电气装置以及空气调节机

文档序号:54409 发布日期:2021-09-28 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 电气装置以及空气调节机 (Electric device and air conditioner ) 是由 山梶佑介 菅郁朗 有泽浩一 一木智 于 2019-02-26 设计创作,主要内容包括:电气装置(90)从电源(4)被供给电力,在分离的第一基板(28)与第二基板(29)之间经由通信线(16)进行通信。第一基板(28)存放于具有金属部(3)的框体(22)内。电气装置(90)具备搭载于第一基板(28)的电力变换电路(45)、通信模块(10)、将直流电力供给到通信模块(10)的绝缘型变换电路(12)、搭载于框体(22)内或其它框体(23)的第二基板(29)的与通信模块(10)进行通信的通信模块(11)。电气装置(90)具备连接于被供给从绝缘型变换电路(12)输出到通信模块(10)的直流电力的导体与框体(22)的金属部(3)之间的电容器(17),上述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体。(The electric device (90) is supplied with electric power from a power source (4), and performs communication between the separated first substrate (28) and second substrate (29) via a communication line (16). The first substrate (28) is stored in a frame (22) having a metal part (3). The electric device (90) is provided with a power conversion circuit (45) mounted on a first substrate (28), a communication module (10), an insulation type conversion circuit (12) for supplying DC power to the communication module (10), and a communication module (11) mounted on a second substrate (29) in a housing (22) or other housing (23) and communicating with the communication module (10). The electric device (90) is provided with a capacitor (17) connected between a conductor to which direct-current power output from the insulated conversion circuit (12) to the communication module (10) is supplied and the metal part (3) of the housing (22), the conductor being a conductor on the negative potential side or a conductor on the positive potential side of a potential higher than the negative potential side, which is a reference of voltage.)

电气装置以及空气调节机

技术领域

本申请涉及电气装置以及空气调节机。

背景技术

具备将直流电力变换为交流电力的逆变器装置的空气调节机一般利用噪声滤波器使开关噪声不泄漏到电源,以避免由于室外机内的逆变器装置的开关噪声泄漏到电源而与电源连结的周围的设备进行误动作。在专利文献1中,记载了为了使泄漏到电源的开关噪声有效地降低,在将室内机与室外机连接的通信线与室外机的框体的金属制的底板之间连接电容器(通信线电容器)的空气调节机的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-143598号公报(图5)

发明内容

然而,在专利文献1的空气调节机中,逆变器装置的开关噪声混入到通信线。其结果,使流经通信线的通信信号的质量劣化,所以存在容易产生空气调节机的误动作这样的问题。

另外,在一个框体中具备分离的基板且在分离的基板间进行通信或者以及输送电力的电气装置中,搭载于一个基板的逆变器装置的开关噪声也混入到通信线。其结果,使流经通信线的通信信号的质量劣化,所以容易产生电气装置的误动作这样的问题。

本申请说明书所公开的技术的目的在于不对在分离的基板间通信的通信信号的质量造成影响,降低混入到电源的开关噪声。

本申请说明书所公开的一个例子的电气装置是从电源被供给电力且在分离的第一基板与第二基板之间经由通信线进行通信的电气装置。电气装置具备:第一基板,存放于具有金属部的框体内;电力变换电路,搭载于第一基板,具有开关元件;第一通信模块;第一信号绝缘电路,一边使第一通信模块与通信线绝缘,一边使通信信号通过;第一绝缘型变换电路,将与供给到电力变换电路的电力绝缘的直流电力供给到第一通信模块;第二基板,存放于框体或者其它框体;第二通信模块,搭载于第二基板,与第一通信模块进行通信;第二信号绝缘电路,一边使第二通信模块与通信线绝缘,一边使通信信号通过;以及第二绝缘型变换电路,将与供给到电力变换电路的电力绝缘的直流电力供给到第二通信模块。电气装置具备连接于被供给从第一绝缘型变换电路输出到第一通信模块的直流电力的导体与框体的金属部之间的电容器,所述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体。

本申请说明书所公开的一个例子的电气装置具备连接于被供给从第一绝缘型变换电路输出到第一通信模块的直流电力的导体与框体的金属部之间的电容器,上述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体,所以不会对在分离的基板间进行通信的通信信号的质量造成影响,而能够降低混入到电源的开关噪声。

附图说明

图1是示出实施方式1的电气装置的第一例的图。

图2是示出实施方式1的电气装置的第二例的图。

图3是示出实施方式1的第一通信模块以及第二通信模块的结构的图。

图4是示出实施方式1的第一通信模块的发送电路的第一例的图。

图5是示出实施方式1的第一通信模块的发送电路的第二例的图。

图6是示出实施方式1的绝缘型变换电路的图。

图7是说明比较例1的电气装置中的噪声路径的图。

图8是说明比较例2的电气装置中的噪声路径的图。

图9是说明实施方式1的电气装置中的噪声路径的图。

图10是示出实施方式1的电气装置的第三例的图。

图11是示出实施方式1的电气装置的第四例的图。

图12是示出实施方式2的电气装置的第一例的图。

图13是示出实施方式2的电气装置的第二例的图。

图14是示出实施方式3的空气调节机的第一例的图。

图15是示出图14的第一通信模块与金属部之间的电容器的连接例的图。

图16是示出搭载于图14的转换器电路以及第一逆变器电路的半导体元件和散热器的图。

图17是示出图16的通信线的一个例子的图。

图18是示出实施方式3的空气调节机的第二例的图。

图19是示出实施方式3的空气调节机的第三例的图。

图20是示出实施方式3的空气调节机的第四例的图。

图21是示出实施方式4的电气装置的一个例子的图。

图22是示出图21的电感部件的相对导磁率的频率特性的一个例子的图。

图23是示出噪声的频率低的情况下的图21的电气装置的例子的图。

图24是示出噪声的频率高的情况下的图21的电气装置的例子的图。

图25是示出实施方式5的空气调节机的一个例子的图。

图26是示出连接于通信线与金属部之间的情况下的电容器中的漏电流特性的图。

图27是示出图25的通信线中的信号波形的一个例子的图。

图28是示出图25的电源线中的噪声的频率特性的一个例子的图。

图29是示出实施方式6的电气装置的一个例子的图。

图30是示出实施方式7的空气调节机的一个例子的图。

(符号说明)

1:第一设备(室外机);2:第二设备(室内机);3:金属部;4:电源;5:第一噪声滤波器(噪声滤波器);10:第一通信模块;11:第二通信模块;12:绝缘型变换电路(第一绝缘型变换电路);13:第一信号绝缘电路;14:第二信号绝缘电路;15:电源线;16:通信线;17、17a、17b:电容器;20:绝缘型变换电路(第二绝缘型变换电路);21:设备框体(框体);22:第一设备框体(框体、第一框体);23:第二设备框体(其它框体、第二框体);28:第一设备基板(第一基板);29:第二设备基板(第二基板);30:转换器电路;31:第一逆变器电路(逆变器电路);34:压缩机;35:室外热交换器;36:制冷剂配管;40:室内热交换器;44:噪声滤波器(其它噪声滤波器);45:电力变换电路;50:电容器部件;51:电感部件;52:磁体芯;54:压敏电阻;55:半导体元件(开关元件);57:阻抗部件;90:电气装置;100:空气调节机。

具体实施方式

实施方式1.

图1是示出实施方式1的电气装置的第一例的图,图2是示出实施方式1的电气装置的第二例的图。图3是示出实施方式1的第一通信模块以及第二通信模块的结构的图。图4是示出实施方式1的第一通信模块的发送电路的第一例的图,图5是示出实施方式1的第一通信模块的发送电路的第二例的图。图6是示出实施方式1的绝缘型变换电路的图。图7是说明比较例1的电气装置中的噪声路径的图,图8是说明比较例2的电气装置中的噪声路径的图。图9是说明实施方式1的电气装置中的噪声路径的图。图10是示出实施方式1的电气装置的第三例的图,图11是示出实施方式1的电气装置的第四例的图。实施方式1的电气装置90具备相互进行通信的两个以上的设备。在此,为了不变得复杂,以两个以上的设备为两个为前提而进行说明。对相同的或者对应的构成要素附加相同的符号,有时省略重复的说明。

实施方式1的电气装置90具备第一设备1、第二设备2。第一设备1由作为交流电源或者直流电源的电源4供给电力而进行动作。另外,第二设备2经由第一设备1利用电源4的电力进行动作。此外,在图1、图2中,示出了电源4是交流电源的例子。在电源4是交流电源的情况下,能够使用单相或者3相交流电源。在电源4是单相的情况下,能够使用单相2线、单相3线中的任意方。在电源4是3相的情况下,能够使用3相3线、3相4线中的任意方。在本实施方式中,也可以是任意的电源。

第一设备1具备第一设备框体22、第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一负载设备7、绝缘型变换电路12、第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、第一设备基板28、连接于第一设备框体22的金属部3与第一噪声滤波器5之间的电容器6、连接于第一设备框体22的金属部3与第一通信模块10之间的电容器17。第二设备2具备第二设备框体23、第二噪声滤波器8、第二负载设备9、绝缘型变换电路20、第二通信模块11、第二信号绝缘电路14、第二设备基板29。第一设备1与第二设备2利用通信线16相互进行通信。第二设备2利用由电源线15从第一设备1供给的交流电力进行动作。通信线16为1线以上,在通信线16是1线的情况下,通信信号的返回路径是电源线15等。

第一噪声滤波器5去除来自电源4以及第一负载设备7、绝缘型变换电路12的噪声。转换器电路30将经由第一噪声滤波器5供给的交流电力变换为直流电力。由转换器电路30生成的直流电力被供给到第一负载设备7、绝缘型变换电路12。绝缘型变换电路12是绝缘型的电力变换电路,使用绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘变压器。绝缘型变换电路12对第一通信模块10、作为光电耦合器的第一信号绝缘电路13供给直流电力。第一通信模块10、第一信号绝缘电路13仅利用由绝缘型变换电路12生成的直流电力进行动作。第一通信模块10经由第一信号绝缘电路13而与第二设备2进行通信。第一信号绝缘电路13一边使第一通信模块10与通信线16绝缘,一边使通信信号通过。电容器6是连接于第一噪声滤波器5与第一设备框体22的金属部3之间的对地间电容器,有时还被称为Y电容器。此外,第一信号绝缘电路13也可以是绝缘变压器。在第一信号绝缘电路13是绝缘变压器的情况下,第一信号绝缘电路13无需从绝缘型变换电路12被供给直流电力,所以不需要绝缘型变换电路12与第一信号绝缘电路13的电力供给线。只要不特别事先说明,就用光电耦合器的例子说明第一信号绝缘电路13。

第一负载设备7具有转换器电路、逆变器电路等具有开关元件的电路即电力变换电路45和作为消耗由电力变换电路45生成的电力的负载的电路以及马达等动力机。逆变器电路为了对交流马达等交流负载供给交流电力,将直流电力变换为交流电力。第一负载设备7的转换器电路在存在在与转换器电路30不同的电压下进行动作的直流负载的情况下使用。第一负载设备7未必需要放入到第一设备1的第一设备框体22的内部,但在本实施方式中,设为放入到第一设备1的第一设备框体22的内部而进行说明。第一负载设备7具备电力变换电路45,所以产生开关噪声。在第一设备基板28搭载有第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一负载设备7的电力变换电路45、绝缘型变换电路12、第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、电容器6、电容器17。第一设备1的第一设备框体22在至少一部分具有金属部3。第一负载设备7所包含的负载包括电力变换电路45、放电设备、马达等产生噪声的设备,所以第一负载设备7成为噪声源。此外,在转换器电路30是具有开关元件的电路的情况下,产生开关噪声。

第二噪声滤波器8从经由电源线15供给的电源4的交流电力以及第二负载设备9、绝缘型变换电路20去除噪声。第二负载设备9具有作为消耗电力的负载的电路以及马达等动力机。在图1所示的电气装置90的第一例中的第二设备2方面,示出了具备将交流电力变换为直流电力的转换器电路46的例子。转换器电路46将从第二噪声滤波器8供给的交流电力变换为直流电力。由转换器电路46生成的直流电力被供给到绝缘型变换电路20。绝缘型变换电路20是绝缘型的电力变换电路,使用绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘变压器。绝缘型变换电路20对第二通信模块11、作为光电耦合器的第二信号绝缘电路14供给直流电力。第二通信模块11、第二信号绝缘电路14仅利用由绝缘型变换电路20生成的直流电力进行动作。第二通信模块11经由第二信号绝缘电路14而与第一设备1进行通信。第二信号绝缘电路14一边使第二通信模块11与通信线16绝缘,一边使通信信号通过。此外,第二信号绝缘电路14也可以是绝缘变压器。在第二信号绝缘电路14是绝缘变压器的情况下,第二信号绝缘电路14无需从绝缘型变换电路20被供给直流电力,所以不需要绝缘型变换电路20和第二信号绝缘电路14的电力供给线。只要不特别事先说明,就用光电耦合器的例子说明第二信号绝缘电路14。

在图2所示的电气装置90的第二例中的第二设备2中,示出了绝缘型变换电路20是从交流电力变换为直流电力的绝缘型的AC-DC转换器的例子。此外,在图1所示的电气装置90的第一例中的第二设备2中,示出了第二设备框体23具有金属部24的例子。另外,在图2所示的电气装置90的第二例中的第二设备2中,示出了第二设备框体23不具有的金属部24的例子。

在第二设备基板29搭载有第二噪声滤波器8、第二负载设备9的负载设备、绝缘型变换电路20、第二通信模块11、第二信号绝缘电路14。在图1所示的电气装置90的第一例中的第二设备2中,第二设备基板29搭载有作为第二负载设备9的负载设备的转换器电路46。

第一通信模块10以及第二通信模块11具备接收电路64、发送电路65、微机等信号处理电路66。例如,在第一通信模块10中,第一设备1内的负载状况由信号处理电路66处理,负载状况等通信信号从发送电路65发送到第二通信模块11。第二通信模块11利用接收电路64接收来自第一设备1的通信信号,利用信号处理电路66变换为第一设备1内的负载状况的数据等。另外,在第二通信模块11中,第二设备2内的负载状况由信号处理电路66处理,负载状况等通信信号从发送电路65发送到第一通信模块10。第一通信模块10利用接收电路64来接收来自第二设备2的通信信号,利用信号处理电路66变换为第二设备2内的负载状况的数据等。

转换器电路30、搭载于第一负载设备7的转换器电路、逆变器电路等电力变换电路45、搭载于第一负载设备7的放电设备、马达等成为噪声源。转换器电路30、电力变换电路45具有开关元件,有意地使开关元件进行开关(导通、截止),所以产生开关噪声。产生的开关噪声的频率因载波频率以及使用的开关元件的特性而不同,但具有10kHz至1GHz左右的频率分量。

包括作为噪声源的转换器电路30、电力变换电路45的第一负载设备7、第一通信模块10、绝缘型变换电路12、第一信号绝缘电路13中的至少1个配置于同一第一设备基板28上。在图1、图2中示出了包括转换器电路30、电力变换电路45的第一负载设备7的一部分、第一通信模块10、绝缘型变换电路12、第一信号绝缘电路13、电容器6、电容器17搭载于第一设备基板28的例子。

一般而言,第一设备基板28是印刷基板,在第一设备基板28上将成为噪声源的第一负载设备7进行连接的布线图案接近配置(靠近地配置)在从第一通信模块10或者绝缘型变换电路12起10cm以内的情况较多。即使在该情况下,也能够利用本实施方式的结构即之后详细地叙述的电容器17的连接结构(电容器连接结构)来降低混入到通信线16的噪声。另外,一般而言,将第一设备1与第二设备2之间进行连接的通信线16与电源线15部分地并行行进。通常,在第一设备1和第二设备2的外侧,通信线16和电源线15集中被布线,并且在第一设备1以及第二设备2的内部,通信线16与电源线15也并行地被布线的情形较多。进而,第一信号绝缘电路13与第一噪声滤波器5在第一设备基板28上接近地配置(靠近地配置)的情况较多,在该情况下,有时与通信线16连结的布线图案和与电源线15连结的布线图案并行地被布线。另外,关于第二设备2的第二信号绝缘电路14和第二噪声滤波器8也相同。此外,一般而言,第二设备基板29也是印刷基板。

第一通信模块10、第一信号绝缘电路13被供给由绝缘型变换电路12生成的直流电力。作为绝缘型变换电路12,使用绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘变压器。在绝缘型的DC-DC转换器中,已知有反激(flyback)方式、前馈方式等各种方法,但在本实施方式中也可以是任意的方式。在图6中示出了绝缘型的DC-DC转换器的一个例子。绝缘型变换电路12以及图2所示的绝缘型变换电路20例如能够使用图6所示的绝缘型的DC-DC转换器。图6所示的绝缘型变换电路12具备变压器85、开关86、二极管87。另外,图6所示的绝缘型变换电路20具备变压器85、开关86、二极管87。从转换器电路30或者转换器电路46输出的直流电力被输入到输入管脚83a、83b。开关86重复导通、截止,从而能够从输出管脚84a、84b输出与所输入的直流电力绝缘的直流电力。此外,第一设备1的绝缘型变换电路12也可以如图2所示的绝缘型变换电路20那样是从交流电力变换为直流电力并输出的绝缘型的AC-DC转换器。但是,一般是使用电路方式简单的绝缘型的DC-DC转换器。绝缘型的AC-DC转换器例如是在图6的电路中在输入管脚83a、83b侧配置有桥电路等整流电路的电路。

第一通信模块10、第一信号绝缘电路13仅利用由绝缘型变换电路12生成的直流电力进行动作。绝缘型变换电路12也可以输出一个种类的直流电力,但也可以根据需要而使用多个绝缘型变换电路12来输出电压不同的多个直流电力。在输出多个直流电力的情况下,为了使多个绝缘型变换电路12间的针对高频分量的阻抗相等,最好将电容器放入到多个绝缘型变换电路12间(电容器追加例1),或将电容器放入到各绝缘型变换电路12与第一设备1的第一设备框体22的金属部3之间(电容器追加例2)。在此,记载为使阻抗相等,但实际上具有按照根据电容器自身的电容和残留电感、残留电阻确定的等效电路决定的阻抗,所以电容器的两端的阻抗不会为0。但是,在本实施方式中,比较被绝缘的电路中的阻抗和电容器的阻抗,作为实质性的比较,电容器的两端的阻抗能够视为足够小。

第二设备2中的第二通信模块11、第二信号绝缘电路14被供给由作为绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘型的AC-DC转换器或者绝缘变压器的绝缘型变换电路20生成的直流电力而进行动作。在该情况下,也可以根据需要使用多个绝缘型变换电路20来输出多个直流电力。在输出多个直流电力的情况下,为了使多个绝缘型变换电路20间的针对高频分量的阻抗相等,最好将电容器放入到多个绝缘型变换电路20间(电容器追加例1),或将电容器放入到各绝缘型变换电路20与第二设备2的第二设备框体23的金属部24之间(电容器追加例2)。此外,当在第二设备2中采用电容器追加例2的情况下,如图1所示使用具有金属部24的第二设备框体23。

一般而言,如专利文献1的空气调节机的室外单元那样,与第一通信模块10相当的室外通信模块和与第一设备框体22的金属部3相当的室外框体的底板之间未用布线连接,不会流过直流电流。即,与第一通信模块10相当的室外通信模块和与第一设备框体22的金属部3相当的室外框体的底板直流绝缘。考虑在第一设备1的第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间未连接电容器17的情况。当以第一通信模块10的基准电位为基准电位1、以第一设备框体22的金属部3的电位为基准电位2时,产生基准电位1的导体与产生基准电位2的导体之间直流绝缘。在基准电位1与基准电位2之间在第一设备1的动作过程中产生电位差。即使是这样不用布线连接而直流绝缘的电路,如果能够在闭合的系统之中进行动作,则能够以基准电位1为基准进行动作。但是,针对包含高频分量(交流分量)的开关噪声(交流电力),关于只是在基准电位1与基准电位2之间没有布线的绝缘,因产生基准电位1的导体与产生基准电位2的导体之间的寄生电容而流过交流电流,所以未必成为绝缘。即,只是在产生基准电位1的导体与产生基准电位2的导体之间没有布线的绝缘未必成为交流绝缘。适当地,产生了或将产生基准电位1的导体、产生了或将产生基准电位2的导体记载为基准电位1的导体、基准电位2的导体。

实施方式1的电气装置90与专利文献1的空气调节机不同,特征在于在基准电位1的导体与基准电位2的导体之间配置有电容器17。第一通信模块10的基准电位通常是对第一通信模块10供给直流电力的绝缘型变换电路12的-输出侧(参照图10)的电位。绝缘型变换电路12输出的电压是-输出侧的电位与+输出侧的电位之间的电压。-输出侧的电位相对于+输出侧的电位成为电压的基准,-电位侧的导体相对于+电位侧的导体成为电压的基准。-输出侧的电位相对于+输出侧的电位成为基准,所以适当地将-输出侧记载为接地。由绝缘型变换电路12供给直流电力的-输出侧的电位的导体(-电位侧的导体)以及+输出侧的电位的导体(+电位侧的导体)与基准电位2的导体即第一设备框体22的金属部3直流绝缘。在第一通信模块10内,-电位侧的导体是产生基准电位1的导体即接地线,+电位侧的导体是驱动电路的驱动电源线。此外,在由绝缘型变换电路12供给直流电力的第一信号绝缘电路13中也是同样的。从绝缘型变换电路12输出到第一通信模块10、第一信号绝缘电路13的-输出侧的直流电力供给线以及+输出侧的直流电力供给线也分别是-电位侧的导体以及+电位侧的导体。适当地将被供给直流电力的-电位侧的导体、+电位侧的导体分别简记为直流电力的-电位侧、直流电力的+电位侧。-电位侧的导体的电位相对于+电位侧的导体的电位成为基准,所以适当地将-电位侧记载为接地。

不限定于如图1、图2那样在供给到第一通信模块10的直流电力的-电位侧(接地)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17的例子,也可以如后所述在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间配置电容器17。因而,实施方式1的电气装置90的特征在于,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置电容器17。换言之,实施方式1的电气装置90具备连接于被供给从绝缘型变换电路12输出到第一通信模块10的直流电力的导体与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17,上述导体是电压的基准的-电位侧的导体或者处于比所述-电位侧高的电位的+电位侧的导体。该特征的结构是前述电容器连接结构。在图1、图2所示的电气装置90的第一例、第二例中,示出了在第一通信模块10的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17的例子。在第一通信模块10的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17的例子是后述电气装置90的第三例(参照图10)。此外,更好的是将电容器17放入到第一设备框体22的金属部3和第一通信模块10的+电位侧以及接地(-电位侧)。

在图1所示的电气装置90的第一例中,第二设备2的第二通信模块11与第二设备框体23的金属部24不用布线连接,而直流绝缘。当将第二通信模块11的基准电位作为基准电位3、将第二设备框体23的金属部24作为基准电位4时,产生基准电位3的导体与产生基准电位4的导体之间直流绝缘,所以在第二设备2的动作中产生电位差。在如图2所示的电气装置90的第二例那样在第二设备框体23中没有金属部24的情况下,无需考虑第二通信模块11与第二设备框体23的电位差。在如图1所示的电气装置90的第一例那样在第二设备框体23中有金属部24的情况下,也可以在产生基准电位3的导体与产生基准电位4的导体之间配置电容器。即,也可以在供给到第二通信模块11的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第二设备框体23的金属部24之间配置与电容器17同样的电容器。适当地,产生或者将产生基准电位3的导体、产生或者将产生基准电位4的导体记载为基准电位3的导体、基准电位4的导体。

基准电位1的导体与基准电位2的导体之间能够针对直流电力(直流电流、直流电压)而通过非连接等取得绝缘。但是,针对开关噪声等交流电流或者交流电压,仅凭使基准电位1的导体与基准电位2的导体之间成为非连接,无法取得交流绝缘。一般而言,针对交流电力,产生第一设备框体22以及第一设备基板28的构造所引起的寄生电容,所以在电屏蔽、磁屏蔽、隔开足够的距离以外的方法中,难以针对交流电力取得高的绝缘性。在近年的功率电子设备的小型且高密度的安装中,难以抑制第一设备1的寄生电容。因此,由于第一设备1内的寄生电容因制造时的电源线15、通信线16等缆线的安装、电路部件的安装、第一设备基板28的布线图案的走线等而第一设备1的寄生电容大幅变化。即,由于电路部件以及布线图案与第一设备框体22的距离等的设计,第一设备1的寄生电容大幅变化。当第一设备1的寄生电容发生改变时,与寄生电容相伴的噪声的共振频率发生变化,开关噪声的频率特性大幅变化,所以难以在设计阶段控制泄漏到电源线15或者通信线16的开关噪声。

制造时的缆线的走线所引起的寄生电容即使在试验时没有开关噪声等问题,在实际使用环境下仍有时发生开关噪声等噪声所致的故障。相对于此,如实施方式1的电气装置90那样,在直流绝缘的第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17,从而不论第一设备1的寄生电容如何,都能够利用电容器17来控制针对噪声的阻抗。其结果,能够在设计阶段控制开关噪声的传播路径,所以能够使开关噪声不流到电源4等并非意图的路径。实施方式1的电气装置90具有能够控制泄漏到电源线15或者通信线16的开关噪声的优点。

使用图7~图9,说明开关噪声的传播。图7所示的比较例1的电气装置91具备第一设备92、第二设备93,通信线16、电源线15连接于第一设备92与第二设备93之间。比较例1的电气装置91和图2所示的电气装置90的第二例在下面的5个点上不同。第一不同点是在第一设备92中,代替第一信号绝缘电路13、第一通信模块10而仅使用第一通信模块95。第二不同点是没有绝缘型变换电路12,直流电力从转换器电路30直接供给到第一通信模块95,第三不同点是没有电容器17。第四不同点是在第二设备93中代替第二信号绝缘电路14、第二通信模块11而仅使用第二通信模块96,第五不同点是没有绝缘型变换电路20,而直流电力从转换器电路46(在图7中省略)直接供给到第二通信模块96。在图7中,省略从第一设备基板28、第二设备基板29、转换器电路46、第二负载设备9向第二通信模块96的布线。此外,记载了电源线15与通信线16之间的寄生电容18。

由第一通信模块95生成的通信信号利用通信线16发送到第二设备93。通信线16与电源线15以并行行进的方式在第一设备92与第二设备93之间布线。因此,在通信线16与电源线15之间产生寄生电容18。在通信线16是金属等导线的情况下,利用通信线16传送通信信号时的布线长最好为100m以下。当成为其以上的长度时,信号波形钝化,通信信号劣化,所以最好使用中继机。

在实施方式1的电气装置90中,由第一通信模块10生成的通信信号也经由第一信号绝缘电路13利用通信线16发送到第二设备2。通信线16与电源线15以并行行进的方式在第一设备1与第二设备2之间布线。因此,在通信线16与电源线15之间产生寄生电容18(参照图7)。在通信线16是导线的情况下,利用通信线16传送通信信号时的布线长最好为100m以下。当成为其以上的长度时,信号波形钝化,通信信号劣化,所以最好使用中继机。在使用中继机时,供给到中继器的电力也需要与供给到第一负载设备7的电力变换电路45的电力直流绝缘。此外,当供给到第一信号绝缘电路13的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)因噪声而波动时,有时由于第一信号绝缘电路13内的+电位侧或者接地(-电位侧)的波动的影响,噪声还传播到通信线16。

一般而言,接收通信信号的接收侧是高的阻抗。在通信线16以1根进行收发的情况下,第一设备1与第二设备2的通信线端部(第一设备通信线端部、第二设备通信线端部)、第一设备92与第二设备93的通信线端部(第一设备通信线端部、第二设备通信线端部)为高的阻抗。实施方式1的电气装置90、比较例1的电气装置91的通信线16的第一设备通信线端部、第二设备通信线端部为高的阻抗,所以在通信线16中不易流过电流,通信线16与电源线15之间的寄生电容18的电容值相对小。

流经通信线16的通信信号的电压与供给到电源线15的电力的电压不同。因此,如果通信线16与电源线15并行行进且寄生电容18的电容值为容易变大的状态,则如图7所示,与通信信号重叠的噪声不流到接收侧的阻抗高的通信线16,而经由寄生电容18从通信线16流经阻抗小的电源线15。

第一噪声滤波器5的阻抗设计成去除从包括转换器电路、逆变器电路等电力变换电路45的第一负载设备7生成的开关噪声,不使开关噪声传播到作为交流电源的电源4。即,第一噪声滤波器5的阻抗设计成相对于交流电力使阻抗变高,使衰减特性变大。

不限于电源线15与通信线16之间的寄生电容,两个导体间的寄生电容的电容值C在是普通的设备的情况下,当将真空的导磁率设为ε0、将两个导体间的比介电常数设为εr、将距离设为d[m]、将对置的面积设为S[m2]时,能够通过式(1)进行计算。

C=ε0×εr×S/d…(1)

当根据该式(1)来计算时,通常寄生电容小到100pF以下,所以噪声滤波器的阻抗比基于100pF的电容的阻抗高的情况较多。其结果,如图7所示的噪声传播路径19a那样,按照分流比,开关噪声的大部分不经由第一噪声滤波器5,而从电力变换电路45混入到第一通信模块95、通信线16。当在与第一设备框体22的金属部3之间不连接电容器6的情况下,进入到第一通信模块95的噪声因寄生电容18而流到电源线15,经过作为交流电源的电源4、第一噪声滤波器5的返回路径,流到第一负载设备7。在存在在第一噪声滤波器5与第一设备框体22的金属部3之间连接的电容器6的情况下,电容器6的阻抗相对于交流电力变低,所以形成经过第一设备框体22的金属部3从电容器6通过第一噪声滤波器5而返回到第一负载设备7的低阻抗的路径。

图8所示的比较例2的电气装置91在对比较例1的电气装置91追加有电容器94a、94b这点上不同。电容器94a在第一设备92中连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间,电容器94b在第二设备93中连接于通信线16与电源线15之间。电容器94a、94b相当于专利文献1的空气调节机的图5中的将室外通信模块与室外机的框体的金属制的底板进行连接的电容器以及将通信线与电源线进行连接的电容器。比较例2的电气装置91追加有电容器94a,所以在第一负载设备7中产生的开关噪声如图8所示的噪声传播路径19b那样流到电容器94a。比较例2的电气装置91相比于比较例1的电气装置91,能够降低泄漏到电源线15的开关噪声。但是,电容器94a被放入到通信线16与第一设备框体22的金属部3之间,从而包含第一负载设备7的开关噪声的噪声的交流分量因搭载有第一通信模块95等的基板的布线与第一通信模块95之间的寄生电容(未图示)而流入到第一通信模块95,所以招致通信信号的质量的劣化。

另外,在第一通信模块95与第一设备框体22的金属部3之间存在电位差,所以由于第一通信模块95与第一设备框体22的金属部3之间的寄生电容(未图示),经由电容器94a流经第一设备框体22的金属部3的开关噪声流入到第一通信模块95。其结果,开关噪声混入到第一通信模块95内的直流电力供给线(直流电源线)。因此,第一通信模块95内的半导体元件的驱动电力因第一通信模块95内的直流电力供给线(+电位侧电源线、-电位侧电源线)而波动,所以从第一通信模块95输出重叠有波动的直流电力的噪声的通信信号。此外,-电位侧电源线是第一通信模块95的接地线。这是因为由于根据供给到第一通信模块95内的半导体元件的直流电力而生成通信信号的电压,所以驱动半导体元件的直流电力即第一通信模块95内的直流电力供给线的电压发生波动,从而相对于第一设备框体22的金属部3等与第一通信模块95绝缘的系统的电位,通信信号的电压发生波动。

流经通信线16的通信信号的质量能够通过观察电源线15与通信线16之间的电位差的时间变化或者在第一通信模块95与通信线16之间流过的电流的时间变化来确认。通过进行在通常的开关噪声的试验中不进行的流经通信线16的通信信号的质量的研究,发现在第一负载设备7中产生的开关噪声混入到第一通信模块95、在分离的基板间通信的通信信号的质量劣化这样的问题。

另外,比较例2的电气装置91具有电容器94b,所以不仅是在第一设备92的第一设备框体22的金属部3中流过的开关噪声,在电源线15中流过的开关噪声也混入到通信线16,所以导致使通信质量进一步恶化。这是因为与通信线16相比大的开关噪声与电源线15重叠,无法制作能够完全去除开关噪声的第一噪声滤波器5。其结果,即使能够利用电容器94b来降低在电源线15中流过的开关噪声,由于开关噪声因电容器94b而混入到通信线16,所以与没有该电容器94b的情况相比,也难以将通信信号的质量保持为相同程度。

使用图9说明泄漏到实施方式1的电气装置90中的第一通信模块10的开关噪声。在实施方式1中,绝缘型变换电路12介于第一负载设备7与第一通信模块10之间,与供给到第一负载设备7的直流电力绝缘的直流电力被供给到第一通信模块10,所以从第一负载设备7进入到第一通信模块10的开关噪声经过图9所示的寄生电容18混入。经过寄生电容18混入的开关噪声比如比较例1、比较例2那样经由导线传播的开关噪声小。在实施方式1的电气装置90中,在第一负载设备7中产生的开关噪声成为如噪声传播路径19c那样。混入到第一通信模块10的开关噪声经由电容器17,经过第一设备框体22的金属部3、电容器6、第一噪声滤波器5的返回路径,流到第一负载设备7。

在实施方式1的电气装置90中,利用第一信号绝缘电路13而第一通信模块10与面向第二设备2的通信线16直流绝缘,所以从第一通信模块10观察第二设备2的第二通信模块11的情况下的阻抗高。因此,如果在第一通信模块10中的被供给直流电力的一方的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间存在电容器17,则从第一负载设备7传播来的开关噪声经由电容器17流到第一设备框体22的金属部3一侧。

第一设备1的第一设备框体22的金属部3是第一负载设备7所引起的开关噪声的返回路径。由于存在电容器17,从而在与第一设备框体22的金属部3的电位相同的定时,第一通信模块10的接地的电位发生变动。通过在第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17,从而第一通信模块10的接地和第一设备框体22的金属部3相对于交流电力是相同电位,所以第一通信模块10的通信信号相对于第一设备框体22的金属部3的电位没有波动。因此,实施方式1的电气装置90能够降低向通信线16的开关噪声。这意味着不是通信线16相对于电源4的接地电位没有波动,而是按照与以第一设备1中的第一设备框体22的金属部3的电位为基准的电源线15以及第一负载设备7相同的相位波动,所以第一通信模块10的接地和第一设备框体22的金属部3相对于交流电力没有电位差,从而相对于包含开关噪声的交流电力而第一通信模块10的接地与第一设备框体22的金属部3的电位差为恒定,没有波动。

在图1、图2的电气装置90的第一例、第二例中,示出了在供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17的例子。但是,也可以如图10所示,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17b。在图10中示出了在供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间还配置有电容器17a的例子。连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器的符号总括地使用17。存在多个连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器,在进行区分的情况下,使用17a、17b这样的符号。

当在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17b的情况下,也发挥与在供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)安装有电容器17a的情况相同的效果。这是因为由于相对于第一设备1中的第一设备框体22的金属部3的电位,被供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧以及接地(-电位侧)直流绝缘,所以与第一设备框体22的金属部3的电位差不为恒定,所以安装于任意的布线都能够得到效果。此外,虽然重复前述,但更好的是如图10所示将电容器17放入到第一设备框体22的金属部3和第一通信模块10的+电位侧以及接地(-电位侧)。

混入到通信线16的开关噪声与混入到电源线15的开关噪声通常不同。关于电源线15的开关噪声,有时被记载为传导噪声、电源噪声、噪音端子电压、将噪音端子电压简略后的噪音端等。在第一设备1内,电源线15以及通信线16相对于第一设备1中的第一设备框体22的金属部3而在几cm以内接近(靠近)地行进的情况较多,所以容易在与第一设备框体22的金属部3之间产生寄生电容,相对于包含开关噪声的交流电力不绝缘。但是,实施方式1的电气装置90在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备1的第一设备基板28与第二设备2的第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,而能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式1的电气装置90能够在与第一设备框体22的金属部3直流绝缘的第一通信模块10中,保持与第一设备框体22的金属部3的绝缘性,并降低泄漏到通信线16的开关噪声。因此,实施方式1的电气装置90能够使得不易引起第一设备1与第二设备2之间的通信信号的劣化所致的电气装置90的误动作。另外,实施方式1的电气装置90能够降低与电源线15重叠的开关噪声,其结果,能够还降低混入到从电源4被供给电力的第一设备1、第二设备2以外的外部设备的开关噪声。

说明第一通信模块10的发送电路65的例子。图4、图5所示的发送电路65包括运算放大器60与电阻61a、61b的组合,通过使电阻61a、61b的值变化,从而使运算放大器60的放大率变化。发送电路65具备输入管脚81a、81b和输出管脚82a、82b,从输入管脚81a、81b输入作为由信号处理电路66处理后的通信信号的输入信号62,从输出管脚82a输出输出信号63。输入管脚81b、输出管脚82b利用被供给绝缘型变换电路12所生成的直流电力的-电位侧(接地)的-电位侧电源线69连接。即,从绝缘型变换电路12输出到第一通信模块10的-输出侧的电力供给线与-电位侧电源线69连接。

运算放大器60由驱动电源68驱动。驱动电源68是供给绝缘型变换电路12所生成的直流电力的直流电源。具体而言,驱动电源68是第一通信模块10内的+电位侧的直流电力供给线(+电位侧电源线)。即,+输出侧的直流电力供给线与+电位侧电源线连接。电阻61a的一端连接于输入管脚81a,电阻61a的另一端连接于运算放大器60的-端子和电阻61b的一端。电阻61b的另一端连接于输出管脚82a。运算放大器60的+端子连接于-电位侧的直流电力供给线(-电位侧电源线69)。在图4、图5中,输入信号62、输出信号63作为以与输入管脚81b以及输出管脚82b连接的-电位侧的直流电力供给线(-电位侧电源线69)的电位即绝缘型变换电路12所生成的直流电力的接地(-电位侧)的电位为基准的电压信号而示出。与输入管脚81b以及输出管脚82b连接的-电位侧的直流电力供给线(-电位侧电源线69)经由电容器17连接于第一设备框体22的金属部3。在图4中示出了在驱动电源68与第一设备框体22的金属部3之间连接电容器67的例子。

当将输入到运算放大器60的-端子的信号的与接地间的电压设为V1、将输入到+端子的信号的与接地间的电压设为V2、将输入侧的电阻61a的值设为R1、将输出侧的电阻61b的值设为R2时,输出信号63的输出电压V0能够如式(2)那样表示。

V0=-(R2/R1)V1+(R1+R2)V2/R1…(2)

对运算放大器60供给直流电力的直流电力供给线(+电位侧电源线、-电位侧电源线69)与第一设备框体22的金属部3直流绝缘。在图4的发送电路65中,在运算放大器60的驱动电源68与第一设备框体22的金属部3之间设置电容器67,从而能够控制将电力变换电路45作为噪声源的噪声的传播。在相对于第一设备框体22的金属部3而没有电容器17、电容器67的情况下,能够利用寄生电容而在第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、通信线16与第一设备框体22的金属部3之间针对噪声的交流分量而交流导通,所以在如开关噪声那样10kHz至1GHz的频率下无法忽略该寄生电容。因此,在相对于第一设备框体22的金属部3而没有电容器17、电容器67的情况下,无法控制开关噪声的传播,其结果未能降低泄漏到电源4的噪声。

相对于此,发现在如本实施方式1那样,对通信线16以及第一通信模块10供给直流电力的直流电力供给线(+电位侧电源线、-电位侧电源线69)相对于第一设备框体22的金属部3直流绝缘的情况下,在第一通信模块10等电路中的直流电力供给线(+电位侧电源线、-电位侧电源线69)与第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17、电容器67,从而能够控制开关噪声的传播,这在这样的第一设备1、第二设备2中的低噪声设计中是重要的。

关于专利文献1的空气调节机,叙述了逆变器装置的开关噪声混入到通信线,使流经通信线的通信信号的质量劣化。我们对该问题进行研究,其结果是发现通过降低专利文献1的通信线电容器的电容,能够降低开关噪声向通信线的混入,但无法降低泄漏到电源4的开关噪声。进一步研究发现,在电力变换电路45的开关元件进行开关的定时(导通以及截止的定时)开关噪声混入到通信线16的问题点。为了降低泄漏到电源4的开关噪声,如前所述,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置电容器17。图4所示的电容器67是进行与图10所示的电容器17b相同的作用的电容器。因而,在图1、图2所示的电气装置90的第一例、第二例中的第一通信模块10的发送电路65是图4所示的发送电路65的第一例的情况下,起到与图10所示的电气装置90的第三例相同的效果。

另外,也可以如图5所示是在驱动电源68与第一设备框体22的金属部3之间不连接电容器67,运算放大器60的-电位侧的直流电力供给线(-电位侧电源线69)经由电容器17连接于第一设备框体22的金属部3的发送电路。通过该发送电路,也能够控制将电力变换电路45作为噪声源的噪声的传播。即使这样直流电力供给线(-电位侧电源线69)与第一设备框体22的金属部3经由电容器17连接,也能够保持运算放大器60的直流电力供给线(+电位侧电源线、-电位侧电源线69)与第一设备框体22的金属部3之间的直流绝缘。此外,图4、图5所示的电容器17示出了在图1、图2中连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17。示出了在图1、图2中连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17连接于第一通信模块10中的直流电力供给线(-电位侧电源线)。因而,既可以图1、图2所示的电容器17与图4、图5所示的电容器17相同,也可以图4、图5所示的电容器17是与图1、图2所示的电容器17不同的电容器。

此前说明了电源4是交流电源的情况下的电气装置90的例子,但电源4也可以是直流电源。图11所示的电气装置90的第四例是电源4为直流电源的情况下的电气装置。图11所示的电气装置90的第四例与图1所示的电气装置90的第一例不同的点在于,没有转换器电路30,不是第二负载设备9的转换器电路46的直流电力被供给到绝缘型变换电路20,而是通过了第二噪声滤波器8之后的直流电力被供给到绝缘型变换电路20。在电气装置90的第四例中,也在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备1的第一设备基板28与第二设备2的第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

如以上那样,实施方式1的电气装置90是从电源4被供给电力且在分离的第一基板(第一设备基板28)与第二基板(第二设备基板29)之间经由通信线16进行通信的电气装置。实施方式1的电气装置90具备:第一基板(第一设备基板28),存放于具有金属部3的框体(第一设备框体22)内;电力变换电路45,搭载于第一基板(第一设备基板28),具有开关元件(半导体元件55);第一通信模块10;第一信号绝缘电路13,一边使第一通信模块10与通信线16绝缘,一边使通信信号通过;第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12),将与供给到电力变换电路45的电力绝缘的直流电力供给到第一通信模块10;第二基板(第二设备基板29),存放于其它框体(第二设备框体23);第二通信模块11,搭载于第二基板(第二设备基板29),与第一通信模块10进行通信;第二信号绝缘电路14,一边使第二通信模块11与通信线16绝缘,一边使通信信号通过;以及第二绝缘型变换电路(绝缘型变换电路20),将与供给到电力变换电路45的电力绝缘的直流电力供给到第二通信模块11。实施方式1的电气装置90具备连接于被供给从第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12)输出到第一通信模块10的直流电力的导体与框体(第一设备框体22)的金属部3之间的电容器17,上述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体。实施方式1的电气装置90通过该结构,不会对在分离的基板间即第一基板(第一设备基板28)与第二基板(第二设备基板29)之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式2.

在实施方式1中,说明了分离的第一设备基板28、第二设备基板29分别搭载于不同的设备框体的电气装置90,但分离的第一设备基板28、第二设备基板29也可以搭载于同一设备框体21。图12是示出实施方式2的电气装置的第一例的图,图13是示出实施方式2的电气装置的第二例的图。图12所示的实施方式2的电气装置90的第一例是由作为交流电源的电源4供给电力而进行动作的电气装置。图13所示的实施方式2的电气装置90的第二例是由作为直流电源的电源4供给电力而进行动作的电气装置。

图12所示的实施方式2的电气装置90的第一例与图1所示的实施方式1的电气装置90的第一例不同的点在于,代替第一设备框体22、第二设备框体23而使用设备框体21,在第二负载设备9中没有转换器电路46,直流电力从转换器电路30供给到绝缘型变换电路20。实施方式2的电气装置90的第一例与实施方式1的电气装置90的第一例同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17。在图12中示出了在第一通信模块10的接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17的例子。当在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与设备框体21的金属部3之间连接电容器17的情况下,与图10的电容器17b同样地连接。

在实施方式2的电气装置90的第一例中,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

图13所示的实施方式2的电气装置90的第二例与图12所示的实施方式2的电气装置90的第一例不同的点在于,没有转换器电路30,通过了第二噪声滤波器8之后的直流电力被供给到绝缘型变换电路20。实施方式2的电气装置90的第二例与实施方式2的电气装置90的第一例同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17。在图13中示出了在第一通信模块10的接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17的例子。当在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与设备框体21的金属部3之间连接电容器17的情况下,与图10的电容器17b同样地连接。

在实施方式2的电气装置90的第二例中,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与设备框体21的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式2的电气装置90能够在与设备框体21的金属部3直流绝缘的第一通信模块10、第二通信模块11中保持与设备框体21的金属部3的绝缘性,并降低泄漏到通信线16的开关噪声。因此,实施方式2的电气装置90能够降低泄漏到对包括这些第一通信模块10、第二通信模块11的该电气装置供给电力的电源4的噪声。另外,在实施方式2的电气装置90中,第一通信模块10与设备框体21的金属部3之间的电位稳定,所以能够使得不易引起利用通信线16传送的通信信号的劣化所致的电气装置90的误动作。

如以上那样,实施方式2的电气装置90是从电源4被供给电力且在分离的第一基板(第一设备基板28)与第二基板(第二设备基板29)之间经由通信线16进行通信的电气装置。实施方式1的电气装置90具备:第一基板(第一设备基板28),存放于具有金属部3的框体(设备框体21)内;电力变换电路45,搭载于第一基板(第一设备基板28),具有开关元件(半导体元件55);第一通信模块10;第一信号绝缘电路13,一边使第一通信模块10与通信线16绝缘,一边使通信信号通过;第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12),将与供给到电力变换电路45的电力绝缘的直流电力供给到第一通信模块10;第二基板(第二设备基板29),存放于框体(设备框体21);第二通信模块11,搭载于第二基板(第二设备基板29),与第一通信模块10进行通信;第二信号绝缘电路14,一边使第二通信模块11与通信线16绝缘,一边使通信信号通过;以及第二绝缘型变换电路(绝缘型变换电路20),将与供给到电力变换电路45的电力绝缘的直流电力供给到第二通信模块11。实施方式1的电气装置90具备连接于被供给从第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12)输出到第一通信模块10的直流电力的导体与框体(设备框体21)的金属部3之间的电容器17,上述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体。实施方式1的电气装置90通过该结构,不会对在分离的基板间即第一基板(第一设备基板28)与第二基板(第二设备基板29)之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式3.

图14是示出实施方式3的空气调节机的第一例的图。图15是示出图14的第一通信模块与金属部之间的电容器的连接例的图,图16是示出搭载于图14的转换器电路以及第一逆变器电路的半导体元件和散热器的图。图17是示出图16的通信线的一个例子的图。图18是示出实施方式3的空气调节机的第二例的图,图19是示出实施方式3的空气调节机的第三例的图。图20是示出实施方式3的空气调节机的第四例的图。实施方式3的空气调节机100具备第一设备1、第二设备2。空气调节机100的第一设备1是室外机,空气调节机100的第二设备2是室内机。适当地,将第一设备1记载为室外机1,将第二设备2记载为室内机2。

实施方式3的空气调节机100具备与实施方式1所示的电气装置90同样的结构。在室外机1的第一设备框体22之中至少具备压缩机34、室外热交换器35、转换器电路30、第一逆变器电路31、第一通信模块10、使第一通信模块10与和室内机2连接的通信线16直流绝缘的第一信号绝缘电路13、将直流电力从转换器电路30供给到第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13的绝缘型变换电路12、第一噪声滤波器5、第一设备基板28、控制转换器电路30等的室外控制电路32。在图14中,示出了室外控制电路32控制第一信号绝缘电路13的控制信号42和室外控制电路32控制第一逆变器电路31的控制信号42。

室内机2至少具备室内热交换器40、室内送风机41、使室内送风机41进行动作的第二逆变器电路39、第二噪声滤波器8、第二通信模块11、使第二通信模块11与和室外机1连接的通信线16直流绝缘的第二信号绝缘电路14、对第二通信模块11以及第二信号绝缘电路14供给直流电力的绝缘型变换电路20、第二设备基板29、控制室内送风机41等的室内控制电路38。在图14中示出了室内控制电路38控制第二通信模块11的控制信号43和室内控制电路38控制第二逆变器电路39的控制信号43。

室外机1由作为交流电源的电源4供给电力而进行动作。另外,室内机2经由室外机1利用电源4的电力进行动作。室外机1与室内机2利用通信线16相互进行通信。室内机2利用由电源线15从室外机1供给的交流电力进行动作。室外机1的压缩机34以及室外热交换器35与室内机2的室内热交换器40利用制冷剂配管36连接。制冷剂配管36是将室外热交换器35与室内热交换器40连接且使制冷剂流通的配管。

图14所示的室外机1具备第一设备框体22、第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一逆变器电路31、室外控制电路32、压缩机34、室外热交换器35、绝缘型变换电路12、第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、第一设备基板28、连接于第一设备框体22的金属部3与第一噪声滤波器5之间的电容器6、连接于第一设备框体22的金属部3与第一通信模块10之间的电容器17a、连接于供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧(参照图10)与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17b。在第一设备基板28搭载有室外控制电路32、第一噪声滤波器5,转换器电路30、第一逆变器电路31、绝缘型变换电路12、第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、电容器6、电容器17a、17b。第一逆变器电路31相当于图1所示的第一负载设备7的电力变换电路45。压缩机34、室外热交换器35是不搭载于图1所示的第一负载设备7中的第一设备基板28的设备的一个例子。室外控制电路32控制转换器电路30、第一逆变器电路31、第一通信模块10。室外热交换器35具有热交换用的制冷剂配管36、与制冷剂配管36连接的翅片47、用于将风吹送到制冷剂配管36以及翅片47的风扇48。

图14所示的室内机2具备第二设备框体23、第二噪声滤波器8、转换器电路46、第二逆变器电路39、室内控制电路38、室内热交换器40、室内送风机41、绝缘型变换电路20、第二通信模块11、第二信号绝缘电路14、第二设备基板29。第二设备基板29搭载有室内控制电路38、第二噪声滤波器8、转换器电路46、第二逆变器电路39、绝缘型变换电路20、第二通信模块11、第二信号绝缘电路14。转换器电路46、第二逆变器电路39是搭载于图1所示的第二负载设备9中的第二设备基板29的电路的一个例子。室内热交换器40、室内送风机41是未搭载于图1所示的第二负载设备9中的第二设备基板29的设备的一个例子。室内控制电路38控制第二通信模块11、第二信号绝缘电路14,经由第二逆变器电路39控制室内送风机41。

转换器电路30以及第一逆变器电路31有意地使开关元件进行开关,所以产生开关噪声。作为交流电源的电源4既可以是如图14所示安装于室外机1侧而利用电源线15传送到室内机2的构造,也可以是如图20所示安装于室内机2侧而利用电源线15传送到室外机1的构造。这是因为产生向通信线16的开关噪声的是室外机1侧的转换器电路30、第一逆变器电路31、压缩机34。因此,室外机1中的开关噪声混入到通信线16,从而通信信号的质量劣化,所以电源4既可以是与室外机1连接的情况,也可以是与室内机2连接的情况。此外,在图14中示出了第二设备框体23不具有金属部24的例子,但在图20中示出了第二设备框体23具有金属部24的例子。在由电源4从室内机2供给交流电力的情况下,电源4与第二设备框体23的金属部24连接。

室外机1与室内机2之间利用至少2线以上的电源线15以及1线以上的通信线16、制冷剂配管36的往路、返路连接。有时还使电源线15和通信线16汇总地成为一体,用胶带等进行周围的缠绕。另外,有时还使电源线15、通信线16、制冷剂配管36汇总地成为一体,用胶带等进行周围的缠绕。在通信线16为1线的情况下,通信信号的返回路径是电源线15或者制冷剂配管36的情形较多。即使在如图19所示具有2线以上的通信线16的情况下,连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17a也可以为1个。这是因为供给到第一通信模块10的直流电力相对于第一设备框体22的金属部3不波动即可。电容器17a是供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间的电容器,抑制直流电力的接地(-电位侧)相对于第一设备框体22的金属部3的波动。

图14所示的电容器17b是供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间的电容器,抑制直流电力的+电位侧相对于第一设备框体22的金属部3的波动。也可以没有电容器17b,但在图14中示出了存在电容器17b的例子。在供给到第一通信模块10的直流电力还被供给到作为光电耦合器的第一信号绝缘电路13的情况下,只要在第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间连接电容器17a,就即使存在多个第一信号绝缘电路13也没有问题。在第一信号绝缘电路13是绝缘变压器的情况下,即使第一信号绝缘电路13的数量为多个,也在第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间连接电容器17a即可。

在通信线16为1线的情况下,按照时间分割进行从室内机2向室外机1的通信、从室外机1向室内机2的通信。此时,利用通信线16进行通信的通信信号的时间波形也可以是任意的。该通信信号的返回路径如前所述是作为通信线16以外的线的电源线15或者制冷剂配管36。通常,还向电源线15制冷剂配管36这两方是通信信号的返回路径。通信线16与制冷剂配管36相对于直流电力绝缘,但通信线16与制冷剂配管36用胶带等缠绕而一体化,所以由于寄生电容,在制冷剂配管36中也流过与通信线16的通信信号对应的交流电流。另外,通信线16与电源线15相对于直流电力绝缘,但通信线16与电源线15用胶带等缠绕而一体化,所以由于寄生电容,在电源线15中也流过通信线16的电流。此外,也可以在通信线16与制冷剂配管36之间连接电容器。利用连接于通信线16与制冷剂配管36之间的电容器而流过与通信线16的通信信号对应的交流电流,制冷剂配管36是通信信号的返回路径。另外,也可以在通信线16与电源线15之间连接电容器。利用连接于通信线16与电源线15之间的电容器而流过通信线16的电流,电源线15是通信信号的返回路径。存在供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17a或者供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17b,所以即使电容器连接于作为通信信号的返回路径的通信线16、电源线15、制冷剂配管36,也能够降低泄漏到通信线16的开关噪声。

在通信线16为2线的情况下,将1线设为往路,将另1线设为返路,按照时间分割进行从室内机2向室外机1的通信、从室外机1向室内机2的通信。另外,也可以将通信线16为2线的情况下的2线中的1线用于从室内机2向室外机1的通信,将另1线用于从室外机1向室内机2的通信,将通信信号的返回路径设为制冷剂配管36或者电源线15。室内机2与室外机1之间的距离为100m以下的情形较多。但是,在室内机2与室外机1之间的距离为100m以上的情况下,作为通信线16而使用屏蔽缆线(参照图17)的情况较多。在通信线16为屏蔽缆线的情况下,屏蔽缆线的芯线75是通信信号的往路,外导体76是通信信号的返回路径。将屏蔽缆线的芯线75、外导体76连接于绝缘型变换电路12和绝缘型变换电路20。在将光纤用作通信线16的情况下,光纤不使电磁噪声传播。但是,即使通信线16是光纤,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置电容器17a、17b,从而也能够降低混入到第一通信模块10的开关噪声,能够提高在室外机1与室内机2之间通信的通信信号的质量。

压缩机34使用由第一设备基板28生成的第一逆变器电路31的交流电力进行动作。用压缩机34、室外热交换器35的风扇48、翅片47加热或者冷却的制冷剂经过制冷剂配管36而输送到室内机2。室内机2从室内送风机41对从室外机1送来的制冷剂流入的室内热交换器40进行吹送,对空气调节机100的用户提供热或者冷的空气。

在通信线16中流过的接收信号、发送信号即通信信号利用光电耦合器、绝缘变压器等第一信号绝缘电路13、第二信号绝缘电路14在室外机1与室内机2之间直流绝缘。

关于供给到第一通信模块10的直流电力,经由作为绝缘型的DC-DC转换器的绝缘型变换电路12而供给由转换器电路30生成的直流电力。另外,与第一通信模块10相同的直流电力被供给到控制第一信号绝缘电路13、第一通信模块10等的室外控制电路32。第一信号绝缘电路13、室外控制电路32利用与第一通信模块10相同的直流电力进行动作。

但是,也可以在利用与第一通信模块10不同的电压的直流电力使第一信号绝缘电路13、室外控制电路32进行动作的情况下,使用作为与绝缘型变换电路12不同的绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘型的AC-DC转换器的其它绝缘型变换电路12,利用与交流电源的电源4绝缘的直流电力进行动作。

当在室外机1中存在两个绝缘型变换电路12的情况下,在两个绝缘型变换电路12间安装电容器,从而减小针对两个绝缘型变换电路12输出的各直流电力间的交流分量的电位差。即,减小混入到两个绝缘型变换电路12输出的各直流电力的噪声的交流分量的电压差。或者,在两个绝缘型变换电路12与第一设备框体22的金属部3之间分别安装电容器。在将连接于两个绝缘型变换电路12与第一设备框体22的金属部3之间的电容器进行连接的情况下,一般电容器的端子与第一设备框体22的金属部3之间使用作为跨接线或者金属隔件的连接构件33(参照图15)。关于该跨接线或者金属隔件,为了降低残留电感,最好短且粗。

另外,如图16所示,作为噪声源的转换器电路30、第一逆变器电路31内的开关元件即半导体元件55最好搭载于用于冷却半导体元件55的散热器56。最好在与半导体元件55以及散热器56最接近(靠近)的第一设备框体22的金属部3与对第一通信模块10供给直流电力的绝缘型变换电路12的直流电力的+电位侧之间设置电容器17b。另外,在半导体元件55是由带隙比硅大的宽带隙半导体材料形成的半导体元件即宽带隙半导体的元件的情况下,与硅半导体的元件相比,开关速度快,开关损耗小。进而,宽带隙半导体的元件与硅半导体的元件相比,耐电压性高,耐热性也高。因此,在半导体元件55是宽带隙半导体的元件的情况下,能够实现散热器56的小型,有时还不需要散热器56。即使宽带隙半导体的半导体元件55未搭载于散热器56,通过在与半导体元件55接近(靠近)的第一设备框体22的金属部3与对第一通信模块10供给直流电力的绝缘型变换电路12的直流电力的+电位侧之间设置电容器17b,从而也能够期待噪声降低效果以及泄漏到通信线16的电磁噪声的降低。作为宽带隙半导体材料,例如有碳化硅(SiC:Silicon Carbide)、包括氮化镓(GaN:Gallium Nitride)的氮化镓系列材料或者金刚石。

通常,这些电容器17a、17b配置于作为印刷基板的第一设备基板28上,所以采用如下构造:将多个电容器17a、17b的端部集中到第一设备基板28上的一个部位的布线图案25b(参照图15),从该布线图案25b经由跨接线等连接构件33连接于室外机1的第一设备框体22的金属部3。由此,能够减少跨接线等连接构件33的数量。

作为电容器17a、17b需要耐压,所以通常使用陶瓷电容器或者薄膜电容器。特别是,空气调节机100在各种温度环境下被使用,所以最好不使用温度特性大的陶瓷电容器,而使用温度补偿后的陶瓷电容器或者薄膜电容器。另外,也可以代替电容器17a、17b而使用压敏电阻。压敏电阻与电容器不同,电感大,但在被施加到压敏电阻的两端的电压低的情况下,能够等效地视为电容器。电容器17a、17b。使用电容值通常为500pF至5000pF之间的电容器。

关于供给到第二通信模块11的直流电力,使利用与第一设备1连接的电源线15传送的交流电力通过第二噪声滤波器8,将由转换器电路46变换后的直流电力经由作为绝缘型的DC-DC转换器的绝缘型变换电路20而供给。另外,与第二通信模块11相同的直流电力被供给到控制第二信号绝缘电路14、第二通信模块11等的室内控制电路38。第二信号绝缘电路14、室内控制电路38利用与第二通信模块11相同的直流电力进行动作。但是,在利用与第二通信模块11不同的电压的直流电力使第二信号绝缘电路14、室内控制电路38进行动作的情况下,也可以使用与绝缘型变换电路20不同的绝缘型的DC-DC转换器或者绝缘型的AC-DC转换器,利用与电源线15绝缘的直流电力进行动作。

空气调节机100最好尺寸小,这样尺寸被限制,相对于此,在安装第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一逆变器电路31的情况下,通常,如图14所示安装于同一第一设备基板28。另外,也可以将这些电路搭载于多个基板,利用基板间连接器将基板间进行连接。

特别是,第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13和除此以外的电路接近(靠近)到10cm以内的情形较多。另外,第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13和与除此以外的电路连接的布线图案接近地配置(靠近地配置)的情况也较多。这是因为为了经由转换器电路30、第一逆变器电路31使压缩机34以及室外热交换器35的风扇48动态地变化,需要从室内机2侧送来的通信信号即反馈信息等,它们是根据由第一通信模块10从室内机2接收到的接收信号而决定的。但是,这样作为噪声源的转换器电路30、第一逆变器电路31与第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13接近地配置(靠近地配置),从而产生电场耦合或者磁场耦合。在电场耦合中产生寄生电容,在磁场耦合中产生互感,从而生成经过空间而电磁噪声传播到周边的路径。

在这样作为噪声源的转换器电路30、第一逆变器电路31在第一设备基板28上与第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13接近地配置(靠近地配置)的情况下,例如在第一通信模块10以及与第一通信模块10接线的布线图案与转换器电路30以及第一逆变器电路31之间产生电容值非常大的寄生电容。即使在第一通信模块10与转换器电路30以及第一逆变器电路31之间存在寄生电容,如果没有电位差,则不会在导体间的空间传播而流过不需要的交流电力即噪声的交流分量。但是,在如实施方式3的空气调节机100那样没有连接于供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17a或者连接于供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17b的情况下,针对噪声的高频分量的第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电位不为恒定,第一通信模块10与转换器电路30以及第一逆变器电路31之间的基准电位不同,所以开关噪声在空间传播而流动。其结果,从电源线15、转换器电路30、第一逆变器电路31向通信线16、第一通信模块10流过在转换器电路30以及第一逆变器电路31中产生的开关噪声。

一般而言,在电路图上直流绝缘地设计的电路在同一基板上配置电路部件,从而成为相对于交流电流或者交流电压不绝缘的电路即交流电流或者交流电压传播的电路,其结果是引起开关噪声在本来不传播的路径传播的问题。

空气调节机中的开关噪声因在转换器电路30、第一逆变器电路31等的开关元件进行开关时产生的电压以及电流急剧减少的时间变化或者共振现象而产生。特别是,时间区域的开关波形能够考虑为梯形波。当对梯形波进行傅里叶变换时,还取决于上升时间以及下降时间,但可知例如在具有几十ns的上升时间的时间波形中产生几十kHz~几GHz左右的高次谐波噪声。包含该高次谐波的高频噪声在导体间传递而传播的开关噪声根据国际标准而决定容许范围。例如,在国际电机标准会议(IEC:International ElectrotechnicalCommission)中,在150kHz至30MHz的范围决定标准值。另外,关于该高频噪声从导体释放到空间的放射噪声,由IEC在30MHz至1GHz的范围决定标准值。此外,这样的高频噪声成为设备的误动作或者设备内部的电子电路的损坏的原因,所以最好不存在。

空气调节机的通信信号的频率通常为10Hz~10kHz左右。相对于此,在由IEC制定的噪声的国际标准下规定150kHz,成为在电源线15中流过的噪声的国际标准比空气调节机的通信信号的动作频率高的频率。

室外机1与室内机2之间的通信线16中的返回的电流路径即返回电流的路径是电源线15或者制冷剂配管36。当在室外机1内,如实施方式3的空气调节机100那样,没有连接于供给到第一通信模块10的直流电力的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17a或者连接于供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间的电容器17b的情况下,开关噪声的传播路径的一部分由在配置于室内机2内的第二设备基板29以及第二设备框体23与室外机1内的第一设备基板28以及第一设备框体22之间的通信线16、电源线15等导线间产生的寄生电容或者互感形成。寄生电容根据电压的时间变化的大小使开关噪声混入,互感根据电流的时间变化使开关噪声混入。如果限于通信线16,则如前所述,接收侧的电路在高阻抗下接收,所以几乎不流过电流。因此,互感的影响小,所以对基于寄生电容的开关噪声的传播路径进行说明。

室内机2与室外机1相比,电流以及电压小,噪声水平低。因此,室内机2因寄生电容等而成为从室外机1传播来的噪声的传播路径,但室内机2成为噪声源的情形少。即,在室内机2中也存在寄生电容的影响,但室内机2或者通信线16的电压比在室外机1内处置的电压小,所以室外机1或者通信线16成为主要的开关噪声的传播路径。其结果,在作为第一通信模块10的基准电位的基准电位1的导体与作为室外机1中的第一设备框体22的金属部3的电位的基准电位2的导体之间安装电容器17a,从而与实施方式1的电气装置90同样地,能够得到降低混入到通信线16以及电源线15的开关噪声的效果。

图15示出电容器17a的第一设备基板28的安装例。在室外机1内的第一设备基板28形成有与第一设备框体22的金属部3相同的电位的布线图案25b,布线图案25b利用跨接线或者金属隔件等连接构件33连接于第一设备框体22的金属部3。相对于该布线图案25b,在与成为基准电位1的电位的布线图案25a之间设置有电容器17a。

关于作为跨接线或者导体隔件的连接构件33,最好残留电感小,所以最好缩短连接构件33的布线长。更好的是使连接构件33变粗。由此,能够降低残留电感,所以能够得到期望的结果。

寄生电容利用残留电感、常模线圈、共模线圈、其它电路部件来产生串联共振或者并联共振,使阻抗大幅变化。在空气调节机100的安装工程时的布线的走线方式以及生产时的布线的走线方式中,寄生电容也发生变化。这样一般非有意地产生包含寄生电容的寄生分量,形成共振电路,所以难以在设计阶段,进行定量的预测。

相对于此,如本实施方式那样,在第一通信模块10的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17a,从而电容器17a能够成为占支配地位的开关噪声的电流路径。其理由在于相比于成为在第一通信模块10的基准电位1的电位的接地(-电位侧)与第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一逆变器电路31的基准电位的导体之间产生的前述寄生电容,电容器17a的电容值足够大,即阻抗小。另外,通过在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧与第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17b,从而电容器17b也能够成为占支配地位的开关噪声的电流路径。其理由在于相比于在与第一噪声滤波器5、转换器电路30、第一逆变器电路31的基准电位的导体之间产生的前述寄生电容,电容器17b的电容值足够大,即阻抗小。其结果,不论空气调节机100的布线的走线如何,都能够将开关噪声的电流路径设为恒定的路径。例如,寄生电容为几十pF以下,相对于此将安装的电容器17a、17b的电容设为几百pF以上,能够充分地使在电容器中流过的噪声的电流占支配地位。

从第一通信模块10向第一信号绝缘电路13的通信信号或者从第一信号绝缘电路13向室内机2的通信信号产生经过与第一噪声滤波器5连接的电容器6或者如下所示的寄生电容A1~A3的漏电流(泄漏电流)。寄生电容A1是第一设备框体22与升降压用的电抗器(未图示)的寄生电容,寄生电容A2是第一设备框体22与压缩机34的寄生电容,寄生电容A3是第一设备框体22与第一设备基板28的寄生电容。

产生基于通信信号的漏电流的路径的阻抗高的情况较多,其结果,阻抗比较低的转换器电路30或者第一逆变器电路31的开关噪声混入到第一通信模块10或者第一信号绝缘电路13。例如,与第一噪声滤波器5连接的电容器6的电容值最大,通常为5000pF左右。第一设备框体22与升降压用的电抗器的寄生电容值最小,通常为100pF左右。第一设备框体22与压缩机34的寄生电容值为它们的中间,与制冷剂的运动相应地变化,所以不为恒定,但通常为500pF左右。

另一方面,如本实施方式那样有意地将电容器17a设置于室外机1的第一设备框体22的金属部3与第一通信模块10的接地(-电位侧)之间,或者有意地将电容器17b设置于室外机1的第一设备框体22的金属部3与供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧之间,从而能够使基于该电容器17a、17b的阻抗比经由其它寄生电容的路径的阻抗低。其结果,经由该电容器17a、17b的通信信号所致的漏电流占支配地位,能够在不易影响到寄生电容以及通信信号的传播路径的路径使通信信号流过。进而,第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、第一噪声滤波器5、第一逆变器电路31等都以第一设备1中的第一设备框体22的金属部3的电位为基准,所以能够使第一通信模块10、第一信号绝缘电路13与第一噪声滤波器5、第一逆变器电路31等的电位相等,能够降低针对电源线15的开关噪声。

接下来,说明通过在产生第一通信模块10的基准电位1的接地(-电位侧)与产生基准电位2的第一设备框体22的金属部3之间安装电容器17a,从而向通信线16的开关噪声的混入降低的理由。可知混入到第一通信模块10的噪声与转换器电路30、第一逆变器电路31进行开关的输出电力存在关联。由此,查明混入到第一通信模块10的噪声是由转换器电路30、第一逆变器电路31进行开关的输出电力引起的。

与实施方式3的空气调节机100不同,在未设置电容器17a、17b的情况下,产生第一通信模块10的基准电位1的接地(-电位侧)与产生基准电位2的第一设备框体22的金属部3直流绝缘,所以因寄生电容而仅作为交流的开关噪声分量混入到第一通信模块10的接地(-电位侧)或者供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧。在这样未设置电容器17a、17b的情况下,开关噪声与通信线16的通信信号重叠的原因在于,作为噪声源的电路和第一通信模块10相对于第一设备框体22的金属部3直流绝缘,从而作为噪声源的电路和第一通信模块10以不同的电位为基准而进行动作,从而开关噪声混入到第一通信模块10。

在如实施方式3的空气调节机100那样设置有电容器17a、17b的情况下,相对于包含开关噪声的交流电力,使产生第一通信模块10的基准电位1的接地(-电位侧)与产生基准电位2的第一设备框体22的金属部3的电位相等,从而产生第一通信模块10的基准电位1的接地(-电位侧)的电位和第一设备框体22的金属部3以及制冷剂配管36等的电位以相同的定时变化,所以不易产生电位差。其结果,在作为以第一设备框体22的金属部3为基准的噪声源的电路的基准电位即作为噪声源的电路的接地(-电位侧)与第一通信模块10的基准电位1之间产生的电位差小。

将供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)相对于产生基准电位2的第一设备框体22的金属部3而作为交流设为同电位(设为交流同电位)这一情况与将通信线16与室外机1中的第一设备框体22的金属部3之间相对于作为交流信号的通信信号而设为同电位这一情况的意思不同。这是因为供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)流过直流电力,相对于此在通信线16中流过交流信号。如果是直流电源即对第一通信模块10供给直流电力的绝缘型变换电路12,则不对作为交流电源的电源4造成影响,能够通过将电容器17a、17b进行连接来降低开关噪声。相对于此,针对作为交流信号的通信信号,无法不对该通信信号造成影响地配置电容器。因此,最好如本实施方式那样采用相对于直流电源即供给到第一通信模块10的绝缘型变换电路12的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)而将电容器17a、17b放入的电容器连接结构。

另外,通过将供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与产生基准电位2的第一设备框体22的金属部3设为交流同电位,能够在生成通信信号时根据不包含开关噪声的直流电源来生成通信信号。因而,实施方式3的空气调节机100能够减小转换器电路30、第一逆变器电路31的开关噪声的影响。相对于此,将通信线16和第一设备框体22的金属部3设为交流同电位意味着安装在已在第一通信模块10中生成的通信信号中流过以不同的电位为基准的信号的导体,所以使在第一设备框体22的金属部3中流过的开关噪声混入到通信信号。

在实施方式3的空气调节机100中,对供给到与直流电源相当的第一通信模块10的绝缘型变换电路12中的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)安装电容器17a、17b,从而不易在第一通信模块10的接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间产生电位差,能够降低混入到通信信号的开关噪声。

关于电容器17a的安装方式,如前所述将电容器17a连接于产生第一通信模块10的基准电位1的第一设备基板28上的布线图案25a与布线图案25b之间。布线图案25b利用跨接线或者金属隔件等连接构件33连接于第一设备框体22的金属部3。同样地,对作为用于使第一通信模块10进行动作即驱动的驱动电源的绝缘型变换电路12的直流电力的+电位侧安装电容器17b的一端。进而,经由第一设备基板28的布线图案利用跨接线或者金属隔件等连接构件33将电容器17b的另一端安装于第一设备框体22的金属部3。电容器17b的另一端既可以连接于图15所示的布线图案25b,也可以连接于与布线图案25b不同的布线图案。

此外,第一通信模块10与作为第一信号绝缘电路13的光电耦合器或者绝缘变压器也可以如图18所示一体化。同样地,第二通信模块11与作为第二信号绝缘电路14的光电耦合器或者绝缘变压器也可以如图18所示一体化。图18所示的第一通信模块26是使室外机1(第一设备1)中的第一通信模块10以及第一信号绝缘电路13一体化的通信模块,第二通信模块27是使室内机2(第二设备2)中的第二通信模块11以及第二信号绝缘电路14一体化的通信模块。另外,也可以将如半波整流电路、全波整流电路、比较器电路、施密特触发电路等那样使接收电路64(参照图3)的电位稳定的电路放入到通信线16与第一信号绝缘电路13之间、通信线16与第二信号绝缘电路14之间。存在利用使用了电源线15的电力线输送通信(PLC:Power Line Communication)的设备,但本实施方式3的空气调节机100是具有至少1线以上的通信线16的空气调节机,所以即使应用于构成为仅利用电源线15进行通信的设备,也无法得到同时降低在电源线15中流过的开关噪声和泄漏到通信线16的开关噪声而提高通信信号的质量的效果。

作为用于使空气调节机100进行动作的交流电源的电源4如前所述处于室内机2或者室外机1。既可以是如图20所示从室内机2对室外机1供给电力的空气调节机,也可以是如图14所示从室外机1对室内机2供给电力的空气调节机。特别是,在相对于一个室外机1而连接一个室内机2的空气调节机100中,作为交流电源的电源4连接于室内机2的情况较多,在相对于一个室外机1而连接多个室内机2的空气调节机100中,电源4连接于室外机1的情况较多。在任意的情况下,通过应用作为本实施方式3的特征的电容器连接结构即在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17b或者电容器17b的结构,都能够同时降低在电源线15中流过的开关噪声和泄漏到通信线16的开关噪声。

在实施方式3的空气调节机100中,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17b或者电容器17b,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

在实施方式3的空气调节机100中,在与第一设备框体22的金属部3直流绝缘的第一通信模块10中,保持与第一设备框体22的金属部3的绝缘性,并能够降低泄漏到通信线16的开关噪声。因此,实施方式3的空气调节机100能够不易引起室外机1与室内机2之间的通信信号的劣化所致的空气调节机100的误动作或者误探测。另外,实施方式3的空气调节机100通过降低与电源线15重叠的开关噪声,能够降低混入到从电源4供给电力的第一设备1、第二设备2以外的外部设备的噪声。

如以上那样,实施方式3的空气调节机100具备:室外机1,具备存放于具有金属部3的第一框体(第一设备框体22)内的压缩机34、室外热交换器35、第一通信模块10;室内机2,具备存放于第二框体(第二设备框体23)内的室内热交换器40、第二通信模块11;制冷剂配管36,将室外热交换器35与室内热交换器40进行连接,且制冷剂在该制冷剂配管36中流通;通信线16,流过第一通信模块10与第二通信模块11之间的通信信号;以及电源线15,从作为第一框体(第一设备框体22)以及第二框体(第二设备框体23)之外的电源4的外部电源对室外机1以及室内机2供给电力,通信线16与电源线15或者制冷剂配管36部分地并行地配置。室外机1具备存放于第一框体(第一设备框体22)的第一基板(第一设备基板28)、将外部电源(电源4)的交流电力变换为直流电力的转换器电路30、具有开关元件(半导体元件55)且将转换器电路30输出的直流电力变换为交流电力并且驱动压缩机34的逆变器电路(第一逆变器电路31)、一边使第一通信模块10与通信线16绝缘一边使通信信号通过的第一信号绝缘电路13以及将与转换器电路30输出的直流电力绝缘的直流电力供给到第一通信模块10的第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12),在第一基板(第一设备框体22)搭载有转换器电路30、逆变器电路(第一逆变器电路31)、第一通信模块10、第一信号绝缘电路13、第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12)。室内机2具备存放于第二框体(第二设备框体23)的第二基板(第二设备基板29)、一边使第二通信模块11与通信线16绝缘一边使通信信号通过的第二信号绝缘电路14以及将与供给到逆变器电路(第一逆变器电路31)的电力绝缘的直流电力供给到第二通信模块11的第二绝缘型变换电路(绝缘型变换电路20),在第二基板(第二设备基板29)搭载有与第一通信模块10进行通信的第二通信模块11、第二信号绝缘电路14、第二绝缘型变换电路(绝缘型变换电路20)。实施方式3的空气调节机100具备连接于被供给从第一绝缘型变换电路(绝缘型变换电路12)输出到第一通信模块10的直流电力的导体与第一框体(第一设备框体22)的金属部3之间的电容器17,上述导体是作为电压的基准的-电位侧的导体或者处于比-电位侧高的电位的+电位侧的导体。实施方式3的空气调节机100通过该结构,不会对在分离的基板间即第一基板(第一设备基板28)与第二基板(第二设备基板29)之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式4.

图21是示出实施方式4的电气装置的一个例子的图,图22是示出图21的电感部件的相对导磁率的频率特性的一个例子的图。图23是示出噪声的频率低的情况下的图21的电气装置的例子的图,图24是示出噪声的频率高的情况下的图21的电气装置的例子的图。实施方式4的电气装置90与实施方式1的电气装置90不同的点在于,在第一设备1内,对电源线15安装有磁体芯52,电容器部件50以及电感部件51串联地连接的阻抗部件57连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间。在图21中示出了对图2所示的电气装置90追加了磁体芯52、阻抗部件57的例子。

磁体芯52的位置最好安装于安装有第一设备1侧的第一通信模块10、转换器电路30的第一设备基板28中的第二设备2侧的端部。磁体芯52在被电源线15卷绕的状态下安装于电源线15。当在第二设备2侧附加磁体芯52的情况下,噪声泄漏到通信线16,是不优选的。例如,安装于第一设备基板28的连接器端部。通过增加连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57的电容器部件50的电容值,能够降低电源线15的开关噪声。但是,通信线16的噪声容易增加,所以过于增大电容器部件50的电容值也是问题。发现基于被电源线15卷绕的磁体芯52的电感和通信线16的电容器的电容存在大的依赖关系。通过对电源线15设置磁体芯52,能够使电容器部件50的电容值最佳化。在实施方式5中详细地叙述磁体芯52。

说明实施方式4的电气装置90中的电源线15的开关噪声降低的原理。考虑第一设备1与第二设备2之间的通信线16为1线的情况。第一设备1与第二设备2之间的通信线16为1线,所以在使通信信号流到通信线16的情况下,需要作为返回路径的布线。如在实施方式1中说明那样,返回路径是电源线15等。通信信号最好相对于第一设备1中的第一设备框体22的金属部3的电位(基准电位2)振动。即,通信信号最好是以基准电位2为基准的交流信号。但是,通常,第一通信模块10的接地(-电位侧)的电位(基准电位1)与电源线15的电位不同,所以不存在使通信信号流到通信线16与电源线15之间的寄生电容以外的返回路径。

因此,当在通信线16与第一设备框体22的金属部3之间没有电容器部件50的情况下,通信信号向电源线15传播的传播路径成为经过寄生电容或者与第一噪声滤波器5连接的电容器6并通过第一设备基板28的各种部位的传播路径。因此,通信信号经由多个路径还返回到作为噪声源的第一负载设备7的电力变换电路45。在通信信号流到返回到作为第一设备1的基准电位(基准电位2)的第一设备框体22的金属部3的返回路径之一即电源线15的情况下,通信信号的返回电流成为使电源线15的开关噪声增大的主要原因,即,使混入到电源线15的电磁噪声增加。

另一方面,在如实施方式4的电气装置90那样,在通信线16与第一设备框体22的金属部3之间存在包括电容器部件50的阻抗部件57的情况下,通信信号的返回电流流到电源线15。这是因为包括连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的电容器部件50的阻抗部件57的阻抗比通信信号的返回电流通过寄生电容、与第一噪声滤波器5连接的电容器6的路径上的阻抗低。

在将电容器部件50连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的情况下,需要注意。如图8的比较例2的电气装置91那样,在通信线16与第一设备框体22的金属部3之间仅连接电容器94a,从而来自第一负载设备7内的电力变换电路45的开关噪声混入到通信线16。因此,在通信线16与第一设备框体22的金属部3之间仅连接电容器94a的比较例的电气装置的通信信号的通信质量劣化,产生第一设备1与第二设备2之间的通信信号的劣化所致的电气装置的误动作或者误探测。相对于此,本实施方式4的电气装置90通过将电容器部件50以及电感部件51串联地连接而成的阻抗部件57连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间,能够降低流入到通信线16的第一负载设备7内的电力变换电路45的噪声。

说明电感部件51。实施方式4的电气装置90与通常的空气调节机同样地,通信信号的频率通常为10Hz~10kHz左右。关于构成电感部件51的磁性材料,选择在与通信信号相同程度的频率即10Hz~100kHz左右的比较低的频率区域中阻抗变高且在电源4的噪声成为问题的频率为100kH以上的比较高的频率区域中阻抗变低的材料。更具体而言,关于电感部件51,例如选择与频率小于基准频率的频域相比在基准频率以上的频域相对导磁率小且阻抗小的电感部件,该基准频率是在通信线16中流过的通信信号的基波的频率的10倍。图22示出具有这样的特性的电感部件51的磁性材料的一个例子。图22所示的特性是TDK公司的H5C3这样的Mn-Zn系列的磁性材料的例子。在图22中,示出了频率与相对导磁率比μ/μ0的关系。μ是磁性材料的导磁率,μ0是真空的导磁率。在相对导磁率比μ/μ0高的情况下为高阻抗,在相对导磁率比μ/μ0低的情况下为低阻抗。

通过使用这样的材料,在低的频率区域材料内的磁矩赶上外部的磁场,将磁场的朝向设为相反,从而阻抗变高,在高的频率区域,材料内的磁矩赶不上外部的磁场,所以阻抗不发生变化,即能够利用阻抗变低的特性。电感部件51通过由图22所示的特性的磁性材料形成,从而在10Hz~100kHz左右的比较低的频率区域中阻抗变高,在频率为100kH以上的比较高的频率区域中阻抗变低。能够利用这样的特性的电感部件51是因为如前所述,基于IEC的噪声的国际标准值规定为150kHz以及其以上,相对于此,在通信线16中传送的通信信号的频率慢到几kHz以下,所以能够使用。

使用图23、图24,说明具有电容器部件50以及电感部件51的阻抗部件57与混入到电源线15的开关噪声的关系。图23是噪声的频率低到几kHz以下的情况下的电气装置90,图24是噪声的频率高到几百Hz以上的情况下的电气装置90。在与通信信号的频率相同程度的频率区域即几kHz以下的频率区域,如图23那样,与电容器部件50串联地安装的电感部件51成为高阻抗的高阻抗部件53。因而,相对于频率低到几kHz以下的噪声,连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57成为高阻抗,所以传播到第一设备框体22的金属部3的开关噪声不易泄漏到通信线16。

在比通信信号的频率高的频率区域即几百Hz以上的频率区域,如图24那样,与电容器部件50串联地安装的电感部件51成为低阻抗,阻抗部件57成为如电容器部件50单体那样。其结果,从第一负载设备7的电力变换电路45经由通信线16传播来的开关噪声利用阻抗部件57流到第一设备框体22的金属部3,所以能够降低经由通信线16与电源线15之间的寄生电容混入到电源线15的开关噪声。

实施方式4的电气装置90与实施方式1的电气装置90同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式4的电气装置90能够利用具有连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的电容器部件50以及电感部件51的阻抗部件57的阻抗的频率特性,降低频率低到几kHz以下的开关噪声泄漏到通信线16。因此,能够针对频率低到几kHz以下的开关噪声,不易引起第一设备1与第二设备2之间的通信信号的劣化所致的电气装置90的误动作或者误探测。另外,实施方式4的电气装置90针对具有流经通信线16的通信信号的基波的10倍高次谐波以上的频率的开关噪声,电感部件51的阻抗下降,阻抗部件57接近仅电容器部件50的特性,所以能够降低开关噪声从通信线16向电源线15传播,能够降低与电源线15重叠的开关噪声。

专利文献1的空气调节机(图8)使在EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容)试验中要求的雷涌试验或者静电放电试验结果恶化。雷涌是在一线对地(one-lineground)中在电源线与框体之间施加几百V以上大的电压。同样地静电放电试验对框体进行几kV的接触放电,或者在电源线或者通信线的几cm左右的附近进行空气放电。这样,在大的电压被施加到框体与电源线之间时,在图8中,产生经过金属部3、电容器94a、通信线16、电容器94b、电源线15的传播路径。电容器94b的电容器电容比寄生电容18足够大,所以产生这样的传播路径。具体而言,寄生电容18依照平行平板电容器的公式,当设为电容值C[F]时,与布线间的对置面积S[m2]成比例,与板间距离d[m]成反比例。线间的绝缘材料的比介电常数接近1。因此,电源线15与通信线16的电容当遵循上述公式时,即使平行距离为10m左右,也为50pF以下。另一方面,电容器94b的电容为了按照上述方法去除噪声,至少为1000pF以上,所以在两者之间通常产生10倍以上的差。因此,即使仅比较电容器94b和寄生电容18的部位,与雷涌或者静电放电试验相伴的噪声的流动容易度为10倍以上的差。

这样的基于雷涌或者静电放电的电流流到通信线16、电源线15,容易招致与通信线16、电源线15连结的电路即第一通信模块95、第二通信模块96、第一负载设备7、第二噪声滤波器8、第二负载设备9、转换器电路30的误动作或者损坏。相对于此,在本实施方式中,仅为电容器17,所以即使考虑通信线16与电源线15之间的寄生电容,也能够使得不易流过基于雷涌或者静电放电的电流,不易招致误动作或者损坏。雷涌或者静电放电一般用EMS(Electro Magnetic Susceptibility,电磁敏感度)或者抗扰度这样的术语进行说明,它们表示针对作为对象的设备的电场、磁场、电压、电流的可承受的能力。在上述雷涌或者静电放电以外的试验中,相比于图8的比较例,也由于与上述同样的理由,本实施方式能够提高可承受的能力。另外,根据第一信号绝缘电路13、第二信号绝缘电路14的噪声耐受量,会变得不需要电感部件51。进而,根据作为印刷基板的第一设备基板28、第二设备基板29内的制作方式,有时基于布线图案的残留电感大致每1mm产生1nH或者印刷基板内的阻抗分量由于包括IC(Integrated Circuit,集成电路)的电路部件的内部电感而变大,会变得不需要高阻抗部件53。作为电容器部件50除了可以使用电容器之外,也可以为了应对EMS而使用放电器(arrester)或者压敏电阻(varistor)。

除了电源线与通信线成为一体地卷绕于磁体芯以外,一般而言,通信线的接收端的阻抗高,所以也可以是将磁体芯仅被电源线卷绕的方法。在磁体芯上,通常卷绕几匝布线而使用,由此能够增大基于磁体芯的电感。此时,相比于将电源线与通信线一体地卷绕的情况,在仅为电源线的情况下,在为相同的磁体芯的情况下,仅为电源线的情形能够增加匝数,其结果,能够增大电源线的阻抗。另外,电源线的电磁噪声的降低所需的磁体芯所引起的电感增加量和通信线的电磁噪声的降低所需的磁体芯电感增加量有时因各自的IC的输入阻抗与输出阻抗的不同而不同,所以也可以对电源线和通信线使用不同的磁体芯。

实施方式5.

图25是示出实施方式5的空气调节机的一个例子的图,图26是示出连接于通信线与金属部之间的情况下的电容器中的漏电流特性的图。图27是示出图25的通信线中的信号波形的一个例子的图,图28是示出图25的电源线中的噪声的频率特性的一个例子的图。实施方式5的空气调节机100与实施方式3的空气调节机100不同的点在于,在室外机1内具备去除转换器电路30输出的直流电源的噪声的噪声滤波器44,对电源线15安装有磁体芯52,电容器部件50以及电感部件51串联地连接而成的阻抗部件57连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间。噪声滤波器44搭载于第一设备基板28。在图25中示出了对图14所示的空气调节机100追加有磁体芯52、阻抗部件57并且连接于第一通信模块10与第一设备框体22的金属部3之间的电容器是1个电容器17的例子。此外,在图25中在将室外机1与室内机2进行连接的电源线15中记载了表示连接器的圆圈记号。

磁体芯52的位置最好安装于安装有室外机1侧的第一通信模块10、转换器电路30的第一设备基板28中的室内机2侧的端部。磁体芯52在被电源线15卷绕的状态下安装于电源线15。当在第二设备2侧附加磁体芯52的情况下,噪声泄漏到通信线16,是不优选的。例如,安装于第一设备基板28的连接器端部。与在实施方式1中说明的图8中连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的电容器94a同样地,增加连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57的电容器部件50的电容值,从而能够降低电源线15的开关噪声。但是,通信线16的噪声变得容易增加,所以过于增大电容器部件50的电容值也是问题。发现在基于被电源线15卷绕的磁体芯52的电感的值与通信线16的电容器的电容值之间存在大的依赖关系。这在此前未曾被考虑过。

关于空气调节机100,如果是日本国内的电安法(电气用品安全法),则从500kHz起有开关噪声的标准值,在是国际无线障碍特别委员会(CISPR:Comite internationalSpecial des Perturbations Radioelectriques)的国际标准的情况下,从150kHz起有开关噪声的标准值。我们查明当将被电源线15卷绕的磁体芯52的电感以及电源线15的残留电感的合计值即包含磁体芯52的贡献量的电源线15的电感值设为L、将连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57中的电容器部件50的电容值设为C时,需要使式(3)所示的共振频率f比各标准值起始的频率小。

f=1/(2π×√(L×C))…(3)

根据该式(3),在共振频率f为150kHz的情况下,L×C的值大致能够计算为1pF×H。

另一方面,可知当将连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57中的电容器部件50的电容值设为C时,通过追加电容器部件50,式(4)所示的泄漏电流I增加,进而由于C的值而泄漏电流I发生变化。

I=2π×F1×C×Va…(4)

在此,F1是作为交流电源的电源4的频率,Va是相对于室外机1的第一设备框体22的金属部3的作为交流电源的电源4的电压。

图26示出了阻抗部件57中的电容器部件50的电容值C与泄漏电流I的测定值的关系。泄漏电流I通常需要为1mA以下。当将电源4的频率F1设为60Hz、将电压Va设为200V时,在泄漏电流I为1mA的情况下,根据式(4)电容器部件50的电容值C能够计算为约13000pF。因此,为了将泄漏电流I抑制到1mA以下,需要使电容器部件50的电容值C比约13000pF小。但是,由于作为泄漏电流I的原因的与第一噪声滤波器5连接的电容器6、压缩机34的寄生电容等,通常流过0.5mA左右的泄漏电流。电容器6、压缩机34的寄生电容等所致的泄漏电流相当于6500pF左右的电容器。因此,当取包含作为电容器部件50的容许误差的最大±20%左右的设计余量时,连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57中的电容器部件50的电容值大致需要设为5000pF以下。

通过这样同时满足根据共振频率f计算出的L×C的值例如1pF×H和根据泄漏电流I计算出的电容器部件50的电容值C例如5000pF,能够降低混入到电源4的噪声,并使将电容器部件50安装于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间时的泄漏电流I收敛于标准值以内。

与实施方式5的空气调节机100不同,在不将电容器部件50安装于通信线16的情况下,需要将磁体芯52安装于通信线16。相对于此,如实施方式5的空气调节机100那样,将电容器部件50安装于通信线16,针对通信线16的噪声的交流分量的向第一设备基板28的金属部3的阻抗下降。因此,可知能够不让磁体芯52被通信线16卷绕,而仅被电源线15卷绕,即使不将通信线16和电源线15集中卷绕,也能够得到与将通信线16和电源线15集中卷绕同样的开关噪声的降低效果。这意味着在磁体芯52的内径的尺寸为恒定的情况下,能够增加将电源线15卷绕于磁体芯52的次数。例如,相对于将通信线16的1线和电源线15的2线卷绕两匝于磁体芯52的情况,如果仅是电源线15的2线,则能够卷绕3匝于磁体芯52。卷绕于磁体芯52的次数越增加,则能够使电源线15的电感越大,所以能够减小电源线15的开关噪声。

详细地说明也可以不将通信线16卷绕于磁体芯52的理由。通信线16的接收电路侧的阻抗高,所以包括通信信号的交流电流在内,电流不易流到通信线16。但是,当在通信线16中没有电容器部件50的情况下,为了不使开关噪声泄漏到通信线16,需要附加磁体芯52而使阻抗变得更高。相对于此,在如实施方式5的空气调节机100那样,在通信线16中存在电容器部件50的情况下,电容器部件50成为作为交流电流的开关噪声的传播路径,且开关噪声不流到阻抗高的接收电路侧,所以磁体芯52的效果变小,所以可知也可以不将通信线16卷绕于磁体芯52。

图27示出了电容器部件50以及电感部件51串联地连接而成的阻抗部件57连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的实施方式5的空气调节机100中的通信线16的信号波形71的一个例子。另外,在图27中还示出了在通信线16与第一设备框体22的金属部3之间未连接阻抗部件57的比较例中的通信线16的信号波形70。在本实施方式中,利用1500pF的电容器作为通信线16的阻抗部件57中的电容器部件50,利用TDK公司制的H5C3T10×2.5×5作为电感部件51。使用了将电源线15卷绕两匝于北川工业公司制的铁氧体芯CRFC-13的部件作为电源线15。另一方面,在比较例中,设为不使用阻抗部件57且不使用H5C3T10×2.5×5的条件,除此以外,在同一条件下进行测定。如图27那样,可知关于作为混入到通信信号波形的振铃的波峰间电压的振铃电压,本实施方式的振铃电压Vp2的值为2V左右,相对于此,比较例的振铃电压Vp1的值为4V以上的振铃。可知振铃电压越小越好,能够降低通信线16的开关噪声。

图28示出了混入到实施方式5的空气调节机100中的电源线15的开关噪声的传导噪声特性74的一个例子。另外,在图28中示出了比较例中的混入到电源线15的开关噪声的传导噪声特性73以及CISPR标准的标准值72。如图28那样,可知在500kHz以上的频域,本实施方式的传导噪声特性74比比较例的传导噪声特性73降低了5dB至10dB。可知特别是在作为峰值的5MHz下,本实施方式的传导噪声特性74比比较例的传导噪声特性73降低了15dB左右。此外,在500kHz以下的频域,比较例和本实施方式中的电源线15中的开关噪声为同等水平。

实施方式5的空气调节机100与实施方式3的空气调节机100同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式5的空气调节机100能够利用具有连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的电容器部件50以及电感部件51的阻抗部件57中的阻抗的频率特性,降低频率低到几kHz以下的开关噪声泄漏到通信线16。因此,能够针对频率低到几kHz以下的开关噪声,不易引起室外机1与室内机2之间的通信信号的劣化所致的空气调节机100的误动作或者误探测。另外,在实施方式5的空气调节机100中,针对具有流经通信线16的通信信号的基波的10倍高次谐波以上的频率的开关噪声,电感部件51的阻抗下降,阻抗部件57接近仅电容器部件50的特性,所以能够降低开关噪声从通信线16向电源线15传播,能够降低与电源线15重叠的开关噪声。

另外,在实施方式5的空气调节机100中,通过将连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的阻抗部件57的电容器部件50的电容值C设为5000pF以下,将包含安装于电源线15的磁体芯52的贡献量的电源线15的电感值L与电容器部件50的电容值C的乘积C×L设为1pF×H以上,能够降低从通信线16重叠于与电源4连结的电源线15的开关噪声,并降低泄漏到通信线16的噪声,能够减小在通信线16中流过的通信信号所引起的泄漏电流I。

实施方式6.

图29是示出实施方式6的电气装置的一个例子的图。实施方式6的电气装置90与实施方式4的电气装置90的不同点在于,代替电容器部件50以及电感部件51串联地连接而成的阻抗部件57,而将压敏电阻54连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间。

压敏电阻54与电容器部件50不同,在被施加到压敏电阻54的两端的电压低的情况下可以等效视为电容器而成为高的阻抗。但是,电感比电容器部件50大,所以也可以不使用电感部件51。因此,通过使用压敏电阻54,即使不将电容器部件50与电感部件51串联地安装,也能够通过压敏电阻54单体得到电容器部件50和电感部件51的特性。即,压敏电阻54具有电容分量和电感分量。但是,压敏电阻54所具有的电容值最大也不会大到500pF左右,所以需要通过根据需要而将多个压敏电阻54并联地连接使用,从而确保在实施方式5中叙述的所需的电容值。关于压敏电阻54,例如选择与频率小于基准频率的频域相比在基准频率以上的频域电感分量小且电容分量占优势的压敏电阻,该基准频率是在通信线16中流过的通信信号的基波的频率的10倍。

实施方式6的电气装置90与实施方式4的电气装置90同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式6的电气装置90与实施方式4的电气装置90同样地,能够利用连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的压敏电阻54中的阻抗的频率特性,降低频率低到几kHz以下的开关噪声泄漏到通信线16。因此,能够针对频率低到几kHz以下的开关噪声,不易引起第一设备1与第二设备2之间的通信信号的劣化所致的电气装置90的误动作或者误探测。另外,实施方式6的电气装置90针对具有流经通信线16的通信信号的基波的10倍高次谐波以上的频率的开关噪声,压敏电阻54的阻抗下降,压敏电阻54接近仅电容器的特性,所以能够降低开关噪声从通信线16向电源线15传播,能够降低与电源线15重叠的开关噪声。

另外,在实施方式6的电气装置90中,通过将连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的压敏电阻54的电容值C设为5000pF以下,将包含安装于电源线15的磁体芯52的贡献量的电源线15的电感值L与压敏电阻54的电容值C的乘积C×L设为1pF×H以上,能够降低从通信线16重叠于与电源4连结的电源线15的开关噪声,并降低泄漏到通信线16的噪声,能够减小在通信线16中流过的通信信号所引起的泄漏电流I。

实施方式7.

图30是示出实施方式7的空气调节机的一个例子的图。实施方式7的空气调节机100与实施方式5的空气调节机100不同的点在于,代替电容器部件50以及电感部件51串联地连接而成的阻抗部件57,而将压敏电阻54连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间。压敏电阻54的特性与在实施方式6中说明的特性一样。压敏电阻54所具有的电容值最大也不会大到500pF左右,所以需要通过根据需要而将多个压敏电阻54并联地连接使用,从而确保在实施方式5中叙述的所需的电容值。

实施方式7的空气调节机100与实施方式5的空气调节机100同样地,在供给到第一通信模块10的直流电力的+电位侧或者接地(-电位侧)与第一设备框体22的金属部3之间配置有电容器17,所以不会对在分离的基板间即第一设备基板28与第二设备基板29之间通信的通信信号的质量造成影响,能够降低混入到电源4的开关噪声。

实施方式7的空气调节机100与实施方式5的空气调节机100同样地,能够利用连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的压敏电阻54中的阻抗的频率特性,降低频率低到几kHz以下的开关噪声泄漏到通信线16。因此,能够针对频率低到几kHz以下的开关噪声,不引起室外机1与室内机2之间的通信信号的劣化所致的空气调节机100的误动作或者误探测。另外,实施方式7的空气调节机100针对具有流经通信线16的通信信号的基波的10倍高次谐波以上的频率的开关噪声,压敏电阻54的阻抗下降,压敏电阻54接近仅电容器的特性,所以能够降低开关噪声从通信线16向电源线15传播,能够降低与电源线15重叠的开关噪声。

另外,在实施方式7的空气调节机100中,通过将连接于通信线16与第一设备框体22的金属部3之间的压敏电阻54的电容值C设为5000pF以下,将包含安装于电源线15的磁体芯52的贡献量的电源线15的电感值L与压敏电阻54的电容值C的乘积C×L设为1pF×H以上,能够降低从通信线16重叠于与电源4连结的电源线15的开关噪声,并降低泄漏到通信线16的噪声,能够减小在通信线16中流过的通信信号所引起的泄漏电流I。

此外,本申请记载了各种例示性的实施方式以及实施例,但1个或者多个实施方式所记载的各种特征、方案以及功能并不限于特定的实施方式的应用,能够单独地或者通过各种组合应用于实施方式。因而,在本申请说明书所公开的技术范围内能够设想未例示的无数的变形例。例如,设为包括在将至少1个构成要素进行变形的情况、追加的情况或者省略的情况、进而抽取至少1个构成要素并与其它实施方式的构成要素进行组合的情况。

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