JP5406147B2 - 電源制御装置 - Google Patents
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Description
なお、電流制限抵抗を設けない場合であれば、負荷を制御する部品を設けなくてもマイコンを起動することが可能である。しかし、電流制限抵抗を設けない場合、電源投入スイッチを操作した際に、大電流が流れることによって、電源投入スイッチが損傷してしまう問題が生じてしまう。
電源と制御回路部の基準ポートとの間に直列に設けられた第1降圧回路部と、
制御回路部と第1降圧回路部とに対して並列に設けられた加熱ヒータと、
制御回路部の電源ポート及び加熱ヒータの電源ポート接続側と、電源との間に設けられた、制御回路部によって導通可能な接続状態及び導通不可能な遮断状態に切り換えられる第1スイッチと、
第1スイッチの電源側と基準ポートとの間に設けられ、押圧時のみオン状態となる第2スイッチを有する起動回路部と、を備え、
制御回路部は、第2スイッチが押圧されることで、加熱ヒータを介して電源ポートに電源から電源電流の供給を受けて起動し、かつ、第1スイッチをオン状態に切り換え、第2スイッチがオフ状態に切り換わった後は、加熱ヒータを介さずに前記第1スイッチを介して電源ポートに電源から電源電流の供給を受けることで、第1スイッチをオン状態に維持し続ける点にある。
一方、機器を使用していない間は、第1スイッチ及び、第2スイッチはともにオフ状態となっており、第1閉回路及び、第2閉回路はともに形成されないため、電源電流は流れることはなく、待機電力を無くすことが可能となる。
したがって、第1降圧回路部は、発熱をほとんど生じることがないため、発熱の対策等の開発上の負担を軽減することが可能となる。また、余分な放熱部品等を追加する必要がないため、コスト面での負担も軽減することが可能となる。
したがって、第1閉回路に流れる電流量は、第2閉回路に流れる電流量以下で足り、また、第1閉回路と第2閉回路は異なる閉回路を形成しているため、第2閉回路に必要な電流量を考慮する必要はなく、第1閉回路に流れる電流量を小さくすることが可能となる。そのため、第2スイッチには、電流定格の小さい、安価で小型のスイッチを用いることが可能となる。
また、所定の動作が完了した際、制御回路部が第1スイッチをオフ状態にするので、待機電力を無くすためにコンセントを抜く等の手間を省くことが可能となる。
また、ケトル本体Kの外郭部には、ケトル本体Kを持ち上げるための把手2が設けられるとともに、貯留部1内の湯水を注ぐ注ぎ口3が樹脂製の円筒形状の本体肩部4に一体成型されて設けられている。これらは、把手2と注ぎ口3が、本体肩部4の中心に対して、互いに反対側に位置している。そして、把手2を把持してケトル本体Kを持ち上げて傾けることにより、貯留部1内の湯水を注ぎ口3から注がれる。
図4(A)に示すように、電源制御装置18は、制御回路部19と、第1降圧回路部20と、第1スイッチ21と、開始スイッチ22(以下「第2スイッチ」と称する。)を有する起動回路部23とを備えており、電源51及び加熱ヒータ8が接続されている。
なお、加熱ヒータ8ではなく導線を用いた場合、第1スイッチ21がオン状態となったときに電源51が短絡状態となるため、導線を用いることはできない。また、抵抗値の低い抵抗を用いた場合、抵抗が異常に発熱してしまうため、用いることができない。
本発明では、電気ケトル等の製品で用いられている加熱ヒータ8が通常数Ω程度の抵抗値であることに着目し、一つの導線と見立てて利用することにより、発明を実現可能としている。
電源制御装置18は、操作基板15と電源制御基板17とから構成されており、操作基板15と電源制御基板17は、リード線により接続されている。また、電源51と、貯留部1内の湯水を加熱する加熱ヒータ8と、蒸気温度検出用の温度センサー13は、電源制御基板17に接続されている。
第1降圧回路部20は、抵抗26とコンデンサ27とダイオード28とから構成されている。そして、抵抗26とコンデンサ27は並列に接続されており、その一端は基準ポート25と接続され、他端は電源51と接続されている。また、ダイオード28は、その一端は電源ポート24と接続され、他端は基準ポート25と接続されている。
第1スイッチ21は、制御回路部19によって導通可能な接続状態及び導通不可能な遮断状態に切り換えられるリレーから構成されている。そして、第1スイッチ21の一端は電源51と接続され、他端は電源ポート24と接続されている。
制御回路部19は、電源51からの電源電流が、電源ポート24からダイオード34を通って各部へ流れ込む。ツェナーダイオード38は、その一端はダイオード34と接続され、他端は基準ポート25と接続されており、電源電流が流れることにより、両端間に約24Vの電位差を生じさせる。また、マイコン29からの信号によりオンオフ制御するトランジスタ33と、第1スイッチ21を開閉制御するリレー制御コイル30とは直列に接続されており、コンデンサ36と共に、ツェナーダイオード38に並列に接続されている。
ツェナーダイオード37と抵抗49とは直列に接続されており、ツェナーダイオード37の一端はダイオード34と接続され、抵抗49の一端は基準ポート25と接続されている。そして、ツェナーダイオード37は電源電流が流れることにより、両端間に約5Vの電位差を生じさせる。また、マイコン29及びコンデンサ35は、ツェナーダイオード37に並列に接続されている。
また、加熱ヒータ8は制御回路部19と第1降圧回路部20とに対して並列に接続されている。
起動回路部23は、電流制限抵抗31と加熱動作を開始する第2スイッチ22とから構成されている。そして、電流制限抵抗31と第2スイッチ22は直列に接続されており、第2降圧回路部である電流制限抵抗31の一端は第1スイッチ21の電源51側と接続され、第2スイッチ22の一端は基準ポート25と接続されている。また、停止スイッチ32は、その一端はマイコン29と接続され、他端は基準ポート25と接続されている。
なお、マイコン29は、ツェナーダイオード37により電圧が5Vに維持されており、また、トランジスタ33とリレー制御コイル30の両端電圧は、ツェナーダイオード38により電圧が24Vに維持されている。
Xc=1÷(2×π×f(Hz)×C(F))=1÷(2×π×60×1×10−6)
Xcの値は、抵抗26の抵抗値よりも十分に小さいため、閉回路に流れる電源電流は、抵抗26側にはほとんど流れることはなく、大部分が抵抗26と並列に接続されたコンデンサ27側に流れることになる。そのため、抵抗26の発熱は、ほとんど生じることはない。また、電源51を基準とした場合、コンデンサ27に流れる電源電流は、位相が90度進む関係にあるため、コンデンサ27で電力の消費はなく、コンデンサ27は発熱を生じない。従って、第1降圧回路部20は、発熱がほとんど生じることがないため、発熱対策等の開発上の負担を軽減することが可能となる。また、余分な放熱部品等を追加する必要がないため、コスト面での負担も軽減することが可能となる。
なお、抵抗26は、電気ケトルが動作中にコンセントが抜かれた場合や、停止スイッチ32が押された場合に、コンデンサ27に充電された電荷を素早く放電する役割を有している。したがって、第1降圧回路部20は、抵抗26を有していない場合であっても、本発明の目的である待機電力を無くすことは可能である。
一方、第2閉回路が形成されたときは、上記の内容に加えて、図示はしていないが、例えば、動作中であることを表示するLEDの点灯や、ブザー報知など、定常時に必要となる電流量が必要なため、第1閉回路が形成されたときと比べて、必要となる電流量は大きくなる。
第1閉回路と第2閉回路は異なる閉回路を形成するため、第1閉回路に必要となる電流量は、第2閉回路に必要となる電流量を考慮する必要はない。したがって、電流制限抵抗31の抵抗値を調整することにより、第1閉回路に流す電流量を小さくすることができる。その結果、第2スイッチ22には電流定格の小さい安価で小型のスイッチを用いることが可能となる。
一方、ステップS3において、設定温度未満の場合は、ステップ4に進み、停止スイッチ32がオン状態か否かを判断している。停止スイッチ32がオン状態になっている場合は、ステップS5に進み、上記と同様の制御を行い、加熱動作が終了する。また、停止スイッチ32がオフ状態になっている場合は、ステップS2に戻り、前述した内容と同様の制御がくり返し行われる。
8 加熱ヒータ
13 温度センサー(温度検出手段)
18 電源制御装置
19 制御回路部
20 第1降圧回路部
21 第1スイッチ
22 第2スイッチ(開始スイッチ)
23 起動回路部
24 電源ポート
25 基準ポート
26 抵抗
27 コンデンサ
28 ダイオード
31 電流制限抵抗(第2降圧回路部)
51 電源
Claims (5)
- 制御回路部と、
電源と前記制御回路部の基準ポートとの間に直列に設けられた第1降圧回路部と、
前記制御回路部と前記第1降圧回路部とに対して並列に設けられた加熱ヒータと、
前記制御回路部の電源ポート及び前記加熱ヒータの前記電源ポート接続側と、前記電源との間に設けられ、前記制御回路部によって導通可能な接続状態及び導通不可能な遮断状態に切り換えられる第1スイッチと、
前記第1スイッチの電源側と前記基準ポートとの間に設けられ、押圧時のみオン状態となる第2スイッチを有する起動回路部と、を備え、
前記制御回路部は、前記第2スイッチが押圧されることで、前記加熱ヒータを介して前記電源ポートに前記電源から電源電流の供給を受けて起動し、かつ、前記第1スイッチをオン状態に切り換え、前記第2スイッチがオフ状態に切り換わった後は、前記加熱ヒータを介さずに前記第1スイッチを介して前記電源ポートに前記電源から電源電流の供給を受けることで、前記第1スイッチをオン状態に維持し続けることを特徴とする電源制御装置。 - 前記第1降圧回路部は、前記電源と前記制御回路部の基準ポートとの間に抵抗及びコンデンサを並列に設け、かつ、前記電源ポートと前記基準ポートとの間にダイオードを設けた構成からなることを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
- 前記起動回路部は、前記第2スイッチと前記第2スイッチと直列に接続された第2降圧回路部とからなることを特徴とする請求項1または2に記載の電源制御装置。
- 前記加熱ヒータによって加熱される被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御回路部は、前記温度検出手段により所定の温度を検出すると、前記第1スイッチをオフ状態にすることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源制御装置。
- 前記請求項1から4のいずれかに記載の電源制御装置を備えた電気製品。
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