JPH0426374A - Inverter power unit for air conditioner - Google Patents
Inverter power unit for air conditionerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、室内を快適環境とする空気調和機のインバ
ータ電源装置に係り、更に詳しくはアクティブフィルタ
を用いて入力力率を改善し、入力電源の利用効率向上を
図り、高調波の発生を抑える空気調和機のインバータ電
源装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an inverter power supply device for an air conditioner that creates a comfortable indoor environment, and more specifically, it improves the input power factor using an active filter and improves the input power factor. This invention relates to an inverter power supply device for an air conditioner that improves power usage efficiency and suppresses the generation of harmonics.
［従 来 例］
従来、この種の空気調和機のインバータ電源装置は、例
えば第５図に示す構成をしており、交流電源（商用型り
１を直流に変換する交流・直流変換回路としての整流回
路２および平滑回路３を備え、その交流電源を直流に変
換してパワー・トランジスタモジュール（イバータ部）
４に供給するようになっている、なお、整流回路２はダ
イオード２ａをブリッジ形に接続したものであり、平滑
回路３は直流電源の力率を改善し、その直流電源を平滑
化するために、コイル３ａおよびコンデンサ３ｂとから
なっている。[Conventional example] Conventionally, an inverter power supply device for this type of air conditioner has the configuration shown in FIG. It is equipped with a rectifier circuit 2 and a smoothing circuit 3, and converts the AC power into DC to create a power transistor module (inverter section).
The rectifier circuit 2 is configured by connecting diodes 2a in a bridge configuration, and the smoothing circuit 3 is designed to improve the power factor of the DC power source and smooth the DC power source. , a coil 3a and a capacitor 3b.
そして、上記インバータ電源装置による直流電源がパワ
ー・トランジスタモジュール４に供給され、かつ、マイ
クロコンピュータ５にて生成されたＰＶＭ波形により、
そのパワー・トランジスタモジュール４の各トランジス
タ４ａがＯＮ、ＯＦＦ［動されると、負荷である圧縮機
用モータ６がそのＰＷＭ波形に応じてインバータ制御さ
れる。この場合、マイクロコンピュータ５においては、
例えば空気調和機のパネルやリモコンの操作に応じた運
転周波数のＰＷＭ波形が生成されるため、室内がその操
作に応じた環境に保たれることになる。Then, the DC power from the inverter power supply is supplied to the power transistor module 4, and the PVM waveform generated by the microcomputer 5 causes
When each transistor 4a of the power transistor module 4 is turned on or off, the compressor motor 6, which is a load, is controlled by an inverter according to the PWM waveform. In this case, in the microcomputer 5,
For example, since a PWM waveform of an operating frequency is generated according to the operation of an air conditioner panel or remote control, the indoor environment is maintained in accordance with the operation.
［発明が解決しようとする課題］
しかし、上記空気調和機のインバータ電源装置において
は、第５図（ｂ）に示されるように、交流電源１による
入力電流がコンデンサ３ｂの充電時のみに流れるため、
つまり入力電圧のピーク付近のタイミングで流れるため
、高調波が発生し、かつ、入力力率が低下し、電源の利
用効率が悪化するという問題点があった。[Problem to be Solved by the Invention] However, in the inverter power supply device for the air conditioner, as shown in FIG. 5(b), the input current from the AC power supply 1 flows only when charging the capacitor 3b. ,
In other words, since the input voltage flows at a timing near the peak of the input voltage, harmonics are generated, the input power factor decreases, and the efficiency of use of the power source deteriorates.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目
的は圧縮機のインバータ制御に際し、入力力率を改善し
、高調波の発生を抑え、電源の利用効率の向上を図るこ
とができるようにした空気調和機のインバータ電源装置
を提供することにある。This invention was made in view of the above problems, and its purpose is to improve the input power factor, suppress the generation of harmonics, and improve the efficiency of power usage when controlling the inverter of a compressor. An object of the present invention is to provide an inverter power supply device for an air conditioner.
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、この発明は、圧縮機をイン
バータ制御する際、交流を直流に変換して、この直流を
上記圧縮機をインバータ制御するためのインバータ部に
供給する空気調和機のインバータ電源装置において、上
記交流を直流に変換するに際し、入力電流を入力電圧波
形と同位相の正弦波形としたことを要旨とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention converts alternating current into direct current when controlling the compressor using an inverter, and converts this direct current into an inverter for controlling the compressor using an inverter. In an inverter power supply device for an air conditioner that is supplied to an air conditioner, when converting the above-mentioned alternating current to direct current, the input current is made into a sine waveform having the same phase as the input voltage waveform.
また、この発明において、上記入力電流を入力電圧波形
と同位相の正弦波形とするに際し、アクティブフィルタ
とこのアクティブフィルタを制御する制御手段とを用い
て行なうようにしたものである。Further, in the present invention, when the input current is made into a sinusoidal waveform having the same phase as the input voltage waveform, an active filter and a control means for controlling the active filter are used.
さらに、この発明において、上記アクティブフィルタは
少なくとも誘導性要素（コイル）、スイッチング素子お
よびダイオードで構成しており、そのスイッチング素子
を上記制御手段にてＯＮ、ＯＦＦ制御するようにしたも
のである。Furthermore, in the present invention, the active filter is composed of at least an inductive element (coil), a switching element, and a diode, and the switching element is turned on and off by the control means.
さらにまた、上記制御手段は圧縮機をインバータ制御す
るためのＰＷＭ波形を生成するマイクロコンピュータと
したものである。Furthermore, the control means is a microcomputer that generates a PWM waveform for inverter control of the compressor.
［作 用］
ト記構成としたので、空気調和機の圧縮機をインバータ
制御するに際し、交流電源を直流に変換し、該直流をそ
のインバータ制御のためのインバータ部（パワー・トラ
ンジスタモジュール）に供給することになるが、その変
換回路にはアクティブフィルタが用いられ、入力電流を
入力電圧波形とほぼ同位相の正弦波形しているため、高
調波が抑制され、かつ、入力力率が改善されるとともに
、電源利用効率の向上が図られる。[Function] With the above configuration, when controlling the compressor of an air conditioner with an inverter, the AC power source is converted to DC, and the DC is supplied to the inverter section (power transistor module) for controlling the inverter. However, since an active filter is used in the conversion circuit and the input current is made into a sinusoidal waveform with almost the same phase as the input voltage waveform, harmonics are suppressed and the input power factor is improved. At the same time, the efficiency of power usage will be improved.
また、そのアクティブフィルタは少なくとも誘導性要素
、スイッチング素子およびダイオード等から構成され、
そのスイッチング素子が制御回路にてＯＮ、ＯＦＦ制御
されるが、その制御回路にインバータ制御のＰｌｄＭ波
形を生成するマイクロコンピュータを用いていることか
ら、コストを安価に済ませられ、かつ、簡単な回路でよ
い。Further, the active filter is composed of at least an inductive element, a switching element, a diode, etc.
The switching element is turned on and off by a control circuit, and since the control circuit uses a microcomputer that generates a PldM waveform for inverter control, the cost can be reduced and the circuit can be simple. good.
［実 施 例］
以下、この発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて
説明する。なお、図中、第５図と同一部分および相当部
分には同一符号を付し重複説明を省略する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 4. In the figure, the same parts and corresponding parts as in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
第１図において、空気調和機のインバータ電源装置には
交流・直流変換回路が備えられ、この交流・直流変換回
路には少なくとも誘導性要素のコイル３ａとスイッチン
グ素子（ＭＯＳ ＦＥＴ） ７ ａとダイオード７ｂと
により構成したアクティブフィルタが設けられている。In FIG. 1, an inverter power supply device for an air conditioner is equipped with an AC/DC conversion circuit, and this AC/DC conversion circuit includes at least an inductive element coil 3a, a switching element (MOS FET) 7a, and a diode 7b. An active filter is provided.
また、インバータ電源装置にはそのスイッチング素子７
ａをＯＮ 、 ＯＦＦ制御するための制御回路８が備え
られており、この制御回路８としては専用回路（ＩＣ回
路）が用いられるが、他のディスクリート回路を用いて
もよい。In addition, the inverter power supply device has its switching element 7.
A control circuit 8 for controlling ON/OFF of a is provided, and a dedicated circuit (IC circuit) is used as this control circuit 8, but other discrete circuits may also be used.
次に、この発明の空気調和機のインバータ電源装置の動
作を第２図のタイムチャートに基づいて説明する。Next, the operation of the inverter power supply device for an air conditioner according to the present invention will be explained based on the time chart shown in FIG.
まず、圧縮機のインバータ制御に際し、空気調和機には
交流電源１が入力されているものとすると（同図（ａ）
に示す）、その交流電源１が整流回路２にて全波整流さ
れ、アクティブフィルタに入力されるが、このときスイ
ッチング素子７ａは所定タイミングでＯＮ、ＯＦＦ制御
されるため、同図（ｂ）に示されているように、その交
流電源１による入力電流が入力電圧波形と略同位相の正
弦波形になる。First, when controlling the compressor with an inverter, it is assumed that AC power supply 1 is input to the air conditioner (see figure (a)).
), the AC power supply 1 is full-wave rectified by the rectifier circuit 2 and input to the active filter, but at this time, the switching element 7a is controlled to turn on and off at a predetermined timing, so As shown, the input current from the AC power source 1 has a sine waveform that is approximately in phase with the input voltage waveform.
すなわち、例えばコイル３ａに流れる電流が所定値にな
ったときには、スイッチング素子７ａをＯＮ制御し、そ
のスイッチング素子７ａに電流が流れるようにし、電力
をコイル３ａに蓄積する。スイッチング素子７ａに流れ
る電流が先程の所定値より高いレベルの所定値になった
ときには、スイッチング素子７ａをＯＦＦ制御し、コイ
ル３ａに蓄積された電力を放出する。すると、同図（ｂ
）に示されているように、入力電流は入力電圧波形と同
位相の略正弦波形となる。そして、その変換された直流
がコンデンサ３ｂで平滑化され、この平滑化された直流
（安定化直流電圧）がパワー・トランジスタモジュール
４に供給される。That is, for example, when the current flowing through the coil 3a reaches a predetermined value, the switching element 7a is controlled to be ON so that the current flows through the switching element 7a, and electric power is accumulated in the coil 3a. When the current flowing through the switching element 7a reaches a predetermined value higher than the previous predetermined value, the switching element 7a is controlled to be turned off, and the power accumulated in the coil 3a is released. Then, the same figure (b
), the input current has a substantially sinusoidal waveform with the same phase as the input voltage waveform. Then, the converted DC is smoothed by the capacitor 3b, and this smoothed DC (stabilized DC voltage) is supplied to the power transistor module 4.
このように、交流・直流変換回路にアクティブフィルタ
を含めたので、その入力電流を従来例で示した波形でな
く（第６図（ｂ）に示す）、入力電圧と同位相の略正弦
波形にすることができるため（第２図（ｂ）に示す）、
高調波の発生を抑えることができ、かつ、入力力率の向
上、電源利用効率の向上を図ることができ、ひいては空
気調和機の能率向上を図ることができる。In this way, since the active filter is included in the AC/DC converter circuit, the input current is not the waveform shown in the conventional example (as shown in Figure 6 (b)), but is a substantially sinusoidal waveform with the same phase as the input voltage. (as shown in Figure 2(b)),
It is possible to suppress the generation of harmonics, and also to improve the input power factor and power usage efficiency, and in turn, it is possible to improve the efficiency of the air conditioner.
また、スイッチング素子７ａのＯＮ 、 ＯＦＦ制御に
より、出力直流電圧を制御することができるため、従来
のコンデンサ入力型よりも、パワー・トランジスタモジ
ュール４に供給する直流電圧の安定化を図ることができ
る。Further, since the output DC voltage can be controlled by ON/OFF control of the switching element 7a, the DC voltage supplied to the power transistor module 4 can be more stabilized than the conventional capacitor input type.
第３図はこの発明の変形実施例を示す空気調和機のイン
バータ電源装置の概略的回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of an inverter power supply device for an air conditioner showing a modified embodiment of the present invention.
なお、図中、第１図と同一部分には同一符号を付し重複
説明を省略する。In addition, in the figure, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
この図において、交流・直流変換回路に含まれるアクテ
ィブフィルタのスイッチング素子７ａはマイクロコンピ
ュータ９にてＯＮ、ＯＦＦ制御される。In this figure, a switching element 7a of an active filter included in an AC/DC converter circuit is controlled to be turned on or off by a microcomputer 9.
そのため、マイクロコンピュータ９は第１図に示すマイ
クロコンピュータ５の機能の他に、制御回路８の機能を
合わせもっている。Therefore, the microcomputer 9 has the functions of the control circuit 8 in addition to the functions of the microcomputer 5 shown in FIG.
この場合、第１図に示す制御回路８を省くことができる
ため、インバータ電源装置のコスト低下を図ることがで
き、回路の簡素化が望める。In this case, since the control circuit 8 shown in FIG. 1 can be omitted, the cost of the inverter power supply device can be reduced and the circuit can be simplified.
また、上記スイッチング素子７ａのＯＮ、 ＯＦＦ制御
は、例えばマイクロコンピュータ９にてＰｗＭ波形を生
成するデータを用いるようにしてもよい。Further, the ON/OFF control of the switching element 7a may be performed using data for generating a PwM waveform in the microcomputer 9, for example.
第４図はこの発明の他の実施例を示し、インバータ電源
装置を倍電圧整流タイプとした概略的回路図である。な
お１図中、第１図および第２図と同一部分および相当部
分には同一符号を付し重複説明を省略する。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, and is a schematic circuit diagram in which the inverter power supply device is of a voltage doubler rectification type. In FIG. 1, the same parts and corresponding parts as in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
図において、インバータ電源装置の交流・直流変換回路
に含まれるアクティブフィルタ（コイル３ａおよび２個
のスイッチング素子７ａ）は整流回路２の前段に設けら
れており、この場合２個のスイッチング素子７ａが整流
ダイード２ａと逆並びに接続されている。また、マイク
ロコンピュータ１０には、２個のスイッチング素子７ａ
をＯＮ、ＯＦＦ制御する機能の他に、第１図に示すマイ
クロコンピュータ５、第２図に示すマイクロコンピュー
タ９と同じ機能を有している。すなわち、入力電流が入
力電圧波形と同位相の正弦波形となるように、２個のス
イッチング素子７ａをＯＮ 、 ＯＦＦ制御しており、
したがって前実施例同様の効果を得ることができる。な
お、上記交流・直流変換回路には、倍電圧整流タイプで
あるために、整流回路２の後段にコンデンサ１１．１２
が設けられている。In the figure, the active filter (coil 3a and two switching elements 7a) included in the AC/DC conversion circuit of the inverter power supply is provided before the rectifier circuit 2, and in this case, the two switching elements 7a are used for rectification. It is connected in reverse alignment with the diode 2a. The microcomputer 10 also includes two switching elements 7a.
It has the same functions as the microcomputer 5 shown in FIG. 1 and the microcomputer 9 shown in FIG. 2, in addition to the function of controlling the ON/OFF state. That is, the two switching elements 7a are controlled ON and OFF so that the input current has a sinusoidal waveform with the same phase as the input voltage waveform.
Therefore, effects similar to those of the previous embodiment can be obtained. Note that since the above AC/DC conversion circuit is a voltage doubler rectifier type, capacitors 11 and 12 are installed after the rectifier circuit 2.
is provided.
このように、アクティブフィルタは整流回路２の前段あ
るいは後段の何れに配置してもよく、しかもそれぞれ同
じ効果を得ることができる。In this way, the active filter may be placed either before or after the rectifier circuit 2, and the same effect can be obtained in each case.
［発明の効果コ
以上説明したように、この発明の空気調和機のインバー
タ電源装置によれば、交流を直流に変換する交流・直流
変換回路にアクティブフィルタを含めたので、入力電流
を入力電圧波形と同位相の略正弦波形にすることができ
るため、従来パルス状に流れていた入力電流により発生
する高調波を抑えることができ、かつ、入力力率の向上
、入力電源の利用効率の向上を図ることができ、ひいて
は空気調和機の能力向上を図ることができる。また、上
記アクティブフィルタのスイッチング素子をＯＮ、ＯＦ
Ｆ制御することにより、出力直流電圧の制御が可能であ
るため、その出力直流電圧をより安定化させることがで
きる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the inverter power supply device for an air conditioner of the present invention, an active filter is included in the AC/DC conversion circuit that converts AC to DC, so that the input current can be converted into an input voltage waveform. Since it can be made into a substantially sinusoidal waveform with the same phase as the input current, it is possible to suppress harmonics generated by the input current that conventionally flows in a pulse shape, and also improve the input power factor and the efficiency of input power usage. Therefore, it is possible to improve the performance of the air conditioner. Also, the switching element of the active filter is turned on and off.
Since the output DC voltage can be controlled by F control, the output DC voltage can be further stabilized.
第１図はこの発明の一実施例を示す空気調和機のインバ
ータ電源装置の概略的回路図、第２図は上記インバータ
電源装置の動作を説明するためのタイムチャート図、第
３図はこの発明の変形実施例を示す空気調和機のインバ
ータ電源装置の概略的回路図、第４図はこの発明の他の
実施例を示す空気調和機のインバータ電源装置の概略的
回路図、第５図は従来の空気調和機のインバータ電源装
置の概略的回路図、第６図は第５図に示すインバータ電
源装置の動作を説明するためのタイムチャート図である
。
図中、１は交流電源、２は整流回路、３ａはコイル、３
ｂ、１１．１２はコンデンサ、４はパワー・トランジス
タモジュール、５，９．１０はマイクロコンピュータ、
６は圧縮機用モータ、７ａはスイッチング素子（ＭＯＳ
ＦＥＴ）、 ７ｂはダイオード、８は制御回路（専用
ＩＣ回路）である。
特許出願人 株式会社富士通ゼネラル
代理人 弁理士 大 原 拓 也FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an inverter power supply device for an air conditioner showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart diagram for explaining the operation of the inverter power supply device, and FIG. 3 is a diagram of the present invention. FIG. 4 is a schematic circuit diagram of an inverter power supply device for an air conditioner showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conventional one. FIG. 6 is a time chart diagram for explaining the operation of the inverter power supply device shown in FIG. 5. FIG. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier circuit, 3a is a coil, 3
b, 11.12 is a capacitor, 4 is a power transistor module, 5, 9.10 is a microcomputer,
6 is a compressor motor, 7a is a switching element (MOS
7b is a diode, and 8 is a control circuit (dedicated IC circuit). Patent applicant: Fujitsu General Co., Ltd. Patent attorney: Takuya Ohara
Claims (4)
に変換し、該直流を前記圧縮機をインバータ制御するた
めのインバータ部に供給する空気調和機のインバータ電
源装置において、 前記交流を直流に変換するに際し、入力電流を入力電圧
波形と同位相の正弦波形としたことを特徴とする空気調
和機のインバータ電源装置。(1) In an inverter power supply device for an air conditioner that converts AC power into DC when controlling the compressor with an inverter and supplies the DC to an inverter section for controlling the compressor with an inverter, the AC is converted into DC. An inverter power supply device for an air conditioner, characterized in that the input current is converted into a sine waveform having the same phase as the input voltage waveform.
とするに際し、アクティブフィルタと該アクティブフィ
ルタを制御する制御手段とを用いて行なうようようした
請求項（１）記載の空気調和機のインバータ電源装置。(2) The air conditioner according to claim (1), wherein the input current is made into a sinusoidal waveform having the same phase as the input voltage waveform, using an active filter and a control means for controlling the active filter. Inverter power supply.
スイッチング素子およびダイオードで構成しており、そ
のスイッチング素子を前記制御手段にてＯＮ、ＯＦＦ制
御するようにした請求項（２）記載の空気調和機のイン
バータ電源装置。(3) The active filter includes at least an inductive element;
The inverter power supply device for an air conditioner according to claim 2, comprising a switching element and a diode, and the switching element is controlled to be turned on and off by the control means.
のＰＷＭ波形を生成するマイクロコンピュータである請
求項（２）または（３）記載の空気調和機のインバータ
電源装置。(4) The inverter power supply device for an air conditioner according to claim 2 or 3, wherein the control means is a microcomputer that generates a PWM waveform for inverter control of the compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128654A JPH0426374A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | Inverter power unit for air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128654A JPH0426374A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | Inverter power unit for air conditioner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426374A true JPH0426374A (en) | 1992-01-29 |
Family
ID=14990155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2128654A Pending JPH0426374A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | Inverter power unit for air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0426374A (en) |
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