JP2020114152A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定格電圧の異なる負荷が交換して接続される場合でも、いずれの負荷にも適切な駆動電圧を印加することができる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置は、商用電源１０から供給される入力電圧を変圧する昇圧回路２０と、昇圧回路２０の作動を制御する昇圧制御部４０と、昇圧制御部４０に電圧制御信号を出力する制御部９０と、を備える。制御部９０は、負荷Ｐへの駆動電圧の印加を開始するとき、第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示す場合、第２定格電圧を印加するように昇圧制御部４０に電圧制御信号ＶＣＳを出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、電源装置に関する。特に、本発明は、交換可能に接続される定格電圧が異なる負荷に対して適切な駆動電圧を印加する電源装置に関する。

従来、ポンプなどのモータを駆動源とする負荷が接続され、負荷を駆動するために商用電源から所定の駆動電圧を生成する電源装置が提供されている。例えば、即湯ユニットなどに用いられるポンプの電源装置では、商用電源から入力される交流の入力電圧をダイオードブリッジからなる整流回路及び平滑コンデンサからなる平滑回路で整流・平滑して得た直流電圧が駆動電圧として出力される。

一般に、上記のような電源装置は、ＡＣ１００Ｖ前後あるいはＡＣ２００Ｖ前後の商用電源と接続される。そのため、電源装置に接続される負荷も、所定の特性が得られるように入力電圧に応じた定格電圧で作動するものが用いられる。

特開２００９−１７７２９号公報

ところで、性能やコスト、入手容易性などの観点から、定格電圧の異なる同種の負荷を交換して使用したいという要望がある。そのため、商用電源から低入力電圧が供給される電源装置に異なる定格電圧で作動する負荷を交換して接続し、使用する場合、最も高い高定格電圧の負荷に応じた駆動電圧が得られるように、電源装置に昇圧回路を設けることが考えられる。

しかしながら、昇圧回路を設けて出力電圧を高くすると、定格電圧を超える駆動電圧が低定格電圧の負荷に印加されてしまい、低定格電圧の負荷が損傷する虞がある。一方、商用電源から高入力電圧が供給される電源装置で低定格電圧の負荷に応じた出力電圧が得られるように降圧回路を設けた場合、高定格電圧の負荷を接続すると、負荷の動作が不安定となったり、誤動作したりする。従って、いずれの場合でも負荷に適切な駆動電圧を印加できないという問題がある。上記のような変圧回路を設けるとともに、負荷を交換するときに変圧回路の作動をオン・オフする交換用スイッチを設けることも考えられるが、操作ミスや操作忘れによって同様の問題が生じる。

本発明は上記課題を解決するものであり、本発明は、定格電圧の異なる負荷が交換して接続される場合でも、いずれの負荷にも適切な駆動電圧を印加することができる電源装置を提供することにある。

本発明によれば、
第１定格電圧で作動する第１負荷と、第１定格電圧より高い第２定格電圧で作動する第２負荷とが交換可能に接続され、これらの負荷に駆動電圧を印加する電源装置であって、
商用電源から供給される入力電圧を変圧する変圧回路と、
変圧回路の作動を制御する変圧制御部と、
変圧制御部に電圧制御信号を出力する制御部と、を備え、
制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示す場合、第２定格電圧を印加するように変圧制御部に電圧制御信号を出力する電源装置が提供される。

上記電源装置によれば、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、第１定格電圧を印加するから、低定格電圧の第１負荷が接続されている場合でも、第１負荷に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。

また、上記電源装置によれば、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示すかどうかを判定するから、低定格電圧の第１負荷が接続されているか、高定格電圧の第２負荷が接続されているかを判定することができる。そして、上記電源装置によれば、第１定格電圧を印加したときに上記特性が電圧不足を示す場合、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を印加するから、高い駆動電圧を第２負荷に印加することができる。

好ましくは、上記電源装置において、
変圧回路は、商用電源から供給される入力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、
変圧制御部は、昇圧回路の作動を制御する昇圧制御部を有しており、
制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、昇圧回路を作動させることなく第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示す場合、昇圧回路を作動させて第２定格電圧を印加するように昇圧制御部に電圧制御信号を出力する。

商用電源から低入力電圧が電源装置に供給されている場合、昇圧回路を設けることにより、高定格電圧の第２負荷に高い駆動電圧を印加することができる一方、低定格電圧の第１負荷に過電圧が印加される。

しかしながら、上記電源装置によれば、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、昇圧回路を作動させずに第１定格電圧を印加するから、低定格電圧の第１負荷が接続されている場合でも、第１負荷に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。

また、上記電源装置によれば、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示すかどうかを判定するから、低定格電圧の第１負荷が接続されているか、高定格電圧の第２負荷が接続されているかを判定することができる。そして、上記電源装置によれば、第１定格電圧を印加したときに上記特性が電圧不足を示す場合、昇圧回路を作動させるから、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を第２負荷に印加することができる。

好ましくは、上記電源装置において、
負荷への駆動電圧の印加情報を記憶する記憶部を備え、
制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていない場合、第１定格電圧を印加し、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されている場合、第１定格電圧を印加することなく、昇圧回路を作動させて第２定格電圧を印加するように昇圧制御部に電圧制御信号を出力する。

電源装置に接続された負荷が高定格電圧の第２負荷である場合、負荷に駆動電圧の印加を開始するごとに第１定格電圧を印加すると、第２負荷の駆動電圧に対する特性が電圧不足と判定されるまで、第２定格電圧が印加されない。そのため、作動ごとに第２負荷が所期の性能を発揮するまで一定の遅延時間が発生する。

しかしながら、上記電源装置によれば、記憶部には負荷への駆動電圧の印加情報が記憶され、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていれば、第１定格電圧を印加することなく、昇圧回路を作動させて第２定格電圧を印加するから、電圧不足の判定を待つことなく第２定格電圧を第２負荷に印加させることができる。これにより、早期に所期の性能を発揮させることができる。また、上記電源装置によれば、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていなければ、第１定格電圧を印加するから、電源装置に第１負荷が接続されている場合でも、第１負荷に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。

好ましくは、上記電源装置において、
制御部への電源供給がオフされると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされる。

負荷への駆動電圧を制御する制御部への電源供給がオフされる場合、電源装置と負荷との接続が解除され、負荷が交換されて、定格電圧の異なる負荷が電源装置に接続されている可能性がある。そのため、記憶部に記憶された印加情報に基づき駆動電圧が負荷に印加されると、交換された負荷に適切な駆動電圧が印加されない虞がある。

しかしながら、上記電源装置によれば、制御部への電源供給がオフされると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされるから、印加情報がリセットされた後、負荷に駆動電圧の印加を開始するとき、既述した第１定格電圧が印加される。従って、第２負荷から第１負荷へ交換された場合でも、第１負荷に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。また、第１定格電圧を印加したときに上記特性が電圧不足を示す場合、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を印加するから、第１負荷から第２負荷に交換された場合でも、高い駆動電圧を第２負荷に印加することができる。

好ましくは、上記電源装置は、さらに、
電源装置と負荷との接続を判定する接続判定回路を備え、
接続判定回路から電源装置と負荷との接続の解除が出力されると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされる。

上記電源装置によれば、接続判定回路により、電源装置と負荷との接続の解除を確実に判定することができる。そして、接続判定回路から電源装置と負荷との接続の解除が出力される場合、負荷が交換されて、定格電圧の異なる負荷が電源装置に接続されている可能性がある。そのため、記憶部に記憶された印加情報に基づき駆動電圧が負荷に印加されると、交換された負荷に適切な駆動電圧が印加されない虞がある。

しかしながら、上記電源装置によれば、接続判定回路から電源装置と負荷との接続の解除が出力されると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされるから、印加情報がリセットされた後、負荷に駆動電圧の印加を開始するとき、既述した第１定格電圧が印加される。従って、第２負荷から第１負荷へ交換された場合でも、第１負荷に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。また、第１定格電圧を印加したときに上記特性が電圧不足を示す場合、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を印加するから、第１負荷から第２負荷に交換された場合でも、高い駆動電圧を第２負荷に印加することができる。

好ましくは、上記電源装置において、
第１負荷及び第２負荷はそれぞれ、印加される駆動電圧で回転駆動するポンプを有し、
ポンプは、ポンプの回転数を検出する回転数検出部を有する。

負荷としてポンプが使用されている場合、駆動電圧に対するポンプの特性は回転数に現れる。従って、ポンプの回転数を印加されている駆動電圧に対する負荷の特性として利用することにより、ポンプに適切な駆動電圧が印加されているかどうか確実に判定することができる。

以上のように、本発明によれば、定格電圧の異なる負荷が交換して接続される電源装置において、第１負荷が接続されている場合の過電圧の印加を防止することができるとともに、第２負荷が接続されている場合の電圧不足を回避することができる。従って、いずれの負荷が接続されている場合でも、適切な駆動電圧を負荷に印加することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る電源装置が用いられる即湯ユニットを示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る電源装置の一例を示す回路図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る電源装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態２に係る電源装置の一例を示す回路図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る電源装置に用いられる接続判定回路の一例を示す回路図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る電源装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２に係る電源装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る電源装置が用いられる即湯ユニットの模式図である。図１に示すように、即湯ユニットは、給湯器１００と給湯栓１０１とを結ぶ給湯管１０２と、給湯管１０２の上流側接続部１０４及び下流側接続部１０５に接続された戻り管１０３とを備えており、給湯管１０２と戻り管１０３とで湯水を循環させる循環管路が構成されている。戻り管１０３には、ポンプＰと、電気ヒータ１０７と、温度センサ１０８とが配設されている。この即湯ユニットでは、温度センサ１０８で検出される温度が所定の即湯設定温度未満に低下すると、循環管路内の湯水が即湯設定温度となるように、ポンプＰを作動させて循環管路内に湯水を循環させるとともに、電気ヒータ１０７を作動させる即湯運転が間欠的に行われる。

図２は、即湯ユニットの電源装置の一部を示す回路図である。以下では、交換接続される定格電圧の異なる負荷としてポンプＰを例に挙げて説明するが、他の交換接続される定格電圧の異なる負荷でも同様である。

電源装置は、ポンプ用の第１整流回路１１と、制御回路用の第２整流回路８１と、昇圧回路２０と、ポンプ用の第１コンデンサ３０と、制御回路用の第２コンデンサ８２と、昇圧制御部４０と、ポンプＰが接続される負荷接続部６０と、スイッチング電源部８３と、制御回路用電源生成部８４と、これらの動作を制御する制御部９０とを備える。電源装置は、商用電源１０と接続され、交流の入力電圧Ｖｉｎ（例えば、ＡＣ１００Ｖ）を所定の出力電圧に変換して負荷であるポンプＰや制御回路に出力する。

第１整流回路１１及び第２整流回路８１はそれぞれ、ダイオードブリッジを有し、入力される交流電圧である入力電圧Ｖｉｎを整流した整流電圧Ｖｒを出力する。

昇圧回路２０は、インダクタ２１と、ダイオード２２と、スイッチング素子２３とを備える力率改善回路（ＰＦＣ回路）からなる。インダクタ２１の一端は、第１整流回路１１の一方の出力端に接続され、他端は、ダイオード２２のアノードに接続されている。スイッチング素子２３は、電界効果トランジスタからなる。スイッチング素子２３のドレインはインダクタ２１とダイオード２２との接続点に接続され、ソースは第１整流回路１１の他方の出力端に接続され、ゲートは昇圧制御部４０と接続されている。

昇圧制御部４０は、力率改善回路のスイッチング素子２３のオン・オフを制御する回路であって、従来公知のＰＦＣ制御動作を行い得る集積回路などにより構成される。昇圧制御部４０は、制御部９０と電気配線により接続され、制御部９０からの電圧制御信号である昇圧オン・オフ信号ＶＣＳに基づき、スイッチング素子２３のゲートに所定のデューティ比を有するＰＷＭ信号を出力する。

第１コンデンサ３０は、昇圧回路２０から出力される電圧を平滑化する平滑コンデンサからなり、直流電圧ＨＶＡを出力する。上記のように、第１整流回路１１及び昇圧回路２０を設けた場合、ダイオードブリッジ、インダクタ２１、及びダイオード２２の順で電流が流れるため、出力電圧は入力電圧よりも高くなる。そのため、昇圧回路２０を作動させない場合、第１コンデンサ３０から一定の低い直流電圧ＨＶＡ（例えば、ＤＣ１４０Ｖ）が出力される。また、昇圧回路２０を作動させると、第１コンデンサ３０から一定の高い直流電圧ＨＶＡ（例えば、ＤＣ３１０Ｖ）が出力される。

負荷接続部６０は、出力電圧が出力される出力端子を備え、出力端子には、ポンプＰが接続される。また、負荷接続部６０は、制御部９０と電気配線により接続されている。後述する制御部９０から出力される回転数制御信号ＲＣＳ及び回転数センサ５０で検出されポンプＰから出力される回転数フィードバック信号ＦＢＳはそれぞれ、負荷接続部６０を介してポンプＰ及び制御部９０に送出される。

図示しないが、スイッチング電源部８３及び制御回路用電源生成部８４は、従来公知の構成を有し、交流の入力電圧Ｖｉｎを第２整流回路８１で整流・平滑して得られる直流電圧ＨＶから半導体スイッチ素子を用いてパルス電圧を生成し、そのパルス電圧からスイッチングトランス、コンデンサ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどを介して制御部用の直流電圧Ｖｃｃ（例えば、ＤＣ５Ｖ）や昇圧制御部４０などの制御回路用の直流電圧ＨＶＰ（例えば、ＤＣ１５Ｖ）を生成する。

制御部９０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路を備えたマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）などを有する。マイコンは、ＲＯＭに保持された即湯ユニットの制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、即湯ユニットの動作を制御する。また、制御部９０は、機能的構成手段として、ポンプＰの作動をオン・オフする動作スイッチ部、ポンプＰを駆動電圧に応じた所定の回転数で制御するための回転数制御信号ＲＣＳを出力する回転数指示部、指示した回転数と後述する回転数センサ５０で検出された回転数フィードバック信号ＦＢＳに基づく検出回転数とを対比し、駆動電圧が正常かどうかを判定する特性判定部、昇圧制御部４０に昇圧オン・オフ信号ＶＣＳを出力する昇圧指示部、ポンプＰに印加する駆動電圧の印加情報を記憶部に記憶する印加情報書き込み部、マイコンの記憶部に駆動電圧の印加情報が記憶されているかを判定するとともに、印加情報が記憶されている場合、記憶されている印加情報が第２定格電圧であるかを判定する印加情報判定部、制御部９０への制御電圧の低下を判定する電圧情報監視ポート等を備える。また、ＲＯＭには、第１定格電圧または第２定格電圧とポンプの回転数とが相関づけられたデータテーブルが格納されている。

ポンプＰは、電源装置から出力される直流電圧ＨＶＡを駆動電圧とし、負荷接続部６０を介して制御部９０から出力される回転数制御信号ＲＣＳにより回転駆動する直流モータ（図示せず）と、ホールＩＣなどのポンプＰの回転数を検出する回転数センサ（回転数検出部）５０とを備える。既述したように、回転数センサ５０で検出された回転数フィードバック信号ＦＢＳは、負荷接続部６０を介して制御部９０に出力される。なお、駆動電圧に対するポンプＰの特性を検出する特性検出手段として、所定の回転数でポンプＰを回転させたときの電流を検出する電流検出部を設けてもよい。

本実施の形態では、ポンプＰとして、第１定格電圧（例えば、ＤＣ１４０Ｖ）で作動する第１ポンプＰ１と、第２定格電圧（例えば、ＤＣ３１０Ｖ）で作動する第２ポンプＰ２とが使用され、これらは負荷接続部６０に任意に交換接続される（以下、各ポンプを区別する場合、「第１ポンプＰ１」、「第２ポンプＰ２」といい、これらを総称する場合、単に「ポンプＰ」という）。なお、本実施の形態では、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２はそれぞれ、即湯運転において所定の固定回転数で回転駆動するように設定されているが、駆動電圧と回転数との相関を利用することによりポンプＰの回転数をフィードバック制御できるため、任意の回転数でポンプＰを回転駆動させてもよい。

次に、本実施の形態の電源装置の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、即湯ユニットの元電源がオフされない限り、制御部９０には常時、電源供給されている。

制御部９０は、温度センサ１０８で検出される湯水の温度が即湯設定温度未満になると、ポンプＰの動作スイッチをオンして、即湯運転を開始する（ステップＳ１）。すると、ポンプＰによる循環管路内における湯水の循環が開始される。このとき、記憶部に第２定格電圧を印加した印加情報「１０」が記憶されているかどうかが判定される（ステップＳ２）。

記憶部に第２定格電圧の印加情報「１０」が記憶されていなければ（ステップＳ２で、Ｎｏ）、初めての即湯運転であるか、前回の即湯運転で第１定格電圧がポンプＰに印加されている。従って、商用電源１０から供給されている入力電圧Ｖｉｎは、第１整流回路１１及び第１コンデンサ３０で整流・平滑化され、昇圧回路２０で昇圧されることなく、第１定格電圧である直流電圧ＨＶＡがポンプＰに印加される（ステップＳ３）。

電源装置からポンプＰに直流電圧ＨＶＡが印加されると、制御部９０は第１定格電圧とポンプＰの回転数との相関に基づき、ポンプＰが所定の回転数で回転するように回転数制御信号ＲＣＳを出力する（ステップＳ４）。そして、指示した回転数と、回転数センサ５０で検出される検出回転数とが一致しているかどうかを判定する（ステップＳ５）。このとき、指示した回転数と検出回転数との差が所定の許容誤差範囲内である場合（ステップＳ５で、Ｙｅｓ）、ポンプＰは正常に回転駆動されていると判定され、記憶部に第１定格電圧が印加された印加情報「０１」が記憶される（ステップＳ６）。従って、低定格電圧の第１ポンプＰ１を使用する場合、昇圧回路作動分の損失が生じないため、高効率の電源回路を構成することができ、消費電力を低減することができる。

一方、第１定格電圧を印加したとき、検出回転数が指示した回転数よりも所定の許容誤差範囲外であり、検出回転数が指示した回転数よりも低い場合（ステップＳ５で、Ｎｏ、ステップＳ９で、Ｙｅｓ）、電圧不足と判定され、制御部９０は昇圧制御部４０に昇圧オン信号ＶＣＳを出力し、昇圧回路２０を作動させる（ステップＳ１２）。すると、昇圧制御部４０から既述した所定のデューティ比のＰＷＭ信号がスイッチング素子２３に出力されて、整流電圧Ｖｒが昇圧され、第２定格電圧である直流電圧ＨＶＡがポンプＰに印加される。

電源装置からポンプＰに直流電圧ＨＶＡが印加されると、上記と同様に、制御部９０は第２定格電圧とポンプＰの回転数との相関に基づき、ポンプＰが所定の回転数で回転するように回転数制御信号ＲＣＳを出力する（ステップＳ１３）。そして、指示した回転数と、回転数センサ５０で検出される検出回転数とが一致しているかどうかを判定する（ステップＳ１４）。このとき、指示した回転数と検出回転数との差が所定の許容誤差範囲内である場合（ステップＳ１４で、Ｙｅｓ）、ポンプＰは正常に回転駆動されていると判定され、記憶部に第２定格電圧が印加された印加情報「１０」が記憶される（ステップＳ１５）。

なお、即湯運転を開始させたときに、記憶部に第２定格電圧の印加情報「１０」が記憶されていれば（ステップＳ２で、Ｙｅｓ）、前回、ポンプＰに第２定格電圧が印加されているから、第１定格電圧を印加することなく、制御部９０は昇圧制御部４０に昇圧オン信号ＶＣＳを出力し、昇圧回路２０を作動させる（ステップＳ１２）。これにより、第２定格電圧である直流電圧ＨＶＡがポンプＰに印加される。

また、昇圧回路２０を作動させずに第１定格電圧の直流電圧ＨＶＡをポンプＰに印加したとき、検出回転数が所定の許容誤差範囲外であり、検出回転数が指示した回転数よりも高い場合（ステップＳ５及びＳ９で、Ｎｏ）、または昇圧回路２０を作動させて第２定格電圧の直流電圧ＨＶＡをポンプＰに印加したとき、検出回転数が所定の許容誤差範囲外である場合（ステップＳ１４で、Ｎｏ）、ポンプＰが故障している可能性が高い。このため、制御部９０は動作スイッチをオフして、図示しない報知手段等からポンプＰの異常を報知させる（ステップＳ１０〜Ｓ１１）。

ポンプＰに適切な駆動電圧が印加され、温度センサ１０８で検出される湯水の温度が所定の即湯設定温度以上に上昇すると、制御部９０は動作スイッチをオフして、ポンプＰへの駆動電圧の印加を停止し、ポンプＰの回転駆動を停止させる（ステップＳ７〜Ｓ８及びＳ１６〜Ｓ１７）。また、第２定格電圧の直流電圧ＨＶＡが印加されていた場合、ポンプＰへの駆動電圧の印加を停止した後、昇圧制御部４０に昇圧オフ信号ＶＣＳを出力して、昇圧回路２０の作動を停止させる（ステップＳ１８）。これにより、間欠的にポンプＰを作動させる場合の待機時間における電力消費が削減される。

再度、温度センサ１０８で検出される湯水の温度が即湯設定温度未満になると、上記した即湯運転が再開されるが、このとき即湯ユニットの元電源のオフ等により制御部９０への電源供給がオフされていなければ、記憶部に記憶されている駆動電圧の印加情報に基づき、第１定格電圧または第２定格電圧の直流電圧ＨＶＡがポンプＰに印加される。なお、図示しないが、制御部９０への電源供給がオフされ、制御部９０への制御電圧が低下すると、マイコンは電源断状態となり、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされ、初期の印加情報「００」に戻される。これにより、ポンプＰの交換に即湯ユニットの元電源をオフする必要がある場合などでも、ポンプＰの交換後、ポンプＰに初めて駆動電圧の印加を開始するとき、低定格電圧である第１定格電圧の直流電圧ＨＶＡがポンプＰに印加される。

以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、ポンプＰへの駆動電圧の印加を開始させるとき、昇圧回路２０を作動させずに低定格電圧の第１定格電圧を印加するから、第１定格電圧で作動する第１ポンプＰ１が接続されている場合でも、第１ポンプＰ１に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。これにより、第１ポンプＰ１の損傷を防止することができる。

また、駆動電圧に対するポンプＰの特性の変化は回転数に現れるから、ポンプＰの回転数を印加されている駆動電圧に対する負荷の特性として利用することにより、ポンプＰに適切な駆動電圧が印加されているかどうか確実に判定することができる。従って、昇圧回路２０を作動させずに第１定格電圧を印加したときに指示した回転数よりも検出回転数が低ければ、駆動電圧が不足しており、高定格電圧の第２ポンプＰ２が接続されていると判定することができる。そして、上記のように電圧不足が生じている場合、昇圧オン信号ＶＣＳを出力して昇圧回路２０を作動させるから、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を第２負荷に印加することができる。

また、上記電源装置によれば、記憶部にポンプＰへの駆動電圧の印加情報が記憶され、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていれば、第１定格電圧を印加することなく、昇圧回路２０を作動させて第２定格電圧を印加するから、間欠的に作動させるポンプＰが接続されている場合でも、電圧不足の判定を待つことなく第２定格電圧を第２ポンプＰ２に印加させることができる。これにより、早期に所期の性能を発揮させることができる。また、上記電源装置によれば、ポンプＰへの駆動電圧の印加を開始するとき、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていなければ、第１定格電圧を印加するから、電源装置に第１ポンプＰ１が接続されている場合やポンプＰを交換するために制御部９０への電源供給がオフされた場合でも、第１ポンプＰ１に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。

従って、本実施の形態によれば、定格電圧の異なる負荷が交換して接続される電源装置において、第１負荷が接続されている場合の定格電圧を超える過電圧の印加を防止することができるとともに、第２負荷が接続されている場合の電圧不足を回避することができる。これにより、定格電圧の異なる負荷に応じた専用の電源装置とすることなく、いずれの負荷が接続されている場合でも、適切な駆動電圧を負荷に印加することができる汎用性の高い電源装置を低コストで提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態の電源装置は、ポンプＰが負荷接続部６０に接続されているかどうかを判定する接続判定回路を有する以外は、実施の形態１と同様の構成を有する。従って、同一の構成については説明を省略し、異なる構成のみを説明する。

図４は、本実施の形態の電源装置の一例を示す回路図であり、図５は、接続判定回路７０の一例を示す回路図である。図４に示すように、接続判定回路７０は、負荷接続部６０と制御部９０との間に設けられる。

図５に示すように、接続判定回路７０は、負荷接続部側に設けられたコンパレータ７１と、制御部側への伝達手段であるフォトダイオード７４と、制御部側に設けられたフォトトランジスタ７５とを備える。接続判定回路７０には、制御回路用電源生成部８４で生成された直流電圧ＨＶＰが印加されている。コンパレータ７１の＋端子は、負荷接続部６０と接続され、抵抗Ｒ５によって所定の電圧が入力される。また、コンパレータ７１の−端子は、直流電圧ＨＶＰを分圧する分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４と接続されており、分圧された電圧が入力される。また、コンパレータ７１の出力側には、抵抗Ｒ２が接続されている。なお、この接続判定回路７０では、負荷接続部６０にポンプＰが接続されている場合、＋端子に入力される電圧が−端子に比べて小さくなるように設計されている。

接続判定回路７０の動作について概略すると、負荷接続部６０にポンプＰが接続されている場合、コンパレータ７１の−端子の電圧が＋端子のそれよりも高くなり、コンパレータ７１からの出力はローレベル（Ｌ）となる。その結果、ＰＣ１のフォトダイオード７４に電流が流れないため発光せず、ＰＣ１のフォトトランジスタ７５もオフ状態となる。そのため、制御回路用の直流電圧Ｖｃｃの供給がオフされ、マイコンの認識がローレベル（Ｌ）となり、ポンプ接続と判定される。一方、負荷接続部６０にポンプＰが接続されていない場合、負荷接続部側に電流が流れず、抵抗Ｒ２側に流れて、コンパレータ７１の−端子の電圧が＋端子のそれよりも低くなり、コンパレータ７１からの出力はハイレベル（Ｈ）となる。その結果、ＰＣ１のフォトダイオード７４に電流が流れて発光し、ＰＣ１のフォトトランジスタ７５がオンされる。そのため、制御回路用の直流電圧Ｖｃｃが供給されて、マイコンの認識がハイレベル（Ｈ）となり、ポンプ非接続と判定される。

次に、本実施の形態の電源装置の動作について、図６及び図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一のステップについては、説明を省略し、異なる部分を主として説明する。

図６に示すように、即湯運転が実行される場合、実施の形態１と同様に、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報及び第１定格電圧を負荷に印加したときのポンプＰの回転数に基づき、昇圧回路２０を作動させずまたは作動させてポンプＰに第１定格電圧または第２定格電圧が印加される（ステップＳ３１〜Ｓ４８）。

即湯運転が終了すると、制御部９０は、接続判定プログラムを起動させ、図７に示すように、既述した接続判定回路７０からの出力に基づきポンプＰの接続が解除されたかどうかが判定される。具体的には、まず、記憶部に第２定格電圧を印加した印加情報「１０」が記憶されているかどうかが判定される（ステップＳ６１）。このとき、記憶部に第２定格電圧の印加情報「１０」が記憶されていなければ（ステップＳ６１で、Ｎｏ）、上記と同様に、次回、ポンプＰへ駆動電圧の印加を開始させるとき、第１定格電圧が印加されるから、昇圧回路２０はオフ状態で維持される。従って、前回、第２定格電圧が印加された後、元電源のオフなどにより制御部９０への電源供給がオフされた場合、次回の即湯運転でポンプＰへ駆動電圧の印加を開始するとき、確実に第１定格電圧が印加される。

記憶部に第２定格電圧の印加情報「１０」が記憶されていれば（ステップＳ６１で、Ｙｅｓ）、一定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）ごとに接続判定を実行し、既述した接続判定回路７０からの出力により負荷接続部６０にポンプＰが接続されているかどうかを判定する（ステップＳ６２〜Ｓ６３）。このとき、ポンプＰの接続が解除されている場合（ステップＳ６３で、Ｎｏ）、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされ、初期の印加情報「００」に戻される（ステップＳ６４）。

即湯運転が再開されると、実施の形態１と同様に、記憶部の印加情報に基づいてポンプＰに第１定格電圧または第２定格電圧が印加される。

以上のように、本実施の形態の電源装置によれば、実施の形態１と同様に、ポンプＰへの駆動電圧の印加を開始させるとき、昇圧回路２０を作動させずに低定格電圧の第１定格電圧を印加するから、第１定格電圧で作動する第１ポンプＰ１が接続されている場合でも、第１ポンプＰ１に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。これにより、第１ポンプＰ１の損傷を防止することができる。また、ポンプＰの回転数を利用することにより、ポンプＰに適切な駆動電圧が印加されているかどうか確実に判定することができる。また、第１定格電圧を印加したときに電圧不足が生じている場合、昇圧回路２０を作動させるから、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を第２ポンプＰ２に印加することができる。また、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていれば、第１定格電圧を印加することなく、昇圧回路２０を作動させて第２定格電圧を印加するから、間欠的に作動させるポンプＰが接続されている場合でも、電圧不足の判定を待つことなく第２定格電圧を第２ポンプＰ２に印加させることができる。

さらに、本実施の形態の電源装置によれば、接続判定回路７０が設けられているから、電源装置とポンプＰとの接続の解除を確実に判定することができる。そして、接続判定回路７０から電源装置とポンプＰとの接続の解除が出力されると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされるから、ポンプＰへの駆動電圧の印加を開始させるとき、第１定格電圧が印加される。従って、第２ポンプＰ２から第１ポンプＰ１へ交換された場合でも、第１ポンプＰ１に定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。また、第１定格電圧を印加したときにポンプＰの回転数が電圧不足を示す場合、第１定格電圧よりも高い第２定格電圧を印加するから、第１ポンプＰ１から第２ポンプＰ２に交換された場合でも、高い駆動電圧を第２ポンプＰ２に印加することができる。

従って、本実施の形態によれば、定格電圧の異なる負荷が交換して接続される場合でも、第１負荷が接続されている場合の定格電圧を超える過電圧の印加を防止することができるとともに、第２負荷が接続されている場合の電圧不足を防止することができる。これにより、定格電圧の異なる負荷に応じた専用の電源装置とすることなく、いずれの負荷が接続されている場合でも、適切な駆動電圧を負荷に印加することができる汎用性の高い電源装置を低コストで提供することができる。

（その他の実施の形態）
（１）上記実施の形態では、商用電源から低入力電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）が供給される電源装置が説明された。しかしながら、本発明は、商用電源から高入力電圧（例えば、ＡＣ２００Ｖ）が供給される電源装置にも適用することができる。この場合、第１定格電圧で作動する第１負荷に過電圧が印加されるのを防止するため、昇圧回路及び昇圧制御部の代わりに降圧回路及び降圧制御部が設けられる。従って、負荷に駆動電圧の印加を開始するとき、制御部は降圧回路を作動させる降圧オン信号を降圧制御部に出力して第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに電圧不足が生じると、降圧オフ信号を出力して降圧回路を作動させることなく第２定格電圧を印加する。
（２）上記実施の形態では、給湯器を有する即湯ユニットにおいて、交換接続される定格電圧の異なるポンプに電源供給するための電源装置が説明された。しかしながら、本発明は、給湯器の代わりにヒートポンプなどの他の熱源機を有する器具のポンプに電源供給するための電源装置にも用いることができる。また、電源装置に交換接続される負荷は、定格電圧が異なれば、ポンプに限定されず、ファンなどの他の負荷を用いることができる。
（３）上記実施の形態では、定格電圧の異なる２つの負荷が交換接続されて使用されている。しかしながら、本発明では、定格電圧の異なる３つ以上の負荷が交換接続されて使用されてもよい。この場合、最も低い定格電圧が第１定格電圧に設定され、定格電圧の低い順に、駆動電圧に対する負荷の特性が電圧不足を示すかどうかが判定される。
（４）上記実施の形態では、記憶部に記憶されている駆動電圧の印加情報をリセットする場合、記憶部に印加情報「００」が書き込まれる。しかしながら、記憶されている印加情報を消去することにより印加情報がリセットされてもよい。
（５）上記実施の形態では、マイコンに電圧情報監視ポートを設け、制御部への電源供給がオフされた場合、マイコンの記憶部に記憶された印加情報がリセットされる。しかしながら、記憶部にＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを使用し、制御部への電源供給がオフされた場合、再度、制御部への電源供給が開始されたときに記憶部に記憶された印加情報がリセットされてもよい。
（６）上記実施の形態では、記憶部に駆動電圧の印加情報が記憶されている。しかしながら、記憶部に駆動電圧の印加情報を記憶させることなく、負荷に駆動電圧の印加を開始するとき、毎回、第１定格電圧を印加させてもよい。これにより、確実に第１負荷に第１定格電圧を超える過電圧が印加されるのを防止することができる。
（７）上記実施の形態では、負荷として直流ポンプが使用されているが、交流ポンプを使用してもよい。この場合、商用電源からの交流電圧を変圧するトランスなどの昇圧部と、リレーなどの昇圧判断部とを設け、上記と同様に、所定の交流電圧を交流ポンプに印加させたときの駆動電圧と回転数との相関に基づく回転数や流量センサによって交流ポンプの能力を判断すれば、定格電圧に応じた駆動電圧が印加されるように電圧制御することができる。

２０ 昇圧回路
４０ 昇圧制御部
５０ 回転数センサ
６０ 負荷接続部
７０ 接続判定回路
９０ 制御部
Ｐ ポンプ

Claims (6)

1. 第１定格電圧で作動する第１負荷と、第１定格電圧より高い第２定格電圧で作動する第２負荷とが交換可能に接続され、これらの負荷に駆動電圧を印加する電源装置であって、
   商用電源から供給される入力電圧を変圧する変圧回路と、
   変圧回路の作動を制御する変圧制御部と、
   変圧制御部に電圧制御信号を出力する制御部と、を備え、
   制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示す場合、第２定格電圧を印加するように変圧制御部に電圧制御信号を出力する電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置であって、
   変圧回路は、商用電源から供給される入力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、
   変圧制御部は、昇圧回路の作動を制御する昇圧制御部を有しており、
   制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、昇圧回路を作動させることなく第１定格電圧を印加し、第１定格電圧を印加したときに接続された負荷の駆動電圧に対する所定の特性が電圧不足を示す場合、昇圧回路を作動させて第２定格電圧を印加するように昇圧制御部に電圧制御信号を出力する電源装置。
3. 請求項２に記載の電源装置は、さらに、
   負荷への駆動電圧の印加情報を記憶する記憶部を備え、
   制御部は、負荷への駆動電圧の印加を開始するとき、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されていない場合、第１定格電圧を印加し、記憶部に第２定格電圧の印加情報が記憶されている場合、第１定格電圧を印加することなく、昇圧回路を作動させて第２定格電圧を印加するように昇圧制御部に電圧制御信号を出力する電源装置。
4. 請求項３に記載の電源装置において、
   制御部への電源供給がオフされると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされる電源装置。
5. 請求項３または４に記載の電源装置は、さらに、
   電源装置と負荷との接続を判定する接続判定回路を備え、
   接続判定回路から電源装置と負荷との接続の解除が出力されると、記憶部に記憶された駆動電圧の印加情報がリセットされる電源装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源装置において、
   第１負荷及び第２負荷はそれぞれ、印加される駆動電圧で回転駆動するポンプを有し、
   ポンプは、ポンプの回転数を検出する回転数検出部を有する電源装置。

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