JP2003243269A - 残存寿命予測報知方法、温度検出構造および電子機器 - Google Patents

残存寿命予測報知方法、温度検出構造および電子機器

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JP2003243269A JP2002044630A JP2002044630A JP2003243269A JP 2003243269 A JP2003243269 A JP 2003243269A JP 2002044630 A JP2002044630 A JP 2002044630A JP 2002044630 A JP2002044630 A JP 2002044630A JP 2003243269 A JP2003243269 A JP 2003243269A
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/003Environmental or reliability tests
    • GPHYSICS
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64Testing of capacitors

Abstract

(57)【要約】 【課題】残存寿命を容易に把握認識できるようにするこ
とで、生産工程などに支障をきたすことなくメンテナン
ス管理を行うことができるようにする。 【解決手段】機器内に組み込まれた電解コンデンサ24
の温度を検出し、アレニウスの法則に基づいて実使用に
おける残存寿命を演算し、残存寿命を表示するようにし
ている。電解コンデンサ24と薄膜テープ23を巻回し
て絶縁した温度センサ22とを熱収縮チューブ25内に
収容して、一次側の電解コンデンサ24に、二次側の温
度センサ22を密着させるよう構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサなどの
残存寿命を予測する方法、それに好適な温度検出構造お
よびコンデンサを備える電源装置などの各種の電子機器
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電子機器、例えば、電源装置に
おいては、それに使用される回路部品の中で寿命が最も
短い電解コンデンサの寿命を予測して当該電源装置の寿
命としている。
【0003】電解コンデンサの寿命は、アレニウスの法
則に基づく下記の演算式によって算出できることが知ら
れている。
【0004】Lx=Lo×2(To-tx)/10×k Lx:実使用時の推定寿命(時間) Lo:最高使用温度における寿命(時間) To:電解コンデンサの最高使用温度(°C) tx:実使用温度(°C) k:寿命係数 なお、寿命係数kは、コンデンサメーカによって各種の
式が提案されており、印加電圧、リプル電流、周囲温度
等による換算係数である。
【0005】従来から、かかる演算式に基づく寿命予測
についての種々の提案が為されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、アレニウスの法則に基づく演算式で推定寿命を算
し、この推定寿命から実際の稼動時間より換算された値
を減算し、予め定めた閾値に達したときに、寿命である
と判定して警報を出力するといったものであって、実使
用における残存寿命を報知できるようにしたものではな
い。
【0007】一般に、各種の生産設備などに利用されて
いる電子機器の交換は、生産業務などに支障をきたさな
いように年間スケジュールに組み込まれている。従っ
て、或る日突然に寿命到達の警報出力や表示が出るとい
った従来例では、使い勝手が悪く、寿命到達の警報出力
や表示が、定期メンテナンス時期以外に出された場合に
は、機器交換のためにライン停止を行わねばならなくな
るといった難点がある。
【0008】したがって、実使用における残存寿命、す
なわち、稼動が可能な残り時間を、予測できるようにす
ること望まれる。
【0009】また、アレニウスの法則に基づく寿命の予
測を精度よく行おうとすると、上述の演算式から明らか
なように、電解コンデンサの実使用温度(tx)を正確
に検出する必要がある。電解コンデンサの実使用温度を
検出するために、温度センサが設置されるのであるが、
その周囲の空気の対流などの影響を受けるために、電解
コンデンサの正確な温度検出を行うのは容易でない。
【0010】特に、電源装置においては、トランスによ
って、一次側回路と二次側回路とが絶縁されており、寿
命予知の対象となる電解コンデンサが一次側回路である
のに対して、温度センサからの検出温度に基づいて、寿
命を演算する低電圧駆動のマイコンなどの演算回路は、
二次側回路となるのが一般的である。したがって、電解
コンデンサと温度センサとの絶縁をとりつつ、電解コン
デンサの温度を正確に検出するのは、一層困難である。
【0011】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、実使用における残存寿命を予測でき
るようすることを主たる目的とし、さらに、その予測精
度を高めるのに好適な温度検出構造および残存寿命を報
知できるようした電子機器を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
【0013】すなわち、本発明の残存寿命予測方法は、
対象物の残存寿命を予測する方法であって、アレニウス
の法則に基づく演算式に従って、所定温度における残存
寿命を算出する算出ステップと、算出した残存寿命を、
実使用における残存寿命に変換する変換ステップとを備
えている。
【0014】本発明によると、アレニウスの法則に基づ
く演算式に従って、所定温度における残存寿命を算出
し、それを実使用における残存寿命に変換することによ
って、実使用における残存寿命を予測できることにな
り、この残存寿命から交換時期を把握してメンテナンス
計画を立てることができる。
【0015】本発明の一実施態様においては、予め定め
た時間が経過する度に、前記算出ステップおよび前記変
換ステップを行い、前記算出ステップでは、実使用にお
ける前記予め定めた時間の経過を、前記所定温度におけ
る経過時間に換算して残存寿命から減算し、前記変換ス
テップでは、前記所定温度における残存寿命と実使用に
おける残存寿命との間の比例関係に基づいて変換するも
のである。
【0016】ここで、予め定めた時間が経過する度と
は、一定の時間が経過する度、すなわち、一定の時間間
隔であってもよいし、一定でない時間間隔であってもよ
い。
【0017】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、所定温度における経過時間に換
算し、所定温度における残存寿命から減算し、得られた
所定温度における残存寿命を、比例関係を利用して実使
用における残存寿命に変換するので、予め定めた時間が
経過する度に、その時点における残存寿命を予測できる
ことになる。
【0018】本発明の他の実施態様においては、前記算
出ステップでは、実使用時の温度を用いてアレニウスの
法則に基づいて前記換算を行い、前記変換ステップで
は、前記所定温度における初期時点の総残存寿命を基準
とし、前記所定温度における他の時点の残存寿命と、前
記他の時点に対応する実使用における経過時間とに基づ
いて、実使用における残存寿命に変換するものである。
【0019】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用いてア
レニウスの法則に基づいて所定の温度における経過時間
に換算するので、実際の使用時の温度が所定温度から変
化しても正しく換算され、また、換算した経過時間を、
所定温度における残存寿命から減算するので、算出され
る所定温度における残存寿命は、それまでの実使用温度
を含む過去の履歴に基づくものとなり、残存寿命を精度
よく予測できる。さらに、所定温度における初期時点の
総残存寿命を基準として変換するので、実際の使用が開
始された後の時点における残存寿命を基準とする場合に
比べて、過渡的な温度変動の影響が少なく精度の高い実
使用における残存寿命に変換できる。
【0020】本発明の更に他の実施態様においては、残
存寿命の予測対象物がコンデンサである。
【0021】本発明によると、コンデンサの残存寿命を
予測できるので、コンデンサを備える各種機器の残存寿
命を、コンデンサの残存寿命として予測できることにな
る。
【0022】本発明の温度検出構造は、コンデンサの温
度を検出する構造であって、前記コンデンサの温度を検
出する温度センサを、絶縁テープで巻回して前記コンデ
ンサに密着させて配置したものである。
【0023】本発明によると、絶縁テープとしては、極
めて薄いテープが市販されているので、かかる絶縁テー
プを巻回してもその厚さは極めて薄く、所望の絶縁性能
を確保しながらコンデンサに温度センサを極めて接近し
て配備することができ、コンデンサの温度を精度高く検
出できる。
【0024】本発明の他の実施態様においては、前記絶
縁テープが巻回された温度センサおよび前記コンデンサ
を、熱収縮チューブ内に収納して一体化したものであ
る。
【0025】本発明によると、熱収縮チューブの収縮に
よってコンデンサに絶縁テープを介して温度センサが密
着された状態で両者が一体化され、熱収縮チューブの熱
伝導によってチューブ内温度が均等化され、コンデンサ
温度とセンサ検出温度との差がほとんどなくなる。ま
た、熱収縮チューブを介しての一体化によって熱容量が
同じになり、外気風などにより温度センサだけが急峻に
温度変動することが無くなる。
【0026】本発明の更に他の実施態様においては、前
記コンデンサは、トランスによって絶縁された一次側の
回路部品であり、前記温度センサは、二次側の回路に組
み込まれる部品であって、該温度センサは、リード線を
介して二次側の回路に接続されるものである。
【0027】本発明によると、一次側の回路部品である
コンデンサと二次側の回路に組み込まれる温度センサと
の間の所望の絶縁を、前記絶縁テープを巻回して確保す
ることができる。また、コンデンサに密着して配置され
る温度センサは、二次側の回路に接続する必要がある
が、コンデンサを含む一次側の回路部品が実装されてい
る回路基板の配線パターンを介して接続するのでは、必
要な絶縁距離を確保するのが困難である。そこで、リー
ド線を用いることにより、前記回路基板を這わすことな
く、その上方を、二次側の回路まで架け渡して所望の絶
縁性能を確保しながら接続することができる。
【0028】本発明の電子機器は、コンデンサを備える
電子機器であって、前記コンデンサの温度を検出する温
度センサと、前記温度センサからの検出温度を用いて、
前記コンデンサの残存寿命を演算する演算手段と、演算
された残存寿命を報知する報知手段とを備え、前記演算
手段は、アレニウスの法則に基づく演算式に従って、所
定温度における残存寿命を算出する算出部を備えるもの
である。
【0029】本発明によると、コンデンサの温度を検出
する温度センサからの検出温度を用いて、アレニウスの
法則に基づく演算式に従って、所定温度における残存寿
命を算出するので、所定温度における残存寿命と実使用
における残存寿命とがほぼ比例関係にあることから、前
記所定温度における初期時点の総残存寿命と、前記演算
式に従って算出された残存寿命との比率を、実使用にお
ける前記比率とみなすことができ、例えば、残存寿命
が、総寿命(総残存寿命)の何%であるといった報知を
行うことができ、これに基づいて、交換時期を把握して
メンテナンス計画を立てることができる。
【0030】本発明の他の実施態様においては、前記演
算手段は、実使用における前記コンデンサの残存寿命を
演算するものであって、前記算出部で算出された所定温
度における残存寿命を、実使用における残存寿命に変換
する変換部を備え、前記報知手段は、演算された残存寿
命を表示するものである。
【0031】本発明によると、アレニウスの法則に基づ
く演算式に従って、所定温度における残存寿命を算出
し、それを実使用における残存寿命に変換して報知手段
で表示するので、この残存寿命から交換時期を把握して
メンテナンス計画を立てることができる。
【0032】本発明の更に他の実施態様においては、前
記演算手段は、予め定めた時間が経過する度に、実使用
における前記コンデンサの残存寿命を演算するものであ
り、前記算出部は、実使用における前記予め定めた時間
の経過を、前記所定温度における経過時間に換算して残
存寿命から減算するものであり、前記変換部は、前記所
定温度における残存寿命と実使用における残存寿命との
間の比例関係に基づいて変換するものである。
【0033】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、所定温度における経過時間に換
算し、所定温度における残存寿命から減算し、得られた
所定温度における残存寿命を、比例関係を利用して実使
用における残存寿命に変換して報知するので、予め定め
た時間が経過する度に、その時点における残存寿命を報
知できることになる。
【0034】本発明の好ましい実施態様においては、前
記算出部は、前記温度センサからの検出温度を用いてア
レニウスの法則に基づいて前記換算を行うものであり、
前記変換部は、前記所定温度における初期時点の総残存
寿命を基準とし、前記所定温度における他の時点の残存
寿命と、前記他の時点に対応する実使用における経過時
間とに基づいて、実使用における残存寿命に変換するも
のである。
【0035】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用いてア
レニウスの法則に基づいて所定の温度における経過時間
に換算するので、実際の使用時の温度が所定温度から変
化しても正しく換算され、また、換算した経過時間を、
所定温度における残存寿命から減算するので、算出され
る所定温度における残存寿命は、それまでの実使用温度
を含む過去の履歴に基づくものとなり、残存寿命を精度
よく予測できる。さらに、所定温度における初期時点の
総残存寿命を基準として変換するので、実際の使用が開
始された後の時点における残存寿命を基準とする場合に
比べて、過渡的な温度変動の影響が少なく精度の高い実
使用における残存寿命に変換できる。
【0036】本発明の他の実施態様においては、前記変
換部における変換の基準となる前記初期時点の総残存寿
命を、別の時点における残存寿命に置き換える手段を備
えている。
【0037】本発明によると、温度条件が大きく異なる
環境で使用するような場合には、変換の基準点を、温度
条件が変わった後の時点に置き換えることにより、精度
の高い残存寿命の演算が可能となる。
【0038】本発明の他に実施態様においては、前記コ
ンデンサは、トランスによって絶縁された一次側の回路
部品であり、前記温度センサは、二次側の回路に組み込
まれる部品であって、該温度センサは、絶縁テープで巻
回されて前記コンデンサに密着配置されるものである。
【0039】本発明によると、絶縁テープとしては、極
めて薄いテープが市販されているので、かかる絶縁テー
プを巻回してもその厚さは極めて小さく、一次側のコン
デンサと二次側の温度センサとの所望の絶縁性能を確保
しながらコンデンサに温度センサを極めて接近して配備
することができ、コンデンサの温度を精度高く検出でき
る。
【0040】本発明の更に他の実施態様においては、前
記絶縁テープが巻回された温度センサおよび前記コンデ
ンサを、熱収縮チューブ内に収納して一体化するととも
に、前記温度センサは、前記演算手段にリード線を介し
て接続されるものである。
【0041】本発明によると、熱収縮チューブの収縮に
よってコンデンサに絶縁テープを介して温度センサが密
着された状態で両者が一体化され、熱収縮チューブの熱
伝導によってチューブ内温度が均等化され、コンデンサ
温度とセンサ検出温度との差がほとんどなくなる。ま
た、熱収縮チューブを介しての一体化によって熱容量が
同じになり、外気風などにより温度センサだけが急峻に
温度変動することが無くなる。コンデンサに密着して配
置される温度センサは、二次側の回路である演算手段に
接続されるのであるが、コンデンサを含む一次側の回路
部品が実装されている回路基板の配線パターンを介して
接続するのでは、必要な絶縁距離を確保するのが困難で
ある。そこで、リード線を用いることにより、前記回路
基板を這わすことなく、その上方を、演算手段まで架け
渡して所望の絶縁性能を確保しながら接続することがで
きる。
【0042】本発明の好ましい実施態様においては、前
記報知手段は、演算された残存寿命を、キャラクタ表示
と数値表示とに切換可能である。
【0043】本発明によると、寿命到達までに期間があ
りすぎる期間はキャラクタ表示によって凡その劣化状態
を目安として把握することができ、寿命到達までの期間
が短くなると、数値表示に切換えることで、管理に有効
に活用することができる。
【0044】本発明の他の実施態様においては、前記演
算手段は、前記算出部で算出される所定温度における残
存寿命が、前記所定温度における初期時点の総残存寿命
に占める割合を劣化度として算出する劣化度算出部を備
え、前記報知手段は、算出された前記劣化度を表示する
ものである。
【0045】本発明によると、演算された残存寿命を、
何年、何ヶ月、あるいは、何時間といった数値表示に限
らず、例えば、総寿命(総残存寿命)の何割あるいは何
%使用して劣化したか表示することが可能となり、この
劣化度に基づいて、交換時期を管理することができる。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図面
に基づいて説明する。
【0047】図1に、本発明に係る電子機器の一例にあ
げた電源装置1の全体斜視図が、また、図2および図3
にその分解した斜視図が、図4に一部を切欠いた平面図
がそれぞれ示されている。
【0048】この電源装置1は、電源施設に横架固定さ
れたDINレールなどの支持レール2の前面に係脱自在
に装着される箱型のユニット状に構成されたものであ
り、そのケーシング3は、前向きに開口した奥行きのあ
る箱形に樹脂成形されたケース本体3aと、その前面に
係合連結される樹脂製のフロントカバー3bとからな
り、このケーシング3の内部に図3に示される電源回路
部4が組み込み支持されている。
【0049】前記ケーシング3の前面、つまり、フロン
トカバー3bの前壁における上下中間部位には、後ろ向
きに開口した浅い箱形に樹脂成形された補助ケース5が
係脱自在に係合連結されており、フロントカバー3bと
補助ケース5との間に形成された空間に、後述のように
して残存寿命などの演算を行う演算回路部6が、図2及
び図4に示されるように組み込み支持されている。
【0050】前記電源回路部4は、電源回路用の基板と
して、左右に面する主基板7とその前部に前後に面して
連結された前部基板8とを備えており、主基板7に電源
回路を構成する各種電子部品9が実装されるとととも
に、前部基板8に入出力用の端子台10,11などが装
着されている。なお、端子ネジは、図示省略している。
【0051】前記演算回路部6は、演算回路用の基板と
して、フロントカバー3bの前面に平行に支持される補
助基板12を備えており、この補助基板12には、残存
寿命、電圧設定値、出力電圧現在値、出力電流現在値、
ピーク電流値などを表示して報知する報知手段としての
LED表示器13、表示のモードを切換えるモード切換
えスイッチ14、CPU15、などが実装されている。
そして、演算回路部6における補助基板12の背面に装
備されたコネクタ16aと電源回路部4の前部基板8に
装備されたコネクタ16bとが、フロントカバー3bに
形成した開口17を通して接続され、電源回路部4と演
算回路部6とが電気的に接続されるようになっている。
【0052】上記構成によると、ケーシング3の前壁で
あるフロントカバー3bが電源回部4と演算回路部6と
を隔絶する遮熱用の隔壁となり、電源回路部4からの熱
を有効に遮断する。
【0053】図5は、この実施の形態の電源装置1のブ
ロック図である。
【0054】電源回路部4は、交流入力を整流平滑する
入力整流回路31と、FETなどのスイッチング素子を
備えるスイッチング回路32と、入力をスイッチング素
子のオンオフ動作に応じて所定の出力に変換するトラン
ス33と、トランス33からのは出力を整流する出力整
流回路34とを備えており、かかる構成は、基本的に従
来例と同様である。
【0055】この実施の形態では、LED表示器13
に、出力電圧値、出力電流値、ピーク電流値などを表示
するために、出力電圧検出回路35、出力電流検出回路
36および電流/電圧変換器37を備えており、出力電
圧検出回路35および電流/電圧変換器37の出力が、
上述のコネクタ16a,16bなどを介して演算回路部
6に与えられる。演算回路部6は、図示しないオペアン
プ、A/D変換器および上述のCPU15などを備えて
いる。
【0056】また、この実施の形態では、当該電源装置
1の交換時期を把握できるようにするために、トランス
33で絶縁された一次側の回路部品である図3に示され
る電解コンデンサ24の残存寿命を、二次側の演算回路
部6で後述のようにアレニウスの法則に基づく演算式に
従って算出し、残存寿命をLED表示器13に表示する
ようにしている。
【0057】アレニウスの法則に基づいて、電解コンデ
ンサ24の寿命を演算するには、電解コンデンサ24の
温度を検出する必要があり、精度の高い残存寿命の演算
を行うためには、電解コンデンサ24の温度検出を高精
度で行う必要がある。
【0058】この場合、電解コンデンサ24は、一次側
の回路部品であり、この電解コンデンサ24の温度を検
出する温度センサは、二次側の回路である演算回路部6
に接続されることになり、電解コンデンサ24と温度セ
ンサとは確実に絶縁しておく必要がある。代表的な安全
規格であるIEC60950によれば、1次−2次間の
絶縁には、空間距離で4mm、沿面距離で5mm、固体
絶縁で0.4mmの距離を取る必要がある。これに対し
て、電解コンデンサ24の温度を精度良く検出するため
には、電解コンデンサ24に温度センサをできるだけ接
近させることが望ましい。
【0059】そこで、この実施の形態では、次のような
温度検出構造としている。
【0060】すなわち、図6に示すように、電解コンデ
ンサ24の温度を検出する温度センサ22としては、小
形のセンサ基板21に実装したサーミスタが利用されて
おり、この温度センサ22とセンサ基板21とを、絶縁
性の薄膜テープ23で複数層巻き、この実施の形態で
は、厚さ0.025mmのポリエステル薄膜テープで3
層巻きにし、これによって、薄膜絶縁規定に適合させて
いる。
【0061】さらに、薄膜テープ23で絶縁被覆した温
度センサ22とセンサ基板21とを、電解コンデンサ2
4の外周面に当て付けた状態で熱収縮チューブ25に入
れ、熱収縮チューブ25を加熱収縮させることで温度セ
ンサ22を薄い絶縁層を介して電解コンデンサ24に密
着させている。熱収縮チューブ25としては、例えば、
ポリオレフィン樹脂、フッ素系ポリマーあるいは熱可塑
性エラストマーを材質としたものを使用することができ
る。
【0062】リード線26は、2次回路部品であり、1
次回路部品である電解コンデンサ24に接触するため、
先に記した絶縁距離が要求される。リード線の絶縁被覆
が厚くなると、電解コンデンサ24との密着性が阻害さ
れるので、3層絶縁線を、ここでは使用している。
【0063】このように、薄膜テープ23で温度センサ
22とセンサ基板21とを絶縁被覆することで、所望の
絶縁性能、すなわち、薄膜絶縁規定に適合させながら電
解コンデンサ24に温度センサ22を極めて接近して配
備することができた。上述のように薄膜テープ23の厚
さは、0.025mmであるので、3層巻きした薄膜テ
ープ23の厚さは0.075mmであって、上述のIE
C60950で定められた固体絶縁での必要距離0.4
mmに比較して各段に小さく、薄膜テープ23による断
熱の影響は極めて少なくできる。
【0064】そして、熱収縮チューブ25を用いて電解
コンデンサ24と温度センサ22およびセンサ基板21
とを一体化してあるので、電解コンデンサ24と温度セ
ンサ22との密着性が向上するとともに、熱収縮チュー
ブ25の熱伝導によってチューブ内温度が均等化され、
電解コンデンサ温度とセンサ検出温度との差がほとんど
なくなる。また、熱収縮チューブ25を介しての一体化
によって熱容量が同じになり、外気風などにより温度セ
ンサ22だけが急峻に温度変動することが無くなる。
【0065】なお、薄膜テープ23の厚みや幅あるいは
熱収縮チューブ25の長さあるいはリード線26の引き
出し方向などは、図6に限らず、適宜選択してもよいの
は勿論である。
【0066】さらに、この実施の形態では、センサ基板
21から導出したリード線26を、図3に示されるよう
に、主基板7の上方を架け渡すようにして前部基板8に
接続し、温度センサ22からの検出出力を、図5に示さ
れる温度/電圧変換器38および前記コネクタ16a,
16bを介して演算回路部6に与えるように構成されて
いる。これによって、電解コンデンサ4を含む一次側の
回路部品が実装されている主基板7の配線パターンなど
を用いることなく、温度センサ22の検出出力を、演算
回路部6に与えることができる。
【0067】次に、演算回路部6における電解コンデン
サ24の残存寿命の算出について詳細に説明する。
【0068】上述のように電解コンデンサの寿命は、ア
レニウスの法則に基づく下記の演算式によって算出でき
ることが知られている。
【0069】 Lx=Lo×2(To-tx)/10×k ……(1) Lx:実使用時の推定寿命(時間) Lo:最高使用温度における寿命(時間) To:電解コンデンサの最高使用温度(°C) tx:実使用温度(°C) k:寿命係数 この実施の形態では、先ず、所定温度、例えば、標準的
な使用条件で想定される電解コンデンサ24の温度t0
℃を決定し、その所定温度t0℃における初期時点の総
残存寿命L0を上記(1)式によって算出する。
【0070】すなわち、 L0=Lo×2(To-t0)/10×k 次に電源装置1の実際の使用(実使用)が開始される
と、一定時間a、例えば、1/60時間(1分)が経過
する度に、アレニウスの法則に基づく演算式である次式
によって、所定温度t0℃における残存寿命を算出す
る。
【0071】 Ln=Ln-1−a×2(tx-t0)/10×k ……(2) ここで、n=1,2,3…であり、txは、予め定めた
一定時間aにおいて、温度センサ22によって検出され
た温度の平均温度(℃)である。
【0072】この(2)式に示されるように、一定時間
aが経過する度に、算出される残存寿命Lnは、前回算
出された残存寿命Ln-1よりも小さくなり、残存寿命
は、次第に減少していく。
【0073】この(2)式において、右辺の第2項、す
なわち、a×2(tx-t0)/10×kは、検出された実使用温
度txにおける一定時間aの経過を、所定温度t0にお
ける経過時間に換算するものである。例えば、検出され
た実使用温度txが所定温度t0に等しいときには、前
記第2項は、寿命係数kを無視すると、aとなり、実使
用における経過時間aに一致し、また、検出された実使
用温度txが所定温度t0よりも10℃高いときには、
2aとなり、実使用温度における経過時間aの2倍とな
り、また、検出された実使用温度txが所定温度t0
りも10℃低いときには、a/2となり、実使用温度に
おける経過時間aの1/2となる。
【0074】このようにして、一定時間a毎に、その間
に検出された実使用温度txを用いてアレニウスの法則
に基づき、所定温度t0における経過時間に換算し、そ
れを前回の残存寿命Ln-1から減算し、今回の所定温度
0における残存寿命Lnとするものである。
【0075】したがって、算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnは、それまでの実使用における温度t
xおよび寿命係数kを含む過去の履歴全体に基づくもの
となり、過渡的な温度変動の影響が少なく、精度の高い
残存寿命の予測が可能となる。
【0076】このようして算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnを、次のようにして実使用における残
存寿命に変換している。
【0077】図7は、この変換の説明に供するための図
である。同図において、縦軸は、所定温度t0における
残存寿命を示すものであり、初期時点における総残存寿
命(総寿命)L0と、或る時点における残存寿命Lnと
を示している。また、横軸は、実使用における残存寿命
に対応するものであり、前記或る時点までの実使用にお
ける経過時間Xnと、寿命に達するまでの実使用におけ
る経過時間Xxとを示している。
【0078】上述のように、一定時間aが経過する度
に、所定温度t0における残存寿命Lnが算出される一
方、稼動開始からの経過時間もa時間毎に積算されてお
り、図7においては、残存寿命Lnが算出された或る時
点までに稼動を開始してからXn時間が経過しているこ
とを示している。
【0079】この実施の形態では、所定温度t0におけ
る残存寿命と実使用における残存寿命とは、ほぼ比例す
ることを利用して、縦軸の初期時点の総残存寿命L0
点Aと、或る時点における残存寿命Lnと前記或る時点
までの実使用における経過時間Xnとの交点Bとを結ぶ
直線が、横軸と交わる点を、寿命に達するまでの経過時
間Xxとするものである。
【0080】したがって、前記或る時点nにおける残存
寿命Lrestは、 Lrest=Xx−Xn={Ln/(L0−Ln)}×Xn ……(3) で演算できることになる。
【0081】つまり、初期時点の総残存寿命L0と、一
定時間aが経過する度に、算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnと、その時点までの稼動開始からの経
過時間Xnとから実使用における残存寿命Lrestが
算出されることになる。
【0082】但し、稼動開始の初期には、直線の傾きが
大きく変動する虞れがあるので、Xxが予め定めたXm
ax以上(Xx≧Xmax)になるときには、Xx=X
maxとしている。
【0083】以上のようにして算出される実使用におけ
る残存寿命Lrestは、何年、何ヶ月、何日あるいは
何時間といった数値で表示してもよいが、電解コンデン
サの寿命は、一般には、数年から十数年にもなる。した
がって、残存寿命Lrestを、稼動開始当初から数値
表示させても寿命到達まで時間があり過ぎるために有効
利用し辛い。また、稼動開始からの経過時間Xnが小さ
ければ、小さいほど上述の直線の傾きの変動が大きくな
るために、算出される実使用における残存寿命Lres
tも変動が大きくなる。
【0084】そこで、この実施の形態では、算出される
実使用における残存寿命Lrestを次のようにして表
示している。
【0085】すなわち、図8は、電解コンデンサの残存
寿命を表示する場合の表示タイミングの切換えが模擬的
に示したものである。
【0086】電解コンデンサの寿命は、初期容量から2
0〜30%減少した時点と規定されているので、算出さ
れる実使用における残存寿命Lrestが一定値(この
例では2年)以下になった時点から年数値表示とし、初
期値から年数値表示に変わるまでの期間を等分して、
「FULL」,「HALF」などのキャラクタ表示をL
ED表示器13で行わせるものである。具体的には、L
ED表示器13では、「FUL」、「HAF」といった
キャラクタ表示あるいは「2.0y」といった年数値表
示を行う。
【0087】また、この実施の形態では、設備の変更等
により、温度や負荷などの使用条件が大きく変化して上
述の図7の直線の傾きが途中で大きく変化した場合に、
その変化に対応して精度の高い残存寿命の予測を行える
ように次のようにしている。
【0088】図9は、上述の図7に対応する図であり、
各時点の横軸の実使用における経過時間をX座標で、縦
軸の所定温度における残存寿命をY座標で示している。
【0089】稼動開始からX1時間経過したC時点(X
1,Y2)での実使用における残存寿命Lrestは、
破線で示されるように寿命限界で制限されるので、X1
0−X1となる。ここで、X10は、上述のXmaxに
対応するものであり、電解コンデンサの物性面からの寿
命限界である。C時点(X1,Y2)以降に、実使用温
度txが大きくなって傾きが変わったD時点(X2,Y
3)での残存寿命Lrestは、1点鎖線で示されるよ
うにX9−X2となる。本来、真の残存寿命Lrest
は、新しい傾きの実線で示される直線の横軸との交点
(x6,0)のX6−X2となるはずである。
【0090】上述の(3)式は、稼動開始からn時点ま
での経過時間Xnにおける直線の傾きが一定であると仮
定して、初期時点の総残存寿命L0の点を基準として演
算している。このため、途中で傾きが変化した場合に
は、誤差が生じてしまう。しかし、この誤差は、時間の
経過とともに、補正されて解消される。例えば、E時点
(X3,Y4)における残存寿命Lrestは、2点鎖
線で示されるようにX8−X3となり、また、F時点
(X4,Y5)における残存寿命Lrestは、細い実
線で示されるようにX7−X4となり、真の残存寿命L
restとの誤差は、小さく補正されていき、Lres
t≒0となるH時点(x6,0)近傍では、その誤差は
解消される。
【0091】一方、傾きが変わったC(X1,Y2)時
点において、X1=0、L0=Y2に置き換えてリセッ
トすれば、基準としていた初期時点の総残存寿命L0
点(0,L0)が、C時点(X1,Y2)に置き換えら
れることになり、これによって、誤差が生じるのを防ぐ
ことができる。
【0092】そこで、この実施の形態では、設備の変更
等により、温度や負荷などの使用条件が大きく変化した
ときには、その時点で、スイッチや外部信号によってリ
セットを行い、基準点を置き換えて誤差のない残存寿命
を表示するようにしている。
【0093】また、この実施の形態では、初期時点にお
ける総残存寿命L0に対して、現在の寿命がどの程度減
少しているか、すなわち、劣化しているかを次式で算出
して劣化度E(%)として表示することもできる。
【0094】E=(Ln/L0)×100 実使用の温度txが高い場合と低い場合とでは、図7に
示される直線の傾きが異なるので、残存寿命Lrest
が同じであっても、劣化度Eは、異なることになる。し
たがって、一定の残りマージンを基準にして交換時期を
決定したい場合には、この劣化度による表示が有効であ
る。
【0095】(その他の実施の形態)上述の実施の形態
では、予め定めた一定時間毎に残存寿命を算出したけれ
ども、本発明の他の実施の形態として、操作などに応答
して残存寿命を演算して表示するようにしてもよい。
【0096】上述の実施の形態では、2点を結ぶ直線の
横軸との交点を、寿命に到達するまでの経過時間Xxと
したけれども、2点に限らず、3点以上の点を用いて最
小二乗法などによって直線を求めてよい。
【0097】
【発明の効果】以上のように本発明によれは、アレニウ
スの法則に基づく演算式に従って、所定温度における残
存寿命を算出し、それを実使用における残存寿命に変換
して報知するので、この残存寿命から交換時期を把握し
てメンテナンス計画を立てることができ、寿命の到達を
報知する従来のように、突然の寿命到達によって設備の
ラインを停止するような事態を未然に回避することがで
き、特に、コンデンサを備える電源装置などの各種電子
機器の交換時期の把握に有効である。
【0098】また、本発明によれば、薄い絶縁テープを
温度センサに巻回して絶縁を確保しながら温度センサを
コンデンサに密着して配置でき、精度の高い温度検出が
可能となり、熱収縮チューブで温度センサと電解コンデ
ンサとを一体化することにより、外気風などによって温
度センサだけが急峻に温度変動するようなことがなく、
精度の高い温度検出、したがって、精度の高い残存寿命
の算出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る電源装置の全
体斜視図である。
【図2】図1の電源装置の分解斜視図である。
【図3】図1の電源装置の分解斜視図である。
【図4】図1の電源装置の一部を横断した平面図であ
る。
【図5】電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図6】電解コンデンサの温度検出構造を示す説明図で
ある。
【図7】残存寿命の算出を説明するための図である。
【図8】表示タイミングの切換えを模擬的に示す説明図
である。
【図9】リセット機能を説明するための図である。
【符号の説明】
4 電源回路部 6 演算回路部 13 LED表示器 21 センサ基板 22 温度センサ 23 絶縁テープ 24 電解コンデンサ 25 熱収縮チューブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月27日(2002.12.
27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】電解コンデンサの寿命は、温度と寿命との
関係を示す温度−寿命法則であるアレニウスの法則に基
づく下記の演算式によって算出できることが知られてい
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】すなわち、本発明の残存寿命予測方法は、
対象物の残存寿命を予測する方法であって、温度−寿命
法則に基づく演算式に従って、所定温度における残存寿
命を算出する算出ステップと、算出した残存寿命を、実
使用における残存寿命に変換する変換ステップとを備え
ている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】本発明によると、温度−寿命法則に基づく
演算式に従って、所定温度における残存寿命を算出し、
それを実使用における残存寿命に変換することによっ
て、実使用における残存寿命を予測できることになり、
この残存寿命から交換時期を把握してメンテナンス計画
を立てることができる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】本発明の他の実施態様においては、前記算
出ステップでは、実使用時の温度を用いて温度−寿命
則に基づいて前記換算を行い、前記変換ステップでは、
前記所定温度における初期時点の総残存寿命を基準と
し、前記所定温度における他の時点の残存寿命と、前記
他の時点に対応する実使用における経過時間とに基づい
て、実使用における残存寿命に変換するものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用いて
度−時間法則に基づいて所定の温度における経過時間に
換算するので、実際の使用時の温度が所定温度から変化
しても正しく換算され、また、換算した経過時間を、所
定温度における残存寿命から減算するので、算出される
所定温度における残存寿命は、それまでの実使用温度を
含む過去の履歴に基づくものとなり、残存寿命を精度よ
く予測できる。さらに、所定温度における初期時点の総
残存寿命を基準として変換するので、実際の使用が開始
された後の時点における残存寿命を基準とする場合に比
べて、過渡的な温度変動の影響が少なく精度の高い実使
用における残存寿命に変換できる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】本発明の電子機器は、コンデンサを備える
電子機器であって、前記コンデンサの温度を検出する温
度センサと、前記温度センサからの検出温度を用いて、
前記コンデンサの残存寿命を演算する演算手段と、演算
された残存寿命を報知する報知手段とを備え、前記演算
手段は、コンデンサ温度−寿命法則に基づく演算式に従
って、所定温度における残存寿命を算出する算出部を備
えるものである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】本発明によると、コンデンサの温度を検出
する温度センサからの検出温度を用いて、コンデンサ温
度−寿命法則に基づく演算式に従って、所定温度におけ
る残存寿命を算出するので、所定温度における残存寿命
と実使用における残存寿命とがほぼ比例関係にあること
から、前記所定温度における初期時点の総残存寿命と、
前記演算式に従って算出された残存寿命との比率を、実
使用における前記比率とみなすことができ、例えば、残
存寿命が、総寿命(総残存寿命)の何%であるといった
報知を行うことができ、これに基づいて、交換時期を把
握してメンテナンス計画を立てることができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】本発明によると、コンデンサ温度−寿命
則に基づく演算式に従って、所定温度における残存寿命
を算出し、それを実使用における残存寿命に変換して報
知手段で表示するので、この残存寿命から交換時期を把
握してメンテナンス計画を立てることができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】本発明の好ましい実施態様においては、前
記算出部は、前記温度センサからの検出温度を用いて
ンデンサ温度−寿命法則に基づいて前記換算を行うもの
であり、前記変換部は、前記所定温度における初期時点
の総残存寿命を基準とし、前記所定温度における他の時
点の残存寿命と、前記他の時点に対応する実使用におけ
る経過時間とに基づいて、実使用における残存寿命に変
換するものである。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】本発明によると、予め定めた時間が経過す
ると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用いて
ンデンサ温度−寿命法則に基づいて所定の温度における
経過時間に換算するので、実際の使用時の温度が所定温
度から変化しても正しく換算され、また、換算した経過
時間を、所定温度における残存寿命から減算するので、
算出される所定温度における残存寿命は、それまでの実
使用温度を含む過去の履歴に基づくものとなり、残存寿
命を精度よく予測できる。さらに、所定温度における初
期時点の総残存寿命を基準として変換するので、実際の
使用が開始された後の時点における残存寿命を基準とす
る場合に比べて、過渡的な温度変動の影響が少なく精度
の高い実使用における残存寿命に変換できる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0097
【補正方法】変更
【補正内容】
【0097】
【発明の効果】以上のように本発明によれは、温度−寿
法則に基づく演算式に従って、所定温度における残存
寿命を算出し、それを実使用における残存寿命に変換し
て報知するので、この残存寿命から交換時期を把握して
メンテナンス計画を立てることができ、寿命の到達を報
知する従来のように、突然の寿命到達によって設備のラ
インを停止するような事態を未然に回避することがで
き、特に、コンデンサを備える電源装置などの各種電子
機器の交換時期の把握に有効である。
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月21日(2003.4.2
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 残存寿命予測報知方法、温度検出構
造および電子機器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサなどの
残存寿命を予測して報知する方法、それに好適な温度検
出構造およびコンデンサを備える電源装置などの各種の
電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電子機器、例えば、電源装置に
おいては、それに使用される回路部品の中で寿命が最も
短い電解コンデンサの寿命を予測して当該電源装置の寿
命としている。
【0003】電解コンデンサの寿命は、温度と寿命との
関係を示す温度−寿命法則であるアレニウスの法則に基
づく下記の演算式によって算出できることが知られてい
る。
【0004】Lx=Lo×2(To-tx)/10×k Lx:実使用時の推定寿命(時間) Lo:最高使用温度における寿命(時間) To:電解コンデンサの最高使用温度(°C) tx:実使用温度(°C) k:寿命係数 なお、寿命係数kは、コンデンサメーカによって各種の
式が提案されており、印加電圧、リプル電流、周囲温度
等による換算係数である。
【0005】従来から、かかる演算式に基づく寿命予測
についての種々の提案が為されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、アレニウスの法則に基づく演算式で推定寿命を算
出し、この推定寿命から実際の稼動時間より換算された
値を減算し、予め定めた閾値に達したときに、寿命であ
ると判定して警報を出力するといったものであって、実
使用における残存寿命を報知できるようにしたものでは
ない。
【0007】一般に、各種の生産設備などに利用されて
いる電子機器の交換は、生産業務などに支障をきたさな
いように年間スケジュールに組み込まれている。従っ
て、或る日突然に寿命到達の警報出力や表示が出るとい
った従来例では、使い勝手が悪く、寿命到達の警報出力
や表示が、定期メンテナンス時期以外に出された場合に
は、機器交換のためにライン停止を行わねばならなくな
るといった難点がある。
【0008】したがって、実使用における残存寿命、す
なわち、稼動が可能な残り時間を、予測できるようにす
ること望まれる。
【0009】また、アレニウスの法則に基づく寿命の予
測を精度よく行おうとすると、上述の演算式から明らか
なように、電解コンデンサの実使用温度(tx)を正確
に検出する必要がある。電解コンデンサの実使用温度を
検出するために、温度センサが設置されるのであるが、
その周囲の空気の対流などの影響を受けるために、電解
コンデンサの正確な温度検出を行うのは容易でない。
【0010】特に、電源装置においては、トランスによ
って、一次側回路と二次側回路とが絶縁されており、寿
命予知の対象となる電解コンデンサが一次側回路である
のに対して、温度センサからの検出温度に基づいて、寿
命を演算する低電圧駆動のマイコンなどの演算回路は、
二次側回路となるのが一般的である。したがって、電解
コンデンサと温度センサとの絶縁をとりつつ、電解コン
デンサの温度を正確に検出するのは、一層困難である。
【0011】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、実使用における残存寿命を予測して
報知できるようすることを主たる目的とし、さらに、そ
の予測精度を高めるのに好適な温度検出構造および残存
寿命を報知できるようした電子機器を提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
【0013】すなわち、本発明の残存寿命予測報知方法
は、対象物の残存寿命を予測して報知する方法であっ
て、温度−寿命法則に基づく演算式に従って、所定温度
における残存寿命を算出する算出ステップと、算出した
残存寿命を、実使用における残存寿命に変換する変換ス
テップと、変換した実使用における残存寿命を、寿命残
り期間として報知する報知ステップとを備えている。
【0014】本発明によると、温度−寿命法則に基づく
演算式に従って、所定温度における残存寿命を算出し、
それを実使用における残存寿命に変換し、変換した実使
用における残存寿命を、寿命残り期間として報知するの
で、実使用における寿命の残り期間を把握することがで
き、この残り期間から交換時期を把握してメンテナンス
計画を立てることができる。
【0015】本発明の一実施態様においては、予め定め
た時間が経過する度に、前記算出ステップおよび前記変
換ステップを行い、前記算出ステップでは、実使用にお
ける前記予め定めた時間の経過を、前記所定温度におけ
る経過時間に換算して残存寿命から減算し、前記変換ス
テップでは、前記所定温度における残存寿命と実使用に
おける残存寿命との間の比例関係に基づいて変換するも
のである。
【0016】ここで、予め定めた時間が経過する度と
は、一定の時間が経過する度、すなわち、一定の時間間
隔であってもよいし、一定でない時間間隔であってもよ
い。
【0017】この実施態様によると、予め定めた時間が
経過すると、その経過時間を、所定温度における経過時
間に換算し、所定温度における残存寿命から減算し、得
られた所定温度における残存寿命を、比例関係を利用し
て実使用における残存寿命に変換するので、予め定めた
時間が経過する度に、その時点における残存寿命を予測
できることになる。
【0018】本発明の他の実施態様においては、前記算
出ステップでは、実使用時の温度を用いて温度−寿命法
則に基づいて前記換算を行い、前記変換ステップでは、
前記所定温度における初期時点の総残存寿命を基準と
し、前記所定温度における他の時点の残存寿命と、前記
他の時点に対応する実使用における経過時間とに基づい
て、実使用における残存寿命に変換するものである。
【0019】この実施態様によると、予め定めた時間が
経過すると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用
いて温度−寿命法則に基づいて所定の温度における経過
時間に換算するので、実際の使用時の温度が所定温度か
ら変化しても正しく換算され、また、換算した経過時間
を、所定温度における残存寿命から減算するので、算出
される所定温度における残存寿命は、それまでの実使用
温度を含む過去の履歴に基づくものとなり、残存寿命を
精度よく予測できる。さらに、所定温度における初期時
点の総残存寿命を基準として変換するので、実際の使用
が開始された後の時点における残存寿命を基準とする場
合に比べて、過渡的な温度変動の影響が少なく精度の高
い実使用における残存寿命に変換できる。
【0020】本発明の更に他の実施態様においては、前
記報知ステップでは、実使用における前記残存寿命が、
一定値に達した後に、該残存寿命を、寿命残り期間とし
て報知するものである。
【0021】この実施態様によると、寿命到達までの期
間が短くなって残存寿命が一定値に達した後には、寿命
残り期間として報知するので、管理に有効に活用でき
る。
【0022】本発明の好ましい実施態様においては、前
記報知ステップでは、前記寿命残り期間を、数値で表示
するものである。
【0023】この実施態様によると、寿命の残り期間
が、例えば、何年、何ヶ月といったように数値で表示さ
れるので、寿命の残り期間を容易に把握することができ
る。
【0024】本発明の他の実施態様においては、前記報
知ステップでは、前記寿命残り期間を、小数点を用いた
年数値表示するものである。
【0025】この実施態様によると、寿命の残り期間
を、小数点を用いた年数値表示、例えば、「2.0」年
といった表示を行なうので、寿命の残り期間を容易に把
握できることになる。
【0026】本発明の更に他の実施態様においては、残
存寿命の予測対象物がコンデンサである。
【0027】この実施態様によると、コンデンサの残存
寿命を予測できるので、コンデンサを備える各種機器の
残存寿命を、コンデンサの残存寿命として予測して報知
できることになる。
【0028】本発明の温度検出構造は、コンデンサの温
度を検出する構造であって、前記コンデンサの温度を検
出する温度センサを、絶縁テープで巻回して前記コンデ
ンサに密着させて配置したものである。
【0029】本発明によると、絶縁テープとしては、極
めて薄いテープが市販されているので、かかる絶縁テー
プを巻回してもその厚さは極めて薄く、所望の絶縁性能
を確保しながらコンデンサに温度センサを極めて接近し
て配備することができ、コンデンサの温度を精度高く検
出できる。
【0030】本発明の他の実施態様においては、前記絶
縁テープが巻回された温度センサおよび前記コンデンサ
を、熱収縮チューブ内に収納して一体化したものであ
る。
【0031】この実施態様によると、熱収縮チューブの
収縮によってコンデンサに絶縁テープを介して温度セン
サが密着された状態で両者が一体化され、熱収縮チュー
ブの熱伝導によってチューブ内温度が均等化され、コン
デンサ温度とセンサ検出温度との差がほとんどなくな
る。また、熱収縮チューブを介しての一体化によって熱
容量が同じになり、外気風などにより温度センサだけが
急峻に温度変動することが無くなる。
【0032】本発明の更に他の実施態様においては、前
記コンデンサは、トランスによって絶縁された一次側の
回路部品であり、前記温度センサは、二次側の回路に組
み込まれる部品であって、該温度センサは、リード線を
介して二次側の回路に接続されるものである。
【0033】この実施態様によると、一次側の回路部品
であるコンデンサと二次側の回路に組み込まれる温度セ
ンサとの間の所望の絶縁を、前記絶縁テープを巻回して
確保することができる。また、コンデンサに密着して配
置される温度センサは、二次側の回路に接続する必要が
あるが、コンデンサを含む一次側の回路部品が実装され
ている回路基板の配線パターンを介して接続するので
は、必要な絶縁距離を確保するのが困難である。そこ
で、リード線を用いることにより、前記回路基板を這わ
すことなく、その上方を、二次側の回路まで架け渡して
所望の絶縁性能を確保しながら接続することができる。
【0034】本発明の電子機器は、コンデンサを備える
電子機器であって、前記コンデンサの温度を検出する温
度センサと、前記温度センサからの検出温度を用いて、
実使用における前記コンデンサの残存寿命を演算する演
算手段と、演算された残存寿命を、寿命残り期間として
報知する報知手段とを備え、前記演算手段は、コンデン
サ温度−寿命法則に基づく演算式に従って、所定温度に
おける残存寿命を算出する算出部と、前記算出部で算出
された所定温度における残存寿命を、実使用における残
存寿命に変換する変換部とを備えている。
【0035】本発明によると、コンデンサ温度−寿命法
則に基づく演算式に従って、所定温度における残存寿命
を算出し、それを実使用における残存寿命に変換し、変
換した実使用における残存寿命を、寿命残り期間として
報知するので、実使用における寿命の残り期間を把握す
ることができ、この残り期間から交換時期を把握してメ
ンテナンス計画を立てることができる。
【0036】本発明の好ましい実施態様においては、前
記演算手段は、予め定めた時間が経過する度に、実使用
における前記コンデンサの残存寿命を演算するものであ
り、前記算出部は、実使用における前記予め定めた時間
の経過を、前記所定温度における経過時間に換算して残
存寿命から減算するものであり、前記変換部は、前記所
定温度における残存寿命と実使用における残存寿命との
間の比例関係に基づいて変換するものである。
【0037】この実施態様によると、予め定めた時間が
経過すると、その経過時間を、所定温度における経過時
間に換算し、所定温度における残存寿命から減算し、得
られた所定温度における残存寿命を、比例関係を利用し
て実使用における残存寿命に変換するので、予め定めた
時間が経過する度に、その時点における残存寿命を予測
できることになる。
【0038】本発明の好ましい実施態様においては、前
記算出部は、前記温度センサからの検出温度を用いてコ
ンデンサ温度−寿命法則に基づいて前記換算を行うもの
であり、前記変換部は、前記所定温度における初期時点
の総残存寿命を基準とし、前記所定温度における他の時
点の残存寿命と、前記他の時点に対応する実使用におけ
る経過時間とに基づいて、実使用における残存寿命に変
換するものである。
【0039】この実施態様によると、予め定めた時間が
経過すると、その経過時間を、実際の使用時の温度を用
いてコンデンサ温度−寿命法則に基づいて所定の温度に
おける経過時間に換算するので、実際の使用時の温度が
所定温度から変化しても正しく換算され、また、換算し
た経過時間を、所定温度における残存寿命から減算する
ので、算出される所定温度における残存寿命は、それま
での実使用温度を含む過去の履歴に基づくものとなり、
残存寿命を精度よく予測できる。さらに、所定温度にお
ける初期時点の総残存寿命を基準として変換するので、
実際の使用が開始された後の時点における残存寿命を基
準とする場合に比べて、過渡的な温度変動の影響が少な
く精度の高い実使用における残存寿命に変換できる。
【0040】本発明の他の実施態様においては、前記変
換部における変換の基準となる前記初期時点の総残存寿
命を、別の時点における残存寿命に置き換える手段を備
えている。
【0041】この実施態様によると、温度条件が大きく
異なる環境で使用するような場合には、変換の基準点
を、温度条件が変わった後の時点に置き換えることによ
り、精度の高い残存寿命の演算が可能となる。
【0042】本発明の一実施態様においては、前記報知
手段は、実使用における前記残存寿命が、一定値に達し
た後に、該残存寿命を、寿命残り期間として報知するも
のである。
【0043】この実施態様によると、寿命到達までの期
間が短くなって残存寿命が一定値に達した後には、寿命
残り期間として報知するので、管理に有効に活用でき
る。
【0044】本発明の他の実施態様においては、前記報
知手段は、前記寿命残り期間を、数値で表示するもので
ある。
【0045】この実施態様によると、寿命の残り期間
が、例えば、何年、何ヶ月といったように数値で表示さ
れるので、寿命の残り期間を容易に把握することができ
る。
【0046】本発明の更に他の実施態様においては、前
記報知手段は、前記寿命残り期間を、小数点を用いた年
数値で表示するものである。
【0047】この実施態様によると、寿命の残り期間
を、小数点を用いた年数値表示、例えば、「2.0」年
といった表示を行なうので、寿命の残り期間を容易に把
握できることになる。
【0048】本発明の一実施態様においては、前記報知
手段は、前記一定値に達するまでは、前記残存寿命を、
キャラクタ表示するものである。
【0049】この実施態様によると、寿命到達までに期
間がありすぎる間はキャラクタ表示によって凡その劣化
状態を目安として把握することができ、寿命到達までの
期間が短くなると、数値表示に切換えることで、管理に
有効に活用することができる。
【0050】本発明の他の実施態様においては、前記コ
ンデンサは、トランスによって絶縁された一次側の回路
部品であり、前記温度センサは、二次側の回路に組み込
まれる部品であって、該温度センサは、絶縁テープで巻
回されて前記コンデンサに密着配置されるものである。
【0051】この実施態様によると、絶縁テープとして
は、極めて薄いテープが市販されているので、かかる絶
縁テープを巻回してもその厚さは極めて小さく、一次側
のコンデンサと二次側の温度センサとの所望の絶縁性能
を確保しながらコンデンサに温度センサを極めて接近し
て配備することができ、コンデンサの温度を精度高く検
出できる。
【0052】本発明の更に他の実施態様においては、前
記絶縁テープが巻回された温度センサおよび前記コンデ
ンサを、熱収縮チューブ内に収納して一体化するととも
に、前記温度センサは、前記演算手段にリード線を介し
て接続されるものである。
【0053】この実施態様によると、熱収縮チューブの
収縮によってコンデンサに絶縁テープを介して温度セン
サが密着された状態で両者が一体化され、熱収縮チュー
ブの熱伝導によってチューブ内温度が均等化され、コン
デンサ温度とセンサ検出温度との差がほとんどなくな
る。また、熱収縮チューブを介しての一体化によって熱
容量が同じになり、外気風などにより温度センサだけが
急峻に温度変動することが無くなる。コンデンサに密着
して配置される温度センサは、二次側の回路である演算
手段に接続されるのであるが、コンデンサを含む一次側
の回路部品が実装されている回路基板の配線パターンを
介して接続するのでは、必要な絶縁距離を確保するのが
困難である。そこで、リード線を用いることにより、前
記回路基板を這わすことなく、その上方を、演算手段ま
で架け渡して所望の絶縁性能を確保しながら接続するこ
とができる。
【0054】発明の他の実施態様においては、前記演
算手段は、前記算出部で算出される所定温度における残
存寿命が、前記所定温度における初期時点の総残存寿命
に占める割合を劣化度として算出する劣化度算出部を備
え、前記報知手段は、算出された前記劣化度を表示する
ものである。
【0055】この実施態様によると、演算された残存寿
命を、何年、何ヶ月、あるいは、何時間といった数値表
示に限らず、例えば、総寿命(総残存寿命)の何割ある
いは何%使用して劣化したか表示することが可能とな
り、この劣化度に基づいて、交換時期を管理することが
できる。
【0056】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図面
に基づいて説明する。
【0057】図1に、本発明に係る電子機器の一例にあ
げた電源装置1の全体斜視図が、また、図2および図3
にその分解した斜視図が、図4に一部を切欠いた平面図
がそれぞれ示されている。
【0058】この電源装置1は、電源施設に横架固定さ
れたDINレールなどの支持レール2の前面に係脱自在
に装着される箱型のユニット状に構成されたものであ
り、そのケーシング3は、前向きに開口した奥行きのあ
る箱形に樹脂成形されたケース本体3aと、その前面に
係合連結される樹脂製のフロントカバー3bとからな
り、このケーシング3の内部に図3に示される電源回路
部4が組み込み支持されている。
【0059】前記ケーシング3の前面、つまり、フロン
トカバー3bの前壁における上下中間部位には、後ろ向
きに開口した浅い箱形に樹脂成形された補助ケース5が
係脱自在に係合連結されており、フロントカバー3bと
補助ケース5との間に形成された空間に、後述のように
して残存寿命などの演算を行う演算回路部6が、図2及
び図4に示されるように組み込み支持されている。
【0060】前記電源回路部4は、電源回路用の基板と
して、左右に面する主基板7とその前部に前後に面して
連結された前部基板8とを備えており、主基板7に電源
回路を構成する各種電子部品9が実装されるとととも
に、前部基板8に入出力用の端子台10,11などが装
着されている。なお、端子ネジは、図示省略している。
【0061】前記演算回路部6は、演算回路用の基板と
して、フロントカバー3bの前面に平行に支持される補
助基板12を備えており、この補助基板12には、残存
寿命、電圧設定値、出力電圧現在値、出力電流現在値、
ピーク電流値などを表示して報知する報知手段としての
LED表示器13、表示のモードを切換えるモード切換
えスイッチ14、CPU15、などが実装されている。
そして、演算回路部6における補助基板12の背面に装
備されたコネクタ16aと電源回路部4の前部基板8に
装備されたコネクタ16bとが、フロントカバー3bに
形成した開口17を通して接続され、電源回路部4と演
算回路部6とが電気的に接続されるようになっている。
【0062】上記構成によると、ケーシング3の前壁で
あるフロントカバー3bが電源回部4と演算回路部6と
を隔絶する遮熱用の隔壁となり、電源回路部4からの熱
を有効に遮断する。
【0063】図5は、この実施の形態の電源装置1のブ
ロック図である。
【0064】電源回路部4は、交流入力を整流平滑する
入力整流回路31と、FETなどのスイッチング素子を
備えるスイッチング回路32と、入力をスイッチング素
子のオンオフ動作に応じて所定の出力に変換するトラン
ス33と、トランス33からのは出力を整流する出力整
流回路34とを備えており、かかる構成は、基本的に従
来例と同様である。
【0065】この実施の形態では、LED表示器13
に、出力電圧値、出力電流値、ピーク電流値などを表示
するために、出力電圧検出回路35、出力電流検出回路
36および電流/電圧変換器37を備えており、出力電
圧検出回路35および電流/電圧変換器37の出力が、
上述のコネクタ16a,16bなどを介して演算回路部
6に与えられる。演算回路部6は、図示しないオペアン
プ、A/D変換器および上述のCPU15などを備えて
いる。
【0066】また、この実施の形態では、当該電源装置
1の交換時期を把握できるようにするために、トランス
33で絶縁された一次側の回路部品である図3に示され
る電解コンデンサ24の残存寿命を、二次側の演算回路
部6で後述のようにアレニウスの法則に基づく演算式に
従って算出し、残存寿命をLED表示器13に表示する
ようにしている。
【0067】アレニウスの法則に基づいて、電解コンデ
ンサ24の寿命を演算するには、電解コンデンサ24の
温度を検出する必要があり、精度の高い残存寿命の演算
を行うためには、電解コンデンサ24の温度検出を高精
度で行う必要がある。
【0068】この場合、電解コンデンサ24は、一次側
の回路部品であり、この電解コンデンサ24の温度を検
出する温度センサは、二次側の回路である演算回路部6
に接続されることになり、電解コンデンサ24と温度セ
ンサとは確実に絶縁しておく必要がある。代表的な安全
規格であるIEC60950によれば、1次−2次間の
絶縁には、空間距離で4mm、沿面距離で5mm、固体
絶縁で0.4mmの距離を取る必要がある。これに対し
て、電解コンデンサ24の温度を精度良く検出するため
には、電解コンデンサ24に温度センサをできるだけ接
近させることが望ましい。
【0069】そこで、この実施の形態では、次のような
温度検出構造としている。
【0070】すなわち、図6に示すように、電解コンデ
ンサ24の温度を検出する温度センサ22としては、小
形のセンサ基板21に実装したサーミスタが利用されて
おり、この温度センサ22とセンサ基板21とを、絶縁
性の薄膜テープ23で複数層巻き、この実施の形態で
は、厚さ0.025mmのポリエステル薄膜テープで3
層巻きにし、これによって、薄膜絶縁規定に適合させて
いる。
【0071】さらに、薄膜テープ23で絶縁被覆した温
度センサ22とセンサ基板21とを、電解コンデンサ2
4の外周面に当て付けた状態で熱収縮チューブ25に入
れ、熱収縮チューブ25を加熱収縮させることで温度セ
ンサ22を薄い絶縁層を介して電解コンデンサ24に密
着させている。熱収縮チューブ25としては、例えば、
ポリオレフィン樹脂、フッ素系ポリマーあるいは熱可塑
性エラストマーを材質としたものを使用することができ
る。
【0072】リード線26は、2次回路部品であり、1
次回路部品である電解コンデンサ24に接触するため、
先に記した絶縁距離が要求される。リード線の絶縁被覆
が厚くなると、電解コンデンサ24との密着性が阻害さ
れるので、3層絶縁線を、ここでは使用している。
【0073】このように、薄膜テープ23で温度センサ
22とセンサ基板21とを絶縁被覆することで、所望の
絶縁性能、すなわち、薄膜絶縁規定に適合させながら電
解コンデンサ24に温度センサ22を極めて接近して配
備することができた。上述のように薄膜テープ23の厚
さは、0.025mmであるので、3層巻きした薄膜テ
ープ23の厚さは0.075mmであって、上述のIE
C60950で定められた固体絶縁での必要距離0.4
mmに比較して各段に小さく、薄膜テープ23による断
熱の影響は極めて少なくできる。
【0074】そして、熱収縮チューブ25を用いて電解
コンデンサ24と温度センサ22およびセンサ基板21
とを一体化してあるので、電解コンデンサ24と温度セ
ンサ22との密着性が向上するとともに、熱収縮チュー
ブ25の熱伝導によってチューブ内温度が均等化され、
電解コンデンサ温度とセンサ検出温度との差がほとんど
なくなる。また、熱収縮チューブ25を介しての一体化
によって熱容量が同じになり、外気風などにより温度セ
ンサ22だけが急峻に温度変動することが無くなる。
【0075】なお、薄膜テープ23の厚みや幅あるいは
熱収縮チューブ25の長さあるいはリード線26の引き
出し方向などは、図6に限らず、適宜選択してもよいの
は勿論である。
【0076】さらに、この実施の形態では、センサ基板
21から導出したリード線26を、図3に示されるよう
に、主基板7の上方を架け渡すようにして前部基板8に
接続し、温度センサ22からの検出出力を、図5に示さ
れる温度/電圧変換器38および前記コネクタ16a,
16bを介して演算回路部6に与えるように構成されて
いる。これによって、電解コンデンサ4を含む一次側の
回路部品が実装されている主基板7の配線パターンなど
を用いることなく、温度センサ22の検出出力を、演算
回路部6に与えることができる。
【0077】次に、演算回路部6における電解コンデン
サ24の残存寿命の算出について詳細に説明する。
【0078】上述のように電解コンデンサの寿命は、ア
レニウスの法則に基づく下記の演算式によって算出でき
ることが知られている。
【0079】 Lx=Lo×2(To-tx)/10×k ……(1) Lx:実使用時の推定寿命(時間) Lo:最高使用温度における寿命(時間) To:電解コンデンサの最高使用温度(°C) tx:実使用温度(°C) k:寿命係数 この実施の形態では、先ず、所定温度、例えば、標準的
な使用条件で想定される電解コンデンサ24の温度t0
℃を決定し、その所定温度t0℃における初期時点の総
残存寿命L0を上記(1)式によって算出する。
【0080】すなわち、 L0=Lo×2(To-t0)/10×k 次に電源装置1の実際の使用(実使用)が開始される
と、一定時間a、例えば、1/60時間(1分)が経過
する度に、アレニウスの法則に基づく演算式である次式
によって、所定温度t0℃における残存寿命を算出す
る。
【0081】 Ln=Ln-1−a×2(tx-t0)/10×k ……(2) ここで、n=1,2,3…であり、txは、予め定めた
一定時間aにおいて、温度センサ22によって検出され
た温度の平均温度(℃)である。
【0082】この(2)式に示されるように、一定時間
aが経過する度に、算出される残存寿命Lnは、前回算
出された残存寿命Ln-1よりも小さくなり、残存寿命
は、次第に減少していく。
【0083】この(2)式において、右辺の第2項、す
なわち、a×2(tx-t0)/10×kは、検出された実使用温
度txにおける一定時間aの経過を、所定温度t0にお
ける経過時間に換算するものである。例えば、検出され
た実使用温度txが所定温度t0に等しいときには、前
記第2項は、寿命係数kを無視すると、aとなり、実使
用における経過時間aに一致し、また、検出された実使
用温度txが所定温度t0よりも10℃高いときには、
2aとなり、実使用温度における経過時間aの2倍とな
り、また、検出された実使用温度txが所定温度t0
りも10℃低いときには、a/2となり、実使用温度に
おける経過時間aの1/2となる。
【0084】このようにして、一定時間a毎に、その間
に検出された実使用温度txを用いてアレニウスの法則
に基づき、所定温度t0における経過時間に換算し、そ
れを前回の残存寿命Ln-1から減算し、今回の所定温度
0における残存寿命Lnとするものである。
【0085】したがって、算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnは、それまでの実使用における温度t
xおよび寿命係数kを含む過去の履歴全体に基づくもの
となり、過渡的な温度変動の影響が少なく、精度の高い
残存寿命の予測が可能となる。
【0086】このようして算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnを、次のようにして実使用における残
存寿命に変換している。
【0087】図7は、この変換の説明に供するための図
である。同図において、縦軸は、所定温度t0における
残存寿命を示すものであり、初期時点における総残存寿
命(総寿命)L0と、或る時点における残存寿命Lnと
を示している。また、横軸は、実使用における残存寿命
に対応するものであり、前記或る時点までの実使用にお
ける経過時間Xnと、寿命に達するまでの実使用におけ
る経過時間Xxとを示している。
【0088】上述のように、一定時間aが経過する度
に、所定温度t0における残存寿命Lnが算出される一
方、稼動開始からの経過時間もa時間毎に積算されてお
り、図7においては、残存寿命Lnが算出された或る時
点までに稼動を開始してからXn時間が経過しているこ
とを示している。
【0089】この実施の形態では、所定温度t0におけ
る残存寿命と実使用における残存寿命とは、ほぼ比例す
ることを利用して、縦軸の初期時点の総残存寿命L0
点Aと、或る時点における残存寿命Lnと前記或る時点
までの実使用における経過時間Xnとの交点Bとを結ぶ
直線が、横軸と交わる点を、寿命に達するまでの経過時
間Xxとするものである。
【0090】したがって、前記或る時点nにおける残存
寿命Lrestは、 Lrest=Xx−Xn={Ln/(L0−Ln)}×Xn ……(3) で演算できることになる。
【0091】つまり、初期時点の総残存寿命L0と、一
定時間aが経過する度に、算出される所定温度t0にお
ける残存寿命Lnと、その時点までの稼動開始からの経
過時間Xnとから実使用における残存寿命Lrestが
算出されることになる。
【0092】但し、稼動開始の初期には、直線の傾きが
大きく変動する虞れがあるので、Xxが予め定めたXm
ax以上(Xx≧Xmax)になるときには、Xx=X
maxとしている。
【0093】以上のようにして算出される実使用におけ
る残存寿命Lrestは、何年、何ヶ月、何日あるいは
何時間といった数値で表示してもよいが、電解コンデン
サの寿命は、一般には、数年から十数年にもなる。した
がって、残存寿命Lrestを、稼動開始当初から数値
表示させても寿命到達まで時間があり過ぎるために有効
利用し辛い。また、稼動開始からの経過時間Xnが小さ
ければ、小さいほど上述の直線の傾きの変動が大きくな
るために、算出される実使用における残存寿命Lres
tも変動が大きくなる。
【0094】そこで、この実施の形態では、算出される
実使用における残存寿命Lrestを次のようにして表
示している。
【0095】すなわち、図8は、電解コンデンサの残存
寿命を表示する場合の表示タイミングの切換えが模擬的
に示したものである。
【0096】電解コンデンサの寿命は、初期容量から2
0〜30%減少した時点と規定されているので、算出さ
れる実使用における残存寿命Lrestが一定値(この
例では2年)以下になった時点から年数値表示とし、初
期値から年数値表示に変わるまでの期間を等分して、
「FULL」,「HALF」などのキャラクタ表示をL
ED表示器13で行わせるものである。具体的には、L
ED表示器13では、「FUL」、「HAF」といった
キャラクタ表示あるいは「2.0y」といった年数値表
示を行う。
【0097】また、この実施の形態では、設備の変更等
により、温度や負荷などの使用条件が大きく変化して上
述の図7の直線の傾きが途中で大きく変化した場合に、
その変化に対応して精度の高い残存寿命の予測を行える
ように次のようにしている。
【0098】図9は、上述の図7に対応する図であり、
各時点の横軸の実使用における経過時間をX座標で、縦
軸の所定温度における残存寿命をY座標で示している。
【0099】稼動開始からX1時間経過したC時点(X
1,Y2)での実使用における残存寿命Lrestは、
破線で示されるように寿命限界で制限されるので、X1
0−X1となる。ここで、X10は、上述のXmaxに
対応するものであり、電解コンデンサの物性面からの寿
命限界である。C時点(X1,Y2)以降に、実使用温
度txが大きくなって傾きが変わったD時点(X2,Y
3)での残存寿命Lrestは、1点鎖線で示されるよ
うにX9−X2となる。本来、真の残存寿命Lrest
は、新しい傾きの実線で示される直線の横軸との交点
(x6,0)のX6−X2となるはずである。
【0100】上述の(3)式は、稼動開始からn時点ま
での経過時間Xnにおける直線の傾きが一定であると仮
定して、初期時点の総残存寿命L0の点を基準として演
算している。このため、途中で傾きが変化した場合に
は、誤差が生じてしまう。しかし、この誤差は、時間の
経過とともに、補正されて解消される。例えば、E時点
(X3,Y4)における残存寿命Lrestは、2点鎖
線で示されるようにX8−X3となり、また、F時点
(X4,Y5)における残存寿命Lrestは、細い実
線で示されるようにX7−X4となり、真の残存寿命L
restとの誤差は、小さく補正されていき、Lres
t≒0となるH時点(x6,0)近傍では、その誤差は
解消される。
【0101】一方、傾きが変わったC(X1,Y2)時
点において、X1=0、L0=Y2に置き換えてリセッ
トすれば、基準としていた初期時点の総残存寿命L0
点(0,L0)が、C時点(X1,Y2)に置き換えら
れることになり、これによって、誤差が生じるのを防ぐ
ことができる。
【0102】そこで、この実施の形態では、設備の変更
等により、温度や負荷などの使用条件が大きく変化した
ときには、その時点で、スイッチや外部信号によってリ
セットを行い、基準点を置き換えて誤差のない残存寿命
を表示するようにしている。
【0103】また、この実施の形態では、初期時点にお
ける総残存寿命L0に対して、現在の寿命がどの程度減
少しているか、すなわち、劣化しているかを次式で算出
して劣化度E(%)として表示することもできる。
【0104】E=(Ln/L0)×100 実使用の温度txが高い場合と低い場合とでは、図7に
示される直線の傾きが異なるので、残存寿命Lrest
が同じであっても、劣化度Eは、異なることになる。し
たがって、一定の残りマージンを基準にして交換時期を
決定したい場合には、この劣化度による表示が有効であ
る。
【0105】(その他の実施の形態)上述の実施の形態
では、予め定めた一定時間毎に残存寿命を算出したけれ
ども、本発明の他の実施の形態として、操作などに応答
して残存寿命を演算して表示するようにしてもよい。
【0106】上述の実施の形態では、2点を結ぶ直線の
横軸との交点を、寿命に到達するまでの経過時間Xxと
したけれども、2点に限らず、3点以上の点を用いて最
小二乗法などによって直線を求めてよい。
【0107】
【発明の効果】以上のように本発明によれは、温度−寿
命法則に基づく演算式に従って、所定温度における残存
寿命を算出し、それを実使用における残存寿命に変換
、寿命残り期間として報知するので、この寿命残り期
から交換時期を把握してメンテナンス計画を立てるこ
とができ、寿命の到達を報知する従来のように、突然の
寿命到達によって設備のラインを停止するような事態を
未然に回避することができ、特に、コンデンサを備える
電源装置などの各種電子機器の交換時期の把握に有効で
ある。
【0108】また、本発明によれば、薄い絶縁テープを
温度センサに巻回して絶縁を確保しながら温度センサを
コンデンサに密着して配置でき、精度の高い温度検出が
可能となり、熱収縮チューブで温度センサと電解コンデ
ンサとを一体化することにより、外気風などによって温
度センサだけが急峻に温度変動するようなことがなく、
精度の高い温度検出、したがって、精度の高い残存寿命
の算出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係る電源装置の全
体斜視図である。
【図2】図1の電源装置の分解斜視図である。
【図3】図1の電源装置の分解斜視図である。
【図4】図1の電源装置の一部を横断した平面図であ
る。
【図5】電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図6】電解コンデンサの温度検出構造を示す説明図で
ある。
【図7】残存寿命の算出を説明するための図である。
【図8】表示タイミングの切換えを模擬的に示す説明図
である。
【図9】リセット機能を説明するための図である。
【符号の説明】 4 電源回路部 6 演算回路部 13 LED表示器 21 センサ基板 22 温度センサ 23 絶縁テープ 24 電解コンデンサ 25 熱収縮チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E082 AB09 BB03 BC14 MM31 MM35 MM38 5H730 AA12 AA17 AA20 AS01 BB21 BB91 CC01 EE01 FD01 FD61 FF09 FG01 XX04 XX24 XX38 XX50 ZZ12 ZZ15

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物の残存寿命を予測する方法であっ
    て、 アレニウスの法則に基づく演算式に従って、所定温度に
    おける残存寿命を算出する算出ステップと、 算出した残存寿命を、実使用における残存寿命に変換す
    る変換ステップとを備えることを特徴とする残存寿命予
    測方法。
  2. 【請求項2】 予め定めた時間が経過する度に、前記算
    出ステップおよび前記変換ステップを行い、 前記算出ステップでは、実使用における前記予め定めた
    時間の経過を、前記所定温度における経過時間に換算し
    て残存寿命から減算し、 前記変換ステップでは、前記所定温度における残存寿命
    と実使用における残存寿命との間の比例関係に基づいて
    変換する請求項1記載の残存寿命予測方法。
  3. 【請求項3】 前記算出ステップでは、実使用時の温度
    を用いてアレニウスの法則に基づいて前記換算を行い、 前記変換ステップでは、前記所定温度における初期時点
    の総残存寿命を基準とし、前記所定温度における他の時
    点の残存寿命と、前記他の時点に対応する実使用におけ
    る経過時間とに基づいて、実使用における残存寿命に変
    換する請求項2記載の残存寿命予測方法。
  4. 【請求項4】 前記対象物がコンデンサである請求項1
    〜3のいずれかに記載の残存寿命予測方法。
  5. 【請求項5】 コンデンサの温度を検出する構造であっ
    て、 前記コンデンサの温度を検出する温度センサを、絶縁テ
    ープで巻回して前記コンデンサに密着させて配置したこ
    とを特徴とする温度検出構造。
  6. 【請求項6】 前記絶縁テープが巻回された温度センサ
    および前記コンデンサを、熱収縮チューブ内に収納して
    一体化した請求項5記載の温度検出構造。
  7. 【請求項7】 前記コンデンサは、トランスによって絶
    縁された一次側の回路部品であり、前記温度センサは、
    二次側の回路に組み込まれる部品であって、該温度セン
    サは、リード線を介して二次側の回路に接続される請求
    項5または6記載の温度検出構造。
  8. 【請求項8】 コンデンサを備える電子機器であって、 前記コンデンサの温度を検出する温度センサと、 前記温度センサからの検出温度を用いて、前記コンデン
    サの残存寿命を演算する演算手段と、 演算された残存寿命を報知する報知手段とを備え、 前記演算手段は、アレニウスの法則に基づく演算式に従
    って、所定温度における残存寿命を算出する算出部を備
    えることを特徴とする電子機器。
  9. 【請求項9】 前記演算手段は、実使用における前記コ
    ンデンサの残存寿命を演算するものであって、前記算出
    部で算出された所定温度における残存寿命を、実使用に
    おける残存寿命に変換する変換部を備え、 前記報知手段は、演算された残存寿命を表示するもので
    ある請求項8記載の電子機器。
  10. 【請求項10】 前記演算手段は、予め定めた時間が経
    過する度に、実使用における前記コンデンサの残存寿命
    を演算するものであり、 前記算出部は、実使用における前記予め定めた時間の経
    過を、前記所定温度における経過時間に換算して残存寿
    命から減算するものであり、 前記変換部は、前記所定温度における残存寿命と実使用
    における残存寿命との間の比例関係に基づいて変換する
    ものである請求項9記載の電子機器。
  11. 【請求項11】 前記算出部は、前記温度センサからの
    検出温度を用いてアレニウスの法則に基づいて前記換算
    を行うものであり、 前記変換部は、前記所定温度における初期時点の総残存
    寿命を基準とし、前記所定温度における他の時点の残存
    寿命と、前記他の時点に対応する実使用における経過時
    間とに基づいて、実使用における残存寿命に変換するも
    のである請求項10記載の電子機器。
  12. 【請求項12】 前記変換部における変換の基準となる
    前記初期時点の総残存寿命を、別の時点における残存寿
    命に置き換える手段を備える請求項11記載の電子機
    器。
  13. 【請求項13】 前記コンデンサは、トランスによって
    絶縁された一次側の回路部品であり、前記温度センサ
    は、二次側の回路に組み込まれる部品であって、該温度
    センサは、絶縁テープで巻回されて前記コンデンサに密
    着配置される請求項8〜12のいずれかに記載の電子機
    器。
  14. 【請求項14】 前記絶縁テープが巻回された温度セン
    サおよび前記コンデンサを、熱収縮チューブ内に収納し
    て一体化するとともに、前記温度センサは、前記演算手
    段にリード線を介して接続される請求項13記載の電子
    機器。
  15. 【請求項15】 前記報知手段は、演算された残存寿命
    を、キャラクタ表示と数値表示とに切換可能である請求
    項8〜14のいずれかに記載の電子機器。
  16. 【請求項16】 前記演算手段は、前記算出部で算出さ
    れる所定温度における残存寿命が、前記所定温度におけ
    る初期時点の総残存寿命に占める割合を劣化度として算
    出する劣化度算出部を備え、 前記報知手段は、算出された前記劣化度を表示する請求
    項8〜15のいずれかに記載の電子機器。
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