JPH077926A

JPH077926A - 電源装置

Info

Publication number: JPH077926A
Application number: JP5143439A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fukushima; 嘉夫福嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】トランスを使用しない簡単な構成で交流電源
の電圧を直流電圧に変換することができる電源装置を提
供することを目的とするものである。【構成】回路構成は交流電源１に接続した整流回路２
と、スイッチ回路３及びコンデンサー４と、出力電圧制
限回路５と、前記スイッチ回路３を制御するスイッチ制
御回路７と、位相角比例電圧発生回路６からなってい
る。そして整流回路２の出力端子電圧が出力電圧と位相
角比例電圧発生回路６で発生する位相角比例電圧の和電
圧に到達するまでスイッチ回路３をオンする。スイッチ
回路３がオンの時、コンデンサー４と負荷８に電力を供
給し、スイッチ回路３がオフの時コンデンサー４から負
荷８に電力を供給するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機器の電子回路が商用
電源と絶縁されずに使用される電子回路の電源装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭電化機器は能動素子を含む電
子回路を搭載するものが一般化してきている。無線関係
の電子回路においては、商用電源とは絶縁された二次回
路を構成するものがほとんどであるが、商用電源との絶
縁を行わない電子回路を有する家庭電化機器も多くあ
る。電子回路が機器に搭載される場合その構成は、電源
回路とその他の電子回路とから成るのが一般的である。
以下説明の便宜のため、商用電源を一次回路と呼ぶこと
にする。

【０００３】以下図１２を参照しながら上述した従来の
一次回路の電源の一例について説明する。１は交流電
源、４はコンデンサー、８は電源装置の負荷となる電子
回路、１８はトランス、１９は整流器である。

【０００４】以上のように構成された従来の電源装置に
ついてその動作を説明する。交流電源１の交流電圧は、
トランス１８により電圧降下されている。電圧降下した
交流信号は整流器１９で整流され、その後コンデンサー
４で平滑され、直流電圧に変換されて負荷８に供給され
る。この時出力に得られる直流電圧は、トランス１８の
端子出力の電圧によって決まるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、トランスを使用しているため、使用材料
が量的に多く、コストが高い、コストが下がりにくい、
重たい、大きい、効率が悪い、発熱が多い等の問題があ
る。

【０００６】本発明はこのような従来の方法が有してい
る課題を解決しようとするものであって、トランスを使
用しない電子回路による電源装置を提供することを第一
の目的としている。また前記第一の目的を達成するため
の第二〜第十一の手段を提供することを第二〜第十一の
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、交流電源に接続した整流回
路と、スイッチ回路と、コンデンサーと、出力電圧が一
定値以上に上昇しないように制限する出力電圧制限回路
と、前記整流回路の出力の位相角に比例する位相角比例
電圧を発生する位相角比例電圧発生回路と、出力電圧と
位相角比例電圧の和電圧でスイッチを制御するスイッチ
制御回路とからなる電源装置とするものである。

【０００８】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、交流電源に接続した整流回路と、スイッチ回
路と、コンデンサーと、出力電圧が一定値以上に上昇し
ないように制限する出力電圧制限回路と、前記整流回路
の出力の位相角に比例する位相角比例電圧を発生する位
相角比例電圧発生回路と、負荷に流れる電流を検知する
負荷電流検出回路と、出力電圧と位相角比例電圧と負荷
電流検出回路で発生する負荷電流に対応する電圧との和
電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回路とからなる
電源装置とするものである。

【０００９】第三の目的を達成するための本発明の第三
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電流
が一定値まで増加するとこれを検出し、位相角比例電圧
発生回路の比例電圧を制限する位相角制限回路を備えた
電源装置とするものである。

【００１０】第四の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電流
が一定値まで増加するとこれを検出し、負荷電流検出回
路の対応電圧を制限する対応電圧制限回路を備えた電源
装置とするものである。

【００１１】第五の目的を達成するための本発明の第五
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電流
が一定値まで増加するとこれを検出し、スイッチ回路３
のスイッチ電圧を制限するスイッチ電圧制限回路を備え
た電源装置とするものである。

【００１２】第六の目的を達成するための本発明の第六
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電圧
が一定値まで減少するとこれを検出し、位相角比例電圧
発生回路の比例電圧を制限する第二の位相角制限回路を
備えた電源装置とするものである。

【００１３】第七の目的を達成するための本発明の第七
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電圧
が一定値まで減少するとこれを検出し、負荷電流検出回
路の対応電圧を制限する第二の対応電圧制限回路を備え
た電源装置とするものである。

【００１４】第八の目的を達成するための本発明の第八
の手段は、本発明の第二の手段の構成に加え、出力電圧
が一定値まで減少するとこれを検出し、スイッチ回路の
スイッチ電圧を制限する第二のスイッチ電圧制限回路を
備えた電源装置とするものである。

【００１５】第九の目的を達成するための本発明の第九
の手段は、本発明の第一の手段〜第八の手段のいずかの
構成に加え、位相角比例電圧が第一の電圧を越えないよ
うにした第一の電圧発生回路を備えた電源装置とするも
のである。

【００１６】第十の目的を達成するための本発明の第十
の手段は、本発明の第一の手段〜第九の手段のいずれか
の構成に加え、スイッチ回路を通過する電流を制限する
電流制限回路を備えた電源装置とするものである。

【００１７】第十一の目的を達成するための本発明の第
十一の手段は、交流電源に接続した整流回路と、スイッ
チ回路と、コンデンサーと、出力電圧が一定値以上に上
昇しないように制限する出力電圧制限回路と、整流回路
出力の位相角に比例する位相角比例電圧を発生する位相
角比例電圧発生回路と、出力電圧と位相角比例電圧の混
合電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回路とからな
る電源装置とするものである。

【００１８】

【作用】本発明の第一の手段は、トランスを使用しない
構成で交流電圧を直流電圧に変換するよう作用するもの
である。すなわち、整流回路の出力電圧が、本電源の出
力電圧と整流回路の出力における交流電圧の位相角に比
例した電圧との和電圧に到達すると、スイッチ回路をオ
ンからオフになるようにスイッチ制御回路に信号を送
る。整流回路の出力端子電圧がピークを越え、再び０に
近づいてきて上記和電圧になると、スイッチ制御回路は
再びスイッチ回路をオフからオンにする。スイッチ回路
がオンの間は、負荷及びコンデンサーに電力が供給さ
れ、スイッチ回路がオフしているときはコンデンサーか
ら負荷に電力が供給される。

【００１９】負荷電流が小さく出力電圧が出力電圧制限
回路により制限されるときはスイッチ電圧は出力電圧制
限回路で決定される電圧と位相角比例電圧の和電圧がス
イッチ電圧となり、負荷電流が大きく出力電圧が出力電
圧制限回路により制限されない場合はそのときの出力電
圧と位相角比例電圧の和電圧がスイッチ電圧となる。

【００２０】本発明の第二の手段は、上記第一の手段に
以下の作用が付加される。負荷に流れる電流を負荷電流
検出回路で検出し、この電圧を上記和電圧に加算した電
圧によりスイッチ制御回路を制御でき、負荷電流に応じ
た電力を供給することができる。

【００２１】本発明の第三の手段〜第八の手段は、前記
本発明の第二の手段に以下の作用が付加されるものであ
る。

【００２２】すなわち本発明の第三の手段にあっては、
負荷に流れる電流を負荷電流検出回路で検出し、負荷電
流が一定値まで増加するとこれを検出し、位相角比例電
圧を強制的に低下させる。

【００２３】また本発明の第四の手段は、出力電流検出
回路が出力電流の一定値までの上昇を検出すると、出力
電流に応じて加算していた加算分を低下するように作用
するものである。加算分を０とする場合も当然含まれ
る。

【００２４】本発明の第五の手段は、負荷電流検出回路
が負荷に流れる電流の一定値までの増加を検出すると、
スイッチ電圧を低下させるように作用するものである。

【００２５】また本発明の第六の手段は、出力電圧検出
回路が出力電圧の一定値までの低下を検出すると、位相
角比例電圧を強制的に低下させるように作用するもので
ある。

【００２６】本発明の第七の手段は、出力電圧検出回路
が出力電圧の一定値までの低下を検出すると、出力電流
に応じて加算していた加算分を減少するように作用する
ものである。加算分を０とする場合も当然含まれる。

【００２７】また本発明の第八の手段は、出力電圧検出
回路が出力電圧の一定値までの低下を検出すると、スイ
ッチ電圧を減少させるように作用するものである。

【００２８】また本発明の第九の手段は、本発明の第一
の手段による作用に加え、第一の電圧発生回路が位相角
比例電圧の増加を制限するように作用するものである。

【００２９】更に本発明の第十の手段は、本発明の第一
の手段による作用に加え、電流制限回路がスイッチ回路
・負荷・コンデンサーに供給する電流を制限するように
作用するものである。

【００３０】本発明の第十一の手段は、本発明の第一の
手段の位相角比例電圧を更に一定の比に分割することに
よって、交流電圧の変化に対する出力電圧に加算する分
の変化量を小さくする作用をする。

【００３１】

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例の電源装置
について、図１を参照しながら説明する。１は交流電源
で、出力端子Ａ・Ｂを有している。２は交流電源１の出
力端子Ａにアノードが接続されている整流回路である。
本実施例では整流回路２はダイオード１個で構成し、半
波整流としている。勿論、全波整流の構成としても支障
はないものである。３は整流回路２で整流した後の交流
電力を出力側に供給、あるいは供給停止するスイッチ回
路であり、本実施例においてはトランジスタを使用して
いる。このトランジスタのエミッタはスイッチ回路３の
入力側、すなわち整流回路２のカソードに、またコレク
タをスイッチ回路３の出力側に接続している。このトラ
ンジスタのベースを制御することによって、エミッタ・
コレクタ間の導通を制御している。４はスイッチ回路３
を通過した電荷を蓄積するコンデンサーであり、その一
端はスイッチ回路３の出力側端子であるコレクタに、他
端は交流電源のＢ側端子に接続されている。

【００３２】また５は前記コンデンサー４の出力電圧が
一定値まで上昇するとこれを検出し、前記スイッチ回路
３に作用して出力電圧がこれ以上上昇しないように制限
する出力電圧制限回路である。出力電圧制限回路５は、
定電圧ダイオード５ａと、抵抗器５ｂ・同５ｅ、トラン
ジスタ５ｃ・同５ｄを以下のように接続して構成してい
る。スイッチ回路３の出力端子Ｅには、定電圧ダイオー
ド５ａのカソードが、アノードには抵抗器５ｂとトラン
ジスタ５ｃのベースとが接続されている。またトランジ
スタ５ｃのコレクタには、抵抗器５ｅとトランジスタ５
ｄのベースとが接続され、抵抗器５ｅの他端は整流回路
の出力端子Ｃに接続されている。抵抗器５ｂの他端とト
ランジスタ５ｃ・同５ｄのエミッタは、交流電源１のＢ
側端子に接続されている。出力電圧制限回路５の出力で
あるトランジスタ５ｄのコレクタは、スイッチ回路３の
制御端子であるトランジスタのベースに接続されてい
る。

【００３３】６は整流回路２に現れる交流の整流電圧の
位相角に比例した電圧を発生する位相角比例電圧発生回
路である。位相角比例電圧発生回路６は、抵抗器６ａ・
同６ｂとコンデンサーを以下のように接続して構成して
いる。整流回路の出力端子Ｃと交流電源１のＢ側端子の
間に、抵抗器６ａ，６ｂが直列に接続され、抵抗器６ｂ
にコンデンサー６ｃが並列に接続されている。位相角比
例電圧発生回路の出力である位相角比例電圧は、抵抗器
６ａと６ｂの接続点から出力されており、コンデンサ４
の出力電圧と前記位相角比例電圧の和電圧を発生する和
電圧発生回路７ａに接続されている。すなわち和電圧発
生回路７ａの入力端子には、スイッチ回路３の出力端子
Ｅと位相角比例電圧発生回路６の出力とが接続されてお
り、和電圧発生回路７ａの出力にはこの両者の和電圧が
発生するものである。

【００３４】７はスイッチ制御回路であり、本実施例に
おいては和電圧発生回路７ａと、コンパレータ７ｂと、
トランジスタ７ｃと、出力電圧制限回路５を構成してい
る抵抗器５ｅと、トランジスタ５ｄからなっている。和
電圧発生回路７ａの出力と整流回路の出力端子Ｃがコン
パレータ７ｂの入力に接続され、コンパレータ７ｂの出
力はトランジスタ７ｃのベースに接続されている。トラ
ンジスタ７ｃのコレクターはトランジスタ５ｄのベース
に接続され、エミッターは交流電源のＢ側端子に接続さ
れている。８は電子回路からなる負荷であって、コンデ
ンサー４の両端に接続されている。

【００３５】以下本実施例の動作について説明する。交
流電源１の電圧の極性が整流回路２の導通する方向に０
Ｖより上昇して行ったとする。この時スイッチ制御回路
７の抵抗器５ｅはバイアス抵抗として作用し、トランジ
スタ５ｄがオンする。これによって、スイッチ回路３を
構成するトランジスのベースには電流が流れる。これに
よってエミッタからコレクタに電流が流れ、スイッチ回
路３はオンとなってコンデンサー４と負荷８に電力を供
給する。そしてスイッチ回路３の出力端子Ｅの電圧が、
出力電圧制限回路５を構成する定電圧ダイオード５ａの
動作電圧に到達すると、トランジスタ５ｃがオンして抵
抗器５ｅに電流が流れる。但しここでは説明を簡単にす
るために、トランジスタのオン電圧約0.6Vは無視してい
る。これによって、トランジスタ５ｄはベース電圧がエ
ミッターとほぼ同電位となりオフしようとする。しか
し、この時負荷８は電力を消費しているため、コンデン
サー４の端子間電圧は低下している。このため、再びト
ランジスタ５ｃはオンしようとする。結局トランジスタ
５ｃは、スイッチ回路３の出力端子Ｅの電圧が定電圧ダ
イオード５ａの動作電圧で安定するような電流がスイッ
チ回路３に流れるように動作する。この場合負荷電流が
多くて、出力電圧であるコンデンサー４の端子間電圧が
定電圧ダイオード５ａの動作電圧に到達しないときに
は、出力電圧制限回路５は動作しない。整流回路２の出
力端子Ｃの電圧が上昇を続け、位相角比例電圧発生回路
６により常時発生している電圧とコンデンサー４の端子
間電圧の和電圧を越えると、コンパレータ７ｂの出力は
ハイとなり、トランジスタ７ｃはオンする。これにより
トランジスタ５ｄはスイッチ回路３をオフする。スイッ
チ回路３がオフすると、負荷８にはコンデンサー４から
電力が供給される。

【００３６】整流回路２の出力端子Ｃの電圧が更に上昇
してピークに到達し、その後降下を開始して和電圧発生
回路７ａの出力電圧まで低下すると、コンパレータ７ｂ
の出力はローとなって、トランジスタ７ｃはオフする。
トランジスタ７ｃがオフすると、トランジスタ５ｄは抵
抗器５ｅをバイアス抵抗として再びスイッチ回路３をオ
ンする。

【００３７】整流回路２の出力端子電圧が更に降下して
スイッチ回路３の出力端子Ｅの電圧以下になると、トラ
ンジスタ５ｄはオフとなる。

【００３８】交流電源電圧が０Ｖになって再び上昇を開
始すると、以上のような動作を繰り返して電源装置は負
荷８に電力を供給する。位相角比例電圧発生回路６は交
流電源の位相角に比例する電圧を発生するため、交流電
源電圧が上昇すると増大し、下降すると減少する。つま
り一定周波数の交流電圧に対しては、交流電圧が０Ｖか
ら一定時間後にスイッチ回路３が動作することが位相角
比例電圧発生回路６の特徴である。

【００３９】次に本発明の第二の手段の実施例につい
て、図２に基づいて説明する。前記第一の手段の実施例
と共通の要素には同一番号を付与して、以下の説明を省
略する。９は、負荷８に流れる負荷電流を検出する負荷
電流検出回路である。負荷電流検出回路９は、抵抗器９
ａ・９ｂ・９ｃとトランジスタ９ｄとを以下のように接
続して構成している。すなわちコンデンサー４と負荷８
との間に抵抗器９ａを接続し、抵抗器９ａの出力側に抵
抗器９ｃを入力側に抵抗器９ｂを接続し、トランジスタ
９ｄのベース・エミッター・コレクターにそれぞれ抵抗
器９ｄ・９ｃ・９ｅを接続している。抵抗器９ｅの他端
は、交流電源のＢ側端子に接続されている。

【００４０】負荷電流検出回路９の出力端子は抵抗器９
ｅの両端となっており、抵抗器９ｅは負荷電流に比例し
た電圧を発生している。この抵抗器９ｅの出力は和電圧
発生回路７ａに接続されている。

【００４１】以下本実施例の動作について、負荷電流検
出回路９の作用を中心に説明する。負荷８に電流が流れ
ると、抵抗器９ａには負荷８に流れる電流に応じた電圧
が発生する。抵抗器９ａに電流が流れると、バイアス抵
抗９ｂによってトランジスタ９ｄがオンする。このとき
トランジスタ９ｄのコレクター電流は、エミッター抵抗
９ｃによって決定されるものである。従って抵抗器９ｅ
の両端にも、負荷電流に応じた電圧が発生する。抵抗器
９ｅの電圧はスイッチ制御回路７の和電圧発生回路７ａ
に加えられており、スイッチ回路３がオフする電圧は負
荷電流が大きいと増加し、負荷電流が小さいと減少する
ものである。つまりこれは、負荷電流が大きいと負荷に
供給できる電力を増大でき、負荷電流が小さいと負荷に
供給できる電力を減少できることを意味している。すな
わち本実施例は、負荷電流に応じて供給電力を変化でき
る構成となっているものである。

【００４２】次に本発明の第三の手段の実施例について
図３に基づいて説明する。前記各実施例と共通の要素に
は、同一番号を付与し説明を省略する。１０は出力電流
が一定値まで増加するとこれを検出し、位相角を制限す
る位相角制限回路である。位相角制限回路１０は、以下
の回路構成となっている。抵抗器９ａの入力側にトラン
ジスタ１０ｂのエミッタが接続され、トランジスタ１０
ｂのベースには抵抗器１０ａが接続されている。また抵
抗器１０ａの他端は、抵抗器９ａの出力側に接続されて
いる。トランジスタ１０ｂのコレクターには、抵抗器１
０ｃの一端とトランジスタ１０ｅのベースとが接続され
ている。抵抗器１０ｃの他端とトランジスタ１０ｅのエ
ミッタとは、交流電源のＢ側端子に接続されている。ト
ランジスタ１０ｅのコレクタには抵抗器１０ｄが接続さ
れており、抵抗器１０ｄの他端は位相角比例電圧発生回
路６の出力端子に接続されている。また抵抗器１０ｆが
トランジスタ１０ｂのベース・エミッタ間に接続されて
いる。

【００４３】以下本実施例の動作について説明する。抵
抗器９ａの端子間電圧は、抵抗器１０ａと１０ｆで分圧
されトランジスタ１０ｆのエミッター・ベース間に印加
される。従って負荷電流が増加して抵抗器１０ｆに印加
される電圧がトランジスタ１０ｂの動作電圧に到達する
と、トランジスタ１０ｂはオンする。トランジスタ１０
ｂがオンすると、トランジスタ１０ｅもオンし、トラン
ジスタ１０ｄのコレクタ・エミッタ間電圧はほぼ０とな
り、等価的に抵抗器１０ｄは抵抗器６ｂと並列に接続さ
れることとなる。従って位相角比例電圧は低下する。こ
れによってスイッチ回路３のスイッチ電圧は低下する。
すなわち負荷電流が一定値まで増加するとスイッチ電圧
は低下し、負荷８への電力供給を低下させる。

【００４４】これによって、過負荷や負荷短絡などによ
る回路部品の破壊を防止でき、或いは定格の小さな部品
の使用が可能となるとなるものである。

【００４５】次に本発明の第四の手段の実施例について
図４に基づいて説明する。スイッチ制御回路７を構成し
ている抵抗器７ｄは、負荷電流検出回路９の出力に接続
されており、他端はスイッチ制御回路７の和電圧発生回
路７ａに接続されている。１１は出力電流が一定値まで
増加するとこれを検出し負荷電流検出回路９の出力に対
応する電圧を制限する対応電圧制限回路である。対応電
圧制限回路１１は、以下の回路構成となっている。負荷
電流検出回路９を構成している抵抗器９ａの入力側にト
ランジスタ１１ｂのエミッタを接続し、ベースには抵抗
器１１ａを接続している。抵抗器１１ａの他端は、前記
抵抗器９ａの出力側に接続している。トランジスタ１１
ｂのコレクターには抵抗器１１ｃの一端とトランジスタ
１１ｅのベースとが接続されている。抵抗器１１ｃの他
端とトランジスタ１１ｅのエミッタとは、交流電源のＢ
側端子に接続されている。トランジスタ１１ｅのコレク
タには抵抗器１１ｄが接続されており、抵抗器１１ｄの
他端はスイッチ制御回路７を構成している抵抗器７ｄと
和電圧発生回路７ａとの接続点に接続されている。また
抵抗器１１ｆがトランジスタ１１ｂのベース・エミッタ
間に接続されている。

【００４６】以下本実施例の動作を説明する。抵抗器９
ａの端子間電圧は、抵抗器１１ａと１１ｆとで分圧され
トランジスタ１１ｂのエミッター・ベース間に印加され
ている。従って負荷電流が増加して抵抗器１１ｆに印加
される電圧がトランジスタ１１ｂの動作電圧に到達する
と、トランジスタ１１ｂはオンする。トランジスタ１１
ｂがオンするとトランジスタ１１ｅもオンし、トランジ
スタ１１ｄのコレクタ・エミッタ間電圧はほぼ０となる
トランジスタ１１ｄのコレクタ・エミッタ間電圧が０と
なると、等価的に負荷電流検出回路９からの加算電圧に
は、抵抗器７ｄと１０ｄによる分圧電圧が加算されるこ
ととなる。従って負荷電流検出回路９による対応電圧が
低下する。これによってスイッチ回路３のスイッチ電圧
が低下する。

【００４７】すなわち本実施例は、負荷電流が一定値ま
で増加するとスイッチ電圧を低下させ、負荷への電力供
給を低下させるものである。これによって、過負荷や負
荷短絡などによる異常が生じた場合には回路部品の破壊
を防止でき、また使用部品の定格を小さいものとするこ
とができるものである。

【００４８】次に本発明の第五の手段の実施例について
図５に基づいて説明する。スイッチ制御回路７を構成し
ている抵抗器７ｅは、一端が和電圧発生回路７ａの出力
に接続されており、他端はコンパレータ７ｂの反転入力
に接続されている。１２は出力電流が一定値まで増加す
るとこれを検出し和電圧発生回路７ａの出力電圧を低下
して、スイッチ回路３のスイッチ電圧を制限するスイッ
チ電圧制限回路である。スイッチ電圧制限回路１２は、
以下の回路構成となっている。負荷電流検出回路９を構
成している抵抗器９ａの入力側にトランジスタ１２ｂの
エミッタを接続し、このベースには抵抗器１２ａを接続
している。抵抗器１２ａの他端には前記抵抗器９ａの出
力側を接続している。またトランジスタ１２ｂのコレク
ターには、抵抗器１２ｃの一端とトランジスタ１２ｅの
ベースとを接続している。抵抗器１２ｃの他端とトラン
ジスタ１２ｅのエミッタとは、交流電源のＢ側端子に接
続している。トランジスタ１２ｅのコレクタには抵抗器
１２ｄを接続しており、抵抗器１２ｄの他端には抵抗器
７ｄと和電圧発生回路７ａの接続点を接続している。ま
た抵抗器１２ｆを、トランジスタ１２ｂのベース・エミ
ッタ間に接続している。

【００４９】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は前記本発明の第三の手段の実施例とほぼ同様に
動作するものである。つまりトランジスタ１２ｅが動作
すると、そのコレクタ・エミッタはほぼ同電位となり、
抵抗器７ｅと抵抗器１２ｄでコンパレータの基準電圧が
分圧されるものである。従って、スイッチ回路３のスイ
ッチ電圧が低下するものである。

【００５０】次に、本発明の第六の手段の実施例につい
て図６に基づいて説明する。１３は第二の位相角制限回
路で、負荷電圧が一定値まで減少するとこれを検出し、
位相角比例電圧発生回路の比例電圧を制限するように作
用する。すなわち第二の位相角制限回路１３は、以下の
回路構成となっている。負荷電流検出回路９を構成する
抵抗器９ａと負荷８との間には抵抗器１３ｇを接続して
おり、負荷８のプラス−マイナス端子間に定電圧ダイオ
ード１３ａと抵抗器１３ｂとが直列に接続され、この両
者の接続点にトランジスタ１３ｃのベースが接続されて
いる。トランジスタ１３ｃのコレクタには抵抗器１３d
及びトランジスタ１３ｅのベースを接続しており、抵抗
器１３ｄの他端を抵抗器９ａと抵抗器１３ｇの接続点に
接続している。トランジスタ１３ｃ及び１３ｆのエミッ
ターは、負荷８のマイナス端子に接続している。またト
ランジスタ１３fのコレクタには、抵抗器１３ｅの一端
を接続しており、抵抗器１３ｅの他端は位相角比例電圧
発生回路６の出力に接続している。

【００５１】以下本実施例の動作について説明する。負
荷電圧が定電圧ダイオード１３ａの動作電圧まで低下す
るとトランジスタ１３ｃはオフし、これによってトラン
ジスタ１３ｆは抵抗器１３ｄをバイアス抵抗としてオン
する。トランジスタ１３ｆがオンすると、位相角比例電
圧発生回路６を構成する抵抗器６ｂと抵抗器１３ｅとは
等価的に並列に接続されることになる。つまり、位相角
比例電圧が強制的に低下させられる。これによりスイッ
チ回路３のオフ電圧が低下し、負荷８への電力供給は低
下させられる。つまり負荷８が過負荷になるとこれを検
出し、供給電力を制限して、回路を保護するものであ
る。負荷８が完全に短絡された状態であっても、抵抗器
１３ｇの両端子間には電圧が発生しており、トランジス
タ１３ｆはオン状態を保持するものである。また不完全
短絡の場合には、抵抗器１３ｇが無くてもトランジスタ
１３ｆはオンするものである。

【００５２】次に本発明の第七の手段の実施例について
図７に基づいて説明する。１４は第二の対応電圧制限回
路で、負荷電圧が一定値まで減少するとこれを検出し、
負荷電流検出回路９の対応電圧を制限するように作用す
る。第二の対応電圧制限回路１４を構成する抵抗器１４
ｂ・同１４ｄ・同１４ｇ及びトランジスタ１４ｃ・同１
４ｆ、定電圧ダイオード１４ａは、本発明の第六の手段
の実施例と同じ接続関係にある。抵抗器１４ｅの一端は
トランジスタ１４ｆのコレクタに接続され、他端は電流
検出回路９の出力から抵抗器７ｅを経由した和電圧発生
回路７ａの入力に接続されているものである。

【００５３】以上の構成で本実施例は、負荷８の端子電
圧が一定値まで減少すると、負荷電流検出回路９からの
スイッチ電圧の加算分を、抵抗器７ｅと抵抗器１４ｅと
の分圧電圧に減少させて、負荷８への電力供給を減少す
るものである。

【００５４】次に本発明の第八の手段の実施例について
図８に基づいて説明する。１５は負荷電圧が一定値まで
減少するとこれを検出しスイッチ電圧を制限する第二の
スイッチ電圧制限回路で、抵抗器１５ｂ・同１５ｄ・同
１５ｇ及びトランジスタ１５ｃ・同１５ｆ、定電圧ダイ
オード１５ａは本発明の第六の手段の実施例と同様の接
続構成としている。抵抗器１５ｅの一端はトランジスタ
１５ｆのコレクタに接続され、他端は和電圧発生回路７
ａの出力に接続された抵抗器７ｅの出力端子に接続され
ている。

【００５５】以上の構成で、負荷８の端子電圧が一定値
まで減少すると、これを検出して和電圧発生回路７ａの
出力電圧を抵抗器７ｅと抵抗器１５ｅの分圧電圧に減少
するものである。こうして、スイッチ回路３のスイッチ
電圧を低下させ負荷８への電力供給を減少するものであ
る。

【００５６】次に本発明の第九の手段の実施例について
図９に基づいて説明する。本実施例は、本発明の第一の
手段の実施例に第一の電圧発生回路１６を付加した構成
となっているものである。第一の電圧発生回路１６は、
位相角比例電圧が第一の電圧を越えないように作用する
もので、抵抗器６ａと定電圧ダイオード１６ａからなっ
ている。その接続は定電圧ダイオード１６ａが位相角比
例電圧発生回路６を構成している抵抗器６ｂと並列とな
っているものである。

【００５７】以下本実施例の動作について説明する。交
流電源電圧が一定値まで上昇し、抵抗器６ａと抵抗器６
ｂにより分圧された電圧が定電圧ダイオード１６ａの動
作電圧に到達すると、交流電源電圧が更に上昇しても定
電圧ダイオード１６ａが作用して、前記動作電圧を保持
するように動作するものである。つまり、第一の電圧発
生回路１６は、位相角比例電圧発生回路６が出力する位
相角比例電圧を一定値以下に保持するよう動作するもの
である。従って、スイッチ回路３をはじめとする回路の
消費電力を制限することができるわけである。

【００５８】次に本発明の第十の手段の実施例について
図１０に基づいて説明する。１７はスイッチ回路３を通
過する電流を制限する電流制限回路であり、抵抗器１７
ａと、２つのダイオードを直列に接続して構成したダイ
オード１７ｂを備えている。その接続は以下のようであ
る。抵抗器１７ａはその一端をスイッチ回路３を構成す
るトランジスタのエミッタに、抵抗器１７ａの他端は整
流回路２の出力端子に接続している。またダイオード１
７ｂは、スイッチ回路３を構成するトランジスタのベー
スと抵抗１７ａのエミッタ接続点とは反対の抵抗の端子
に接続している。

【００５９】以下本実施例の動作について説明する。ス
イッチ回路３がオンの時、このトランジスタのベース・
エミッタ間には約0.6Vの電圧が発生している。またダイ
オード１７ｂには約（0.6V×2=）1.2Vの電圧が発生して
いる。従って抵抗器１７ａには、前記２種類の電圧の差
に相当する電圧が発生することになるものである。この
ため、抵抗器１７ａの抵抗値を適切に設定することによ
って回路に流れる電流を制限することが可能となるもの
である。これによってスイッチ回路３或いはコンデンサ
ー４に流れる電流を制限する事が可能となり、定格の小
さな部品の使用が可能となる。

【００６０】次に本発明の第十一の手段の実施例につい
て図１１に基づいて説明する。７は出力電圧と位相角比
例電圧の混合電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回
路である。７ｆ・７ｇは抵抗器で、和電圧発生回路７ａ
とともに、出力電圧と位相角比例電圧との混合回路を構
成しているものである。すなわち、位相角比例電圧発生
回路６の出力と交流電源のＢ側端子との間に直列に抵抗
器７ｆ・７ｇを接続し、この２つの抵抗の接続点より和
電圧発生回路７ａに入力する構成としているものであ
る。

【００６１】以下本実施例の動作を説明する。前記本発
明の第一の手段の実施例においては、出力電圧と位相角
比例電圧として交流電圧のピーク電圧に比例した電圧を
加えることによって発生する電圧をスイッチ電圧として
いるものである。これに対して本実施例においては、交
流電圧の変化に応じて出力電圧に加算する交流比例電圧
の変化量を小さいものとしている。つまり交流電圧が変
動した場合、本発明の第一の手段の実施例においては、
交流電圧が上昇すると負荷への供給電力が増加し、交流
電圧が減少したときには負荷８への供給電力が減少する
ものである。これに対して本実施例においては、交流比
例電圧の変化量を抵抗によって調節しているため、交流
電圧が変動しても負荷８への電力供給量をほぼ一定とす
ることが可能となるものである。

【００６２】なお本実施例の思想を、前記本発明の第二
の手段の実施例から本発明の第十の手段の実施例に適用
することは容易に実施可能である。

【００６３】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、交流電源に接続
した整流回路と、スイッチ回路と、コンデンサーと、出
力電圧が一定値以上に上昇しないように制限する出力電
圧制限回路と、前記整流回路の出力の位相角に比例する
位相角比例電圧を発生する位相角比例電圧発生回路と、
出力電圧と位相角比例電圧の和電圧でスイッチを制御す
るスイッチ制御回路とからなる装置として、トランスを
使用しない電子回路で電源を構成することができ、交流
電圧が上昇しても負荷への電力供給量が減少せず、また
負荷短絡が発生して過負荷となった場合には負荷供給電
力を小さくできる電源装置を提供することができるもの
である。

【００６４】また本発明の第二の手段は、交流電源に接
続した整流回路と、スイッチ回路と、コンデンサーと、
出力電圧が一定値以上に上昇しないように制限する出力
電圧制限回路と、前記整流回路の出力の位相角に比例す
る位相角比例電圧を発生する位相角比例電圧発生回路
と、負荷に流れる電流を検知する負荷電流検出回路と、
出力電圧と位相角比例電圧と負荷電流検出回路で発生す
る負荷電流に対応する電圧との和電圧でスイッチを制御
するスイッチ制御回路とからなる装置として、本発明の
第一の手段による効果に加え、負荷電流の変化に応じて
供給電力を可変することができる。すなわち負荷電流が
増加すると供給電力を増加し、負荷電流が減少すると供
給電力を減少できる電源装置とする事ができるものであ
る。

【００６５】本発明の第三の手段〜第五の手段は、負荷
電流を検出することによって、過負荷時の負荷供給電力
の制限を強力にでき、回路保護機能付きの電源装置を提
供できるものである。

【００６６】本発明の第六の手段〜第八の手段は、負荷
電圧を検出することによって、過負荷時の負荷供給電力
の制限を強力にでき、回路保護機能付きの電源装置を提
供できるものである。

【００６７】また本発明の第九の手段によれば、交流電
圧が一定値以上に上昇しても回路の消費電力を制限する
構成としているため、使用する回路部品の最大定格を小
さくできる電源装置とすることができるものである。

【００６８】本発明の第十の手段は、特にスイッチ回路
を通過する電流を制限する電流制限回路を有した構成と
して、スイッチ回路及びコンデンサーの電流定格を小さ
くした電源装置とすることができるものである。

【００６９】更に本発明の第十一の手段は、交流電源に
接続した整流回路と、スイッチ回路と、コンデンサー
と、出力電圧が一定値以上に上昇しないように制限する
出力電圧制限回路と、整流回路出力の位相角に比例する
位相角比例電圧を発生する位相角比例電圧発生回路と、
出力電圧と位相角比例電圧の混合電圧でスイッチを制御
するスイッチ制御回路とからなる装置として、交流電圧
が変動しても負荷への電力供給量をほぼ一定とすること
が可能な電源装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例を示す電源装置の
回路図

【図２】同第二の手段の実施例を示す回路図

【図３】同第三の手段の実施例を示す回路図

【図４】同第四の手段の実施例を示す回路図

【図５】同第五の手段の実施例を示す回路図

【図６】同第六の手段の実施例を示す回路図

【図７】同第七の手段の実施例を示す回路図

【図８】同第八の手段の実施例を示す回路図

【図９】同第九の手段の実施例を示す回路図

【図１０】同第十の手段の実施例を示す回路図

【図１１】同第十一の手段の実施例を示す回路図

【図１２】従来の電源装置を示す回路図

【符号の説明】

１交流電源２整流回路３スイッチ回路４コンデンサー５出力電圧制限回路６位相角比例電圧発生回路７スイッチ制御回路９負荷電流検出回路１０位相角制限回路１１対応電圧制限回路１２スイッチ電圧制限回路１３第二の位相角制限回路１４第二の対応電圧制限回路１５第二のスイッチ電圧制限回路１６第一の電圧発生回路１７電流制限回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源に接続した整流回路と、スイッ
チ回路と、コンデンサーと、出力電圧が一定値以上に上
昇しないように制限する出力電圧制限回路と、前記整流
回路の出力の位相角に比例する位相角比例電圧を発生す
る位相角比例電圧発生回路と、出力電圧と位相角比例電
圧の和電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回路とか
らなる電源装置。
【請求項２】交流電源に接続した整流回路と、スイッ
チ回路と、コンデンサーと、出力電圧が一定値以上に上
昇しないように制限する出力電圧制限回路と、前記整流
回路の出力の位相角に比例する位相角比例電圧を発生す
る位相角比例電圧発生回路と、負荷に流れる電流を検知
する負荷電流検出回路と、出力電圧と位相角比例電圧と
負荷電流検出回路で発生する負荷電流に対応する電圧と
の和電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回路とから
なる電源装置。
【請求項３】出力電流が一定値まで増加するとこれを
検出し、位相角比例電圧発生回路の比例電圧を制限する
位相角制限回路を備えた請求項２記載の電源装置。
【請求項４】出力電流が一定値まで増加するとこれを
検出し、負荷電流検出回路の対応電圧を制限する対応電
圧制限回路を備えた請求項２記載の電源装置。
【請求項５】出力電流が一定値まで増加するとこれを
検出し、スイッチ電圧を制限するスイッチ電圧制限回路
を備えた請求項２記載の電源装置。
【請求項６】負荷電圧が一定値まで減少するとこれを
検出し、位相角比例電圧発生回路の比例電圧を制限する
第二の位相角制限回路を備えた請求項２記載の電源装
置。
【請求項７】負荷電圧が一定値まで減少するとこれを
検出し、負荷電流検出回路の対応電圧を制限する第二の
対応電圧制限回路を備えた請求項２記載の電源装置。
【請求項８】負荷電圧が一定値まで減少するとこれを
検出し、スイッチ電圧を制限する第二のスイッチ電圧制
限回路を備えた請求項２記載の電源装置。
【請求項９】位相角比例電圧が第一の電圧を越えない
ようにした第一の電圧発生回路を備えた請求項１〜８の
いずれか記載の電源装置。
【請求項１０】スイッチ回路を通過する電流を制限す
る電流制限回路を有する請求項１〜９のいずれか記載の
電源装置。
【請求項１１】交流電源に接続した整流回路と、スイ
ッチ回路と、コンデンサーと、出力電圧が一定値以上に
上昇しないように制限する出力電圧制限回路と、整流回
路出力の位相角に比例する位相角比例電圧を発生する位
相角比例電圧発生回路と、出力電圧と位相角比例電圧の
混合電圧でスイッチを制御するスイッチ制御回路とから
なる電源装置。