WO2021053798A1

WO2021053798A1 - 電源装置及び寿命診断方法

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Publication number: WO2021053798A1
Application number: PCT/JP2019/036800
Authority: WO
Inventors: 隆志西岡; 高彦安藤
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-03-25
Also published as: DE112019007629T5; TW202113373A; CN114375402A; JPWO2021053798A1; JP6678845B1; CN114375402B; TWI748383B

Abstract

電源装置（１）は、スイッチ（１１）と、コンデンサ（１０）と、抵抗（１３）と、スイッチ（１２）と、コンデンサ（１０）の電圧値を検出する電圧値検知部（１６１）と、スイッチ（１１）とスイッチ（１２）とを制御するスイッチ制御部（１６２）と、コンデンサ（１０）の寿命を診断する寿命診断部（１６４）と、を備える。スイッチ制御部（１６２）は、第１の時刻にスイッチ（１１）をオフし、第２の時刻にスイッチ（１２）をオンする。電圧値検知部（１６１）は、第１の時刻から第２の時刻までの間におけるコンデンサ（１０）の第１の電圧値と、第３の時刻におけるコンデンサ（１０）の第２の電圧値とを検出する。寿命診断部（１６４）は、第１の電圧値と第２の電圧値とに基づいてコンデンサ（１０）の寿命を診断する。

Description

電源装置及び寿命診断方法

　本発明は、電源装置及び寿命診断方法に関する。

　電源装置には、電圧の平滑化のために寿命部品であるコンデンサが使用されている。コンデンサの劣化が進むにつれて、コンデンサの容量が低下するので電源装置が正常に動作しなくなる可能性が高くなる。そのため、コンデンサの寿命を診断する技術が必要とされている。

　特許文献１及び２には、コンデンサへの電力供給を停止したのちにコンデンサと並列接続された抵抗によりコンデンサに蓄積された電荷を放電させ、放電開始からコンデンサの電圧値が予め定められた電圧値に到達するまでに要した時間に基づいてコンデンサの寿命を診断する技術が開示されている。

特開平０６－１６５５２３号公報国際公開第２００８／０１６０５０号

　特許文献１においては、コンデンサとパワートランジスタモジュールとが常に並列接続されているため、コンデンサに蓄積された電荷がパワートランジスタモジュールでも放電されるので、放電開始時におけるコンデンサの電圧が安定しないという問題がある。

　特許文献２においては、コンデンサと抵抗とが常に並列接続されているため、コンデンサへの電力供給を断つと即座に放電が開始されるので、放電開始時におけるコンデンサの電圧がリップル成分により安定しないという問題がある。

　したがって、特許文献１及び２のいずれにおいても、放電開始時におけるコンデンサの電圧が安定しないため、放電時間も安定せず、寿命診断の精度が悪くなるという問題がある。

　さらに、特許文献１及び２のいずれにおいても、コンデンサの電圧値が予め定められた電圧値に到達するまでに要した時間に基づいてコンデンサの寿命を診断するので、リップル成分、ノイズ等により電圧値が変動すると当該時間も変動し、寿命診断の精度が悪くなるという問題がある。

　上記の事情に鑑み、本発明の目的は、コンデンサの寿命を精度良く診断できる電源装置等を提供することにある。

　上記の目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、
　第１の線と、
　前記第１の線より低電位の第２の線と、
　一端が前記第１の線に接続された第１のスイッチと、
　一端が前記第１のスイッチに接続され他端が前記第２の線に接続されたコンデンサと、
　前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
　前記抵抗に直列に接続された第２のスイッチと、
　前記コンデンサの両端間の電圧値を検出する電圧値検出手段と、
　前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとを制御するスイッチ制御手段と、
　前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断手段と、
　を備え、
　前記スイッチ制御手段は、前記第１のスイッチがオン状態かつ前記第２のスイッチがオフ状態であるときに第１の時刻に達すると前記第１のスイッチをオフし、前記第１の時刻から第１の経過時間が経過した第２の時刻に前記第２のスイッチをオンし、
　前記電圧値検出手段は、前記第１の時刻から前記第２の時刻までの間における前記コンデンサの第１の電圧値と、前記第２の時刻から第２の経過時間が経過した第３の時刻における前記コンデンサの第２の電圧値とを検出し、
　前記寿命診断手段は、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する。

　本発明によれば、第１のスイッチをオフしてから第１の経過時間の経過後に第２のスイッチをオンすることにより、放電開始時におけるコンデンサの両端間の電圧が安定する。したがって、本発明によれば、精度良くコンデンサの寿命を診断できる。

本発明の実施の形態に係る電源装置の構成を示す図本発明の実施の形態に係るコンデンサの寿命特性の一例を示す図本発明の実施の形態における、スイッチのオン・オフとコンデンサの電圧値との関係の一例を示す図本発明の実施の形態に係る電源装置による寿命診断の動作の一例を示すフローチャート本発明の実施の形態の変形例２に係る電源装置の構成を示す図

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る電源装置を説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。

　また、以下の説明では、「コンデンサの両端間の電圧」「コンデンサの両端間の電圧値」などのことを単に「コンデンサの電圧」「コンデンサの電圧値」とも表現する。また、「コンデンサの寿命の診断」とは、コンデンサの劣化がどの程度進んでいるかを判定すること、コンデンサをあとどの程度まで使用可能であるかを判定すること、コンデンサの劣化が交換すべき程度にまで進んでいるか否かを判定することなど、コンデンサの劣化に関する判定をすることを広く含むものである。

（実施の形態）
　図１を参照しながら、実施の形態に係る電源装置１を説明する。電源装置１は、自身に設けられているコンデンサの寿命を診断し、診断結果を報知することができる電源装置である。電源装置１は、コンデンサ１０とスイッチ１１とスイッチ１２と抵抗１３とコンデンサ１０ａとスイッチ１１ａとスイッチ１２ａと抵抗１３ａとダイオード１４とトランス１５と制御部１６と記憶部１７と線Ｌ１と線Ｌ２を備える。電源装置１は、直流電力により負荷２を駆動する。電源装置１は、報知装置３を制御してコンデンサ１０及びコンデンサ１０ａの寿命についての診断結果を報知する。電源装置１は、本発明に係る電源装置の一例である。また、線Ｌ１は本発明に係る第１の線の一例であり、線Ｌ２は本発明に係る第２の線の一例である。

　図１に示す電源装置１において、トランス１５を基準として左側が一次側であり、右側が二次側である。図１では、一次側についての記載を省略している。以下の説明でも、一次側についての説明は省略する。図１に示すトランス１５の左上及び右下に記載されている黒丸は、トランス１５の巻線の極性を示す。トランス１５の巻線の極性と、ダイオード１４の配置とからわかるとおり、電源装置１はフライバック方式による電源装置である。

　コンデンサ１０、スイッチ１１、スイッチ１２及び抵抗１３のセット（以下、コンデンサ１０等のセットという）と、コンデンサ１０ａ、スイッチ１１ａ、スイッチ１２ａ及び抵抗１３ａのセット（以下、コンデンサ１０ａ等のセットという）とは、ほぼ同様の構成である。ただし、各素子の特性は同一でなくてもよい。

　詳細は後述するが、コンデンサ１０の寿命を診断するためには、スイッチ１１をオフする必要がある。スイッチ１１がオフ状態のときにも電源装置１を正常に動作させるために、コンデンサ１０ａ等のセットが設けられている。スイッチ１１ａをオンすることにより、スイッチ１１がオフ状態のときにも電源装置１を正常に動作させることができる。つまり、コンデンサ１０ａ等のセットは、コンデンサ１０等のセットを二重化するために設けられている。なお、上記を踏まえて、図１では、スイッチ１１がオフ状態となっているのにあわせてスイッチ１１ａがオン状態となっている。

　次に、電源装置１の各構成を説明する。ただし、上述のとおり、コンデンサ１０ａ等のセットの各構成は、コンデンサ１０等のセットの各構成と同様であるため、コンデンサ１０等のセットの各構成についてのみ説明し、コンデンサ１０ａ等のセットの各構成については説明を省略する。

　コンデンサ１０は、一端がスイッチ１１に接続され他端が線Ｌ２に接続されている。コンデンサ１０は、トランス１５及びダイオード１４を介して供給される電力を平滑化する。コンデンサ１０は、例えばアルミ電解コンデンサである。コンデンサ１０は、例えば図２に示すような寿命特性を有する。コンデンサの寿命特性とは、コンデンサの劣化とコンデンサの容量との関係性のことである。一般的に、コンデンサの使用時間が長くなるとコンデンサの劣化が進み、コンデンサの容量が低下する。図２に示すＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれは、コンデンサ１０の残り寿命が半分となった点、コンデンサ１０の残り寿命が少なくなり電源装置１の交換が推奨される点、コンデンサ１０の寿命が尽きて電源装置１の正常動作が困難となっている点を示す。コンデンサ１０は、本発明に係るコンデンサの一例である。

　再び図１を参照する。スイッチ１１は、一端が線Ｌ１に接続され他端がコンデンサ１０に接続されている。スイッチ１１は、後述の制御部１６のスイッチ制御部１６２の制御によりオン・オフする。スイッチ１１がオフすることにより、コンデンサ１０は線Ｌ１から電気的に切り離される。スイッチ１１は、リレー、トランジスタなどの、制御によりオン・オフするスイッチング素子である。スイッチ１１は、本発明に係る第１のスイッチの一例である。

　スイッチ１２は、抵抗１３に直列に接続されている。スイッチ１２は、スイッチ１１と同様、スイッチ制御部１６２の制御によりオン・オフする。スイッチ１２がオンすることにより、コンデンサ１０に蓄積された電荷を抵抗１３によって放電することができる。スイッチ１２はスイッチ１１と同様、リレー、トランジスタなどの、制御によりオン・オフするスイッチング素子である。スイッチ１２は、本発明に係る第２のスイッチの一例である。

　抵抗１３は、コンデンサ１０と並列に接続されている。抵抗１３は、スイッチ１２がオンするのに応じて、コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電する。抵抗１３は、本発明に係る抵抗の一例である。

　ダイオード１４は、トランス１５から流れる電流を整流する。ダイオード１４による整流により、線Ｌ１の電位は線Ｌ２の電位以上となる。

　トランス１５は、一次側から供給される電力を変圧して二次側に供給する。電源装置１はフライバック方式による電源装置であるため、トランス１５は、一次側のスイッチがオン状態のとき電力を蓄積し、オフ状態のとき二次側に電力を供給する。

　制御部１６は、電源装置１を統括制御する。制御部１６は、ハードウェア構成として、例えばマイクロコントローラを備える。当該マイクロコントローラのＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）が、ＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより、制御部１６の各機能が実現される。あるいは、制御部１６は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等による制御回路を備えてもよい。この場合、当該制御回路により制御部１６の各機能が実現される。

　制御部１６は、機能的構成として、電圧値検出部１６１とスイッチ制御部１６２と容量算出部１６３と寿命診断部１６４と報知制御部１６５とを備える。制御部１６は、１時間ごと、８時間ごとなどの一定時間ごとに、コンデンサ１０あるいはコンデンサ１０ａの寿命を診断するために、これらの各機能部を制御する。

　電圧値検出部１６１は、コンデンサ１０及びコンデンサ１０ａの電圧値を検出する。電圧値検出部１６１は、例えばマイクロコントローラに設けられたＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータにより実現される。電圧値検出部１６１により検出された電圧値は、後述の容量算出部１６３による、コンデンサ１０の容量の算出に使用される。電圧値検出部１６１は、本発明に係る電圧値検出手段の一例である。

　スイッチ制御部１６２は、スイッチ１１、スイッチ１２、スイッチ１１ａ及びスイッチ１２ａのオン・オフの切り替えを制御する。スイッチ制御部１６２は、本発明に係るスイッチ制御手段の一例である。

　以下、スイッチ１１によるスイッチ制御の一例を示す。制御部１６がコンデンサ１０及びコンデンサ１０ａのいずれについても寿命を診断しないとき、スイッチ制御部１６２は、スイッチ１１及びスイッチ１１ａをオンし、スイッチ１２及びスイッチ１２ａをオフする。これにより、コンデンサ１０及びコンデンサ１０ａの双方で平滑化をすることができ、かつ抵抗１３及び抵抗１３ａによる不要な放電を防ぐことができる。

　図３を参照しながら、制御部１６がコンデンサ１０の寿命を診断するときのスイッチ制御部１６２によるスイッチ制御を説明する。図３には、スイッチ１１及びスイッチ１２のオン・オフの変化と、それに対応するコンデンサ１０の電圧値の変化とが示されている。なお、寿命診断の開始前には、上記のとおり、スイッチ１１及びスイッチ１１ａがオン状態であり、スイッチ１２及びスイッチ１２ａがオフ状態であるものとする。また、このとき、図３に示すように、線Ｌ１に生じているリップル成分の影響によりコンデンサ１０の電圧がやや不安定となっている。

　まず、スイッチ制御部１６２は、時刻ｔ１にスイッチ１１をオフする。このとき、線Ｌ１に生じているリップル成分の影響がなくなり、コンデンサ１０に蓄積された電荷が負荷２により放電されることもないので、コンデンサ１０の電圧が安定する。このとき、スイッチ１２はまだオフ状態であるため、抵抗１３による放電は行われない。また、後述の時刻ｔ２までに、電圧値検出部１６１により電圧値Ｖ１が検出される。時刻ｔ１は、本発明に係る第１の時刻の一例であり、電圧値Ｖ１は、本発明に係る第１の電圧値の一例である。

　次に、スイッチ制御部１６２は、時刻ｔ１から経過時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２に、スイッチ１２をオンする。すると、抵抗１３による放電が開始され、コンデンサ１０の電圧が徐々に低下する。経過時間Ｔ１は、本発明に係る第１の経過時間の一例であり、時刻ｔ２は、本発明に係る第２の時刻の一例である。

　次に、スイッチ制御部１６２は、時刻ｔ２から経過時間Ｔ２が経過した時刻ｔ３に、スイッチ１２をオフする。すると、抵抗１３による放電が停止され、コンデンサ１０の電圧が安定する。後述の時刻ｔ４までに、電圧値検出部１６１により電圧値Ｖ２が検出され、容量算出部１６３によりコンデンサ１０の容量が算出され、寿命診断部１６４によりコンデンサ１０の寿命が診断される。経過時間Ｔ２は、本発明に係る第２の経過時間の一例であり、時刻ｔ３は、本発明に係る第３の時刻の一例であり、電圧値Ｖ２は、本発明に係る第２の電圧値の一例である。

　そして、スイッチ制御部１６２は、時刻ｔ３から経過時間Ｔ３が経過した時刻ｔ４に、スイッチ１１をオンする。すると、線Ｌ１から電力の供給を受けて、コンデンサ１０に電荷が蓄積され、コンデンサ１０の電圧が上昇する。経過時間Ｔ３は、本発明に係る第３の経過時間の一例であり、時刻ｔ４は、本発明に係る第４の時刻の一例である。

　制御部１６がコンデンサ１０ａの寿命を診断するときのスイッチ制御部１６２によるスイッチ制御については、コンデンサ１０の寿命を診断するときと全く同様であるため、説明を省略する。

　図１及び図３を参照しながら、容量算出部１６３を説明する。容量算出部１６３は、上述した電圧値Ｖ１、電圧値Ｖ２及び経過時間Ｔ２と、抵抗１３の抵抗値とに基づいて、コンデンサ１０の容量を算出する。容量算出部１６３は、コンデンサ１０ａの容量も同様に算出する。容量算出部１６３は、本発明に係る容量算出手段の一例である。

　以下ではコンデンサ１０の容量の算出のみについて説明する。電圧値Ｖ１は、抵抗１３による放電が行われる前のコンデンサ１０の電圧値である。電圧値Ｖ２は、抵抗１３による放電が行われた後のコンデンサ１０の電圧値である。経過時間Ｔ２は、抵抗１３による放電が行われた時間である。コンデンサ１０の容量は、以下の式（１）に基づいて求めることができる。ただし、Ｃはコンデンサ１０の容量、Ｒは抵抗１３の抵抗値、ｌｎは自然対数を底とする対数関数である。
　Ｃ＝Ｔ２／（Ｒ×ｌｎ（Ｖ１／Ｖ２））　　　（１）

　なお、詳細は後述するが、抵抗１３の抵抗値を示す情報が記憶部１７に保存されている。容量算出部１６３は、記憶部１７に保存されている、抵抗１３の抵抗値を示す情報を参照し、式（１）に基づいてコンデンサ１０の容量を算出する。

　寿命診断部１６４は、容量算出部１６３により算出されたコンデンサ１０の容量と、図２に示すようなコンデンサ１０の寿命特性とに基づいて、コンデンサ１０の寿命を診断する。寿命診断部１６４は、コンデンサ１０ａの寿命も同様に診断する。寿命診断部１６４は、本発明に係る寿命診断手段の一例である。

　詳細は後述するが、コンデンサ１０の寿命特性を示す情報が記憶部１７に保存されている。寿命診断部１６４は、記憶部１７に保存されている、コンデンサ１０の寿命特性を示す情報を参照して、コンデンサ１０の寿命を診断する。

　なお、コンデンサ１０の寿命特性を示す情報に代えて、図２に示すＢ点におけるコンデンサ１０の容量を示す情報が記憶部１７に保存されるものであってもよい。この場合、寿命診断部１６４は、当該容量と、容量算出部１６３により算出されたコンデンサ１０の容量との大小を比較して、電源装置１の交換が推奨される程度までにコンデンサ１０の劣化が進んでいるか否かを判定することにより、コンデンサ１０の寿命を診断する。この場合、記憶部１７に保存されている情報が示す容量は、寿命診断における閾値となる。この場合も、当該閾値はコンデンサ１０の寿命特性に基づいて得られる値であるため、寿命診断部１６４は、コンデンサ１０の寿命特性に基づいてコンデンサ１０の寿命を診断する、といえる。

　再び図１を参照する。報知制御部１６５は、報知装置３を制御して、寿命診断部１６４による診断結果をユーザに報知する。報知装置３の詳細は後述する。ただし、報知制御部１６５は、診断結果を報知する必要がない場合には、何ら報知をしなくともよい。例えば、電源装置１の交換が推奨されるときのみ診断結果を報知する場合、コンデンサ１０の寿命が十分に残っているときには、報知制御部１６５は診断結果を報知しなくてもよい。

　記憶部１７は、抵抗１３の抵抗値を示す情報と、抵抗１３ａの抵抗値を示す情報と、コンデンサ１０の寿命特性を示す情報と、コンデンサ１０ａの寿命特性を示す情報とを保存する。ただし、上述したとおり、記憶部１７は、コンデンサ１０の寿命特性を示す情報及びコンデンサ１０ａの寿命特性を示す情報に代えて、コンデンサ１０及びコンデンサ１０ａにおける上述の閾値を保存してもよい。

　次に、負荷２及び報知装置３を説明する。負荷２は、電源装置１が供給する直流電力により駆動される負荷であり、例えば直流モータである。負荷２の一端は電源装置１の線Ｌ１に接続され、負荷２の他端は電源装置１の線Ｌ２に接続されている。負荷２は、本発明に係る負荷の一例である。

　報知装置３は、コンデンサ１０及びコンデンサ１０ａの寿命についての診断結果をユーザに報知する。報知装置３は、例えば緑色、黄色及び赤色の光を発するランプである。報知装置３は、例えば制御部１６の報知制御部１６５による制御に基づいて、コンデンサ１０の寿命及びコンデンサ１０ａの寿命が十分に残っているときには緑色の光を発し、電源装置１を交換すべき程度にまでコンデンサ１０又はコンデンサ１０ａの劣化が進んでいるときには黄色の光を発し、コンデンサ１０又はコンデンサ１０ａの寿命が尽きているときには赤色の光を発する。

　あるいは、報知装置３は、赤色の光のみを発するランプであってもよい。この場合、報知装置３は、例えば報知制御部１６５による制御に基づいて、電源装置１を交換すべき程度にまでコンデンサ１０又はコンデンサ１０ａの劣化が進んでいるとき（コンデンサ１０又はコンデンサ１０ａの寿命が尽きているときも含む）に赤色の光を発する。例えば、寿命診断部１６４による診断が閾値に基づいて行われるときには、このような報知態様となる。

　また、報知装置３は、ランプのほか、ブザー音を鳴らすスピーカであってもよいし、診断結果を詳細に表示可能なディスプレイであってもよい。

　次に、図４及び図３を参照しながら、電源装置１による寿命診断の動作の一例を説明する。図４に示す動作は、上述したとおり、例えば一定時間ごとに実行される。また、図４に示す動作の開始時には、上述したとおり、スイッチ１１及びスイッチ１１ａはオン状態であり、スイッチ１２及びスイッチ１２ａはオフ状態である。また、以下ではコンデンサ１０の寿命診断の動作を説明する。コンデンサ１０ａの寿命診断は、コンデンサ１０の場合と同様であるため説明を省略する。

　電源装置１の制御部１６のスイッチ制御部１６２は、スイッチ１１をオフする（ステップＳ１０１）。この動作が実行された時刻が、図３における時刻ｔ１である。スイッチ１１がオフすることにより、コンデンサ１０の電圧が安定する。

　ステップＳ１０１の実行後、時刻がｔ２になるまでに、制御部１６の電圧値検出部１６１は、コンデンサ１０の電圧値Ｖ１を検出する（ステップＳ１０２）。ただし、ステップＳ１０１の直後にステップＳ１０２の動作を実行すると、コンデンサ１０の電圧が安定する前にコンデンサ１０の電圧値を検出することとなるため、好ましくない。

　時刻ｔ１から経過時間Ｔ１経過後、スイッチ制御部１６２は、スイッチ１２をオンする（ステップＳ１０３）。この動作が実行された時刻が、図３における時刻ｔ２である。スイッチ１２がオンすることにより、抵抗１３による放電が開始される。

　ステップＳ１０３から経過時間Ｔ２経過後、スイッチ制御部１６２は、スイッチ１２をオフする（ステップＳ１０４）。この動作が実行された時刻が、図３における時刻ｔ３である。スイッチ１２がオフすることにより、抵抗１３による放電が終了し、コンデンサ１０の電圧が安定する。

　ステップＳ１０４の実行後、時刻がｔ４になるまでに、制御部１６の電圧値検出部１６１は、コンデンサ１０の電圧値Ｖ２を検出する（ステップＳ１０５）。

　ステップＳ１０４から経過時間Ｔ３経過後、スイッチ制御部１６２は、スイッチ１１をオンする（ステップＳ１０６）。この動作が実行された時刻が、図３における時刻ｔ４である。スイッチ１１がオンすることにより、線Ｌ１からコンデンサ１０に電荷が蓄積され、コンデンサ１０の電圧が上昇する。

　制御部１６の容量算出部１６３は、ステップＳ１０２にて検出された電圧値Ｖ１と、ステップＳ１０５にて検出された電圧値Ｖ２と、経過時間Ｔ２と、記憶部１７に保存された抵抗１３の抵抗値を示す情報とに基づいて、コンデンサ１０の容量を算出する（ステップＳ１０７）。

　制御部１６の寿命診断部１６４は、ステップＳ１０７にて算出されたコンデンサ１０の容量と、記憶部１７に保存されたコンデンサ１０の寿命特性を示す情報とに基づいて、コンデンサ１０の寿命を診断する（ステップＳ１０８）。

　制御部１６の報知制御部１６５は、報知装置３を制御して、ステップＳ１０８で得られた診断結果をユーザに報知する（ステップＳ１０９）。そして制御部１６は、寿命診断の動作を終了する。

　なお、ステップＳ１０６の動作は、ステップＳ１０７からステップＳ１０９のいずれかの動作の後に実行されてもよい。

　以上、実施の形態に係る電源装置１を説明した。電源装置１によれば、時刻ｔ１にスイッチ１１をオフし、経過時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２にスイッチ１２をオンするので、時刻ｔ１からｔ２までにおけるコンデンサ１０の電圧を安定させることができる。つまり、電源装置１によれば、放電開始時におけるコンデンサ１０の両端間の電圧が安定する。

　また、電源装置１によれば、時刻ｔ３にスイッチ１２をオフして放電を終了し、経過時間Ｔ３経過後の時刻ｔ４にスイッチ１１をオンするので、時刻ｔ３からｔ４までにおけるコンデンサ１０の電圧を安定させることができる。

　また、電源装置１によれば、抵抗１３による放電が行われる時間である経過時間Ｔ２は、コンデンサの電圧値とは無関係の時間であり、かつ放電の前後におけるコンデンサ１０が安定する。

　したがって、電源装置１によれば、精度良くコンデンサ１０の電圧値を検出できるので、検出したコンデンサ１０の電圧値に基づいて精度良くコンデンサ１０の寿命を診断できる。また、コンデンサ１０ａについても同様に、精度良く寿命を診断できる。

（変形例１）
　実施の形態では、電圧値検出部１６１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間にコンデンサ１０の電圧値Ｖ１を１回検出し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間にコンデンサ１０の電圧値Ｖ２を１回検出した。しかし、電圧値検出部１６１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間にコンデンサ１０の電圧値Ｖ１を複数回検出し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間にコンデンサ１０の電圧値Ｖ２を複数回検出してもよい。そして容量算出部１６３は、複数回検出された電圧値Ｖ１の平均値と、複数回検出された電圧値Ｖ２の平均値とに基づいて、コンデンサ１０の容量を算出してもよい。複数回検出された電圧値の平均値を使用することにより、ノイズの影響による寿命診断の精度の低下をさらに抑えることができ、精度良くコンデンサ１０の寿命を診断できる。なお、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２とのうち、一方のみを複数回検出するものであってもよい。

（変形例２）
　実施の形態では、電源装置１は、コンデンサ１０とコンデンサ１０ａとの双方について寿命を診断する。しかし、電源装置１は、１つのコンデンサ１０についてのみ寿命を診断するものであってもよい。例えば図５に示すように、コンデンサ１０ａ等のセットに代えて、線Ｌ１と線Ｌ２との間にスイッチ１１ｂとコンデンサ１０ｂとを直列に接続したものを電源装置１に設ける。そしてスイッチ制御部１６２は、コンデンサ１０の寿命を診断するときのみスイッチ１１ｂをオンし、それ以外のときにはスイッチ１１ｂをオフする。このような構成により、コンデンサ１０の寿命の診断を可能としつつ、回路構成を実施の形態１よりも簡素なものとすることができる。また、コンデンサ１０の寿命を診断するときのみスイッチ１１ｂがオンし、コンデンサ１０ｂに電荷が蓄積されるので、コンデンサ１０ｂがコンデンサ１０よりも先に寿命が尽きる可能性はほとんどない。

（変形例３）
　実施の形態では、容量算出部１６３によりコンデンサ１０の容量を算出し、寿命診断部１６４は算出された容量に基づいてコンデンサ１０の寿命を診断した。しかし、寿命診断部１６４は、容量算出部１６３によりコンデンサ１０の容量を算出することなくコンデンサ１０の寿命を診断することもできる。上述の式（１）において、経過時間Ｔ２及び抵抗１３の抵抗値Ｒは既知である。そのため、容量Ｃは、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との比に基づいて決定される。したがって、コンデンサ１０の寿命特性は、コンデンサ１０の劣化とＶ１／Ｖ２との関係によっても表すことができる。コンデンサ１０の劣化とＶ１／Ｖ２との関係によって表された寿命特性を示す情報を記憶部１７に保存することにより、コンデンサ１０の容量を算出することなくコンデンサ１０の寿命を診断することができる。つまり、寿命診断部１６４は、必ずしもコンデンサ１０の容量に基づかなくとも、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２とに基づいてコンデンサ１０の寿命を診断することができる。

（変形例４）
　実施の形態では、時刻ｔ３にスイッチ１２をオフすることにより、安定したコンデンサ１０の電圧値Ｖ２を検出した。しかし、スイッチ１２をオフすることなく時刻ｔ３にコンデンサ１０の電圧値を検出し、この電圧値を電圧値Ｖ２としてもよい。この場合も、放電開始時におけるコンデンサ１０の両端間の電圧は安定するので、精度よくコンデンサ１０の寿命を診断できる。

　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

　１　電源装置、２　負荷、３　報知装置、１０，１０ａ，１０ｂ　コンデンサ、１１，１１ａ，１１ｂ，１２，１２ａ　スイッチ、１３，１３ａ　抵抗、１４　ダイオード、１５　トランス、１６　制御部、１７　記憶部、１６１　電圧値検出部、１６２　スイッチ制御部、１６３　容量算出部、１６４　寿命診断部、１６５　報知制御部、Ｌ１，Ｌ２　線。

Claims

　第１の線と、
　前記第１の線より低電位の第２の線と、
　一端が前記第１の線に接続された第１のスイッチと、
　一端が前記第１のスイッチに接続され他端が前記第２の線に接続されたコンデンサと、
　前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
　前記抵抗に直列に接続された第２のスイッチと、
　前記コンデンサの両端間の電圧値を検出する電圧値検出手段と、
　前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとを制御するスイッチ制御手段と、
　前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断手段と、
　を備え、
　前記スイッチ制御手段は、前記第１のスイッチがオン状態かつ前記第２のスイッチがオフ状態であるときに第１の時刻に達すると前記第１のスイッチをオフし、前記第１の時刻から第１の経過時間が経過した第２の時刻に前記第２のスイッチをオンし、
　前記電圧値検出手段は、前記第１の時刻から前記第２の時刻までの間における前記コンデンサの第１の電圧値と、前記第２の時刻から第２の経過時間が経過した第３の時刻における前記コンデンサの第２の電圧値とを検出し、
　前記寿命診断手段は、前記第１の電圧値と前記第２の電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
　電源装置。
　前記第１の電圧値と前記第２の電圧値と前記第２の経過時間と前記抵抗の抵抗値とに基づいて前記コンデンサの容量を算出する容量算出手段をさらに備え、
　前記寿命診断手段は、前記容量算出手段により算出された前記コンデンサの容量と前記コンデンサの寿命特性とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
　請求項１に記載の電源装置。
　前記電圧値検出手段は、前記第１の時刻から前記第２の時刻までの間に前記第１の電圧値を複数回検出し、
　前記寿命診断手段は、複数回検出した前記第１の電圧値の平均値に基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
　請求項１又は２に記載の電源装置。
　前記スイッチ制御手段はさらに、前記第３の時刻に前記第２のスイッチをオフし、前記第３の時刻から第３の経過時間が経過した第４の時刻に前記第１のスイッチをオンし、
　前記電圧値検出手段は、前記第３の時刻から前記第４の時刻までの間における前記コンデンサの電圧値を前記第２の電圧値として検出する、
　請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置。
　前記電圧値検出手段は、前記第３の時刻から前記第４の時刻までの間に前記第２の電圧値を複数回検出し、
　前記寿命診断手段は、複数回検出した前記第２の電圧値の平均値に基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
　請求項４に記載の電源装置。
　第１の線と、
　前記第１の線より低電位の第２の線と、
　一端が前記第１の線に接続された第１のスイッチと、
　一端が前記第１のスイッチに接続され他端が前記第２の線に接続されたコンデンサと、
　前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
　前記抵抗に直列に接続された第２のスイッチと、
　を備える電源装置の前記コンデンサの寿命を診断する寿命診断方法であって、
　前記第１のスイッチがオン状態かつ前記第２のスイッチがオフ状態であるときに第１の時刻に達すると前記第１のスイッチをオフし、
　前記第１の時刻から第１の経過時間が経過した第２の時刻に前記第２のスイッチをオンし、
　前記第１の時刻から前記第２の時刻までの間における前記コンデンサの電圧値と、前記第２の時刻から第２の経過時間が経過した第３の時刻における前記コンデンサの電圧値とに基づいて前記コンデンサの寿命を診断する、
　寿命診断方法。