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公開番号2025019527
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123177
出願日2023-07-28
発明の名称電気機器
出願人リンナイ株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250131BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回生電流に起因してスイッチング素子の切り換え動作が停止してしまうことを抑制することが可能な技術を提供する
【解決手段】電気機器は、トランスと、第1平滑回路と、第2平滑回路と、フィードバック回路と、スイッチング素子と、スイッチング制御回路と、第1平滑回路からの電力により動作するモータと、第2平滑回路からの電力により動作し、モータの回転数の指令値を示すモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、モータ指令信号に従って、モータの動作を制御するモータ駆動回路と、モータからの回生電流を吸収する吸収抵抗器と、吸収抵抗器に流れる電流を制限する電流制限回路を備える。電流制限回路は、モータ指令信号が示すモータの回転数の指令値が低減する場合に、吸収抵抗器に流れる電流の制限を緩和するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電気機器であって、
一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線を備えるトランスと、
前記第１二次巻線からの交流電力を平滑化して第１電圧の直流電力を出力する第１平滑回路と、
前記第２二次巻線からの交流電力を平滑化して第２電圧の直流電力を出力する第２平滑回路と、
前記第１電圧の大きさを示すフィードバック信号を出力するフィードバック回路と、
前記一次巻線への通電のオン／オフを切り換えるスイッチング素子と、
前記フィードバック信号に基づいて、前記第１電圧が目標電圧に近づくように、前記スイッチング素子の切り換え動作を制御するスイッチング制御回路と、
前記第１平滑回路からの電力により動作するモータと、
前記第２平滑回路からの電力により動作し、前記モータの回転数の指令値を示すモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、
前記モータ指令信号に従って、前記モータに供給される電力を制御することで、前記モータの動作を制御するモータ駆動回路と、
前記モータからの回生電流を吸収する吸収抵抗器と、
前記吸収抵抗器に流れる電流を制限する電流制限回路を備えており、
前記電流制限回路は、前記モータ指令信号が示す前記モータの前記回転数の前記指令値が低減する場合に、前記吸収抵抗器に流れる電流の制限を緩和するように構成されている、電気機器。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第１平滑回路と前記吸収抵抗器の間に設けられたスイッチをさらに備えており、
前記モータ制御回路は、前記スイッチの導通／非導通を切り換え可能であり、
前記モータ制御回路は、前記モータを回転させる場合に、前記スイッチを導通とし、前記モータを停止させる場合に、前記スイッチを非導通とするように構成されている、請求項１の電気機器。
【請求項３】
前記電流制限回路が、
前記吸収抵抗器に直列に接続されており、トランジスタ制御信号に応じて動作するように構成されたトランジスタと、
反転入力端子に前記モータ指令信号に応じた電圧が入力され、出力端子から前記トランジスタ制御信号を出力するように構成されたオペアンプを備える、請求項１の電気機器。
【請求項４】
前記モータ指令信号が、前記モータの前記回転数の前記指令値の大きさをデューティ比で表したＰＷＭ信号であって、
前記電流制限回路が、前記モータ指令信号を平滑化した電圧を前記反転入力端子に入力する第３平滑回路をさらに備える、請求項３の電気機器。
【請求項５】
前記トランジスタが、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタである、請求項３の電気機器。
【請求項６】
前記電流制限回路が、
前記トランジスタのコレクタ端子と、前記オペアンプの非反転入力端子の間を接続する第１抵抗器と、
前記オペアンプの前記非反転入力端子と、前記トランジスタのエミッタ端子の間を接続する第２抵抗器をさらに備える、請求項５の電気機器。
【請求項７】
前記吸収抵抗器が、前記モータ駆動回路の正極端子と、前記トランジスタの前記コレクタ端子の間を接続しており、
前記電流制限回路が、前記モータ駆動回路の前記正極端子と、前記オペアンプの前記非反転入力端子の間を接続する第３抵抗器をさらに備える、請求項６の電気機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、電気機器に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気機器が開示されている。前記電気機器は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線を備えるトランスと、前記第１二次巻線からの交流電力を平滑化して第１電圧の直流電力を出力する第１平滑回路と、前記第２二次巻線からの交流電力を平滑化して第２電圧の直流電力を出力する第２平滑回路と、前記第１電圧の大きさを示すフィードバック信号を出力するフィードバック回路と、前記一次巻線への通電のオン／オフを切り換えるスイッチング素子と、前記フィードバック信号に基づいて、前記第１電圧が目標電圧に近づくように、前記スイッチング素子の切り換え動作を制御するスイッチング制御回路と、前記第１平滑回路からの電力により動作するモータと、前記第２平滑回路からの電力により動作し、前記モータの回転数の指令値を示すモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、前記モータ指令信号に従って、前記モータに供給される電力を制御することで、前記モータの動作を制御するモータ駆動回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平７－３３２７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電気機器においては、モータの回転数が低減すると、回生電流が生じる。この回生電流が第１平滑回路に流れ込むと、第１電圧が上昇する。この際に、フィードバック回路が第１電圧の上昇を検知するので、スイッチング制御回路は、第１電圧を降下させるように、スイッチング素子の切り換え動作を制御する。これによって、第１電圧の上昇が抑制されて、第１電圧は目標電圧に維持される。しかしながら、このような第１電圧の調整能力を超えて第１電圧が上昇すると、スイッチング制御回路は、スイッチング素子の切り換え動作を停止させてしまう。この場合、第１二次巻線からの電力供給が停止されて、モータが停止してしまうだけでなく、第２平滑回路からの電力供給も停止されてしまい、モータ制御回路の動作が停止してしまう。
【０００５】
本明細書では、回生電流に起因してスイッチング素子の切り換え動作が停止してしまうことを抑制することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する第１の態様では、電気機器は、一次巻線と、第１二次巻線と、第２二次巻線を備えるトランスと、前記第１二次巻線からの交流電力を平滑化して第１電圧の直流電力を出力する第１平滑回路と、前記第２二次巻線からの交流電力を平滑化して第２電圧の直流電力を出力する第２平滑回路と、前記第１電圧の大きさを示すフィードバック信号を出力するフィードバック回路と、前記一次巻線への通電のオン／オフを切り換えるスイッチング素子と、前記フィードバック信号に基づいて、前記第１電圧が目標電圧に近づくように、前記スイッチング素子の切り換え動作を制御するスイッチング制御回路と、前記第１平滑回路からの電力により動作するモータと、前記第２平滑回路からの電力により動作し、前記モータの回転数の指令値を示すモータ指令信号を出力するモータ制御回路と、前記モータ指令信号に従って、前記モータに供給される電力を制御することで、前記モータの動作を制御するモータ駆動回路と、前記モータからの回生電流を吸収する吸収抵抗器と、前記吸収抵抗器に流れる電流を制限する電流制限回路を備えていてもよい。前記電流制限回路は、前記モータ指令信号が示す前記モータの前記回転数の前記指令値が低減する場合に、前記吸収抵抗器に流れる電流の制限を緩和するように構成されていてもよい。
【０００７】
上記の構成によれば、モータの回転数の低減によって発生する回生電流が、吸収抵抗器に流れ込んで吸収される。これによって、第１平滑回路に回生電流が流れ込むことを抑制することができ、第１電圧の上昇を抑制することができる。従って、第１電圧の上昇に起因してスイッチング素子の切り換え動作が停止してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
また、上記の構成によれば、電流制限回路によって、吸収抵抗器に流れる電流が制限されている。これによって、第１平滑回路からの電流が吸収抵抗器に流れることによる、エネルギーの浪費を抑制することができる。さらに、上記の構成によれば、モータ指令信号が示すモータの回転数の指令値が低減する場合に、電流制限回路が吸収抵抗器に流れる電流の制限を緩和する。これによって、回生電流の発生が見込まれるタイミングで、吸収抵抗器に流れる電流の制限を緩和することができ、第１電圧の上昇を効果的に抑制することができる。
【０００９】
第２の態様では、第１の態様の電気機器において、前記電気機器が、前記第１平滑回路と前記吸収抵抗器の間に設けられたスイッチをさらに備えていてもよい。前記モータ制御回路は、前記スイッチの導通／非導通を切り換え可能であってもよい。前記モータ制御回路は、前記モータを回転させる場合に、前記スイッチを導通とし、前記モータを停止させる場合に、前記スイッチを非導通とするように構成されていてもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、モータの停止時など、第１平滑回路からモータへの電力供給が不要な状況において、モータ制御回路がスイッチを非導通に切り換えることで、第１平滑回路から出力される電力が吸収抵抗器で浪費されてしまうことを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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