JP5652489B2 - Power control board for refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置の電力制御基板に関する。 The present invention relates to a power control board of a refrigeration apparatus.
空気調和装置などの冷凍装置には、圧縮機やファン等のさまざまな機器が備えられている。これらの各機器の駆動源としては、モータがよく用いられている。モータは、商用電源から供給される電力により駆動する。 A refrigeration apparatus such as an air conditioner is provided with various devices such as a compressor and a fan. A motor is often used as a drive source for these devices. The motor is driven by electric power supplied from a commercial power source.
ところで、冷凍装置においては、上記機器の異常を含め冷凍装置において何らかの異常が生じた場合、冷凍装置の運転を停止する制御が行われており、冷凍装置に関する異常の有無を検知する構成が採用されている。この一例としては、例えば特許文献1(特開平11−83211号公報)に開示されているものがある。特許文献1に係る冷凍装置には、高圧側圧力の異常上昇による不具合の発生を防止するための高圧保護制御機構として、冷媒の圧力が所定値以上となると動作する高圧スイッチが設けられている。高圧スイッチが動作すると、商用電源とモータとの間の電源スイッチがオフとなり、モータへの電力供給が遮断される。
By the way, in the refrigeration apparatus, when any abnormality occurs in the refrigeration apparatus including the abnormality of the above devices, the control of stopping the operation of the refrigeration apparatus is performed, and a configuration for detecting the presence or absence of the abnormality related to the refrigeration apparatus is adopted. ing. An example of this is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-83211). The refrigeration apparatus according to
しかしながら、上記特許文献1においては、高圧スイッチが動作することにより電源スイッチをオフにする機構として、フォトカプラ等の半導体素子の他、多数の素子が使用される。このため、特許文献1においては、当該機構を構成する素子が高価であり、更には素子数が必然的に多くなってしまう。従って、特許文献1においては、高圧スイッチが動作することにより電源スイッチをオフにする機構の構成自体が複雑化し、全体としてコストがかかってしまう。
However, in
そこで、本発明の課題は、安価かつ簡単な手法により、確実にモータへの電源供給を遮断できる冷凍装置の電力制御基板を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power control board for a refrigeration apparatus that can reliably cut off power supply to a motor by an inexpensive and simple method.
本発明の第1観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、複数の接続部と、複数の異常検知スイッチと、状態変化スイッチと、漏洩電流用スイッチと、制御部とを備える。複数の接続部は、複数のインバータ基板と接続されるものである。各インバータ基板には、電源スイッチとインバータとが実装されている。電源スイッチは、モータへの電力供給をオン/オフさせる。モータは、冷凍装置に含まれる機器の駆動源である。インバータは、モータに駆動電圧を出力する。各異常検知スイッチは、冷凍装置に関する異常が有る場合にはオフ状態を採り、冷凍装置に関する異常がない場合にはオン状態を採る。状態変化スイッチは、各接続部を介して各インバータ基板の電源スイッチと電気的に接続されている。状態変化スイッチは、異常検知スイッチのオン/オフに応じてオン/オフすることで、電源スイッチをオン状態またはオフ状態に変化させる。漏洩電流用スイッチは、モータまたは冷凍装置に含まれる機器における漏洩電流の値に基づいて、状態変化スイッチをオン/オフさせることが可能である。制御部は、インバータに対して駆動電圧の出力動作を制御する。そして、複数の異常検知スイッチの少なくとも1つがオン状態からオフ状態となった時、又は漏洩電流の値が基準値よりも高い場合にその漏洩電流用スイッチがオン状態からオフ状態となった時、状態変化スイッチは複数のインバータ基板全ての電源スイッチをオン状態からオフ状態に変化させる。制御部は、複数の異常検知スイッチ及び漏洩電流用スイッチの少なくとも1つがオフ状態となった時から電源スイッチがオフ状態に変化する間に複数のインバータ基板全てにおけるインバータに対して駆動電圧の出力動作を停止させる。 The power control board of the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention includes a plurality of connection units, a plurality of abnormality detection switches, a state change switch, a leakage current switch, and a control unit . The plurality of connection portions are connected to a plurality of inverter boards. A power switch and an inverter are mounted on each inverter board. The power switch turns on / off the power supply to the motor. The motor is a drive source for equipment included in the refrigeration apparatus. The inverter outputs a drive voltage to the motor. Each abnormality detection switch takes an off state when there is an abnormality relating to the refrigeration apparatus, and takes an on state when there is no abnormality relating to the refrigeration apparatus. The state change switch is electrically connected to the power switch of each inverter board via each connection portion. The state change switch is turned on / off in accordance with on / off of the abnormality detection switch, thereby changing the power switch to the on state or the off state. The leakage current switch can turn on / off the state change switch based on the value of the leakage current in the device included in the motor or the refrigeration apparatus. The control unit controls the drive voltage output operation for the inverter. When at least one of the plurality of abnormality detection switches is turned off from the on state, or when the leakage current switch is turned from the on state to the off state when the value of the leakage current is higher than the reference value, The state change switch changes the power switches of all the plurality of inverter boards from the on state to the off state. The control unit outputs the drive voltage to the inverters on all the plurality of inverter boards while the power switch is turned off after at least one of the plurality of abnormality detection switches and the leakage current switch is turned off. Stop.
ここで、冷凍装置に関する異常としては、冷凍装置に含まれる圧縮機の圧力異常や、冷凍装置の運転異常といった冷凍装置そのものの異常等が挙げられる。この電力制御基板によると、少なくとも1つの異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した場合、この異常検知スイッチの状態変化に連動して状態変化スイッチがオンからオフに変化し、インバータ基板全ての電源スイッチがオン状態からオフ状態に変化する。これにより、少なくとも1つの異常検知スイッチが冷凍装置に関する異常を検知した場合においても、全モータへの電力供給が断たれるようになる。従って、安価かつ簡単な手法により、確実にモータへの電源供給を遮断することができる。 Here, examples of the abnormality related to the refrigeration apparatus include an abnormality in the pressure of a compressor included in the refrigeration apparatus, an abnormality in the refrigeration apparatus itself such as an operation abnormality of the refrigeration apparatus, and the like. According to this power control board, when at least one abnormality detection switch changes from an on state to an off state, the state change switch changes from on to off in conjunction with the change in the state of the abnormality detection switch. The power switch changes from an on state to an off state. Thereby, even when at least one abnormality detection switch detects an abnormality related to the refrigeration apparatus, the power supply to all the motors is cut off. Therefore, the power supply to the motor can be reliably cut off by an inexpensive and simple method.
また、この電力制御基板によると、異常検知スイッチだけではなく、漏洩電流に基づきオン/オフする漏洩電流用スイッチによっても、状態変化スイッチがオン/オフされる。これにより、例えばモータにおいて異常が発生し漏洩電流が流れているが、異常検知スイッチは該漏洩電流を異常とは検知できないとしても、漏洩電流用スイッチによって全ての状態変化スイッチがオフされ、複数のインバータ基板全てにおけるインバータは、駆動電圧の出力を停止することとなる。従って、より確実に、全てのモータに供給される電源を遮断することができる。 Further, according to the power control board, the state change switch is turned on / off not only by the abnormality detection switch but also by a leakage current switch that is turned on / off based on the leakage current. As a result, for example, an abnormality has occurred in the motor and leakage current is flowing, but even if the abnormality detection switch cannot detect the leakage current as abnormal, all the state change switches are turned off by the leakage current switch, The inverters on all the inverter boards stop driving voltage output. Therefore, the power supplied to all the motors can be shut off more reliably.
本発明の第2観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、第1観点に係る冷凍装置の電力制御基板において、遅延部を更に備える。遅延部は、異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した後に電源スイッチがオン状態からオフ状態へと変化するように、状態変化スイッチがオン状態からオフ状態へと変化するタイミングを遅延させる。 The power control board of the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention further includes a delay unit in the power control board of the refrigeration apparatus according to the first aspect. The delay unit delays the timing at which the state change switch changes from the on state to the off state so that the power switch changes from the on state to the off state after the abnormality detection switch changes from the on state to the off state. .
この電力制御基板の遅延部によると、異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化するのと同時に状態変化スイッチがオン状態からオフ状態へと変化するのではなく、異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した後に、状態変化スイッチがオン状態からオフ状態へと変化するようになる。これにより、電力制御基板は、例えば異常検知信号を電源スイッチがオフしてしまう前にインバータ基板に送ることができる。従って、インバータ基板のインバータは、電源スイッチがオフしてしまう前に駆動電圧のモータへの出力を停止することができる。そのため、インバータを構成するトランジスタや電源スイッチにおいて溶着が生じてしまうのを防ぐことができる。 According to the delay part of this power control board, the abnormality detection switch does not change from the on state to the off state at the same time as the abnormality detection switch changes from the on state to the off state. After changing to the off state, the state change switch changes from the on state to the off state. Thereby, the power control board can send, for example, an abnormality detection signal to the inverter board before the power switch is turned off. Therefore, the inverter on the inverter board can stop the output of the drive voltage to the motor before the power switch is turned off. Therefore, it is possible to prevent welding from occurring in the transistor and the power switch constituting the inverter.
本発明の第3観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、第1観点または第2観点に係る冷凍装置の電力制御基板において、異常検知スイッチには、約30Vよりも低い電圧が印加されている。 In the power control board of the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, a voltage lower than about 30 V is applied to the abnormality detection switch in the power control board of the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect. .
この電力制御基板では、異常検知スイッチに約30Vよりも低い電圧が印加される、いわゆる弱電回路の構成が採られている。従って、特に上述した遅延部として、耐圧の比較的高くない弱電用のコンデンサを使用することが可能となる。 This power control board employs a so-called weak electric circuit configuration in which a voltage lower than about 30 V is applied to the abnormality detection switch. Accordingly, it is possible to use a low-power capacitor having a relatively low breakdown voltage, particularly as the delay unit described above.
本発明の第4観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、第1観点から第3観点に係る冷凍装置の電力制御基板において、状態変化スイッチは、状態変化用リレースイッチと、異常検知スイッチに直列に接続された状態変化用リレーコイルとで構成されている。そして、電力制御基板は、逆流防止部を更に備える。逆流防止部は、状態変化用リレーコイルに並列または直列に接続されており、異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した時に状態変化用リレーコイルに発生する逆起電力による電流が逆流するのを防止する。 The power control board of the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention is the power control board of the refrigeration apparatus according to the first to third aspects. The state change switch is in series with the state change relay switch and the abnormality detection switch. It is comprised with the relay coil for a state change connected to. The power control board further includes a backflow prevention unit. The backflow prevention unit is connected in parallel or in series to the state change relay coil, and the current caused by the back electromotive force generated in the state change relay coil flows backward when the abnormality detection switch changes from the on state to the off state. To prevent.
この電力制御基板によると、異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した時に状態変化用リレーコイルに逆起電力が生じても、逆流防止部により、逆起電力に伴う電流の逆流が防がれる。従って、状態変化用リレーコイルに発生した逆起電力に伴う電流の逆流により、電力制御基板上に実装されている素子が破壊されてしまうのを防ぐことができる。 According to this power control board, even if a back electromotive force is generated in the state change relay coil when the abnormality detection switch changes from the on state to the off state, the back flow prevention unit prevents the back flow of the current due to the back electromotive force. Can be removed. Therefore, it is possible to prevent the elements mounted on the power control board from being destroyed by the backflow of the current accompanying the back electromotive force generated in the state change relay coil.
本発明の第5観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、第1観点から第4観点に係る冷凍装置の電力制御基板において、電源スイッチは、電源用リレーコイル及び電源用リレースイッチを有する。電源用リレーコイルは、状態変化スイッチと電気的に直列に接続される。電源用リレースイッチは、商用電源とモータとの間に配置されている。各インバータ基板には、コイル電力スイッチが更に実装されている。コイル電力スイッチは、電源用リレーコイルに直列に接続されており、電源用リレーコイルへの電源供給をオン/オフする。そして、状態変化スイッチがオフ状態を採るか、またはコイル電力スイッチがオフである場合の電源用リレーコイルの両端電圧に基づき、電源用リレースイッチがオフとなる。 The power control board of the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the power control board of the refrigeration apparatus according to the first to fourth aspects. The power switch includes a power relay coil and a power relay switch. The power supply relay coil is electrically connected in series with the state change switch. The power relay switch is arranged between the commercial power source and the motor. A coil power switch is further mounted on each inverter board. The coil power switch is connected in series to the power supply relay coil, and turns on / off the power supply to the power supply relay coil. Then, the power supply relay switch is turned off based on the voltage across the power supply relay coil when the state change switch is turned off or the coil power switch is turned off.
電力制御基板に接続されたインバータ基板では、電源スイッチは、状態変化スイッチの採り得る状態、または該状態変化スイッチとは別のコイル電力スイッチの採り得る状態により、商用電源からモータへの電力供給を遮断する。ここで、コイル電力スイッチは、例えば冷凍装置に関する異常がなく正常である場合に、電源スイッチをオフにすることができるスイッチであることができる。これにより、インバータ基板についても、簡単な構成で、冷凍装置が正常な場合及び異常がある場合のいずれにおいても、確実に、モータに供給される電源を遮断することができる。 In the inverter board connected to the power control board, the power switch supplies power from the commercial power source to the motor depending on the state that the state change switch can take or the coil power switch that is different from the state change switch. Cut off. Here, the coil power switch can be a switch that can turn off the power switch when, for example, the refrigeration apparatus is normal and normal. Thereby, also about an inverter board | substrate, the power supply supplied to a motor can be reliably interrupted | blocked with a simple structure, both when a refrigeration apparatus is normal and when there exists abnormality.
本発明の第1観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、安価かつ簡単な手法により、確実にモータへの電源供給を遮断することができる。また、電力制御基板は、より確実に、全てのモータに供給される電源を遮断することができる。 The power control board of the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention can reliably cut off the power supply to the motor by an inexpensive and simple method. Moreover, the power control board can more reliably cut off the power supplied to all the motors.
本発明の第2観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、インバータ基板のインバータは、電源スイッチがオフしてしまう前に駆動電圧のモータへの出力を停止することができる。そのため、インバータを構成するトランジスタや電源スイッチにおいて溶着が生じてしまうのを防ぐことができる。 In the power control board of the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention, the inverter of the inverter board can stop the output of the drive voltage to the motor before the power switch is turned off. Therefore, it is possible to prevent welding from occurring in the transistor and the power switch constituting the inverter.
本発明の第3観点に係る冷凍装置の電力制御基板によると、第2観点に係る遅延部として、耐圧の比較的高くない弱電用のコンデンサを使用することが可能となる。 According to the power control board of the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, it is possible to use a low-power capacitor having a relatively low withstand voltage as the delay unit according to the second aspect.
本発明の第4観点に係る冷凍装置の電力制御基板は、状態変化用リレーコイルに発生した逆起電力に伴う電流の逆流により、電力制御基板上に実装されている素子が破壊されてしまうのを防ぐことができる。 In the power control board of the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the elements mounted on the power control board are destroyed by the backflow of current accompanying the back electromotive force generated in the state change relay coil. Can be prevented.
本発明の第5観点に係る冷凍装置の電力制御基板に接続されたインバータ基板についても、簡単な構成で、冷凍装置が正常な場合及び異常がある場合のいずれにおいても、確実に、モータに供給される電源を遮断することができる。 The inverter board connected to the power control board of the refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention also has a simple configuration and reliably supplies the motor regardless of whether the refrigeration apparatus is normal or abnormal. Can be shut off.
以下、本発明に係る冷凍装置の電力制御基板について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the power control board of the refrigeration apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施形態>
(1)全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る電力制御基板P1を備えたモータ駆動システム101の構成図である。モータ駆動システム101は、複数のモータM21A,M21B,M21Cと、複数のインバータ基板P21A,P21B,P21Cと、1つの電力制御基板P1とを備える。
<First Embodiment>
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a configuration diagram of a
ここで、モータM21A〜M21Cについて説明する。モータM21A〜M21Cは、冷凍装置の一例である空気調和装置の室外機に備えられた圧縮機の駆動源であって、例えば3相のブラシレスDCモータであることができる。図示はしていないが、モータM21A〜M21Cは、複数の駆動コイルで構成されるステータと、永久磁石で構成されるロータと、ステータに対するロータの位置を検出するためのホール素子等を有している。 Here, the motors M21A to M21C will be described. The motors M21A to M21C are driving sources of a compressor provided in an outdoor unit of an air conditioner that is an example of a refrigeration apparatus, and may be, for example, a three-phase brushless DC motor. Although not shown, the motors M21A to M21C include a stator composed of a plurality of drive coils, a rotor composed of permanent magnets, a hall element for detecting the position of the rotor relative to the stator, and the like. Yes.
特に、本実施形態に係るモータ駆動システム101では、複数台の室内機に対し1台の室外機が冷媒配管を介して接続されているタイプの空気調和装置において用いられる場合を例に取る。従って、1台の室外機には、複数の圧縮機が設けられており、モータ駆動システム101には、複数の圧縮機それぞれに対応して複数のモータM21A〜M21Cが備えられている。なお、本実施形態では、圧縮機の台数は3台であり、従ってモータM21A〜M21Cも3台である場合を例に取る。
In particular, in the
インバータ基板P21A〜P21Cは、各モータM21A〜M21Cそれぞれを駆動するための基板であって、モータM21A〜M21Cの数にあわせて該システム101内に3つ備えられている。各インバータ基板P21A〜P21Cは、対応するモータM21A〜M21Cそれぞれとハーネスを介して電気的に接続されている。電力制御基板P1は、商用電源から各インバータ基板P21A〜P21Cへの電力の供給及び遮断を制御する基板であって、各インバータ基板P21A〜P21Cとハーネスを介して電気的に接続されている。
The inverter boards P21A to P21C are boards for driving the motors M21A to M21C, and three inverter boards P21A to P21C are provided in the
(2)詳細構成
以下では、各基板に実装されている回路構成について詳述する。
(2) Detailed Configuration Hereinafter, a circuit configuration mounted on each substrate will be described in detail.
(2−1)電力制御基板
図2は、電力制御基板P1に実装されている回路構成を概略的に示した図である。図2に示すように、電力制御基板P1は、主として、3つの第1インターフェース11a,11b,11c(接続部に相当)、3つの異常検知スイッチS11,S12,S13、漏洩電流検知回路14、1つの漏洩電流用スイッチS14、3つの状態変化スイッチS15,S16,S17、1つの遅延対策用コンデンサC11(遅延部に相当)、2つの逆流防止用ダイオードD11,D12(逆流防止部に相当)、及び3つの第2インターフェース18a,18b,18cを備える。
(2-1) Power Control Board FIG. 2 is a diagram schematically showing a circuit configuration mounted on the power control board P1. As shown in FIG. 2, the power control board P1 mainly includes three
(2−1−1)第1インターフェース
第1インターフェース11a〜11cは、電力制御基板P1を各インバータ基板P21A〜P21Cと電気的に接続するためのものであって、1枚の電力制御基板P1上に3つ設けられている。つまりは、本実施形態のモータ駆動システム101では、インバータ基板P21A〜P21Cが3つ含まれているから、第1インターフェース11a〜11cも該インバータ基板P21A〜P21Cの数に対応して3つ設けられている。第1インターフェース11a〜11cは、それぞれ各インバータ基板P21A〜P21Cから延びる2本のハーネスの先端部分が接続されるコネクタで構成されており、後に述べる状態変化スイッチS15〜S17とも配線によって電気的に接続されている。
(2-1-1) First Interface The
(2−1−2)異常検知スイッチ
3つの異常検知スイッチS11〜S13は、約16Vの電源ラインL11上に設けられたソケットS11a,S12a,S13aを介して、直列に接続される。異常検知スイッチS11〜S13は、室外機の圧縮機の数に対応して3つ設けられており、対応する各圧縮機の異常を検知する。具体的に、対応する圧縮機によって圧縮された後の冷媒の圧力が、該圧縮機に関する何らかの原因によって正常な圧力範囲を外れてしまい、該圧力範囲の高圧側の所定値よりも高い高圧状態となってしまった場合、異常検知スイッチS11〜S13は動作して該スイッチ自身の状態が変化する。つまり、本実施形態に係る異常検知スイッチS11〜S13は、高圧圧力スイッチ(即ち、HPS:High Pressure Switch)である。
(2-1-2) Abnormality detection switch The three abnormality detection switches S11 to S13 are connected in series via sockets S11a, S12a, and S13a provided on a power line L11 of about 16V. Three abnormality detection switches S11 to S13 are provided corresponding to the number of compressors of the outdoor unit, and detect abnormality of each corresponding compressor. Specifically, the pressure of the refrigerant after being compressed by the corresponding compressor is out of the normal pressure range due to some cause relating to the compressor, and is in a high pressure state higher than a predetermined value on the high pressure side of the pressure range. In this case, the abnormality detection switches S11 to S13 operate to change the state of the switch itself. That is, the abnormality detection switches S11 to S13 according to the present embodiment are high pressure switches (that is, HPS: High Pressure Switch).
ここで、本実施形態では、各異常検知スイッチS11〜S13としては、常閉接点が採用されている。つまり、各異常検知スイッチS11〜S13は、対応する圧縮機に異常がない場合には(即ち、正常の場合)、オン状態を採る。逆に、各異常検知スイッチS11〜S13は、対応する圧縮機に異常がある場合には、オフ状態を採る。特に、本実施形態における異常検知スイッチS11〜S13には、弱電の電圧として、約30Vよりも低い電圧(ここでは、約16V)が印加されている。 Here, in the present embodiment, normally closed contacts are employed as the abnormality detection switches S11 to S13. That is, each abnormality detection switch S11-S13 takes an ON state when there is no abnormality in the corresponding compressor (that is, when it is normal). On the contrary, each abnormality detection switch S11-S13 takes an OFF state when there is an abnormality in the corresponding compressor. In particular, a voltage lower than about 30 V (here, about 16 V) is applied to the abnormality detection switches S <b> 11 to S <b> 13 in the present embodiment as a weak electric voltage.
従って、3つの圧縮機のうち、少なくとも1つの圧縮機において異常があれば、直列接続された異常検知スイッチS11〜S13の少なくとも1つがオフ状態となるため、図2の約16Vの電源ラインL11は遮断されることとなる。 Accordingly, if there is an abnormality in at least one of the three compressors, at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 connected in series is turned off, so that the power line L11 of about 16V in FIG. It will be blocked.
なお、電源ラインL11に印加される約16Vの電圧は、同じく電力制御基板P1上に実装されているスイッチング電源等(図示せず)によって生成される。 The voltage of about 16 V applied to the power supply line L11 is generated by a switching power supply (not shown) that is also mounted on the power control board P1.
(2−1−3)漏洩電流検知回路及び漏洩電流用スイッチ
漏洩電流検知回路14は、コンパレータ等で構成されている。漏洩電流検知回路14は、モータM21A〜M21Cまたは圧縮機からの様々な信号が入力され、これらの信号に基づきモータM21A〜M21Cまたは圧縮機における漏洩電流の値を検知する。漏洩電流検知回路14によって検知された漏洩電流の値は、漏洩電流用スイッチS14に出力される。
(2-1-3) Leakage Current Detection Circuit and Leakage Current Switch The leakage
漏洩電流用スイッチS14は、Pchのバイポーラトランジスタで構成されており、異常検知スイッチS11〜S13とGND側に位置する抵抗R13との間に直列に接続されている。具体的に、漏洩電流用スイッチS14のエミッタは異常検知スイッチS13に、ベースは漏洩電流検知回路14の出力に、コレクタは抵抗R11に接続されている。なお、以下では、説明の便宜上、漏洩電流用スイッチS14のコレクタと抵抗R11との接続部分を“接続ポイントsa”と言う。
The leakage current switch S14 is composed of a Pch bipolar transistor, and is connected in series between the abnormality detection switches S11 to S13 and the resistor R13 located on the GND side. Specifically, the emitter of the leakage current switch S14 is connected to the abnormality detection switch S13, the base is connected to the output of the leakage
漏洩電流用スイッチS14は、漏洩電流検知回路14によってモータM21A〜M21Cまたは圧縮機における漏洩電流が検知されると、該電流の値に基づいてオンまたはオフをする。具体的に、漏洩電流が基準値よりも高い場合には、漏洩電流検知回路14からは漏洩電流用スイッチS14をオフにする約16Vの電圧(即ち、“H”)が出力されることで、漏洩電流用スイッチS14はオフとなる。逆に、漏洩電流が基準値よりも低い場合には、漏洩電流検知回路14からは漏洩電流用スイッチS14をオンにする約0Vの電圧(即ち、“L”)が出力されることで、漏洩電流用スイッチS14はオンとなる。
When the leakage
従って、本実施形態に係る電力制御基板P1においては、異常検知スイッチS11〜S13による圧縮機の異常検知のみならず、漏洩電流の検知によっても、図2の約16Vの電源ラインL11が遮断されることとなる。特に、異常検知スイッチS11〜S13が故障しており異常検知ができない状態にあっても、漏洩電流の検知結果によって約16Vの電源ラインL11が遮断されるため、安全性が増していると言える。 Therefore, in the power control board P1 according to the present embodiment, the power line L11 of about 16V in FIG. 2 is cut off not only by detecting the compressor abnormality by the abnormality detection switches S11 to S13 but also by detecting the leakage current. It will be. In particular, even when the abnormality detection switches S11 to S13 are out of order and the abnormality cannot be detected, the power line L11 of about 16V is cut off by the detection result of the leakage current, so it can be said that the safety is increased.
(2−1−4)状態変化スイッチ
状態変化スイッチS15〜S17は、第1インターフェース11a〜11cそれぞれを介して各インバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22(図3参照)と電気的に接続される。状態変化スイッチS15〜S17は、異常検知スイッチS11〜S13のオン/オフに応じてオン/オフすることで、各インバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22をオン状態またはオフ状態に変化させる。言い換えると、状態変化スイッチS15〜S17は、異常検知スイッチS11〜S13の動作に連動してオン状態またはオフ状態を採る。
(2-1-4) State Change Switch The state change switches S15 to S17 are electrically connected to the power switch 22 (see FIG. 3) of each inverter board P21A to P21C via each of the
各状態変化スイッチS15〜S17は、1つのリレーコイルS15a,S16a,S17a(状態変化用リレーコイルに相当)及び1つのリレースイッチS15b,S16b,S17b(状態変化用リレースイッチに相当)で構成されている。各リレーコイルS15a〜S17aは、互いに並列に接続されている。そして、各リレーコイルS15a〜S17aは、一端が接続ポイントsaを介して異常検知スイッチS11〜S13に直列に接続されており、他端がGNDに接続されている。リレースイッチS15b〜S17bは、対応するリレーコイルS15a〜S17aの両端電圧に基づき、個々にオン状態/オフ状態を採ることができる。具体的には、各リレースイッチS15b〜S17bは、対応するリレーコイルS15a〜S17aの両端に電圧が印加されている場合にはオン状態、対応するリレーコイルS15a〜S17aの両端に電圧が印加されていない場合にはオフ状態を採る。 Each of the state change switches S15 to S17 includes one relay coil S15a, S16a, S17a (corresponding to a state change relay coil) and one relay switch S15b, S16b, S17b (corresponding to a state change relay switch). Yes. The relay coils S15a to S17a are connected in parallel to each other. Each relay coil S15a to S17a has one end connected in series to the abnormality detection switches S11 to S13 via a connection point sa, and the other end connected to GND. The relay switches S15b to S17b can individually be turned on / off based on the voltage across the corresponding relay coils S15a to S17a. Specifically, each of the relay switches S15b to S17b is in an ON state when a voltage is applied to both ends of the corresponding relay coils S15a to S17a, and a voltage is applied to both ends of the corresponding relay coils S15a to S17a. If not, the off state is taken.
このような状態変化スイッチS15〜S17によると、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンしている場合、各リレーコイルS15a〜S17aの一端には電源ラインL11を介して約16Vの電圧が印加され、他端にはGNDが印加された状態となる。このため、各リレーコイルS15a〜S17aの両端には電圧が印加されている状態となり、各リレースイッチS15b〜S17bはオン状態を採る。この場合、電気的に接続された各インバータ基板P21A〜P21C側の電源スイッチ22もオン状態を採る。逆に、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオフしている場合、電源ラインL11は遮断される。そのため、各リレーコイルS15a〜S17aには約16Vの電圧が印加されず、各リレーコイルS15a〜S17aの両端には電圧が印加されていない状態となる。従って、リレースイッチS15b〜S17bはオフ状態を採る。この場合、電気的に接続された各インバータ基板P21A〜P21C側の電源スイッチ22も、オフ状態を採る。
According to such state change switches S15 to S17, when all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are turned on, one end of each of the relay coils S15a to S17a is connected to about 16V via the power line L11. Is applied, and GND is applied to the other end. For this reason, it will be in the state in which the voltage is applied to the both ends of each relay coil S15a-S17a, and each relay switch S15b-S17b will take an ON state. In this case, the
まとめると、本実施形態に係る状態変化スイッチS15〜S17は、電源ラインL11に接続されたスイッチS11〜S14全てがオンしている場合には、インバータ基板P21A〜P21C全ての電源スイッチ22をオン状態にする。逆に、電源ラインL11に接続されたスイッチS11〜S14の少なくとも1つがオン状態からオフ状態となった時、状態変化スイッチS15〜S17は、オフ状態へと変化した異常検知スイッチS11〜S13に対応するインバータ基板P21A〜P21Cのみならず、全てのインバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22をオフ状態にする。即ち、いずれか1つの圧縮機に異常がある場合には、異常である圧縮機のみを駆動停止させるのではなく、より確実な安全性を保つべく、3台の圧縮機全ての駆動が停止される。 In summary, the state change switches S15 to S17 according to the present embodiment turn on the power switches 22 of all the inverter boards P21A to P21C when all the switches S11 to S14 connected to the power line L11 are turned on. To. Conversely, when at least one of the switches S11 to S14 connected to the power supply line L11 changes from the on state to the off state, the state change switches S15 to S17 correspond to the abnormality detection switches S11 to S13 that have changed to the off state. In addition to the inverter boards P21A to P21C, the power switches 22 of all the inverter boards P21A to P21C are turned off. In other words, if any one of the compressors is abnormal, the drive of all three compressors is stopped in order to maintain more reliable safety rather than stopping only the abnormal compressor. The
特に、本実施形態においては、状態変化スイッチS15〜S17は、1つではなく、インバータ基板P21A〜P21Cの数に対応して3つ設けられている。そして、各状態変化スイッチS15〜S17のオン/オフの状態、つまりは異常検知スイッチS11〜S13のオン/オフの状態は、各第1インターフェース11a〜11cを介してインバータ基板P21A〜P21Cへと送られる。この構成により、各インバータ基板P21A〜P21Cの対応電圧が異なっている場合においても対応することが可能となっている。
In particular, in the present embodiment, the number of state change switches S15 to S17 is not one but three according to the number of inverter boards P21A to P21C. The on / off states of the state change switches S15 to S17, that is, the on / off states of the abnormality detection switches S11 to S13, are sent to the inverter boards P21A to P21C via the
(2−1−5)遅延対策用コンデンサ
遅延対策用コンデンサC11は、一端が接続ポイントsa側に接続され、他端がGND側に接続されている。遅延対策用コンデンサC11は、各リレーコイルS15a〜S17aに対し並列に接続されている。
(2-1-5) Delay Countermeasure Capacitor The delay countermeasure capacitor C11 has one end connected to the connection point sa and the other end connected to the GND side. The delay countermeasure capacitor C11 is connected in parallel to the relay coils S15a to S17a.
異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンしている場合、遅延対策用コンデンサC11には、電源ラインL11を介して約16Vが印加される。そのため、遅延対策用コンデンサC11には、該コンデンサC11の容量と印加電圧(約16V)とに応じた電荷が溜まり、充電されることなる。 When all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are on, about 16 V is applied to the delay countermeasure capacitor C11 via the power supply line L11. Therefore, a charge corresponding to the capacitance of the capacitor C11 and the applied voltage (about 16 V) is accumulated in the delay countermeasure capacitor C11 and charged.
その後、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオフとなると、各リレーコイルS15a〜S17aだけではなく遅延対策用コンデンサC11においても、電源ラインL11からの約16Vの電圧印加が遮断される。しかし、各リレーコイルS15a〜S17aの両端には、遅延対策用コンデンサC11に充電された電荷に伴う電圧が印加されるようになる。これにより、遅延対策用コンデンサC11は、溜まった電荷を放電し、各リレースイッチS15b〜S17bは、遅延対策用コンデンサC11から放電された電荷量が所定量以下となるまでオンし続ける。 Thereafter, when at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 is turned off, the voltage application of about 16V from the power supply line L11 is applied not only to the relay coils S15a to S17a but also to the delay countermeasure capacitor C11. Blocked. However, a voltage associated with the electric charge charged in the delay countermeasure capacitor C11 is applied to both ends of each of the relay coils S15a to S17a. As a result, the delay countermeasure capacitor C11 discharges the accumulated charges, and the relay switches S15b to S17b continue to be turned on until the amount of charge discharged from the delay countermeasure capacitor C11 is equal to or less than a predetermined amount.
従って、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオン状態からオフ状態へと変化したことによって電源ラインL11が断たれたとしても、直ちにリレースイッチS15b〜S17b全てがオンからオフに変化することはなく、遅延対策用コンデンサC11に溜まった電荷によってリレースイッチS15b〜S17b全てがオン状態からオフ状態に変化するのが遅れる。そして、既に述べたように、状態変化スイッチS15〜S17と各インバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22とは連動しているため、遅延対策用コンデンサC11は、電源スイッチ22がオン状態からオフ状態になるタイミングを遅らす役割を担うのである。即ち、このような遅延対策用コンデンサC11は、異常検知スイッチS11〜S13がオン状態からオフ状態へと変化した後に、各インバータ基板P21A〜P21C側の電源スイッチ22がオン状態からオフ状態へと変化するように、状態変化スイッチS15〜S17がオン状態からオフ状態へと変化するタイミングを遅延させるためのものであると言える。
Therefore, even if the power supply line L11 is cut off because at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 changes from the on state to the off state, all the relay switches S15b to S17b are immediately turned off. The relay switches S15b to S17b are all delayed from changing from the on state to the off state due to the charge accumulated in the delay countermeasure capacitor C11. As already described, since the state change switches S15 to S17 and the
ここで、全てがオンの状態であった異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14のうち少なくとも1つがオフとなってから、各インバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22がオンからオフへと変化するまでの遅延時間は、遅延対策用コンデンサC11の容量によって調整されることができる。実際に用いられる遅延対策用コンデンサC11の容量は、所望する遅延時間と電源ラインL11に印加される電圧(ここでは約16V)とに基づき、机上計算やシミュレーション、実験によって適宜決定される。例えば、遅延時間を約38msec以上(例えば、47msec等)としたい場合、遅延対策用コンデンサC11としては、容量が約330μF〜470μFの電解コンデンサを用いることができる。
Here, after at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 that are all turned on is turned off, the
なお、本実施形態において、所望する遅延時間とは、異常検知スイッチS11〜S13が圧縮機の異常を検知または漏洩電流用スイッチS14が漏洩電流に伴いオフとなってから、各インバータ基板P21A〜P21Cのインバータ用MPU21(後述)が接続ポイントsaにおける電圧値に基づき各モータM21A〜M21Cへの駆動電圧SU,SV,SWの出力を停止するのに必要な時間であることができる。 In the present embodiment, the desired delay time refers to each of the inverter boards P21A to P21C after the abnormality detection switches S11 to S13 detect abnormality of the compressor or the leakage current switch S14 is turned off due to the leakage current. The time required for the inverter MPU 21 (described later) to stop outputting the drive voltages SU, SV, SW to the motors M21A to M21C based on the voltage value at the connection point sa.
また、遅延対策用コンデンサC11として利用されるコンデンサの種類としては、電解コンデンサの他、タンタルコンデンサ、セラミックコンデンサ等が挙げられる。また、本実施形態に係る遅延対策用コンデンサC11は、最大でも約16Vの電圧が印加されることとなるため、比較的弱電仕様のコンデンサを利用することができ、コストダウンを図ることができる。 Moreover, as a kind of capacitor | condenser utilized as the capacitor | condenser C11 for delay measures, a tantalum capacitor, a ceramic capacitor, etc. other than an electrolytic capacitor are mentioned. In addition, since a voltage of about 16 V is applied to the delay countermeasure capacitor C11 according to the present embodiment at the maximum, it is possible to use a capacitor with a relatively low power specification and to reduce the cost.
(2−1−6)逆流防止用ダイオード
逆流防止用ダイオードD11は、異常検知スイッチS11〜S13と状態変化スイッチS15〜S17との間に接続されている。具体的には、逆流防止用ダイオードD11のアノード側は接続ポイントsaに接続されており、カソード側は遅延対策用コンデンサC11とリレーコイルS15a〜S17aとの接続ポイントsbに接続されている。即ち、逆流防止用ダイオードD11は、リレーコイルS15a〜S17aに直列に接続されている。
(2-1-6) Backflow Prevention Diode The backflow prevention diode D11 is connected between the abnormality detection switches S11 to S13 and the state change switches S15 to S17. Specifically, the anode side of the backflow prevention diode D11 is connected to the connection point sa, and the cathode side is connected to the connection point sb between the delay countermeasure capacitor C11 and the relay coils S15a to S17a. That is, the backflow prevention diode D11 is connected in series to the relay coils S15a to S17a.
逆流防止用ダイオードD12のアノード側は、GNDに接続され、カソード側は、接続ポイントsbに接続されている。つまり、逆流防止用ダイオードD12は、遅延対策用コンデンサC11及び各リレーコイルS15a〜S17aに並列に接続されている。 The anode side of the backflow prevention diode D12 is connected to GND, and the cathode side is connected to the connection point sb. That is, the backflow prevention diode D12 is connected in parallel to the delay countermeasure capacitor C11 and the relay coils S15a to S17a.
このような逆流防止用ダイオードD11,D12は、所定電圧以上の電圧の印加時には、アノード側からカソード側への電流の流れを許容し、所定電圧以上の電圧が印加されなかった時には、アノード側からカソード側への電流の流れを遮断する。 These backflow prevention diodes D11 and D12 allow a current to flow from the anode side to the cathode side when a voltage higher than a predetermined voltage is applied, and from the anode side when a voltage higher than the predetermined voltage is not applied. Cut off the current flow to the cathode side.
つまり、逆流防止用ダイオードD11は、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンしている時には、アノード側には所定電圧(例えば0.7V)以上である約16Vの電圧が印加されることとなるから、接続ポイントsaから状態変化スイッチS15〜S17側への電流の流れを許容することとなる。しかし、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオフしている時には、逆流防止用ダイオードD11のアノード側には抵抗R11を介してGNDの電圧“約0V”が印加され、カソード側は遅延対策用コンデンサC11のプラス側の電圧が印加されることとなる。従って、逆流防止用ダイオードD11のアノード側の電圧よりもカソード側の電圧が高くなり、接続ポイントsaから状態変化スイッチS15〜S17側へは電流が流れないようになる。 In other words, when all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are turned on, the backflow prevention diode D11 is applied with a voltage of about 16V that is equal to or higher than a predetermined voltage (for example, 0.7V) on the anode side. Therefore, the flow of current from the connection point sa to the state change switches S15 to S17 is allowed. However, when at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 is off, the GND voltage “about 0V” is applied to the anode side of the backflow prevention diode D11 via the resistor R11. The positive side voltage of the delay countermeasure capacitor C11 is applied to the cathode side. Accordingly, the voltage on the cathode side is higher than the voltage on the anode side of the backflow prevention diode D11, and no current flows from the connection point sa to the state change switches S15 to S17.
また、逆流防止用ダイオードD12は、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンしている時には、カソード側には約16Vの電圧が印加され、アノード側はGNDの電圧“約0V”が印加される。そのため、逆流防止用ダイオードD12のカソード側の電圧はアノード側の電圧より高くなり、該ダイオードD11はオフした状態となる。異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオフしている時には、逆流防止用ダイオードD12は、リレーコイルS15a〜S17aの両端電圧が所定電圧(例えば、約0.7V)以下であればオンしないが、リレーコイルS15a〜S17aの両端電圧が所定電圧以上となれば、オンして電流がアノード側からカソード側へと流れないようにする。 Further, when all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are turned on, the backflow prevention diode D12 is applied with a voltage of about 16V on the cathode side and a GND voltage “about 0V on the anode side. "Is applied. Therefore, the voltage on the cathode side of the backflow prevention diode D12 becomes higher than the voltage on the anode side, and the diode D11 is turned off. When at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 is off, the backflow prevention diode D12 is such that the voltage across the relay coils S15a to S17a is less than or equal to a predetermined voltage (for example, about 0.7V). If it is present, it is not turned on, but if the voltage across the relay coils S15a to S17a is equal to or higher than a predetermined voltage, it is turned on so that no current flows from the anode side to the cathode side.
特に、電源ラインL11上のスイッチS11〜S14の少なくとも1つがオン状態からオフ状態へと変化した際、各リレーコイルS15a〜S17aの両端電圧の状態は遅延対策用コンデンサC11の放電に応じて変化し、逆起電力が発生してしまう。しかし、この逆起電力による電流は、逆流防止用ダイオードD11によって接続ポイントsb側から接続ポイントsa側へは流れず、逆流防止用ダイオードD12によって該ダイオードD12を通じてGNDへは流れない。即ち、逆流防止用ダイオードD11,D12は、電源ラインL11上のスイッチS11〜S14(例えば、異常検知スイッチS11〜S13)がオン状態からオフ状態へと変化した時に、各リレーコイルS15a〜S17aに発生する逆起電力による電流の逆流を防ぐ役割を担う。 In particular, when at least one of the switches S11 to S14 on the power supply line L11 changes from the on state to the off state, the state of the voltage across the relay coils S15a to S17a changes according to the discharge of the delay countermeasure capacitor C11. A back electromotive force is generated. However, the current due to the back electromotive force does not flow from the connection point sb side to the connection point sa side by the backflow prevention diode D11, and does not flow to the GND through the diode D12 by the backflow prevention diode D12. That is, the backflow prevention diodes D11 and D12 are generated in the relay coils S15a to S17a when the switches S11 to S14 (for example, the abnormality detection switches S11 to S13) on the power supply line L11 change from the on state to the off state. It plays a role to prevent current backflow due to back electromotive force.
(2−1−7)第2インターフェース
第2インターフェース18a〜18cは、第1インターフェース11a〜11cと同様、電力制御基板P1を各インバータ基板P21A〜P21Cと電気的に接続するためのものであって、1つの電力制御基板P1上に3つ設けられている。第2インターフェース18a〜18cは、第1インターフェース11a〜11c及びインバータ基板P21A〜P21C間のハーネスとは別途、各インバータ基板P21A〜P21Cから延びる1本のハーネスの先端部分と接続されるべく、コネクタで構成されている。第2インターフェース18a〜18cは、接続ポイントsaの電圧値を各インバータ基板P21A〜P21Cに送信するための、電力制御基板P1とインバータ基板P21A〜P21Cとのインターフェースである。
(2-1-7) Second Interface The
なお、接続ポイントsaの電圧値は、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14のオン/オフの状態に基づく値となっている。具体的に、圧縮機における異常及び圧縮機やモータM21A〜M21Cにおける漏洩電流が発生していない場合には、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンしているため、接続ポイントsaの電圧値は“約16V”となっている。圧縮機における異常及び圧縮機やモータM21A〜M21Cにおける漏洩電流の少なくとも1つが発生した場合には、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14の少なくとも1つがオフしているため、接続ポイントsaの電圧値は“約0V”となっている。このように、接続ポイントsaの電圧値は、各圧縮機における異常の発生の有無ならびに漏洩電流の発生の有無を含む、空気調和装置の異常の有無を示す異常信号であると言える。 The voltage value of the connection point sa is a value based on the on / off states of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14. Specifically, when there is an abnormality in the compressor and no leakage current has occurred in the compressors or motors M21A to M21C, the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are all on, so the connection point The voltage value of sa is “about 16V”. When at least one of the abnormality in the compressor and the leakage current in the compressor and the motors M21A to M21C occurs, at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 is turned off. The voltage value of is about "0V". Thus, it can be said that the voltage value of the connection point sa is an abnormal signal indicating the presence or absence of an abnormality in the air conditioner, including the presence or absence of an abnormality in each compressor and the presence or absence of a leakage current.
(2−2)インバータ基板
図3は、本実施形態に係るインバータ基板P21A〜P21Cに実装されている回路構成を概略的に示した図である。ここで、本実施形態においては、3つのインバータ基板P21A〜P21Cは、全て同じ回路構成を有している。そのため、図3では、各インバータ基板P21A〜P21Cの詳細な構成に対してはインバータ基板P21A〜P21C毎に異なる符号を付すのではなく、同じ符号を付している。
(2-2) Inverter Board FIG. 3 is a diagram schematically showing a circuit configuration mounted on the inverter boards P21A to P21C according to the present embodiment. Here, in the present embodiment, the three inverter boards P21A to P21C all have the same circuit configuration. For this reason, in FIG. 3, the detailed configuration of each of the inverter boards P21A to P21C is not given a different reference for each inverter board P21A to P21C, but is given the same reference numeral.
図3に示すように、インバータ基板P21A〜P21Cは、主として、インバータ用MPU21と、電源スイッチ22と、スイッチ制御回路23と、異常検知回路25とを備える。
As shown in FIG. 3, the inverter boards P <b> 21 </ b> A to P <b> 21 </ b> C mainly include an
(2−2−1)インバータ用MPU
インバータ用MPU21は、コネクタIF21A,IF21B,IF21C(図4参照)を介して対応するモータM21A〜M21Cに接続されている。インバータ用MPU21は、電源スイッチ22の一端、異常検知回路25の出力、及びスイッチ制御回路23の入力とも接続されている。インバータ用MPU21は、商用電源51からの電力を受けてモータの駆動制御等を行う半導体チップであり、主として、インバータ部21a及び電圧印加制御部21bとして機能する。
(2-2-1) MPU for inverter
The
インバータ部21aは、接続されたモータM21A〜M21Cに3相の駆動電圧SU〜SWを出力することで、モータM21A〜M21Cを駆動する。具体的に、インバータ部21aは、図4に示すように、複数の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ31a,Q31b,Q32a,Q32b,Q33a,Q33b(以下、単にトランジスタという)及び複数の還流用ダイオードD31a,D31b,D32a,D32b,D33a,D33bで構成される出力回路31と、ゲート制御部34とを含む。トランジスタQ31aとQ31b、Q32aとQ32b、Q33aとQ33bは、それぞれ互いに直列に接続されており、各ダイオードD31a〜D33bは、各トランジスタQ31a〜Q33bに並列接続されている。ゲート制御部34は、各トランジスタQ31a〜Q33bのゲートに接続されており、各トランジスタQ31a〜Q33bへのゲート電圧の印加制御を行うことで、各トランジスタQ31a〜Q33bをオン及びオフさせる。このようなインバータ部21aは、各トランジスタQ31a〜Q33bが所定のタイミングでオン及びオフを行うことで、モータM21A〜M21Cを駆動するための駆動電圧SU〜SWを生成し、該電圧SU〜SWを対応するモータM21A〜M21Cに出力する。この駆動電圧SU〜SWにより、モータM21A〜M21Cは回転することができる。
The
特に、このインバータ部21aは、電力制御基板P1の各第2インターフェース18a〜18cを介して送られてきた接続ポイントsaの電圧値に基づき、駆動電圧SU〜SWを出力したり出力を停止したりすることができる。具体的には、接続ポイントsaの電圧値が、各スイッチS11〜S14全てがオンしていることを示す約16Vである場合には、インバータ部21aは、電源スイッチ22を介して電力が供給されている限り、駆動電圧SU〜SWをモータM21A〜M21Cに出力する。逆に、接続ポイントsaの電圧値が約16Vより低い場合には、圧縮機の異常または漏洩電流が生じているために各スイッチS11〜S14の少なくとも1つがオフしていると判断し、インバータ部21aは、電源スイッチ22を介して電力が未だ供給された状態にあるとしても、駆動電圧SU〜SWの出力を停止する。なお、駆動電圧SU〜SWの出力が停止される際には、ゲート制御部34は、全てのトランジスタQ31a〜Q33bのゲートに対し、“約0V”を出力することで、全てのトランジスタQ31a〜Q33bをオフにする。
In particular, the
電圧印加制御部21bは、図3に示すように、スイッチ制御回路23上のコイル電力スイッチ23aのオン/オフを制御する。電圧印加制御部21bは、コイル電力スイッチ23aのオン/オフを、異常検知回路25による空気調和装置の異常検知の結果に基づき行う他、空気調和装置自体には異常が発生しておらず正常である場合においても、サーモオン/サーモオフに基づき行う。具体的に、電圧印加制御部21bは、空気調和装置における異常が発生している場合、及び空気調和装置が正常であってもサーモオフするべき場合には、コイル電力スイッチ23aをオフにする。逆に、電圧印加制御部21bは、空気調和装置が正常であってもサーモオンするべき場合には、コイル電力スイッチ23aをオンにする。なお、サーモオン及びサーモオフの指示は、インバータ用MPU21が、該MPU21とは別のマイクロコンピュータ(図示せず)から取得してもよいし、インバータ用MPU21自体が判断してもよい。以下では、インバータ用MPU21が別のマイクロコンピュータからサーモオン及びサーモオフの指示を取得する場合を例に取る。
As shown in FIG. 3, the voltage
(2−2−2)電源スイッチ
電源スイッチ22は、モータM21A〜M21Cへの電力供給をオン/オフさせるためのものである。電源スイッチ22は、1つのリレーコイル22a(電源用リレーコイルに相当)と2つのリレースイッチ22b,22c(電源用リレースイッチに相当)とで構成されている。
(2-2-2) Power Switch The
2つのリレースイッチ22b,22cは、共に商用電源51とモータM21A〜M21Cとの間の電源ラインL21上に設置されている。より具体的には、各リレースイッチ22b,22cの一端は、インバータ基板P21A〜P21C上に実装されている図示しないコネクタを介して商用電源51と接続され、他端は、インバータ用MPU21に接続されている。2つのリレースイッチ22b,22cは、互いに異なる状態を採るものではなく、同じ状態を採るものであって、リレーコイル22aの両端電圧が所定電圧以上である場合には共にオン状態、リレーコイル22aの両端電圧が所定電圧以下である場合には共にオフ状態を採る。即ち、リレースイッチ22b、22cは、リレーコイル22aの両端電圧の値に基づきオン/オフする。
The two
ここで、本実施形態においては、リレースイッチ22b,22cがオンする条件となる所定電圧が“約9V”である場合を例に取る。 Here, in the present embodiment, a case where the predetermined voltage that is a condition for turning on the relay switches 22b and 22c is “about 9 V” is taken as an example.
尚、リレーコイル22aについては、以下の「スイッチ制御回路23」にて説明する。
The
(2−2−3)スイッチ制御回路
スイッチ制御回路23は、インバータ基板P21A〜P21Cに対しては外部の接点である電力制御基板P1側の状態変化スイッチS15〜S17と、コネクタ24を介して電気的に接続される。スイッチ制御回路23は、状態変化スイッチS15〜S17のオン状態またはオフ状態に基づいて、電源スイッチ22によるモータM21A〜M21Cへの電力供給のオン/オフ、つまりはリレースイッチ22b,22cのオン/オフを制御する。具体的に、スイッチ制御回路23は、状態変化スイッチS15〜S17がオン状態を採る場合には、リレースイッチ22b,22cをオンにする。逆に、スイッチ制御回路23は、状態変化スイッチS15〜S17がオフ状態を採る場合には、リレースイッチ22b,22cをオフにする。
(2-2-3) Switch Control Circuit The
このようなスイッチ制御回路23は、主として、コイル電力スイッチ23a、リレーコイル22a、ダイオード23c及びコンデンサ23dで構成されている。
Such a
コイル電力スイッチ23aは、Pchのバイポーラトランジスタで構成されている。コイル電力スイッチ23aは、エミッタには約15Vの電源、ベースにはインバータ用MPU21の電圧印加制御部21bの出力、コレクタには抵抗R23を介してリレーコイル22aの一端scが接続されている。コイル電力スイッチ23aは、ベースに電圧印加制御部21bから約0V(即ち、出力“L”)が印加されることでオンし、リレーコイル22aの一端scに約15Vの電圧を印加させる。逆に、コイル電力スイッチ23aは、ベースに電圧印加制御部21bから約15V(即ち、出力“H”)が印加されることでオフし、リレーコイル22aの一端scに約15Vの電圧が印加しないようにする。つまり、コイル電力スイッチ23aは、電圧印加制御部21bによってオン/オフが制御され、直列接続されたリレーコイル22aへの電源供給をオン/オフする。
The
リレーコイル22aは、一端scが抵抗R23に直列接続され、他端sdが電力制御基板P1における状態変化スイッチS15〜S17用のコネクタ24の一端と電気的に接続されている。そして、リレーコイル22aの他端sdは、コネクタ24の他端を介してGNDに接続されている。即ち、リレーコイル22aは、電力制御基板P1における状態変化スイッチS15〜S17とコネクタ24を介して電気的に直列に接続される。
One end sc of the
このようなリレーコイル22aには、状態変化スイッチS15〜S17及びコイル電力スイッチ23aが共にオンである場合には、一端scには約15Vの電圧が印加され、他端sdには約0Vの電圧が印加されることとなる。この場合、リレーコイル22aの両端の電圧差は約15Vとなり、該電圧差は所定電圧である約9Vを越えている。そのため、リレースイッチ22b,22cは、共にオンする。逆に、状態変化スイッチS15〜S17及びコイル電力スイッチ23aの少なくとも1つがオフしている場合には、リレーコイル22aの端部sc,sdのいずれか1つには電圧(具体的には、約15V及び/または約0V)が印加されず、リレーコイル22aの両端の電圧差が約9Vを越えないこととなる。そのため、リレースイッチ22b,22cは、共にオフする。
When the state change switches S15 to S17 and the
つまり、本実施形態では、圧縮機の異常や漏洩電流を含む空気調和装置の異常の発生に伴い状態変化スイッチS15〜S17がオフとなる機構、及び空気調和装置は正常であるがサーモオフによってコイル電力スイッチ23aがオフとなる機構、のいずれにおいても、リレースイッチ22b,22cをオフにするのに、1つのリレーコイル22aが共通して用いられている。
That is, in this embodiment, the mechanism in which the state change switches S15 to S17 are turned off in accordance with the occurrence of the abnormality of the compressor and the abnormality of the air conditioner including the leakage current, and the air conditioner is normal but the coil power is turned off by the thermo-off. In any of the mechanisms in which the
ダイオード23c及びコンデンサ23dは、共にリレーコイル22aに対し並列に接続されている。特に、ダイオード23cのアノードは、GND側となるようにリレーコイル22aの端部sdに接続され、カソードは、約15Vの電源側となるようにリレーコイル22aの端部scに接続されている。ダイオード23cは、コイル電力スイッチ23a及び状態変化スイッチS15〜S17のいずれか1つがオンからオフへと変化した時にリレーコイル22aに逆起電力が発生し、該電力に伴う電流の逆流を防ぐために設けられている。コンデンサ23dは、コイル電力スイッチ23a及び/または状態変化スイッチS15〜S17がオンからオフへと変化した際に、リレーコイル22aによって電圧が瞬時に上昇しスイッチ制御回路23上をスパイク電流が流れることを防ぐ、いわゆるスナバ回路の役割を担っている。
Both the
なお、スイッチ制御回路23に印加される約15Vの電圧は、同じくインバータ基板P21A〜P21Cそれぞれに実装されているスイッチング電源等(図示せず)によって生成される。
Note that the voltage of about 15 V applied to the
(2−2−4)異常検知回路
異常検知回路25は、リレーコイル22aの両端電圧の値を用いて、圧縮機の異常や漏洩電流を含む空気調和装置の異常の有無を検知するためのものある。異常検知回路25は、主として、フォトカプラ25a及び2つの抵抗R25a,R25bで構成されている。
(2-2-4) Abnormality detection circuit The
フォトカプラ25aは、投光部である発光ダイオード25aaと、受光部であるNchのフォトトランジスタ25abとを有している。発光ダイオード25aaのアノードは、抵抗R23とコイル電力スイッチ23aのコレクタとの間に接続され、カソードは抵抗R25aを介してリレーコイル22aの端部sdと状態変化スイッチS15〜S17との間に接続されている。フォトトランジスタ25abは、コレクタが約5Vの電源に接続され、エミッタが抵抗R25bを介してGNDに接続され、ベースには発光ダイオード25aaの発光に伴う電圧が入力される。このフォトカプラ25aによると、コイル電力スイッチ23a及び状態変化スイッチS15〜S17の両方がオンしていることによって、リレーコイル22aの両端に電圧が印加されている場合には、発光ダイオード25aaはオン状態となって発光する。この場合、フォトトランジスタ25abは、発光ダイオード25aaの発光を受けてオン状態となり、インバータ用MPU21の電圧印加制御部21bには、空気調和装置の異常がないことを示す電圧値“約5V”が入力される。逆に、コイル電力スイッチ23a及び/または状態変化スイッチS15〜S17がオフしていることによって、リレーコイル22aの両端または一端に電圧が印加されていない場合には、発光ダイオード25aaはオフ状態となる。この場合、発光ダイオード25aaは発光しないため、フォトトランジスタ25abはオフ状態となり、インバータ用MPU21の電圧印加制御部21bには、空気調和装置に異常があることを示す電圧値“約0V”が入力される。
The
なお、フォトトランジスタ25abに印加される約5Vの電圧は、同じくインバータ基板P21A〜P21Cそれぞれに実装されているスイッチング電源等(図示せず)によって生成される。 Note that a voltage of about 5 V applied to the phototransistor 25ab is generated by a switching power supply (not shown) mounted on each of the inverter boards P21A to P21C.
(3)動作
次に、本実施形態に係る電力制御基板P1及びインバータ基板P21A〜P21Cにおける各スイッチの動作及びモータの動作について説明する。
(3) Operation Next, the operation of each switch and the operation of the motor in the power control board P1 and the inverter boards P21A to P21C according to the present embodiment will be described.
(3−1)動作の流れ
図5,6は、各基板P1,P21A〜P21Cにおける動作の流れを示すフロー図であり、それぞれ空気調和装置に異常がある場合、及び空気調和装置に異常がない場合を示している。ここで、まずは、3つの圧縮機全ては正常であり、漏洩電流は生じておらず、かつサーモオンの状態で空気調和装置が運転をしているとする。つまり、各基板P1,P21A〜P21C上のスイッチS11〜S17,22,23a全てはオンしており、モータM21A〜M21Cは、駆動電圧SU〜SWに基づき駆動しているとする。
(3-1) Flow of Operation FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the flow of operation in each of the substrates P1, P21A to P21C. When there is an abnormality in the air conditioner, there is no abnormality in the air conditioner. Shows the case. Here, first, it is assumed that all three compressors are normal, no leakage current is generated, and the air conditioner is operating in a thermo-on state. That is, it is assumed that the switches S11 to S17, 22, and 23a on the substrates P1, P21A to P21C are all on and the motors M21A to M21C are driven based on the drive voltages SU to SW.
ステップsp1〜sp5:電力制御基板P1に係る各異常検知スイッチS11〜S13に対応する3つの圧縮機の少なくとも1つにおいて異常が生じ、該スイッチS11〜S13がオンからオフへと変化した場合(ステップsp1〜sp3のYes)、接続ポイントsaの電圧値は、約16Vから約0Vへと変化する。または、電力制御基板P1に係る漏洩電流検知回路14によって漏洩電流が検知され、漏洩電流用スイッチS14がオンからオフへと変化した場合も(ステップsp4のYes)、接続ポイントsaの電圧値は、約16Vから約0Vへと変化する。これにより、逆流防止用ダイオードD11よりも異常検知スイッチS11〜S13側の回路は、状態変化スイッチS15〜S17側の回路から切断された状態となる。電力制御基板P1に係る各リレーコイルS15a〜S17aには、それまでに充電されていた遅延対策用コンデンサC11の電荷量に伴う電圧が印加され、遅延対策用コンデンサC11は放電を開始する(ステップsp5)。
Steps sp1 to sp5: When an abnormality occurs in at least one of the three compressors corresponding to the abnormality detection switches S11 to S13 related to the power control board P1, and the switches S11 to S13 change from on to off (steps) Yes of sp1 to sp3), the voltage value of the connection point sa changes from about 16V to about 0V. Alternatively, even when the leakage current is detected by the leakage
ステップsp6:一方、各インバータ基板P21A〜P21Cに係るインバータ用MPU21のインバータ部21aは、電力制御基板P1から送られてきた該基板P1上の接続ポイントsaの電圧値が約16Vから約0Vへと変化したことを受けて、モータM21A〜M21Cへの駆動電圧SU〜SWの出力を停止する。
Step sp6: On the other hand, the
ステップsp7〜sp8:電力制御基板P1に係る各リレーコイルS15a〜S17aの両端電圧値は、少なくとも1つのスイッチS11〜S14がオンからオフへと変化した直後は、約16Vであるが、遅延対策用コンデンサC11の放電に伴い除々に下がっていく。遅延対策用コンデンサC11の放電が進み、全ての状態変化スイッチS15〜S17のリレーコイルS15a〜S17aの両端電圧が約9V以下となると(ステップsp7のYes)、全ての状態変化スイッチS15〜S17のリレースイッチS15b〜S17bは、オンからオフへと変化する(ステップsp8)。 Steps sp7 to sp8: The voltage values at both ends of each of the relay coils S15a to S17a related to the power control board P1 are about 16V immediately after at least one switch S11 to S14 is changed from on to off. As the capacitor C11 is discharged, it gradually decreases. When the discharge of the delay countermeasure capacitor C11 progresses and the voltage across the relay coils S15a to S17a of all the state change switches S15 to S17 becomes about 9 V or less (Yes in step sp7), all the state change switches S15 to S17 relays The switches S15b to S17b change from on to off (step sp8).
ステップsp9:全てのインバータ基板P21A〜P21C側においては、電力制御基板P1側の状態変化スイッチS15〜S17がオンからオフへと変化するのに伴い、スイッチ制御回路23におけるリレーコイル22aのGND側の端部sdが切断されることとなり、該端部sdは“Hiz”の状態となる。これにより、電源スイッチ22のリレースイッチ22b,22cはオンからオフへと変化する。また、異常検知回路25のフォトカプラ25aもオフとなり、インバータ用MPU21へは、空気調和装置に異常があることを示す電圧値“約0V”が異常検知回路25から入力される。このため、インバータ用MPU21の電圧印加制御部21bは、コイル電力スイッチ23aのゲートに“約5V”の電圧を印加し、該スイッチ23aはオンからオフへと変化する。これらの動作により、スイッチ制御回路23においては、リレーコイル22aの両端(具体的には、各端部sc,sd側)が、共に約15Vの電源ライン側及びGND側から切断された状態となる。
Step sp9: On all inverter boards P21A to P21C, as the state change switches S15 to S17 on the power control board P1 change from on to off, the GND side of the
ステップsp10〜sp13:また、ステップsp1〜sp4において、電力制御基板P1側の異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14全てがオンのままである場合には(ステップsp4のNo)、電力制御基板P1側の状態変化スイッチS15〜S17は、全てオンのままとなる。この場合、各基板P1,P21A〜P21Cは、空気調和装置が正常であるとして、以下の動作を行う。即ち、各インバータ用MPU21がサーモオフの指示を外部から取得した場合には(ステップsp10のYes)、該MPU21の電圧印加制御部21bは、コイル電力スイッチ23aのゲートに約5Vの電圧を印加し、該スイッチ23aはオンからオフへと変化する(ステップsp11)。これにより、スイッチ制御回路23におけるリレーコイル22aの端部scは切断され、該端部scは電圧が印加されていない“Hiz”の状態となる。従って、電源スイッチ22のリレースイッチ22b,22cはオンからオフへと変化し(ステップsp12)、インバータ用MPU21のインバータ部21aは、モータM21A〜M21Cへの駆動電圧SU〜SWの出力を停止する(ステップsp13)。
Steps sp10 to sp13: Further, in steps sp1 to sp4, when all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 on the power control board P1 side remain on (No in step sp4), power control is performed. All the state change switches S15 to S17 on the substrate P1 side remain on. In this case, each board | substrate P1, P21A-P21C performs the following operation | movement, assuming that an air conditioning apparatus is normal. That is, when each
ステップsp14〜sp17:ステップsp13の後、各インバータ用MPU21がサーモオンの指示を外部から取得した場合には(ステップsp14のYes)、該MPU21の電圧印加制御部21bは、コイル電力スイッチ23aのゲートに約0Vの電圧を印加し、該スイッチ23aはオフからオンへと変化する(ステップsp15)。これにより、スイッチ制御回路23におけるリレーコイル22aの端部scは約15Vの電源ラインと接続されることとなり、リレーコイル22aの両端には約15Vの電圧差が生じる。従って、電源スイッチ22のリレースイッチ22b,22cはオフからオンへと変化し(ステップsp16)、インバータ用MPU21のインバータ部21aは、モータM21A〜M21Cへの駆動電圧SU〜SWを出力し出す(ステップsp17)。
Steps sp14 to sp17: After step sp13, when each
(3−2)具体例
(3−2−1)正常時の一例
図7は、空気調和装置に異常が生じていない場合(つまり、正常時)の、各基板P1,P21A〜P21C上の各スイッチ及び回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
(3-2) Specific Example (3-2-1) Normal Example FIG. 7 shows each of the substrates P1, P21A to P21C on the substrate P1, P21A to P21C when there is no abnormality in the air conditioner (that is, normal). It is a timing chart which shows an example of operation of a switch and a circuit.
空気調和装置が正常である場合には、異常検知スイッチS11〜S13及び漏洩電流用スイッチS14は全てオンのままであるため、状態変化スイッチS15〜S17も全てオン状態を保つ。つまり、電力制御基板P1側では、サーモオン/サーモオフの指示をインバータ基板P21A〜P21Cが外部から取得したとしても、各スイッチS11〜S17の状態変化は起こらない。 When the air conditioner is normal, all of the abnormality detection switches S11 to S13 and the leakage current switch S14 are kept on, so that the state change switches S15 to S17 are all kept on. That is, on the power control board P1 side, even if the inverter boards P21A to P21C obtain a thermo-on / thermo-off instruction from the outside, the state of each of the switches S11 to S17 does not change.
しかし、図7に示すように、例えばインバータ基板P21Aがサーモオフの指示を該基板P21Aの外部から受けた場合には、該基板P21Aにおけるコイル電力スイッチ23aはオフとなり、これに連動して該基板P21Aにおける電源スイッチ22(具体的には、リレースイッチ22b,22c)がオフとなる。これより、サーモオフの指示を受けたインバータ基板P21Aにおいては、該基板P21Aに対応するモータM21Aへの駆動電圧SU〜SWの出力が停止され、モータM21Aの駆動が停止する。なお、インバータ基板P21Aにおけるコイル電力スイッチ23aがオフとなることで、該基板P21Aの異常検知回路25の出力もオフを表す“約0V”となる。一方で、サーモオフの指示を受けていない他のインバータ基板P21B,P21Cでは、各スイッチ23a,22の状態変化は起こらない。従って、他のインバータ基板P21B,P21Cは、インバータ基板P21Aに関係なく、モータM21B,M21Cに駆動電圧SU〜SWを出力し続ける。
However, as shown in FIG. 7, for example, when the inverter board P21A receives a thermo-off instruction from the outside of the board P21A, the
また、上記インバータ基板P21Aがサーモオンの指示を外部から受けた場合には、該基板P21Aにおけるコイル電力スイッチ23aはオンし、該基板P21A側の電源スイッチ22がオンとなる。これより、サーモオンの指示を受けたインバータ基板P21Aは、モータM21Aに駆動電圧SU〜SWを出力するので、モータM21Aが駆動する。
When the inverter board P21A receives a thermo-on instruction from the outside, the
(3−2−2)異常時の一例
図8は、3つのうち1つの圧縮機において異常が生じた場合の、各基板P1,P21A〜P21C上の各スイッチ及び回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
(3-2-2) Example at Abnormality FIG. 8 is a timing chart showing an example of the operation of each switch and circuit on each of the substrates P1, P21A to P21C when an abnormality occurs in one of the three compressors. It is a chart.
3つの圧縮機のうち、インバータ基板P21Aに対応する圧縮機において異常が発生すると、異常検知スイッチS11はオンからオフへと変化する。なお、他の異常検知スイッチS12,S13及び漏洩電流用スイッチS14は、オンのままである。この瞬間、接続ポイントsaの電圧値は約16Vから約0Vに下がるため、全てのインバータ基板P21A〜P21C側では、各モータM21A〜M21Cへの駆動電圧SU〜SWの出力が停止される。また、異常検知スイッチS11がオンからオフへと変化した瞬間から、電力制御基板P1の状態変化スイッチS15〜S17に係る各リレーコイルS15a〜S17aには、電源ラインL11からの約16Vの電圧に代えて遅延対策用コンデンサC11の電荷量に伴う電圧が印加され、該コンデンサC11は放電を行う。やがて遅延対策用コンデンサC11及びリレーコイルS15a〜S17a全ての両端電圧が約9V以下となると、全ての状態変化スイッチS15〜S17におけるリレースイッチS15b〜S17bがオンからオフへと変化する。当該リレースイッチS15b〜S17bの状態変化によって、全てのインバータ基板P21A〜P21C側では、電源スイッチ22のリレースイッチ22b,22cがオンからオフ、異常検知回路25の出力が“約5V”から“約0V”、コイル電力スイッチ23aがオンからオフへと変化している。
Of the three compressors, when an abnormality occurs in the compressor corresponding to the inverter board P21A, the abnormality detection switch S11 changes from on to off. The other abnormality detection switches S12 and S13 and the leakage current switch S14 remain on. At this moment, since the voltage value of the connection point sa drops from about 16V to about 0V, the output of the drive voltages SU to SW to the motors M21A to M21C is stopped on all the inverter boards P21A to P21C. Further, from the moment when the abnormality detection switch S11 changes from on to off, the relay coils S15a to S17a related to the state change switches S15 to S17 of the power control board P1 are replaced with a voltage of about 16V from the power line L11. Thus, a voltage according to the charge amount of the delay countermeasure capacitor C11 is applied, and the capacitor C11 discharges. When the voltage across the delay countermeasure capacitor C11 and all of the relay coils S15a to S17a becomes about 9 V or less, the relay switches S15b to S17b in all the state change switches S15 to S17 change from on to off. Due to the state change of the relay switches S15b to S17b, on all inverter boards P21A to P21C, the relay switches 22b and 22c of the
このような動作によって、図8に示すように、異常検知スイッチS11がオンからオフに変化してから、状態変化スイッチS15〜S17全てがオンからオフに変化するまでの間、遅延対策用コンデンサC11による遅延時間が生じている。 By such an operation, as shown in FIG. 8, the delay countermeasure capacitor C <b> 11 is from the time when the abnormality detection switch S <b> 11 changes from on to off until the state change switches S <b> 15 to S <b> 17 change from on to off. Due to the delay time.
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る電力制御基板P1によると、少なくとも1つの異常検知スイッチS11〜S13がオン状態からオフ状態へと変化した場合、状態が変化した異常検知スイッチS11〜S13の状態変化に連動して、状態変化スイッチS15〜S17全てがオンからオフに変化し、インバータ基板P21A〜P21C全ての電源スイッチ22がオン状態からオフ状態に変化する。これにより、少なくとも1つの異常検知スイッチS11〜S13が圧縮機の異常を検知した場合においても、全モータM21A〜M21Cへの電力供給が断たれるようになる。従って、安価かつ簡単な手法により、確実にモータへの電源供給を遮断することができる。
(4) Features (4-1)
According to the power control board P1 according to the present embodiment, when at least one abnormality detection switch S11 to S13 changes from the on state to the off state, the state changes in the abnormality detection switches S11 to S13 whose state has changed. The state change switches S15 to S17 all change from on to off, and all the power switches 22 of the inverter boards P21A to P21C change from the on state to the off state. As a result, even when at least one abnormality detection switch S11 to S13 detects an abnormality of the compressor, power supply to all the motors M21A to M21C is cut off. Therefore, the power supply to the motor can be reliably cut off by an inexpensive and simple method.
(4−2)
また、本実施形態に係る電力制御基板P1には、遅延対策用コンデンサC11が設けられている。この遅延対策用コンデンサC11によると、少なくとも1つの異常検知スイッチS11〜S13がオン状態からオフ状態へと変化するのと同時に状態変化スイッチS15〜S17全てがオン状態からオフ状態へと変化するのではなく、少なくとも1つの異常検知スイッチS11〜S13がオン状態からオフ状態へと変化した後に、状態変化スイッチS15〜S17全てがオン状態からオフ状態へと変化するようになる。これにより、電力制御基板P1は、全てのインバータ基板P21A〜P21C側の電源スイッチ22がオフしてしまう前に、インバータ基板P21A〜P21Cに接続ポイントsaの電圧値を何らかの異常を検知するための電圧として送ることができる。従って、全てのインバータ基板P21A〜P21Cのインバータ部21aは、それぞれ電源スイッチ22がオフしてしまう前に駆動電圧SU〜SWのモータM21A〜M21Cへの出力を停止することができる。そのため、インバータ部21aのトランジスタQ31a〜Q33bや電源スイッチ22(より具体的には、電源スイッチ22のリレースイッチ22b,22c)において溶着が生じてしまうのを防ぐことができる。
(4-2)
The power control board P1 according to the present embodiment is provided with a delay countermeasure capacitor C11. According to the delay countermeasure capacitor C11, at least one of the abnormality detection switches S11 to S13 changes from the on state to the off state, and at the same time, all the state change switches S15 to S17 do not change from the on state to the off state. Instead, after at least one abnormality detection switch S11 to S13 changes from the on state to the off state, all the state change switches S15 to S17 change from the on state to the off state. As a result, the power control board P1 detects the voltage at the connection point sa on the inverter boards P21A to P21C before the power switches 22 on all the inverter boards P21A to P21C are turned off. Can be sent as. Therefore, the
(4−3)
また、本実施形態に係る電力制御基板P1では、異常検知スイッチS11〜S13に約30Vよりも低い電圧として、約16Vの電圧が印加される、いわゆる弱電回路の構成が採られている。従って、遅延対策用コンデンサC11として、耐圧の比較的高くない弱電用のコンデンサを使用することが可能となる。
(4-3)
In addition, the power control board P1 according to the present embodiment employs a so-called weak electric circuit configuration in which a voltage of about 16V is applied to the abnormality detection switches S11 to S13 as a voltage lower than about 30V. Therefore, it is possible to use a low-power capacitor having a relatively high breakdown voltage as the delay countermeasure capacitor C11.
(4−4)
また、本実施形態に係る電力制御基板P1によると、少なくとも1つの異常検知スイッチS11〜S13がオン状態からオフ状態へと変化した時に各リレーコイルS15a〜S17aにおいて逆起電力が生じても、逆流防止用ダイオードD11,D12により、この逆起電力に伴う電流の逆流が防がれる。従って、各リレーコイルS15a〜S17aに発生した逆起電力に伴う電流の逆流により、電力制御基板P1上に実装されている素子が破壊されてしまうのを防ぐことができる。
(4-4)
Further, according to the power control board P1 according to the present embodiment, even if a back electromotive force is generated in each of the relay coils S15a to S17a when at least one abnormality detection switch S11 to S13 is changed from an on state to an off state, Preventing diodes D11 and D12 prevent current backflow associated with the back electromotive force. Therefore, it is possible to prevent the elements mounted on the power control board P1 from being destroyed by the backflow of the current accompanying the back electromotive force generated in each of the relay coils S15a to S17a.
(4−5)
また、本実施形態に係る電力制御基板P1によると、異常検知スイッチS11〜S13だけではなく、漏洩電流に基づきオン/オフする漏洩電流用スイッチS14によっても、各状態変化スイッチS15〜S17がオン/オフされる。これにより、例えばモータM21A〜M21Cのいずれかにおいて異常が発生し漏洩電流が流れているが、異常検知スイッチS11〜S13は該漏洩電流を異常とは検知できないとしても、漏洩電流用スイッチS14によって全ての状態変化スイッチS15〜S17がオフされることとなる。従って、より確実に、各モータM21A〜M21Cに供給される電源を遮断することができる。
(4-5)
Further, according to the power control board P1 according to the present embodiment, the state change switches S15 to S17 are turned on / off not only by the abnormality detection switches S11 to S13 but also by the leakage current switch S14 that is turned on / off based on the leakage current. Turned off. As a result, for example, an abnormality has occurred in any of the motors M21A to M21C and leakage current is flowing. However, even if the abnormality detection switches S11 to S13 cannot detect the leakage current as abnormal, all of them are detected by the leakage current switch S14. The state change switches S15 to S17 are turned off. Therefore, the power supplied to the motors M21A to M21C can be cut off more reliably.
(4−6)
特に、本実施形態に係る電力制御基板P1には、3つのインバータ基板P21A〜P21Cが接続されている。これらのインバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22は、状態変化スイッチS15〜S17の採り得る状態、または該状態変化スイッチS15〜S17とは別のコイル電力スイッチ23aの採り得る状態により、商用電源51からモータM21A〜M21Cへの電力供給を遮断する。ここで、コイル電力スイッチ23aは、既に述べているように、圧縮機の異常や漏洩電流が発生しておらず正常である場合に、例えばサーモオフの指示に基づき電源スイッチ22をオフにすることができるスイッチである。これにより、インバータ基板P21A〜P21Cは、簡単な構成で、空気調和装置に関する異常がある場合及びない場合のいずれにおいても、モータM21A〜M21Cに供給される電源を確実に遮断することができる。
(4-6)
In particular, three inverter boards P21A to P21C are connected to the power control board P1 according to the present embodiment. The power switches 22 of these inverter boards P21A to P21C are connected to the
(5)変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(5) Modifications Although the embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without departing from the gist of the invention.
(5−1)変形例A
上記実施形態では、圧縮機の台数が3台である場合について説明した。しかし、圧縮機の台数はこれに限定されず、何台であってもよい。
(5-1) Modification A
In the above embodiment, the case where the number of compressors is three has been described. However, the number of compressors is not limited to this and may be any number.
また、本実施形態では、圧縮機の台数が3台であるため、異常検知スイッチS11〜S13、状態変化スイッチS15〜S17、及びインバータ基板P21A〜P21Cがそれぞれ3つずつ設けられている場合について説明した。しかし、異常検知スイッチ及びインバータ基板は、それぞれ3つに限定されるものではなく、複数であればよい。なお、状態変化スイッチの数は、3つに限定されるものではなく、複数であっても1つであってもよい。 Moreover, in this embodiment, since the number of compressors is three, the case where abnormality detection switches S11 to S13, state change switches S15 to S17, and three inverter boards P21A to P21C are provided is described. did. However, the number of abnormality detection switches and inverter boards is not limited to three, but may be plural. The number of state change switches is not limited to three, and may be plural or one.
また、第2インターフェース18a〜18cの数も、3つに限定されず、1または複数であることができる。
Further, the number of the
(5−2)変形例B
上記実施形態では、電力制御基板P1の遅延対策用コンデンサC11が、3つの状態変化スイッチS15〜S17に対し1つ設けられている場合について説明した。しかし、遅延対策用コンデンサは、3つの状態変化スイッチS15〜S17それぞれに対応するようにして3つ設けられていても良い。この場合の電力制御基板P1の回路構成の一例を、図9に示す。
(5-2) Modification B
In the above embodiment, a case has been described in which one delay countermeasure capacitor C11 of the power control board P1 is provided for the three state change switches S15 to S17. However, three delay countermeasure capacitors may be provided so as to correspond to the three state change switches S15 to S17, respectively. An example of the circuit configuration of the power control board P1 in this case is shown in FIG.
図9では、遅延対策用コンデンサC111,C112,C113が各リレーコイルS15a,S16a,S17aに並列に接続されている。なお、図9では、遅延対策用コンデンサC111〜C113の他に、漏洩電流用スイッチS141,S142,S143,抵抗R111,R112,R113,逆流防止用ダイオードD111,D112,D113,D121,D122,D123も、各リレーコイルS15a,S16a,S17aに対応するようにして3つずつ設けられている。1つの漏洩電流検知回路14の出力は、各漏洩電流用スイッチS141〜S143のゲートに接続されており、各漏洩電流用スイッチS141〜S143のエミッタは、図2の漏洩電流用スイッチS14と同様、まとめて異常検知スイッチS13の一端に接続されている。各漏洩電流用スイッチS141〜S143のコレクタは、各抵抗R111〜S113を介してGNDに接続されている。また、各漏洩電流用スイッチS141〜S143の接続ポイントsaより後段の回路構成については、図2の漏洩電流用スイッチS14の接続ポイントsaより後段の回路構成と同様であるため、説明を省略する。
In FIG. 9, delay countermeasure capacitors C111, C112, and C113 are connected in parallel to the relay coils S15a, S16a, and S17a. In addition to the delay countermeasure capacitors C111 to C113, in FIG. 9, leakage current switches S141, S142, S143, resistors R111, R112, R113, backflow prevention diodes D111, D112, D113, D121, D122, D123 are also included. Three relay coils are provided so as to correspond to the relay coils S15a, S16a, and S17a. The output of one leakage
図9のような回路構成は、例えばインバータ基板P21A〜P21C毎に電源スイッチ22を切断する際の遅延時間を異ならせたい場合に好適である。なぜならば、各遅延対策用コンデンサC111〜C113の容量をインバータ基板P21A〜P21C毎に異なる値にすることができるためである。
The circuit configuration as shown in FIG. 9 is suitable, for example, when it is desired to vary the delay time when the
また、上記実施形態では、遅延部がコンデンサC11によって構成されている場合について説明した。しかし、遅延部は、異常検知スイッチS11〜S13の少なくとも1つがオンからオフへと変化した後に各インバータ基板P21A〜P21Cの電源スイッチ22をオン状態からオフ状態へと変化させることができればよく、コンデンサ以外の構成であってもよい。
In the above embodiment, the case where the delay unit is configured by the capacitor C11 has been described. However, the delay unit only needs to change the
(5−3)変形例C
上記実施形態では、異常検知スイッチS11〜S13が圧縮機の異常を検出する場合について説明した。しかし、異常検知スイッチS11〜S13が検出する異常は、空気調和装置を構成する機器に関する異常であればよく、圧縮機の異常に限定されない。異常検知スイッチS11〜S13が検出する異常の他の例としては、例えば室外ファンの回転異常や、室外機の発火による室内機全体の熱異常等が挙げられる。
(5-3) Modification C
In the above embodiment, the case where the abnormality detection switches S11 to S13 detect abnormality of the compressor has been described. However, the abnormality detected by the abnormality detection switches S11 to S13 is not limited to the abnormality of the compressor. Other examples of the abnormality detected by the abnormality detection switches S11 to S13 include, for example, an abnormal rotation of the outdoor fan, a thermal abnormality of the entire indoor unit due to the ignition of the outdoor unit, and the like.
(5−4)変形例D
上記実施形態では、冷凍装置が空気調和装置である場合を例に採り説明した。しかし、冷凍装置は、例えばヒートポンプ装置等であることができ、空気調和装置以外であってもよい。
(5-4) Modification D
In the above embodiment, the case where the refrigeration apparatus is an air conditioner has been described as an example. However, the refrigeration apparatus can be, for example, a heat pump apparatus or the like, and may be other than an air conditioner.
(5−5)変形例E
上記実施形態では、図3に示すように、各インバータ基板P21A〜P21C側のインバータ部21a及び電圧印加制御部21bが、1つのインバータ用MPU21で構成される場合について説明した。しかし、インバータ部21a及び電圧印加制御部21bは、1つのMPUで構成されていなくともよく、機能毎に別々のMPUで構成されていてもよい。
(5-5) Modification E
In the said embodiment, as shown in FIG. 3, the case where the
(5−6)変形例F
上記実施形態では、図3に示すように、コイル電力スイッチ23aと状態変化スイッチS15〜S17のコネクタ24との間に、電源スイッチ22のリレーコイル22aが電気的に接続される場合について説明した。しかし、コイル電力スイッチ23a及び状態変化スイッチS15〜S17のコネクタ24は、リレーコイル22aに対し電気的に直列に接続されていればよく、リレーコイル22aを挟むように電気的に接続されていなくともよい。
(5-6) Modification F
In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the case where the
例えば、図10では、状態変化スイッチS15〜S17のコネクタ24が、コイル電力スイッチ23aと同じく、リレーコイル22aの端部sc側に接続されているインバータ基板P21A’〜P21C’の回路構成を示している。また、図11では、コイル電力スイッチ23aが、状態変化スイッチS15〜S17のコネクタ24と同じく、リレーコイル22aの端部sd側に接続されているインバータ基板P21A’’〜P21C’’の回路構成を示している。
For example, FIG. 10 shows a circuit configuration of inverter boards P21A ′ to P21C ′ in which the
また、図示してはいないが、コイル電力スイッチ23aと状態変化スイッチS15〜S17の配置は、図3とは逆であってもよい。つまり、コイル電力スイッチ23aがリレーコイル22aの端部sd側に接続され、状態変化スイッチS15〜S17がリレーコイル22aの端部sc側に接続されていてもよい。
Although not shown, the arrangement of the
(5−7)変形例G
上記実施形態では、異常検知回路25がフォトカプラ25a等によって構成されている場合について説明した。しかし、異常検知回路25は、スイッチ制御回路23に電気的に接続された状態変化スイッチS15〜S17の状態変化に基づいて空気調和装置の異常の発生を検知できればよく、具体的な構成は図3に限定されない。
(5-7) Modification G
In the above embodiment, the case where the
(5−8)変形例H
上記実施形態では、スイッチ制御回路23及び異常検知回路25に供給される電源がそれぞれ約15V,約5Vである場合について説明した。しかし、スイッチ制御回路23及び異常検知回路25に供給される電源は、これらの値に限定されず、例えば約10V,約3Vなどであることができる。
(5-8) Modification H
In the above embodiment, the case where the power supplied to the
101 モータ駆動システム
M21A,M21B,M21C モータ
P1 電力制御基板
S11,S12,S13 異常検知スイッチ
S14 漏洩電流用スイッチ
14 漏洩電流検出回路
C11 遅延対策用コンデンサ
D11,D12 逆流防止用ダイオード
S15,S16,S17 状態変化スイッチ
S15a,S16a,S17a リレーコイル
S15b,S16b,S17b リレースイッチ
P21A,P21B,P21C インバータ基板
21 インバータ用MPU
21a インバータ部
21b 電圧印加制御部
22 電源スイッチ
22a リレーコイル
22b,22c リレースイッチ
23 スイッチ制御回路
23a コイル電力スイッチ
24 状態変化スイッチとスイッチ制御回路とを繋ぐコネクタ
25 異常検知回路
101 Motor Drive System M21A, M21B, M21C Motor P1 Power Control Board S11, S12, S13 Abnormality Detection Switch S14
Claims (5)
前記冷凍装置に関する異常が有る場合にはオフ状態を採り、前記冷凍装置に関する異常がない場合にはオン状態を採る複数の異常検知スイッチ(S11〜S13)と、
各前記接続部を介して各前記インバータ基板の前記電源スイッチと電気的に接続されており、前記異常検知スイッチのオン/オフに応じてオン/オフすることで前記電源スイッチをオン状態またはオフ状態に変化させる状態変化スイッチ(S15〜S17)と、
前記モータまたは前記冷凍装置に含まれる機器における漏洩電流の値に基づいて、前記状態変化スイッチをオン/オフさせることが可能な漏洩電流用スイッチ(S14)と、
前記インバータに対して前記駆動電圧の出力動作を制御する制御部(21)と、
を備え、
複数の前記異常検知スイッチの少なくとも1つがオン状態からオフ状態となった時、又は前記漏洩電流の値が基準値よりも高い場合に前記漏洩電流用スイッチがオン状態からオフ状態となった時、前記状態変化スイッチは複数の前記インバータ基板全ての前記電源スイッチをオン状態からオフ状態に変化させ、
前記制御部は、複数の前記異常検知スイッチ及び前記漏洩電流用スイッチの少なくとも1つがオフ状態となった時から前記電源スイッチがオフ状態に変化する間に複数の前記インバータ基板全てにおける前記インバータに対して前記駆動電圧の出力動作を停止させる、
冷凍装置の電力制御基板(P1)。 A plurality of power switches (22) that turn on / off power supply to motors (M21A to M21C) that are drive sources of equipment included in the refrigeration apparatus, and an inverter (21a) that outputs a drive voltage to the motors are mounted. A plurality of connecting portions (11a to 11c) connected to the inverter substrate (P21A to P21C);
A plurality of abnormality detection switches (S11 to S13) that take an off state when there is an abnormality relating to the refrigeration apparatus, and take an on state when there is no abnormality relating to the refrigeration apparatus;
It is electrically connected to the power switch of each inverter board via each connection portion, and the power switch is turned on or off by turning on / off according to the on / off of the abnormality detection switch. A state change switch (S15 to S17) to be changed to
A leakage current switch (S14) capable of turning on / off the state change switch based on the value of leakage current in the motor or the device included in the refrigeration apparatus;
A control unit (21) for controlling the output operation of the drive voltage to the inverter;
With
When at least one of the plurality of abnormality detection switches is turned off from the on state, or when the leakage current switch is turned off from the on state when the value of the leakage current is higher than a reference value, The state change switch changes the power switch of all the inverter boards from an on state to an off state,
The controller controls the inverters on all of the plurality of inverter boards while the power switch is turned off after at least one of the plurality of abnormality detection switches and the leakage current switch is turned off. To stop the output operation of the drive voltage,
Power control board (P1) of the refrigeration apparatus.
を更に備える、
請求項1に記載の冷凍装置の電力制御基板(P1)。 A delay that delays the timing when the state change switch changes from the on state to the off state so that the power switch changes from the on state to the off state after the abnormality detection switch changes from the on state to the off state. Part (C11),
Further comprising
The power control board (P1) of the refrigeration apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の冷凍装置の電力制御基板(P1)。 A voltage lower than about 30 V is applied to the abnormality detection switch.
The power control board (P1) of the refrigeration apparatus according to claim 1 or 2.
前記状態変化用リレーコイルに並列または直列に接続されており、前記異常検知スイッチがオン状態からオフ状態へと変化した時に前記状態変化用リレーコイルに発生する逆起電力による電流が逆流するのを防止する逆流防止部(D11,D12)、
を更に備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置の電力制御基板(P1)。 The state change switch (S15 to S17) includes a state change relay switch (S15b to S17b) and a state change relay coil (S15a to S17a) connected in series to the abnormality detection switch.
The state change relay coil is connected in parallel or in series, and when the abnormality detection switch changes from an on state to an off state, a current caused by a counter electromotive force generated in the state change relay coil flows backward. Backflow prevention unit (D11, D12) to prevent,
Further comprising
The power control board (P1) of the refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
各前記インバータ基板には、
前記電源用リレーコイルと直列に接続されており、前記電源用リレーコイルへの電源供給をオン/オフするコイル電力スイッチ(23a)、が更に実装されており、
前記状態変化スイッチがオフ状態を採るかまたは前記コイル電力スイッチがオフである場合の前記電源用リレーコイルの両端電圧に基づき、前記電源用リレースイッチがオフとなる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍装置の電力制御基板(P1)。 The power switch (22) includes a power relay coil (22a) electrically connected in series with the state change switch, and a power relay switch (22b, 22c) disposed between a commercial power source and the motor. )
Each inverter board has
A coil power switch (23a) connected in series with the power relay coil and turning on / off the power supply to the power relay coil is further mounted;
The power relay switch is turned off based on the voltage across the power relay coil when the state change switch is off or the coil power switch is off.
The power control board (P1) of the refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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