JP2015149425A - コンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサの劣化状態の異常を精度良く検出することができるコンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器を得る。【解決手段】電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を検知するコンデンサ劣化診断装置１００であって、電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧を検出する電圧検出手段１０と、電圧検出手段１０が検出した電圧値に基づいて、電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を判定する劣化判定手段１１と、を備えたものである。【選択図】図６

Description

本発明は、コンデンサの劣化状態を検知するコンデンサ劣化診断装置、及びそれを備えたインバータ装置、及び家電機器に関する。

従来の技術においては、コンデンサに密着配置された温度センサの検出温度を用いてコンデンサの残存寿命を演算する電子機器が提案されている（特許文献１参照）。
また、赤外線温度計測装置などの非接触式温度計測装置により、コンデンサの表面温度を計測するフィルムコンデンサの劣化診断装置が提案されている（特許文献２参照）。

特許第４５０８１６３号公報（請求項１） 特開２００４−３７２５８号公報（請求項１）

特許文献１に記載の技術では、コンデンサに温度センサ自体を物理的に取り付けて、この温度センサの出力に基づいて劣化状態を判定しているため、熱抵抗のばらつきが出やすく検知精度が低い、という問題点があった。
また、コンデンサに温度センサを物理的に取り付ける際には、温度センサを薄膜テープで絶縁被覆するとともに、温度センサをコンデンサの外周面に当てつけた状態で熱収縮チューブに入れ、この熱収縮チューブを加熱収縮させることで、コンデンサと温度センサを密着させている。このため、製造の手間と温度センサを実装するための部品コストが高くなる、という問題点があった。

特許文献２に記載の技術は、フィルムコンデンサの表面温度を含む物性値を時系列データとしてデータベースに蓄積し、任意の経過時間毎に計測した温度特性値を比較、照合して、表面温度の時間的変化値である差分量ΔＴを求めて表面温度の差分量ΔＴの特性曲線を作る。そして、この特性曲線からデータベースに蓄積していた判定値を用いて劣化判定を行っている。このように、特許文献２に記載の技術では、コンデンサの劣化状態の異常を検出するための構成及び演算処理が複雑であり、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができない、という問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コンデンサの劣化状態の異常を精度良く検出することができるコンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器を得るものである。
また、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができるコンデンサ劣化診断装置、インバータ装置、及び家電機器を得るものである。

本発明に係るコンデンサ劣化診断装置は、電解コンデンサの劣化状態の異常を検知するコンデンサ劣化診断装置であって、前記電解コンデンサの電解液と陰極端子との間の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検出した電圧値に基づいて、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する劣化判定手段と、を備えたものである。

本発明は、電解コンデンサの電解液と陰極端子との間の電圧を検出する電圧検出手段の検出値に基づいて、電解コンデンサの劣化状態の異常を判定するので、コンデンサの劣化状態の異常を精度良く検出することができる。また、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができる。

実施の形態１に係るコンデンサ劣化診断装置のブロック構成図である。 実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。 実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの構造を模式的に示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの構造を模式的に示す断面図である。 実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの等価回路を示す図である。 実施の形態１に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。 実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの使用時間と陰極箔電圧との関係を示す図である。 陰極箔電圧の電圧波形の一例を示す図である。 陽極箔電圧の電圧波形の一例を示す図である。 実施の形態２に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。 実施の形態３に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。 実施の形態４に係るアルミ電解コンデンサの使用時間と陰極箔電圧との関係を示す図である。 実施の形態５に係るインバータ装置の回路図である。 実施の形態６に係る空気調和機の構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るコンデンサ劣化診断装置のブロック構成図である。
図１において、コンデンサ劣化診断装置１００は、電圧検出手段１０、劣化判定手段１１、報知手段１２、及び、停止手段１３を備えている。このコンデンサ劣化診断装置１００は、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を検知するものである。
なお、アルミ電解コンデンサ２００は本発明における「電解コンデンサ」に相当する。

電圧検出手段１０は、アルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧（以下「陰極箔電圧」という）を検出し、陰極箔電圧に応じた電圧を劣化判定手段１１へ出力する。詳細は後述する。
なお、電圧検出手段１０は、陰極箔電圧に応じた電圧（電圧値）を出力するものであれば良く、任意の回路構成によって実現できる。例えば、アルミ電解コンデンサ２００に交流が印加される場合には、陰極箔電圧をダイオードによって半波整流しその平均を出力しても良い。また例えば簡易な検波回路などを用いても良い。

劣化判定手段１１は、電圧検出手段１０から出力された電圧に基づいて、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を判定する。詳細は後述する。
報知手段１２は、例えばセグメントＬＥＤ又は液晶表示素子等からなり、劣化判定手段１１の出力に基づいてアルミ電解コンデンサ２００の劣化状態に関する所定の情報を使用者に報知する。
停止手段１３は、劣化判定手段１１の出力に基づいて、例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器に対する停止信号などの、劣化状態に応じた所定の信号を出力する。
なお、報知手段１２及び停止手段１３の何れか一方を省略しても良い。

なお、コンデンサ劣化診断装置１００の構成のうち、少なくとも電圧検出手段１０及び劣化判定手段１１は、アルミ電解コンデンサ２００が搭載された回路基板に設けるのが望ましい。このように、アルミ電解コンデンサ２００が搭載された回路基板と同一の回路基板上に電圧検出手段１０及び劣化判定手段１１を実装することで、劣化診断のために別途の装置を接続する必要を無くすことができる。よって、例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器の稼働中においても劣化診断を行うことが可能となる。

図２は、実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
図２に示すように、アルミ電解コンデンサ２００は、電荷が蓄積されるコンデンサ素子を収納し、アルミニウム等の導電性を有する金属から成るケース２０の側面及び上面の外周部が薄い樹脂２７で覆われている。また、アルミ電解コンデンサ２００には、陽極端子２２及び陰極端子２３が設けられている。

図３は、実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの構造を模式的に示す分解斜視図である。
図４は、実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの構造を模式的に示す断面図である。
図３、図４に示すように、コンデンサ素子２１０は、電解紙２１１を介して、陽極箔２１２と陰極箔２１３とが巻き重ねられ又は積層されて形成されている。陽極端子２２は陽極箔２１２に接続され、陰極端子２３は陰極箔２１３に接続されている。コンデンサ素子２１０は、電解液に含浸され、有底筒状のケース２０に電解液とともに収納されている。そして、ケース２０の開口は、絶縁性を有する封口部材２１によって封止され、密閉されている。

図５は、実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの等価回路を示す図である。
図５に示すように、アルミ電解コンデンサ２００は、陽極端子２２と陰極端子２３との間に、陽極箔２１２のコンデンサＣ１と陰極箔２１３のコンデンサＣ２とが、電解液の抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して直列に接続されている回路構成となる。また、ケース２０内は電解液で満たされているため、ケース２０と抵抗Ｒ１、Ｒ２との間には、電解液の抵抗Ｒ３が接続されている回路構成となる。

次に、アルミ電解コンデンサ２００の劣化と静電容量との関係について説明する。

アルミ電解コンデンサ２００は、その劣化によって静電容量が低下することが知られている。上述したように、アルミ電解コンデンサ２００は、陽極箔２１２のコンデンサＣ１と陰極箔２１３のコンデンサＣ２とが直列に接続された回路と等価とみなすことができる。
本発明者は、コンデンサＣ１の静電容量と劣化との関係と、コンデンサＣ２の静電容量と劣化との関係とが異なることを見出した。即ち、アルミ電解コンデンサ２００の劣化に伴って、陽極箔２１２のコンデンサＣ１の静電容量の低下より、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の静電容量の低下が先に生じることを見出した。
よって、陽極箔２１２のコンデンサＣ１の静電容量の低下を検知することで、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態を精度良く判断することができる。

ここで、コンデンサの両端の電圧はその静電容量に反比例する。即ち、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の静電容量の低下量は、コンデンサＣ２の両端の電圧の増加量に比例する関係にある。このようなことから、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の両端の電圧を検出することで、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を判定することができる。
上述したように、陽極箔２１２のコンデンサＣ１と陰極箔２１３のコンデンサＣ２との間には電解液が介在している。また、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の一端は陰極端子２３に接続されている。つまり、アルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧（陰極箔電圧）を検出することで、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の両端の電圧を検出することが可能となる。

次に、陰極箔電圧を検出する電圧検出手段１０の具体例について説明する。

図６は、実施の形態１に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。
図６に示すように、本実施の形態１における電圧検出手段１０は、アルミ電解コンデンサ２００のケース２０と陰極端子２３との間の電圧を、陰極箔電圧として検出する。
上述したように、導電性を有するケース２０内は電解液で満たされており、ケース２０は電解液の抵抗Ｒ３を介して陰極箔２１３のコンデンサＣ２と接続されている。このため、ケース２０と陰極端子２３との間の電圧を検出することで、アルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧（陰極箔電圧）を検出する。
なお、ケース２０と電圧検出手段１０との接続は、例えばケース２０にケース端子２４を設け、このケース端子２４と電圧検出手段１０とを、はんだ付けなどの任意の方法で接続する。

次に、本実施の形態１におけるコンデンサ劣化診断装置のコンデンサ劣化診断装置１００の劣化判定動作を説明する。

図７は、実施の形態１に係るアルミ電解コンデンサの使用時間と陰極箔電圧との関係を示す図である。
図７に示すように、アルミ電解コンデンサ２００は、使用時間の経過によりコンデンサＣ２の静電容量が低下し、それに伴い陰極箔電圧が上昇する。
そこで、本実施の形態１においては、図７に示すように、陰極箔電圧の劣化判定レベルを劣化判定手段１１に予め設定する。そして、劣化判定手段１１は、電圧検出手段１０が検出した電圧値がこの劣化判定レベル（図７のｂ点）を超えたとき、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を判定する。即ち、アルミ電解コンデンサ２００の陰極箔電圧が小さい場合（図７のｂ点以下の場合）には、劣化判定手段１１は劣化状態が正常と判定するが、陰極箔電圧が大きい場合（図７のｂ点を超えた場合）には、劣化判定手段１１は劣化状態が異常と判定する。

なお、陰極箔電圧はアルミ電解コンデンサ２００の形状及び種類によって異なり、また電圧検出手段１０の回路構成によっても出力される電圧値が異なるため、劣化判定レベルは、劣化発生時に実際の電圧を計測した実験値などで設定するのがよい。
なお、陰極箔電圧はアルミ電解コンデンサ２００に流れる電流によっても変化するので、アルミ電解コンデンサ２００に流れる電流に応じて劣化判断レベルを設定しても良い。

劣化判定手段１１は、劣化状態の判定結果を報知手段１２に対して出力する。報知手段１２は、例えばセグメントＬＥＤ又は液晶表示素子等に判定された劣化状態に関する情報（例えば、エラーコードなど）を表示させる。なお、この表示の際、所定のメンテナンス内容の情報（例えば、部品交換を促すメッセージなど）を表示させるようにしても良い。また、スピーカー等により、当該劣化状態に関する情報を音により報知するようにしても良い。
また、劣化判定手段１１は、劣化状態の判定結果を停止手段１３に対して出力する。停止手段１３は、例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器に対して停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。なお、停止手段１３からの出力はこれに限らず、例えば当該機器の出力電力の低下を指示する信号を出力するなど、任意の操作信号を出力するようにしても良い。

以上のように本実施の形態１においては、アルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧（陰極箔電圧）を検出し、その電圧値に基づいてアルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を判定する。
このため、アルミ電解コンデンサ２００の劣化の兆候として現れる静電容量の低下を精度良く検出することができ、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態異常の検出を精度良く実現することができる。
また、アルミ電解コンデンサ２００に温度センサ自体を物理的に取り付ける必要が無いので、製造の手間と製造コストを低減することができる。また、従来の技術に比べ、取り付け誤差による検知精度の低下を回避できる。また、アルミ電解コンデンサ２００に温度センサを物理的に取り付ける際の絶縁及び耐熱温度も考慮する必要が無い。

また、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の判定結果を、報知手段１２により報知することにより、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態に関する情報を使用者に報知することができる。これにより、使用者は例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器の運転を停止させ、アルミ電解コンデンサ２００の劣化故障による発煙及び異臭の発生を防止することができる。

また、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の判定結果に応じて、停止手段１３は、例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器に対して停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。これにより、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態が異常の際に、アルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器の運転を停止させることができ、アルミ電解コンデンサ２００の劣化故障による発煙及び異臭の発生を防止することができる。

また本実施の形態１においては、アルミ電解コンデンサ２００の劣化に伴って、陽極箔２１２のコンデンサＣ１の静電容量の低下より、陰極箔２１３のコンデンサＣ２の静電容量の低下が先に生じることに着目し、陰極箔電圧を検出しているので、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態異常の検出を精度良く実現することができる。

また本実施の形態１においては、電圧検出手段１０はアルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧を検出する。
このため、例えばアルミ電解コンデンサ２００のケースと端子との間の電圧波形を測定してその波形のリップル電圧などによって劣化状態を判定する場合と比較して、回路構成を簡易にでき、コンデンサ劣化診断装置１００を安価な構成で実現できる。また、例えばアルミ電解コンデンサ２００のケースと端子との間にオシロスコープなどを接続して電圧波形を測定し、その波形を用いて劣化状態を判定する場合と比較して、回路構成を容易にできると共に、アルミ電解コンデンサ２００に別の装置を接続する必要が無く、アルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器の稼働中においても劣化診断を行うことが可能となる。

また本実施の形態１においては、電圧検出手段１０はアルミ電解コンデンサ２００の電解液と陰極端子２３との間の電圧を検出するので、アルミ電解コンデンサ２００に印加される電圧が高い場合であっても、特段の信号処理などを行う必要が無く、回路構成を簡易にすることができる。例えば陽極端子２２と電解液との間の電圧（以下「陽極箔電圧」という）を検出する場合、アルミ電解コンデンサ２００に印加される電圧が高くなると、陽極箔電圧もそれに応じて高くなり、検出値を劣化判定手段１１へ入力する際に信号処理をする必要が生じる。図８、図９を用いて詳しく説明する。

図８は、陰極箔電圧の電圧波形の一例を示す図である。
図９は、陽極箔電圧の電圧波形の一例を示す図である。
図８、図９においては、アルミ電解コンデンサ２００に１００Ｖの交流電圧が印加された場合における電圧波形の一例を示している。
図８に示すように、陰極箔電圧は、０Ｖを基準として例えば約±１Ｖ程度の電圧変動幅である。従って、電圧検出手段１０を例えば簡易な検波回路などで構成し、その出力をそのまま劣化判定手段１１へ入力することができる。
図９に示すように、陽極箔電圧は、１００Ｖを基準として例えば約７０Ｖ〜約１３０Ｖの電圧変動幅である。このため、電圧検出手段１０において高圧電圧に対応する耐圧構成が必要になるとともに、電圧変動量を抽出するためには重畳された直流成分（この例では１００Ｖ）を除去するための回路構成が必要となる。また、電圧変動幅も大きくなるため、例えばマイコンなどで構成された劣化判定手段１１へ検出値を入力するには、電圧レベルを変換する回路構成が必要となる。よって、陽極箔電圧を検出する場合には、陰極箔電圧の場合と比較して回路構成が複雑となり、コンデンサの劣化状態の異常の検出を安価な構成で実現することができない。

実施の形態２．
以下、本実施の形態２について、上記実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１、２と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１０は、実施の形態２に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。
図１０に示すように、アルミ電解コンデンサ２００は、封口部材２１に設けられた電解液端子２５によって、ケース２０内の電解液とケース２０外とが導通されている。
このような構成では、電解液端子２５と抵抗Ｒ１、Ｒ２との間に、電解液の抵抗Ｒ４が接続された回路と等価となる。
なお、電解液端子２５は、例えば、アルミ電解コンデンサ２００を回路基板にはんだ付けするために、封口部材２１に挿通されたダミー端子を用いても良い。これにより、劣化判断のために端子を別途設ける必要がなくなり、構成を簡略化することができる。

本実施の形態２における電圧検出手段１０は、電解液端子２５と陰極端子２３との間の電圧を陰極箔電圧として検出する。
なお、コンデンサ劣化診断装置１００のその他の構成及び劣化判定動作は実施の形態１と同様である。

本実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態２においては、アルミ電解コンデンサ２００と電圧検出手段１０との接続が端子接続となるので、電圧検出手段１０とアルミ電解コンデンサ２００のケース２０とを接続する場合と比較して、接続が容易となり、製品コストを低減することができる。

実施の形態３．
以下、本実施の形態３について、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１１は、実施の形態３に係るコンデンサ劣化診断装置の電圧検出手段の接続状態の一例を示す図である。
図１１に示すように、アルミ電解コンデンサ２００は、陽極箔２１２のコンデンサＣ１と陰極箔２１３のコンデンサＣ２との間に、電解液電極２１４が設けられている。例えば、アルミ電解コンデンサ２００は、陽極箔２１２と陰極箔２１３と電解液電極２１４とが、電解紙２１１を介して巻き重ねられて、電解液とともにケース２０内に収納されて構成されている。電解液電極２１４は、封口部材２１に挿通された電解液端子２５に接続されている。
このような構成では、電解液電極２１４が抵抗Ｒ１、Ｒ２との間に接続された回路と等価となる。

本実施の形態３における電圧検出手段１０は、電解液電極２１４と陰極端子２３との間の電圧を陰極箔電圧として検出する。
なお、コンデンサ劣化診断装置１００のその他の構成及び劣化判定動作は実施の形態１と同様である。

本実施の形態３においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態２においては、アルミ電解コンデンサ２００と電圧検出手段１０との接続が端子接続となるので、電圧検出手段１０とアルミ電解コンデンサ２００のケース２０とを接続する場合と比較して、接続が容易となり、製品コストを低減することができる。

実施の形態４．
本実施の形態４における劣化判定手段１１は、劣化判定レベルが予め複数設定され、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常の程度を多段階に判定する。
以下、本実施の形態４について、上記実施の形態１〜３との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１〜３と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１２は、実施の形態４に係るアルミ電解コンデンサの使用時間と陰極箔電圧との関係を示す図である。
本実施の形態４における劣化判定手段１１には、劣化判定レベルが予め複数設定されている。例えば図１１に示すように、使用時間の各点ａ１〜ａ３に対応して、劣化判定レベル１〜３（ｂ１〜ｂ３）が設定されている。
劣化判定手段１１は、電圧検出手段１０が検出した電圧（陰極箔電圧）と、劣化判定レベル１〜３とを比較して、各劣化判定レベルに応じて、劣化状態の異常程度を判定する。
なお、陰極箔電圧はアルミ電解コンデンサ２００によって異なるため、複数の劣化判定レベルは実際の電圧を計測した実験値などで設定するのが良い。

例えば劣化判定手段１１は、陰極箔電圧がｂ１までは、劣化状態が正常状態であると判定する。
一方、陰極箔電圧がｂ１を上回った場合は、劣化状態が異常であり、劣化判定レベル１〜３に応じて、所定の異常の程度を判定する。劣化判定手段１１は、劣化状態の判定結果を報知手段１２に対して出力する。
例えば劣化判定レベル１を上回った場合は、異常の程度が注意状態であると判定する。また、劣化判定レベル２を上回った場合は、異常の程度が警告状態であると判定する。また、劣化判定レベル３を上回った場合は、異常の程度が遮断状態であると判定する。
そして、報知手段１２は、異常の程度に応じて、例えばセグメントＬＥＤ又は液晶表示素子等に判定された劣化状態の程度に関する情報（例えば、注意、警告、遮断など）を表示させる。なお、この表示の際、所定のメンテナンス内容の情報を表示させるようにしても良い。例えば、注意の警告の際には部品寿命が近いことを注意喚起し、警告の際には部品交換を促すメッセージを表示し、遮断の際には部品寿命により運転不可である表示などを行う。

また、劣化判定手段１１は、劣化状態の異常程度の判定結果を停止手段１３に対して出力する。停止手段１３は、例えばアルミ電解コンデンサ２００が搭載された機器に対して、判定された異常の程度に応じた出力を行う。
例えば、異常の程度が注意状態である場合は機器に対する出力は行わない。異常の程度が警告状態である場合は、機器の出力電力の低下を指示する信号を出力する。また、異常の程度が遮断状態である場合は、停止信号を出力し、当該機器の動作を停止させる。
なお、劣化判定レベルの数は３つに限らず任意の数を設定することができる。

以上のように本実施の形態４においては、劣化判定手段１１は、劣化判定レベルが予め複数設定され、アルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常の程度を多段階に判定する。このため、上記実施の形態１〜３の効果に加え、アルミ電解コンデンサ２００の劣化の程度に応じた判定を行うことができる。

なお、本実施の形態４における劣化判定動作は、上記実施の形態１〜３の何れにも適用することができる。

実施の形態５．
図１３は、実施の形態５に係るインバータ装置の回路図である。
図１３において、インバータ装置３００は、整流回路３と、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路５と、アルミ電解コンデンサ２００と、上記実施の形態１〜４の何れかに記載のコンデンサ劣化診断装置１００と、インバータ回路５の駆動を制御する制御手段６とにより構成されている。このインバータ装置３００は、商用電源１から供給される電力により駆動されるモータ７（負荷）の運転を制御するものである。

整流回路３は、例えば全波整流回路となっており、商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換する。この整流回路３は、４個の半導体スイッチ素子の整流ダイオード３ａ〜３ｄをブリッジ接続して構成される。
整流回路３の出力側には平滑用のコンデンサとして、上述したアルミ電解コンデンサ２００が接続されている。

インバータ回路５は、アルミ電解コンデンサ２００により平滑された直流電圧が入力され、制御手段６からの制御により例えばＰＷＭ制御を行い、入力された直流電圧を任意電圧、任意周波数の交流に変換する。このインバータ回路５は、例えばトランジスタ等の半導体によるスイッチング素子５ａ〜５ｆを各々ブリッジ接続して構成される。また、各々のスイッチング素子５ａ〜５ｆには並列に逆電流方向にダイオードが設けられている。

制御手段６は、インバータ回路５のスイッチング素子５ａ〜５ｆのスイッチング時間を決定することでＰＷＭ（パルス幅変調：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行い、モータ７の各巻線に電圧を印加することでモータ７を駆動制御する。

コンデンサ劣化診断装置１００は、上述した実施の形態１〜４の何れかと同様に、整流回路３の出力側に設けられたアルミ電解コンデンサ２００の劣化状態の異常を検知する。
また、コンデンサ劣化診断装置１００の停止手段１３は、劣化状態に応じた所定の信号を制御手段６に出力する。
例えば、停止手段１３は、劣化判定手段１１の出力に基づいて、制御手段６に対して停止信号又は負荷（モータ７）の出力電力の低下を指示する信号を出力する。

制御手段６は、コンデンサ劣化診断装置１００の判定結果に応じて、インバータ回路５を制御してモータ７を駆動制御する。
例えば、停止信号が入力された場合には、モータ７の駆動を停止させる。また、出力電力の低下を指示する信号が入力された場合には、モータ７の回転数を低減するなどして、インバータ回路５からの出力電力を低下させる。

以上のように本実施の形態５においては、劣化判定手段１１の判定結果に応じて、インバータ回路５の運転を制御するので、アルミ電解コンデンサ２００の劣化故障による発煙及び異臭の発生を防止することができる。

実施の形態６．
本実施の形態６では、家電機器として例えば空気調和機にコンデンサ劣化診断装置１００を搭載した場合の形態について説明する。
図１４は、実施の形態６に係る空気調和機の構成を示す図である。
図１４において、本実施の形態６における空気調和機は、室外機３１０、室内機３２０を備え、室外機３１０には、図示しない冷媒回路に接続され冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機３１１、図示しない熱交換器を送風する室外機用の送風機３１２を備えている。そして、この冷媒圧縮機３１１及び室外機用の送風機３１２の少なくとも一方は、上述したインバータ装置３００により制御されるモータ７により駆動される。
このような構成においても、上記実施の形態１〜５と同様の効果が得られることはいうまでもない。

なお、本実施の形態６では、家電機器の一例として空気調和機を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、インバータ装置３００により駆動される負荷を備えた家電機器であれば良く、例えば冷蔵庫、手乾燥機、ＩＨクッキングヒータ、炊飯器、照明器具などでも良い。

１ 商用電源、３ 整流回路、３ａ〜３ｄ 整流ダイオード、５ インバータ回路、５ａ〜５ｆ スイッチング素子、６ 制御手段、７ モータ、１０ 電圧検出手段、１１ 劣化判定手段、１２ 報知手段、１３ 停止手段、２０ ケース、２１ 封口部材、２２ 陽極端子、２３ 陰極端子、２４ ケース端子、２５ 電解液端子、２７ 樹脂、１００ コンデンサ劣化診断装置、２００ アルミ電解コンデンサ、２１０ コンデンサ素子、２１１ 電解紙、２１２ 陽極箔、２１３ 陰極箔、２１４ 電解液電極、３００ インバータ装置、３１０ 室外機、３１１ 冷媒圧縮機、３１２ 送風機、３２０ 室内機。

Claims (11)

1. 電解コンデンサの劣化状態の異常を検知するコンデンサ劣化診断装置であって、
   前記電解コンデンサの電解液と陰極端子との間の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段が検出した電圧値に基づいて、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する劣化判定手段と、を備えた
   ことを特徴とするコンデンサ劣化診断装置。
2. 前記電解コンデンサは、
   導電性を有するケース内に、電解紙を介して陽極箔と陰極箔とが巻き重ねられて前記電解液とともに収納され、
   前記電圧検出手段は、
   前記ケースと前記陰極端子との間の電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ劣化診断装置。
3. 前記電解コンデンサは、
   導電性を有するケース内に、電解紙を介して陽極箔と陰極箔とが巻き重ねられて前記電解液とともに収納され、前記ケースの開口が絶縁性を有する封口部材によって封止され、
   前記封口部材に設けられた電解液端子によって、前記ケース内の前記電解液と前記ケース外とが導通され、
   前記電圧検出手段は、
   前記電解液端子と前記陰極端子との間の電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ劣化診断装置。
4. 前記電解コンデンサは、
   導電性を有するケース内に、電解紙を介して陽極箔と陰極箔と電解液電極とが巻き重ねられて前記電解液とともに収納され、
   前記電圧検出手段は、
   前記電解液電極と前記陰極端子との間の電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ劣化診断装置。
5. 前記電圧検出手段及び前記劣化判定手段は、
   前記電解コンデンサが搭載された回路基板に設けられた
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。
6. 前記劣化判定手段は、
   前記電圧検出手段が検出した電圧値が、予め設定した劣化判定レベルを超えたとき、前記電解コンデンサの劣化状態の異常を判定する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。
7. 前記劣化判定手段は、
   前記劣化判定レベルが予め複数設定され、前記電解コンデンサの劣化状態の異常の程度を多段階に判定する
   ことを特徴とする請求項６に記載のコンデンサ劣化診断装置。
8. 前記劣化判定手段が判定した劣化状態に関する情報を報知する報知手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。
9. 整流された電源電圧を平滑する電解コンデンサと、
   複数のスイッチング素子を有し、前記電解コンデンサによって平滑された直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
   請求項１〜８の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置と
   を備えたことを特徴とするインバータ装置。
10. 前記インバータ回路の駆動を制御する制御手段を備え、
    前記制御手段は、
    前記劣化判定手段の判定結果に応じて、前記インバータ回路の運転を制御する
    ことを特徴とする請求項９に記載のインバータ装置。
11. 請求項９又は１０に記載のインバータ装置と、
    前記インバータ回路によって駆動される負荷と
    を備えたことを特徴とする家電機器。

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