JP2017229170A - Inrush current prevention circuit and abnormality detection method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供給する電力を可変して負荷を駆動する負荷駆動回路に設けられた突入電流防止回路に関する。 The present invention relates to an inrush current prevention circuit provided in a load drive circuit that drives a load by changing supplied power.
従来の突入電流防止回路は、例えば特許文献1に示されている。特許文献1には、負荷としての圧縮機モータへの通電路に設けられた抵抗と、抵抗に並列接続されたリレー接点とからなる突入電流防止回路が開示されている。そこでは、圧縮機モータへ通電開始時に、約2秒間、リレー接点をオフ状態として、抵抗を介して平滑コンデンサを充電することによって、突入電流が平滑コンデンサに流れることを防止している。そして、約2秒経過後には、リレー接点がオン状態とされ、リレー接点を介して圧縮機モータに通電される。
A conventional inrush current prevention circuit is disclosed in
しかしながら、上記従来の突入電流防止回路においては、リレー接点が正常に機能している場合には、リレー接点を介して負荷に所望の電力が供給できるものの、リレー接点に埃等が付着して、リレー接点の接続に不具合が生じた場合、負荷を所望の制御形態で制御できない虞がある。そのため、このような抵抗とリレー接点とを備えた突入電流防止回路において、簡易な構成によってリレー接点の接続異常を検出する技術が所望されていた。 However, in the conventional inrush current prevention circuit, when the relay contact is functioning normally, although desired power can be supplied to the load via the relay contact, dust or the like adheres to the relay contact, When a failure occurs in the connection of the relay contact, there is a possibility that the load cannot be controlled in a desired control form. Therefore, there has been a demand for a technique for detecting a connection abnormality of a relay contact with a simple configuration in an inrush current prevention circuit having such a resistor and a relay contact.
本明細書に開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡易な構成によってリレー接点の接続異常を検出することができる突入電流防止回路および突入電流防止回路の異常検出方法を提供する。 The technology disclosed in the present specification has been completed based on the above circumstances, and an inrush current prevention circuit and an inrush current prevention circuit capable of detecting a relay contact connection abnormality with a simple configuration. An abnormality detection method is provided.
本明細書に開示される突入電流防止回路は、負荷を電力可変駆動する負荷駆動回路に設けられた突入電流防止回路であって、前記負荷に駆動電流を供給する電源ラインに直列に接続され、前記負荷駆動回路の起動時の突入電流を制限する制限抵抗と、前記制限抵抗の負荷側において、前記電源ラインとグランドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記制限抵抗に並列に接続されたリレー接点を含み、前記平滑コンデンサの充電電圧である電源電圧が所定電圧まで増加した際に前記リレー接点を閉じさせ、前記リレー接点を介して前記負荷に前記駆動電流を供給するリレーと、前記電源電圧の検出する電圧検出回路と、前記負荷を電力可変制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記負荷駆動回路の起動時に、前記電源電圧が、前記所定電圧まで増加した後に、所定期間、前記負荷を、前記制限抵抗を介して供給された場合に前記電源電圧を所定量、低下させる電力で駆動する初期駆動処理と、前記初期駆動処理中に、前記電源電圧が前記所定量、低下したか否かを判定する判定処理と、前記判定処理において前記電源電圧が前記所定量、低下したと判定した場合、前記リレー接点の接続異常と判定する異常判定処理と、を実行する。 The inrush current prevention circuit disclosed in the present specification is an inrush current prevention circuit provided in a load drive circuit that drives a load with variable power, and is connected in series to a power supply line that supplies a drive current to the load. A limiting resistor for limiting an inrush current at the start of the load driving circuit; a smoothing capacitor connected between the power supply line and the ground line on the load side of the limiting resistor; and a relay connected in parallel to the limiting resistor A relay that includes a contact and closes the relay contact when a power supply voltage that is a charging voltage of the smoothing capacitor increases to a predetermined voltage, and supplies the drive current to the load via the relay contact; and the power supply voltage And a control circuit that variably controls the load, and the control circuit is configured such that when the load driving circuit is activated, the power supply voltage is: An initial driving process for driving the load with a predetermined amount of power when the load is supplied via the limiting resistor after increasing to a predetermined voltage, and during the initial driving process. A determination process for determining whether or not the power supply voltage has decreased by the predetermined amount, and an abnormality for determining that the relay contact is abnormal when the determination process determines that the power supply voltage has decreased by the predetermined amount. And a determination process.
本構成によれば、負荷駆動回路の起動時に初期駆動処理を行うことによって、リレー接点が正常に閉じていない場合に、制限抵抗を介して電源ラインに電流が流れ、制限抵抗による電圧降下が生じる。また、その際、平滑コンデンサの放電によって、平滑コンデンサの充電電圧、すなわち、電源電圧が低下する。そのため、電源電圧の低下の所定量と、制限抵抗を介して供給された場合に電源電圧を所定量、低下させる電力とを適宜、設定することによって、初期駆動処理と判定処理とにより電源電圧が所定量、低下が判定された場合、リレー接点の異常を検出できる。また、その際、異常検出を既存の回路構成で行える。すなわち、異常検出のための追加の回路構成が必要とされない。そのため、簡易な構成によってリレー接点の接続異常を検出することができる。
なお、ここで「リレー接点の接続異常」には、埃等によるリレー接点自体に起因した接続異常と、リレーの動作不良に起因した接続異常とが含まれる。また、「所定期間」、「電源電圧の低下の所定量」、および「制限抵抗を介して供給された場合に所定電圧まで達した電源電圧を所定量、低下させる電力」は、制限抵抗の抵抗値等に基づいて、互いに関連して、事前に、実験等によって決定される値である。
According to this configuration, by performing the initial driving process at the time of starting the load driving circuit, when the relay contact is not normally closed, a current flows through the power supply line via the limiting resistor, and a voltage drop due to the limiting resistor occurs. . At that time, due to the discharge of the smoothing capacitor, the charging voltage of the smoothing capacitor, that is, the power supply voltage is lowered. Therefore, by appropriately setting the predetermined amount of power supply voltage drop and the power to reduce the power supply voltage by a predetermined amount when supplied via the limiting resistor, the power supply voltage is determined by the initial drive process and the determination process. When a predetermined amount of decrease is determined, an abnormality of the relay contact can be detected. At that time, the abnormality detection can be performed with the existing circuit configuration. That is, no additional circuit configuration for detecting an abnormality is required. Therefore, it is possible to detect a connection abnormality of the relay contact with a simple configuration.
Here, “relay contact connection abnormality” includes connection abnormality due to the relay contact itself due to dust and the like, and connection abnormality due to relay malfunction. In addition, the “predetermined period”, “predetermined amount of power supply voltage decrease”, and “power that decreases the power supply voltage that reaches the predetermined voltage when supplied via the limiting resistor” are the resistance of the limiting resistor. Based on the value or the like, the value is determined in advance by experiments or the like in relation to each other.
上記突入電流防止回路において、前記電圧検出回路は、前記電源電圧を分圧した分圧電圧によって検出する分圧回路であり、前記突入電流防止回路は、さらに、前記分圧電圧と基準電圧とを比較して、比較信号を生成する比較回路を備え、前記制御回路は、前記初期駆動処理中に、前記比較信号に基づいて前記判定処理を実行し、前記分圧電圧が前記基準電圧未満に低下したことを示す前記比較信号を受け取った際に、前記異常判定処理を実行するようにしてもよい。
本構成によれば、基準電圧の設定値によって、リレー接点の接続異常を検出するための電源電圧の低下の所定量を、異常検出の状況に応じて適宜、設定することができる。例えば、基準電圧を、定常時の電源電圧の分圧電圧との差の小さい値に設定することによって、低下の所定量を小さく設定できる。一方、基準電圧を、同分圧電圧との差の大きい値に設定することによって、低下の所定量を大きく設定することができる。
In the inrush current prevention circuit, the voltage detection circuit is a voltage dividing circuit that detects a divided voltage obtained by dividing the power supply voltage, and the inrush current prevention circuit further includes the divided voltage and a reference voltage. In comparison, the control circuit includes a comparison circuit that generates a comparison signal, and the control circuit executes the determination process based on the comparison signal during the initial drive process, and the divided voltage decreases to less than the reference voltage. The abnormality determination process may be executed when the comparison signal indicating that the error has occurred is received.
According to this configuration, the predetermined amount of decrease in the power supply voltage for detecting the relay contact connection abnormality can be appropriately set according to the abnormality detection state, based on the set value of the reference voltage. For example, the predetermined amount of reduction can be set small by setting the reference voltage to a value with a small difference from the divided voltage of the power supply voltage in the steady state. On the other hand, by setting the reference voltage to a value having a large difference from the divided voltage, the predetermined amount of decrease can be set large.
また、上記突入電流防止回路において、前記制御回路は、前記異常判定処理を実行する際に、前記リレー接点の異常を報知する報知処理を実行するようにしてもよい。
本構成によれば、リレー接点の異常をユーザに報知することによって、対応処置をユーザに早急に行わせることができる。
In the inrush current prevention circuit, the control circuit may execute a notification process for notifying the abnormality of the relay contact when executing the abnormality determination process.
According to this configuration, it is possible to prompt the user to take countermeasures by notifying the user of abnormality of the relay contact.
また、上記突入電流防止回路において、前記負荷は、前記電力可変駆動として、少なくとも高速度駆動および低速度駆動されるモータであり、前記制御回路は、前記初期駆動処理において、前記起動時に、前記所定期間、前記モータを前記高速度駆動するようにしてもよい。
本構成によれば、負荷がモータである場合、高速度駆動させることによって、高電力駆動することができる。それによって、リレー接点の異常時における電源電圧の低下量を多くすることができ、リレー接点の異常検出が容易となる。
In the inrush current prevention circuit, the load is a motor that is driven at least at a high speed and a low speed as the variable power drive, and the control circuit is configured to perform the predetermined operation at the start-up in the initial drive process. During the period, the motor may be driven at the high speed.
According to this configuration, when the load is a motor, it is possible to drive at high power by driving at high speed. As a result, the amount of decrease in the power supply voltage when the relay contact is abnormal can be increased, and the abnormality detection of the relay contact is facilitated.
また、本明細書に開示される突入電流防止回路の異常検出方法は、負荷を電力可変駆動する負荷駆動回路に設けられた突入電流防止回路の異常を検出する方法であって、前記突入電流防止回路は、前記負荷に駆動電流を供給する電源ラインに直列に接続され、前記負荷駆動回路の起動時の突入電流を制限する制限抵抗と、前記制限抵抗の負荷側において、前記電源ラインとグランドライン間に接続された平滑コンデンサと、前記制限抵抗に並列に接続されたリレー接点を含み、前記平滑コンデンサの充電電圧である電源電圧が所定電圧まで増加した際に前記リレー接点を閉じさせ、前記リレー接点を介して前記負荷に前記駆動電流を供給するリレーと、を備え、当該突入電流防止回路の異常検出方法は、前記負荷駆動回路の起動時に、前記電源電圧が、前記所定電圧まで増加した後に、所定期間、前記負荷を、前記制限抵抗を介して供給された場合に前記電源電圧を所定量、低下させる電力で駆動する初期駆動工程と、前記初期駆動工程中に、前記電源電圧が所定量、低下したか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記電源電圧が前記所定量、低下したと判定した場合、前記リレー接点の接続異常と判定する異常判定工程と、を含む。 An abnormality detection method for an inrush current prevention circuit disclosed in the present specification is a method for detecting an abnormality in an inrush current prevention circuit provided in a load drive circuit that drives a load with variable power, and the inrush current prevention circuit The circuit is connected in series to a power supply line that supplies a drive current to the load, and a limiting resistor that limits an inrush current at the time of starting the load driving circuit, and on the load side of the limiting resistor, the power supply line and the ground line A smoothing capacitor connected in between, and a relay contact connected in parallel to the limiting resistor, the relay contact is closed when a power supply voltage that is a charging voltage of the smoothing capacitor increases to a predetermined voltage, and the relay A relay for supplying the drive current to the load via a contact, and an abnormality detection method for the inrush current prevention circuit includes the power supply when the load drive circuit is activated. An initial driving step of driving the power supply with a predetermined amount of power when the load is supplied via the limiting resistor after the voltage has increased to the predetermined voltage; and the initial driving. A determination step of determining whether or not the power supply voltage has decreased by a predetermined amount during the process, and a determination that the relay contact is abnormal when it is determined in the determination step that the power supply voltage has decreased by the predetermined amount An abnormality determination step.
上記突入電流防止回路の異常検出方法において、前記負荷は、前記電力可変駆動として、少なくとも高速度駆動および低速度駆動されるモータであり、前記初期駆動工程は、前記起動時に、前記所定期間、前記モータを前記高速度駆動させることを含むようにしてもよい。 In the abnormality detection method for the inrush current prevention circuit, the load is a motor that is driven at least at a high speed and a low speed as the power variable drive, and the initial drive step includes the predetermined period, The motor may be driven at the high speed.
本発明の突入電流防止回路によれば、簡易な構成によってリレー接点の接続異常を検出することができる。 According to the inrush current preventing circuit of the present invention, it is possible to detect an abnormal connection of the relay contacts with a simple configuration.
本発明に係る一実施形態を図1から図4を参照して説明する。
1.モータ駆動回路の構成
モータ駆動回路1は、本実施形態では、製氷機に設けられ、製氷機の凝縮器を冷却する速度可変(電力可変)のファンモータ50を、負荷として駆動する。ファンモータ50は、本実施形態では、例えば、インバータ内蔵タイプの3相DCブラシレスモータである。
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1. Configuration of Motor Drive Circuit In this embodiment, the
モータ駆動回路1は、ファンモータ50の回転速度(以下、単に「速度」と記す)を、周囲温度に対応して変更して、ファンモータ50を駆動する。周囲温度が低い場合、例えば、600r/minの低速度で駆動し、周囲温度が高い場合、例えば、1200r/minの高速度で駆動し、その中間温度では、例えば、900r/minの中速度で駆動する。通常、ファンモータ50の速度の増加に応じて消費電力が増加するため、モータ駆動回路1は、言い換えれば、ファンモータ50を電力可変駆動する。モータ駆動回路1は、負荷駆動回路の一例である。
本実施形態では、ファンモータ50は、低速度駆動、中速度駆動、および高速度駆動され、少なくとも低速度駆動および高速度駆動される。すなわち、ファンモータ50の使用電力領域が電力可変範囲のほぼ全域である場合を想定しているが、使用電力領域はこれに限られない。例えば、使用電力領域は、電力可変範囲の中間電力より低い低電力領域のみであってもよく、その場合、ファンモータ50は、低速度駆動のみされる。
The
In the present embodiment, the
なお、モータは、凝縮器を冷却するファンモータに限られず、例えば、製氷機のポンプモータ、あるいは冷蔵庫のコンプレッサモータ、あるいはビールディスペンサの撹拌モータ等であってもよい。また、負荷駆動回路はモータ駆動回路に限られず、例えば、負荷である熱線ヒータを可変電力駆動するヒータ駆動回路であってもよいし、あるいは、負荷である電灯を可変電力駆動する電灯駆動回路であってもよい。要は、負荷駆動回路は、負荷を電力可変駆動する回路であればよい。 The motor is not limited to a fan motor that cools the condenser, and may be, for example, a pump motor of an ice maker, a compressor motor of a refrigerator, a stirring motor of a beer dispenser, or the like. Further, the load driving circuit is not limited to the motor driving circuit. For example, the load driving circuit may be a heater driving circuit that drives a hot wire heater that is a load with variable power, or may be a lamp driving circuit that drives a lamp that is a load with variable power. There may be. In short, the load driving circuit may be a circuit that variably drives the load.
モータ駆動回路1は、図1に示されるように、電源回路10、突入電流防止回路20、およびマイクロコンピュータボード(以下、「マイコンボード」と記す)30を含む。なお、図1に示された構成には限られず、例えば、電源回路10とマイコンボード30とは、一枚の制御基板内に設けられてもよい。
As shown in FIG. 1, the
電源回路10は、図1に示されるように、電源スイッチSW1、ダイオードブリッジDB1、制限抵抗21、平滑コンデンサC1、分圧回路22、比較器23、リレー24、DC/DCコンバータ11、ローパスフィルタ12、およびフォトカプラー(PC1−PC3)等を含む。
As shown in FIG. 1, the
電源スイッチSW1は、電源回路10をオン・オフするためのスイッチであり、電源スイッチSW1がオンされることによって電源回路10が起動され、電源スイッチSW1がオフされることによって電源回路10の動作が停止される。
The power switch SW1 is a switch for turning on / off the
ダイオードブリッジDB1は、本実施形態では、100Vの交流電圧を整流する。制限抵抗21は、ダイオードブリッジDB1の後段において、ファンモータ(以下、単に「モータ」と記す)50に駆動電流を供給する電源ラインLsに直列に接続され、電源スイッチSW1のオン時の突入電流を制限する。
In the present embodiment, the diode bridge DB1 rectifies an AC voltage of 100V. The limiting
平滑コンデンサC1は、制限抵抗21の後段において、すなわち、モータ50側において、電源ラインLsとグランドラインLgとの間に接続されている。平滑コンデンサC1は、整流された交流電圧を平滑して、ファンモータ50駆動用の約140Vの直流電源電圧を生成する。DC/DCコンバータ11は、140Vの直流電源電圧を15Vの制御用直流電圧Vcに変換する。
The smoothing capacitor C1 is connected between the power supply line Ls and the ground line Lg after the limiting
リレー24は、制限抵抗21に並列に接続されたリレー接点24aを含み、平滑コンデンサC1の充電電圧である電源電圧Vsが定常電源電圧Vssまで増加した際にリレー接点24aを閉じさせる。定常電源電圧Vssは、本実施形態では、例えば、DC140Vとされる。
The
分圧回路22は、二個の分圧抵抗R1,R2を含み、分圧抵抗R1,R2によって電源電圧Vsを分圧し、分圧電圧Vdvを生成する。分圧回路22は、電源電圧Vsを検出する電圧検出回路の一例であり、電源電圧Vsを間接的に検出する。
The
分圧電圧Vdvは、比較器(「比較回路」の一例)23の反転入力端子に入力される。一方、比較器23の非反転入力端子には、制御用直流電圧Vcを抵抗R3,R4によって分圧して生成された基準電圧Vrefが入力される。
The divided voltage Vdv is input to an inverting input terminal of a comparator (an example of a “comparison circuit”) 23. On the other hand, a reference voltage Vref generated by dividing the control DC voltage Vc by the resistors R3 and R4 is input to the non-inverting input terminal of the
比較器23は、分圧電圧Vdvと基準電圧Vrefとを比較して、比較信号Scomを生成する。分圧電圧Vdvが基準電圧Vrefより小さい場合、比較信号Scomは、論理ハイレベルとなり、分圧電圧Vdvが基準電圧Vref以上の場合、比較信号Scomは、論理ローレベルとなる。
The
比較信号Scomが論理ハイレベルの場合、スイッチトランジスタであるPNPトランジスタQ1はオンされない。そのため、リレー24は励磁されず、リレー接点24aは開状態である。これは、電源スイッチSW1がオンされたモータ駆動回路1(詳しくは、電源回路10)の起動直後で、平滑コンデンサC1の充電電圧が低い期間に相当し、図4の時刻t0から時刻t1までの期間に相当する。この期間、平滑コンデンサC1の充電は、制限抵抗21を介して行われる。これによって、モータ駆動回路1の起動時に、突入電流が平滑コンデンサC1に流入することが防止される。それによって、平滑コンデンサC1が突入電流から保護される。
When the comparison signal Scom is at a logic high level, the PNP transistor Q1, which is a switch transistor, is not turned on. Therefore, the
一方、比較信号Scomが論理ローレベルの場合、PNPトランジスタQ1がオンする。それによって、リレー24が励磁され、リレー接点24aは閉じられ、導通する。この状態は、平滑コンデンサC1の充電が完了し、充電電圧が所定の定常電源電圧Vssに達している期間に相当し、図4の時刻t1以降の期間に相当する。
On the other hand, when the comparison signal Scom is at a logic low level, the PNP transistor Q1 is turned on. As a result, the
比較信号Scomは、論理が反転された充電信号Schとして、PNPトランジスタQ1のコレクタから、フォトカプラPC1を介して、マイコンボード30に供給される。すなわち、充電信号Schが論理ハイレベルの場合、平滑コンデンサC1の充電完了状態が示される(図4参照)。
The comparison signal Scom is supplied from the collector of the PNP transistor Q1 to the
フォトカプラPC2は、マイコンボード30から速度指令信号Sscを生成するためのPWM(パルス幅変調)信号を受け取る。ローパスフィルタ12はPWM信号をアナログ電圧である速度指令信号Sscに変換する。速度指令信号Sscはモータ50に供給され、モータ50の速度制御に使用される。また、フォトカプラPC3は、モータ50から供給される、モータ50の回転数を示す回転パルス信号Srpをマイコンボード30に供給する。
The photocoupler PC2 receives a PWM (pulse width modulation) signal for generating the speed command signal Ssc from the
マイコンボード30は、CPU31、ROM32、LED33、タイマ34、および電源回路(図示せず)等を含む。
CPU31は、モータ50の速度可変制御を行う。ここで、CPU31は「制御回路」の一例であり、速度可変制御は、「電力可変制御」の一例である。その際、CPU31は、回転パルス信号Srpに基づいて、モータ50の回転数(速度)を計算し、モータ50の速度が所定の速度となるようにPWM信号のパルス幅を変更する、速度フィードバック処理を行う。なお、制御回路は、CPUに限られず、例えば、ASIC(特定用途用集積回路)等であってもよい。
The
The
また、CPU31は、ROM32に格納されたプログラムにしたがって、後述する突入電流防止回路の異常検出に係る、詳しくは、リレー接点24aの異常検出に係る各処理を実行する。
ROM32は、CPU31が実行する各種プログラムを格納する。LED33は、リレー接点24aの異常が検出された場合、その異常を表示する。タイマ34は、CPU31が各種プログラムを実行する際の、時間を計測する。
Further, the
The
本実施形態において、突入電流防止回路20は、上記モータ駆動回路1の構成のうち、制限抵抗21、平滑コンデンサC1、分圧回路22、比較器23、リレー24、およびCPU31等によって構成される。
In the present embodiment, the inrush
2.突入電流防止回路の異常検出処理
次に、図2から図4を参照して、CPU31によって、ROM32に格納されたプログラムにしたがって実行される突入電流防止回路の異常検出処理(異常検出処方法)について説明する。なお、電源スイッチSW1がオンされる前に、マイコンボード30の電源(図示せず)は立ち上がっており、CPU31は動作状態にあるものとする。
2. Inrush Current Prevention Circuit Abnormality Detection Processing Next, with reference to FIGS. 2 to 4, the inrush current prevention circuit abnormality detection processing (abnormality detection processing method) executed by the
図3の時刻t0において電源回路10の電源スイッチSW1がオンされたものとすると(図2のステップS10)、CPU31は、ステップS20において、充電信号Sch(比較信号Scomの反転信号)に基づいて、分圧電圧Vdvが基準電圧Vref以上に達したか否かを判定する。
If the power switch SW1 of the
分圧電圧Vdvが基準電圧Vref以上に達していないと判定した場合(図3、図4の時刻t0から時刻t1までの期間に相当)、CPU31は、待機する。一方、分圧電圧Vdvが基準電圧Vref以上に達したと判定した場合(図3、図4の時刻t1に相当)、CPU31は、ステップS30において、高速運転用のPWM信号(デューティ比の大きいPWM信号)を生成し、所定期間K1(図4の時刻t1から時刻t3までの期間)、例えば、2−3秒間、モータ50を、例えば、1200r/minで高速運転(高速度駆動)する。すなわち、モータ50を高速運転するステップS30の処理は、「所定期間、負荷を、制限抵抗を介して供給された場合に所定電圧まで達した電源電圧を所定量、低下させる電力で駆動する初期駆動処理、あるいは初期駆動工程」の一例である。
When it is determined that the divided voltage Vdv has not reached the reference voltage Vref or higher (corresponding to the period from time t0 to time t1 in FIGS. 3 and 4), the
次いで、CPU31は、ステップS40において、充電信号Schに基づいて、分圧電圧Vdvが基準電圧Vref未満に低下したか否かを判定する。ここで、ステップS40の処理は、「判定処理」、および「判定工程」に相当する。すなわち、ステップS40の処理は、初期駆動処理中に、電源電圧Vsが所定量ΔV(ここでは、定常の電源電圧Vssと、基準電圧Vrefに相当する電源電圧Vsとの差電圧)、低下したか否かを、充電信号Schに基づいて判定する。ここで、充電信号Schは、比較信号Scomの反転信号であり、比較信号Scomは分圧電圧Vdvに基づいた信号であるため、充電信号Schは、分圧電圧Vdvに基づいた信号である。そのため、充電信号Schに基づいて電源電圧Vsが所定量ΔV低下したか否かを判定できる。その際、本実施形態では、所定量ΔVは、定常の電源電圧Vssに相当する分圧電圧Vdvと、基準電圧Vrefとの差に相当する。これに限定されず、例えば、所定量ΔVは、定常の電源電圧Vssに相当する分圧電圧Vdvと、基準電圧Vrefと異なる他の電圧との差とされてもよい。
Next, in step S40, the
なお、所定期間K1および電源電圧Vsの低下の所定量ΔVは、本実施形態では、モータ50を、例えば、1200r/minで高速運転した場合において、制限抵抗21の抵抗値等に基づいて、事前に実験等によって決定される。これに限られず、例えば、逆に、所定量ΔVを先に決定しておいて、所定量ΔVが得られる高速運転の回転数等を決定してもよい。すなわち、「所定期間K1」、「制限抵抗21の抵抗値」、「分圧抵抗R1,R2の値」、「電源電圧Vsの低下の所定量ΔV」、および「初期駆動処理中の回転速度(電力)」等は、リレーの異常検出の状況に応じて、互いに関連して、事前に実験等によって、決定されればよい。その際、各値を決定する順序は任意である。
Note that the predetermined amount ΔV of the decrease in the predetermined period K1 and the power supply voltage Vs is determined in advance in this embodiment based on the resistance value of the limiting
分圧電圧Vdvが基準電圧Vref未満に低下したと判定した場合(YES:図3の時刻t2に相当)、ステップS50において、CPU31は、リレー接点24aの接続不良が発生した、すなわち、リレー接点24aの接続異常が発生したと判定する(「異常判定処理」および「異常判定工程」に相当)。そして、CPU31はPWM信号の生成を停止してモータ50の回転を停止させるとともに、例えば、異常信号Saを生成して(図3の時刻t2参照)、異常信号SaによってLED33を点灯させ、リレー接点の異常をユーザに報知する(「報知処理」に相当)。
When it is determined that the divided voltage Vdv has decreased below the reference voltage Vref (YES: corresponding to time t2 in FIG. 3), in step S50, the
なお、ここで「リレー接点の接続異常」には、リレー24の励磁動作は正常であり、リレー接点24aは移動動作するものの、リレー接点24aに付着した埃等による導通不良による接続異常と、リレー24の励磁動作不良に起因してリレー接点24aの移動動作が行われない接続異常とが含まれる。
Note that the "relay contact abnormality" here is that the
また、リレー接点の異常判定時に異常報知を行う場合、必ずしもモータ50の回転を停止させなくてもよい。また、リレー接点の異常の報知方法はこれに限られず、例えば、LCDに異常を文字等で表示させてもよい。また、リレー接点の異常判定時にモータ50の回転を停止させる場合、異常報知を行わなくてもよい。
Further, when the abnormality notification is performed when the abnormality of the relay contact is determined, the rotation of the
一方、ステップS40において、分圧電圧Vdvが基準電圧Vref未満に低下していないと判定した場合(NO)、CPU31は、ステップS60において、高速運転の所定期間K1が経過したか否かを、例えば、タイマ34の計測に基づいて判定する。
On the other hand, if it is determined in step S40 that the divided voltage Vdv has not decreased below the reference voltage Vref (NO), the
所定期間K1が経過していないと判定した場合(NO)、ステップS40の処理に戻る。一方、所定期間K1が経過したと判定した場合(YES:図4の時刻t3に相当)、CPU31は、ステップS70において、リレー接点24aの接続が正常であると判定し、通常のPWM制御、すなわち、通常の回転速度制御を開始する。
If it is determined that the predetermined period K1 has not elapsed (NO), the process returns to step S40. On the other hand, if it is determined that the predetermined period K1 has elapsed (YES: corresponding to time t3 in FIG. 4), the
なお、図2に示した各処理の順序は、一例を示したものに過ぎず、適宜変更することができる。例えば、ステップS30の次にステップS60に移行し、その後にステップS40の処理をしてもよい。すなわち、所定期間K1の高速運転の終了後に、電源電圧Vsが所定量、降下したか否かの判定を行ってもよい。その場合、ステップS40においてYES判定の場合は、ステップS50の処理に移行し、NO判定の場合は、ステップS70の処理に移行する。 Note that the order of the processes shown in FIG. 2 is merely an example, and can be changed as appropriate. For example, the process may proceed to step S60 after step S30, and then the process of step S40 may be performed. That is, it may be determined whether or not the power supply voltage Vs has dropped by a predetermined amount after the high-speed operation in the predetermined period K1 ends. In this case, if YES is determined in step S40, the process proceeds to step S50. If NO is determined, the process proceeds to step S70.
3.本実施形態の効果
本実施形態では、負荷駆動回路1の起動時、すなわち、電源回路10の電源スイッチSW1のオン時に、電源電圧Vsが所定値(本実施形態では140V)に達した後に(図3、図4の時刻t1以降に)、強制的に高速運転処理S30(初期駆動処理)が行われる。それによって、リレー接点24aが正常に閉じていない場合には、制限抵抗21を介して電源ラインLsに中速運転等よりは大きな電流が流れ、制限抵抗21によって、中速運転等よりは大きな電圧降下が生じる。また、その際、平滑コンデンサの放電によって、平滑コンデンサの充電電圧、すなわち、電源電圧Vsが中速運転等よりは大きく低下する。そのため、異常検出のための電源電圧Vsの低下の所定量ΔVを適宜、設定することによって、リレー接点24aの異常を検出できる。また、その際、異常検出を、CPU31のプログラムにしたがった制御処理によって、既存の突入電流防止回路20の回路構成で行える。すなわち、異常検出のための追加の回路構成が必要とされない。そのため、簡易な構成によってリレー接点24aの接続異常を検出することができる。
3. Effects of the present embodiment In the present embodiment, when the
その際、本実施形態では、比較器23の基準電圧Vrefの設定値によって、リレー接点24aの接続異常を検出するための電源電圧の低下の所定量ΔVを、異常検出の状況、例えば、検出速度等に応じて適宜、設定することができる。例えば、基準電圧Vrefを、定常時の電源電圧Vsの分圧電圧Vdvとの差の小さい値に設定することによって、低下の所定量ΔVを小さく設定できる。一方、基準電圧Vrefを、定常時の電源電圧Vsの分圧電圧Vdvとの差の大きい値に設定することによって、低下の所定量ΔVを大きく設定することができる。
At this time, in the present embodiment, the predetermined amount ΔV of the decrease in the power supply voltage for detecting the connection abnormality of the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1)上記実施形態では、電圧検出回路を、電源電圧Vsを間接的に検出する分圧回路22によって構成する例を示したが、これに限られない。電圧検出回路は、電源電圧Vsを直接、検出する回路によって構成してもよい。その場合、リレー接点24aの異常検出の際の、電源電圧Vsの低下量は、定常の電源電圧Vsと電圧検出信号との差から算出し、低下所定量ΔVと比較することができる。
(1) In the above embodiment, the voltage detection circuit is configured by the
(2)上記実施形態では、ステップS30の初期駆動処理において、モータ50を、例えば、1200r/minで高速運転(高電力駆動)する例を示したが、これに限られない。例えば、モータ50が、電力可変範囲内の低い低電力領域で使用される場合は、初期駆動処理において、低電力領域での通常使用電力より高い電力となる運転速度、例えば、800r/minで運転するようにしてもよい。要は、初期駆動処理において、所定期間K1、モータ50(負荷)が、制限抵抗21を介して供給された場合に電源電圧Vsを所定量ΔV、低下させる電力で駆動されればよい。その際、「所定期間K1」、「制限抵抗21の抵抗値」、「電源電圧Vsの低下の所定量ΔV」、および「回転速度(電力)」等は、リレーの異常検出の状況に応じて、事前に実験等によって、決定される。なお、制限抵抗21での電圧降下は、電流、言い換えれば、電力に比例する。そのため、初期駆動処理での電力は、本実施形態のように、使用される電力可変領域内において高い電力の方が有利である。
(2) In the above embodiment, the example in which the
(3)上記実施形態では、突入電流防止回路が、製氷機の凝縮器を冷却するファンモータ50を駆動するモータ駆動回路1に適用される例を示したが、本発明による突入電流防止回路の適用はこれに限定されない。本発明による突入電流防止回路は、負荷を電力可変駆動する、あらゆる負荷駆動回路に適用され得る。
(3) In the above embodiment, the inrush current prevention circuit is applied to the
1…モータ駆動回路(負荷駆動回路)、20…突入電流防止回路、21…制限抵抗、22…分圧回路、23…比較器、24…リレー、24a…リレーの接点、31…CPU、C1…平滑コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記負荷に駆動電流を供給する電源ラインに直列に接続され、前記負荷駆動回路の起動時の突入電流を制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗の負荷側において、前記電源ラインとグランドライン間に接続された平滑コンデンサと、
前記制限抵抗に並列に接続されたリレー接点を含み、前記平滑コンデンサの充電電圧である電源電圧が所定電圧まで増加した際に前記リレー接点を閉じさせ、前記リレー接点を介して前記負荷に前記駆動電流を供給するリレーと、
前記電源電圧の検出する電圧検出回路と、
前記負荷を電力可変制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記負荷駆動回路の起動時に、前記電源電圧が、前記所定電圧まで増加した後に、所定期間、前記負荷を、前記制限抵抗を介して供給された場合に前記電源電圧を所定量、低下させる電力で駆動する初期駆動処理と、
前記初期駆動処理中に、前記電源電圧が前記所定量、低下したか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理において前記電源電圧が前記所定量、低下したと判定した場合、前記リレー接点の接続異常と判定する異常判定処理と、を実行する、突入電流防止回路。 An inrush current prevention circuit provided in a load drive circuit for driving a load with variable power,
A limiting resistor connected in series to a power supply line for supplying a driving current to the load, and limiting an inrush current at the time of starting the load driving circuit,
On the load side of the limiting resistor, a smoothing capacitor connected between the power line and the ground line,
A relay contact connected in parallel to the limiting resistor, the relay contact is closed when a power supply voltage, which is a charging voltage of the smoothing capacitor, increases to a predetermined voltage, and the drive is driven to the load via the relay contact A relay for supplying current;
A voltage detection circuit for detecting the power supply voltage;
A control circuit that variably controls the power of the load,
The control circuit includes:
At the time of starting the load driving circuit, after the power supply voltage has increased to the predetermined voltage, when the load is supplied through the limiting resistor for a predetermined period, the power is reduced by a predetermined amount. Initial driving process to drive,
A determination process for determining whether the power supply voltage has decreased by the predetermined amount during the initial drive process;
An inrush current preventing circuit that executes an abnormality determination process that determines that the connection of the relay contact is abnormal when it is determined in the determination process that the power supply voltage has decreased by the predetermined amount.
前記電圧検出回路は、前記電源電圧を分圧した分圧電圧によって検出する分圧回路であり、
前記突入電流防止回路は、さらに、
前記分圧電圧と基準電圧とを比較して、比較信号を生成する比較回路を備え、
前記制御回路は、前記初期駆動処理中に、前記比較信号に基づいて前記判定処理を実行し、前記分圧電圧が前記基準電圧未満に低下したことを示す前記比較信号を受け取った際に、前記異常判定処理を実行する、突入電流防止回路。 In the inrush current prevention circuit according to claim 1,
The voltage detection circuit is a voltage dividing circuit that detects a divided voltage obtained by dividing the power supply voltage,
The inrush current prevention circuit further includes:
A comparison circuit that compares the divided voltage with a reference voltage to generate a comparison signal,
The control circuit performs the determination process based on the comparison signal during the initial drive process, and receives the comparison signal indicating that the divided voltage has decreased below the reference voltage. An inrush current prevention circuit that executes abnormality determination processing.
前記制御回路は、前記異常判定処理を実行する際に、前記リレー接点の異常を報知する報知処理を実行する、突入電流防止回路。 In the inrush current prevention circuit according to claim 1 or claim 2,
The control circuit is an inrush current prevention circuit that executes a notification process of notifying the abnormality of the relay contact when executing the abnormality determination process.
前記負荷は、前記電力可変駆動として、少なくとも高速度駆動および低速度駆動されるモータであり、
前記制御回路は、前記初期駆動処理において、前記起動時に、前記所定期間、前記モータを前記高速度駆動する、突入電流防止回路。 In the inrush current prevention circuit according to any one of claims 1 to 3,
The load is a motor driven at least at a high speed and a low speed as the variable power drive,
The control circuit is an inrush current prevention circuit that drives the motor at the high speed for the predetermined period at the start-up in the initial driving process.
前記突入電流防止回路は、
前記負荷に駆動電流を供給する電源ラインに直列に接続され、前記負荷駆動回路の起動時の突入電流を制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗の負荷側において、前記電源ラインとグランドライン間に接続された平滑コンデンサと、
前記制限抵抗に並列に接続されたリレー接点を含み、前記平滑コンデンサの充電電圧である電源電圧が所定電圧まで増加した際に前記リレー接点を閉じさせ、前記リレー接点を介して前記負荷に前記駆動電流を供給するリレーと、を備え、
当該突入電流防止回路の異常検出方法は、
前記負荷駆動回路の起動時に、前記電源電圧が、前記所定電圧まで増加した後に、所定期間、前記負荷を、前記制限抵抗を介して供給された場合に前記電源電圧が所定量、低下させる電力で駆動する初期駆動工程と、
前記初期駆動工程中に、前記電源電圧が前記所定量、低下したか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記電源電圧が前記所定量、低下したと判定した場合、前記リレー接点の接続異常と判定する異常判定工程と、を含む、突入電流防止回路の異常検出方法。 A method for detecting an abnormality of an inrush current prevention circuit provided in a load drive circuit for driving a load with variable power,
The inrush current prevention circuit is
A limiting resistor connected in series to a power supply line for supplying a driving current to the load, and limiting an inrush current at the time of starting the load driving circuit,
On the load side of the limiting resistor, a smoothing capacitor connected between the power line and the ground line,
A relay contact connected in parallel to the limiting resistor, the relay contact is closed when a power supply voltage, which is a charging voltage of the smoothing capacitor, increases to a predetermined voltage, and the drive is driven to the load via the relay contact A relay for supplying current,
The abnormality detection method of the inrush current prevention circuit is as follows:
When the load driving circuit is activated, the power supply voltage is reduced by a predetermined amount when the load is supplied through the limiting resistor for a predetermined period after the power supply voltage has increased to the predetermined voltage. An initial driving process to drive;
A determination step of determining whether the power supply voltage has decreased by the predetermined amount during the initial driving step;
An abnormality detection method for an inrush current prevention circuit, comprising: an abnormality determination step for determining that the connection of the relay contact is abnormal when it is determined that the power supply voltage has decreased by the predetermined amount in the determination step.
前記負荷は、前記電力可変駆動として、少なくとも高速度駆動および低速度駆動されるモータであり、
前記初期駆動工程は、前記起動時に、前記所定期間、前記モータを前記高速度駆動させることを含む、突入電流防止回路の異常検出方法。 In the abnormality detection method of the inrush current prevention circuit according to claim 5,
The load is a motor driven at least at a high speed and a low speed as the variable power drive,
The method for detecting abnormality of an inrush current preventing circuit, wherein the initial driving step includes driving the motor at the high speed for the predetermined period at the time of starting.
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