JPS609857Y2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電子機器等の電源装置に関するもので、交流
電源を整流して直流電圧を得るようにした回路に適用し
て有効なものであり、交流電源電圧が大幅に変動しても
機器内部の半導体等を破壊することのないように安全な
直流電圧を供給できるようにしたものである。

一般に交流電源電圧が定格電圧に対して大幅に変動した
場合従来、交流電源電圧を整流して直流電圧を供給する
ようにした回路においては、交流電源電圧の変動に対処
するための安定化の方式として、次に掲げる方式のもの
が知られている。

まず第一にシリーズレギュレータがある。

この方式は変動が小幅であれば良いが、大幅な変動に対
しては損失（余裕）分を大きくとっておくため、効率と
しては良くない欠点がある。

第２にはスイッチングレギュレータであり交流電源をい
ったん整流して直流に変換した上で、比較的高い周波数
のパルス動作による方式であるが、パルス発生、パルス
トランスが要り、また複雑な構成となっていた。

また第３として、交流位相制御方式があるがこの方式は
パルス発生（例えばＵＪＴ、 トリガーダイオード等）
、パルストランスおよびこれらを動作させる電源トラン
スとダイオードブリッジが要リ、複雑な構成となってい
た。

そして上記したこれらは大幅な交流電源の変動に対して
必ずしも充分対処できるとは限らなかった。

このような場合にスライダック等のトランス装置を用い
て整流装置等へ供給する電源電圧を昇圧させたり降下さ
せたりして調整していた。

しかしながら、この様にトランス装置を用いて補償する
場合、交流電源電圧が低下しそれに対処させて昇圧した
とすると、その昇圧状態下のまましばらく動作させてい
る最中に、逆に交流電源電圧が元の正常値にもどったり
、あるいはそれ以上に上昇することがあり、トランス装
置の昇圧比の分だけ高くなり、高い電圧が機器内部に加
わることがあった。

このため半導体や部品を破壊させる事態が起こっていた
。

したがって従来では交流電源電圧の変動を常に監視する
必要があった。

しかし監視していても即座に変動に対応できない場合が
多く上記の欠点を引き起こすことがしばしばあった。

本考案は上記欠点に対処したものであり、交流電源電圧
の大幅な上昇下降において安定な直流電圧を供給できる
ようにした電源装置を提供するものである。

以下第１図〜第５図を参照して本考案の説明をする。

まず第１図は本考案の一実施例を示す回路図であり、こ
れについて述べると、１は交流電源でありこの両端には
ダイオード２，３，４．５によるブリッジ形整流回路を
接続している。

そして上記ダイオード３と５の接続点ａには第１のコン
デンサ６を有する平滑回路７および負荷回路８を接続し
ており、上記コンデンサ６と負荷回路８の他端は基準電
位に接地する。

また前記接続点ａと接地点間には分圧抵抗９と１０が直
列につながっており、これらの抵抗の中間点をツェナー
ダイオード１１の一端に接続している。

そしてこのツェナーダイオード１１の他端は第１のＮＰ
Ｎトランジスタ１２のベースに接続し、このトランジス
タ１２のコレクタを接地するとともにエミッタを抵抗２
０を介して−Ｂ電源に接続している。

さらにエミッタは第２のＰＮＰ トランジスタ１３のベ
ースに接続し、このトランジスタ１３のエミッタを接地
するとともにコレクタを第２のコンデンサ１４を介して
前記ダイオード２と４の接続点すにつないでいる。

またトランジスタ１３のコレクタはさらにダイオード１
５を介して接地するとともに、ダイオード１６を介して
サイリスタ１７のゲートに接続し、このサイリスタ１７
のアノードを接地し、カソードを前記接続点すにつない
でいる。

なおコンデンサ１８と抵抗１９がサイリスタ１７に並列
につながっている。

さてこのような回路の動作について第３図および第４図
をともに参照して説明する。

まず交流電源１が図示のような極性の電圧のとき、電源
１の■側からダイオード３を通り、さらにコンデンサ６
を通ってサイリスタ１７のアノードからカソードに主電
流として流れ、ダイオード４を通って交流電源１のｅ側
へと電流が流れる。

このように電流が流れるためのサイリスタ１７をトリガ
させる動作は、ダイオード３、コンデンサ６を通ってト
ランジスタ１３のエミッタからコレクタを通ってコンデ
ンサ１４を通り、ダイオード４を通って流れ、そしてこ
のようにコンデンサ１４に充電された電荷によってダイ
オード１６を通してサイリスタ１７のゲートに電流が流
れ、この大きさが所定の電流値以上になることによって
なされる。

これによりサイリスタ１７はオン状態になる。

したがってコンデンサ６が充電され、このコンデンサ６
の両端の充電電圧（ＥＢ）が負荷回路８に供給される。

なおサイリスタ１７がオンするとコンデンサ１４の電荷
はダイオード１５、サイリスタ１７のアノード、カソー
ドを通って流れ放電されるため、コンデンサ６の充電が
終ってそしてサイリスタ１７がオフ状態となってから再
びコンデンサ１４の充電が始まるまでの間、サイリスタ
１７のゲート電流は流れない。

また交流電圧の極性が上述と逆になった場合には、上述
説明中のダイオード３を５に、ダイオード４を２に言い
換えることにより、同様に説明される。

以上の動作におけるサイリスタ１７のゲート電流の波形
を第３図ａに示し、またコンデンサ６の充電電流の波形
を第３図すに示している。

なおトランジスタ１２はそのベースにツェナーダイオー
ド１１を接続しており、抵抗１０にかかる電圧が所定値
を越えているので、ツェナーダイオード１１は導通しト
ランジスタ１２にはベース電圧が加わり所定の導電度の
状態を保っている。

このように動作する回路において、交流電源１の電圧が
上昇した場合について述べると、抵抗１０にかかる電圧
が基準値を越えて上昇するためトランジスタ１２のベー
ス電圧が増加し導電状態が変化する。

このためトランジスタ１３の導電度は減少する。

（つまりトランジスタ１３のコレクタ、エミッタ間の抵
抗値をｒ□として場合、このｒ工が大きくなるのである
。

）このためｒ□とコンデンサ１４の容量値Ｃ□とで決ま
るサイリスタ１７のゲート電流の増加の変化がゆっくり
になる。

すなわち定常時においてｒ□が小さいためコンデンサ１
４は早めに充電され、ダイオード１６を通してゲート電
流は早めに流れていたのであるが、ｒｌが大きくなると
ｃｌｘｒ、で決まる時定数が大きくなりコンデンサ１４
の充電が遅くなるため、それだけサイリスタ１７のゲー
ト電流の増加が第４図ａで示すように緩慢となり前記サ
イリスタ１７の点弧に要する時間は大とあり弧角も大き
くなる。

このため点弧と消弧の間の時間が短かくなり前記コンデ
ンサ６に対する充電時間は短縮される。

したがって第４図すに示すように、コンデンサ６の充電
の増加が抑えられて、交流電源の上昇率に比べＥＢの電
圧が極めて低い上昇率に制御されるので負荷回路８に過
大な直流電圧が加わることを防止できる。

このように交流電源電圧が何らかの原因によって上昇し
た場合、負荷回路８にかかる直流電圧は上昇することも
なく安定した状態を保つことができる。

また、交流電源電圧が降下した場合にも直流電圧は下降
することもなく安定させることができる。

したがって負荷回路８に使用している半導体や部品が破
壊することは防止できる。

また電力損失の少ない制御方法である また第２図は本考案の他の実施例を示す回路図であり、
第１図と異なる点はダイオード１５と１６を除去したと
ころにある。

このようにダイオード１５．１６を除いても動作するが
、この場合サイリスタ１７がターン・オンするとその主
電流の−Ｉがコンデンサ１４を分流するためゲー）［流
の波形が第５図ａのように多少変形する、なお第５図す
はこの場合のコンデンサ６の充電々原波形を示している
。

尚、前記実施例ではトランジスタ１２．１３のバイアス
電源として−Ｂ電源を用いたが前記抵抗２０の一端を前
記接続点すに接続してもよい。

さらに以上の説明に基づき他の変形例も種々考えられる
。

このように本考案は交流電源電圧の変動に対し安定な直
流電圧を供給することができ、半導体や他の部品の破壊
を確実に防止でき、きわめて実用的なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の電源装置の実施例を示す回路
図、第３〜第５図は本考案の動作を説明するための各部
の電流波形図である。 ２、３．４．５・・・・・・整流回路を構成するダイオ
ード、６・・・・・・第１のコンデンサ、７・・・・・
・平滑回路、１２・・・・・・第１のトランジスタ、１
３・・・・・・第２のトランジスタ、１４・・・・・・
第２のコンデンサ、１７・・・・・・サイリスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１及び第２の端子に交流電源により印加される交流電
   圧を整流するダイオードブリッジ回路と、 このダイオードブリッジ回路の第３の端子に得られる整
   流電圧を平滑する前記第３の端子と基準電位間に接続し
   た平滑回路と、 この平滑回路の電圧を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手段によって検出された前記平滑回路の電
   圧を所定の基準電圧と比較して、この比較によりインピ
   ーダンスが制御されるインピーダンス制御手段と、 このインピーダンス制御手段に接続されたコンデンサと
   、 このコンデンサと前記インピーダンス制御手段のインピ
   ーダンスで構成される時定数回路の時定数によりゲート
   電流が制御され、前記ダイオードブリッジ回路に流れる
   電流を制御するためにカソード、アノード電流路が前記
   ダイオードブリッジ回路の第４の端子と基準電位間に接
   続されたサイリスタとを具備し、 前記インピーダンス制御手段による前記時定数の制御に
   より前記平滑回路の出力電圧を一定にすることを特徴と
   する電源回路。