JPS6381279A - Preventive maintenance system for smoothing capacitor - Google Patents

Preventive maintenance system for smoothing capacitor

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JPS6381279A
JPS6381279A JP61224938A JP22493886A JPS6381279A JP S6381279 A JPS6381279 A JP S6381279A JP 61224938 A JP61224938 A JP 61224938A JP 22493886 A JP22493886 A JP 22493886A JP S6381279 A JPS6381279 A JP S6381279A
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JP
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smoothing capacitor
capacitor
voltage
ripple current
smoothing
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Application number
JP61224938A
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Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Harada
原田 耕介
Akihiko Katsuki
昭彦 甲木
Katayuki Fujiwara
藤原 方之
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Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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Publication date
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Publication of JPS6381279A publication Critical patent/JPS6381279A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a preventive maintenance system for a smoothing capacitor which enables proper and economical component replacement by monitoring the ripple current or voltage of the smoothing capacitor and detecting its variation, and easily discriminating the deterioration of the capacitor in an operating state. CONSTITUTION:The ripple current DELTAIC of the smoothing capacitor 24 is detected by a current detector 28 and inputs a comparator COMP1 where the ripple current set value DELTAIC* of a normal capacitor 24 based on a load current I0 is determined to compare the set value DELTAIC* with the current DELTAIC, thereby outputting a warning output signal SA when a deviation larger than a specific value is generated. Consequently, the deterioration of the smoothing capacitor 24 is accurately detected while the capacitor is in the operating state without working the capacitor specially, complicate trouble such as predictive component replacement is not necessary, and deterioration discrimination and component replacement are carried out economically and efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電圧を整流して直流電圧を得るよう構
成した電源装置における平滑回路に使用される平滑用コ
ンデンサの予防保全システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a preventive maintenance system for a smoothing capacitor used in a smoothing circuit in a power supply device configured to rectify alternating current voltage to obtain direct current voltage.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路を構成
する場合、直流出力電圧の平滑を行うため、チョークコ
イルやコンデンサが使用される。この場合、コンデンサ
は大容量であることが要求され、通常電解コンデンサが
使用される。
Generally, when configuring a power supply circuit that converts an alternating current voltage to a direct current voltage, a choke coil or a capacitor is used to smooth the direct current output voltage. In this case, the capacitor is required to have a large capacity, and an electrolytic capacitor is usually used.

また、安定化電源装置として、装置の小形化および出力
電圧の制御時における損失の低減等が可能なことから、
直流電圧をオン・オフ動作することにより出力電圧を制
御するスイッチングレギュレータが普及されている。
In addition, as a stabilized power supply device, it is possible to downsize the device and reduce loss when controlling the output voltage.
Switching regulators that control output voltage by turning on and off DC voltage have become widespread.

このスイッチングレギュレータは、一般に直流入力電圧
を交流に変換し、任意の電圧に変圧した後整流して直流
出力電圧を得るDC−DCコンバータを備えている。こ
のように構成されるスイッチングレギュレータにおいて
も、直流出力の平滑を行うため、安価でしかも大容量の
得られる電解コンデンサが使用されている。
This switching regulator generally includes a DC-DC converter that converts a DC input voltage into an AC voltage, transforms the voltage to an arbitrary voltage, and then rectifies the voltage to obtain a DC output voltage. Even in a switching regulator configured in this manner, an electrolytic capacitor is used, which is inexpensive and has a large capacity, in order to smooth the DC output.

このように、今日における安定化電源は、スイッチング
レギュレータに代表されるようにその信頼性が高められ
ているが、反面電解コンデンサは依然として化学的変化
を生じるものであって経時的劣化を回避することができ
ず、その寿命に従って定期的に交換を行わなければなら
ないという不便がある。
As described above, the reliability of today's stabilized power supplies, as typified by switching regulators, has improved, but on the other hand, electrolytic capacitors still undergo chemical changes and are difficult to avoid deteriorating over time. There is an inconvenience that it cannot be replaced and must be replaced periodically according to its lifespan.

一般に、コンデンサの劣化状態は、経時的な静電容量の
低下に伴い、誘電正接(tanδ)および等何面列抵抗
(ESR)  もしくは漏れ電流の増加特性として現わ
れることが知られている。しかしながら、コンデンサの
これらの劣化特性を検出するには、コンデンサを回路か
ら取外して個々に測定を行う必要があり、多くの手間と
時間とを要するばかりでなく、回路動作を一時停止しな
ければならないという不都合がある。
Generally, it is known that the deterioration state of a capacitor appears as an increase in dielectric loss tangent (tan δ), equilateral series resistance (ESR), or leakage current as the capacitance decreases over time. However, in order to detect these deterioration characteristics of a capacitor, it is necessary to remove the capacitor from the circuit and measure each capacitor individually, which not only requires a lot of effort and time, but also requires the circuit operation to be temporarily stopped. There is this inconvenience.

このような観点から、従来よりこの種のコンデンサの劣
化状態を検出する手段として、コンデンサの内部損失の
増大によって生じる発熱やこれに伴うコンデジサの内部
機構もしくは外装体の機械的変形を検出することにより
、コンデンサが劣化破損に至る危険な状態を事前に検知
して回路の遮断等の保安動作を行う保護方式が種々提案
されている(例えば、特開昭57−9226号公報、特
開昭59−89521号公報)。
From this point of view, the conventional means of detecting the deterioration state of this type of capacitor is to detect the heat generated by the increase in internal loss of the capacitor and the accompanying mechanical deformation of the internal mechanism or exterior body of the capacitor. Various protection methods have been proposed in which a dangerous condition leading to deterioration and damage of a capacitor is detected in advance and safety operations such as cutting off the circuit are performed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-9226, Japanese Patent Laid-Open No. 59-1999) 89521).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前述した従来のコンデンサにおける劣化検出方法は、コ
ンデンサの過熱状態やコンデンサの構成部材の変形等を
検出するため、コンデンサの劣化状態が相当進行した状
態であり、この間にコンデンサの電気的緒特性は極めて
悪化しており、信頼性の高い電源回路に与える悪影響は
極めて大きい。
The conventional deterioration detection method for capacitors described above detects overheating of the capacitor and deformation of the capacitor's constituent parts, so the deterioration of the capacitor has progressed considerably, and during this time the electrical characteristics of the capacitor are extremely affected. The situation is getting worse, and the negative impact on highly reliable power supply circuits is extremely large.

そこで、本発明者等は、電解コンデンサの劣化に伴いコ
ンデンサの等何面列抵抗が増加することに着目し、鋭意
研究を重ねた結果、交流電圧もしくはパルス電圧を整流
して得られるリップル分を含む直流電圧に対し、コイル
とコンデンサからなる平滑回路を介して負荷に平滑され
た直流電圧を供給するよう構成した電源装置において、
前記平滑回路のコンデンサに正常晶と劣化品とを使用し
た場合における負荷電流の変化に対する前記コイルでの
リップル電流と前記コンデンサのリップル電流の変化を
測定したところ、コイルのリップル電流には殆んど変化
が認められず、コンデンサのリップル電流につき劣化品
を使用した際には負荷電流の増加に伴って著しく低下す
ることを突き止めた。すなわち、コンデンサの劣化はコ
ンデンサのリップル電流の低下をピックアップコイル等
を使用して検出することにより、コンデンサの電気的特
性の劣化状態を適正に判別してその寿命検出を回路動作
中において簡便に行うことができることが判った。また
、このことはコンデンサの等何面列抵抗の増加に伴うリ
ップル電圧の増大として捉えることができる。
Therefore, the present inventors focused on the fact that the capacitor's equilateral array resistance increases as the electrolytic capacitor deteriorates, and as a result of extensive research, the ripples obtained by rectifying the AC voltage or pulse voltage were In a power supply device configured to supply a smoothed DC voltage to a load via a smoothing circuit consisting of a coil and a capacitor,
When we measured the changes in the ripple current in the coil and the ripple current in the capacitor with respect to changes in the load current when normal crystals and degraded capacitors were used as the capacitors in the smoothing circuit, we found that there was almost no difference in the ripple current in the coil. No change was observed, and it was found that when a deteriorated capacitor ripple current was used, the ripple current of the capacitor significantly decreased as the load current increased. In other words, deterioration of a capacitor is detected by detecting a drop in the ripple current of the capacitor using a pickup coil, etc., thereby appropriately determining the state of deterioration of the capacitor's electrical characteristics and easily detecting its lifespan during circuit operation. It turns out that it is possible. Furthermore, this can be interpreted as an increase in ripple voltage due to an increase in the equilateral array resistance of the capacitor.

従って、本発明の目的は、平滑用コンデンサのリップル
電流または電圧を監視してその変化を検出することによ
り、動作状態にあるコンデンサの劣化を容易に判別して
、適正がつ経済的な部品交換を行うことができる平滑用
コンデンサの予防保全システムを提供するにある。
Therefore, it is an object of the present invention to monitor the ripple current or voltage of a smoothing capacitor and detect its changes, thereby easily determining the deterioration of the capacitor while it is in operation, thereby allowing appropriate and economical parts replacement. The purpose of the present invention is to provide a preventive maintenance system for smoothing capacitors that can perform the following steps.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る平滑用コンデンサの予防保全システムは、
交流電圧またはパルス電圧を整流して得られたリップル
分を含む直流電圧が平滑用コンデンサを含む平滑回路に
供給され、平滑された電圧を負荷に供給するよう構成し
た電源回路において、前記平滑用コンデンサにおけるリ
ップル電流または電圧を検出し、このリップル電流また
は電圧検出値と正常な平滑用コンデンサのリップル電流
値または電圧値に基づいて設定した基準値とを比較し、
この比較により得られた偏差が所定レベルに到達するこ
とによって前記平滑用コンデンサの劣化状態を判別し、
前記平滑用コンデンサの許容劣化状態の範囲内でこれを
交換し得るよう構成することを特徴とする。
The preventive maintenance system for smoothing capacitors according to the present invention includes:
In a power supply circuit configured such that a DC voltage including a ripple component obtained by rectifying an AC voltage or a pulse voltage is supplied to a smoothing circuit including a smoothing capacitor, and the smoothed voltage is supplied to a load, the smoothing capacitor Detect the ripple current or voltage at
The deterioration state of the smoothing capacitor is determined when the deviation obtained by this comparison reaches a predetermined level,
The present invention is characterized in that the smoothing capacitor is configured to be replaceable within an allowable state of deterioration of the smoothing capacitor.

前記の平滑用コンデンサの予防保全システムにおいて、
平滑回路にインダクタンス素子を設けてこの素子を流れ
るリップル電流を検出すると共に、平滑用コンデンサを
流れるリップル電流を検出し、前記インダクタンス素子
のリップル電流の値を基準値としてこれと前記平滑用コ
ンデンサのリップル電流の値と比較するよう構成するこ
ともできる。
In the above-mentioned preventive maintenance system for smoothing capacitors,
An inductance element is provided in the smoothing circuit, and the ripple current flowing through this element is detected, and the ripple current flowing through the smoothing capacitor is also detected, and the value of the ripple current of the inductance element is used as a reference value, and the ripple current of the smoothing capacitor is calculated using the ripple current value of the inductance element as a reference value. It can also be configured to compare with the current value.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る平滑用コンデンサの予防保全システムによ
れば、交流電圧等を整流して得られたリップル分を含む
直流電圧を平滑用コンデンサを介して平滑し負荷に供給
するよう構成した場合、前記平滑用コンデンサに流れる
リップル電流またはそのリップル電圧を回路に影響を与
えないように設けた電流または電圧検出器で検出して常
時これを監視することにより、平滑用コンデンサの劣化
状態が進行するに伴い、正常の平滑用コンデンサに比べ
てリップル電流の値が次第に低下することまたはリップ
ル電圧の値が次第に増加することから、この状態を電気
的に判別することにより、平滑用コンデンサをその使用
状態のままで適正な寿命検出を達成し、コンデンサの適
正かつ経済的な予防保全を実現することができる。
According to the preventive maintenance system for a smoothing capacitor according to the present invention, when a DC voltage including a ripple obtained by rectifying an AC voltage is smoothed and supplied to a load via the smoothing capacitor, the By constantly monitoring the ripple current flowing through the smoothing capacitor or its ripple voltage by detecting it with a current or voltage detector installed so as not to affect the circuit, it can be detected as the smoothing capacitor deteriorates. , compared to a normal smoothing capacitor, the ripple current value gradually decreases or the ripple voltage value gradually increases, so by electrically determining this condition, the smoothing capacitor can be kept in its used state. It is possible to achieve proper life detection and realize proper and economical preventive maintenance of capacitors.

なお、この場合、平滑用コンデンサと共にインダクタン
ス素子を設け、この素子に流れるリップル電流を検出し
てこれを基準値とし、前記平滑用コンデンサのリップル
電流と比較することにより、平滑用コンデンサの劣化状
態の電気的な判別精度を高めることができる。
In this case, an inductance element is provided along with the smoothing capacitor, the ripple current flowing through this element is detected, this is used as a reference value, and the deterioration state of the smoothing capacitor can be determined by comparing it with the ripple current of the smoothing capacitor. Electrical discrimination accuracy can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明に係る平滑用コンデンサの予防保全システ
ムの実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
Next, embodiments of the preventive maintenance system for smoothing capacitors according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明に係る平滑用コンデンサの予防保全シ
ステムを実施するスイッチングレギュレータの典型的な
回路構成を示すものである。すなわち、第1図において
、参照符号10は直流電源、12は電圧変成器、14は
スイッチン・グ素子、16,18.20はダイオード、
22は平滑用コイル、24は平滑用コンデンサ、26は
負荷をそれぞれ示し、フォワード形コンバータとして構
成されたものである。このように構成されたスイッチン
グレギュレータは、直流電源10により供給される直流
電圧Eiをスイッチング素子14によってパルス電圧を
得、このパルス電圧を変成器12を介して所定の電圧値
に変換し、さらにこのパルス電圧をダイオード18.2
0によって整流すると共に平滑用コイル22および平滑
用コンデンサ24により平滑して負荷26に供給するよ
う動作する。
FIG. 1 shows a typical circuit configuration of a switching regulator implementing a preventive maintenance system for smoothing capacitors according to the present invention. That is, in FIG. 1, reference numeral 10 is a DC power supply, 12 is a voltage transformer, 14 is a switching element, 16, 18, and 20 are diodes,
22 is a smoothing coil, 24 is a smoothing capacitor, and 26 is a load, which is configured as a forward type converter. The switching regulator configured in this manner obtains a pulse voltage from the DC voltage Ei supplied by the DC power supply 10 through the switching element 14, converts this pulse voltage into a predetermined voltage value via the transformer 12, and further converts this pulse voltage into a predetermined voltage value through the transformer 12. Pulse voltage to diode 18.2
The signal is rectified by 0, smoothed by the smoothing coil 22 and smoothing capacitor 24, and supplied to the load 26.

そこで、本発明においては、前記構成からなる電源回路
において、平滑用コンデンサ24および平滑用コイル2
2に対し、それぞれ個別に流れるリップル電流を検出す
るためのピンクアップコイル等からなる電流検出器28
.30を設ける。この場合、第1図に示す回路において
、スイッチング素子14のオン状態およびオフ状態の時
における等価回路を示せば、第2図および第3図に示す
通りである。なお、第2図および第3図における各素子
の内容は次の通りである。
Therefore, in the present invention, in the power supply circuit having the above configuration, the smoothing capacitor 24 and the smoothing coil 2
2, a current detector 28 consisting of a pink-up coil or the like for detecting the ripple current flowing individually.
.. 30 will be provided. In this case, in the circuit shown in FIG. 1, equivalent circuits when the switching element 14 is in an on state and an off state are shown in FIGS. 2 and 3. The contents of each element in FIGS. 2 and 3 are as follows.

Ei:入力電圧   Eo:出力電圧 C:平滑用コンデンサ24のキャパシタンスし :平滑
用コイル22のインダクタンスRL:負荷抵抗 VO2:ダイオード18の順方向等価電圧源VD3 :
ダイオード20の順方向等価電圧源r1 :入力電源1
0の内部抵抗、スイッチング素子14のオン状態での抵
抗および 変成器12の一次側巻線抵抗の和 r2 :ダイオード18の内部抵抗、コイル22の巻線
抵抗および変成器12の二次側 巻線抵抗の和 r、:ダイオード20の内部抵抗とコイル22の巻線抵
抗の和 rc:平滑用コンデンサ24の等何面列抵抗(ESR) ■L:平滑用コイル22を流れる電流平均値■。:負荷
の電流平均値 ΔI、  :平滑用コイル22のリップル電流Δ■c:
平滑用コンデンサ24のリップル電流従って、前述した
回路構成において、平滑用コンデンサ24として、容量
441.2μF、ESR108,5mΩの正常品と、容
ff1345.7 /、I F、ESR996,3mΩ
の劣化品につき、負荷電流■o  に対する平滑用コイ
ル22および平滑用コンデンサ24のリップル電流Δ■
2.ΔI(、を測定した結果、第4図(正常品)および
第5図(劣化品)に示すような特性が得られた。これら
の測定結果から、平滑用コンデンサ24の劣化品につい
ては、平滑用コイル22のリップル電流ΔILについて
は殆んど変化が見られないが、平滑用コンデンサ24の
リップル電流Δ■c については顕著な変化が認められ
た。なお、第4図および第5図において、それぞれ実線
で示す特性曲線は、前記第2図および第3図に示す等価
回路に基づいて算出した計算値によるものである。また
、第4図および第5図に示す特性曲線は、フォワード形
コンバータの場合であるが、帰還を施した場合において
も同様の特性曲線が得られることが確認された。
Ei: Input voltage Eo: Output voltage C: Capacitance of smoothing capacitor 24: Inductance RL of smoothing coil 22: Load resistance VO2: Forward equivalent voltage source of diode 18 VD3:
Forward equivalent voltage source r1 of diode 20: Input power supply 1
0 internal resistance, the on-state resistance of the switching element 14, and the primary winding resistance of the transformer 12, r2: the internal resistance of the diode 18, the winding resistance of the coil 22, and the secondary winding of the transformer 12. Sum of resistance r: Sum of internal resistance of diode 20 and winding resistance of coil 22 rc: Equivalent series resistance (ESR) of smoothing capacitor 24 ■L: Average value of current flowing through smoothing coil 22 ■. : Load current average value ΔI, : Ripple current of smoothing coil 22 Δ■c:
Ripple current of the smoothing capacitor 24 Therefore, in the circuit configuration described above, the smoothing capacitor 24 has a normal product with a capacitance of 441.2 μF and an ESR of 108, 5 mΩ, and a capacitor with a capacitance of ff 1345.7 /, IF, ESR 996, 3 mΩ.
For a deteriorated product, the ripple current Δ■ of the smoothing coil 22 and the smoothing capacitor 24 with respect to the load current ■o
2. As a result of measuring ΔI(,), the characteristics shown in Fig. 4 (normal product) and Fig. 5 (deteriorated product) were obtained. Almost no change was observed in the ripple current ΔIL of the smoothing capacitor 22, but a remarkable change was observed in the ripple current Δ■c of the smoothing capacitor 24.In addition, in FIGS. 4 and 5, The characteristic curves shown by solid lines are based on calculated values based on the equivalent circuits shown in FIGS. 2 and 3. Furthermore, the characteristic curves shown in FIGS. However, it was confirmed that a similar characteristic curve can be obtained even when feedback is applied.

また、本発明においては、第1図に示す回路によって検
出される平滑用コイル22のリップル電流ΔI2と、平
滑用コンデンサ24のリップル電流Δ1ご  との差、
すなわち出力リップル電流を取り、γ=(Δr1..−
ΔIc)/■o  で定義される無次元量(出力リップ
ル係数という)を求めれば、負荷の影響を殆んど受けず
にESRの大きさの程度を判別することができる。従っ
て、この場合のγ対IO特性を示せば、第6図に示す通
りである。すなわち、第6図から明らかなように、負荷
電流10=3Aの場合、正常品ではγ=0.8%である
のに対し、劣化品ではγ=6%程度の大きさとなり、平
滑用コンデンサの劣化状態を充分判別することができる
In addition, in the present invention, the difference between the ripple current ΔI2 of the smoothing coil 22 and the ripple current Δ1 of the smoothing capacitor 24 detected by the circuit shown in FIG.
In other words, take the output ripple current and calculate γ=(Δr1..-
By finding a dimensionless quantity (referred to as an output ripple coefficient) defined by ΔIc)/■o, it is possible to determine the degree of ESR with almost no influence from the load. Therefore, the γ vs. IO characteristic in this case is as shown in FIG. That is, as is clear from Fig. 6, when the load current is 10 = 3A, γ = 0.8% for a normal product, but γ = 6% for a deteriorated product, and the smoothing capacitor The state of deterioration can be sufficiently determined.

前述し7た本発明の予防保全システムに基づき、平滑用
コンデンサの劣化状態を判別して警報表示等の出力信号
を得る手段としては、平滑用コンデンサの正常品におけ
る負荷電流に対するリップル電流特性(Δ■c対IQ 
特性)もしくは負荷電流に対する出力リップル係数特性
(T対IQ特性)を設定し、この設定値と実際の回路状
態の検出値とを比較することにより、容易に実現するこ
とができる。
Based on the above-mentioned preventive maintenance system of the present invention, the ripple current characteristic (Δ ■c vs. IQ
This can be easily realized by setting the output ripple coefficient characteristic (T vs. IQ characteristic) or the load current characteristic and comparing the set value with the detected value of the actual circuit state.

この場合、負荷電流の検出については、公知の計器用変
流器等を使用して容易に検出することができる。
In this case, the load current can be easily detected using a known instrument current transformer or the like.

第7図は、電流検出器28による平滑用コンデンサ24
のリップル電流ΔIc を検出し、このリップル電流Δ
■cを負荷電流!0に基づく正常な平滑用コンデンサの
リップル電流設定値Δ■ご8 を定めた比較器COMP
 1に入力し、前記リップル電流設定値Δ■c8  と
リップル電流検出値Δ■ご とを比較し所定値以上の偏
差が生じた場合に警報出力信号S^を出力するよう構成
したものである。なお、この場合、平滑用コンデンサ2
4のリップル電圧ΔE(Hを検出し、このリップル電圧
ΔECを負荷電流工 に基づく正常な平滑用コンデンサ
のリップル電圧設定値ΔEcI7  を定め、比穀層に
入力して前記リップル電圧設定値ΔEト8とリップル電
圧検出値ΔECとを比較し、所定以上の偏差が生じた場
合に警報出力信号を出力するよう構成することもできる
FIG. 7 shows the smoothing capacitor 24 by the current detector 28.
The ripple current ΔIc is detected, and this ripple current ΔIc is detected.
■c is the load current! A comparator COMP that determines the ripple current setting value Δ■go8 of a normal smoothing capacitor based on 0.
1, the ripple current set value Δ■c8 and each detected ripple current value Δ■ are compared, and if a deviation of more than a predetermined value occurs, an alarm output signal S^ is output. In this case, smoothing capacitor 2
The ripple voltage ΔE (H) of 4 is detected, and this ripple voltage ΔEC is used to determine the ripple voltage set value ΔEcI7 of a normal smoothing capacitor based on the load current factor, and is input to the ratio layer to set the ripple voltage set value ΔE to 8. The ripple voltage detection value ΔEC may be compared with the ripple voltage detection value ΔEC, and an alarm output signal may be output when a deviation of a predetermined value or more occurs.

また、第8図は、電流検出器28による平滑用コンデン
サ24のリップル電流ΔIご と、電流検出器30によ
る平滑用コイル22のリップル電流ΔILとを検出し、
これらリップル電流ΔIc、 ΔIl、と負荷電流ro
  との関係における出力リップル係数r=cΔ■、−
ΔId)/IQ を演算器OPで算出し、この出力リッ
プル係数γを負荷電流I に基づく正常な平滑用コンデ
ンサの出力リップル係数の設定値γネを定めた比較器C
OMP 2に入力し、前記出力リンプル係数の設定値γ
*と出力リンプル係数の検出値γとを比較し所定値以上
の偏差が生じた場合に警報出力信号SAを出力するよう
構成したものである。
Further, in FIG. 8, the ripple current ΔI of the smoothing capacitor 24 is detected by the current detector 28, and the ripple current ΔIL of the smoothing coil 22 is detected by the current detector 30.
These ripple currents ΔIc, ΔIl, and load current ro
Output ripple coefficient r=cΔ■, −
ΔId)/IQ is calculated by the calculator OP, and this output ripple coefficient γ is calculated by the comparator C, which determines the set value γ of the output ripple coefficient of a normal smoothing capacitor based on the load current I.
Input into OMP 2 and set value γ of the output ripple coefficient.
* is compared with the detected value γ of the output ripple coefficient, and if a deviation of more than a predetermined value occurs, an alarm output signal SA is output.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
平滑用コンデンサの経時的な劣化をこの平滑用コンデン
サに流れるリップル電流またはそのリップル電圧を回路
に影響を与えない電流または電圧検出器により常時監視
し、負荷電流の状態によって予め設定された正常な平滑
用コンデンサのリップル電流または電圧の値と比較し、
検出されるリップル電流または電圧の値が、著しく低下
または増大することで容易かつ簡便に平滑用コンデンサ
の劣化を判別し、所要の警報動作を行い、これに基づい
て平滑用コンデンサの交換作業を行うよう構成すること
ができる。
As is clear from the embodiments described above, according to the present invention,
To check for deterioration of the smoothing capacitor over time, the ripple current flowing through the smoothing capacitor or its ripple voltage is constantly monitored using a current or voltage detector that does not affect the circuit, and normal smoothing is determined in advance according to the state of the load current. Compare the ripple current or voltage value of the capacitor for
Deterioration of the smoothing capacitor can be easily and easily determined by a significant decrease or increase in the value of the detected ripple current or voltage, the necessary alarm operation is performed, and the smoothing capacitor is replaced based on this. It can be configured as follows.

この場合、平滑用コンデンサに対しインダクタンス素子
を設けて、この素子に流れるリップル電流を検出して、
これを基準値とし、前記平滑用コンデンサを流れるリッ
プル電流との関係における出力リップル電流を求めるこ
とにより、平滑用コンデンサの劣化状態の判別をより確
実に行うことができる。
In this case, an inductance element is provided for the smoothing capacitor, and the ripple current flowing through this element is detected.
By using this as a reference value and determining the output ripple current in relation to the ripple current flowing through the smoothing capacitor, the deterioration state of the smoothing capacitor can be determined more reliably.

このようにして、本発明によれば、平滑用コンデンサに
対し特別な加工を施すことなく、平滑用コンデンサを動
作状態のままでその劣化を適正に検出することができる
ため、従来のような予測的部品交換等の煩雑な手間を要
せず、経済的にしかも能率的に劣化判別と部品交換とを
行うことができる。
In this way, according to the present invention, it is possible to properly detect the deterioration of the smoothing capacitor while it is in its operating state without performing any special processing on the smoothing capacitor. Deterioration determination and parts replacement can be performed economically and efficiently without the need for complicated parts replacement.

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、例えば交流
電圧電源を変圧し、これを整流して得られるリップル分
を含む直流電圧をチョークインプット形平滑回路で平滑
するよう構成した電源回路における平滑用コンデンサに
ついての劣化状態を判別する補償システムとして広く応
用することができるばかりでなく、本発明の精神を逸脱
しない範囲内において種々の設計変更をなし得ることは
勿論である。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Not only can it be widely applied as a compensation system for determining the deterioration state of a smoothing capacitor in a power supply circuit configured to smooth with a choke input type smoothing circuit, but it can also be used in various designs without departing from the spirit of the present invention. Of course, modifications can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る平滑用コンデンサの予防保全シス
テムの一実施例を示すスイッチングレギュレータの基本
回路図、第2図および第3図は第1図に示す回路のスイ
ッチング素子のオン・オフ動作時のそれぞれ等価回路図
、第4図は第1図に示す回路における平滑用コンデンサ
に正常品を使用した場合のリップル電流と負荷電流との
関係を示す特性曲線図、第5図は平滑用コンデンサに劣
化品を使用した場合の第4図と同様の特性曲線図、第6
図は平滑用コンデンサに正常品と劣化品を使用した場合
の出力リップル係数と負荷電流との関係を示す特性曲線
図、第7図は平滑用コンデンサのリップル電流検出値と
リップル電流設定値とにより寿命検出を行うブロック回
路図、第8図は平滑用コンデンサと平滑用コイルとのリ
ップル電流検出値に基づく出力リソプル係数と設定され
た出力リップル係数とにより寿命検出を行うブロック回
路図である。 10・・・直流電源    12・・・電圧変成器14
・・・スイッチング素子 16.18.20・・・ダイオード 22・・・平滑用コイル 24・・・平滑用コンデンサ 26・・・負荷      28・・・電流検出器30
・・・電流検出器
FIG. 1 is a basic circuit diagram of a switching regulator showing an embodiment of the preventive maintenance system for smoothing capacitors according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are on/off operations of switching elements in the circuit shown in FIG. 1. Fig. 4 is a characteristic curve diagram showing the relationship between ripple current and load current when a normal product is used as the smoothing capacitor in the circuit shown in Fig. 1, and Fig. 5 is a diagram of the smoothing capacitor shown in Fig. Characteristic curve diagram similar to Fig. 4 when using deteriorated products, Fig. 6
The figure is a characteristic curve diagram showing the relationship between the output ripple coefficient and load current when normal and deteriorated smoothing capacitors are used. FIG. 8 is a block circuit diagram for detecting the lifespan. FIG. 8 is a block circuit diagram for detecting the lifespan based on the output ripple coefficient based on the ripple current detection value of the smoothing capacitor and the smoothing coil and the set output ripple coefficient. 10... DC power supply 12... Voltage transformer 14
...Switching element 16,18,20...Diode 22...Smoothing coil 24...Smoothing capacitor 26...Load 28...Current detector 30
...Current detector

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流電圧またはパルス電圧を整流して得られたリ
ップル分を含む直流電圧が平滑用コンデンサを含む平滑
回路に供給され、平滑された電圧を負荷に供給するよう
構成した電源回路において、前記平滑用コンデンサにお
けるリップル電流または電圧を検出し、このリップル電
流または電圧検出値と正常な平滑用コンデンサのリップ
ル電流値または電圧値に基づいて設定した基準値とを比
較し、この比較により得られた偏差が所定レベルに到達
することによって前記平滑用コンデンサの劣化状態を判
別し、前記平滑用コンデンサの許容劣化状態の範囲内で
これを交換し得るよう構成することを特徴とする平滑用
コンデンサの予防保全システム。
(1) In the power supply circuit configured such that a DC voltage including a ripple component obtained by rectifying an AC voltage or a pulse voltage is supplied to a smoothing circuit including a smoothing capacitor, and the smoothed voltage is supplied to a load. The ripple current or voltage in the smoothing capacitor is detected, and this ripple current or voltage detection value is compared with a reference value set based on the ripple current or voltage value of a normal smoothing capacitor, and the value obtained from this comparison is Prevention of a smoothing capacitor, characterized in that the deterioration state of the smoothing capacitor is determined when the deviation reaches a predetermined level, and the deterioration state of the smoothing capacitor can be replaced within the range of the permissible deterioration state of the smoothing capacitor. Conservation system.
(2)特許請求の範囲第1項記載の平滑用コンデンサの
予防保全システムにおいて、平滑回路にインダクタンス
素子を設けてこの素子を流れるリップル電流を検出する
と共に、平滑用コンデンサを流れるリップル電流を検出
し、前記インダクタンス素子のリップル電流の値を基準
値としてこれと前記平滑用コンデンサのリップル電流の
値と比較するよう構成してなる平滑用コンデンサの予防
保全システム。
(2) In the preventive maintenance system for a smoothing capacitor according to claim 1, an inductance element is provided in the smoothing circuit to detect the ripple current flowing through the element, and the ripple current flowing through the smoothing capacitor is detected. A preventive maintenance system for a smoothing capacitor, which is configured to compare a ripple current value of the inductance element with a ripple current value of the smoothing capacitor using the value of the ripple current of the inductance element as a reference value.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54149858A (en) * 1978-05-16 1979-11-24 Fuji Electric Co Ltd Smoothing capacitor deterioration monitor unit
JPS57190274A (en) * 1981-05-19 1982-11-22 Nec Corp Deterioration detecting circuit for smoothing circuit

Patent Citations (2)

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