JP3456787B2 - 電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置 - Google Patents
電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する分野の説明】本発明は、電解コンデンサ
の劣化状態を検出し予め設定した基準信号と比較する事
で劣化状態を判別する電解コンデンサの劣化判別回路に
関するものである。
の劣化状態を検出し予め設定した基準信号と比較する事
で劣化状態を判別する電解コンデンサの劣化判別回路に
関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来より、化学的変化を生じ経年劣化を避
けられない電源装置の電解コンデンサの経年劣化を判別
する一手段としてコンデンサに印加するリップル電圧を
検出する方法が行われてきた。即ち電解コンデンサが経
時劣化すると内部の電解液が減少し等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）が増加する。このＥＳＲの増加をリップル成分（リ
ップル電圧、または電流）の増大の形で検出し、初期の
リップル成分と比較することで劣化判定する方法であ
る。図９はこの劣化時に増加するＥＳＲ（結果は内部抵
抗とインピ−ダンス）を実験から求めた結果である。コ
ンデンサ容量が劣化（容量減少）すると内部抵抗、イン
ピ−ダンス共増加することがわかる。（図９×印） （３）
けられない電源装置の電解コンデンサの経年劣化を判別
する一手段としてコンデンサに印加するリップル電圧を
検出する方法が行われてきた。即ち電解コンデンサが経
時劣化すると内部の電解液が減少し等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）が増加する。このＥＳＲの増加をリップル成分（リ
ップル電圧、または電流）の増大の形で検出し、初期の
リップル成分と比較することで劣化判定する方法であ
る。図９はこの劣化時に増加するＥＳＲ（結果は内部抵
抗とインピ−ダンス）を実験から求めた結果である。コ
ンデンサ容量が劣化（容量減少）すると内部抵抗、イン
ピ−ダンス共増加することがわかる。（図９×印） （３）
【０００３】
【従来技術の問題点】所で係るリップル検出手段として
従来、ロウパスフィルタ（Ｌ．Ｐ）によるもの或いはバ
ンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ）によるものが知られている
が前者（Ｌ．Ｐ）は、電解コンデンサに印加するリップ
ル電圧は各種の周波数成分、ノイズを含んでおり、ま
た、供給する負荷側の電力により印加されるリップル電
圧波形は変化するため、信頼性、安定性の高い劣化判別
を行なうための検出信号を得る事は困難である。又後者
（Ｂ．Ｌ）による方法ではフィルタの中心周波数を例え
ば電源装置の動作周波数に同期するように設定したとし
ても実際の動作では各々の周波数にズレが生じてしまう
事が予想され安定した検出信号を得る事は困難である。
さらに周波数変調方式の電源装置や動作周波数の異なる
電源装置の場合には適用できず汎用性に欠ける。
従来、ロウパスフィルタ（Ｌ．Ｐ）によるもの或いはバ
ンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ）によるものが知られている
が前者（Ｌ．Ｐ）は、電解コンデンサに印加するリップ
ル電圧は各種の周波数成分、ノイズを含んでおり、ま
た、供給する負荷側の電力により印加されるリップル電
圧波形は変化するため、信頼性、安定性の高い劣化判別
を行なうための検出信号を得る事は困難である。又後者
（Ｂ．Ｌ）による方法ではフィルタの中心周波数を例え
ば電源装置の動作周波数に同期するように設定したとし
ても実際の動作では各々の周波数にズレが生じてしまう
事が予想され安定した検出信号を得る事は困難である。
さらに周波数変調方式の電源装置や動作周波数の異なる
電源装置の場合には適用できず汎用性に欠ける。
【０００４】
【発明の目的】本発明の第１の目的は新規なリップル電
圧検出法の採用により高精度の電解コンデンサ劣化制定
回路の提供にある。第２の目的はこの劣化判定回路を搭
載し、常時電解コンデンサの劣化状態を監視し装置の付
加価値を向上可能とする電源装置を提供するものであ
る。
圧検出法の採用により高精度の電解コンデンサ劣化制定
回路の提供にある。第２の目的はこの劣化判定回路を搭
載し、常時電解コンデンサの劣化状態を監視し装置の付
加価値を向上可能とする電源装置を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の電解コンデンサ劣化判定回路は、電解コン
デンサに印加されるリップル電圧の重畳した直流電圧を
入力として、コンデンサとトランスから成る直流電圧カ
ット回路により絶縁したリップル電圧（交流）を取り出
し、これをＬＣ同調回路に入力することでＬＣにより設
定された動作周波数に同調する正弦波状のリップル電圧
成分のみを出力し、これを直流化した信号と基準信号を
比較し、これを劣化判別用検出信号とするように構成す
る。
に、本発明の電解コンデンサ劣化判定回路は、電解コン
デンサに印加されるリップル電圧の重畳した直流電圧を
入力として、コンデンサとトランスから成る直流電圧カ
ット回路により絶縁したリップル電圧（交流）を取り出
し、これをＬＣ同調回路に入力することでＬＣにより設
定された動作周波数に同調する正弦波状のリップル電圧
成分のみを出力し、これを直流化した信号と基準信号を
比較し、これを劣化判別用検出信号とするように構成す
る。
【０００６】
（４）
電解コンデンサ劣化判定回路のリップル電圧検出にＬＣ
同調回路を使用する事により、電解コンデンサに印加さ
れるリップル電圧の任意の周波数成分のみの正弦波状信
号を検出する事が可能であり、これを直流化した検出信
号の信頼性、安定性、耐ノイズ性は向上する。またＬＣ
同調回路のキャパシタンス部分に可変容量ダイオ−ドを
採用する事で外部直流電圧印加で同調周波数の補正や各
種の電源装置の対応周波数に適応可能となり、上記に加
えて汎用性が向上する。又、この電解コンデンサ劣化判
定回路を用いた劣化判別回路搭載の電源装置は、常時電
解コンデンサの劣化状態を監視できるため電源装置の付
加価値をより向上させる事ができる。さらに可変容量ダ
イオ−ドへ容量可変のために印加する直流電圧を例えば
電源装置の動作周波数に同期した必要な直流レベル、Ｆ
／Ｖ変換回路より与えるように構成すれば、同調周波数
検出の精度は選り向上し自動調整化も可能である。
同調回路を使用する事により、電解コンデンサに印加さ
れるリップル電圧の任意の周波数成分のみの正弦波状信
号を検出する事が可能であり、これを直流化した検出信
号の信頼性、安定性、耐ノイズ性は向上する。またＬＣ
同調回路のキャパシタンス部分に可変容量ダイオ−ドを
採用する事で外部直流電圧印加で同調周波数の補正や各
種の電源装置の対応周波数に適応可能となり、上記に加
えて汎用性が向上する。又、この電解コンデンサ劣化判
定回路を用いた劣化判別回路搭載の電源装置は、常時電
解コンデンサの劣化状態を監視できるため電源装置の付
加価値をより向上させる事ができる。さらに可変容量ダ
イオ−ドへ容量可変のために印加する直流電圧を例えば
電源装置の動作周波数に同期した必要な直流レベル、Ｆ
／Ｖ変換回路より与えるように構成すれば、同調周波数
検出の精度は選り向上し自動調整化も可能である。
【０００７】
【実施例】図１、図２は本発明の劣化判定回路の一実施
例図及びその各部動作波形図で図中１は電解コンデンサ
劣化判定回路、３−１、−２は電解コンデンサ両端電圧
入力、４は直流カット用コンデンサ、５は絶縁用トラン
ス、６はインダクタンス、７はキャパシタンス、８は直
流化回路、９は劣化判別比較回路、１０は基準信号回
路、Ａ、Ｌはアラ−ム等の表示部、１３は可変容量ダイ
オ−ド、１３−１は外部直流入力端子である。
例図及びその各部動作波形図で図中１は電解コンデンサ
劣化判定回路、３−１、−２は電解コンデンサ両端電圧
入力、４は直流カット用コンデンサ、５は絶縁用トラン
ス、６はインダクタンス、７はキャパシタンス、８は直
流化回路、９は劣化判別比較回路、１０は基準信号回
路、Ａ、Ｌはアラ−ム等の表示部、１３は可変容量ダイ
オ−ド、１３−１は外部直流入力端子である。
【０００８】この回路の動作について、図２と共に説明
する。図２において（ａ）〜（ｄ）は図１の各部ａ〜ｅ
の波形を示し、夫々点線イは初期等、ロは劣化時の波形
を示す。又ハは基準信号である。先ず電解コンデンサ両
端電圧入力３−１、−２にはリップル電圧の重畳した直
流電圧が入力される。図２（ａ）そして直流カット用コ
ンデンサ４と絶縁用トランス５により交流信号化され、
図２（ｂ）インダクタンス６、キャパシタンス７により
構成されるＬＣ同調回路に入力され任意設定する同調周
波数に同調する周波数成分図２（ｃ）のみを後段の直流
化回路８に入力 （５） し直流化後、図２（ｄ）劣化判別比較回路９にて基準信
号図２（ｄ）ハと比較され検出信号として判別出力とし
て各種手段Ａ．Ｌ（例えばＬＥＤ点灯、ブザ−鳴動等）
で外部に出力される。また、図１ではＬＣ同調回路のキ
ャパシタンスＣを、外部信号１３−１により直流電圧印
加する事で自身の容量可変を可能とする可変容量ダイオ
−ド１３とコンデンサ７で構成している。
する。図２において（ａ）〜（ｄ）は図１の各部ａ〜ｅ
の波形を示し、夫々点線イは初期等、ロは劣化時の波形
を示す。又ハは基準信号である。先ず電解コンデンサ両
端電圧入力３−１、−２にはリップル電圧の重畳した直
流電圧が入力される。図２（ａ）そして直流カット用コ
ンデンサ４と絶縁用トランス５により交流信号化され、
図２（ｂ）インダクタンス６、キャパシタンス７により
構成されるＬＣ同調回路に入力され任意設定する同調周
波数に同調する周波数成分図２（ｃ）のみを後段の直流
化回路８に入力 （５） し直流化後、図２（ｄ）劣化判別比較回路９にて基準信
号図２（ｄ）ハと比較され検出信号として判別出力とし
て各種手段Ａ．Ｌ（例えばＬＥＤ点灯、ブザ−鳴動等）
で外部に出力される。また、図１ではＬＣ同調回路のキ
ャパシタンスＣを、外部信号１３−１により直流電圧印
加する事で自身の容量可変を可能とする可変容量ダイオ
−ド１３とコンデンサ７で構成している。
【０００９】可変容量ダイオ−ドは、図３に示すように
印加する直流電圧ＶＤＣを高くするとそのＣＤ容量は減
少し、逆に低くすると増加するという特性を有する。し
かし、基本的にはダイオ−ドであるため印加電圧が発振
出力を下回るような低電圧印加領域に於いて使用する際
注意が必要である。この実施例では構成としては２個の
可変容量ダイオ−ドを逆向きで直列に接続し、接続部に
直流電圧（１３−１）を印加するようにした。この構成
により低電圧印加領域でのダイオ−ド特性をキャンセル
する事ができ、この領域まで安定に動作可能とした。因
みにＬＣ同調の場合、同調周波数ｆｒはｆｒ＝１／２π
√ＬＣで決定する。この時、ＬかＣのいずれかが可変で
きればｆｒは変化する。このＣに可変容量ダイオ−ドを
採用することでｆｒを可変可能としたのが本実施例のＬ
Ｃ同調方式である。例えば今まで２００ＫＨＺのリップ
ルに同調していたとする。次に１００ＫＨＺのリップル
に対応しようとすればＣに印加する電圧を下げ容量を増
加してｆｒ＝１００ＫＨＺとすればよい。
印加する直流電圧ＶＤＣを高くするとそのＣＤ容量は減
少し、逆に低くすると増加するという特性を有する。し
かし、基本的にはダイオ−ドであるため印加電圧が発振
出力を下回るような低電圧印加領域に於いて使用する際
注意が必要である。この実施例では構成としては２個の
可変容量ダイオ−ドを逆向きで直列に接続し、接続部に
直流電圧（１３−１）を印加するようにした。この構成
により低電圧印加領域でのダイオ−ド特性をキャンセル
する事ができ、この領域まで安定に動作可能とした。因
みにＬＣ同調の場合、同調周波数ｆｒはｆｒ＝１／２π
√ＬＣで決定する。この時、ＬかＣのいずれかが可変で
きればｆｒは変化する。このＣに可変容量ダイオ−ドを
採用することでｆｒを可変可能としたのが本実施例のＬ
Ｃ同調方式である。例えば今まで２００ＫＨＺのリップ
ルに同調していたとする。次に１００ＫＨＺのリップル
に対応しようとすればＣに印加する電圧を下げ容量を増
加してｆｒ＝１００ＫＨＺとすればよい。
【００１０】図４は本発明の劣化判定回路をＡＣ−ＤＣ
コンバ−タ等の直流電源装置に搭載する場合のブロック
図で図中ＲＥＣは交流電圧ＡＣを整流する整流回路、
Ｌ．Ｃは入力平滑用チョ−クコイル及びコンデンサ、Ｔ
は出力トランス、Ｓは出力トランスＴの１次巻線ｎ１に
設けたＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、Ｄは整流用
ダイオ−ド、Ｃ１は入力用電解コンデンサ、Ｃ２は出力
用電解コンデンサ、ＲＬは負荷である。又劣化制定回路
１は入力用又は出力用電解コンデンサＣ１又はＣ２のい
づれに設けてもよく、又両方に設けることもできる。図
５は出力用の電解コンデンサ１７に通用した例を示す。 （６）
コンバ−タ等の直流電源装置に搭載する場合のブロック
図で図中ＲＥＣは交流電圧ＡＣを整流する整流回路、
Ｌ．Ｃは入力平滑用チョ−クコイル及びコンデンサ、Ｔ
は出力トランス、Ｓは出力トランスＴの１次巻線ｎ１に
設けたＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、Ｄは整流用
ダイオ−ド、Ｃ１は入力用電解コンデンサ、Ｃ２は出力
用電解コンデンサ、ＲＬは負荷である。又劣化制定回路
１は入力用又は出力用電解コンデンサＣ１又はＣ２のい
づれに設けてもよく、又両方に設けることもできる。図
５は出力用の電解コンデンサ１７に通用した例を示す。 （６）
【００１１】この回路の動作は制御回路ＣＯＴより出力
される設定された動作周波数の制御信号によりスイッチ
ング素子ＳはＯＮ−ＯＦＦを交互に繰り返す。この動作
により電源装置の出力電解コンデンサＣ２には動作周波
数に同期するリップル電圧の重畳する直流電圧が印加さ
れる。そしてこの直流電圧が劣化判定回路１に入力さ
れ、劣化判別を行なう。また、可変容量ダイオ−ド１３
への同調周波数補正のための直流電圧印加であるが制御
回路ＣＯＴより動作周波数をＦ／Ｖ変換回路１４に入力
し必要な直流電圧１３−１を可変容量ダイオ−ド１３に
給電する。
される設定された動作周波数の制御信号によりスイッチ
ング素子ＳはＯＮ−ＯＦＦを交互に繰り返す。この動作
により電源装置の出力電解コンデンサＣ２には動作周波
数に同期するリップル電圧の重畳する直流電圧が印加さ
れる。そしてこの直流電圧が劣化判定回路１に入力さ
れ、劣化判別を行なう。また、可変容量ダイオ−ド１３
への同調周波数補正のための直流電圧印加であるが制御
回路ＣＯＴより動作周波数をＦ／Ｖ変換回路１４に入力
し必要な直流電圧１３−１を可変容量ダイオ−ド１３に
給電する。
【００１２】図６は上記直流電源装置（図５）に適用さ
れた劣化制定回路１の回路図で回路構成は、検出電圧を
直流化して劣化判定用直流検出値を得る直流化回路８、
ＬＣ同調回路、ＬＣ同調回路で使用する可変容量ダイオ
−ド１３に直流電圧を印加する同調周波数コントロ−ル
１３−１、リップル電圧の入力を行なう検出用電解コン
デンサ電圧入力３−１、３−２により構成される。動作
としては、検出用電解コンデンサ電圧入力に直流重畳さ
れたリップル電圧が入力される。そして、ＬＣ同調回路
にはリップル電圧成分のみが印加され、同調周波数コン
トロ−ルからリップル電圧成分の周波数に同調する直流
電圧を印加した際、その出力ＶＰＯに最大電圧振幅の正
弦波が出力される。これを、直流化回路の入力とし劣化
判定用直流検出値ＤＣを得る回路である。
れた劣化制定回路１の回路図で回路構成は、検出電圧を
直流化して劣化判定用直流検出値を得る直流化回路８、
ＬＣ同調回路、ＬＣ同調回路で使用する可変容量ダイオ
−ド１３に直流電圧を印加する同調周波数コントロ−ル
１３−１、リップル電圧の入力を行なう検出用電解コン
デンサ電圧入力３−１、３−２により構成される。動作
としては、検出用電解コンデンサ電圧入力に直流重畳さ
れたリップル電圧が入力される。そして、ＬＣ同調回路
にはリップル電圧成分のみが印加され、同調周波数コン
トロ−ルからリップル電圧成分の周波数に同調する直流
電圧を印加した際、その出力ＶＰＯに最大電圧振幅の正
弦波が出力される。これを、直流化回路の入力とし劣化
判定用直流検出値ＤＣを得る回路である。
【００１３】図７は出力電解コンデンサＣ２として劣化
コンデンサを使用して直流電源に適用した時の出力電圧
検出ＶＱＤＣ（ｍｖ）、リップル電圧Ｖｐ（ｍｖ）及び
容量Ｃｒ（μＦ）の関係を示す特性図で図中（イ）はリ
ップル電圧（Ｖｐ）（ロ）は検出電圧ＶＱＤＣ（ｍｖ）
の夫々変化を示す。なお劣化コンデンサは予めコンデン
サ頭部に１φ程度の穴を開けホットプレ−ト上で高温過
熱することで電解液を減少させる加速劣化を行なったも
のを使用した。又Ｌ．Ｃ同調回路の同調周波数は電源装
置のスイッチング素子Ｓの動作周波数とした。更に使用
電源は、５Ｖ、１０Ａ、動作周波数は２００ＫＨZ、使
用コン （７） デンサは、ＬＸＦ１０Ｖ２２００μＦとした。図７から
明らかなように劣化コンデンサを使用した場合は劣化が
進むにつれリップル電圧、検出電圧ともに同じ傾向で増
加することがわかる。これによりＬＣ同調回路で劣化判
定が可能であることが言える。例えば、コンデンサ容量
６５％の１３００μＦで劣化判定しようとすれば、検出
値電圧は２５０ｍＶであるのでこれを超えた時点でアラ
−ム送出するよう後段の回路を構成すれば良いことにな
る。なお、図示しないが上記の条件下で負荷（ＲＬ）の
電流（±０）としてＩ0＝０Ａ、１０Ａの状態で測定し
た結果電源装置の負荷電流の違いによるリップル電圧と
検出電圧ＶＰＯの関係で、負荷によりリップル電圧の波
形が変化しても検出波形は変化しないことを示し、さら
に負荷によりリップル電圧が増加した場合、検出電圧も
増大しリップル電圧の増加変化をＬＣ同調回路で検出で
きることを確認した。
コンデンサを使用して直流電源に適用した時の出力電圧
検出ＶＱＤＣ（ｍｖ）、リップル電圧Ｖｐ（ｍｖ）及び
容量Ｃｒ（μＦ）の関係を示す特性図で図中（イ）はリ
ップル電圧（Ｖｐ）（ロ）は検出電圧ＶＱＤＣ（ｍｖ）
の夫々変化を示す。なお劣化コンデンサは予めコンデン
サ頭部に１φ程度の穴を開けホットプレ−ト上で高温過
熱することで電解液を減少させる加速劣化を行なったも
のを使用した。又Ｌ．Ｃ同調回路の同調周波数は電源装
置のスイッチング素子Ｓの動作周波数とした。更に使用
電源は、５Ｖ、１０Ａ、動作周波数は２００ＫＨZ、使
用コン （７） デンサは、ＬＸＦ１０Ｖ２２００μＦとした。図７から
明らかなように劣化コンデンサを使用した場合は劣化が
進むにつれリップル電圧、検出電圧ともに同じ傾向で増
加することがわかる。これによりＬＣ同調回路で劣化判
定が可能であることが言える。例えば、コンデンサ容量
６５％の１３００μＦで劣化判定しようとすれば、検出
値電圧は２５０ｍＶであるのでこれを超えた時点でアラ
−ム送出するよう後段の回路を構成すれば良いことにな
る。なお、図示しないが上記の条件下で負荷（ＲＬ）の
電流（±０）としてＩ0＝０Ａ、１０Ａの状態で測定し
た結果電源装置の負荷電流の違いによるリップル電圧と
検出電圧ＶＰＯの関係で、負荷によりリップル電圧の波
形が変化しても検出波形は変化しないことを示し、さら
に負荷によりリップル電圧が増加した場合、検出電圧も
増大しリップル電圧の増加変化をＬＣ同調回路で検出で
きることを確認した。
【００１４】図８は本発明の実施例を示すブロック図で
電源装置に補正回路を付加した劣化判定回路を搭載した
例を示すもので、補正回路を搭載し選り精度の高い劣化
判定器とした場合の１回路構成例を示す。構成回路は、
温度と負荷電流を検出し劣化判別回路の基準信号（ＲＥ
Ｆ）に補正を加えるＲＥＦ回路、動作周波数を検出し同
調周波数のズレ補正と周波数変調方式の場合の検出値補
正を加え劣化判別回路の検出入力とする回路より構成さ
れる。
電源装置に補正回路を付加した劣化判定回路を搭載した
例を示すもので、補正回路を搭載し選り精度の高い劣化
判定器とした場合の１回路構成例を示す。構成回路は、
温度と負荷電流を検出し劣化判別回路の基準信号（ＲＥ
Ｆ）に補正を加えるＲＥＦ回路、動作周波数を検出し同
調周波数のズレ補正と周波数変調方式の場合の検出値補
正を加え劣化判別回路の検出入力とする回路より構成さ
れる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に示すような効果を有する。 （１）電解コンデンサの劣化判別回路は、電解コンデン
サのリップル電圧を検出する信号検出回路にＬＣ同調回
路を採用しているため、検出信号は任意の周波数、例え
ば電源装置の動作周波数に同調する成分のみの正弦波信
号となり、これを直流化して得られる直流信号は信頼
性、安定性の高いものとなる。さらに、ＬＣ同調回路の
キャパシタンスＣの部分を直流電圧印加で自身の容量を
可変可能な可 （８） 変容量ダイオ−ドとすることにより、同調周波数の補正
や各種の電源装置に適応可能となり、回路の信頼性、安
定性、汎用性は選り向上できる。また、電解コンデンサ
劣化判別回路に電解コンデンサの温度検出、電源装置の
負荷電流検出により補正を加えた基準信号と上記直流検
出信号とを比較、劣化判別できるため精度の高い劣化判
定回路が提案できる。さらに可変容量ダイオ−ドに印加
する直流電圧を外部調整可能な可変抵抗器を使用し供給
できるように構成すればテスタレベルの安価な劣化判別
回路が提案できる。 （２）電解コンデンサ劣化判定回路を用いた劣化判定回
路搭載の電源装置は、ＬＣ同調回路に可変容量ダイオ−
ドを採用し、印加する直流電圧を電源装置の制御回路の
動作周波数を入力とするＦ／Ｖ変換回路から入力してい
るため、常に電源装置の動作周波数に同調するリップル
電圧成分を検出でき、さらに常時電源装置の電解コンデ
ンサの状態を監視できるので信頼性、安定性の高い劣化
判別が可能である。
ているため、以下に示すような効果を有する。 （１）電解コンデンサの劣化判別回路は、電解コンデン
サのリップル電圧を検出する信号検出回路にＬＣ同調回
路を採用しているため、検出信号は任意の周波数、例え
ば電源装置の動作周波数に同調する成分のみの正弦波信
号となり、これを直流化して得られる直流信号は信頼
性、安定性の高いものとなる。さらに、ＬＣ同調回路の
キャパシタンスＣの部分を直流電圧印加で自身の容量を
可変可能な可 （８） 変容量ダイオ−ドとすることにより、同調周波数の補正
や各種の電源装置に適応可能となり、回路の信頼性、安
定性、汎用性は選り向上できる。また、電解コンデンサ
劣化判別回路に電解コンデンサの温度検出、電源装置の
負荷電流検出により補正を加えた基準信号と上記直流検
出信号とを比較、劣化判別できるため精度の高い劣化判
定回路が提案できる。さらに可変容量ダイオ−ドに印加
する直流電圧を外部調整可能な可変抵抗器を使用し供給
できるように構成すればテスタレベルの安価な劣化判別
回路が提案できる。 （２）電解コンデンサ劣化判定回路を用いた劣化判定回
路搭載の電源装置は、ＬＣ同調回路に可変容量ダイオ−
ドを採用し、印加する直流電圧を電源装置の制御回路の
動作周波数を入力とするＦ／Ｖ変換回路から入力してい
るため、常に電源装置の動作周波数に同調するリップル
電圧成分を検出でき、さらに常時電源装置の電解コンデ
ンサの状態を監視できるので信頼性、安定性の高い劣化
判別が可能である。
【図１】本発明の実施例回路図（劣化判定回路）
【図２】本発明の実施例（図１）の各部動作波形図
【図３】可変容量ダイオ−ドの容量ＣD（μＦ）−直流
印加電圧ＶDC(V)特性図
印加電圧ＶDC(V)特性図
【図４】本発明を適用する直流電源装置のブロック図
【図５】本発明の実施例回路図（直流電源装置）
【図６】本発明の実施例回路図（劣化判定回路）
【図７】本発明の実施例（図５）のリップル電圧ＶP−
検出電圧ＶＱＤＣ特性図 （９）
検出電圧ＶＱＤＣ特性図 （９）
【図８】本発明の実施例回路図（直流電源装置）
【図９】電解コンデンサの劣化時の内部抵抗Ｒ／内部イ
ンピ−ダンス特性図
ンピ−ダンス特性図
１ 電解コンデンサ劣化判定回路
３−１、３−２ 電解コンデンサ入力端子
４ 直流カット用コンデンサ
５ 絶縁トランス
６ インダクタンス（Ｌ）
７ キャパシタンス（Ｃ）
８ 直流化回路
９ 劣化制定部
１０ 基準信号
ＡＬ 表示器
１３ 可変容量ダイオ−ド
１３−１ 外部直流入力端子
Ｓ スイッチング素子
ＲＥＣ 整流回路
Ｃ1、Ｃ2 電解コンデンサ
Ｔ 出力トランス
１４ Ｆ／Ｖ変換回路
ＣＯＴ 制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 31/00
H02H 7/12
H02M 3/28
H02M 7/06
Claims (7)
- 【請求項１】 直流カット用コンデンサ及び絶縁トラン
スにより電解コンデンサのリップル電圧検出回路を構成
すると共に、前記リップル電圧検出信号を正弦波形とし
て検出するインダクタンスとキャパシタンスとで構成し
たＬＣ同調回路と、前記正弦波検出信号を直流化する直
流化回路と、前記直流化信号と基準信号を比較する劣化
判定部とを備え、前記ＬＣ同調回路を外部直流信号によ
り任意周波数に同調可能にしたことを特徴とする電解コ
ンデンサ劣化判定回路。 - 【請求項２】 前記劣化判定部の出力部にアラーム等の
表示手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電解
コンデンサ劣化判定回路。 - 【請求項３】 前記ＬＣ同調回路に可変容量ダイオード
を接続し、該可変容量ダイオードに外部直流電圧を印加
せしめるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記
載の電解コンデンサ劣化判定回路。 - 【請求項４】 交流電圧を整流する整流回路と、前記整
流出力を平滑する電解コンデンサと、出力トランスと、
該出力トランスの１次巻線側に接続されたスイッチング
素子と、該出力トランスの２次巻線側に接続された整流
用ダイオードを設けた直流電源装置において、前記電解
コンデンサの劣化判定回路を設け、且つ該電解コンデン
サの劣化判定回路を、直流カット用コンデンサ及び絶縁
トランスにより電解コンデンサのリップル電圧検出回路
と、前記リップル電圧検出信号を正弦波形として検出す
るＬＣ同調回路と、前記正弦波検出信号を直流化する直
流化回路と、前記直流化信号と基準信号を比較する劣化
判定部により構成し、前記ＬＣ同調回路を外部直流信号
により任意周波数に同調可能にしたことを特徴とする直
流電源装置。 - 【請求項５】 出力トランスの１次巻線側に設けたスイ
ッチング素子と該出力トランスの２次巻線側の出力を整
流平滑する整流用ダイオード及び出力用電解コンデンサ
を設けた直流電源装置において、前記電解コンデンサの
劣化判定回路を設け、且つ該電解コンデンサの劣化判定
回路を、直流カット用コンデンサ及び絶縁トランスによ
り電解コンデンサのリップル電圧検出回路と、前記リッ
プル電圧検出信号を正弦波形として検出するＬＣ同調回
路と、前記正弦波検出信号を直流化する直流化回路と、
前記直流化信号と基準信号を比較する劣化判定部により
構成し、前記ＬＣ同調回路を外部直流信号により任意周
波数に同調可能にしたことを特徴とする直流電源装置。 - 【請求項６】 前記外部直流信号としてスイッチング素
子のスイッチング動作周波数検出信号を用いたことを特
徴とする請求項４又は５記載の直流電源装置。 - 【請求項７】 前記電解コンデンサの劣化判定回路の劣
化判定部に判定信号補正要素を付加すると共に該判定信
号補正要素として電解コンデンサの温度検出信号若しく
は負荷電流検出信号を用いたことを特徴とする請求項
４、５又は６記載の直流電源装置。
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|---|---|---|---|
| JP07996595A JP3456787B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07996595A JP3456787B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置 |
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|---|---|
| JPH08248086A JPH08248086A (ja) | 1996-09-27 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP07996595A Expired - Fee Related JP3456787B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 電解コンデンサ劣化判定回路及びこれを搭載した直流電源 装置 |
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-
1995
- 1995-03-10 JP JP07996595A patent/JP3456787B2/ja not_active Expired - Fee Related
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