JPH10300310A - 冷蔵庫の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体のスイッチング時における急激な電流
変化や電圧変化を改善し、雑音端子電圧や雑音電力のレ
ベル低減を行う冷蔵庫の運転制御装置を供給することを
目的とする。 【解決手段】 冷蔵庫箱体と、冷凍サイクルと、凝縮器
と、蒸発器と、圧縮機と、圧縮機を駆動する直流電動機
と、庫内温度検出手段と、庫内温度を制御する庫内温度
制御手段と、交流入力を直流に変換する整流回路と、イ
ンバータ回路と、半導体スイッチをオン／オフさせるゲ
ート回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御
回路とを備えたものであり、半導体がスイッチする時の
オンスピードを遅くし、オフスピードを速くすることが
でき、急激な電流変化や電圧変化が発生を抑えることが
でき、雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫の直流電動
機をインバータ回路により制御を行う冷蔵庫の運転制御
装置に関するものであり、特に、インバータ回路におけ
る半導体スイッチのスイッチング方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫などの直流電動機をインバータに
より回転数制御を行う場合、複数の半導体スイッチをオ
ン／オフさせながら、直流電動機に加わる電圧を変化さ
せるのが一般的である。

【０００３】このような従来の冷蔵庫の運転制御装置と
しては、たとえば特開平２−１４０５７７号公報に示さ
れているものがある。

【０００４】この特長は、冷蔵庫の庫内温度が上昇した
ときは、圧縮機の回転数が増加するように信号を半導体
素子に送り、直流電動機に加わる電圧が上昇するよう半
導体スイッチをオン／オフし、直流電動機の回転数を上
げる。

【０００５】庫内温度が下降したときは、直流電動機に
加わる電圧が下降するように半導体スイッチに信号を送
り、半導体スイッチをオン／オフし、直流電動機の回転
数を下げるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ回路の構成では、スイッチングスピード（半
導体スイッチがオン／オフするスピード）が高速である
半導体素子を使用する場合、半導体がオン／オフすると
きに、直流電動機には急激な電流変化や電圧変化が発生
する。

【０００７】この急激な電流変化や電圧変化はノイズの
原因となり、雑音端子電圧や雑音電力のレベルが大きく
なり規格値をクリアできないという課題を有していた。

【０００８】本発明は、インバータを用いて直流電動機
の回転数制御を行う冷蔵庫の半導体素子のスイッチング
方法に関するものであり、ノイズの発生源となる半導体
スイッチのスイッチング時における電流変化や電圧変化
を改善し、雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減を行う
冷蔵庫の運転制御装置を供給することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の冷蔵庫の運転制
御装置は、冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内に構成され
た冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルを構成する凝縮器
と、蒸発器と、圧縮機と、前記圧縮機を駆動する直流電
動機と、前記冷蔵庫箱体内部の庫内温度センサと、前記
庫内温度センサの温度を検出する庫内温度検出手段と、
前記庫内温度検出手段により検出した温度データに基づ
き庫内温度を制御する庫内温度制御手段と、交流入力を
直流に変換する整流回路と、複数個の半導体スイッチを
ブリッジ結線したインバータ回路と、前記インバータ回
路を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制
御手段を構成する前記直流電動機の回転子の位置を検出
するとともに回転パルスを発生する位置検出手段と、前
記位置検出手段の出力をもとに前記インバータ回路の半
導体スイッチの動作を決定する転流手段と、前記直流電
動機の回転数を可変にするためのチョッピングを行うた
めの信号を発生するチョッピング信号発生手段と、前記
転流手段の出力と前記チョッピング信号発生手段の出力
とを合成する合成手段と、前記合成手段とインバータ回
路との間に構成され前記合成手段の出力により前記イン
バータ回路の半導体スイッチをオン／オフさせるゲート
回路とを備えたものである。

【００１０】本発明によれば、半導体がスイッチする時
のオンスピードを遅くし、オフスピードを速くすること
ができ、スイッチング時の電流変化や電圧変化を抑制で
き、雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減できる。

【００１１】また、さらに、圧縮機起動時からの時間を
カウントするタイマーカウント手段と、ゲート回路のゲ
ート抵抗を切りかえるゲート抵抗切りかえ手段を備える
ことにより、圧縮機起動直後における負荷が大きいとき
での雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減できる。

【００１２】また、さらに、蒸発器に取付けられた蒸発
器温度センサと、前記蒸発器温度センサの出力より蒸発
器温度を検出する蒸発器温度検出手段と、蒸発器温度デ
ータをもとに冷蔵庫の負荷状況を判定する負荷条件判定
手段と、前記負荷条件判定手段の出力により、ゲート抵
抗を決定するゲート抵抗決定手段と、ゲート抵抗切りか
え手段を備えることにより、冷蔵庫の負荷が大きいとき
は雑音端子電圧や雑音電力を低減でき、負荷が小さい安
定状態では半導体のスイッチングロスを低減でき省エネ
ルギー化を図ることができる。

【００１３】また、さらに、インバータ回路のマイナス
電圧ラインに設けた電流センサと、前記電流センサの出
力より電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手
段により検出された電流値に応じたゲート抵抗を決定す
るゲート抵抗決定手段を、ゲート抵抗切りかえ手段を備
えることにより、負荷が変動している場合でも、雑音端
子電圧や雑音電力の規格値をクリアできる最小のゲート
抵抗を設定でき、半導体素子のスイッチングロスも最小
に抑えることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内に構成された冷凍
サイクルと、前記冷凍サイクルを構成する凝縮器と、蒸
発器と、圧縮機と、前記圧縮機を駆動する直流電動機
と、前記冷蔵庫箱体内部の庫内温度センサと、前記庫内
温度センサの温度を検出する庫内温度検出手段と、前記
庫内温度検出手段により検出した温度データに基づき庫
内温度を制御する庫内温度制御手段と、交流入力を直流
に変換する整流回路と、複数個の半導体スイッチをブリ
ッジ結線したインバータ回路と、前記インバータ回路を
制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手
段を構成する前記直流電動機の回転子の位置を検出する
とともに回転パルスを発生する位置検出手段と、前記位
置検出手段の出力をもとに前記インバータ回路の半導体
スイッチの動作を決定する転流手段と、前記直流電動機
の回転数を可変にするためのチョッピングを行うための
信号を発生するチョッピング信号発生手段と、前記転流
手段の出力と前記チョッピング信号発生手段の出力とを
合成する合成手段と、前記合成手段とインバータ回路と
の間に構成され前記合成手段の出力により前記インバー
タ回路の半導体スイッチをオン／オフさせるゲート回路
とを備えたものであり、半導体がスイッチする時のオン
スピードを遅くし、オフスピードを速くすることがで
き、急激な電流変化や電圧変化が発生を抑えることがで
き、雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減できるという
作用を有する。

【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、圧縮機
起動時からの時間をカウントするタイマーカウント手段
と、ゲート回路のゲート抵抗を切りかえるゲート抵抗切
りかえ手段を備えたものであり、圧縮機起動直後等にお
ける負荷が大きいときでの雑音端子電圧や雑音電力のレ
ベル低減できるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、蒸発器
に取付けられた蒸発器温度センサと、前記蒸発器温度セ
ンサの出力より蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手
段と、蒸発器温度データをもとに冷蔵庫の負荷状況を判
定する負荷条件判定手段と、前記負荷条件判定手段によ
り得た負荷条件に応じたゲート抵抗を決定するゲート抵
抗決定手段と、ゲート抵抗切りかえ手段を備えたもので
あり、冷蔵庫の負荷が大きいときは雑音端子電圧や雑音
電力を低減でき、負荷が小さい安定状態では半導体のス
イッチングロスを低減でき省エネルギー化を図ることが
できるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項４に記載の発明は、インバ
ータ回路のマイナス電圧ラインに設けた電流センサと、
前記電流センサの出力よりインバータ回路に流れる電流
を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検
出された電流値に応じたゲート抵抗を決定するゲート抵
抗決定手段と、ゲート抵抗切りかえ手段を備えたもので
あり、負荷が変動している場合でも雑音端子電圧や雑音
電力規格値をクリアできる最小のゲート抵抗を設定で
き、半導体素子のスイッチングロスも最小に抑えること
ができるという作用を有する。

【００１８】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。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の冷蔵庫の運転制
御装置の全体構成図である。

【００１９】図１において、１は交流入力であり、２は
交流入力１の交流電圧を直流電圧に変換する倍電圧の整
流回路であり、ダイオード２ａ〜２ｄとコンデンサ２ｅ
〜２ｆが接続された構成となっている。

【００２０】３はインバータ回路であり、半導体スイッ
チ（トランジスタ等）３ａ〜３ｆが３相ブリッジ接続さ
れている。

【００２１】４はゲート回路であり、ダイオード４ａ，
コンデンサ４ｂ〜４ｃ，抵抗４ｄ〜４ｅにより構成され
ており、インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆ
とインバータ制御回路５との間に各々組み込まれ、イン
バータ制御回路５からの半導体スイッチ制御パルスをイ
ンバータ回路３の６つの半導体スイッチ３ａ〜３ｆにそ
れぞれ伝送する。

【００２２】５はインバータ制御回路であり、位置検出
手段６と、転流手段７と、チョッピング信号発生手段８
と、合成手段９により構成されている。

【００２３】６の位置検出手段は直流電動機１０の回転
子（図示せず）の回転位置を検出すると共に、回転パル
スを発生する。

【００２４】７の転流手段は位置検出手段６の出力から
インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを転流さ
せる転流パルスを作り出す。

【００２５】８のチョッピング信号発生手段は直流電動
機１０の回転数を可変にするために、一定周波数でオン
／オフ比率の異なる波形を作り出す。

【００２６】９の合成手段は、転流手段７により出力さ
れた転流パルスとチョッピング信号発生手段８により出
力されたチョッピング信号とを合成し、ゲート回路４へ
合成信号を出力する。

【００２７】１０は直流電動機であり、インバータ回路
３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆがオン／オフすることに
より駆動される。

【００２８】１１は圧縮機であり、直流電動機１０と連
結しており、直流電動機１０が回転することにより駆動
し、冷媒を冷凍サイクル１２に循環させる。

【００２９】１２は冷凍サイクルであり、凝縮器１３
と、蒸発器１４と、前記圧縮機１１から構成されてお
り、冷蔵庫箱体１５の内部に組み込まれている。

【００３０】圧縮機１１によって圧縮された冷媒が凝縮
器１３を通り凝縮され、さらに、蒸発器１４を通りそこ
で蒸発することにより冷蔵庫内部の空気と熱交換して冷
蔵庫を冷やす。

【００３１】１６は冷蔵庫庫内の庫内温度センサであ
り、１７は庫内温度センサ１６より庫内温度を検出する
庫内温度検出手段である。

【００３２】１８は庫内温度制御手段であり、前記庫内
温度検出手段１７の検出した温度データにもとづき冷蔵
庫庫内温度を一定に保つように、前記直流電動機１０を
駆動させるオン／オフ指令をインバータ制御回路５へ出
力する。

【００３３】次に、上記構成の冷蔵庫の運転制御装置の
動作について、図２，図３，図４を用いて説明する。

【００３４】図２は実施の形態１における半導体スイッ
チ制御パルスのタイミングチュートである。

【００３５】図３は実施の形態１における半導体スイッ
チ制御パルスとゲート電圧の相関図である。

【００３６】図４は実施の形態１における半導体スイッ
チのスイッチング波形である。まず、実施の形態１で
は、庫内温度センサ１６と庫内温度検出手段１７により
検出された庫内温度がｔ１以上（例えば−１８℃以上）
であるとき、庫内温度制御手段１８は圧縮機１１が起動
するようにインバータ制御回路５へ圧縮機運転命令を出
力し、インバータ制御回路５の半導体スイッチ制御パル
スＡ１＋、Ｂ１＋、Ｃ１＋、Ａ１−、Ｂ１−、Ｃ１−に
したがって、直流電動機１０は回転運動する。

【００３７】庫内温度がｔ２以下（例えば−２０℃）に
なれば、庫内温度制御手段１８は、圧縮機１１が停止す
るようにインバータ制御回路５へ圧縮機停止信号を出力
し、直流電動機１０を停止する。

【００３８】図２において、Ａ１＋、Ｂ１＋、Ｃ１＋、
Ａ１−、Ｂ１−、Ｃ１−は、直流電動機１０が回転運動
している時、半導体スイッチ３ａ〜３ｆを動作させるた
めに、インバータ制御回路５が出力する半導体スイッチ
制御パルスである。（本実施の形態では、Ａ１＋信号は
３ａを、Ｂ１＋信号は３ｃを、Ｃ１＋信号は３ｅを、Ａ
１−信号は３ｂを、Ｂ１−信号は３ｄを、Ｃ１−信号は
３ｆを動作させるためのものである）。

【００３９】インバータ制御回路５から出力された半導
体スイッチ制御パルスＡ１＋、Ｂ１＋、Ｃ１＋、Ａ１
−、Ｂ１−、Ｃ１−は、それぞれの半導体スイッチ３ａ
〜３ｆの入力側に半導体スイッチ毎に設けられた、それ
ぞれのゲート回路４に入力され、その制御パルスはゲー
ト回路４を通過するときに、ゲート回路４に設けられた
ダイオード４ａ、コンデンサ４ｂ，４ｃ、抵抗４ｄ，４
ｅにより波形変換され、ゲート電圧波形となる。

【００４０】図３は、半導体スイッチ制御パルスと半導
体スイッチのゲート電圧波形を示す。

【００４１】例えば、半導体スイッチ３ｂにおける波形
を例にする。図３に示すＴはチョッピング信号の１周期
であり、Ｔ１は半導体スイッチ３ｂをオンさせる時間、
Ｔ２は半導体スイッチ３ｂをオフさせる時間である。

【００４２】半導体スイッチ制御パルス信号Ａ１−はゲ
ート回路４を通過することにより、Ａ２−のようにな
る。（半導体スイッチ制御パルスＡ１＋、Ｂ１＋、Ｃ１
＋、Ａ１−、Ｂ１−、Ｃ１−は、ゲート電圧波形ではそ
れぞれＡ２＋、Ｂ２＋、Ｃ２＋、Ａ２−、Ｂ２−、Ｃ２
−に対応する）。

【００４３】半導体スイッチ制御パルスＡ１−が、”
Ｌ”（例えば０〔Ｖ〕）から”Ｈ”（（例えば１０
〔Ｖ〕）になるタイミング（ターンオン）では、ゲート
電圧波形Ａ２−は半導体スイッチ制御パルスＡ１−に比
べ、完全に”Ｌ”（例えば０〔Ｖ〕）から”Ｈ”（例え
ば１０〔Ｖ〕）になるまで、α〔μｓ〕遅れた波形とな
る。

【００４４】α〔μｓ〕は、ゲート回路４の抵抗４ｄと
コンデンサ４ｃとの時定数により決定される。

【００４５】また、半導体スイッチ制御パルスＡ１−
が、”Ｈ”から”Ｌ”になるタイミング（ターンオフ）
では、ゲート回路４のダイオード４ａとコンデンサ４ｂ
の働きにより、ゲート電圧波形Ａ２−は立ち下がり、完
全に”Ｌ”になるまで、β〔μｓ〕だけ遅れた波形とな
る。

【００４６】図４に半導体スイッチの入出力のスイッチ
ング波形の１周期を示す。例えば、半導体スイッチ３ｄ
におけるスイッチング波形は、Ｖｇｓ（ＭＯＳ−ＦＥＴ
におけるソースに対するゲート部分の電圧のことで、前
記Ａ２−に相当する）、Ｉｄ（ＭＯＳ−ＦＥＴにおける
ドレイン電流）、Ｖｄｓ（ＭＯＳ−ＦＥＴにおけるソー
スに対するゲート部分の電圧のこと）は図４に示すよう
になる。

【００４７】特に、半導体スイッチ３ｄがターンオン
（Ｖｇｓが”Ｌ”から”Ｈ”になるとき）するとき、例
えば、ゲート回路４がない場合、出力電流Ｉｄは、Ｉｄ
２のようになり、ｄｉ／ｄｔ（単位時間あたりの電流の
増加量）が大きく、ピーク電流も大きくなるが、ゲート
回路４を有する本実施の形態１の場合では、出力電流Ｉ
ｄはＩｄ１のようになり、従って、出力電流Ｉｄのｄｉ
／ｄｔは小さくなり、ピーク電流も小さくなり、雑音端
子電圧や雑音電力レベルも小さくなる。

【００４８】ゲート回路４により、半導体スイッチ３ａ
〜３ｆは上述の動作をし、６つの半導体スイッチがオン
／オフすることにより、直流電動機１０は回転運動し、
さらに、圧縮機１１が冷媒を冷凍サイクル１２に循環
し、冷蔵庫１５を冷却する。

【００４９】上記形態により、半導体スイッチのターン
オンスピードを遅くし、出力電流のｄｉ／ｄｔを小さく
し、ピーク電流を小さくすることができ、雑音端子電圧
や雑音電力のレベル低減できる。

【００５０】（実施の形態２）図５は実施の形態２の冷
蔵庫の運転制御装置の全体構成図である。

【００５１】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００５２】図５において、２１は圧縮機起動時からの
時間をカウントするタイマーカウント手段である。

【００５３】２２はゲート回路のゲート抵抗を切りかえ
るゲート抵抗切りかえ手段である。２３はゲート抵抗切
りかえスイッチであり、ゲート切りかえ手段２２の信号
をうけ、抵抗値の小さいゲート抵抗４ｄ１と抵抗値の大
きいゲート抵抗４ｄ２のどちらかに接続される。

【００５４】ゲート抵抗切りかえスイッチ２３は半導体
スイッチ（トランジスタ等）を用いてもよい。

【００５５】また、本実施の形態２の説明では、ゲート
抵抗は抵抗値の違うものを２数個用いて説明するが、複
数個、または、可変抵抗を用いてもよい。

【００５６】冷蔵庫では庫内温度の温度変化を庫内温度
センサ１６を用いて庫内温度検出手段１７により検出
し、庫内温度制御手段１８により、庫内圧縮機１１の運
転／停止を制御している。

【００５７】図６に圧縮機１１の運転状況と庫内温度の
相関を示す。図６において、庫内温度センサ１６と庫内
温度検出手段１７により検出された庫内温度がｔ１以上
（例えば−１８℃以上）であるとき、庫内温度制御手段
１８は圧縮機１１が起動するようにインバータ制御回路
５へ圧縮機運転命令を出力し、インバータ制御回路５の
半導体スイッチ制御パルスＡ１＋、Ｂ１＋、Ｃ１＋、Ａ
１−、Ｂ１−、Ｃ１−にしたがって、直流電動機１０は
回転運動する。

【００５８】庫内温度がｔ２以下（例えば−２０℃）に
なれば、庫内温度制御手段１８は、圧縮機１１が停止す
るようにインバータ制御回路５へ圧縮機停止信号を出力
し、直流電動機１０を停止する。

【００５９】Ｔｏｎ時に圧縮機１１が起動した直後は、
庫内温度がｔ１と高いため、直流電動機１０へかかる負
荷は大きくなり、従って、流れる電流値も大きくなり、
雑音端子電圧値，雑音電力も大きくなる。

【００６０】Ｔｏｎ時から一定の時間が経過し、庫内温
度が下降してくると直流電動機１０への負荷が徐々に小
さくなってゆき、流れる電流値も小さくなり、従って、
雑音端子電圧値，雑音電力も小さくなる。

【００６１】タイマーカウント手段２１は、圧縮機１１
が起動するＴｏｎ時からの時間をカウントする。

【００６２】圧縮機１１が起動する時、すなわち、タイ
マーカウント手段２１のカウント時間が０〔ｓ〕では、
ゲート抵抗切りかえ手段２２により、ＳＷ２３へ信号が
出力され、ＳＷ２３はゲート抵抗４ｄ２に接続される。

【００６３】その後、カウント時間がＴｓｗ１〔ｓ〕に
なると、ゲート抵抗切りかえ手段２２により、ＳＷ２３
へ信号を出力し、ＳＷ２３はゲート抵抗４ｄ１に接続さ
れる。

【００６４】ゲート抵抗を切りかえるカウント時間Ｔｓ
ｗ１〔ｓ〕は、冷凍サイクル１２等の性能により異なる
ため、あらかじめ測定しておきＴｓｗ１〔ｓ〕を決定し
ておく。

【００６５】図７にゲート抵抗４ｄ１を接続した時と４
ｄ２を接続した時のドレイン電流の違いを示す。

【００６６】圧縮機１１の起動時からカウント時間Ｔｓ
ｗ１〔ｓ〕まで間はＳＷ２３はゲート抵抗４ｄ２に接続
され、半導体スイッチに流れる電流はＩｄ２のようにな
る。

【００６７】Ｔｓｗ１〔ｓ〕に達すると、ＳＷ２３はゲ
ート抵抗４ｄ１に接続され、半導体スイッチに流れる電
流はＩｄ１のようになる。

【００６８】従って、圧縮機１１の起動直後Ｔｓｗ１
〔ｓ〕間のピーク電流と、その後のピーク電流は同等レ
ベルとなる。

【００６９】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。

【００７０】上記形態により、圧縮機起動直後等におけ
る負荷が大きいときでの雑音端子電圧や雑音電力のレベ
ル低減できる。

【００７１】（実施の形態３）図８は実施の形態３の冷
蔵庫の運転制御装置の全体構成図である。

【００７２】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００７３】図８において、３１は凝縮器温度センサ、
３２は凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段であ
る。

【００７４】３３は前記蒸発器温度検出手段３２のデー
タより、圧縮機１１の負荷を判定する負荷条件判定手段
である。

【００７５】３４は前記負荷条件判定手段３３の判定に
従い、ゲート回路４のゲート抵抗値を決定するゲート抵
抗決定手段である。

【００７６】２２はゲート回路のゲート抵抗を切りかえ
るゲート抵抗切りかえ手段である。２３はゲート抵抗切
りかえスイッチであり、ゲート切りかえ手段２２の信号
をうけ、抵抗値の小さいゲート抵抗４ｄ１と抵抗値の大
きいゲート抵抗４ｄ２のどちらかに接続される。

【００７７】ゲート抵抗切りかえスイッチ２３は、半導
体スイッチ（トランジスタ等）を用いてもよい。

【００７８】また、本実施の形態の説明では、ゲート抵
抗は抵抗値の違うものを２数個用いて説明するが、複数
個、または、可変抵抗を用いてもよい。

【００７９】冷蔵庫では庫内温度の温度変化を庫内温度
センサ１６を用いて庫内温度検出手段１７により検出
し、庫内温度制御手段１８により、庫内圧縮機１１の運
転／停止を制御している。

【００８０】図９に圧縮機１１の運転状況と蒸発器温度
の相関を示す。図９において、圧縮機１１が起動した直
後は、蒸発器１４の温度は急激に変化し、直流電動機１
０への負荷が大きく、流れる電流値も大きくなり、従っ
て、雑音端子電圧値、雑音電力も大きくなる。

【００８１】蒸発器温度が一定となると、直流電動機１
０への負荷が小さくなってゆき、流れる電流値も小さく
なり、従って、雑音端子電圧値，雑音電力も小さくな
る。

【００８２】圧縮機１１が起動するＴｏｎ時では、負荷
が大きいため、ゲート抵抗切りかえ手段２２により、Ｓ
Ｗ２３へ信号を出力し、ＳＷ２３はゲート抵抗４ｄ２に
接続される。

【００８３】その後、蒸発器温度を蒸発器センサ３１を
用い、蒸発器温度検出手段３２により検出する。

【００８４】蒸発器温度検出手段３２により検出された
データは負荷条件判定手段３３へ入力される。

【００８５】圧縮機１１が起動後、Ｔａ〔ｓ〕後の蒸発
器温度をＫａ〔℃〕、Ｔｂ〔ｓ〕後の温度をＫｂ〔℃〕
とする。

【００８６】負荷条件判定手段３３では、Ｋａ〔℃〕と
Ｋｂ〔℃〕を比較し、Ｋａ＝Ｋｂであれば、負荷変動が
一定であると判定する。

【００８７】負荷変動が一定であると判定した場合、ゲ
ート抵抗決定手段３４では、ゲート抵抗値の小さいゲー
ト抵抗４ｄ１を決定し、ゲート抵抗切りかえ手段２２に
より、ゲート抵抗は４ｄ１に切り替わる。

【００８８】Ｋａ〔℃〕＜Ｋｂ〔℃〕あるいは、Ｋａ
〔℃〕＞Ｋｂ〔℃〕のときは、負荷条件判定手段３３に
より負荷変動していると判定し、ゲート抵抗決定手段３
４では、ゲート抵抗値の大きいゲート抵抗４ｄ２を決定
し、ゲート抵抗切りかえ手段２２により、ゲート抵抗は
４ｄ２に切り替わる。

【００８９】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。

【００９０】上記形態により、判定した条件により、負
荷変動している場合、ゲート回路４のゲート抵抗を抵抗
値の大きいものを用い、雑音端子電圧，雑音電力を低減
でき、負荷変動がないと判定した場合は、抵抗値の小さ
いゲート抵抗を用いスイッチングロスを低減できる。

【００９１】（実施の形態４）図１０は実施の形態４の
冷蔵庫の運転制御装置の全体構成図である。

【００９２】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００９３】図１０において、４１はインバータ回路３
のマイナス電圧ラインに設けた電流センサである。

【００９４】４２は前記電流センサを用いて、インバー
タ回路３を流れる電流を検出する電流検出手段である。

【００９５】３４は前記電流検出手段４２の検出値に従
い、ゲート回路４のゲート抵抗値を決定するゲート抵抗
決定手段である。

【００９６】２２はゲート回路のゲート抵抗を切りかえ
るゲート抵抗切りかえ手段である。２３はゲート抵抗切
りかえスイッチであり、ゲート切りかえ手段２２の信号
をうけ、抵抗値の複数個のいずれかに接続される。

【００９７】ゲート抵抗切りかえスイッチ２３は半導体
スイッチ（トランジスタ等）を用いてもよい。

【００９８】また、本実施の形態の説明では、ゲート抵
抗は抵抗値の小さいものから順に４ｄ１、４ｄ２、４ｄ
３、４ｄ４、４ｄ５を用いて説明するが、ゲート抵抗は
複数個、または、可変抵抗を用いてもよい。

【００９９】また、４ｄ１〜４ｄ５の抵抗値は測定によ
りあらかじめ選定しておく。冷蔵庫では庫内温度の温度
変化を庫内温度センサ１６を用いて庫内温度検出手段１
７により検出し、庫内温度制御手段１８により、圧縮機
１１の運転／停止を制御している。

【０１００】インバータ制御回路５により、半導体スイ
ッチ３ａ〜３ｆがオン／オフし、直流電動機１０が回転
運動するとき、直流電動機１０および半導体スイッチ３
ａ〜３ｆに流れる電流は、インバータ回路３のマイナス
電圧ラインを流れる。

【０１０１】マイナス電圧ラインを流れる電流をＩｔと
し、図１１にマイナス電圧ラインを流れる電流パターン
を示す。

【０１０２】Ｉｔのピーク電流値は、直流電動機１０へ
の負荷が同一であっても、ゲート回路４のゲート抵抗値
によって変化する。

【０１０３】例えば、図１１の（ａ）に示すように、ゲ
ート抵抗値が小さい場合の電流パターンはＩｔ１のよう
になり、ゲート抵抗値が大きくなるとＩｔ２のようにな
り、ピーク電流値も小さくなる。

【０１０４】また、Ｉｔのピーク電流値は、ゲート抵抗
値が同一であっても、直流電動機１０にかかる負荷が変
われば変化し、例えば、図１１の（ｂ）に示すように、
負荷が大きい場合の電流パターンはＩｔ３のようにな
り、負荷が小さいときはＩｔ４のようになる。

【０１０５】従って、直流電動機１０への負荷が同一で
あり、ゲート回路４のゲート抵抗値が小さい場合やゲー
ト抵抗値が同一であり、直流電動機１０への負荷が大き
い場合、Ｉｔのピーク電流も大きく雑音端子電圧，雑音
電力レベルが大きくなる。

【０１０６】本実施の形態４では、直流電動機１０が回
転運動している時、インバータ回路３のマイナス電圧ラ
インを流れる電流Ｉｔを、電流センサ４１を用いて、電
流検出手段４２により、電流Ｉｔのピーク電流を検出す
る。

【０１０７】検出したピーク電流値はゲート抵抗決定手
段３４に出力され、ゲート抵抗決定手段３４ではピーク
電流値に応じて、ゲート抵抗を決定する。

【０１０８】図１２はピーク電流値とゲート抵抗値の相
関例を示す。ピーク電流値に対するゲート抵抗値は、あ
らかじめ測定しておき、雑音端子電圧や雑音電力の規格
値を満足できるものである。

【０１０９】例えば、検出したピーク電流値Ｐ〔Ａ〕が
１〔Ａ〕＜Ｐ＜２〔Ａ〕であれば、ゲート抵抗は４ｄ１
以上の抵抗値を持つゲート抵抗を選ぶことができるが、
スイッチングロス（半導体スイッチがオン／オフする時
に発生する損失）を最小にするため、抵抗値の最も小さ
い４ｄ１を選定する。

【０１１０】同様に、ピーク電流値Ｐ〔Ａ〕が２〔Ａ〕
＜Ｐ＜３〔Ａ〕であれば、４ｄ２を選定する。

【０１１１】同様に、ピーク電流値Ｐ〔Ａ〕が３〔Ａ〕
＜Ｐ＜４〔Ａ〕であれば、４ｄ３を選定する。

【０１１２】同様に、ピーク電流値Ｐ〔Ａ〕が４〔Ａ〕
＜Ｐ＜５〔Ａ〕であれば、４ｄ４を選定する。

【０１１３】同様に、ピーク電流値Ｐ〔Ａ〕が５〔Ａ〕
＜Ｐ〔Ａ〕であれば、４ｄ５を選定する。

【０１１４】その後、ゲート抵抗切りかえ手段２２によ
り、ＳＷ２３を駆動し、決定したゲート抵抗に切りかえ
る。

【０１１５】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。

【０１１６】上記形態により、負荷が変動している場合
でも雑音端子電圧や雑音電力規格値をクリアできる最小
のゲート抵抗を設定でき、半導体素子のスイッチングロ
スも最小に抑えることができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体が
スイッチする時のオンスピードを遅くし、オフスピード
を速くすることができ、急激な電流変化や電圧変化が発
生を抑えることができ、雑音端子電圧や雑音電力のレベ
ル低減できる。

【０１１８】さらに、圧縮機起動直後等における負荷が
大きいときでの雑音端子電圧や雑音電力のレベル低減で
きる。

【０１１９】さらに、冷蔵庫の負荷が大きいときは雑音
端子電圧や雑音電力を低減でき、負荷が小さい安定状態
では半導体のスイッチングロスを低減でき省エネルギー
化を図ることができる。

【０１２０】さらに、負荷が変動している場合でも雑音
端子電圧や雑音電力規格値をクリアできる抵抗値が最小
のゲート抵抗を設定でき、半導体素子のスイッチングロ
スも最小に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の冷蔵庫の運転制御装置
の全体構成図

【図２】本実施の形態１における半導体スイッチのタイ
ミングチャート

【図３】本実施の形態１における半導体スイッチ制御パ
ルスとゲート電圧の相関図

【図４】本発明の実施の形態１における半導体スイッチ
のスイッチング波形図

【図５】本発明の実施の形態２の冷蔵庫の運転制御装置
の全体構成図

【図６】本発明の実施の形態２における圧縮機運転と庫
内温度の相関図

【図７】本実施の形態２におけるドレイン電流波形図

【図８】本発明の実施の形態３の冷蔵庫の運転制御装置
の全体構成図

【図９】本発明の実施の形態３における圧縮機運転と蒸
発器温度の相関図

【図１０】本発明の実施の形態４の冷蔵庫の運転制御装
置の全体構成図

【図１１】本実施の形態４におけるインバータ回路電流
波形図

【図１２】本発明の実施の形態４におけるゲート抵抗選
定マトリクス図

【符号の説明】

２ 整流回路 ３ インバータ回路 ４ ゲート回路 ５ インバータ制御回路 ６ 位置検出手段 ７ 転流手段 ８ チョッピング信号発生手段 ９ 合成手段 １０ 直流電動機 １１ 圧縮機 １２ 冷凍サイクル １３ 凝縮器 １４ 蒸発器 １５ 冷蔵庫箱体 １６ 庫内温度センサ １７ 庫内温度検出手段 １８ 庫内温度制御手段 ２１ タイマーカウント手段 ２２ ゲート抵抗切りかえ手段 ３１ 蒸発器センサ ３２ 蒸発器温度検出手段 ３３ 負荷条件判定手段 ３４ ゲート抵抗決定手段 ４１ 電流センサ ４２ 電流検出手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷蔵庫箱体と、前記冷蔵庫箱体内に構成
   された冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルを構成する凝
   縮器と、蒸発器と、圧縮機と、前記圧縮機を駆動する直
   流電動機と、前記冷蔵庫箱体内部の庫内温度センサと、
   前記庫内温度センサの温度を検出する庫内温度検出手段
   と、前記庫内温度検出手段により検出した温度データに
   基づき庫内温度を制御する庫内温度制御手段と、交流入
   力を直流に変換する整流回路と、複数個の半導体スイッ
   チをブリッジ結線したインバータ回路と、前記インバー
   タ回路を制御するインバータ制御手段と、前記インバー
   タ制御手段を構成する前記直流電動機の回転子の位置を
   検出するとともに回転パルスを発生する位置検出手段
   と、前記位置検出手段の出力をもとに前記インバータ回
   路の半導体スイッチの動作を決定する転流手段と、前記
   直流電動機の回転数を可変にするためのチョッピングを
   行うための信号を発生するチョッピング信号発生手段
   と、前記転流手段の出力と前記チョッピング信号発生手
   段の出力とを合成する合成手段と、前記合成手段とイン
   バータ回路との間に構成され前記合成手段の出力により
   前記インバータ回路の半導体スイッチをオン／オフさせ
   るゲート回路とを備えた冷蔵庫の運転制御装置。
2. 【請求項２】 圧縮機起動時からの時間をカウントする
   タイマーカウント手段と、ゲート回路のゲート抵抗を切
   りかえる、ゲート抵抗切りかえ手段とからなる請求項１
   記載の冷蔵庫の運転制御装置。
3. 【請求項３】 蒸発器に取付けられた蒸発器温度センサ
   と、前記蒸発器温度センサの出力より蒸発器温度を検出
   する蒸発器温度検出手段と、蒸発器温度データをもとに
   冷蔵庫の負荷状況を判定する負荷条件判定手段と、前記
   負荷条件判定手段により得た負荷条件に応じたゲート抵
   抗を決定するゲート抵抗決定手段と、ゲート抵抗切りか
   え手段とからなる請求項１記載の冷蔵庫の運転制御装
   置。
4. 【請求項４】 インバータ回路のマイナス電圧ラインに
   設けた電流センサと、前記電流センサの出力よりインバ
   ータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記
   電流検出手段により検出された電流値に応じたゲート抵
   抗を決定するゲート抵抗決定手段を、ゲート抵抗切りか
   え手段とからなる請求項１記載の冷蔵庫の運転制御装
   置。