JP2016111080A - Capacitor deterioration diagnosis device, inverter device, and household electrical appliance - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitor deterioration diagnosis device, an inverter device, and a household electrical appliance, capable of achieving deterioration detection of an electrolytic capacitor by a low-cost configuration.SOLUTION: A capacitor deterioration diagnosis device comprises: a humidity sensor that detects the humidity of air around an electrolytic capacitor; and deterioration determination means that determines deterioration of the electrolytic capacitor when a detection value of the humidity sensor becomes larger than a deterioration determination level that is preliminarily set.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電解コンデンサの劣化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。   The present invention relates to a capacitor deterioration diagnosis device that detects deterioration of an electrolytic capacitor, an inverter device including the capacitor deterioration diagnosis device, and home appliances.

従来の電解コンデンサの劣化診断装置においては、電磁波を電解コンデンサに照射することにより電解コンデンサの透過画像を取得し、この透過画像に基づいて劣化指標を算出するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   A conventional electrolytic capacitor deterioration diagnosis apparatus has been proposed that obtains a transmission image of an electrolytic capacitor by irradiating the electrolytic capacitor with electromagnetic waves, and calculates a deterioration index based on the transmission image (for example, a patent). Reference 1).

特許第5298325号公報Japanese Patent No. 5298325

特許文献1に記載の技術は、電解液により透過が妨げられる電磁波を電解コンデンサに照射することにより、電解コンデンサの透過画像を取得する。次に、取得された透過画像を濃淡の程度に応じた濃淡値が対応付けられた濃淡画像に変換する。そして、この濃淡画像を用いて濃淡値の度数分布を生成し、かつ、生成された度数分布に基づいて、電解コンデンサの劣化状態を示す劣化指標を算出することで劣化判定を行っている。
このように、特許文献1に記載の技術では、コンデンサの劣化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。
The technique described in Patent Document 1 acquires a transmission image of an electrolytic capacitor by irradiating the electrolytic capacitor with an electromagnetic wave whose transmission is hindered by the electrolytic solution. Next, the acquired transmission image is converted into a grayscale image associated with a grayscale value corresponding to the grayscale level. Then, the grayscale value frequency distribution is generated using the grayscale image, and the deterioration determination is performed by calculating the deterioration index indicating the deterioration state of the electrolytic capacitor based on the generated frequency distribution.
As described above, the technique described in Patent Document 1 has a problem in that the configuration for detecting the deterioration of the capacitor and the arithmetic processing are complicated, and the detection of the deterioration of the capacitor cannot be realized with an inexpensive configuration. there were.

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、電解コンデンサの劣化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。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a capacitor deterioration diagnosis device, an inverter device, and a home appliance that can detect deterioration of an electrolytic capacitor with an inexpensive configuration. is there.

本発明に係るコンデンサ劣化診断装置は、電解液を含む電解コンデンサの劣化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周囲空気の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサの検出値が予め設定され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を判定する劣化判定手段と、を備えたものである。   A capacitor deterioration diagnosis device according to the present invention is a capacitor deterioration diagnosis device that detects deterioration of an electrolytic capacitor containing an electrolytic solution, and includes a humidity sensor that detects humidity of ambient air around the electrolytic capacitor, and a detection value of the humidity sensor. And a deterioration determining means for determining deterioration of the electrolytic capacitor when a predetermined deterioration determination level is exceeded.

本発明は、電解コンデンサの周囲空気の湿度の検出する湿度センサの検出値に基づいて、電解コンデンサの劣化を判定するので、コンデンサの劣化の検出を安価な構成で実現することができる。   According to the present invention, since the deterioration of the electrolytic capacitor is determined based on the detection value of the humidity sensor that detects the humidity of the ambient air of the electrolytic capacitor, the detection of the deterioration of the capacitor can be realized with an inexpensive configuration.

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。1 is a block configuration diagram of a capacitor deterioration diagnosis device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る湿度センサとアルミ電解コンデンサの配置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the arrangement | positioning relationship between the humidity sensor which concerns on Embodiment 1, and an aluminum electrolytic capacitor. 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。1 is a perspective view schematically showing an aluminum electrolytic capacitor according to Embodiment 1. FIG. アルミ電解コンデンサの防爆弁の膨れ状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the swelling state of the explosion-proof valve of an aluminum electrolytic capacitor. アルミ電解コンデンサの使用時間と防爆弁の膨れ及び電解液の噴出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the usage time of an aluminum electrolytic capacitor, the expansion of an explosion-proof valve, and the amount of ejection of electrolyte solution. 実施の形態1に係るアルミ電解コンデンサの周囲空気の湿度と湿度センサの出力電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the humidity of the surrounding air of the aluminum electrolytic capacitor which concerns on Embodiment 1, and the output voltage of a humidity sensor. 実施の形態1に係るセンサ基板の固定方法の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a sensor board fixing method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るセンサ基板の固定方法の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a sensor board fixing method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係るアルミ電解コンデンサの周囲空気の湿度と湿度センサの出力電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the humidity of the surrounding air of the aluminum electrolytic capacitor which concerns on Embodiment 2, and the output voltage of a humidity sensor. 実施の形態3に係るインバータ装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an inverter device according to a third embodiment. 実施の形態4に係る空気調和機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air conditioner which concerns on Embodiment 4. FIG.

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、湿度センサ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、電解液を含むアルミ電解コンデンサ200(後述)の劣化を検知するものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block configuration diagram of the capacitor deterioration diagnosis apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 1, the capacitor deterioration diagnosis apparatus 100 includes a humidity sensor 10, a deterioration determination unit 11, a notification unit 12, and a stop unit 13. This capacitor deterioration diagnostic device 100 detects deterioration of an aluminum electrolytic capacitor 200 (described later) containing an electrolytic solution.

湿度センサ10は、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度(相対湿度)を検出し、検出値に応じた電圧を劣化判定手段11へ出力する。
劣化判定手段11は、湿度センサ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。
The humidity sensor 10 detects the humidity (relative humidity) of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200 and outputs a voltage corresponding to the detected value to the degradation determination means 11.
The deterioration determination unit 11 determines the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 based on the voltage output from the humidity sensor 10. Details will be described later.
The notification means 12 is composed of, for example, a segment LED or a liquid crystal display element, and notifies the user of predetermined information regarding the deterioration state of the aluminum electrolytic capacitor 200 based on the output of the deterioration determination means 11.
The stopping unit 13 outputs a predetermined signal corresponding to the deterioration state, such as a stop signal for a device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, based on the output of the deterioration determining unit 11.
Note that one of the notification unit 12 and the stop unit 13 may be omitted.

図2は、実施の形態1に係る湿度センサとアルミ電解コンデンサの配置関係を示す側面図である。
図2において、アルミ電解コンデンサ200は、電解液の気化によりケースの内圧が上昇した際に開弁する防爆弁22が設けられている。
湿度センサ10は、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置されている。湿度センサ10は、例えば、センサ基板110に搭載されている。このセンサ基板110が、アルミ電解コンデンサ200を搭載したコンデンサ搭載基板210に対して固定されることで、湿度センサ10が、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置される。
なお、センサ基板110は本発明における「第1基板」に相当し、コンデンサ搭載基板210は本発明における「第2基板」に相当する。また、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。
FIG. 2 is a side view showing the positional relationship between the humidity sensor and the aluminum electrolytic capacitor according to the first embodiment.
In FIG. 2, the aluminum electrolytic capacitor 200 is provided with an explosion-proof valve 22 that opens when the internal pressure of the case rises due to the evaporation of the electrolyte.
The humidity sensor 10 is disposed to face the explosion-proof valve 22 of the aluminum electrolytic capacitor 200. The humidity sensor 10 is mounted on the sensor substrate 110, for example. The sensor substrate 110 is fixed to the capacitor mounting substrate 210 on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, so that the humidity sensor 10 is disposed to face the explosion-proof valve 22 of the aluminum electrolytic capacitor 200.
The sensor substrate 110 corresponds to a “first substrate” in the present invention, and the capacitor mounting substrate 210 corresponds to a “second substrate” in the present invention. The aluminum electrolytic capacitor 200 corresponds to the “electrolytic capacitor” in the present invention.

コンデンサ搭載基板210及びセンサ基板110は、アルミ電解コンデンサ200が搭載された機器の製品筐体120に収納されている。
このように、アルミ電解コンデンサ200と湿度センサ10は、同一の雰囲気中に配置されており、湿度センサ10は、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度RHaを検出する。
The capacitor mounting substrate 210 and the sensor substrate 110 are housed in a product housing 120 of a device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted.
Thus, the aluminum electrolytic capacitor 200 and the humidity sensor 10 are disposed in the same atmosphere, and the humidity sensor 10 detects the humidity RHa of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200.

図3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3に示すように、アルミ電解コンデンサ200は、電荷が蓄積される電解コンデンサ素子を収納し、アルミニウム等の金属から成るケース20の上面20aの外周部及び側面が薄い樹脂21で覆われている。
また、ケース20の上面20aには、X状の溝20bが形成されており、上面20a及び溝20bにより防爆弁22を構成している。
防爆弁22は、ケース20内部の電解液の分解によりガスが発生してケース20の内部の圧力が上昇した際に膨張し、ケース20の爆発よりも先に溝20bが破断(開弁)してガスを逃がすものである。なお、図3の例では、上面20aにX状の溝を形成しているが、これに限らず任意の形状とすることができる。
このアルミ電解コンデンサ200は、その他の電子部品とともにコンデンサ搭載基板210に取り付けられて使用される。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the aluminum electrolytic capacitor according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the aluminum electrolytic capacitor 200 accommodates an electrolytic capacitor element in which electric charges are accumulated, and the outer peripheral portion and the side surface of the upper surface 20 a of the case 20 made of metal such as aluminum are covered with a thin resin 21. .
Further, an X-shaped groove 20b is formed on the upper surface 20a of the case 20, and the explosion-proof valve 22 is constituted by the upper surface 20a and the groove 20b.
The explosion-proof valve 22 expands when gas is generated due to decomposition of the electrolytic solution inside the case 20 and the pressure inside the case 20 rises, and the groove 20b breaks (opens) before the explosion of the case 20 occurs. Gas escapes. In the example of FIG. 3, the X-shaped groove is formed on the upper surface 20a. However, the shape is not limited to this, and any shape can be used.
The aluminum electrolytic capacitor 200 is used by being attached to a capacitor mounting substrate 210 together with other electronic components.

なお、コンデンサ劣化診断装置100が劣化を検知する対象となるコンデンサはアルミ電解コンデンサに限らず、電解液を含むコンデンサであればよい。例えば、任意の種類の非固体電解コンデンサを検知対象とすることができる。   Note that the capacitor for which the capacitor deterioration diagnosis device 100 detects deterioration is not limited to an aluminum electrolytic capacitor, but may be a capacitor containing an electrolytic solution. For example, any type of non-solid electrolytic capacitor can be detected.

次に、本実施の形態1におけるコンデンサ劣化診断装置100の動作を説明する。
図4は、アルミ電解コンデンサの防爆弁の膨れ状態を模式的に示す図である。
図5は、アルミ電解コンデンサの使用時間と防爆弁の膨れ及び電解液の噴出量との関係を示す図である。図5(a)は、防爆弁の膨れを示し、図5(b)は、電解液の噴出量を示す。
なお、図4においては、湿度センサ10の防爆弁22から噴出された電解液の蒸気を、矢印にて模式的に示している。
図4及び図5(a)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電解液の気化が進み、内圧が徐々に上昇し、防爆弁22が徐々に膨張する。そして、防爆弁22の膨張が更に進み溝20bへの応力が限界を超えると開弁(作動)する。
図5(b)に示すように、防爆弁22が作動すると、アルミ電解コンデンサ200の内部で蒸発した電解液が防爆弁22から噴出する。防爆弁22から電解液の蒸気23が噴出すると、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度が上昇する。
このようなことから、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度を検知することにより、電解液の蒸気23の噴出を検知することができる。つまり、アルミ電解コンデンサ200に劣化によって生じる電解液の噴出を検知することによって、結果としてアルミ電解コンデンサ200の劣化を判定することができる。
Next, the operation of the capacitor deterioration diagnosis apparatus 100 according to the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the swollen state of the explosion-proof valve of the aluminum electrolytic capacitor.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the usage time of the aluminum electrolytic capacitor, the expansion of the explosion-proof valve, and the amount of ejection of the electrolytic solution. Fig.5 (a) shows the expansion of an explosion-proof valve, FIG.5 (b) shows the ejection amount of electrolyte solution.
In FIG. 4, the electrolyte vapor ejected from the explosion-proof valve 22 of the humidity sensor 10 is schematically indicated by arrows.
As shown in FIG. 4 and FIG. 5A, in the aluminum electrolytic capacitor 200, the evaporation of the electrolytic solution proceeds with the lapse of usage time, the internal pressure gradually increases, and the explosion-proof valve 22 gradually expands. When the explosion-proof valve 22 further expands and the stress on the groove 20b exceeds the limit, the valve is opened (operated).
As shown in FIG. 5B, when the explosion-proof valve 22 operates, the electrolyte evaporated inside the aluminum electrolytic capacitor 200 is ejected from the explosion-proof valve 22. When the electrolyte vapor 23 is ejected from the explosion-proof valve 22, the humidity of the air surrounding the aluminum electrolytic capacitor 200 increases.
Thus, by detecting the humidity of the air around the aluminum electrolytic capacitor 200, it is possible to detect the ejection of the vapor 23 of the electrolytic solution. That is, the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 can be determined as a result by detecting the ejection of the electrolytic solution caused by the deterioration in the aluminum electrolytic capacitor 200.

図6は、実施の形態1に係るアルミ電解コンデンサの周囲空気の湿度と湿度センサの出力電圧との関係を示す図である。
図6に示すように、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度と湿度センサ10の出力電圧は比例関係となる。つまり、防爆弁22の作動によって電解液の蒸気23が噴出すると、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度が上昇し湿度センサ10の出力電圧値が上昇する。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the humidity of the ambient air of the aluminum electrolytic capacitor according to Embodiment 1 and the output voltage of the humidity sensor.
As shown in FIG. 6, the humidity of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200 and the output voltage of the humidity sensor 10 are in a proportional relationship. That is, when the electrolyte vapor 23 is ejected by the operation of the explosion-proof valve 22, the humidity of the air surrounding the aluminum electrolytic capacitor 200 increases and the output voltage value of the humidity sensor 10 increases.

そこで、本実施の形態1においては、図6に示すように、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、湿度センサ10の出力電圧がこの劣化判定レベル(図6のb点)を超えたとき、アルミ電解コンデンサ200の劣化を判定する。即ち、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度が小さい場合(図6のa点以下の場合)には、劣化判定手段11はアルミ電解コンデンサ200が正常と判定するが、湿度が大きい場合(図6のa点を超えた場合)には、劣化判定手段11はアルミ電解コンデンサ200が劣化していると判定する。   Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the deterioration determination level is set in advance in the deterioration determination means 11. And the deterioration determination means 11 determines deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200, when the output voltage of the humidity sensor 10 exceeds this deterioration determination level (b point of FIG. 6). That is, when the humidity of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200 is low (in the case of the point a or less in FIG. 6), the deterioration determining means 11 determines that the aluminum electrolytic capacitor 200 is normal, but when the humidity is high (FIG. 6). In the case of exceeding the point a), the deterioration determining means 11 determines that the aluminum electrolytic capacitor 200 has deteriorated.

なお、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度の変化は、アルミ電解コンデンサ200の種類及び防爆弁22の形状などによって異なり、また湿度センサ10とアルミ電解コンデンサ200との位置関係によっても異なるため、劣化判定レベルは、劣化発生時の実際の温度変化量等を計測した実験値などで設定するのがよい。   The change in the humidity of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200 varies depending on the type of the aluminum electrolytic capacitor 200 and the shape of the explosion-proof valve 22, and also varies depending on the positional relationship between the humidity sensor 10 and the aluminum electrolytic capacitor 200. The determination level is preferably set by an experimental value obtained by measuring an actual temperature change amount at the time of deterioration.

なお、本実施の形態1においては、湿度センサ10の検知電圧が劣化判定レベルを超えたとき、劣化を判定したが、本発明はこれに限定されず、湿度センサ10の検知電圧の変化量に基づいて、劣化を判定しても良い。例えば、予め設定した時間当たりの検知電圧の変化量が、予め設定した閾値を超えた場合に劣化していると判定しても良い。このような構成により、アルミ電解コンデンサ200が搭載された機器の設置環境の湿度増加など、長期的な湿度変化による誤検知を抑制し、劣化の判定精度を向上することができる。   In the first embodiment, the deterioration is determined when the detection voltage of the humidity sensor 10 exceeds the deterioration determination level. However, the present invention is not limited to this, and the amount of change in the detection voltage of the humidity sensor 10 is determined. Based on this, deterioration may be determined. For example, it may be determined that the detection voltage has deteriorated when the amount of change in the detection voltage per time exceeds a preset threshold. With such a configuration, it is possible to suppress erroneous detection due to a long-term humidity change, such as an increase in humidity in the installation environment of the device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, and to improve the determination accuracy of deterioration.

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や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。
The deterioration determination unit 11 outputs a determination result of the deterioration state to the notification unit 12. The notification unit 12 displays information (for example, an error code) regarding the determined deterioration state on, for example, a segment LED or a liquid crystal display element. In this display, information on predetermined maintenance content (for example, a message for prompting parts replacement) may be displayed. In addition, information regarding the deterioration state may be notified by sound using a speaker or the like.
Further, the deterioration determination unit 11 outputs the determination result of the deterioration state to the stop unit 13. For example, the stopping unit 13 outputs a stop signal to a device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, and stops the operation of the device. The output from the stopping means 13 is not limited to this, and an arbitrary operation signal may be output, for example, a signal instructing a decrease in the output power of the device.

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の周囲空気の湿度を検出する湿度センサ10を備え、湿度センサ10の検出値に基づいてアルミ電解コンデンサ200の劣化を判定する。
このため、簡易な構成によってアルミ電解コンデンサ200の劣化を判定することができ、製品コストを低減することができる。
また、湿度センサ10の検出値が予め設定された劣化判定レベルを超えたとき、アルミ電解コンデンサ200の劣化を判定するので、アルミ電解コンデンサ200の劣化の検出を、精度良く実現することができる。
As described above, the first embodiment includes the humidity sensor 10 that detects the humidity of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200, and determines the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 based on the detection value of the humidity sensor 10.
For this reason, it is possible to determine the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 with a simple configuration, and to reduce the product cost.
Further, since the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 is determined when the detection value of the humidity sensor 10 exceeds a preset deterioration determination level, the detection of the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 can be realized with high accuracy.

また、湿度センサ10は、アルミ電解コンデンサ200の防爆弁22に対向して配置されている。このため、防爆弁22から噴出した電解液の蒸気23による湿度の上昇を効率よく検出することが可能となり、アルミ電解コンデンサ200の劣化の検出を、精度良く実現することができる。   Further, the humidity sensor 10 is disposed to face the explosion-proof valve 22 of the aluminum electrolytic capacitor 200. For this reason, it becomes possible to efficiently detect an increase in humidity due to the vapor 23 of the electrolytic solution ejected from the explosion-proof valve 22, and the deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 can be accurately detected.

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ることで、アルミ電解コンデンサ200の劣化している状態での運転を抑制することができる。   Further, by notifying the determination result of the deterioration state of the aluminum electrolytic capacitor 200 by the notification means 12, information regarding the deterioration state of the aluminum electrolytic capacitor 200 can be notified to the user. Thereby, the user can suppress the driving | running in the state in which the aluminum electrolytic capacitor 200 has deteriorated by stopping the driving | operation of the apparatus in which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, for example.

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の劣化している状態の際に、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る。   Further, according to the determination result of the deterioration state of the aluminum electrolytic capacitor 200, the stopping unit 13 outputs a stop signal to, for example, a device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted, and stops the operation of the device. Thereby, when the aluminum electrolytic capacitor 200 is in a deteriorated state, the operation of the device on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted can be stopped.

また、湿度センサ10はセンサ基板110に搭載され、センサ基板110はコンデンサ搭載基板210に対して固定されている。このため、湿度センサ10とアルミ電解コンデンサ200との位置関係が固定され、アルミ電解コンデンサ200の劣化の検出を、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や他の電子部品の発熱の影響を受け難くすることができ、高精度、高信頼でアルミ電解コンデンサ200の劣化を検知することが可能となる。   Further, the humidity sensor 10 is mounted on the sensor substrate 110, and the sensor substrate 110 is fixed to the capacitor mounting substrate 210. For this reason, the positional relationship between the humidity sensor 10 and the aluminum electrolytic capacitor 200 is fixed, and detection of deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 can be realized with high accuracy. Further, it is possible to make the aluminum electrolytic capacitor 200 and other electronic components less susceptible to heat generation, and it is possible to detect deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 with high accuracy and high reliability.

なお、センサ基板110をコンデンサ搭載基板210に対して固定する方法としては、たとえは図7及び図8に示すような方法がある。
例えば図7に示すように、センサ基板110とコンデンサ搭載基板210との間に、例えばスペーサ111を配置し、各基板とスペーサ111とをネジ112で固定することで、コンデンサ搭載基板210にセンサ基板110を固定する。
また例えば図8に示すように、アルミ電解コンデンサ200が搭載された製品筐体120に、センサ基板110をネジ121で固定する。
なお、センサ基板110の固定方法はこれに限るものではなく、湿度センサ10が防爆弁22に対向して配置できるものであれば良い。
As a method for fixing the sensor substrate 110 to the capacitor mounting substrate 210, for example, there are methods as shown in FIGS.
For example, as shown in FIG. 7, for example, a spacer 111 is disposed between the sensor substrate 110 and the capacitor mounting substrate 210, and each substrate and the spacer 111 are fixed with screws 112, so that the sensor mounting substrate 210 is attached to the capacitor mounting substrate 210. 110 is fixed.
For example, as shown in FIG. 8, the sensor substrate 110 is fixed to the product housing 120 on which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted with screws 121.
The method for fixing the sensor substrate 110 is not limited to this, and any method may be used as long as the humidity sensor 10 can be disposed facing the explosion-proof valve 22.

実施の形態2.
本実施の形態2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の劣化の程度を多段階に判定する。
以下、本実施の形態2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。
Embodiment 2. FIG.
The deterioration determination means 11 in the second embodiment has a plurality of deterioration determination levels set in advance, and determines the degree of deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 in multiple stages.
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図9は、実施の形態2に係るアルミ電解コンデンサの周囲空気の湿度と湿度センサの出力電圧との関係を示す図である。
本実施の形態2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9に示すように、湿度の各点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、湿度センサ10の出力電圧と、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、劣化の程度を判定する。
なお、アルミ電解コンデンサ200の周囲空気の湿度の変化は、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湿度変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the humidity of the ambient air of the aluminum electrolytic capacitor according to the second embodiment and the output voltage of the humidity sensor.
A plurality of deterioration determination levels are set in advance in the deterioration determination means 11 in the second embodiment. For example, as shown in FIG. 9, deterioration determination levels 1 to 3 (b1 to b3) are set corresponding to the humidity points a1 to a3.
The deterioration determination means 11 compares the output voltage of the humidity sensor 10 with the deterioration determination levels 1 to 3, and determines the degree of deterioration according to each deterioration determination level.
Since the change in the humidity of the ambient air around the aluminum electrolytic capacitor 200 varies depending on the aluminum electrolytic capacitor 200, it is preferable to set a plurality of deterioration determination levels based on experimental values obtained by measuring the actual humidity change amount.

例えば劣化判定手段11は、湿度センサの出力電圧がb3までは、正常状態であると判定する。
一方、湿度センサの出力電圧がb3を上回った場合は、劣化状態であり、劣化判定レベル1〜3に応じて、所定の劣化の程度を判定する。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、劣化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、劣化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、劣化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、劣化の程度に応じて、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。
For example, the deterioration determination means 11 determines that the output voltage of the humidity sensor is in a normal state until b3.
On the other hand, when the output voltage of the humidity sensor exceeds b3, it is in a deteriorated state, and a predetermined degree of deterioration is determined according to the deterioration determination levels 1 to 3. The deterioration determination unit 11 outputs a determination result of the deterioration state to the notification unit 12.
For example, when the deterioration determination level 1 is exceeded, it is determined that the degree of deterioration is a caution state. When the deterioration determination level 2 is exceeded, it is determined that the degree of deterioration is a warning state. Moreover, when the deterioration determination level 3 is exceeded, it determines with the grade of deterioration being a interruption | blocking state.
And the alerting | reporting means 12 displays the information (for example, attention, warning, interruption | blocking etc.) regarding the degree of degradation determined, for example by segment LED or a liquid crystal display element etc. according to the degree of degradation. In this case, information on predetermined maintenance contents may be displayed. For example, when a warning is issued, a warning is given that the parts life is near, a message prompting replacement of the parts is displayed when the warning is given, and a message indicating that the operation cannot be performed due to the parts life is displayed when the warning is interrupted.

また、劣化判定手段11は、劣化の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、判定された劣化の程度に応じた出力を行う。
例えば、劣化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。劣化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、劣化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。
Further, the deterioration determination unit 11 outputs a determination result of the degree of deterioration to the stop unit 13. The stopping unit 13 outputs, for example, an apparatus in which the aluminum electrolytic capacitor 200 is mounted according to the determined degree of deterioration.
For example, when the degree of deterioration is a caution state, no output is made to the device. When the degree of deterioration is a warning state, a signal instructing a decrease in the output power of the device is output. In addition, when the degree of deterioration is in the cut-off state, a stop signal is output to stop the operation of the device.
Note that the number of deterioration determination levels is not limited to three, and an arbitrary number can be set.

以上のように本実施の形態2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の劣化の程度を多段階に判定する。このため、上記実施の形態1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。   As described above, in the second embodiment, the deterioration determination means 11 has a plurality of deterioration determination levels set in advance, and determines the degree of deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200 in multiple stages. For this reason, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to make a determination according to the degree of deterioration of the aluminum electrolytic capacitor 200.

実施の形態3.
図10は、実施の形態3に係るインバータ装置の回路図である。
図10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または2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。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 10 is a circuit diagram of the inverter device according to the third embodiment.
In FIG. 10, an inverter device 300 includes a rectifier circuit 3, an inverter circuit 5 that converts a DC voltage into an AC voltage and outputs the output, an aluminum electrolytic capacitor 200, and a capacitor deterioration diagnosis device described in the first or second embodiment. 100 and a control means 6 for controlling the drive of the inverter circuit 5. This inverter device 300 controls the operation of the motor 7 (load) driven by the electric power supplied from the commercial power source 1.

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。
The rectifier circuit 3 is a full-wave rectifier circuit, for example, and converts the AC voltage of the commercial power supply 1 into a DC voltage. The rectifier circuit 3 is configured by bridge-connecting rectifier diodes 3a to 3d of four semiconductor switch elements.
The above-described aluminum electrolytic capacitor 200 is connected to the output side of the rectifier circuit 3 as a smoothing capacitor.

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。   The inverter circuit 5 receives a DC voltage smoothed by the aluminum electrolytic capacitor 200, performs, for example, PWM control under the control of the control means 6, and converts the input DC voltage into an AC of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. The inverter circuit 5 is configured by bridge-connecting switching elements 5a to 5f made of a semiconductor such as a transistor, for example. Each switching element 5a to 5f is provided with a diode in parallel in the reverse current direction.

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。   The control means 6 performs PWM (Pulse Width Modulation) by determining the switching time of the switching elements 5 a to 5 f of the inverter circuit 5, and applies the voltage to each winding of the motor 7 to control the motor 7. Drive control.

コンデンサ劣化診断装置100は、上述した実施の形態1または2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。
Capacitor deterioration diagnosis apparatus 100 detects deterioration of aluminum electrolytic capacitor 200 provided on the output side of rectifier circuit 3 as in the first or second embodiment.
Further, the stopping unit 13 of the capacitor deterioration diagnosis apparatus 100 outputs a predetermined signal corresponding to the deterioration state to the control unit 6.
For example, the stopping unit 13 outputs a stop signal or a signal for instructing a decrease in the output power of the load (motor 7) to the control unit 6 based on the output of the deterioration determining unit 11.

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。
The control means 6 controls the drive of the motor 7 by controlling the inverter circuit 5 according to the determination result of the capacitor deterioration diagnosis device 100.
For example, when a stop signal is input, the driving of the motor 7 is stopped. Further, when a signal instructing a decrease in output power is input, the output power from the inverter circuit 5 is decreased by reducing the number of revolutions of the motor 7 or the like.

以上のように本実施の形態3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。   As described above, in the third embodiment, since the operation of the inverter circuit 5 is controlled according to the determination result of the deterioration determination means 11, it is possible to prevent the generation of smoke and off-flavor due to the deterioration failure of the aluminum electrolytic capacitor 200. Can do.

実施の形態4.
本実施の形態4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11は、実施の形態4に係る空気調和機の構成を示す図である。
図11において、本実施の形態4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1〜3と同様の効果が得られることはいうまでもない。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, a case where the capacitor deterioration diagnosis device 100 is mounted on, for example, an air conditioner as a home appliance will be described.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to the fourth embodiment.
In FIG. 11, the air conditioner according to the fourth embodiment includes an outdoor unit 310 and an indoor unit 320. The outdoor unit 310 is connected to a refrigerant circuit (not shown) and constitutes a refrigerant compressor 311 constituting a refrigeration cycle, not shown. A blower 312 for an outdoor unit that blows the heat exchanger is provided. At least one of the refrigerant compressor 311 and the outdoor unit blower 312 is driven by the motor 7 controlled by the inverter device 300 described above.
Even in such a configuration, it goes without saying that the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.

なお、本実施の形態4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。   In addition, in this Embodiment 4, although the air conditioner was demonstrated as an example of household appliances, this invention is not restricted to this, What is necessary is just household appliances provided with the load driven by the inverter apparatus 300, For example, a refrigerator, a hand dryer, an IH cooking heater, a rice cooker, a lighting device, or the like may be used.

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 湿度センサ、11 劣化判定手段、12 報知手段、13 停止手段、20 ケース、20a 上面、20b 溝、21 樹脂、22 防爆弁、23 電解液の蒸気、100 コンデンサ劣化診断装置、110 センサ基板、111 スペーサ、112 ネジ、120 製品筐体、121 ネジ、200 アルミ電解コンデンサ、210 コンデンサ搭載基板、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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply, 3 Rectifier circuit, 3a-3d Rectifier diode, 5 Inverter circuit, 5a-5f Switching element, 6 Control means, 7 Motor, 10 Humidity sensor, 11 Degradation judgment means, 12 Notification means, 13 Stop means, 20 Case , 20a Top surface, 20b Groove, 21 Resin, 22 Explosion-proof valve, 23 Electrolyte vapor, 100 Capacitor deterioration diagnosis device, 110 Sensor substrate, 111 Spacer, 112 Screw, 120 Product housing, 121 Screw, 200 Aluminum electrolytic capacitor, 210 Capacitor mounting substrate, 300 inverter device, 310 outdoor unit, 311 refrigerant compressor, 312 blower, 320 indoor unit.

Claims (8)

電解液を含む電解コンデンサの劣化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周囲空気の湿度を検出する湿度センサと、
前記湿度センサの検出値が予め設定され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。
A capacitor deterioration diagnosis device that detects deterioration of an electrolytic capacitor containing an electrolyte solution,
A humidity sensor for detecting the humidity of the air surrounding the electrolytic capacitor;
A deterioration determination means for determining deterioration of the electrolytic capacitor when a detection value of the humidity sensor exceeds a preset deterioration determination level;
A capacitor deterioration diagnosis apparatus comprising:
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の程度を多段階に判定する
ことを特徴とする請求項1記載のコンデンサ劣化診断装置。
The deterioration determining means includes
The capacitor deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a plurality of deterioration determination levels are set in advance, and the degree of deterioration of the electrolytic capacitor is determined in multiple stages.
前記電解コンデンサは、防爆弁を有し、
前記湿度センサは、前記電解コンデンサの前記防爆弁に対向して配置された
ことを特徴とする請求項1または2に記載のコンデンサ劣化診断装置。
The electrolytic capacitor has an explosion-proof valve,
The said humidity sensor is arrange | positioned facing the said explosion-proof valve of the said electrolytic capacitor. The capacitor | condenser degradation diagnostic apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記湿度センサは、第1基板に搭載され、
前記第1基板は、前記電解コンデンサが搭載された第2基板に対して固定された
ことを特徴とする請求項3に記載のコンデンサ劣化診断装置。
The humidity sensor is mounted on the first substrate,
The capacitor degradation diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the first substrate is fixed to a second substrate on which the electrolytic capacitor is mounted.
前記劣化判定手段が判定した劣化状態の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1〜4の何れか一項に記載のコンデンサ劣化診断装置。
The capacitor deterioration diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising notification means for notifying information on a deterioration state determined by the deterioration determination means.
整流された電源電圧を平滑する、電解液を含む電解コンデンサと、
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り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1〜5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。
An electrolytic capacitor containing an electrolyte that smoothes the rectified power supply voltage; and
An inverter circuit that has a plurality of switching elements, converts the DC voltage smoothed by the electrolytic capacitor into an AC voltage, and outputs the AC voltage;
Capacitor deterioration diagnosis device according to any one of claims 1 to 5,
An inverter device comprising:
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6記載のインバータ装置。
Comprising control means for controlling the drive of the inverter circuit;
The control means includes
The inverter device according to claim 6, wherein operation of the inverter circuit is controlled according to a determination result of the deterioration determination unit.
請求項6または7記載のインバータ装置と、
前記インバータ回路により駆動される負荷と、
を備えたことを特徴とする家電機器。
An inverter device according to claim 6 or 7,
A load driven by the inverter circuit;
Home appliances characterized by comprising
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