JP2009195044A - Power supply apparatus and method of notifying remaining life of electrolytic capacitor - Google Patents

Power supply apparatus and method of notifying remaining life of electrolytic capacitor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply apparatus easily and accurately detecting the remaining life of an electrolytic capacitor without increasing a cost. <P>SOLUTION: The power supply apparatus 50 includes the electrolytic capacitor 7, a temperature sensor 24 which measures the temperature of the electrolytic capacitor 7 or the ambient temperature thereof, a load rate calculating means which calculates a load rate, a memory 26, a remaining life calculating means which calculates the remaining life of the electrolytic capacitor 7 based on the measured temperature and the calculated load rate, and a warning circuit 28 which issues a warning about the remaining life when the calculated remaining life reaches a warning time. A CPU 20 actuates the load rate calculating means and the life calculating means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンバータ回路、インバータ回路、チョッパ回路等の電力変換部を備えた電源装置に関し、特に電解コンデンサが寿命に達することによる電源装置の停止を防止するために電解コンデンサの寿命検出機能を具備した電源装置、及び電解コンデンサ寿命警告方法に関するものである。   The present invention relates to a power supply device including a power conversion unit such as a converter circuit, an inverter circuit, a chopper circuit, and the like, and in particular, has a function for detecting the life of an electrolytic capacitor in order to prevent the power supply device from being stopped due to the electrolytic capacitor reaching its life. The present invention relates to a power supply apparatus and an electrolytic capacitor life warning method.

電源装置、例えばスイッチング電源装置においては、交流電源電圧を整流素子により脈流電圧に整流し、この脈流電圧を大容量の電解コンデンサで平滑して直流入力電圧とし、この平滑された直流入力電圧をスイッチング部に供給して任意の電圧を出力するように構成されている。   In a power supply device, for example, a switching power supply device, an AC power supply voltage is rectified to a pulsating voltage by a rectifying element, and the pulsating voltage is smoothed by a large-capacity electrolytic capacitor to be a DC input voltage. Is supplied to the switching unit to output an arbitrary voltage.

このような電源装置において、電解コンデンサの寿命の問題により信頼性の向上が妨げられることがある。これは電解コンデンサの寿命が他の電気部品の寿命に比べて極めて短く、電解コンデンサの寿命が電源装置の寿命を決定するためである。   In such a power supply device, the improvement in reliability may be hindered by the problem of the life of the electrolytic capacitor. This is because the life of the electrolytic capacitor is extremely short compared to the life of other electrical components, and the life of the electrolytic capacitor determines the life of the power supply device.

電解コンデンサの寿命の推定においては、電解コンデンサと並列の回路に流れる脈動電流の程度を検出したり、あるいは、寿命を推定しようとする電解コンデンサと実質的に同じコンデンサを設けておき、その容量減少を調べて間接的に推定したりするといったものが従来提案されている。また、下記特許文献1に提案には、電解コンデンサの2つの端子3,4(符号は同文献の図面の符号)に接続する導体を、それぞれ板状の導体板5,10とし、それらを絶縁シート7および感圧センサ1を挟んで積層して、合成コンデンサを構成して、経年変化により電解コンデンサの容量が減少すると、蓄積される電荷が減少し、導体板5,10間に働くクーロン力(吸引力)が減少するので、その吸引力の減少を、導体板5,10に挟んである感圧センサ1で検出し、電解コンデンサの寿命を推定するといった提案もされている。   When estimating the life of an electrolytic capacitor, detect the degree of pulsating current flowing in a circuit in parallel with the electrolytic capacitor, or install a capacitor that is substantially the same as the electrolytic capacitor whose life is to be estimated. In the past, it has been proposed to indirectly estimate by examining the above. Also, in the proposal in Patent Document 1 below, the conductors connected to the two terminals 3 and 4 of the electrolytic capacitor (the reference numerals are the reference numerals in the drawings) are plate-like conductor plates 5 and 10, respectively, which are insulated. The sheet 7 and the pressure sensor 1 are stacked to form a composite capacitor. When the capacity of the electrolytic capacitor is reduced due to aging, the accumulated charge is reduced and the Coulomb force acting between the conductor plates 5 and 10 is reduced. Since (attraction force) decreases, a proposal has been made that the decrease in attraction force is detected by the pressure-sensitive sensor 1 sandwiched between the conductor plates 5 and 10 to estimate the lifetime of the electrolytic capacitor.

特開平11−190754号公報JP-A-11-190754

しかしながら、上記特許文献1をはじめとする上記従来技術の提案においては、装置のコストが高くなると共に、設置スペースが大となる等の問題点があった。   However, the proposals of the above prior art including the above-mentioned Patent Document 1 have problems such as an increase in the cost of the apparatus and an increase in installation space.

また、装置に対する負荷を考慮しておらず、電解コンデンサの寿命推定において正確性に欠けていた。ここで、負荷率とは電源装置の定格電流に対する出力電流の割合のことである。負荷率が大きい運転をする電源装置の電解コンデンサの寿命は、負荷率が小さい運転をするものよりも寿命が短くなる。   Moreover, the load on the apparatus was not taken into account, and the life estimation of the electrolytic capacitor was not accurate. Here, the load factor is the ratio of the output current to the rated current of the power supply device. The life of the electrolytic capacitor of the power supply device that operates with a large load factor is shorter than that of the power supply device that operates with a small load factor.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストが増大することなく、僅かの部品の追加とソフトウェアの追加で実現することができ、電解コンデンサの寿命検出を容易に且つ正確に行うことができる電源装置及び電解コンデンサ寿命警告方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and can be realized by adding a few components and software without increasing the cost, and easily and accurately detect the life of the electrolytic capacitor. An object of the present invention is to provide a power supply device and an electrolytic capacitor lifetime warning method that can be used.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源装置は、電解コンデンサと、電解コンデンサ又は電解コンデンサの周囲の温度を測定する温度測定手段と、負荷率を算出する負荷率算出手段と、測定された温度と算出された負荷率とに基づいて、電解コンデンサの寿命残存時間を算出する寿命算出手段と、算出された寿命残存時間が警告時間に達しているときに、寿命警告の報知をする報知手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the power supply device of the present invention includes an electrolytic capacitor, temperature measuring means for measuring the temperature of the electrolytic capacitor or the surrounding of the electrolytic capacitor, and load factor calculation for calculating the load factor. A lifetime calculating means for calculating the remaining lifetime of the electrolytic capacitor based on the measured temperature and the calculated load factor, and a lifetime warning when the calculated remaining lifetime reaches the warning time. And an informing means for informing the above.

また、本発明の電解コンデンサ寿命警告方法は、電圧平滑用の電解コンデンサを有し入力した電力を電力変換する電力変換部を備えた電源装置の電解コンデンサの寿命警告方法であり、温度と負荷率に対する減算時間が記憶された減算時間データテーブルを記憶手段に記憶し、電解コンデンサ又は電解コンデンサの周囲の温度を測定するとともに電源装置の負荷率を算出し、測定した温度と算出した負荷率とから減算時間データテーブルに基づいて減算時間を求め、電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から減算時間を減算することにより寿命残時間を算出し、算出された寿命残存時間が警告時間に達しているときに寿命警告の報知をすることを特徴とする。   The electrolytic capacitor life warning method according to the present invention is a method for warning the life of an electrolytic capacitor of a power supply device having an electrolytic capacitor for voltage smoothing and having a power conversion unit that converts input power into power. The subtraction time data table in which the subtraction time for is stored is stored in the storage means, the temperature around the electrolytic capacitor or the electrolytic capacitor is measured, and the load factor of the power supply device is calculated. From the measured temperature and the calculated load factor The subtraction time is calculated based on the subtraction time data table, and the remaining life time is calculated by subtracting the subtraction time from the predetermined life time corresponding to the electrolytic capacitor, and the calculated remaining life time reaches the warning time. It is characterized by notifying the life warning when

この発明によれば、測定した温度と算出した負荷率とから減算時間データテーブルに基づいて減算時間を求め、電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から減算時間を減算することにより寿命残時間を算出する。つまり、温度測定手段と、温度と負荷率に対する減算時間が記憶された減算時間データテーブルと、この減算時間データテーブルから電解コンデンサの寿命残存時間を算出する寿命算出手段とを設け、温度に加えて負荷率を考慮して寿命検出を行うので、僅かの部品の追加とソフトウェアの追加で実現することができ、電解コンデンサの寿命検出を容易に且つ正確に行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, the subtraction time is obtained from the measured temperature and the calculated load factor based on the subtraction time data table, and the life remaining is obtained by subtracting the subtraction time from the life time predetermined for the electrolytic capacitor. Calculate time. That is, a temperature measuring means, a subtraction time data table in which a subtraction time for the temperature and the load factor is stored, and a life calculation means for calculating the remaining lifetime of the electrolytic capacitor from the subtraction time data table are provided, in addition to the temperature. Since the life detection is performed in consideration of the load factor, it can be realized by adding a few components and software, and there is an effect that the life detection of the electrolytic capacitor can be easily and accurately performed.

以下に、本発明にかかる電源装置及び電解コンデンサ寿命警告方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a power supply apparatus and electrolytic capacitor life warning method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる電源装置の実施の形態1の概略の機能ブロック図である。図1において、本実施の形態の電源装置50の入力は、商用交流電源3に接続されている。電源装置50の出力は、負荷60に接続されている。電源装置50は、AC商用電源3から安定したDC電源を生成して負荷60に供給するスイッチング電源である。つまり、電源装置50は、商用交流電源3を所定の直流電源に変換して出力端子に接続された負荷60に印加する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic functional block diagram of a first embodiment of a power supply device according to the present invention. In FIG. 1, the input of the power supply device 50 of the present embodiment is connected to a commercial AC power supply 3. The output of the power supply device 50 is connected to the load 60. The power supply device 50 is a switching power supply that generates a stable DC power supply from the AC commercial power supply 3 and supplies it to the load 60. That is, the power supply device 50 converts the commercial AC power supply 3 into a predetermined DC power supply and applies it to the load 60 connected to the output terminal.

図1に示すように、トランス11の1次側には、AC商用電源3側から、入力整流回路5、入力平滑用の電解コンデンサ7及びスイッチング回路9がこの順で設けられている。一方、トランス11の2次側には、トランス11から負荷60側に向けて、出力整流回路13、出力平滑用の電解コンデンサ15、出力電圧検出回路(出力電圧検出手段)17、出力電流検出回路(出力電流検出手段)19がこの順で設けられている。このうち、入力整流回路5、入力平滑用コンデンサ7、スイッチング回路9、トランス11、出力整流回路13、及び出力平滑用コンデンサ15は、商用交流電源3を所定の直流電源に変換する電力変換手段としてコンバータ部(電力変換部)40を構成している。   As shown in FIG. 1, an input rectifier circuit 5, an input smoothing electrolytic capacitor 7, and a switching circuit 9 are provided in this order from the AC commercial power supply 3 side on the primary side of the transformer 11. On the other hand, on the secondary side of the transformer 11, from the transformer 11 to the load 60 side, an output rectifier circuit 13, an output smoothing electrolytic capacitor 15, an output voltage detection circuit (output voltage detection means) 17, an output current detection circuit. (Output current detection means) 19 is provided in this order. Among these, the input rectifier circuit 5, the input smoothing capacitor 7, the switching circuit 9, the transformer 11, the output rectifier circuit 13, and the output smoothing capacitor 15 serve as power conversion means for converting the commercial AC power source 3 into a predetermined DC power source. A converter unit (power conversion unit) 40 is configured.

電源装置50は、さらにCPU装置20と、PWM制御部(電圧制御部)21と、温度センサ(温度測定手段)24と、メモリ(記憶手段)26と、警報回路(報知手段)とを有している。CPU装置20は、PWM制御部21に目標電圧値を与える。PWM制御部21は、CPU装置20から目標電圧値を取り込み、また出力電圧検出回路17の検出する出力電圧値を取り込み、電源装置50の出力電圧が目標電圧値となるように、スイッチング回路9をフィードバック制御する。PWM制御部21が行うスイッチング回路9のフィードバック制御は、スイッチング回路9のスイッチング動作がPWM(Pulse Wide Modulation:パルス幅変調)制御されて出力電圧が可変となる周知の技術である。スイッチング回路9の出力電圧は、出力電圧検出回路19で検出され、その検出信号がPWM制御部21に入力される。   The power supply device 50 further includes a CPU device 20, a PWM control unit (voltage control unit) 21, a temperature sensor (temperature measurement unit) 24, a memory (storage unit) 26, and an alarm circuit (notification unit). ing. The CPU device 20 gives a target voltage value to the PWM control unit 21. The PWM control unit 21 captures the target voltage value from the CPU device 20, captures the output voltage value detected by the output voltage detection circuit 17, and controls the switching circuit 9 so that the output voltage of the power supply device 50 becomes the target voltage value. Feedback control. The feedback control of the switching circuit 9 performed by the PWM control unit 21 is a well-known technique in which the switching operation of the switching circuit 9 is controlled by PWM (Pulse Wide Modulation) and the output voltage becomes variable. The output voltage of the switching circuit 9 is detected by the output voltage detection circuit 19, and the detection signal is input to the PWM control unit 21.

温度センサ24は、例えばCMOS温度センサであり、制御基板上でファンの給気温度などを測定して周囲温度とする。なお、周囲温度は、電解コンデンサそのものの温度を測定してもよいし、本実施の形態の間接的に電解コンデンサの周囲の温度を測定してもよく、適宜都合のよい方に統一すればよい。   The temperature sensor 24 is, for example, a CMOS temperature sensor, and measures the air supply temperature of the fan on the control board to obtain the ambient temperature. Note that the ambient temperature may be measured by measuring the temperature of the electrolytic capacitor itself, or indirectly by measuring the ambient temperature of the electrolytic capacitor in the present embodiment, and may be unified as appropriate. .

記憶手段を構成するメモリ26には、ソフトウェアにて構成された負荷率算出手段と、寿命算出手段、および減算時間データテーブルが記憶されている。寿命算出手段は、測定された温度と算出された負荷率とから減算時間データテーブルに基づいて電解コンデンサの寿命残存時間を算出する。この寿命残存時間の算出に用いられる減算時間データテーブルは、以下の電解コンデンサ寿命年数データテーブルから予め求められてメモリ26に記憶されている。   The memory 26 constituting the storage means stores a load factor calculation means, a life calculation means, and a subtraction time data table that are configured by software. The lifetime calculation means calculates the remaining lifetime of the electrolytic capacitor from the measured temperature and the calculated load factor based on the subtraction time data table. The subtraction time data table used for calculating the remaining life time is obtained in advance from the following electrolytic capacitor life years data table and stored in the memory 26.

図2は、本実施の形態の電解コンデンサ寿命年数データテーブルを示す図である。電解コンデンサ寿命年数データテーブルは、所定の電解コンデンサにおいて、負荷率及び周囲温度に対する寿命年数を示す表である。本実施の形態の寿命年数データテーブルによれば、ある機種の電解コンデンサにおいて、例えば、負荷率が60%で周囲温度が40℃の場合、10.62年の寿命年数とされており、また、負荷率が80%で周囲温度が50℃の場合、3.97年の寿命年数とされている。   FIG. 2 is a diagram showing an electrolytic capacitor life years data table according to the present embodiment. The electrolytic capacitor life years data table is a table showing the life years with respect to the load factor and the ambient temperature in a predetermined electrolytic capacitor. According to the life years data table of the present embodiment, in a certain type of electrolytic capacitor, for example, when the load factor is 60% and the ambient temperature is 40 ° C., the life years are 10.62 years. When the load factor is 80% and the ambient temperature is 50 ° C., the lifetime is 3.97 years.

次ぎに減算時間データテーブルの説明をする。寿命算出手段の行う寿命残存時間の算出は、所定の時間間隔で行われる。これに合わせて電解コンデンサの周囲の温度測定と負荷率の算出が所定の時間間隔で行われる。つまり、例えば、1時間毎に温度測定と負荷率算出が行われ、測定された温度と算出された負荷率とに基づいて、電解コンデンサの寿命残存時間が算出される。減算時間データテーブルには、このときの演算に用いられる温度と負荷率に対する減算時間が記憶されており、寿命算出手段は、電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から減算時間を減算することにより寿命残存時間を算出する。   Next, the subtraction time data table will be described. The calculation of the remaining life time performed by the life calculation means is performed at predetermined time intervals. In accordance with this, the temperature around the electrolytic capacitor is measured and the load factor is calculated at predetermined time intervals. That is, for example, temperature measurement and load factor calculation are performed every hour, and the remaining lifetime of the electrolytic capacitor is calculated based on the measured temperature and the calculated load factor. The subtraction time data table stores the subtraction time for the temperature and load factor used in the calculation at this time, and the life calculation means subtracts the subtraction time from the life time determined in advance corresponding to the electrolytic capacitor. Thus, the remaining life time is calculated.

図3は、本実施の形態の減算時間データテーブルを示す図である。図3の減算時間データテーブルは、測定間隔が1時間のときの減算時間を示している。図3に示す減算時間は、図2のデータに基づいて、周囲温度40℃、負荷率80%時の電解コンデンサの寿命時間が、7.94年であることから、以下の式に基づいて作成されている。
7.94年(=7.94年×24時間×365日)=69,204時間
FIG. 3 is a diagram illustrating a subtraction time data table according to the present embodiment. The subtraction time data table of FIG. 3 shows the subtraction time when the measurement interval is 1 hour. The subtraction time shown in FIG. 3 is based on the following formula because the lifetime of the electrolytic capacitor at an ambient temperature of 40 ° C. and a load factor of 80% is 7.94 years based on the data of FIG. Has been.
7.94 years (= 7.94 x 24 hours x 365 days) = 69,204 hours

CPU装置20は、記憶されたプログラムにより複雑な処理判断ができるようにされている。図4はCPU装置20の動作のうち電解コンデンサの寿命検出に関係する動作のフローチャートを示す図である。図4に沿ってCPU装置20の動作を説明する。なお、CPU装置20は、ソフトウェアである負荷率算出手段および寿命算出手段を含んで構成されているが、特に図4のフローチャートのステップS103の動作は、負荷率算出手段を構成しており、また、ステップS105の動作は寿命算出手段を構成している。   The CPU device 20 is configured to be able to make a complicated process determination based on a stored program. FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of an operation related to the life detection of the electrolytic capacitor among the operations of the CPU device 20. The operation of the CPU device 20 will be described with reference to FIG. The CPU device 20 is configured to include a load factor calculating means and a life calculating means that are software. In particular, the operation of step S103 in the flowchart of FIG. 4 constitutes a load factor calculating means. The operation of step S105 constitutes a life calculation means.

図4において、CPU装置20は、システムの運転が始まると、まず、複数の電解コンデンサのうち、耐用年数の最も短い電解コンデンサを測定対象のコンデンサとして特定する(ステップS101)。なお、本実施の形態においては、電解コンデンサ5が測定対象の電解コンデンサであるとして説明する。フローチャートに戻り、次ぎに、測定対象の電解コンデンサ5の温度、もしくは測定対象の電解コンデンサ5の周囲温度が、温度センサ24により測定される(ステップS102)。   In FIG. 4, when the operation of the system is started, the CPU device 20 first identifies an electrolytic capacitor having the shortest service life as a capacitor to be measured among a plurality of electrolytic capacitors (step S101). In the present embodiment, it is assumed that the electrolytic capacitor 5 is an electrolytic capacitor to be measured. Returning to the flowchart, next, the temperature of the electrolytic capacitor 5 to be measured or the ambient temperature of the electrolytic capacitor 5 to be measured is measured by the temperature sensor 24 (step S102).

そして、CPU装置20は、測定された負荷電流から負荷率を算出する(ステップS103)。さらに、CPU装置20は、測定された温度および算出された負荷率に基づき減算時間データテーブルの減算時間を参照する(ステップS104)。そして、CPU装置20は、以下の式により、寿命残存時間の値を更新する(ステップS105)。算出された寿命残存時間は、メモリ26に記憶され次ぎのサイクルの寿命残存時間算出の際の現寿命残存時間となる。
(寿命残存時間=現寿命残存時間―減算時間)
Then, the CPU device 20 calculates a load factor from the measured load current (step S103). Further, the CPU device 20 refers to the subtraction time in the subtraction time data table based on the measured temperature and the calculated load factor (step S104). Then, the CPU device 20 updates the value of the remaining life time by the following formula (step S105). The calculated remaining lifetime is stored in the memory 26 and becomes the remaining remaining lifetime when calculating the remaining lifetime for the next cycle.
(Life remaining time = Current life remaining time-Subtraction time)

さらに、CPU装置20は、計算の結果求めた寿命残存時間が警告時間に到達しているか否かを判断して(ステップS106)。到達していない場合は、ステップS102に戻り、一方、到達している場合は、ステップS107に進み、警報回路28により、寿命警告の表示を行う。   Further, the CPU device 20 determines whether or not the remaining life time obtained as a result of the calculation has reached the warning time (step S106). If not reached, the process returns to step S102. On the other hand, if reached, the process proceeds to step S107, and the warning circuit 28 displays a life warning.

以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、測定した温度と算出した負荷率とから減算時間データテーブルに基づいて減算時間を求め、電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から減算時間を減算することにより寿命残時間を算出する。そのため、温度センサ26を設けるとともに、温度と負荷率に対する減算時間が記憶された減算時間データテーブルと、この減算時間データテーブルから電解コンデンサの寿命残存時間を算出する寿命算出手段とを用意することで寿命検出を実現することができ、温度に加えて負荷率を考慮して寿命検出を行うので、電解コンデンサの寿命検出を容易に且つ正確に行うことができる。   As described above, according to the power supply device of the present embodiment, the subtraction time is obtained based on the subtraction time data table from the measured temperature and the calculated load factor, and the life time determined in advance corresponding to the electrolytic capacitor is obtained. The remaining life time is calculated by subtracting the subtraction time from. Therefore, the temperature sensor 26 is provided, and a subtraction time data table in which the subtraction time with respect to the temperature and the load factor is stored, and a life calculation means for calculating the remaining life of the electrolytic capacitor from the subtraction time data table are prepared. The life detection can be realized, and the life detection is performed in consideration of the load factor in addition to the temperature. Therefore, the life detection of the electrolytic capacitor can be easily and accurately performed.

なお、本実施の形態は、24時間連続稼働する電源装置に適用されるものであるが、稼働時間を算出する手段を設けて、減算時間をこの稼働時間に比例するようなものとすれば、24時間連続稼働しない電源装置にも適用することができる。   Although this embodiment is applied to a power supply device that operates continuously for 24 hours, if a means for calculating the operation time is provided and the subtraction time is proportional to the operation time, The present invention can also be applied to a power supply device that does not operate continuously for 24 hours.

実施の形態2.
図5は、本発明に係る実施の形態2の電源装置の電解コンデンサ寿命年数データテーブルを示す図である。図6は、本発明に係る実施の形態2の電源装置の減算時間データテーブルを示す図である。周囲温度が低く且つ負荷率が低ければ、計算上寿命年数は非常に大きな値になる(図5中網がけの部分)。しかしながら、実際には、電解コンデンサの寿命は、他の種々の要因もあり最長15年である。そのため、本実施の形態図6に示すように、周囲温度30℃以下で負荷率90%以下の範囲では減算時間を一律に0.5時間として設定して、最長でも実際の寿命より2年短い13年で警告を発生するようにしている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an electrolytic capacitor lifetime years data table of the power supply device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a subtraction time data table of the power supply device according to the second embodiment of the present invention. If the ambient temperature is low and the load factor is low, the number of years of service life will be very large in calculation (the shaded area in FIG. 5). In practice, however, the lifetime of electrolytic capacitors is up to 15 years, due to various other factors. Therefore, as shown in FIG. 6 of the present embodiment, the subtraction time is uniformly set as 0.5 hours in the range where the ambient temperature is 30 ° C. or less and the load factor is 90% or less, and at most 2 years shorter than the actual life. A warning is issued in 13 years.

本実施の形態の電源装置によれば、減算時間データテーブルに記憶された減算時間を、所定の温度以下で且つ所定の負荷率以下の領域で一定の値となるように設定して、電解コンデンサの寿命が所定時間を超えないようにするので、実際の運用に則してより正確に、電解コンデンサの寿命検出を行うことができる。なお、本実施の形態に関連して、電源装置のオーバーホールする時期を、出荷後15年経過時かもしくは、上記警告発生時の何れか短い方として運用すると良好である。   According to the power supply device of the present embodiment, the subtraction time stored in the subtraction time data table is set so as to be a constant value in a region below a predetermined temperature and below a predetermined load factor. Therefore, the life of the electrolytic capacitor can be detected more accurately in accordance with the actual operation. In connection with the present embodiment, it is preferable to operate the power device overhaul as the shorter of 15 years after shipment or the above warning.

以上のように、本発明にかかる電源装置は、電解コンデンサを備えた電源装置に有用であり、特に、平滑用の電解コンデンサを含む、コンバータ回路、インバータ回路、チョッパ回路等の電力変換部を備えた電源装置に適用されて好適なものである。   As described above, the power supply device according to the present invention is useful for a power supply device including an electrolytic capacitor, and particularly includes a power conversion unit such as a converter circuit, an inverter circuit, and a chopper circuit including a smoothing electrolytic capacitor. It is suitable for being applied to a power supply apparatus.

本発明にかかる電源装置の実施の形態1の概略の機能ブロック図である。1 is a schematic functional block diagram of a first embodiment of a power supply device according to the present invention. 実施の形態1の寿命年数データテーブルを示す図である。6 is a diagram illustrating a life year data table according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の減算時間データテーブルを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a subtraction time data table according to the first embodiment. CPU装置の電解コンデンサの寿命検出に関係する動作のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the operation | movement relevant to the lifetime detection of the electrolytic capacitor of CPU apparatus. 実施の形態2の寿命年数データテーブルを示す図である。It is a figure which shows the lifetime years data table of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の減算時間データテーブルを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a subtraction time data table according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

3 商用交流電源
5 入力整流回路
7 入力平滑用コンデンサ(電解コンデンサ)
9 スイッチング回路
11 トランス
13 出力整流回路
15 出力平滑用コンデンサ(電解コンデンサ)
17 出力電圧検出回路(出力電圧検出手段)
19 出力電流検出回路(出力電流検出手段)
20 CPU装置(負荷率算出手段、寿命算出手段)
21 PWM制御部(電圧制御部)
24 温度センサ(温度検出手段)
26 メモリ(記憶手段)
28 警報回路(報知手段)
40 コンバータ部(電力変換部)
50 電源装置
60 負荷
S103 負荷率算出手段
S105 寿命算出手段
3 Commercial AC power supply 5 Input rectifier circuit 7 Input smoothing capacitor (electrolytic capacitor)
9 Switching circuit 11 Transformer 13 Output rectifier circuit 15 Output smoothing capacitor (electrolytic capacitor)
17 Output voltage detection circuit (output voltage detection means)
19 Output current detection circuit (output current detection means)
20 CPU device (load factor calculating means, life calculating means)
21 PWM controller (voltage controller)
24 Temperature sensor (temperature detection means)
26 Memory (storage means)
28 Alarm circuit (notification means)
40 Converter section (power conversion section)
50 power supply device 60 load S103 load factor calculation means S105 life calculation means

Claims (6)

電解コンデンサと、
前記電解コンデンサの温度又は前記電解コンデンサの周囲の温度を測定する温度測定手段と、
負荷に向けて出力される出力電流を検出する出力電流検出手段と、
検出された出力電流に基づいて表される負荷率を算出する負荷率算出手段と、
測定された温度と算出された負荷率とに基づいて、前記電解コンデンサの寿命残存時間を算出する寿命算出手段と、
算出された前記寿命残存時間が警告時間に達しているときに、寿命警告の報知をする報知手段と
を備えたことを特徴とする電源装置。
An electrolytic capacitor;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the electrolytic capacitor or the ambient temperature of the electrolytic capacitor;
Output current detection means for detecting an output current output toward the load;
Load factor calculating means for calculating a load factor represented based on the detected output current;
Life calculation means for calculating the remaining lifetime of the electrolytic capacitor based on the measured temperature and the calculated load factor,
A power supply apparatus comprising: an informing means for informing a life warning when the calculated remaining life time reaches a warning time.
入力した電力を電力変換する電力変換部を備え、
前記電解コンデンサは、前記電力変換部に設けられた電圧平滑用の電解コンデンサであることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
A power conversion unit that converts the input power into power,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the electrolytic capacitor is a voltage smoothing electrolytic capacitor provided in the power conversion unit.
減算時間データテーブルを記憶する記憶手段を備え、
前記減算時間データテーブルに前記温度と前記負荷率に対する減算時間が記憶され、
前記寿命算出手段は、前記電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から前記減算時間を減算することにより前記寿命残存時間を算出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電源装置。
Storage means for storing a subtraction time data table;
The subtraction time for the temperature and the load factor is stored in the subtraction time data table,
3. The power supply device according to claim 1, wherein the life calculation unit calculates the remaining life time by subtracting the subtraction time from a predetermined life time corresponding to the electrolytic capacitor. .
前記減算時間データテーブルに記憶された減算時間は、所定の温度以下で且つ所定の負荷率以下の領域で一定の値となるように設定されている
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電源装置。
The subtraction time stored in the subtraction time data table is set to be a constant value in a region below a predetermined temperature and below a predetermined load factor. The power supply device according to claim 1.
電圧平滑用の電解コンデンサを有し入力した電力を電力変換する電力変換部を備えた電源装置の前記電解コンデンサの寿命警告方法であり、
温度と負荷率に対する減算時間が記憶された減算時間データテーブルを記憶手段に記憶し、
前記電解コンデンサの温度又は前記電解コンデンサの周囲の温度を測定するとともに前記電源装置の負荷率を算出し、
測定した温度と算出した負荷率とから前記減算時間データテーブルに基づいて減算時間を求め、
前記電解コンデンサに対応して予め決められた寿命時間から前記減算時間を減算することにより寿命残時間を算出し、
算出された前記寿命残存時間が警告時間に達しているときに寿命警告の報知をする
ことを特徴とする電解コンデンサ寿命警告方法。
It is a life warning method for the electrolytic capacitor of the power supply device having a power conversion unit for converting the input power having an electrolytic capacitor for voltage smoothing,
A subtraction time data table storing subtraction times for temperature and load factor is stored in the storage means;
Measure the temperature of the electrolytic capacitor or the ambient temperature of the electrolytic capacitor and calculate the load factor of the power supply device,
From the measured temperature and the calculated load factor, find the subtraction time based on the subtraction time data table,
By calculating the remaining life time by subtracting the subtraction time from the predetermined life time corresponding to the electrolytic capacitor,
An electrolytic capacitor life warning method, characterized in that a life warning is notified when the calculated remaining life time reaches a warning time.
前記減算時間データテーブルに記憶された減算時間を、所定の温度以下で且つ所定の負荷率以下の領域で一定の値となるように設定して、前記電解コンデンサの寿命が所定時間を超えないようにする
ことを特徴とする請求項5に記載の電解コンデンサ寿命警告方法。
The subtraction time stored in the subtraction time data table is set to be a constant value in a region below a predetermined temperature and below a predetermined load factor so that the life of the electrolytic capacitor does not exceed a predetermined time. The electrolytic capacitor life warning method according to claim 5, wherein:
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