(57)【要約】【課題】電気回路全体の軽量化および小型化が可能な電源回路の出力電流検出回路を提供する。【解決手段】負荷部品（ヒータ４，５や給湯ポンプ７）を制御して所定の動作を実行させる制御手段（マイコン２５）を備え、該制御手段は、フォトカプラ１５を用いたスイッチング電源回路１４で変換された定電圧の直流電流が入力されることにより動作する家庭用電気製品（電気ポット）において、フォトカプラ１５の近傍に配置した受信用配線部２８、および、該受信用配線部２８に接続した増幅素子（トランジスタ３１，３３，３６）を備えた電源回路１４の出力電流検出回路２７と、負荷部品の所定の動作状況での電源回路１４からの出力である比較値を予め記憶した記憶手段２６と、出力電流検出回路２７からの入力値と、記憶手段に記憶された比較値とを比較する比較手段（マイコン２５）とを設けた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された交流電源を定電圧の直流電流に変換して出力するフォトカプラを用いたスイッチング電源回路の出力電流検出回路であって、
前記フォトカプラの近傍に配置した受信用配線部、および、該受信用配線部に接続した増幅素子を備えたことを特徴とする電源回路の出力電流検出回路。
【請求項２】
負荷部品を制御して所定の動作を実行させる制御手段を備え、該制御手段は、フォトカプラを用いたスイッチング電源回路で変換された定電圧の直流電流が入力されることにより動作する家庭用電気製品において、
前記フォトカプラの近傍に配置した受信用配線部、および、該受信用配線部に接続した増幅素子を備えた電源回路の出力電流検出回路と、
前記負荷部品の所定の動作状況での前記電源回路からの出力である比較値を予め記憶した記憶手段と、
前記出力電流検出回路からの入力値と、前記記憶手段に記憶された比較値とを比較する比較手段と
を設けたことを特徴とする家庭用電気製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路の出力電流検出回路および該回路を用いた家庭用電気製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気回路において、スイッチング電源回路のスイッチングノイズは、制御手段であるマイコンや周辺の電子部品が誤動作する原因になる。そのため、回路構成は、影響を受け難いパターン設計や、マイコンなどの周辺にセラミックコンデンサを配置してノイズを除去する構成としている。また、通電される電流値を検出する場合には、カレントトランスを使用し、その出力電圧をマイコンで読み取る構成が採用されている。
【０００３】
しかし、これらの構成では、電気回路全体が重くなるとともに、大型になるという問題がある。しかも、カレントトランスは、電源回路に接続する必要があるため、該電源回路が故障した場合に、マイコンの周辺部品に高電圧が印加され、それらが破損するという問題がある。
【０００４】
本発明の電気回路に生じるノイズ対策に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−１０１８７６号公報
【０００６】
特許文献１では、ノイズをハード的に検出して動作のエラーの可能性を判定し得るようにするために、ノイズ検出対象のパターンに平行にノイズ検出用パターンを設け、該ノイズ検出用パターンに、電圧および出力インピーダンスを決定するための２つの抵抗と、ノイズ検出信号を発信するレシーバ回路とを接続したプリント基板を提供している。
【０００７】
しかし、この特許文献１は、ノイズを検出できるだけであり、スイッチング電源回路から出力される電流値を検出し、その出力をマイコンで読み取ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明では、電気回路全体の軽量化および小型化が可能な電源回路の出力電流検出回路を提供することを第１の課題とするものである。また、本発明では、この出力電流検出回路を用い、電気回路の異常を検出することが可能な家庭用電気製品を提供することを第２の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の電源回路の出力電流検出回路は、入力された交流電源を定電圧の直流電流に変換して出力するフォトカプラを用いたスイッチング電源回路の出力電流検出回路であって、前記フォトカプラの近傍に配置した受信用配線部、および、該受信用配線部に接続した増幅素子を備えた構成としている。
【００１０】
また、この電源回路を用いた家庭用電気製品は、負荷部品を制御して所定の動作を実行させる制御手段を備え、該制御手段は、フォトカプラを用いたスイッチング電源回路で変換された定電圧の直流電流が入力されることにより動作する家庭用電気製品において、前記フォトカプラの近傍に配置した受信用配線部、および、該受信用配線部に接続した増幅素子を備えた電源回路の出力電流検出回路と、前記負荷部品の所定の動作状況での前記電源回路からの出力である比較値を予め記憶した記憶手段と、前記出力電流検出回路からの入力値と、前記記憶手段に記憶された比較値とを比較する比較手段とを設けた構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電源回路の出力電流検出回路では、電源回路のスイッチングノイズを受信用配線部で受信し、増幅素子で増幅する構成としているため、電源回路に検出用の回路を接続する必要がないうえ、カレントトランスを使用した場合よりも全体を軽量できるとともに、小型化を図ることができる。しかも、電源回路に接続していないため、該電源回路が故障した場合に、マイコンの周辺部品に高電圧が印加され、それらが破損することを防止できる。
【００１２】
また、前記検出回路を搭載した家庭用電気製品では、前記負荷部品の所定の動作状況での前記電源回路からの出力に基づいた比較値と、前記出力電流検出回路からの入力値とを、比較手段により比較することにより、電気回路の異常を検出することができる。そのため、異常状態で動作を継続することに伴う不都合を未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る電源回路１４の出力電流検出回路２７を示し、図２および図３は、該出力電流検出回路２７を用いた家庭用電気製品である電気ポットを示す。
【００１５】
まず、本発明の電流検出回路を搭載する電気ポットは、図２に示すように、ポット本体１と、該ポット本体１の上部に回動可能に取り付けられた蓋体２とからなる周知のものである。
【００１６】
前記ポット本体１の内部には、水を収容する内容器３が配設されている。この内容器３の底には、加熱手段である湯沸ヒータ４と保温ヒータ５とが配設されるとともに、内容器内の液体温度を検出するための温度検出手段としてサーミスタ６が配設されている。また、ポット本体１の外装体と内容器３との間には、電源回路１４やマイコン２５などを実装した制御基板１３と、給湯用の給湯ポンプ７とが配設されている。
【００１７】
前記ポット本体１の上部の肩体８にはノーズ部９が形成され、このノーズ部９の下面から突出するように前記給湯ポンプ７に接続した揚水管１０が配管されている。前記ノーズ部９には、その上部外面に内容器３内の液体温度を表示するための操作パネル１１が配設されるとともに、該操作パネル１１の背後に前記制御基板１３に接続された操作基板１２が配設されている。この操作基板１２には、保温状態の液体を再び沸騰されるための再沸騰スイッチ、内容器３内の液体を給湯するための給湯スイッチ、および、保温温度を選択するための選択スイッチが配設されている。
【００１８】
前記制御基板１３には、図３に示すように、電源回路１４と、ヒータ制御回路２２と、センサ回路２３と、吐出回路２４と、制御手段であるマイコン２５を実装し、電源回路１４から生じるスイッチングノイズによる影響が及び難いパターン設計した従来と同様の回路に、出力電流検出回路２７を更に設けたものである。
【００１９】
前記電源回路１４は、商用電源から入力される交流電源を所定電圧の直流電流に変換して出力するもので、本実施形態では、フォトカプラ１５を用いたスイッチング電源回路からなる。具体的には、この電源回路１４は、図１に示すように、ダイオード１６ａ，１６ｂ、抵抗素子１７ａ，１７ｂ、コンデンサ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、コイル１９、集積回路（ＩＣ）２０、ツェナダイオード２１などの電子部品を所定パターンで接続し、絶縁素子として前記フォトカプラ１５が使用された周知のものである。前記フォトカプラ１５は、ツェナダイオード２１を介して電源端子ＶＥＥに接続されている。また、抵抗素子１７ｂを介して電源端子ＶＤＤに接続されている。
【００２０】
前記ヒータ制御回路２２は、マイコン２５の指示に基づいて商用電源から入力される交流電源により前記ヒータ４，５を動作させるものである。
【００２１】
前記センサ回路２３は、前記電源回路１４からの直流電流により動作し、前記サーミスタ６で検出した温度情報をマイコン２５に出力するものである。
【００２２】
前記吐出回路２４は、マイコン２５の指示に基づいて前記電源回路１４から入力される直流電流により給湯ポンプ７のモータを動作させるものである。
【００２３】
前記マイコン２５は、ＲＯＭまたはＲＡＭなどの記憶部２６を内蔵したもので、前記電源回路１４から供給される定電圧の直流電流が入力されることにより、前記各負荷部品を制御して所定の動作を実行させるものである。具体的には、このマイコン２５は、前記操作基板１２からの実行指示により、前記サーミスタ６から入力された液体温度に基づいて記憶部２６に記憶された制御プログラムに従って前記ヒータ４，５を制御し、沸騰および保温制御を実行する。
【００２４】
また、本実施形態のマイコン２５は、負荷部品の所定の動作状況での前記電源回路１４からの出力である比較値が前記記憶部２６に予め記憶されている。そして、その比較値と後述する出力電流検出回路２７からの入力値とを比較する比較手段の役割をなし、この比較結果の差が所定の許容範囲以上である場合には、制御基板１３に異常が生じていると判断できるようにしている。
【００２５】
本実施形態の出力電流検出回路２７は、受信用配線部２８と、３つの増幅素子であるトランジスタ３１，３３，３６を搭載した増幅回路２９とからなる。受信用配線部２８は、前記電源回路１４のフォトカプラ１５の近傍（約１ｃｍ以内）に端部が位置するように構成した基板のパターン片または電線からなる。前記増幅回路２９は、前記受信用配線部２８に直列に接続された一対の第１抵抗素子３０ａ，３０ｂと、これらの間にベースが接続された第１トランジスタ３１と、該第１トランジスタ３１のコレクタに直列に接続された一対の第２抵抗素子３２ａ，３２ｂと、これらの間にベースが接続された第２トランジスタ３３と、該第２トランジスタ３３のコレクタに直列に接続された第３抵抗素子３４およびコンデンサ３５と、これらの間にベースが接続された第３トランジスタ３６とを備えている。前記第１抵抗素子３０ｂ、第１トランジスタ３１のエミッタ、コンデンサ３５および第３トランジスタ３６のエミッタは、電源端子ＶＤＤに接続されている。また、第２抵抗素子３２ｂおよび第２トランジスタ３３のエミッタはマイコン２５にグランドされ、第３トランジスタ３６のコレクタは第４抵抗素子３７を介してマイコン２５にグランドされている。そして、第３トランジスタ３６と第４抵抗素子３７との間に前記マイコン２５が接続されている。
【００２６】
前記電気ポットの電源回路１４は、入力された交流電源を定電圧の直流電流に変換して出力する際に、前記フォトカプラ１５からスイッチングノイズが生じる。そうすると、出力電流検出回路２７は、そのスイッチングノイズ（電圧）を前記受信用配線部２８で受信し、増幅回路２９によって増幅してマイコン２５に出力する。
【００２７】
ここで、マイコン２５によりいずれの負荷部品も制御していない無負荷の状態、即ち、加熱制御、保温制御および吐出制御のいずれの動作も実行させていない状態では、受信用配線部２８で受信する電圧は、図４（Ａ）に示す波形をなす。この受信電圧が増幅回路２９で増幅され、マイコン２５に入力される電圧は、図４（Ｂ）に示す波形をなす。また、マイコン２５によりヒータ４，５およびサーミスタ６を動作させて加熱制御を実行している状態では、受信用配線部２８で受信する電圧は、図４（Ｃ）に示す波形をなし、この受信電圧が増幅回路２９で増幅されてマイコン２５に入力される電圧は、図４（Ｄ）に示す波形をなす。さらに、マイコン２５により給湯ポンプ７を動作させて吐出制御を実行している状態では、受信用配線部２８で受信する電圧は、図４（Ｅ）に示す波形をなし、この受信電圧が増幅回路２９で増幅されてマイコン２５に入力される電圧は、図４（Ｆ）に示す波形をなす。
【００２８】
このように、本実施形態の出力電流検出回路２７は、フォトカプラ１５を用いた電源回路１４で生じるノイズにより、電源回路１４から出力されている電流値を検出することができる。しかも、受信用配線部２８で受信した電圧は非常に微弱で、マイコン２５が検出できないレベルのノイズであるため、正確な電流値を判断させ難いが、本実施形態では、増幅素子を用いた増幅回路２９により増幅させた電圧を出力するため、精度を向上することができる。
【００２９】
また、この出力電流検出回路２７は、パターン片または電線からなる受信用配線部２８と、トランジスタ、抵抗およびコンデンサなどの軽量の素子により構成されているため、電源回路１４に検出用の回路を接続する必要がないうえ、電気回路全体の軽量化および小型化することができる。しかも、電源回路１４に接続していないため、該電源回路１４が故障した場合に、マイコン２５の周辺部品に高電圧が印加され、それらが破損することを防止できる。
【００３０】
また、この出力電流検出回路２７を搭載する家庭用電気製品である電気ポットに、いずれの部品にも故障が生じていない状態で入力される比較値を予め記憶させた記憶部２６を設けることにより、比較手段の役割をなすマイコン２５が制御基板１３に異常が生じたことを判断することができる。例えば、無負荷の状態にも拘わらず、図４（Ｄ）や図４（Ｆ）に示す波形（電圧）が入力されている場合、回路を構成するいずれかの素子が破損（短絡）したと判断することができる。また、吐出制御を実行させたにも拘わらず、図４（Ｂ）や図４（Ｄ）に示す波形（電圧）が入力されている場合、給湯ポンプ７が故障したと判断することができる。
【００３１】
即ち、本発明の出力電流検出回路２７を搭載する家庭用電気製品は、比較値を予め記憶する記憶手段と比較手段とを設けることにより、回路自体の異常を検出することができる。そのため、動作を強制停止するなどの制御に関する幅も広げることができ、異常状態で動作を継続することに伴う不都合を未然に防止することが可能である。
【００３２】
なお、本発明の電源回路１４の出力電流検出回路２７および該回路を搭載した家庭用電気製品は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の電源回路の出力電流検出回路を示す回路図である。
【図２】出力電流検出回路を搭載する家庭用電気製品である電気ポットの概略図である。
【図３】電気ポットの構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）は各動作状況での受信電圧を示すグラフ、（Ｂ），（Ｄ），（Ｆ）は出力電流検出回路から出力する電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１…ポット本体（家庭用電気製品）
４，５…ヒータ（負荷部品）
７…給湯ポンプ（負荷部品）
１３…制御基板
１４…電源回路
１５…フォトカプラ
２５…マイコン（制御手段）
２６…記憶部
２７…出力電流検出回路
２８…受信用配線部
２９…増幅回路
３１，３３，３６…トランジスタ（増幅素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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