JP2004192444A

JP2004192444A - 電源回路

Info

Publication number: JP2004192444A
Application number: JP2002361063A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ikeda; 哲也池田; Tadashi Tamura; 匡田村
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】回路構成が簡素化された電源回路を提供する。
【解決手段】本発明の電源回路６は、交流電源からの交流電圧の供給の有無を判断するための監視信号をマイクロコンピュータ１４に出力するゼロクロス回路１３（監視手段）と、電源側が電源部１０に接続され、グラウンド側がマイクロコンピュータ１４のポートに接続された動作回路１１ａ，ｂ，ｃとを備え、マイクロコンピュータ１４は、監視信号に基づいて商用電源８（交流電源）から交流電圧が供給されているか否かを判断し、交流電圧供給中と判断するとマイクロコンピュータ１４のポートをローレベルにして動作回路１１ａ，ｂ，ｃに直流電圧を供給し、交流電圧供給停止中と判断するとマイクロコンピュータ１４のポートをハイレベルにして動作回路１１ａ，ｂ，ｃへの通電を遮断する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炊飯器等の家電機器が備える電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
炊飯器等の家電機器の電源回路１００は、図６に示すように、商用電源８（交流電源）のほかにバックアップ電源１７ａを備える二電源方式の電源回路が一般化している。この電源回路１００は、例えば、機種によって使用する機能を切り換えるための機能切換回路１１ａや、保温温度、炊飯温度または炊飯時間の微調整を行うための補正回路１１ｂ、サーミスタ回路１１ｃ等の動作回路１１を備えている。マイクロコンピュータ１４は、これらの動作回路１１ａ，ｂ，ｃが出力した信号を受信し、その信号に基づいて各種制御を実行するようになっている。
【０００３】
前記電源回路１００では、商用電源８から供給された交流電圧を主電源回路１６により直流電圧（５Ｖ）に変換し、マイクロコンピュータ１４およびバックアップ制御回路１０１（電源検出回路）に供給するようになっている。このバックアップ制御回路１０１は、商用電源８からの給電の有無を検出し、給電時には主電源回路１６により変換された直流電圧（５Ｖ）を各動作回路１１ａ，ｂ，ｃに供給し、給電停止時には前記動作回路１１ａ，ｂ，ｃへの通電を遮断するようになっている。すなわち、前記電源回路１００は、商用電源８からの給電停止時には、マイクロコンピュータ１４にのみバックアップ電源１７ａからの直流電圧（３Ｖ）を供給するようにして、電池寿命の長寿命化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電源回路１００では、トランジスタ、抵抗、スイッチングダイオード、ツェナダイオード等の素子により前記バックアップ制御回路１０１を構成しているため、部品点数が多く回路構成が複雑である。
【０００５】
そこで、本発明では、回路構成が簡素化された電源回路を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
交流電源から供給される交流電圧を、第１の電圧値を有する直流電圧に変換し、マイクロコンピュータに供給する主電源手段と、前記交流電源から前記主電源手段への交流電圧の供給停止時に、前記第１の電圧値よりも小さい第２の電圧値を有する直流電圧を前記マイクロコンピュータに供給するバックアップ電源手段とを有する電源部と、
前記交流電源からの交流電圧の供給の有無を判断するための監視信号を前記マイクロコンピュータに出力する監視手段と、
電源側が前記電源部または前記マイクロコンピュータに接続され、グラウンド側が前記マイクロコンピュータまたはアース接続された動作回路とを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記監視信号に基づいて前記交流電源から交流電圧が供給されているか否かを判断し、交流電圧供給中と判断すると前記マイクロコンピュータの信号に応じて前記動作回路に前記第１の電圧値を有する直流電圧を供給し、交流電圧供給停止中と判断すると前記マイクロコンピュータの前記信号を反転させて前記動作回路への通電を遮断するものである。
【０００７】
前記電源回路では、マイクロコンピュータが交流電圧供給中と判断すると、マイクロコンピュータの信号に応じて電源部の主電源手段が出力する第１の電圧値を有する直流電圧が動作回路に供給される。一方、マイクロコンピュータが交流電圧供給停止中と判断すると、マイクロコンピュータの信号を反転させて動作回路への通電を遮断する。その結果、電源部のバックアップ電源手段が出力する第２の電圧値を有する直流電圧が動作回路に供給されない。マイクロコンピュータには、通常、例えば炊飯器におけるヒータ、電磁誘導加熱コイル等の制御で利用するために、交流電源からの交流電圧の供給有無の判断に利用可能な信号が入力されている。従って、この信号をマイクロコンピュータが前記監視信号として使用すれば、従来の電源回路のようにトランジスタ、抵抗、スイッチングダイオード、ツェナダイオード等の素子により交流電圧の有無を検出する回路を特別に構成する必要がない。そのため、電源回路では、部品点数を低減し、回路構成の簡素化を図ることができる。
【０００８】
前記監視手段は、前記交流電圧の電圧値が０となる度に、前記監視信号であるゼロクロスパルス信号を前記マイクロコンピュータに送信するゼロクロス回路であり、前記マイクロコンピュータは、このゼロクロスパルス信号を受信中は交流電圧供給中と判断し、ゼロクロスパルス信号の非受信中は交流電圧供給停止中であると判断する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る電源回路を適用した炊飯器を示している。この炊飯器は蓋体１を回転自在に取り付け炊飯器本体２の内部に、内鍋３を取り出し自在に配設したものである。また、炊飯器本体２には、ヒータ４ａ及びこのヒータ４ａを駆動するためのトライアック、ダイオード等の素子で構成した駆動回路４ｂのほか、図示しない内鍋温度センサ等が配設されている。一方、蓋体１には時計表示、モード表示等の各種表示を行うための液晶表示装置５（駆動電圧は３Ｖ程度）、各種スイッチ（不図示）及び電源回路６が配設されている。また、蓋体１の前記液晶表示装置５と比較的近い位置に蓋体温度センサ（温度検出手段）７が配設されている。
【００１１】
図２に詳細に示すように、前記電源回路６は、商用電源（１００Ｖの交流電源）８に接続され、電源部１０、動作回路１１、ゼロクロス回路（監視手段）１３及びマイクロコンピュータ１４を備えている。
【００１２】
前記電源部１０は、主電源回路（主電源手段）１６と、バックアップ電源回路（バックアップ電源手段）１７とを備えている。まず、主電源回路１６は、商用電源８と導電路２０ａ，２０ｂにより接続される一方、マイクロコンピュータ１４のポート１４ｂと導電路２０ｄを介して接続されている。主電源回路１６は、前記導電路２０ａ，２０ｂを介して前記商用電源８から供給された交流電圧を、第１の電圧値（本実施形態では５Ｖ）を有する直流電圧ＶＤＤに変換し、導電路２０ｄを介してマイクロコンピュータ１４のポート１４ｂに供給する。
【００１３】
前記バックアップ電源回路１７は、前記導電路２０ｄの分岐点２２ａから分岐して設けられており、３Ｖの電池１７ａに、充電防止のためのダイオード１７ｂ及び抵抗１７ｃを直列に接続して構成されている。
【００１４】
前記動作回路１１は、例えば、機種によって使用する機能を切り換えるための機能切換回路１１ａ、保温温度、炊飯温度または炊飯時間等の微調整を行うための補正回路１１ｂ、サーミスタ回路１１ｃ等を含むものである。これら動作回路１１ａ〜１１ｃの電源側は、前記導電路２０ｄのバックアップ電源回路１７の分岐点２２ａとマイクロコンピュータ１４との間に位置する分岐点２２ｂに接続されている。また、動作回路１１ａ〜１１ｃのグラウンド側は、それぞれマイクロコンピュータ１４のポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに接続されている。また、これら動作回路１１ａ〜１１ｃは、図示しない信号送信用の導電路を介してマイクロコンピュータ１４に信号をそれぞれ送信するようになっている。
【００１５】
前記ゼロクロス回路１３は、前記商用電源８と主電源回路１６を接続する導電路２０ａ，２０ｂの分岐点２２ｆ，２２ｇから分岐するモニタ用の導電路２０ｅ，２０ｆに接続されている。また、ゼロクロス回路１３は信号送信用の導電路２０ｇを介してマイクロコンピュータ１４のポート１４ｇに接続されている。このゼロクロス回路１３は、図３（Ａ）に示す商用電源８が出力する正弦波形の交流電圧ＶＯの電圧値が０となる度に（時刻ａ１，ａ２，ａ３…）、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すゼロクロスパルス信号（監視信号）ＳＣを前記マイクロコンピュータ１４のポート１４ｇに送信する。
【００１６】
前記マイクロコンピュータ１４は、図示しない分圧回路から供給される直流電圧により液晶表示装置５を駆動制御するほか、ゼロクロスパルス信号ＳＣ、前記蓋体温度センサ７を含む各種センサ、図示しない操作パネルおよび前記動作回路１１ａ〜１１ｃからの入力信号に基づいて、ヒータ４ａを含む各種要素を制御する。例えば、ヒータ４ａの通電制御では、ヒータ４ａを安定して制御するために、前記ゼロクロス回路１３から入力されたゼロクロスパルス信号ＳＣを受信したタイミングで、ヒータ４ａの通電を命令する信号を駆動回路４ｂに対して送信する。
【００１７】
次に、前記電源回路６の動作について説明する。
【００１８】
商用電源８から電源部１０の主電源回路１６へ交流電圧が供給されているときは、主電源回路１６から導電路２０ｄを介してマイクロコンピュータ１４のポート１４ｂに５Ｖの直流電圧ＶＤＤが供給される。また、交流電圧供給中は、ゼロクロス回路１３からマイクロコンピュータ１４のポート１４ｇにゼロクロスパルス信号ＳＣが送信される。ゼロクロスパルス信号ＳＣを受信中のマイクロコンピュータ１４は、前記ポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅをローレベルにする（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。その結果、動作回路１１ａ〜ｃに直流電圧（５Ｖ）が供給され、動作回路１１ａ〜ｃが駆動する。
【００１９】
商用電源８からの交流電圧の供給が停止すると、図３（Ｂ）の時刻ｂ１で示すように、ゼロクロス回路１３からマイクロコンピュータ１４へのゼロクロスパルス信号ＳＣの入力が停止する。マイクロコンピュータ１４は、この入力停止から所定の判定時間Ｔ１が経過すると商用電源８からの交流電圧供給停止であると判断する（図３（Ｂ）の時刻ｂ２）。判定時間Ｔ１を経過後、マイクロコンピュータ１４はポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅをローレベルからハイレベルに切換える（反転させる）（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。これにより、動作回路１１ａ〜ｃは非駆動状態となる。
【００２０】
商用電源８から主電源回路１６への交流電圧の供給が停止しているときは、主電源回路１６からの直流電圧（５Ｖ）の供給が停止する。また、交流電圧供給停止中は、バックアップ電源回路１７の電池１７ａからマイクロコンピュータ１４のポート１４ｂへ３Ｖの直流電圧ＶＤＤが供給される。バックアップ電源回路１７の電池１７ａからの直流電圧ＶＤＤは、マイクロコンピュータ１４に供給され、一方、動作回路１１ａ〜ｃには、分岐点２２ｂとポート１４ｃ、１４ｄまたは１４ｅとの間の電位差がなくなり供給されないので電池１７ａの長寿命化が図れる。
【００２１】
一方、商用電源８からの交流電圧の供給が開始されると、図３（Ｃ）の時刻ｃ１で示すように、ゼロクロス回路１３からマイクロコンピュータ１４へのゼロクロスパルス信号ＳＣの入力が始まる。マイクロコンピュータ１４は、この入力開始から所定の判定時間Ｔ１が経過すると、交流電圧供給開始であると判断する（図３（Ｂ）の時刻ｃ２）。判定時間Ｔ１を経過後、マイクロコンピュータ１４はポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅをハイレベルからローレベルに切換える。これにより、動作回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃが駆動状態となる。
【００２２】
このように本実施形態では、ヒータ４ａの制御等に使用されるゼロクロスパルス信号ＳＣを使用して交流電圧の供給の有無を検出している。よって、従来の電源回路のようにトランジスタ、抵抗、スイッチングダイオード、ツェナダイオード等の素子により交流電圧の有無を検出するための回路を別途設ける場合と比較して部品点数を低減し、回路構成を簡素化することができる。
【００２３】
次に、炊飯器における前記電源回路６の動作を具体的に説明する。
【００２４】
図４のフローチャートに示すように、商用電源８から電源部１０の主電源回路１６へ交流電圧が供給されると、ステップＳ１において、マイクロコンピュータ１４はポート１４ｃをローレベルにする。その結果、機能切換回路１１ａに直流電圧（５Ｖ）が供給され、機能切換回路１１ａが駆動する。機能切換回路１１ａから信号を受信したマイクロコンピュータ１４は、使用する機能の選択、読み込みを行い、取り消しモードに移行する（ステップＳ２）。
【００２５】
次に、各種スイッチ（例えば、保温スイッチ、炊飯スイッチおよびタイマスイッチ）がオンされると、ステップＳ３において、前記ポート１４ｄをローレベルにする。その結果、補正回路１１ｂに直流電圧（５Ｖ）が供給され、補正回路１１ｂが駆動する。補正回路１１ｂから信号を受信したマイクロコンピュータ１４は、各種補正データの読み込みを行い、各モード（保温モード、炊飯モードおよびタイマモード）を実行する（ステップＳ４）。また、マイクロコンピュータ１４は、保温モード、炊飯モードの実行時には、前記ポート１４ｅをローレベルにしてサーミスタ回路１１ｃに直流電圧（５Ｖ）を供給し、サーミスタ回路１１ｃを駆動する。これにより、マイクロコンピュータ１４は、サーミスタ回路１１ｃからの信号を受信して、記憶されたプログラムに基づいて各モードを適切に実行できる。
【００２６】
このように、マイクロコンピュータ１４は、各動作回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃへの電力供給を制御し、必要でないときは各動作回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃをオフすることにより電源回路６の消費電力の低減および電源回路６の負担の軽減が図れる。
【００２７】
前記実施形態の変形例として、図５に示すように、前記動作回路１１ａ〜１１ｃの電源側を、それぞれマイクロコンピュータ１４のポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに接続し、一方、動作回路１１ａ〜１１ｃのグラウンド側を、アース接続してもよい。このとき、マイクロコンピュータ１４は、商用電源８から電源部１０の主電源回路１６へ交流電圧が供給されている場合、前記ポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅをハイレベルに切り換えて動作回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃを駆動する。また、商用電源８からの交流電圧の供給が停止すると、マイクロコンピュータ１４はポート１４ｃ，１４ｄ，１４ｅをローレベルに切り換え（反転させ）、動作回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃを非駆動状態とする。
【００２８】
なお、前記実施形態は、炊飯器が備える電源回路を例に説明したが、本発明は、炊飯器以外の電動ポット等の各種家電機器や、家電機器以外の機器が備える電源回路にも適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電源回路では、監視手段から入力される監視信号に基づいてマイクロコンピュータが交流電源からの交流電圧の供給有無を判断し、交流電圧の供給の有無に応じて動作回路を駆動又は非駆動とするため、回路構成の簡素化を図ることができる。また、バックアップ時の電池寿命を長寿命化できるという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電源回路を備える炊飯器を示す概略図である。
【図２】本発明に係る電源回路を示す回路図である。
【図３】（Ａ）は商用電源が出力する交流電圧を示す波形図、（Ｂ）は主電源回路からバックアップ電源回路への切換時の動作を説明するための波形図、（Ｃ）はバックアップ電源回路から主電源回路への切換時の動作を説明するための波形図である。
【図４】炊飯器の炊飯動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図２の電源回路の変形例を示す回路図である。
【図６】従来の電源回路を示す回路図である。
【符号の説明】
６…電源回路、８…商用電源（交流電源）、１０…電源部、
１１ａ，ｂ，ｃ…動作回路、１３…ゼロクロス回路（監視手段）、
１４…マイクロコンピュータ、１６…主電源回路（主電源手段）、
１７…バックアップ電源回路（バックアップ電源手段）。

Claims

交流電源から供給される交流電圧を、第１の電圧値を有する直流電圧に変換し、マイクロコンピュータに供給する主電源手段と、前記交流電源から前記主電源手段への交流電圧の供給停止時に、前記第１の電圧値よりも小さい第２の電圧値を有する直流電圧を前記マイクロコンピュータに供給するバックアップ電源手段とを有する電源部と、
前記交流電源からの交流電圧の供給の有無を判断するための監視信号を前記マイクロコンピュータに出力する監視手段と、
電源側が前記電源部または前記マイクロコンピュータに接続され、グラウンド側が前記マイクロコンピュータまたはアース接続された動作回路とを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記監視信号に基づいて前記交流電源から交流電圧が供給されているか否かを判断し、交流電圧供給中と判断すると前記マイクロコンピュータの信号に応じて前記動作回路に前記第１の電圧値を有する直流電圧を供給し、交流電圧供給停止中と判断すると前記マイクロコンピュータの前記信号を反転させて前記動作回路への通電を遮断する電源回路。
前記監視手段は、前記交流電圧の電圧値が０となる度に、前記監視信号であるゼロクロスパルス信号を前記マイクロコンピュータに送信するゼロクロス回路であり、
前記マイクロコンピュータは、このゼロクロスパルス信号を受信中は交流電圧供給中と判断し、ゼロクロスパルス信号の非受信中は交流電圧供給停止中であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の電源回路。