6进行说明。

商用交流电压通常为100v，但因其他电气产品等的使用情况有时会产生变动，在此场合，输入反相主电路29的直流电压也发生变动，故假设上述变动，申请人针对分别变更为90v、100v、110v的场合的直流电压变动进行了测量。

另外，直流无电刷电机19的旋转控制，是根据冰箱1的温度变化对旋转频率进行变更的，但在该场合还因输入反相主电路29的直流电压变动，申请人将对直流无电刷电机19的输出从压缩机18的停止状态的输出电力即0W变更至最高转速的输出电力即180W的场合下的直流电压变动进行了测量。

该实验结果如图6所示，将商用交流电压假设在最高的110v的场合，在直流无电刷电机19停止的状态下，因直流电压不变动，故为304v(这里，是电压A)，逐渐提高直流无电刷电机19的输出时，直流电压随着作用于压缩机18的负荷而下降，最高输出的180W时下降至263W。同样将商用交流电压变更为100v、90v的场合，分别从276v下降至234v，从248v下降至208v。此时，直流电压最低时的电压作为电压B。

从这些结果，传统结构的场合，因为根据直流无电刷电机的变动，供给电磁铁的直流电压不变动，故仅假设商用交流电压的变动量为±10％(这里，是电压变动量C)进行设计即可，但本实施形态中，商用交流电压的变动量和直流无电刷电机19的变动量的两者的变动产生为±20％(这里，是电压变动量D)。

一旦该变动量将直流无电刷电机19以高转速(高输出功率)进行驱动时，供给电磁铁21的直流电压显著下降，顶撞力减弱，故产生无法打开门的问题。另一方面，一旦将直流无电刷电机19以低转速(低输出功率)进行驱动或停止，供给电磁铁21的直流电压增大，由于顶撞力过大，产生顶销21c推压承接件10c的冲撞声过大、开门的势头过猛的问题。

为此，本发明中，操作开关12被接通操作的场合，控制装置30与直流无电刷电机19的旋转变动无关，为使电磁铁21的顶撞力为一定，根据输入反相主电路29的直流电压，改变对电磁铁21进行通电的通电时间。

作为改变该通电施加的方法，参照图2所示的流程图进行说明。

步骤1中，检测操作开关12是否被接通操作(S1)，如接通则进入步骤2。

在步骤2中，为了操作开关12被接通操作的瞬间的对直流无电刷电机19的输入电压变动及商用交流电压的变动进行正确的判断，通过电压检测电路40对输入反相主电路29的直流电压(以下，作为实电压)进行检测(S2)。

步骤3中，根据步骤2检测出的实电压确定通电时间(S3)。该通电时间的确定方法，由公式1求得。该公式1所表示的含义是，如图7所示，在供给电磁铁21的直流电压最大的场合的电压B中，通电时间延长时则顶撞力会过大，故上述场合的通电时间，最小时间作为T1。另一方面，供给电磁铁21的直流电压最小的场合的电压A中，通电时间短则顶撞力会太弱，故上述场合的通电时间，最大时间作为T2。

[公式1]

设定通电时间＝T1-(T1-T2)/(电压A-电压C)×(实电压A-电压C)

实电压随着对直流无电刷电机19的输出变动而在电压A-B范围内变动，通过与其对应地将通电时间在T1-T2之间进行比例变动，可使顶撞力为一定。

步骤4中，接通FET32，使电磁铁21通电(S4)。然后，步骤5中，检测对电磁铁21通电的时间是否达到由步骤3所确定的通电时间(S5)，在步骤6中，如达到规定时间，断开FET32，结束对电磁铁21的通电(S6)。

采用如此的实施形态，在操作开关12被接通操作的场合，根据由电压检测电路40所检测到的反相主电路29的输入直流电压来改变对电磁铁21的通电时间，故与对直流无电刷电机19的旋转变动无关，可使电磁铁21的顶撞力为一定。

因此，即使不使用传统结构，也可防止产生因直流无电刷电机19的旋转变动而使顶撞力减弱，导致无法开门这样的问题，或顶撞力超出所需大小，顶销21c推压承接件10c的顶撞声过大，开门过猛这样的问题。

下面对其他实施形态作说明。电磁铁21不是上述实施形态那样以通电时间进行驱动控制的，通过将周期作成一定来改变FET32的接通时间(脉冲宽度)，将输出电力用时间比率控制的PWM控制进行驱动控制。FET32的接通信号(PWM信号)，用客户的耳难以听见的频率比如16Hz来进行。另外，通电时间为一定。

下面利用图3的流程图对本实施形态的动作进行说明，

步骤11中，检测操作开关12是否被接通操作(S11)，如被接通则进入步骤12。

步骤12中，为了操作开关12被接通操作的瞬间的对直流无电刷电机19的输入电压变动及商用交流电压的变动进行正确的判断，通过电压检测电路40对输入反相主电路29的直流电压(以下，作为实电压)进行检测(S12)。

步骤13中，通过步骤12检测到的实电压确定PWM功率(S13)。该PWM功率的确定方法，如公式2所示，供给电磁铁21的直流电压最小的场合的电压B(参照图6)与实电压的比率来确定接通FET32的PWM功率。在此场合，100％的PWM功率是由实验测得的，将供给电磁铁21的直流电压最小的场合下产生通常的顶撞力时的PWM功率作为100％。

由公式2，实电压在电压A-B范围内变动的场合，PWM功率是随其变动比率确定的，故电磁铁21的顶撞力被构成为一定。

[公式2]

设定PWM功率＝(电压C/实电压)×100％

步骤14中，接通FET32，使电磁铁21通电(S14)。然后，步骤15中，检测对电磁铁21通电的时间是否达到由步骤3确定的通电时间(S15)，在步骤16中，如达到规定时间，断开FET32，结束对电磁铁21的通电(S16)。

采用上述结构，即使电磁铁21的驱动控制由PWM控制，也能得到与上述实施形态相同的效果。

上述实施形态中，是利用倍压整流电路28生成280v的直流电源电路，但也可是利用升压电路生成280v的直流电压的结构，或采用将反相主电路在低压进行使用的结构。

另外，是针对直流无电刷电机19，利用位置检测电路对电压信号进行检测来对转子的旋转位置进行检测的场合进行了说明，但也可采用直接检测转子的旋转位置的结构。

Claims (2)

1.一种冰箱，该冰箱包括：直流电源电路、反相主电路、直流无电刷电机、开门装置、操作开关、控制装置、以及电压检测装置，所述直流电源电路将交流输入变换为直流输出；所述反相主电路是将开关元件进行三相电桥连接后形成，并将来自所述直流电源电路的直流输出变换成三相交流输出进行输出；所述直流无电刷电机用于驱动压缩机，从该反相主电路接收电力；所述开门装置从所述直流电源电路接受直流输出；所述操作开关用于向该开门装置通电；所述控制装置向所述反相主电路的开关元件施加驱动信号，以进行所述直流无电刷电机的旋转控制，并通过所述操作开关的操作而在规定时间内通电以对所述开门装置进行驱动控制；所述电压检测装置对从所述直流电源电路向所述反相主电路输出的电压进行检测，并向所述控制装置输出检测结果，其特征在于，所述控制装置根据所述电压检测装置而改变对所述开门装置通电的规定时间。

2.一种冰箱，该冰箱包括：直流电源电路、反相主电路、直流无电刷电机、开门装置、操作开关、控制装置、以及电压检测装置，所述直流电源电路将交流输入变换为直流输出；所述反相主电路是将开关元件进行三相电桥连接后形成，并将来自所述直流电源电路的直流输出变换成三相交流输出进行输出；所述直流无电刷电机用于驱动压缩机，从该反相主电路接收电力；所述开门装置从所述直流电源电路接受直流输出，并进行PWM控制；所述操作开关用于向该开门装置通电；所述控制装置向所述反相主电路的开关元件施加驱动信号，以对所述直流无电刷电机进行旋转控制，并通过所述操作开关的操作而输出PWM功率值以对所述开门装置进行驱动控制；所述电压检测装置对从所述直流电源电路向所述反相主电路输出的电压进行检测，并向所述控制装置输出检测结果，其特征在于，所述控制装置根据所述电压检测装置而改变对所述开门装置输出的功率值。

Images