JP2009038848A

JP2009038848A - 電源回路

Info

Publication number: JP2009038848A
Application number: JP2007198371A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tanaka; 章博田中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】運転時での損失を極力抑制しつつ、交流電源が遮断して、かつインバータ回路が停止している場合においても、第１の平滑コンデンサに充電された電荷を確実に放電することができる空気調和機やヒートポンプ式給湯機用の電源回路を提供する。
【解決手段】第１の平滑コンデンサ６と第２の平滑コンデンサ７との間を、第１の平滑コンデンサから第２の平滑コンデンサに電流が流れる向きでダイオード８、ダイオード９を介して接続することにより、インバータ回路１３が停止しても、第１の平滑コンデンサ６に充電された電荷を確実に放電することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機やヒートポンプ式給湯機の電源回路に関するものである。

従来の空気調和機の電源回路として図２に示すようなものがある。

８と９はダイオードであり、ダイオード８は第２のブリッジ整流回路５の直流出力端のマイナス側から、第１のブリッジ整流回路の直流出力端のマイナス側に電流が流れる向きに接続され、ダイオード９は第１のブリッジ整流回路４の直流出力端のプラス側から第２のブリッジ整流回路の直流出力端のプラス側に電流が流れる向きに接続されている。また、リアクタ３と交流電源１の間に開閉器２を挿入し、制御装置１５に設けた開閉器駆動手段１２により開閉器２を遮断することで、圧縮機１４が駆動していない時の漏れ電流を削減する。

電源１が遮断された場合、第２の平滑コンデンサ７に充電された電荷が直流−直流コンバータ回路１０で消費されるとともに、第２の平滑コンデンサ７の直流電圧が第１の平滑コンデンサ６の直流電圧を下回ると同時に、第１の平滑コンデンサ６に充電された電荷はダイオード９、ダイオード８を経由して、直流−直流コンバータ回路１０により消費される。

以上のように、第１の平滑コンデンサ６と第２の平滑コンデンサ７をダイオード８，９を介して接続することにより、インバータ回路１３が停止した状態で電源１が遮断しても、第１の平滑コンデンサ６に蓄えられた電荷は放電することができ、例えば修理等の際に特別に放電手段を設ける必要がなくなり、簡単かつ安全な修理作業を行うことが可能になる。
特開２００６−１０９５５８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、インバータ回路への常時通電を避ける為、開閉器によって運転停止時は開状態となるが、運転時常に開閉器の両素子を駆動させている為、両素子を駆動させる電力が必要とされるため運転効率が損なわれている。

本発明は従来の課題に鑑みなされたものであり、運転時に開閉器を駆動させる電力を低減させつつ、第１の平滑コンデンサの放電を迅速に行うことを可能にした電源回路を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決する為に、本発明の電源回路は、交流電源の片側の電源ラインにリアクタが接続され、前記交流電源のもう片側に第１開閉器とそれと並列に第２の開閉器と正極性サーミスタが直列接続して接続され、リアクタを介して直流全波整流する４個のダイオードで形成された第１のブリッジ整流回路と、前記交流電源から直接全波整流する４個のダイオードで形成された第２のブリッジ整流回路と、前記第１のブリッジ整流回路と前記第２のブリッジ整流回路の直流出力端にそれぞれ接続された第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサとを有し、第１のブリッジ整流回路の直流出力端にはインバータ回路が接続されて圧縮機を駆動し、第２のブリッジ整流回路の直流出力端には直流−直流コンバータ回路が接続されてインバータ回路駆動手段を備えた制御装置へ電源供給を行っ
ている電源回路であって、第１のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側から第２のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側に向かって第１のダイオードが接続され、第２のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側から第１のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側に向かって第２のダイオードと第１の負極性サーミスタが直列接続され、第２の平滑コンデンサの負極側から第２のブリッジ整流回路に向かって第３の電流制限素子を有する。

これにより、運転時に開閉器の駆動を低減させつつ、開閉器が開状態である場合でも第１の平滑コンデンサの放電を迅速に行うことが可能となる。

本発明の電源回路は、運転時に開閉器を駆動させる電力を低減させつつ、第１の平滑コンデンサの放電を迅速に行うことを可能となる。

交流電源の片側の電源ラインにリアクタが接続され、前記交流電源のもう片側に第１開閉器とそれと並列に第２の開閉器と正極性サーミスタが直列接続して接続され、リアクタを介して直流全波整流する４個のダイオードで形成された第１のブリッジ整流回路と、前記交流電源から直接全波整流する４個のダイオードで形成された第２のブリッジ整流回路と、前記第１のブリッジ整流回路と前記第２のブリッジ整流回路の直流出力端にそれぞれ接続された第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサとを有し、第１のブリッジ整流回路の直流出力端にはインバータ回路が接続されて圧縮機を駆動し、第２のブリッジ整流回路の直流出力端には直流−直流コンバータ回路が接続されてインバータ回路駆動手段を備えた制御装置へ電源供給を行っている電源回路であって、第１のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側から第２のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側に向かって第１のダイオードが接続され、第２のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側から第１のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側に向かって第２のダイオードと第１の負極性サーミスタが直列接続され、第２の平滑コンデンサの負極側から第２のブリッジ整流回路に向かって第３の電流制限素子を有することで、運転時、開閉器の駆動を低減させつつ、開閉器が開状態である場合でも第１の平滑コンデンサの放電を迅速に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源回路を用いた空気調和機の構成図を示すものである。図１において、図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

まずは運転時の動作を説明する。交流電源１に電源が印加されると制御部１５の開閉手段１２によって、第２の開閉器１７を閉状態とさせ、正極性サーミスタ１８と通じで第１の平滑コンデンサ６への充電を行い、充電が十分なされてから第１の開閉器１６を閉状態とする。その後、第２の開閉器１７を開状態とすることで、第１のブリッジ整流回路４と第１の平滑コンデンサ６への突入電流を防止しつつ、運転時に発生する開閉器の駆動損失を低減することが可能となる。

次に運転停止時の動作を説明する。まず、第１、２の負極性サーミスタ１９、２０の役割を説明する。開閉器の駆動損失を低減させたことで、第１のブリッジ整流回路４と交流電源１との電源ラインが通じでしまう。（間にリアクタ３があるが）例えば交流電源１を印加時、上述にて説明した開閉器の動作までの間は第１、２のダイオード８，９が無い場合は第２の平滑コンデンサ７への充電電流は交流電源１〜第２の整流回路５〜第２の負極
性サーミスタ２０〜第２の整流回路〜交流電源１のループを経由する。第２の整流回路５と第２の平滑コンデンサ７への突入電流は第２の負極性サーミスタ２０にて制限される為問題は無い。

しかしながら、本発明の電源回路は第１の平滑コンデンサ６の電荷を放電する為に第１、２のダイオード８、９で接続されていることにより第２の負極性サーミスタ２０を通じない充電ループが２種存在する。充電ループ１は交流電源１〜第２の整流回路５〜第２の平滑コンデンサ７〜第１のダイオード８〜第１のブリッジ整流回路〜リアクタ３〜交流電源１のループで充電される。この際、リアクタ３で突入電流はある程度制限されるが、制限される電流値はリアクタ３のインピーダンスによって変化する。また、リアクタ３が短絡故障した際は電流制限の期待は出来ない。その為本発明の電源回路は第１のダイオード８と直列に第１の負極性サーミスタ１９を接続することで、充電ループ１での突入電流を確実に制限することが可能となる。

次に充電ループ２の場合を説明する。仮にリアクタ３が短絡故障していた場合充電ループ２は交流電源1〜リアクタ３（短絡状態）〜第１のブリッジ整流回路４〜第２のダイオード９〜第２の平滑コンデンサ７〜第２のブリッジ整流回路５〜交流電源１のループで充電される。この際、第２の負極性サーミスタ２０が充電ループ２間に接続されていることで充電ループ２での突入電流を確実に制限することが可能となる。

次に第１の平滑コンデンサ６の放電動作を説明する。交流電源１が遮断された場合、また、圧縮機１４が停止し、インバータ回路１３の駆動が停止され、第２の開閉手段１６が開状態となった場合、第２の平滑コンデンサ７に充電された電荷が直流−直流コンバータ回路１０で消費されるとともに、第２の平滑コンデンサ７の直流電圧が第一の平滑コンデンサ６の直流電圧を下回ると同時に、第１の平滑コンデンサ６に充電された電荷は第２のダイオード９、第１のダイオード８を経由して、直流−直流コンバータ回路１０により消費される。

以上のように、本実施の形態においては運転時に発生する開閉手段駆動損失を低減しつつ、さらに電源投入時の突入電流を抑制しながら運転停止時の第１の平滑コンデンサに蓄えられた電荷を迅速に放電することができ、例えば修理等の際に特別に放電手段を設ける必要がなくなり、簡単かつ安全な修理作業を行うことが可能になる。

以上のように、本発明にかかる電源回路は、交流電源が遮断された場合における第１の平滑コンデンサの放電を迅速に行うことが可能となるので、交流電源を遮断して修理作業を行うヒートポンプ式給湯機や空気調和機などの用途に有用である。

本発明の実施の形態１における電源装置を用いた空気調和機の構成図従来の空気調和機の構成図

符号の説明

１交流電源
２開閉器
３リアクタ
４第１のブリッジ整流回路
５第２のブリッジ整流回路
６第１の平滑コンデンサ
７第２の平滑コンデンサ
８第１のダイオード
９第２のダイオード
１０直流−直流コンバータ回路
１１インバータ回路駆動手段
１２開閉器駆動手段
１３インバータ回路
１４圧縮機
１５制御装置
１６第１の開閉器
１７第２の開閉器
１８正極性サーミスタ
１９第１の負極性サーミスタ
２０第２の負極性サーミスタ

Claims

交流電源の片側の電源ラインにリアクタが接続され、前記交流電源のもう片側に第１の開閉器とそれと並列に第２の開閉器と正極性サーミスタが直列接続して接続され、リアクタを介して全波整流する４個のダイオードで形成された第１のブリッジ整流回路と、前記交流電源から直接全波整流する４個のダイオードで形成された第２のブリッジ整流回路と、前記第１のブリッジ整流回路と前記第２のブリッジ整流回路の直流出力端にそれぞれ接続された第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサとを有し、第１のブリッジ整流回路の直流出力端にはインバータ回路が接続されて圧縮機を駆動し、第２のブリッジ整流回路の直流出力端には直流−直流コンバータ回路が接続されてインバータ回路駆動手段を備えた制御装置へ電源供給を行っている電源回路であって、第１のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側から第２のブリッジ整流回路の直流出力端の正極側に向かって第１のダイオードが接続され、第２のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側から第１のブリッジ整流回路の直流出力端の負極側に向かって第２のダイオードと第１の負極性サーミスタが直列接続され、第２の平滑コンデンサの負極側から第２のブリッジ整流回路に向かって第３の電流制限素子が接続されたことを特徴とする電源回路。