JPH0956593A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストが安く、かつ回路基板上に大きなスペ
ースを必要としない、かつマイクロコンピュータ等へ安
定した電圧を与える電源回路を備えた電気湯沸かし器を
提供する。 【解決手段】 本発明は上述の課題を解決するために、
交流電源に直列接続された整流素子と平滑用コンデンサ
ーとヒーターと、その平滑用コンデンサーに接続された
制御素子と、前記平滑用コンデンサーを有する第１平滑
回路と、その第１平滑回路に接続された第２平滑回路と
を設けるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は湯を沸かす電気湯沸
かし器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このタイプの湯沸かし器は例えば
特公平６−８５７３６号公報に開示されている。この公
報によると、交流電源にリレーおよびヒーターが直列接
続され交流電源に電源回路を介してマイクロコンピュー
タが接続されている。そして温度センサーの入力によ
り、マイクロコンピュータから制御信号がリレーに出力
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様な湯沸かし器で
は、マイクロコンピュータ用に比較的電圧変動が少ない
低電圧の直流電圧が要求されるため、上述の電源回路は
トランスと整流回路と平滑回路等を必要とし、コスト高
になる第１の欠点がある。

【０００４】そのため、回路基板上に酸化金属抵抗を配
置し、交流電源を降圧させ電源回路を構成する手段もあ
る。しかし、この抵抗は比較的大型なため回路基板上に
大きなスペースを必要とし、かつ抵抗からの発熱量が大
きい第２の欠点がある。

【０００５】そこで本発明者は、ヒーターに整流素子と
平滑用コンデンサーを接続し、平滑用コンデンサーに制
御素子を接続し、平滑用コンデンサーにポンプ回路とマ
イクロコンピュータ等を接続させた。しかしポンプ回路
のモーターを起動する時に、大電流の起動電流が流れ、
マイクロコンピュータへの直流電圧が降下し、マイクロ
コンピュータが一時的に機能を停止する第３の欠点があ
る。

【０００６】故に本発明はこの様な従来の欠点を考慮し
て、コストが安く、かつ回路基板上に大きなスペースを
必要としない、かつマイクロコンピュータ等へ安定した
電圧を与える電源回路を備えた電気湯沸かし器を供給す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、交流電源に直列接続された整流素子と平
滑用コンデンサーとヒーターと、その平滑用コンデンサ
ーに接続された制御素子と、前記平滑用コンデンサーを
有する第１平滑回路と、その第１平滑回路に接続された
第２平滑回路とを設けるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１と図２に従い説明する。図１は本実施の形態に係る電
気湯沸かし器の断面図、図２はその電気湯沸かし器の電
気回路図である。これらの図に於て、フレーム１は円筒
状のものであり、容器２はフレーム１に内装された有底
筒状のものである。ヒーターセット３は水等を収納する
容器２の底部に密着して取付けられたヒーター（保温
用）４と他のヒーター（湯沸かし用）５からなる。裏蓋
６はフレーム１の下部に固定され、容器２の底壁との間
に収納空間７が設けられている。

【０００９】給湯パイプ８は一端が容器２に連通し、そ
の他端がフレーム１の外に導出している。給湯ポンプ９
は給湯パイプ８の経路に位置し、収納空間７内に配置固
定され、直流モーター１０により駆動される。収納ボッ
クス１１はヒーター４と他のヒーター５と給湯ポンプ９
の制御を行う制御部品を収納している。

【００１０】温度センサー１２は容器２の外底面に密着
して取付けられ、蓋体１３はフレーム１の上部に開閉自
在に設けられ、通路１３ａは容器２内の蒸気の通路であ
る。給湯スイッチ１４は本体前面の上部に設けられ、再
沸騰スイッチ１５は下部に設けられている。

【００１１】次に電気回路を図２に従い説明する。サー
ジアブソーバ１６とコンデンサーが並列して交流電源１
７に接続され、リレー接点１８が他のヒーター５に直列
接続され、それらが交流電源１７に接続されている。整
流素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は例えばブリッジ整流回
路１９を構成し、交流電圧を全波整流している。

【００１２】制御素子２０は例えばＴＲＩＡＣからな
り、その両端は各々第１リード線２１と第２リード線２
２ａに接続されている。電圧検出回路２３はツェナーダ
イオード２４と抵抗２５との直列回路からなり、その一
端が制御素子２０のゲートに接続され、その他端が第３
リード線２２ｂに接続されている。

【００１３】ダイオード２６は第２リード線２２ａと第
３リード線２２ｂとの間に接続され平滑用コンデンサー
２７の一端は第１リード線２１に接続され、他端は第３
リード線２２ｂに接続されている。この様に、第１平滑
回路２７ａは平滑用コンデンサー２７とダイオード２６
から構成されている。そして、交流電源１７の一端と整
流素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と平滑用コンデンサー２
７とヒーター４と交流電源１７の他端は直列接続されて
いる。また、制御素子２０は平滑用コンデンサー２７に
並列接続されている。

【００１４】リレー回路２８はコイルとダイオードが並
列接続されたものであり、リレー回路２８の一端はトラ
ンジスタ２９のコレクタと接続され、他端は抵抗を介し
て第３リード線２２ｂに接続されている。

【００１５】トランジスタ２９のエミッタは第１リード
線２１に接続され、トランジスタ２９のベースは抵抗３
０と３１の中間点に接続され、抵抗３０の他端は第１リ
ード線２１に、抵抗３１の他端はマイクロコンピュータ
３２の端子Ｐ１に接続されている。

【００１６】ポンプ回路３３は給湯スイッチ１４と直流
モーター１０とが直列接続されたものであり、その一端
がトランジスタ３４のコレクタに接続され、その他端が
第３リード線２２ｂに接続されている。トランジスタ３
４のエミッタは第１リード線２１に接続され、ベースは
抵抗３５と３６の中間点に接続され、抵抗３５の他端は
第１リード線２１に接続され、抵抗３６の他端はマイク
ロコンピュータ３２の端子Ｐ２に接続されている。

【００１７】コンデンサー３７の一端は第１リード線２
１に接続され、他端は第４リード線２２ｃに接続されて
いる。ダイオード３８は第３リード線２２ｂと第４リー
ド線２２ｃとの間に接続され、第２平滑回路３９はコン
デンサー３７とダイオード３８から構成され、第１平滑
回路２７ａに並列接続されている。

【００１８】ツェナーダイオード４０の一端は第１リー
ド線２１に接続され、他端はトランジスタ４１のベース
に接続され、抵抗４２の一端はツェナーダイオード４０
とトランジスタ４１のベースとの中間点に接続され、他
端は第４リード線２２ｃに接続されている。トランジス
タ４１のコレクタは第４リード線２２ｃに、エミッタは
第５リード線２２ｄに接続されている。

【００１９】コンデンサー４３の一端は第１リード線２
１に、他端は第５リード線２２ｄに接続されている。マ
イクロコンピュータ３２の各端子に接続された接地記号
の部分は、第５リード線２２ｄと同電位である事を示
す。

【００２０】第６リード線４４の一端は第１リード線２
１に接続され、他端はマイクロコンピュータ３２の端子
Ｐ３、Ｐ４に接続されている。そして、第６リード線４
４の他端は保温ランプ４５と抵抗を介して端子Ｐ５に、
湯沸かしランプ４６と抵抗を介して端子Ｐ６に、再沸騰
スイッチ１５と抵抗を介して端子Ｐ７に接続されてい
る。

【００２１】温度センサー１２の一端は第６リード線４
４に接続され、他端は抵抗４７を介してマイクロコンピ
ュータ３２の端子Ｐ８に接続され、その他端は抵抗４８
を介して第５リード線２２ｄと同電位部に接続されてい
る。これらの部品により、本実施の形態に係る電気湯沸
かし器が構成されている。

【００２２】次に、この電気湯沸かし器の動作を再び図
１と図２に従い説明する。最初に容器２内に水を入れ、
電気湯沸かし器の電源プラグを電源コンセント（いずれ
も図示せず）に挿入する。

【００２３】交流電源１７が正電位の時に、整流素子Ｄ
１と第１リード線２１と平滑用コンデンサー２７と第３
リード線２２ｂとダイオード２６と第２リード線２２ａ
と整流素子Ｄ２とヒーター４に電流が流れ、平滑用コン
デンサー２７の両端電圧が上昇し始める。この時、制御
素子２０は平滑用コンデンサー２７の両端電圧がまだ低
いためオフしている。

【００２４】そして、平滑用コンデンサー２７の両端電
圧がツェナーダイオード２４のツェナー電圧（例えば１
１Ｖ）以上になると、電圧検出回路２３に電流が流れ、
制御素子２０にゲート電流が流れ、制御素子２０がオン
する。そして、交流電源１７から整流素子Ｄ１と第１リ
ード線２１と制御素子２０と第２リード線２２ａと整流
素子Ｄ２とヒーター４へと電流が流れる。

【００２５】その結果、平滑用コンデンサー２７の両端
電圧が低下し、電圧検出回路２３へ電流が流れなくな
り、制御素子２０がオフする。この様に制御素子２０が
オフすると、再び平滑用コンデンサー２７が充電され、
平滑用コンデンサー２７の両端電圧が再び上昇し始め
る。

【００２６】上述の様に、制御素子２０は平滑用コンデ
ンサー２７の両端電圧が所定値以上の時はオンし、両端
電圧が所定時より低い時はオフする様に、スイッチング
動作を行う。即ち制御素子２０は平滑用コンデンサー２
７の両端電圧が略一定に（所定値に）なる様に、オンと
オフを繰り返す。

【００２７】また交流電源１７が負電位の時に、交流電
源１７の他端からヒーター４と整流素子Ｄ３と第１リー
ド線２１と平滑用コンデンサー２７と第３リード線２２
ｂとダイオード２６と第２リード線２２ａと整流素子Ｄ
４と交流電源１７の一端に電流が流れる。その後の動作
は上述の正電位の場合と同じである。

【００２８】この様に、平滑用コンデンサー２７とダイ
オード２６とからなる第１平滑回路２７ａは制御素子２
０に並列接続され、平滑用コンデンサー２７の両端電圧
は平滑化されている。

【００２９】また、整流素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と
制御素子２０とダイオード２６とヒーター４と電圧検出
回路２３と平滑用コンデンサー２７とからなる電源回路
４９では、ヒーター４が比較的低インピーダンス（約３
００オーム程度）であるので負荷回路としてのポンプ回
路２８とリレー回路３３とマイクロコンピュータ３２を
全て接続しても、各回路２８、３２、３３に十分な電流
を供給できる。

【００３０】更に電源投入時の様な加熱初期状態では容
器２内の水温が低いため、温度センサー１２の抵抗値が
大きい。そして、この大きい抵抗値に対応する電圧がマ
イクロコンピュータ３２内の端子Ｐ８に入力すると、マ
イクロコンピュータ３２は端子Ｐ１に「Ｌ」信号を出力
する。その結果、端子Ｐ１に接続されたリード線は低電
圧となり、トランジスタ２９がオンし、リレー回路２８
がオンし、リレー回路２８に接続されたリレー接点１８
がオンし、他のヒーター（湯沸かし用）５がオンする。
そして、ヒーター４と他のヒーター５が同時に発熱し湯
沸かしを行う。

【００３１】次に、湯温が上昇し略沸騰温度に達する
と、温度センサー１２の抵抗値が小さくなり、マイクロ
コンピュータ３２の端子Ｐ８への出力が所定値となり、
マイクロコンピュータ３２が「沸騰」と判定し、端子Ｐ
１へ「Ｈ」信号を出力する。その結果、端子Ｐ１に接続
されたリード線の電圧が上がり、トランジスタ２９がオ
フし、リレー回路２８がオフし、リレー接点１８がオフ
し、他のヒーター５がオフし、保温動作に移る。

【００３２】そして使用者が湯を必要とし給湯スイッチ
１４をオンすると、マイクロコンピュータ３２が保温時
には端子Ｐ２に「Ｌ」信号を出力しているので、端子Ｐ
２に接続されたリード線が低電圧となり、トランジスタ
３４はオンし、ポンプ回路３３がオンし、直流モーター
１０がオンし、出湯が開始する。

【００３３】また、コンデンサー３７とダイオード３８
からなる第２平滑回路３９は平滑用コンデンサー２７の
両端に並列接続されているため、コンデンサー３７の両
端電圧はより一層平滑化されている。その結果、使用者
が給湯スイッチ１４をオンしポンプ回路３３に一時的に
大電流の起動電流が流れても、コンデンサー３７の両端
電圧は略一定となる。

【００３４】そして、ツェナーダイオード４０とトラン
ジスタ４１と抵抗４２とコンデンサー４３からなる安定
化回路５０により、コンデンサー３７の両端電圧１１Ｖ
は、供給電圧ＶＤ（約５Ｖの直流電圧）に降圧される。
この供給電圧ＶＤはマイクロコンピュータ３２の端子Ｐ
３、Ｐ４等へ電源用電圧として供給される。

【００３５】上述の様に、ポンプ回路３３が起動時にポ
ンプ回路３３に一時的に大電流が流れても、第１リード
線２１と第３リード線２２ｂとの間に接続された（即ち
平滑用コンデンサー２７に並列接続された）第２平滑回
路３９により、コンデンサー３７の両端電圧は平滑化さ
れる。その結果、コンデンサー３７に並列接続された安
定化回路５０の出力、即ち供給電圧ＶＤは、ポンプ回路
３３の起動電流に係わらず、略一定となる。この様に、
マイクロコンピュータ３２への電源電圧（即ち供給電圧
ＶＤ）は略一定となり、マイクロコンピュータ３２は電
圧ディップによって一時的に機能が停止する事がない。
以上により、この電気湯沸かし器の動作説明を終わる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上述の様に、交流電源からの電
圧が整流素子により整流されヒーターにより降圧され、
平滑用コンデンサーの両端電圧は上昇し、両端電圧が所
定値以上になると、制御素子はオンし電流は制御素子を
流れ、平滑用コンデンサーへの充電電流がなくなり、両
端電圧は降下する。この様に制御素子は平滑用コンデン
サーの両端電圧を略一定に保つ様にスイッチングを繰り
返すので、平滑用コンデンサーに並列接続された負荷回
路へ略一定の電圧を供給できる。

【００３７】上述の様に、整流素子と制御素子と降圧抵
抗としてのヒーターと平滑用コンデンサーにより電源回
路を構成するので、従来の様に高価な電源トランスが必
要ないため、安価かつ電圧変動の少ない電源回路が得ら
れる。この様に、リレー回路とポンプ回路とマイクロコ
ンピュータヘ電圧を供給する電源回路を共通化できるの
で、個別に整流回路と平滑化回路を設ける従来品と比べ
て、低コストで製造できる。また従来の様に、大型の金
属抵抗を用いる必要がないので、比較的小さい回路基板
で済み、かつ回路基板の温度上昇が小さい。

【００３８】また本発明では、第１平滑回路に第２平滑
回路を接続させるので、第１平滑回路の平滑用コンデン
サーに接続されたポンプ回路に一時的に起動電流が流れ
ても第２平滑回路により電圧が平滑化される。その結
果、第２平滑回路に接続されたマイクロコンピュータへ
略一定の電圧を供給でき、ポンプ回路の起動電流により
マイクロコンピュータが一時的に動作を停止する事が防
止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電気湯沸かし器の断
面図である。

【図２】前記電気湯沸かし器の電気回路図である。

【符号の説明】

４ ヒーター ２０ 制御素子 ２７ 平滑用コンデンサー ２７ａ 第１平滑回路 ３９ 第２平滑回路

フロントページの続き (72)発明者 浅井 和輝 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源に直列接続された整流素子と平
   滑用コンデンサーとヒーターと、その平滑用コンデンサ
   ーに接続された制御素子と、前記平滑用コンデンサーを
   有する第１平滑回路と、その第１平滑回路に接続された
   第２平滑回路とを具備した事を特徴とする電気湯沸かし
   器。