JP6593238B2 - Zero-cross detection circuit and sanitary washing device - Google Patents
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Description
本発明の態様は、一般的に、ゼロクロス検出回路及び衛生洗浄装置に関する。 Aspects of the present invention generally relate to a zero cross detection circuit and a sanitary washing apparatus.
衛生洗浄装置には、交流１００Ｖなどの商用電源を利用するものがある。このような衛生洗浄装置に、電源のゼロクロス点を検出するためのゼロクロス検出回路を設け、ゼロクロス点を利用してＡＣ負荷の制御を行うことができる。また、タイマ機能の基準としてゼロクロス点を利用することができる。 Some sanitary washing apparatuses use a commercial power source such as AC 100V. Such a sanitary washing device can be provided with a zero-cross detection circuit for detecting the zero-cross point of the power source, and the AC load can be controlled using the zero-cross point. Also, the zero cross point can be used as a reference for the timer function.
しかしながら、従来のゼロクロス検出回路は、電圧降下用または電流制限用の抵抗を有し、常時その抵抗に電流が流れていた。その抵抗において電力が消費されるため、従来の衛生洗浄装置は、待機時の消費電力の低減という観点では改善の余地があった。 However, the conventional zero-cross detection circuit has a resistor for voltage drop or current limiting, and a current always flows through the resistor. Since electric power is consumed in the resistance, the conventional sanitary washing apparatus has room for improvement in terms of reducing power consumption during standby.
これに対して、特許文献１に記載の衛生機器では、ゼロクロス検出部に流れる電流を間欠にする回路が設けられている。この衛生機器では、ゼロクロス点が検出される時間をＣＰＵが予測し、その時間にはゼロクロス検出部に電流が流れるようにする。そして、ゼロクロス点を検出しない間には、ゼロクロス検出部に電流を流さないようにする。このように電流を間欠とすることより、不要な電力の消費を抑え、ゼロクロス検出部での消費電力を低減することができる。
On the other hand, the sanitary device described in
特許文献１では、ゼロクロス検出部に電流が流れていないときは、ＣＰＵに内蔵されたタイマによってゼロクロス点を予測している。しかし、経年劣化、温度、部品のばらつき等によって、ＣＰＵに内蔵されたタイマの精度が低下することがある。このため、電流を間欠としたゼロクロス検出部において電流が流れない時間が長時間になると、ゼロクロス点を見誤る可能性がある。すなわち、ゼロクロス点が検出されると予測された時間と、実際のゼロクロス点とが一致しない可能性がある。このため、待機時における更なる低消費電力化が難しい場合があった。
In
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、消費電力を低減しつつゼロクロス点の検出の正確性を向上させたゼロクロス検出回路及び衛生洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on recognition of such a problem, and an object of the present invention is to provide a zero-cross detection circuit and a sanitary washing device that improve the accuracy of detection of a zero-cross point while reducing power consumption.
第１の発明は、交流の電圧を出力する電源と電気的に接続され、前記電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記ゼロクロス検出部がオンとなった後、ゼロクロス点が検出されると前記ゼロクロス検出部がオフとなるように、前記ゼロクロス検出部のオンとオフとを切り替える制御部と、を備え、前記制御部は、前記電圧のｎ周期（ｎは２以上の整数）ごとにゼロクロス点が検出されるように、前記ゼロクロス検出部をオンとする間欠制御を実施し、前記ゼロクロス検出部をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、その後の前記ｎ周期目に前記ゼロクロス検出部をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、の差に基づいて、前記ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することを特徴とするゼロクロス検出回路である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a zero cross detection unit that is electrically connected to a power source that outputs an AC voltage and detects a zero cross point of the voltage, and the zero cross point is detected after the zero cross detection unit is turned on. And a controller that switches the zero-cross detector on and off so that the zero-cross detector is turned off, and the controller is configured every n cycles (n is an integer of 2 or more) of the voltage. In order to detect the zero-cross point, intermittent control is performed to turn on the zero-cross detection unit, the detection time from when the zero-cross detection unit is turned on until the zero-cross point is detected, and the subsequent n cycles Correcting the timing at which the zero-cross detection unit is turned on based on the difference between the detection time from when the zero-cross detection unit is turned on until the zero-cross point is detected A zero crossing detection circuit according to claim.
このゼロクロス検出回路によれば、間欠制御によって、ゼロクロス検出部に電流が流れる時間を短くすることで消費電力を低減することができる。また、ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することにより、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。 According to this zero cross detection circuit, power consumption can be reduced by shortening the time during which current flows through the zero cross detection unit by intermittent control. Further, by correcting the timing at which the zero-cross detection unit is turned on, it is possible to improve the accuracy of detecting the zero-cross point.
第２の発明は、第１の発明において、前記制御部は、電源が投入されてから所定時間が経過するまでの初期期間において、前記電圧の１周期ごとに前記ゼロクロス検出部がゼロクロス点を検出するように前記ゼロクロス検出部をオンとすることを特徴とするゼロクロス検出回路である。 In a second aspect based on the first aspect, the control unit detects the zero cross point in each period of the voltage in an initial period from when the power is turned on until a predetermined time elapses. Thus, the zero-cross detection circuit is characterized in that the zero-cross detection unit is turned on.
このゼロクロス検出回路によれば、電源投入後の初期期間にゼロクロス検出部をオンとするタイミングと実際のゼロクロス点とのずれを検出することができる。これにより、初期期間でのゼロクロス点の取りこぼしを防ぐことができる。 According to this zero cross detection circuit, it is possible to detect a deviation between the timing at which the zero cross detection unit is turned on and the actual zero cross point in the initial period after the power is turned on. Thereby, it is possible to prevent missing of the zero cross point in the initial period.
第３の発明は、第２の発明において、前記制御部は、前記初期期間において、最初にゼロクロス点が検出された後の前記電圧のｋ周期目（ｋは２以上の整数）に、ゼロクロス点を見誤ると予測すると、前記ｋ周期目に前記ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正する補正処理を実施し、前記ｋ周期目における前記補正処理は、前記初期期間において最初に前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、前記初期期間において最初にゼロクロス点が検出された後の前記電圧のｋ−１周期目に、前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、の差に基づくことを特徴とするゼロクロス検出回路である。 In a third aspect based on the second aspect, the control unit detects a zero cross point at a k-th cycle (k is an integer of 2 or more) of the voltage after the first zero cross point is detected in the initial period. If it is predicted that the zero cross detection unit is turned on in the k period, a correction process for correcting the timing of turning on the zero cross detection unit is performed. The correction process in the k cycle is performed first in the initial period. From turning on the zero-cross detection unit, and the detection time from when the zero-cross point is detected until the zero-cross point is detected, and after the zero-cross point is first detected in the initial period, The zero-cross detection circuit is based on a difference between a detection time until a zero-cross point is detected and a detection time.
このゼロクロス検出回路によれば、初期期間においてゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することにより、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。 According to this zero cross detection circuit, it is possible to improve the accuracy of detection of the zero cross point by correcting the timing at which the zero cross detection unit is turned on in the initial period.
第４の発明は、第３の発明において、前記制御部は、前記初期期間において最初に前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、前記初期期間において最初にゼロクロス点が検出された後の前記ｎ周期目に、前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、の差に基づいて、前記間欠制御において前記ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することを特徴とするゼロクロス検出回路である。 According to a fourth aspect, in the third aspect, the control unit first turns on the zero-cross detection unit in the initial period, detects a zero-cross point, and detects first in the initial period. In the intermittent control, based on the difference between the time when the zero cross point is detected after the zero cross point is turned on in the n period after the zero cross point is detected, the zero cross point is detected in the intermittent control. The zero cross detection circuit is characterized in that the timing of turning on is corrected.
このゼロクロス検出回路によれば、初期期間におけるゼロクロス検出部をオンとするタイミングと実際のゼロクロス点とのずれを補正することにより、その後の間欠制御において、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。 According to this zero cross detection circuit, by correcting the deviation between the timing at which the zero cross detection unit is turned on in the initial period and the actual zero cross point, it is possible to improve the accuracy of detection of the zero cross point in subsequent intermittent control. Can do.
第５の発明は、第３の発明において、前記制御部は、前記ｎを前記ｋに設定して前記間欠制御を行うことを特徴とするゼロクロス検出回路である。 A fifth invention is the zero cross detection circuit according to the third invention, wherein the control unit performs the intermittent control by setting the n to the k.
このゼロクロス検出回路によれば、制御部がゼロクロス点を見誤らない範囲で間欠制御を行うことができ、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。 According to this zero-cross detection circuit, intermittent control can be performed within a range in which the control unit does not mistake the zero-cross point, and the accuracy of detection of the zero-cross point can be improved.
第６の発明は、第２の発明において、前記初期期間は、最初にゼロクロス点が検出された後、前記電圧のｍ周期（ｍは２以上の整数）が経過するまでの期間であり、前記制御部は、前記初期期間において、ゼロクロス点を見誤ることがないと予測すると、前記ｎを前記ｍに設定して前記間欠制御を行うことを特徴とするゼロクロス検出回路である。 In a sixth aspect based on the second aspect, the initial period is a period from when a zero-cross point is first detected until the m period of the voltage (m is an integer of 2 or more) elapses. When the controller predicts that the zero cross point will not be mistaken in the initial period, the controller sets the n to the m and performs the intermittent control.
このゼロクロス検出回路によれば、制御部のゼロクロス点の予測の誤差が小さい場合には、初期期間を長くすることで、その後の間欠動作のｎを大きくすることができ、消費電力をさらに低減することができる。 According to this zero-cross detection circuit, when the error of prediction of the zero-cross point of the control unit is small, the initial period can be lengthened to increase the n of the subsequent intermittent operation, thereby further reducing the power consumption. be able to.
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明に係るゼロクロス検出回路と、ヒータと、前記ヒータと接続されたスイッチング素子と、を備え、前記スイッチング素子をオンとすることにより、前記電源から前記ヒータへ電力が供給され、前記制御部は、前記ゼロクロス検出部によって検出されるゼロクロス点に基づいて前記スイッチをオン／オフさせることを特徴とする衛生洗浄装置である。 A seventh invention comprises a zero cross detection circuit according to any one of the first to sixth inventions, a heater, and a switching element connected to the heater, and by turning on the switching element, Electric power is supplied from the power source to the heater, and the control unit turns on / off the switch based on a zero cross point detected by the zero cross detection unit.
この衛生洗浄装置によれば、ゼロクロス検出回路の消費電力を低減できるため、衛生洗浄装置の待機時の消費電力を低減することができる。 According to this sanitary washing device, since the power consumption of the zero-cross detection circuit can be reduced, the power consumption during standby of the sanitary washing device can be reduced.
本発明の態様によれば、消費電力を低減しつつゼロクロス点の検出の正確性を向上させたゼロクロス検出回路及び衛生洗浄装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the aspect of this invention, the zero cross detection circuit and sanitary washing apparatus which improved the precision of the detection of a zero cross point, reducing power consumption are provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、実施形態に係るゼロクロス検出回路を表す回路図である。
図１に表したように、ゼロクロス検出回路１００は、ゼロクロス検出部１０と、制御部２０と、を備える。また、ゼロクロス検出回路１００には、コンデンサ３２が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a zero-cross detection circuit according to the embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the zero-
電源３０は、交流電源であり、周期Ｔ１で振動する交流の電圧を出力する。電源３０は、例えば、１００Ｖ（ボルト）、５０Ｈｚ（ヘルツ）の電圧を出力する。コンデンサ３２の一端は電源３０の一端と接続され、コンデンサ３２の他端は電源３０の他端と接続されている。
The
ゼロクロス検出部１０は、フォトカプラ１１と、抵抗１４と、抵抗１５と、スイッチング素子１６（トランジスタ）と、を有する。フォトカプラ１１は、発光ダイオード１２と、スイッチング素子１３（フォトトランジスタ）と、を有する。
The zero
発光ダイオード１２のアノードは、抵抗１４の一端と接続されている。抵抗１４の他端は、電源３０の一端と接続されている。
発光ダイオード１２のカソードは、スイッチング素子１６の一端（コレクタ）に接続されている。スイッチング素子１６の他端（エミッタ）は、電源３０の他端と接続されている。
The anode of the
The cathode of the
フォトカプラ１１を構成するスイッチング素子１３の一端（エミッタ）は接地されており、他端（コレクタ）は、抵抗１５を介して、電源電位Ｖｃｃに接続されている。
One end (emitter) of the switching
制御部２０には、マイコンなどの集積回路が用いられる。例えば、制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。
制御部２０は、ゼロクロス検出部１０と接続されている。具体的には、制御部２０の入力端子は、スイッチング素子１３のコレクタと抵抗１５との間に接続されている。これにより、後述するゼロクロス信号がゼロクロス検出部１０から入力される。
An integrated circuit such as a microcomputer is used for the
The
また、制御部２０の出力端子は、スイッチング素子１６のベースに接続されている。制御部２０は、スイッチング素子１６に制御信号を出力することで、スイッチング素子１６をオン・オフさせることができる。
つまり、制御部２０は、ゼロクロス検出部１０のオンとオフとを切り替えることができる。ゼロクロス検出部１０がオンである状態とは、スイッチング素子１６がオンとされた状態をいい、ゼロクロス検出部１０には電源３０からの電流が流れ得る。ゼロクロス検出部１０がオフである状態とは、スイッチング素子１６がオフとされた状態をいい、ゼロクロス検出部１０には電源３０からの電流が流れない。
The output terminal of the
That is, the
ゼロクロス検出部１０は、電源３０の電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス点とは、電源３０の電圧が負から正へ変化する際に、ゼロとなるタイミングをいう。ゼロクロス検出部１０は、ゼロクロス点を検出すると制御部２０へゼロクロス信号を出力する。この動作について図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。
The zero
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施形態に係るゼロクロス検出部の動作を例示するグラフ図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）において、横軸は時間を表す。図２（ａ）は、電源３０の電圧波形を表す。図２（ｂ）は、ゼロクロス検出部１０のオン／オフを表す。図２（ｃ）は、ゼロクロス検出部１０から制御部２０へのゼロクロス信号の入力の有無を表す。
FIG. 2A to FIG. 2C are graphs illustrating the operation of the zero-cross detection unit according to the embodiment. 2A to 2C, the horizontal axis represents time. FIG. 2A shows a voltage waveform of the
制御部２０は、内部のタイマでゼロクロス点を予測して、ゼロクロス点の手前でゼロクロス検出部１０をオンとする。例えば、図２（ｂ）に表したように、ゼロクロス点よりも早い時刻ｐ１にゼロクロス検出部１０がオンとなる。時刻ｐ１は、例えば、予測されたゼロクロス点よりもＴ１／４（周期Ｔ１の１／４倍）だけ早い時刻である。
The
ゼロクロス検出部１０がオンとされても、図２（ａ）のように電圧が負の場合には、発光ダイオード１２には実質的に電流が流れない。ゼロクロス検出部１０がオンの状態で、電圧が負から正に変化すると、発光ダイオード１２に電流が流れる。これにより、フォトカプラ１１が動作し、図２（ｃ）のように時刻ｐ２にゼロクロス検出部１０は、ゼロクロス点を検出する。すなわち、制御部２０は、時刻ｐ２にゼロクロス信号を受信する。
Even when the zero-
制御部２０は、図２（ｂ）に示すように、一定の期間Ｔ２だけゼロクロス検出部１０をオンとした後、時刻ｐ３においてゼロクロス検出部１０をオフとする。期間Ｔ２は、例えば、電圧の周期Ｔ１に応じて予め定められ、この例では、Ｔ１／４よりも長い。このように、制御部２０は、ゼロクロス検出部１０がオンとなった後、ゼロクロス点が検出されるとゼロクロス検出部１０がオフとなるように、ゼロクロス検出部１０をオン／オフさせる。ゼロクロス検出部１０がオフとなるとフォトカプラ１１に電流が流れないため、ゼロクロス信号の入力もオフとなる。なお、制御部２０は、ゼロクロス信号の入力に応じてゼロクロス検出部１０をオフとしてもよい。
As shown in FIG. 2B, the
ゼロクロス検出部１０がオフのときは、ゼロクロス検出部１０に電流が流れないため、ゼロクロス検出部１０が常にオンである場合に比べて、消費電力を低減することができる。図２（ａ）の斜線を付した領域が、ゼロクロス信号を検出するために抵抗１４等で消費される電力に対応する。
When the zero-
さらに、制御部２０は、電圧のｎ周期（ｎは２以上の整数）ごとに、上記のようにゼロクロス点が検出されるようゼロクロス検出部１０をオンとする間欠制御を実施する。ｎは、例えば１００〜１００００程度である。
Further, the
例えば、ｎが１００の場合には、電圧の１００周期ごとに、ゼロクロス検出部１０がオンとされる。時刻ｐ２にゼロクロス点を検出したとすると、その後の１〜９９周期目のゼロクロス点は、検出されず、１００周期目のゼロクロス点が検出される。すなわち、時刻ｐ３から９９周期目までは、ゼロクロス検出部１０はオフのままである。そして、制御部２０は、１００周期目のゼロクロス点を内部のタイマで予測して、その手前でゼロクロス検出部１０をオンとする。例えば、制御部２０は、内部のタイマで、時刻ｐ２から、（１００×Ｔ１−Ｔ１／４）後の時刻ｐ４を計算し、時刻ｐ４にゼロクロス検出部１０をオンとする。その後、時刻ｐ５に１００周期目のゼロクロス点が検出され、時刻ｐ６にゼロクロス検出部１０はオフとされる。
For example, when n is 100, the zero
その後、時刻ｐ２の後の１０１周期目から１９９周期目のゼロクロス点は検出せず、２００周期目のゼロクロス点を検出するように、制御部２０は、ゼロクロス検出部１０をオン／オフをさせる。すなわち、時刻ｐ６においてゼロクロス検出部１０がオフとなった後、時刻ｐ２から数えて１９９周期目まではゼロクロス検出部１０はオフのままである。そして、制御部２０は、２００周期目のゼロクロス点を検出できるようにゼロクロス検出部１０をオンにする。
Thereafter, the
このように、制御部２０は、１周期ごとにゼロクロス点を検出するのではなく、ｎ周期ごとにゼロクロス点を検出する間欠制御を行い、ゼロクロス点の検出を間引く。これにより、ゼロクロス検出部１０に電流が流れる時間をさらに短くすることで、さらに消費電力を低減させることができる。
In this manner, the
ところで、前述した通り、制御部２０は、ゼロクロス検出部１０をオンにするタイミングを内部のタイマによって予測している。しかし、経年劣化、温度、部品のばらつき等によって、制御部に内蔵されたタイマの精度が低下することがある。このため、ゼロクロス検出部１０に電流が流れない時間が長時間になると、ゼロクロス点を見誤る可能性がある。すなわち、ゼロクロス点が検出されると予測された時間と、実際のゼロクロス点と、のずれが大きくなる可能性がある。
Incidentally, as described above, the
これに対して、実施形態において制御部２０は、以下のようにしてゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正する。
On the other hand, in the embodiment, the
まず、ある時刻にゼロクロス検出部１０をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間を測定する。この検出時間は、例えば、時刻ｐ１から時刻ｐ２までの時間であり、図２（ｂ）に示すａである。そして、そのゼロクロス点が検出された後のｎ周期目において、ゼロクロス検出部１０をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間を測定する。この検出時間は、例えば、時刻ｐ４から時刻ｐ５までの時間であり、図２（ｂ）に示すｂである。そして、これら２つの検出時間の差に基づいて、時刻ｐ２から２ｎ周期目以降にゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正する。
First, the detection time from when the zero
この例では、ｂは、Ｔ１／４に設定されている。しかし、図２（ｂ）に表した（ｎ×Ｔ１−Ｔ１／４）の時間が、制御部２０のタイマの誤差によってずれると、ｂもＴ１／４からずれることとなる。そこで、例えば、２ｎ周期目にゼロクロス検出部１０をオンにするタイミングを、時刻ｐ５からｎ×Ｔ１−Ｔ１／４−２×（ａ−ｂ）後の時刻に補正する。（ａ−ｂ）を２倍するのは、最初のｎ周期における誤差と、次のｎ周期における誤差を補正するためである。
In this example, b is set to T1 / 4. However, if the time of (n × T1−T1 / 4) shown in FIG. 2B is shifted due to the error of the timer of the
以上のように、ゼロクロス点が検出されると予測された時間と、実際のゼロクロス点とのずれを補正することができ、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。 As described above, it is possible to correct the deviation between the time when the zero-cross point is detected and the actual zero-cross point, and to improve the accuracy of detecting the zero-cross point.
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、実施形態に係るゼロクロス検出部の動作を例示するグラフ図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）において、横軸は時間を表す。図３（ａ）は、電源３０の電圧波形を表す。図３（ｂ）は、ゼロクロス検出部１０のオン／オフを表す。図３（ｃ）は、ゼロクロス検出部１０から制御部２０へのゼロクロス信号の入力の有無を表す。
FIG. 3A to FIG. 3C are graphs illustrating the operation of the zero-cross detection unit according to the embodiment. In FIG. 3A to FIG. 3C, the horizontal axis represents time. FIG. 3A shows a voltage waveform of the
これらは、電源が投入された直後の動作を表す。すなわち、制御部２０に電力が供給されて制御部２０が起動し始めた初期期間Ｓ１における動作を表す。この初期期間Ｓ１は、予め定められた所定期間であり、この期間において制御部２０は、前述のｎ周期毎の間欠制御でなく、１周期ごとにゼロクロス検出部１０がゼロクロス点を検出するようにゼロクロス検出部１０をオンとする。
These represent operations immediately after the power is turned on. That is, it represents an operation in the initial period S1 in which power is supplied to the
初期期間Ｓ１は、例えば、最初にゼロクロス点が検出されてからｍ周期（ｍは２以上の整数）が経過するまでの期間とされる。ｍ周期は、例えば、１００周期〜１００００周期程度である。図３（ａ）〜図３（ｃ）の例では、ｍ＝ｎとする。 The initial period S1 is, for example, a period from when a zero cross point is first detected until m cycles (m is an integer of 2 or more) elapses. The m cycle is, for example, about 100 cycles to 10,000 cycles. In the example of FIGS. 3A to 3C, m = n.
電源投入直後においては、制御部２０が予測したゼロクロス点は、実際のゼロクロス点に対してずれる場合がある。そこで、初期期間Ｓ１において、１周期ごとにゼロクロス点を検出して、タイミングのずれを検出する。すなわち、毎周期、ゼロクロス検出部１０をオンとする。また、ゼロクロス点が検出されると、ゼロクロス検出部１０を、毎周期、オフとする。
Immediately after the power is turned on, the zero cross point predicted by the
例えば、ゼロクロス検出部１０をオンとしてから、ゼロクロス信号が出力されるまでの時間を毎周期、測定する。測定された時間と、設定値（例えばＴ１／４）とを比較することで、タイミングのずれが検出される。ずれの大きさに応じて、ゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正することにより、初期期間Ｓ１におけるゼロクロス点のとりこぼしを防ぐことができる。
For example, the time from when the zero
例えば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に表したように、初期期間Ｓ１の時刻ｐ７において最初にゼロクロス検出部１０がオンとされる。そして、時刻ｐ８において、ゼロクロス点が検出されゼロクロス信号が出力される。時刻ｐ７と時刻ｐ８との間の検出時間は、ａである。
For example, as shown in FIGS. 3A to 3C, the zero-
そして、初期期間Ｓ１において最初にゼロクロス点が検出された後のｋ−１周期目（ｋは２以上ｍ未満の整数）では、時刻ｐ９にゼロクロス検出部１０がオンとされる。そして、時刻ｐ１０においてゼロクロス点が検出されてゼロクロス信号が出力される。時刻ｐ９と時刻ｐ１０との間の検出時間は、ｂである。
Then, in the k−1 period (k is an integer less than or equal to 2 and less than m) after the first zero cross point is detected in the initial period S1, the zero
制御部２０は、上記の検出時間に基づいて、時刻ｐ８から数えてｋ周期目にゼロクロス点を見誤ると予測することができる。すなわち、図３（ｂ）に示すｂが短すぎる場合には、ｋ周期目に電圧がゼロクロス点を迎えるときにゼロクロス検出部１０がオフのままとなってしまうことを予測できる。
Based on the detection time described above, the
このとき、制御部２０は、上記の検出時間の差（図３（ｂ）に示すａとｂとの差）に基づいて、ｋ周期目にゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正する補正処理を実施する。具体的には、ｋ周期目にゼロクロス検出部１０をオンとする時刻ｐ１１を、時刻ｐ８から、ｋ×Ｔ１−Ｔ１／４−（ａ−ｂ）後の時刻とする。これにより、ｋ周期目にゼロクロス検出部１０をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間が、ａとなる。つまり、図３（ｂ）に示す時刻ｐ１１と時刻ｐ１２との間の検出時間は、ａである。以上により、ｋ周期目においても、ゼロクロス点を確実に検出することができる。
At this time, the
初期期間Ｓ１の最後の周期（この例では、最初のゼロクロス検出から数えてｎ周期目）では、時刻ｐ１３にゼロクロス検出部１０がオンとされる。そして、時刻ｐ１４においてゼロクロス点が検出されてゼロクロス信号が出力される。時刻ｐ１３と時刻ｐ１４との間の検出時間は、ｃである。
In the last cycle of the initial period S1 (in this example, the nth cycle counted from the first zero-cross detection), the zero-
初期期間Ｓ１が終了すると、制御部２０は、ｎ周期毎の間欠制御を実施する。この間欠制御においても、図２（ａ）〜図２（ｃ）に関する説明と同様に、検出時間の差に基づいて、ゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正する。
When the initial period S1 ends, the
例えば、時刻ｐ７と時刻ｐ８との間の検出時間と、時刻ｐ１３と時刻ｐ１４との間の検出時間と、の差（すなわち、ａ−ｃ）に基づいて、制御部２０は、間欠制御においてゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正する。
For example, based on the difference (ie, a−c) between the detection time between time p7 and time p8 and the detection time between time p13 and time p14,
具体的には、２ｎ周期目にゼロクロス検出部１０をオンとする時刻ｐ１５と、時刻ｐ１４との間の時間を、ｎ×Ｔ１−Ｔ１／４−（ａ−ｃ）−（ａ−ｃ）×ｎ／（ｎ−ｋ）とする。ここで、−（ａ−ｃ）は、ｋ周期目からｎ周期目までに生じるタイミングのずれを補正する項であり、−（ａ−ｃ）×ｎ／（ｎ−ｋ）は、ｎ＋１周期目から２ｎ周期目までに生じるタイミングのずれを補正する項である。
Specifically, the time between the time p15 when the zero-
以上により、初期期間Ｓ１の後の間欠制御においても、制御部２０内部のタイマで予測されたゼロクロス点と、実際のゼロクロス点と、のずれを補正することができ、ゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができる。
As described above, also in the intermittent control after the initial period S1, the deviation between the zero cross point predicted by the timer in the
以上の説明では、初期期間Ｓ１は、予め定められたｍ周期によって定められる長さであった。また、間欠制御におけるｎも、予め定められた値であり、例えば１００であった。但し、実施形態において、ｎの値を、初期期間Ｓ１中のゼロクロス点のタイミングのずれに基づいて設定してもよい。 In the above description, the initial period S1 has a length determined by a predetermined m period. Further, n in the intermittent control is also a predetermined value, for example, 100. However, in the embodiment, the value of n may be set based on the timing shift of the zero cross point in the initial period S1.
例えば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に関して説明した通り、ｋ周期目にゼロクロス点のタイミングを見誤る可能性があると予測された場合には、間欠制御におけるｎをｋに設定する。つまり、ｍ＝１００００、ｋ＝１０００であった場合には、図３（ａ）〜図３（ｃ）に関して説明したように、１０００周期目でゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングを補正し、その後、１０００周期程度でゼロクロス点の予測に不具合が生じる可能性があると判断し、１０００周期毎の間欠制御を行う。この間欠制御においても、図２（ａ）〜図２（ｃ）または図３（ａ）〜図３（ｃ）に関する説明と同様に、ゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングの補正が行われる。これにより、制御部２０がゼロクロス点を見誤らない範囲で間欠制御を行うことができる。
For example, as described with reference to FIGS. 3A to 3C, when it is predicted that the timing of the zero cross point may be mistaken in the k period, n in the intermittent control is set to k. . That is, when m = 10000 and k = 1000, as described with reference to FIGS. 3A to 3C, the timing for turning on the zero-
ｍ＝１００００のときに、初期期間Ｓ１中にゼロクロス点を見誤ることがないと制御部２０が予測した場合は、制御部２０は、ｎをｍ＝１００００に設定して、初期期間Ｓ１の後に１００００周期毎の間欠制御を行う。この間欠制御においても、図２（ａ）〜図２（ｃ）または図３（ａ）〜図３（ｃ）に関する説明と同様に、ゼロクロス検出部１０をオンとするタイミングの補正が行われる。これにより、制御部２０のゼロクロス点の予測の誤差が小さい場合には、初期期間を長くすることで、その後の間欠動作のｎを大きくすることができ、消費電力を低減することができる。
When m = 10000 and the
図４は、実施形態に係る衛生洗浄装置を例示する斜視図である。
衛生洗浄装置１０１は、便器８００の上に設けられ、便座２００と、便蓋３００と、これらを軸支する本体部４００と、を備えている。本体部４００には、洗浄ノズル４２０が進退自在に設けられている。図４は、洗浄ノズル４２０が本体部４００から進出した状態を表す。洗浄ノズル４２０は、進出した状態において、便座２００に座った使用者のおしりなどに向けて洗浄水を吐水する。
FIG. 4 is a perspective view illustrating the sanitary washing device according to the embodiment.
The
本体部４００の中には、洗浄水を加熱するヒータと、ゼロクロス検出回路１００と、が設けられている。ゼロクロス検出回路１００の制御部２０は、局部を洗浄する洗浄水を被加熱物２として加熱するヒータへの通電制御を行う。
In the
図５は、実施形態に係る衛生洗浄装置の電気的構成を例示する回路図である。
図５では、本体部４００の内部の回路のうち、ヒータ駆動に関する要部構成のみを示す。図５に表したように、衛生洗浄装置１０１は、ゼロクロス検出回路１００と、整流回路６０と、コンデンサ５１と、ヒータ５２、５３、５４と、スイッチング素子５５、５６、５７と、を有する。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the electrical configuration of the sanitary washing device according to the embodiment.
FIG. 5 shows only the configuration of the main part related to the heater drive among the circuits inside the
整流回路６０は、電源３０と接続されている。整流回路６０は、例えば、全波整流回路である。
The
ヒータ５２の一端は電源３０の一端と接続され、他端はスイッチング素子５５を介して電源３０の他端と接続されている。同様に、ヒータ５３の一端は電源３０の一端と接続され、他端はスイッチング素子５６を介して電源３０の他端と接続されている。ヒータ５４の一端は電源３０の一端と接続され、他端はスイッチング素子５７を介して電源３０の他端と接続されている。
One end of the
スイッチング素子５５〜５７のそれぞれは、例えばトライアックである。制御部２０は、スイッチング素子５５〜５７のそれぞれと接続されている。制御部２０は、ゼロクロス検出部１０によって検出されるゼロクロス点に基づいてスイッチング素子５５〜５７のそれぞれをオン／オフさせる。
Each of the switching
スイッチング素子５５をオンとすることにより、電源３０からヒータ５２へ電力が供給され、ヒータ５２は被加熱物を加熱することができる。同様に、スイッチング素子５６、５７をオンとすることにより、ヒータ５３、５４へ電源３０から電力が供給される。
By turning on the switching
このようにゼロクロス点を検出することによって、ヒータ５３〜５４のパターン制御を行うことができる。パターン制御とは、電源の半波を１単位とし、この半波単位でヒータへの通電と非通電とを制御する制御手段である。これにより、加熱された洗浄水の温度を一定に保つことができる。
Thus, the pattern control of the
実施形態に係るゼロクロス検出回路１００を用いることによって、衛生洗浄装置１０１の待機時における消費電力を低減することができる。また、消費電力を低減しつつゼロクロス点の検出の正確性を向上させることができるため、正確なパターン制御を行うことができる。
By using the zero
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、ゼロクロス検出部、制御部、衛生洗浄装置などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention. For example, the shape, dimensions, material, arrangement, etc. of each element included in the zero cross detection unit, the control unit, the sanitary washing device, and the like, the installation form, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
２ 被加熱物、 １０ ゼロクロス検出部、 １１ フォトカプラ、 １２ 発光ダイオード、 １３ スイッチング素子、 １４、１５ 抵抗、 １６ スイッチング素子、 ２０ 制御部、 ３０ 電源、 ３２ コンデンサ、 ５１ コンデンサ、 ５２〜５４ ヒータ、 ５５〜５７ スイッチング素子、 ６０ 整流回路、 １００ ゼロクロス検出回路、 １０１ 衛生洗浄装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ 本体部、 ４２０ 洗浄ノズル、 ８００ 便器、 Ｓ１ 初期期間、 Ｔ１ 周期、 Ｔ２ 期間、 Ｖｃｃ 電源電位、 ｐ１〜ｐ１５ 時刻 2 to-be-heated object, 10 zero cross detection part, 11 photocoupler, 12 light emitting diode, 13 switching element, 14, 15 resistance, 16 switching element, 20 control part, 30 power supply, 32 capacitor, 51 capacitor, 52-54 heater, 55 ~ 57 switching element, 60 rectifier circuit, 100 zero-cross detection circuit, 101 sanitary washing device, 200 toilet seat, 300 toilet lid, 400 body part, 420 washing nozzle, 800 toilet, S1 initial period, T1 period, T2 period, Vcc power supply potential , P1-p15 time
Claims (7)
前記ゼロクロス検出部がオンとなった後、ゼロクロス点が検出されると前記ゼロクロス検出部がオフとなるように、前記ゼロクロス検出部のオンとオフとを切り替える制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電圧のｎ周期（ｎは２以上の整数）ごとにゼロクロス点が検出されるように、前記ゼロクロス検出部をオンとする間欠制御を実施し、
前記ゼロクロス検出部をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、その後の前記ｎ周期目に前記ゼロクロス検出部をオンとしてからゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、の差に基づいて、前記ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することを特徴とするゼロクロス検出回路。 A zero-cross detector that is electrically connected to a power source that outputs an alternating voltage and detects a zero-cross point of the voltage;
After the zero cross detection unit is turned on, a control unit that switches on and off the zero cross detection unit so that the zero cross detection unit is turned off when a zero cross point is detected;
With
The controller is
In order to detect a zero cross point every n cycles (n is an integer of 2 or more) of the voltage, intermittent control is performed to turn on the zero cross detection unit,
The difference between the detection time from when the zero-cross detection unit is turned on until the zero-cross point is detected and the detection time from when the zero-cross detection unit is turned on during the subsequent n period until the zero-cross point is detected. Based on this, a zero-cross detection circuit for correcting the timing of turning on the zero-cross detection unit.
前記ｋ周期目における前記補正処理は、
前記初期期間において最初に前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、
前記初期期間において最初にゼロクロス点が検出された後の前記電圧のｋ−１周期目に、前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、
の差に基づくことを特徴とする請求項２記載のゼロクロス検出回路。 In the initial period, the control unit predicts that the zero cross point is mistaken in the k cycle (k is an integer of 2 or more) after the first zero cross point is detected. A correction process for correcting the timing of turning on the zero-cross detection unit is performed,
The correction processing in the k-th cycle is
A detection time from when the zero cross detection unit is first turned on in the initial period until a zero cross point is detected;
A detection time from when the zero cross point is detected until the zero cross point is detected in the k-1 period of the voltage after the zero cross point is first detected in the initial period;
The zero-cross detection circuit according to claim 2, wherein the zero-cross detection circuit is based on a difference between the two.
前記初期期間において最初に前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、
前記初期期間において最初にゼロクロス点が検出された後の前記ｎ周期目に、前記ゼロクロス検出部をオンとしてから、ゼロクロス点が検出されるまでの検出時間と、
の差に基づいて、前記間欠制御において前記ゼロクロス検出部をオンとするタイミングを補正することを特徴とする請求項３記載のゼロクロス検出回路。 The controller is
A detection time from when the zero cross detection unit is first turned on in the initial period until a zero cross point is detected;
A detection time from when the zero cross point is detected until the zero cross point is detected in the n period after the zero cross point is first detected in the initial period;
The zero cross detection circuit according to claim 3, wherein the timing at which the zero cross detection unit is turned on in the intermittent control is corrected based on the difference between the zero cross detection circuit and the intermittent control.
前記制御部は、前記初期期間において、ゼロクロス点を見誤ることがないと予測すると、前記ｎを前記ｍに設定して前記間欠制御を行うことを特徴とする請求項２記載のゼロクロス検出回路。 The initial period is a period from when a zero-cross point is first detected to when m cycles of the voltage (m is an integer of 2 or more) elapses.
3. The zero-cross detection circuit according to claim 2, wherein the controller performs the intermittent control by setting the n to the m when it is predicted that the zero-cross point is not mistaken in the initial period.
ヒータと、
前記ヒータと接続されたスイッチング素子と、
を備え、
前記スイッチング素子をオンとすることにより、前記電源から前記ヒータへ電力が供給され、
前記制御部は、前記ゼロクロス検出部によって検出されるゼロクロス点に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフさせることを特徴とする衛生洗浄装置。
The zero cross detection circuit according to any one of claims 1 to 6,
A heater,
A switching element connected to the heater;
With
By turning on the switching element, power is supplied from the power source to the heater,
The sanitary washing device, wherein the control unit turns on / off the switching element based on a zero cross point detected by the zero cross detection unit.
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