JP3747637B2 - Electric washing machine - Google Patents
Electric washing machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP3747637B2 JP3747637B2 JP18727198A JP18727198A JP3747637B2 JP 3747637 B2 JP3747637 B2 JP 3747637B2 JP 18727198 A JP18727198 A JP 18727198A JP 18727198 A JP18727198 A JP 18727198A JP 3747637 B2 JP3747637 B2 JP 3747637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- voltage
- circuit
- power supply
- relay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源を遮断可能なスイッチを介して接続する洗濯機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電気洗濯機は、たとえば特開昭63−174694号に示されており、遮断可能なスイッチを使用者が押し込むことにより、爪がかかってメカニカルラッチ状態となり、使用者が指を離しても接点が閉じたままの状態に保たれ、交流電源からは遮断可能なスイッチを通じて電源回路に電源が供給され、電源回路の出力から直流電圧が出力され、この直流電圧は例えばマイクロコンピュータなどを有する制御回路に供給される。
【0003】
また、同時に双方向性サイリスタによって電動機、給水弁、排水弁、クラッチなどの負荷をオンオフする回路にも交流電源の出力電圧が供給される。
【0004】
また、洗濯動作の進行に応じて、制御回路により各負荷に直列に接続された双方向性サイリスタを順次オンオフし、所定のコースを終了した時点で、遮断可能なスイッチに内蔵されたコイルに交流電流を供給する。そして、メカニカルラッチ状態にあった遮断可能なスイッチは、爪がコイルの電流供給によって外され、よって遮断可能なスイッチは、やはり遮断可能なスイッチに内蔵されたばねの反発力により、使用者によって押される前の位置まで復帰し、同時に接点はオフの状態とされる。
【0005】
こうして、遮断可能なスイッチがオフされると、装置は完全に交流電源から切り離された状態となり、よって待機時の消費電力がほぼ完全に零となるものとなっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術においては、遮断可能なスイッチが、メカニカルラッチを行い、またコイル、爪、ばねなどの機構部品を多数内蔵した複雑な構成となり、また交流電源から装置に供給される電流に合わせた接点の電流容量が必要であることなどにより、コストが高くなり、また形状も大きくなることから、電気洗濯機への実装面においても、設けられる場所が限定されるという傾向があり、そのためデザイン面や使い勝手の面でも劣るものとなるという問題を有していた。
【0007】
また、近年、インダクションモータに代わり、より速度制御性に優れ、また省エネルギー性に優れ、また50Hzと60Hzというような複数の電源周波数にも対応が可能となる、インバータ装置を有する構成とすることにより、より高品位な電気洗濯機が実現したいというニーズがあり、特に省エネルギーが注目されている今日において、その傾向は急速に拡大してきている。
【0008】
しかしながら、一般的に電動機に可変周波数の交流の電力を供給して駆動するインバータ装置を、例えば100V50Hzあるいは60Hzの商用電源と呼ばれる交流電源から入力電力を供給させる構成とした場合には、交流電源を一旦電圧リプルが小さい直流電圧に変換し、その出力が例えばインバータの構成として一般的に使用されるような3相6石のトランジスタで構成されたインバータに入力されるようなブロック構成をとることになり、その場合には、インバータを安定に動作させるために、直流電圧は例えば電解コンデンサなどの大きな静電容量(大容量)を有するコンデンサを有する回路構成となる。
【0009】
その上で、遮断可能なスイッチにより、メカニカルラッチ動作を行わせてインバータなどに電源を供給し、動作終了後にメカニカルラッチを外して、待機時の装置の消費電力をほぼ完全に零の状態とする場合、装置の電源を入れる際には、大容量のコンデンサを遮断可能なスイッチの接点を通じて、瞬間的に充電することになり、極めて大きなインラッシュ電流が遮断可能なスイッチに流れ込むことになる。
【0010】
したがって、遮断可能なスイッチの接点の劣化が問題となり、それを解決しようとすると、特に接点の接触子の大きさを非常に大きなものとする必要があることから、装置のコストが非常に高くなり、また形状も大となり、同時に例えば整流回路などの構成部品に対しても、インラッシュ電流に対する信頼性を確保するため電流定格を非常に高いものとすることが必要となることから、これもまたコストが高くなり、形状も大となる要素になるという問題を有していた。
【0011】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小形、低コストの電源入りスイッチの使用を可能とし、それによってデザイン性や使い勝手を向上し、待機時の消費電力をほぼ完全に零にできるようにすることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、電源入りスイッチとリレーの出力接点の内の少なくとも一方がオンしている場合には、交流電源から負荷とコンデンサを有する電源回路に電源が供給されるとともに、電圧検知回路は交流電源から入力が供給されて通電信号を出力し、リレーをオンオフさせる制御回路は、電源回路から供給される電圧が所定値以上の場合に動作可能となり、動作中にリレーをオフし、交流電源を切り離した後、静電エネルギーが制御回路に供給される期間に、電源入りスイッチがオンとなった場合、電圧検知回路からの通電信号を受け、リレーを再びオンするよう構成したものである。
【0013】
これにより、小形、低コストの電源入りスイッチの使用を可能とし、それによってデザイン性や使い勝手を向上することができ、待機時の消費電力をほぼ完全に零にすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、交流電源と、駆動電流を供給することにより出力接点がオンとなるリレーと、電源入りスイッチを有し前記リレーの出力接点に並列接続した起動回路と、前記リレーをオンオフさせる制御回路と、コンデンサを有し前記制御回路に直流電圧を供給する電源回路と、前記交流電源の電圧を検知する電圧検知回路と、電動機などの負荷とを備え、前記電源入りスイッチと前記リレーの出力接点の内の少なくとも一方がオンしている場合には、前記交流電源から前記負荷と前記電源回路に電源が供給されるとともに前記電圧検知回路は前記交流電源から入力が供給されて通電信号を出力し、前記制御回路は、前記電源回路から供給される電圧が所定値以上の場合に動作可能となり、動作中に前記リレーをオフし、前記交流電源を切り離した後、静電エネルギーが前記制御回路に供給される期間に、前記電源入りスイッチがオンとなった場合、前記電圧検知回路からの通電信号を受け、前記リレーを再びオンするよう構成したものであり、電流定格値が小さく、小形、低コストの電源入りスイッチを使用し、それによってデザイン性や使い勝手を向上することができ、待機状態での消費電力をほぼ完全に零とすることができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、電圧検知回路は、交流電源と電源入りスイッチの直列回路に接続し、通電信号として前記交流電源に同期したパルス列を出力するものであり、電圧検知回路を比較的簡単かつ小形で安価なものとすることができ、制御回路に供給される電圧が制御回路が動作可能な値であるとき、電源入りスイッチがオンとなった場合、確実にリレーを再オンすることができ、かつ待機時の消費電力をほぼ完全に零にすることができる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2に記載の発明において、負荷は、整流器とコンデンサを有する整流平滑回路と、前記整流平滑回路から直流電圧を受けるインバータと、前記インバータの出力に接続された電動機とを有し、電源回路は前記コンデンサから直流電圧が供給されるスイッチング電源により構成し、起動回路は電源入りスイッチと抵抗の直列回路で構成し、動作中にリレーをオフし、交流電源を切り離した後、前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーが前記制御回路に供給される期間に、前記電源入りスイッチがオンとなった場合、前記電圧検知回路からの通電信号を受け、前記リレーを再びオンするよう構成したものであり、コンデンサによるインバータの入力直流電圧のリプル電圧を低減して、動作を安定化することができるとともに、電源投入時に電源入りスイッチおよびリレーに流れるインラッシュ電流を低減することができ、さらに、待機時の消費電力をほぼ完全に零にすることができる。
【0017】
さらに、インバータに入力される直流電圧を安定にして、インバータの動作を安定に保つことができるように、コンデンサの静電容量を大きな値とした場合にあっても、電源入りスイッチをオンした時に抵抗を通じてコンデンサに充電電流が流れるので、電源入りスイッチに流れる電流は小さな値に抑えることが可能となり、電源入りスイッチに要求される電流定格が小さくても十分な信頼性が確保することができることから、電源入りスイッチが小形、低コストとすることができる。
【0018】
また、リレーの出力接点がオンするタイミングが、すでに起動回路を通じてコンデンサ充電がなされ、コンデンサの端子間電圧が上昇した条件での動作となることにより、リレーの出力接点がオンした時に流れる電流は、交流電源の電圧とコンデンサの電圧の差が小となる条件であることから、比較的小の値ですみ、したがって、リレーの接点の定格電流を抑えることができ、同時に整流平滑回路の電流定格も小となり、その構成要素となるダイオードについても、そのサージ電流定格などを小とすることができる。
【0019】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0020】
(実施例1)
図1に示すように、交流電源1は、100V50Hzまたは60Hzの商用電源であり、リレー2は、駆動コイル3に駆動電流を供給することにより出力接点がオンとなるもので、制御回路4によりオンオフさせる。このリレー2の出力接点に起動回路5を並列接続している。電源回路6は制御回路4に直流電圧を供給する。7は電圧検知回路であり、8は負荷である。
【0021】
制御回路4は、マイクロコンピュータ9、リセットIC10、電源切りスイッチ11、スタートスイッチ12、リレー2の駆動コイル3に駆動電流を供給するNPN形のトランジスタ13、およびダイオード14を有している。ここで、ダイオード14は、トランジスタ13がオン状態からオフの状態へと変化した瞬間に、駆動コイル3のインダクタンスの影響により、トランジスタ13のコレクタ、エミッタ間に高電圧が印加されるのを防止するものである。
【0022】
また、起動回路5は電源入りスイッチ15を有しており、電源入りスイッチ15とリレー2の出力接点の内の少なくとも一方がオンしている場合には、交流電源1から負荷8と電源回路6にAC100Vの電源が供給され、同時に電圧検知回路7にも交流電源1からAC100V入力がなされて通電信号を出力する。
【0023】
負荷8は、本実施例では、4極のコンデンサラン形の誘導電動機16と、電動機16に接続した進相用コンデンサ17と、排水弁18、給水弁19を備えている。排水弁18と給水弁19は、AC100Vの電源を供給することにより、バルブを開いた状態とすることができるものを使用している。
【0024】
負荷駆動回路20は、負荷8の各構成要素への電源供給を制御回路4のマイクロコンピュータ9からオンオフ制御するものであり、各双方向性サイリスタのゲートから駆動電流を引き抜いてオンさせるための抵抗21a、21b、21c、21d、双方向性サイリスタ22a、22b、22c、22d、NPN形のトランジスタ23a、23b、23c、23d、各トランジスタのベース電流を供給する抵抗24a、24b、24c、24dによって構成しており、マイクロコンピュータ9から約5Vのハイ信号が出力された場合には、それに接続されたトランジスタおよび双方向性サイリスタがオン状態となり、交流電源1からのAC100Vが供給されるよう構成している。
【0025】
電動機16は、運転状態においては、マイクロコンピュータ9からの出力端子a、bの内の一方がハイとなり、それによって双方向性サイリスタ22a、22bの一方がオンすると、回転磁界が発生して一方向にトルクが発生するもので、aとbのどちらをハイに上げるかによって、電動機16の回転方向を左右に変えることができる。
【0026】
電源回路6は、電源トランス25、4本のシリコンダイオードをブリッジ接続した全波の整流器26、その出力に接続され電圧リプルを低減させるための電解コンデンサ27、さらにコンデンサ27によって平滑された直流電圧から安定な直流を得るための抵抗28、定電圧ダイオード29、トランジスタ30、電解コンデンサ31を設けている。
【0027】
また、制御回路4は、電源回路6から供給される電圧が3.3V以上の場合に、リセットIC10の作用により、マイクロコンピュータ9に対してリセット解除がなされる構成となっており、その直後から、動作が可能となる。
【0028】
また、制御回路4は、その動作中にリレー2をオフさせると、その後電圧検知回路7からの出力信号を監視し、電源入りスイッチ15がオンとなった場合には、電圧検知回路7の通電信号により、リレー2を再びオンするようにしている。
【0029】
電圧検知回路7は、22kΩの抵抗32、ダイオード4本を全波整流ブリッジ接続して構成した整流器33、整流器33の出力に接続したフォトカプラ34、その出力側から接続された抵抗35、36とそれによって駆動されるPNP形のトランジスタ37、トランジスタ37のコレクタからGND間に接続した抵抗38とノイズ防止用の0.01μFのコンデンサ39で構成している。
【0030】
図2は、電動機16が洗濯動作中に駆動される際の双方向性サイリスタ22a、22bのオンオフ動作波形を示したものであり、双方向性サイリスタ22a、22bはいずれも2秒間のオン状態の継続がなされ、それぞれ交互にオン期間が存在するとともに、ターンオフ後から次に他方の双方向性サイリスタがターンオンされるまでに、0.6秒間の休止時間、すなわち両方の双方向性サイリスタが共にオフ状態となっている期間を設定している。
【0031】
したがって、このような動作により電動機16は、左右交互に回転動作を行い、撹拌翼(図示せず)がそれに伴って左右交互に回転することから、洗濯兼脱水槽(図示せず)内に水流が生み出され、投入された衣類の洗濯が行われる。
【0032】
なお、脱水動作が行われる際には、マイクロコンピュータ9は端子aのみを脱水動作中ハイに固定することから、トランジスタ23a、双方向性サイリスタ22aがオンされ、同時に双方向性サイリスタ22cについてもマイクロコンピュータ9のc端子がハイにされることにより、排水弁18が開放されると共に、クラッチも入り、電動機16によって発生するトルクにより洗濯兼脱水槽全体が回転して、遠心脱水が行われる。
【0033】
図3は、リセットIC10の特性を示したものであり、電源回路6からの出力電圧Vccに対して、マイクロコンピュータ9のリセット端子RESに出力される電圧Vresetの値は、Vcc<3.3Vの領域においては、ほぼ零Vであるが、Vcc>3.3Vの条件下では、ほぼVreset=Vccとなる。
【0034】
マイクロコンピュータ9は、リセット端子RESにローが印加されている状態においては、動作を停止した状態となっていて、同端子がハイ、すなわち電源回路6から供給される電圧に対して半分以上の値である状態となった場合に、動作を開始するものであることから、制御回路4は、電源回路6からの供給電圧が所定値である3.3V以上の場合に動作が可能となる。
【0035】
図4は、電圧検知回路7の動作波形図を示しており、(a)は交流電源1の出力電圧、(b)は電圧検知回路7の出力電圧Vdetの波形を示している。
【0036】
すなわち、電圧検知回路7は、電源入りスイッチ15がオンの状態では、交流電源1の出力電圧の瞬時値が、約10V以上の期間にはフォトカプラ34の入力(発光ダイオードの電流)は、フォトカプラ34を経て、トランジスタ37をオンさせるだけのものとなり、従って電圧検知回路7は、ハイの出力をマイクロコンピュータ9に出力し、交流電源1の出力電圧の瞬時値が約10V未満になる期間については、ローが出力されることになるため、結果的には通電信号として、(b)に見られるような交流電源1の周波数が60Hzの場合については、その周波数に同期した120Hzのパルス列が出力される。
【0037】
ただし、本実施例においては、特にこのような構成の電圧検知回路を使用しなければならないというものではなく、例えば半端整流などで60Hzの交流電源に対して、60Hzのパルス列が出力されるというものであってもよい。
【0038】
なお、電源入りスイッチ15とリレー2の両方が共にオフしている状態においては、フォトカプラ34もトランジスタ37も恒等的にオフの状態が保たれることから、電圧検知回路7の出力は、ローに固定される。
【0039】
ただし、本実施例においては、特に電圧検知回路の構成についての限定を行ったものではなく、他の部分の電圧、例えば電源回路6内の電源トランス25の2次側電圧や、コンデンサ27の電圧などの絶対値もしくは時間的変化量を検知するものであってもよく、その出力波形についても、パルス列を出力するものの他、例えばハイの出力が通電信号として出力され、ロー信号が通電状態以外の条件で出力されるようなものであってもよい。
【0040】
図5は、マイクロコンピュータ9のフローチャートを示している。
【0041】
図5において、電源回路6の出力電圧Vccが3.3V以上となると、リセットIC10の作用により、ステップ200で動作を開始する。
【0042】
そして、まずマイクロコンピュータ9は、ステップ201でイニシャライズし、ここで内蔵されたメモリやレジスタ、フラグなどの初期化などを行う。その直後に、ステップ202でリレー2をオンし、リレー2の出力接点をオン状態にする。
【0043】
なお、実際にはマイクロコンピュータ9の出力ポートの電流容量が、駆動コイル3に必要となる電流値よりも小さいため、出力ポートからトランジスタ13を働かせることにより駆動コイル3に電流を流している。
【0044】
ステップ210では、後述するフラグの有無の検知をしているが、初回においては前述のフラグの初期化により、ステップ203に進む。
【0045】
ステップ203のキー入力スキャンでは、電源切りスイッチ11、スタートスイッチ12が接続されている入力ポートの値を読み込む動作を行い、前述の如くマイクロコンピュータ9は、構成部品の点数削減のため、リレー2の駆動の制御と負荷駆動回路20への信号出力の両方を行うことから、電源切りスイッチ11、スタートスイッチ12の状態は、いずれもマイクロコンピュータ9に接続し、読み込ませている。
【0046】
なお、装置の設計によっては、さらに他のスイッチを接続し、それらについてもマイクロコンピュータ9で処理させることも行われるものであり、その場合には、さらにスイッチの接続数を増し、またそれらの機能に必要なアルゴリズムを追加する。
【0047】
ステップ204でキー入力の判断がなされ、いずれかのキーが押されてスイッチがオンしているならばステップ205へ進み、またいずれのスイッチも押されておらず従ってすべてのスイッチがオフとなっているならばステップ210へ戻る。
【0048】
ステップ205でスタートスイッチ12が押されてオンとなった場合には、ステップ206へ進み駆動スタートを実行し、そうでない場合には、ステップ207へ進む。ここで、ステップ206では、インバータ装置が全自動式の電気洗濯機として動作するものであることから、洗濯、すすぎ、脱水にいたるシーケンスを順次動作する。したがって、マイクロコンピュータ9のa、b、c、dの各出力端子に順番に信号を出力していくことにより、電気洗濯機としての動作をさせる。
【0049】
本実施例においては、いわゆるフラグ処理を行っていることから、一度ステップト206を通過させると、負荷駆動回路20として必要な上記の動作は、フラグを検知したルーチン側で対応が可能である。このため、一度ステップ206を通した後、ステップ203〜ステップ207までのループ処理を行い、キーの入力を受け付けている状態に保っていても、洗濯〜脱水のコースは順序よく実行される。
【0050】
ステップ207においては、電源切りスイッチ11が押されていてオン状態となっていた場合には、ステップ208へ進み、ステップ209でリレー2をオフし、そうでない場合には、ステップ210へ戻る。
【0051】
なお、マイクロコンピュータ9に接続されている入力のキースイッチは、電源切りスイッチ11と、スタートスイッチ12のみであることから、特にステップ207の判定は必要ではないが、ステップ207を設けることによりノイズ等の影響を極力さけるという効果を上げている。
【0052】
洗濯機としてのシーケンスが完了した場合には、終了フラグがハイとなり、ステップ21からステップ208へ進む。ここでは、負荷駆動回路20に対してマイクロコンピュータ9がa〜dの端子について、すべての電位のロー出力として、負荷8の構成要素を全てオフ状態とし、またこの時点でマイクロコンピュータ9に接続されているキーからの入力についても全て行わない状態に固定させる。
【0053】
また、本実施例においては、表示のための発光ダイオードなどはマイクロコンピュータ9には接続を行ってない例を示しているが、そのような表示のための構成要素を設けている場合においては、それらに対しても完全にオフとし、結果的には外見上全く電源が切れてしまっている状態とする。
【0054】
その後、ステップ209へ進み、トランジスタ13をオフさせることによりリレー2の駆動コイル3への供給を遮断してオフの状態とする。
【0055】
つぎに、ステップ211において、リレー2の出力接点がオフ状態になったかどうかを電圧検知回路7からの通電信号の有無で判断する。本実施例では前述したように、交流電源1に同期したパルス列を出力する電圧検知回路7を使用している関係上、ステップ211ではパルス列がある場合には、再度ステップ211が実行されるので、結果としてパルス列がなくなり、通電信号がなくなるのを待つという動作がなされ、ステップ212に移る。
【0056】
ステップ212では、通電信号がある場合にはYesへ、通電信号がない場合にはNoへ移動する。したがって再び電源検知回路7からの通電信号がYesとなるのを待つという動作をする。ステップ212において、電源検知回路7からの通電信号が有りとなれば、ステップ201へ戻る。よって、再びステップ201とステップ202が実行され、リレー2がオンされる。
【0057】
なお、本実施例においては、リレー2がオンからオフに移った時点および電源入りスイッチ15がオンされた時の判定に際して、電圧検知回路7がノイズなどによる誤動作をさけるため、ステップ211、212については、いずれも3回聞きとし、それによって装置の信頼性を確保している。
【0058】
また、本実施例においては、マイクロコンピュータ9にはソフトリセットという機能が備わっていることから、実際にはステップ212がYesとなれば、前述のソフトリセット命令が実行されて、再びステップ200から処理が開始される。
【0059】
以上の構成において、本実施例の電気洗濯機の動作について説明する。
【0060】
まず、電源入りスイッチ15をオンした際の動作について説明する。図6は、電源入りスイッチ15をオンした場合の各部の動作波形図を示したもので、(a)は電源入りスイッチ15のオンオフ状態、(b)は電源回路6の出力電圧Vcc、(c)はリセットIC10の出力電圧、(d)はリレー2の駆動コイル3に印加される電圧Vrly、(e)はリレー2の出力接点のオンオフ状態、(f)は電圧検知回路7の出力電圧Vdet波形を示している。
【0061】
図6においては、(a)に示すように、時刻t0で電源入りスイッチ15が使用者によって操作されて、モーメンタリスイッチがオンとなり、オン状態が200ミリ秒間続いた後使用者が手を離し、オフとしている。
【0062】
時刻t0で電源入りスイッチ15がオンされると、電源回路6の電源トランス25の1次側にAC100Vが印加され、2次側に接続されたコンデンサ27が充電されるので、(b)に見られるようにVcc電圧の上昇が始まり、時刻T1で3.3Vに達すると、(c)に示すように、リセットIC10の作用により、マイクロコンピュータ9のRES端子の電圧がほぼ零V状態からハイ(ほぼVccに近い値)の状態にまで立ち上がり、マイクロコンピュータ9の動作が開始される。すなわち図5に示したフローチャートのステップ200からの動作が始められる。
【0063】
(d)に示すように、マイクロコンピュータ9は、図5のステップ201でイニシャライズした後、時刻t1から10ミリ秒の後となる時刻t2にて、Vrlyを15V印加とし、リレー2の出力接点は、(e)に示すように、時刻t2からさらに20ミリ秒経過した時刻t3にて、オン状態となる。
【0064】
(f)は、電圧検知回路7の出力電圧Vdetであり、マイクロコンピュータ9が動作開始する時刻t1には、パルス列を出力する。リレー2の出力接点がオンとなると、その後は電源入りスイッチ15をオフにしても、リレー2の出力接点を通じて、交流電源1から装置への電力供給が継続して行われる。
【0065】
次に、電源切りとなる際の動作について説明する。
【0066】
図7は、電源切りスイッチ11を200ミリ秒押した場合の各部の動作波形を示しており、(a)は電源切りスイッチ11のオンオフ状態、(b)は電源回路6の出力電圧Vcc、(c)はリセットIC10の出力電圧、(d)はリレー2の駆動コイル3に印加される電圧Vrly、(e)はリレー2の出力接点のオンオフ状態、(f)は電圧検知回路7の出力電圧Vdet波形を示している。
【0067】
時刻t0において、電源切りスイッチ11がオンされると、マイクロコンピュータ9は、図5に示したステップ207からステップ209でリレー2をオフするので、時刻t0から10ミリ秒経た時刻t1において、(d)に見られるようにVrlyがローとなる。
【0068】
リレー2は、駆動コイル3のインダクタンス等の影響により、遅延時間が発生するが、時刻t1からさらに20ミリ秒経過した時刻t2にて、その出力接点は、(e)に示すようにオフ状態となる。電圧検知回路7の出力電圧Vdetについても、時刻t2の後は、(f)に見られるように零V状態に固定される。
【0069】
時刻t2において、リレー2がオフされると、交流電源1は一方の線が切り離された状態となることから、電源回路6にも交流電源1からの電力供給が絶たれた状態となり、コンデンサ27、31に蓄えられた静電エネルギーがマイクロコンピュータ9等に供給され、次第にVcc電圧が低下し、時刻t3において、(b)に見られるように、Vcc=3.3Vとなって、同時刻で(c)に示しているように、リセットIC10の出力電圧Vresetがほぼ零Vにまで引き込まれ、マイクロコンピュータ9は停止する。
【0070】
ここで、時刻t2以降は電圧検知回路7がほぼ零Vに固定されていることから、図5に示したフローチャート上では、ステップ211の判定処理の繰り返しを終了し、ステップ212の判定処理の繰り返し動作が行われており、その状態でリセットIC10の動作によりマイクロコンピュータ9は停止する。
【0071】
本実施例においては、瞬時停電等の際にも、マイクロコンピュータ9が停止しないように、コンデンサ27、31の容量を大きく設定し、Vccが保たれる定数設計としていることから、時刻t2から時刻t3までに3秒間要する。
【0072】
なお、図7の時刻t3以後に、再び電気洗濯機を使用する場合には、図6で説明したように、再び電源入りスイッチ15を操作してオンさせることにより、動作を開始することができる。
【0073】
つぎに、リレー2のオフの後、Vccが3.3V以上ある状態で、電源入りスイッチ15がオンされた場合の動作について説明する。
【0074】
図8は、マイクロコンピュータ9によって、リレー2がオフされてから、1.5秒後に再度電源入りスイッチ16がオンされた場合における動作波形を示しており、(a)は電源入りスイッチ15のオンオフ状態、(b)は電源切りスイッチ11のオンオフ状態、(c)は電源回路6の出力電圧Vcc、(d)はリレー2の駆動コイル3に印加される電圧Vrly、(e)はリレー2の出力接点のオンオフ状態、(f)は電圧検知回路7の出力電圧Vdet波形を示している。
【0075】
なお、この条件においては、いずれの瞬時においても、Vcc>3.3Vであるため、リセットIC10の出力電圧Vresetについては、波形は示していないが、常にハイ(ほぼVccに近い電圧値)となっている。
【0076】
(b)に示すように、時刻t0にて、電源切りスイッチ11がオフされてからVccが低下していく動作については、図7と全く同様の動作であるが、時刻t4において、(a)に示すように、電源入りスイッチ15がオンされる。
【0077】
時刻t4においては、(c)に見られるように、Vccが4.3V有り、従って図5に示したフローチャート上においては、ステップ212の判定処理の繰り返しが行われている状態となっている。
【0078】
電源入りスイッチ15がオンされると、電圧検知回路7の入力には、交流電源1の出力が接続されることから、(f)に示すように、通電信号であるパルス列がマイクロコンピュータ9に入力される。したがって、図5のフローチャートのステップ212の判断がYesとなって、ステップ201に移る。
【0079】
すると、図5のフローチャートにおけるステップ200から、処理が進んでいくため、イニシャライズの後、ステップ202でリレー2がオンされる。
【0080】
ここで、マイクロコンピュータ9はパルス列の有無の判定に際し、ノイズ等の影響を受けにくくするため、正規のパルス幅の信号があるかどうかについて、3回の入力確認動作により、ステップ212を行っていることから、時刻t4でパルス列の復活してから、リレー2へのVrlyの印加動作(t5)までには、約30ミリ秒の時間を要する。
【0081】
リレー2の接点は、(f)に示すように、時刻t5からさらに20ミリ秒後に閉じてオンとなる。時刻t5以降の動作については、初めて電源入りスイッチ15がオンされた場合と全く同様である。
【0082】
従って、リレー2がオフした直後であっても、電源入りスイッチ15をオンとする操作が受け付けられ、特に良好な操作性を実現することができる。
【0083】
特に、本実施例においては、電圧検知回路7が交流電源1に同期したパルス列を出力する構成としたことにより、比較的簡単、安価な構成でありながら、確実に電源入りスイッチ15がオンされたことを検知することができる。
【0084】
なお、図7および図8においては、電源切りスイッチ11を押して、動作を中止させて、交流電源1から切り離した状態にする場合の動作波形を示しているが、一般に、1回の使用は、洗濯、すすぎ、脱水等のシーケンスが終了した後には電源が不要となるので、本実施例においては、終了フラグが立っている状態を図5のステップ210にて判定し、やはりステップ209に制御が移るようにしており、それによって自動的に電源が切れるものとなり、その際の動作波形については、図7および図8に示したものと比較して、電源切りスイッチ11の波形以外は全く同じ動作となる。
【0085】
以上のような動作を行うことにより、使用していない状態(待機時)においては、交流電源1からの電力供給を完全に切り離した状態とすることができることから、待機時の消費電力をほぼ完全に零とすることが可能となり、かつ電源入りスイッチ15、電源切りスイッチ11などを小形、安価なモーメンタリスイッチとすることができ、またそれらのスイッチを機体に配置する際に従来の技術のような機構的な構成がないことから、制約が少なく、例えば機体の前側に、メンプレン式で設けることも可能となり、デザイン面で優れていると同時に、使い勝手を向上することができる。
【0086】
(実施例2)
図9に示すように、整流平滑回路40は、交流電源1に接続し、直流出力に3相出力するインバータ41を接続し、インバータ41の出力に3相入力仕様の電動機42を接続している。整流平滑回路40はダイオード43、44、45、46をブリッジに接続した整流器47、560μFの電解コンデンサ48、49を設けている。
【0087】
また、チョークコイル50を有しており、これは珪素鋼板を積層した鉄心で構成した磁路の一部に空隙(ギャップ)を設け、これにエナメル銅線を巻いて構成し6mHのインダクタンスを持たせたものであり、装置の定常動作条件となる交流電源1からの入力電力が400Wとなる最大入力パワー状態においても、鉄心内の磁束密度も約1.4T以下に抑えられるように、巻線のターン数と、ギャップ長を設定している。
【0088】
整流器47は、入力された交流を直流に変換するものであり、その構成要素であるダイオード43、44、45、46は、いずれもシリコンダイオードで実現している。コンデンサ48、49は、インバータ41の入力の直流電圧をリプル成分の小さいものとするものであり、インバータ41の入力電圧をリプル電圧の小さい直流とすることにより、電動機42に加えられる電圧、電流のリプル成分を抑え、それによって電動機42およびインバータ41の効率を高くし、インバータ41の動作周波数と交流電源1の周波数の干渉による騒音の発生を抑えるという作用も持っている。
【0089】
また、チョークコイル50は、定常状態でのインバータ41の動作時において、インバータ41にリプル分の小さい直流電圧を供給しようとする際に、交流電源1のピーク電圧付近の位相で、コンデンサ48、49への充電電流が流れ込むことにより、ピーク電流値が大となることを防止し、交流電源1からの電源高調波(特に3次、5次など)を低減する。
【0090】
ただし、本実施例においては、チョークコイル50は、上述の目的以外にも後述するように、リレー2の出力接点がオンとなった直後のコンデンサ48、49へのインラッシュ電流を低減させるという役割を果たすものであり、特にリレー2の出力接点がオンされる際の条件として、既にコンデンサ48、49の充電が進んでいることから、インラッシュ電流値はチョークコイル50のインダクタンスが有効な作用によって、効果的に低減することができる。
【0091】
また、リレー2の出力接点は交流電源1からコンデンサ48、49に至る経路の間に接続されており、起動回路51は押しボタン式の一般にモーメンタリスイッチと呼ばれる電源入りスイッチ15と68Ω5W定格の抵抗52の直列回路によって構成し、起動回路51はリレー2の出力接点間に並列に接続している。
【0092】
制御回路53は、電源入りスイッチ15が押されてオンされた場合には、交流電源1から起動回路51を通じて電源が供給されると同時に、コンデンサ48、49にも整流平滑回路40を通じて充電電流が供給され、制御回路53はリレー2の出力接点をオンすることにより、交流電源1からリレー2の出力接点、および整流平滑回路40を通じて電源が供給される。
【0093】
従って、その後ボタンから手を離して電源入りスイッチ15がオフとなっても、制御回路53は、リレー2の出力接点を引き続きオンさせることにより、インバータ41にも整流平滑回路40を経て直流の電力が供給される。
【0094】
特に、制御回路53は、コンデンサ49から約140Vの直流電圧を供給されて動作するスイッチング電源54を有しており、スイッチング電源54から直流の15.7Vの電圧が供給されて、リレー2の駆動コイル3に30mAの直流電流を通ずることによりオン動作をさせるものとなっている。
【0095】
電圧検知回路55は、ダイオード56、57を使用しており、100V60Hzの交流電源1が接続された状態において、60発のパルス列がマイクロコンピュータ9へと出力される構成となっており、上記実施例1の構成と比較して、抵抗器32での電力損失を小とすることができるものとなっている。ただし、この構成に関しては、上記実施例1のような構成にしてもパルス列が出力されるという点に関しては、変わりはない。
【0096】
直流電圧検知回路58は、100kΩの抵抗59、1kΩの抵抗60、0.01μFのコンデンサ61によって構成し、コンデンサ48、49の直列回路の両端の電圧Vc2を1/101に分圧して、マイクロコンピュータ9のAD入力端子に出力している。ここで、AD入力端子は、入力されたアナログ電圧を内蔵のアナログ/デジタル変換回路によってデジタル値に変換する作用を持った入力端子である。
【0097】
なお、本実施例では、電気洗濯機を構成していることから、排水弁18、給水弁19を有しており、これらはいずれもAC100Vを印加することにより、動作するものを使用している。
【0098】
そして、排水弁18と給水弁19は、それぞれフォトサイリスタ62、63を直列に接続した上で、整流器47の入力端子間に接続し、フォトサイリスタ62、63は、いずれも負荷駆動回路64によってオンオフ制御され、また負荷駆動回路64は、スイッチング電源54から直流電源を供給している。
【0099】
また、制御回路53には、モーメンタリスイッチによって構成した電源切りスイッチ11を接続し、装置の動作中に使用者が電源切りスイッチ11を押してオンとすることにより、後述のマイクロコンピュータ9の作用によって装置の動作を中断させ、リレー2によって交流電源1が切り離された状態とし、その後のインバータ装置の消費電力、すなわち待機電力の値をほぼ完全に零の状態とするために設けている。
【0100】
また、電源入りスイッチ15は、オフしている状態で、その両端間に100Vの交流電圧が印加されるのに対し、電源切りスイッチ11は例えば5Vの電源からマイクロコンピュータなどに信号を与えるものであり、オン時の電流についても、10mA程度で済むものであることから、電源入りスイッチ15よりもさらに、低電圧、小電流の仕様で十分実現することができ、よって極めて小形、低コストのスイッチを使用し、装置の小形化、低コスト化を実現している。
【0101】
なお、本実施例においては、図9に示すように1台のマイクロコンピュータ9で、リレー2のオンオフ信号処理と各負荷のオンオフ信号処理の両方を行うことにしている。しかし、さらにこれに加えて、マイクロコンピュータ9に例えば洗濯終了時やエラー時に吹鳴する、ブザーなどを接続して鳴らせるというようにしてもよく、例えば表示回路などの他の負荷をも駆動させるようにしてもよい。
【0102】
図10は、スイッチング電源54の詳細な回路図を示したものであり、入力端子はa端子とd端子間となっており、この間にはコンデンサ49からの直流電圧として140Vが入力される。
【0103】
また、b端子とc端子はいずれもスイッチング電源54の出力端子であり、b端子とd端子間には15.7Vの直流電圧が出力され、またc端子とd端子間には5Vの安定化された直流電圧が出力され、制御回路53に用いているマイクロコンピュータ9などに電源供給を行う。
【0104】
バイパスコンデンサ65は、0.033μFの静電容量を有するメタライズド、ポリエステルコンデンサであり、入力の直流電圧のノイズ防止とサージ電圧の吸収用として直流の入力端子間に挿入され、より高周波におけるインピーダンスの低下を行わせる。高周波トランス65は、フェライトによって構成したコアで磁路を形成するとともに、その磁路の一部にギャップを設け、そのまわりに各コイルを巻いて構成している。
【0105】
スイッチング電源制御IC66は、f端子とGND間に内蔵しているスイッチング素子を、100kHzのほぼ一定した周波数でオンオフさせ、かつスイッチング素子のオン期間の比率は、e端子とGND間の電圧がほぼ一定値(6V)となるようにフィードバック制御する。また、同時にf端子に流入する電流により、本IC内部の回路電源も供給する。
【0106】
ファストリカバリダイオード67、68、69は、高周波トランス65の2次側から100kHzの高周波を整流するもので、定電圧ダイオード70は、b端子からの出力電圧が15.7Vの状態において、スイッチング電源制御IC66のe端子の電位が一定電圧に等しくなるようにするために接続している。
【0107】
電解コンデンサ71はe端子に接続して上記フィードバック動作におけるb端子電圧の検知のリプルを抑えるために設けたものであり、電解コンデンサ72には、ファストリカバリダイオード69より、約7.5Vの整流出力(直流電圧)が供給される。
【0108】
さらに三端子レギュレータ73を設けていて、電解コンデンサ71に得られる7.5Vの電源から安定化された直流電圧をc端子に出力する。電解コンデンサ74は、三端子レギュレータ73の寄生発振の防止、およびc端子に出力される5V電源の電圧安定性を向上させるために設けている。したがって、制御回路53に用いられるマイクロコンピュータ9は、5V電源が非常に安定して供給される。
【0109】
ファストリカバリダイオード75は、スイッチング電源制御IC66に内蔵されたスイッチング素子のターンオフ時において、f端子に発生するサージ電圧を吸収させるために設けたもので、特に高周波トランス65の1次コイルと2次コイル間の絶縁性能を良くするため、リーケージインダクタンスが大となっていても、それによって発生するターンオフ時のf端子への過電圧の印加を効果的に防止する。
【0110】
すなわち、前記スイッチング素子のターンオフ時においては、f端子からスナバコンデンサ75とスナバ抵抗76に電流が流れることにより、f端子の電圧のピーク値は、おおよそa端子に入力される電圧値140Vに対して2倍程度に抑えることができる。
【0111】
図11は、スイッチング電源54の入出力特性を示しており、直流の入力電圧の値が約40V以下の条件においては、スイッチング電源制御IC66のf端子からの電流供給が不十分となり、発振動作が行われないことから、100kHzのスイッチングは行われず、したがってb、cいずれの端子への出力電圧もほぼ零となる。
【0112】
入力電圧が約40Vとなると、f端子からの電流によるスイッチング電源制御IC66への電源供給が行われることから、100kHzのほぼ一定の周波数のスイッチング動作(発振)が開始され、bとcの出力端子には、それぞれ15.7Vと5Vの電圧が出力される。
【0113】
スイッチング電源制御IC66は、スイッチング動作(発振)が開始されてから後は、e端子からスイッチング電源制御IC66の電源が供給されるように、電源入力の切り替えがなされるものを使用している。
【0114】
ここで、c端子については、特に三端子レギュレータ73の動作により、より安定化された電圧が得られるが、b端子については、スイッチング電源制御IC66が内蔵スイッチング素子のオン時間をe端子の電位がほぼ一定値になるようにフィードバックするという作用により、これも入力電圧の変動の影響は、抑えられたものとなる。
【0115】
つぎに、電動機42は図12に示すように構成している。図12では、直径173mmの固定子77と直径108mmの回転子78によって構成しており、固定子77は、厚さ0.5mmの珪素鋼板を20mmの厚さに積層して構成した鉄心79の幅12mmのティース(歯)部分に巻線80a〜80lを設けて構成しており、巻線80a〜80lは、各0.6ミリ径のエナメル線を1本持ちで、300ターン巻いている。さらにホールIC81、82、83を設けている。
【0116】
ホールIC81、82、83は、いずれも対向する永久磁石の表面がS極である場合にはハイを出力し、N極である場合にはローを出力するように構成している。
【0117】
回転子78は、磁路の一部であるバックヨークとして動作する厚さ3.2mmの鉄板をプレスして製造したカップ状の鉄心84と、この鉄心84の表面に接着したパラレル配向のフェライト磁石を使用した永久磁石85a〜85hと、出力軸86とを有している。永久磁石85a、85c、85e、85gは、外側にN極がくるように着磁がなされており、永久磁石85b、85d、85f、85hは、外側にS極がくるように着磁がなされている。
【0118】
なお、必要であれば、遠心力により永久磁石85a〜85hが飛び散るのを防ぐために、例えば熱収縮性のある樹脂チューブなどを回転子78に付加してもよく、また非磁性ステンレスの管を最外部に設け、堅牢な構成を実現したものであってもよい。
【0119】
また、本実施例においては、固定子77を外側に、回転子78を内側に配設したインナーロータ構成としているが、逆に回転子を固定子の外側に設けたアウターロータ構成とすることもできる。
【0120】
また、本実施例においては、固定子77と回転子78とのギャップは均一になるように、各永久磁石の表面と裏面はは同心円筒の一部となる形状としているが、これを磁極の端部でギャップが大となるように各永久磁石の形状を変え、コギングを小とすると、運転中の騒音が低減できるものとなり、電気洗濯機として例えば早朝や深夜などにも洗濯ができるという高品位なものが得られる。
【0121】
図13は、巻線80a〜80lの結線を示したものであり、図13に示すように、4つずつの巻線を直列に接続することにより、電機子巻線87、88、89を構成している。図13において、各巻線の黒丸印は極性を示すものであり、各巻線の黒丸印がついている方から電流を流した場合に、各ティースの内側(回転子側)の面にN極が発生するように巻いている。
【0122】
以上のようにして、電動機42は、8極12スロットの構成としているが、特にこの構成でなければ実現ができないというものではなく、他の極数、スロット数であってもよい。
【0123】
本実施例では、電動機42は、いわゆる直流ブラシレスモータとよばれる回転子に永久磁石を有し、3相の電機子巻線を固定子に施したものを使用し、一方、インバータ41は、永久磁石の位置を例えばホールIC等の磁気センサにより検知しながら、3相6石のIGBTのオンオフを一般に120度通電と称されるような方法にて、順次切り換えていくことにより、永久磁石の磁束に対する巻線電流の直交性がほぼ常時保つという動作を行わせ、直流モータと同様に電動機42から回転パワーを取り出すものとなっている。
【0124】
しかしながら、120度通電以外にも電動機42に供給される電流の波形が、正弦波に近いものとなるように、インバータ41の内部に存在するスイッチング素子をPWM制御するようなものであっても、さらに、特にこのような直流ブラシレスモータに限定されるものではなく、例えばかご形回転子を有するインダクションモータ、スイッチドリラクタンスモータ、ヒステリシスモータなどであってもよく、また3相にこだわるものでもなく、例えば2相などであってもよい。
【0125】
また電動機42は、例えば8極12スロットの固定子を有する構成などでも良いが、これとても特に限定するものではなく、極数、スロット数、コイルピッチ、短節係数、分布係数などは電動機の設計により、自由に決めることができるものである。
【0126】
また、永久磁石をロータに使用した場合でも、その回転により発生する誘導起電力をインバータで検知することにより、ホールIC等のセンサを使用することなく、直流モータとして動作させるセンサレス方式としてもよく、また同期モータとして動作させ、例えば電流値が常に最小となるような電圧値を探りながら電動機に供給されるようにしてセンサレス制御を行うもの、あるいは直軸電流がほぼ零となるように電動機に供給する電圧を変化させる同期モータとする構成であってもよい。
【0127】
たとえ、永久磁石を使用するにしても、その材質としてもフェライト系、希土類系など様々な材質が利用できるものであり、また回転子の内部に鉄心を埋め込んで設けることにより、リラクタンストルクを併用して高効率化などを図ったものであってもよい。
【0128】
上記構成において図14および図15を参照しながら動作を説明する。
【0129】
図14は、本実施例における制御回路53に使用しているマイクロコンピュータ9のフローチャートを示すものである。
【0130】
本フローチャートは、図5と比較して、ステップ213、214を追加している点において差違があるが、その他に関しては、図5と全く同様の動作を行う。
【0131】
ステップ214においては、マイクロコンピュータ9は、AD入力端子に入力されるアナログ電圧値をデジタルに変換して入力し、ステップ214において、その値を所定値と比較し、その値が所定値よりも大きくなるまでは、再度ステップ213に戻るという動作を行わせる。本実施例においては、Vs=150Vとしていることから、Vc2>150Vとなってからステップ202に移り、リレー2をオンする。
【0132】
図15は、電源入りスイッチ15をオンした場合における動作波形図を示すものである。
【0133】
図15において、(a)は電源入りスイッチ15のオンオフ状態、(b)は電気洗濯機の入力電流、(c)はリレー2の出力接点のオンオフ状態、(d)はコンデンサ49の電圧Vc1と、コンデンサ13、14の直列回路、すなわちインバータ41への入力電圧Vc2の波形、(e)はスイッチング電源54の出力電圧を示している。
【0134】
図15にて、時刻t0において、使用者が電源入りスイッチ15を手で押したことによって、交流電源1からは、68Ω5Wの抵抗52を通して、コンデンサ48、49の充電が始まる。
【0135】
すなわち、例えば交流電源1の電圧の極性が上側がプラスの状態において、電源入りスイッチ15がオンした場合には、交流電源1の上側端子からチョークコイル50、整流器47内のダイオード43、コンデンサ48、電源入りスイッチ15、抵抗52を経て交流電源1の下側端子へと電流が流れ、また、交流電源1の極性が逆となり、下側の電位が高電位となれば、交流電源1から抵抗52、電源入りスイッチ15、コンデンサ49、ダイオード44、チョークコイル50を経由して、交流電源1の上側端子に戻る経路で電流が流れる。
【0136】
したがって、この状態においては、抵抗152による電流制限作用により、ピーク電流値としては、交流電源1のピーク値141Vを68Ωで除した値、すなわち2.1Aに制限される。コンデンサ48、49の充電が進めば、抵抗52の両端にかかる電圧値は減少し、後に述べるリレー2の作用により、上記以上の電流が流れることはない。したがって、電源入りスイッチ15は電流定格が小さいもので実現することが可能となる。
【0137】
時刻t2において、コンデンサ49の電圧が40Vになり、スイッチング電源54の出力電圧が15Vに立ち上がり、固定されると、制御回路53において、マイクロコンピュータ9がリセット状態から動作可能状態に移り、プログラムが動作を開始するが、ここでマイクロコンピュータ9は、リセット解除後、図14に示すように、まずステップ201にてイニシャライズし、つぎにステップ213、314により、Vc2値がさらに充電されて上昇し、Vc2=150Vに達するまで引き続き抵抗52を通じての充電動作を継続させる。その後にステップ202に進む。
【0138】
ステップ202においては、リレー2をオンとする命令を読み込むことから、Vc2>150Vとなった時刻である時刻t4において、(c)に示すように、リレー2の出力接点はオン状態となる。
【0139】
時刻t4においては、コンデンサ48、49の直列回路には、150Vの電圧まで充電がなされている状態となっているので、リレー2がオンした場合には、チョークコイル50には、交流電源1のピーク位相付近において、若干のインラッシュ電流がリレー2の出力接点を通じて流れることになる。
【0140】
したがって、ステップ213により、この時に流れるインラッシュ電流の値は、コンデンサ48、49の電荷が零の状態から、いきなりリレー2の出力接点がオンする場合に比較して、小とすることができる。
【0141】
なお、チョークコイル50のインダクタンスについても、電流値が小さい範囲内であれば、磁気飽和の影響を低くすることができることから、結果的にインダクタンスによる減流効果もかなり効かせることができ、リレー2の出力接点、整流器47のダイオード43、44、またコンデンサ48、49の各構成要素について、インラッシュ電流に対する信頼性の確保が容易に実現でき、低コスト、小形の装置としながらも、十分な信頼性を有する装置が実現できる。
【0142】
また、交流電源1からのインラッシュ時の引き出し電流値も抑えられることから、交流電源1の負担も軽くなり、また交流電源1に接続された他の負荷への影響も低減することが可能となる。
【0143】
時刻t5においては、使用者が300ミリ秒間の押しボタン操作の後に手を離し、電源入りスイッチ15をオフとしているが、既に時刻t4においてリレー2の出力接点がオンしていることから、時刻t4以降については電源入りスイッチ15および抵抗52の直列回路で構成された起動回路51に流れる電流はほとんど零となり、電源入りスイッチ15がオフとなっても、リレー2の出力接点から整流平滑回路40を通してコンデンサ48、49、制御回路53、およびインバータ41に電源が供給され、電源入りスイッチ15のオンオフは無関係となる。
【0144】
このように、本実施例においては、インバータ41の入力の直流電圧検知を行うことにより、特にインラッシュ電流値を効果的に抑えるという効果を上げているが、一般にスイッチング電源は、特性上低電圧入力領域においては、内蔵されたスイッチング素子の駆動不可能となることから、出力に電圧が得られる最低電圧入力の条件以下の入力条件においては、出力電圧値が定格値に対して極端に低く、よって例えばマイクロコンピュータなどによる制御回路の構成部品の動作可能電圧以下となるなどの動作が発生することから、本実施例のような別段の直流電圧検知などを行わない場合でも、スイッチング電源の特性により、上述のようなインラッシュ電流の低減効果は、かなり得ることができる。
【0145】
発明者らの検討結果によれば、スイッチング電源54は、時刻t1から50ミリ秒後に起動することができることから、押しボタン操作により電源入りスイッチ15がオンとされている期間は、150ミリ秒程度でも十分であり、よって使用者から見た応答性は十分のものとなる。
【0146】
本実施例においては、リレー2の出力接点がオンされた後には、負荷駆動回路64により、給水弁19、排水弁18、およびインバータ41がそれぞれ順次駆動されることにより、全自動の洗濯動作(すすぎ、脱水等も含む)が行われ、電気洗濯機としての動作が終了した時点で、制御回路53からリレー2をオフとするが、上記実施例1と同様、モーメンタリスイッチである電源切りスイッチ11をオンすることにより、電気洗濯機としての動作を中断させ、やはりリレー2をオフして電源を切らせることも可能である。
【0147】
リレー2がオフとされた後には、交流電源1が装置から切り離された状態となることから、待機電力をなくすことができる。
【0148】
いずれの場合においても、マイクロコンピュータ9からトランジスタ13をオフさせる信号が出力されることになり、それによってリレー2の出力接点がオフとなる場合の動作は、上記実施例1と同様である。
【0149】
本実施例においては、特にインバータ41の入力となる直流電圧のリプルを小さくすることにより、十分なトルクを確保して電気洗濯機として十分な動力性能を得ると共に、インバータ41を構成するスイッチング素子の電流値のピーク値を抑える等の効果を得るために、コンデンサ48、49は、560μFという大容量のものを用いている。
【0150】
このため、リレー2のターンオフ後、スイッチング電源54が消費する電流によって、コンデンサ49の端子間電圧が低下し、約40Vにてスイッチング電源54から制御回路53へと供給されているマイクロコンピュータ9等のための電圧VDDが低下して、リセットIC10からの出力電圧がローとなるまでの時間が、5秒程度かかることもあるが、リセットIC10の出力がハイの期間中においても、電源入りスイッチ15がオンされれば、電圧検知回路55からの信号がマイクロコンピュータ9に入り、リレー2は直ちにオンされ、その際の動作については、上記実施例1と同様である。
【0151】
なお、本実施例では、マイクロコンピュータ9の電源については、スイッチング電源54から出力されたまま用いずに、一旦例えば3端子レギュレータ73を使用して5Vの安定した電圧としているが、スイッチング電源54の出力を、例えばフライバック式コンバータのトランスからタップからファストリカバリダイオードの整流出力からそのまま供給してもよい。
【0152】
また、本実施例においては、インバータ41を3相6石の構成とし、その6石のスイッチング素子はいずれもIGBTとし、特に上側のスイッチング素子については、その駆動用の電源を下側のスイッチング素子のオン期間中に電解コンデンサに蓄えて利用するブートストラップ方式を用いたことから、結果的にスイッチング電源54の15.7Vの出力から上側のスイッチング素子の駆動電源が得られる構成となっているので、出力の数が少なくて済んでいる。
【0153】
しかし、ブートストラップを用いない場合には、上側のスイッチング素子のそれぞれに駆動用の直流電源が必要となるので、スイッチング電源54は、絶縁した例えば15V出力をさらに3系統持つものとする必要が発生する。
【0154】
その場合には、図10における高周波トランス65に、さらに巻線を3本巻き足し、各々にファストリカバリダイオードと電解コンデンサ等による整流回路を設け、フライバックの動作により、これらの電解コンデンサにもファストリカバリダイオードからの電流が供給されるようにすることにより、実現することができる。
【0155】
また、例えば装置の表示や操作のための回路部分をインバータ41とは電気的に絶縁し、交流電源1からの外来ノイズに対する耐ノイズ性能を向上したり、万一の故障時などにおける使用者の感電事故などの防止を行ない、より安全性の高い装置を実現する場合などにおいても、同様に高周波トランス65に別巻線を施せばよく、その場合には巻数により出力電圧仕様を変化させることができ、それぞれの負荷に絶縁され、かつ最適な電圧が供給される。
【0156】
また、本実施例の構成要素となるスイッチング電源についても、本実施例ではフライバック式(オン−オフ式)のコンバータ方式によりスイッチング電源54が実現されている例を上げているが、他の方式のものであってもよく、例えば自励式のフライバックコンバータ(RCC等)や、フォワード方式のコンバータ(フィードフォワードコンバータ、フォワードパスコンバータ、オン−オン形コンバータ)、共振形コンバータ、ブリッジ形(多石式)などであってもよく、あるいは例えば1石のスイッチング素子にリアクタ、フライホイルダイオードなどを使用して簡便に構成した非絶縁の降圧チョッパ式などであってもよい。
【0157】
要するに、直流電圧を加えられて動作するものであればどのような構成についても、コンデンサ49からの直流電圧が利用でき、またいずれの方式のものであっても、入力される直流電圧の値が、スイッチング電源として動作することのできる最低値に達しない条件においては、前記スイッチング素子の駆動(オンオフ)が不可能となることから、出力電圧がほとんど得られず、前記最低値を越える条件においてはほぼ定格出力電圧値に近い電圧が得られることから、スイッチング電源としての入力電圧と出力電圧の関係は、図3に類似したものとなることから、これらの構成にあっても、本実施例と同等の効果を得ることができる。
【0158】
本実施例においては、コンデンサ49から120〜140V程度の直流電源を供給することにより、スイッチング電源54を動作させているので、特に電気洗濯機の場合に必要となる耐トラッキング性能を確保することも比較的容易となる。例えばコンデンサ48、49の直列回路の両端から280V程度の直流電圧を供給されて動作するスイッチング電源を使用してもよい。
【0159】
また、本実施例においては、整流平滑回路40は、コンデンサ48、49を用いた、一般に倍電圧整流と呼ばれる構成のものを使用しているが、特にこのような構成に限るものではなく、後の実施例にて説明がなされるように、4本のダイオードを用いたブリッジ整流器の出力に1個のコンデンサのみを接続した全波整流の構成であってもよく、さらに小電力のインバータ装置であるならば、半波整流のものであってもよい。
【0160】
倍電圧整流の構成とする場合にも、本実施例の2個のコンデンサの直列回路に対して、さらに並列コンデンサを接続する構成や、チョークコイルと並列に無極性のコンデンサを接続し、その並列共振回路の共振周波数を例えば交流電源1の周波数の3倍に相当する、150〜180Hz付近として電源高調波を軽減するというような構成とすることもあり得るが、それらの構成についてもすべて設計者の自由である。
【0161】
また、インバータ装置として一般によく使用されるノイズフィルタ回路を整流平滑回路の途中に挿入したものなどについても、本発明の範疇となるものであり、例えばフェライトコアなどに、2本のコイルを巻いて構成したコモンモードのチョークコイルを、交流電源1と整流平滑回路40との間に挿入したものや、コモンモードのチョークコイルを、チョークコイル50と、整流器47の間に接続したものであってもよく、さらにノーマルモードノイズ、コモンモードノイズを低減するためのラインライン間コンデンサ(Xコン)、ラインアース間コンデンサ(Yコン)などを適宜接続したものであってもよい。
【0162】
発明者らの測定によれば、このようなノーマルモードのチョークコイルを用い、かつコモンモードチョークコイルをノーマルモードのチョークコイルと整流器の間に接続し、さらにコモンモードチョークコイルの入力端子の部分にYコンを接続し、ノーマルモードのチョークコイルの入力および整流器の入力にはそれぞれXコンを接続した構成によって、効果的に雑音端子電圧の低減が図られることが確認できている。
【0163】
したがって、リレー2の出力接点がオフとなることにより、本実施例においては、整流平滑回路40、インバータ41、制御回路53、排水弁18、給水弁19などのすべての構成要素に対して、交流電源1からの電力供給がなくなることから、リレー2がオフとなった後の電力消費をほとんど完全に零にすることが可能となっている。
【0164】
なお、ノイズフィルタ作用を持たせるため、ラインライン間のコンデンサ(Xコン)を、リレー2の出力接点がオフとなった場合においても、交流電源1に接続された状態となるように設計した場合には、電源プラグを使用者が引き抜いた直後の感電事故を防止するため、例えば前記Xコンと並列に100kΩ程度の抵抗を接続することになるが、その場合にあっても装置の待機電力を0.1Wというようなきわめて小さな値とすることができ、十分な省エネ効果をあげることが可能となる。
【0165】
加えて、本実施例においては、電気洗濯機として動作している時間は、家庭用として使用する場合、1日に1〜2時間程度以下となることから、その他の時間、すなわち待機時間における上記の各構成要素となる電子部品への電圧印加がないことから、耐久性の面についても、有利となるという効果もある。
【0166】
もっとも、例えば電気洗濯機を使用する前後に、コンセントに電源プラグを差し込んだり抜いたりすることにより、このような省エネ効果や電圧印加の継続の防止を行うという効果をあげることもできるが、各実施例ではそれが自動的に行われることから、非常に手間が省けるとともに、電源プラグやコンセントの抜き差しによる耐久性の低下を防ぐことも可能となり、また特に電気洗濯機においては、水を使用することから、濡れた手で電源プラグの抜き差しをする場合の感電の心配もない電気洗濯機が実現できる。
【0167】
また、交流電源1から一旦整流平滑回路40を動作させて直流として使用していることにより、例えば日本国内のように、地域によって50Hzと60Hzの様な電源の周波数が複数となる可能性がある場合にあっても、同一の構成で両方の電源の周波数において、同等の性能が確保できる電気洗濯機を構成することが可能となるというサイクルフリーという効果も得ている。
【0168】
また、実施例2においては、リセット解除後に一度だけ、直流電圧検知回路58からの電圧値を読み込んでいるが、フローチャートに工夫を加え、インバータ41によって電動機42を駆動している期間中にも働かせ、電動機42の駆動中、すなわち洗濯中や脱水中においても、Vc2が150Vを下回った場合においては、直流電圧検知回路58から低電圧を制御回路53に送出し、制御回路53は、リレー2をオフとする構成としてもよい。
【0169】
この場合には、例えばコンデンサ48、49が経時変化等による劣化で、静電容量の低下を起こした場合、もしくはひどい場合には、コンデンサ48、49内の端子部分とアルミフィルムの導通が不良となり、ほぼ完全にオープン状態となることもあり得るが、そのような場合には、インバータ41を運転した条件では、特に交流電源1の零電圧位相付近におけるVc2検知電圧が低下し、それが150V以下となった場合に、運転が停止されてリレー2もオフとすることから、仮に上記の不良が生じたままの状態において継続して使用された場合に発生する可能性がある、部品の発熱などや、インバータ41のピーク電流の増加などによる2次的な部品の破壊などについても防止することができ、より安全性の高い、電気洗濯機を実現することができる。
【0170】
また、リレー2の出力接点が接触不良となった場合など、リレー2がオフ状態のままでインバータ41が運転された場合においては、仮にそのままの状態でインバータ41の運転が継続された場合には、数十ワット以上の電力が、インバータ41に供給され、その消費電流が抵抗52を通じて流れ続ける状態となることから、抵抗52の発熱が大となり、過熱、発煙、焼損にいたる。
【0171】
しかし、常に直流電圧検知回路58からの値を読み込んでおけば、上記の状態において発生する抵抗器52での電圧降下の増大を、Vc1の低下により検知して、停止することができることから、抵抗52の焼損を防ぐことも可能となる。
【0172】
また、交流電源1を接続する際には、一般に電源コードが使用されるが、その途中で断線しかけているような場合には、抵抗が大となり電動機42を運転することにより、発熱が大きくなるが、本実施例においては、このような場合にあっても、直流電圧検知回路58から低電圧が出力され、リレー2をオフとすることから、電源コードの過熱、焼損などの危険を防ぐことも可能となるという効果もある。
【0173】
また、同様に本実施例においては、チョークコイル50に使用されている銅線が、水分などにより錆びて銅線径が細くなってきた場合、もしくは端子が接触不良となった場合などにおいても、抵抗値の増大により、やはりリレー2がオフとなり、よって過熱、焼損等を防止した、安全な装置が実現できる。
【0174】
なお、直流電圧検知回路58は、本実施例においては、所定値である150V以下の電圧であるときに、リレー2をオフする構成としているが、さらに交流電源1が高電圧となった場合にも、やはりリレー2をオフとする構成としてもよい。
【0175】
その場合には、例えば100V用として仕様が定められたインバータ装置に対して、誤って200Vの高電圧が印加された場合などについても、リレー2がオフとなって、構成部品の過電圧による破壊を防止することもできる。
【0176】
また、電動機42の回転中において、インバータ41から電動機42に逆トルクを生じさせるように電流を供給し、電磁的にブレーキをかけることもできるが、この場合、条件によっては、インバータ41からの回生電流が整流平滑回路40のコンデンサ48、49に逆流し、コンデンサ48、49、およびインバータ41の構成部品となるIGBT等のスイッチング素子に対しても過電圧がかかるなどの可能性もある。
【0177】
一般には、そのような条件では、コンデンサ48、49の両端に電力を吸収するための抵抗などを接続して、電動機42からの回生電力を吸収させることにより、所定値以下の電圧値に保たれるように接続を入り切りするという構成が追加されるが、その場合にあっても、例えば抵抗の断線などの故障により、回生電力の消費が行われなくなれば、当然Vc2が上昇して過電圧となる。
【0178】
このような現象に対しても、直流電圧検知回路58を用いて過電圧の検知を行ない、例えばインバータ41に対して停止信号を出力すれば、このような場合にも安全に対応することができる装置が実現しうるものとなる。
【0179】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1に記載の発明によれば、交流電源と、駆動電流を供給することにより出力接点がオンとなるリレーと、電源入りスイッチを有し前記リレーの出力接点に並列接続した起動回路と、前記リレーをオンオフさせる制御回路と、コンデンサを有し前記制御回路に直流電圧を供給する電源回路と、前記交流電源の電圧を検知する電圧検知回路と、電動機などの負荷とを備え、前記電源入りスイッチと前記リレーの出力接点の内の少なくとも一方がオンしている場合には、前記交流電源から前記負荷と前記電源回路に電源が供給されるとともに前記電圧検知回路は前記交流電源から入力が供給されて通電信号を出力し、前記制御回路は、前記電源回路から供給される電圧が所定値以上の場合に動作可能となり、動作中に前記リレーをオフし、前記交流電源を切り離した後、静電エネルギーが前記制御回路に供給される期間に、前記電源入りスイッチがオンとなった場合、前記電圧検知回路からの通電信号を受け、前記リレーを再びオンするよう構成したから、電流定格値が小さく、小形、低コストの電源入りスイッチを使用し、それによってデザイン性や使い勝手を向上することができ、待機状態での消費電力をほぼ完全に零とすることができる。
【0180】
また、請求項2に記載の発明によれば、電圧検知回路は、交流電源と電源入りスイッチの直列回路に接続し、通電信号として前記交流電源に同期したパルス列を出力するから、電圧検知回路を比較的簡単かつ小形で安価なものとすることができ、制御回路に供給される電圧が制御回路が動作可能な値であるとき、電源入りスイッチがオンとなった場合、確実にリレーを再オンすることができ、かつ待機時の消費電力をほぼ完全に零にすることができる。
【0181】
また、請求項3に記載の発明によれば、負荷は、整流器とコンデンサを有する整流平滑回路と、前記整流平滑回路から直流電圧を受けるインバータと、前記インバータの出力に接続された電動機とを有し、電源回路は前記コンデンサから直流電圧が供給されるスイッチング電源により構成し、起動回路は電源入りスイッチと抵抗の直列回路で構成し、動作中にリレーをオフし、交流電源を切り離した後、前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーが前記制御回路に供給される期間に、前記電源入りスイッチがオンとなった場合、前記電圧検知回路からの通電信号を受け、前記リレーを再びオンするよう構成したから、コンデンサによるインバータの入力直流電圧のリプル電圧を低減して、動作を安定化することができるとともに、電源投入時に電源入りスイッチおよびリレーに流れるインラッシュ電流を低減することができ、さらに、待機時の消費電力をほぼ完全に零にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の電気洗濯機の一部ブロック化した回路図
【図2】 同電気洗濯機の洗濯時の要部動作タイムチャート
【図3】 同電気洗濯機のリセットIC72の特性図
【図4】 同電気洗濯機の電圧検知回路の動作波形図
【図5】 同電気洗濯機の要部動作フローチャート
【図6】 同電気洗濯機の電源入りスイッチ操作直後の要部動作タイムチャート
【図7】 同電気洗濯機の電源切りスイッチ操作直後の要部動作タイムチャート
【図8】 同電気洗濯機のリレーオフ後に電源入りスイッチを操作した場合の要部動作タイムチャート
【図9】 本発明の第2の実施例の電気洗濯機の一部ブロック化した回路図
【図10】 同電気洗濯機のスイッチング電源の回路図
【図11】 同電気洗濯機のスイッチング電源の入出力特性図
【図12】 同電気洗濯機の電動機の構成を示す平面図
【図13】 同電気洗濯機の電動機の内部結線図
【図14】 同電気洗濯機の要部動作フローチャート
【図15】 同電気洗濯機の電源入りスイッチ操作直後の要部動作タイムチャート
【符号の説明】
1 交流電源
2 リレー
4 制御回路
5 起動回路
6 電源回路
7 電圧検知回路
8 負荷
15 電源入りスイッチ
16 電動機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a washing machine that is connected via a switch that can cut off an AC power supply.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of electric washing machine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-174694. When a user pushes a switch that can be shut off, the nail is applied and a mechanical latch is formed. Even if it is released, the contact is kept closed, and power is supplied to the power supply circuit through a switch that can be cut off from the AC power supply, and a DC voltage is output from the output of the power supply circuit. Is supplied to a control circuit having
[0003]
At the same time, the output voltage of the AC power supply is supplied to a circuit that turns on and off loads such as an electric motor, a water supply valve, a drain valve, and a clutch by the bidirectional thyristor.
[0004]
Also, as the washing operation proceeds, the control circuit sequentially turns on and off the bidirectional thyristors connected in series to each load, and when a predetermined course is completed, the coil built in the switch that can be shut off is turned on. Supply current. The switch that can be cut off in the mechanical latch state is removed by the coil current supply, and the switch that can be cut off is pushed by the user by the repulsive force of the spring built in the switch that can be cut off. It returns to the previous position and at the same time the contact is turned off.
[0005]
Thus, when the switch that can be shut off is turned off, the device is completely disconnected from the AC power supply, and thus the power consumption during standby is almost completely zero.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional technology, the switch that can be cut off has a complicated structure including a mechanical latch and a large number of mechanical parts such as coils, claws, and springs, and is adapted to the current supplied to the device from an AC power source. As the current capacity of the contact point is necessary, the cost is high and the shape is large, so there is a tendency that the place where it is installed on the electric washing machine is limited. It has a problem that it is inferior in terms of aspect and usability.
[0007]
Further, in recent years, instead of an induction motor, by adopting a configuration having an inverter device that is more excellent in speed controllability, excellent in energy saving, and can cope with a plurality of power supply frequencies such as 50 Hz and 60 Hz. There is a need to realize a higher-grade electric washing machine, and the trend is rapidly expanding especially in today's days when energy saving is attracting attention.
[0008]
However, in general, when an inverter device that is driven by supplying AC power of variable frequency to an electric motor is configured to supply input power from an AC power source called a commercial power source of 100
[0009]
On top of that, the mechanical latch operation is performed by a switch that can be shut off to supply power to the inverter, etc., and the mechanical latch is removed after the operation is completed, so that the power consumption of the apparatus during standby is almost completely zero. In this case, when the device is turned on, charging is performed instantaneously through the contact of the switch capable of interrupting a large-capacity capacitor, and a very large inrush current flows into the switch capable of being interrupted.
[0010]
Therefore, deterioration of the contact of the switch that can be interrupted becomes a problem, and when trying to solve it, the size of the contact of the contact needs to be very large, so the cost of the device becomes very high. Also, since the shape becomes large and at the same time, it is necessary to make the current rating very high to ensure the reliability against the inrush current for the components such as the rectifier circuit as well. The problem is that the cost increases and the shape becomes an element.
[0011]
The present invention solves the above-described conventional problems, and enables the use of a small-sized and low-cost power-on switch, thereby improving the design and usability, so that standby power consumption can be almost completely zero. The purpose is to be.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a load from an AC power source to a load when at least one of a power-on switch and a relay output contact is on. With capacitor When the power is supplied to the power supply circuit, the voltage detection circuit is supplied with an input from the AC power supply and outputs an energization signal, and the control circuit for turning on and off the relay is used when the voltage supplied from the power supply circuit is a predetermined value or more. The relay is turned off during operation. After disconnecting the AC power supply, during the period when electrostatic energy is supplied to the control circuit When the power-on switch is turned on, it receives the energization signal from the voltage detection circuit and turns on the relay again.
[0013]
This makes it possible to use a small, low-cost power-on switch, thereby improving the design and usability, and the power consumption during standby can be made almost completely zero.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the voltage detection circuit is connected to a series circuit of an AC power source and a power-on switch, and outputs a pulse train synchronized with the AC power source as an energization signal. The voltage detection circuit can be made relatively simple, small and inexpensive, and when the voltage supplied to the control circuit is a value at which the control circuit can operate, the power switch is turned on. In this case, the relay can be reliably turned on, and the power consumption during standby can be almost completely reduced to zero.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the load includes a rectifying / smoothing circuit having a rectifier and a capacitor, an inverter that receives a DC voltage from the rectifying / smoothing circuit, and an output of the inverter The power circuit is composed of a switching power source to which a DC voltage is supplied from the capacitor, and the starting circuit is composed of a series circuit of a switch with power and a resistor. After the relay is turned off during operation and the AC power supply is disconnected, the voltage detection is performed when the power-on switch is turned on during the period when the electrostatic energy stored in the capacitor is supplied to the control circuit. The relay is turned on again in response to the energization signal from the circuit. As a result, the ripple voltage of the inverter's input DC voltage by the capacitor can be reduced to stabilize the operation, and the inrush current that flows to the power-on switch and relay when the power is turned on can be reduced. Furthermore, the power consumption during standby can be made almost completely zero.
[0017]
Furthermore, even when the capacitance of the capacitor is set to a large value so that the DC voltage input to the inverter can be stabilized and the operation of the inverter can be kept stable, Since the charging current flows to the capacitor through the resistor, the current flowing to the power-on switch can be suppressed to a small value, and sufficient reliability can be ensured even if the current rating required for the power-on switch is small. The power switch can be small and low cost.
[0018]
Also, when the relay output contact is turned on, the capacitor is already charged through the start-up circuit and the operation is performed under the condition that the voltage across the capacitor rises. Since the difference between the voltage of the AC power supply and the voltage of the capacitor is small, a relatively small value is required. Therefore, the rated current of the relay contact can be suppressed, and the current rating of the rectifying and smoothing circuit is also reduced. The surge current rating and the like of the diode that is a constituent element can also be reduced.
[0019]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
Example 1
As shown in FIG. 1, the
[0021]
The
[0022]
The starting
[0023]
In this embodiment, the load 8 includes a four-pole capacitor-
[0024]
The
[0025]
When the
[0026]
The power supply circuit 6 includes a power transformer 25, a full-
[0027]
Further, the
[0028]
In addition, when the
[0029]
The
[0030]
FIG. 2 shows ON / OFF operation waveforms of the
[0031]
Therefore, the
[0032]
When the dehydration operation is performed, the
[0033]
FIG. 3 shows the characteristics of the
[0034]
The
[0035]
4A and 4B show operation waveform diagrams of the
[0036]
That is, in the
[0037]
However, In this example In particular, the voltage detection circuit having such a configuration is not necessarily used. For example, a 60-Hz pulse train may be output to a 60-Hz AC power supply by half-end rectification or the like.
[0038]
In the state where both the power-on
[0039]
However, In this example However, the configuration of the voltage detection circuit is not particularly limited, and absolute values such as voltages of other parts, for example, the secondary voltage of the power transformer 25 in the power circuit 6 and the voltage of the
[0040]
FIG. 5 shows a flowchart of the
[0041]
In FIG. 5, when the output voltage Vcc of the power supply circuit 6 becomes 3.3 V or higher, the operation is started in
[0042]
First, the
[0043]
Actually, since the current capacity of the output port of the
[0044]
In
[0045]
In the key input scan in step 203, the
[0046]
Depending on the design of the device, other switches may be connected and processed by the
[0047]
In
[0048]
If the
[0049]
In this embodiment, since so-called flag processing is performed, once the
[0050]
In
[0051]
Note that the input key switches connected to the
[0052]
When the sequence as the washing machine is completed, the end flag becomes high and the process proceeds from step 21 to step 208. Here, with respect to the
[0053]
Further, in this embodiment, an example in which a light emitting diode for display is not connected to the
[0054]
Thereafter, the process proceeds to step 209, where the
[0055]
Next, in
[0056]
In
[0057]
In this embodiment, when the
[0058]
In the present embodiment, since the
[0059]
In the above configuration, the operation of the electric washing machine of this embodiment will be described.
[0060]
First, the operation when the power-on
[0061]
In FIG. 6, as shown in FIG. 6A, the power-on
[0062]
When the power-on
[0063]
As shown in (d), the
[0064]
(F) is the output voltage Vdet of the
[0065]
Next, the operation when the power is turned off will be described.
[0066]
7A and 7B show operation waveforms of each part when the power-
[0067]
When the power-
[0068]
The
[0069]
When the
[0070]
Here, since the
[0071]
In this embodiment, the capacity of the
[0072]
When the electric washing machine is used again after time t3 in FIG. 7, the operation can be started by operating the power-on
[0073]
Next, the operation when the power-on
[0074]
FIG. 8 shows an operation waveform when the power-on
[0075]
Under this condition, since Vcc> 3.3V at any instant, the waveform of the output voltage Vreset of the
[0076]
As shown in (b), the operation in which Vcc decreases after the power-
[0077]
At time t4, as can be seen from (c), Vcc is 4.3 V. Therefore, in the flowchart shown in FIG. 5, the determination process of
[0078]
When the power-on
[0079]
Then, since the process proceeds from
[0080]
Here, in order to make the
[0081]
As shown in (f), the contact of the
[0082]
Therefore, even immediately after the
[0083]
In particular, in this embodiment, since the
[0084]
7 and 8 show operation waveforms when the power-
[0085]
By performing the operation as described above, the power supply from the
[0086]
(Example 2)
As shown in FIG. 9, the rectifying and smoothing
[0087]
In addition, a
[0088]
The
[0089]
Further, when the
[0090]
However, in the present embodiment, the
[0091]
Further, the output contact of the
[0092]
When the
[0093]
Therefore, even when the button is subsequently released and the
[0094]
In particular, the
[0095]
The
[0096]
The DC
[0097]
In this embodiment, since the electric washing machine is configured, it has a
[0098]
The
[0099]
Further, the
[0100]
The power-on
[0101]
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, one
[0102]
FIG. 10 shows a detailed circuit diagram of the switching
[0103]
Further, both the b terminal and the c terminal are output terminals of the switching
[0104]
The
[0105]
The switching power supply control IC 66 turns on and off the switching element built in between the f terminal and GND at a substantially constant frequency of 100 kHz, and the on-period ratio of the switching element is such that the voltage between the e terminal and GND is substantially constant. Feedback control is performed so that the value (6 V) is obtained. At the same time, the circuit power in the present IC is also supplied by the current flowing into the f terminal.
[0106]
The fast recovery diodes 67, 68, and 69 rectify a high frequency of 100 kHz from the secondary side of the
[0107]
The
[0108]
Further, a three-
[0109]
The
[0110]
That is, when the switching element is turned off, a current flows from the f terminal to the
[0111]
FIG. 11 shows the input / output characteristics of the switching
[0112]
When the input voltage reaches about 40 V, power is supplied to the switching power supply control IC 66 by the current from the f terminal, so that a switching operation (oscillation) of a substantially constant frequency of 100 kHz is started, and output terminals of b and c Are output with voltages of 15.7 V and 5 V, respectively.
[0113]
As the switching power supply control IC 66, after switching operation (oscillation) is started, the power supply input is switched so that the power supply of the switching power supply control IC 66 is supplied from the e terminal.
[0114]
Here, for the c terminal, a more stabilized voltage can be obtained by the operation of the three-
[0115]
Next, the
[0116]
Each of the
[0117]
The
[0118]
If necessary, in order to prevent the permanent magnets 85a to 85h from being scattered by centrifugal force, for example, a heat-shrinkable resin tube or the like may be added to the
[0119]
In the present embodiment, the
[0120]
In the present embodiment, the front and back surfaces of each permanent magnet are part of a concentric cylinder so that the gap between the
[0121]
FIG. 13 shows the connection of the windings 80a to 80l. As shown in FIG. 13, the
[0122]
As described above, the
[0123]
In the present embodiment, the
[0124]
However, even if the switching element existing in the
[0125]
The
[0126]
Moreover, even when a permanent magnet is used for the rotor, a sensorless system that operates as a DC motor without using a sensor such as a Hall IC by detecting an induced electromotive force generated by the rotation with an inverter may be used. Also, operate as a synchronous motor and perform sensorless control by searching for a voltage value such that the current value is always minimized, or supply the motor so that the direct current is almost zero. The configuration may be a synchronous motor that changes the voltage to be applied.
[0127]
Even if a permanent magnet is used, various materials such as ferrite and rare earth can be used as the material, and reluctance torque can be used together by embedding an iron core inside the rotor. In order to improve efficiency, it may be possible.
[0128]
The operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0129]
FIG. 14 shows a flowchart of the
[0130]
This flowchart is different from FIG. 5 in that steps 213 and 214 are added. other In this regard, the same operation as in FIG. 5 is performed.
[0131]
In
[0132]
FIG. 15 shows an operation waveform diagram when the power-on
[0133]
15, (a) is an on / off state of the power-on
[0134]
In FIG. 15, when the user manually presses the power-on
[0135]
That is, for example, when the
[0136]
Therefore, in this state, the peak current value is limited to a value obtained by dividing the peak value 141V of the
[0137]
At time t2, when the voltage of the capacitor 49 becomes 40V and the output voltage of the switching
[0138]
In
[0139]
At time t4, the series circuit of the
[0140]
Therefore, by
[0141]
As for the inductance of the
[0142]
In addition, since the current drawn from the
[0143]
At time t5, the user releases his hand after pressing the push button for 300 milliseconds and turns off the
[0144]
As described above, in this embodiment, by detecting the DC voltage of the input of the
[0145]
According to the results of the study by the inventors, the switching
[0146]
In the present embodiment, after the output contact of the
[0147]
After the
[0148]
In any case, a signal for turning off the
[0149]
In the present embodiment, in particular, by reducing the ripple of the DC voltage that is input to the
[0150]
Therefore, after the
[0151]
In this embodiment, the power source of the
[0152]
In the present embodiment, the
[0153]
However, when the bootstrap is not used, a DC power supply for driving is required for each of the upper switching elements. Therefore, the switching
[0154]
In that case, three more windings are added to the high-
[0155]
Further, for example, a circuit portion for display and operation of the apparatus is electrically insulated from the
[0156]
Also, Example In this embodiment, the switching
[0157]
In short, the DC voltage from the capacitor 49 can be used for any configuration that operates by applying a DC voltage, and the value of the input DC voltage is the same regardless of the type. In the condition that does not reach the minimum value that can operate as a switching power supply, the switching element cannot be driven (on / off), so that almost no output voltage is obtained, and in the condition that exceeds the minimum value. Since a voltage substantially close to the rated output voltage value can be obtained, the relationship between the input voltage and the output voltage as a switching power supply is similar to that in FIG. The same effect can be obtained.
[0158]
In this embodiment, since the switching
[0159]
In this embodiment, the rectifying / smoothing
[0160]
Even in the case of the voltage doubler rectification configuration, a parallel capacitor is connected to the series circuit of the two capacitors of this embodiment, or a nonpolar capacitor is connected in parallel with the choke coil. For example, the resonance frequency of the resonance circuit may be set to 150 to 180 Hz, which corresponds to three times the frequency of the
[0161]
Further, a noise filter circuit that is generally used as an inverter device is inserted in the middle of the rectifying and smoothing circuit, and is also within the scope of the present invention. For example, two coils are wound around a ferrite core or the like. Even if the constructed common mode choke coil is inserted between the
[0162]
According to the measurement by the inventors, such a normal mode choke coil is used, the common mode choke coil is connected between the normal mode choke coil and the rectifier, and further, the input terminal of the common mode choke coil is connected. It has been confirmed that the noise terminal voltage can be effectively reduced by connecting the Y-con and connecting the X-con to the input of the normal mode choke coil and the input of the rectifier.
[0163]
Therefore, when the output contact of the
[0164]
In addition, in order to give a noise filter action, the capacitor (X capacitor) between the line lines is designed so as to be connected to the
[0165]
In addition, in this embodiment, the time operating as an electric washing machine is about 1 to 2 hours or less per day when used for home use. Since there is no voltage application to the electronic components that are each of the components, there is also an advantageous effect in terms of durability.
[0166]
However, for example, before and after using the electric washing machine, by inserting and removing the power plug from the outlet, such energy saving effect and prevention of continuation of voltage application can be achieved, but each implementation In the example, since this is done automatically, it is possible to save a lot of time and to prevent the deterioration of the durability due to plugging / unplugging of the power plug or outlet, and in particular, water is used in the electric washing machine. Therefore, it is possible to realize an electric washing machine that does not cause an electric shock when the power plug is inserted and removed with wet hands.
[0167]
Moreover, once the rectifying / smoothing
[0168]
In the second embodiment, the voltage value from the DC
[0169]
In this case, for example, when the
[0170]
Also, when the
[0171]
However, if the value from the DC
[0172]
Further, when connecting the
[0173]
Similarly, in the present embodiment, the copper wire used in the
[0174]
In the present embodiment, the DC
[0175]
In that case, for example, when a high voltage of 200 V is accidentally applied to an inverter device that has been specified for 100 V, the
[0176]
While the
[0177]
In general, under such conditions, a resistor or the like for absorbing power is connected to both ends of the
[0178]
A device that can safely cope with such a phenomenon by detecting an overvoltage using the DC
[0179]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, an AC power supply, a relay whose output contact is turned on by supplying a drive current, and a switch with a power supply are included in the output contact of the relay. A startup circuit connected in parallel; a control circuit for turning on and off the relay; With a capacitor A power supply circuit that supplies a DC voltage to the control circuit; a voltage detection circuit that detects a voltage of the AC power supply; and a load such as an electric motor, wherein at least one of the power-on switch and the output contact of the relay When turned on, power is supplied from the AC power source to the load and the power supply circuit, and the voltage detection circuit is supplied with an input from the AC power source and outputs an energization signal. It becomes operable when the voltage supplied from the power circuit is above a predetermined value, and the relay is turned off during operation. , After disconnecting the AC power supply, during a period when electrostatic energy is supplied to the control circuit When the power-on switch is turned on, it is configured to receive the energization signal from the voltage detection circuit and turn on the relay again. Therefore, a small, low-cost power-on switch is used because the current rating value is small. As a result, the design and usability can be improved, and the power consumption in the standby state can be made almost completely zero.
[0180]
According to the invention of
[0181]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial block circuit diagram of an electric washing machine according to a first embodiment of the present invention.
[Fig. 2] Time chart of the main part operation during washing of the electric washing machine
FIG. 3 is a characteristic diagram of a
FIG. 4 is an operation waveform diagram of the voltage detection circuit of the electric washing machine.
FIG. 5 is an operation flowchart of the main part of the electric washing machine.
FIG. 6 is an operation time chart of the main part immediately after the power-on switch of the electric washing machine is operated.
FIG. 7 is a main part operation time chart immediately after the power switch of the electric washing machine is operated.
FIG. 8 is an operation time chart of main parts when the power switch is operated after the relay of the electric washing machine is turned off.
FIG. 9 is a partial block circuit diagram of an electric washing machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram of a switching power supply of the electric washing machine.
FIG. 11 is a graph showing input / output characteristics of a switching power supply of the electric washing machine.
FIG. 12 is a plan view showing a configuration of an electric motor of the electric washing machine
FIG. 13 is an internal connection diagram of an electric motor of the electric washing machine.
FIG. 14 is a main part operation flowchart of the electric washing machine.
FIG. 15 is an operation time chart of the main part immediately after operating the power-on switch of the electric washing machine.
[Explanation of symbols]
1 AC power supply
2 Relay
4 Control circuit
5 Start-up circuit
6 Power supply circuit
7 Voltage detection circuit
8 Load
15 Power-on switch
16 Electric motor
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18727198A JP3747637B2 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Electric washing machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18727198A JP3747637B2 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Electric washing machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000023479A JP2000023479A (en) | 2000-01-21 |
JP3747637B2 true JP3747637B2 (en) | 2006-02-22 |
Family
ID=16203078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18727198A Expired - Fee Related JP3747637B2 (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Electric washing machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3747637B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102505415A (en) * | 2011-10-19 | 2012-06-20 | 合肥荣事达三洋电器股份有限公司 | Control circuit of zero-power-consumption standby of full-automatic washing machine controller and control method thereof |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030089011A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | 엘지전자 주식회사 | Washing machine adapted to power switch's ON/OFF algorithm and its control method for the same |
JP4437031B2 (en) * | 2003-11-28 | 2010-03-24 | パナソニック株式会社 | Motor and washing machine using the same |
JP2005185766A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Toshiba Corp | Dishwasher |
EP1689073B1 (en) * | 2004-12-16 | 2018-07-25 | Grundfos A/S | Electric motor drive |
JP2006340743A (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Hitachi Appliances Inc | Washing machine and dc brushless motor |
JP4595844B2 (en) * | 2006-03-14 | 2010-12-08 | パナソニック株式会社 | Electric washing machine |
DE102007058376C5 (en) | 2007-12-05 | 2012-09-06 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Circuit arrangement for operating a household appliance |
JP5784431B2 (en) * | 2011-09-13 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | Load driving device and washing machine |
KR101815104B1 (en) * | 2016-08-12 | 2018-01-05 | 엘지전자 주식회사 | Power driving apparatus and controlling method thereof |
-
1998
- 1998-07-02 JP JP18727198A patent/JP3747637B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102505415A (en) * | 2011-10-19 | 2012-06-20 | 合肥荣事达三洋电器股份有限公司 | Control circuit of zero-power-consumption standby of full-automatic washing machine controller and control method thereof |
CN102505415B (en) * | 2011-10-19 | 2013-11-27 | 合肥荣事达三洋电器股份有限公司 | Control circuit of zero-power-consumption standby of full-automatic washing machine controller and control method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000023479A (en) | 2000-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101804713B1 (en) | Dc power source device, motor drive device, air conditioner, and refrigerator | |
US7271564B2 (en) | Method, apparatus, and system for drive control, power conversion, and start-up control in an SRM or PMBDCM drive system | |
US6867561B1 (en) | Electrical machine | |
JP5528858B2 (en) | Power converter | |
KR20030011323A (en) | Start-up circuit for switched mode power supply | |
KR102238217B1 (en) | Divided phase ac synchronous motor controller | |
JP3747637B2 (en) | Electric washing machine | |
US8947038B2 (en) | Power supply apparatus of home appliance | |
US9859824B2 (en) | Drive circuit for a brushless motor having an AC/AC boost converter | |
JP3666240B2 (en) | Inverter device | |
CN101874346A (en) | Controlling a power of an electrical motor | |
JP2007184997A (en) | Inverter apparatus | |
JP4595844B2 (en) | Electric washing machine | |
WO2005062457A1 (en) | Three-wire reversing system | |
JP4736155B2 (en) | Inverter device | |
JP3632450B2 (en) | Inverter device | |
JP3777804B2 (en) | Inverter device | |
JP3739165B2 (en) | Washing machine | |
JP2003135341A (en) | Vacuum cleaner | |
JP4379464B2 (en) | Electric washing machine | |
CN105846626B (en) | Auto-excitation type alternator for vehicle | |
KR100281054B1 (en) | DC motor drive circuit | |
JPH09215372A (en) | Power generator and cleaner as its application | |
KR100434148B1 (en) | Input over voltage protection of power conversion systems | |
JPH09285122A (en) | Rcc-switching power circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051121 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111209 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111209 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121209 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121209 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131209 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |