JP2016059143A - 過電流保護装置および過電流保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成部品が異なる製品に対して同一ソフトウェアを用いて過電流保護が可能な過電流保護装置を得ること。
【解決手段】過電流の連続検出回数が機種毎に記録された機種テーブル１２と、起動時に動作する機種を決定し、機種テーブル１２を参照して決定した機種に対応する連続検出回数を設定し、対象回路での過電流を監視して設定した連続検出回数の過電流を検出した場合、対象回路への給電を停止する制御部１１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、過電流から回路構成部品を保護する過電流保護装置および過電流保護方法に関する。

従来、過電流が回路に流れ続けても故障しない部品を選定することで過電流による部品の故障を防止できるが、このような仕様の部品は一般的に高価である。そのため、回路の状態を監視し、異常を検出した場合に給電を停止することで回路構成部品を保護する方法がある。下記特許文献１では、信号異常が所定回数連続した場合は操作器への給電を一旦停止してその後給電を再開する技術が開示されている。また、下記特許文献２では、リモコン接続端子の端子電流が所定電流以上の場合に電流を制限し、駆動電圧が所定電圧以上の場合に給電を停止し、所定時間経過後に給電を復帰させる技術が開示されている。

特開平４−１０８２９８号公報 特開２００９−２５７６７６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、回路構成部品の違いによって、過電流への耐力が異なる。そのため、回路構成部品の違ういくつかの製品を１つのソフトウェアで過電流保護の動作をさせる場合は耐力の低い回路構成部品に合わせなければならない、という問題があった。または、回路構成部品の違う製品毎にソフトウェアを使い分けなければならない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路構成部品が異なる製品に対して同一ソフトウェアを用いて過電流保護が可能な過電流保護装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る過電流保護装置は、過電流の連続検出回数が機種毎に記録された機種テーブルと、起動時に動作する機種を決定し、前記機種テーブルを参照して決定した機種に対応する連続検出回数を設定し、対象回路での過電流を監視して設定した連続検出回数の過電流を検出した場合、前記対象回路への給電を停止する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、回路構成部品が異なる製品に対して同一ソフトウェアを用いて過電流保護ができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る過電流保護装置を搭載した空気調和機とワイヤードリモコンの構成例を示す図 実施の形態１に係る過電流保護の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る過電流保護動作において過電流検出時に給電をＯＦＦおよびＯＮするタイミングを示す図 実施の形態２に係る過電流検出部の構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る過電流保護装置および過電流保護方法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。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る過電流保護装置を搭載した空気調和機とワイヤードリモコンの構成例を示す図である。空気調和機１は、有線の接続線３によりワイヤードリモコン２と接続している。

空気調和機１は、空気調和機１の動作およびワイヤードリモコン２への給電を制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコンとする）１０と、通信部１４を介してワイヤードリモコン２への電力の供給（以下、給電とする）を行う給電部１３と、ワイヤードリモコン２との通信を行う通信部１４と、通信部１４を監視して過電流を検出する過電流検出部１５と、を備える。ここでは、マイコン１０が、実装されたソフトウェアに基づいて過電流保護の動作を行う過電流保護装置となる。

マイコン１０は、通信ポート、過電流検出ポート、および給電ポートを持ち、ワイヤードリモコン２との通信機能、過電流検出機能、およびワイヤードリモコン２への給電ＯＮおよび給電ＯＦＦを制御する機能を備え、過電流を検出した場合に設定に基づいてワイヤードリモコン２への給電を制御する制御部１１と、過電流検出の判断に使用する過電流の連続検出回数および給電を停止する時間である給電ＯＦＦ時間が機種毎に記録された機種テーブル１２と、を備える。

ワイヤードリモコン２は、空気調和機１との通信を行う通信部２１を備える。空気調和機１とワイヤードリモコン２との間で通信を行う場合、まず、マイコン１０の制御部１１が、給電ポートから給電部１３へ、ワイヤードリモコン２への給電ＯＮの信号を出力する。給電部１３は、制御部１１からの給電ＯＮの信号に基づいて、通信部１４および接続線３を介してワイヤードリモコン２への給電を行う。ワイヤードリモコン２には、通信部１４および接続線３を介して給電部１３から給電がなされ、動作を開始する。以降、空気調和機１とワイヤードリモコン２との間での通信が可能となる。

ここでは、ワイヤードリモコン２、および空気調和機１とワイヤードリモコン２との間の接続線３、通信部１４が過電流保護の対象回路となる。マイコン１０では、ワイヤードリモコン２、接続線３、通信部１４を構成する部品を過電流から保護する動作を行う。

なお、一例として、空気調和機１とワイヤードリモコン２を用いて過電流保護の動作について説明するが、これに限定するものではなく、他の電気機器にも適用可能である。

つづいて、空気調和機１の制御部１１において、過電流が検出された場合の過電流保護の動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る過電流保護の動作を示すフローチャートである。また、図２では、機種テーブル１２の構成例を示している。機種テーブル１２には、機種毎に、過電流の連続検出回数と給電ＯＦＦ時間が記録されている。

まず、制御部１１は、空気調和機１の起動時の立ち上げ処理において動作機種を決定する（ステップＳ１）。制御部１１では、複数の機種に対応したソフトウェアを実装しており、空気調和機１の起動時に機種の決定を行う。

制御部１１は、機種テーブル１２を参照して、決定した機種に対応する連続検出回数と給電ＯＦＦ時間を設定する（ステップＳ２）。例えば、図１に示す空気調和機１の種別が機種Ｅの場合、制御部１１は、ステップＳ１において機種Ｅでの立ち上がり処理を行った後、機種テーブル１２の機種Ｅの欄に基づいて、過電流の連続検出回数ｎ＝１０、給電ＯＦＦ時間Ｔ＝５ｓを設定する。連続検出回数ｎは、各機種に使用されている回路構成部品の耐力に対応した回数とする。また、給電ＯＦＦ時間Ｔは、再度過電流が発生した場合を想定して、再度過電流が発生した場合でも、発熱による回路構成部品の故障を防止するために必要な冷却時間とする。

制御部１１は、連続検出回数と給電ＯＦＦ時間を設定後、ワイヤードリモコン２へ給電ＯＮとする制御を行う（ステップＳ３）。前述のように、制御部１１は、給電ポートから給電部１３へ給電ＯＮの信号を出力し、給電部１３は、通信部１４、接続線３を介してワイヤードリモコン２へ給電を行う。

制御部１１は、過電流検出ポートに入力される過電流検出部１５からの信号により、過電流が検出されているか監視を行う（ステップＳ４）。制御部１１は、過電流検出部１５からの信号を定期的にモニタリングすることで、過電流発生の有無を監視している。過電流が検出されていない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部１１は、過電流検出の監視を継続する（ステップＳ４）。

ここで、例えば、空気調和機１とワイヤードリモコン２とを接続する接続線３において短絡などの誤配線の状態が発生したと想定する。この場合、接続線３により発生した過電流が通信部１４を流れ、過電流検出部１５が、過電流を検出する。過電流検出部１５は、過電流を検出したことを示す信号を制御部１１へ出力する。制御部１１は、過電流検出部１５からの信号により過電流を検出することができる。

制御部１１は、過電流が検出された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２で設定された連続検出回数ｎ＝１０回の過電流を検出したか確認する（ステップＳ５）。連続検出回数ｎ＝１０回の過電流を検出していない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部１１は、ステップＳ４に戻って過電流検出の監視を継続する（ステップＳ４）。

連続検出回数ｎ＝１０回の過電流を検出した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部１１は、ステップＳ２で設定された給電ＯＦＦ時間Ｔ＝５ｓの間、過電流が発生している回路、ここでは空気調和機１とワイヤードリモコン２との間の接続線３への給電をＯＦＦするため、ワイヤードリモコン２への給電をＯＦＦする制御を行う（ステップＳ６）。制御部１１は、給電ポートから給電部１３へ、ワイヤードリモコン２への給電ＯＦＦの信号を出力する。給電部１３は、ワイヤードリモコン２への給電をＯＦＦする。ワイヤードリモコン２では、空気調和機１からの給電が途絶えるため動作を停止する。

制御部１１は、設定された給電ＯＦＦ時間Ｔ＝５ｓの間給電ＯＦＦを継続し、給電ＯＦＦ時間Ｔ＝５ｓ経過後、ワイヤードリモコン２への給電を再開するため給電ＯＮの制御を行う（ステップＳ３）。給電を再開するときの動作は前述の給電ＯＮのときの動作と同様である。以降、制御部１１では、空気調和機１の動作中は上記処理を繰り返し実行する。

繰り返し実行するなかで、過電流の原因が取り除かれた、例えば、接続線３の短絡が改善された場合、その後過電流は発生しないことから、制御部１１では過電流を検出しない。以降、空気調和機１およびワイヤードリモコン２では、正常動作を継続する。

一方で、過電流の原因が取り除かれず、継続して過電流が発生している、例えば、接続線３の短絡が改善されていない場合、給電再開後において、制御部１１は過電流を検出する。そのため、制御部１１では、過電流の検出、給電ＯＦＦ、給電再開の動作を繰り返し行うことになる。ただし、過電流の原因が改善されない場合でも、制御部１１が給電をＯＦＦする制御を行うことで、過電流から対象回路の部品を保護することができる。

図３は、本発明の実施の形態に係る過電流保護動作において過電流検出時に給電をＯＦＦおよびＯＮするタイミングを示す図である。

過電流が発生する事象、例えば、前述のように空気調和機１とワイヤードリモコン２との間の接続線３において短絡などの誤配線の状態がタイミングｔ１で発生した場合、タイミングｔ１から過電流が発生する。ここでは、過電流が発生していない状態を「無」、過電流が発生している状態を「有」で表している。

制御部１１では、過電流発生の有無を定期的にモニタリングしている。制御部１１は、過電流を検出していない場合は検出「無」とし、タイミングｔ１以降のタイミングｔ２において過電流を検出した時は検出「有」とする。タイミングｔ２は、図２のフローチャートにおけるステップＳ４：Ｙｅｓに相当する。

制御部１１は、ワイヤードリモコン２への給電ＯＮおよびＯＦＦを制御しており、タイミングｔ３において過電流を連続してｎ回検出した場合、タイミングｔ４でワイヤードリモコン２への給電をＴ秒間ＯＦＦする制御を行う。タイミングｔ３は、図２のフローチャートにおけるステップＳ５：Ｙｅｓに相当し、タイミングｔ４は、図２のフローチャートにおけるステップＳ６に相当する。

ワイヤードリモコン２への給電がＯＦＦになったことにより、給電が無くなった接続線３およびワイヤードリモコン２で過電流は発生しないことから、空気調和機１、ワイヤードリモコン２、および接続線３では、回路構成部品の発熱による故障を防止することができる。

制御部１１は、タイミングｔ４で一旦給電をＯＮからＯＦＦに切り替えた後、Ｔ秒後のタイミングｔ５において給電をＯＦＦからＯＮに切り替える。タイミングｔ５は、図２のフローチャートにおけるステップＳ６の後のステップＳ３に相当する。以降、過電流の原因が改善されていない場合は、タイミングｔ５と同時またはタイミングｔ５の直後に、過電流が発生し、前述のタイミングｔ１からの動作を繰り返すことになる。

なお、機種テーブル１２に記録されている連続検出回数ｎは、回数が多いほど誤検出が減りノイズ耐性が強まる。一方で、回数が多いほど、過電流が回路構成部品に流れ続ける時間が長くなる。このため、連続検出回数ｎは、過電流が流れる経路に構成されている回路部品が過電流による発熱で故障しない回数に設定する。すなわち、連続検出回数ｎは、ノイズ耐性および部品の過電流耐力を考慮して決める値である。

また、機種テーブル１２に記録されている給電ＯＦＦ時間Ｔは、過電流により発熱した回路構成部品を冷却するための時間である。過電流が継続して発生する条件下で給電ＯＦＦ時間Ｔの時間が短い場合、回路構成部品の冷却時間が短くなり、給電が再開されたときに発生する過電流により、回路構成部品では、さらに発熱して温度が高くなり、故障する可能性がある。このため、給電ＯＦＦ時間Ｔは、繰り返し発生する過電流の連続検出回数ｎにより、回路部品が故障しない値に設定する。すなわち、給電ＯＦＦ時間Ｔは、連続検出回数ｎ、部品の過電流への耐力、部品の発熱を考慮して決める値である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、過電流保護装置であるマイコン１０では、制御部１１が、起動時に動作する機種を決定し、過電流の連続検出回数および給電停止時間が機種毎に記録された機種テーブル１２を参照して決定した機種に対応する連続検出回数と給電停止時間を設定し、対象回路での過電流を監視して設定した連続検出回数の過電流を検出した場合、対象回路への給電を停止する制御を行い、給電停止時間経過後に、給電を行うこととした。これにより、回路構成部品が異なる製品に対して、同一ソフトウェアを使用しつつ、過電流から回路構成部品を保護することができる。また、複数のソフトウェアを開発する必要がなくなるため、開発の効率化を向上することができる。

また、回路構成部品毎に過電流への耐力が異なる部品について、耐力が高い部品には給電をＯＦＦするための過電流の連続検出回数を多く設定でき、誤検出への耐力を向上することができる。一方で、耐力が低い部品についても耐力に見合った連続検出回数を設定できるため、回路構成部品の性能を最大限に活かした過電流保護が可能となる。

なお、本実施の形態では、機種テーブル１２に連続検出回数および給電停止時間が機種毎に記録されており、制御部１１が機種テーブル１２を参照して連続検出回数の過電流を検出後に給電停止時間で規定された時間で給電を停止しているが、これに限定するものではない。例えば、機種テーブル１２には連続検出回数が機種毎に記録されており、制御部１１が機種テーブル１２を参照して連続検出回数の過電流を検出後に給電を停止する。この場合の給電停止時間は各機種で共通としてもよい。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態に係る過電流検出部１５の構成例を示す図である。過電流検出部１５は、複数の抵抗、コンデンサ、トランジスタ等の電子部品で構成されている。

電流ｉはＶＤＤ１３Ｖから破線で示す矢印の経路で流れ、通信部１４へ給電される構成になっている。

抵抗Ｒ５，Ｒ６およびトランジスタＱ１について、正常動作時に流れる電流ｉではトランジスタＱ１はＯＦＦ状態になる部品を選定する。

正常動作時に流れる電流ｉでは、トランジスタＱ１がＯＦＦ状態であるため、正常状態では制御部１１には抵抗Ｒ４経由のＶＤＤ５Ｖの電圧Ｈｉが入力される構成である。

一方で、過電流発生時には電流ｉが増加し、増加して過電流となった電流ｉの影響で抵抗Ｒ５が電圧降下し、その結果、トランジスタＱ１がＯＮ状態になるように図４に示す回路を構成するコンデンサＣ３、抵抗Ｒ７等の各部品を選定する。

過電流となった電流ｉによりトランジスタＱ１がＯＮすることで、トランジスタＱ２がＯＮし、制御部１１には、ＧＮＤの電圧Ｌｏが入力される構成である。

過電流検出部１５を図４に示す構成とすることで、過電流検出部１５は、通信部１４側で発生した過電流を検出して、検出を示す信号を制御部１１へ出力する。これにより、制御部１１では、通信部１４側で発生した過電流を検出することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 空気調和機、２ ワイヤードリモコン、３ 接続線、１０ マイコン、１１ 制御部、１２ 機種テーブル、１３ 給電部、１４，２１ 通信部、１５ 過電流検出部。

Claims (6)

1. 過電流の連続検出回数が機種毎に記録された機種テーブルと、
   起動時に動作する機種を決定し、前記機種テーブルを参照して決定した機種に対応する連続検出回数を設定し、対象回路での過電流を監視して設定した連続検出回数の過電流を検出した場合、前記対象回路への給電を停止する制御部と、
   を備えることを特徴とする過電流保護装置。
2. 前記機種テーブルは、機種毎に給電停止時間を記録し、
   前記制御部は、前記機種テーブルを参照して決定した機種に対応する給電停止時間を設定し、前記対象回路への給電を停止した場合、設定した給電停止時間経過後、前記対象回路への給電を再開する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の過電流保護装置。
3. 前記制御部は、定期的に前記対象回路での過電流の発生を監視する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の過電流保護装置。
4. 過電流から対象回路を保護する過電流保護装置における過電流保護方法であって、
   前記過電流保護装置が、過電流の連続検出回数が機種毎に記録された機種テーブルを備える場合に、
   起動時に動作する機種を決定する動作機種決定ステップと、
   前記機種テーブルを参照して決定した機種に対応する連続検出回数を設定する連続検出回数設定ステップと、
   前記対象回路での過電流を監視する監視ステップと、
   前記監視ステップにおいて設定された連続検出回数の過電流が検出された場合、前記対象回路への給電を停止する給電停止ステップと、
   を含むことを特徴とする過電流保護方法。
5. 前記機種テーブルが、機種毎に給電停止時間を記録している場合に、
   さらに、
   前記機種テーブルを参照して決定した機種に対応する給電停止時間を設定する給電停止時間設定ステップと、
   前記給電停止ステップにおいて前記対象回路への給電が停止された場合、設定された給電停止時間経過後、前記対象回路への給電を再開する給電再開ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の過電流保護方法。
6. 前記監視ステップでは、定期的に前記対象回路での過電流の発生を監視する、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の過電流保護方法。

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