(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性メモリへデータを書き込む制御回路とその電源回路とを有する制御システムにおいて、
前記電源回路は、
スイッチングトランスの一次側巻線入力である直流電圧をスイッチング素子によってＯＮ／ＯＦＦすることによって、二次側巻線出力を所定の電圧に変換するものであり、
前記スイッチング素子をＯＦＦして前記スイッチングトランスにエネルギーを蓄積している期間の二次側巻線出力値を検出する電圧検出手段と、
前記検出した二次側巻線出力値に基づいて前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ、デューティー比を変化させることによりフィードバック制御を行って、変動する前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に納めるフィードバック手段と、
前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値が設定値より低くなったときに警告信号を前記制御回路に出力する判定手段と、
を含み、
前記制御回路は、
前記警告信号が入力すると、前記フィードバック制御で前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に保持している時間の間に不揮発性メモリへの書き込み処理を終わらせて、書き込み処理を中止させる
ことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値が設定値より高くなったときに警告信号の出力を中止する
ことを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
不揮発性メモリへデータを書き込む制御回路とその電源回路とを有する制御システムにおいて、
前記電源回路は、
スイッチングトランスの一次側巻線入力である直流電圧をスイッチング素子によってＯＮ／ＯＦＦすることによって、二次側巻線出力を所定の電圧に変換するものであり、
前記スイッチング素子をＯＦＦして前記スイッチングトランスにエネルギーを蓄積している期間の二次側巻線出力値を検出する電圧検出手段と、
前記検出した二次側巻線出力値に基づいて前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ、デューティー比を変化させることによりフィードバック制御を行って、変動する前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に納めるフィードバック手段と、
前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値をデジタル値に変換する変換手段と、
含み、
前記制御回路は、
前記変換手段によって変換されたデジタル値が設定値より低くなったときに、前記フィードバック制御で前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に保持している時間の間に不揮発性メモリへの書き込み処理を終わらせて、書き込み処理を中止させる
ことを特徴とする制御システム。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記変換手段によって変換されたデジタル値が設定値より高くなったときに不揮発性メモリへデータを書き込む作業を再開する
ことを特徴とする請求項３記載の制御システム。
【請求項５】
請求項１から４記載の制御システムを有する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫等に使用される制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の冷蔵庫においては、庫内温度の調整や、庫内温度を表示するためにマイクロコンピュータよりなる制御回路が設けられている。このような制御回路においては、その制御に必要なデータをメモリに記憶させておく必要があり、また、このデータは停電等においても残す必要があるため、データの記録方法として、第１にバックアップ電源を設けたメモリを用いる方法、第２にバックアップ電源の不要な不揮発性メモリを用いる方法に分けられる。
【０００３】
この不揮発性メモリは上記したようにバックアップ電源が不要であるが、制御回路から書き込み指示を出して書き込みを完了するまでの時間が数ミリ秒〜１００ミリ秒必要なため、停電や瞬電時は書き込み処理をしないようにしないと、不揮発性メモリの内容を破壊する怖れがある。
【０００４】
そのために、従来より、冷蔵庫等の制御システムは、電源回路の一次側入力である商用電源の低下を検出する回路を付加し、商用電源が途絶えたら制御回路が不揮発性メモリへの新規の書き込み処理を停止する処理を行っている。
【０００５】
図４に従来の制御システム１００のブロック図を示す。
【０００６】
図４に示すように、商用電源１０２の交流電圧を電源回路１０４に入力する。電源回路１０４では、交流電圧を直流電圧に変換するとともに、所定の直流電圧値まで変換する。そして、この変換した直流電圧を制御回路１０６に出力し、制御回路１０６では、この直流電圧を基に駆動して、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１０８に対しデータの読み書きを行っている。
【０００７】
一方、瞬電対策としては、商用電源１０２の交流波形の半波波形をフォトカプラ１１０を介して電源回路１０４の出力側にパルス波形として伝達して、パルス波形が途絶えたら瞬電や電源が途絶えたと判断し、整流用コンデンサにエネルギーが残っている間に制御回路１０６が、不揮発性メモリ１０８の書き込み処理を中止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この制御システム１００においては、電源回路１０４の入力側である一次側の波形や電圧を検出するため、一次側と二次側の間を信号伝達する必要からフォトカプラ１１０やトランス等の絶縁部品が必要となり、制御システム１００のサイズが大きくなるという問題点があった。
【０００９】
また、フォトカプラ１１０やトランスを駆動する一次側の回路が消費する電力が大きくなるという問題点があった。すなわち、フォトカプラ１１０では、２Ｖ、２０ｍＡ前後で駆動するが、商用電源１０２の１００Ｖ電源で駆動するためには、抵抗１１２を入れている。しかし、この抵抗１１２の電圧降下により９８Ｖ分を熱エネルギーとして無駄に消費しなければならない。また、そのために抵抗１１２も電力容量の比較的大きなものを使わなければならず、コストが上がるとともに発熱と電気代の無駄という問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、瞬電や停電が起こる前に、不揮発性メモリへの書き込み処理を中止することができる制御システム及びそれを用いた冷蔵庫を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、不揮発性メモリへデータを書き込む制御回路とその電源回路とを有する制御システムにおいて、前記電源回路は、スイッチングトランスの一次側巻線入力である直流電圧をスイッチング素子によってＯＮ／ＯＦＦすることによって、二次側巻線出力を所定の電圧に変換するものであり、前記スイッチング素子をＯＦＦして前記スイッチングトランスにエネルギーを蓄積している期間の二次側巻線出力値を検出する電圧検出手段と、前記検出した二次側巻線出力値に基づいて前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ、デューティー比を変化させることによりフィードバック制御を行って、変動する前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に納めるフィードバック手段と、前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値が設定値より低くなったときに警告信号を前記制御回路に出力する判定手段と、を含み、前記制御回路は、前記警告信号が入力すると、前記フィードバック制御で前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に保持している時間の間に不揮発性メモリへの書き込み処理を終わらせて、書き込み処理を中止させることを特徴とする制御システムである。
【００１２】
請求項２の発明の前記判定手段は、前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値が設定値より高くなったときに警告信号の出力を中止することを特徴とする請求項１記載の制御システムである。
【００１３】
請求項３の発明は、不揮発性メモリへデータを書き込む制御回路とその電源回路とを有する制御システムにおいて、前記電源回路は、スイッチングトランスの一次側巻線入力である直流電圧をスイッチング素子によってＯＮ／ＯＦＦすることによって、二次側巻線出力を所定の電圧に変換するものであり、前記スイッチング素子をＯＦＦして前記スイッチングトランスにエネルギーを蓄積している期間の二次側巻線出力値を検出する電圧検出手段と、前記検出した二次側巻線出力値に基づいて前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ、デューティー比を変化させることによりフィードバック制御を行って、変動する前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に納めるフィードバック手段と、前記電圧検出手段によって検出した二次側巻線出力値をデジタル値に変換する変換手段と、含み、前記制御回路は、前記変換手段によって変換されたデジタル値が設定値より低くなったときに、前記フィードバック制御で前記二次側巻線出力値を所定の範囲内に保持している時間の間に不揮発性メモリへの書き込み処理を終わらせて、書き込み処理を中止させることを特徴とする制御システムである。
【００１４】
請求項４の発明の前記制御回路は、前記変換手段によって変換されたデジタル値が設定値より高くなったときに不揮発性メモリへデータを書き込む作業を再開することを特徴とする請求項５記載の制御システムである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４記載の制御システムを有することを特徴とする冷蔵庫である。
【００１６】
本発明であると、スイッチング素子をＯＦＦしてスイッチングトランスにエネルギーを蓄積している期間の二次側巻線出力値が設定値よりも低くなった場合には、瞬電や電源切断の可能性が高いとして、警告信号を制御回路に出力する。
【００１７】
制御回路においては、この警告信号に基づいて、不揮発性メモリへデータを書き込む処理を中止できるような準備を行う。
【００１８】
これによって、不揮発性メモリのデータの内容が破壊されることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例である制御システム１０について図１〜図３に基づいて説明する。
【００２０】
この制御システム１０は、冷蔵庫の制御装置として用いられるものであり、この制御装置は冷蔵庫の庫内温度の調整や、液晶表示装置に表示する内容等を制御するものである。
【００２１】
（制御システム１０の概要）
図１は、制御システム１０の電気回路図である。以下、この図１に基づいてその構成を説明する。
【００２２】
商用電源１２には、交流電圧１００Ｖを直流電圧に整流するための一次側平滑回路１４が設けられている。この一次側平滑回路１４の出力側には、スイッチング素子１６を介してスイッチングトランス１８の一次側が接続されている。このスイッチングトランス１８は、従来技術で説明したトランスよりも小型高効率のものである。
【００２３】
スイッチングトランス１８の出力側、すなわち、二次側には、スイッチングトランス１８の二次側から出力された交流電圧を整流するための二次側平滑回路２０が接続されている。
【００２４】
この二次側平滑回路２０の出力側には、スイッチング素子１６をＯＮ／ＯＦＦするためのフィードバック回路２２が設けられている。また、二次側平滑回路２０の出力は、冷蔵庫の制御回路２４に接続されるとともに、瞬電対策回路２６が接続されている。
【００２５】
さらに、制御回路２４には、そのデータを書き込むための不揮発性メモリ２８が接続されている。
【００２６】
（制御システム１０の電源回路としての機能）
まず、この制御システム１０の電源回路としての機能を説明する。
【００２７】
商用電源１２から出力された交流電圧は一次側平滑回路１４で直流に半波整流されて平滑される。この整流された直流はスイッチング素子１６で数１０ｋＨｚでチョッピングし、その後スイッチングトランス１８で変圧する。スイッチング素子１６のＯＮ状態の時には、スイッチングトランス１８に通電して磁気エネルギーを蓄積し、ＯＦＦ状態では、スイッチングトランス１８の二次側に電気エネルギーとして放出する。このスイッチングするための周期が上記したように数１０ｋＨｚと短いため、スイッチングトランス１８を小型化できる。
【００２８】
そして、スイッチングトランス１８の二次側出力の交流電圧は、二次側平滑回路２０で直流電圧に整流される。
【００２９】
図２に示す二次側正出力電圧Ａの整流された直流電圧を制御回路２４に電源として供給する。
【００３０】
（フィードバック回路２２）
次に、フィードバック回路２２の動作状態について説明する。
【００３１】
フィードバック回路２２は、電圧監視回路３０、フォトカプラ３２、スイッチング制御回路３４、前記のスイッチング素子１６よりなる。
【００３２】
電圧監視回路３０は、二次側平滑回路２０で整流された直流電圧の値を監視する。すなわち、予め定めた設定値を基準にして、その直流電圧値が増加又は減少した場合にフォトカプラ３２を介してスイッチング制御回路３４に制御信号を出力する。
【００３３】
スイッチング制御回路３４は、前記の制御信号に基づいてスイッチング素子１６をＯＮ／ＯＦＦさせ、デューティー比を変化させることによりフィードバック制御を行って、変動する前記直流電圧値を所定の範囲内に納める。
【００３４】
これによって、一次側入力電圧の変動や二次側出力電圧の変動による出力電圧の変動を抑えることができる。
【００３５】
詳しくは、一次側入力電圧が高いとスイッチング素子１６のＯＮ時間の比率を下げ、一次側入力電圧が低いときにはＯＮ時間の比率を上げてスイッチングトランス１８を介して二次側に送り込む電気エネルギーの量を一定にしている。
【００３６】
また、二次側の負荷が軽い場合には、ＯＮ時間の比率を下げ、負荷が重い場合にはＯＮ時間の比率を上げて二次側に送り込む電気エネルギーの量を負荷に応じて調整することもできる。
【００３７】
したがって、瞬電や停電が起きても、このフィードバック回路２２のフィードバック制御によって、二次側出力は一次側平滑回路１４の平滑コンデンサＣ１と二次側平滑回路２０の平滑コンデンサＣ２のエネルギーが続く限り所定の電圧値を保持する特性がある。
【００３８】
（瞬電対策回路２６）
制御システム１０が二次側出力電圧の低下を検出して瞬電や停電を検出するために、瞬電対策回路２６を設けている。
【００３９】
その瞬電対策回路２６について図１〜図３に基づいて説明する。
【００４０】
図２は、スイッチングトランス１８のスイッチング素子１６をＯＮ／ＯＦＦしたときの二次側出力電圧の波形を示したものであり、図３は、一次側入力電圧と二次側負出力電圧との関係を示したグラフである。
【００４１】
スイッチングトランス１８は、一次側からエネルギーをスイッチングトランス１８に蓄えているときに発生する二次側出力電圧の絶対値が、図４に示すように一次側入力電圧に比例するという特性を有している。
【００４２】
そして、瞬電対策回路２６はこの特性を利用するものであり、電圧検出回路３６と判定回路３８から構成される。電圧検出回路３６は、スイッチング素子１６がＯＦＦ状態の時にスイッチングトランス１８の二次側に負電圧として発生する電圧を検出する回路である。判定回路３８は、電圧検出回路３６が検出した電圧を判定して制御回路２４に電圧が低下したことを示す警告信号を出力する回路である。
【００４３】
電圧検出回路３６では、二次側巻線の負電圧を半波整流して平滑し負電圧を取り出す。平滑コンデンサＣ３には、並列にブリーダ抵抗Ｒ１をつなぎ、一定の時定数で放電して電圧の変動に追随させる。また、この電圧と二次側平滑回路２６の＋側電源電圧との間で抵抗Ｒ２，Ｒ３を用いて分圧する。これによって、電圧検出回路３６の出力は、判定回路３６で簡単に扱える０Ｖ以上の出力となるレベルシフトを行うことができる。すなわち、一次側入力電圧が高い場合には、その電圧が０Ｖ近くとなり、一次側入力電圧が低くなるとそれにしたがって電圧検出回路３６の出力電圧が高くなる。
【００４４】
判定回路３８は、コンパレータ４０により基準電圧と、電圧検出回路３６の出力電圧の比較を行い、前記したように一次側入力電圧が落ちると電圧検出回路３６の出力電圧が上昇してコンパレータ４０からはＨレベルの警告信号が出力される。
【００４５】
なお、コンパレータ４０の警告信号は、コンパレータ４０の＋側入力端子に抵抗Ｒ４を介してフィードバックされているので、ヒステリシス特性を持ち、穏やかな電圧低下時のコンパレータ４０の出力のチャタリングを防止できる。
【００４６】
次に、電源が切断されたときの瞬電対策回路２６の動きを説明する。
【００４７】
通電状態では、電圧検出回路３６の出力電圧は低いため、コンパレータ４０における警告信号はＬレベルである。ここで、商用電源１２が停止すると、一次側平滑回路１４の平滑コンデンサＣ１の電位が下がり始める。
【００４８】
制御システム１０自体は、フィードバック回路２２におけるフィードバック制御により一次側入力電圧が５０Ｖ程度まで下がっても、二次側平滑回路２０からの出力を一定に保とうとするが、スイッチングトランス１８の二次巻線の負電圧の絶対値は、図４に示すように電圧の低下とともに下がる。すなわち、図２におけるＢの値が下がってくる。
【００４９】
例えば、一次側入力電圧が８０Ｖをきると、判定回路３８がＨレベルの出力となるように抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値を設定しておくと、一次側入力電圧が８０Ｖより低くなったところでコンパレータ４０からＨレベルの警告信号が出力され、制御回路２４に一次側入力電圧の低下を知らせる。
【００５０】
また、一次側入力電圧が低下しても、二次側出力電圧は所定の電圧を前記したようにフィードバック制御で保持しているために、制御回路２４の機能を約５０ｍ秒保持することができる。
【００５１】
そのため、制御回路２４は、Ｈレベルの警告信号が入力してから、この保持時間の間に不揮発性メモリ２８への書き込み処理を終わらせる。そして、制御回路２４は、警告信号がＬレベルに戻るまで不揮発性メモリ２８への書き込み処理を中止させ、警告信号がＬレベルに戻ると書き込み処理を再開する。したがって、不揮発性メモリ２８のデータを壊す恐れがない。
【００５２】
その後、一次側入力電圧がさらに下がると二次側電圧も下がり、制御回路２４内部にあるリセット回路からリセット信号が出て制御システム１０はリセット停止される。
【００５３】
上記のようにして商用電源１２が切断された後復帰する場合、または瞬電の後に電圧が復帰した場合には、判定回路３８のコンパレータ４０の出力はＬレベルに戻るので、書き込み処理が再開される。
【００５４】
以上のように、商用電源１２が切断されたり瞬電されたりする所定時間前に警告信号が出力されて、制御回路２４は不揮発性メモリ２８への書き込み処理を中止できる準備をすることができるため、不揮発性メモリ２８の内部のデータを破壊したりする怖れがない。
【００５５】
また、この検出するための信号はスイッチングトランス１８の二次側巻線出力値を用いているため、検知するための消費電力を小さく抑えることができ、発熱量が少なく冷蔵庫のような２４時間通電の機械装置には省エネルギー効果をもたらすことができる。
【００５６】
また、スイッチングトランス１８の一次側入力電圧を直接検出しないため、一次側と二次側の間の絶縁回路を必要とせず小型化ができる。
【００５７】
（変更例１）
上記実施例では判定回路３８にコンパレータ４０による電圧比較回路を用いたが、これに代えて一定電圧でＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路や、Ａ／Ｄコンバータを使って電圧検出回路３６のアナログ値をデジタル値に変換してマイコン等に記録したソフトウェアによって警告信号を出すような構成にしてもよい。
【００５８】
（変更例２）
上記実施例では冷蔵庫において説明したが、これに代えて電源切断前に事前処理を必要とする制御システムに本実施例の装置を用いることが好適である。
【００５９】
【発明の効果】
以上により本発明であると、電源が切断又は瞬電する前に警告信号を発して制御回路が不揮発性メモリへの書き込み処理の中止を準備することができるため、不揮発性メモリ内部のデータを破壊したりすることがない。
【００６０】
また、この検出するための信号はスイッチングトランスの二次側巻線出力値を用いているため、検知するための消費電力を小さく抑えることができ、発熱量が少なく冷蔵庫のような２４時間通電の機械装置には省エネルギー効果をもたらすことができる。
【００６１】
また、スイッチングトランスの一次側入力電圧を直接検出しないため、一次側と二次側の間の絶縁回路を必要とせず小型化ができる。
【００６２】
本発明は、スイッチングトランスの二次側出力電圧の低下より前もって警告信号で予告できるため、冷蔵庫以外にも電源切断前に事前処理を必要とするシステムにも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す制御システムの回路図である。
【図２】スイッチングトランスの二次側出力電圧の波形図である。
【図３】スイッチングトランスの二次側負電圧と一次側入力電圧の関係を示すグラフである。
【図４】従来の制御システムのブロック図である。
【符号の説明】
１０  制御システム
１２  商用電源
１４  一次側平滑回路
１６  スイッチング素子
１８  スイッチングトランス
２０  二次側平滑回路
２２  フィードバック回路
２４  制御回路
２６  瞬電回路
２８  不揮発性メモリ
３０  電圧監視回路
３２  フォトカプラ
３４  スイッチング制御回路
３６  電圧検出回路
３８  判定回路
【図１】
0003553004.tif 000002
【図２】
0003553004.tif 000003
【図３】
0003553004.tif 000004
【図４】
0003553004.tif 000005