(57)【要約】【課題】コンデンサの劣化状態異常の検出を精度良く、安価な構成で実現することができるコンデンサ劣化検知装置および家電機器を得る。【解決手段】所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサ４の充放電電流を、前記周期に同期した所定のサンプリングタイミングで検出する電流検出手段６と、電流検出手段６の出力からコンデンサの劣化状態の異常を判断する劣化判断手段７とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサの充放電電流を、前記周期に同期した所定のサンプリングタイミングで検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力からコンデンサの劣化状態の異常を判断する劣化判断手段と
を備えたことを特徴とするコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２】
前記電流検出手段は、前記コンデンサに供給される電源の周期に同期して、所定の時間の位相差で所定回数、前記コンデンサの充放電電流を検出することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項３】
前記電流検出手段は、前記コンデンサの充電期間の位相のうち、任意の１箇所で前記コンデンサの充電電流を検出し、
前記劣化判断手段は、検出された当該充電電流値が所定の劣化判断レベルより小さいとき、劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項４】
前記電流検出手段は、前記コンデンサの充電期間の位相のうち、電源電圧のピーク時の位相で前記コンデンサの充電電流を検出することを特徴とする請求項３記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項５】
前記電流検出手段は、前記コンデンサの放電期間の位相のうち、任意の１箇所で前記コンデンサの放電電流を検出し、
前記劣化判断手段は、検出された当該放電電流値が所定の劣化判断レベルより小さいとき、劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項６】
前記劣化判断手段は、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷に応じて、前記所定の劣化判断レベルが設定されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項７】
前記劣化判断手段は、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷の運転状態に応じた前記劣化判断レベルが予め複数設定され、
前記電流検出時の前記負荷の運転状態を検出して、前記複数の劣化判断レベルのうち、当該運転状態に対応する劣化判断レベルを用いて、前記劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項８】
前記劣化判断手段は、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷の運転状態ごとに、前記充放電電流の初期値に基づく前記劣化判断レベルを複数設定し、
前記電流検出時の前記負荷の運転状態を検出して、前記複数の劣化判断レベルのうち、当該運転状態に対応する劣化判断レベルを用いて、前記劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項９】
前記劣化判断手段は、前記負荷に前記コンデンサの放電電流が供給されない無負荷状態に応じた前記劣化判断レベルが設定されることを特徴とする請求項７又は８記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１０】
前記劣化判断手段は、前記劣化判断レベルを所定回数、又は所定時間連続して超えたとき、劣化状態が異常と判断することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１１】
前記電流検出手段は、整流された電源電圧を平滑するコンデンサを有する整流回路の充放電電流を検出することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１２】
前記電流検出手段は、整流された電源電圧を平滑するコンデンサを複数有する多倍電圧整流回路の充放電電流を検出することを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１３】
前記電流検出手段は、
両波整流された電源電圧が供給され、前記電源電圧が正位相のとき充電される第１のコンデンサと、前記電源電圧が負位相のとき充電される第２のコンデンサとを有し、一方の電極が共通接続される両波倍電圧整流回路の共通線に流れる充電電流を検出し、
前記劣化判断手段は、
前記電源電圧が正位相において検出された前記充電電流に基づき、前記第１のコンデンサの劣化状態の異常を判断し、
前記電源電圧が負位相において検出された前記充電電流に基づき、前記第２のコンデンサの劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１４】
前記劣化判断手段が判断した劣化状態に関する情報を報知する報知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１５】
前記劣化判断手段の出力に応じて、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷の運転を制御する駆動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１６】
前記駆動手段は、前記劣化判断手段が劣化状態の異常を判断したとき、前記負荷の運転を停止させることを特徴とする請求項１５記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１７】
前記劣化判断手段の判断結果を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動手段は、前記負荷の運転を開始するとき、前記記憶手段に記憶された前記劣化判断手段の判断結果に応じて、前記負荷の運転を制御することを特徴とする請求項１５又は１６記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１８】
前記駆動手段は、前記記憶手段に記憶された判断結果が劣化状態の異常の場合、前記負荷の運転を開始させないことを特徴とする請求項１７記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項１９】
前記劣化判断手段が劣化状態の異常を判断したとき、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷への電源供給を遮断する開閉手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２０】
前記開閉手段は、前記負荷への電源供給を遮断した後、電源供給の遮断を保持する開閉装置を用いることを特徴とする請求項１９記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２１】
前記報知手段は、前記開閉手段が前記負荷の電源供給を遮断したとき、所定のメッセージ表示をすることを特徴とする請求項２０記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２２】
前記劣化判断手段は、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷の累積運転時間に応じた前記劣化判断レベルが予め複数設定され、
前記電流検出時の前記負荷の累積運転時間を検出して、前記複数の劣化判断レベルのうち、当該累積運転時間に対応する劣化判断レベルを用いて、前記劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２３】
前記劣化判断手段は、前記コンデンサの放電電流が供給される負荷の使用期間に応じた前記劣化判断レベルが予め複数設定され、
前記電流検出時の前記負荷の使用期間を検出して、前記複数の劣化判断レベルのうち、当該使用期間に対応する劣化判断レベルを用いて、前記劣化状態の異常を判断することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２４】
前記劣化判断手段は、前記負荷の使用期間が、所定の使用期間を経過したか否かを判断し、前記負荷の使用期間に関する情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項１４記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２５】
前記劣化判断手段は、前記負荷の使用期間が、所定の使用期間を経過したか否かを判断し、
前記駆動手段は、前記劣化判断手段が劣化状態の異常を判断し、且つ、前記所定の使用期間を経過したと判断したとき、前記負荷の運転を停止させることを特徴とする請求項１５記載のコンデンサ劣化検知装置。
【請求項２６】
所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサと、
請求項１〜２５の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置と
を備えたことを特徴とする家電機器。
【請求項２７】
整流された電源電圧を平滑するコンデンサと、
前記コンデンサの放電電流が供給される駆動制御手段と、
前記駆動制御手段により駆動される負荷と、
請求項１〜２５の何れかに記載のコンデンサ劣化検知装置と
を備えたことを特徴とする家電機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンデンサの劣化を検知するコンデンサ劣化検知装置およびそれを備えた家電機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路部品の障害を検知するものとして、例えば「直流安定化電源回路内の発熱部品個々に温度センサーを設けて、何れかの該温度センサーからの異常温度信号を検出したとき、該直流安定化電源回路への入力を遮断する手段、又は該直流安定化電源回路の制御線を切断する手段を備えたことを特徴とする直流安定化電源回路。」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば「多出力端子を有するＤＣ／ＤＣコンバータ本体と、このコンバータ本体内の発熱部品に設け異常温度に達すると制御信号を出力する温度センサと、前記多出力端子の出力部それぞれに設けられた外部からの駆動信号により出力電圧を断とする出力停止部と、前記温度センサの制御信号を入力し、前記出力停止部にあらかじめ定めた順序で前記駆動信号を順次出力する出力制御回路とを有することを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ。」が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３０１３６号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平６−１４１５３５号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の劣化検知装置は、回路部品に温度センサーを物理的に取り付けて、温度センサーの出力に基づいて劣化状態を判断しているため、熱抵抗のばらつきが出やすく検知精度が低い、という問題点があった。
【０００６】
また、熱抵抗のばらつきを低減するためのバンド等を実装する必要があり、製造の手間やバンドを実装するための部品コスト、これを実装するための基板面積を確保する必要があり、結果として、実装基板コストが高くなる、という問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コンデンサの劣化状態異常の検出を精度良く、安価な構成で実現することができるコンデンサ劣化検知装置および家電機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るコンデンサ劣化検知装置は、所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサの充放電電流を、前記周期に同期した所定のサンプリングタイミングで検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力からコンデンサの劣化状態の異常を判断する劣化判断手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、コンデンサの充放電電流を、所定のサンプリングタイミングで検出してコンデンサの劣化状態の異常を判断することにより、コンデンサの劣化状態異常の検出を精度良く、安価な構成で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図１において、コンデンサ劣化検知装置は、電流検出手段６と、劣化判断手段７と、報知手段８とにより構成される。このコンデンサ劣化検知装置は、図１に示すように、例えば、電源１の交流電圧をダイオード３により整流し、コンデンサ４により平滑して負荷５に直流電力を供給する半波整流回路において、コンデンサ４の劣化を検知するものである。
【００１１】
電流検出手段６は、コンデンサ４の充放電電流Ｉｃを検出して所定の電圧レベルに変換する電流検知器６１と、電流検知器６１の出力をデジタル値として検出するＡ／Ｄ変換器６２とにより構成されている。
【００１２】
劣化判断手段７は、後述する動作により、Ａ／Ｄ変換器６２の検出結果からコンデンサ４の劣化状態の異常を判断して判断結果を報知手段８へ出力する。尚、劣化判断手段７は、例えば、マイコンのような演算装置により実行されるソフトウェアとして構成することもできるし、回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできる。ソフトウェアとして実現する場合は、ＲＯＭ等に当該機能を実現するプログラムを格納しておき、マイコンなどの演算装置がそのプログラムを読み込んで、プログラムの指示に従って各部の機能に相当する処理を実行することにより構成することができる。
【００１３】
報知手段８は、例えばセグメントＬＥＤや液晶表示素子等からなり、劣化判断手段７の出力に基づいてコンデンサ４の劣化状態に関する所定の情報を使用者に報知する。
次に、本実施の形態１の動作を図２及び図３を用いて説明する。
【００１４】
図２は実施の形態１に係る正常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図、図３は実施の形態１に係る異常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。図２及び図３に示すように、半波整流回路においては、電源電圧の＋ピーク時近傍の位相でコンデンサ４への充電が行われ（Ａ点）、その後、コンデンサ４に充電された電荷が放電電流として負荷５に供給される。つまり、コンデンサ４に充電電流が供給される期間（図において＋側電流）が充電期間となり、放電電流が供給される期間（図において−側電流）が放電期間となる。このような充電電流の大きさはコンデンサ４の静電容量に依存することとなり、静電容量が低下すると充電電流は小さくなる。特に充電電流のピーク値においては顕著に低下する。また放電期間において放電電流の低下量は、負荷を一定とした場合、コンデンサ４の静電容量に依存することとなる。更にコンデンサは、その劣化によって静電容量が低下することが知られている。よって、この充放電電流Ｉｃの低下量により、コンデンサ４の静電容量の低下を検知することができ、結果としてコンデンサ４の劣化状態を判断することができる。
【００１５】
このようなことから本実施の形態においては、コンデンサ４の充電期間の位相のうち、電源電圧の周期に同期する任意の１箇所でコンデンサ４の充放電電流Ｉｃを検出し、その電流の低下を監視することにより、コンデンサ４の劣化を判断する。例えば、Ａ／Ｄ変換器６２は、コンデンサ４の充電期間の位相のうち、充電電流のピーク位相とほぼ同期する電源電圧の＋ピーク位相（Ａ点）で充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出する。このＡ点は、電源電圧が最大となる＋ピーク位相であって、ゼロクロス１から電源周期の１／４周期後（電源の周波数が５０Ｈｚの場合、Ｔ１＝５ｍｓ）である。
【００１６】
次に、劣化判断手段７は、検出された充電電流Ｉｃ＿ｍａｘの値が予め設定された所定の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆより小さいとき、劣化状態の異常を判断する。即ち、図２に示すようにコンデンサ４の静電容量が正常の場合、Ｉｃ＿ｒｅｆ＜Ｉｃ＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７は劣化状態が正常と判断するが、図３に示すようにコンデンサ４の静電容量が低下した場合、Ｉｃ＿ｒｅｆ＞Ｉｃ＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７は劣化状態が異常と判断する。
【００１７】
尚、劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆは、コンデンサ４の静電容量によって異なり、また負荷５の運転状態によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
【００１８】
劣化判断手段７は、コンデンサ４の劣化状態の判断結果を報知手段８に対して出力する。報知手段８は、例えばセグメントＬＥＤや液晶表示素子等に判断された劣化状態に関する情報（例えば、エラーコードなど）を表示させる。尚、この表示の際、所定のメンテナンス内容の情報（例えば、部品交換を促すメッセージなど）を表示させるようにしても良い。また、スピーカー等により、当該劣化状態に関する情報を音により報知するようにしても良い。
【００１９】
以上のように本実施の形態においては、コンデンサ４の充電電流Ｉｃ＿ｍａｘにより、劣化状態の異常を判断するので、コンデンサ４の劣化状態異常の検出を、精度良く実現することができる。また、温度センサー及び温度センサーのためのバンド等を実装する必要が無く、製造コスト、実装面積を低減させることができ、安価な構成とすることができる。
【００２０】
また、コンデンサ４の充放電電流Ｉｃのサンプリングにおいて、電源電圧の周期に同期する１箇所のみをサンプリングするので、高速のＡ／Ｄ変換やデータ処理を必要とせず、一般的な変換速度のＡ／Ｄ変換器や一般的なデータ処理速度のマイコン等を用いることができ、コンデンサ劣化検知装置を安価な構成で実現できる。
【００２１】
また、コンデンサ４の劣化状態の判断結果を、報知手段８により報知することにより、コンデンサ４の劣化状態に関する情報を使用者に報知することができる。これにより、使用者は負荷５の運転を停止させ、コンデンサ４の劣化故障による発煙・発火を防止することができる。
【００２２】
尚、本実施の形態１では、電源電圧の＋ピーク位相において充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出する場合を説明したが、充電電流のピーク位相は、負荷５の力率によって変動するため、Ｉｃ＿ｍａｘの検出タイミングを、負荷５又はその運転状態に応じた実際の実験値などから求まるピーク位相時に設定するようにしても良い。
【００２３】
尚、本実施の形態１では、Ｉｃ＿ｍａｘの測定点としてＡ点の場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電源電圧の同期する任意のタイミングで良く、例えば放電期間（図２，図３において−側電流）の位相でも構わない。
【００２４】
尚、本実施の形態１では、劣化判断手段７は、充電電流Ｉｃ＿ｍａｘが劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆと比較して一度でも小さい場合には、劣化状態の異常を出力する場合を説明したが、これに限らず、所定の時間内において劣化判断レベルを超えることが連続した場合、または劣化判断レベルを超えることが所定の回数があったときに、劣化状態が異常と判断するようにしても良い。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態２では、劣化判断手段７の判断結果に応じて、負荷５の運転を制御する駆動手段を備える形態について説明する。以下、本実施の形態２について、上記実施の形態１との相違点を中心に図４を用いて説明する。尚、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
図４は実施の形態２に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図４において、本実施の形態２では上記実施の形態１の構成に加え、例えばトライアック等からなり、劣化判断手段７の出力に基づいて負荷５の制御を行う駆動手段９を備えている。また、本実施の形態における劣化判断手段７は、劣化状態の判断結果を駆動手段９へ出力する。
【００２７】
本実施の形態２におけるコンデンサ劣化検知装置においては、上述した実施の形態１と同様の動作により、電流検出手段６はコンデンサ４の充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出し、劣化判断手段７は劣化状態の判断を行う。そして、駆動手段９は、この劣化判断手段７の出力に基いて負荷５の制御を行う。負荷５の制御は、コンデンサ４が劣化している状態であっても発煙・発火が起きず安全が確保できるように、例えば、負荷５への電力供給を遮断して運転を停止するように制御する。尚、負荷５の運転を停止せずに、安全が確保できるような電力を供給して運転を継続することも可能であり、例えば、通常使用時よりも供給電力を小さくする制御も可能である。このような方法であれば、使用者が使用している際に突然使用ができなくなる状態などを避けることも可能となる。
【００２８】
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１の効果に加え、劣化判断手段７の判断結果に応じて負荷５の運転を制御することにより、コンデンサ劣化に伴う発煙・発火を防止できるコンデンサ劣化検知装置を提供することができる。
【００２９】
実施の形態３．
上記実施の形態１及び２では、負荷５に放電電流が供給される場合を説明したが、本実施の形態３では、負荷５にコンデンサ４の放電電流が供給されない無負荷状態における劣化の検出について説明する。尚、本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置の構成は上記実施の形態２と同様であり、同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
図５は実施の形態３に係る正常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図、図６は実施の形態３に係る異常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
例えば駆動手段９の制御により負荷５へ通電を停止している無負荷状態においては、コンデンサ４からの放電電流は負荷５に供給されない。そしてコンデンサ４の劣化状態が正常であれば、コンデンサ４に生じるリーク電流は極めて少ないないので、コンデンサの充電完了後においては、図５に示すようにコンデンサ４の充放電電流Ｉｃは、ほぼゼロとなる。一方、コンデンサが劣化するとコンデンサ４に生じるリーク電流が増加し、図６に示すように、無負荷状態であっても、このリーク電流によって充放電電流が生じる。よって、充放電電流Ｉｃの大きさにより、コンデンサ４の劣化に伴うリーク電流の増加を検知することができ、結果としてコンデンサ４の劣化状態を判断することができる。
【００３１】
そこで本実施の形態においては、劣化判断手段７の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆとして、無負荷状態に応じた劣化判断レベルを設定する。そして、上述した実施の形態１と同様の動作により、電流検出手段６はコンデンサ４への充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出して、劣化判断手段７は無負荷状態に応じた劣化判断レベルを用いて劣化状態の判断を行う。即ち、図５に示すように、コンデンサ４にリーク電流が生じていない場合、Ｉｃ＿ｒｅｆ＞Ｉｃ＿ｍａｘ（≒０）となり、劣化判断手段７は劣化状態が正常と判断するが、図６に示すようにコンデンサ４のリーク電流が増加した場合、Ｉｃ＿ｒｅｆ＜Ｉｃ＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７は劣化状態が異常と判断する。尚、劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆは、コンデンサ４によって異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
【００３２】
そして、報知手段８は劣化状態に関する情報を表示させる。尚、報知手段８として例えばスピーカーなどを用いて警告音を報知するようにしても良い。また駆動手段９は、この劣化判断手段７の出力に基いて負荷５の制御を行う。例えば、無負荷時に劣化状態が異常と判断されたときは、負荷５の運転を開始させないように制御する。
【００３３】
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１又は２の効果に加え、無負荷状態においては、無負荷状態に応じた劣化判断レベルを用いて劣化状態の判断を行うので、無負荷状態であっても、コンデンサの劣化状態を判断することができる。
【００３４】
また、無負荷状態でコンデンサの劣化状態を判断するので、例えばタイマー制御などにより負荷５を運転する場合など、使用者が装置近傍にいない待機中にコンデンサ４の劣化異常を報知し、これにより使用者はコンデンサ４への通電を停止させ、コンデンサ４の劣化故障による発煙・発火を防止することができる。
【００３５】
尚、報知手段８が警告音により報知する場合、時間帯により当該警告音の音量を変化させるようにしても良い。例えばＲＴＣなどから時刻情報を取得して、例えば夜と昼とで警告音の音量を変化させるようにしても良い。これにより例えばタイマー制御などにより夜間中に待機している場合であっても、報知時間に応じた音量の警告音で報知することができる。
【００３６】
尚、本実施の形態では、無負荷状態での動作のみについて説明したが上記動作に加え、劣化判断手段７は、無負荷状態時での劣化判断レベル、および負荷５が運転状態における劣化判断レベルを設定し、駆動手段９の運転制御状態に応じて、対応する劣化判断レベルを用いて劣化状態の判断をするようにしても良い。つまり、負荷５の運転中は上述した実施の形態１又は２の劣化判断レベルを用い、無負荷状態時は上記無負荷状態に応じた劣化判断レベルを用いるようにしても良い。
【００３７】
実施の形態４．
本実施の形態４では、劣化判断手段７の判断結果を記憶する記憶手段を備える形態について説明する。以下、本実施の形態について、上記実施の形態２との相違点を中心に図７を用いて説明する。尚、上記実施の形態２と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
図７は実施の形態４に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図７において、本実施の形態では上記実施の形態２の構成に加え、例えば記憶内容を電気的に読み込み・書き込み、消去が可能なＥＥＰ−ＲＯＭなどからなり、劣化判断手段７の出力を記憶する記憶手段１１を備えている。
【００３９】
この記憶手段１１には、前回負荷５を運転した時のコンデンサ４の劣化状態が正常か否かの判断結果が、当該記憶手段１１の電源が遮断される直前に電気的に書き込まれる。そして、再び負荷５を運転する際には、劣化判断手段７は、始めに記憶手段１１の前回運転時の記憶内容を読込み、接続の状態が正常だったか異常だったかを判断し、駆動手段９に対して判断結果を出力する。
【００４０】
駆動手段９は、この劣化判断手段７の出力に基いて負荷５の制御を行う。つまり、記憶手段１１に記憶された前回運転時の判断結果が異常の場合、駆動手段９は負荷５の運転を開始させない。一方、劣化状態が正常な場合には駆動手段９により負荷５を制御して運転を開始し、負荷５には電流が供給されて運転を開始する。以降、充放電電流Ｉｃを検出して最終的に劣化状態が正常か否かを判断するまでの波形及び動作は、上述した実施の形態１又は２と同様であるので、ここでは詳細な動作説明は割愛する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態４においては、上記実施の形態１及び２の効果に加え、劣化判断手段７の出力を記憶手段１１に書き込み、次回運転を開始するとき負荷５に通電する前に記憶手段１１の前回運転時の劣化判断手段７の出力情報を読み込み、その読み込んだ内容に基づいて、負荷５の運転を制御することにより、コンデンサ４の劣化状態が異常の場合には、負荷５の再運転を防止することができる。これより、コンデンサ劣化に伴う発煙・発火の防止を実施できるコンデンサ劣化検知装置を提供することが可能である。
【００４２】
尚、本実施の形態では、記憶手段１１として、ＥＥＰ−ＲＯＭを用いた場合を説明したが、これに限らず、電源が遮断されると記憶が消えるタイプの記憶素子であっても、電池などで電力を供給して記憶を保持できる記憶素子や、機構的に記憶できる例えばラッチングリレーなどを用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
実施の形態５．
本実施の形態５では、劣化判断手段７の判断結果に応じて負荷５への電源供給を遮断する開閉手段を備える形態について説明する。以下、本実施の形態５について、上記実施の形態２との相違点を中心に図８を用いて説明する。尚、上記実施の形態２と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４４】
図８は実施の形態５に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図８において、本実施の形態では上記実施の形態２の構成に加え、回路を遮断することで負荷５への電源１の供給を遮断する開閉手段１０を備えている。この開閉手段１０は、例えばリレーの自己保持回路等、電源供給を遮断した後、電源供給の遮断を保持する開閉装置を用いる。また、本実施の形態における劣化判断手段７は、劣化状態の判断結果を開閉手段１０へ出力する。
【００４５】
本実施の形態５におけるコンデンサ劣化検知装置においては、上述した実施の形態２と同様の動作により、電流検出手段６はコンデンサ４の充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出し、劣化判断手段７は劣化状態の判断を行う。劣化判断手段７が正常と判断した間は、開閉手段１０は閉路状態となっている。そして、駆動手段９は劣化判断手段７の出力に基いて負荷５の制御を行う。一方、劣化判断手段７が劣化状態の異常を判断した場合、開閉手段１０は負荷５に供給される電源１の供給を遮断して、負荷５の運転を停止させる。さらに報知手段８は、開閉手段１０が負荷５への電源供給を遮断して運転を停止させた際には、それがコンデンサ４の劣化異常による旨を表示する。これにより、何故、負荷５の運転が停止したのかを使用者に報知することが可能となる。
尚、報知手段８への電源供給は、電源１とは別系統の電源から供給するか、電池を用いる又は電気二重層コンデンサを用いる等の方法がある。
【００４６】
以上のように本実施の形態５においては、上記実施の形態１及び２の効果に加え、劣化状態が異常のとき、開閉手段１０により負荷５に供給される電源１の供給を遮断し、これを保持するので、コンデンサ４の劣化状態が異常である場合に、負荷５の再運転を防止することができる。これより、コンデンサ劣化に伴う発煙・発火の防止を実施できるコンデンサ劣化検知装置を提供することが可能である。
【００４７】
尚、上記説明では、開閉手段１０として、開閉装置を用いる場合を説明したが、これに限らず、劣化判断手段７が接続異常を判断した時に例えば電流ヒューズ等を断線させ、負荷５に電源１を通電させないようにしても良い。
【００４８】
実施の形態６．
本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置は、上述した実施の形態１〜５の半波整流回路に代え、両波倍電圧整流回路においてコンデンサの劣化を検知するものである。以下、本実施の形態６について、上記実施の形態１との相違点を中心に図９及び図１０を用いて説明する。尚、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
図９は実施の形態６に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図９に示すように、ダイオード３ａ〜３ｄにより全波整流回路を形成し、電源電圧が正位相のとき充電される第１のコンデンサ（Ｃ１）であるコンデンサ４ａと、電源電圧が負位相のとき充電される第２のコンデンサ（Ｃ２）であるコンデンサ４ｂとにより両波倍電圧整流回路を構成し、この両波倍電圧整流回路の出力が負荷５に供給される。そして、本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置は、各コンデンサに供給される充放電電流Ｉｃ１及びＩｃ２をそれぞれ検出して、コンデンサ４ａ及び４ｂの劣化を検知するものである。
【００５０】
図１０は実施の形態６に係るコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図であり、図１０（ａ）はコンデンサ４ａの充放電電流波形を示す図、図１０（ｂ）はコンデンサ４ｂの充放電電流波形を示す図、図１０（ｃ）は電源電圧波形を示す図である。
両波倍電圧整流回路においては、図１０（ａ）に示すように、充放電電流Ｉｃ１は、電源電圧の＋ピーク時近傍の位相でコンデンサ４ａへの充電が行われ（Ａ点）、その後、コンデンサ４ａに充電された電荷が放電電流として負荷５に供給される。また、図１０（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｃ２は、電源電圧の−ピーク時近傍の位相でコンデンサ４ｂへの充電が行われ（Ｂ点）、その後、コンデンサ４ｂに充電された電荷が放電電流として負荷５に供給される。
【００５１】
このようなことから本実施の形態においては、コンデンサ４ａの充放電電流を検出する電流検知器６１ａ及びＡ／Ｄ変換器６２ａと、コンデンサ４ｂの充放電電流を検出する電流検知器６１ｂ及びＡ／Ｄ変換器６２ｂとを備える。そして、Ａ／Ｄ変換器６２ａは、コンデンサ４ａの充電電流のピーク位相とほぼ同期する電源電圧の＋ピーク位相（Ａ点）で充電電流Ｉｃ１＿ｍａｘを検出する。Ａ／Ｄ変換器６２ｂは、コンデンサ４ｂの充電電流のピーク位相とほぼ同期する電源電圧の−ピーク位相（Ｂ点）で充電電流Ｉｃ２＿ｍａｘを検出する。
【００５２】
ここで、Ａ点は、電源電圧が最大となる＋ピーク位相であって、ゼロクロス１から電源周期の１／４周期後（電源の周波数が５０Ｈｚの場合、Ｔ１＝５ｍｓ）であり、Ｂ点は、電源電圧が最小となる−ピーク位相であって、ゼロクロス１から電源周期の３／４周期後（電源の周波数が５０Ｈｚの場合、Ｔ２＝１５ｍｓ）である。
【００５３】
次に、劣化判断手段７は、電源電圧が正位相において検出された充放電電流の値が、予め設定された所定の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆより小さいとき、コンデンサ４ａの劣化状態が異常であると判断する。同様に、電源電圧が負位相において検出された充放電電流の値が予め設定された所定の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆより小さいとき、コンデンサ４ｂの劣化状態が異常であると判断する。
【００５４】
即ち、図１０（ａ）に示すように、コンデンサ４ｂの静電容量が正常であるが、コンデンサ４ａの静電容量が低下した場合、Ｉｃ１＿ｍａｘは小さくなり、Ｉｃ＿ｒｅｆ＞Ｉｃ１＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７はコンデンサ４ａの劣化状態が異常と判断する。そして、Ｉｃ２＿ｍａｘは大きく、Ｉｃ＿ｒｅｆ＜Ｉｃ２＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７はコンデンサ４ｂの劣化状態が正常と判断する。同様に、コンデンサ４ａが正常で、コンデンサ４ｂが異常の場合、またはコンデンサ４ａ及び４ｂの何れもが異常の場合も判断することができる。
【００５５】
尚、劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆは、コンデンサによって異なり、また負荷５及びその運転状態によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
【００５６】
以降、劣化状態を判断した後の動作は上記実施の形態１と同様である。
【００５７】
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１と同様に、劣化状態異常の検出を精度良く実現することができ、製造コスト、実装面積を低減させることができ、安価な構成とすることができる。
【００５８】
また、上記実施の形態１の効果に加え本実施の形態６においては、劣化判断手段７は、電源電圧の位相に応じてコンデンサ４ａ及びコンデンサ４ｂの劣化状態の異常を判断するので、両波倍電圧整流回路において各コンデンサ毎に劣化判断手段７を設ける必要が無く、より簡便で安価な構成で劣化異常の判断をすることができる。
【００５９】
実施の形態７．
上記実施の形態６では各コンデンサに電流検知器６１を設けてそれぞれの充放電電流を検出したが、本実施の形態７では、両波倍電圧整流回路の共通線に流れる電流検知器を１つのみ設け、各コンデンサの劣化を検知するものである。以下、本実施の形態７について、上記実施の形態６との相違点を中心に図１１〜図１３を用いて説明する。尚、上記実施の形態６と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
図１１は実施の形態７に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図１１に示すように、本実施の形態７では、コンデンサ４ａとコンデンサ４ｂの一方の電極が共通接続される共通線（以下、単に「共通線」という。）に流れる充電電流を検出する電流検知器６１を１つのみ設ける。そして、本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置は、共通線に流れる充電電流を検出してコンデンサ４ａ及び４ｂの劣化を検知するものである。
【００６１】
図１２は実施の形態７に係る正常時のコンデンサ充電電流波形と電源電圧波形を示す図、図１３は実施の形態７に係る異常時のコンデンサ充電電流波形と電源電圧波形を示す図である。図示するように、両波倍電圧整流回路においては、電源電圧の＋ピーク時近傍の位相（Ａ点）でコンデンサ４ａへの充電が行われて、共通線には充電電流Ｉｃ１が流れる。また、電源電圧の−ピーク時近傍の位相（Ｂ点）でコンデンサ４ｂへの充電が行われて、共通線には充電電流Ｉｃ２が流れる。尚、図１２及び図１３においては、電流検知器６１の電源側を正方向として充電電流を図示したものである。
【００６２】
上述したように、コンデンサの静電容量が低下するとその充電電流はピーク値において顕著に低下する。また、コンデンサ４ａの充電電流の位相は電源電圧の正位相と同期し、コンデンサ４ｂの充電電流の位相は電源電圧の負位相と同期する。このため共通線に流れる充電電流の低下量と、電源電圧の位相とにより、コンデンサ４ａ又はコンデンサ４ｂの何れの静電容量が低下しているか区別することができる。即ちコンデンサ４ａ及び４ｂの何れの劣化状態をも判断することができる。
【００６３】
このようなことから本実施の形態においては、Ａ／Ｄ変換器６２は、コンデンサ４ａの充電電流のピーク位相とほぼ同期する電源電圧の＋ピーク位相（Ａ点）と、コンデンサ４ｂの充電電流のピーク位相とほぼ同期する電源電圧の−ピーク位相（Ｂ点）で、共通線に流れる電流（Ｉｃ１＿ｍａｘ，Ｉｃ２＿ｍａｘ）を検出する。
【００６４】
ここで、Ａ点は、電源電圧が最大となる＋ピーク位相であって、ゼロクロス１から電源周期の１／４周期後（電源の周波数が５０Ｈｚの場合、Ｔ１＝５ｍｓ）であり、Ｂ点は、電源電圧が最小となる−ピーク位相であって、ゼロクロス１から電源周期の３／４周期後（電源の周波数が５０Ｈｚの場合、Ｔ２＝１５ｍｓ）である。
【００６５】
次に、劣化判断手段７は、電源電圧が正位相において検出された充電電流Ｉｃ１＿ｍａｘの値（絶対値）が、予め設定された所定の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆより小さいとき、コンデンサ４ａの劣化状態が異常であると判断する。同様に、電源電圧が負位相において検出された充電電流Ｉｃ２＿ｍａｘの値が、予め設定された所定の劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆより小さいとき、コンデンサ４ｂの劣化状態が異常であると判断する。
【００６６】
即ち、図１２に示すように、コンデンサ４ａ及び４ｂの何れも静電容量が正常の場合、電源電圧が正位相および負位相の何れも共通線に流れる充電電流Ｉｃが、Ｉｃ＿ｒｅｆ＞Ｉｃとなり、劣化判断手段７は劣化状態が正常と判断する。一方、図１３に示すように、コンデンサ４ｂの静電容量が正常であるが、コンデンサ４ａの静電容量が低下した場合、Ｉｃ１＿ｍａｘ（絶対値）は小さくなり、Ｉｃ＿ｒｅｆ＞Ｉｃ１＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７はコンデンサ４ａの劣化状態が異常と判断する。そして、Ｉｃ２＿ｍａｘは大きく、Ｉｃ＿ｒｅｆ＜Ｉｃ２＿ｍａｘとなり、劣化判断手段７はコンデンサ４ｂの劣化状態が正常と判断する。同様に、コンデンサ４ａが正常で、コンデンサ４ｂが異常の場合、またはコンデンサ４ａ及び４ｂの何れもが異常の場合も判断することができる。
【００６７】
尚、劣化判断レベルＩｃ＿ｒｅｆは、コンデンサによって異なり、また負荷５及びその運転状態によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
【００６８】
以降、劣化状態を判断した後の動作は上記実施の形態１と同様である。
【００６９】
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１と同様に、劣化状態異常の検出を精度良く実現することができ、製造コスト、実装面積を低減させることができ、安価な構成とすることができる。
【００７０】
また、上記実施の形態６の効果に加え本実施の形態７においては、両波倍電圧整流回路の共通線に流れる充電電流を検出し、電源電圧の位相に応じてコンデンサ４ａ及びコンデンサ４ｂの劣化状態の異常を判断するので、両波倍電圧整流回路において各コンデンサ毎に電流検知器を設ける必要が無く、より簡便で安価な構成で劣化異常の判断をすることができる。
【００７１】
実施の形態８．
本実施の形態８では、家電機器として例えば洗濯機にコンデンサ劣化検知装置を搭載した場合の形態について説明する。以下、本実施の形態８について、上記実施の形態７のコンデンサ劣化検知装置を搭載した形態について説明する。尚、上記実施の形態７と同一部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
図１４は実施の形態８に係るコンデンサ劣化検知装置を備えた洗濯機の概略構成図である。図１４において、本実施の形態に係る洗濯機は、洗濯機の外枠１０１、洗濯およびすすぎ用の水を給水するための給水弁１０２、洗濯機本体の上面に取り付けられ洗濯物の出し入れ時に開閉する蓋１０３、複数の支持棒と防振バネによって外枠１０１に支持され、洗濯あるいは脱水工程時に水を溜めるための外槽１０４、外槽１０４内に取り付けられ自由に回転する内槽１０６、内槽１０６への駆動力伝達および断続するクラッチ機能と、洗濯時に内槽１０６の回転を止める機能を有しているクラッチ／回り止め装置１１０、クラッチ／回り止め装置１１０の回転軸に取り付けられたプーリ１１１ａ、インバータ回路９０（後述）により駆動制御される電動機３０、電動機３０の回転軸に取り付けられたプーリ１１１ｂ、プーリ１１１ａとプーリ１１１ｂ間に取り付けられたベルト１１２、クラッチ／回り止め装置１１０の回転軸に取り付けられる攪拌翼１０５、排水弁１０７、洗濯機の操作部、表示部を有し、電動機３０及びその他洗濯機に必要なアクチュエータ等を駆動するためのコントローラ１０８により構成されている。尚、その他の洗濯機に必要な部品については省略し図示していない。
【００７３】
図１５は実施の形態８に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。図１５において、上記実施の形態７（図１１）と同様に、ダイオード３ａ〜３ｄ、コンデンサ４ａ、４ｂにより両波倍電圧整流回路を構成している。そして、両波倍電圧整流回路の出力電圧を任意の周波数及び電圧の交流に変換するインバータ回路９０と、インバータ回路９０を駆動制御する制御手段２０と、インバータ回路９０の出力が接続され、例えば誘導電動機等からなる電動機３０とを備えている。尚、制御手段２０及びインバータ回路９０は、本発明における駆動制御手段に相当する。
【００７４】
インバータ回路９０は、スイッチング素子９ａ〜９ｆおよび逆並列に接続された整流素子が上下に直列接続されてアームを構成し、各々のアームが直流電源である両波倍電圧整流回路の正極及び負極間に並列接続される。制御手段２０は、洗濯機のコントローラ１０８から運転指令が入力されるとインバータ駆動信号を生成する。インバータ回路９０は、生成されたインバータ駆動信号によりスイッチング素子９ａ〜９ｆを駆動して、両波倍電圧整流回路の出力電圧を任意の周波数及び電圧となる交流電力に変換して出力し、電動機３０を駆動する。
【００７５】
このような構成において、本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置は、両波倍電圧整流回路の共通線に流れる充電電流Ｉｃを検出して、電動機３０の運転状態に応じて、コンデンサ４ａ及び４ｂの劣化を検知するものである。以下、本実施の形態８における動作を説明する。
【００７６】
まず一般的な洗濯機の動作について説明する。
「洗濯工程」では、内槽１０６に洗濯物及び洗剤を入れた後、給水弁１０２を開き所定量の水道水を外槽１０４に溜める。給水弁１０２を閉じ、電動機３０を回転させることで、プーリ１１１ｂ、ベルト１１２、プーリ１１１ａ、クラッチ／回り止め装置１１０を介して駆動力が攪拌翼１０５に伝達され回転する。電動機３０が正転及び逆転することで、攪拌翼１０５も正転及び逆転を繰り返し、内槽１０６内の水及び洗濯物が攪拌される。所定の時間、攪拌翼１０５を正転及び逆転させた後、攪拌翼１０５の動作を停止させ、排水弁１０７を開いて外槽１０４内の水を排水ホースにて本体外部に排出させる。排水完了後、排水弁１０７を閉じて洗濯工程を終了する。
【００７７】
「すすぎ工程」は、給水弁１０２を開け所定量の水道水を外槽１０４に溜める。給水弁１０２を閉じ、電動機３０を回転させ、プーリ１１１ｂ、ベルト１１２、プーリ１１１ａ、クラッチ／回り止め装置１１０を介して駆動力が攪拌翼１０５に伝達され、攪拌翼１０５が回転する。電動機３０が正転及び逆転することで、攪拌翼１０５も正転及び逆転を繰り返し、内槽１０６内の水及び洗濯物が攪拌される。所定の時間、攪拌翼１０５を正転及び逆転させた後、攪拌翼１０５の動作を停止させ、排水弁１０７を開いて外槽１０４内の水を排水ホースにて本体外部に排出させる。排水完了後、排水弁１０７を閉じてすすぎ工程を終了する。
【００７８】
「脱水工程」は、排水弁１０７を開き、クラッチ／回り止め装置１１０を動作させる。電動機３０を回転させ、プーリ１１１ｂ、ベルト１１２、プーリ１１１ａ、クラッチ／回り止め装置１１０を介して駆動力が内槽１０６に伝達され、内槽１０６が回転する。内槽１０６を高速回転させることで、洗濯物に含まれた水が遠心力にて外槽１０４内に飛ばされる。この水は排水弁１０７、排水ホースを経由して本体外部に排出される。所定時間経過後、高速回転する内槽１０６を停止させるため電動機３０にて電気制動によるブレーキをかける。
【００７９】
前述の各工程における一連の動作及び電動機３０の駆動は、コントローラ１０８によって動作する。また、洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程は、汚れの程度や使用者の設定により複数回行う。
【００８０】
上記のような洗濯機の各動作において、両波倍電圧整流回路の充電電流の大きさ及びピーク位相は、電動機３０の運転状態に応じて変化することになる。つまり、負荷電流が大きければ放電される電流は大きく、コンデンサの充電電流も大きくなり、負荷の力率の変動により充電電流のピーク位相は変動する。
【００８１】
このようなことから本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置においては、劣化判断手段７は、負荷の運転状態に応じた劣化判断レベルが予め複数設定され、電流検出手段６が電流を検出した時の負荷の運転状態を検出して、複数の劣化判断レベルのうち、当該運転状態に対応する劣化判断レベルを用いて、劣化状態の異常を判断する。このような動作の詳細を次に説明する。
【００８２】
劣化判断手段７には、洗濯機の各運転状態に応じた劣化判断レベルとして、例えば、「洗濯工程」に対応する劣化判断レベル１（Ｉｃ＿ｒｅｆ１）、「すすぎ工程」に対応する劣化判断レベル２（Ｉｃ＿ｒｅｆ２）、「脱水工程」に対応する劣化判断レベル３（Ｉｃ＿ｒｅｆ３）、運転停止中（待機中）に対応する劣化判断レベル４（Ｉｃ＿ｒｅｆ４）のような複数の劣化判断レベルが予め設定される。
【００８３】
尚、各劣化判断レベルは、コンデンサによって異なり、電動機３０によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
【００８４】
電流検出手段６のＡ／Ｄ変換器６２は、上述した実施の形態７と同様に、電源電圧の＋ピーク位相及び−ピーク位相で充電電流Ｉｃ１＿ｍａｘ及びＩｃ２＿ｍａｘ（以下、総称して「Ｉｃ＿ｍａｘ」という。）を検出する。
【００８５】
次に、劣化判断手段７は、洗濯機のコントローラ１０８から当該洗濯機の運転状態が何れの工程であるか（待機中を含む）の情報を取得する。そして、予め設定された複数の劣化判断レベルのうち、当該洗濯機の運転状態に対応する劣化判断レベルを選択し、この劣化判断レベルと検出されたＩｃ＿ｍａｘとを用いて、上述した実施の形態７と同様の動作により、コンデンサ４ａ及び４ｂの劣化状態が異常であるか否かの判断を行う。
【００８６】
例えば、コントローラ１０８から取得した洗濯機の運転状態が「すすぎ工程」であるとき、電源電圧が正位相において検出された充電電流Ｉｃ＿ｍａｘの値が、劣化判断レベル２（Ｉｃ＿ｒｅｆ２）より小さいとき、コンデンサ４ａの劣化状態が異常であると判断する。同様に、電源電圧が負位相において検出された充電電流Ｉｃ＿ｍａｘの値が劣化判断レベル２（Ｉｃ＿ｒｅｆ）より小さいとき、コンデンサ４ｂの劣化状態が異常であると判断する。
【００８７】
そして、制御手段２０は、この劣化判断手段７の出力結果に応じて、インバータ回路９０を制御して電動機３０の駆動を行う。例えば、インバータ回路９０の出力を遮断して電動機３０の運転を停止するように制御する。
【００８８】
以上のように本実施の形態においては、家電機器としての洗濯機にコンデンサ劣化検知装置を搭載することにより、コンデンサの劣化異常を精度良く、安価な構成で実現することができ、コンデンサ劣化に伴う発煙・発火を防止して安全な家電機器を提供することができる。
【００８９】
また、家電機器の運転状態に応じた劣化判断レベルを複数設定し、当該運転状態に対応する劣化判断レベルを用いて劣化状態の判断をするので、コンデンサの放電電電流が供給される負荷が変化する場合であっても、劣化状態異常の検出を精度良く実現することができる。
【００９０】
尚、本実施の形態８では、劣化判断手段７には、予め複数の劣化判断レベルが設定されている場合を説明したが、これに限らず、劣化判断手段７は、洗濯機の運転状態ごとに、充電電流Ｉｃの初期値に基づく劣化判断レベルを複数設定するようにしても良い。例えば、製品出荷後、最初に洗濯機を運転する際に、各工程における充電電流Ｉｃを取得し、この電流値に基づいて各工程での劣化判断レベルを生成するようにしても良い。
【００９１】
尚、本実施の形態８では、家電機器の一例として洗濯機を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサと、上述したコンデンサ劣化検知装置とを備えた家電機器であれば良く、例えば手乾燥機、ＩＨクッキングヒータ、電子レンジ、炊飯器、表示装置、又は音響装置などでも良い。
【００９２】
尚、本実施の形態８では、上記実施の形態７と同様の動作により共通線に流れる充電電流Ｉｃに基づき劣化状態を判断する場合を説明したが、これに限らず、上記実施の形態１〜５と同様の動作により、各コンデンサに流れる充放電電流により劣化判断をしても良い。
【００９３】
尚、本実施の形態８では、両波倍電圧整流回路の出力を、インバータ回路９０に供給する場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、上記実施の形態１〜５で説明した半波整流回路の出力を供給するようにしても良い。
また、電動機３０をインバータ回路９０により駆動する場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、任意の駆動制御手段を用いることができ、例えば直流モーターを電圧制御しても良いし、ＶＳモーターを電流制御しても良い。
【００９４】
尚、本実施の形態８では、電源電圧の＋ピーク位相及び−ピーク位相において充電電流Ｉｃ＿ｍａｘを検出する場合を説明したが、充電電流のピーク位相は、負荷５の力率によって変動するため、コントローラ１０８からの運転状態の情報に応じて、Ａ／Ｄ変換器６２の検出タイミングを設定するようにしても良い。
【００９５】
実施の形態９．
本実施の形態９では、負荷の累積運転時間又は使用期間に応じて、複数の劣化判断レベル設定するものである。以下、本実施の形態９について、上記実施の形態８との相違点を中心に説明する。尚、本実施の形態９におけるコンデンサ劣化検知装置の構成は上記実施の形態８と同様であり、同一部分については同一符号を付する。
【００９６】
本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置においては、劣化判断手段７は、負荷の累積運転時間又は使用期間に応じた劣化判断レベルが予め複数設定され、電流検出手段６が電流を検出した時の負荷の累積運転時間又は使用期間を検出して、複数の劣化判断レベルのうち、当該累積運転時間又は使用期間に対応する劣化判断レベルを用いて、劣化状態の異常を判断する。このような動作の詳細を次に説明する。
【００９７】
劣化判断手段７には、洗濯機の累積運転時間又は使用期間に応じた劣化判断レベルとして、例えば、累積運転時間又は使用期間が「１ヶ月未満」に対応する劣化判断レベル１（Ｉｃ＿ｒｅｆ１）、累積運転時間又は使用期間が「１ヶ月以上」に対応する劣化判断レベル２（Ｉｃ＿ｒｅｆ２）のような複数の劣化判断レベルが予め設定される。
【００９８】
尚、各劣化判断レベルは、コンデンサによって異なり、電動機３０によっても異なるため、劣化発生時の実際の変化量等を計測した実験値などで設定するのが良い。
尚、「１ヶ月未満」に対応する劣化判断レベル１（Ｉｃ＿ｒｅｆ１）としては、例えば無限大に設定することにより、累積運転時間又は使用期間が１ヶ月未満の場合には、劣化異常の検知を無効にすることができる。
【００９９】
電流検出手段６のＡ／Ｄ変換器６２は、上述した実施の形態７と同様に、電源電圧の＋ピーク位相及び−ピーク位相で充電電流Ｉｃ１＿ｍａｘ及びＩｃ２＿ｍａｘ（以下、総称して「Ｉｃ＿ｍａｘ」という。）を検出する。
【０１００】
次に、劣化判断手段７は、洗濯機のコントローラ１０８から当該洗濯機の累積運転時間又は使用期間の情報を取得する。
【０１０１】
ここで、累積運転時間の情報は、例えばコントローラ１０８に計時手段を備え、当該洗濯機の運転時間を累積することにより得ることができる。
また、使用期間の情報は、例えばコントローラ１０８にカレンダー機能（例えばＲＴＣなど）を備え、当該洗濯機の製造日又は運転を開始した日から現在日までの期間を算出することにより得ることができる。
【０１０２】
そして、予め設定された複数の劣化判断レベルのうち、当該洗濯機の累積運転時間又は使用期間に対応する劣化判断レベルを選択し、この劣化判断レベルと検出されたＩｃ＿ｍａｘとを用いて、上述した実施の形態７と同様の動作により、コンデンサ４ａ及び４ｂの劣化状態が異常であるか否かの判断を行う。
【０１０３】
そして、制御手段２０は、この劣化判断手段７の出力結果に応じて、インバータ回路９０を制御して電動機３０の駆動を行う。例えば、インバータ回路９０の出力を遮断して電動機３０の運転を停止するように制御する。
【０１０４】
以上のように本実施の形態においては、累積運転時間又は使用期間に応じた劣化判断レベルを複数設定するので、負荷の累積運転時間又は使用期間に応じた劣化状態異常の検出を実現することができる。また、累積運転時間又は使用期間に応じて、劣化異常の検知を無効とすることができ、例えば、初期バラツキの影響を回避することができる。これにより、劣化状態異常の検出を精度良く実現することができる。
【０１０５】
尚、劣化判断手段７は、上記動作に加え、上述した複数設定した劣化判断レベルを用いて、寿命予測を行い、寿命に関する情報を報知手段８に報知させるようにしても良い。例えば、上記の各劣化判断レベルごとに、余寿命の情報を設定し、劣化異常を検出した劣化判断レベルに応じた余寿命の情報を報知手段８に報知させる。これにより、余寿命に関する情報を使用者に報知することができる。
【０１０６】
実施の形態１０．
本実施の形態１０では、負荷の使用期間に応じて、負荷の運転の制御方法を変更するものである。以下、本実施の形態１０について、上記実施の形態８との相違点を中心に説明する。尚、本実施の形態１０におけるコンデンサ劣化検知装置の構成は上記実施の形態８と同様であり、同一部分については同一符号を付する。
【０１０７】
本実施の形態におけるコンデンサ劣化検知装置においては、劣化判断手段７は、上記実施の形態８の動作に加え、負荷の使用期間が、所定の使用期間を経過したか否かを判断する。このような動作の詳細を次に説明する。
【０１０８】
劣化判断手段７には、所定の使用期間として、例えば洗濯機の設計標準使用期間（消費生活用製品安全法第３２条の３に規定する設計標準使用期間をいう。）の情報が予め設定される。
【０１０９】
電流検出手段６のＡ／Ｄ変換器６２は、上述した実施の形態７と同様に、電源電圧の＋ピーク位相及び−ピーク位相で充電電流Ｉｃ１＿ｍａｘ及びＩｃ２＿ｍａｘ（以下、総称して「Ｉｃ＿ｍａｘ」という。）を検出する。そして、劣化判断手段７は、上述した実施の形態７と同様の動作により、コンデンサ４ａ及び４ｂの劣化状態が異常であるか否かの判断を行う。
【０１１０】
さらに、劣化判断手段７は、洗濯機のコントローラ１０８から当該洗濯機の使用期間の情報を取得し、当該洗濯機の使用期間が、所定の使用期間を経過したか否かを判断する。
【０１１１】
ここで、使用期間の情報は、例えばコントローラ１０８にカレンダー機能（例えばＲＴＣなど）を備え、当該洗濯機の製造日又は運転を開始した日から現在日までの期間を算出することにより得ることができる。
【０１１２】
そして、制御手段２０は、この劣化判断手段７の出力結果に応じて、インバータ回路９０を制御して電動機３０の駆動を行う。また、劣化判断手段７は、使用期間に関する情報を報知手段８に報知させる。
【０１１３】
例えば、所定の使用期間よりも短い使用期間において、劣化状態が異常と判断された場合、制御手段２０は、インバータ回路９０の出力を制御して電動機３０の運転を弱運転等で継続する。また、劣化判断手段７は、弱運転等で運転中である旨、又は点検が必要である旨の情報を報知手段８に報知させる。
また、例えば、所定の使用期間よりも長い使用期間において、劣化状態が異常と判断された場合、制御手段２０は、インバータ回路９０の出力を遮断して電動機３０の運転を停止するように制御する。また、劣化判断手段７は、当該負荷の使用期間が、所定の使用期間を超えた旨の情報を報知手段８に報知させる。
【０１１４】
尚、このとき、例えば電気用品安全法に基づく、経年劣化に係る注意喚起のための表示として、「設計上の標準使用期間を超えて使用すると、経年劣化による発火・けが等の事故に至るおそれがある旨」の情報を報知手段８に報知するようにしても良い。
【０１１５】
尚、上記実施の形態５で説明した、負荷の再運転を防止する開閉手段を備える構成を適用し、所定の使用期間よりも長い使用期間において、劣化状態が異常と判断された場合、洗濯機の再運転を不能とするように制御しても良い。
【０１１６】
以上のように本実施の形態においては、当該負荷の使用期間が、所定の使用期間を経過したか否かを判断するので、使用期間に応じて負荷の運転方法を変化させることができる。また、負荷の使用期間に関する情報を報知手段８に報知させるので、使用者に対して使用期間や安全に関する情報などを報知することができる。
【０１１７】
尚、上記実施の形態１〜１０では、半波整流回路又は両波倍電圧整流回路の場合を説明したが、例えば、半波倍電圧整流回路、両波４倍電圧整流回路など、任意の多倍電圧整流回路に適用することができる。また、各実施の形態における劣化判断手段７の劣化判断の動作を他の回路構成に適応することもできる。この発明は上記実施の形態に示された構成に限定されるものではなく、この発明思想内におけるそれらの種々の変形をも含むことはいうまでもない。
【０１１８】
尚、上記実施の形態１〜１０では、整流回路に用いられる平滑用のコンデンサの劣化状態を判断する場合を説明したが、本発明はこれに限らず、所定の周期で充放電を繰り返すコンデンサであれば適用することができ、コンデンサの充放電電流を、当該周期に同期した所定のサンプリングタイミングで検出し、検出結果からコンデンサの劣化状態の異常を判断することができる。
【０１１９】
尚、上記実施の形態１〜１０では、電流検出手段６は、電源周期に同期して毎周期、コンデンサ４の充放電電流を検出して、劣化状態を判断する場合を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電流検出および劣化状態の判断を例えば数時間毎に一回、または負荷５の運転開始時のみ行うようにしても良い。コンデンサが劣化するまでの期間は比較的長期であるため、このようにしても各形態で説明した効果を損なうことはない。
【０１２０】
尚、上記実施の形態１〜１０では、電流検出手段６は電流の瞬時値を検出したが、本発明はこれに限らず、充電電流又は放電電流の低下状態を検出できれば良く、例えば充電電流及び放電電流の少なくとも一方の積分値を求めるようにし、当該積分値に対応する劣化判断レベルを設定するようにしても良い。
【０１２１】
尚、上記実施の形態１〜１０で説明した電流検知器６１としては、シャント抵抗、ホール素子など任意の電流検出素子を用いることができる。尚、電流検知器６１として、磁束密度を用いて電流を検出し、かつ、安価であるホール素子を用いることにより、当該コンデンサ劣化検知装置を、安価な構成で、かつ容易に電源系回路から絶縁することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施の形態１に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図２】実施の形態１に係る正常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る異常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図４】実施の形態２に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図５】実施の形態３に係る正常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る異常時のコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図７】実施の形態４に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図８】実施の形態５に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図９】実施の形態６に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図１０】実施の形態６に係るコンデンサ充放電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図１１】実施の形態７に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【図１２】実施の形態７に係る正常時のコンデンサ充電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図１３】実施の形態７に係る異常時のコンデンサ充電電流波形と電源電圧波形を示す図である。
【図１４】実施の形態８に係るコンデンサ劣化検知装置を備えた洗濯機の概略構成図である。
【図１５】実施の形態８に係るコンデンサ劣化検知装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  電源、３  ダイオード、３ａ  ダイオード、３ｂ  ダイオード、３ｃ  ダイオード、３ｄ  ダイオード、４  コンデンサ、４ａ  コンデンサ、４ｂ  コンデンサ、５  負荷、６  電流検出手段、７  劣化判断手段、８  報知手段、９  駆動手段、９ａ  スイッチング素子、９ｂ  スイッチング素子、９ｃ  スイッチング素子、９ｄ  スイッチング素子、９ｅ  スイッチング素子、９ｆ  スイッチング素子、１０  開閉手段、１１  記憶手段、２０  制御手段、３０  電動機、６１  電流検知器、６１ａ  電流検知器、６１ｂ  電流検知器、６２  Ａ／Ｄ変換器、６２ａ  Ａ／Ｄ変換器、６２ｂ  Ａ／Ｄ変換器、９０  インバータ回路、１０１  外枠、１０２  給水弁、１０３  蓋、１０４  外槽、１０５  攪拌翼、１０６  内槽、１０７  排水弁、１０８  コントローラ、１１０  クラッチ／回り止め装置、１１１ａ  プーリ、１１１ｂ  プーリ、１１２  ベルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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