JP2019041494A - 燃焼装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの省電対策動作を備えつつ装置の低コスト化および小型化を図ることができる燃焼装置の制御装置を提供する。【解決手段】 燃焼装置の制御装置は、信号出力部と、第１電源回路と、第２電源回路と、第１電源回路と第２電源回路との間の変圧器と、第２電源回路との間が変圧器により絶縁され、所定の負荷を制御するための負荷制御電圧を生成する負荷制御回路と、を備え、信号出力部は、第２電源回路に接続され、第２電源回路から出力される２次側出力電圧を所定の第１電圧と第１電圧より低い第２電圧との間で切り替えるための出力電圧切替信号を出力するよう構成され、第２電源回路は、出力電圧切替信号に基づいて２次側出力電圧を第１電圧と第２電圧との間で切り替えるよう構成され、制御装置は、２次側出力電圧の第１電圧から第２電圧への変化に基づいて負荷制御回路からの負荷制御電圧の出力を遮断する負荷制御電源遮断部を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼装置の制御装置に関する。

給湯装置等の燃焼装置には、燃焼用のファンや湯水循環用のポンプ等の負荷が設けられている。図５は、従来の燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。図５に示すように、従来の燃焼装置の制御装置１００は、安全性確保のため、電源部３０からの電力を導入し、負荷に駆動電力を供給する第１電源回路４０および負荷を制御するための負荷制御電圧Ｖｃｃを各負荷に出力する負荷制御回路７０（１次側回路）とリモコン等の制御部（信号出力部）２００に電源を供給する第２電源回路５０（２次側回路）との間が変圧器６０により絶縁されている。

燃焼装置の制御装置１００は、不要な電力消費を抑えるために、給湯動作等の燃焼動作を可能にする運転スイッチがオンになっている状態で燃焼動作が行われない期間（待機モード）が一定期間以上になった場合に、省電力モードに移行する。また、運転スイッチがオフになった場合も同様に省電力モードに移行する。

省電力モードにおける省電対策の一例として、負荷制御回路７０の電源経路を遮断する負荷制御電源遮断動作がある。また、省電力モードにおける省電対策の他の一例として、第２電源回路５０の出力電圧（２次側出力電圧）Ｖ２を降圧する２次側出力電圧降圧動作がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１５９３０５号公報

従来の燃焼装置の制御装置１００において、これらの省電対策を両方とも実現するためには、図５に示すように、制御部２００の第１信号出力部３００で生成される負荷制御電圧の出力のオンオフ切り替えを行う第１信号Ｓ１を、制御部２００から負荷制御回路７０に伝達する回路構成４００と、制御部の第２信号出力部５００で生成される２次側出力電圧Ｖ２を降下させるための第２信号Ｓ２を、制御部２００から第２電源回路５０に伝達する回路構成６００とをそれぞれ設ける必要がある。すなわち、互いに異なる２系統の制御信号Ｓ１，Ｓ２を制御部２００から出力する必要がある。この結果、制御部２００が実装される制御基板１７０から制御信号を出力する出力ポートのうち、省電対策動作のために２つの出力ポート１８０，１９０が必要になる問題がある。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、２つの省電対策動作を備えつつ装置の低コスト化および小型化を図ることができる燃焼装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る燃焼装置の制御装置は、信号出力部と、電源部からの電力を導入する第１電源回路と、前記信号出力部を駆動するための２次側出力電圧を生成する第２電源回路と、前記第１電源回路と前記第２電源回路との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成される変圧器と、前記第２電源回路との間が前記変圧器により絶縁され、所定の負荷を制御するための負荷制御電圧を生成する負荷制御回路と、を備え、前記信号出力部は、前記第２電源回路に接続され、前記第２電源回路から出力される２次側出力電圧を所定の第１電圧と前記第１電圧より低い第２電圧との間で切り替えるための出力電圧切替信号を出力するよう構成され、前記第２電源回路は、前記出力電圧切替信号に基づいて前記２次側出力電圧を前記第１電圧と前記第２電圧との間で切り替えるよう構成され、前記制御装置は、前記２次側出力電圧の前記第１電圧から前記第２電圧への変化に基づいて前記負荷制御回路からの前記負荷制御電圧の出力を遮断する負荷制御電源遮断部を備えている。

上記構成によれば、２次側出力電圧の電圧変化を監視することで別途信号出力部からの負荷制御回路の出力電圧遮断信号を出力させる構成とすることなく、負荷制御回路の接続または遮断の切り替えを行うことができる。したがって、２つの省電対策動作を１系統の制御信号で実現することができ、制御信号の出力端子の数を削減することができる。さらに、それに付随する周辺回路および電装品をなくすことができ、装置の低コスト化および小型化を図ることができる。

前記負荷制御電源遮断部は、前記２次側出力電圧の出力部に接続され、前記第１電圧と前記第２電圧との間の電圧変化に応じた電圧変化信号を出力する電圧変化検出回路と、前記電圧変化信号を前記負荷制御回路側に対して非接触に伝達する非接触信号伝達回路と、前記非接触信号伝達回路を通じて前記第２電源回路側から前記負荷制御回路側に伝達された前記電圧変化信号に応じて前記負荷制御回路における前記負荷制御電圧の出力経路を遮断する遮断回路と、を備えてもよい。これによれば、２次側出力電圧の電圧変化が電圧変化検出回路によって直接的に検出される。したがって、電圧変化信号による遮断回路の切り替えを高精度に実現することができる。

前記電圧変化検出回路は、前記信号出力部が実装される制御基板の外部に設けられてもよい。電圧変化検出回路を制御基板の外部に設けることにより、制御基板と外部回路とを接続するコネクタおよび配線等を低減することができる。

前記電圧変化検出回路は、ツェナーダイオードを含んでもよい。これにより、簡単な構成で電圧変化検出回路を実現することができる。

前記変圧器は、前記第１電源回路が接続される第１巻線と、前記第２電源回路が接続される第２巻線と、前記負荷制御回路が接続される、前記第２巻線と同極の第３巻線とを備え、前記負荷制御電源遮断部は、前記第３巻線と前記負荷制御電圧の出力部との間の前記負荷制御電圧の出力経路を遮断する遮断回路と、前記２次側出力電圧の電圧変化に応じて前記変圧器を介して前記第３巻線と前記遮断回路との間の経路において生じる電圧変化に基づいて、前記遮断回路の接続または遮断を切り替える遮断制御回路と、を備えてもよい。これによれば、２次側出力電圧の電圧変化は、第２電源回路に接続される変圧器の第２巻線とそれに同極の第３巻線とを介して、負荷制御回路において電圧変化として現れる。この電圧変化が遮断制御回路によって検出されることにより、２次側出力電圧の電圧変化が間接的に検出される。したがって、２次側出力電圧の電圧変化を第２電源回路側に構成を追加することなく検出することができる。これにより、第２電源回路から負荷制御回路に至る信号伝達回路に要する配線および回路素子をなくすことができ、装置をより小型化、低コスト化することができる。

前記遮断制御回路は、シャントレギュレータを含んでもよい。これによれば、変圧器を介して間接的に２次側出力電圧の電圧変化を検出することによる電圧のばらつきをシャントレギュレータにより定電圧化することができる。したがって、簡単な構成で正確な切り替えを行うことが可能な遮断制御回路を実現することができる。

一態様によれば、２つの省電対策動作を備えつつ装置の低コスト化および小型化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。 図２は、本発明の実施の形態２に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。 図３は、本発明の実施の形態２の変形例に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。 図４は、本発明の一実施の形態における燃焼装置の制御装置が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。 図５は、従来の燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態における燃焼装置の制御装置１は、信号出力部２と、電源部３からの電力を導入する第１電源回路４と、信号出力部２を駆動するための２次側出力電圧Ｖ２を生成する第２電源回路５と、第１電源回路４と第２電源回路５との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成される変圧器６と、を備えている。

第１電源回路４は、電源部３から入力される交流電力を整流する整流回路８を備えている。整流回路８は、例えばブリッジダイオードとして構成される。ブリッジダイオードである整流回路８は入力側端子に電源部３からの交流電圧が入力され、当該交流電圧を直流成分に整流して出力側正極端子から出力する。整流回路８の出力側端子には、コンデンサ９が接続され、出力側正極端子から出力された電荷が蓄えられる。これにより、第１電源回路４は、１次側出力電圧Ｖ１を出力する。

整流回路８の出力側端子には、スイッチ素子４１が接続される。スイッチ素子４１は、例えばｎチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成される。スイッチ素子４１の制御端子にはＰＦＣ制御部４２が接続される。ＰＦＣ制御部４２は、公知のＰＦＣ制御動作を行い得る集積回路やマイクロコントローラにより構成される。ＰＦＣ制御部４２は、スイッチ素子４１の一対の主端子間（ドレイン−ソース間）を導通状態または非導通状態に切り換える制御信号を出力するように構成される。ＰＦＣ制御部４２から出力される制御信号は出力電圧および入力電流に対するＰＷＭ制御信号である。

なお、第１電源回路４は、１次側出力電圧Ｖ１の安定化のための力率改善回路要素等をさらに備えていてもよい。

第１電源回路４で生成された１次側出力電圧Ｖ１は、少なくとも１つの負荷（図１においては図示せず）を駆動するための駆動電力として各負荷に供給される。また、１次側出力電圧Ｖ１は、変圧器６により所定の電圧に変圧され、第２電源回路５に供給される。変圧器６は、第１電源回路４が接続される第１巻線６１と、第２電源回路５が接続される第２巻線６２と、を備えている。１次側出力電圧Ｖ１が生成されることにより、第１巻線６１に電流が流れ、それに応じて第２巻線６２に電磁誘導による電流が流れる。

第２電源回路５は、変圧器６の第２巻線６２に接続されたダイオード１０およびコンデンサ１１を備えている。ダイオード１０は、第２巻線６２に生じた電流を整流し、当該電流に基づく電荷がコンデンサ１１に蓄えられる。これにより、第２電源回路５は、２次側出力電圧Ｖ２を出力する。

さらに、制御装置１は、負荷を制御するための負荷制御電圧Ｖｃｃを生成する負荷制御回路７を備えている。負荷制御回路７と第２電源回路５との間は、変圧器６を介して絶縁されている。負荷制御回路７は、第１電源回路４と同じグランド電位を有している。変圧器６は、負荷制御回路７が接続される第３巻線６３を備えている。第３巻線６３は、第２巻線６２と同極に構成される。負荷制御回路７は、変圧器６を通じて供給される電力に基づいて負荷制御電圧Ｖｃｃを生成する。負荷制御回路７は、第２電源回路５と同様に、変圧器６の第３巻線６３に接続されたダイオード１２およびコンデンサ１３を備えている。ダイオード１２は、第３巻線６３に生じた電流を整流し、当該電流に基づく電荷がコンデンサ１３に蓄えられる。コンデンサ１３により生成される電圧をＶａとする。

負荷制御回路７は、電圧Ｖａが入力される定電圧回路要素１４と、定電圧回路要素１４の入力部とダイオード１２のカソードまたはコンデンサ１３の正極側との間に接続されるスイッチ素子１５と、を備えている。定電圧回路要素１４は、例えば三端子レギュレータ等により構成される。定電圧回路要素１４の出力部には、コンデンサ１６が接続されている。スイッチ素子１５は、例えばｎチャンネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成されるが、これに限られない。スイッチ素子１５の制御端子（ゲート端子）からの信号入力に応じてスイッチ素子１５の一対の主端子（ソース端子およびドレイン端子）間の導通または遮断が切り替えられる。

すなわち、スイッチ素子１５がオンすると、電圧Ｖａが定電圧回路要素１４に入力される。定電圧回路要素１４は、電圧Ｖａが入力されると、出力部から出力電圧を出力する。この電圧に基づく電荷は、コンデンサ１６に蓄えられる。これにより、負荷制御回路７は、定電圧回路要素１４で定電圧化された負荷制御電圧Ｖｃｃを出力する。

信号出力部２は、第２電源回路５に接続され、第２電源回路５から出力される２次側出力電圧Ｖ２を所定の第１電圧Ｖ２１（例えば１５Ｖ）と第１電圧Ｖ２１より低い第２電圧Ｖ２２（例えば９Ｖ）との間で切り替えるための出力電圧切替信号Ｓｓを出力するよう構成される。信号出力部２は、制御基板１７に実装されるマイクロコントローラ等により構成される。信号出力部２からの信号出力は、信号出力コネクタ１９を介して制御基板１７の外部に伝達されるよう構成されている。

第２電源回路５は、出力電圧切替信号Ｓｓに基づいて２次側出力電圧Ｖ２を第１電圧Ｖ２１と第２電圧Ｖ２２との間で切り替えるよう構成されている。本実施の形態において、第２電源回路５は、コンデンサ１１に並列に接続される抵抗回路２０を備えている。抵抗回路２０は、上側抵抗回路２１と下側抵抗回路２２とが直列に接続されている。さらに、第２電源回路５は、下側抵抗回路２２に並列に接続されるシャントレギュレータ４３が接続されている。シャントレギュレータ４３のリファレンス端子は、上側抵抗回路２１と下側抵抗回路２２との間に接続されている。

シャントレギュレータ４３は、リファレンス端子に印加される電圧ＶＲとシャントレギュレータ４３に内蔵される基準電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるようにカソード端子に流す電流を増減させる。この結果、上側抵抗回路２１と下側抵抗回路２２との間の点における電圧ＶＲが一定の値（ＶＲ＝Ｖｒｅｆ）となる。

下側抵抗回路２２は、直列に接続される２つの抵抗素子２２ａ，２２ｂを備えている。抵抗素子２２ａ，２２ｂのうちの一方（ここでは抵抗素子２２ｂ）の両端部には、スイッチ素子２４における一対の主端子が接続されている。スイッチ素子２４は、例えばｎチャンネルのＦＥＴにより構成されるが、これに限られない。

スイッチ素子２４の制御端子には、出力電圧切替信号Ｓｓに応じてスイッチ素子２４の制御端子に制御信号を入力する信号生成回路２５が接続されている。信号生成回路２５は、出力電圧切替信号Ｓｓが第１電圧Ｖ２１を示す信号である場合、スイッチ素子２４をオンさせる制御信号を生成する。すなわち、スイッチ素子２４の制御端子に所定のゲート電圧が印加される。スイッチ素子２４がオンしている場合（ゲート電圧が印加され、ソース端子およびドレイン端子間に電流が流れている場合）、抵抗回路２０のうち、シャントレギュレータ４３のリファレンス端子に印加される電圧ＶＲを決定する抵抗素子は、上側抵抗回路２１および抵抗素子２２ａとなる。すなわち、上側抵抗回路２１の抵抗値をＲＡとし、抵抗素子２２ａの抵抗値をＲａとすると、２次側出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ２１＝ＶＲ（１＋ＲＡ／Ｒａ）となる。

一方、信号生成回路２５は、出力電圧切替信号Ｓｓが第２電圧Ｖ２２を示す信号である場合、スイッチ素子２４をオフさせる制御信号を生成する。すなわち、スイッチ素子２４の制御端子に所定のゲート電圧以上の電圧が印加されない。スイッチ素子２４がオフしている場合（ゲート電圧が印加されず、ソース端子およびドレイン端子間に電流が流れていない場合）、抵抗回路２０のうち、シャントレギュレータ４３のリファレンス端子に印加される電圧ＶＲを決定する抵抗素子は、上側抵抗回路２１および抵抗素子２２ａ，２２ｂとなる。すなわち、抵抗素子２２ｂの抵抗値をＲｂとすると、２次側出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ２２＝ＶＲ（１＋ＲＡ／Ｒｂ）＜Ｖ２１となる。

つまり、スイッチ素子２４がオンしたときは、シャントレギュレータ４３のリファレンス端子よりも下側に位置する下側抵抗回路２２の一部が短絡されることにより、スイッチ素子２４がオフしているときに比べ、リファレンス端子よりも下側の合成抵抗が小さくなる一方、リファレンス端子よりも上側の合成抵抗は、変化しない。このため、結果としてスイッチ素子２４がオンしたときのリファレンス端子における分圧抵抗比がスイッチ素子２４がオフしたときに比べて大きくなる。これに伴ってスイッチ素子２４がオンしたときの２次側出力電圧Ｖ２は、スイッチ素子２４がオフしたときに比べて大きくなる。

例えば、スイッチ素子２４がオンしたときのリファレンス端子における分圧抵抗比が４：１であり、スイッチ素子２４がオフしたときのリファレンス端子における分圧抵抗比が２：１であり、基準電圧Ｖｒｅｆ（リファレンス端子に印加される電圧ＶＲ）が３Ｖであるとする。この場合、スイッチ素子２４がオンしたときの２次側出力電圧Ｖ２＝Ｖ２１は、１５Ｖであり、スイッチ素子２４がオフしたときの２次側出力電圧Ｖ２＝Ｖ２２は、９Ｖである。

このようにして、２次側出力電圧Ｖ２は、出力電圧切替信号Ｓｓに応じて第１電圧Ｖ２１と第２電圧Ｖ２２との間で切り替えられる。本実施の形態では、このような２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を検出して負荷制御回路７からの負荷制御電圧Ｖｃｃの出力可否を切り替える。２次側出力電圧Ｖ２の情報は、フォトカプラ等の非接触信号伝達回路４５を介して第１電源回路４のＰＦＣ制御部４２に入力される。ＰＦＣ制御部４２は、当該２次側出力電圧Ｖ２の情報に基づいてスイッチ素子４１のスイッチング制御を行う。

負荷制御電圧Ｖｃｃの出力可否を切り替えるために、本実施の形態における制御装置１は、２次側出力電圧Ｖ２の第１電圧Ｖ２１から第２電圧Ｖ２２への変化に基づいて負荷制御回路７からの負荷制御電圧Ｖｃｃの出力を遮断する負荷制御電源遮断部２６を備えている。負荷制御電源遮断部２６は、２次側出力電圧Ｖ２の出力部に接続され、第１電圧Ｖ２１と第２電圧Ｖ２２との間の電圧変化に応じた電圧変化信号Ｓｃを出力する電圧変化検出回路２７と、電圧変化信号Ｓｃを負荷制御回路７側に対して非接触に伝達する非接触信号伝達回路２８と、を備えている。

本実施の形態において、電圧変化検出回路２７は、ツェナーダイオード２９を含んでいる。ツェナーダイオード２９のカソードが２次側出力電圧Ｖ２の出力部に接続されている。ツェナーダイオード２９の降伏電圧は、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合にツェナーダイオード２９に印加される電圧以下であり、かつ、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２である場合にツェナーダイオード２９に印加される電圧より大きい電圧に設定される。電圧変化検出回路２７の出力部は、非接触信号伝達回路２８の入力部に接続されている。

したがって、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合、ツェナーダイオード２９には降伏電圧以上の電圧が印加されるため、ツェナーダイオード２９には逆方向電流が流れる。また、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１より低い第２電圧Ｖ２２である場合、ツェナーダイオード２９には降伏電圧未満の電圧が印加されるため、ツェナーダイオード２９には逆方向電流が流れない。

このような作用を利用して、電圧変化検出回路２７は、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合にツェナーダイオード２９を通じて非接触信号伝達回路２８の入力部に電流が流れ（Ｈ状態）、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２である場合に非接触信号伝達回路２８の入力部に電流が流れない（Ｌ状態）ような電圧変化信号Ｓｃを生成する。

非接触信号伝達回路２８は、例えばフォトカプラ等により構成される。非接触信号伝達回路２８を通じて第２電源回路５側から負荷制御回路７側に伝達された電圧変化信号Ｓｃは、スイッチ素子１５の制御端子に入力される。すなわち、スイッチ素子１５は、電圧変化信号Ｓｃに応じて負荷制御回路７における負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路を遮断する遮断回路として構成される。

２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合、スイッチ素子１５の制御端子に入力される電圧変化信号ＳｃがＨ状態となる。これにより、スイッチ素子１５はオンし、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃを出力する。一方、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１より低い第２電圧Ｖ２２である場合、スイッチ素子１５の制御端子に入力される電圧変化信号ＳｃがＬ状態となる。これにより、スイッチ素子１５はオフし、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路を遮断する。

上記構成によれば、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を監視することで別途信号出力部２からの負荷制御回路７の出力電圧遮断信号を出力させる構成とすることなく、負荷制御回路７の接続または遮断の切り替えを行うことができる。したがって、２つの省電対策動作を１系統の制御信号（出力電圧切替信号Ｓｓ）で実現することができ、制御信号の出力端子（信号出力コネクタ１９）の数を削減することができる。さらに、それに付随する周辺回路（例えば図５に示す付随回路７００等）および電装品をなくすことができ、装置の低コスト化および小型化を図ることができる。

また、本実施の形態においては、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化が電圧変化検出回路２７によって直接的に検出される。したがって、電圧変化信号Ｓｃによる遮断回路の切り替えを高精度に実現することができる。しかも、電圧変化検出回路２７を、ツェナーダイオード２９を用いて構成することにより、簡単な構成で電圧変化検出回路２７を実現することができる。

また、本実施の形態において、電圧変化検出回路２７は、信号出力部２が実装される制御基板１７の外部に設けられる。電圧変化検出回路２７を制御基板１７の外部に設けることにより、制御基板１７と外部回路とを接続する信号出力コネクタ１９および配線等を低減することができる。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態における燃焼装置の制御装置１Ｂにおいて実施の形態１と異なる点は、負荷制御電源遮断部２６が、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化に応じて変圧器６を介して第３巻線６３と遮断回路であるスイッチ素子１５との間の経路において生じる電圧Ｖａの電圧変化に基づいて、スイッチ素子１５の接続または遮断を切り替える遮断制御回路３１を備えていることである。

遮断制御回路３１は、シャントレギュレータ３２を含んでいる。より詳しくは、シャントレギュレータ３２のカソードは、スイッチ素子１５の制御端子に抵抗素子３３を介して接続されている。シャントレギュレータ３２のアノードはグランドに接続されている。すなわち、シャントレギュレータ３２のアノードの電位は、コンデンサ１３の負極側端子と同電位となっている。また、コンデンサ１３に並列に分圧抵抗素子３４，３５が接続されている。シャントレギュレータ３２のリファレンス端子は、分圧抵抗素子３４と分圧抵抗素子３５との間に接続されている。

上記のような構成により、シャントレギュレータ３２は、コンデンサ１３に印加される電圧Ｖａを分圧抵抗素子３４，３５で分圧した分圧電圧Ｖｒに基づいてシャントレギュレータ３２の導通または遮断を切り替える。このため、分圧抵抗素子３４，３５の各抵抗値は、分圧電圧Ｖｒが、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２である場合に、シャントレギュレータ３２が作動するための参照電圧の最小値未満となり、かつ、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合に、シャントレギュレータ３２が作動するための参照電圧の最小値以上となるように、設定される。

本実施の形態において、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化は、第２電源回路５に接続される変圧器６の第２巻線６２とそれに同極の第３巻線６３とを介して、負荷制御回路７において電圧Ｖａの電圧変化として現れる。すなわち、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１から第２電圧Ｖ２２に降圧すると、それに伴って負荷制御回路７における電圧Ｖａも降圧する。この結果、分圧電圧Ｖｒも降圧する。分圧電圧Ｖｒがシャントレギュレータ３２の参照電圧の最小値未満まで降圧すると、シャントレギュレータ３２がオフし、スイッチ素子１５がオフする。これにより、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路を遮断する。

一方、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２から第１電圧Ｖ２１に昇圧すると、それに伴って負荷制御回路７における電圧Ｖａも昇圧する。この結果、分圧電圧Ｖｒも昇圧する。分圧電圧Ｖｒがシャントレギュレータ３２の参照電圧の最小値以上まで昇圧すると、シャントレギュレータ３２がオンし、スイッチ素子１５がオンする。これにより、負荷制御回路７における負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路が接続され、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃを出力する。

このように、負荷制御回路７の負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路における電圧Ｖａの電圧変化が遮断制御回路３１によって検出されることにより、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化が間接的に検出される。したがって、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を第２電源回路５側に構成を追加することなく検出することができる。これにより、第２電源回路５から負荷制御回路７に至る信号伝達回路に要する配線および回路素子（フォトカプラ等）をなくすことができ、装置をより小型化、低コスト化することができる。

また、上述のように、本実施の形態においては、シャントレギュレータ３２を遮断制御回路３１として用いている。本実施の形態では、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を変圧器６を介して間接的に検出しているため、変圧器６の第２巻線６２および第３巻線６３のばらつきや経年劣化等により負荷制御回路７における電圧Ｖａが装置によってばらつく場合が想定される。

すなわち、遮断制御回路３１に入力される電圧（電圧Ｖａを分圧して得られる分圧電圧Ｖｒ）は、２次側出力電圧Ｖ２が一定でもばらつく場合がある。一方、シャントレギュレータ３２は、参照電圧である分圧電圧Ｖｒが上昇するとカソードおよびアノード間の電流が増大し、シャントレギュレータ３２のカソードに接続されている抵抗素子３３に印加される電圧が高くなり、スイッチ素子１５の制御電圧（ゲート電圧）の上昇が抑えられる。また、シャントレギュレータ３２は、分圧電圧Ｖｒが下降するとカソードおよびアノード間の電流が減少し、抵抗素子３３に印加される電圧が低くなり、スイッチ素子１５の制御電圧の下降が抑えられる。この結果、シャントレギュレータ３２は、分圧電圧Ｖｒのばらつきによらずスイッチ素子１５の制御電圧を一定に保持することができる。

このようにして、変圧器６を介して間接的に２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を検出することによる電圧のばらつきをシャントレギュレータ３２により定電圧化することができる。したがって、簡単な構成で正確な切り替えを行うことが可能な遮断制御回路３１を実現することができる。

［変形例］
上述のように、実施の形態２では、遮断制御回路３１としてシャントレギュレータ３２を用いた構成を例示したが、これに限られない。図３は、本発明の実施の形態２の変形例に係る燃焼装置の制御装置の概略構成を示す回路図である。本実施の形態において、実施の形態２と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態における制御装置１Ｃにおいて実施の形態２と異なる点は、遮断制御回路３１がツェナーダイオード３６を備えていることである。

ツェナーダイオード３６は、カソードがスイッチ素子１５の主端子の入力端子（ソース端子）に接続され、アノードが抵抗素子３７およびスイッチ素子１５の制御端子（ゲート端子）に接続されている。スイッチ素子１５の制御端子とグランドとの間には、抵抗素子３８が接続されている。ツェナーダイオード３６の降伏電圧は、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合にツェナーダイオード３６に印加される電圧以下であり、かつ、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２である場合にツェナーダイオード３６に印加される電圧より大きい電圧に設定される。

したがって、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１である場合、ツェナーダイオード３６には降伏電圧以上の電圧が印加されるため、ツェナーダイオード３６には逆方向電流が流れる。また、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１より低い第２電圧Ｖ２２である場合、ツェナーダイオード３６には降伏電圧未満の電圧が印加されるため、ツェナーダイオード３６には逆方向電流が流れない。

このような構成においても、２次側出力電圧Ｖ２が第１電圧Ｖ２１から第２電圧Ｖ２２に降圧すると、分圧電圧Ｖｒも降圧し、ツェナーダイオード３６には逆方向電流が流れなくなり、スイッチ素子１５がオフする。これにより、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路を遮断する。一方、２次側出力電圧Ｖ２が第２電圧Ｖ２２から第１電圧Ｖ２１に昇圧すると、分圧電圧Ｖｒも昇圧し、ツェナーダイオード３６には逆方向電流が流れ、スイッチ素子１５がオンする。これにより、負荷制御回路７における負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路が接続され、負荷制御回路７は、負荷制御電圧Ｖｃｃを出力する。

したがって、ツェナーダイオード３６を用いた遮断制御回路３１においても、負荷制御回路７の負荷制御電圧Ｖｃｃの出力経路における電圧Ｖａの電圧変化が遮断制御回路３１によって検出されることにより、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化が間接的に検出される。したがって、２次側出力電圧Ｖ２の電圧変化を第２電源回路５側に構成を追加することなく検出することができる。これにより、第２電源回路５から負荷制御回路７に至る信号伝達回路に要する配線および回路素子（フォトカプラ等）をなくすことができ、装置をより小型化、低コスト化することができる。特に、変圧器６等による負荷制御回路７の電圧Ｖａのばらつきをあまり考慮しなくてもよい場合には、本変形例のような回路構成とすることにより、遮断制御回路３１をより簡単化することができる。

［適用例］
以下、上記燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃが適用される給湯装置の例を示す。図４は、本発明の一実施の形態における燃焼装置の制御装置が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。図４に示す給湯装置２０１は、給湯機能と風呂の追い焚き機能とを備えた多機能型の給湯装置である。給湯装置２０１は、燃料ガスを燃焼する燃焼装置２０２と、燃焼装置２０２へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給路２２１と、燃焼装置２０２に空気を供給する送風機２２２と、給湯流路２０３と、追い焚き流路２０４と、追い焚き流路２０４に設けられた風呂ポンプ２４１と、制御装置２０５とを備えている。さらに、給湯装置２０１は、燃焼装置２０２で生じた潜熱を回収するためのドレン回収機構２０７を備えている。

燃焼装置２０２にはバーナ部２２４が設けられており、このバーナ部２２４に燃料ガス供給路２２１から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給路２２１には、燃料ガスの供給と遮断とを切り替える元ガス電磁弁２２５と、燃料ガスの供給量を調整するためのガス比例弁２２６とが設けられている。また、バーナ部２２４には、風呂ガス電磁弁２３０、複数の給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９が設けられている。

給湯流路２０３は、水道等から送給された水を給水入口２３１から後述する給湯側熱交換部２３３へ送る往路部２３２と、水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する給湯側熱交換部２３３と、湯を給湯側熱交換部２３３から給湯出口２３４へ送る復路部２３５とを形成する配管から構成されている。復路部２３５には、給湯の水量と温度とを調整するために、給湯水量を調整する給湯水量調整弁２３６と、水と湯との混合比率を調整する混合弁２３７が設けられている。

追い焚き流路２０４は、風呂水を戻り口２４２から後述する追い焚き側熱交換部２４４へ送る戻り部２４３と、風呂水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する追い焚き側熱交換部２４４と、加熱された風呂水を追い焚き側熱交換部２４４から往き口２４５へ送る往き部２４６とを形成する配管から構成されている。風呂ポンプ２４１は、追い焚き流路２０４のうち戻り部２４３に設けられている。

ドレン回収機構２０７は、給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４で生じた排ガス中の水蒸気が凝集した凝集水が流れるドレン排水路２５０と、凝集水を中和するための中和器２４７と、中和された凝集水を一時貯留するドレンタンク２４８と、ドレンタンク２４８に貯留された凝集水をドレン排出口２５１から外部へ排出するためのドレンポンプ２４９とを備えている。

送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、上記実施の形態における燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃにおける制御対象となり得る負荷である。風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、配管に液体を圧送させるためのポンプとして構成され、ＤＣ１４１Ｖを含む所定の動作許容電圧範囲を有している。

制御装置２０５は、演算装置２０８およびスイッチング電源装置２０６（以下、単に「電源装置２０６」と表すことがある）を含んでいる。演算装置２０８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されたマイクロコントローラや集積回路を備えている。演算装置２０８は、図１〜３に示す燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃにおける信号出力部２に相当する。制御装置２０５には、送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９をはじめとする各電装品等との間に、各電装品等を制御する信号経路（図示略）が設けられている。演算装置２０８は、演算装置２０８に記憶された制御プログラムに従って給湯装置２０１の各種制御を実行する。制御プログラムには、各電装品の運転に関する各種プログラムが含まれており、これらのプログラムに基づいて各電装品の制御が行われる。

制御装置２０５には、図示されない外部電源から電力が供給され、電源装置２０６によって、この給湯装置２０１で用いられる電源（例えば送風機２２２や各ポンプを駆動するＤＣ１４１Ｖ電源、送風機２２２や各ポンプを制御するための負荷制御電圧Ｖｃｃを生成したり、その他の機器を駆動したりするためのＤＣ１５Ｖ電源等）が生成される。電源装置２０６により必要に応じた電圧に変換されて、演算装置２０８や、燃焼装置２０２、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９、各種電磁弁、各種センサ等の各電装品へ供給される。すなわち、電源装置２０６には、図１〜３に示す燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃにおける信号出力部２（制御基板１７に実装される構成）以外の構成が含まれる。

以上説明したような給湯装置２０１において、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９等の負荷を制御するために、上記実施の形態における燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃが適用可能である。上記実施の形態における制御装置１，１Ｂ，１Ｃが適用される給湯装置は、上記給湯装置２０１に限られない。例えば、給湯装置２０１の給湯機能および風呂の追い焚き機能に加えて温水暖房機能を備えた多機能型の給湯装置であってもよい。温水暖房経路に設けられる暖房ポンプを、負荷として上記実施の形態における燃焼装置の制御装置１，１Ｂ，１Ｃにより制御することができる。また、給湯装置２０１においてドレンポンプ２４９を用いない構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、図１に示す実施の形態１において、電圧変化検出回路２７としてツェナーダイオード２９を用いた構成について例示したが、これに限られず、例えばシャントレギュレータを用いて電圧変化検出回路２７を構成してもよい。

また、上記実施の形態においては、遮断回路として構成されるスイッチ素子１５としてＦＥＴを用いた例について説明したが、これに限られない。例えばスイッチ素子１５としてバイポーラトランジスタを用いてもよい。

本発明に係る燃焼装置の制御装置は、２つの省電対策動作を備えつつ装置の低コスト化および小型化を図るために有用である。

１，１Ｂ，１Ｃ，２０５ 燃焼装置の制御装置
２，２０８ 信号出力部
４ 第１電源回路
５ 第２電源回路
６ 変圧器
７ 負荷制御回路
１５ スイッチ素子（遮断回路）
１７ 制御基板
２６ 負荷制御電源遮断部
２７ 電圧変化検出回路
２８ 非接触信号伝達回路
２９ ツェナーダイオード
３１ 遮断制御回路
３２ シャントレギュレータ
６１ 第１巻線
６２ 第２巻線
６３ 第３巻線
２２２ 送風機（負荷）
２４１ 風呂ポンプ（負荷）
２４９ ドレンポンプ（負荷）

Claims (6)

1. 燃焼装置の制御装置であって、
   信号出力部と、
   電源部からの電力を導入する第１電源回路と、
   前記信号出力部を駆動するための２次側出力電圧を生成する第２電源回路と、
   前記第１電源回路と前記第２電源回路との間を絶縁しつつ電力授受可能に構成される変圧器と、
   前記第２電源回路との間が前記変圧器により絶縁され、所定の負荷を制御するための負荷制御電圧を生成する負荷制御回路と、を備え、
   前記信号出力部は、前記第２電源回路に接続され、前記第２電源回路から出力される２次側出力電圧を所定の第１電圧と前記第１電圧より低い第２電圧との間で切り替えるための出力電圧切替信号を出力するよう構成され、
   前記第２電源回路は、前記出力電圧切替信号に基づいて前記２次側出力電圧を前記第１電圧と前記第２電圧との間で切り替えるよう構成され、
   前記制御装置は、前記２次側出力電圧の前記第１電圧から前記第２電圧への変化に基づいて前記負荷制御回路からの前記負荷制御電圧の出力を遮断する負荷制御電源遮断部を備えた、燃焼装置の制御装置。
2. 前記負荷制御電源遮断部は、
   前記２次側出力電圧の出力部に接続され、前記第１電圧と前記第２電圧との間の電圧変化に応じた電圧変化信号を出力する電圧変化検出回路と、
   前記電圧変化信号を前記負荷制御回路側に対して非接触に伝達する非接触信号伝達回路と、
   前記非接触信号伝達回路を通じて前記第２電源回路側から前記負荷制御回路側に伝達された前記電圧変化信号に応じて前記負荷制御回路における前記負荷制御電圧の出力経路を遮断する遮断回路と、を備えた、請求項１に記載の燃焼装置の制御装置。
3. 前記電圧変化検出回路は、前記信号出力部が実装される制御基板の外部に設けられる、請求項２に記載の燃焼装置の制御装置。
4. 前記電圧変化検出回路は、ツェナーダイオードを含む、請求項２または３に記載の燃焼装置の制御装置。
5. 前記変圧器は、前記第１電源回路が接続される第１巻線と、前記第２電源回路が接続される第２巻線と、前記負荷制御回路が接続される、前記第２巻線と同極の第３巻線とを備え、
   前記負荷制御電源遮断部は、
   前記第３巻線と前記負荷制御電圧の出力部との間の前記負荷制御電圧の出力経路を遮断する遮断回路と、
   前記２次側出力電圧の電圧変化に応じて前記変圧器を介して前記第３巻線と前記遮断回路との間の経路において生じる電圧変化に基づいて、前記遮断回路の接続または遮断を切り替える遮断制御回路と、を備えた、請求項１に記載の燃焼装置の制御装置。
6. 前記遮断制御回路は、シャントレギュレータを含む、請求項５に記載の燃焼装置の制御装置。

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