JP2000337688A - 空気調和機の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の電子回路のマイクロコンピュー
タ等の制御部を電源に対して非絶縁とした場合、人が触
れる可能性がある等の理由から電源と絶縁することが要
求される温度センサ等の電子部品には、基礎絶縁物と人
が内部を触れることができない空間距離のある構造物と
で覆う又は強化絶縁物で覆うことによって感電対策を行
う場合、温度センサ等の検知誤差が大きくなるといった
性能上の問題があった。 【解決手段】 空気調和機の電源と絶縁することが要求
される温度センサ等の電子部品からのアナログ電圧値を
制御回路に取り込む際、前記アナログ電圧信号をＶＦ変
換して絶縁素子を介した後、直接又はＦＶ変換してから
マイクロコンピュータ等の制御回路に取り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータ等の制御回路が電源と絶縁していない空気調和機の
制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機の制御回路における絶
縁構造例について図４，５，６，７を用いて説明する。

【０００３】図４は、従来の空気調和機の室外機の電子
回路図である。同図において、１は交流電源、２は交流
を直流に変換するコンバータ部、３は直流からモータに
入力する交流電圧を生成するためのインバータ部、４は
モータ、５は電源回路、６は電源回路の１次側、７は電
源回路の２次側、８はフォトカプラ等の絶縁素子、９は
マイクロコンピュータ等の制御部、１０は空気調和機の
構造上、人が触れるおそれのある外気温検知の温度セン
サ等の電子部品である。 制御部９は、温度センサ等の
電子部品１０の値等種々の情報を取り込み、絶縁素子８
を介してインバータ部３に制御信号を送ることによって
モータ４の回転を制御する。

【０００４】ここで、コンバータ部２，インバータ部
３，モータ４，電源回路の１次側６は、交流電源１とグ
ランドが共通で電気的に絶縁されていない部分である。
一方、電源回路の２次側７、マイクロコンピュータ９、
温度センサ等の電子部品１０は、絶縁素子８やトランス
によって交流電源１から電気的に絶縁されている。そし
て、特に人が触れるおそれがある温度センサ等の電子部
品１０については、一般に図５に示すような模式構造に
よって絶縁を強化していた。すなわち、人が触れるおそ
れのある表面部１５は、電源と非絶縁である充電部１１
に対し、電気的な基礎絶縁物（トランス、フォトカプラ
等）１２によって電源と絶縁された回路部（マイクロコ
ンピュータ、センサ等）１３をさらに付加絶縁物（樹脂
等）１４で覆う二重絶縁によって感電対策を行ってい
る。

【０００５】ところで近年、空気調和機の制御回路は、
電源高調波抑制制御やモータの高効率制御、コストダウ
ンの観点から、図４におけるマイクロコンピュータ等の
制御部９を交流電源１と電気的に絶縁しない構成とする
ことが要求されている。このような構成をとった場合の
従来例の空気調和機の室外機回路図を図６に示す。

【０００６】図６では、図４の従来例に比べ、マイクロ
コンピュータ等の制御部９は、交流電源との間にトラン
スやフォトカプラ等の絶縁素子を介しておらず、電気的
に絶縁されていない。このような構成とすることによっ
て、制御部９はコンバータ部２やインバータ部３の情報
を高精度に取り入れ、さらに直接制御することが可能と
なり、高精度な電源高調波抑制制御やモータの高効率制
御が実現できる。そして、トランスやフォトカプラ等の
絶縁素子が不要なことより、部品点数の削減とコストダ
ウンをはかることができる。

【０００７】しかし、図６に示す構成では、人が触れる
おそれのある温度センサ等の電子部品１０も、アナログ
値を制御部９に取り込む必要上、制御部９と同様に電源
と絶縁されていない。よって、この場合では図７に示す
ような模式構造で感電の対策を行っていた。

【０００８】図７（Ａ）はその絶縁対策例１を、同図
（Ｂ）は同対策例２を示している。図７では、マイクロ
コンピュータ、センサ等全回路が充電部１１に含まれ
る。図７（Ａ）では、センサ等の充電部１１を基礎絶縁
物（樹脂等）１２と人が内部に触れることができない空
間距離を持つ構造物１６とで覆うことによって感電対策
を行っている。同図（Ｂ）では、センサ等の充電部１１
を強化絶縁物（基礎絶縁よりも厚さ方向に長い樹脂等）
１７で覆うことによって感電対策を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示したような上記従来の後者の構成では、下記のように
性能、安全性に課題がある。例えば外気温度を検知する
温度センサの場合、図７（Ａ）に示したような人が内部
を触れることのできない空間距離を持つ構造物１６や図
７（Ｂ）に示したような厚い強化絶縁物１７でセンサを
覆うと、センサの温度が外気温等に追従し難く、センサ
検知温度の誤差が大きくなるといった性能上の問題があ
る。また、図７（Ａ）の場合には、基礎絶縁のみである
ので、破損等によりセンサまたはセンサと同電位となっ
た構造物に人が触れることも考えられる。

【００１０】本発明は、このような電源と絶縁していな
いマイクロコンピュータ等の制御回路に、空気調和機の
構造上人が触れるおそれがある等の理由で電源と絶縁す
ることが要求される温度センサ等の電子部品からアナロ
グ電圧値を取り込む際の性能、安全性を向上させた制御
回路を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、空気調和機の構造上電源と絶縁することが
要求される温度センサ等の電子部品からのアナログ電圧
値を非絶縁のマイクロコンピュータ等の制御回路に取り
込む際、前記アナログ電圧信号をＶＦ変換して絶縁素子
８を介した後、直接又はＦＶ変換してから前記マイクロ
コンピュータ等の制御回路に取り込む手段を用いるもの
である。

【００１２】上記絶縁素子を介することによって、温度
センサ等の電子部品を電源と絶縁することができ、感電
対策には、図５に示した絶縁対策と同様の二重絶縁構造
をとることが可能となる。よって、強化絶縁物や人が内
部を触れることのできない空間距離を持つ構造物が不要
で、温度検知等の性能を上げ、安全性を向上することも
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、交流電源１とグランド
が共通であり電気的に絶縁していないマイクロコンピュ
ータ等の制御回路に、空気調和機の構造上人が触れるお
それがある等の理由で同電源と絶縁することが要求され
る温度センサ等の電子部品からのアナログ電圧値を取り
込む際、前記絶縁する必要のある電子部品のアナログ電
圧信号をＶＦ変換して、絶縁素子を介した後、直接又は
ＦＶ変換してから前記制御回路に取り込む手段を用いる
ものである。この制御によれば、温度センサ等の電子部
品は電源と絶縁された回路となり、感電対策には、二重
絶縁構造をとることが可能となる。よって、強化絶縁物
や人が内部を触れることのできない空間距離を持つ構造
物が不要で、電子部品における温度検知等の性能を上
げ、さらに感電に対する安全性を向上することができ
る。

【００１４】また本発明は、部品点数増加とコストアッ
プを低減することを目的とした発明であり、絶縁する必
要のある電子部品のアナログ電圧信号をＶＦ変換して、
絶縁素子を介して、直接又はＦＶ変換してから制御回路
に取り込む場合、一般に絶縁する必要のある電子部品の
数をｎとすると、絶縁素子の数がｎの２倍個必要とな
り、コストアップが大きくなる。よって絶縁素子の数を
低減するため、ＶＦ変換の基準パルスを１信号に統一
し、電子部品の値は制御回路に一定時間毎に１つずつ取
り込む制御をする。この制御では、ＶＦ変換回路で絶縁
する必要のある電子部品の数をｎとすると、絶縁素子の
数はｎ＋１となる。よって少数の絶縁素子で実施するこ
とが可能であり、制御回路のコストダウンと小型化を実
現できる。

【００１５】以下本発明の実施形態について図面を参照
して説明する。 （実施形態１）図１は、本実施形態１の電子回路図であ
り、１は交流電源、２はコンバータ部、３はインバータ
部、４はモータ、５は電源回路、８はフォトカプラ等の
絶縁素子、９はマイクロコンピュータ等の制御部、１０
は人が触れるおそれのある温度センサ等の電子部品、１
８はＶＦ変換部である。図１において、コンバータ部２
やインバータ部３を制御する制御部９は、温度センサ等
の電子部品１０の情報をＶＦ変換後、絶縁素子８を介し
てディジタル信号として取り込み、制御部９内部でＦＶ
変換により制御情報とする。

【００１６】また、同図において、マイクロコンピュー
タ等の制御部９とコンバータ部２やインバータ部３の間
には絶縁素子が無く、制御部９は従来例２と同様に電源
高調波抑制制御やモータの高効率制御を実現できる。

【００１７】コンバータ部２，インバータ部３，モータ
４，電源回路５、制御部９は、交流電源１とグランドが
共通で電気的に絶縁されていない部分である。一方、Ｖ
Ｆ変換部１８、温度センサ等の電子部品１０は、絶縁素
子８やトランスによって交流電源１から電気的に絶縁さ
れている。

【００１８】図２に本実施形態の絶縁対策構造を示す。
図２において、人が触れるおそれのある表面部１５は、
電源と絶縁された回路部（センサ等）１３をさらに付加
絶縁物（樹脂等）１４で覆う二重絶縁によって感電対策
を行っている。

【００１９】上記のように、本実施形態では、電源高調
波抑制制御やモータの高効率制御を実現しながら、電子
部品がセンサの場合にはセンサの検知性能を上げ、また
電子部品の表面を電源に対し二重絶縁として感電対策を
行う構造とすることが可能となる。 （実施形態２）図３は実施例２の電子回路図である。同
図において、符号の説明は実施形態１と同じなので省略
する。図３において、制御部９では、電子部品１０の電
圧情報を取り込む際、ある期間には１つの情報だけに注
目してパルスを発生するというように、一定時間毎に１
つずつＶＦ変換を行い、全情報を取り込む。このことに
より、電子部品１０の数をｎとすると絶縁素子８の数
は、実施形態１では基準パルス分とそれとアナログ値を
比較した結果とを取り込む分とで、ｎの２倍必要だった
が、実施例２では電子部品１０の数をｎ＋１に減らすこ
とができる。

【００２０】上記制御により、実施例１と同様の効果に
加え、絶縁素子の数を少なくすることが可能で、電子部
品の部品点数の削減およびコストダウンを実現すること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】上記から明らかなように、本発明は、交
流電源とグランドが共通であり電気的に絶縁していない
マイクロコンピュータ等の制御回路に、空気調和機の構
造上人が触れるおそれがある等の理由で同電源と絶縁す
ることが要求される温度センサ等の電子部品からアナロ
グ電圧値を取り込む際、前記絶縁する必要のある電子部
品のアナログ電圧信号をＶＦ変換して、絶縁素子を介し
た後、直接又はＦＶ変換してから前記制御回路に取り込
むので、温度センサ等の電子部品は電源と絶縁された回
路となり、感電対策には、二重絶縁構造をとることが可
能となる。よって、強化絶縁物や人が内部を触れること
のできない空間距離を持つ構造物が不要で、温度検知等
の性能を上げ、安全性を向上することもできる。

【００２２】また本発明は、ＶＦ変換の基準パルスを１
信号に統一し、電子部品の値は１つずつ制御回路で時間
をずらして順番に値を取り込むことより、ＶＦ変換回路
で絶縁する必要のある電子部品の数をｎとすると、絶縁
素子の数はｎ＋１ですむため、制御回路のコストダウン
と小型化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御回路の実施形態１を示す電子回路
図

【図２】実施形態１における電子部品の絶縁対策構造図

【図３】本発明の制御回路の実施形態２を示す電子回路
図

【図４】従来の制御回路の電子回路図

【図５】同制御回路における電子部品の絶縁対策構造図

【図６】他の従来の制御回路の電子回路図

【図７】同制御回路における電子部品の絶縁対策構造図

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ コンバータ部 ３ インバータ部 ４ モータ ５ 電源回路 ６ 電源回路の１次側 ７ 電源回路の２次側 ８ 絶縁素子 ９ 制御部 １０ 人が触れるおそれのある温度センサ等の電子部品 １１ 充電部 １２ 基礎絶縁物 １３ 電源と絶縁された回路部 １４ 付加絶縁物 １５ 人が触れるおそれのある表面部 １６ 人が内部を触れることができない空間距離のある
構造物 １７ 強化絶縁物 １８ ＶＦ変換部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源とグランドが共通であり電気的に
   絶縁していないマイクロコンピュータ等で構成される制
   御回路と、この制御回路に、安全上前記交流電源と絶縁
   することが要求される温度センサ等の電子部品を、前記
   電子部品のアナログ電圧信号をＶＦ変換するＶＦ変換部
   と絶縁素子を介して接続したことを特徴とする空気調和
   機の制御回路。
2. 【請求項２】前記ＶＦ変換部と前記絶縁素子を、前記絶
   縁する必要のある電子部品のそれぞれに対応して設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御回
   路。
3. 【請求項３】前記ＶＦ変換部を、前記絶縁する必要のあ
   る電子部品で共有し、一定時間毎に１つずつ取り込むこ
   とにより、前記絶縁する必要のある電子部品の数をｎと
   すると、前記絶縁素子の数をｎ＋１としたことを特徴と
   する請求項１記載の空気調和機の制御回路。