(57)【要約】【課題】寿命ぎりぎりまで継続使用するとともに、定期点検を不要とする。【解決手段】電解コンデンサ７の両端間電圧を電圧検出部１６によりサンプリングするとともに、このサンプリング電圧、初期稼動からの経過時間及び初期稼動時の入力電圧から時定数τを算出し、この時定数τと具体的な電源装置から定まる抵抗値Ｒとから電解コンデンサ７の容量Ｃを算出し、この容量Ｃが基準値を下回ったときに警報出力端子２０から警報を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解コンデンサを含む電源装置の寿命監視装置において、電解コンデンサの両端間電圧をサンプリングする手段と、このサンプリング電圧、初期稼動からの経過時間及び初期稼動時の入力電圧から時定数を算出する手段と、この時定数と具体的な電源装置から定まる抵抗値とから電解コンデンサの容量を算出する手段と、算出された容量が基準容量未満であるときに警報出力を発生させる手段とを備えたことを特徴とする電源装置の寿命監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠方監視制御装置等に適用する電源装置の寿命監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、遠方監視制御装置に適用する電源装置においては、特許文献１，２に示されるように、電源装置内に実装している電解コンデンサの容量がある一定の値を下回ったとき、電源装置として正常な動作をしなくなるので、電解コンデンサの寿命と判定し、同時に電源装置の寿命と判定する。通常、遠方監視制御装置においては、電源装置はメンテナンスの対象となっており、その交換周期は約１０年となっている。この周期は、電解コンデンサの容量が時間とともに減ってゆき、設計上ある一定の値を下回る時間から算出したものである。この場合、算出条件はワーストケースで計算されており、電解コンデンサの容量減少に最も影響度が大きい温度条件が高温側に最も厳しい値に設定されている。
【０００３】
実際には、電解コンデンサは常に高温な状態で使用されているわけではないので、寿命は設計値よりも長くなるが、定期交換部品と位置付けられており、ある一定の交換周期を明示しなければならないことから、ワーストケースで算出された数値を推奨定期交換周期として客先に提示している。
【特許文献１】特開２００５−１７２６５３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、ワーストケースで算出された定期交換周期に基づいて、電源装置を交換すれば、遠方監視制御装置としては、問題なく、稼動させることができる。しかし、実際には、遠方監視制御装置がワーストケースの状態でずっと稼動を続けていることはほとんどなく、算出された定期交換の時点においても、当該電源装置は寿命に至っていないことが多いと考えられる。そこで、電源装置があとどれくらいの時間、使用可能であるかが判れば、寿命が近づいた時点で電源装置を交換すればよいが、その残寿命が判らないので、現在では定期交換周期に従って交換するしかない状況であった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、寿命が近づいていることを警報することにより、寿命ぎりぎりまで継続使用することができ、また警報をリモート監視することにより、電源装置を適用した装置の定期点検を不要とすることができる電源装置の寿命監視装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に係る電源装置の寿命監視装置は、電解コンデンサを含む電源装置の寿命監視装置において、電解コンデンサの両端間電圧をサンプリングする手段と、このサンプリング電圧、初期稼動からの経過時間及び初期稼動時の入力電圧から時定数を算出する手段と、この時定数と具体的な電源装置から定まる抵抗値とから電解コンデンサの容量を算出する手段と、算出された容量が基準容量未満であるときに警報出力を発生させる手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、電解コンデンサの容量を算出し、この容量が基準容量を下回ったときに警報を出力するようにしており、寿命が近づいていることを警報することができ、寿命ぎりぎりまで継続使用することができる。又、警報をリモート監視することにより電源装置を適用した遠方監視制御装置等の定期点検を不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１は
この発明の実施最良形態による電解コンデンサ容量測定（寿命判定）回路を有する電源装置の回路構成図を示し、１はＡＣ／ＤＣ入力端子、２はノイズ除去用のコンデンサ、３は入力トランス、４，５もノイズ除去用のコンデンサ、６は整流回路、７は入力平滑用の電解コンデンサ、８はスイッチング回路、９は出力トランス、１０は整流用ダイオード、１１は出力平滑用の電解コンデンサ、１２はＤＣ出力端子である。又、１３は電解コンデンサ容量測定（寿命判定）回路であり、ＣＰＵ電源電圧端子１４、ＣＰＵ部１５、電圧検出部１６、記憶部１７、リレー１８、警報接点１９及び警報出力端子２０から構成される。
【０００９】
次に、上記構成の動作について説明する。まず、ＡＣ／ＤＣ入力端子１からは交流又は直流電力が入力され、この入力電力はコンデンサ２によりノイズを除去された後、入力トランス３に入力されて変圧される。また、入力トランス３の出力からコンデンサ４，５によりノイズを除去された後、整流回路６により交流電力が直流電力に変換され、整流回路６の出力はリップル分を含むので、入力平滑用コンデンサ７により平滑される。スイッチング回路８は半導体スイッチのスイッチング制御により直流電力を交流電力に変換する。出力トランス９はスイッチング回路８からの交流電力を変圧して出力し、この出力はダイオード１０により整流され、直流電力に変換される。この直流電力はリップル分を含むので、出力平滑用コンデンサ１１によりリップル分が除去されて平滑され、ＤＣ出力端子１２から直流出力として出力され、遠方監視制御装置等に供給される。
【００１０】
一方、電解コンデンサ容量測定（寿命判定）回路１３においては、電圧検出部１６が入力平滑用コンデンサ７の両端間電圧をサンプリングし、ＣＰＵ部１５は各サンプリング電圧を記憶部１７に記憶させるとともに、この各サンプリング電圧とサンプリング間隔等から時定数を求める。即ち、初期稼動からの経過時間をｔ、初期稼動時の入力電圧をＥ、入力平滑用コンデンサ７の経過時間ｔにおける両端電圧をｅ、時定数をτとして、ｅ＝Ｅ（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ））の式が成立し、この式から時定数τを求めると、τ＝−ｔ／ｌｏｇ（１−ｅ／Ｅ）となる。この時定数τと既知の抵抗値ＲとからＣ＝τ／Ｒにより入力平滑用コンデンサ７の容量Ｃを演算する。抵抗値Ｒは具体的な電源回路を設計することにより決まってくる値である。
【００１１】
上記のように算出した容量Ｃを基準容量と比較し、容量Ｃが基準容量未満の場合にはＣＰＵ部１５からＤＯ出力を出力し、リレー１８を作動させ、警報接点１９をオンさせ、警報出力端子２０からアラーム情報等の警報出力を出力させる。このような警報出力は、遠方監視制御装置の異常情報通知機能等を利用することにより、実現することができ、上位局等へ通知することが可能となる。このような異常情報を受け取った上位局等では常時監視している監視員等により、入力平滑用コンデンサ７、即ち電源装置が寿命に近づいていることをリモート監視することができる。
【００１２】
上記した実施最良形態においては、入力平滑用電解コンデンサ７の容量を算出し、この容量が基準容量を下回ったときに警報を出力するようにしており、入力平滑用電解コンデンサ７及び電源装置の寿命が近づいていることを警報することができ、寿命ぎりぎりまで継続使用することができるとともに、この警報をリモート監視することにより遠方監視制御装置等の定期点検を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施最良形態による電解コンデンサ容量測定（寿命判定）回路を有する電源装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１…ＡＣ／ＤＣ入力端子
３…入力トランス
６…整流回路
７…入力平滑用電解コンデンサ
８…スイッチング回路
９…出力トランス
１０…整流用ダイオード
１１…出力平滑用電解コンデンサ
１２…ＤＣ出力端子
１３…電解コンデンサ容量測定（寿命判定）回路
１４…ＣＰＵ電源電圧端子
１５…ＣＰＵ部
１６…電圧検出部
１７…記憶部
１８…リレー
１９…警報接点
２０…警報出力端子
【図１】
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