JPH0523349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車載用冷蔵庫のサージ電圧抑制回
路、特に交互に作動するスイツチング素子によつ
て変圧器に誘導されるサージ電圧に対し、効果的
な位置にサージ電圧抑制素子を接続してスイツチ
ング素子の破壊を防止するようにした車載用冷蔵
庫のサージ電圧抑制回路に関するものである。

〔従来の技術〕

振動式の圧縮機を用いてガス状の冷媒を圧縮し
て液化し、当該液化した冷媒を気化する際の気化
熱を利用して冷却等を行う冷蔵庫がある。従来、
該冷蔵庫に用いる振動式の圧縮機駆動制御方式と
して例えば第４図図示の如きものがある。第４図
図中、振動式の圧縮機５は、スイツチング用のト
ランジスタTR₁，TR₂を導通状態に交互に切り換
えることによつて直流電源Ｖを変圧器４の極性の
異なる１次側の巻線に交互に印加し、共振状態、
即ち最大効率が得られるように駆動制御される。
この際、スイツチング用のトランジスタTR₁，
TR₂は例えば第５図図示電流波形の如き態様で導
通状態／非導通状態に交互に切り換えられ、しか
も振動式の圧縮機５の共振周波数に一致するよう
にスイツチング周波数が制御される。詳述する
と、第５図図中コレクタ電流“I_C”が切換わるよ
うに、ドライブ回路１−３からスイツチング用の
トランジスタTR₁，TR₂のベースにベース電流
“I_B”が交互に供給される。即ち、当該ベース電
流“I_B”を電流増幅率“h_FE”倍した電流波形と
して図示ないしに示す如きいわば台形波形を
供給することによつて、図中点P₁ないしP₃の如
き位置において夫々 I_C≧h_FE×I_B なる条件を与えることによつて、スイツチング用
のトランジスタTR₁，TR₂を導通状態／非導通状
態に交互に切り換え、所望の周波数の駆動電源を
得るようにしている。従来以上説明した如く振動
式の圧縮機５の共振周波数に一致した駆動電源を
用いて当該圧縮機５を駆動していた。

このように振動式の圧縮機５の共振周波数に一
致した駆動電源を用いて圧縮機５を駆動する車載
用冷蔵庫であつて該車載用冷蔵庫におけるスイツ
チング用のトランジスタTR₁，TR₂の交互の作
動、すなわちオン・オフで生じる変圧器の電磁誘
導に起因するサージ電圧に対しては、第６図に示
された回路構成を用いてスイツチング用のトラン
ジスタTR₁，TR₂を保護していた。すなわち、第
６図において、ドライブ回路１−３からの所定の
周波数の出力Ｑ，でそれぞれ駆動制御されるス
イツチング用のトランジスタTR₁，TR₂の各コレ
クタ−エミツタ間にはサージ電圧吸収素子、例え
ば両方向性のバリスタ９１，９２が並列にそれぞ
れ設けられ、さらに直流入力電源の両端には両方
向性のバリスタ２７が設けられていた。例えば直
流入力電源の両端に現れるサージ電圧はバリスタ
２７によつて吸収し、スイツチング用のトランジ
スタTR₁，TR₂の作動によつて発生する変圧器４
の電磁誘導によるサージ電圧、すなわちトランジ
スタTR₁のオン・オフによつて生じる変圧器４の
巻線４−１に誘導されるサージ電圧は、該トラン
ジスタTR₁のエミツタ・コレクタ間に並列に接続
されたバリスタ９１で吸収し、またトランジスタ
TR₂のオン・オフによつて生じる変圧器４の巻線
４−２に誘導されるサージ電圧は、該トランジス
タTR₂のエミツタ・コレクタ間に並列に接続され
たバリスタ９２で吸収し、それぞれのトランジス
タTR₁，TR₂の保護をはかつていた。そして該ト
ランジスタTR₁，TR₂に流れる過電流に対しては
過電流検出回路１４の過電流検出によつてドライ
ブ回路１−３からの出力Ｑ，を停止させてい
た。なお同図において、５は圧縮機、２８，２９
はダイオードであるが、本発明とは直接関係がな
いのでその説明は省略する。また変圧器４の巻線
４−１，４−２は同一鉄心に巻回されている。

（発明が解決しようとする問題点） 第６図に示された従来の車載用冷蔵庫のサージ
電圧抑制回路においては、スイツチングを行う各
トランジスタに対応してサージ電圧吸収素子とし
てのバリスタを設けており、１個のバリスタで２
個のスイツチング用のトランジスタを保護し、部
品の数を減らすことが望まれる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
スイツチング用のトランジスタがオン或いはオフ
となるのはドライブ回路から出力されるパルス１
周期において、一方のトランジスタがオフとなる
とき他方のトランジスタがオンとなることに着目
し、該トランジスタが共に保護される位置にバリ
スタを接続することで、使用部品数は少なくて済
む車載用冷蔵庫のサージ電圧抑制回路を提供する
ことを目的としている。

（問題点を解決するための手段） そしてそのため本発明の車載用冷蔵庫のサージ
電圧抑制回路は、負荷に対応した所定の周波数を
用いて振動式の圧縮機を駆動制御する圧縮機駆動
制御装置において、前記圧縮機によつて吸入され
る冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する吸
入冷媒温度検出器と、前記圧縮機によつて圧縮さ
れ吐出された冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を
検出する吐出冷媒温度検出器と、前記吸入冷媒温
度検出器および前記吐出冷媒温度検出器によつて
夫々検出された温度信号に基づいて所定の周波数
の駆動電源を発生する駆動電源発生部とを備え、
該駆動電源発生部には交互に作動するスイツチン
グ素子と、該スイツチング素子と所定の周波数で
作動させるドライブ回路とを備えると共に、該ス
イツチング素子の交互の作動によつて交流電圧を
発生させる変圧器を備え、該駆動電源発生部によ
つて発生された駆動電源を用いて上記圧縮機を駆
動制御する圧縮機駆動制御装置であつて、交互に
作動する上記スイツチング素子と上記変圧器のそ
れぞれの巻線との各接続点間にサージ電圧抑制素
子を設け、上記スイツチング素子の作動に伴う変
圧器の電磁誘導によつて生じるサージ電圧を抑制
するようにしたことを特徴としている。

以下図面を参照しつつ説明する。

（実施例） 第１図は本発明に係る車載用冷蔵庫のサージ電
圧抑制回路の一実施例構成、第２図は本発明が用
いられる車載用冷蔵庫の概略構成図、第３図は本
発明が用いられている車載用冷蔵庫の一実施例回
路構成を示している。

本発明に係る車載用冷蔵庫のサージ電圧抑制回
路を説明する前に、本発明が用いられる車載用冷
蔵庫の概略及び本発明が用いられている回路構成
を説明する。

第２図において、１は制御回路、１−１は温度
検出部、１−２は演算部、１−３はドライブ回
路、２，３は温度検出器、４は変圧器、５は圧縮
機、６は凝縮器、７は減圧器、８は冷蔵庫、８−
１はエバポレータを表している。

図中、制御回路１は温度検出部１−１、演算部
１−２およびドライブ回路１−３によつて構成さ
れ、圧縮機５によつて吸入される冷媒の飽和蒸気
圧に対応する温度を検出する温度検出器（T_s）
２および圧縮機５によつて圧縮され吐出された冷
媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する温度検
出器（T_d）３からの夫々の信号に基づいて当該
圧縮機５が共振状態で駆動されるような周波数の
駆動信号を供給するためのものである。なお温度
検出部１−１において検出される温度は、実質的
には吸入側の冷媒の圧力と吐出側の冷媒の圧力と
に対応する温度となつていると考えてよい。

制御回路１から供給された駆動信号によつて生
成された駆動電源の供給を受けた振動式の圧縮機
５は、冷媒を圧縮して気体および液体の混合した
形のものを凝縮器６に供給して熱を放出させて液
化させている。そして、該液化された冷媒は減圧
器７を介して冷蔵庫８内に設けられたエバポレー
タ８−１で気化し、気化熱を奪つて当該冷蔵庫８
を冷却するものである。該気化熱を奪つた冷媒は
再度圧縮機５によつて圧縮される。以上の如きク
ローズド・サイクルを繰り返すことにより、エバ
ポレータ８−１から奪われた熱が凝縮器６から熱
の形で放出されることとなる。以下制御回路１の
動作を詳述する。

図中、温度検出部１−１は温度検出器（例えば
サーミスタ）２，３によつて検出された信号を所
定の電気信号に変換するためのものである。

図中演算部１−２は温度検出部１−１によつて
電気信号の形で変換された「吸入圧力に対応する
温度」および「吐出圧力に対応する温度」に基づ
いて圧縮機５が共振状態で駆動する周波数に対応
する電圧を生成するためのものである。そして、
ドライブ回路１−３は演算部１−２から供給され
た電圧に対応する形の周波数の駆動信号を図中ト
ランジスタTR₁およびTR₂に供給して、図示直流
電源Vccから変圧器４の１次側巻線にいわば矩形
波の形であつて極性が異なる巻線に対して交互に
切り換わる態様で電流を供給するためのものであ
る。該変圧器４の２次側巻線から得られた交流電
圧は圧縮機５に供給され、当該圧縮機５は常に共
振する状態で駆動、即ち最大効率で駆動されるこ
ととなる。

第３図の本発明が用いられている車載用冷蔵庫
の一実施例回路構成において、符号１−１，１−
２，１−３，２ないし５、TR₁，TR₂は第２図の
ものと同じであるのでその説明は省略する。

符号９はサーモ装置、１０はエバポレータ温度
比較器、１１はトランス、１２は交流検出器、１
３はサージ吸収回路、１４は過電流検出回路、１
５，１６はリレー、１７，１８はアンド回路、１
９，２０はオア回路、２１はインバータ、２２，
２３はダイオード、２４はボリユーム、２５はシ
ヤントを表している。

サーモ装置９は冷蔵庫の室内温度を設定するた
めのものであり、該サーモ装置９に設けられてい
るボリユーム２４の設定に応じて冷蔵庫の室内温
度が変化する。

エバポレータ温度比較器１０は、上記ボリユー
ム２４で設定された冷蔵庫の室内温度の信号とエ
バポレータ８−１の温度を検出している温度検出
器２からの信号とを電気的に比較し、サーモ装置
９側の設定温度がエバポレータ８−１側の温度よ
り高くなつたとき、論理「Ｌ」を出力する。該論
理「Ｌ」の出力は否定入力端子をもつオア回路２
０を介してドライブ回路１−３に対するストツプ
信号となると共に、アンド回路１７を介してリレ
ー１６の接点をオフにさせ、該リレー１６を介し
てトランス４、すなわちトランジスタTR₁，TR₂
への直流電源の供給を遮断させる。

トランス１１は、車載用冷蔵庫が商用電源に接
続されたとき、その検出のため該商用電源の電圧
を降下させるためのもので、２次側に接続されて
いる交流検出器１２へ商用電源の降下電圧を供給
する。

交流検出器１２は商用電源が入力されたかどう
かを検出するもので、商用電源が入力されたと
き、論理「Ｈ」を出力する。該論理「Ｈ」はオア
回路２０を介してドライブ回路１−３に対するス
トツプ信号となると共に、アンド回路１７を介し
てリレー１６の接点をオフにさせ、該リレー１６
を介してトランス４、すなわちトランジスタ
TR₁，TR₂への直流電源の供給を遮断させる。ま
たアンド回路１８を介してリレー１５の接点をオ
ンにさせ、該リレー１５を介してトランス４へ交
流電源を供給させる。

サージ吸収回路１３は、入力される直流電源の
サージ電圧を吸収してドライブ回路１−３へ直流
電源を供給すると共に、入力される直流電源の電
圧が定められた電圧より高いときに論理「Ｈ」を
出力する。該論理「Ｈ」はオア回路１９を介して
ドライブ回路１−３に対しトランジスタTR₁，
TR₂の出力をコントロールさせ、圧縮機５のスト
ロークを制御させる。

過電流検出回路１４は、シヤント２５と共にト
ランジスタTR₁，TR₂に流れる過電流を検出する
ものであり、過電流検出回路１４が過電流を検出
すると、ドライブ回路１−３に対しトランジスタ
TR₁，TR₂の動作を停止させる出力オフ・ラツチ
信号を出力して、トランジスタTR₁，TR₂等の破
損を防止する。

次に第１図を用いて本発明をさらに説明する。

第１図において、符号１−３，４，５，TR₁，
TR₂は第２図のものに対応し、１４は第３図のも
のに対応し、４−１，４−２，２７ないし２９は
既に説明した第６図のものに対応している。符号
２６はバリスタであつてサージ電圧を吸収する素
子であり、該バリスタ２６はスイツチング用のト
ランジスタTR₁，TR₂の各コレクタと変圧器４の
各巻線４−１，４−２とのそれぞれの各接続点
Ｘ，Ｙとの間に接続されている。

今、例えばスイツチング用のトランジスタTR₁
がターン・オフとなると、変圧器４の巻線４−１
には電磁誘導により、印加されていた直流入力電
圧Ｅの２倍のサージ電圧２Ｅが発生する。一方ス
イツチング用のトランジスタTR₁がターン・オフ
すると同時にスイツチング用のトランジスタTR₁
がターン・オフとなつているから、上記サージ電
圧２Ｅの発生と同時にトランジスタTR₂はオン状
態にあり、接続点Ｙと陰極との電圧はトランジス
タTR₂の飽和電圧V_CE2となつている。従つてトラ
ンジスタTR₁のターン・オフによつて生じたサー
ジ電圧は、バリスタ２６およびトランジスタTR₂
を介して電流が流れ、このときのバリスタ２６の
電圧をV₀とすると接続点Ｘと陰極との電圧はV₀
＋V_CE2となり、該電圧V₀＋V_CE2がターン・オフ
となつたトランジスタTR₁のエミツタ−コレクタ
間に印加されることになる。すなわちV₀，V_CE2
の値は小さく、Ｅ＞V₀＋V_CE2であるので、ター
ン・オフ状態となつたトランジスタTR₁に印加さ
れるサージ電圧は抑制される。

逆にトランジスタTR₂がターン・オフしたとき
にも全く同様のことが生じる。またトランジスタ
TR₁，TR₂のターン・オンのときにはＥ＋V₀＋
V_CEの電圧が印加される場合があるが、上記説明
の通りV₀＋V_CEが小さい値であるので、トランジ
スタTR₁，TR₂のターン・オンによる場合も各ト
ランジスタTR₁，TR₂はその破壊から保護され
る。

なお、バリスタ２６を省略してバリスタ２７の
みとしかつバリスタ２７のオン電圧を低く設定し
て、トランジスタTR₁，TR₂を保護することが考
慮される。しかし、この場合にはバリスタ２７に
流れる電流がきわめて大となり、実際的ではな
い。上述のようにバリスタ２６をもうけることに
よつてバリスタ２７のオン電圧を高く設定するこ
とができる。また上記サージ電圧に対する保護は
交流駆動時における交流電源からのサージに対し
ても有効である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、スイツチ
ング用のトランジスタ保護としてのバリスタの数
を減らすことができ、かつトランジスタの保護も
充分に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車載用冷蔵庫のサージ電
圧抑制回路の一実施例構成、第２図は本発明が用
いられる車載用冷蔵庫の概略構成図、第３図は本
発明が用いられている車載用冷蔵庫の一実施例回
路構成、第４図は従来の圧縮機駆動制御方式を説
明する説明図、第５図は第４図図示の圧縮機駆動
制御方式の動作を説明する動作説明図、第６図は
従来の車載用冷蔵庫のサージ電圧抑制回路を示し
ている。 図中、１は制御回路、１−１は温度検出部、１
−２は演算部、１−３はドライブ回路、２，３は
温度検出器、４は変圧器、４−１，４−２は巻
線、５は圧縮機、６は凝縮器、７は減圧器、８は
冷蔵庫、８−１はエバポレータ、２６，２７はバ
リスタを表している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷に対応した所定の周波数を用いて振動式
   の圧縮機を駆動制御する圧縮機駆動制御装置にお
   いて、前記圧縮機によつて吸入される冷媒の飽和
   蒸気圧に対応する温度を検出する吸入冷媒温度検
   出器と、前記圧縮機によつて圧縮され吐出された
   冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する吐出
   冷媒温度検出器と、前記吸入冷媒温度検出器およ
   び前記吐出冷媒温度検出器によつて夫々検出され
   た温度信号に基づいて所定の周波数の駆動電源を
   発生する駆動電源発生部とを備え、該駆動電源発
   生部には交互に作動するスイツチング素子と、該
   スイツチング素子を所定の周波数で作動させるド
   ライブ回路とを備えると共に、該スイツチング素
   子の交互の作動によつて交流電圧を発生させる変
   圧器を備え、該駆動電源発生部によつて発生され
   た駆動電源を用いて上記圧縮機を駆動制御する圧
   縮機駆動制御装置であつて、交互に作動する上記
   スイツチング素子と上記変圧器のそれぞれの巻線
   との各接続点間にサージ電圧抑制素子を設け、上
   記スイツチング素子の作動に伴う変圧器の電磁誘
   導によつて生じるサージ電圧を抑制するようにし
   たことを特徴とする車載用冷蔵庫のサージ電圧抑
   制回路。