(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路、第２の回路、電源とが直列に接続され、第１の回路は電子または電気機器本体の負荷回路とこれを制御する制御手段との並列回路であり、第２の回路は常開のプッシュスイッチからなる電源スイッチ手段と半導体素子からなる第１のスイッチング素子との並列回路でありかつ第１の回路と前記電源との接続・遮断を切り替える回路である電子または電気機器において、
第１のスイッチング素子と電源スイッチ手段は閉成状態のときは第１の回路と前記電源とを接続するものであり、前記制御手段は前記電源スイッチ手段の操作に応答して第１のスイッチング素子を開閉切り替えするとともに、
さらに第２の回路には第１のスイッチング素子よりも通電容量の小さい半導体素子からなる第２のスイッチング素子が並列に配されており、第２のスイッチング素子は閉成状態のときは第１の回路と前記電源とを接続するものであり、前記制御手段は前記電源スイッチ手段の操作に応答していずれのスイッチング素子も開成状態のときはまず第２のスイッチング素子を閉成状態にし前記負荷回路を動作させるときは第１のスイッチング素子を閉成状態にした後第２のスイッチング素子を開成状態にし、少なくとも一方のスイッチング素子が閉成状態のときは閉成状態のスイッチング素子を開成状態にすることを特徴とする電子または電気機器。
【請求項２】
前記負荷回路の動作の予約待機時に第２のスイッチング素子は閉成状態となり第１のスイッチング素子は開成状態となることを特徴とする請求項１に記載の電子または電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源の制御回路を備えたＡＶ機器や洗濯機等の電子または電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、洗濯機の電源制御装置としては、特許第２５２３７９８号等に開示されたような技術が知られている。これは、電源プラグをコンセントに差し込むと、制御回路に交流電源が接続されて制御回路が動作状態となり、その後運転開始指示により負荷回路と交流電源間に設けたリレー接点が閉じて、負荷回路に交流電源が供給されるものである。
【０００３】
運転終了時の自動電源ＯＦＦ、または使用者による電源ＯＦＦが指示された場合は、制御回路によりリレー接点が開成され、負荷回路への交流電源の供給を遮断するが、制御回路には電源プラグを抜かない限り交流電源を供給し続ける構成になっている。
【０００４】
上記電源制御装置においては、運転終了後等の電源を切った状態の待機時においても制御回路へ交流電源を供給しているため、少量ではあるが電力を消費し続けている。近年、一般家庭における洗濯機等の電気機器でもマイコン内蔵のものが増えており、これらの機器は電源に接続しただけで電力の消費を伴う待機電力が発生し、その合計は無視できない値になってきている。将来、電力の供給不足が生じることを考慮して、エネルギーの消費を削減するため、上記のような待機電力をも削減する必要がある。
【０００５】
上記のような問題点を考慮して、洗濯機の待機時に洗濯モータ等の負荷回路とこれを制御する制御回路への電力供給を遮断し消費電力をゼロにする電源制御装置が、特願平９−０５１３７９号公報で開示されている。ここで開示されている電源制御装置のブロック図を図７に示す。
【０００６】
図７において、待機時の消費電力をゼロにするための制御に関わりのある回路部分についてのみ説明する。この回路において、常開のプッシュスイッチからなる電源スイッチ３が押圧されると、電源スイッチ３は閉成され、交流電源４が制御回路２に接続される。よって、制御回路２が動作状態となる。制御回路２が動作を開始すると、電源リレー接点５が閉成され電源スイッチ３の押圧をやめる（指をはなす）と電源スイッチ３は開成状態に復帰する。
【０００７】
制御回路２による動作の全工程が終了すると、もしくは制御回路２の動作中に電源スイッチ３が押圧されると、負荷動作が停止した後、電源リレー接点５は開成される。そして、押圧をやめると電源スイッチ３は開成状態に復帰する。このように、洗濯動作の終了後は全ての回路が交流電源４より遮断されるので、待機時の消費電力はゼロとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の特願平９−０５１３７９号公報に開示されている電源制御装置においては、電源リレー接点５の閉成時、開成時に動作音がするため、静粛性に欠ける。また、電源を投入してから（制御回路２を動作状態にしてから）所定時間放置状態になる予約タイマーを用いた場合には、制御回路２を動作状態に保つため電源リレー５を閉成状態に保つ必要がある。よって、この場合は待機時に電力が消費され続ける。
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑みて、洗濯機等の電子又は電気機器において、待機時における消費電力をなくすとともに電源スイッチ操作時及び負荷回路動作終了時に電源リレーにより発生する動作音を除去することを目的とする。さらに、予約待機時における消費電力を削減することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の回路、第２の回路、電源とが直列に接続され、第１の回路は電子または電気機器本体の負荷回路とこれを制御する制御手段との並列回路であり、第２の回路は常開のプッシュスイッチからなる電源スイッチ手段と半導体素子からなる第１のスイッチング素子との並列回路でありかつ第１の回路と前記電源との接続・遮断を切り替える回路である電子または電気機器において、第１のスイッチング素子と電源スイッチ手段は閉成状態のときは第１の回路と前記電源とを接続するものであり、前記制御手段は前記電源スイッチ手段の操作に応答して第１のスイッチング素子を開閉切り替えするとともに、さらに第２の回路には第１のスイッチング素子よりも通電容量の小さい半導体素子からなる第２のスイッチング素子が並列に配されており、第２のスイッチング素子は閉成状態のときは第１の回路と前記電源とを接続するものであり、前記制御手段は前記電源スイッチ手段の操作に応答していずれのスイッチング素子も開成状態のときはまず第２のスイッチング素子を閉成状態にし前記負荷回路を動作させるときは第１のスイッチング素子を閉成状態にした後第２のスイッチング素子を開成状態にし、少なくとも一方のスイッチング素子が閉成状態のときは閉成状態のスイッチング素子を開成状態にする構成とする。
【００１１】
上記構成においては、制御手段が通電されていない状態、すなわちスイッチング素子とスイッチがともに開成状態のときに、電源スイッチ手段を閉成状態すなわち押圧（操作）すると、電源と制御手段が接続され、制御手段が動作状態になる。制御手段が動作を開始すると、制御手段は第１のスイッチング素子を閉成状態（ＯＮ）とし、電源スイッチ手段が開成した状態に復帰しても第１のスイッチング素子を介して制御手段に電源が接続されている。第１のスイッチング素子は、制御手段よりＯＦＦするための信号が発生されるまでＯＮ状態を保持する。従って、電源スイッチ手段が一旦閉成された後開成されても、制御手段は動作を維持することができ、負荷回路を動作させることができる。
【００１２】
制御手段の動作中に電源スイッチ手段が押圧されると、制御手段は第１のスイッチング素子を開成（ＯＦＦ）するための信号を出力し、第１のスイッチング素子をＯＦＦさせる。以上の動作において、スイッチング素子は半導体素子よりなるので、スイッチング素子の開閉動作に伴う不快な機械音は発生しない。
【００１４】
いずれのスイッチング素子も開成状態すなわち制御手段に通電されていない状態で電源スイッチ手段が操作されると、電源と制御手段が接続され制御手段が動作状態となる。制御手段が動作を開始すると、まず第２のスイッチング素子を閉成するので、電源スイッチ手段が開成状態に復帰しても第２のスイッチング素子を介して制御手段に電源が接続されている。このとき負荷回路は動作していないので、第２のスイッチング素子の通電容量は少なくてすむし、これを制御する電流も小さい。例えば、第２のスイッチング素子のみ閉成された状態で負荷回路動作の予約待機をする場合は、先述のように消費電力が削減される。
【００１５】
負荷回路が動作する際には、制御手段はモーター等の負荷に応じた容量を有する第１のスイッチング素子を閉成し、第２のスイッチング素子を開成する。この状態で、負荷回路を動作させることができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は本発明を洗濯機に適用した実施形態１のブロック図であり、図７に示す従来例に対応する部分には同一符号を付す。図１において、負荷回路１と制御回路２からなる第１の回路と、第１の半導体スイッチング素子１６と電源スイッチ３からなる第２の回路と、交流電源４は直列に接続されている。また、第１の回路内において、負荷回路１と制御回路２は並列に接続され、第２の回路内において第１の半導体スイッチング素子１６と電源スイッチ３は並列に接続されている。
【００１９】
負荷回路１は、排水弁７、給水弁８および洗濯機モーター９より成る負荷１０と、負荷１０を制御する負荷制御素子群１１で構成される。図中、１２は制御回路２に対して負荷１０の制御状態を指示する制御指示装置であり、１３は制御指示装置１２より指示された洗濯機の制御状態を表示する表示装置、１４は電源スイッチ３の開閉状態を検出する検出回路、１７は制御回路２からの制御信号により、第１の半導体スイッチング素子１６をＯＮ/ＯＦＦ制御する第１の半導体スイッチング素子制御回路である。制御回路２、制御指示装置１２、表示装置１３、電源スイッチ開閉検出回路１４、第１の半導体スイッチング素子制御回路１７を合わせて制御手段ということにする。
【００２０】
図１に示す構成によれば、常開のプッシュスイッチより成る電源スイッチ３を押圧すると、該電源スイッチ３は閉成し、交流電源４と制御回路２を接続して制御回路２を動作状態にする。制御回路２は、動作を開始すると、第１の半導体スイッチング素子制御回路１７に対して第１の半導体スイッチング素子１６をＯＮすべく制御電流を出力するよう信号を供給する。そして、第１の半導体スイッチング素子１６はＯＮとなる。
【００２１】
第１の半導体スイッチング素子１６がＯＮすると、電源スイッチ３の押圧が解除され、該電源スイッチ３が開成状態に復帰しても、第１の半導体スイッチング素子１６を介して制御回路２と負荷回路１に交流電源４が供給される。上記のような第１の半導体スイッチング素子１６のＯＮ状態は、制御回路２から第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦするための信号が第１の半導体スイッチング素子制御回路１７に出力されるまで自己保持される。
【００２２】
従って、電源スイッチ３が一旦閉成されると、その後開成されても制御回路２は動作状態を維持することができる。制御回路２は負荷回路制御素子群１１を制御して負荷１０を動作させ、また制御指示装置１２からの入力、および表示装置１３への出力を可能にし、一連の洗濯機の動作が行える状態となる。
【００２３】
制御指示装置１２からの入力により、例えば洗い、すすぎ、脱水等の一連の洗濯動作が開始され、実行されて、全工程を終了すると、制御回路２は第１の半導体スイッチング素子制御回路１７に、第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦさせるべく信号を出力する。そして、第１の半導体スイッチング素子１６はＯＦＦとなる。これにより、交流電源４は制御回路２と負荷回路１より遮断され、一連の洗濯動作が終了する。そして、この洗濯動作の終了後は、洗濯機の消費電力をゼロにすることができる。
【００２４】
また、制御回路２の動作中に電源スイッチ３を閉成すると、電源スイッチ３の開閉を検出する検出回路１４がこれを検出し、制御回路２に検出信号を伝える。制御回路２は上記検出信号を受けて、負荷回路が動作中であればこれを停止させた後第１の半導体スイッチング素子制御回路１７に、第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦさせるべく信号を出力する。そして、第１の半導体スイッチング素子１６はＯＦＦとなる。
【００２５】
第１の半導体スイッチング素子１６のＯＦＦにより、制御回路２と負荷回路１が交流電源４から遮断され、洗濯機の消費電力がゼロになる。以上のように、本実施形態のスイッチング素子１６は半導体素子からなるため、スイッチング素子の切り替え動作において不快な機械音は発生しない。
【００２６】
図２は、本実施形態のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１で電源スイッチ３を押圧すると、ステップＳ２で制御回路２が動作を開始し、ステップＳ３で第１の半導体スイッチング素子１６をＯＮする。次に、ステップＳ４で電源スイッチ３の開閉を判断し、閉成ならば開成信号を待つステップへ戻り、開成ならば次のステップＳ５へ移り、電源スイッチ３が開いているとステップＳ６へ進み洗濯工程の指示を待つ。
【００２７】
上記ステップＳ５で、電源スイッチ３が閉成していることを示す閉成信号の入力が行われると開成信号を待つステップＳ１３へ移行し、開成信号が入力されればステップＳ１０で第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦする。ステップＳ６で、洗濯工程のスタートの指示が制御装置１２で行われると、一連の工程が開始されるステップＳ７へ移る。一定時間経過後に運転を開始する予約運転が指示された場合は、一定時間経過後にステップＳ７へ移行する。
【００２８】
ステップＳ８で洗濯工程を実行中に電源スイッチ３を閉成する閉成信号が入力されると、制御回路２ではまずステップＳ１２で負荷回路素子群１１の制御により負荷回路１０の停止を行う。そして、次にステップＳ１３で電源スイッチ３が開成したことを示す開成信号が入力されるのを待ち、この開成信号が入力されるとステップＳ１０で第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦする。
【００２９】
ステップＳ８で電源スイッチが開成していることを検出すると、次のステップＳ９へ進み、洗濯工程が終了したか否かを判断する。洗濯工程が終了していない場合はステップＳ８へ戻る。洗濯工程が終了した場合は、ステップＳ１０へ進み第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦする。
【００３０】
（実施形態２）
図３は本発明を洗濯機に適用した実施形態２のブロック図であり、図１に対応する部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施形態の実施形態１と相違する点は、第１の半導体スイッチング素子１６よりも通電容量が小さい第２の半導体スイッチング素子１８が第１の半導体スイッチング素子１６に並列接続され、さらに第２の半導体スイッチング素子１８に制御電流を与える第２の半導体スイッチング素子制御回路１９が制御手段に構成されている点である。
【００３１】
第１の半導体スイッチング素子１６と第２の半導体スイッチング素子１８がともにＯＦＦすなわち制御回路２と負荷回路１が交流電源４から遮断された状態で電源スイッチ３を押圧して閉成すると、前述のように制御回路２が動作を開始する。制御回路２は、動作を開始すると、第２の半導体スイッチング素子制御回路１９に第２の半導体スイッチング素子１８をＯＮさせるべく信号を供給する。そして、第２の半導体スイッチング素子１８はＯＮとなる。
【００３２】
制御回路２は、第２の半導体スイッチング素子１８のＯＮ状態を自己保持する。第２の半導体スイッチング素子１８は、負荷回路１の動作時にＯＮ状態となるものではないので、通電電流定格は少なくてすむし、これを制御する電流も少なくてすむ。
【００３３】
制御指示装置１２からの入力により、例えば洗い、すすぎ、脱水等の一連の洗濯動作が開始されると、制御回路２は、まず、負荷１０の電流に見合った定格の第１の半導体スイッチング素子１６をＯＮさせるべく第１の半導体スイッチング素子制御回路１７に信号を出力し、第１の半導体スイッチング素子１６はＯＮされる。次に、第２の半導体スイッチング素子１８をＯＦＦさせるべく第２の半導体スイッチング素子制御回路１９に信号を出力し、第２の半導体スイッチング素子１８はＯＦＦされる。
【００３４】
これにより、制御回路２は第１の半導体スイッチング素子１６を介して動作状態を自己保持するとともに、負荷回路制御素子群１１を制御して負荷１０を動作させ、一連の洗濯動作を行う。以上のような構成により、本実施形態においては、実施形態１の効果に加えて、例えば一定時間経過後に洗濯動作を開始する予約運転待機時の半導体スイッチング素子の制御電流を削減でき、消費電力を削減することができる。
【００３５】
図４は、本実施形態のフローチャートである。図２と相違する部分のみを説明する。ステップＳ２で制御回路２が動作を開始すると、ステップＳ３１で第２の半導体スイッチング素子１８をＯＮする。ステップＳ６で洗濯工程のスタート指示が行われると、ステップＳ６１で第１の半導体スイッチング素子１６をＯＮとし、ステップＳ６２で第２の半導体スイッチング素子１８をＯＦＦとし、ステップＳ７の洗濯工程に移行する。
【００３６】
尚、ステップＳ６で一定時間経過後の運転を開始する予約運転が指示された場合は、一定時間経過後にステップＳ６１へ移行する。ステップＳ９で洗濯工程が終了したと判断された場合は、ステップＳ１１でＯＮ状態である第１の半導体スイッチング素子１６をＯＦＦする。ステップＳ１５で電源スイッチが開成したらステップＳ１１で第１の半導体スイッチング素子１６または第２の半導体スイッチング素子１８の内、ＯＮ状態にあるスイッチング素子をＯＦＦとする。
【００３７】
（実施形態３）
図５は本発明を洗濯機に適用した実施形態３のブロック図であり、図１に対応する部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施形態においては、実施形態１の第１の半導体スイッチング素子１６と第１の半導体スイッチング素子制御回路１７として、具体的にトライアック１６ａとトライアック１６ａのゲートを駆動するゲート駆動回路１７ａが用いられている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３８】
ゲート駆動回路１７ａによりゲートがＯＦＦされた状態すなわち制御回路２と負荷回路１が交流電源４から遮断された状態で電源スイッチ３を押圧して閉成すると、前述のように制御回路２が動作を開始する。制御回路２は、動作を開始すると、ゲート駆動回路１７ａにトライアック１６ａをＯＮ状態とさせるべく信号を供給し、トライアック１６ａはＯＮ状態とされる。制御回路２は、トライアック１６ａのＯＮ状態を自己保持する。
【００３９】
尚、制御回路２は、トライアック１６ａをＯＮ状態に自己保持するため、具体的にはゲートを交流電源４電流のゼロ点を挟んでＯＮとなるように駆動させる。ゲート駆動回路１７ａのタイミングチャートを例示する。図６（ａ）を電源電流の波形図とする。このとき、ゲート駆動回路１７ａによるゲート駆動のタイミングを例えば図６（ｂ）に示す波形図のようにする。このようにゲートを駆動することで、トライアック１６ａはＯＦＦされることなくＯＮ状態を継続する。
【００４０】
本実施形態においては、パルスでゲートを駆動するので、トライアック１６ａをＯＮ状態に保持するための消費電力が削減される。勿論、このことは、予約運転待機中の消費電力を削減することにもなる。その他の制御方法は、実施形態１と同様なので説明を省略する。
【００４１】
以上の説明は、本発明を洗濯機に適用した場合について述べたものであるが、本発明は、一般の電気機器は勿論のことＡＶ機器等の電子機器にも適用することができる。また、実施形態では電源に交流電源を用いたものを示しているが直流電源でも同様に実施することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成であるので、電源投入時には電源スイッチを介し制御手段に通電し、その後は制御手段によって制御される半導体スイッチング素子により通電を保持し、負荷の動作が終了または中断すると半導体スイッチング素子をＯＦＦして負荷及び制御手段への全ての電源を遮断するので待機電力をゼロにすることができるとともに、半導体スイッチング素子には機械式の接点を使用しないので、開閉時に不快な機械音が発生しない。
【００４３】
また、負荷が動作していない場合は、通電電流定格の小さい半導体スイッチング素子で制御手段の動作状態を保持するので、半導体スイッチング素子の制御電流が低減でき、負荷が動作していないとき例えば一定時間経過後に洗濯工程の運転がスタートする予約運転の待機中の消費電力が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１のブロック図。
【図２】  実施形態１のフローチャート。
【図３】  実施形態２のブロック図。
【図４】  実施形態２のフローチャート。
【図５】  実施形態３のブロック図。
【図６】  実施形態３を説明するための波形図。
【図７】  従来例のブロック図。
【符号の説明】
１    負荷回路
２    制御回路
３    電源スイッチ
４    交流電源
５    電源リレー接点
７    排水弁
８    給水弁
９    モーター
１０  負荷
１１  負荷制御素子群
１２  制御指示装置
１３  表示装置
１４  電源スイッチ開閉検出回路
１５  電源リレー制御コイル
１６  第１の半導体スイッチング素子
１７  第１の半導体スイッチング素子制御回路
１８  第２の半導体スイッチング素子
１９  第２の半導体スイッチング素子制御回路
１６ａ  トライアック
１７ａ  ゲート駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003739199.tif 000006
【図６】
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【図７】
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