JP3940857B2 - コンデンサ劣化検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置の平滑用コンデンサの劣化を検出するコンデンサ劣化検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源装置の平滑用コンデンサの劣化を検出する装置として、例えば特開平７−２２２４３６号公報に示されているものがある。この公報に示された検出装置は、図３に示すように、平滑用コンデンサ４のリプル電圧あるいはリプル電流を検出し、その検出したリプル電圧あるいはリプル電流と所定の寿命判定レベル電圧、電流とを比較器７にて比較し、その比較結果に基づいて平滑用コンデンサ４の寿命を判定するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のコンデンサ劣化検出装置にあっては、リプル電圧、あるいは電流の量を検出し、その量と所定の寿命判定レベル電圧あるいは電流とを比較するものであることから、当然ながら回路構成はアナログ的になり、このため個々の部品の集積化が困難で、装置の小型化には限界があった。
そこで本発明は、アナログ的な構成では実現できない装置の小型化を図ることができるコンデンサ劣化検出方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００４】
請求項１記載の発明によるコンデンサ劣化検出装置は、交流を直流へ整流するブリッジ回路（１５）と、前記ブリッジ回路（１５）の直流出力側に並列に設けられた平滑コンデンサ（１４）と、前記平滑コンデンサ（１４）の端子間電圧をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ（１０）と、負荷モータ（１６）を駆動するトランジスタブリッジ（１７）と、一端が前記直流出力の正極側に接続され他端がトランジスタ（１２）のコレクタに接続された負荷抵抗（１３）と、コレクタの一端が前記負荷抵抗（１３）に接続されエミッタが直流出力の負側に接続されるトランジスタ（１２）と、前記Ａ／Ｄコンバータ（１０）の出力より前記平滑コンデンサ（１４）の端子間電圧の微小時間毎の変化の割合を求めその変化の割合が所定レベルを超える場合に警報出力を送出する判定手段（１１）とを備えたコンデンサ劣化検出装置において、前記判定手段（１１）は平滑コンデンサ１４の劣化状態を判定する際に前記トランジスタ（１２）に制御信号を入力してオン状態にし、負荷抵抗（１３）に電流を流し、劣化状態の判定後は直ちにトランジスタ（１２）をオフし、負荷モータ（１６）の回生電圧が戻ってくる際に前記トランジスタ（１２）をオンし、負荷抵抗（１３）を入れて電圧を低下させ回生電圧を抑制し、前記負荷抵抗（１３）と前記トランジスタ（１２）を回生抑制用として兼用するものである。この方法によれば、コンデンサ（１４）の端子間電圧を微小時間毎に計測し、直流出力の電圧変動の傾きからコンデンサ（１４）の劣化を検出するようにしたので、コンデンサの劣化検出をデジタル的な構成（例えばＡＳＩＣに搭載する）で実現でき、装置の小型化を図ることができると共に、負荷抵抗（１３）およびトランジスタ（１２）を回生抑制用としても兼用できるので、回路の簡素化が図れるという利点も有している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明によるコンデンサ劣化検出装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
この実施の形態のコンデンサ劣化検出装置は、モータに電力を供給する電源装置に用いたものであり、Ａ／Ｄコンバータ１０と、このＡ／Ｄコンバータ１０の出力に基づいて平滑用のコンデンサ１４の劣化を判定する判定回路１１と、ＮＰＮ型のトランジスタ１２と、負荷抵抗１３とを備えている。
Ａ／Ｄコンバータ１０は、ブリッジ回路１５の整流出力を平滑するコンデンサ１４の端子間電圧をデジタル変換する。トランジスタ１２は、そのコレクタが負荷抵抗１３を介して直流出力の正極側に接続されており、エミッタが直流出力の負側に接続されている。ベースには判定回路１１から制御信号が入力される。判定回路１１はコンデンサ１４の劣化状態を判定する際にトランジスタ１２に制御信号を入力してオン状態にし、負荷抵抗１３に電流を流す。その時の直流出力は図２に示すようになる。
回路に負荷抵抗１３が入ることで、交流時の最大値から負荷抵抗１３による放電で低下した値となるリプル分が現れ、このリプル分の傾きはコンデンサ１４の容量によって決まることは周知である。そして、この傾きはＡ／Ｄコンバータ１０でサンプリングすることで求めることができる。この場合、交流５０Ｈｚではピーク値からピーク値（Peak-to-peak）への時間は１０ｍｓｅｃであり、傾きはコンデンサ１４の容量が全く零の５ｍｓｅｃから１０ｍｓｅｃまでの間でサンプリングすれば良い。したがって、Ａ／Ｄコンバータ１０としては、サンプリングレートが５０μｓｅｃの物でも最低１００回程度のサンプリングが可能であり、十分に傾きを求めることができる。
判定回路１１は、元々図２のＳの様な傾きであったコンデンサ１４がＦのような傾きになると、劣化したと判断して警報信号（ＡＬＭ）を出力する。判定回路１１は、コンデンサ１４の劣化検出処理をトランジスタブリッジ１７の各トランジスタが全てオフになった時に行った場合に、検出処理後は直ちにトランジスタ１２をオフして通常の動作を行う。通常の動作では、負荷であるモータ１６の回生電圧が戻ってくる際にトランジスタ１２をオンし、負荷抵抗１３を入れて電圧を低下させることで回生電圧を抑制する。
このように、この実施の形態では、ブリッジ回路１５の出力を平滑するコンデンサ１４の端子間電圧をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ１０と、このＡ／Ｄコンバータ１０の出力に基づいて平滑用のコンデンサ１４の劣化を判定する判定回路１１とを備え、コンデンサ１４の端子間電圧を微小時間毎に計測し、直流出力の電圧変動の傾きからコンデンサ１４の劣化を検出するようにしたので、コンデンサの劣化検出をデジタル的な構成（例えばＡＳＩＣに搭載する）で実現でき、アナログ的な構成では実現できない装置の小型化を図ることができる。
また、この実施の形態では、負荷抵抗１３およびトランジスタ１２を回生抑制用としても兼用できるので、回路の簡素化が図れるという利点も有している。
なお、この実施の形態では、コンデンサ１４の劣化を検出した時に警報信号を出力するだけであったが、ブザーまたはランプ（ＬＥＤを含む）等を設けて、動作させるようにしても良い。
【０００６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンデンサの劣化検出をデジタル的な構成で実現でき、アナログ的な構成では実現できない装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンデンサ劣化検出装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の動作を説明するための図である。
【図３】従来のコンデンサ劣化検出装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ Ａ／Ｄコンバータ
１１ 判定回路
１２ トランジスタ
１３ 負荷抵抗
１４ 平滑用コンデンサ
１５ ブリッジ回路
１６ モータ
１７ トランジスタブリッジ回路

Claims (1)

1. 交流を直流へ整流するブリッジ回路（１５）と、前記ブリッジ回路（１５）の直流出力側に並列に設けられた平滑コンデンサ（１４）と、前記平滑コンデンサ（１４）の端子間電圧をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ（１０）と、負荷モータ（１６）を駆動するトランジスタブリッジ（１７）と、一端が前記直流出力の正極側に接続され他端がトランジスタ（１２）のコレクタに接続された負荷抵抗（１３）と、コレクタの一端が前記負荷抵抗（１３）に接続されエミッタが直流出力の負側に接続されるトランジスタ（１２）と、前記Ａ／Ｄコンバータ（１０）の出力より前記平滑コンデンサ（１４）の端子間電圧の微小時間毎の変化の割合を求めその変化の割合が所定レベルを超える場合に警報出力を送出する判定手段（１１）とを備えたコンデンサ劣化検出装置において、
   前記判定手段（１１）は平滑コンデンサ１４の劣化状態を判定する際に前記トランジスタ（１２）に制御信号を入力してオン状態にし、負荷抵抗（１３）に電流を流し、
   劣化状態の判定後は直ちにトランジスタ（１２）をオフし、負荷モータ（１６）の回生電圧が戻ってくる際に前記トランジスタ（１２）をオンし、負荷抵抗（１３）を入れて電圧を低下させ回生電圧を抑制し、
   前記負荷抵抗（１３）と前記トランジスタ（１２）を回生抑制用として兼用したことを特徴とするコンデンサ劣化検出装置。

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