(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
電源スイッチが接続される電源スイッチ接続部と、第1電源接続部と、該第1電源接続部から供給される電力により作動する第1制御回路と、前記第1電源接続部と前記第1制御回路間の接続経路に設けられて、前記電源スイッチの操作に応じて前記電源スイッチ接続部に入力される第1制御信号及び前記第1制御回路から出力される第2制御信号が制御入力端子に入力されるスイッチング素子と、前記第1制御回路の電源入力部と接続された第2電源接続部とを備え、前記第1制御信号の入力により前記スイッチング素子が導通状態となって前記第1制御回路が起動した後は、前記第1制御回路から第1所定条件に従って出力される前記第2制御信号により、前記スイッチング素子が導通状態に制御される制御ユニットと、前記第1電源接続部及び前記第2電源接続部を介して接続されて、前記第1電源接続部に電力を供給する電源供給装置であって、
外部電源に接続される外部電源接続部と、
前記外部電源接続部を介して前記外部電源から供給される電力に基づく第1直流電力を出力する第1電力出力回路と、
電池収容部に接続された電池接続部と、
前記第1電力出力回路の出力部及び前記電池接続部と前記第1電源接続部とに接続されて、前記電池収容部に収容された電池から前記電池接続部を介して供給される第2直流電力又は前記第1直流電力を前記第1電源接続部に供給する二電源接続回路と、
前記第2電源接続部に接続されて、前記第2電源接続部から供給される電力により作動する第2制御回路と、
前記第2制御回路から出力される第3制御信号を、前記スイッチング素子の制御入力端子に入力する第3制御信号入力回路と、
前記外部電源から電力が供給されていることを検知する外部電源検知部とを備え、
前記第2制御回路は、前記外部電源検知部により前記外部電源から電力が供給されていることが検知されているときには、前記第3制御信号を出力して前記スイッチング素子を導通状態に維持することにより、前記第2電源接続部から前記第2制御回路への電力供給を継続させて特定処理を実行することを特徴とする電源供給装置。
【背景技術】
【0002】
従来、商用電源等の外部電源から供給される電力と電池から供給される電力とを切り替えて、制御回路に供給する電源供給装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1には、商用電源から供給される電力により制御回路を作動させる仕様のガスコンロにおいて、停電により商用電源からの電力供給が遮断された場合には、電池から制御回路に電力を供給してガスコンロを使用できるようにした構成が記載されている。
【0004】
特許文献1に記載されたガスコンロには電池装填部が設けられ、使用者は、停電が発生した時に電池装填部に電池をセットすることによって、ガスコンロを応急的に使用することができる。
【0005】
また、特許文献1に記載されたガスコンロでは、商用電源から直流電力を生成する電源用平滑回路の出力部と電池装填部の端子とが接続されている。そして、この接続箇所がレギュレータの入力部に接続され、レギュレータの出力部が制御回路(制御装置)の電源端子に接続されている。さらに、電池装填部と前記接続箇所はスイッチング素子(FET)を介して接続されている。
【0006】
このような構成とすることにより、商用電源から電力が供給されているときは、電源平滑回路から制御回路に常時電力が供給されるため、制御回路を作動状態に維持して計時処理等の常時実行する必要がある特定処理を継続させることができる。また、商用電源の停電中に電池から電力が供給されているときには、ガスコンロの不使用時にスイッチング素子をOFF(遮断状態)して、電池から制御回路への電力供給を遮断することで、電池寿命を延ばすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載されたガスコンロは、基本的に商用電源から供給される電力によって作動する仕様(商用電源仕様)となっているが、ガスコンロには電池で作動する仕様(電池仕様)もある。そして、このように、電源の仕様が異なるが電源から電力が供給される制御回路の仕様が同じである製品については、商用電源仕様及び電池仕様の製品で使用される制御回路を共通化することによって、回路基板の生産性を向上させることができる。
【0009】
ここで、電池仕様のガスコンロでは、ガスコンロの不使用時に電池から制御回路への電力供給を遮断して電池寿命を延ばす処理が、一般的に行われる。しかしながら、制御回路を共通化して、商用電源仕様のガスコンロにおいても、ガスコンロの不使用時に制御回路への電力供給を遮断すると、上述した計時処理等の常時実行すべき特定処理を実行することができなくなるという不都合がある。
【0010】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、商用電源仕様の製品と電池仕様の製品間で制御回路を共通化する場合に、電池仕様の製品で使用されるときの制御回路への電力供給の遮断と、商用電源仕様の製品で使用されるときの特定処理の継続とを可能にした電源供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の電源供給装置は、電源スイッチが接続される電源スイッチ接続部と、第1電源接続部と、該第1電源接続部から供給される電力により作動する第1制御回路と、前記第1電源接続部と前記第1制御回路間の接続経路に設けられて、前記電源スイッチの操作に応じて前記電源スイッチ接続部に入力される第1制御信号及び前記第1制御回路から出力される第2制御信号が制御入力端子に入力されるスイッチング素子と、前記第1制御回路の電源入力部と接続された第2電源接続部とを備え、前記第1制御信号の入力により前記スイッチング素子が導通状態となって前記第1制御回路が起動した後は、前記第1制御回路から第1所定条件に従って出力される前記第2制御信号により、前記スイッチング素子が導通状態に制御される制御ユニットと、前記第1電源接続部及び前記第2電源接続部を介して接続されて、前記第1電源接続部に電力を供給する電源供給装置であって、
外部電源に接続される外部電源接続部と、
前記外部電源接続部を介して前記外部電源から供給される電力に基づく第1直流電力を出力する第1電力出力回路と、
電池収容部に接続された電池接続部と、
前記第1電力出力回路の出力部及び前記電池接続部と前記第1電源接続部とに接続されて、前記電池収容部に収容された電池から前記電池接続部を介して供給される第2直流電力又は前記第1直流電力を前記第1電源接続部に供給する二電源接続回路と、
前記第2電源接続部に接続されて、前記第2電源接続部から供給される電力により作動する第2制御回路と、
前記第2制御回路から出力される第3制御信号を、前記スイッチング素子の制御入力端子に入力する第3制御信号入力回路と、
前記外部電源から電力が供給されていることを検知する外部電源検知部とを備え、
前記第2制御回路は、前記外部電源検知部により前記外部電源から電力が供給されていることが検知されているときには、前記第3制御信号を出力して前記スイッチング素子を導通状態に維持することにより、前記第2電源接続部から前記第2制御回路への電力供給を継続させて特定処理を実行することを特徴とする。
【0012】
本発明の電源供給装置に、第1電源接続部及び第2電源接続部を介して接続される制御ユニットにおいては、電源スイッチの操作に応じた第1制御信号の入力によりスイッチング素子が導通状態となって、第1電源接続部から第1制御回路に電力が供給されて第1制御回路が起動する。そして、第1制御回路は、起動した後は第1所定条件に従って、第2制御信号を出力することで、第1制御回路への電力の供給と遮断とを切り替えることができる。そのため、制御ユニットを電池仕様の製品で使用するときには、第1所定条件として、製品の使用が終了したときに第1制御回路への電力供給を遮断することを設定することによって、電池寿命を延ばすことができる。
【0013】
また、電源供給装置に備えられた第2制御回路には、二電源接続回路から、第1電源接続部、スイッチング素子、及び第2電源接続部を介して、電力(第1直流電力又は第2直流電力)が供給される。そして、第2制御回路は、第3制御信号を出力してスイッチング素子を導通状態とする制御を行う。
【0014】
このように、電源供給装置に備えらえた第2制御回路は、制御ユニットに備えられた第1制御回路とは独立して、スイッチング素子を導通状態に制御することができるように構成されている。
【0015】
そのため、第1制御回路からの第2制御信号の出力が停止している場合であっても、第2制御回路は、外部電源検知部により外部電源から電力が供給されていることが検知されているときに、第3制御信号を出力してスイッチング素子を導通状態に維持することができる。そして、これにより、第2電源接続部から第2制御回路への電力供給を継続させて特定処理(常時作動が必要となる計時処理等)を実行することができる。
【0016】
また、前記第2制御回路は、前記外部電源検知部により前記外部電源から電力が供給されていることが検知されていない場合には、第2所定条件に従って前記
第3制御信号を出力することにより、前記第2制御回路への電力の供給と遮断とを切り替えることを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、外部電源検知部により外部電源から電力が供給されていることが検知されておらず、第2制御回路が電池から供給される第2直流電力によって作動している状況であるときには、第2所定条件に従って
第3制御信号の出力して、第2制御回路への電力の供給と遮断とを切り替えることによって、電池寿命を延ばすことができる。
【0018】
また、前記制御ユニットは、前記電源供給装置が
実装された基板とは別の基板に実装されていることを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、制御ユニットを別基板に実装する構成とすることで、商用電源仕様の製品においては、本発明の電源供給装置に制御ユニットが実装された基板を接続して、制御ユニットを作動させることができる。また、電池仕様の製品では、第2制御回路と第2制御信号入力回路を省略した簡易な構成の電源供給基板に、制御ユニットが実装された基板を接続して、制御ユニットを作動させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態の一例について、
図1を参照して説明する。
【0022】
[1.電源供給装置及び制御基板の構成]
図1を参照して、本実施形態の電源供給装置1は、商用電源仕様のガスコンロに搭載して使用され、直流電源10と電源供給基板20とにより構成されている。電源供給基板20は、コネクタ28(本発明の第1電源接続部及び第2電源接続部に相当する),コネクタ54を介して制御基板50に接続されており、電源供給基板20から制御基板50に直流電力が供給される。なお、制御基板50に実装された回路は、本発明の制御ユニットに相当する。
【0023】
直流電源10は商用電源2(本発明の外部電源に相当する)に接続されると共に、電源供給基板20のコネクタ26(本発明の外部電源接続部に相当する)に接続され、商用電源2から入力されるAC100Vの交流電力からDC13Vの直流電力を生成して電源供給基板20に供給する。
【0024】
電源供給基板20は、降圧回路21、電源パルス処理回路22、第2マイコン23(本発明の第2制御回路に相当する)、及びコネクタ25〜28を備えている。降圧回路21は、入力部がコネクタ26に接続されると共に、出力部がコネクタ28に接続され、コネクタ26から入力されるDC13Vの直流電力をDC3Vに降圧してコネクタ28に出力する。なお、直流電源10と降圧回路21とにより、本発明の第1電力出力回路が構成される。
【0025】
コネクタ25(本発明の電池接続部に相当する)は、電池収容部4に接続され、電池収容部4にセットされた電池3からDC3V前後の直流電力が入力される。コネクタ25は、二電源接続回路29により、降圧回路21の出力部とダイオード30,31を介して接続されており、これにより、降圧回路21から出力される第1直流電力Pw1と、電池3から出力される第2直流電力Pw2とのうちの、電圧が高い方の電力がコネクタ28に出力される。
【0026】
電源パルス処理回路22は、商用電源2から出力される交流電力と同一周期の直流のパルス信号Psigを生成して第2マイコン23の入力ポートPi1に出力する。第2マイコン23は、CPU、メモリ、入出力インターフェース等を備えており、メモリに保持された電源供給基板20の制御用プログラムをCPUで実行することによって、電源供給基板20の作動を制御する。
【0027】
第2マイコン23のAD(アナログ/デジタル変換)ポートPadは、コネクタ25を介して電池収容部4の(+)極側に接続されている。電池収容部4に電池3が収容されているときには、電池3の出力電圧が第2マイコン23のADポートPadに入力されて、デジタル値に変換される。また、第2マイコン23の電源端子とGND端子には、コネクタ28,54を介して、制御基板50からDC3Vの直流電力が供給される。
【0028】
第2マイコン23は、自身への電源供給を維持するための電源ホールド信号Ph2(詳細は後述する、本発明の第3制御信号に相当する)をコネクタ28,54を介して制御基板50に出力する。また、第2マイコン23は、入力ポートPi1にパルス信号Psigが入力され(商用電源2から電力が供給されていると認識される)、且つADポートPadに所定レベル以上の電圧が入力されている(電池収容部4に電池3がセットされていると認識される)ときに、出力ポートPo2からコネクタ27に報知信号Ebsを出力する。
【0029】
なお、第2マイコン23の出力ポートPo1とスイッチング素子56の制御入力端子(ゲート端子)とを接続する回路構成は、本発明の第3制御信号入力回路に相当する)。
【0030】
コネクタ27は図示しない表示器に接続され、報知信号Ebsの出力に応じて表示器のランプが点灯する。これにより、使用者に電池3を電池収容部4から取り外すことを促すことができる。
【0031】
なお、電源パルス処理回路22と、第2マイコン23が入力ポートPi1にパルス信号Psigが入力されていることを認識して、商用電源2から電力が供給されていることを検知する構成は、本発明の外部電源検知部に相当する。
【0032】
次に、制御基板50は、昇圧回路51、第1マイコン52(本発明の第1制御回路に相当する)、スイッチング素子56、及びコネクタ53〜55を備えている。昇圧回路51の入力部はスイッチング素子56を介してコネクタ54に接続され、出力部は第1マイコン52の電源入力部及びコネクタ54に接続されている。昇圧回路51は、電源供給基板20からコネクタ28,54を介して供給される直流電流がDC3Vよりも低いときに、DC3Vまで昇圧して出力する。
【0033】
昇圧回路51から出力される直流電力は、第1マイコン52の電源として供給されると共に、コネクタ54,28を介して電源供給基板20の第2マイコン23の電源として供給される。
【0034】
コネクタ53(本発明の電源スイッチ接続部に相当する)は、電源スイッチ5に接続され、第1マイコン52の入力ポートPi1は、コネクタ53及び電源スイッチ5を介してコネクタ54に接続されている。そのため、使用者が電源スイッチ5を押圧している間、入力ポートPi1にPon信号(電源ON信号、本発明の第1制御信号に相当する)が入力される。
【0035】
第1マイコン52のADポートPadには、電源供給基板20からコネクタ28,54を介して供給される直流電圧を示す直流電圧信号Psenが入力される。第1マイコン52は、直流電圧信号Psenをデジタル値に変換して認識し、直流電圧信号Psenが所定レベル未満になったときに電池交換を促す報知信号Ebwをコネクタ55に出力する。
【0036】
コネクタ55は図示しない表示器に接続され、報知信号Ebwの出力に応じて表示器のランプが点灯する。これにより、使用者に電池3を交換することを促すことができる。
【0037】
[2−1.商用電源仕様の製品で使用される場合の動作−商用電源動作]
商用電源仕様の製品(ガスコンロ等)に、電源供給基板20と制御基板50が設けられている場合、直流電源10に商用電源2が接続されて、直流電源10から電源供給基板20にDC13Vの直流電力が供給されているときは、降圧回路21から第1直流電力Pw1が出力される。
【0038】
そして、使用者が電源スイッチ5をON操作(使用開始操作)すると、スイッチング素子56がON状態(導通状態)になって、降圧回路21からコネクタ28,54を介して第1マイコン52及び第2マイコン23に直流電力が供給され、第1マイコン52及び第2マイコン23が起動する。この時、第1マイコン52の入力ポートPi1には、電源スイッチON信号Ponが入力される。
【0039】
第1マイコン52は、出力ポートPo1からホールド信号Ph1(電源ホールド信号、本発明の第2制御信号に相当する)を出力し、これにより、使用者が電源スイッチ5の操作を終了した後もスイッチング素子56がON状態に維持される状態とする。その後、使用者が電源スイッチ5をOFF操作(使用終了操作)して、第1マイコン52の入力ポートPi1への電源スイッチON信号Ponの入力が停止した時に、第1マイコン52は、出力ポートPo1からのホールド信号Ph1の出力を停止する。
【0040】
第2マイコン23は、電源パルス処理回路22から出力されるパルス信号Psigを計数して現在時刻を算出する時計機能(時計機能の処理は本発明の特定処理に相当する)を有しており、この時計機能は、ガスコンロが使用されていないときにも継続する必要がある。そこで、第2マイコン23は、起動時から、出力ポートPo1からホールド信号Ph2を出力した状態を維持し、電源スイッチ5がOFF操作された後も第2マイコン23への第1直流電力Pw1の供給を維持して、時計機能を有効にする。
【0041】
第1マイコン52はガスコンロの全体的な作動を制御し、第2マイコン23はDC13Vを電源として作動する電気負荷(図示しない表示器等)の作動を制御する。第2マイコン23と第1マイコン52は、図示しない通信配線を介して相互に通信を行う。
【0042】
第2マイコン23は、上述した電池収容部4に電池3がセットされているかを判断する処理を行い、電池収容部4に電池3がセットされているときには、報知信号Ebsを出力して使用者に電池3の取り外しを促す。
【0043】
[2−2.商用電源仕様のガスコンロで使用される場合の動作−電池動作]
商用電源2の停電が発生しているときに、使用者は電池収容部4に電池3をセットすることによって、電池3を電源としてガスコンロを作動させることができる。この場合、使用者が電源スイッチ5を押圧操作すると、スイッチング素子56がONして、電池3から出力される第2直流電力Pw2が二電源接続回路29及びコネクタ28,54を介して昇圧回路51に供給され、昇圧回路51から出力される直流電力によって第1マイコン52及び第2マイコン23が起動する。
【0044】
第1マイコン52は、出力ポートPo1からホールド信号Ph1(電源ホールド信号)を出力し、これにより、使用者が電源スイッチ5の操作を終了した後もスイッチング素子56がON状態に維持される状態とする。その後、使用者が電源スイッチ5をOFF操作(使用終了操作)して、第1マイコン52の入力ポートPi1への電源スイッチON信号Ponの入力が停止した時に、第1マイコン52は、出力ポートPo1からのホールド信号Ph1の出力を停止する。
【0045】
第2マイコン23は、起動時に出力ポートPo1からホールド信号Ph2を出力する。そして、入力ポートPi1へのパルス信号Psigの入力がないことから、電池3から供給される第2直流電力Pw2によって第2マイコン23が作動していることを認識したときには、電源スイッチ5がOFF操作されたことを、第1マイコン52との通信によって認識したときにホールド信号Ph2信号の出力を停止する。なお、ホールド信号Ph2を出力する条件は、本発明の第2所定条件に相当する。
これにより、スイッチング素子56がOFF(遮断状態)になって、電池3からの第2直流電力の供給が停止し、電池3の寿命を延ばす効果が得られる。
【0046】
また、第1マイコン52は、ADポートPadに入力される直流電圧信号Psenのレベルを監視し、直流電圧信号Psenのレベルが所定レベル未満になったときに、電池交換を促す信号をコネクタ55に出力する。
【0047】
[3.電池仕様のガスコンロで使用される場合の動作]
電池仕様のガスコンロでは、電源供給基板20とは仕様が異なる電源供給基板が使用される。この電源供給基板には、コネクタ26、降圧回路21、電源パルス処理回路22等は不要である。
【0048】
そのため、電源供給基板20と制御基板50を別基板として、電源供給基板20側に、商用電源仕様のガスコンロで使用される場合にのみ必要となるコネクタ26、降圧回路21、電源パルス処理回路22、第2マイコン23等を実装することにより、共通化した制御基板50に、電池仕様のガスコンロで使用される際には不要なる部品が実装されることを回避して、制御基板50の共通化による効果を高めることができる。
【0049】
使用者が電源スイッチ5をON操作すると、スイッチング素子56がON状態(導通状態)になって、電池3からコネクタ25,28を介して第1マイコン52及び第2マイコン23に直流電力が供給され、第2マイコン23及び第1マイコン52が起動する。第1マイコン52は、入力ポートPi1への電源ON信号Ponの入力を認識すると、出力ポートPo1からホールド信号Ph1を出力してスイッチング素子56をON状態に維持する。これにより、使用者が電源スイッチ5の押圧操作を終了しても、第2マイコン23及び第1マイコン52への電源供給が継続する。
【0050】
第1マイコン52は、ADポートPadに入力される直流電圧信号Psenをデジタル値に変換して電池3の出力電圧を監視し、電池3の出力電圧が下限レベル未満になったときに、出力ポートPo2から報知信号Ebwを出力する。
【0051】
また、第1マイコン52は、入力ポートPi1への電源スイッチON信号Ponの入力を検知したときに、出力ポートPo1からのホールド信号Ph1の出力を停止する。これにより、スイッチング素子56がOFF状態(遮断状態)になって、電池3から第1マイコン52及び第2マイコン23への第2直流電力Pw2の供給が停止して、電池3の寿命を延ばす効果が得られる。なお、ホールド信号Ph1を出力する条件は、本発明の第1所定条件に相当する。
【0052】
[4.他の実施形態]
本実施形態では、電源供給基板20と制御基板50を別基板としたが、両基板の構成を一枚の基板上に実装してもよい。この場合も、制御基板50に相当する回路部には、計時機能等の常時実行する必要がある特定処理を行う制御回路を備える必要がないので、商用電源仕様の製品と電池仕様の製品間で共通にした制御回路の部品点数を抑制して、制御回路の共通化の効果を高めることができる。
【0053】
また、本実施形態では、商用電源仕様と電池仕様がある製品の例としてガスコンロを提示したが、商用電源仕様と電池仕様がある製品間で制御回路が共通化されている製品であれば、本発明を適用することができる。
【0054】
また、本実施形態では、電池収容部4の接続端子を第2マイコン23のADポートPadに入力して電圧レベルを認識することによって、電池収容部4に電池3が収容されていることを検知したが、コンパレータにより電池収容部4の接続端子の出力を閾値電圧と比較して、コンパレータの出力(デジタル信号)を第2マイコン23の入力ポート(デジタル入力ポート)に入力し、2値の入力レベル(High/Low)によって電池収容部4に電池3が収容されていることを検知する構成としてもよい。
【0055】
また、本実施形態では、本発明の外部電源として商用電源2を示したが、充電式のバッテリ等を外部電源として用いる場合にも、本発明の適用が可能である。