JPH0393460A - ２電圧電源装置 - 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】 〔概　要〕 高い入力交流電圧に対する全波整流と低い入力交流電圧
に対する倍電圧整流とを整流回路に設けたスイッチ素子
の開閉によって切換える２電圧電源装置に関し、 入力電圧が高い交流電圧から低い交流電圧に切換えられ
たときには整流回路を全波整流から倍電圧整流に自動的
に切換えて出力電圧を一定に保つようにするとともに、
高い入力交流電圧での動作時には一時的な入力交流電圧
の低下に対しては全波整流を維持することによって異常
電圧が出力されるのを防止することを目的とし、 入力交流電圧を検知する電圧検知回路と、この検知回路
の出力を積分する積分回路と、この積分回路の端子間電
圧が閾値を超えた時に整流回路の上記スイッチ素子を制
御して倍電圧整流に切換える切換手段とを設けて２電圧
電源装置を構威した。

〔産業上の利用分野〕

例えば２００Ｖと１００ｖのように、高い入力交流電圧
に対する全波整流と低い入力交流電圧に対する倍電圧整
流とを整流回路に設けたスイッチ素子の開閉によって切
換える２電圧電源装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は本発明が適用される２電圧電源装置の例を示す
回路図であって、交流入力から１００Ｖの電圧が供給さ
れたときには整流回路ＰはトライアックＴを導通状態と
して電力整流器Ｒｐと２つのコンデンサＣ＋　，Ｃａと
によって倍電圧整流回路を構戒し、また、交流入力から
２００ｖの電圧が供給されたときには上記トライアック
Ｔを遮断状態として全波整流回路を構或させることによ
っていずれの電圧が供給された場合でも２００Ｖの電圧
の直流を負荷に供給し得るようにしている。

上記したトライアックＴの導通状態の制御は切換信号発
生回！８Ｇによって入力交流電圧に応じて自動的に行わ
れるものであり、この切換信号発生回路Ｇでは整流回路
Ｒｅで入力交流を整流して抵抗ｒｌ＋ｒ２によって分圧
した電圧をツェナダイオード２と抵抗ｒ３との直列回路
に供給している。

交流入力電圧がＩＯＯＶのときにはこのツェナダイオー
ド２が遮断状態にあるのでサイリスクＴｈの制御電極の
電位は接地電位に保たれ、フォトカブラＰＣ内の発光素
子は発光して受光素子を導通させて一端を上記トライア
ック１゛のそれぞれの電極に接続されている抵抗Ｒ＋　
，Ｒ２の他端を導電接続するので、このトライアックＴ
の制御電極には導通電位が与えられて整流回路Ｐは倍電
圧整流回路を構戒して入力交流電圧を２倍した２００Ｖ
の直流電圧が出力される。

また、交流入力電圧が２００Ｖになると上記ツエナダイ
オードＺは導通し、サイリスタＴｈの制御電極の電位が
上昇するのでこのサイリスクは導通してフォトカプラＰ
Ｃの発光素子の端子間電位を低下させるのでこの発光素
子は発光せず、したがってこのフォトカブラ内の受光素
子も遮断状態となって上記トライアックＴを遮断するの
で、上記整流回路Ｐは全彼整流回路を構戊して入力交流
電圧に等しい２００Ｖの直流電圧を出力する。

したがって、整流回路からは入力交流電圧がｌ００ｖで
あるか２００Ｖであるかに関係なく、常に２００Ｖの直
流電圧が出力される。

ところで、上記のように交流入力電圧が２００Ｖであっ
てサイリスタＴｈが導通状態になった後にこの入力電圧
がＩＯＯＶに低下してこのサイリスクの制御電極の電位
が接地電位になった場合、このサイリスクには転流回路
が設けられていないためにこのサイリスタＴｈは導通状
態を保ち、整流回路ＰのトライアックＴも遮断状態を保
つのでこの整流回路Ｐは全波整流回路の状態を維持して
所定の電圧より低い１００ｖを出力することになる。

これは、整流回路が全波整流回路の状態にあるときに交
流入力電源の一時的な電圧低下や瞬断によって倍電圧整
流回路に切り換わってしまうと、その後交流入力電源が
回復したときに過渡的にせよ高い入力電圧を倍電圧整流
してしまって所定の値の２倍の４００ｖの直流電圧を出
力し、これによって負荷を破壊するのを防止するという
安全性確保のためには有効である。

しかしながら、交流入力電圧が２００Ｖからｌ００ｖに
切換えられたような場合にもサイリスタＴｈが上記のよ
うに導通状態を持続するため、整流回路Ｐも全波整流回
路の状態を維持して出力電圧が所定の値の半分のＩＯＯ
Ｖとなって負荷に供給する出力電圧が不足し、負荷とし
て接続されている機器の動作あるいは機器が処理してい
るデータに障害を生じたりすることがある。

この問題を解決するためには上記のサイリスタＴｈに代
えてＧＴＯサイリスタのように制御電極の電圧によって
導通の制御が可能な素子を用いればよいが、前述のよう
に全波整流回路の状態にあるときに交流入力電源の一時
的な電圧低下や瞬断によって整流回路が倍電圧整流回路
に切り換わってしまい、交流入力電源が回復したときに
過渡的にせよ交流入力を倍電圧整流した例えば４００Ｖ
のような所定値の２倍の直流電圧を出力してしまい、こ
の過電圧によって負荷として接続されている機器を破壊
したりすることが生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、入力電圧が高い交流電圧から低い交流電圧に
切換えられたときには整流回路を全波整流から倍電圧整
流に自動的に切換えて出力電圧を一定に保つようにする
とともに、高い入力交流電圧での動作時には一時的な入
力交流電圧の低下に対しては全波整流を維持することに
よって異常電圧が出力されるのを防止することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

第１図の原理的実施例の回路図に示すように、高い入力
交流電圧に対する全波整流と低い入力交流電圧に対する
倍電圧整流とを整流回路Ｐに設けたスイッチ素子Ｔの開
閉によって切換える２電圧電源装置において、交流入力
電圧を検知する入力電圧検知回路Ｄと、この検知回路の
出力を積分する積分回路Ｉと、この積分回路の端子間電
圧が閾値を超えた時に上記整流回路Ｐのスイッチ素子Ｔ
を制御して倍電圧整流に切換える切換手段Ｓとを設けた
。

〔作　用〕

入力交流電源の電圧を検知する電圧検知回路Ｄの出力を
積分回路Ｉによって積分すると、検知回路Ｄの出力変化
によってこの積分回路の端子間電圧が変化するまでには
一定の時間を要するので、短時間の検知回路Ｄの出力変
化によってはこの積分回路の端子間電圧が所定の閾値を
超えず、したがって切換手段Ｓによるスイッチ素子Ｔの
切換えは行われず、高い入力交流電圧に対する全波整流
が維持される。

しかしながら、入力交流電源の低い電圧への電圧変化が
上記の一定の時間を超えて継続すると積分回路■の端子
間電圧は所定の閾値を超えて変化し、切換手段Ｓによる
スイッチ素子Ｔの切換えが行われるので整流回路Ｐは倍
電圧整流を行うようになり、これによって出力直流電圧
は所定の電圧を保つことができる。

〔実施例〕

第１図の実施例について第２図の動作波形図を参照しな
がら説明する。なお、第２図の（Ａ）図は入力交流電圧
が１　０　０Ｖ　→２　０　０Ｖ　→１　０　０Ｖと変
化したときの動作波形図であり、同図の（Ｂ）図は入力
交流電圧が２００ｖで動作中に瞬断を生じた場合の動作
波形図であって、以下単に（Ａ）図および（Ｂ）図とい
う。

切換信号発生回路Ｇは入力交流を整流器Ｒｅで整流した
電圧を抵抗ｒｌ＋ｒ２で分圧してツェナダイオードＺと
抵抗ｒ３の直列回路に供給するが、この部分は第３図に
示した従来例と同一であるので同一の符号を付してある
。

交流入力電圧が（Ａ）図（ａ）の左側に示したｌ００Ｖ
の状態では、上記分圧抵抗ｒ２の端子間電圧である■点
の電位は相対的に低い電位にあってツェナダイオードＺ
は遮断状態にあり、したがってトランジスタＴｒ，のベ
ース電位である■の点の電位も同図（Ｃ）に示すように
相対的に低い電位にあるので■で示したそのコレクタ電
位は同図（ｄ）に示すように抵抗ｒ４を介した整流器Ｒ
ｅの十側の電位にあり、相対的に高い電位となる。

この電位がベースに供給されているトランジスタＴｒ，
は同図（ｅ）に示したように遮断状態にあるから、フォ
トカプラＰＣの発光素子を駆動するトランジスタＴｒ３
のベースには整流器Ｒｅの出力電圧を抵抗’Ｓ　＊　　
ｒＳ　＋　　’１で分圧した同図（ｆ）に示す■点の電
位が印加されてこのトランジスタＴｒ３は導通して上記
フォトカプラＰＣの発光素子を発光させる。

これによってこのフォトカプラの光導電素子は導通し、
整流回路ＰのトライアックＴの制御電極の電位をこのト
ライアックの両極間の電位を抵抗Ｒ１，Ｒ＊によって分
圧した電位として同図■に示すようにこのトライアック
Ｔを導通させ、電力整流器ＲｐとコンデンサＣ＋　，Ｃ
２とによって同図（ｉ）に示すように倍電圧整流を行わ
せ、整流回路Ｐからは交流入力電圧の２倍の２００Ｖの
直流電圧が出力される。

もし交流入力電圧が（Ａ）図（ａ）に示したように１０
０Ｖから２００ｖに切換えられると、上記分圧抵抗ｒ２
の端子間電圧であるの点の電位は高い電位となってツエ
ナダイオードＺは導通し、トランジスタＴｒ１のベース
電位である■の点の電位も同図（Ｃ）に示すように高い
電位になってこのトランジスタＴｒ＋　も導通ずるので
、積分回路ＩのコンデンサＣ０に蓄積されていた電荷は
このトランジスタＴ　ｒ　ｒおよび抵抗ｒ０を経て短時
間に放電して■点であるそのコレクタ電位は同図（ｄ）
に示したように低い電位になる。

したがってこの■点の電位がベースに供給されているト
ランジスタＴ　ｒ　２は同図（ｅ）に示すように導通し
、フォトカブラＰＣの発光素子を駆動するトランジスタ
Ｔｒ３のベースの電位すなわち同図（ｆ）に示す■点の
電位を下げてこのトランジスタＴｒ，を遮断して上記フ
ォトカプラＰＣの発光素子の発光を停止させる。

これによってこのフォトカブラの光導電素子も遮断状態
となるので、整流回路ＰのトライアックＴの制御電極の
電位はこのトライアックの遮断電位となり、電力整流器
Ｒｐは同図（ｉ）に示すように全波整流を行って交流入
力電圧に等しい２００Ｖの直流電圧を出力するようにな
る。なお、このときには倍電圧整流回路を構戊するため
のコンデンサＣ＋　．Ｃ２は直列に接続された平滑コン
デンサとして動作する。

本発明によれば（Ａ）図の右側に示したように交流入力
電圧が２００ＶからＩＯＯＶに切換えられたときに整流
回路を全波整流から倍電圧整流に自動的に切換えること
ができる。

このときには、２００ＶからＩＯＯＶに交流電圧が切換
えられると抵抗ｒｌ＋　　ｒ２によって分圧された同図
（ｂ）に示したように■点の電圧が低下するのでツェナ
ダイオードＺは遮断され、トランジスタＴｒ，のベース
電位である■点の電位も低下してこのトランジスタＴｒ
，　　も遮断される。

これによって、積分回路Ｉは抵抗ｒ４を介して整流器Ｒ
ｅの十端子に接続されるので、この積分回路■のコンデ
ンサＣ０は抵抗ｒ。を介して整流器Ｒｅの出力電圧によ
って充電され、時間の経過とともにこの積分回路の端子
間電圧は上昇し、時間ｔが経過したときにこの端子間電
圧は図に一息鎖線で示した閾値を超えて同図（ｅ）に示
すようにトランジスタＴｒ．を遮断する。

このトランジスタＴｒ．の遮断によって先に交流入力電
圧がＩＯＯＶのときの動作について説明したと同様に整
流回路ＰのトライアックＴは導通して、この整流回路は
同図（ｉ）に示すように倍電圧整流を行うようになり、
その出力直流電圧を２００Ｖに維持することができる。

（Ｂ）図は２００ｖの交流電源で全波整流動作をしてい
る場合に、この電源が瞬断したときの動作を説明するも
ので、（Ａ）図における２００ｖから１００Ｖへの電源
の切換えとの相違は電源電圧の低下が短時間であること
である。

トランジスタＴｒ．が遮断されて積分回路Ｉが整流器Ｒ
ｅから抵抗ｒ．を介して充電される時間が前記の時間ｔ
より短いために、トランジスタＴｒ２のベースに印加さ
れるこの積分回路Ｉの端子間電圧はこのトランジスタＴ
ｒ２を遮断する閾値にまで達せず、このトランジスタＴ
ｒ２が導通状態を保つためにトランジスタＴｒ．のベー
ス電圧も低く遮断状態を保つため、フォトカプラＰＣの
発光素子も発光せずに整流回路Ｐのトライアックも遮断
状態を保つので、この整流回路も同図（ｉ）に示すよう
に全波整流を続ける。

したがって、整流回路Ｐからの出力電圧が一時的に低下
することになるが、この整流回路Ｐの前記コンデンサＣ
．，Ｃ２の直列接続からなる容量、あるいはさらにその
後段に接続される図示しないコンデンサあるいは蓄電池
などによってその一時的な低下を補償することができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高い入力交流電圧から低い入力交流電
圧に切換えられたときには整流回路を全波整流から倍電
圧整流に切換えて出力電圧を一定に保つようにすること
ができ、この高い入力交流電圧での動作時には電源の瞬
断などの一時的な入力交流電圧の低下に対しても全波整
流を維持することができるので異常な高電圧が出力され
て負荷として接続されている機器が破壊されるのを防止
できるという格別の効果が達或される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる２電圧電源装置の原理的実施例
を示す回路図、 第２図はその動作を説明するための波形図、第３図は従
来の２電圧電源装置の例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高い入力交流電圧に対する全波整流と低い入力交流電圧
   に対する倍電圧整流とを整流回路（Ｐ）に設けたスイッ
   チ素子（Ｔ）の開閉によって切換える２電圧電源装置に
   おいて、 入力交流電圧を検知する電圧検知回路（Ｄ）と、この検
   知回路の出力を積分する積分回路（Ｉ）と、この積分回
   路の端子間電圧が閾値を超えた時に整流回路の上記スイ
   ッチ素子（Ｔ）を制御して倍電圧整流に切換える切換手
   段（Ｓ）とを備えることを特徴とする２電圧電源装置。