(57)【要約】【課題】充電警告用ＬＥＤの故障確率を低減させ、電源遮断時の安全作業を確保できる充電警告回路を提供する。【解決手段】平滑コンデンサ３の端子間に抵抗器を介し、並列接続したツェナーダイオードとコンデンサで構成した第一電源部１１と、第一電源部１１から抵抗分圧により基準電圧を規定する基準電圧生成手段１２と、平滑コンデンサ３の充電状態を抵抗分圧により検出する不足電圧検出手段１３と、不足電圧検出手段１３の出力電圧と基準電圧とを入力し、不足電圧検出手段１３の出力電圧が基準電圧以下で動作するコンパレータ１４と、コンパレータ１４の出力によって充電警告用ＬＥＤ１５ａを点灯するＬＥＤ駆動回路１５とを備え、主電源が遮断後に充電警告用ＬＥＤ１５ａを点灯させ、平滑コンデンサ３に充電された電荷を消費させる。【選択図】図１
2009055650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源の交流を直流に電力変換した直流電源に接続された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ端子間に抵抗器を介し、並列接続したツェナーダイオードとコンデンサで構成した第一電源部と、前記第一電源部から抵抗分圧により基準電圧を規定する基準電圧生成手段と、前記平滑コンデンサの充電状態を抵抗分圧により検出する不足電圧検出手段と、前記不足電圧検出手段の出力電圧と前記基準電圧とを入力し、前記不足電圧検出手段の出力電圧が基準電圧以下で動作するコンパレータと、前記コンパレータの出力によって充電警告用ＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動回路とを備え、主電源が遮断後に前記充電警告用ＬＥＤを点灯させ、前記平滑コンデンサに充電された電荷を消費させることを特徴とした充電警告回路。
【請求項２】
前記平滑コンデンサに並列接続され、抵抗器とスイッチング素子を直列接続した放電回路と、前記放電回路のスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦする駆動回路とをさらに備え、充電警告用ＬＥＤが点灯時に、コンパレータの出力により前記スイッチング素子を駆動して、短時間に前記平滑コンデンサの電荷を消費する請求項１に記載の充電警告回路。
【請求項３】
請求項２記載の充電警告回路を、回生制動回路と回生駆動回路を有するコンデンサインプット型のモータ制御装置に接続し、放電回路を前記回生制動回路で代用、駆動回路を前記回生駆動回路で代用して、充電警告用ＬＥＤが点灯時にコンパレータの出力により、前記回生駆動回路で回生制動回路を駆動させ、短時間に前記平滑コンデンサの電荷を消費することを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑用電解コンデンサの充電警告回路に関し、充電警告用ＬＥＤの長寿命化と電源遮断後の作業安全の確保に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用途の機器には、コンデンサインプット型電源を備えた機器が数多く存在する。これらの機器設置においては、感電等の危険が伴うため、専門家が行うように指定されているケースが大半である。
【０００３】
専門家が行う作業のひとつに電源遮断後の配線作業がある。通常、電源遮断後に平滑用電解コンデンサが低電圧（ＤＣ６０Ｖ以下）になるまでは、平滑用電解コンデンサに触らないことを取扱説明書に記載して警告している。また、電源投入中はランプを点灯して注意を喚起している。
【０００４】
最近では、製品のライフエンドを考慮した安全設計が求められており、製品のライフエンド前に安全に係わる部品が故障しない設計が求められている。
【０００５】
従来、電源投入中は安全確認のため充電警告用ＬＥＤを点灯させており、電源遮断時には充電警告用ＬＥＤの消灯を確認してから、専門家が配線作業を行っていた。また、電源遮断後、平滑用電解コンデンサの充電電荷をはやく消費させるため、常時、放電用の抵抗器を平滑用電解コンデンサに並列接続している（例えば、特許文献１の図１を参照。）。
【特許文献１】特開平０７−１０７６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来機器のように、電源投入中は充電警告用ＬＥＤを点灯させることで、電源遮断時には、充電警告用ＬＥＤの消灯により電解コンデンサの充電放電を確認している。電源投入中に充電警告用ＬＥＤを常時点灯させると、製品寿命の前に充電警告用ＬＥＤが故障して点灯しなくなる可能性があった。また、充電警告用ＬＥＤの故障で不点灯の際には、作業者が誤って配線作業を行う可能性があった。
【０００７】
さらに、特許文献１の放電用抵抗器は、平滑用電解コンデンサに常時接続されているため、電源投入中の無駄な電力消費によって発熱している。仮に、発熱によって放電抵抗器が断線すれば、放電時間が長くなるなど課題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、充電警告用ＬＥＤの故障確率を低減させ、電源遮断時の安全作業を確保できる充電警告回路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】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために請求項１に記載の充電警告回路は、主電源の交流を直流に電力変換した直流電源に接続された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ端子間に抵抗器を介し、並列接続したツェナーダイオードとコンデンサで構成した第一電源部と、前記第一電源部から抵抗分圧により基準電圧を規定する基準電圧生成手段と、前記平滑コンデンサの充電状態を抵抗分圧により検出する不足電圧検出手段と、前記不足電圧検出手段の出力電圧と前記基準電圧とを入力し、前記不足電圧検出手段の出力電圧が基準電圧以下で動作するコンパレータと、前記コンパレータの出力によって充電警告用ＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動回路とを備え、主電源が遮断後に前記充電警告用ＬＥＤを点灯させ、前記
平滑コンデンサに充電された電荷を消費させることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の充電警告回路は、前記平滑コンデンサに並列接続され、抵抗器とスイッチング素子を直列接続した放電回路と、前記放電回路のスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦする駆動回路とをさらに備え、充電警告用ＬＥＤが点灯時に、コンパレータの出力により前記スイッチング素子を駆動して、短時間に前記平滑コンデンサの電荷を消費する。
【００１１】
さらに、請求項３に記載のモータ制御装置は、請求項２記載の充電警告回路を、回生制動回路と回生駆動回路を有するコンデンサインプット型のモータ制御装置に接続し、放電回路を前記回生制動回路で代用、駆動回路を前記回生駆動回路で代用して、充電警告用ＬＥＤが点灯時にコンパレータの出力により、前記回生駆動回路で回生制動回路を駆動させ、短時間に前記平滑コンデンサの電荷を消費する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の充電警告回路によれば、主電源投入中は充電警告用ＬＥＤを点灯させず、主電源遮断時にのみ充電警告用ＬＥＤを点灯させて、平滑用電解コンデンサの充電電荷を消費するため、充電警告用ＬＥＤの点灯時間を大幅に短縮でき、充電警告用ＬＥＤの故障確率が低くなり長寿命化を確保できる。
【００１３】
また、充電警告用ＬＥＤが点灯していなければ、平滑用電解コンデンサが充電状態にあると、作業者が注意する方向に判断するため危険を回避できる。つまり、充電警告用ＬＥＤが点灯していなければ、作業者は電源投入中か電源遮断かを確認する。これにより平滑用電解コンデンサの充電状態を確認することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の充電警告回路によれば、充電警告用ＬＥＤを点灯させながら、平滑用電解コンデンサの充電電荷を早く消費することができる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載のモータ制御装置によれば、放電回路と駆動回路を回生制動回路と回生駆動回路で兼用できるため安価に構成することができる。また、平滑用電解コンデンサの充電電荷を速やかに消費させることができ、電源遮断と充電警告用ＬＥＤの消灯を確認することで、モータ制御装置の充電電荷に対する安全性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
主電源の交流を直流に電力変換した直流電源に接続された平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ端子間に抵抗器を介し、並列接続したツェナーダイオードとコンデンサで構成した第一電源部と、前記第一電源部から抵抗分圧により基準電圧を規定する基準電圧生成手段と、前記平滑コンデンサの充電状態を抵抗分圧により検出する不足電圧検出手段と、前記不足電圧検出手段の出力電圧と前記基準電圧とを入力し、前記不足電圧検出手段の出力電圧が基準電圧以下で動作するコンパレータと、前記コンパレータの出力によって充電警告用ＬＥＤを点灯するＬＥＤ駆動回路とを備え、主電源が遮断後に前記充電警告用ＬＥＤを点灯させ、前記平滑コンデンサに充電された電荷を消費させる。以下、実施の形態について図を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の充電警告回路をモータ制御装置に接続したものであり、先ずモータ制御装置（サーボアンプやインバータ装置など）について説明する。
【００１７】
図２は、回生制動回路と回生駆動回路を備えた従来のモータ制御装置のブロック構成図である。図２において、交流電源１の交流電圧（例えば、ＡＣ２００Ｖ）を整流コンバータ２で整流し、平滑用電解コンデンサ３にて平滑した直流電圧から各種の制御を行ってい
る。
【００１８】
平滑用電解コンデンサ３には、インバータ回路４が接続され、モータ７の巻線に電流を供給する。電圧検出回路（図示せず）は、モータ７が回生状態により平滑用電解コンデンサ３の端子電圧が所定値以上を検出すると回生駆動回路６に動作信号を出力する。このとき回生駆動回路６は、平滑用電解コンデンサ３の端子間に設けた回生制動回路５のスイッチング素子５ａをＯＮさせて回生抵抗器５ｂに電流を流す。これにより平滑用電解コンデンサ３が回生電力で破壊するのを防止している。
【００１９】
さらに、平滑用電解コンデンサ３の充電放電を確認するため、充電警告用ＬＥＤ８ａと抵抗器８ｂを直列接続して、平滑用電解コンデンサ３に並列接続している。これにより、交流電源１の投入中は、充電警告用ＬＥＤ８ａを点灯させて平滑用電解コンデンサ３が充電状態にあることを警告し、遮断時には、充電警告用ＬＥＤ８ａの消灯により、平滑用電解コンデンサ３の放電を確認することができる。また、平滑用電解コンデンサ３の充電電荷をはやく消費させるため、上述した特許文献１のように常時、放電用抵抗器９を平滑用電解コンデンサ３に並列接続する場合もある。
【００２０】
ここで、本発明の充電警告回路について説明する。図１は、本発明の充電警告回路を接続したモータ制御回路のブロック図である。ここでは、本発明の充電警告回路を中心に説明し、モータ制御装置については図２と同じ符号を用い、その説明を省略する。
【００２１】
図１において、充電警告回路は、第一電源部１１と、基準電圧生成手段１２と、不足電圧検出手段１３と、コンパレータ１４と、ＬＥＤ駆動回路１５とで構成されている。この第一電源部１１は、平滑コンデンサ３の端子間に抵抗器１１ｃを介し、並列接続したツェナーダイオード１１ａとコンデンサ１１ｂで構成している。
【００２２】
基準電圧生成手段１２は、第一電源部１１から抵抗分圧（抵抗器１２ａと抵抗器１２ｂ）により基準電圧（例えば、ＤＣ２Ｖ）を規定する。不足電圧検出手段１３は、平滑用電解コンデンサ３間に接続され、モータ制御装置の機能が働かない電圧（例えば、ＤＣ６０Ｖ）を、平滑用電解コンデンサ３の充電状態を抵抗分圧（抵抗器１３ａと抵抗器１３ｂ）により検出する（例えば、ＤＣ０．６Ｖ）。
【００２３】
コンパレータ１４は、不足電圧検出手段１３の出力電圧と基準電圧生成手段１２の基準電圧とを入力し、不足電圧検出手段１３の出力電圧が基準電圧以下で動作させる。ＬＥＤ駆動回路１５（例えば、ＤＣ２Ｖで動作）は、コンパレータ１４の出力によって充電警告用ＬＥＤ１５ａを点灯する。
【００２４】
ここで、充電警告回路の動作について説明する。まず、主電源１の投入により、平滑用電解コンデンサ３が充電される。第一電源部１１は、主電源１が投入されている間に、抵抗器１１ｃを介して電解コンデンサ１１ｂを充電し、ツェナーダイオード１１ａにより電源電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）が決定される。
【００２５】
主電源１の投入によって、平滑用電解コンデンサ３は充電されているため、不足電圧検出手段１３が検出する出力電圧（例えば、ＤＣ２．８Ｖ）は、基準電圧生成手段１２で規定する基準電圧より高くなるため、コンパレータ１４は動作しない。したがって、ＬＥＤ駆動回路１５は動作せず、充電警告用ＬＥＤ１５ａも点灯しない。
【００２６】
次に、主電源１を遮断したとき、平滑用電解コンデンサ３に接続された制御回路（図示せず）によって平滑用電解コンデンサ３の端子電圧が降下すると、抵抗分圧による不足電圧検出手段１３の出力電圧も降下し、基準電圧より低くなる。この状態でコンパレータ１
４が動作して、ＬＥＤ駆動回路１５の充電警告ＬＥＤ１５ａが点灯する。充電警告用ＬＥＤ１５ａが点灯する時間は、第一電源部１１の電解コンデンサ１１ｂの充電電荷と充電警告用ＬＥＤ１５ａの消費電流を決定する抵抗値により決定される。
【００２７】
このように、主電源が投入状態で充電警告用ＬＥＤが点灯することはなく、主電源が遮断時のみ、しかも第一電源部の電解コンデンサに充電された電荷を消費する間のみ点灯するので、大幅に充電警告用ＬＥＤの寿命を伸ばすことができる。
【００２８】
また、充電警告用ＬＥＤが点灯していない場合、作業者は平滑用電解コンデンサ３が充電状態で感電の危険性があると判断するため、安全性を確保することができる。そして、作業者が主電源遮断と充電警告用ＬＥＤ消灯の両方を確認したとき、初めて安全に作業を開始することができる。
【００２９】
ところで、産業用途のサーボアンプやインバータ装置は、回生制動回路５と回生駆動回路６を備えたものが多い。そこで、平滑用電解コンデンサ３の電荷をさらに速やかに放電させるため、この回生制動回路５と回生駆動回路６を利用する。このため、回生状態によって平滑用電解コンデンサ３が所定値以上を検出したときに加えて、充電警告回路のコンパレータ１４が動作したときの出力を回生駆動回路６に入力する。また、同様のコンパレータを追加して、その出力を回生駆動回路６に入力してもよい。
【００３０】
このように、モータ制御装置がもともと備えている回生制動回路と回生駆動回路を兼用できるため、安価に速やかに充電電荷を消費することができる。
【００３１】
なお、充電警告回路における電解コンデンサの容量や各抵抗器の具体的な抵抗値については、所定の関係を維持するように設定すればよく、詳細な説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の充電警告回路は、コンデンサインプット型電源を備えた産業用途の機器などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモータ制御装置のブロック回路図
【図２】従来のモータ制御装置のブロック回路図
【符号の説明】
【００３４】
１  主電源
２  整流コンバータ
３  平滑用電解コンデンサ
４  インバータ回路
５  回生制動回路
６  回生駆動回路
７  モータ
１１  第一電源部
１２  基準電圧生成手段
１３  不足電圧検出手段
１４  コンパレータ
１５  ＬＥＤ駆動回路
１５ａ  充電警告用ＬＥＤ
【図１】
2009055650.tif 000003
【図２】
2009055650.tif 000004