JPH0919058A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高調波を発生させることなく負荷に供給する
電力を調整することのできる電源装置を提供する。 【構成】 交流電源３１の電流を電動送風機１１に流す
ためのトライアック３４と、電動送風機１１に供給する
電力の大きさを設定する操作スイッチ２１〜２６とを備
え、操作スイッチ２１〜２６によって設定された電力の
大きさに応じて、交流電圧の半波毎にトライアック３４
をオンやオフさせる制御部３５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、負荷に供給する電力
の大きさを設定する設定手段を備えた電源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば電気掃除機の電動モー
タに電力を供給する電源装置が知られている。かかる電
源装置は、トライアック等を有しており、このトライア
ックにより位相制御して電動モータに供給する電力の大
きさを調整するようになっている。この供給電力の大き
さを調整することにより被清掃体の状態に応じて効率よ
く塵埃を吸引していくものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電源装置にあっては、位相制御を行っているので電
動モータに高電圧が急激に印加する状態になったりす
る。このため、電動モータに流れる電流の波形が歪んで
高調波が発生し、他の機器に悪影響を与える等の問題が
あった。

【０００４】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、高調波を発生させることなく負荷
に供給する電力を調整することのできる電源装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、交流電源の電流を負荷に流すためのス
イッチ手段と、前記負荷に供給する電力の大きさを設定
する設定手段とを備えた電源装置において、前記設定手
段によって設定された電力の大きさに応じて、交流電圧
の半波毎に前記スイッチ手段をオンやオフさせる制御手
段を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明は、上記構成により、制御手段が設定
手段によって設定された電力の大きさに応じて交流電圧
の半波毎にスイッチ手段をオンやオフさせる。このため
高電圧が急激に負荷に印加してしまうことがなく、この
結果、高調波の発生を防止することができる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明に係わる電源装置を適用した
電気掃除機の実施例を図面に基づいて説明する。

【０００８】図１において、１０は電気掃除機本体で、
この本体１０内には電動送風機（負荷）１１と、集塵フ
ィルタ１２と、電動送風機１１に電力を供給する電源装
置３０（図２参照）等が設けられている。

【０００９】２１〜２６はホース１３の手元操作部２０
に設けられた操作スイッチ（設定手段）で、２１はオフ
スイッチ、２２がハイパワースイッチ、２３が強スイッ
チ、２４が中スイッチ、２５が弱スイッチ、２６が静音
スイッチである。操作スイッチ２２〜２６は電動送風機
１１に供給される電力の大きさを設定するものである。

【００１０】図２は電源装置３０の構成を示したブロッ
ク図であり、図２において、３１は交流電源、３２は交
流電源３１の交流電圧を整流する全波整流回路、３３は
整流された整流電圧からゼロクロス点を検出してそのゼ
ロクロス点でゼロクロスパルスを出力するゼロクロス検
出回路、３４は電動送風機１１に交流電源３１からの交
流電流を流すためのトライアック（スイッチ手段）であ
る。

【００１１】３５はＣＰＵ等からなる制御部（制御手
段）であり、この制御部３５は操作スイッチ２１〜２６
の操作に基づいて電動送風機１１に供給する電力を制御
するものである。

【００１２】次に、上記実施例の動作を図３ないし図５
のフロー図を参照しながら説明する。なお、図面ではス
テップをＳで表記する。

【００１３】操作スイッチ２２〜２６のいずれかが押さ
れると、入力設定ルーチンがスタートする。そして、ス
テップ１では、ａ〜ｅ＝０に設定される。ステップ２で
はハイパワースイッチ２２が押されたか否かが判断さ
れ、イエスであればステップ７でａ＝１、ｂ〜ｅ＝０に
設定されて入力処理ルーチンへ移行する。ノーであれば
ステップ３へ進む。ステップ３では、強スイッチ２３が
押されたか否かが判断され、イエスであればステップ８
でｂ＝１、ａ,ｃ〜ｅ＝０に設定されて入力処理ルーチ
ンへ移行する。ノーであればステップ４へ進む。ステッ
プ４では、中スイッチ２４が押されたか否かが判断さ
れ、イエスであればステップ９でｃ＝１、ａ,ｂ,ｄ,ｅ
＝０に設定されて入力処理ルーチンへ移行する。ノーで
あればステップ５へ進む。ステップ５では、弱スイッチ
２５が押されたか否かが判断され、イエスであればステ
ップ１０でｄ＝１、ａ〜ｃ,ｅ＝０に設定されて入力処
理ルーチンへ移行する。ノーであればステップ６へ進
む。ステップ６では、静音スイッチ２６が押されたか否
かが判断され、イエスであればステップ１１でｅ＝１、
ａ〜ｄ＝０に設定されて入力処理ルーチンへ移行する。
ノーであればそのまま入力処理ルーチンへ進む。

【００１４】入力処理ルーチンに移行すると、ステップ
２０ではａ＝１であるか否かが判断される。すなわち、
ハイパワースイッチ２２が押されているか否かが判断さ
れ、イエスであればステップ２５でゼロクロスが検出さ
れてからトライアック３４がオンされてリターンする。
ここでは、図６に示すように、トライアック３４のオン
を継続し続けて交流電源３１の交流電流をそのまま電動
送風機１１に流し、電動送風機１１の出力を最大とする
ものである。

【００１５】ステップ２０でノーと判断されるとステッ
プ２１へ進む。ステップ２１では、ｂ＝１であるか否か
が判断される。すなわち、強スイッチ２３が押されてい
るか否かが判断され、イエスであればステップ２６でｂ
＝０、ｂ1＝１、ｃ1〜ｅ1＝０に設定され、ステップ２
７でｗ＝０、ｘ＝３、ｙ＝１、ｚ＝０が設定されてステ
ップ３４へ進む。

【００１６】ステップ２１でノーと判断されると、ステ
ップ２２へ進み、ステップ２２ではｃ＝１であるか否か
が判断される。すなわち、中スイッチ２３が押されてい
るか否かが判断され、イエスであればステップ２８でｃ
＝０、ｃ1＝１、ｂ1,ｄ1,ｅ1＝０に設定され、ステップ
２９でｗ＝１、ｘ＝２、ｙ＝１、ｚ＝１が設定されてス
テップ３４へ進む。

【００１７】ステップ２２でノー判断されると、ステッ
プ２３へ進み、ステップ２３では弱スイッチ２５が押さ
れているか否かが判断され、イエスであればステップ３
０でｄ＝０、ｄ1＝１、ｂ1,ｃ1,ｅ1＝０に設定され、ス
テップ３１でｗ＝１、ｘ＝１、ｙ＝２、ｚ＝１が設定さ
れてステップ３４へ進む。

【００１８】ステップ２３でノー判断されると、ステッ
プ２４へ進み、ステップ２４では静音スイッチ２６が押
されているか否かが判断され、イエスであればステップ
３２でｅ＝０、ｂ1〜ｄ1＝０、ｅ1＝１に設定され、ス
テップ３３でｗ＝０、ｘ＝１、ｙ＝３、ｚ＝０が設定さ
れてステップ３４へ進む。

【００１９】ステップ３４では、ゼロクロス検出回路３
３が交流電圧のゼロクロス点を検出し、このゼロクロス
点でゼロクロスパルスを出力し、このゼロクロスパルス
が出力されるとステップ３５へ進む。

【００２０】ステップ３５では、ｗ＝０か否かが判断さ
れ、ノーであればステップ３９に進み、ステップ３９で
はｗ＝ｗ−１を設定してトライアック３４をオンする。
そして、ステップ４３へ進む。ステップ３５でイエスと
判断されるとステップ３６へ進み、ステップ３６ではｙ
＝０であるか否かが判断され、ノーと判断されるとステ
ップ４０へ進み、ステップ４０ではｙ＝ｙ−１が設定さ
れ、トライアック３４をオフにしてステップ４３へ進
む。

【００２１】ステップ３６でイエスと判断されると、ス
テップ３７へ進み、ｘ＝０であるか否かが判断される。
ノーであればステップ４１でｘ＝ｘ−１が設定され、ト
ライアック３４がオンされてステップ４３へ進む。ステ
ップ３７でイエスと判断されるとステップ３８へ進む。

【００２２】ステップ３８では、ｚ＝０であるか否かが
判断され、ノーであればステップ４２でｚ＝ｚ−１に設
定され、トライアック３４がオフされてステップ４３へ
進み、イエスであればそのままステップ４３へ進む。

【００２３】ステップ４３では、ｗ,ｘ,ｙ,ｚがすべて
「０」になったか否かが判断され、ノーであればリター
ンし、イエスであればステップ４４へ進む。

【００２４】ここで、例えば、強スイッチ２２が押され
た場合について説明する。

【００２５】強スイッチ２２が押されると、ステップ３
でイエスと判断されてステップ８へ進み、このステップ
８でｂ＝１、ａ＝０、ｃ〜ｅ＝０が設定される。そし
て、入力処理ルーチンのステップ２１では、ｂ＝１によ
りイエスと判断されてステップ２６へ進む。

【００２６】ステップ２６では、ｂ＝０、ｂ1＝１、ｃ1
〜ｅ1＝０に設定され、ステップ２７でｗ＝０、ｘ＝
３、ｙ＝１、ｚ＝０が設定される。そして、ステップ３
５ではｗ＝０によりイエスと判断されてステップ３６に
進む。ステップ３６ではｙ＝１によりノーと判断されて
ステップ４０へ進む。ステップ４０ではｙ＝ｙ−１が設
定される。すなわち、ステップ２７でｙ＝１が設定され
ているので、ここではｙ＝１−１によりｙ＝０が設定さ
れ、トライアック３４をオフにする。トライアック３４
のオフはステップ３４でゼロクロスパルスを出力してか
ら行なわれるので、図６に示すように、時点Ｔt0からト
ライアック３４はオフとされてステップ４３へ進む。

【００２７】ステップ４３では、ｗ＝０、ｘ＝３、ｙ＝
０、ｚ＝０となっていることによりノーと判断されてリ
ターンする。そして、操作スイッチ２１〜２６が操作さ
れていないことにより各ステップ２〜６,２０〜２４で
ノーと判断されてステップ３４を介してステップ３５に
戻る。

【００２８】そして、ステップ３５およびステップ３６
では、ｗ＝０、ｙ＝０によりイエスと判断されてステッ
プ３７へ進む。ステップ３７では、ｘ＝３に設定されて
いることによりノーと判断されてステップ４１へ進む。

【００２９】ステップ４１では、ステップ２７でｘ＝３
に設定されていることによりｘ＝３−１によりｘ＝２が
設定され、トライアック３４がオンされる。このトライ
アック３４がオンされるタイミングは、ステップ３４で
ゼロクロスパルスが出力されてから行われるので、時点
Ｔt1でトライアック３４がオンとなる。

【００３０】そして、ｘ＝０となるまでステップ４３か
ら,ステップ２〜６,２０〜２４,３４〜４２の動作が繰
り返し行われる。これら動作により、図６に示すよう
に、交流電圧の半波毎にトライアック３４が「オフ,オ
ン,オン,オン」されることとなる。

【００３１】同様に、中スイッチ２４が押されるとトラ
イアック３４は半波毎に「オン,オフ,オン,オン,オフ」
され、弱スイッチ２５が押されるとトライアック３４は
半波毎に「オン,オフ,オフ,オン,オフ」され、静音スイ
ッチ２６が押されるとトライアック３４は半波毎に「オ
フ,オフ,オフ,オン」される。

【００３２】ｗ＝０、ｘ＝０、ｙ＝０、ｚ＝０になる
と、ステップ４３でイエスと判断されてステップ４４へ
進む。ステップ４４ではｂ1＝１か否かが判断され、イ
エスであればステップ２７へ戻る。

【００３３】つまり、強スイッチ２３が押された場合に
は、ステップ２６でｂ1＝１が設定されているので、ス
テップ４４ではイエスと判断されてステップ２７へ戻
り、ここで、ｗ＝０、ｘ＝３、ｙ＝１、ｚ＝０が設定さ
れて、再度、上記のようにステッステップ３４〜ステッ
プ４３の動作が繰り返し行われ、交流電圧の半波毎にト
ライアック３４が「オフ,オン,オン,オン」され、この
「オフ,オン,オン,オン」の制御が繰り返し行われるこ
ととなる。

【００３４】同様に、中スイッチ２４,弱スイッチ２５,
静音スイッチ２６が押されている場合には、ステップ４
５,４６を介してステップ２７,３０,３３へ戻り、半波
毎に「オン,オフ,オン,オン,オフ」、「オン,オフ,オ
フ,オン,オフ」、「オフ,オフ,オフ,オン」の制御が繰
り返し行われ、トライアック３４が交流電圧の半波毎に
オンやオフされる。

【００３５】このように、トライアック３４が半波毎に
オンやオフされるので電動送風機１１に高電圧が急激に
印加してしまうことがなく、この結果、電動送風機１１
に流れる電流の波形は歪まず、高調波が発生しないこと
となる。すなわち、高調波を発生させずに電動送風機１
１に供給する電力を調整することができ、このため、高
長波によって他の機器に悪影響を与えることがない。

【００３６】また、上記実施例では、平均的にオンやオ
フが行われるように、つまり、「強」ではゼロクロスパ
ルスが４つ毎に「「オフ,オン,オン,オン」が繰り返さ
れ、「中」ではゼロクロスパルスが５つ毎に「オン,オ
フ,オン,オン,オフ」が繰り返され、「弱」ではゼロク
ロスパルスが５つ毎に「オン,オフ,オフ,オン,オフ」が
繰り返され、「静音」ではゼロクロスパルスが４つ毎に
「オフ,オフ,オフ,オン」が繰り返されるので、負荷の
入力変動は位相制御並となり、入力が安定したものとな
る。

【００３７】なお、オフスイッチ２１が押された場合に
は、ｗ,ｘ,ｙ,ｚ＝０、ａ〜ｅ,ｂ1〜ｅ1＝０に設定して
トライアック３４をオフさせ、入力設定ルーチンの動作
が停止される。再度、操作スイッチ２２〜２６が押され
れば、入力設定ルーチンがスタートすることとなる。

【００３８】図７および図８は第２実施例のフロー図を
示したものであり、この第２実施例では高調波の発生の
少ない「強」「弱」「静音」のとき位相制御を行い、高
調波の発生の多い「中」のとき半波毎のオン・オフ制御
を行うようにしたものである。

【００３９】第２実施例の動作を図６のフロー図に基づ
いて簡単に説明する。

【００４０】例えば、いま、強スイッチ２２が押される
と、ステップ８（図３参照）でｂ＝１が設定さるので、
ステップ５１ではイエスと判断されてステップ５６へ進
み、ステップ５６ではｂ＝０、Ｔ＝ｔ1が設定されステ
ップ６１へ進む。ステップ６１ではゼロクロス点の検出
を行うとともに、内部タイマ(図示せず)をｔ＝０からス
タートさせる。

【００４１】第２実施例では、ステップ１（図３参照）
においてｗ,ｘ,ｙ,ｚ＝０を設定するように設定してお
くことにより、ステップ６２〜ステップ６５ではイエス
と判断されてステップ７０へ進む。ステップ７０では、
ｗ,ｘ,ｙ,ｚ＝０によりイエスと判断されてステップ７
１へ進む。

【００４２】ステップ７１では、Ｔ＝０に設定されてい
るか否かが判断される。ステップ５６でＴ＝ｔ1に設定
されているので、ステップ７１ではノーと判断され、ス
テップ７２でトライアック３４がオフされる。そして、
ステップ７３ではタイマのカウントがｔ1になったか否
かが判断され、ノーであればカウントがｔ1になるまで
ステップ７３で待機することとなる。

【００４３】タイマのカウントがｔ1になるとステップ
７３ではイエスと判断されてステップ７４に進み、ステ
ップ７４ではトライアック３４がオンされてリターンす
る。そして、これら動作が繰り返し行われて位相制御が
行われることとなる。ｔ1は７５％の位相制御が行われ
るように設定されている。

【００４４】同様に、弱スイッチ２５が押されるとステ
ップ５９でｄ＝０、Ｔ＝ｔ2が設定されてステップ７１
〜７４で４０％の位相制御が行われ、静音スイッチ２６
が押されるとステップ６０でｅ＝０、Ｔ＝ｔ3が設定さ
れてステップ７１〜７４で２５％の位相制御が行われる
こととなる。

【００４５】中スイッチ２４が押された際には、ステッ
プ５７でｃ＝０、Ｔ＝０が設定され、ステップ５８でｗ
＝１、ｘ＝２、ｙ＝１、ｚ＝１が設定される。そして、
ステップ６１〜ステップ７０の動作が繰り返し行われて
第１実施例と同様に、半波毎に「オン,オフ,オン,オン,
オフ」の制御が繰り返し行われることとなる。

【００４６】この第２実施例によれば、高調波の発生の
少ない「強」「弱」「静音」のとき位相制御を行なうの
で、高調波を多く発生させずにしかも電動送風機１１の
変動を少なく且つなめらかに電動送風機１１に供給する
電力を制御することができる。また、位相制御の際に高
調波の発生が多くなる「中」のとき半波毎のオン・オフ
制御を行うので、高調波の発生は少ないものとなる。

【００４７】上記実施例は、電気掃除機の電源装置とし
て説明したがこれに限るものではなく、他の電気機器の
電源装置であってもよいことは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、スイッチ手段が半波毎にオンやオフされるので
負荷に高電圧が急激に印加してしまうことがなく、この
結果、負荷に流れる電流の波形は歪まず、高調波が発生
しないこととなる。すなわち、高調波を発生させずに負
荷に供給する電力を調整することができ、このため、高
長波によって他の機器に悪影響を与えることがない。

【００４９】また、請求項２の発明によれば、高調波の
発生が少ない設定電力範囲では位相制御を行うので、高
調波を多く発生させずにしかも変動を少なく且つなめら
かに負荷に供給する電力を制御することができる。ま
た、高調波の発生が多くなるとき半波毎のオン・オフ制
御を行うので、高調波の発生は少ないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる電源装置を利用した電気掃除
機を示した斜視図である。

【図２】この発明にかかる電源装置の構成を示したブロ
ック図である。

【図３】入力設定の動作を示したフロー図である。

【図４】トライアックの制御を示すフロー図である。

【図５】トライアックの制御を示すフロー図である。

【図６】トライアックの動作を示したタイムチャートで
ある。

【図７】第２実施例の動作を示したフロー図である。

【図８】第２実施例の動作を示したフロー図である。

【符号の説明】

１１ 電動送風機 ２１〜２６ 操作スイッチ（設定手段） ３１ 交流電源 ３４ トライアック（スイッチ手段） ３５ 制御部（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源の電流を負荷に流すためのスイッ
   チ手段と、前記負荷に供給する電力の大きさを設定する
   設定手段とを備えた電源装置において、 前記設定手段によって設定された電力の大きさに応じ
   て、交流電圧の半波毎に前記スイッチ手段をオンやオフ
   させる制御手段を設けたことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、位相制御が可能となって
   おり、位相制御した際に高調波の発生が少ない設定電力
   範囲では位相制御を行うことを特徴とする請求項１の電
   源装置。