JPH061990B2 - 振動型圧縮機の電源装置 - Google Patents

振動型圧縮機の電源装置

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JPH061990B2
JPH061990B2 JP60037325A JP3732585A JPH061990B2 JP H061990 B2 JPH061990 B2 JP H061990B2 JP 60037325 A JP60037325 A JP 60037325A JP 3732585 A JP3732585 A JP 3732585A JP H061990 B2 JPH061990 B2 JP H061990B2
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直樹 赤沢
忠良 木村
良昭 藤澤
直哉 川上
典好 山田
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、振動型圧縮機の電源装置、特に直流電圧を所
定の周波数を有する交流電圧に変換し、該交流電圧によ
って振動型圧縮機を駆動する電源装置において、上記振
動型圧縮機における電気的振動系の振動周期を機械的振
動系の固有振動周期に合致せしめるように、上記交流電
圧の周波数を制御するようにした振動型圧縮機の電源装
置に関するものである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕
従来、(1)構造が簡単、(2)小型軽量、(3)起動電流が小
さい、(4)高力率が得られる、(5)消費電力が小さい、等
の理由から家庭用の小型冷蔵庫の外、自動車やボート等
における冷蔵庫の冷却装置として、第4図に図示されて
いるようなスイング・モータを駆動源とする振動型圧縮
機が使用されている。そして、上記自動車やボート等
(以下車輌と呼ぶ)の車載用冷蔵庫に用いられる振動型
圧縮機の電源を車輌に搭載されているバッテリから得る
ようにしているため、バッテリの直流電圧を交流電圧に
変換するインバータを用いて上記振動型圧縮機における
電磁コイル1を駆動するようにされている。なお、第4
図における符号1は電磁コイル、2はフェライト磁石、
3は外部鉄心、4は内部鉄心、5は環状磁気間隙を表わ
している。
上記インバータとして、トランジスタのスイッチング特
性を利用したいわゆるトランジスタ・インバータが知ら
れている。該インバータにおけるスイッチング制御は次
の如きトランジスタのスイッチング特性を利用して行な
う。即ち、トランジスタのコレクタ電流をI、ベース
電流をI、増幅率をhFEとするとき、該トランジスタ
は、 I≦I×hFE である間は飽和領域であるが、 I≧I×hFE である間は活性領域となる。即ち、上記インバータはこ
の原理を用いて例えば2個のトランジスタを交互にオン
・オフさせることによって、矩形波交流電圧を発生せし
めるものである。そして、当該インバータの出力は、後
述する変成器(第1図図示符号6)を介して上記電磁コ
イル1に供給されて、該電磁コイル1が第4図図示矢印
(a)の状態と(b)の状態との間を上下に駆動されることに
よって圧縮機が駆動されることになる。そして、上記電
磁コイル1の上下運動時における上記インバータの出力
電流iは、第5図に図示されており、2個のトランジス
タは図示矢印およびにおいてスイッチングされるこ
とが知られている(特願昭55−31926号)。
このような振動型圧縮機においては、上記電磁コイル1
に印加される交流電圧の周波数(第5図図示T
)は、該電磁コイル1によって駆動される機械的振
動系の固有振動周期に合致させることが望ましい。しか
しながら、従来の振動型圧縮機の電源装置においては、
次のような問題点があつた。
(1)直流電源の電圧変動によって上記ベース電流I
変化してインバータにおけるトランジスタのスイッチン
グ・タイミングの変動が生じる。
(2)前述したようにトランジスタのスイッチングは、当
該トランジスタの増幅率(hFE)にもとづくものである
ため、当該増幅率(hFE)の管理を厳密に行なわなけれ
ばならない。
(3)上記トランジスタの増幅率(hFE)に経年変化があ
り、また温度による変化も大きいため、上記スイッチン
グ・タイミングがずれて所望する周波数を得ることが難
かしい。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の如き問題点を解決することを目的とし
ており、そのため、本発明の振動型圧縮機の電源装置
は、スイッチング・トランジスタをスイッチングするこ
とによって直流を交流に変換するインバータ回路部、該
インバータ回路部を制御するインバータ制御回路、およ
び上記インバータ回路部の出力が接続される入力巻線と
振動型圧縮機に接続される出力巻線とを有する変成器に
よって構成される振動型圧縮機において、 周期の頭部に高圧部をもつと共に周期の末尾に階段状の
低圧部を有する階段状の制御用基準電圧と、上記インバ
ータ回路部の出力電流に対応する所の電圧であって周期
の頭部において立上がり周期の中間部にピークをもつと
共に周期の末尾にボトム状態から上昇する波状の波形電
圧とが比較されて、上記スイッチング・トランジスタを
スイッチングするスイッチング・タイミングが決定され
る構成をそなえてなり、 上記インバータ制御回路は、 直流電源の電圧レベルを検出する電源電圧検出部、 外気温度を検出する温度検出部、 少なくとも上記電源電圧検出部および温度検出部におけ
る夫々の検出信号にもとづいて上記制御用基準電圧の上
記低圧部の電圧レベルを与えて当該制御用基準電圧を生
成する基準電圧生成部、 上記インバータ回路部の出力電流に対応する上記波状の
波形電圧を得る出力電流検出手段、 該出力電流検出手段によって検出された検出電圧と上記
基準電圧生成部から出力される制御用基準電圧とを比較
して当該検出電圧と制御用基準電圧とが一致したとき一
致信号を出力する比較器、 および該比較器から出力される一致信号にもとづいて上
記インバータ回路部におけるスイッチング・トランジス
タの上記スイッチング・タイミングを与えるスイッチン
グ制御部をそなえている ことを特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例構成図、第2図は本発明の基
本原理に関する説明図、第3図(A)ないし(E)は第
1図図示実施例における制御態様を説明するための説明
図を示している。
第1図図示実施例の説明に先立ち、本発明の基本原理を
第2図に関連して説明する。第1図図示実施例におい
て、本発明に言うところのインバータ回路部を構成する
第1および第2のスイッチング・トランジスタ(以下、
単にトランジスタと呼ぶ)10および11を交互にスイ
ッチングすることによって変成器6の出力巻線8に交流
電圧が発生し、当該交流電圧が振動型圧縮機9の電磁コ
イル1(第4図図示)に印加されることは周知の通りで
ある。そして、上記第1および第2のトランジスタ1
0,11のコレクタ電流iは本願明細書冒頭に説明した
如く、第2図に図示されている電流波形を有するもので
ある。従来、トランジスタのスイッチング動作は、第5
図に関連して前述したトランジスタの増幅率(hFE)に
対応するベース電流(I)の変化にもとづいて行なわ
れる方式や、第2図図示の如く、いわゆる制御用基準電
圧(図示矢印D)にもとづいていわば強制的に行なわれ
る方式が知られている。後者の方式における制御用基準
電圧Dの波形は、第2図に図示されているように、高圧
部と低圧部(図示D′)とからなるものであつて、当該
後者の方式は、通常当該低圧部D′と電流波形iとの交
点(図示矢印P点)においてトランジスタのスイッチン
グを行なうものである。そして、本発明におけるトラン
ジスタのスイッチング方式は、基本的には上記後者の方
式によるものであるが、上記高圧部と低圧部とで階段状
の波形を得て、上記制御用基準電圧を得るようにしてい
る。なお高圧部をもうける理由は、第5図を参照して説
明した如くインバータの出力電流が、周期の頭部におい
て立上あり周期の中間部にピークをもつと共に周期の末
尾にボトム状態から上昇する波状の波形電圧となること
から、上記ピークの近傍で非所望なスイッチングが生じ
ることのないようにするためである。また言うまでもな
く、低圧部は当該スイッチングを所望なタイミングで行
わせるための電圧レベルを与えるために用意されている
ものである。
本願発明は、当該低圧部の電圧レベルを制御するように
し、上記制御用基準電圧Dにおける低圧部D′の電圧値
を電源電圧の変動および外気温度の変化に対応させ
て制御するものである。即ち、上記電圧値Vを制御す
ることによって、振動型圧縮機に供給される交流電圧の
周波数を上記電源電圧および外気温度に追従させて最適
な周波数にすることが可能となる。以下、上記基本原理
にもとづいて構成された第1図図示実施例の動作を、第
3図(A)ないし(E)を参照しつつ説明する。なお、
第3図(A)ないし(D)は第1図図示矢印AないしD
点における電圧波形、(E)は後述する比較機23にお
ける動作態様を示している。そして、第1図における符
号6は変成器、7は入力巻線、8は出力巻線、9は振動
型圧縮機、10および11はトランジスタであって本発
明に言うところのインバータ回路部を構成するもの、1
2はインバータ制御回路、13は制御用電源部であって
上記インバータ制御回路に所定の制御用電圧を供給する
もの、14は温度センサであって外気温度を検出するも
の、15はトランジスタ制御部であって上記トランジス
タ10および11のスイッチング制御を行なうもの、1
6は波形整形部、17および23は比較器、18は電源
電圧検出器、19は温度検出器、20は基準電圧生成部
であって前述した制御用基準電圧を生成するもの、21
は電流検出用抵抗、22は増幅器を表わしている。
第1図において、波形整形部16はトランジスタ10お
よび11のスイッチング制御を行なうトランジスタ制御
部15の出力Q,の何れか一方(第1図図示実施例に
おいては出力)の出力A(第3図(A)図示)を第3
図(B)図示の如き鋸歯状波形に整形して出力する。そ
して、比較器17において上記波形整形部16の出力B
と予め定められたVt0との比較処理を行ない、後述する
制御用基準電圧Dの原波形となる第3図(C)図示波形
の如き原基準電圧Cを出力する。更に、基準電圧生成部
20において、上記電源電圧検出部18および温度検出
部19の内容にもとづいて上記比較器17の出力である
上記原基準電圧Cに修正を加え、第3図(D)図示波形
の如き制御用基準電圧Dを生成する。即ち、第3図
(C)図示原基準電圧Cにおける零電圧期間に対して、
電源電圧および外気温度に対応する電圧値Vt1,Vt2
付加した制御用電圧Dを生成する。また、変成器6の入
力巻線7に流れる電流iが電流検出用抵抗21によって
電圧の形で検出され増幅器22を介して比較器23に送
られる。当該比較器23において、上記制御用基準電圧
Dと上記電流iとが実質上第3図(E)図示の如く比較
されて一致したときトランジスタ制御部15に対して一
致信号が出力される。即ち、当該一致信号の出力時点
は、第3図(E)図示矢印P,P,‥‥によって示
されている。そして、トランジスタ制御部15は上記比
較器23から出力される一致信号によって出力Q,を
反転させて、トランジスタ10および11のスイッチン
グを行なう。従って、振動型圧縮機に供給される交流電
圧は、電源電圧の変動および外気温度の変化の影響を
受けることなく、所要する周波数となり当該振動型圧縮
機9は最適な条件のもとで駆動されることになる。な
お、第1図図示実施例においては、インバータ回路部が
トランジスタによって構成されているが、本発明の制御
方式を採用することによって、上記トランジスタに代え
てMOS FET(電圧制御形素子)を用いて上記イン
バータ回路部を構成することが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、電源電圧の変動お
よび外気温度変化による影響を少なくすることが可能と
なり、振動型圧縮機を最適な条件のもとで駆動すること
ができる。また、インバータ構成素子にMOS FET
(電圧制御形素子)を用いることができるため、コスト
の低減に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例構成図、第2図は本発明の基
本原理に関する説明図、第3図(A)ないし(E)は第
1図図示実施例における制御態様の説明図、第4図は振
動型圧縮機におけるスイング・モータの一例を示す断面
図、第5図は従来の振動型圧縮機の電源装置におけるイ
ンバータのスイッチング動作説明図を示す。 図中、6は変成器、7は入力巻線、8は出力巻線、9は
振動型圧縮機、10および11はトランジスタ、12は
インバータ制御回路、13は制御用電源部、14は温度
センサ、15はトランジスタ制御部、16は波形整形
部、17および23は比較器、18は電源電圧検出部、
19は温度検出部、20は基準電圧生成部、21は電流
検出用抵抗、22は増幅器を表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 直哉 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (72)発明者 山田 典好 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (56)参考文献 特開 昭56−46685(JP,A) 特開 昭54−39843(JP,A) 特開 昭56−113076(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング・トランジスタをスイッチン
    グすることによって直流を交流に変換するインバータ回
    路部、該インバータ回路部を制御するインバータ制御回
    路、および上記インバータ回路部の出力が接続される入
    力巻線と振動型圧縮機に接続される出力巻線とを有する
    変成器によって構成される振動型圧縮機において、 周期の頭部に高圧部をもつと共に周期の末尾に階段状の
    低圧部を有する階段状の制御用基準電圧と、上記インバ
    ータ回路部の出力電流に対応する所の電圧であって周期
    の頭部において立上がり周期の中間部にピークをもつと
    共に周期の末尾にボトム状態から上昇する波状の波形電
    圧とが比較されて、上記スイッチング・トランジスタを
    スイッチングするスイッチング・タイミングが決定され
    る構成をそなえてなり、 上記インバータ制御回路は、 直流電源の電圧レベルを検出する電源電圧検出部、 外気温度を検出する温度検出部、 少なくとも上記電源電圧検出部および温度検出部におけ
    る夫々の検出信号にもとづいて上記制御用基準電圧の上
    記低圧部の電圧レベルを与えて当該制御用基準電圧を生
    成する基準電圧生成部、 上記インバータ回路部の出力電流に対応する上記波状の
    波形電圧を得る出力電流検出手段、 該出力電流検出手段によって検出された検出電圧と上記
    基準電圧生成部から出力される制御用基準電圧とを比較
    して当該検出電圧と制御用基準電圧とが一致したとき一
    致信号を出力する比較器、 および該比較器から出力される一致信号にもとづいて上
    記インバータ回路部におけるスイッチング・トランジス
    タの上記スイッチング・タイミングを与えるスイッチン
    グ制御部をそなえている ことを特徴とする振動型圧縮機の電源装置。
JP60037325A 1985-02-26 1985-02-26 振動型圧縮機の電源装置 Expired - Lifetime JPH061990B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5439843A (en) * 1977-09-06 1979-03-27 Fuji Electric Co Ltd Ac power source
DE2936018A1 (de) * 1979-09-06 1981-03-19 Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt Elektrischer antrieb fuer eine von einer antriebsspule angetriebenen masse
JPS56113076A (en) * 1980-02-08 1981-09-05 Matsushita Refrig Co Drive for vibration compressor

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