JPH0380313A - 交流定電圧回路 - 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〕 本発明は入力電圧の変動を安定化し出力電圧を一定に保
持する交流定電圧回路に関する。

〔従来の技術〕

入力電圧や負荷の変化に対して交流出力電圧を一定とす
る交流定電圧回路には数多くの種類が考案されているが
、代表的なものとして、直流制御可飽和リアクトルによ
る回路、鉄共振定電圧回路、トランジスタやダイオード
を組み合わせた回路、などがある。

可飽和リアクトルを使用した交流定電圧回路では、入力
に直列にチョークコイルがあり、電圧検出回路によって
設定電圧と出力電圧の差を検出して制御直流電流で可飽
和リアクトルのりアクタンスを変化させて出力を一定と
する原理のものである。

この他に単巻変圧器を用いて可飽和リアクトルのりアク
タンスを変化させるものが有名である。

つぎに、鉄共振定電圧回路では、鉄心のＢ−Ｈ曲線の飽
和を使って交流の一定電圧を得ようとするもので、可飽
和リアクトルとコンデンサの並列共振を利用する。ＬＣ
並列共振回路全体の電圧電流特性は一定電圧の値で水平
となる部分が存在し入力電圧が変動しても出力電圧はほ
ぼ一定に保たれる。その他の定電圧回路としてトランジ
スタやダイオードを組み合わせた回路が考案されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述の従来の技術においては、設定電圧と出
力電圧の差分を検出し単巻変圧器のスライド電圧調節装
置の回転軸を減速モータにより回転させることにより出
力電圧を一定に保つ機械的な制御であり、出力電圧にあ
る程度の変動が生じる。

また、鉄共振定電圧回路においてはりアクドルが大きく
重たいという問題がある。

また、その他の定電圧回路としてトランジスタやダイオ
ードを組み合わせた回路があるが、回路の構成が複雑で
ある。

本発明は簡単な回路により交流入力電圧の変動を安定化
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明による交流定電圧回路の原理構成図であ
る。

交流電源である交流入力手段ｌの入力電圧が入力電圧抽
出手段２によって、電圧調整手段３に対し常に一定方向
に電圧が印加されるようにして、入力電源の電流が電圧
調整手段３に一定方向に流れるようにする。一方、出力
電圧検出手段５により出力電圧を検出し、検出した出力
電圧を検出電圧整流手段６により整流および平滑する。

ここで、第１図の点線７で囲んだ部分に存在する各手段
の有する素子の抵抗により出力電圧８は交流入力手段ｌ
の電圧より低くなる。このことは、交流入力手段１の電
圧の変動幅は見積ることができるので変動幅の下限値と
点線７で囲んだ回路全体の抵抗分の電圧降下を見込んだ
入力電圧より低い出力電圧８の定格電圧を設定しこの値
を超えた入力電圧を低下させて出力電圧を一定とするこ
とができる。

これは検出電圧整流手段６で得られた出力電圧が電圧比
較手段４において予め定められた定格電圧と比較され定
格電圧を超えたときに電圧調整手段３によって入力端子
を制御して低下させることによって行なうように構成さ
れる。また、このとき出力電圧波形が乱れるので出力電
圧検出手段５によって波形を整形するように構成される
。

〔作　用〕

上述の手段により、設定出力電圧より大きい電圧領域内
で不安定な、つまり、変動する入力電圧を設定出力電圧
まで低下させ、その電圧波形を整形して交流出力電圧と
して取り出すことができる。

この、入力電圧が制御されて出力電圧となる過程が第２
図に図示される。すなわち、入力電圧変動領域で変動す
る入力電圧Ｖｉの設定出力電圧を超える斜線部分が制御
されてＶｍのような電圧波形となり、これが整形されて
最終的に出力電圧Ｖ。

となる。

このように、本発明により、設定出力電圧を入力端子が
超えようとするとき電圧上昇を制御抑制して出力電圧を
一定とする交流定電圧回路が実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に沿って説明する。

第３図は、本発明の交流定電圧回路の実施例を示す回路
図である。ここで、入力電源の電極の一方が負荷の一方
に接続され、他の一方が第１のブリッジダイオード（Ｄ
ｉ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４）の左端に接続され、第１のブリ
ッジダイオードの右端が負荷の他の一方に接続されてい
る。この第１のブリッジダイオードが入力電圧抽出手段
２であり、交流入力電圧波形を全波整流してその電流が
トランジスタＴｒｉのコレクタ・エミッタ方向にのみ流
れ、そしてＤ３あるいはＤ４と負荷を流れる閉回路を構
成している。

一方、負荷と並列にトランスＴの１次側コイルＬ１およ
びコンデンサＣ２が接続され出力電圧検出手段５を構威
し、このトランスＴの２次側コイルＬ２で負荷の両端の
電圧を取り出す。

取り出された電圧は、検出電圧整流手段６である第２の
ブリッジダイオード（Ｄ５．Ｄ６．Ｄ７゜Ｄ８）および
コンデンサＣ１によって全波整流され、かつ、出力側電
圧のピーク値を検出することを確実にするために平滑さ
れる。ここでは、コンデンサＣ１にはトランジスタＴｒ
ｌのエミッタ側に電位が高く現われるように接続がなさ
れている。

このコンデンサＣ１の電位が低い方が、規定電圧以上に
なったときの導通電流によりベース電流を制御するツェ
ナーダイオードＺＤのアノード側に接続され、コンデン
サＣ１の電位が高い方がトランジスタＴｒｉのエミッタ
側に接続され、ベース電流調整用抵抗Ｒ２を通してベー
ス・エミッタ間の回路を構成し、また、コレクタ・ベー
ス間はベース電流調整用抵抗Ｒ１を通して回路を構成し
ている。これらの、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ１゜Ｒ
２により電圧調整手段３を、およびツェナーダイオード
ＺＤにより電圧比較手段４を構成している。ここで、入
力電圧が上昇するにつれて負荷側電圧も上昇し、これに
つれてコンデンサＣ１の両端電圧も大きくなる。このこ
とはトランジスタＴｒｉのエミッタを基準にしてツェナ
ーダイオードＺＤのアノード側電位がさらに下降してい
くことになる。一方ツエナーダイオードＺＤのカソード
側電位はベース電位と等しく、この電位も次第に上昇し
ていく。このことはツェナーダイオードＺＤを定格出力
電圧に近づいたときに降伏するようにすることにより降
伏電圧領域で抵抗Ｒ１からＲ２方向に電流が流れ、ベー
ス電流を抑制することができる。

このような回路構成において、例えば、ピーク値が１３
０〜１４０　Ｖの間で不安定に変動する交流入力電圧を
ピーク値が１００Ｖの一定出力電圧にするような場合、
トランジスタＴｒｉおよび回路抵抗による電圧降下も考
慮しての負荷の両端の電圧が１００Ｖに近づくとその電
圧が反映されたツェナーダイオードＺＤのアノード側と
カソード側の電位差が降伏電圧となるようにツェナーダ
イオードＺＤの規格値を設定する。このツェナーダイオ
ード降伏状態で入力電圧が上昇するにつれて抵抗Ｒ１か
ら抵抗Ｒ２の方向へ電流が徐々に増加し、面抵抗の分圧
によりトランジスタＴｒｌのベース電流が減少しトラン
ジスタＴｒｉの内部抵抗が増加してコレクタ・エミッタ
間電流が抑制される。つまり負荷にかかる電圧の上昇が
抑制され、負荷側電圧はピーク値の近辺で抑圧された波
形となるので、これをコンデンサＣ２で整形することに
より整った波形の一定出力電圧を得ることができる。

以上で述べた実施例での各要所の電圧および電流の波形
を第４図に示す。入力電圧の絶対値が１００Ｖに近づく
とベース電流が抑制され出力電圧が１００Ｖに抑えられ
ていることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明により、回路が簡単で軽量
小型の安価な交流定電圧回路が実現できる。

また、トランスの巻線比、ツェナーダイオードの降伏電
圧の値、抵抗の値を変えることにより必要に応じた定電
圧回路を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明による入力電圧の概略の遷移図、第３図
は本発明による交流定電圧回路の実施例の回路図、 第４図は第３図による交流定電圧回路の各要所の電圧お
よび電流の波形を示している。 １・・・交流入力手段、　　２・・・入力電圧抽出手段
、３・・・電圧調整手段、　　４・・・電圧比較手段、
５・・・出力電圧検出手段、 ６・・・検出電圧整流手段、 ７・・・回路の全体部、　　８・・・出力電圧、Ｄｌ・
Ｄ２・Ｄ３．　Ｄ４．　Ｄ５．　Ｄ６．０７．０８・・
・ダイオード、Ｔｒｉ・・・トランジスタ、　Ｒ１，Ｒ
２・・・抵抗、Ｃ１，Ｃ２・・・コンデンサ、 ＬＬ、Ｌ２・・・コイル、　Ｔ・・・トランス、ＺＤ・
・・ツェナーダイオード。 入力電圧の遷移図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流入力手段（１）と負荷との間に設けられたブリ
   ッジ式整流回路を含む入力電圧抽出手段（２）と、 該ブリッジ式整流回路の整流出力端子間に設けられた電
   圧調整手段（３）と、 負荷（８）にかかる交流出力電圧を検出する出力電圧検
   出手段（５）と、 該出力電圧検出手段によって取り出された交流出力電圧
   を整流する検出電圧整流手段（６）と、前記ブリッジ式
   整流回路に設けた電圧調整手段（３）の入力電圧と検出
   電圧整流手段（６）によって得られた電圧とを比較し、
   両者の電位差が所定の値を超えた場合に電圧調整手段（
   ３）に流れる電流の量を変化させる電圧比較手段（４）
   と、を備えた交流定電圧回路。 ２、電圧調整手段（３）がトランジスタを具備すること
   を特徴とする請求項１記載の交流定電圧回路。 ３、出力電圧検出手段（５）が負荷と並列に配置された
   トランス（Ｔ）およびコンデンサ（Ｃ２）を具備するこ
   とを特徴とする請求項１記載の交流定電圧回路。 ４、検出電圧整流手段（６）がブリッジ式整流回路（Ｄ
   ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）およびコンデンサ（Ｃ１）を具
   備し、該ブリッジ式整流回路の整流出力端子側にコンデ
   ンサ（Ｃ１）が配置されることを特徴とする請求項１記
   載の交流定電圧回路。 ５、電圧比較手段（４）がツェナーダイオード（ＺＤ）
   であることを特徴とする請求項１記載の交流定電圧回路
   。