JP2014176523A

JP2014176523A - 洗濯機等の電源制御装置

Info

Publication number: JP2014176523A
Application number: JP2013052843A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yano; 雅士矢野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-25

Abstract

【課題】電源入りスイッチを廃し、扉の開閉で電源を立ち上げ、扉開閉が無い待機状態での不要な電力を削減し、且つ停電復帰後の再動作を可能とする洗濯機等の電源制御装置を実現する。
【解決手段】マイコン１１等の制御回路に電圧を供給する制御系電源１と、電力系電源リレー２０の制御によって洗濯モータ等の電力系負荷２３を駆動させる電力系電源２と、扉の開閉と連動して制御系電源１を制御する扉ＳＷ６とを備え、扉ＳＷ６の開閉動作によって制御系電源１から前記制御回路に電圧が供給され、マイコン１１からの駆動信号により電力系電源リレー２０の接点を閉じることにより電力系電源２が起動することを特徴とするものであり、扉開閉が無い待機状態での不要な電力を削減し、且つ停電復帰後の再動作を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯機、洗濯乾燥機、食器洗い機等の電源開閉等の電源の動作を制御する手段を備えた家庭用電気機器の電源制御装置に関するものである。

近年、省エネの観点からあらゆる家庭用電気機器において、消費電力の低減を図るべくさまざまな取組みが行われており、可能な機器においては、動作時のみならず待機時の消費電力を無くす構成が提案されている、加えて操作性の改善とコストダウン等、更には近年の雷多発による停電後における機器の自動再起動の取組みのために、電源開閉等の電源の動作を制御する電源制御装置の再構成を図る必要があった。

従来の洗濯機等の電源制御装置について説明する。図２は従来構成による洗濯機の電源制御装置を示すものである。図２の電源制御装置の構成は、交流電源入力３０の両端は雑音防止用コンデンサ３１に接続された後、主電源を断続させる電源リレー３４に接続され、電源リレー３４のリレー接点の両端には電源入りスイッチ３３およびそれと直列に接続された突入電流防止用抵抗３２によって電源入り時の電源起動回路を構成している。

電源入りスイッチ３３が使用者に押されてオンにされた場合は、交流電源入力３０から電源起動回路の突入電流防止用抵抗３２と電源入りスイッチ３３を通じて以降の電源部に電圧が供給される、それと同時に、ブリッジ接続された整流ダイオードと平滑コンデンサから成る整流平滑回路３６を通じて充電電流がスイッチング電源３７に供給され、安定化電源ＩＣ３８から電源開閉を含む洗濯機の動作を制御するマイコン４０へ通電される事により、マイコン４０は電源リレー３４の出力接点をオンさせ、交流電源入力３０を電源リレー３４の出力接点および整流平滑回路３６を通じて、電力系負荷４５等の全ての負荷に電源が供給されるようになる。

従って、その後、使用者が電源入りボタンから手を離して電源入りスイッチ３３がオフとなっても、マイコン４０の制御回路は電源リレー３４の出力接点を引き続きオンにさせることにより、マイコン４０を含む制御回路および電力系負荷４５に電力が供給される構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２３９６９０号公報

しかしながら、このような図２で示す従来方式の電源制御装置は、必要とされる機器の電力に応じて直流電圧のリプル電圧を十分低減して動作の安定性を確保し、且つ交流電源の瞬時停電時にも安定した動作を継続させるために、平滑コンデンサの静電容量はより大きな値のコンデンサで構成せざるを得ない。そのため、突入電流防止用抵抗３２と、電源平滑コンデンサの静電容量によって決定される充電時定数は大きな値となり、使用者が電源入りスイッチ３３を押し、直流電源が生成されて、制御手段が電源開閉手段である電源リレー３４の接点を閉状態とするまでにかなりの時間を要する場合がある。その間、使用者は電源入りスイッチ３３を押し続けなければならず、制御手段が動作を開始し、電源開閉手段である電源リレー３４を閉状態とするまでに使用者が電源入りスイッチ３３を押す動作を止めてしまうと、電源入り動作に失敗し、場合によっては、機器の故障と誤判定さ
れる可能性が有るという課題と共に、電源入りスイッチ３３の開閉接点容量も電源オン時の突入電流に耐えうるスイッチが必要となるという課題があった。

また、雷等の影響で機器が有する耐瞬時停電能力以上の電源入力の遮断が発生した場合は、洗濯機はその動作を停止したままであり、使用者が再度電源入りスイッチ３３を押さない限り、機器の電源は復帰しないという課題がある。

本発明は、しかるべく上記従来の課題を解決するもので、電源入りスイッチを廃し、扉の開閉で電源を立ち上げ、扉開閉が無い待機状態での不要な電力を削減し、且つ停電復帰後の再動作を可能とする洗濯機等の電源制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、マイコン等の制御回路に電圧を供給する制御系電源と、電力系電源リレーの制御によって洗濯モータ等の電力系負荷を駆動させる電力系電源と、扉の開閉と連動して前記制御系電源を制御する扉開閉スイッチとを備え、前記扉開閉スイッチの開閉動作によって前記制御系電源から前記制御回路に電圧が供給され、前記マイコンからの駆動信号により前記電力系電源リレーの接点を閉じることにより前記電力系電源が起動することを特徴とする洗濯機等の電源制御装置である。

これにより、電源入りスイッチを廃し、扉の開閉で電源を立ち上げ、扉開閉が無い待機状態での不要な電力を削減し、且つ停電復帰後の再動作を可能とするものである。

本発明の洗濯機等の電源制御装置は、電源入りスイッチを廃し、扉の開閉で電源を立ち上げ、扉開閉が無い待機状態での不要な電力を削減することができる。

本発明の実施の形態１の洗濯機等の電源制御装置の構成図従来の洗濯機等の電源制御装置の構成図

第１の発明は、マイコン等の制御回路に電圧を供給する制御系電源と、電力系電源リレーの制御によって洗濯モータ等の電力系負荷を駆動させる電力系電源と、扉の開閉と連動して前記制御系電源を制御する扉開閉スイッチとを備え、前記扉開閉スイッチの開閉動作によって前記制御系電源から前記制御回路に電圧が供給され、前記マイコンからの駆動信号により前記電力系電源リレーの接点を閉じることにより前記電力系電源が起動する構成とすることにより、接点容量の大きな電源入りスイッチと、このスイッチに直列接続された突入電流防止用抵抗を廃止することができ、電源をオンさせる扉開閉スイッチは接点容量の小さい信号系のスイッチを使用することができる。

また、機器の電源を制御系電源と電力系電源とに分けるとともに、電源入りの操作は洗濯機等の機器を使用するに際して行う扉を開閉して衣類等の対象物を入れる動作を応用し、扉の開閉機構に連動させた扉開閉スイッチの開閉動作により先ず、マイコン等への制御系に電圧を供給する制御系電源を先に立ち上げた後に、電力系電源は電力系電源リレーのみで立ち上げる電源開閉構成とすることにより、機器の待機状態における不要な電力を限りなく零にすることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、前記制御回路は、前記扉開閉スイッチの開閉により前記制御系電源がＯＮすると、運転動作の設定を入力する操作部と、その状態を表示する表示部を点灯すると共に、前記電力系電源に電源を供給し、前記操作部で入力設定
された手順に従い運転動作の制御を行うことにより、洗濯機等の機器の操作パネル上に配置されていた従来の電源入りスイッチは不要となり、このスイッチに直列接続された突入電流防止用抵抗も廃止することができる。また電源入りの操作は、運転時に扉を開閉するという運転前の一連の動作の一つとして行われ、それに続いて運転動作の設定操作やその状態の表示確認が可能であるので、電源入り以降の操作性は何らの違和感無く使用することが可能である。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記制御系電源は、交流電源入力に常時接続された制御系ＳＷ電源と、前記マイコン等の制御回路に電圧を供給するとともに前記制御系ＳＷ電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する安定化電源ＩＣとを備え、前記扉開閉スイッチの開閉動作がなされていない時は、前記安定化電源ＩＣはＯＦＦ状態であると共に、前記電力系電源もＯＦＦ状態であり、前記制御系ＳＷ電源は極めて少ない電力で動作を続けることにより、待機時の消費電力をほぼ零にする機能を備えたことにより、電源入力に常時接続された制御系ＳＷ電源は、扉の開閉がされない限り、制御系へ駆動電圧を供給するＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣは動作停止状態であり、制御系ＳＷ電源は極めて少ない電力の省電力状態で駆動し、且つ電力系電源もオフ状態であることから、機器の待機状態における不要な電力を限りなく零にすることができる。

第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明において、運転中の動作過程を記憶する動作記憶ＩＣを備え、前記制御回路は、運転動作中はその動作状態をマイコンから前記動作記憶ＩＣに書き込み、停電等の発生により運転途中で交流電源入力が遮断された場合は、前記電力系電源をＯＦＦして運転動作を停止し、再度交流電源入力が復帰した場合は、前記制御系電源が復帰するのに合わせて、前記動作記憶ＩＣに書き込まれた停電前の動作状態のデータをマイコンに取り込み、前記電力系電源をＯＮさせた後、停電前の状態から運転動作を再開することにより、運転途中で機器の動作が停止するに至る停電が生じても、停電が復帰すると停電前の動作状態から運転動作を再開することができる。

第５の発明は、上記第４の発明において、停電復帰後の運転動作の自動再開は、運転動作中に於ける停電による場合のみであり、正常に運転動作が終了した後の再通電時には運転動作の自動再開は行わないことにより、停電による運転停止と正常終了による運転停止とを正確に判定、区別し、再通電時に、それぞれの場合に応じた適切な動作を行わせることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の洗濯機等の電源制御装置に於ける構成図を示したものである。図１を用いて、本実施の形態に係る洗濯機等の電源制御装置の構成、動作及び作用について、洗濯機に適用した場合を例にとって説明する。

交流電源入力３はその両端に雑音防止コンデンサ１９が接続されて、機外機内からの雑音成分を除去している。電源入力ラインの方端は機器のアースラインとして共通に接続されている。そしてもう一方の電源ラインの方端は電源整流ダイオードと電源平滑コンデンサから成る電源整流平滑回路４に接続され、制御系ＳＷ電源５を駆動している。この制御系ＳＷ電源５は交流電源入力ラインと常に接続されており、機器が非動作時は極めて小さい電力の省電力状態で駆動されている。

上記の電源整流平滑回路４、制御系ＳＷ電源５、制御系ＳＷ電源５に接続された後述のＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８（安定化電源ＩＣ）等により、制御系電源１を構
成している。

そして、洗濯を行うに際して、機器の電源を立ち上げ、その操作を可能にするには、洗濯機を使用するに際して行う洗濯槽扉を開閉して衣類を洗濯槽内へ入れる動作を応用している。これは、洗濯槽扉の開閉機構にその動作と連動する扉ＳＷ６（扉開閉スイッチ）を設け、この扉ＳＷ６の開閉動作により、先ず制御系電源１を立ち上げる。その動作は、扉を開閉すると、省電力状態で駆動している制御系ＳＷ電源５からの出力電圧は扉ＳＷ６の後に接続して設けた積分回路Ａ７に通電され、その出力がＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８のゲート端子に入力されることにより、これまで出力ＯＦＦ状態であったＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８が起動するのと同時に、省電力状態で駆動されていた制御系ＳＷ電源５から所定以上の電流が引き出される。これにより、洗濯機は、これまでの省電力状態から通常動作状態に切り替わる。そして、ＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８からの出力電圧＋５Ｖはマイコン駆動用＋５Ｖ電源入力端子１６から制御用のマイコン１１の駆動電圧として供給され、マイコン１１は所定のプログラムに添って動作を開始する。

その最初の動作は、扉ＳＷ６の開閉による積分回路Ａ７の時定数は短時間であり、ＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８を継続的にＯＮさせるゲート入力は得られないため、マイコン１１のパルス信号出力端子１３から連続パルス信号を出力させ、その出力信号を積分回路Ｂ９を介してＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８のゲート入力に印加することにより、ＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ８は継続したＯＮ状態を維持することができ、＋５Ｖの出力電圧を制御系に供給する。

なお、扉が開いているか否かの検知は扉ＳＷ６の後に接続された扉開閉検知トランジスタ１０で検知電圧をマイコン１１の扉開閉検知入力端子１２に入力し、判定を行なっている。

次に、洗濯モータやヒートポンプ等の電力系負荷２３を駆動するための電力系電源２をＯＮする必要があるため、マイコン１１の電力系電源リレー駆動信号出力端子１４から、電力系電源リレー２０の接点を閉じる駆動電圧を電力系電源リレー２０の電力系電源リレー駆動コイル１５に印加することにより、電力系電源２はＯＮ状態となり、マイコン１１の電力系負荷駆動信号出力端子１８から電力系負荷駆動回路２５に出力される駆動信号によって、洗濯モータやヒートポンプ等の電力系負荷２３が動作可能となる。

加えて、電力系電源リレー２０のＯＮにより、交流入力周波数に同期したクロック信号が電源周波数を検知するフォトカプラ２４によってマイコン１１の電源周波数クロック入力端子１７へ入力され、電力系電源リレー２０の接点開閉の検知と、クロック信号に基づくマイコン１１の内部プログラム処理に活用される。

なお、上記電力系電源２は、電力系電源リレー２０、雑音防止コンデンサ１９及び２１、電力系電源整流平滑回路２２等よりなる、従来よく知られた構成のものが適用可能であり、その動作、作用も従来のものと同様である。

扉ＳＷ６の開閉動作により制御系電源１がＯＮすると、洗濯動作の設定を入力する操作部２６と、その状態を表示する表示部２７が点灯すると共に、電力系電源２に電源が供給され、操作部２６で入力設定された手順に従い洗濯動作が行われる。

次に、停電等の発生により洗濯途中で電源入力が遮断された場合および停電復帰後の洗濯動作の自動再開について説明する。洗濯動作中は、その動作経過をマイコン１１を介して動作記憶ＩＣ２８に都度記憶させている。ここで洗濯動作中に停電等の要因により、交
流電源入力３が遮断された場合、機器の動作は停止するが、再度電源入力が復帰した場合は、制御系電源１と電力系電源２は速やかにＯＮ状態となり、停電前に動作記憶ＩＣ２８に書き込まれたデータをマイコン１１が取込み、停電直前の洗濯動作を再開する。その動作、作用について、以下に詳しく説明する。

洗濯動作中の停電の監視は前述の電力系電源２の電力系電源リレー２０を介して設けた前記フォトカプラ２４により行われ、入力された交流周波数に同期したクロック信号がフォトカプラ２４を介してマイコン１１の電源周波数クロック入力端子１７に継続的に入力され、交流入力電圧が印加されているか否かを常時判定し、監視することによって行われている。

ここで洗濯中に停電が発生し、電力系電源リレー２０がＯＦＦし、フォトカプラ２４からのクロック信号が途絶えると、マイコン１１は洗濯動作を継続できない停電が発生したと判断して洗濯動作を停止する。そして、停電が復帰すると、マイコン１１は停電前に動作記憶ＩＣ２８に書き込まれたデータを取込み、その停電直前の洗濯動作を再開する。

しかし、電力系電源リレー２０がＯＦＦしない短時間の停電の場合は、洗濯動作をそのまま継続する構成としている。停電が所定時間より短時間であるか否かを判定する方法は、電力系電源リレー２０に接続された電源平滑コンデンサの静電容量等によって決定される時定数による方法、フォトカプラ２４の検知に閾値を設定して行う方法、マイコン１１にタイマーを組み込んで行う方法等が適用可能である。マイコン１１は、以上に説明したような停電再復帰機能を備えている。

また、設定された所定の洗濯動作が正常に終了した場合は、マイコン１１はそのプログラム通り洗濯動作が正常に終了したと判断し、動作記憶ＩＣ２８に書き込まれた動作経過のデータを削除する。そして、これに基づき前記停電再復帰機能を停止させ、次回洗濯の再通電時には洗濯動作の停電再復帰動作は行わない。

なお、正常に洗濯動作が終了した後の再通電時に洗濯動作の自動再開は行わないようにする手段として、動作記憶ＩＣ２８に書き込まれた動作経過のデータを削除するのに代えて、設定された所定の洗濯動作が正常に終了した旨のデータを動作記憶ＩＣ２８に書き込んでもよい。

以上のように、本発明の洗濯機等の電源制御装置は、制御系電源と、電力系電源の２つの電源回路を有し、機器の電源をオンするには、先ず制御系電源を立ち上げ、その後に電力系負荷への大きな電力を要する電力系電源を電力系電源リレーを通じてオンさせ、機器全体の電源を立ち上げる構成としている。

また、制御系電源の開閉は、扉の開閉と連動する扉開閉スイッチで行う事により、オンオフ機能を有する安定化電源ＩＣからの出力電圧で、制御系の電源回路が起動しマイコン等の制御回路が動作する構成としている。

したがって、接点容量の大きな電源入りスイッチと、このスイッチに直列接続された突入電流防止用抵抗を廃止することができ、電源をオンさせる扉開閉スイッチは接点容量の小さい信号系のスイッチを使用することができる。

また、機器の電源を制御系電源と電力系電源とに分けるとともに、電源入りの操作は機器を使用するに際して行う扉を開閉して対象物を入れる動作を応用し、扉の開閉機構に連動させた扉開閉スイッチの開閉動作により先ず、マイコン等への制御系に電圧を供給する制御系電源を先に立ち上げた後に、電力系電源は電力系電源リレーのみで立ち上げる電源
開閉構成とすることにより、機器の待機状態における不要な電力を限りなく零にすることができる。

また、電源入りの操作は、運転時に扉を開閉するという運転前の一連の動作の一つとして行われ、それに続いて運転動作の設定操作やその状態の表示確認が可能であるので、電源入り以降の操作性は何らの違和感無く使用することが可能である。

加えて、本発明の洗濯機等の電源制御装置は、機器が非動作で待機状態の時は、オンオフ機能付きの安定化電源ＩＣからの出力電圧を遮断する事により、マイコンを含む制御系への電圧供給を停止すると共に、電力系電源への電源供給も停止させた状態である。そして、入力電源に常時接続された制御系ＳＷ電源のみが電源待機の小電力状態で動作する構成としている。したがって、機器の待機状態における不要な電力を限りなく零にし、極めて少ない消費電力で動作させることができる。

さらに、本発明の洗濯機等の電源制御装置は、運転中の動作過程は都度、その動作内容を動作記憶ＩＣに書込みを行い、停電等で電源入力が遮断し機器の動作が停止しても、再度電源入力が復帰した場合は制御系と電力系の電源が共に復帰すると共に、停電前の動作状態が書き込まれた動作記憶ＩＣからそのデータをマイコンが取込み、停電前の動作状態から運転動作を再開する構成としている。したがって、運転途中で機器の動作が停止するに至る停電が生じても、停電が復帰すると停電前の動作状態から運転動作を再開することができる。

また、停電復帰後の運転動作の自動再開は、運転動作中に於ける停電による場合のみであり、正常に運転動作が終了した後の再通電時には運転動作の自動再開は行わない構成としている。したがって、停電による運転停止と正常終了による運転停止とを正確に判定、区別し、再通電時に、それぞれの場合に応じた適切な動作を行わせることができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機等の電源制御装置は、扉の開閉機構と連動する扉開閉スイッチの開閉動作により、制御系電源と電力系電源を立ち上げ、扉の開閉がされない限り、待機状態における不要な電力を限りなく零に出来る構成であり、運転中の動作過程を記憶させ、停電等により動作が停止しても、電源入力が復帰した時は、停電前の動作状態から運転動作を再開する機能を備えたもので、洗濯機、洗濯乾燥機、食器洗い機等の扉の開閉を伴うあらゆる家庭用電気機器の電源制御装置として有用である。

１制御系電源
２電力系電源
３交流電源入力
４電源整流平滑回路
５制御系ＳＷ電源
６扉ＳＷ（扉開閉スイッチ）
７積分回路Ａ
８ＯＮ／ＯＦＦ機能付き安定化電源ＩＣ（安定化電源ＩＣ）
９積分回路Ｂ
１０扉開閉検知トランジスタ
１１マイコン
１２扉開閉検知入力端子
１３パルス信号出力端子
１４電力系電源リレー駆動信号出力端子
１５電力系電源リレー駆動コイル
１６マイコン駆動用＋５Ｖ電源入力端子
１７電源周波数クロック入力端子
１８電力系負荷駆動信号出力端子
１９雑音防止コンデンサ
２０電力系電源リレー
２１雑音防止コンデンサ
２２電力系電源整流平滑回路
２３電力系負荷
２４フォトカプラ
２５電力系負荷駆動回路
２８動作記憶ＩＣ

Claims

マイコン等の制御回路に電圧を供給する制御系電源と、電力系電源リレーの制御によって洗濯モータ等の電力系負荷を駆動させる電力系電源と、扉の開閉と連動して前記制御系電源を制御する扉開閉スイッチとを備え、前記扉開閉スイッチの開閉動作によって前記制御系電源から前記制御回路に電圧が供給され、前記マイコンからの駆動信号により前記電力系電源リレーの接点を閉じることにより前記電力系電源が起動することを特徴とする洗濯機等の電源制御装置。
前記制御回路は、前記扉開閉スイッチの開閉により前記制御系電源がＯＮすると、運転動作の設定を入力する操作部と、その状態を表示する表示部を点灯すると共に、前記電力系電源に電源を供給し、前記操作部で入力設定された手順に従い運転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の洗濯機等の電源制御装置。
前記制御系電源は、交流電源入力に常時接続された制御系ＳＷ電源と、前記マイコン等の制御回路に電圧を供給するとともに前記制御系ＳＷ電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する安定化電源ＩＣとを備え、前記扉開閉スイッチの開閉動作がなされていない時は、前記安定化電源ＩＣはＯＦＦ状態であると共に、前記電力系電源もＯＦＦ状態であり、前記制御系ＳＷ電源は極めて少ない電力で動作を続けることにより、待機時の消費電力をほぼ零にする機能を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の洗濯機等の電源制御装置。
運転中の動作過程を記憶する動作記憶ＩＣを備え、前記制御回路は、運転動作中はその動作状態をマイコンから前記動作記憶ＩＣに書き込み、停電等の発生により運転途中で交流電源入力が遮断された場合は、前記電力系電源をＯＦＦして運転動作を停止し、再度交流電源入力が復帰した場合は、前記制御系電源が復帰するのに合わせて、前記動作記憶ＩＣに書き込まれた停電前の動作状態のデータをマイコンに取り込み、前記電力系電源をＯＮさせた後、停電前の状態から運転動作を再開することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の洗濯機等の電源制御装置。
停電復帰後の運転動作の自動再開は、運転動作中に於ける停電による場合のみであり、正常に運転動作が終了した後の再通電時には運転動作の自動再開は行わないことを特徴とする請求項４記載の洗濯機等の電源制御装置。