JP2009027787A - 電子部品自動保守装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子機器の直流電源出力の平滑用電解コンデンサの劣化を検知し、自動で予備平滑用電解コンデンサを追加接続することで、電子機器の運転効率の低下防止及びメンテナンスコストを削減可能とする。
【解決手段】直流電源を電源とする電子機器において、直流電源の出力にリプル除去の目的のために接続される平滑用電解コンデンサと、その直流電源の出力回路に接続され、一定以上のリプル電圧を検知するリプル電圧比較器と、一定以上のリプル検知回数をカウントするリプル検知回数カウント器と、予備平滑用電解コンデンサの接続をオンする予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチと、予備平滑用電解コンデンサ接続時の突入電流を防止する突入電流保護器を備え、平滑用電解コンデンサの劣化を検知し、自動で予備平滑用電解コンデンサを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、経年劣化した平滑用コンデンサの自動保守装置に関するものである。
電子機器の中で、平滑用コンデンサは、直流電源出力のリプル除去用として広く使用されている。
平滑用コンデンサとして主に電解コンデンサが使用される。電解コンデンサの構造は、陰極と陽極のアルミ箔で電解液を含浸させた電解紙を挟んで丸めてアルミ・ケースに封入したような構造であり、大容量化、低価格化の面で優れている。
しかし、電解コンデンサに流れるリプル電流による発熱や周囲温度の影響により、アルミ・ケースに封入した電解液が漏れ、アレニウス則と呼ばれる規則式に従い、静電容量が減少する経年劣化現象が起きる。そのため、電解コンデンサは寿命が短く、電子機器の使用中に故障し、電子機器の誤動作の原因となり、定期的に部品交換をする必要があった。
この改善策として、平滑用電解コンデンサの経年劣化によりリプル電圧が一定レベルを超えた場合に経年劣化検知する検出器および比較器により、平滑用電解コンデンサの容量低下を検知する方法がある。図３はこの方法による検知の説明図である。図３で、１００は電子機器、１０１は直流電源、１０２は平滑用電解コンデンサ、１０３はリプル電圧比較器、３００はリプル電圧検出器である。
しかしながらこの方法では、平滑用電解コンデンサの経年劣化を検知した場合、電子機器の運転を中断して部品交換を実施する必要がある。
特許公開平５−２１９６０５
解決しようとする問題点は、平滑用コンデンサとして用いられる電解コンデンサの経年劣化を検知後、電子機器の運転を中断して部品交換を実施する必要があるため、電子機器の稼働効率が低下し、かつ、メンテナンスコストが発生する、という点である。
請求項１の発明によれば、直流電源を電源とする電子機器において、該直流電源の出力にリプル除去の目的のために接続される平滑用電解コンデンサと、前記直流電源の出力回路に接続され、一定以上のリプル電圧を検知するリプル電圧比較器と、一定以上のリプル検知回数をカウントするリプル検知回数カウント器と、予備平滑用電解コンデンサの接続をオンする予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチと、該予備平滑用電解コンデンサの接続時の突入電流を防止する突入電流保護器を備え、該平滑用電解コンデンサの劣化を検知し、自動で前記予備平滑用電解コンデンサを接続することを特徴とする。
すなわち、本発明は、電解コンデンサの一定レベルの経年劣化を検知し、あらかじめ用意されている予備の平滑用電解コンデンサを自動で追加接続することを最も主要な特徴とする。
本発明の電子部品自動保守装置は、電解コンデンサの一定レベルの経年劣化を検知し、自動で予備の電解コンデンサを追加接続することができる。そのため、修理のために電子機器の運転を中断することなく新しい電解コンデンサを追加接続できるため、電子機器の稼働効率を低下させずに、かつ新しい電解コンデンサと交換するといった保守も不要である、という利点がある。
電解コンデンサの経年劣化により静電容量が低下し、直流電源出力のリプル電圧がある一定レベルを超えた場合に、リプル電圧検知器が検知し、自動で予備の平滑用電解コンデンサを追加接続するという目的を、電子機器の通常運転に影響を与えずに実現した。
図１は、本発明装置の１実施例であって、１００は電子機器、１０１は直流電源、１０２は平滑用電解コンデンサ、１０３はリプル電圧比較器、１０４は比較基準電圧設定器、１０５はリプル検知回数カウント器、１０６は予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチ、１０７は突入電流保護器、１０８は予備平滑用電解コンデンサである。
以上のように構成された本実施例の電子部品自動保守装置について、以下、その動作を説明する。
まず、電子機器１００に外部電源が供給され、直流電源１０１に入力される。直流電源１０１にて電子機器内部素子用に所望の電圧レベルに変換され、電子機器１００内の各素子に供給される。直流電源１０１の出力には平滑用電解コンデンサ１０２があらかじめ接続され、直流電源１０１の出力電圧に含まれるリプル電圧を除去している。
この平滑用電解コンデンサ１０２が経年劣化し、直流電源１０１のリプル電圧を除一定値以上除去できなくなると、リプル電圧比較器１０３が平滑用電解コンデンサ１０２の劣化を検知する。リプル検知レベルは、比較基準電圧設定器１０４にて設定する。
比較基準電圧については、平滑用電解コンデンサ１０２の静電容量が経年劣化によりどの程度低下した場合に検知するか設定する。リプル電圧比較器１０３は、リプル電圧が比較基準電圧設定器１０４で設定した基準電圧を超えている間はLowレベルの信号をリプル検知回数カウント器１０５に出力する。
リプル検知回数カウント器１０５はリプル電圧比較器１０３から出力されたLowレベルのパルス数をカウントし、あらかじめ設定した任意の回数(N回)を超えた場合にHighレベルを予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチ１０６に出力する。カウント値をN回とした理由として、外部からのノイズによるリプルの誤検知を防ぐために複数回カウント後にHighレベルを出力するように設定している。
ここで、リプル検知回数カウント器１０５の動作を詳細に説明する。リプル検知回数カウント器１０５は初期設定値「Low」のフリップフロップで構成されており、初段フリップフロップの端子「D」をHighレベル固定している。各フリップフロップのクロック「CK」として、リプル電圧比較器１０３の出力を使用している。
リプル電圧比較器１０３がリプルを１回検知する度に、各フリップフロップに１クロック入力され、初段のフリップフロップの端子「D」に入力されたHighレベルの信号が次段フリップフロップにシフトされる。フリップフロップの数がＮ個の場合、リプル電圧比較器１０３がN回リプル電圧を検知すると、初段のフリップフロップの「D」端子に入力したHighレベル信号が終段のフリップフロップの「Q」端子より出力されるしくみとなっている。
つづいて、予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチ１０６はリプル検知回数カウント器１０５よりHighレベルの信号を受けてオンし、予備平滑用電解コンデンサ１０８が直流電源１０１の出力に接続される。この際、予備平滑用電解コンデンサ１０８に突入電流が流れて直流電源１０１の出力が低下するのを防ぐため、突入電流保護器１０７を接続している。
図２にリプル電圧検知から予備平滑用電解コンデンサ１０８の自動接続までのシーケンスをタイミングチャートで示した。
本発明の実施方法を示した説明図である。（実施例１） 本発明の実施方法のタイミングチャート図。（実施例１） 従来の実施方法を示した説明図である。
符号の説明
１００ 電子機器
１０１ 直流電源
１０２ 平滑用電解コンデンサ
１０３ リプル電圧比較器
１０４ 比較基準電圧設定器
１０５ リプル検知回数カウント器
１０６ 予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチ
１０７ 突入電流保護器
１０８ 予備平滑用電解コンデンサ
３００ リプル電圧検知器

Claims (1)

  1. 直流電源を電源とする電子機器において、該直流電源の出力にリプル除去の目的のために接続される平滑用電解コンデンサと、前記直流電源の出力回路に接続され、一定以上のリプル電圧を検知するリプル電圧比較器と、一定以上のリプル検知回数をカウントするリプル検知回数カウント器と、予備平滑用電解コンデンサの接続をオンする予備平滑用電解コンデンサ接続スイッチと、該予備平滑用電解コンデンサの接続時の突入電流を防止する突入電流保護器を備え、該平滑用電解コンデンサの劣化を検知し、自動で前記予備平滑用電解コンデンサを接続することを特徴とする電子部品自動保守装置。
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