電源装置及びコンデンサ寿命判定方法
【課題】直流を平滑するコンデンサの寿命を正確に判定することができる電源装置及びコンデンサ寿命判定方法を提供する。
【解決手段】電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ３に充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと、該ピーク値ΔＶに到達するまでのピーク電流到達時間Δｔを求める。そして、求めたピーク値ΔＶを寿命の判定基準値Ｖｒｅｆと比較し、さらにピーク電流到達時間Δｔを判定基準時間Ｔｒｅｆと比較する。この比較において、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。
【解決手段】電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ３に充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと、該ピーク値ΔＶに到達するまでのピーク電流到達時間Δｔを求める。そして、求めたピーク値ΔＶを寿命の判定基準値Ｖｒｅｆと比較し、さらにピーク電流到達時間Δｔを判定基準時間Ｔｒｅｆと比較する。この比較において、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源をコンデンサで平滑して直流電圧を出力する電源装置及びコンデンサ寿命判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１や特許文献２にも記載されているように、直流電源を平滑するコンデンサ（主に電解コンデンサ）の電気的な特性を検出して寿命を判断する方法が案出されている。すなわち、特許文献１には、点灯装置内のコンデンサの容量が寿命末期に低下することにより、充放電の時間が初期に比べて短くなることを検出して寿命を判定する技術が開示されている。特許文献２には、コンデンサの放電時間を計測するカウンタを備えて、計測した放電時間が基準となる放電時間よりも短くなったときに、コンデンサが交換時期である旨を表示器で表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３６６６６号
【特許文献２】特開平７−１６３０４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている電源投入時にコンデンサの電圧を検出する方法では、電源投入の位相角により波形が異なることを考慮していないため 、コンデンサの端子電圧を正確に検出することができない。また、この文献には、力率改善回路（ＰＦＣ（Power Factor Control）回路）に対応する検出回路が開示されていない。特許文献２に記載されている電源遮断時にコンデンサの端子電圧を検出する方法では、電源遮断時においてコンデンサの特性を検知するので、コンデンサの動作中における容量抜け等の異常を検知することができない。このように、特許文献１及び２に記載された技術では、コンデンサの寿命を正確に判定することは困難である。
【０００５】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、直流を平滑するコンデンサの寿命を正確に判定することができる電源装置及びコンデンサ寿命判定方法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】
本発明の電源装置は、交流電源を整流する整流器と、前記整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサと、前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測手段と、前記電源計測手段による計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電制御手段と、前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出手段と、前記充電電流検出手段で検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定手段と、を備えた。
【０００７】
上記構成によれば、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサに充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサへの突入電流特性から平滑コンデンサの寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記整流器の出力端と前記平滑コンデンサの間に直列に介挿される第１のスイッチと抵抗からなる直列回路と、前記直列回路と並列に介挿される第２のスイッチと、を備え、前記充電制御手段は、０Ｖ電圧のタイミングで前記直列回路の前記第１のスイッチをオン状態にして前記平滑コンデンサに充電を行い、前記平滑コンデンサへの充電が完了すると前記第２のスイッチをオンする。
【０００９】
上記構成によれば、平滑コンデンサの寿命判定後に、平滑コンデンサの充電電流を検出するための抵抗を回路から外すことができ、この抵抗による電力消費を削減できる。
【００１０】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１１】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値の違いで平滑コンデンサの寿命を判定することができる。平滑コンデンサの静電容量が小さいときは充電電流のピーク値が小さくなり、静電容量が大きいときは充電電流のピーク値は大きくなる。コンデンサは寿命近くなると静電容量が小さくなることから、充電電流のピーク値の違いをみることで平滑コンデンサの寿命を容易に判定することができる。
【００１２】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１３】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から平滑コンデンサの寿命を判定することができる。平滑コンデンサの静電容量が小さいときは充電電流のピーク値に到達するまでの時間が早くなり、静電容量が大きいときは充電電流のピーク値に到達するまでの時間が遅くなる。コンデンサは寿命近くなると静電容量が小さくなることから、充電電流のピーク値に到達するまでの時間の違いをみることで平滑コンデンサの寿命を容易に判定することができる。
【００１４】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値と該ピーク値までの到達時間から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１５】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値の違いと、ピーク値到達時間変化の両面からみることで、それぞれを単独でみる場合よりもさらに正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記電源装置を備えた。
【００１７】
上記構成によれば、平滑コンデンサの寿命を正確に判定することができる照明装置を提供でき、常に効率の良い照明が可能となる。
【００１８】
本発明のコンデンサ寿命判定方法は、交流電源を整流する整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサ備える電源装置における前記平滑コンデンサの寿命を判定するコンデンサ寿命判定方法であって、前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測ステップと、前記電源計測ステップによる計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電ステップと、前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出ステップと、前記充電電流検出ステップで検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定ステップと、を備えた。
【００１９】
上記方法によれば、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサに充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサへの突入電流特性から平滑コンデンサの寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、電源装置における平滑コンデンサの寿命を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電源装置の回路構成図
【図２】図１の電源装置の動作を説明するための波形図
【図３】図１の電源装置の動作を説明するための波形図
【図４】本発明の実施の形態２に係る電源装置の回路構成図
【図５】本発明の実施の形態３に係る電源装置の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源装置の回路構成図である。同図において、本実施の形態の電源装置１は、ダイオードブリッジ２と、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）３と、平滑コンデンサ充電スイッチ４と、抵抗（Ｒｓ）５と、平滑コンデンサ電流検出回路（ＤＥＴ）６と、入力電源電圧検出回路（ＤＥＴ２）７と、充電開始信号出力回路（ＬＤＣ）８と、充電制御回路（ＣＣ１）９と、ピーク電流・時間検出回路（ΔＶ）１０と、基準電圧発生回路（ＲＥＦ）１１と、比較回路（ＣＭＰ）１２と、制御電源回路（ＣＰＳ）１４と、インバータ回路１５と、を備える。
【００２４】
ダイオードブリッジ２は、交流電源を全波整流して直流電源を出力する。平滑コンデンサ３は、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源を平滑する。平滑コンデンサ充電スイッチ４は、例えばサイリスタで構成され、ダイオードブリッジ２と平滑コンデンサ３の間の高圧側に直列に介挿される。平滑コンデンサ充電スイッチ４は、充電制御回路９からのオン信号でオン状態（導通状態）となる。なお、平滑コンデンサ充電スイッチ４をサイリスタで構成する場合、サイリスタのカソードが平滑コンデンサ３側（インバータ回路１５側）に接続され、アノードがダイオードブリッジ２側に接続され、ゲートが充電制御回路９に接続されることで平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にする。
【００２５】
ピーク電流・時間検出回路１０は、充電開始信号出力回路８から充電開始信号Ｓ１が出力されるタイミングで、平滑コンデンサ電流検出回路６から出力された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶを検出し、また該ピーク値ΔＶに至るまでの時間（ピーク電流到達時間）Δｔを求める。
【００２６】
基準電圧発生回路１１は、ピーク電流・時間検出回路１０で検出された平滑コンデンサ３のピーク値ΔＶが供給される比較回路１２に接続される。
【００２７】
抵抗５は、ダイオードブリッジ２と平滑コンデンサ３の間の低圧側に直列に介挿される。平滑コンデンサ電流検出回路６は、抵抗５の両端電圧を検出することで平滑コンデンサ３に流れる電流を検出する。入力電源電圧検出回路７は、ダイオードブリッジ２からの直流電源（脈流）を検出して交流電源ＰＳの周波数及びピーク電圧値を計測し、計測結果を充電開始信号出力回路８へ出力する。充電開始信号出力回路８は、入力電源電圧検出回路７で検出された直流電源から０Ｖ電圧のタイミングで充電開始信号Ｓ１を充電制御回路９及びピーク電流・時間検出回路１０へ出力する。充電制御回路９は、平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン／オフ制御するものであり、充電開始信号出力回路８から充電開始信号Ｓ１がピーク値ΔＶと比較するための寿命の判定基準値Ｖｒｅｆとピーク電流到達時間Δｔの判定基準時間Ｔｒｅｆを出力する。比較回路１２は、ピーク電流・時間検出回路１０で検出された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと基準電圧発生回路１１から出力された寿命の判定基準値Ｖｒｅｆを比較するとともに、ピーク電流到達時間Δｔと判定基準時間Ｔｒｅｆを比較し、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３の寿命を検知する。比較回路１２は、平滑コンデンサ３の寿命を検知すると、インバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。
【００２８】
制御電源回路１４は、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源で動作し、上記各部６〜１２を構成するマイクロコンピュータ（以下、“マイコン”と呼ぶ）１３に直流電源Ｖｃｃを供給する。インバータ回路１５は、比較回路１２からインバータ起動信号ＥＮが出力されることで起動し、平滑コンデンサ３の平滑作用で得られた直流電圧を交流電圧に変換してランプ１６へ出力する。
【００２９】
なお、上記ダイオードブリッジ２は整流器に対応する。また、上記平滑コンデンサ充電スイッチ４は第１のスイッチに対応する。また、上記入力電源電圧検出回路７は入力電源電圧検出手段に対応する。また、上記充電開始信号出力回路８と充電制御回路９は充電制御手段を構成する。また、上記抵抗５、平滑コンデンサ電流検出回路６及びピーク電流・時間検出回路１０は充電電流検出手段を構成する。また、上記基準電圧発生回路１１と比較回路１２は平滑コンデンサ寿命判定手段を構成する。また、電源装置１とランプ１６は照明装置１００を構成する。
【００３０】
次に、図２及び図３に示す動作波形図を参照しながら上記構成の電源装置１の動作を説明する。図２において、“ＤＥＴ２”は入力電源電圧検出回路７の出力電圧の波形図、“Ｖｃｃ”は制御電源回路１４の出力電圧の波形図、“ＳＷ１”は平滑コンデンサ充電スイッチ４のオン／オフ状態を示す波形図、“ＤＥＴ”は平滑コンデンサ電流検出回路６の出力電圧の波形図、“ＶＣｘ”は平滑コンデンサ３の端子電圧の波形図である。
【００３１】
電源投入によってマイコン１３に直流電圧Ｖｃｃが印加されてマイコン１３が動作を開始する。最初の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ１）の次の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ２）で充電開始信号出力回路８が充電開始信号Ｓ１を出力して平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にする。また、充電開始信号Ｓ１が出力されることでピーク電流・時間検出回路１０が動作を開始し、平滑コンデンサ電流検出回路６にて検出された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶを検出し、また該ピーク値に至るまでのピーク電流到達時間Δｔを求める。この場合、ピーク電流到達時間Δｔはｔ３−ｔ２となる。
【００３２】
ここで、ピーク値ΔＶは、平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは小さくなり、静電容量が大きいときは大きくなる。図３は図２の平滑コンデンサ電流検出回路６の出力電圧を拡大した図であり、この図におけるＶ１は正常時の出力電圧波形、Ｖ２は寿命時の出力電圧波形である。平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときはピーク値に到達するまでの時間が早くなり、静電容量が大きいときはピーク値に到達するまでの時間が遅くなる。これは電源と平滑コンデンサ３の間に存在する抵抗成分によって生じる。
【００３３】
平滑コンデンサ充電スイッチ４がオン状態になると、その時点から平滑コンデンサ３への充電が開始され、平滑コンデンサ３の端子電圧ＶＣｘが徐々に上昇して行き、平滑コンデンサ電流検出回路６から平滑コンデンサ３の充電電流の検出値が出力される。そして、ピーク電流・時間検出回路１０で平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶ及びピーク電流到達時間Δｔの検出が行われる。この動作は、次の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ４）でも同様に行われるが、このときは平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶ及びピーク電流到達時間Δｔの検出は行われない。
【００３４】
充電開始から所定時間を経過すると平滑コンデンサ３には充電電流が無くなり、平滑コンデンサ３の充電電流の計測が終了する。
【００３５】
平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶが検出され、ピーク電流到達時間Δｔが求められると、比較回路１２がピーク値ΔＶを寿命の判定基準値Ｖｒｅｆと比較し、さらにピーク電流到達時間Δｔを判定基準時間Ｔｒｅｆと比較する。この比較において、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。平滑コンデンサ３が寿命であると判定した場合、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。
【００３６】
このように本実施の形態の電源装置１は、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ３に充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサ３への突入電流特性から平滑コンデンサ３の寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。また、マイコン１３はダイオードブリッジ２からの直流電源で動作するので、専用の電源を用意する必要がない分、コストの削減が図れる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、充電電流のピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔの両面をみることで平滑コンデンサ３の寿命判定を行ったが、精度は若干落ちるものの、いずれか一方をみることで寿命判定を行うようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、平滑コンデンサ３の充電電流を測定し、該充電電流のピーク値とピーク電流到達時間から平滑コンデンサ３の寿命を判定するようにしたが、平滑コンデンサ３の充電電圧を測定し、入力電源電圧検出回路７で検出された交流電源ＰＳのピーク電圧値との信号遅延度から平滑コンデンサ３の寿命を判定することも可能である。
【００３９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る電源装置の回路構成図である。なお、この図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図４において、本実施の形態の電源装置２０は、実施の形態１の電源装置１における平滑コンデンサ充電スイッチ４を低圧側に配置し、また平滑コンデンサ充電スイッチ４と抵抗５の直列回路２２をバイパスするバイパススイッチ（第２のスイッチ）２１を有し、さらにインバータ回路１５の低圧側を直接ダイオードブリッジ２の低圧側に接続したものである。その他の構成は実施の形態１の電源装置１の構成と同様である。
【００４０】
なお、上記バイパススイッチ２１は第２のスイッチに対応する。また、電源装置２０とランプ１６は照明装置１１０を構成する。
【００４１】
次に、上記構成の電源装置２０の動作を説明する。なお、マイコン１３を構成する各回路６〜１２の動作は上述した通りであるので、本実施の形態の動作説明においてはマイコン１３自体を主語した記載とする。さて電源が投入されると、制御電源回路（ＣＰＳ）１４が動作し、マイコン１３に直流電圧Ｖｃｃを印加する。これによりマイコン１３が動作を開始し、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源（脈流）を取り込み、電源の周波数及びピーク電圧値を計測する。この場合、計測の周期は数１００μｓｅｃ程度である。電源周波数の判定は電源電圧が０Ｖ付近となる周期を検知する。また、電源電圧のピーク電圧を検出電圧の最大値から求める。電源の周波数とピーク電圧値が確定すると、０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にして平滑コンデンサ３の充電を行う。
【００４２】
平滑コンデンサ３の充電開始とともに平滑コンデンサ３の充電状況を計測する。この場合、計測の周期は数１０μｓｅｃとする。平滑コンデンサ３の充電を開始すると、平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと該ピーク値に到達するまでの時間（ピーク電流到達時間）Δｔを求める。充電電流のピーク値ΔＶは、前述したように、平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは小さくなり、静電容量が大きいときは大きくなる。また、ピーク電流到達時間Δｔは平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは早くなり、静電容量が大きいときは遅くなる。
【００４３】
充電開始から所定に時間を経過すると、平滑コンデンサ３には充電電流は流れなくなり、ピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔの計測が終了する。計測終了とともに計測されたピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔから平滑コンデンサ３の寿命判定を行う。すなわち、ピーク値ΔＶの寿命が判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。平滑コンデンサ３が寿命であると判定した場合、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。一方、ピーク値ΔＶの寿命が判定基準値Ｖｒｅｆを超え、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆを超える場合は、平滑コンデンサ３は寿命に達していないと判定して、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力してインバータ回路１５を起動させる。また同時にバイパススイッチ２１をオン状態にして、平滑コンデンサ充電スイッチ４と抵抗５の直列回路２２を回路から外す。これにより、抵抗５による電力消費を削減できる。
【００４４】
このように本実施の形態の電源装置２０は、前述した実施の形態１の電源装置１と同様に、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。また、マイコン１３はダイオードブリッジ２からの直流電源で動作するので、専用の電源を用意する必要がない分、コストの削減が図れる。また、平滑コンデンサ３の寿命判定後に、平滑コンデンサ３の充電電流を検出するための抵抗５を回路から外すので、この抵抗５による電力消費を削減できる。
【００４５】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る電源装置の回路構成図である。なお、この図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図５において、本実施の形態の電源装置３０は、上述した実施の形態１の電源装置１の構成に、通信インターフェイス３１と通信線３２を追加したものである。平滑コンデンサ３の寿命検知は実施の形態１の電源装置１と同様の動作であるが、検知時の制御動作が異なる。
【００４６】
電源装置３０のマイコン１３Ａは、平滑コンデンサ３の寿命を検知すると、通信インターフェイス３１を介して寿命信号を通信線３２に送信する。通信線３２に送信された寿命信号は上位制御装置４０に受信される。上位制御装置４０は、他の電源装置３０からの寿命信号も受信する。上位制御装置４０は、寿命信号を受信すると、該信号を送信した電源装置３０のマイコン１３Ａのテストを行う。テスト内容はマイコン１３ＡのＲＯＭチェックサムなどである。テストが正常である場合は電源装置３０の稼動時間を確認する。ここで、電源装置３０のマイコン１３ＡがＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの記憶媒体を備える場合、マイコン１３Ａは、当該記憶媒体に記憶されている稼働時間を上位制御装置４０に送信する。
【００４７】
上位制御装置４０は、電源装置３０の稼動時間が寿命となる稼働時間範囲内にある場合、その電源装置３０が寿命であると判定する。そして、寿命となった電源装置３０に対して出力低下などの制御を行う。また、寿命となった電源装置３０の交換要求をユーザに対して報知する。
【００４８】
なお、本実施の形態の電源装置３０とランプ１６は照明装置１２０を構成する。
【００４９】
このように本実施の形態の電源装置３０は、電源装置単体での寿命検知動作ではなく、上位制御装置４０でマイコン動作確認しながら寿命検知を確定することで正確な寿命判定と利便性の高い電源装置を実現できる。
【符号の説明】
【００５０】
１、２０、３０ 電源装置
２ ダイオードブリッジ
３ 平滑コンデンサ
４ 平滑コンデンサ充電スイッチ
５ 抵抗
６ 平滑コンデンサ電流検出回路
７ 入力電源電圧検出回路
８ 充電開始信号出力回路
９ 充電制御回路
１０ ピーク電流・時間検出回路
１１ 基準電圧発生回路
１２ 比較回路
１３、１３Ａ マイクロコンピュータ
１４ 制御電源回路
１５ インバータ回路
１６ ランプ
２１ バイパススイッチ
２２ 直列回路
３１ 通信インターフェイス
３２ 通信線
４０ 上位制御装置
１００、１１０、１２０ 照明装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源をコンデンサで平滑して直流電圧を出力する電源装置及びコンデンサ寿命判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１や特許文献２にも記載されているように、直流電源を平滑するコンデンサ（主に電解コンデンサ）の電気的な特性を検出して寿命を判断する方法が案出されている。すなわち、特許文献１には、点灯装置内のコンデンサの容量が寿命末期に低下することにより、充放電の時間が初期に比べて短くなることを検出して寿命を判定する技術が開示されている。特許文献２には、コンデンサの放電時間を計測するカウンタを備えて、計測した放電時間が基準となる放電時間よりも短くなったときに、コンデンサが交換時期である旨を表示器で表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３６６６６号
【特許文献２】特開平７−１６３０４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている電源投入時にコンデンサの電圧を検出する方法では、電源投入の位相角により波形が異なることを考慮していないため 、コンデンサの端子電圧を正確に検出することができない。また、この文献には、力率改善回路（ＰＦＣ（Power Factor Control）回路）に対応する検出回路が開示されていない。特許文献２に記載されている電源遮断時にコンデンサの端子電圧を検出する方法では、電源遮断時においてコンデンサの特性を検知するので、コンデンサの動作中における容量抜け等の異常を検知することができない。このように、特許文献１及び２に記載された技術では、コンデンサの寿命を正確に判定することは困難である。
【０００５】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、直流を平滑するコンデンサの寿命を正確に判定することができる電源装置及びコンデンサ寿命判定方法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】
本発明の電源装置は、交流電源を整流する整流器と、前記整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサと、前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測手段と、前記電源計測手段による計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電制御手段と、前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出手段と、前記充電電流検出手段で検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定手段と、を備えた。
【０００７】
上記構成によれば、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサに充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサへの突入電流特性から平滑コンデンサの寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記整流器の出力端と前記平滑コンデンサの間に直列に介挿される第１のスイッチと抵抗からなる直列回路と、前記直列回路と並列に介挿される第２のスイッチと、を備え、前記充電制御手段は、０Ｖ電圧のタイミングで前記直列回路の前記第１のスイッチをオン状態にして前記平滑コンデンサに充電を行い、前記平滑コンデンサへの充電が完了すると前記第２のスイッチをオンする。
【０００９】
上記構成によれば、平滑コンデンサの寿命判定後に、平滑コンデンサの充電電流を検出するための抵抗を回路から外すことができ、この抵抗による電力消費を削減できる。
【００１０】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１１】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値の違いで平滑コンデンサの寿命を判定することができる。平滑コンデンサの静電容量が小さいときは充電電流のピーク値が小さくなり、静電容量が大きいときは充電電流のピーク値は大きくなる。コンデンサは寿命近くなると静電容量が小さくなることから、充電電流のピーク値の違いをみることで平滑コンデンサの寿命を容易に判定することができる。
【００１２】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１３】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から平滑コンデンサの寿命を判定することができる。平滑コンデンサの静電容量が小さいときは充電電流のピーク値に到達するまでの時間が早くなり、静電容量が大きいときは充電電流のピーク値に到達するまでの時間が遅くなる。コンデンサは寿命近くなると静電容量が小さくなることから、充電電流のピーク値に到達するまでの時間の違いをみることで平滑コンデンサの寿命を容易に判定することができる。
【００１４】
上記構成において、前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値と該ピーク値までの到達時間から前記平滑コンデンサの寿命を判定する。
【００１５】
上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電流のピーク値の違いと、ピーク値到達時間変化の両面からみることで、それぞれを単独でみる場合よりもさらに正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記電源装置を備えた。
【００１７】
上記構成によれば、平滑コンデンサの寿命を正確に判定することができる照明装置を提供でき、常に効率の良い照明が可能となる。
【００１８】
本発明のコンデンサ寿命判定方法は、交流電源を整流する整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサ備える電源装置における前記平滑コンデンサの寿命を判定するコンデンサ寿命判定方法であって、前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測ステップと、前記電源計測ステップによる計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電ステップと、前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出ステップと、前記充電電流検出ステップで検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定ステップと、を備えた。
【００１９】
上記方法によれば、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサに充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサへの突入電流特性から平滑コンデンサの寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、電源装置における平滑コンデンサの寿命を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電源装置の回路構成図
【図２】図１の電源装置の動作を説明するための波形図
【図３】図１の電源装置の動作を説明するための波形図
【図４】本発明の実施の形態２に係る電源装置の回路構成図
【図５】本発明の実施の形態３に係る電源装置の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源装置の回路構成図である。同図において、本実施の形態の電源装置１は、ダイオードブリッジ２と、平滑コンデンサ（電解コンデンサ）３と、平滑コンデンサ充電スイッチ４と、抵抗（Ｒｓ）５と、平滑コンデンサ電流検出回路（ＤＥＴ）６と、入力電源電圧検出回路（ＤＥＴ２）７と、充電開始信号出力回路（ＬＤＣ）８と、充電制御回路（ＣＣ１）９と、ピーク電流・時間検出回路（ΔＶ）１０と、基準電圧発生回路（ＲＥＦ）１１と、比較回路（ＣＭＰ）１２と、制御電源回路（ＣＰＳ）１４と、インバータ回路１５と、を備える。
【００２４】
ダイオードブリッジ２は、交流電源を全波整流して直流電源を出力する。平滑コンデンサ３は、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源を平滑する。平滑コンデンサ充電スイッチ４は、例えばサイリスタで構成され、ダイオードブリッジ２と平滑コンデンサ３の間の高圧側に直列に介挿される。平滑コンデンサ充電スイッチ４は、充電制御回路９からのオン信号でオン状態（導通状態）となる。なお、平滑コンデンサ充電スイッチ４をサイリスタで構成する場合、サイリスタのカソードが平滑コンデンサ３側（インバータ回路１５側）に接続され、アノードがダイオードブリッジ２側に接続され、ゲートが充電制御回路９に接続されることで平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にする。
【００２５】
ピーク電流・時間検出回路１０は、充電開始信号出力回路８から充電開始信号Ｓ１が出力されるタイミングで、平滑コンデンサ電流検出回路６から出力された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶを検出し、また該ピーク値ΔＶに至るまでの時間（ピーク電流到達時間）Δｔを求める。
【００２６】
基準電圧発生回路１１は、ピーク電流・時間検出回路１０で検出された平滑コンデンサ３のピーク値ΔＶが供給される比較回路１２に接続される。
【００２７】
抵抗５は、ダイオードブリッジ２と平滑コンデンサ３の間の低圧側に直列に介挿される。平滑コンデンサ電流検出回路６は、抵抗５の両端電圧を検出することで平滑コンデンサ３に流れる電流を検出する。入力電源電圧検出回路７は、ダイオードブリッジ２からの直流電源（脈流）を検出して交流電源ＰＳの周波数及びピーク電圧値を計測し、計測結果を充電開始信号出力回路８へ出力する。充電開始信号出力回路８は、入力電源電圧検出回路７で検出された直流電源から０Ｖ電圧のタイミングで充電開始信号Ｓ１を充電制御回路９及びピーク電流・時間検出回路１０へ出力する。充電制御回路９は、平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン／オフ制御するものであり、充電開始信号出力回路８から充電開始信号Ｓ１がピーク値ΔＶと比較するための寿命の判定基準値Ｖｒｅｆとピーク電流到達時間Δｔの判定基準時間Ｔｒｅｆを出力する。比較回路１２は、ピーク電流・時間検出回路１０で検出された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと基準電圧発生回路１１から出力された寿命の判定基準値Ｖｒｅｆを比較するとともに、ピーク電流到達時間Δｔと判定基準時間Ｔｒｅｆを比較し、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３の寿命を検知する。比較回路１２は、平滑コンデンサ３の寿命を検知すると、インバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。
【００２８】
制御電源回路１４は、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源で動作し、上記各部６〜１２を構成するマイクロコンピュータ（以下、“マイコン”と呼ぶ）１３に直流電源Ｖｃｃを供給する。インバータ回路１５は、比較回路１２からインバータ起動信号ＥＮが出力されることで起動し、平滑コンデンサ３の平滑作用で得られた直流電圧を交流電圧に変換してランプ１６へ出力する。
【００２９】
なお、上記ダイオードブリッジ２は整流器に対応する。また、上記平滑コンデンサ充電スイッチ４は第１のスイッチに対応する。また、上記入力電源電圧検出回路７は入力電源電圧検出手段に対応する。また、上記充電開始信号出力回路８と充電制御回路９は充電制御手段を構成する。また、上記抵抗５、平滑コンデンサ電流検出回路６及びピーク電流・時間検出回路１０は充電電流検出手段を構成する。また、上記基準電圧発生回路１１と比較回路１２は平滑コンデンサ寿命判定手段を構成する。また、電源装置１とランプ１６は照明装置１００を構成する。
【００３０】
次に、図２及び図３に示す動作波形図を参照しながら上記構成の電源装置１の動作を説明する。図２において、“ＤＥＴ２”は入力電源電圧検出回路７の出力電圧の波形図、“Ｖｃｃ”は制御電源回路１４の出力電圧の波形図、“ＳＷ１”は平滑コンデンサ充電スイッチ４のオン／オフ状態を示す波形図、“ＤＥＴ”は平滑コンデンサ電流検出回路６の出力電圧の波形図、“ＶＣｘ”は平滑コンデンサ３の端子電圧の波形図である。
【００３１】
電源投入によってマイコン１３に直流電圧Ｖｃｃが印加されてマイコン１３が動作を開始する。最初の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ１）の次の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ２）で充電開始信号出力回路８が充電開始信号Ｓ１を出力して平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にする。また、充電開始信号Ｓ１が出力されることでピーク電流・時間検出回路１０が動作を開始し、平滑コンデンサ電流検出回路６にて検出された平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶを検出し、また該ピーク値に至るまでのピーク電流到達時間Δｔを求める。この場合、ピーク電流到達時間Δｔはｔ３−ｔ２となる。
【００３２】
ここで、ピーク値ΔＶは、平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは小さくなり、静電容量が大きいときは大きくなる。図３は図２の平滑コンデンサ電流検出回路６の出力電圧を拡大した図であり、この図におけるＶ１は正常時の出力電圧波形、Ｖ２は寿命時の出力電圧波形である。平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときはピーク値に到達するまでの時間が早くなり、静電容量が大きいときはピーク値に到達するまでの時間が遅くなる。これは電源と平滑コンデンサ３の間に存在する抵抗成分によって生じる。
【００３３】
平滑コンデンサ充電スイッチ４がオン状態になると、その時点から平滑コンデンサ３への充電が開始され、平滑コンデンサ３の端子電圧ＶＣｘが徐々に上昇して行き、平滑コンデンサ電流検出回路６から平滑コンデンサ３の充電電流の検出値が出力される。そして、ピーク電流・時間検出回路１０で平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶ及びピーク電流到達時間Δｔの検出が行われる。この動作は、次の０Ｖ電圧のタイミング（ｔ４）でも同様に行われるが、このときは平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶ及びピーク電流到達時間Δｔの検出は行われない。
【００３４】
充電開始から所定時間を経過すると平滑コンデンサ３には充電電流が無くなり、平滑コンデンサ３の充電電流の計測が終了する。
【００３５】
平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶが検出され、ピーク電流到達時間Δｔが求められると、比較回路１２がピーク値ΔＶを寿命の判定基準値Ｖｒｅｆと比較し、さらにピーク電流到達時間Δｔを判定基準時間Ｔｒｅｆと比較する。この比較において、ピーク値ΔＶが寿命の判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。平滑コンデンサ３が寿命であると判定した場合、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。
【００３６】
このように本実施の形態の電源装置１は、電源電圧の０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ３に充電を行い、充電開始直後の平滑コンデンサ３への突入電流特性から平滑コンデンサ３の寿命を判定するので、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。また、マイコン１３はダイオードブリッジ２からの直流電源で動作するので、専用の電源を用意する必要がない分、コストの削減が図れる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、充電電流のピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔの両面をみることで平滑コンデンサ３の寿命判定を行ったが、精度は若干落ちるものの、いずれか一方をみることで寿命判定を行うようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、平滑コンデンサ３の充電電流を測定し、該充電電流のピーク値とピーク電流到達時間から平滑コンデンサ３の寿命を判定するようにしたが、平滑コンデンサ３の充電電圧を測定し、入力電源電圧検出回路７で検出された交流電源ＰＳのピーク電圧値との信号遅延度から平滑コンデンサ３の寿命を判定することも可能である。
【００３９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る電源装置の回路構成図である。なお、この図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図４において、本実施の形態の電源装置２０は、実施の形態１の電源装置１における平滑コンデンサ充電スイッチ４を低圧側に配置し、また平滑コンデンサ充電スイッチ４と抵抗５の直列回路２２をバイパスするバイパススイッチ（第２のスイッチ）２１を有し、さらにインバータ回路１５の低圧側を直接ダイオードブリッジ２の低圧側に接続したものである。その他の構成は実施の形態１の電源装置１の構成と同様である。
【００４０】
なお、上記バイパススイッチ２１は第２のスイッチに対応する。また、電源装置２０とランプ１６は照明装置１１０を構成する。
【００４１】
次に、上記構成の電源装置２０の動作を説明する。なお、マイコン１３を構成する各回路６〜１２の動作は上述した通りであるので、本実施の形態の動作説明においてはマイコン１３自体を主語した記載とする。さて電源が投入されると、制御電源回路（ＣＰＳ）１４が動作し、マイコン１３に直流電圧Ｖｃｃを印加する。これによりマイコン１３が動作を開始し、ダイオードブリッジ２から出力される直流電源（脈流）を取り込み、電源の周波数及びピーク電圧値を計測する。この場合、計測の周期は数１００μｓｅｃ程度である。電源周波数の判定は電源電圧が０Ｖ付近となる周期を検知する。また、電源電圧のピーク電圧を検出電圧の最大値から求める。電源の周波数とピーク電圧値が確定すると、０Ｖ電圧のタイミングで平滑コンデンサ充電スイッチ４をオン状態にして平滑コンデンサ３の充電を行う。
【００４２】
平滑コンデンサ３の充電開始とともに平滑コンデンサ３の充電状況を計測する。この場合、計測の周期は数１０μｓｅｃとする。平滑コンデンサ３の充電を開始すると、平滑コンデンサ３の充電電流のピーク値ΔＶと該ピーク値に到達するまでの時間（ピーク電流到達時間）Δｔを求める。充電電流のピーク値ΔＶは、前述したように、平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは小さくなり、静電容量が大きいときは大きくなる。また、ピーク電流到達時間Δｔは平滑コンデンサ３の静電容量が小さいときは早くなり、静電容量が大きいときは遅くなる。
【００４３】
充電開始から所定に時間を経過すると、平滑コンデンサ３には充電電流は流れなくなり、ピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔの計測が終了する。計測終了とともに計測されたピーク値ΔＶとピーク電流到達時間Δｔから平滑コンデンサ３の寿命判定を行う。すなわち、ピーク値ΔＶの寿命が判定基準値Ｖｒｅｆ以下で、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆ以下であれば、平滑コンデンサ３が寿命であると判定する。平滑コンデンサ３が寿命であると判定した場合、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力せず、インバータ回路１５を停止状態にする。一方、ピーク値ΔＶの寿命が判定基準値Ｖｒｅｆを超え、かつピーク電流到達時間Δｔが判定基準時間Ｔｒｅｆを超える場合は、平滑コンデンサ３は寿命に達していないと判定して、比較回路１２はインバータ起動信号ＥＮを出力してインバータ回路１５を起動させる。また同時にバイパススイッチ２１をオン状態にして、平滑コンデンサ充電スイッチ４と抵抗５の直列回路２２を回路から外す。これにより、抵抗５による電力消費を削減できる。
【００４４】
このように本実施の形態の電源装置２０は、前述した実施の形態１の電源装置１と同様に、電源位相や電圧変化による誤差を低減でき、正確に平滑コンデンサの寿命を判定することができる。また、電源電圧０Ｖ位相から充電を開始するので、突入電流の抑制ができるので、突入電流を抑制するための専用の回路が不要となり、コストの低減が可能となる。また、マイコン１３はダイオードブリッジ２からの直流電源で動作するので、専用の電源を用意する必要がない分、コストの削減が図れる。また、平滑コンデンサ３の寿命判定後に、平滑コンデンサ３の充電電流を検出するための抵抗５を回路から外すので、この抵抗５による電力消費を削減できる。
【００４５】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る電源装置の回路構成図である。なお、この図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図５において、本実施の形態の電源装置３０は、上述した実施の形態１の電源装置１の構成に、通信インターフェイス３１と通信線３２を追加したものである。平滑コンデンサ３の寿命検知は実施の形態１の電源装置１と同様の動作であるが、検知時の制御動作が異なる。
【００４６】
電源装置３０のマイコン１３Ａは、平滑コンデンサ３の寿命を検知すると、通信インターフェイス３１を介して寿命信号を通信線３２に送信する。通信線３２に送信された寿命信号は上位制御装置４０に受信される。上位制御装置４０は、他の電源装置３０からの寿命信号も受信する。上位制御装置４０は、寿命信号を受信すると、該信号を送信した電源装置３０のマイコン１３Ａのテストを行う。テスト内容はマイコン１３ＡのＲＯＭチェックサムなどである。テストが正常である場合は電源装置３０の稼動時間を確認する。ここで、電源装置３０のマイコン１３ＡがＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの記憶媒体を備える場合、マイコン１３Ａは、当該記憶媒体に記憶されている稼働時間を上位制御装置４０に送信する。
【００４７】
上位制御装置４０は、電源装置３０の稼動時間が寿命となる稼働時間範囲内にある場合、その電源装置３０が寿命であると判定する。そして、寿命となった電源装置３０に対して出力低下などの制御を行う。また、寿命となった電源装置３０の交換要求をユーザに対して報知する。
【００４８】
なお、本実施の形態の電源装置３０とランプ１６は照明装置１２０を構成する。
【００４９】
このように本実施の形態の電源装置３０は、電源装置単体での寿命検知動作ではなく、上位制御装置４０でマイコン動作確認しながら寿命検知を確定することで正確な寿命判定と利便性の高い電源装置を実現できる。
【符号の説明】
【００５０】
１、２０、３０ 電源装置
２ ダイオードブリッジ
３ 平滑コンデンサ
４ 平滑コンデンサ充電スイッチ
５ 抵抗
６ 平滑コンデンサ電流検出回路
７ 入力電源電圧検出回路
８ 充電開始信号出力回路
９ 充電制御回路
１０ ピーク電流・時間検出回路
１１ 基準電圧発生回路
１２ 比較回路
１３、１３Ａ マイクロコンピュータ
１４ 制御電源回路
１５ インバータ回路
１６ ランプ
２１ バイパススイッチ
２２ 直列回路
３１ 通信インターフェイス
３２ 通信線
４０ 上位制御装置
１００、１１０、１２０ 照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流する整流器と、
前記整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサと、
前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測手段と、
前記電源計測手段による計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電制御手段と、
前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記充電電流検出手段で検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定手段と、
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記整流器の出力端と前記平滑コンデンサの間に直列に介挿される第１のスイッチと抵抗からなる直列回路と、
前記直列回路と並列に介挿される第２のスイッチと、を備え、
前記充電制御手段は、０Ｖ電圧のタイミングで前記直列回路の前記第１のスイッチをオン状態にして前記平滑コンデンサに充電を行い、前記平滑コンデンサへの充電が完了すると前記第２のスイッチをオンする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値と該ピーク値までの到達時間から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置を備えた照明装置。
【請求項７】
交流電源を整流する整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサ備える電源装置における前記平滑コンデンサの寿命を判定するコンデンサ寿命判定方法であって、
前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測ステップと、
前記電源計測ステップによる計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電ステップと、
前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出ステップと、
前記充電電流検出ステップで検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定ステップと、
を備えたコンデンサ寿命判定方法。
【請求項１】
交流電源を整流する整流器と、
前記整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサと、
前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測手段と、
前記電源計測手段による計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電制御手段と、
前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記充電電流検出手段で検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定手段と、
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記整流器の出力端と前記平滑コンデンサの間に直列に介挿される第１のスイッチと抵抗からなる直列回路と、
前記直列回路と並列に介挿される第２のスイッチと、を備え、
前記充電制御手段は、０Ｖ電圧のタイミングで前記直列回路の前記第１のスイッチをオン状態にして前記平滑コンデンサに充電を行い、前記平滑コンデンサへの充電が完了すると前記第２のスイッチをオンする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値到達時間変化から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記平滑コンデンサ寿命判定手段は、前記平滑コンデンサの充電電流のピーク値と該ピーク値までの到達時間から前記平滑コンデンサの寿命を判定する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置を備えた照明装置。
【請求項７】
交流電源を整流する整流器から出力される直流電源を平滑して直流電圧を出力する平滑コンデンサ備える電源装置における前記平滑コンデンサの寿命を判定するコンデンサ寿命判定方法であって、
前記交流電源の周波数及びピーク電圧値を計測する電源計測ステップと、
前記電源計測ステップによる計測に基づき、０Ｖ電圧のタイミングで前記平滑コンデンサに充電を行う充電ステップと、
前記平滑コンデンサの充電時における充電電流を検出する充電電流検出ステップと、
前記充電電流検出ステップで検出された充電開始直後の前記平滑コンデンサへの突入電流特性から前記平滑コンデンサの寿命を判定する平滑コンデンサ寿命判定ステップと、
を備えたコンデンサ寿命判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１０６９８７（Ｐ２０１１−１０６９８７Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２９２２（Ｐ２００９−２６２９２２）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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