(57)【要約】【課題】小容量の蓄電手段を用いたバックアップ電源により、待機状態における電力消費を低減することができる電気機器を提供する。【解決手段】電源スイッチ５０の操作に応じて電源供給制御手段２により商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給が遮断されてから、次に電源スイッチ５０が操作されて電源供給制御手段２により商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給が再開されるまでの間、電圧検出回路５２の検出電圧がマイクロコンピュータ１の定格電源電圧内で設定された下限電圧４．０V以下となったときにリレー接点２１を閉成してコンデンサ４０を充電し、電圧検出回路５１の検出電圧が該定格電源電圧内で設定された上限電圧４．５V以上となったときにリレー接点２１を開成してコンデンサ４０の充電を停止する処理を、繰り返し実行する充電制御手段３を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から供給される交流電力から直流電力を生成して出力する直流電源回路と、該直流電源回路から出力される直流電力により充電される蓄電手段と、使用者により操作される電源スイッチと、該電源スイッチの操作に応じて前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給と遮断とを切替える電源供給制御手段と、前記直流電源回路から供給される直流電力又は前記蓄電手段から供給される直流電力により作動する常時作動回路とを備えた電気機器において、
前記蓄電手段の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記商用電源と前記直流電源回路との接続回路に設けられたスイッチ回路と、
前記電源スイッチの操作に応じて前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が遮断されてから、次に前記電源スイッチが操作されて前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が再開されるまでの間、前記電圧検出手段の検出電圧が前記常時作動回路の定格電源電圧内で設定された下限電圧以下となったときに前記スイッチ回路を閉成して前記蓄電手段を充電し、前記電圧検出手段の検出電圧が前記常時作動回路の定格電源電圧内で前記下限電圧よりも高く設定された上限電圧以上となったときに前記スイッチ回路を開成して前記蓄電手段の充電を停止する処理を、繰り返し実行する充電制御手段とを備えたことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記常時作動回路は、計時処理を行うマイクロコンピュータであることを特徴とする請求項１記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源からの交流電力の供給が遮断されたときに、バックアップ電源により必要な処理の実行を確保する電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば電気炊飯器のように、予め設定された時刻となった時又は予め設定された時間が経過した時に所定処理を行う予約運転の機能を実現するための計時手段を有する電気機器において、予約運転の設定がされて待機モードとなったときに、主電源（商用電源）からの電力供給を遮断して、電池等のバックアップ電源により計時処理等を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる電気機器によれば、待機状態においても主電源からの交流電力の供給が継続され、該交流電力から直流電力を生成する直流電源回路等において無駄な電力が消費されることを防止することができる。
【０００４】
しかし、バックアップ電源として乾電池を用いた場合に、電池切れが生じたときには、待機モードにおいて計時処理を継続することができなくなるという不都合があった。また、バックアップ電源としてコンデンサ等の充電手段を用いたときには、待機モードが長時間に亘る場合に対応するために大容量の蓄電手段を備える必要があり、バックアップ電源のコストアップと設置スペースの増大を伴うという不都合があった。
【特許文献１】特開２００５−２０４９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、小容量の蓄電手段を用いたバックアップ電源により、待機状態における電力消費を低減することができる電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、商用電源から供給される交流電力から直流電力を生成して出力する直流電源回路と、該直流電源回路から出力される直流電力により充電される蓄電手段と、使用者により操作される電源スイッチと、該電源スイッチの操作に応じて前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給と遮断とを切替える電源供給制御手段と、前記直流電源回路から供給される直流電力又は前記蓄電手段から供給される直流電力により作動する常時作動回路とを備えた電気機器の改良に関する。なお、本発明の電気機器には、電力のみをエネルギー源として作動する機器の他、電力と燃料ガス等の他のエネルギー源を併用して作動する機器も含まれる。
【０００７】
そして、前記蓄電手段の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記商用電源と前記直流電源回路との接続回路に設けられたスイッチ回路と、前記電源スイッチの操作に応じて前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が遮断されてから、次に前記電源スイッチが操作されて前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が再開されるまでの間、前記電圧検出手段の検出電圧が前記常時作動回路の定格電源電圧内で設定された下限電圧以下となったときに前記スイッチ回路を閉成して前記蓄電手段を充電し、前記電圧検出手段の検出電圧が前記常時作動回路の定格電源電圧内で前記下限電圧よりも高く設定された上限電圧以上となったときに前記スイッチ回路を開成して前記蓄電手段の充電を停止する処理を、繰り返し実行する充電制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
かかる本発明によれば、使用者は、電気機器の運転動作が終了して前記常時作動回路の消費電力が減少したときに、前記電源スイッチを操作することで、前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電源の供給を遮断することができる。そして、これにより、前記常時作動回路は前記蓄電手段から供給される直流電力によって作動する状態となり、前記直流電源回路で無駄な電力が消費されることを回避することができる。
【０００９】
そして、前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が遮断されてから、次に前記電源スイッチが操作されて前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が再開されるまでの間、前記充電制御手段により、前記蓄電手段が間欠的に充電されて、前記蓄電手段の出力電圧が前記下限電圧から前記上限電圧の範囲内に維持される。このように、出力電圧の低下に応じて前記蓄電手段が随時充電されるため、前記蓄電手段として比較的容量が小さいものを採用して、次に前記電源供給制御手段により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が再開されるまでの間における前記直流電源回路の消費電力を低減することができる。
【００１０】
また、前記常時作動回路は、計時処理を行うマイクロコンピュータであることを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明によれば、前記電源スイッチの操作により前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が遮断されてから、次に前記電源スイッチが操作されて前記商用電源から前記直流電源回路への交流電力の供給が再開されるまでの間隔が長時間となった場合でも、前記蓄電手段から前記マイクロコンピュータに前記下限電圧から前記上限電圧の範囲内での直流電力の供給が維持されるため、前記マイクロコンピュータによる計時処理が中断されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、図１〜図２を参照して説明する。図１は本発明の電気機器の回路構成図、図２は図１に示した電気機器の作動フローチャートである。
【００１３】
図１を参照して、本実施の形態の電気機器は商用電源１０と接続して使用され、マイクロコンピュータ１（本発明の常時作動回路に相当する）、リレー２０、トランス３０、ダイオードブリッジ３３、レギュレータ３４、及び電源バックアップ用のコンデンサ４０（本発明の蓄電手段に相当する）、電源スイッチ５０、及び電圧検出回路５１，５２が備えられている。なお、トランス３０、ダイオードブリッジ３３、及びレギュレータ３４により、本発明の直流電源回路が構成される。
【００１４】
商用電源１０とトランス３０の１次側コイル３１は、接続回路１５に設けられたリレー２０の接点２１（本発明のスイッチ回路に相当する）を介して接続されており、リレー接点２１の開閉により商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給と遮断とが切替えられる。
【００１５】
リレー２０の駆動コイル２２はバッファ回路２５を介してマイクロコンピュータ１の出力ポートOUT_1と接続され、OUT_1の出力レベルがHighであるときは駆動コイル２２に通電されて接点２１が閉成する。また、OUT_1の出力レベルがLowであるときには駆動コイル２２への通電が遮断されて接点２１が開成する。
【００１６】
トランス３０の２次側コイル３２はダイオードブリッジ３３と接続され、トランス３０で降圧された交流電圧がダイオードブリッジ３３で整流される。そして、ダイオードブリッジ３３から出力される全波整流電圧Ｖo（例えば１３V）が、電気機器のアクチュエータ（図示しない）の作動用電源として生成されると共にレギュレータ３４に入力され、レギュレータ３４で直流電力（例えば電圧５V）が生成される。コンデンサ４０はレギュレータ３４の出力端子間に接続され、レギュレータ３４から出力される直流電力により充電される。
【００１７】
電圧検出回路５１の出力端子はマイクロコンピュータ１の入力ポートIN_2と接続され、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcap（＝マイクロコンピュータ１の電源端子Ｖdへの供給電圧）が４．５V（本発明の上限電圧に相当する）以上であるときに、highレベルの検出信号を出力する。また、電圧検出回路５２の出力端子はマイクロコンピュータ１の入力ポートIN_3と接続され、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcapが４．０V（本発明の下限電圧に相当する）以上であるときに、highレベルの検出信号を出力する。
【００１８】
なお、マイクロコンピュータ１の定格電源電圧は例えば３V〜５．５Vであり、電圧検出回路５１の検出電圧である４．５Vと電圧検出回路５２の検出電圧である４．０Vは該定格電源電圧の範囲内で設定される。
【００１９】
電源スイッチ５０は使用者により操作される２接点型のタクトスイッチであり、押圧操作されているときは接点５０ａ及び接点５０ｂが閉成状態となり、押圧操作されていないときには接点５０ａ及び接点５０ｂが開成状態となる。接点５０ａ及び接点５０ｂが閉成状態であるときは、マイクロコンピュータ１の入力ポートIN_1にhighレベルの信号が入力されると共に、商用電源１０とトランス３０の１次側コイル３１間がリレー２０の接点２１の開閉状態に拘らず導通する状態となる。
【００２０】
一方、接点５０ａ及び接点５０ｂが開成状態であるときには、マイクロコンピュータ１の入力ポートIN_1にLowレベルの信号が入力されると共に、商用電源１０とトランス３０の１次側コイル３１間の導通／遮断がリレー２０の接点２１の開閉に応じて切り替わる状態となる。
【００２１】
マイクロコンピュータ１は、商用電源１０からトランス３０に交流電力が供給されて、レギュレータ３４から電源端子Ｖdに直流電力が供給されているときは、レギュレータ３４からの直流電力により作動する「通常モード」となる。一方、商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給が遮断されているときには、マイクロコンピュータ１は、コンデンサ４０から出力される直流電力により作動する「待機モード」となる。
【００２２】
また、マイクロコンピュータ１は、使用者による電源スイッチ５０の操作に応じて、リレー２０の接点２１の閉成／開成を切替えて商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給と遮断を制御する電源供給制御手段２と、「待機モード」において、電圧検出回路５１，５２の検出結果に応じてリレー２０の接点２１の閉成／開成を切替えてコンデンサ４０を充電する充電制御手段３とを備えている。
【００２３】
次に、図２に示したフローチャートに従って、使用者により電源スイッチ５０がＯＮ操作されたとき以後のマイクロコンピュータ１の作動について説明する。
【００２４】
ＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２は電源供給制御手段２による処理であり、「待機モード」において使用者がＳＴＥＰ１で電源スイッチ５０を操作（ＯＮ操作）すると、電源スイッチ５０の接点５０ｂが閉成して商用電源１０からトランス３０の１次側コイル３１に交流電力が供給され、これにより、レギュレータ３４からマイクロコンピュータ１に直流電力が供給され、該直流電力によりマイクロコンピュータ１が作動を開始する。
【００２５】
そして、続くＳＴＥＰ２で、電源供給制御手段２は、マイクロコンピュータ１の入力ポートIN_1へのhighレベルの信号の入力から、電源スイッチ５０の操作（ＯＮ操作）を検知し、出力ポートOUT_1の出力レベルをLowからHighに切替える。これにより、リレー２０の駆動コイル２２に通電されて接点２１が閉成し、商用電源１０からトランス３０に交流電力が供給される状態が維持される。
【００２６】
そして、レギュレータ３４からマイクロコンピュータ１への直流電力の供給が維持され、該直流電力によりマイクロコンピュータ１が作動する「通常モード」となる。「通常モード」において、マイクロコンピュータ１は、次のＳＴＥＰ３で使用者による各種のスイッチ（図示しない）の操作に応じて電気機器の運転制御を行う。例えば、電気機器が電気炊飯器であるときは、使用者による炊飯開始スイッチの操作に応じて、一連の炊飯運転の制御を行う。
【００２７】
次のＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ５は電源供給制御手段２による処理であり、電源供給制御手段２は、ＳＴＥＰ４で電源スイッチ５０が操作（ＯＦＦ操作）されたときにＳＴＥＰ５に進み、出力ポートOUT_1の出力レベルをHighからLowに切替える。これにより、リレー２０の駆動コイル２２への通電が遮断されて接点２１が開成し、商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給が遮断される。
【００２８】
そして、レギュレータ３４からマイクロコンピュータ１への直流電力の供給が停止して、コンデンサ４０から供給される直流電力によりマイクロコンピュータ１が作動する「待機モード」となる。
【００２９】
「待機モード」において、充電制御手段３は、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９のループ処理を繰り返し実行して、コンデンサ４０を間欠的に充電する。先ず、充電制御手段３は、ＳＴＥＰ６で、入力ポートIN_3に電圧検出回路５２からHighレベルの検出信号が出力されているか否かを確認して、コンデンサ４０の端子間電圧が４．０Vよりも低いか否かを判断する。
【００３０】
そして、入力ポートIN_3にHighレベルの検出信号が入力されておらず、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcが４．０Vよりも低いと判断できるときはＳＴＥＰ７に進む。ＳＴＥＰ７で、充電制御手段３は、出力ポートOUT_1の出力レベルをLowからHighに切替えて、リレー２０の接点２１を閉成する。これにより、商用電源１０からトランス３０に交流電力が供給され、レギュレータ３４からの直流電力によりマイクロコンピュータ１に電力が供給されると共に、コンデンサ４０が充電されてコンデンサ４０の端子間電圧が上昇する。
【００３１】
一方、ＳＴＥＰ６で入力ポートIN_3にHighレベルの検出信号が入力されており、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcが４．０V以上であると判断できるときにはＳＴＥＰ２０に分岐する。そして、ＳＴＥＰ２０で電源スイッチ５０が操作（ＯＮ操作）されたときはＳＴＥＰ２に進み、電源スイッチ５０が操作されていなければＳＴＥＰ６に戻る。
【００３２】
次に、ＳＴＥＰ８で、充電制御手段３は、入力ポートIN_2に電圧検出回路５１からHighレベルの検出信号が出力されているか否かを確認して、コンデンサ４０の端子間電圧が４．５V以上であるか否かを判断する。
【００３３】
そして、入力ポートIN_2にHighレベルの検出信号が入力されており、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcapが４．５V以上であると判断できるときはＳＴＥＰ９に進む。ＳＴＥＰ９で、充電制御手段３は、出力ポートOUT_1の出力レベルをHighからLowに切替えて、リレー２０の接点２１を開成する。これにより、商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給が遮断され、レギュレータ３４からの直流電力の出力が停止して、コンデンサ４０の充電が停止する。その後、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcapは、マイクロコンピュータ１への電力供給により次第に減少する。
【００３４】
一方、ＳＴＥＰ８で入力ポートIN_3にLowレベルの検出信号が入力されており、コンデンサ４０の端子間電圧が４．５Vよりも低いと判断できるときにはＳＴＥＰ３０に分岐する。そして、ＳＴＥＰ３０で電源スイッチ５０が操作（ＯＮ操作）されたときはＳＴＥＰ３に進み、電源スイッチ５０が操作されていなければＳＴＥＰ８に戻る。
【００３５】
そして、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９のループは、ＳＴＥＰ２０又はＳＴＥＰ３０で、使用者により電源スイッチ５０が操作（ＯＮ操作）されるまで、繰り返し実行される。この場合、コンデンサ４０の端子間電圧Ｖcapが４．０V〜４．５Vの範囲に保たれるようにコンデンサ４０が間欠的に充電されるため、「待機モード」が長時間に亘る場合であっても、コンデンサ４０の端子間電圧がマイクロコンピュータ１の定格電源電圧の下限（３V）以下となってマイクロコンピュータ１が作動不能となることがない。
【００３６】
したがって、「待機モード」が長時間に亘ることを想定して大容量のコンデンサを用いる必要がなく、容量の小さいコンデンサを用いることができる。そして、「待機モード」において、商用電源１０からトランス３０への交流電力の供給／遮断を切替えてコンデンサ４０を間欠的に充電することで、「待機モード」においても商用電源１０からトランス３０に常時交流電力を供給する仕様とした場合に比べて、レギュレータ３４で消費される無駄な電力を低減することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、本発明の蓄電手段としてコンデンサ４０を用いたが、ニッカド電池等の２次電池を用いてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、本発明の常時作動回路としてマイクロコンピュータ１を示したが、商用電源からの電力供給が遮断された状態でも作動を継続する必要がある回路であれば、本発明の適用が可能である。
【００３９】
また、本実施の形態では、図２に示したフローチャートにおいて、ＳＴＥＰ４で電源スイッチ５０がＯＦＦ操作されたときにＳＴＥＰ５でリレー２０の接点２１を開成して「待機モード」に切替え、ＳＴＥＰ２０で電源スイッチ５０がＯＮ操作されたときにＳＴＥＰ２でリレー２０の接点２１を閉成して「通常モード」に切替え、ＳＴＥＰ３０で電源スイッチ５０がＯＮ操作されたときにリレー２０の接点２１の閉成状態を維持して「通常モード」に切替えたが、、予め設定された予約時刻になったときに電気機器の作動開始又は作動停止を行うタイマ運転を実行する場合には、運転スイッチ５０の操作の他、該予約時刻となった時点で「通常モード」又は「待機モード」に切替えてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、図２に示したフローチャートにおいて、ＳＴＥＰ８でコンデンサ４０の端子間電圧が４．５V以上となったときに、直ちにＳＴＥＰ９に進んでリレー２０の接点２１を開成してコンデンサ４０の充電を停止したが、ＳＴＥＰ８でコンデンサ４０の端子間電圧が４．５V以上となってから、所定時間（例えば、１０秒）が経過した後にリレー２０の接点２１を開成してコンデンサ４０の充電を停止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の電気機器の回路構成図。
【図２】図１に示した電気機器の作動フローチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１…マイクロコンピュータ（常時作動回路）、２…電源供給制御手段、３…充電制御手段、１０…商用電源、２０…リレー、２１…リレー接点（スイッチ回路）、３０…トランス、３３…ダイオードブリッジ、３４…レギュレータ、４０…コンデンサ（蓄電手段）、５０…電源スイッチ、５１，５２…電圧検出回路（電圧検出手段）
【図１】
2007166832.tif 000003
【図２】
2007166832.tif 000004