CN108696100A

CN108696100A - 电源装置

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Publication number: CN108696100A
Application number: CN201711370143.1A
Authority: CN
Inventors: 长野昌明; 丹羽博挥; 谷野光平; 山本通博; 清水正人; 冈田启
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: CN108696100B; JP6844343B2; JP2018152994A; EP3376321A1; EP3376321B1

Abstract

本发明提供一种电源装置，能够掌握迄今为止所运行的时间与实际预想的剩余寿命时间的差异。本发明的电源装置(100)具备电源部(10)、计时电路(21)、运算电路(22)、显示电路(23)。计时电路(21)对电源部(10)的运行时间进行计时。运算电路(22)对由计时电路(21)所计时的运行时间进行累计，以算出累计运行时间，并基于来自电源部(10)的信息来运算剩余寿命时间。显示电路(23)能够显示累计运行时间及剩余寿命时间，以作为与所述电源部的寿命相关的信息。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种能够显示与寿命相关的信息的电源装置。

背景技术

电源装置中，作为告知更换时期即寿命的功能，有显示累计运行时间的装置和显示剩余寿命时间的装置。使用者必须在购入时根据目的，来决定是选择显示累计运行时间来告知寿命的电源装置，还是选择显示剩余寿命时间来告知寿命的电源装置。例如，在显示剩余寿命时间来告知寿命的装置中，在剩余寿命时间存储器中，依次保存随着时间经过而逐渐缩小的剩余寿命时间，进而，从剩余寿命时间减去根据由温度传感器所检测出的温度而算出的经过寿命时间，由此算出要显示的剩余寿命时间(专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2001-91413号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在专利文献1所揭示的装置中，使用者只能获得剩余寿命时间这一与装置的寿命相关的信息，而无法获得累计运行时间。而且，虽然在购入装置时选择了显示累计运行时间的装置，但就算使用者后来想要显示剩余寿命时间，除了更换装置以外也没有其他方法。进而，存在下述问题：只显示累计运行时间或只显示剩余寿命时间，使用者无法知晓已运行到了装置寿命中的何种程度。

本发明的目的在于提供一种电源装置，能够掌握迄今为止所运行的时间与实际预想的剩余寿命时间的差异。

[解决问题的技术手段]

根据本发明的一方面，包括：电源部；计时部，对电源部的运行时间进行计时；运算部，对由计时部所计时的运行时间进行累计而算出累计运行时间，并基于来自电源部的信息来运算剩余寿命时间；以及显示部，显示与电源部的寿命相关的信息，显示部能够显示累计运行时间及剩余寿命时间来作为与所述电源部的寿命相关的信息。

优选的是，还包括：输入部，输入对由显示部所显示的信息进行切换的切换信号，显示部基于输入至输入部的切换信号，来切换显示累计运行时间与剩余寿命时间，以作为与电源部的寿命相关的信息。

优选的是，输入部为显示切换开关。

优选的是，还包括：通信部，与外部装置进行通信，输入部输入通信部的接收信号来作为切换信号。

优选的是，通信部能够将累计运行时间及剩余寿命时间作为与电源部的寿命相关的信息而发送至外部装置。

优选的是，运算部基于累计运行时间及剩余寿命时间来运算剩余寿命比例，显示部显示由运算部所运算的剩余寿命比例。

[发明的效果]

根据本技术的电源装置，能够利用显示部来显示累计运行时间及剩余寿命时间，以作为与电源部的寿命相关的信息，因此能够掌握迄今为止所运行的时间与实际预想的剩余寿命时间的差异，以作为用于改善装置的参考。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的电源装置的结构的框图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式的电源装置的外观的一例的图。

图3(a)及图3(b)是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的累计运行时间及其显示的一例的图。

图4(a)及图4(b)是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的剩余寿命时间及其显示的一例的图。

图5是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的剩余寿命比例的显示的一例的图。

图6是用于说明由本发明的实施方式的电源装置来显示与寿命相关的信息的处理的流程图。

[符号的说明]

10：电源部

11：噪声滤波器

12：整流电路

13：功率因数改善电路

14：冲击电流限制电路

15：平滑电路

16：变压器

17：驱动控制电路

18：MOSFET

19：过电流检测电路

20：显示部

21：计时电路

22：运算电路

23：显示电路

24：开关

25：通信电路

26、31：整流/平滑电路

32：电压检测电路

33：过电压检测电路

100：电源装置

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本实施方式。另外，图中，相同符号表示相同或相当的部分。

(A.电源装置的结构)

使用附图来说明本发明的实施方式的电源装置的结构。图1是用于说明本发明的实施方式的电源装置的结构的框图。图1所示的电源装置100为开关电源装置，具备电源部10、显示部20。

电源部10具备噪声滤波器(noise filter)11、整流电路12、功率因数改善电路13、冲击电流限制电路14、平滑电路15、变压器(transformer)16、驱动控制电路17、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)18、过电流检测电路19、整流/平滑电路31、电压检测电路32及过电压检测电路33。

当将交流电源(例如50Hz/60Hz、100V/200V的商用电源)连接于噪声滤波器11、输入端(INPUT)时，对重叠于所述交流电源的高频噪声成分进行滤波，并将去除了噪声成分的交流电源供给至整流电路12。

整流电路12包含二极管电桥(diode bridge)的全波整流电路，使从噪声滤波器11供给的交流电源成为经全波整流的脉动电流，而生成一次侧直流电源。

功率因数改善电路13是用于抑制输入电流中产生的高次谐波电流的电路，也被称作功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路。冲击电流限制电路14例如包含电阻和与此电阻并联地插入的继电器(relay)，在从启动时计起的数十毫秒的期间，继电器可打开以防止冲击电流，随后继电器关闭而启动电源。平滑电路15包含平滑电容器，对经全波整流的交流电源进行平滑化。

驱动控制电路17包含控制集成电路(Integrated Circuit，IC)，所述控制IC具备脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号产生器、反馈(feedback)控制电路、过流保护(Over Current Protect，OCP)端子、开关驱动端子、驱动电源端子等，且所述驱动控制电路17将高频的PWM信号供给至MOSFET18的栅极(gate)，以驱动MOSFET 18。

而且，驱动控制电路17经由未图示的光耦合器(photo coupler)来反馈由电压检测电路32所检测出的二次侧(输出侧)的电压。并且，驱动控制电路17基于此电压来变更PWM信号的占空比而驱动MOSFET 18，以使直流电源的输出电压成为规定的值。进而，在驱动控制电路17与MOSFET 18之间设有过电流检测电路19。

MOSFET 18是与变压器16的一次绕组串联连接，对应于从驱动控制电路17供给的PWM信号来使一次侧直流电源断续，以使一次绕组产生高频的脉冲电源(交流电源)。

变压器16包含将一次侧与二次侧电性绝缘的绝缘变压器，具备一次绕组、二次绕组及辅助绕组，使一次绕组中产生的高频的脉冲电源(交流电源)在二次绕组及辅助绕组中感应产生。另外，在二次绕组中感应产生的高频的脉冲电源(交流电源)被利用于直流输出电源，在辅助绕组中感应产生的高频的脉冲电源(交流电源)被利用于驱动控制电路17的启动。

整流/平滑电路31包含二极管的半波整流电路、平滑电容器，对在二次绕组中感应产生的高频的脉冲电源(交流电源)进行半波整流之后进行平滑，从而产生规定的输出电压及输出电流的直流输出电源。所产生的直流输出电源从直流输出端(DC-OUTPUT)输出。

电压检测电路32以对应的降压电压来检测直流输出电源的输出电压，并经由未图示的光耦合器而输出至驱动控制电路17。在直流输出电源的输出侧与驱动控制电路17之间，经由未图示的光耦合器而设有过电压检测电路33。

显示部20具备计时电路21、运算电路22、显示电路23、开关24、通信电路25及整流/平滑电路26。

计时电路21是对电源部10的运行时间进行计时的计时器(timer)。计时电路21对从直流输出端产生直流输出电源的时间进行计时，而不对无通电时间进行计时。

运算电路22是如下所述的电路，即，对由计时电路21所计时的时间进行累计而算出累计运行时间，或者对剩余寿命时间及剩余寿命比例进行运算。进而，运算电路22也进行显示电路23的显示控制、从开关24输入的切换信号的接受、通信电路25的控制等。运算电路22包含：作为控制中枢的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、存储有用于CPU进行动作的程序(program)或控制数据等的只读存储器(Read Only Memory，ROM)、作为CPU的工作区域(work area)发挥功能的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、以及用于确保与周边设备的信号一致性的输入/输出接口(interface)等。

显示电路23是设于电源装置100表面的显示装置。图2是示意性地表示本发明的实施方式的电源装置的外观的一例的图。图2所示的电源装置100中，在设有输入端(INPUT)端子、直流输出端(DC-OUTPUT)端子的面上，设有显示电路23及开关24。显示电路23例如为七段三位数显示，通过排列在显示电路23横侧的LED灯的点亮来表示要显示的值的内容。例如当“V”的LED灯点亮时，显示电路23所显示的值表示电源装置100所输出的电压。当“kh”的LED灯点亮时，显示电路23所显示的值表示与电源装置100的寿命相关的信息。另外，显示电路23也可为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示器等。

开关24为显示切换开关，且对由显示电路23所显示的内容进行切换。通过使用者按下开关24，切换信号被输入至运算电路22。运算电路22基于所输入的切换信号来控制显示电路23的显示，以切换显示累计运行时间与剩余寿命时间来作为与电源部10的寿命相关的信息。

通信电路25是用于与外部装置进行通信的电路，且可使用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)通信、串行(serial)通信、并行(parallel)通信、有线网络(network)(例如以太网(Ethernet)(注册商标))、无线网络(例如无线局域网(Local AreaNetwork，LAN)或蓝牙(BLUETOOTH)(注册商标))等公知的方法。可经由通信电路25来从外部装置输入对显示电路23的显示内容进行切换的切换信号，或者，从运算电路22将累计运行时间或剩余寿命时间等输出至外部装置，以作为与电源部10的寿命相关的信息。

整流/平滑电路26包含二极管的半波整流电路、平滑电容器，对在二次绕组中感应产生的高频的脉冲电源(交流电源)进行半波整流后进行平滑，以产生规定的输出电压及输出电流的直流输出电源。所产生的直流输出电源用于显示部20的启动。

(B.累计运行时间)

运算电路22对由计时电路21所计时的时间进行累计而算出累计运行时间，以运算与电源部10的寿命相关的信息。图3(a)及图3(b)是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的累计运行时间及其显示的一例的图。图3(a)表示时间与累计运行时间的关系，仅在电源部10有交流(alternating current，AC)输入的期间将累计运行时间相加，对于无AC输入的期间，不将累计运行时间相加。

即，运算电路22仅在由电源部10产生直流输出电源的时间对累计运行时间进行累计，由此能够算出实际运行时间。另外，累计运行时间是进行产生有直流输出电源的时间的累计，而非考虑到内置于电源的电解电容器的劣化量或周围温度影响等的时间。

运算电路22在累计运行时间为50kh的情况下，控制显示电路23显示“累计运行时间”和“50kh”(图3(b))。另外，以下设显示电路23为LCD来进行说明。即，当使用者欲显示累计运行时间以作为与电源部10的寿命相关的信息时，按下开关24而将显示电路23的显示内容切换为累计运行时间，由此可获得图3(b)的显示。

(C.剩余寿命时间)

运算电路22基于电解电容器的劣化量或周围温度等来算出剩余寿命时间，以运算与电源部10的寿命相关的信息。被用于电源装置100的平滑电路15等的电解电容器从被制造的时刻开始，所含浸的电解液便会透过密封橡胶，随着时间经过，内部的电解液加剧蒸发，从而产生以静电电容的减少为代表的特性劣化。所述电解电容器的寿命大幅依存于电源部10的寿命。因此，运算电路22基于来自电源部10的信息即电解电容器的劣化量来算出电源部10的剩余寿命时间。

图4(a)及图4(b)是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的剩余寿命时间及其显示的一例的图。图4(a)是表示电解电容器的容量与电源部10的剩余寿命时间的关系的图表。图4(a)的纵轴是设电解电容器的更换时期的容量为0％、制造时的容量为100％时的电解电容器的容量。即，电解电容器的容量下降表示电解电容器的劣化量。图4(a)的横轴表示电源部10的剩余寿命时间，当电解电容器的容量为100％时，设电源部10的剩余寿命时间为100kh，当电解电容器的容量为0％时，设电源部10的剩余寿命时间为0kh。

运算电路22在电解电容器的容量为50％时，如图4(a)所示，算出电源部10的剩余寿命时间为50kh。因此，运算电路22控制显示电路23显示“剩余寿命时间”与“50kh”(图4(b))。即，当使用者欲显示剩余寿命时间以作为与电源部10的寿命相关的信息时，按下开关24而将显示电路23的显示内容切换为剩余寿命时间，由此可获得图4(b)的显示。

另外，电解电容器的劣化量会根据周围温度而大幅变化。一般已知的是，依照阿伦尼乌斯(Arrhenius)的化学反应速度论，若周围温度变化约10℃，则电解电容器的劣化量将成为约2倍。在图4(a)所示的图表为40℃的周边温度的情况下，若周边温度高于40℃，则图表的斜率(绝对值)将变大，相反地，若周边温度低于40℃，则图表的斜率(绝对值)将变小。因此，运算电路22也可使用未图示的温度传感器来对运行中的电源内部的温度进行监测，并根据运行时间与内部温度来算出电解电容器的劣化量。

进而，电解电容器的劣化量会根据电源部10的输入电压或连接于电源部10的负载的大小而变化。因此，运算电路22也可对运行中的输入电压或负载进行监测，并根据运行时间与这些监测量来算出电解电容器的劣化量。

(D.剩余寿命比例)

累计运行时间表示迄今为止电源部10所运行的时间，剩余寿命时间表示今后电源部10能够运行的时间。然而，无论看哪个时间，都无法知晓已运行到电源部10的寿命中的何种程度。进而，在只能获得累计运行时间或剩余寿命时间中的其中任一个信息的电源装置中，也无法切换显示来由使用者自身求出已运行到电源部10的寿命中的何种程度。

因此，运算电路22通过将所算出的累计运行时间与剩余寿命时间加以组合，从而能够表示剩余寿命比例。具体而言，运算电路22将剩余寿命比例算出为[剩余寿命时间/(剩余寿命时间+累计运行时间)×100](％)。

图5是表示由本发明的实施方式的电源装置所显示的剩余寿命比例的显示的一例的图。运算电路22例如在累计运行时间如图3(b)那样为50kh且剩余寿命时间如图4(b)那样为50kh的情况下，算出剩余寿命比例＝50/(50+50)×100＝50％。因此，运算电路22控制显示电路23显示“剩余寿命比例”与“50％”(图5)。即，当使用者欲显示剩余寿命比例以作为与电源部10的寿命相关的信息时，按下开关24而将显示电路23的显示内容切换为剩余寿命比例，由此可获得图5的显示。

通过使显示电路23显示剩余寿命比例，从而使用者能够知晓迄今为止所运行的时间与今后能够运行的时间，并且能够知晓已运行到电源部10的寿命中的何种程度。由此，能够掌握迄今为止所运行的时间与实际预想的剩余寿命时间的差异，以作为用于改善装置的参考。

(E.与电源部10的寿命相关的信息的切换)

与电源部10的寿命相关的信息可通过按下图2所示的开关24而切换并显示在显示电路23上。以下，对下述处理进行说明，即，运算电路22基于通过开关24的按下而输入的切换信号、或由通信电路25所接收的来自外部装置的切换信号，来切换与电源部10的寿命相关的信息。图6是用于说明由本发明的实施方式的电源装置来显示与寿命相关的信息的处理的流程图。

首先，运算电路22判断有无通过开关24的按下而输入切换信号、或者通信电路25有无接收切换信号(步骤S11)。运算电路22在判断为有切换信号的输入或接收时(步骤S11：是)，使显示电路23显示所算出的剩余寿命比例(图5)(步骤S12)。运算电路22在判断为无切换信号的输入或接收时(步骤S11：否)，成为切换信号的输入或接收的等待状态。即，当在未将与电源部10的寿命相关的信息显示于显示电路23的状态下，有切换信号的输入等时，所述输入等成为触发(trigger)而使与电源部10的寿命相关的信息显示于显示电路23。

接下来，运算电路22判断在规定时间内有无通过开关24的按下而输入切换信号、或者通信电路25有无接收切换信号(步骤S13)。运算电路22在判断为在规定时间内有切换信号的输入或接收时(步骤S13：是)，使显示电路23示所算出的累计运行时间(图3(b))(步骤S14)。运算电路22在判断为在规定时间内无切换信号的输入或接收时(步骤S13：否)，结束与电源部10的寿命相关的信息的显示。即，在通过步骤S11中的切换信号的输入等而暂时显示与电源部10的寿命相关的信息的情况下，若进而有切换信号的输入等，则切换与电源部10的寿命相关的信息。

接下来，运算电路22判断在规定时间内有无通过开关24的按下而输入切换信号、或者通信电路25有无接收切换信号(步骤S15)。运算电路22在判断为在规定时间内有切换信号的输入或接收时(步骤S15：是)，使显示电路23示所算出的剩余寿命时间(图4(b))(步骤S16)。运算电路22在判断为在规定时间内无切换信号的输入或接收时(步骤S15：否)，结束与电源部10的寿命相关的信息的显示。

接下来，运算电路22判断在规定时间内有无通过开关24的按下而输入切换信号、或者通信电路25有无接收切换信号(步骤S17)。运算电路22在判断为在规定时间内有切换信号的输入或接收时(步骤S17：是)，返回步骤S12，使显示电路23显示所算出的剩余寿命比例(图5)。运算电路22在判断为在规定时间内无切换信号的输入或接收时(步骤S17：否)，结束与电源部10的寿命相关的信息的显示。即，在通过步骤S11中的切换信号的输入等而暂时显示与电源部10的寿命相关的信息的情况下，通过切换信号的输入等，能够依照剩余寿命比例、累计运行时间、剩余寿命时间的顺序来切换显不。

如上所述，本发明的实施方式的电源装置100具备电源部10、计时电路21、运算电路22、显示电路23。并且，显示电路23可显示累计运行时间及剩余寿命时间来作为与电源部10的寿命相关的信息。因此，电源装置100能够掌握迄今为止所运行的时间与实际预想的剩余寿命时间的差异，以作为用于改善装置的参考。

(变形例)

对显示电路23依照剩余寿命比例、累计运行时间、剩余寿命时间的顺序而切换显示的情况进行了说明。但并不限定于此，也可使剩余寿命比例、累计运行时间及剩余寿命时间显示在相同的显示电路23上。

而且，对显示电路23通过在规定时间内有切换信号的输入等，从而依照剩余寿命比例、累计运行时间、剩余寿命时间的顺序来切换显示的情况进行了说明。但并不限定于此，也可为：显示电路23即使在规定时间内无切换信号的输入等，仍依照剩余寿命比例、累计运行时间、剩余寿命时间的顺序来自动切换显示。

而且，开关24是作为使显示电路23显示与电源部10的寿命相关的信息、或切换显示的操作部件发挥功能，但也可分配其他操作(例如可显示电压值等)的功能。

应认为，此次揭示的实施方式在所有方面仅为例示，并非限制者。本发明的范围是由权利要求而非所述说明所示，且意图包含与权利要求均等的含义及范围内的所有变更。

Claims

1.一种电源装置，其特征在于包括：

电源部；

计时部，对所述电源部的运行时间进行计时；

运算部，对由所述计时部所计时的运行时间进行累计而算出累计运行时间，并基于来自所述电源部的信息来运算剩余寿命时间；以及

显示部，显示与所述电源部的寿命相关的信息，

所述显示部能够显示所述累计运行时间及所述剩余寿命时间来作为与所述电源部的寿命相关的信息。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于还包括：

输入部，输入对由所述显示部所显示的信息进行切换的切换信号，

所述显示部基于输入至所述输入部的所述切换信号，来切换显示所述累计运行时间与所述剩余寿命时间，以作为与所述电源部的寿命相关的信息。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，

所述输入部为显示切换开关。

4.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于还包括：

通信部，与外部装置进行通信，

所述输入部输入所述通信部的接收信号来作为所述切换信号。

5.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，

所述通信部能够将所述累计运行时间及所述剩余寿命时间作为与所述电源部的寿命相关的信息而发送至所述外部装置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源装置，其特征在于，

所述运算部基于所述累计运行时间及所述剩余寿命时间来运算剩余寿命比例，

所述显示部显示由所述运算部所运算的所述剩余寿命比例。