JP6233695B2 - 衛生洗浄装置 - Google Patents
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Description
1/16〜4/16及び12/16〜15/16に対応する出力の区間において、パターン制御を用いずに位相制御のみを用いることにより、フリッカを生ずることになく、きめ細やかな制御が可能となる。
位相制御のヒータの抵抗値を、パターン制御の抵抗値よりも高く設定すると、位相制御の分解能と、パターン制御の分解能のバランスと、がよく、出力がゼロから最大の範囲の全域において、きめ細かい制御が可能となる。
位相制御のみを用いることにより、加熱部の出力がゼロから所定値までの区間において出力を細かな分解能で制御できる。
図1は、本発明の実施形態に係る衛生洗浄装置の外観図である。
図2は、本発明の実施形態に係る衛生洗浄装置のヒータ駆動回路の回路図である。
例えば、スイッチ4は、第一の制御パターンによりヒータ8への通電のON/OFF制御を行い、スイッチ5、6、7は、第二の制御パターンによりそれぞれヒータ9、10、11への通電のON/OFF制御を行う。
第一の制御パターンは、位相制御用の制御パターンである。AC電源3から供給される交流電流を全波整流した波形のゼロクロス点からの第一の期間t1の期間だけ、スイッチ4をオンし、第一の期間t1からゼロクロス点までの間、スイッチ4をオフにする。
AC電源3から供給された電流は、全波整流回路20を経由して、ヒータ12に流れる。ヒータ12に流れる電流のON/OFF制御は、FET13により行われる。FET13への電圧供給はDC電源15により行われ、さらに分圧抵抗14によってFET13のゲートに供給される電圧を制限する。FET13への電圧供給のON/OFF制御をFET電圧制御部16によって行い、ヒータ12に流れる電流のON/OFFのタイミングを制御している。
ヒータ12へ流す電流を整流しているのは、ヒータ12に流れる電流のON/OFF制御にFETを使用しているためである。
図5に表した条件(AC電源3は220V、50Hz、ヒータ12は70Ω)で回路シミュレーションを行い、A:ヒータの消費電力の平均値、B:ヒータの電圧波形、C:ヒータの電圧の実効値、D:ヒータの電流波形、E:ヒータの電流の実効値、F:ヒータの奇数高調波電流の波形をそれぞれ表している。F:ヒータの奇数高調波電流がIEC61000−3−2の規格値よりも低くなる条件を考慮した結果、ヒータ12の抵抗を70Ωと設定すると、位相制御用のヒータで145Wまで電力を出力することが可能である。
図7(b)は、このヒータ駆動回路の電力分解能を説明するための表である。
ここでは、供給電圧を100Vとした。ヒータの定格値を800W、ヒータ9、10の抵抗値を25Ωとした。そして、パターン制御のみを用いて、0W〜800Wまでの出力を制御する場合について例示した。
パターン制御においては、16半波を一周期として1半波ごとにON/OFF制御を行う。例えば、パターンが6/16の場合は、16半波のうちの6半波をオンにし、残りの10半波をオフにする。パターン制御の1/16〜4/16及び12/16〜15/16は、蛍光灯のフリッカの問題があるため使用しない。
図7から、電力分解能の最大値は、125Wであることが分かる。
図8(b)は、このヒータ駆動回路の電力分解能を説明するための表である。
ここでは、供給電圧を100Vとした。ヒータの定格値800W、ヒータ8の抵抗値を70Ω、ヒータ9の抵抗値を40Ω、ヒータ10の抵抗値を25Ωとした。ヒータ8は位相制御で出力制御し、ヒータ9と10はパターン制御により出力制御する。
例えば、図7(b)の、出力パターンが0/16と5/16との間の電力分解能125Wの区間において、図8(b)では、位相制御0°〜180°、パターン制御0/16を使用する。その場合、電力分解能は、14Wまで向上する(細かくできる)。同様に、図7(b)の電力分解能25W、及び125Wの区間において、図8(b)に示すような、位相制御とパターン制御とを組み合わせて使用する。パターン制御だけでは電力分解能が荒かった区間が、位相制御との組み合わせにより、その電力分解能が向上する。結果、電力分解能の最大値は、16Wまで改善される。つまり、もっとも分解能が荒い区間においても、16Wの分解能で出力制御できる。
図9(b)は、このヒータ駆動回路の電力分解能を説明するための表である。
ここでは、供給電圧を220Vとした。ヒータの定格値を800W、ヒータ9、10の抵抗値を25Ωとした。そして、パターン制御のみを用いて、0ワット〜800ワットまでの出力を制御する場合について例示した。
図9(b)から、電力分解能の最大値は605Wであることが分かる。
図10(b)は、このヒータ駆動回路の電力分解能を説明するための表である。
ここでは、供給電圧を220Vとした。ヒータの定格値800W、ヒータ8の抵抗値を70Ω、ヒータ9の抵抗値を40Ω、ヒータ10の抵抗値を25Ωとした。ヒータ8は位相制御で出力制御し、ヒータ9と10はパターン制御により出力制御する。
例えば、図9(b)の、出力パターンが0/16と5/16との間の電力分解能605Wの区間において、図10(b)では、位相制御0°〜54°、パターン制御0/16を使用する。その結果、電力分解能は、233Wまで向上する。
同様に、図9(b)に示すように、パターン制御のみでは電力分解能が荒かった区間について、図10(b)に表したように位相制御を組み合わせることで、電力分解能が向上する。その結果として、図10(b)に表したように、電力分解能の最大値は、233Wまで改善される。
また、100Vと220V、いずれのAC電源が入力された場合でも、同じヒータ構成を用いることが出来る。
2 被加熱物
3 電源
4 スイッチ
5 スイッチ
6 スイッチ
7 スイッチ
8 ヒータ
9 ヒータ
10 ヒータ
11 ヒータ
12 ヒータ
14 分圧抵抗
15 電源
16 電圧制御部
20 全波整流回路
50 制御部
60 制御装置
100 衛生洗浄装置
200 便座
300 便蓋
400 本体部
420 洗浄ノズル
510 殺菌スイッチ
800 便器
Claims (3)
- 少なくとも2つのヒータを有し、被加熱物を加熱する加熱部と、
供給電源と前記ヒータとの間に設けられたスイッチと、
前記スイッチをON/OFFすることにより前記ヒータへ供給する電力を制御する制御手段であって、前記2つのヒータのうちの第1のヒータへ供給する電力を位相制御により制御し、前記2つのヒータのうちの第2のヒータへ供給する電力をパターン制御により行う制御手段と、
を備え、
前記パターン制御は、16半波を一周期として1半波ごとにON/OFF制御を行う制御であり、
前記第2のヒータについて1/16〜4/16及び12/16〜15/16に対応する出力の区間は、前記第1ヒータのみに電力を供給することを特徴とする衛生洗浄装置。 - 前記第1のヒータの抵抗値は、前記第2のヒータの抵抗値よりも高いことを特徴とする請求項1記載の衛生洗浄装置。
- 前記加熱部の出力がゼロから所定値までの区間は、前記第1のヒータのみに電力を供給することを特徴とする請求項1または2に記載の衛生洗浄装置。
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