JP3166414B2 - Capacitor life detection circuit and switching power supply using the same - Google Patents

Capacitor life detection circuit and switching power supply using the same

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサの寿命検出
回路およびそれを用いたスイッチング電源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitor life detecting circuit and a switching power supply using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、各種電子機器の駆動系や制御系
などを負荷とするスイッチング電源には、その平滑回路
等に多くの電解コンデンサが使用されており、かかるス
イッチング電源の寿命は、化学的な変化による電解コン
デンサの寿命で決定され、この電解コンデンサの寿命
は、周囲温度やリップル電流によって大きく左右され
る。
2. Description of the Related Art In general, a switching power supply having a driving system or a control system of various electronic devices as a load uses many electrolytic capacitors in its smoothing circuit and the like. It is determined by the life of the electrolytic capacitor due to various changes, and the life of the electrolytic capacitor largely depends on the ambient temperature and the ripple current.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来では、
かかる電解コンデンサの寿命を簡単な構成で有効に検出
する装置がなく、このため、スイッチング電源のメンテ
ナンス時期がわからず、スイッチング電源の出力電圧が
ダウンして機器を誤動作させてしまったり、あるいは、
かかる誤動作を回避するために電解コンデンサの定期交
換を早めに行って劣化していない電解コンデンサを無駄
にしてしまったり、さらには、メンテナンスの際には、
スイッチング電源を機器から外して機器を停止させて行
わねばならないといった難点がある。
However, in the prior art,
There is no device that can effectively detect the life of such an electrolytic capacitor with a simple configuration.Therefore, the maintenance time of the switching power supply is not known, and the output voltage of the switching power supply may drop and cause the device to malfunction, or
In order to avoid such malfunctions, regular replacement of the electrolytic capacitor is performed early to waste electrolytic capacitors that have not deteriorated, and furthermore, during maintenance,
There is a drawback that the switching power supply must be removed from the device and the device must be stopped to perform the operation.

【0004】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、簡単な構成でコンデンサの寿命を容易に検出
する寿命検出回路およびそれを用いたスイッチング電源
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a life detecting circuit for easily detecting the life of a capacitor with a simple configuration, and a switching power supply using the same. I do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

【0006】すなわち、請求項第1項に記載の本発明の
コンデンサの寿命検出回路は、通常動作時に電源ライン
間に並列に接続される被検出用コンデンサと、前記被検
出用コンデンサの寿命検出時に、該コンデンサの一端
を、前記電源ラインの一方から開放して放電経路および
検出端に順次切換接続する第1切換スイッチ部と、前記
寿命検出時に、比較用コンデンサを、電源ラインの前記
一方と前記検出端との間に接続する第2切換スイッチ部
と、前記検出端の電圧レベルが、前記被検出用コンデン
サの寿命に対応した所定のレベルであるか否かに対応す
る判定出力を与える判定回路とを備えている。
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a capacitor life detecting circuit for detecting a capacitor connected in parallel between power supply lines during a normal operation and detecting a life of the detected capacitor. A first changeover switch section that opens one end of the capacitor from one of the power supply lines and sequentially switches and connects the discharge path and the detection end; and, at the time of detecting the life, connects the comparison capacitor to the one of the power supply lines. A second changeover switch connected between the detection end and a judgment circuit for providing a judgment output corresponding to whether or not the voltage level of the detection end is a predetermined level corresponding to the life of the capacitor to be detected; And

【0007】また、請求項第2項に記載の本発明のスイ
ッチング電源は、前記請求項第1項に記載の寿命検出回
路と、前記判定回路の出力に基づいて、前記被検出用コ
ンデンサの寿命を報知する警報回路とを備えている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a switching power supply according to the first aspect of the present invention, wherein a life of the capacitor to be detected is determined based on an output of the life detecting circuit. And an alarm circuit for notifying the user.

【0008】[0008]

【作用】請求項第1項に記載の寿命検出回路によれば、
被検出用コンデンサの寿命検出時には、第1,第2切換
スイッチ部により、比較用コンデンサおよび被検出用コ
ンデンサが検出端を介して直列に接続され、その検出端
の電圧レベルを判定回路で判定するので、被検出用コン
デンサの寿命を、該コンデンサの劣化による容量低下に
基づく前記検出端の出力電圧の変化として容易に検出で
きることになる。
According to the life detecting circuit of the first aspect,
At the time of detecting the life of the capacitor to be detected, the comparison capacitor and the capacitor to be detected are connected in series via the detection terminal by the first and second changeover switches, and the voltage level of the detection terminal is determined by the determination circuit. Therefore, the life of the capacitor to be detected can be easily detected as a change in the output voltage of the detection terminal based on a decrease in capacitance due to deterioration of the capacitor.

【0009】また、請求項第2項のスイッチング電源に
よれば、コンデンサの寿命、したがって、スイッチング
電源の寿命を、警報回路で報知できることになる。
According to the switching power supply of the second aspect, the life of the capacitor, that is, the life of the switching power supply can be notified by the alarm circuit.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の一実施例のコンデンサの
寿命検出回路を備えたスイッチング電源1の回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply 1 including a capacitor life detecting circuit according to an embodiment of the present invention.

【0012】交流入力端子2,2からの交流入力がノイ
ズフィルタ3を介して整流回路4で整流され、さらに、
平滑用コンデンサ5によって平滑化されてコンバータト
ランス6の一次巻線6aに印加される。コンバータトラ
ンス6の二次巻線6bに誘起された電圧は、整流用ダイ
オード7、第1〜第3の平滑用コンデンサ8,9,10
およびチョークコイル11で整流平滑化され、出力電圧
検出回路12および出力端子13,13を介して図示し
ない負荷に与えられる。
The AC input from the AC input terminals 2 and 2 is rectified by the rectifier circuit 4 via the noise filter 3,
It is smoothed by the smoothing capacitor 5 and applied to the primary winding 6a of the converter transformer 6. The voltage induced in the secondary winding 6b of the converter transformer 6 is supplied to the rectifying diode 7, the first to third smoothing capacitors 8, 9, and 10.
The output voltage is smoothed by the choke coil 11 and supplied to a load (not shown) via the output voltage detection circuit 12 and the output terminals 13 and 13.

【0013】出力電圧検出回路12からの検出出力は、
制御回路14に与えられており、この制御回路14は、
検出出力に基づいて、出力電圧が一定となるようにスイ
ッチングトランジスタ15を制御する。
The detection output from the output voltage detection circuit 12 is
The control circuit 14 is provided with:
The switching transistor 15 is controlled based on the detected output so that the output voltage becomes constant.

【0014】以上の構成は、基本的に従来例のスイッチ
ング電源と同様である。
The above configuration is basically the same as the conventional switching power supply.

【0015】この実施例では、二次側の第1の平滑用コ
ンデンサ8を被検出用コンデンサとしてその寿命を検出
する寿命検出回路およびこの第1の平滑用コンデンサ8
が寿命であると判定されたときに、それを報知する警報
回路16を設けている。
In this embodiment, a life detecting circuit for detecting the life of the secondary-side first smoothing capacitor 8 as a capacitor to be detected, and the first smoothing capacitor 8
Is provided, an alarm circuit 16 is provided for notifying the end of life.

【0016】ここで、第1の平滑用コンデンサ8の寿命
を検出するのは、第2,第3の平滑用コンデンサ9,1
0に比べて寿命に達するのが早いためである。
Here, the life of the first smoothing capacitor 8 is detected by detecting the second and third smoothing capacitors 9 and 1.
This is because the life is reached earlier than zero.

【0017】この実施例の寿命検出回路は、第1の平滑
用コンデンサ8の寿命検出時に、該コンデンサ8の一端
を、直流出力の電源ラインの一方(+DC)から開放し
て放電抵抗17を有する放電経路および検出端19に順
次切換接続する第1切換スイッチ部20と、電源ライン
の前記一方(+DC)に一端が接続された比較用コンデ
ンサ21と、通常動作時には、比較用コンデンサ21の
他端を開放し、寿命検出時には、比較用コンデンサ21
の他端を前記検出端19に接続する第2切換スイッチ部
22と、前記検出端19の電圧レベルが、第1の平滑用
コンデンサ8の寿命に対応した所定のレベルであるか否
かに対応する判定出力を与える判定回路23とから構成
されている。
The life detecting circuit of this embodiment has a discharge resistor 17 by opening one end of the first smoothing capacitor 8 from one of the DC output power supply lines (+ DC) when the life of the first smoothing capacitor 8 is detected. A first changeover switch section 20 which is sequentially connected to the discharge path and the detection end 19, a comparison capacitor 21 having one end connected to the one side (+ DC) of the power supply line, and the other end of the comparison capacitor 21 during normal operation And when the life is detected, the comparison capacitor 21
A second switch 22 connecting the other end to the detection end 19, and whether the voltage level of the detection end 19 is a predetermined level corresponding to the life of the first smoothing capacitor 8. And a determination circuit 23 for providing a determination output.

【0018】第1切換スイッチ部20は、被検出用コン
デンサとしての第1の平滑用コンデンサ8の一端を、通
常動作時には、一方の電源ラインの接点24に接続して
従来例と同様の動作を行わせるものであり、また、第1
の平滑用コンデンサ8の寿命検出時には、該コンデンサ
8の一端を、放電抵抗17が接続された接点25に接続
して該コンデンサ8の電荷を放電させた後、検出端19
に切換接続するものである。
The first changeover switch section 20 connects one end of a first smoothing capacitor 8 as a capacitor to be detected to a contact 24 of one power supply line during a normal operation to perform the same operation as the conventional example. And the first
When the life of the smoothing capacitor 8 is detected, one end of the capacitor 8 is connected to the contact 25 to which the discharge resistor 17 is connected to discharge the charge of the capacitor 8, and then the detection end 19 is connected.
To switch connection.

【0019】判定回路23は、ツェナーダイオード42
および抵抗43から構成されており、この判定回路23
は、第1の平滑用コンデンサ8の寿命検出時に、該コン
デンサ8の劣化による容量低下によって検出端19の電
圧レベルが、所定のレベル以上になったか否か、すなわ
ち、寿命であるか否かの判定出力を与えるものである。
The determination circuit 23 includes a Zener diode 42
And a resistor 43, the judgment circuit 23
It is determined whether the voltage level of the detection end 19 has reached a predetermined level or more due to a decrease in capacitance due to deterioration of the capacitor 8 when the life of the first smoothing capacitor 8 is detected, that is, whether or not the life of the first smoothing capacitor 8 has expired. This is for giving a judgment output.

【0020】この判定回路23の判定出力が与えられる
警報回路16は、第1の平滑用コンデンサ8の寿命検出
時に、該コンデンサ8が寿命であると判定されたことを
報知する警報出力用LED26、サイリスタ27、コン
デンサ28および抵抗29,30から構成されている。
The alarm circuit 16 to which the judgment output of the judgment circuit 23 is provided includes an alarm output LED 26 for notifying that the life of the first smoothing capacitor 8 has been judged to have expired when the life of the first smoothing capacitor 8 is detected. It comprises a thyristor 27, a capacitor 28 and resistors 29 and 30.

【0021】図2は、以上の構成を有するスイッチング
電源1の外観斜視図である。このスイッチング電源1
は、従来例のスイッチング電源と同様に、直流の出力端
子31,32、交流の入力端子33,34、グランド端
子35、出力電圧の調整用ボリウム36、出力表示用L
ED37を有するとともに、上述の第1切換スイッチ部
20、第2切換スイッチ部22および警報出力用LED
26を備えている。
FIG. 2 is an external perspective view of the switching power supply 1 having the above configuration. This switching power supply 1
Are DC output terminals 31 and 32, AC input terminals 33 and 34, a ground terminal 35, an output voltage adjustment volume 36, and an output display L, as in the conventional switching power supply.
It has the ED 37, and has the above-described first changeover switch section 20, second changeover switch section 22, and alarm output LED.
26.

【0022】この実施例のスイッチング電源1では、第
1の平滑用コンデンサ8の寿命を検出するときには、第
1切換スイッチ部20を操作して第1の平滑用コンデン
サ8の一端を、一方の電源ラインの接点24から放電抵
抗17が接続された接点25に切換接続して該コンデン
サ8の電荷を放電させ、その後、第1の平滑用コンデン
サ8の一端を検出端19に接続する。さらに、第2切換
スイッチ部22を操作して比較用コンデンサ21の他端
を前記検出端19に接続する。
In the switching power supply 1 of this embodiment, when detecting the life of the first smoothing capacitor 8, the first changeover switch section 20 is operated to connect one end of the first smoothing capacitor 8 to one power supply. The charge of the capacitor 8 is discharged by switching from the contact 24 of the line to the contact 25 to which the discharge resistor 17 is connected, and then one end of the first smoothing capacitor 8 is connected to the detection end 19. Further, the other end of the comparison capacitor 21 is connected to the detection end 19 by operating the second switch 22.

【0023】かかる接続状態における検出原理を図3お
よび図4に基づいて説明する。
The principle of detection in such a connection state will be described with reference to FIGS.

【0024】図3において、図1に対応する部分には、
同一の参照符を付す。
In FIG. 3, parts corresponding to FIG.
With the same reference numbers.

【0025】この図3は、第1切換スイッチ部20によ
って第1の平滑用コンデンサ8の電荷が放電されて検出
端19に接続され、また、第2切換スイッチ部22によ
って比較用コンデンサ21が検出端19に接続された状
態に対応している。
In FIG. 3, the charge of the first smoothing capacitor 8 is discharged by the first changeover switch unit 20 and connected to the detection terminal 19, and the comparison capacitor 21 is detected by the second changeover switch unit 22. This corresponds to the state connected to the end 19.

【0026】図3において、スイッチ40をオンする
と、比較用コンデンサ21および第1の平滑用コンデン
サ8は、電源電圧Vによって図4(A)に示されるよう
に充電され、両コンデンサ21,8の容量が等しけれ
ば、第1の平滑用コンデンサ8の電位は、V/2まで上
昇するが、第1の平滑用コンデンサ8が劣化して容量が
低下して寿命に達している場合には、第1の平滑用コン
デンサ8の電位は、V/2以上となり、判定回路23の
判定レベルであるツェナー電圧を越え、図4(B)に示
されるように判定回路23に電流Iが流れ込み、これに
よって、警報回路16のサイリスタ27がオンして図4
(C)に示されるように警報出力用LED26が点灯す
ることになる。なお、図4(A)では、V1は両コンデ
ンサ21,8の両端の電圧、V2は第1の平滑用コンデ
ンサ8の両端の電圧を示している。
In FIG. 3, when the switch 40 is turned on, the comparison capacitor 21 and the first smoothing capacitor 8 are charged by the power supply voltage V as shown in FIG. If the capacities are equal, the potential of the first smoothing capacitor 8 rises to V / 2, but if the first smoothing capacitor 8 has deteriorated and the capacity has decreased to reach the end of its life, The potential of the first smoothing capacitor 8 becomes V / 2 or more, exceeds the Zener voltage which is the determination level of the determination circuit 23, and the current I flows into the determination circuit 23 as shown in FIG. 4 and the thyristor 27 of the alarm circuit 16 is turned on.
As shown in (C), the alarm output LED 26 is turned on. In FIG. 4A, V1 indicates a voltage across both capacitors 21 and 8, and V2 indicates a voltage across both ends of the first smoothing capacitor 8.

【0027】また、第1の平滑用コンデンサ8が寿命に
達していないときには、警報回路16の警報出力用LE
D26は、点灯せず、この場合には、第1,第2切換ス
イッチ部20,22をそれぞれ操作して第1の平滑用コ
ンデンサ8の一端を一方の電源ラインの接点24に接続
するとともに、比較用コンデンサ21を開放して通常動
作状態に復帰させる。
When the first smoothing capacitor 8 has not reached the end of its life, the alarm output LE of the alarm circuit 16 is used.
D26 does not light up. In this case, one end of the first smoothing capacitor 8 is connected to the contact 24 of one power supply line by operating the first and second changeover switches 20 and 22, respectively. The comparison capacitor 21 is opened to return to the normal operation state.

【0028】このように、第1,第2切換スイッチ部2
0,22を操作するだけで、第1の平滑用コンデンサ8
が寿命に達しているか否かを外部から容易に知ることが
でき、しかも、スイッチング電源1を機器から外すこと
なく動作状態のままで寿命を判定できることになる。
As described above, the first and second changeover switch units 2
0, 22 by operating the first smoothing capacitor 8.
Can easily be known from the outside whether or not the battery has reached the end of its life, and the life can be determined without removing the switching power supply 1 from the device and in the operating state.

【0029】上述の実施例では、スイッチング電源に適
用して説明したけれども、本発明の寿命検出回路は、他
の装置にも適用できるのは勿論である。
Although the above embodiment has been described as applied to a switching power supply, the life detecting circuit of the present invention can of course be applied to other devices.

【0030】上述の実施例では、ユーザが第1,第2切
換スイッチ部20,22を操作するようにしたけれど
も、本発明の他の実施例として、定期的に、自動で上述
の切換動作を行って寿命を検出できるようにしてもよ
く、また、コンデンサが寿命に達したときには、警報音
を出力するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the user operates the first and second changeover switches 20, 22. However, as another embodiment of the present invention, the above-described changeover operation is automatically performed periodically. The operation may be performed so that the life can be detected, and an alarm may be output when the life of the capacitor has expired.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成で容易にコンデンサの寿命あるいはスイッチング電源
の寿命を知ることができ、従来例のように、スイッチン
グ電源の出力電圧がダウンして機器を誤動作させてしま
ったり、あるいは、寿命に達していないコンデンサを無
駄に交換するといったことを防止できることになる。
As described above, according to the present invention, the life of a capacitor or the life of a switching power supply can be easily known with a simple configuration, and the output voltage of the switching power supply is reduced as in the conventional example. It is possible to prevent the device from malfunctioning or to uselessly replace a capacitor whose life is not reached.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施例の検出原理を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a detection principle of the embodiment of FIG. 1;

【図4】動作説明に供するタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart for explaining the operation;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング電源 8 第1の平滑用コンデンサ(被検
出用コンデンサ) 16 警報回路 19 検出端 20,22 第1,第2切換スイッチ部 23 判定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply 8 1st smoothing capacitor (capacitor to be detected) 16 Alarm circuit 19 Detecting terminal 20, 22 First and second changeover switch unit 23 Judgment circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 通常動作時に電源ライン間に並列に接続
される被検出用コンデンサと、 前記被検出用コンデンサの寿命検出時に、該コンデンサ
の一端を、前記電源ラインの一方から開放して放電経路
および検出端に順次切換接続する第1切換スイッチ部
と、 前記寿命検出時に、比較用コンデンサを、電源ラインの
前記一方と前記検出端との間に接続する第2切換スイッ
チ部と、 前記検出端の電圧レベルが、前記被検出用コンデンサの
寿命に対応した所定のレベルであるか否かに対応する判
定出力を与える判定回路と、 を備えることを特徴とするコンデンサの寿命検出回路。
1. A capacitor to be detected connected in parallel between power supply lines during normal operation, and one end of the capacitor is opened from one of the power supply lines when the life of the capacitor to be detected is detected. A first changeover switch section sequentially connected to the detection end; a second changeover switch section connecting a comparison capacitor between the one of the power supply lines and the detection end at the time of detecting the life; A determination circuit for providing a determination output corresponding to whether or not the voltage level is a predetermined level corresponding to the life of the capacitor to be detected.
【請求項2】 前記請求項第1項記載のコンデンサの寿
命検出回路と、 前記判定回路の出力に基づいて、前記被検出用コンデン
サの寿命を報知する警報回路と、 を備えることを特徴とするスイッチング電源。
2. A capacitor life detecting circuit according to claim 1, and an alarm circuit for notifying the life of said capacitor to be detected based on an output of said judging circuit. Switching power supply.
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