(57)【要約】【課題】  ディレー回路をなくした、より簡素なコンデンサ放電試験装置及び試験方法を提供すること。【解決手段】  本発明のコンデンサ放電試験装置は、電源と被試験装置の電源回路部との間に設けられた半導体スイッチと、前記半導体スイッチが導通した状態で前記電源の最大電圧を求める最大電圧検出手段と、前記最大電圧検出手段で最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで前記半導体スイッチを遮断する電源切段手段と、前記半導体スイッチの切断と同時に前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を開始させる波形採取トリガ手段と、を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と被試験装置の電源回路部との間に設けられた半導体スイッチと、
前記半導体スイッチが導通した状態で交流電圧の最大電圧を求める最大電圧検出手段と、前記最大電圧検出手段で最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで前記半導体スイッチを切断する電源切断手段と、
前記半導体スイッチの切断をトリガとして前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を開始させる波形採取トリガ手段と、
を有することを特徴とするコンデンサ放電試験装置。
【請求項２】
前記電源回路部はコンデンサを備えている請求項１に記載のコンデンサ放電試験装置。
【請求項３】
前記波形採取トリガ手段からの信号でオシロスコープにトリガをかけて前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を行う請求項１または２のコンデンサ放電試験装置。
【請求項４】
前記最大電圧検出手段は前記電源から分圧した電圧を用いて前記最大電圧を求める請求項１から３のいずれか１項に記載のコンデンサ放電試験装置。
【請求項５】
前記電源は交流電源である請求項１から４のいずれか一項に記載のコンデンサ放電試験装置。
【請求項６】
最大電圧は正の最大電圧または負の最大電圧である請求項１から５のいずれか一項に記載のコンデンサ放電試験装置。
【請求項７】
電源と被試験装置の電源回路部との間に設けたコンデンサ放電試験方法であって、前記電源電圧の最大電圧を検出し、
前記最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで前記電源を被試験装置から切断し、
前記電源の被試験装置からの切断をトリガとして前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を開始させることを特徴とするコンデンサ放電試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電試験装置及びコンデンサ放電試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製品の安全試験の一つにコンデンサ放電試験がある。コンデンサ放電試験とは、交流入力装置から入力された入力電圧をその入力電圧のピークつまり交流電圧のピークにおいて遮断し、そのときの被試験装置の電源回路部における放電電圧波形を観測するものである。放電電圧がある電圧値まで減衰する時間が規定値内であることを確認することで、被試験装置の安全性を確認することが試験の目的である。減衰時間が規定値以内であればその被試験装置は安全とされる。
【０００３】
被試験装置の電源回路部にはコンデンサがあり、そのコンデンサに蓄えられた電荷が放電する時に電源入力部に触れると感電する危険性がある。電源を切断してから所定の時間以内で電圧が減衰すれば感電の可能性が低くなり安全性が高い。安全性を確認するために、コンデンサ放電試験では、電源を遮断した後の電源回路部のコンデンサからの放電電圧を測定し、安全性を確認している。
【０００４】
図４は一般的なコンデンサ放電試験装置の構成を示すブロック図であり、電源切断スイッチ３２、端子台３３を備える。コンデンサ放電試験装置の電源切断スイッチ２には交流電源１を接続する。端子台３３を被試験装置４に接続する。被試験装置４は電源回路部４１を内蔵しており、電源１の電圧は被試験装置４を経由して電源回路部４１に印加される。電源回路部４１はコンデンサ４５をそなえている。端子台３の出力端子の電圧をオシロスコープ１３でモニタする。交流電源１が印加された状態で電源切断スイッチ３２をオフすることで、被試験装置４への供給電源を切断していた。
【０００５】
しかし手動で電源切断スイッチ２を操作していたため、交流電源１の電圧がちょうどピークになるタイミングで電圧を切断することは非常に困難であった。また、同様の機能を持つ試験装置はあるが、サイズが大きい、設定・操作が複雑、価格が高い等のデメリットがあった。
【０００６】
特許文献１（特開号平９−２５１０４８号公報）には、電源入力電圧のピーク値発生の瞬間を捕らえ、自動的に回路を切断し、被試験装置の電源回路中のコンデンサからの放電電圧を測定することを目的としたコンデンサ放電試験装置が記載されている。
【０００７】
この放電試験装置は、電圧検出回路、ディレー回路、切断回路とストレージ・オシロスコープを備えている。電圧検出回路は、交流の電源入力電圧を監視し、電源入力電圧が検出条件を満足した時にオンの信号を出力し、そのオンの信号をディレー回路が受けて遅延させる。切断回路はディレー回路からの遅延したオンの信号を受け取った時に、被試験装置への電源入力電圧の供給を断つ。ストレージ・オシロスコープは被試験装置の電源回路内のコンデンサの放電電圧の波形を観測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開号平９−２５１０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１ではオンの信号をディレー回路が受けて遅延させている。しかしディレー回路をなくすことができればコンデンサ放電試験装置をより簡素にすることができる。
【００１０】
本発明の目的は、以上述べた問題点を解決し、ディレー回路をなくしたより簡素なコンデンサ放電試験装置及びコンデンサ放電試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電源と被試験装置の電源回路部との間に設けられた半導体スイッチと、
前記半導体スイッチが導通した状態で前記電源の最大電圧を求める最大電圧検出手段と、前記最大電圧検出手段で最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで前記半導体スイッチを遮断する電源切段手段と、
前記半導体スイッチの切断と同時に前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を開始させる波形採取トリガ手段と、
を有することを特徴とするコンデンサ放電試験装置である。
【００１２】
また本発明は電源と被試験装置の電源回路部との間に設けたコンデンサ放電試験方法であって、前記電源の最大電圧を検出し、
前記最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで前記電源を被試験装置から遮断し、
前記電源の被試験装置からの遮断と同時に前記被試験装置の電源回路部の電圧波形の観測を開始させることを特徴とするコンデンサ放電試験方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ディレー回路をなくした、より簡素なコンデンサ放電試験装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態のコンデンサ放電試験装置の構成を示す図である。
【図２】図１のコンデンサ放電試験装置をより詳細に示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のコンデンサ放電試験装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】一般的なコンデンサ放電試験装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
［構成の説明］
図１〜図３を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本実施形態のコンデンサ放電試験装置２の構成を示すブロック図である。図２は、図１のコンデンサ放電試験装置２の構成をより詳細に示すブロック図である。図３は、本実施形態のコンデンサ放電試験装置の動作を説明するフローチャートである。
【００１６】
図１で、交流電源１の出力にコンデンサ放電試験装置２の入力端子Ｌ１、Ｎ１を接続し、同装置２の出力端子Ｌ２、Ｎ２に被試験装置４の入力を接続する。被試験装置４は電源に接続される電源回路部４１を内蔵しており、出力端子Ｌ２、Ｎ２は電源回路部４１と接続する。電源回路部４１はコンデンサ４５を備えている。出力端子Ｌ２、Ｎ２には被試験装置４と並列にオシロスコープ１３を接続する。
【００１７】
コンデンサ放電試験装置２はメインスイッチ３と試験開始ボタン１５を備えており、試験開始ボタン１５を押下することで、試験開始信号１０が１チップマイコン８で受信され、処理が開始される。
分圧および絶縁部５から分圧された交流アナログ電圧が、１チップマイコン８のA/D変換ポート８１に入力される。最大値を求めるため、一定タイミング例えば交流電圧の数周期の間、データの更新を継続する。
【００１８】
次のタイミングで、１チップマイコン８は、前に求めた最大値と同じ値が得られた瞬間に半導体スイッチ制御および絶縁部９経由で、半導体スイッチ６にスイッチオフ信号を出し、電源出力７を切断する。同時に１チップマイコン８は、波形採取用トリガ信号１１を生成し、オシロスコープ１３にトリガをかけ、放電電圧波形の採取を行う。
【００１９】
以下、コンデンサ放電試験装置２の詳細を示すブロック図である図２を用いて、本実施形態をさらに詳細に説明する。
【００２０】
電源入力１４からの電圧を１チップマイコン８が取り込める電圧レベルに分圧すると同時に危険電圧である電源入力１４からの電圧と１チップマイコン８を電気的に絶縁する分圧および絶縁部５を持つ。分圧および絶縁部５には、トランスを用いた分圧回路、コンデンサを直列に接続したコンデンサ分圧回路、抵抗を直列に接続した抵抗分圧回路等、通常使われる絶縁手法を用いた分圧回路を用いることができる。また、絶縁はフォトカプラで行う。
【００２１】
１チップマイコン８は、電圧最大値のサーチ、半導体スイッチ制御および絶縁部９経由で半導体スイッチ６のオン／オフ制御を行う。１チップマイコン８は、通常用いられる機器組込用のマイコンを使用することができる。
【００２２】
また半導体スイッチ６は被試験装置４の電源回路部４１への供給電源を制御する。当然ながら半導体スイッチ６は電源１の電圧に耐えられるものを用いる。例えばIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等を用いる。IGBTを用いるのであれば、IGBTのゲート電極に半導体スイッチ制御および絶縁部９の出力を接続し、IGBTのエミッタ電極とコレクタ電極を電源入力１４と電源出力７に接続する。
【００２３】
また、半導体スイッチ制御および絶縁部９は１チップマイコン８からの制御信号を受けて半導体スイッチ６のOn/Offを制御し、しかも半導体スイッチ６を通過する高電圧に対し、１チップマイコン８と半導体スイッチ６を絶縁する半導体素子である。半導体スイッチ制御および絶縁部９には、上述した分圧および絶縁部５と同様に絶縁を施した素子を用いる。
【００２４】
また本実施形態コンデンサ放電試験装置２は、試験開始信号１０を生成する試験開始ボタン１５としてプッシュボタンを用い、またオシロスコープ１３のためのトリガ用信号である波形採取用トリガ信号１１が得られる端子を持つ。またコンデンサ放電試験装置２内に回路駆動用としてバッテリー電源１２を持つ。バッテリー電源１２は１チップマイコン８、半導体スイッチ制御および絶縁部９等コンデンサ放電試験装置２内の必要な回路に供給されている。図２ではバッテリー電源供給用の配線は一部だけ示している。
[動作の説明]
図３は、図２で述べたコンデンサ放電試験装置２の動作を含めた試験のフローチャートである。
【００２５】
まず、コンデンサ放電試験装置２のメインスイッチ３をオンすると、バッテリー電源１２がコンデンサ放電試験装置２に供給され、始動する。１チップマイコン８は半導体スイッチ制御および絶縁部９経由で半導体スイッチ６をオンし、電源入力１４から入力された交流電源が、電源出力７経由で被試験装置４に供給される。（Ｓ１）
次にコンデンサ放電試験装置２上にある試験開始信号１０発生用の試験開始ボタン１５を押下することで、１チップマイコン８は試験開始信号１０を受信し、分圧および絶縁部５からの分圧された電圧の読み込みを開始する。（Ｓ２）
１チップマイコン８は分圧された電圧を周期的にスキャンし、得た最大電圧値を更新する。（Ｓ３）一定時間例えば交流電圧の数周期が経過したら（Ｓ４  Ｙｅｓ）、１チップマイコン８内の記憶部（不図示）に格納する。一定時間経過していない場合（Ｓ４  Ｎｏ）は経過するまでスキャンを継続する。
【００２６】
１チップマイコン８は、最大電圧値を得た後も続けてスキャンを行って電圧値を取り込む（Ｓ５）。取り込んだ電圧値が、記憶部に格納された最大電圧値に一致した最初のタイミング（Ｓ６  Ｙｅｓ）で、半導体スイッチ制御および絶縁部９経由で半導体スイッチ６に対して、スイッチオフ信号を出す。それによって電源出力７の電源供給を切断する。電源供給の切断とともに、波形採取用トリガ信号１１を生成し（Ｓ７）、この波形採取用トリガ信号１１でオシロスコープにトリガをかけ、被試験装置４の電源回路部４１の電圧波形の観測を行い、規定の時間内に所定の電圧値まで減衰するかどうかを確認する。減衰すればその被試験装置４はコンデンサ放電試験に合格、しなければ不合格である。このようにして試験は終了する。スキャンした電圧が最大電圧値に一致しない場合（Ｓ６  Ｎｏ）はスキャンを継続する。
【００２７】
１チップマイコン８は、最大電圧を検出したタイミングの次に最大電圧になったタイミングで半導体スイッチ６を遮断して電源供給を切断する。そのため特許文献１で用いているディレー回路は不要になる。
【００２８】
また図３では手動で行っていたものを、本実施形態のコンデンサ放電試験装置２では１チップマイコン８が自動的に切断のタイミングを取るので、被試験装置４に供給する電源をピーク値で確実に切断するタイミングをとることができる。さらに、作業者は試験開始ボタン１５を押下するだけでよく、操作が非常にシンプルである。また、本実施形態のコンデンサ放電試験装置２は、バッテリー駆動であり、軽量で持ち運びが可能であり、非常に廉価である。また、コンパクトであるため机上で試験が可能である。
【００２９】
１チップマイコン８の動作速度は通常数十ＭＨｚかそれ以上あり、また分圧および絶縁部５、半導体スイッチ制御および絶縁部９、半導体スイッチ６もそれに追随できるものを用いる。従って、交流電源に例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源を用いた場合、１チップマイコン８の動作速度は交流電源の周波数より十分に速い。そのためコンデンサ放電用試験装置２は最大電圧になった瞬間に、遅延することなく、正確なタイミングで電源供給を切断できる。
【００３０】
また、１チップマイコン８がスキャンで得る最大電圧値は、正の最大電圧値でもよいし、負の最大電圧値でもよい。
【００３１】
また、交流電源として商用交流電源を使う場合は、電源の周波数は前もって分かっている。しかし仮に交流電源の周波数が不明の場合でも、１チップマイコン８で電源入力１４の電圧を一定時間スキャンして周波数を測定すれば、最大電圧のタイミングを得ることができ、最大電圧で電源供給を切断できる。
【００３２】
更に、本実施形態では電源として交流電源を用いたが、直流電源でも構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１    電源
２    コンデンサ放電試験装置
３    メインスイッチ
４    被試験装置
５    分圧および絶縁部
６    半導体スイッチ
７    電源出力
８    １チップマイコン
９    半導体スイッチ制御および絶縁部
１０    試験開始信号
１１    波形採取用トリガ信号
１３    オシロスコープ
１４    電源入力
１５    試験開始ボタン
３２    電源切断スイッチ
３３    端子台
４１    電源回路部
４５    コンデンサ
８１    A/D変換ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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