JP6678845B1 - 電源装置及び寿命診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の線と、
前記第1の線より低電位の第2の線と、
一端が前記第1の線に接続された第1のスイッチと、
一端が前記第1のスイッチに接続され他端が前記第2の線に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
前記抵抗に直列に接続された第2のスイッチと、
前記コンデンサの両端間の電圧値を検出する電圧値検出手段と、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとを制御するスイッチ制御手段と、
前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断手段と、
を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記第1のスイッチがオン状態かつ前記第2のスイッチがオフ状態であるときに第1の時刻に達すると前記第1のスイッチをオフし、前記第1の時刻から第1の経過時間が経過した第2の時刻に前記第2のスイッチをオンし、
前記電圧値検出手段は、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの間における前記コンデンサの第1の電圧値と、前記第2の時刻から第2の経過時間が経過した第3の時刻における前記コンデンサの第2の電圧値とを検出し、
前記寿命診断手段は、前記第1の電圧値と前記第2の電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する。
図1を参照しながら、実施の形態に係る電源装置1を説明する。電源装置1は、自身に設けられているコンデンサの寿命を診断し、診断結果を報知することができる電源装置である。電源装置1は、コンデンサ10とスイッチ11とスイッチ12と抵抗13とコンデンサ10aとスイッチ11aとスイッチ12aと抵抗13aとダイオード14とトランス15と制御部16と記憶部17と線L1と線L2を備える。電源装置1は、直流電力により負荷2を駆動する。電源装置1は、報知装置3を制御してコンデンサ10及びコンデンサ10aの寿命についての診断結果を報知する。電源装置1は、本発明に係る電源装置の一例である。また、線L1は本発明に係る第1の線の一例であり、線L2は本発明に係る第2の線の一例である。
C=T2/(R×ln(V1/V2)) (1)
実施の形態では、電圧値検出部161は、時刻t1から時刻t2までの間にコンデンサ10の電圧値V1を1回検出し、時刻t3から時刻t4までの間にコンデンサ10の電圧値V2を1回検出した。しかし、電圧値検出部161は、時刻t1から時刻t2までの間にコンデンサ10の電圧値V1を複数回検出し、時刻t3から時刻t4までの間にコンデンサ10の電圧値V2を複数回検出してもよい。そして容量算出部163は、複数回検出された電圧値V1の平均値と、複数回検出された電圧値V2の平均値とに基づいて、コンデンサ10の容量を算出してもよい。複数回検出された電圧値の平均値を使用することにより、ノイズの影響による寿命診断の精度の低下をさらに抑えることができ、精度良くコンデンサ10の寿命を診断できる。なお、電圧値V1と電圧値V2とのうち、一方のみを複数回検出するものであってもよい。
実施の形態では、電源装置1は、コンデンサ10とコンデンサ10aとの双方について寿命を診断する。しかし、電源装置1は、1つのコンデンサ10についてのみ寿命を診断するものであってもよい。例えば図5に示すように、コンデンサ10a等のセットに代えて、線L1と線L2との間にスイッチ11bとコンデンサ10bとを直列に接続したものを電源装置1に設ける。そしてスイッチ制御部162は、コンデンサ10の寿命を診断するときのみスイッチ11bをオンし、それ以外のときにはスイッチ11bをオフする。このような構成により、コンデンサ10の寿命の診断を可能としつつ、回路構成を実施の形態1よりも簡素なものとすることができる。また、コンデンサ10の寿命を診断するときのみスイッチ11bがオンし、コンデンサ10bに電荷が蓄積されるので、コンデンサ10bがコンデンサ10よりも先に寿命が尽きる可能性はほとんどない。
実施の形態では、容量算出部163によりコンデンサ10の容量を算出し、寿命診断部164は算出された容量に基づいてコンデンサ10の寿命を診断した。しかし、寿命診断部164は、容量算出部163によりコンデンサ10の容量を算出することなくコンデンサ10の寿命を診断することもできる。上述の式(1)において、経過時間T2及び抵抗13の抵抗値Rは既知である。そのため、容量Cは、電圧値V1と電圧値V2との比に基づいて決定される。したがって、コンデンサ10の寿命特性は、コンデンサ10の劣化とV1/V2との関係によっても表すことができる。コンデンサ10の劣化とV1/V2との関係によって表された寿命特性を示す情報を記憶部17に保存することにより、コンデンサ10の容量を算出することなくコンデンサ10の寿命を診断することができる。つまり、寿命診断部164は、必ずしもコンデンサ10の容量に基づかなくとも、電圧値V1と電圧値V2とに基づいてコンデンサ10の寿命を診断することができる。
実施の形態では、時刻t3にスイッチ12をオフすることにより、安定したコンデンサ10の電圧値V2を検出した。しかし、スイッチ12をオフすることなく時刻t3にコンデンサ10の電圧値を検出し、この電圧値を電圧値V2としてもよい。この場合も、放電開始時におけるコンデンサ10の両端間の電圧は安定するので、精度よくコンデンサ10の寿命を診断できる。
Claims (6)
- 第1の線と、
前記第1の線より低電位の第2の線と、
一端が前記第1の線に接続された第1のスイッチと、
一端が前記第1のスイッチに接続され他端が前記第2の線に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
前記抵抗に直列に接続された第2のスイッチと、
前記コンデンサの両端間の電圧値を検出する電圧値検出手段と、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとを制御するスイッチ制御手段と、
前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断手段と、
を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記第1のスイッチがオン状態かつ前記第2のスイッチがオフ状態であるときに第1の時刻に達すると前記第1のスイッチをオフし、前記第1の時刻から第1の経過時間が経過した第2の時刻に前記第2のスイッチをオンし、
前記電圧値検出手段は、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの間における前記コンデンサの第1の電圧値と、前記第2の時刻から第2の経過時間が経過した第3の時刻における前記コンデンサの第2の電圧値とを検出し、
前記寿命診断手段は、前記第1の電圧値と前記第2の電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
電源装置。 - 前記第1の電圧値と前記第2の電圧値と前記第2の経過時間と前記抵抗の抵抗値とに基づいて前記コンデンサの容量を算出する容量算出手段をさらに備え、
前記寿命診断手段は、前記容量算出手段により算出された前記コンデンサの容量と前記コンデンサの寿命特性とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
請求項1に記載の電源装置。 - 前記電圧値検出手段は、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの間に前記第1の電圧値を複数回検出し、
前記寿命診断手段は、複数回検出した前記第1の電圧値の平均値に基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
請求項1又は2に記載の電源装置。 - 前記スイッチ制御手段はさらに、前記第3の時刻に前記第2のスイッチをオフし、前記第3の時刻から第3の経過時間が経過した第4の時刻に前記第1のスイッチをオンし、
前記電圧値検出手段は、前記第3の時刻から前記第4の時刻までの間における前記コンデンサの電圧値を前記第2の電圧値として検出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電源装置。 - 前記電圧値検出手段は、前記第3の時刻から前記第4の時刻までの間に前記第2の電圧値を複数回検出し、
前記寿命診断手段は、複数回検出した前記第2の電圧値の平均値に基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
請求項4に記載の電源装置。 - 第1の線と、
前記第1の線より低電位の第2の線と、
一端が前記第1の線に接続された第1のスイッチと、
一端が前記第1のスイッチに接続され他端が前記第2の線に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
前記抵抗に直列に接続された第2のスイッチと、
を備える電源装置の前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断方法であって、
前記第1のスイッチがオン状態かつ前記第2のスイッチがオフ状態であるときに第1の時刻に達すると前記第1のスイッチをオフし、
前記第1の時刻から第1の経過時間が経過した第2の時刻に前記第2のスイッチをオンし、
前記第1の時刻から前記第2の時刻までの間における前記コンデンサの電圧値と、前記第2の時刻から第2の経過時間が経過した第3の時刻における前記コンデンサの電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
寿命診断方法。
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