JP3876529B2

JP3876529B2 - Electric water heater

Info

Publication number: JP3876529B2
Application number: JP13799298A
Authority: JP
Inventors: 政司神原; 高弓福田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JPH11318710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯を沸かして保温する電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気沸かし器の制御回路は交流電源から直流低電圧電源への変換に、整流後にトランスを使用せず、抵抗による電圧ドロップ方式やコンデンサによる電圧ドロップ方式などを用いることで、制御基板の低コスト化を図っている。特に、容器内のお湯を保温する保温ヒータを利用しての電圧ドロップ方式なども採用されている。
【０００３】
以下、保温ヒータを利用した従来の電気湯沸かし器の制御回路について説明する。図６に従来例の構成ブロック図を示す。図６において、１は液体を収容する容器、２は容器１の温度を測定する温度検知手段、３は容器１に収容された液体を加熱する加熱手段であり、加熱ヒータ３ａとリレー３ｂとトランジスタＴｒ５などで構成されている。４は容器１に収容された液体を任意の温度に保温する保温手段であり、保温ヒータ４ａで構成されている。５はダイオードブリッジからなる整流手段、６はＳＣＲによるスイッチ素子、８は直流電源であり、オペアンプＩＣ、および平滑コンデンサＣなどにより構成されている。９はモータ駆動回路であり、ポンプ９ａ、ポンプモータ９ｂ、出湯スイッチ９ｃ、およびトランジスタＴｒ６などで構成されている。１０は制御回路であり、温度検知手段２の入力によりトランジスタＴｒ５のオンオフ信号を出力し加熱ヒータ３ａを制御している。また、トランジスタＴｒ６をオンすることにより、使用者が出湯スイッチ９ｃを閉じるとポンプモータ９ｂに直流電源８の電圧Ｖｕが供給され、ポンプ９ａにより容器１の液体が排出される。
【０００４】
上記構成において、その動作を説明する。まず、直流電源８の動作について説明する。図７は従来例における直流電源８の動作を示すタイミングチャートである。図７において、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは、まず、Ａ１時点で所定電圧ＶＬを下回ると、オペアンプＩＣの出力はＬＯＷとなりトランジスタＴｒ２はオフとなる。トランジスタＴｒ２がオンのときには、スイッチ素子６のゲートをグランドに接続してゲート抵抗３からスイッチ素子６へのゲート電流を遮断していたので、トランジスタＴｒ２がオフとなることにより、スイッチ素子６にゲート電流が供給され、スイッチ素子６は図７におけるＡ１時点でオンとなり、ダイオードＤ５を介して平滑コンデンサＣに充電が開始される。
【０００５】
次に、Ａ２時点で電圧Ｖｕが所定電圧ＶＨを上回ると、オペアンプＩＣ出力はＨＩＧＨとなる。このとき、オペアンプＩＣの出力はヒステリシスを持った動作をするため、所定電圧ＶＬと所定電圧ＶＨに電位差が生じており、このため平滑コンデンサＣの電圧、すなわち直流電源８の出力電圧Ｖｕは、電圧ＶＬから電圧ＶＨのリップルを持った直流電圧が得られる。また、スイッチ素子６は、一旦オンとなると、保持電流が流れ続けている間はオフとならないので、次に整流手段５による全波整流出力の電圧がゼロボルトとなるＡ３時点で、保持電流がなくなるまでは、保温ヒータ４ａを介した電流が流れ続ける。
【０００６】
このとき、そのままでは平滑コンデンサＣへの充電が継続してしまうので、図６に示したように、オペアンプＩＣの出力により、トランジスタＴｒ３をオンとしてＡ２時点からＡ３時点までは、平滑コンデンサＣへの充電を停止している。またこのとき、ダイオードＤ５があるため、トランジスタＴｒ３がオンとなっても、平滑コンデンサＣに充電された電荷は、トランジスタＴｒ３方向へと流れ出さず、電圧Ｖｕは、直流電源８の出力で消費される電流分のみ低下していく。
【０００７】
次に、保温時における直流電流８の動作において、図面を参照しながら説明する。図８は保温時の動作を示すタイミングチャートである。図８において、Ｂ１時点で温度検知手段２の入力により測定した結果から、容器１内の液体の温度がそのとき設定されている保温温度以下になったと判断した場合、制御回路１０は保温ヒータオン信号をＬＯＷとするように制御している。この動作により、図６に示したトランジスタＴｒ２はオフとなるので、抵抗Ｒ３によりスイッチ素子６はオン状態を続ける。
【０００８】
ところが、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは電圧ＶＬ以上であるので、オペアンプＩＣの出力はＨＩＧＨのままでトランジスタＴｒ３はオン状態のままであり、平滑コンデンサＣへの充電は開始されない。このため、保温ヒータ４ａを介して直流電源８に供給されている電流は、平滑コンデンサＣへは流れずに、そのまま整流素子５の全波整流回路とスイッチ素子６とトランジスタＴｒ３を通じて商用電源に帰ることになり、保温ヒータ４ａは容器１を加熱して容器１内の液体は所定の保温温度になるまで温度上昇する。
【０００９】
この間に、Ｂ２時点において平滑コンデンサＣの電圧が電圧ＶＬを下回ると、オペアンプＩＣの出力がＬＯＷとなるのでトランジスタＴｒ３はオフとなり、スイッチ素子６からトランジスタＴｒ３を通って商用電源に帰っていた電流は、平滑コンデンサＣの充電に当てられる。そして電圧ＶＨまで充電が完了すると再びオペアンプＩＣの出力がＨＩＧＨとなるので、トランジスタＴｒ３がオンとなり、平滑コンデンサＣへの充電動作から、トランジスタＴｒ３を通って商用電源に帰る動作に電流路が切り替えられる。そして、図３におけるＢ４時点で、温度検知手段２の入力により測定した結果から、容器１内の液体の温度がそのとき設定されている保温温度以上になったと判断したとき、制御回路１０は保温ヒータオン信号をＨＩＧＨとする。
【００１０】
この動作により、図６に示したトランジスタＴｒ２はオンとなるので、つぎのゼロボルト点であるＢ５時点において保持電流がなくなったスイッチ素子６はオフとなり、保温ヒータ４ａへの通電が停止して容器１内の液体の加熱が終了する。
【００１１】
次に、ゲートオフ手段７の動作について説明する。ゲートオフ手段７はＡＣピーク付近でのスイッチ素子６のオンによるノイズ抑制のために設けている。
【００１２】
図６において、スイッチ素子６がオフ状態の場合に整流手段５の全波整流回路の出力電圧が、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧を超えると抵抗Ｒ１を介してツェナー電流が流れ始め、さらに電圧が上昇して所定電圧ＶＯＮに達するとツェナー電流が増加し、その電流によりトランジスタＴｒ１がオンとなる。すると、スイッチ素子６のゲートがグランドに接続されるため、スイッチ素子６にゲート電流が流れなくなり、スイッチ素子６はオンとなれなくなるものである。すなわち、スイッチ素子６をオフ状態からオン状態にできるのは、整流手段５による全波整流回路の電圧が電圧ＶＯＮ以下の範囲だけとなる。
【００１３】
図９において、通常は、Ｃ１時点のように、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕが所定電圧ＶＬまで低下した時点で、スイッチ素子６をオン、トランジスタＴｒ３をオフとして平滑コンデンサＣに充電を開始し、Ｃ２時点で充電が完了すると、トランジスタＴｒ３を再びオンとして充電を停止し、スイッチ素子６もトランジスタＴｒ２をオンとすることにより、Ｃ２時点でゲート電流を流さなくしているので保持電流がなくなるＣ３時点でオフにしている。
【００１４】
次に、Ｃ４時点で、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕが電圧ＶＬまで低下した場合には、全波整流回路の出力がＶＯＮ以上であり、トランジスタＴｒ１がオン状態であるためゲート電流が流れず、スイッチ素子６はオフになれない。次に、Ｃ５時点で全波整流回路の出力がＶＯＮ以下となってトランジスタＴｒ１がオフになると初めてスイッチ素子６がオンとなる。すなわち、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２が同時にオフする期間でのみ、スイッチ素子６のオンの開始が可能であり、図９においては、Ｃ１時点からＣ６時点までと、Ｃ５時点からＣ７時点でのみスイッチ素子６のオンの開始が可能になるようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の制御回路構成では、図９において、全波整流回路出力のＣ８時点からＣ５時点までの間に負荷電流の大きいポンプモータ９ｂを駆動した場合、モータ電流により平滑コンデンサＣの電圧が急速に低下する。この間はゲートオフ手段７によってスイッチ素子６はオフとなっているので、電圧ＶＬを大きく下回ってもＣ５時点が来るまでは、平滑コンデンサＣに充電されない構成となっている。平滑コンデンサＣの電圧が大きく低下すると制御回路１０の電源電圧に影響し、リセットの可能性など不具合が生じる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、負荷検知手段の出力信号によりスイッチ素子をオンさせるように制御してなる電気湯沸かし器とするものである。これにより、負荷電流の大きいポンプモータを駆動する前に予めスイッチ素子をオンしておくので、平滑コンデンサの電圧Ｖｕが電圧ＶＬを下回った時点で、すぐに充電動作に入れ、電圧Ｖｕが大きく低下することによる不都合を解消することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、液体を収容する容器と、商用電源を整流する整流手段と、前記整流手段により整流された電流を二次側の回路にオンオフ通電するスイッチ素子と、前記整流手段の出力の瞬時電圧が所定の電圧以上では前記スイッチ素子のゲート信号を無効にするゲートオフ手段と、前記スイッチ素子から供給される電圧をコンデンサにより平滑した直流電源と、前記直流電源により駆動する負荷の動作状態を検知する負荷検知手段とを有し、前記負荷検知手段の出力信号により前記スイッチ素子をオンさせるように制御してなる電気湯沸かし器とするものである。
【００１８】
このように、制御回路によって、負荷検知手段であるロック解除キーの入力を受け付けを行うものは、負荷電流の大きいポンプモータを駆動する前に予めスイッチ素子をオンしておくので、平滑コンデンサの電圧Ｖｕが電圧ＶＬを下回った時点ですぐに充電動作に入れ、電圧Ｖｕが大きく低下することを防止することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、前述の従来例について説明した構成部分と同じ部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００２０】
（実施例１）
図１は本実施例の構成を示す回路ブロック図であり、図２は保温時における本実施例の動作を示すタイミングチャートである。
【００２１】
図２において、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは、まず、Ｄ１時点で所定電圧ＶＬを下回ると、電圧Ｖｕを抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８で分割したオペアンプＩＣへの正の入力（＋）は、一定電圧が入力されている負の基準電圧入力（−）を下回り、オペアンプＩＣの出力はＬＯＷとなる。オペアンプＩＣの出力がＬＯＷとなるとトランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ３へのベース電流の供給が停止し、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３はオフとなる。トランジスタＴｒ２がオフとなることにより、スイッチ素子６にゲート電流が供給され、スイッチ素子６はＤ１時点でオンとなり、ダイオードＤ５を介して平滑コンデンサＣに充電が開始される。
【００２２】
次に、Ｄ２時点で電圧Ｖｕが所定電圧ＶＨを上回ると、電圧Ｖｕを抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８で分割して得たオペアンプＩＣへの正の入力（＋）は、一定電圧が入力されている負の基準電圧入力（−）を上回り、オペアンプＩＣ出力はＨＩＧＨとなる。このとき、オペアンプＩＣの出力に接続された抵抗Ｒ６の働きで、電圧Ｖｕを分割しているオペアンプＩＣへの正の入力（＋）は、ヒステリシスを持った動作になっている。オペアンプＩＣの出力がＨＩＧＨとなるとトランジスタＴｒ２とＴｒ３はオンとなる。トランジスタＴｒ３のオンにより、平滑コンデンサＣへの充電は停止される。トランジスタＴｒ２のオンによりスイッチ素子６のゲート電流は供給されていないため、この状態が継続すれば全波整流回路出力の電圧がゼロボルトとなるＤ３時点でスイッチ素子６はオフとなる。
【００２３】
ここで、使用者が容器１の液体を排出するためにＤ４時点でロック解除キー１１を押すと、制御回路１０は保温ヒータオン信号をＬＯＷ出力し、負荷を検知する。そうすると、トランジスタＴｒ２のベース−エミッタ間の電位差が０となり、トランジスタＴｒ２はオフする。トランジスタＴｒ２のオフによりＤ３時点でもスイッチ素子６のゲート電流が供給されるため、スイッチ素子６は引き続きオンする。この場合Ｄ２時点からＤ５時点のようにトランジスタＴｒ３がオンしている期間は、平滑コンデンサＣへの充電路はバイパスされ、商用電源は保温ヒータ４ａのみの電力消費に使われる。
【００２４】
次に、Ｄ６時点で使用者がスイッチ９ｃを閉じて、ポンプモータ９ｂが駆動されると、Ｄ７時点より放電状態である平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは、モータの負荷電流が付加されることにより、Ｄ６時点より急速な放電が行われ、Ｄ８時点の電圧ＶＬまで低下する。ここでスイッチ素子６は保温ヒータオン信号出力により継続オン状態であるので、トランジスタＴｒ３をオフすることですぐに平滑コンデンサＣの充電が行えるものである。以後は、ポンプモータ９ｂが駆動されている間はＤ８時点からＤ９時点およびＤ９時点からＤ１０時点と同じ時定数による充放電が繰り返される。その後、使用者がスイッチ９ｂを開き、ロック解除キー１１を再び押すと、制御回路１０は保温ヒータオン信号の出力を停止する。以後、トランジスタＴｒ２はオペアンプＩＣの出力により制御される。
【００２５】
ここで、ロック解除キー１１の入力により制御回路１０が保温ヒータオン信号を出力しない場合を考えると、図３において、Ｅ１時点でポンプモータ９ｂが駆動されると、その負荷電流により平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは急速に放電されＥ２時点で電圧ＶＬを下回る。しかし、Ｅ３時点でスイッチ素子６はオフしており、Ｅ２時点でゲートオフ手段７のトランジスタＴｒ１はオン状態であるため、スイッチ素子６はＥ２時点ではオンできない。その結果スイッチ素子６がオンできるＥ４時点まで平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕは電圧Ｖｍｉｎまで低下してしまうことになる。電圧Ｖｍｉｎが制御回路１０のリセット電圧を下回ることになれば、制御回路１０は制御動作の停止という不具合を起こす。
【００２６】
（参考例１）
図４において、モータオンモニター手段１２の出力電圧は、スイッチ９ｃを開いているときは、抵抗Ｒ１５がグランドに接続されているため０Ｖであり、スイッチ９ｂが閉じられているときは、電圧Ｖｕを抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１５により分圧した電圧、約５Ｖになる。本参考例の特徴とするところは、モータオンモニター手段１２の信号を制御回路１０が受け付けると、保温ヒータオン信号を出力する構成としたものである。
【００２７】
このように、モータオンモニター手段１２の信号により保温ヒータオン信号を出力する構成にすると、ポンプモータ９ｂの起動と同時にスイッチ素子６のオンを指示するため、実施例１におけるロック解除キー１１の受付からポンプモータ９ｂの起動までの期間、スイッチ素子６とトランジスタＴｒ３のオンによる保温ヒータ４ａの通電を行わないため、不要な電力を低減できるものである。
【００２８】
（参考例２）
本参考例の特徴とするところは図５に示すように、制御回路１０により、ロック解除キー１１の受付により保温ヒータオン信号の出力を行い、ポンプモータ９ｂ起動時に出力されるモータオンモニター手段１２の信号を受付てから時間Ｔ後に保温ヒータオン信号の出力停止を行う構成にしたものである。
【００２９】
このようにモータオンモニター手段１２の信号を受付てから時間Ｔ後に保温ヒータオン信号の出力停止を行うことにより、起動電流が大きく安定時との電流差が大きいようなポンプモータを使用する場合に、起動電流による平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕの低下を予めスイッチ素子６のオンにより防止し、安定時の負荷電流が流れる期間は、スイッチ素子６の制御をオペアンプＩＣの出力にまかせることができる。本参考例ではＴ＝１００ｍｓとしている。これにより、平滑コンデンサＣの電圧Ｖｕが電圧ＶＬ以上の期間にスイッチ素子６とトランジスタＴｒ３のオンによる保温ヒータ４ａの通電を行わないため、不要な電力を低減できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上の実施例から明かなように請求項１記載の発明によれば、負荷検知手段によりスイッチ素子をオンさせるように制御することで、負荷電流の大きいポンプモータを駆動する前に予めスイッチ素子をオンしておくので、平滑コンデンサの電圧Ｖｕが電圧ＶＬを下回った時点ですぐに充電動作に入れ、電圧Ｖｕが大きく低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施例における電源回路の動作を示すタイミングチャート
【図３】本発明の第１の実施例における電源回路の電圧低下の動作を示すタイミングチ
ャート
【図４】本発明の第１の参考例の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２の参考例における電源回路の動作を示すタイミングチャート
【図６】従来例の構成を示すブロック図
【図７】従来例における電源回路の動作を示すタイミングチャート
【図８】従来例における保温動作を示すタイミングチャート
【図９】従来例におけるノイズ抑制動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１容器
２温度検知手段
３ａ加熱ヒータ
４ｂ保温ヒータ
５整流手段
６スイッチ素子
７ゲートオフ手段
８直流電源
９モータ駆動回路
９ｂポンプモータ
１０制御回路
１１ロック解除キー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric water heater for boiling water to keep it warm.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the control circuit of an electric heater has not used a transformer after rectification to convert from an AC power supply to a DC low-voltage power supply. Instead, a voltage drop method using a resistor or a voltage drop method using a capacitor can be used. We are trying to reduce costs. In particular, a voltage drop method using a heat retaining heater for retaining hot water in the container is also employed.
[0003]
Hereinafter, a control circuit of a conventional electric water heater using a heat retaining heater will be described. FIG. 6 shows a block diagram of a conventional example. In FIG. 6, 1 is a container for storing a liquid, 2 is a temperature detecting means for measuring the temperature of the container 1, 3 is a heating means for heating the liquid stored in the container 1, and includes a heater 3a, a relay 3b, and a transistor. It is composed of Tr5 and the like. Reference numeral 4 denotes a heat retaining means for retaining the liquid contained in the container 1 at an arbitrary temperature, and includes a heat retaining heater 4a. Reference numeral 5 denotes a rectifying means composed of a diode bridge, 6 denotes a switching element by SCR, 8 denotes a DC power source, and is composed of an operational amplifier IC, a smoothing capacitor C, and the like. A motor drive circuit 9 includes a pump 9a, a pump motor 9b, a hot water switch 9c, a transistor Tr6, and the like. A control circuit 10 outputs an on / off signal of the transistor Tr5 in response to an input of the temperature detecting means 2 to control the heater 3a. Also, by turning on the transistor Tr6, when the user closes the hot water switch 9c, the voltage Vu of the DC power supply 8 is supplied to the pump motor 9b, and the liquid in the container 1 is discharged by the pump 9a.
[0004]
The operation of the above configuration will be described. First, the operation of the DC power supply 8 will be described. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the DC power supply 8 in the conventional example. In FIG. 7, when the voltage Vu of the smoothing capacitor C first falls below the predetermined voltage VL at time A1, the output of the operational amplifier IC becomes LOW and the transistor Tr2 is turned off. When the transistor Tr2 is on, the gate of the switch element 6 is connected to the ground and the gate current from the gate resistor 3 to the switch element 6 is cut off. The current is supplied, the switch element 6 is turned on at A1 in FIG. 7, and charging of the smoothing capacitor C is started via the diode D5.
[0005]
Next, when the voltage Vu exceeds the predetermined voltage VH at the time A2, the operational amplifier IC output becomes HIGH. At this time, since the output of the operational amplifier IC operates with hysteresis, a potential difference is generated between the predetermined voltage VL and the predetermined voltage VH. Therefore, the voltage of the smoothing capacitor C, that is, the output voltage Vu of the DC power supply 8 is A DC voltage having a ripple of voltage VH is obtained from VL. Further, once the switch element 6 is turned on, it does not turn off while the holding current continues to flow. Therefore, at the time A3 when the voltage of the full-wave rectified output by the rectifying means 5 becomes zero volts, the holding current disappears. Until then, the current continues to flow through the heat retaining heater 4a.
[0006]
At this time, since the charging to the smoothing capacitor C continues as it is, as shown in FIG. 6, the transistor Tr3 is turned on by the output of the operational amplifier IC, and from the time A2 to the time A3, the smoothing capacitor C is turned on. Charging is stopped. At this time, since the diode D5 is present, even when the transistor Tr3 is turned on, the charge charged in the smoothing capacitor C does not flow toward the transistor Tr3, and the voltage Vu is consumed by the output of the DC power supply 8. It will decrease only by the current.
[0007]
Next, the operation of the direct current 8 during heat insulation will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a timing chart showing the operation during heat insulation. In FIG. 8, when it is determined that the temperature of the liquid in the container 1 is equal to or lower than the heat retention temperature set at that time based on the result of measurement by the input of the temperature detection means 2 at time B1, the control circuit 10 displays the heat retention heater ON signal. Is controlled to be LOW. By this operation, the transistor Tr2 shown in FIG. 6 is turned off, so that the switch element 6 is kept on by the resistor R3.
[0008]
However, since the voltage Vu of the smoothing capacitor C is equal to or higher than the voltage VL, the output of the operational amplifier IC remains HIGH, the transistor Tr3 remains on, and charging of the smoothing capacitor C is not started. For this reason, the current supplied to the DC power supply 8 through the heat retaining heater 4a does not flow to the smoothing capacitor C, but returns to the commercial power supply through the full-wave rectifier circuit of the rectifier element 5, the switch element 6, and the transistor Tr3. As a result, the heat retaining heater 4a heats the container 1 and the temperature of the liquid in the container 1 rises until it reaches a predetermined heat retaining temperature.
[0009]
During this time, when the voltage of the smoothing capacitor C falls below the voltage VL at the time B2, the output of the operational amplifier IC becomes LOW, so that the transistor Tr3 is turned off, and the current returned from the switch element 6 to the commercial power supply through the transistor Tr3 is , To charge the smoothing capacitor C. When the charging to the voltage VH is completed, the output of the operational amplifier IC becomes HIGH again, so that the transistor Tr3 is turned on, and the current path is switched from the charging operation to the smoothing capacitor C to the operation returning to the commercial power supply through the transistor Tr3. . When the temperature of the liquid in the container 1 is determined to be equal to or higher than the temperature set at that time from the result measured by the input of the temperature detecting means 2 at time B4 in FIG. The heater on signal is set to HIGH.
[0010]
By this operation, the transistor Tr2 shown in FIG. 6 is turned on, so that the switch element 6 in which the holding current disappears at the next zero volt point B5 is turned off, and the energization to the heat retaining heater 4a is stopped and the container 1 The heating of the liquid inside ends.
[0011]
Next, the operation of the gate-off means 7 will be described. The gate-off means 7 is provided to suppress noise caused by turning on the switch element 6 near the AC peak.
[0012]
In FIG. 6, when the output voltage of the full-wave rectifier circuit of the rectifier 5 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD1 when the switch element 6 is in the OFF state, a Zener current starts to flow through the resistor R1, and the voltage further increases. When the voltage reaches the predetermined voltage VON, the Zener current increases, and the transistor Tr1 is turned on by the current. Then, since the gate of the switch element 6 is connected to the ground, the gate current does not flow through the switch element 6, and the switch element 6 cannot be turned on. That is, the switch element 6 can be switched from the OFF state to the ON state only when the voltage of the full-wave rectifier circuit by the rectifier 5 is not more than the voltage VON.
[0013]
In FIG. 9, normally, when the voltage Vu of the smoothing capacitor C drops to the predetermined voltage VL as in the time point C1, the switching element 6 is turned on and the transistor Tr3 is turned off to start charging the smoothing capacitor C2. When the charging is completed at the time, the transistor Tr3 is turned on again to stop the charging, and the switch element 6 is also turned on so that the gate current does not flow at the time C2, so the holding current disappears and the power is turned off at the time C3. I have to.
[0014]
Next, when the voltage Vu of the smoothing capacitor C drops to the voltage VL at the time C4, the output of the full-wave rectifier circuit is equal to or higher than VON, and the gate current does not flow because the transistor Tr1 is in the on state. Element 6 cannot be turned off. Next, the switch element 6 is turned on for the first time when the output of the full-wave rectifier circuit becomes VON or less at C5 and the transistor Tr1 is turned off. That is, the switch element 6 can be turned on only during the period in which the transistor Tr1 and the transistor Tr2 are simultaneously turned off. In FIG. 9, the switch element 6 is only from the time C1 to the time C6 and from the time C5 to the time C7. It is possible to start on.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional control circuit configuration, when the pump motor 9b having a large load current is driven from the time C8 to the time C5 of the full-wave rectifier circuit output in FIG. The voltage drops rapidly. During this time, the switching element 6 is turned off by the gate-off means 7, so that the smoothing capacitor C is not charged until the time point C5 comes even if the voltage VL is significantly lower than the voltage VL. If the voltage of the smoothing capacitor C is greatly reduced, it affects the power supply voltage of the control circuit 10 and causes problems such as reset possibility.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electric water heater that is controlled to turn on a switch element by an output signal of a load detection means. As a result, the switch element is turned on in advance before driving the pump motor with a large load current. Therefore, when the voltage Vu of the smoothing capacitor falls below the voltage VL, the charging operation is immediately started, and the voltage Vu greatly decreases. The inconvenience caused by doing can be solved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention includes a container that contains a liquid, a rectifying unit that rectifies a commercial power supply, a switch element that energizes a current rectified by the rectifying unit to a circuit on a secondary side, When the instantaneous voltage of the output of the rectifying means is equal to or higher than a predetermined voltage, the gate-off means for invalidating the gate signal of the switch element, the DC power source in which the voltage supplied from the switch element is smoothed by a capacitor, and the DC power source drive An electric water heater having load detecting means for detecting an operation state of the load, and controlled to turn on the switch element by an output signal of the load detecting means.
[0018]
Thus, by the control circuit, performs acceptance is the input of the unlock key, which is a load sensing means, so keep on the advance switching element before driving a large pump motor load current, the smoothing capacitor The charging operation is started immediately when the voltage Vu falls below the voltage VL, and the voltage Vu can be prevented from greatly decreasing.
[0019]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as the component demonstrated about the above-mentioned prior art example, and the description is abbreviate | omitted.
[0020]
Example 1
FIG. 1 is a circuit block diagram showing the configuration of the present embodiment, and FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the present embodiment during heat insulation.
[0021]
In FIG. 2, when the voltage Vu of the smoothing capacitor C first falls below the predetermined voltage VL at the time point D1, the positive input (+) to the operational amplifier IC obtained by dividing the voltage Vu by the resistors R7 and R8 has a constant voltage. Below the input negative reference voltage input (−), the output of the operational amplifier IC becomes LOW. When the output of the operational amplifier IC becomes LOW, supply of the base current to the transistors Tr2 and Tr3 is stopped, and the transistors Tr2 and Tr3 are turned off. When the transistor Tr2 is turned off, a gate current is supplied to the switch element 6, the switch element 6 is turned on at the time point D1, and charging of the smoothing capacitor C is started via the diode D5.
[0022]
Next, when the voltage Vu exceeds the predetermined voltage VH at the time D2, the positive input (+) to the operational amplifier IC obtained by dividing the voltage Vu by the resistor R7 and the resistor R8 is a negative voltage to which a constant voltage is input. The reference voltage input (−) exceeds the operational amplifier IC output and becomes HIGH. At this time, the positive input (+) to the operational amplifier IC that divides the voltage Vu is operated with hysteresis by the action of the resistor R6 connected to the output of the operational amplifier IC. When the output of the operational amplifier IC becomes HIGH, the transistors Tr2 and Tr3 are turned on. When the transistor Tr3 is turned on, charging to the smoothing capacitor C is stopped. Since the gate current of the switch element 6 is not supplied by turning on the transistor Tr2, if this state continues, the switch element 6 is turned off at D3 when the voltage of the full-wave rectifier circuit output becomes zero volts.
[0023]
Here, when the user presses the lock release key 11 at the time D4 in order to discharge the liquid in the container 1, the control circuit 10 outputs a heat insulation heater ON signal LOW to detect the load. Then, the potential difference between the base and the emitter of the transistor Tr2 becomes 0, and the transistor Tr2 is turned off. Since the gate current of the switch element 6 is supplied even at the time D3 due to the transistor Tr2 being turned off, the switch element 6 is continuously turned on. In this case, during the period in which the transistor Tr3 is on, such as from the time D2 to the time D5, the charging path to the smoothing capacitor C is bypassed, and the commercial power source is used for power consumption only by the heat retaining heater 4a.
[0024]
Next, when the user closes the switch 9c at the time D6 and the pump motor 9b is driven, the voltage Vu of the smoothing capacitor C, which is in a discharged state from the time D7, is added by the load current of the motor. Rapid discharge is performed from the time point D6, and the voltage drops to the voltage VL at the time point D8. Here, since the switch element 6 is continuously turned on by the warming heater ON signal output, the smoothing capacitor C can be charged immediately by turning off the transistor Tr3. Thereafter, while the pump motor 9b is being driven, charging / discharging with the same time constant is repeated from the time D8 to the time D9 and from the time D9 to the time D10. Thereafter, when the user opens the switch 9b and presses the lock release key 11 again, the control circuit 10 stops outputting the warming heater ON signal. Thereafter, the transistor Tr2 is controlled by the output of the operational amplifier IC.
[0025]
Here, considering the case where the control circuit 10 does not output the warming heater ON signal by the input of the lock release key 11, when the pump motor 9b is driven at time E1 in FIG. 3, the voltage of the smoothing capacitor C is caused by the load current. Vu is rapidly discharged and falls below the voltage VL at time E2. However, since the switch element 6 is turned off at the time point E3 and the transistor Tr1 of the gate-off means 7 is on at the time point E2, the switch element 6 cannot be turned on at the time point E2. As a result, the voltage Vu of the smoothing capacitor C decreases to the voltage Vmin until E4 when the switch element 6 can be turned on. If the voltage Vmin falls below the reset voltage of the control circuit 10, the control circuit 10 causes a problem that the control operation is stopped.
[0026]
( Reference Example 1 )
In FIG. 4, the output voltage of the motor-on monitor means 12 is 0V when the switch 9c is open because the resistor R15 is connected to the ground, and the voltage Vu is set when the switch 9b is closed. The voltage divided by the resistors R14 and R15 is about 5V. A feature of the present reference example is that when the control circuit 10 receives a signal from the motor-on monitoring means 12, a warming heater on signal is output.
[0027]
As described above, when the warming heater ON signal is output in accordance with the signal from the motor ON monitor means 12, the switch element 6 is instructed to be turned on simultaneously with the activation of the pump motor 9b. During the period until the pump motor 9b is activated, the heat-retaining heater 4a is not energized by turning on the switch element 6 and the transistor Tr3, so that unnecessary power can be reduced.
[0028]
( Reference Example 2 )
As shown in FIG. 5, the feature of the present reference example is that the control circuit 10 outputs a warming heater ON signal upon receipt of the lock release key 11, and the motor ON monitoring means 12 output when the pump motor 9b is started. In this configuration, the output of the warming heater ON signal is stopped after time T from the reception of the signal.
[0029]
In this way, when a pump motor having a large starting current and a large current difference from the stable time is used by stopping the output of the warming heater on signal after a time T since receiving the signal of the motor-on monitoring means 12, A decrease in the voltage Vu of the smoothing capacitor C due to the starting current is prevented in advance by turning on the switch element 6, and control of the switch element 6 can be left to the output of the operational amplifier IC during a stable load current flow period. In this reference example, T = 100 ms. As a result, since the warming heater 4a is not energized by turning on the switch element 6 and the transistor Tr3 during the period when the voltage Vu of the smoothing capacitor C is equal to or higher than the voltage VL, unnecessary power can be reduced.
[0030]
【The invention's effect】
As is clear from the above embodiment, according to the invention described in claim 1, the switch element is controlled in advance by the load detecting means so that the switch element is previously turned on before driving the pump motor having a large load current. Since it is turned on, the charging operation is started immediately when the voltage Vu of the smoothing capacitor falls below the voltage VL, and the voltage Vu can be prevented from greatly decreasing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of a power supply circuit in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the first reference example of the present invention. FIG. 5 shows the operation of the power supply circuit in the second reference example of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the conventional example. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the power supply circuit in the conventional example. FIG. 8 is a timing chart showing the heat retaining operation in the conventional example. Timing chart showing suppression operation [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Temperature detection means 3a Heating heater 4b Heat retention heater 5 Rectification means 6 Switch element 7 Gate off means 8 DC power supply 9 Motor drive circuit 9b Pump motor 10 Control circuit 11 Lock release key

Claims

A container for storing liquid; a rectifying means for rectifying a commercial power supply; a switch element for energizing a current rectified by the rectifying means to a secondary circuit; and an instantaneous voltage of the output of the rectifying means is a predetermined voltage. In the above, the gate-off means for invalidating the gate signal of the switch element, the DC power source in which the voltage supplied from the switch element is smoothed by a capacitor, and the load detection means for detecting the operating state of the load driven by the DC power source And an electric water heater controlled to turn on the switch element by an output signal of the load detection means.