JPH0297277A - 交流入力自動切換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気機器における交流入力電圧切換回路に係
り、特に異なる入力電圧を検出しその入力電圧に対応す
るように整流回路の動作を自動選択して切換える直流定
電圧電源を得るための交流入力自動切換回路に関する。

〔従来の技術］ 従来、直流定電圧電源を構成する場合、一般に交流入力
電圧切換回路が使用されている。この交流入力電圧切換
回路としては、異なる入力電圧に対応して使用できるよ
う整流方式の切換が可能な整流回路が設けられ、この場
合切換スイッチや切換用コネクタによって入力電圧に対
応させて選択的に整流方式を切換えるよう構成したもの
が知られている。今日、商用電源としては単相交流１０
０■および２００■が主として適用されている。従って
、この種の交流入力電圧切換回路には、これらの入力電
圧にそれぞれ適応し得るよう倍電圧全波整流回路やブリ
ッジ整流回路等を設け、これらの整流回路を切換スイッ
チや切換用コネクタによって各時点の入力電圧に対応さ
せて選択的に切換を行ない、入力整流回路のコンデンサ
に過電圧が印加されることのないようにし、また安定し
て所要の直流定電圧を得るようにしている。入力コンデ
ンサには静電容量の大きな電解コンデンサが用いられ、
これは過電圧に弱く直流定電圧電源の信頼性を著しく低
下するからである。

ここで、入力コンデンサへの過電圧が印加される態様と
しては、倍電圧全波整流回路で動作している入力１００
■の状態から、ブリッジ整流回路で動作する入力２００
■の状態への切換時に顕著である。このような態様は入
力電圧源における瞬断他の電圧異常が生じたときに発生
するし、オペレータの誤動作による切換ミスによる場合
にも発生ずる。

かかる場合に従来の入力電圧切換回路においては、各入
力電圧に対応する整流方式の切換手段として、切換スイ
ッチや切換用コネクタ等の接続器を設け、これを手動操
作によって選択切換を行なうものである。

従って、例えば使用者側の都合等で電気機器を移設して
それ迄の商用交流入力を変換した場合に、前記切換スイ
ッチや切換用コネクタ等を誤操作して整流方式の選択を
誤ると、整流回路の入力コンデンサに過電圧が印加され
破損する等の問題点があった。

このような事態を防止するため、予め交流入力電圧を直
接整流して得られた直流を入力電源としで作動させるこ
とができるが、回路が複雑化して製造コストが増大する
等の問題点がある。

そこで、本発明者は前に、入力電圧を検出してそれに対
応して自動的に且つ確実に時間遅れがなく整流方式を切
換えることができる直流定電圧電源を得るための交流入
力自動切換回路をパルストランス等を用いて構成できる
ことを見出した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述のパルストランス等を用いた交流入力自動
切換回路は、従来の問題点を解決できるものの、まだ交
流入力の瞬断時には入力コンデンサに発生する過電圧の
低減が十分ではなかった。

ここで瞬断とは、交流入力電圧が瞬間的に停電したり、
電圧が低下する現象をいい、過負荷時、停電事故等の時
に発生する現象をいう。

そこで、本発明はパルストランス等の変成手段を用いて
入力整流方式の切換えをするスイッチング素子のオン・
オフ動作を行なわせる交流入力自動切換回路において、
瞬断・再投入時の過電圧発生を防止でき信頼性の高いも
のを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ブリッジ整流回路と、この整流回路の直流出
力側に対となった平滑コンデンサを直列接続し、前記整
流回路の一方の交流入力端と前記対となった平滑コンデ
ンサの接続点間にスイッチング素子を接続し交流入力電
圧の変化に応じて前記スイッチング素子のオン・オフ動
作を行なって整流回路の切換動作を行なうように構成し
た直流定電圧電源回路において、入力電圧検出回路によ
って入力電圧を検出して発振回路の動作を調整する第二
のスイッチ素子を設けたことを特徴とする交流入力自動
切換回路である。

本発明において第二のスイッチ素子としては、トランジ
スタ、サイリスタ、トライフック等を使用することがで
き、これをオン・オフ動作することにより発振回路を構
成するＩＣの所定の端子をＨＩ、ＬＯ切換える所謂う・
ンチ回路を構成するものである。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれら具体例に限定されるものではないことは言
うまでもない。

（実施例〕 （実施例１） 第１図に本発明に係る交流入力自動切換回路の一実施例
を示す。入力電圧ｅに応じて、１００■系入力のときは
スイッチング素子の１つであるトライフックＴＲＫＩを
ＯＮにして倍電圧整流を行ない、２００■系入力の時は
ＴＲＫＩをＯＦＦにしてダイオード′ブリッジＤ１によ
るブリッジ整流を行なうものである。いずれの場合にも
一定の出力電圧ν０が入力コンデンサＣ，，Ｃ２の端子
電圧として得られるようにしたものである。

ＴＲＫＩのゲート開閉は、入力電圧検出回路によって入
力電圧によって発振回路を駆動、停止させ、その出力電
圧をパルストランスＴ１によってダイオードＤ２と抵抗
Ｒ５、コンデンサＣ３でなる半波整流回路によって直流
電圧としてゲートの開閉動作を行なわせる。

本発明に係るランチ回路は、第１図に示す通り、入力電
圧検出回路と発振回路の間に挿入され、入力電圧が瞬断
により急激に低下した場合に発振回の特定端子をＨＴか
らＬＴ：ｆレヘルに変えることにより発振を停止し、瞬
断から再起動時における人力コンデンサに印加される過
電圧の発生を低減することができる。

第１図における入力電圧検出回路並びにランチ回路の一
実施例を第２図に示す。入力電圧ｅは入力電圧整流回路
によって整流されツェナーダイオードＺＤ、と比較され
、入力電圧が欠損（ｐｏｗｅｒｆａｉｌ）する場合には
フォトカプラーＰＣＩが動作して二次側のフ第１・カプ
ラーＰＣＩを動かし入力電圧検出信号発生回路からｐｏ
ｗｅｒ　ｆａｉｌ信号を出す。

このフォトカプラーによる検出回路は入力電圧検出用Ｉ
Ｃの後段に設けてもよい。

第１図において、入力電圧は整流されコンデンサＣ４に
充電される。ここで入力電圧整流回路はダイオードブリ
ッジを使用することもでき、Ｄ。

と共用する回路構成をとることもできる。

この電圧値を電圧検出用ＩＣであるＩＣＩの内部基準電
圧と比較して発振回路の作動・停止を制御する。ＩＣＩ
は市販のもの、例えば富士通■のＭＢ３７６１という型
名のＩＣ，を利用できる。

このＩＣは交流入力電圧が基準電圧より低くなった際に
高レベルの出力信号を発生すると共に基準電圧より高く
なった際に低レベルの出力信号を発生するオペアンプを
内蔵している。従ってＲ６−Ｒ１１の定数の選択は設計
的事項である。

ツェナーダイオードＺＤ２はＩＣＩの電源電圧ＶＣＣを
安定化する働きをする。そして、これと並列にＶＣＣの
立ち上がりを遅らせるコンデンサＣ５を接続する。誤動
作防止のためである。

抵抗Ｒ，□にはチャタリング防止のために付加されてい
る。すなわち、入力交流電圧を入力電圧整流回路によっ
て直流電圧に変換し、この変換された直流電圧を検出用
電圧としているが、この直流電圧にリップルが含まれて
いるため、入力交流電圧の切換時にチャタリングを起す
危険性がある。

これを防止するために抵抗ＲＩＧを付加し、切換電圧に
ヒステリシスを持たせている。ヒステリシスの幅はＲＩ
Ｏの抵抗値によって変えることができる。

発振回路におけるＩＣ２は、従来から使用されてきたス
イッチングレギュレーク用のＩＣが使用でき、市販のも
の、例えばユニトロード社のＵＣｌ３４２、　日本電気
社のμＰＣ４９４，テキサス・インスッルメント社のＴ
Ｌ４９４等が使用できる。発振回路の電源電圧ＶＣＣは
、安定な発振を確保するために別電源とすることが好ま
しい。

入力電圧検出用ＩＣであるＩＣＩの入出力回路の諸定数
はメーカのマニュアルにより設計することができる。Ｉ
Ｃ１の７ピンからの出力電圧を受けてＩＣ２の１ピンの
電位は、サイリスタＳＲＩのオン・オフによって制御さ
れる。すなわち瞬断により入力電圧が異常に低下した時
はＳＲＩがオンして分割抵抗ＲＩ５．　　Ｒ１６を介し
てＩＣ２の８ピンの電位をＬｍレヘルにし、急速に発振
を停止する。

パルストランスＴ２は、発振回路からの信号を受けてト
ライアックＴＲＫＩのゲート電圧を発生し制御する。図
中■■は接続端子を示す。

パルストランスＴ１から受けたエネルギーはダイオード
Ｄ４で整流されてコンデンサＣ５に充電されＩＣＩの動
作を安定化する作用がある。

第２図において二点鎖線で囲まれたラッチ回路がない場
合（改良前）には、入力コンデンサＣ又はＣ２の端子電
圧は第５図の破線で示すように、入力電圧が２００Ｖか
ら１００ＶＩこ広義の瞬断を起こした場合には、３６０
■近くまで跳ね上がる。

また、入力電圧が１００■から２００■に切り替わる時
にも、発振回路の動作遅れのために４００■を越える過
電圧が発生する。

それに対して、本発明に係るラッチ回路を設けると第５
図の実線に示すように過電圧の発生は全くなくなる。な
お入力電圧が１００■がら２００Ｖに切替わる時に入力
コンデンサの端子電圧は一時的に通常値の約２７０ｖか
ら約１８０■に低下するが出力電圧への影響はなく安定
した動作が継続される。

（実施例２） 第３図は、第１図に示す回路の一変形例であって、発振
回路を二次回路側に設置したものである。

従って、−次側と二次側の電気的絶縁と信号伝達のため
にフォトカプラＰＣＩを接続している。

第４図に、この場合の入力電圧検出回路の一実施例を示
す。第２図の場合とほぼ同様であるが、動作の安定化の
ためにシャントレギュレータＳＲＩに分割抵抗Ｒｚ、Ｒ
＋□を接続し、中点をフィードバックしてＩＣＩの入力
側に帰還している。シャントレギュレータは、分路調整
器とも呼ばれ、負荷と直列に接続された電圧降下用抵抗
を通して流れる電流を制御することによって一定出力電
圧を維持する調整器であるが、近年は半導体装置によっ
て容易に得られる。

ランチ回路は第２図と同様のものが使える。

〔発明の効果〕

本発明によれば、異なる交流入力電圧に対応して整流方
式の切換を行なう制御回路を設けた交流入力自動切換回
路において、簡単な回路構成で時間遅れな（入力交流電
圧を適正に検出し、これに即応してトライアック等のス
イッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを過電圧の発生なく確実
に行なうことができる。

従って、交流入力電圧の変化に対して切換操作を誤るこ
となく整流回路を切換えることができ、この種入力電圧
切換回路の安全性の向上を図ることができるとともに、
入力コンデンサに異常電圧が印加されることがなく信頼
性の向上に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る交流入力自動切換回路の一実施例
を示す回路図、第２図は第１図に示す入力覚圧検出回路
の一実施例を示す回路図、第３図は本発明に係る交流入
力自動切換回路の別の実施例を示す回路図、第４図は第
３図に示す入力電圧検出回路の一実施例を示す回路図、
第５図は第１図に示す回路における入力電圧切換時の入
力コンデンサ端子電圧波形を示す図である。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブリッジ整流回路と、この整流回路の直流出力側
   に対となった平滑コンデンサを直列接続し、前記整流回
   路の一方の交流入力端と前記対となった平滑コンデンサ
   の接続点間にスイッチング素子を接続し交流入力電圧の
   変化に応じて前記スイッチング素子のオン・オフ動作を
   行なって整流回路の切換動作を行なうように構成した直
   流定電圧電源回路において、入力電圧検出回路によって
   入力電圧を検出して発振回路の動作を調整する第二のス
   イッチ素子を設けたことを特徴とする交流入力自動切換
   回路。
2. （２）第二のスイッチ素子がサイリスタからなる請求項
   １に記載の交流入力自動切換回路。
3. （３）スイッチング素子のオン・オフ動作をパリストラ
   ンスで駆動する請求項１又は２に記載の交流入力自動切
   換回路。