JP3623908B2

JP3623908B2 - Control voltage output device

Info

Publication number: JP3623908B2
Application number: JP2000102420A
Authority: JP
Inventors: 潤治大塚; 勝敏本多
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP2001292566A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧制御型の機器と接続されて、該機器に制御電圧を出力する制御電圧出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電圧制御型の機器と接続されて該機器に制御電圧を出力する制御電圧出力装置において、該機器が停止状態にあるときは、前記制御電圧を生成する回路への回路電源の供給を遮断して該回路の省電力を図ったものが知られている。
【０００３】
例えば、図３は、給湯器等に使用されるファンモータ３２に対して、作動用電源Ｖ_ｃｐを供給すると共に回転数を設定する制御電圧Ｖ_ｃｎｔを出力する制御電圧出力装置３１の回路構成を示したものであり、制御電圧出力装置３１は、ファンモータ３２が停止状態にあるときにファンモータ３２に関わる消費電力を抑制するための構成を備えている。
【０００４】
先ず、ファンモータ３２の作動用電源Ｖ_ｃｐは、第１のトランジスタ３９を介して供給され、第１のトランジスタ３９はマイコン３３の出力ポートＯＵＴ２から反転バッファ４０を介して出力される信号によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【０００５】
すなわち、出力ポートＯＵＴ２からＨｉｇｈレベル信号が出力されると、反転バッファ４０の出力がＧＮＤレベルとなって第１のトランジスタ３９がＯＮし、ファンモータ３２に作動用電源Ｖ_ｃｐが供給される機器電源供給状態となる。一方、出力ポートＯＵＴ２からＬｏｗレベル信号が出力されると、反転バッファ４０の出力がハイインピーダンス状態となって第１のトランジスタ３９がＯＦＦし、ファンモータ３２への作動用電源Ｖ_ｃｐの供給が遮断される機器電源遮断状態となる。
【０００６】
次に、マイコン３３の出力ポートＯＵＴ１からはファンモータ３２の回転数を制御するための第１のＰＷＭ信号が出力され、該第１のＰＷＭ信号を第１の平滑回路３５で直流化して生成される指令電圧Ｖ_ｓｅｔがファン電圧制御回路３６に入力される。そして、マイコン３３は、図４に示したように、第１のＰＷＭ信号の一定周期ＴにおけるＨｉｇｈレベル信号の出力期間（ＯＮ期間）とＬｏｗレベル信号の出力期間（ＯＦＦ期間）のデューティ比（ＯＮ／ＯＦＦデューティ比）を変更することにより、ファンモータ３２の目標回転数に応じた設定電圧Ｖ_ｓｅｔを生じさせる。
【０００７】
ファン電圧制御回路３６には設定電圧Ｖ_ｓｅｔと共に抵抗分割回路４１により制御電圧Ｖ_ｃｎｔを分圧したフィードバック電圧Ｖ_ｆが入力され、ファン電圧制御回路３６は、両者の差に応じてそのＯＮ／ＯＦＦデューティ比が変化する第２のＰＷＭ信号を出力端子ａから第２のトランジスタ３８のベースに出力する。これにより、第２のトランジスタ３８を介して電圧Ｖ_ｃが間欠的に第２の平滑回路３７の入力端子ｂに入力され、これを直流化して生成された制御電圧Ｖ_ｃｎｔが第２の平滑回路３７の出力端子ｃから出力される。
【０００８】
また、ファンモータ３２の回転数検出信号Ｒ_ｅｖが回転数処理回路３４を介してマイコン３３の入力ポートＩＮ１に入力され、マイコン３３は、回転数検出信号Ｒ_ｅｖから把握されるファンモータ３２の実回転数が目標回転数と一致するように出力ポートＯＵＴ２から出力する第１のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を補正する。
【０００９】
そして、ファン電圧制御回路３６と回転数処理回路３４の回路電源Ｖ_ｃｓは第１のトランジスタ３９を介して供給されるため、第１のトランジスタ３９がＯＮするとこれらの回路に回路電源Ｖ_ｃｓが供給される回路電源供給状態となり、第１のトランジスタ３９がＯＦＦするとこれらの回路への回路電圧の供給が遮断される回路電源遮断状態となる。
【００１０】
このように、制御電圧出力装置３１においては、第１のトランジスタ３９のＯＮ／ＯＦＦを切替えることによって、ファンモータ３２への作動用電源Ｖ_ｃｐとファン電圧制御回路３６及び回転数処理回路３４への回路電源Ｖ_ｃｓの供給と遮断を切替えることができる。
【００１１】
そして、マイコン３３は、ファンモータ３２を作動させるときは出力ポートＯＵＴ２からＨｉｇｈレベル信号を出力して第１のトランジスタ３９をＯＮし、ファンモータ３２の停止中はＯＵＴ２からＬｏｗレベル信号を出力して第１のトランジスタ３９をＯＦＦすることにより、ファンモータ３２が停止中であるときに、ファンモータ３２に内蔵された駆動回路とファン電圧制御回路３６と回転数処理回路３４で消費される電力の低減を図っている。
【００１２】
しかし、制御電圧出力装置３１においては、第１のトランジスタ３９をＯＮ／ＯＦＦするために専用の出力ポートＯＵＴ２を確保する必要がある。また、ファンモータ３２の作動と停止に合わせて出力ポートＯＵＴ２の信号出力をＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルに切替える処理を行なう制御プログラムをマイコン３３に組込む必要がある。そのため、ハード的にもソフト的にも装置の構成が複雑になるという不都合があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記不都合を解消し、省電力のための構成を簡易に実現することができる制御電圧出力装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の第１の態様は、作動用電源の供給の他に制御電圧の入力を要する電圧制御型の機器と接続可能であって、該機器に制御電圧を出力する制御電圧出力装置であって、ＰＷＭ信号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータから該ＰＷＭ信号が出力されている間に該ＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比に応じて変化する所定レベル以上の直流電圧を前記制御電圧として出力する制御電圧出力回路と、該制御電圧出力回路に回路電源を供給する回路電源供給状態と該制御電圧出力回路への回路電源の供給を遮断する回路電源遮断状態とを切替える回路電源切替回路とを有する制御電圧出力装置の改良に関する。
【００１５】
そして、前記ＰＷＭ信号がＯＮ期間にある状態と前記制御電圧出力回路から前記所定レベル以上の直流電圧が出力されている状態のうちの少なくともいずれか一方の状態にあるときは、前記回路電源切替回路を前記回路電源供給状態とし、それ以外のときには前記回路電源切替回路を前記回路電源遮断状態とする回路電源切替制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
かかる本発明によれば、詳細は後述するが、前記マイクロコンピュータから前記ＰＷＭ信号の出力が開始されると、ＰＷＭ信号のＯＮ期間中は前記回路電源切替制御手段により前記回路電源切替回路が前記回路電源供給状態となって、前記制御電圧出力回路に回路電源が供給される。そして、前記制御電圧出力回路からは前記ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて変化する前記所定レベル以上の前記制御電圧が出力されるため、前記ＰＷＭ信号がＯＦＦ期間に移行しても、該制御電圧は前記所定レベル以上となり、前記回路電源切替制御手段により前記回路電源切替回路は前記回路電源供給状態に保たれる。一方、前記マイクロコンピュータからの前記ＰＷＭ信号の出力が停止すると、前記制御電圧出力回路の出力が低下して前記所定レベルよりも低くなり、前記回路電源切替制御手段により前記回路電源切替回路は前記回路電源遮断状態となって消費電力が低減される。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、前記マイクロコンピュータからの前記ＰＷＭ信号の出力の有無に応じて、前記回路電源切替回路の状態が、前記制御電圧出力回路に回路電源が供給される前記回路電源供給状態と前記制御電圧出力回路への回路電源の供給が遮断される前記回路電源遮断状態とに切替わる。そのため、前記マイクロコンピュータは、前記回路電源切替回路の状態（前記回路電源供給状態と前記回路電源遮断状態）を切替えるための出力ポートを備える必要がなく、また、前記機器の作動と停止に応じて該専用の出力ポートから出力する信号のレベルを制御するためのプログラムを備える必要もない。したがって、省電力のための構成を簡易に実現することができる。
【００１８】
また、前記第１の態様において、前記制御電圧出力装置は、前記制御電圧と共に前記機器の作動用電源を供給し、前記機器に作動用電源を供給する機器電源供給状態と、前記機器への作動用電源の供給を遮断する機器電源遮断状態とを切替える機器電源切替回路と、前記ＰＷＭ信号がＯＮ期間にある状態と前記制御電圧出力回路から前記所定レベル以上の直流電圧が出力されている状態のうちの少なくともいずれか一方の状態にあるときは、前記機器電源切替回路を前記機器電源供給状態とし、それ以外のときには前記機器電源切替回路を前記機器電源遮断状態とする機器電源切替制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
かかる本発明によれば、前記マイクロコンピュータからの前記ＰＷＭ信号の出力の有無に応じて、前記機器電源切替回路の状態（前記機器電源供給状態と前記機器電源遮断状態）が切替わる。そのため、前記マイクロコンピュータは、前記機器電源切替回路の状態を切替える制御信号を出力するための出力ポートを持つ必要がなく、また、前記機器の作動と停止に応じて該出力ポートから出力する信号のレベルを制御するためのプログラムを備える必要もない。したがって、省電力のための構成を簡易に実現することができる。
【００２０】
また、本発明の第２の態様は、作動用電源の供給の他に制御電圧の入力を要する電圧制御型の機器と接続可能であって、該機器に制御電圧と作動用電源を供給する制御電圧出力装置であって、ＰＷＭ信号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータから該ＰＷＭ信号が出力されている間に該ＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比に応じて変化する所定レベル以上の直流電圧を前記制御電圧として出力する制御電圧出力回路と、前記機器に作動用電源を供給する機器電源供給状態と前記機器への作動用電源の供給を遮断する機器電源遮断状態とを切替える機器電源切替回路とを備えた制御電圧出力装置の改良に関する。
【００２１】
そして、前記ＰＷＭ信号がＯＮ期間にある状態と前記制御電圧出力回路から前記所定レベル以上の直流電圧が出力されている状態のうちの少なくともいずれか一方の状態にあるときは、前記機器電源切替回路を前記機器電源供給状態とし、それ以外のときには前記機器電源切替回路を前記機器電源遮断状態とする機器電源切替制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
かかる本発明によれば、上述した第１の態様と同様に、前記マイクロコンピュータから前記ＰＷＭ信号が出力されると、ＰＷＭ信号のＯＮ期間中は前記機器電源切替制御手段により前記機器電源切替回路が前記機器電源供給状態となって、前記機器に前記作動用電源が供給される。そして、前記制御電圧出力回路からは前記ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた前記所定レベル以上の制御電圧が出力されるため、前記ＰＷＭ信号がＯＦＦ期間に移行しても、前記所定レベル以上の前記制御電圧が出力され、前記機器電源切替制御手段により前記機器電源切替回路は前記機器電源供給状態に保たれる。一方、前記マイクロコンピュータからの前記ＰＷＭ信号の出力が停止すると、前記制御電圧出力回路の出力が低下して前記所定レベルよりも低くなり、前記機器電源切替制御手段により前記機器電源切替回路は前記機器電源遮断状態となる。
【００２３】
すなわち、本発明によれば、ＰＷＭ信号の出力の有無に応じて前記機器が接続されたときに、前記機器に前記作動用電源が供給される状態と前記作動用電源の供給が遮断される状態とに切替わる。そのため、前記マイクロコンピュータは、前記機器電源切替回路の状態（前記機器電源供給状態と前記機器電源遮断状態）を切替えるための出力ポートを持つ必要がなく、また、前記機器の作動と停止に応じて該出力ポートから出力する信号のレベルを制御するためのプログラムを備える必要もない。したがって、省電力のための構成を簡易に実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の制御電圧出力装置の回路構成図、図２は図１に示した回路のタイミングチャートである。
【００２５】
図１を参照して、本実施の形態の制御電圧出力装置１は、給湯器に備えられたファンモータ２の作動を制御するものであり、制御電圧出力装置１からファンモータ２には、作動用電源Ｖ_ｃｐとファンモータ２の回転数を設定する制御電圧Ｖ_ｃｎｔが供給され、ファンモータ２から制御電圧出力装置１にはファンモータ２の回転数の検出信号Ｒ_ｅｖが出力される。
【００２６】
以下、制御電圧出力装置１の構成と作動について説明する。制御電圧出力装置１は、マイクロコンピュータ３（以下、マイコン３という）により全体の作動が制御される。マイコン３の出力ポートＯＵＴ１は第１の平滑回路５と接続され、出力ポートＯＵＴ１からはファンモータ２の回転数を設定するための第１のＰＷＭ信号が出力される。また、マイコン３の入力ポートＩＮ１には、ファンモータ２から出力される回転数検出信号Ｒ_ｅｖが回転数処理回路４を介して入力され、マイコン３は、該回転数検出信号Ｒ_ｅｖから把握されるファンモータ２の実回転数に応じて、第１のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を補正する。
【００２７】
第１の平滑回路５はファン電圧制御回路６と接続され、マイコン３の出力ポートＯＵＴ１から入力された第１のＰＷＭ信号を直流化して設定電圧Ｖ_ｓｅｔを生成し、該設定電圧Ｖ_ｓｅｔをファン電圧制御回路６に出力する。
【００２８】
ファン電圧制御回路６は、制御電圧Ｖ_ｃｎｔを分圧する抵抗分割回路１５と接続され、該抵抗分圧回路１５により制御電圧Ｖ_ｃｎｔを分圧して生成されるフィードバック電圧Ｖ_ｆを入力する。また、ファン電圧制御回路６の出力端子ａは第２のトランジスタ８のベースと接続され、ファン電圧制御回路６は、第１の平滑回路５から入力した設定電圧Ｖ_ｓｅｔと抵抗分割回路１５から入力したフィードバック電圧Ｖ_ｆとの差に応じてそのＯＮ／ＯＦＦデューティ比が変化する第２のＰＷＭ信号を第２のトランジスタ８のベースに入力する。
【００２９】
第２の平滑回路７の入力端子ｂは第２のトランジスタ８のコレクタと接続され、ファン電圧制御回路６から入力されるＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦする第２のトランジスタ８を介して電圧Ｖ_ｃが断続的に入力される。そして、第２の平滑回路７は断続的に入力される電圧Ｖ_ｃを直流化して生成した制御電圧Ｖ_ｃｎｔを出力端子ｃから出力する。
【００３０】
なお、第１の平滑回路５、ファン電圧制御回路６、第２の平滑回路７、及び第２のトランジスタ８により、本発明の制御電圧出力回路が構成される。
【００３１】
次に、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４の回路電源Ｖ_ｃｓは、第１のトランジスタ９（本発明の回路電源切替回路及び機器電源切替回路に相当する）を介して供給される。また、ファンモータ２の作動用電源Ｖ_ｃｐも第１のトランジスタ９を介して供給される。
【００３２】
そして、制御電圧出力装置１においては、ファンモータ２を作動させるときにのみ第１のトランジスタ９をＯＮ状態とし、ファンモータ２の停止中は第２のトランジスタ９をＯＦＦ状態とする。これにより、ファンモータ２が停止状態にあるときには、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４に回路電源Ｖ_ｃｓが供給されないようにし、また、ファンモータ２に作動用電源Ｖ_ｃｐが供給されないようにして、省電力化を図っている。
【００３３】
電源切替制御回路１０（本発明の回路電源切替制御手段及び機器電源切替制御手段に相当する）は、このようにファンモータ２の作動に応じて第１のトランジスタ９をＯＮ／ＯＦＦさせるための回路である。電源切替制御回路１０は、２つのオープンコレクタ型の反転バッファ１１，１２をＯＲ接続して構成されている。反転バッファ１１，１２は、Ｈｉｇｈレベル信号が入力されたときはＯＮして出力がＧＮＤレベルとなり、Ｌｏｗレベル信号が入力されたときにはＯＦＦして出力がハイインピーダンス状態となる。
【００３４】
そのため、反転バッファ１１と１２のうちの少なくともいずれか一方にＨｉｇｈレベル信号が入力されると、第１のトランジスタ９のベースがＧＮＤに導通して第１のトランジスタ９がＯＮ状態となる。
【００３５】
そして、反転バッファ１１の入力端子はマイコン３の出力ポートＯＵＴ１と接続されて第１のＰＷＭ信号が入力され、反転バッファ１２の入力端子は第２の平滑回路７の出力端子ｃと接続されて制御電圧Ｖ_ｃｎｔが入力される。そのため、ＰＷＭ信号がＯＮ期間（出力ポートＯＵＴ１からＨｉｇｈレベル信号が出力される期間）にあるとき、制御電圧Ｖ_ｃｎｔが反転バッファ１２がＯＮする閾値Ｖ_ｔ以上であるとき、及びＰＷＭ信号がＯＮ期間にあり且つ制御電圧Ｖ_ｃｎｔが前記閾値Ｖ_ｔ以上であるときに、第１のトランジスタ９がＯＮすることになる。
【００３６】
そこで、マイコン３は、制御電圧Ｖ_ｃｎｔが閾値Ｖ_ｔ以上となる範囲で第１のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を変更してファンモータ２の回転数を制御し、これにより、図２に示したように第１のＰＷＭ信号が出力されている間は、反転バッファ１２が常時ＯＮ状態となるようにしている。
【００３７】
図２を参照して、電源切替制御回路１０の作動を詳説すると、先ず、マイコン３の出力ポートＯＵＴ１から第１のＰＷＭ信号の出力が開始されると（図中ｔ_０）、反転バッファ１１がＯＮして第１のトランジスタ９がＯＮし、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４に回路電源Ｖ_ｃｓが供給されると共に、ファンモータ２に作動用電源Ｖ_ｃｐが供給される。
【００３８】
そして、ファン電圧制御回路６が作動を開始して、ファン電圧制御回路６から第２のトランジスタ８のベースに第２のＰＷＭ信号が出力され、該第２のＰＷＭ信号により第２の平滑回路７の第２のコンデンサ１３が充電されて、第２の平滑回路７から出力される制御電圧Ｖ_ｃｎｔが徐々に上昇する。
【００３９】
第１のＰＷＭ信号がＯＦＦ期間に移行すると（図中ｔ_１）、反転バッファ１１はＯＦＦするが、第１のトランジスタ９のコレクタとＧＮＤ間に挿入された第１のコンデンサ１４に充電された電荷によりファン電圧制御回路６には継続して回路電源Ｖ_ｃｓが供給され、制御電圧Ｖ_ｃｎｔは上昇を続ける。そして、制御電圧Ｖ_ｃｎｔのレベルが反転バッファ１２の閾値Ｖ_ｔ以上となった時点（図中ｔ_２）で、反転バッファ１２がＯＮする。
【００４０】
このようにして、一旦反転バッファ１２がＯＮすると、第１のＰＷＭ信号のデューティ比は、上述したように制御電圧Ｖ_ｃｎｔが反転バッファ１２の閾値Ｖ_ｔ以上となる範囲で設定されるため、反転バッファ１２は常時ＯＮとなる。これにより、第１のＰＷＭ信号が出力されている間は第１のトランジスタ９が常時ＯＮとなり、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４に回路電源が供給された状態（本発明の回路電源供給状態に相当する）となる。また、ファンモータ２には作動用電源Ｖ_ｃｐが供給された状態（本発明の機器電源供給状態）となる。これにより、ファンモータ２は、第１のＰＷＭ信号で設定される回転数で回転を継続する。
【００４１】
そして、マイコン３の出力ポートＯＵＴ１からの第１のＰＷＭ信号の出力が停止すると（図中ｔ_３）、ファン電圧制御回路６からのパルス信号の出力が停止して、第２の平滑回路７から出力される制御電圧Ｖ_ｃｎｔのレベルが次第に低下する。その結果、制御電圧Ｖ_ｃｎｔが反転バッファ１２の閾値Ｖ_ｔよりも低くなると（図中ｔ_４）、反転バッファ１２がＯＦＦし、それに応じて第１のトランジスタ９がＯＦＦする。これにより、ファン電圧制御回路６及び回転数処理回路４への回路電源Ｖ_ｃｓの供給が遮断され（本発明の回路電源遮断状態に相当する）、また、ファンモータ２への作動用電源Ｖ_ｃｐの供給も遮断される（本発明の機器電源遮断状態に相当する）。
【００４２】
以上説明したように、制御電圧出力装置１においては、マイコン３の出力ポートＯＵＴ１からの第１のＰＷＭ信号の出力の有無に応じて、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４に回路電源Ｖ_ｃｓが供給された状態と遮断された状態とが切替わると共に、ファンモータ２に作動用電源Ｖ_ｃｐが供給された状態と遮断された状態とが切替わる。
【００４３】
したがって、マイコン３に第１のトランジスタ９をＯＮ／ＯＦＦするための出力ポートを設けたり、該出力ポートからの信号出力を切替えるプログラムを備えることなく、簡易に省電力化のための構成を実現することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、ファン電圧制御回路６と回転数処理回路４への回路電源Ｖ_ｃｓの供給と遮断の切替と、ファンモータ２に対する作動用電源の供給と停止の切替の双方を行なったが、いずれか一方のみを行なう場合であっても本発明の利益を得ることができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、電源切替制御回路１０と第１のトランジスタ９により、ファン電圧制御回路６と回転数制御回路４の回路電源Ｖ_ｃｓとファンモータ２の作動用電源Ｖ_ｃｐの双方の供給と遮断を切替えたが、回路電源Ｖ_ｃｓと作動用電源Ｖ_ｃｐに対して別個に電源切替制御回路とトランジスタを設けてもよい。
【００４６】
また、第１のＰＷＭ信号の周期Ｔが短い場合には、第２のコンデンサ１３の容量を大きくすることにより、第１のＰＷＭ信号の出力中に制御電圧Ｖ_ｃｎｔが安定して反転バッファ１２の閾値Ｖ_ｔ以上に保たれるようにしてもよい。
【００４７】
また、第１のＰＷＭ信号の出力開始時に、第２バッファ１２がＯＮするまで第１のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を１００％とすることにより、第２のコンデンサ１３の充電を速やかに行ない、第２のコンデンサ１３の出力電圧（＝制御電圧Ｖ_ｃｎｔ）が反転バッファ１２の閾値Ｖ_ｔ以上となるまでの立ち上がり時間を短縮するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御電圧出力装置の回路構成図。
【図２】図１に示した回路のタイミングチャート。
【図３】従来の制御電圧出力装置の回路構成図。
【図４】図３に示した回路のタイミングチャート。
【符号の説明】
１…制御電圧出力装置、２…ファンモータ、３…マイクロコンピュータ、５…第１の平滑回路、６…ファン電圧制御回路、７…第２の平滑回路、１０…電源切替制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control voltage output device that is connected to a voltage control type device and outputs a control voltage to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a control voltage output device that is connected to a voltage control type device and outputs a control voltage to the device, when the device is in a stopped state, supply of circuit power to the circuit that generates the control voltage is cut off A circuit that saves power in the circuit is known.
[0003]
For example, FIG. 3 shows a circuit configuration of a control voltage output device 31 that supplies an operating power supply V _cp and outputs a control voltage V _cnt that sets the rotation speed to a fan motor 32 used in a water heater or the like. As shown, the control voltage output device 31 has a configuration for suppressing power consumption related to the fan motor 32 when the fan motor 32 is in a stopped state.
[0004]
First, the operating power V _cp of the fan motor 32 is supplied via the first transistor 39. The first transistor 39 is turned on / off by a signal output from the output port OUT2 of the microcomputer 33 via the inversion buffer 40. It is turned off.
[0005]
That is, when a high level signal is output from the output port OUT2, the output of the inverting buffer 40 becomes the GND level, the first transistor 39 is turned on, and the device power supply to which the operating power supply V _cp is supplied to the fan motor 32. Supply state. On the other hand, when a low level signal is output from the output port OUT2, the output of the inverting buffer 40 becomes a high impedance state, the first transistor 39 is turned off, and the supply of the operating power supply V _cp to the fan motor 32 is cut off. The device is turned off.
[0006]
Next, a first PWM signal for controlling the rotational speed of the fan motor 32 is output from the output port OUT1 of the microcomputer 33, and the first PWM signal is generated by directing the first PWM signal by the first smoothing circuit 35. The command voltage V _set is input to the fan voltage control circuit 36. Then, as shown in FIG. 4, the microcomputer 33 sets the duty ratio (ON) between the output period (ON period) of the High level signal and the output period (OFF period) of the Low level signal in the fixed period T of the first PWM signal. / OFF duty ratio) is changed to generate a set voltage V _set corresponding to the target rotational speed of the fan motor 32.
[0007]
A feedback voltage V _{f obtained by} dividing the control voltage V _cnt by the resistance dividing circuit 41 is input to the fan voltage control circuit 36 together with the set voltage V _set , and the fan voltage control circuit 36 is turned on / off according to the difference between the two. The second PWM signal whose duty ratio changes is output from the output terminal a to the base of the second transistor 38. As a result, the voltage V _c is intermittently input to the input terminal b of the second smoothing circuit 37 via the second transistor 38, and the control voltage V _cnt generated by _directing the voltage V _c is converted to the second smoothing circuit. 37 from the output terminal c.
[0008]
Further, the rotational speed detection signal R _{ev of} the fan motor 32 is input to the input port IN1 of the microcomputer 33 via the rotational speed processing circuit 34, and the microcomputer 33 _recognizes the actual performance of the fan motor 32 grasped from the rotational speed detection signal R _ev. The ON / OFF duty ratio of the first PWM signal output from the output port OUT2 is corrected so that the rotational speed matches the target rotational speed.
[0009]
Since the circuit power supply V _cs of the fan voltage control circuit 36 and the rotation speed processing circuit 34 is supplied via the first transistor 39, the circuit power supply V _cs is supplied to these circuits when the first transistor 39 is turned on. When the first transistor 39 is turned off, the circuit power supply is cut off from the circuit voltage supply to these circuits.
[0010]
As described above, in the control voltage output device 31, the power supply V _cp for operation to the fan motor 32, the fan voltage control circuit 36, and the rotation speed processing circuit 34 are switched by turning on / off the first transistor 39. Supply and interruption of the circuit power supply V _cs can be switched.
[0011]
The microcomputer 33 outputs a high level signal from the output port OUT2 when operating the fan motor 32 and turns on the first transistor 39, and outputs a low level signal from OUT2 while the fan motor 32 is stopped. By turning off the first transistor 39, the power consumed by the drive circuit, the fan voltage control circuit 36, and the rotation speed processing circuit 34 built in the fan motor 32 when the fan motor 32 is stopped is reduced. I am trying.
[0012]
However, in the control voltage output device 31, it is necessary to secure a dedicated output port OUT2 in order to turn on / off the first transistor 39. Further, it is necessary to incorporate in the microcomputer 33 a control program for performing a process of switching the signal output of the output port OUT2 between the high level and the low level in accordance with the operation and stop of the fan motor 32. Therefore, there is a disadvantage that the configuration of the apparatus is complicated both in terms of hardware and software.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a control voltage output device that can solve the above-described disadvantages and can easily realize a configuration for power saving.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object, and the first aspect of the present invention can be connected to a voltage control type device that requires the input of a control voltage in addition to the supply of an operating power supply. A control voltage output device that outputs a control voltage to the device, the microcomputer outputting a PWM signal, and the ON / OFF duty ratio of the PWM signal while the PWM signal is being output from the microcomputer A control voltage output circuit that outputs a DC voltage of a predetermined level or more that changes according to the control voltage, a circuit power supply state that supplies circuit power to the control voltage output circuit, and circuit power supply to the control voltage output circuit The present invention relates to an improvement of a control voltage output device having a circuit power supply switching circuit for switching a circuit power supply cutoff state for cutting off supply.
[0015]
When the PWM signal is in at least one of a state in which the PWM signal is in an ON period and a state in which a DC voltage higher than the predetermined level is output from the control voltage output circuit, the circuit power supply switching circuit Is provided with a circuit power supply switching control means for setting the circuit power supply switching circuit to the circuit power supply cutoff state at other times.
[0016]
According to the present invention, as will be described in detail later, when the output of the PWM signal is started from the microcomputer, the circuit power supply switching circuit is turned on by the circuit power supply switching control means during the ON period of the PWM signal. In the power supply state, circuit power is supplied to the control voltage output circuit. Since the control voltage output circuit outputs the control voltage of the predetermined level or more that changes according to the duty ratio of the PWM signal, even if the PWM signal shifts to the OFF period, the control voltage is The circuit power supply switching control means maintains the circuit power supply switching state in the circuit power supply state. On the other hand, when the output of the PWM signal from the microcomputer is stopped, the output of the control voltage output circuit is lowered and becomes lower than the predetermined level, and the circuit power supply switching circuit is controlled by the circuit power supply switching control means. The power is cut off and power consumption is reduced.
[0017]
That is, according to the present invention, the state of the circuit power supply switching circuit depends on whether or not the PWM signal is output from the microcomputer, and the circuit power supply state in which circuit power is supplied to the control voltage output circuit And the circuit power supply cut-off state in which the supply of circuit power to the control voltage output circuit is cut off. Therefore, the microcomputer does not need to have an output port for switching the state of the circuit power supply switching circuit (the circuit power supply state and the circuit power supply cut-off state), and according to the operation and stop of the device. There is no need to provide a program for controlling the level of the signal output from the dedicated output port. Therefore, a configuration for power saving can be easily realized.
[0018]
In the first aspect, the control voltage output device supplies an operation power supply for the device together with the control voltage, and supplies an operation power supply to the device. A device power supply switching circuit that switches between a device power supply cut-off state that cuts off the supply of power for the power supply, a state in which the PWM signal is in an ON period, and a state in which a DC voltage of the predetermined level or higher is output from the control voltage output circuit A device power supply switching control means for bringing the device power supply switching circuit into the device power supply state when the device power supply switching circuit is in at least one of the states; It is characterized by having.
[0019]
According to the present invention, the state of the device power supply switching circuit (the device power supply state and the device power supply cut-off state) is switched depending on whether or not the PWM signal is output from the microcomputer. Therefore, the microcomputer does not need to have an output port for outputting a control signal for switching the state of the device power supply switching circuit, and a signal output from the output port according to the operation and stop of the device. There is no need to provide a program for controlling the level. Therefore, a configuration for power saving can be easily realized.
[0020]
The second aspect of the present invention can be connected to a voltage control type device that requires the input of a control voltage in addition to the supply of the operating power source, and the control for supplying the control voltage and the operating power source to the device. A voltage output device, a microcomputer that outputs a PWM signal, and a DC voltage of a predetermined level or more that changes according to the ON / OFF duty ratio of the PWM signal while the PWM signal is output from the microcomputer A control voltage output circuit that outputs a control power output circuit, and a device power supply switching circuit that switches between a device power supply state that supplies operating power to the device and a device power supply cut-off state that blocks supply of operating power to the device The present invention relates to an improvement of a control voltage output device including:
[0021]
When the PWM signal is in at least one of a state in which the PWM signal is in an ON period and a state in which a DC voltage higher than the predetermined level is output from the control voltage output circuit, the device power supply switching circuit Is provided with a device power supply switching control means for setting the device power supply switching circuit to the device power supply cut-off state at other times.
[0022]
According to the present invention, as in the first aspect described above, when the PWM signal is output from the microcomputer, the device power switch circuit is controlled by the device power switch control means during the ON period of the PWM signal. The device power supply state is entered, and the operating power is supplied to the device. Since the control voltage output circuit outputs a control voltage of the predetermined level or higher according to the duty ratio of the PWM signal, the control of the predetermined level or higher even when the PWM signal shifts to an OFF period. A voltage is output, and the device power supply switching circuit is maintained in the device power supply state by the device power supply switching control means. On the other hand, when the output of the PWM signal from the microcomputer is stopped, the output of the control voltage output circuit is lowered to be lower than the predetermined level, and the device power supply switching circuit is connected to the device by the device power supply switching control means. The power is cut off.
[0023]
That is, according to the present invention, when the device is connected according to the presence or absence of the output of the PWM signal, the state where the operating power is supplied to the device and the state where the supply of the operating power is cut off Switch to and. Therefore, the microcomputer does not need to have an output port for switching the state of the device power supply switching circuit (the device power supply state and the device power supply cut-off state), and according to the operation and stop of the device. There is no need to provide a program for controlling the level of the signal output from the output port. Therefore, a configuration for power saving can be easily realized.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the control voltage output device of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart of the circuit shown in FIG.
[0025]
Referring to FIG. 1, control voltage output device 1 of the present embodiment controls the operation of fan motor 2 provided in the water heater, and operation from control voltage output device 1 to fan motor 2 is activated. The power supply V _cp for use and the control voltage V _cnt for setting the rotational speed of the fan motor 2 are supplied, and the rotational speed detection signal R _ev of the fan motor 2 is output from the fan motor 2 to the control voltage output device 1.
[0026]
Hereinafter, the configuration and operation of the control voltage output apparatus 1 will be described. The entire operation of the control voltage output device 1 is controlled by a microcomputer 3 (hereinafter referred to as a microcomputer 3). The output port OUT1 of the microcomputer 3 is connected to the first smoothing circuit 5, and a first PWM signal for setting the rotational speed of the fan motor 2 is output from the output port OUT1. Further, the rotational speed detection signal R _ev output from the fan motor 2 is input to the input port IN1 of the microcomputer 3 via the rotational speed processing circuit 4, and the microcomputer 3 is grasped from the rotational speed detection signal R _ev. The ON / OFF duty ratio of the first PWM signal is corrected according to the actual rotational speed of the fan motor 2.
[0027]
The first smoothing circuit 5 is connected to the fan voltage control circuit 6, first a PWM signal to generate a set voltage V _set to direct current, the fan the set voltage V _set which is input from the output port OUT1 of the microcomputer 3 The voltage is output to the voltage control circuit 6.
[0028]
Fan voltage control circuit 6, a control voltage connected to the resistive divider circuit 15 for dividing the V _cnt, inputs the feedback voltage V _f that is generated by applying a control voltage V _cnt divided by the resistor divider 15. The output terminal a of the fan voltage control circuit 6 is connected to the base of the second transistor 8, and the fan voltage control circuit 6 receives the set voltage V _set input from the first smoothing circuit 5 and the resistance dividing circuit 15. The second PWM signal whose ON / OFF duty ratio changes in accordance with the difference from the feedback voltage V _f is input to the base of the second transistor 8.
[0029]
The input terminal b of the second smoothing circuit 7 is connected to the collector of the second transistor 8, and the voltage V _c is _supplied via the second transistor 8 that is turned on / off by the PWM signal input from the fan voltage control circuit 6. Input intermittently. The second smoothing circuit 7 outputs a control voltage V _cnt generated by _{converting the} intermittently input voltage V _c into a direct current from the output terminal c.
[0030]
The first smoothing circuit 5, the fan voltage control circuit 6, the second smoothing circuit 7, and the second transistor 8 constitute a control voltage output circuit of the present invention.
[0031]
Next, the circuit power V _cs of the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4 is supplied via the first transistor 9 (corresponding to the circuit power switching circuit and the device power switching circuit of the present invention). Further, the operating power V _cp for the fan motor 2 is also supplied through the first transistor 9.
[0032]
In the control voltage output device 1, the first transistor 9 is turned on only when the fan motor 2 is operated, and the second transistor 9 is turned off while the fan motor 2 is stopped. Thus, when the fan motor 2 is in a stopped state, the circuit power supply V _cs is not supplied to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4, and the operation power supply V _cp is not supplied to the fan motor 2. In this way, power saving is achieved.
[0033]
The power switching control circuit 10 (corresponding to the circuit power switching control means and the device power switching control means of the present invention) is a circuit for turning on / off the first transistor 9 in accordance with the operation of the fan motor 2 in this way. It is. The power supply switching control circuit 10 is configured by OR-connecting two open collector type inverting buffers 11 and 12. The inverting buffers 11 and 12 are turned on when the high level signal is input, and the output becomes the GND level, and are turned off when the low level signal is input, and the output becomes the high impedance state.
[0034]
Therefore, when a high level signal is input to at least one of the inverting buffers 11 and 12, the base of the first transistor 9 is conducted to GND and the first transistor 9 is turned on.
[0035]
The input terminal of the inverting buffer 11 is connected to the output port OUT1 of the microcomputer 3 and the first PWM signal is input, and the input terminal of the inverting buffer 12 is connected to the output terminal c of the second smoothing circuit 7 and controlled. The voltage V _cnt is input. Therefore, when the PWM signal is in the ON period (the period in which the High level signal is output from the output port OUT1), when the control voltage V _cnt is _{equal to} or higher than the threshold value V _{t for} turning on the inverting buffer 12, and when the PWM signal is in the ON period And the control voltage V _cnt is _{equal to} or higher than the threshold value V _t , the first transistor 9 is turned on.
[0036]
Therefore, the microcomputer 3 controls the rotational speed of the fan motor 2 by changing the ON / OFF duty ratio of the first PWM signal in a range where the control voltage V _cnt is _{equal to} or higher than the threshold value V _t , and thereby, FIG. As shown, while the first PWM signal is being output, the inversion buffer 12 is always in the ON state.
[0037]
Referring to FIG. 2, the operation of the power supply switching control circuit 10 will be described in detail. First, when the output of the first PWM signal is started from the output port OUT1 of the microcomputer 3 (t _{0 in the} figure), the inverting buffer 11 is turned on. The first transistor 9 is turned on, the circuit power supply V _cs is supplied to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4, and the operation power supply V _cp is supplied to the fan motor 2.
[0038]
Then, the fan voltage control circuit 6 starts operating, and a second PWM signal is output from the fan voltage control circuit 6 to the base of the second transistor 8, and the second smoothing circuit 7 is output by the second PWM signal. The second capacitor 13 is charged, and the control voltage V _cnt output from the second smoothing circuit 7 gradually increases.
[0039]
When the first PWM signal shifts to the OFF period (t _{1 in the} figure), the inverting buffer 11 is turned OFF, but the charge charged in the first capacitor 14 inserted between the collector of the first transistor 9 and GND. Thus, the circuit voltage V _cs is continuously supplied to the fan voltage control circuit 6 and the control voltage V _cnt continues to rise. Then, when the level of the control voltage V _cnt becomes _{equal to} or higher than the threshold value V _t of the inversion buffer 12 (t _{2 in the} figure), the inversion buffer 12 is turned on.
[0040]
In this way, once the inversion buffer 12 is turned ON, the duty ratio of the first PWM signal is set in the range where the control voltage V _cnt is _{equal to} or higher than the threshold value V _t of the inversion buffer 12 as described above. The buffer 12 is always ON. Thereby, while the first PWM signal is being output, the first transistor 9 is always ON, and the circuit power is supplied to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4 (the circuit power supply of the present invention). Corresponding to the supply state). In addition, the fan motor 2 is in a state in which the operating power supply V _cp is supplied (device power supply state of the present invention). As a result, the fan motor 2 continues to rotate at the rotational speed set by the first PWM signal.
[0041]
When the output of the first PWM signal from the output port OUT1 of the microcomputer 3 stops (t _{3 in the} figure), the output of the pulse signal from the fan voltage control circuit 6 stops and the second smoothing circuit 7 The level of the output control voltage V _cnt gradually decreases. As a result, when the control voltage V _cnt becomes lower than the threshold value V _t of the inverting buffer 12 (t _{4 in the} figure), the inverting buffer 12 is turned off, and the first transistor 9 is turned off accordingly. As a result, the supply of the circuit power supply V _cs to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4 is cut off (corresponding to the circuit power supply cut-off state of the present invention), and the operating power supply V _cp to the fan motor 2 Is also cut off (corresponding to the device power-off state of the present invention).
[0042]
As described above, in the control voltage output device 1, the circuit power supply V is supplied to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4 according to the presence or absence of the output of the first PWM signal from the output port OUT 1 of the microcomputer 3. _The state where _cs is supplied and the state where it is cut off are switched, and the state where the operating power supply V _cp is supplied to the fan motor 2 and the state where it is cut off are switched.
[0043]
Therefore, the microcomputer 3 is simply provided with an output port for turning the first transistor 9 on and off, or without a program for switching the signal output from the output port, thereby realizing a configuration for easily saving power. be able to.
[0044]
In the present embodiment, both supply and cut-off switching of the circuit power supply V _cs to the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed processing circuit 4 and switching of supply and stop of the operation power supply to the fan motor 2 are performed. Even if only one of them is performed, the benefits of the present invention can be obtained.
[0045]
In the present embodiment, both the circuit power supply V _cs of the fan voltage control circuit 6 and the rotation speed control circuit 4 and the operation power supply V _cp of the fan motor 2 are provided by the power supply switching control circuit 10 and the first transistor 9. However, a power supply switching control circuit and a transistor may be provided separately for the circuit power supply _Vcs and the operation power supply _Vcp .
[0046]
When the period T of the first PWM signal is short, the control voltage V _cnt is stabilized during the output of the first PWM signal by increasing the capacity of the second capacitor 13. it may be kept equal to or higher than the threshold V _t.
[0047]
Further, when the output of the first PWM signal is started, the second capacitor 13 is quickly charged by setting the ON / OFF duty ratio of the first PWM signal to 100% until the second buffer 12 is turned on. The rise time until the output voltage (= control voltage V _cnt ) of the second capacitor 13 becomes _{equal to} or higher than the threshold value V _t of the inverting buffer 12 may be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a control voltage output device of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of the circuit shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional control voltage output device.
4 is a timing chart of the circuit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control voltage output device, 2 ... Fan motor, 3 ... Microcomputer, 5 ... 1st smoothing circuit, 6 ... Fan voltage control circuit, 7 ... 2nd smoothing circuit, 10 ... Power supply switching control circuit

Claims

A control voltage output device that can be connected to a voltage control type device that requires input of a control voltage in addition to supplying an operating power supply, and that outputs the control voltage to the device,
A microcomputer that outputs a PWM signal, and a DC voltage that exceeds a predetermined level that changes according to the ON / OFF duty ratio of the PWM signal while the PWM signal is being output from the microcomputer is output as the control voltage. A control voltage output circuit; and a circuit power supply switching circuit that switches between a circuit power supply state that supplies circuit power to the control voltage output circuit and a circuit power supply cutoff state that blocks supply of circuit power to the control voltage output circuit. In the control voltage output device,
When the PWM signal is in at least one of a state where the PWM signal is in an ON period and a state where a DC voltage of the predetermined level or higher is output from the control voltage output circuit, the circuit power supply switching circuit is A control voltage output device comprising circuit power supply switching control means for setting a circuit power supply to a circuit power supply cut-off state at other times.

The control voltage output device supplies a power supply for operating the device together with the control voltage,
A device power supply switching circuit for switching between a device power supply state for supplying operation power to the device and a device power supply cut-off state for cutting off the supply of operation power to the device;
When the PWM signal is in at least one of a state where the PWM signal is in an ON period and a state where a DC voltage of the predetermined level or higher is output from the control voltage output circuit, the device power supply switching circuit is 2. The control voltage output device according to claim 1, further comprising device power supply switching control means for setting the device power supply state, and otherwise setting the device power supply switching circuit to the device power supply cut-off state.

A control voltage output device that can be connected to a voltage control type device that requires the input of a control voltage in addition to supplying an operating power source, and that supplies the control voltage and the operating power source to the device,
A microcomputer that outputs a PWM signal, and a DC voltage that exceeds a predetermined level that changes according to the ON / OFF duty ratio of the PWM signal while the PWM signal is being output from the microcomputer is output as the control voltage. Control voltage output comprising: a control voltage output circuit; and a device power supply switching circuit for switching between a device power supply state for supplying operation power to the device and a device power supply cut-off state for cutting off supply of operation power to the device In the device
When the PWM signal is in at least one of a state where the PWM signal is in an ON period and a state where a DC voltage of the predetermined level or higher is output from the control voltage output circuit, the device power supply switching circuit is A control voltage output apparatus comprising: a device power supply switching control unit that is in a device power supply state and that sets the device power supply switching circuit to the device power supply cut-off state otherwise.