JP2020086399A - Power supply device and image forming apparatus - Google Patents

Power supply device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2020086399A
JP2020086399A JP2018225516A JP2018225516A JP2020086399A JP 2020086399 A JP2020086399 A JP 2020086399A JP 2018225516 A JP2018225516 A JP 2018225516A JP 2018225516 A JP2018225516 A JP 2018225516A JP 2020086399 A JP2020086399 A JP 2020086399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
switch element
edge
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018225516A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020086399A5 (en
JP7207978B2 (en
Inventor
晴之 堀田
Yasuyuki Hotta
晴之 堀田
望 中嶌
Nozomi Nakajima
望 中嶌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018225516A priority Critical patent/JP7207978B2/en
Publication of JP2020086399A publication Critical patent/JP2020086399A/en
Publication of JP2020086399A5 publication Critical patent/JP2020086399A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7207978B2 publication Critical patent/JP7207978B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

To indicate a zero-cross timing of an ac voltage and a voltage value of the ac voltage with one signal.SOLUTION: A power supply device includes an ac voltage detection circuit for generating a pulse signal including a rising edge showing a zero-cross timing of an ac voltage and a falling edge at a time interval varying to the rising edge in response to a voltage level of the ac voltage. The ac voltage detection circuit has a photo coupler 101 to generate the rising edge at the zero-cross timing and a voltage detection circuit 106 to generate the falling edge at a timing in response to the ac voltage. The photo coupler 101 generates the rising edge when a voltage level of the ac voltage is a first level. The voltage detection circuit 106 detects the ac voltage or a voltage in response to the ac voltage and generates the falling edge when the detected voltage level is a second level.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧を検出する交流電圧検出回路を備える電源装置、及び電源装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power supply device including an AC voltage detection circuit that detects a zero-cross timing of an AC voltage and an AC voltage, and an image forming apparatus including the power supply device.

複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に備えられ、記録材上のトナー像を加熱し、記録材に定着させる定着器やＡＣ−ＤＣコンバータは、商用交流電源を電力供給源としている。例えば特許文献１では、交流電圧のゼロボルトのタイミングを検出するゼロクロス検出回路を用いてゼロクロス信号を生成し、ゼロクロス信号をトリガとして定着器への電力供給を制御する方法が提案されている。また、ＡＣ−ＤＣコンバータや定着器は、商用交流電源の電圧により、そのパフォーマンスが大きく左右される。ＡＣ−ＤＣコンバータにおいては、例えば商用交流電源からの電圧によってＡＣ−ＤＣコンバータが備える回路部品の発熱量が大きく変化する。商用交流電源からの電圧が所定の電圧範囲から外れた高電圧になると回路部品が異常発熱し、ＡＣ−ＤＣコンバータの破壊に至る可能性があるため、商用交流電源の電圧を検出してＡＣ−ＤＣコンバータの動作を制御することが望ましい。また、商用交流電源の電圧に応じてＡＣ−ＤＣコンバータの負荷をマイクロコンピュータ等により適切に制御することで、ＡＣ−ＤＣコンバータの容量、回路部品の定格等に応じて最適に動作させることができる。 A fixing device and an AC-DC converter that are provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer and heat a toner image on a recording material to fix the toner image on the recording material use a commercial AC power source as a power supply source. For example, Patent Document 1 proposes a method of generating a zero-cross signal using a zero-cross detection circuit that detects the timing of AC voltage zero volts, and controlling the power supply to the fixing device by using the zero-cross signal as a trigger. Further, the performance of the AC-DC converter and the fixing device greatly depends on the voltage of the commercial AC power supply. In the AC-DC converter, for example, the amount of heat generated by the circuit components included in the AC-DC converter greatly changes depending on the voltage from the commercial AC power supply. When the voltage from the commercial AC power supply becomes a high voltage outside the predetermined voltage range, the circuit parts may abnormally generate heat, which may lead to the destruction of the AC-DC converter. Therefore, the voltage of the commercial AC power supply is detected and the AC- It is desirable to control the operation of the DC converter. Further, by appropriately controlling the load of the AC-DC converter by a microcomputer or the like in accordance with the voltage of the commercial AC power supply, it is possible to operate the AC-DC converter optimally according to the capacity of the AC-DC converter, the rating of circuit components, and the like. ..

定着器においては、商用交流電源からの電圧によって定着器へ供給される電力が変化するため、例えば画像形成装置から記録紙を排出する適切なタイミングが商用交流電源の電圧によって異なる。また、商用交流電源の電圧を検出することにより、次のような対応が可能になる。すなわち、商用交流電源の電圧に応じて、フィードバックゲイン等の定着器の制御パラメータの設定を変化させることに温度リプルを小さくできる。また、商用交流電源の電圧が仕様外の高電圧であることを検出した際には、定着器への電力供給を遮断し、定着器がダメージを受けることを防止したりすることが可能なる。このように、商用交流電源の電源電圧を検出することによるメリットは大きい。そのため、例えば特許文献２では、商用交流電源の電圧と所定のＤＣ（直流）レベルの基準信号を比較することにより、商用交流電源の電圧を検出する方法が提案されている。 In the fixing device, since the electric power supplied to the fixing device changes depending on the voltage from the commercial AC power source, for example, the appropriate timing for discharging the recording paper from the image forming apparatus varies depending on the voltage of the commercial AC power source. Further, by detecting the voltage of the commercial AC power supply, the following measures can be taken. That is, the temperature ripple can be reduced by changing the setting of the control parameter of the fixing device such as the feedback gain according to the voltage of the commercial AC power supply. Further, when it is detected that the voltage of the commercial AC power supply is a high voltage outside the specifications, it is possible to prevent the fixing device from being damaged by cutting off the power supply to the fixing device. Thus, the merit of detecting the power supply voltage of the commercial AC power supply is great. Therefore, for example, Patent Document 2 proposes a method of detecting the voltage of the commercial AC power supply by comparing the voltage of the commercial AC power supply with a reference signal of a predetermined DC (direct current) level.

特開２００６−２１６６５７号公報JP 2006-216657A 特開２００３−９８８６０号公報JP, 2003-98860, A

しかしながら、上述した従来技術では商用交流電源のゼロクロスタイミングを検出して生成されるゼロクロス信号と、商用交流電源の電圧を検出して生成される電圧信号は、それぞれ別の回路で生成されている。そのため、商用交流電源と２次側の絶縁を担う絶縁部品、信号線、マイクロコンピュータの入力ポート等が、それぞれの信号に対して必要となる。また、特許文献２のように電圧信号を基に演算により商用交流電源のゼロクロスタイミングを検出することは可能であるが、処理が複雑になる上に演算誤差が生じるという課題がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, the zero-cross signal generated by detecting the zero-cross timing of the commercial AC power supply and the voltage signal generated by detecting the voltage of the commercial AC power supply are generated by different circuits. Therefore, the commercial AC power source and an insulating component for insulating the secondary side, a signal line, an input port of a microcomputer, etc. are required for each signal. Further, although it is possible to detect the zero-cross timing of the commercial AC power source by calculation based on the voltage signal as in Patent Document 2, there is a problem that the process becomes complicated and a calculation error occurs.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to superimpose the zero-cross timing of an AC voltage and the voltage value of the AC voltage on one signal.

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。 In order to solve the problems described above, the present invention has the following configurations.

（１）交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を生成するパルス生成回路を有し、前記パルス生成回路は、前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記第一エッジを生成する第一エッジ回路と、前記交流電圧に応じたタイミングに前記第二エッジを生成する第二エッジ回路と、を有し、前記第一エッジ回路は、前記交流電圧の電圧レベルが第一レベルであるときに前記第一エッジを生成し、前記第二エッジ回路は、前記交流電圧又は前記交流電圧に応じた電圧を検出し、検出した電圧レベルが第二レベルであるときに前記第二エッジを生成することを特徴とする電源装置。 (1) A pulse generation circuit that generates a pulse signal including a first edge indicating a zero-cross timing in an AC voltage and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage. The pulse generation circuit includes a first edge circuit that generates the first edge at the zero-cross timing, and a second edge circuit that generates the second edge at a timing corresponding to the AC voltage. The first edge circuit generates the first edge when the voltage level of the AC voltage is the first level, and the second edge circuit outputs the AC voltage or a voltage corresponding to the AC voltage. A power supply device, characterized in that the second edge is generated when the detected voltage level is the second level.

（２）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording material; and the power supply device described in (1) above.

本発明によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 According to the present invention, the zero-cross timing of an AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例１の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of the first embodiment 実施例１の交流電圧検出回路の電圧、回路素子の状態を説明する図FIG. 3 is a diagram illustrating the voltage of the AC voltage detection circuit and the state of circuit elements according to the first embodiment. 実施例１の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 1, and an alternating voltage. 実施例２の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 2 実施例２の交流電圧検出回路の電圧、回路素子の状態を説明する図FIG. 6 is a diagram illustrating the voltage of the AC voltage detection circuit and the state of circuit elements according to the second embodiment. 実施例２の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 2, and an alternating voltage. 実施例３の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 3 実施例３の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 3, and an alternating voltage. 実施例４の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図A circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 4. 実施例４の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 4, and an alternating voltage. 実施例５の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 5 実施例５の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 5, and an alternating voltage. 実施例６の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 6 実施例６の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 6, and an alternating voltage. 実施例７の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 7. 実施例７の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 7, and an alternating voltage. 実施例７の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 7, and an alternating voltage. 実施例７の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 7, and an alternating voltage. 実施例７の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 7, and an alternating voltage. 実施例７の補正した電圧情報を算出する制御シーケンスを示すフローチャート7 is a flowchart showing a control sequence for calculating corrected voltage information according to the seventh embodiment. 実施例８の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 8. 実施例８の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 8, and an alternating voltage. 実施例８の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 8, and an alternating voltage. 実施例９の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 9. 実施例９の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 9, and an alternating voltage. 実施例９の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 9, and an alternating voltage. 実施例１０の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 10. 実施例１０の出力パルス信号と交流電圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the output pulse signal of Example 10, and an alternating voltage. 実施例１１の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図Circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit of Example 11. 実施例１２の画像形成装置の構成を示す概略断面図A schematic cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus of Example 12.

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図１は、実施例１のパルス生成回路である交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。交流電圧検出回路は、後述する記録材に画像形成を行う画像形成装置に備えられ、装置の負荷に電力を供給する電源装置に設けられた回路である。商用交流電源１００は、交流電圧検出回路に交流電圧を出力する。フォトカプラ１０１（第一エッジ回路）は、１次側である商用交流電源１００と２次側を絶縁しつつ、１次側の信号を２次側に伝達する役割を担い、１次側には整流素子である発光ダイオード、２次側にはフォトトランジスタを有している。ダイオード１０２は、フォトカプラ１０１の発光ダイオード（第一スイッチ素子）と並列に接続され、商用交流電源１００が負の電圧の場合に導通し、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの両端電圧をフォトカプラ１０１の発光ダイオードの耐圧以下に抑制する。なお、商用交流電源１００からの電圧は、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となる方向に電流が流れるときの電圧を正の電圧といい、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となる方向に電流が流れるときの電圧を負の電圧という。抵抗１０３は電流制限抵抗である。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an AC voltage detection circuit which is a pulse generation circuit of the first embodiment. The AC voltage detection circuit is a circuit provided in an image forming apparatus that forms an image on a recording material, which will be described later, and is provided in a power supply device that supplies electric power to a load of the apparatus. The commercial AC power supply 100 outputs an AC voltage to the AC voltage detection circuit. The photocoupler 101 (first edge circuit) plays a role of transmitting a signal on the primary side to the secondary side while insulating the secondary side from the commercial AC power supply 100 which is the primary side. It has a light emitting diode which is a rectifying element and a phototransistor on the secondary side. The diode 102 is connected in parallel with the light emitting diode (first switch element) of the photocoupler 101, is conductive when the commercial AC power supply 100 has a negative voltage, and changes the voltage across the light emitting diode of the photocoupler 101 to that of the photocoupler 101. It is suppressed to the breakdown voltage of the light emitting diode or less. The voltage from the commercial AC power supply 100 is a positive voltage when a current flows in a direction in which the light emitting diode of the photocoupler 101 is in a conducting state, and the direction in which the light emitting diode of the photocoupler 101 is in a non-conducting state. The voltage when a current flows through is called a negative voltage. The resistor 103 is a current limiting resistor.

電圧検出回路１０６（第二エッジ回路）は、第二スイッチ素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとする）１０８と、電圧レベル検出部１０７とを有している。電圧レベル検出部１０７は、抵抗１０９とコンデンサ１１０を有し、抵抗１０９とコンデンサ１１０により遅延回路であるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）を構成している。ＦＥＴ１０８のゲート端子電圧がＦＥＴ１０８の閾値電圧を超えた場合にＦＥＴ１０８のドレイン端子−ソース端子間が導通し、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの順方向電流が流れる。フォトカプラ１０１の２次側のフォトトランジスタのコレクタ端子は、抵抗１０４を介して電源電圧Ｖｃｃ（本実施例では３．３Ｖとする）にプルアップされている。フォトカプラ１０１の２次側に伝達された信号は、ハイレベル（約３．３Ｖ）とローレベル（約０Ｖ）の２値の電圧レベルを有するパルス信号として、制御手段である中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１０５のポートに入力される。 The voltage detection circuit 106 (second edge circuit) includes a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 108 that is a second switch element, and a voltage level detection unit 107. The voltage level detection unit 107 has a resistor 109 and a capacitor 110, and the resistor 109 and the capacitor 110 form a low-pass filter (hereinafter, referred to as LPF) that is a delay circuit. When the gate terminal voltage of the FET 108 exceeds the threshold voltage of the FET 108, the drain terminal and the source terminal of the FET 108 are electrically connected, and the forward current of the light emitting diode of the photocoupler 101 flows. The collector terminal of the phototransistor on the secondary side of the photocoupler 101 is pulled up to the power supply voltage Vcc (3.3 V in this embodiment) via the resistor 104. The signal transmitted to the secondary side of the photocoupler 101 is a pulse signal having a binary voltage level of a high level (about 3.3 V) and a low level (about 0 V), which is a central processing unit (hereinafter referred to as a control unit). , CPU) 105 port.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図２（ａ）は、図１に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ１０８のゲート端子の電圧波形（破線）、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。図２（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は１００Ｖｒｍｓであり、ＦＥＴ１０８のゲート端子の電圧、出力パルスの電圧は数Ｖレンジの電圧である。全ての波形を同一グラフ内に表すために、便宜上、細い実線で示す商用交流電源１００の電圧値は、１／２０で表示している。また、図１（ａ）の下部には、電圧波形に対応させて、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの状態（上側）とＦＥＴ１０８の動作状態（下側）を示している。フォトカプラ１０１の発光ダイオードの状態は、商用交流電源１００から発光ダイオードに印加される電圧の方向（順方向電圧、逆方向電圧）を示している。「順方向電圧」は、商用交流電源１００から正の電圧が出力されている場合に対応し、発光ダイオードが導通状態であることを示している。一方、「逆方向電圧」は、商用交流電源１００から負の電圧が出力されている場合に対応し、発光ダイオードが非導通状態であることを示している。また、ＦＥＴ１０８の動作状態は、ＦＥＴ１０８の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。ＦＥＴ１０８は、ゲート端子電圧が閾値電圧を超えた場合には導通状態（ＯＮ）となり、閾値電圧以下の場合には非導通状態（ＯＦＦ）となる。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
2A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the gate terminal of the FET 108 (broken line), and the photocoupler 101 output to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line). The vertical axis of FIG. 2A represents voltage (V), and the horizontal axis represents time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is 100 Vrms, and the voltage of the gate terminal of the FET 108 and the voltage of the output pulse are in the range of several V. In order to represent all the waveforms in the same graph, for convenience, the voltage value of the commercial AC power supply 100 indicated by a thin solid line is shown as 1/20. In the lower part of FIG. 1A, the state of the light emitting diode of the photocoupler 101 (upper side) and the operating state of the FET 108 (lower side) are shown in correspondence with the voltage waveform. The state of the light emitting diode of the photocoupler 101 indicates the direction of voltage applied to the light emitting diode from the commercial AC power supply 100 (forward voltage, reverse voltage). “Forward voltage” corresponds to the case where a positive voltage is output from the commercial AC power supply 100, and indicates that the light emitting diode is in a conductive state. On the other hand, “reverse voltage” corresponds to the case where a negative voltage is output from the commercial AC power supply 100, and indicates that the light emitting diode is in a non-conducting state. Further, regarding the operating state of the FET 108, the conductive state of the FET 108 is represented as ON and the non-conductive state is represented as OFF. The FET 108 is in a conductive state (ON) when the gate terminal voltage exceeds the threshold voltage, and is in a non-conductive state (OFF) when the gate terminal voltage is equal to or lower than the threshold voltage.

フォトカプラ１０１の発光ダイオードは商用交流電源１００の電圧が、所定の電圧以上（概ねフォトカプラ１０１の発光ダイオードの順方向電圧である１．０Ｖ程度以上）である場合に導通する。したがって、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通・非導通の状態の切り替わりにより、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。しかしながら、本実施例では、フォトカプラ１０１の発光ダイオードはＦＥＴ１０８と直列に接続されているため、ＦＥＴ１０８が導通している場合だけ、ゼロクロスタイミングを検出することができる。具体的には、図２（ａ）に示すように、ＦＥＴ１０８が導通している状態での商用交流電源１００のゼロクロスタイミングで、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態から非導通状態に切り替わる。このタイミングで、出力パルス波形に示すハイレベルエッジ（出力パルスがローレベルからハイレベルに変化する変化点）が生成される。 The light emitting diode of the photocoupler 101 conducts when the voltage of the commercial AC power supply 100 is equal to or higher than a predetermined voltage (generally about 1.0 V or more which is the forward voltage of the light emitting diode of the photocoupler 101). Therefore, the zero cross timing of the commercial AC power supply 100 can be detected by switching the conductive/non-conductive state of the light emitting diode of the photocoupler 101. However, in this embodiment, since the light emitting diode of the photocoupler 101 is connected in series with the FET 108, the zero-cross timing can be detected only when the FET 108 is conducting. Specifically, as shown in FIG. 2A, the light emitting diode of the photocoupler 101 is switched from the conducting state to the non-conducting state at the zero cross timing of the commercial AC power supply 100 while the FET 108 is conducting. At this timing, a high-level edge (change point at which the output pulse changes from low level to high level) shown in the output pulse waveform is generated.

一方、商用交流電源１００の電圧は、電圧レベル検出部１０７の抵抗１０９とコンデンサ１１０によって形成されるローパスフィルタ回路（以下、ＬＰＦ回路という）に入力される。ＬＰＦ回路は、商用交流電源の周波数である５０Ｈｚ〜６０Ｈｚにおいて、電圧の位相が数十〜９０度（ｄｅｇ）程度遅れるように、カットオフ周波数が設定されている。ＬＰＦ回路の働きにより、ＦＥＴ１０８の制御端子であるゲート端子の電圧波形は、図２（ａ）の破線で示すような電圧波形となる。ＦＥＴ１０８は、例えばゲート端子の閾値電圧が３Ｖとすると、ゲート端子電圧が閾値電圧３Ｖを上回った時点で、ＦＥＴ１０８は導通状態となる。ＬＰＦによる位相遅れの影響により、ＦＥＴ１０８の導通及び非導通状態となるタイミングは、商用交流電源１００の電圧がそのまま印加されるフォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通・非導通状態となるタイミングよりも遅れる。図１に示すように、フォトカプラ１０１の発光ダイオードとＦＥＴ１０８とは、商用交流電源１００に対して直列に接続されているため、フォトカプラ１０１とＦＥＴ１０８が共に導通状態の場合のみ、２次側に情報伝達を行うことができる。そのため、２次側への情報伝達の開始タイミングである、出力パルスの立ち下がりエッジ（ハイレベルからローレベルに変化する変化点）は、ＦＥＴ１０８の非導通状態から導通状態に変化するタイミングで生成される。一方、２次側への情報伝達終了タイミングである、出力パルスの立ち上がりエッジ（ローレベルからハイレベルに変化する変化点）は、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態から非導通に変化するタイミングで生成される。 On the other hand, the voltage of the commercial AC power supply 100 is input to a low-pass filter circuit (hereinafter referred to as an LPF circuit) formed by the resistor 109 and the capacitor 110 of the voltage level detection unit 107. The cutoff frequency of the LPF circuit is set so that the voltage phase is delayed by several tens to 90 degrees (deg) at 50 Hz to 60 Hz which is the frequency of the commercial AC power supply. Due to the action of the LPF circuit, the voltage waveform of the gate terminal which is the control terminal of the FET 108 becomes a voltage waveform as shown by the broken line in FIG. When the threshold voltage of the gate terminal of the FET 108 is 3V, for example, the FET 108 becomes conductive when the gate terminal voltage exceeds the threshold voltage 3V. Due to the influence of the phase delay due to the LPF, the timing of turning on and off the FET 108 is later than the timing of turning on and off the light emitting diode of the photocoupler 101 to which the voltage of the commercial AC power supply 100 is applied as it is. As shown in FIG. 1, since the light emitting diode of the photocoupler 101 and the FET 108 are connected in series to the commercial AC power supply 100, the photocoupler 101 and the FET 108 are connected to the secondary side only when both are in a conductive state. Information can be transmitted. Therefore, the falling edge of the output pulse (change point at which the high level changes to the low level), which is the start timing of information transmission to the secondary side, is generated at the timing at which the FET 108 changes from the non-conductive state to the conductive state. It On the other hand, the rising edge of the output pulse (change point at which the level changes from low level to high level), which is the timing of ending information transmission to the secondary side, is the timing at which the light emitting diode of the photocoupler 101 changes from the conductive state to the non-conductive state. Is generated.

図２（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ１０８のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。商用交流電源１００の電圧波形については、図中上側の波形から順に、１４０Ｖｒｍｓ、１２０Ｖｒｍｓ、１００Ｖｒｍｓ、８０Ｖｒｍｓのときの電圧波形を示している。ＦＥＴ１０８のゲート端子電圧についても、同様に、図中上側の波形から順に、商用交流電源１００の電圧が１４０Ｖｒｍｓ、１２０Ｖｒｍｓ、１００Ｖｒｍｓ、８０ＶｒｍｓのときのＦＥＴ１０８のゲート端子電圧の電圧波形を示している。また、出力パルス波形についても、立ち下がりエッジが、商用交流電源１００の電圧が１４０Ｖｒｍｓ、１２０Ｖｒｍｓ、１００Ｖｒｍｓ、８０ＶｒｍｓのときのＦＥＴ１０８のゲート端子電圧に応じて変化する様子を示している。 FIG. 2B shows how the gate terminal voltage (broken line) of the FET 108 and the output pulse waveform (thick solid line) change when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed. Regarding the voltage waveform of the commercial AC power supply 100, the voltage waveforms at 140 Vrms, 120 Vrms, 100 Vrms, and 80 Vrms are shown in order from the upper waveform in the figure. Similarly, regarding the gate terminal voltage of the FET 108, the voltage waveform of the gate terminal voltage of the FET 108 when the voltage of the commercial AC power supply 100 is 140 Vrms, 120 Vrms, 100 Vrms, and 80 Vrms is shown in order from the upper side of the figure. The output pulse waveform also shows that the falling edge changes according to the gate terminal voltage of the FET 108 when the voltage of the commercial AC power supply 100 is 140 Vrms, 120 Vrms, 100 Vrms, and 80 Vrms.

図２（ｂ）において、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態になることで生成される出力パルスの立ち上がりエッジは、商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。これは、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの順方向電圧が商用交流電源１００の電圧に対して十分小さいために、商用交流電源１００の電圧変化による傾き（ｄｖ／ｄｔ）の違いの影響を殆ど受けないからである。一方、ＦＥＴ１０８の非導通状態から導通状態への変化により生成される出力パルスの立ち下がりエッジは、商用交流電源１００の電圧変化に応じて大きく変化する。これは、ＦＥＴ１０８のゲート端子の閾値電圧３Ｖと、ＦＥＴ１０８のゲート端子電圧（ピーク電圧が４Ｖ〜５Ｖ程度）が近い電圧である。そのため商用交流電源１００の電圧変化によるＦＥＴ１０８のゲート端子電圧の傾き（ｄｖ／ｄｔ）の違いの影響を受けるからである。具体的には、ＦＥＴ１０８のゲート端子電圧が閾値電圧３Ｖを超える時間が、商用交流電源１００の電圧によって大きく異なる。そのため、出力パルスの立ち下がりエッジ生成タイミングが商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。なお、ＦＥＴ１０８が導通状態から非導通状態となるタイミングも、非導通状態から導通状態になる場合と同様に商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。ところが、ＦＥＴ１０８が非導通状態となるタイミングには、常にフォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となるようにＬＰＦ回路を設計することで、出力パルスはＦＥＴ１０８が非導通状態となるタイミングには依存しない波形となる。 In FIG. 2B, the rising edge of the output pulse generated when the light emitting diode of the photocoupler 101 is in the non-conducting state remains substantially unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. This is because the forward voltage of the light emitting diode of the photocoupler 101 is sufficiently smaller than the voltage of the commercial AC power supply 100, and thus is hardly affected by the difference in slope (dv/dt) due to the voltage change of the commercial AC power supply 100. Because. On the other hand, the falling edge of the output pulse generated by the change of the FET 108 from the non-conducting state to the conducting state greatly changes according to the voltage change of the commercial AC power supply 100. This is a voltage in which the threshold voltage 3V of the gate terminal of the FET 108 is close to the gate terminal voltage of the FET 108 (peak voltage is about 4V to 5V). Therefore, it is affected by the difference in the slope (dv/dt) of the gate terminal voltage of the FET 108 due to the voltage change of the commercial AC power supply 100. Specifically, the time for which the gate terminal voltage of the FET 108 exceeds the threshold voltage 3V greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, the falling edge generation timing of the output pulse largely changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. The timing at which the FET 108 changes from the conducting state to the non-conducting state also largely changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100, as in the case of changing from the non-conducting state to the conducting state. However, by designing the LPF circuit so that the light emitting diode of the photocoupler 101 is always in the non-conducting state at the timing when the FET 108 is in the non-conducting state, the output pulse depends on the timing when the FET 108 is in the non-conducting state. The waveform will not be displayed.

［出力パルスのパルス幅と商用交流電源の電圧との関係］
図３は、出力パルスのパルス幅（出力パルスの立ち下りエッジから立ち上がりエッジまでの時間）と商用交流電源１００の電圧との特性関係を示す図である。図３の横軸は商用交流電源１００の電圧（単位Ｖｒｍｓ）を示し、縦軸は出力パルスのパルス幅（単位ｍｓ）を示す。図３のグラフは、四角形でプロットされた回路部品のばらつきがない場合（ｔｙｐ）、丸形でプロットされた回路部品の最小のばらつきを想定した場合（ｍｉｎ）と三角形でプロットされた回路部品の最大のばらつきを想定した場合（ｍａｘ）を示している。回路部品のばらつきは、抵抗１０９が±１％、コンデンサ１１０が±１０％、ＦＥＴのゲート端子の閾値電圧ばらつきが±３％を想定している。本実施例の場合、コンデンサのばらつきの影響が最も大きいため、商用交流電源１００の電圧を高精度に検出したい場合には、抵抗１０９を可変抵抗にする等の対策を行い、回路部品のばらつきを吸収することが望ましい。 [Relationship between pulse width of output pulse and voltage of commercial AC power supply]
FIG. 3 is a diagram showing a characteristic relationship between the pulse width of the output pulse (the time from the falling edge to the rising edge of the output pulse) and the voltage of the commercial AC power supply 100. The horizontal axis of FIG. 3 represents the voltage of the commercial AC power supply 100 (unit Vrms), and the vertical axis represents the pulse width of the output pulse (unit ms). The graph of FIG. 3 shows that when there is no variation in the circuit components plotted in a quadrangle (typ), when the minimum variation in the circuit components plotted in a circle is assumed (min), and when the circuit components plotted in a triangle are calculated. The case where the maximum variation is assumed (max) is shown. The variation of circuit components is assumed to be ±1% for the resistor 109, ±10% for the capacitor 110, and ±3% for the threshold voltage variation of the gate terminal of the FET. In the case of the present embodiment, the influence of the capacitor variation is the greatest. Therefore, in order to detect the voltage of the commercial AC power supply 100 with high accuracy, measures such as changing the resistor 109 to a variable resistor are taken to reduce the variation of the circuit components. It is desirable to absorb.

ＣＰＵ１０５は、入力される２値のパルス信号である出力パルスの立ち上がりエッジを検出することで、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。また、ＣＰＵ１０５は、出力パルスの立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまで時間、又は立ち下りエッジから次の立ち下がりエッジまでの時間を計測することで、商用交流電源１００の電源周波数を検出することができる。更に、ＣＰＵ１０５は、パルス幅（出力パルスの立ち下りエッジから立ち上がりエッジまでの時間）を計測し、予めＣＰＵ１０５のメモリに記憶されたパルス幅−電圧変換テーブルと照合することによって、商用交流電源１００の交流電圧を検出することができる。以下に示す表１は、商用交流電源１００の電源周波数が５０Ｈｚの場合の出力パルスのパルス幅と商用交流電源１００の交流電圧とを対応付けたパルス幅−電圧変換テーブルの一例である。表１は、出力パルスのパルス幅を示すパルス時間ｔ（単位：ｍｓ）と商用交流電源の電圧（単位：Ｖｒｍｓ）の項目から構成されている。例えば、パルス時間ｔが３．１９ｍｓ以上で、３．３１ｍｓ未満のときの商用交流電源１００の交流電圧は１００Ｖｒｍｓである。 The CPU 105 can detect the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 by detecting the rising edge of the output pulse that is a binary pulse signal that is input. Further, the CPU 105 can detect the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 by measuring the time from the rising edge of the output pulse to the next rising edge or the time from the falling edge to the next falling edge. .. Further, the CPU 105 measures the pulse width (the time from the falling edge to the rising edge of the output pulse) and collates it with the pulse width-voltage conversion table stored in the memory of the CPU 105 in advance, so that the commercial AC power supply 100 AC voltage can be detected. Table 1 shown below is an example of a pulse width-voltage conversion table in which the pulse width of the output pulse when the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 is 50 Hz and the AC voltage of the commercial AC power supply 100 are associated with each other. Table 1 includes items of pulse time t (unit: ms) indicating the pulse width of the output pulse and voltage of the commercial AC power supply (unit: Vrms). For example, the AC voltage of the commercial AC power supply 100 when the pulse time t is 3.19 ms or more and less than 3.31 ms is 100 Vrms.

表１は、商用交流電源１００の電源周波数が５０Ｈｚの場合のテーブルである。例えば、ＣＰＵ１０５は、周波数毎のパルス幅−電圧変換テーブルを有してもよいし、正規化したパルス幅−電圧変換テーブルを１つ有しておき、電源周波数に応じて計算を行い、商用交流電源１００の電圧を算出するようにしてもよい。また、回路部品のばらつきによるパルス幅のずれを吸収するため（電圧検出精度向上のため）に、安定化電源を用いて、周波数が既知の交流電圧を印加したときのパルス幅を測定しておく。ＣＰＵ１０５は、測定されたパルス幅と、印加した電圧とパルス幅−電圧変換テーブルから取得されるパルス幅との誤差（α）をメモリ等に記憶しておく。そして、ＣＰＵ１０５は、商用交流電源１００の電圧検出時に、メモリ等に記憶したパルス幅の誤差αを用いて、検出した交流電圧値を補正してもよい。また、表１は、商用交流電源１００の交流電圧が５Ｖ刻みのテーブルであるが、もっと高分解能で商用交流電源１００の電圧を検出したい場合には分解能のテーブルを用いたり、近似式を用いたりして、商用交流電源１００の電圧を算出することが望ましい。 Table 1 is a table when the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 is 50 Hz. For example, the CPU 105 may have a pulse width-voltage conversion table for each frequency, or may have one normalized pulse width-voltage conversion table, perform calculations according to the power supply frequency, and commercial AC You may make it calculate the voltage of the power supply 100. In addition, in order to absorb the deviation of the pulse width due to the variation of circuit parts (to improve the voltage detection accuracy), measure the pulse width when an AC voltage of known frequency is applied using a stabilized power supply. .. The CPU 105 stores the measured pulse width and the error (α) between the applied voltage and the pulse width acquired from the pulse width-voltage conversion table in a memory or the like. Then, when detecting the voltage of the commercial AC power supply 100, the CPU 105 may correct the detected AC voltage value using the pulse width error α stored in a memory or the like. Further, Table 1 is a table in which the AC voltage of the commercial AC power supply 100 is in steps of 5 V. However, if it is desired to detect the voltage of the commercial AC power supply 100 with higher resolution, a resolution table or an approximate expression may be used. Then, it is desirable to calculate the voltage of the commercial AC power supply 100.

このように、本実施例の回路構成を用いることにより、ＣＰＵ１０５に入力される出力パルス信号の立ち上がりエッジで、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。更に、ＣＰＵ１０５に入力される出力パルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の時間（パルス幅）により、商用交流電源１００の電圧を検出することができる。 As described above, by using the circuit configuration of this embodiment, the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 can be detected at the rising edge of the output pulse signal input to the CPU 105. Furthermore, the voltage of the commercial AC power supply 100 can be detected from the time (pulse width) between the rising edge and the falling edge of the output pulse signal input to the CPU 105.

本実施例では、商用交流電源１００の電圧波形は正弦波を想定しており、上述したＣＰＵ１０５のメモリに記憶する変換テーブルも正弦波を想定したものである。したがって、正弦波以外の電圧波形が商用交流電源１００から出力された場合には、正しく交流電圧を検出することはできない。しかしながら、例えば矩形波のように電圧の傾き（ｄｖ／ｄｔ）が正弦波に比べて非常に大きい場合には、パルス幅は正弦波の場合に比べて非常に大きくなり、正弦波でないことを検出することができる。そして、商用交流電源１００からの入力電圧の波形が正弦波でないことが検出できれば、例えば画像形成装置の場合であれば、定着器への電力供給を停止する等の措置を行い、定着器が故障することを防止することができる。また、本実施例の交流電圧の波形は、正弦波に制限されるものではなく、電圧に応じて傾き（ｄｖ／ｄｔ）が変化する交流電圧であれば、正弦波と同様の信号を出力することが可能である。 In the present embodiment, the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 is assumed to be a sine wave, and the conversion table stored in the memory of the CPU 105 described above is also assumed to be a sine wave. Therefore, when a voltage waveform other than a sine wave is output from the commercial AC power supply 100, the AC voltage cannot be detected correctly. However, when the voltage gradient (dv/dt) is much larger than that of a sine wave as in the case of a rectangular wave, the pulse width is much larger than that of a sine wave, and it is detected that the pulse width is not a sine wave. can do. Then, if it can be detected that the waveform of the input voltage from the commercial AC power supply 100 is not a sine wave, for example, in the case of an image forming apparatus, measures such as stopping the power supply to the fixing device are taken and the fixing device fails. Can be prevented. Further, the waveform of the AC voltage of the present embodiment is not limited to the sine wave, and if the AC voltage has a slope (dv/dt) that changes according to the voltage, a signal similar to the sine wave is output. It is possible.

本実施例の電圧検出回路１０６では、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）回路の構成部品として、抵抗１０９とコンデンサ１１０を用い、スイッチ素子としてＦＥＴ１０８を用いた。スイッチ素子として同様の機能を有する回路部品であれば、例えばトランジスタやリレー等の他の部品を用いてもよい。また、本実施例は、フォトカプラ１０１を用いて１次側と２次側を絶縁する回路構成であるが、本実施例は１次側と２次側が絶縁されていることを前提とするものではない。 In the voltage detection circuit 106 of the present embodiment, the resistor 109 and the capacitor 110 are used as the components of the LPF (low pass filter) circuit, and the FET 108 is used as the switch element. As long as it is a circuit component having the same function as the switch element, other components such as a transistor and a relay may be used. Further, the present embodiment has a circuit configuration in which the photocoupler 101 is used to insulate the primary side and the secondary side, but the present example is premised on that the primary side and the secondary side are insulated. is not.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例２では、実施例１と比べて、商用交流電源の交流電圧を高精度に検出できる回路構成について説明する。 The second embodiment will describe a circuit configuration capable of detecting the AC voltage of the commercial AC power supply with higher accuracy than in the first embodiment.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図４は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。実施例１の図１と同一構成の回路には同じ符号を付すことにより、ここでの説明は省略する。電圧検出回路２００（第二エッジ回路）は、電圧レベル検出部２０１、オフタイミング調整部２０２、直流電圧生成部２０３で構成され、それぞれ商用交流電源１００から交流電圧が入力される。電圧レベル検出部２０１は抵抗２０４、２０５を有し、入力された商用交流電源１００の交流電圧は抵抗２０４と抵抗２０５により分圧される。また、オフタイミング調整部２０２（遅延回路）は抵抗２０６、コンデンサ２０７を有し、入力された商用交流電源１００の電圧は、抵抗２０６とコンデンサ２０７で構成されるＬＰＦ（ローパスフィルタ）回路を通過する。ダイオード２０８は、電圧レベル検出部２０１とオフタイミング調整部２０２を分離する目的で配置されている。電圧レベル検出部２０１からの出力電流と、オフタイミング調整部２０２からの出力電流は共に抵抗２０９に流れ込み、抵抗２０９により電圧（情報）に変換される。直流電圧生成部（第一分圧回路）２０３は、抵抗２１０、２１１、ダイオード２１２、コンデンサ２１３を有する。直流電圧生成部２０３は、商用交流電源１００の交流電圧を第二分圧回路である抵抗２１０と抵抗２１１で分圧した後、ダイオード２１２とコンデンサ２１３で構成された整流平滑回路により、整流・平滑化して直流電圧を生成する。直流電圧生成部２０３で生成された直流電圧は、抵抗２１４と抵抗２１５によって分圧され、更にコンデンサ２１６を介して抵抗２０９の両端に生じた電圧が重畳されて、ＦＥＴ２１７（第二スイッチ素子）のゲート端子に印加される。直流電圧生成部２０３の電圧をそのままＦＥＴ２１７のゲート端子に印加せずに、抵抗２１４と抵抗２１５で分圧するのは、直流電圧生成部２０３のダイオードやコンデンサの影響を小さくして電圧検出精度を向上させるためである。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 4 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit having the same configuration as that of FIG. 1 of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted here. The voltage detection circuit 200 (second edge circuit) includes a voltage level detection unit 201, an off-timing adjustment unit 202, and a DC voltage generation unit 203, to which an AC voltage is input from the commercial AC power supply 100. The voltage level detection unit 201 has resistors 204 and 205, and the input AC voltage of the commercial AC power supply 100 is divided by the resistors 204 and 205. The off-timing adjuster 202 (delay circuit) has a resistor 206 and a capacitor 207, and the input voltage of the commercial AC power supply 100 passes through an LPF (low-pass filter) circuit configured by the resistor 206 and the capacitor 207. .. The diode 208 is arranged for the purpose of separating the voltage level detection unit 201 and the off-timing adjustment unit 202. The output current from the voltage level detecting unit 201 and the output current from the off-timing adjusting unit 202 both flow into the resistor 209 and are converted into a voltage (information) by the resistor 209. The DC voltage generation unit (first voltage dividing circuit) 203 includes resistors 210 and 211, a diode 212, and a capacitor 213. The DC voltage generation unit 203 divides the AC voltage of the commercial AC power supply 100 by the resistor 210 and the resistor 211, which are the second voltage divider circuit, and then rectifies and smoothes it by the rectifying/smoothing circuit including the diode 212 and the capacitor 213. To generate a DC voltage. The DC voltage generated by the DC voltage generator 203 is divided by the resistor 214 and the resistor 215, and the voltage generated across the resistor 209 is superimposed via the capacitor 216, and the voltage of the FET 217 (second switch element) is superimposed. Applied to the gate terminal. The voltage of the DC voltage generating unit 203 is not applied to the gate terminal of the FET 217 as it is, but is divided by the resistors 214 and 215 to reduce the influence of the diode and the capacitor of the DC voltage generating unit 203 and improve the voltage detection accuracy. This is to make it happen.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図５（ａ）は、図４に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ２１７のゲート端子の電圧波形（破線）、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。図５（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。図５（ａ）に示すＦＥＴ２１７のゲート端子電圧の波形は、電圧レベル検出部２０１で分圧された商用交流電源１００の電圧とオフタイミング調整部２０２の出力電圧とが抵抗２０９（加算回路）により加算され、途中から持ち上げられた電圧波形となっている。オフタイミング調整部２０２の出力電圧が電圧レベル検出部２０１の出力電圧に加算されることで、ＦＥＴ２１７が導通状態から非導通状態になるタイミングを、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となるタイミングよりも遅くしている。これにより、２次側の出力パルスの立ち上がりエッジは、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通状態から非導通状態への変化により生成され、立ち下りエッジはＦＥＴ２１７の非導通状態から導通状態への変化により生成される。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
FIG. 5A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the gate terminal of the FET 217 (broken line), and a photocoupler 101 output to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line). The vertical axis of FIG. 5A represents voltage (V), and the horizontal axis represents time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. In the waveform of the gate terminal voltage of the FET 217 shown in FIG. 5A, the voltage of the commercial AC power supply 100 divided by the voltage level detecting unit 201 and the output voltage of the off-timing adjusting unit 202 are generated by the resistor 209 (adding circuit). The voltage waveform is added and lifted from the middle. By adding the output voltage of the off-timing adjusting unit 202 to the output voltage of the voltage level detecting unit 201, the timing when the FET 217 changes from the conductive state to the non-conductive state and the timing when the light emitting diode of the photocoupler 101 changes to the non-conductive state Is slower than. As a result, the rising edge of the output pulse on the secondary side is generated by the change of the light emitting diode of the photocoupler 101 from the conductive state to the non-conductive state, and the falling edge is generated by the change of the FET 217 from the non-conductive state to the conductive state. Is generated.

図５（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ２１７のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。図５（ｂ）において、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通になることで生成される出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングは、商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。一方、ＦＥＴ２１７のゲート端子電圧がＦＥＴ２１７の閾値電圧を超える時間は、商用交流電源１００の電圧によって大きく異なるため、出力パルスの立ち下がりエッジのタイミングは商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。その結果、出力パルスの立ち下がりエッジから立ち上がりエッジの時間間隔が商用交流電源１００の電圧によって変化することになる。 FIG. 5B shows changes in the gate terminal voltage (broken line) of the FET 217 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here. In FIG. 5B, the timing of the rising edge of the output pulse generated when the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes non-conductive does not substantially change even if the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. On the other hand, the time when the gate terminal voltage of the FET 217 exceeds the threshold voltage of the FET 217 greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100, so the timing of the falling edge of the output pulse greatly changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. As a result, the time interval from the falling edge to the rising edge of the output pulse changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100.

［出力パルスのパルス幅と商用交流電源の電圧との関係］
図６は、出力パルスのパルス幅（出力パルスの立ち下りエッジから立ち上がりエッジまでの時間）と商用交流電源１００の電圧との特性関係を示す図である。図６の横軸は商用交流電源１００の電圧（単位Ｖｒｍｓ）を示し、縦軸は出力パルスのパルス幅（単位ｍｓ）を示す。図６のグラフは、四角形でプロットされた回路部品のばらつきがない場合（ｔｙｐ）、丸形でプロットされた回路部品の最小のばらつきを想定した場合（ｍｉｎ）と三角形でプロットされた回路部品の最大のばらつきを想定した場合（ｍａｘ）を示している。本実施例では、ＦＥＴ２１７のゲート端子に印加される電圧は、ほぼ抵抗のみに依存するように設計されている。そのため、回路部品による電圧検出ばらつきが実施例１に比べて大幅に抑えられていることがわかる。更に、商用交流電源１００の電圧の違いを、電圧の傾き（ｄｖ／ｄｔ）と直流電圧生成部２０３で生成される直流電圧という２つの情報として扱い、ＦＥＴ２１７のゲート端子に印加している。そのため、商用交流電源１００の電圧変化に対するパルス幅の変化量が、実施例１に比べて大きくなっている。 [Relationship between pulse width of output pulse and voltage of commercial AC power supply]
FIG. 6 is a diagram showing a characteristic relationship between the pulse width of the output pulse (the time from the falling edge to the rising edge of the output pulse) and the voltage of the commercial AC power supply 100. The horizontal axis of FIG. 6 represents the voltage of the commercial AC power supply 100 (unit Vrms), and the vertical axis represents the pulse width of the output pulse (unit ms). The graph of FIG. 6 shows that when there is no variation in the circuit components plotted in a square (typ), when the minimum variation in the circuit components plotted in a circle is assumed (min), and when the circuit components plotted in a triangle are calculated. The case where the maximum variation is assumed (max) is shown. In this embodiment, the voltage applied to the gate terminal of the FET 217 is designed so as to depend almost only on the resistance. Therefore, it can be seen that variations in voltage detection due to circuit components are significantly suppressed as compared with the first embodiment. Further, the difference in the voltage of the commercial AC power supply 100 is treated as two pieces of information, that is, the slope of the voltage (dv/dt) and the DC voltage generated by the DC voltage generator 203, and applied to the gate terminal of the FET 217. Therefore, the amount of change in the pulse width with respect to the voltage change of the commercial AC power supply 100 is larger than that in the first embodiment.

直流電圧生成部２０３は、商用交流電源１００の電圧変化に対する出力パルス幅の変化量を大きくすることにより、商用交流電源１００の電圧検出精度を向上させる役割を果たしているが、構成上必ずしも必要な回路ではない。したがって、直流電圧生成部２０３の要否は、交流電圧検出のダイナミックレンジがどの程度必要かによって判断することが望ましい。 The DC voltage generation unit 203 plays a role of improving the voltage detection accuracy of the commercial AC power supply 100 by increasing the amount of change in the output pulse width with respect to the voltage change of the commercial AC power supply 100, but a circuit that is necessarily required for the configuration. is not. Therefore, it is desirable to judge whether the DC voltage generator 203 is necessary or not depending on how much dynamic range of AC voltage detection is required.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例３では、実施例１、２に比べて、出力パルスの立ち上がりエッジがより急峻となり、ゼロクロスタイミングの検出精度を高めることができる回路構成について説明する。 The third embodiment will describe a circuit configuration in which the rising edge of the output pulse becomes steeper and the detection accuracy of the zero-cross timing can be improved as compared with the first and second embodiments.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図７は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。商用交流電源１００の電圧は、抵抗３００、ダイオード３０１、コンデンサ３０２から構成される半波整流平滑回路３０３に入力され、コンデンサ３０２の両端に直流電圧が生成される。コンデンサ３０２の両端に生成された直流電圧は、フォトカプラ１０１の電圧源として機能し、電流制限抵抗１０３とＦＥＴ３０４を介して、フォトカプラ１０１の発光ダイオード（整流素子）に発光電流が流れる。本実施例の回路構成では、フォトカプラ１０１の発光ダイオードには直流電圧が印加されている。そのため、フォトカプラ１０１の発光ダイオードは常に導通可能な状態にあり、ＦＥＴ３０４（第一スイッチ素子）の導通・非導通状態によりフォトカプラ１０１の発光ダイオードの発光が制御される。ＦＥＴ３０４の導通、非導通の過渡応答は、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの過渡応答に比べて一般的に速い。そのため、本実施例の回路の方が、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通・非導通状態の変化で立ち上がりエッジを形成している実施例１の回路に比べて、出力パルスの立ち上がりエッジが急峻になる。また、出力パルスの立ち上がりエッジが急峻であることにより、ＣＰＵ１０５の電圧検出閾値ばらつき等の影響を受けにくく、ゼロクロスタイミング検出の精度が高くなる。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 7 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The voltage of the commercial AC power supply 100 is input to a half-wave rectifying/smoothing circuit 303 including a resistor 300, a diode 301, and a capacitor 302, and a DC voltage is generated across the capacitor 302. The DC voltage generated across the capacitor 302 functions as a voltage source of the photocoupler 101, and a light emitting current flows through the light emitting diode (rectifying element) of the photocoupler 101 via the current limiting resistor 103 and the FET 304. In the circuit configuration of this embodiment, a DC voltage is applied to the light emitting diode of the photocoupler 101. Therefore, the light emitting diode of the photocoupler 101 is always in a conductive state, and the light emission of the light emitting diode of the photocoupler 101 is controlled by the conductive/non-conductive state of the FET 304 (first switch element). The transient response of conduction and non-conduction of the FET 304 is generally faster than the transient response of the light emitting diode of the photocoupler 101. Therefore, the rising edge of the output pulse is steeper in the circuit of the present embodiment than in the circuit of the first embodiment in which the rising edge is formed by the change in the conduction/non-conduction state of the light emitting diode of the photocoupler 101. Become. Further, since the rising edge of the output pulse is steep, it is unlikely to be affected by variations in the voltage detection threshold of the CPU 105 and the accuracy of zero-cross timing detection is improved.

半導体スイッチであるＦＥＴ３０４のゲート端子には、商用交流電源１００の電圧を抵抗３０５と抵抗３０６により分圧した電圧が印加される。ＦＥＴ３０４は、商用交流電源１００の交流電圧のゼロクロスタイミングを検出するために設けられており、ＦＥＴ３０４はゲート端子の閾値電圧が低いものを選定し、商用交流電源１００の電圧が数Ｖ程度でＦＥＴ３０４が動作することが望ましい。ツェナーダイオード３０７は、商用交流電源１００が負の電圧の場合に順方向で導通し、コンデンサ３０２の負の電圧をツェナーダイオード３０７の順方向電圧に抑える。更に、ツェナーダイオード３０７は、商用交流電源１００が正の電圧の場合で、仕様外の高電圧が商用交流電源１００から出力された際に、コンデンサ３０２の正の電圧を降伏電圧に抑える。電圧検出回路３０８は、コンデンサ３０９と抵抗３１０によって構成されるハイパスフィルタ回路（ＨＰＦ回路）３１１とＦＥＴ３１２により構成されている。 A voltage obtained by dividing the voltage of the commercial AC power supply 100 by the resistors 305 and 306 is applied to the gate terminal of the FET 304 which is a semiconductor switch. The FET 304 is provided to detect the zero-cross timing of the AC voltage of the commercial AC power supply 100. The FET 304 having a low gate terminal threshold voltage is selected. It is desirable to work. Zener diode 307 conducts in the forward direction when commercial AC power supply 100 has a negative voltage, and suppresses the negative voltage of capacitor 302 to the forward voltage of Zener diode 307. Further, the Zener diode 307 suppresses the positive voltage of the capacitor 302 to the breakdown voltage when the commercial AC power supply 100 has a positive voltage and a high voltage outside the specifications is output from the commercial AC power supply 100. The voltage detection circuit 308 includes a high-pass filter circuit (HPF circuit) 311 including a capacitor 309 and a resistor 310, and an FET 312.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図８（ａ）は、図７に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ３１２のゲート端子の電圧波形（破線）、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。図８（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３１２の動作状態は、ＦＥＴ３１２の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
FIG. 8A shows the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), the voltage waveform of the gate terminal of the FET 312 (broken line), and the photocoupler 101 output to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. 7. FIG. 5 is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line). The vertical axis of FIG. 8A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 312, the conductive state of the FET 312 is described as ON and the non-conductive state is described as OFF.

ＦＥＴ３０４は、商用交流電源１００の電圧が所定の電圧以上（概ね数Ｖ以上）の場合に導通状態となるように設定されている。したがって、ＦＥＴ３０４の導通・非導通の状態の切り替わりにより、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。しかし、本実施例では、ＦＥＴ３０４はＦＥＴ３１２と並列に接続されているため、ＦＥＴ３１２が導通状態の場合には、フォトカプラ１０１の発光ダイオードには電流が流れない。その結果、ＦＥＴ３１２が非導通のときのみ、フォトカプラ１０１の発光ダイオードに順方向電圧が印加され、ゼロクロスタイミングを検出することができる。具体的には、図８（ａ）に示すように、ＦＥＴ３１２が非導通の状態での商用交流電源１００のゼロクロスタイミングで、ＦＥＴ３０４が導通状態から非導通状態に切り替わる。これにより、出力パルスの立ち上がりエッジ（出力パルスがローレベルからハイレベルに変化する変化点）が生成される。 The FET 304 is set to be conductive when the voltage of the commercial AC power supply 100 is equal to or higher than a predetermined voltage (approximately several V or higher). Therefore, the zero cross timing of the commercial AC power supply 100 can be detected by switching the conductive/non-conductive state of the FET 304. However, in this embodiment, since the FET 304 is connected in parallel with the FET 312, no current flows in the light emitting diode of the photocoupler 101 when the FET 312 is in the conductive state. As a result, the forward voltage is applied to the light emitting diode of the photocoupler 101 only when the FET 312 is non-conductive, and the zero-cross timing can be detected. Specifically, as shown in FIG. 8A, the FET 304 switches from the conducting state to the non-conducting state at the zero cross timing of the commercial AC power supply 100 when the FET 312 is in the non-conducting state. As a result, the rising edge of the output pulse (the change point at which the output pulse changes from the low level to the high level) is generated.

一方、商用交流電源１００の交流電圧は、コンデンサ３０９と抵抗３１０から構成されるＨＰＦ回路（位相回路）３１１に入力される。ＨＰＦ回路３１１は、商用交流電源の電源周波数である５０Ｈｚ〜６０Ｈｚにおいて電圧の位相が数十〜９０ｄｅｇ程度進むように、カットオフ周波数が設定されている。商用交流電源１００の交流電圧波形は、ＨＰＦ回路３１１を通過することにより、図８（ａ）において破線で示すＦＥＴ３１２のゲート端子電圧波形となる。ＦＥＴ３１２は、例えばゲート端子の閾値電圧が３Ｖであり、商用交流電源１００の交流電圧がＨＰＦ回路３１１を通過して位相が進み、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧が３Ｖを上回った時点で、ＦＥＴ３１２のドレイン端子−ソース端子間が導通状態となる。ＨＰＦ回路３１１によって位相が進むことにより、ＦＥＴ３１２の導通状態及び非導通状態となるタイミングは、ＦＥＴ３０４が導通状態及び非導通状態となるタイミングよりも進む（早くなる）。上述したように、ＦＥＴ３０４とＦＥＴ３１２は、商用交流電源１００に対して並列に接続されている。そのため、ＦＥＴ３０４が導通状態にあり（このとき、フォトカプラ１０１の発光ダイオードは自動的に導通状態となる）、かつＦＥＴ３１２が非導通状態の場合のみ、フォトカプラ１０１は２次側に情報伝達を行うことができる。一方、ＦＥＴ３１２が導通状態の場合、又はＦＥＴ３０４が非導通状態の場合には、フォトカプラ１０１の発光ダイオードは非導通状態であり、２次側に情報伝達は行われない。そのため、ＦＥＴ３０４が導通状態にあり、かつ、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧が閾値以下に下がって、ＦＥＴ３１２が非導通状態となるタイミングで、出力パルスの立ち下りエッジが生成される。一方、ＦＥＴ３１２が非導通状態で、かつ、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が閾値電圧以下に下がって、ＦＥＴ３０４が非導通状態となるタイミングで、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。 On the other hand, the AC voltage of the commercial AC power supply 100 is input to an HPF circuit (phase circuit) 311 including a capacitor 309 and a resistor 310. The cut-off frequency of the HPF circuit 311 is set so that the voltage phase advances by several tens to 90 deg at 50 Hz to 60 Hz, which is the power supply frequency of the commercial AC power supply. By passing through the HPF circuit 311, the AC voltage waveform of the commercial AC power supply 100 becomes the gate terminal voltage waveform of the FET 312 shown by the broken line in FIG. 8A. In the FET 312, for example, the threshold voltage of the gate terminal is 3V, the AC voltage of the commercial AC power supply 100 passes through the HPF circuit 311 and the phase advances, and when the gate terminal voltage of the FET 312 exceeds 3V, the drain terminal of the FET 312. -The source terminals are conductive. Since the phase is advanced by the HPF circuit 311, the timing of turning on and off the FET 312 is advanced (earlier) than the timing of turning on and off the FET 304. As described above, the FET 304 and the FET 312 are connected in parallel with the commercial AC power supply 100. Therefore, the photocoupler 101 transmits information to the secondary side only when the FET 304 is in the conductive state (at this time, the light emitting diode of the photocoupler 101 automatically becomes the conductive state) and the FET 312 is in the nonconductive state. be able to. On the other hand, when the FET 312 is in the conducting state or when the FET 304 is in the non-conducting state, the light emitting diode of the photocoupler 101 is in the non-conducting state, and information is not transmitted to the secondary side. Therefore, the falling edge of the output pulse is generated at the timing when the FET 304 is in the conductive state, the gate terminal voltage of the FET 312 drops below the threshold value, and the FET 312 is in the non-conductive state. On the other hand, the rising edge of the output pulse is generated at the timing when the FET 312 is in the non-conducting state, the gate terminal voltage of the FET 304 drops below the threshold voltage, and the FET 304 is in the non-conducting state.

図８（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 8B shows how the gate terminal voltage (dashed line) of the FET 312 and the output pulse waveform (thick solid line) change when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

ＦＥＴ３０４が導通状態から非導通状態に変化することで生成される出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングは、商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。一方、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧が閾値電圧よりも下がる時間（タイミング）は商用交流電源１００の電圧によって大きく異なる。そのため、ＦＥＴ３１２が導通状態から非導通状態となることで生成される出力パルスの立ち下がりエッジのタイミングは、商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。ＦＥＴ３１２が非導通状態から導通状態に変化するタイミングも、商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。そのため、ＦＥＴ３１２が導通するときには、常にＦＥＴ３０４が非導通状態となるようにＨＰＦ回路３１１を設計することで、出力パルスは、ＦＥＴ３１２が導通するタイミングには依存しない波形となる。 The timing of the rising edge of the output pulse generated when the FET 304 changes from the conducting state to the non-conducting state remains substantially unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. On the other hand, the time (timing) for the gate terminal voltage of the FET 312 to fall below the threshold voltage greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, the timing of the falling edge of the output pulse generated when the FET 312 changes from the conducting state to the non-conducting state greatly changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. The timing at which the FET 312 changes from the non-conducting state to the conducting state also largely changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, by designing the HPF circuit 311 so that the FET 304 is always in the non-conducting state when the FET 312 is conducting, the output pulse has a waveform that does not depend on the timing when the FET 312 is conducting.

本実施例では、実施例１と同様に電圧検出回路３０８にコンデンサ３０９を使用しているため、コンデンサの素子ばらつきの影響を受けやすい。そのため、商用交流電源１００の電圧を高精度に検出したい場合には、抵抗３１０を可変抵抗にする等の対策を行い、回路部品のばらつきを吸収することが望ましい。 In this embodiment, since the capacitor 309 is used in the voltage detection circuit 308 as in the case of the first embodiment, it is easily affected by the element variation of the capacitor. Therefore, in order to detect the voltage of the commercial AC power supply 100 with high accuracy, it is desirable to take measures such as changing the resistance 310 to a variable resistance to absorb the variation in the circuit components.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例４では、実施例３に比べて、商用交流電源の電圧を高精度に検出することができる回路構成について説明する。 In the fourth embodiment, a circuit configuration capable of detecting the voltage of the commercial AC power supply with higher accuracy than in the third embodiment will be described.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図９は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の交流電圧検出回路は、実施例３で用いたゼロクロスタイミングを検出する回路と同じ回路構成のゼロクロス検出回路４００に、実施例２で用いた電圧検出回路２００と類似した回路構成を有する電圧検出回路４０１を接続した回路構成を有している。本実施例では、ゼロクロス検出回路４００内の半波整流平滑回路３０３において直流電圧が生成される。そのため、本実施例では、半波整流平滑回路３０３により生成された直流電圧を電圧検出回路４０１でも使用し、実施例２で用いた直流電圧生成部２０３は使用しないこととする。図９において、半波整流平滑回路３０３で生成された直流電圧は、抵抗４０２を介してＦＥＴ４０３のゲート端子に印加される。半波整流平滑回路３０３で生成された直流電圧は、ＦＥＴ４０３のゲート端子の閾値よりも高い電圧が設定されるため、ＦＥＴ４０３は常に導通状態になる。また、ＦＥＴ４０３のゲート端子には、電流制限抵抗４０４を介して、ＦＥＴ２１７（第三スイッチ素子）のドレイン端子が接続されている。そのため、ＦＥＴ２１７が導通状態となると、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧が閾値電圧以下になり、ＦＥＴ４０３は非導通状態となる。一方、ＦＥＴ２１７が非導通状態となると、ＦＥＴ４０３は導通状態となる。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 9 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The AC voltage detection circuit of this embodiment has a circuit configuration similar to that of the voltage detection circuit 200 used in the second embodiment, except that the zero-cross detection circuit 400 has the same circuit configuration as the circuit for detecting the zero-cross timing used in the third embodiment. It has a circuit configuration in which the voltage detection circuit 401 is connected. In this embodiment, a DC voltage is generated in the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 in the zero-cross detection circuit 400. Therefore, in the present embodiment, the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 is also used in the voltage detection circuit 401, and the DC voltage generator 203 used in the second embodiment is not used. In FIG. 9, the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 is applied to the gate terminal of the FET 403 via the resistor 402. Since the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 is set to a voltage higher than the threshold value of the gate terminal of the FET 403, the FET 403 is always in the conductive state. The drain terminal of the FET 217 (third switch element) is connected to the gate terminal of the FET 403 via the current limiting resistor 404. Therefore, when the FET 217 becomes conductive, the gate terminal voltage of the FET 403 becomes lower than the threshold voltage and the FET 403 becomes non-conductive. On the other hand, when the FET 217 is turned off, the FET 403 is turned on.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図１０（ａ）は、図９に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ２１７のゲート端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ４０３のゲート端子の電圧波形（一点鎖線）を示した図である。図１０（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
FIG. 10A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the gate terminal of the FET 217 (dashed line), and a voltage waveform of the gate terminal of the FET 403 (dashed line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. ). In FIG. 10A, the vertical axis represents voltage (V) and the horizontal axis represents time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale.

ＦＥＴ３０４とＦＥＴ４０３は、商用交流電源１００に対して並列に接続されている。そのため、ＦＥＴ３０４が導通状態にあり（このときフォトカプラ１０１の発光ダイオードは自動的に導通状態となる）かつ、ＦＥＴ４０３が非導通状態、すなわちＦＥＴ２１７が導通状態の場合のみ、フォトカプラ１０１は２次側に情報伝達を行うことができる。一方、ＦＥＴ４０３が導通状態、すなわちＦＥＴ２１７が非導通の状態の場合、又はＦＥＴ３０４が非導通状態の場合には、フォトカプラ１０１の発光ダイオードは非導通状態となり、２次側に情報伝達は行われない。そのため、ＦＥＴ２１７が導通してＦＥＴ４０３が非導通となるタイミングで、出力パルスの立ち下りエッジが生成される（図１０（ｂ）参照）。また、ＦＥＴ４０３が非導通の状態で、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が閾値電圧以下に下がって、ＦＥＴ３０４が非導通となるタイミングで出力パルスの立ち上がりエッジが生成される（図１０（ｂ）参照）。 The FET 304 and the FET 403 are connected in parallel with the commercial AC power supply 100. Therefore, only when the FET 304 is conductive (the light emitting diode of the photocoupler 101 is automatically conductive at this time) and the FET 403 is nonconductive, that is, the FET 217 is conductive, the photocoupler 101 is in the secondary side. Information can be transmitted to. On the other hand, when the FET 403 is in the conducting state, that is, when the FET 217 is in the non-conducting state, or when the FET 304 is in the non-conducting state, the light emitting diode of the photocoupler 101 is in the non-conducting state and information is not transmitted to the secondary side. .. Therefore, the falling edge of the output pulse is generated at the timing when the FET 217 becomes conductive and the FET 403 becomes non-conductive (see FIG. 10B). Further, when the FET 403 is in the non-conducting state, the gate terminal voltage of the FET 304 falls below the threshold voltage, and the rising edge of the output pulse is generated at the timing when the FET 304 becomes non-conducting (see FIG. 10B).

図１０（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 10B shows how the gate terminal voltage (broken line) of the FET 403 and the output pulse waveform (thick solid line) change when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

ＦＥＴ３０４が導通状態から非導通状態に変化することで生成される出力パルスの立ち上がりエッジは、商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。一方、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧が閾値電圧よりも下がる時間（タイミング）は商用交流電源１００の電圧によって大きく異なる。そのため、ＦＥＴ４０３が非導通状態となることで生成される出力パルスの立ち下がりエッジは、商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。本実施例では、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧が閾値電圧以下に下がるタイミングが、ほぼ抵抗のみに依存するように設計されている。そのため、電圧検出回路にコンデンサを使用した実施例３に比べて、本実施例の回路では、商用交流電源の電圧を高精度に検出することができる。 The rising edge of the output pulse generated when the FET 304 changes from the conducting state to the non-conducting state remains substantially unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. On the other hand, the time (timing) for the gate terminal voltage of the FET 403 to fall below the threshold voltage greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, the falling edge of the output pulse generated when the FET 403 is in the non-conducting state greatly changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. In this embodiment, the timing at which the gate terminal voltage of the FET 403 falls below the threshold voltage is designed so that it depends almost entirely on the resistance. Therefore, as compared with the third embodiment in which a capacitor is used for the voltage detection circuit, the circuit of the present embodiment can detect the voltage of the commercial AC power supply with high accuracy.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例５では、実施例４では直流電圧であったフォトカプラ１０１の駆動電圧を交流電圧に変更した回路構成について説明する。 In the fifth embodiment, a circuit configuration in which the drive voltage of the photocoupler 101, which was the DC voltage in the fourth embodiment, is changed to the AC voltage will be described.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図１１は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の回路は、実施例１、２で用いたゼロクロスタイミングを検出する回路と同じ構成のゼロクロス検出回路５００と、実施例４で用いた電圧検出回路４０１の回路に直流電圧生成部２０３の回路構成を付与した電圧検出回路５０１を組み合わせた構成である。商用交流電源１００に対して、フォトカプラ１０１と並列に接続されるＦＥＴ４０３のゲート端子には、直流電圧生成部２０３で生成された直流電圧が抵抗４０２を介して印加される。そして、直流電圧生成部２０３で生成された直流電圧は、ＦＥＴ４０３のゲート端子の閾値電圧よりも高い電圧に設定されるため、ＦＥＴ４０３は常に導通状態になる。ＦＥＴ４０３のゲート端子は、電流制限抵抗４０４を介してＦＥＴ２１７のドレイン端子に接続され、ＦＥＴ２１７が導通状態となることで、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧が閾値電圧以下になり、ＦＥＴ４０３は非導通状態となる。一方、ＦＥＴ２１７が非導通状態となると、ＦＥＴ４０３は導通状態となる。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 11 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit of the present embodiment includes a zero-cross detection circuit 500 having the same configuration as the circuit for detecting the zero-cross timing used in the first and second embodiments, and a circuit of the voltage detection circuit 401 used in the fourth embodiment, in which the DC voltage generation unit 203 is provided. This is a configuration in which a voltage detection circuit 501 having a circuit configuration is combined. With respect to the commercial AC power supply 100, the DC voltage generated by the DC voltage generation unit 203 is applied to the gate terminal of the FET 403 connected in parallel with the photocoupler 101 via the resistor 402. Then, the DC voltage generated by the DC voltage generation unit 203 is set to a voltage higher than the threshold voltage of the gate terminal of the FET 403, so that the FET 403 is always in the conductive state. The gate terminal of the FET 403 is connected to the drain terminal of the FET 217 via the current limiting resistor 404, and the FET 217 is brought into conduction, so that the gate terminal voltage of the FET 403 becomes equal to or lower than the threshold voltage and the FET 403 is brought out of conduction. On the other hand, when the FET 217 is turned off, the FET 403 is turned on.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図１２（ａ）は、図１１に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ２１７のゲート端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ４０３のゲート端子の電圧波形（一点鎖線）を示した図である。図１０（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
12A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the gate terminal of the FET 217 (broken line), and a voltage waveform of the gate terminal of the FET 403 (dashed-dotted line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. ). In FIG. 10A, the vertical axis represents voltage (V) and the horizontal axis represents time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale.

図１２（ａ）に示す電圧波形は、前述した実施例４で示した電圧波形とほぼ同じであるため、説明を省略する。実施例４の回路では、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通、非導通の制御がＦＥＴ３０４で行われていたのに対し、本実施例の回路ではフォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通、非導通は、フォトカプラ１０１自身で行われる点が異なる。そのため、実施例５の出力パルスの立ち上がりエッジの傾き方は、実施例４の立ち上がりエッジの傾きよりも緩やかになっている。 The voltage waveform shown in FIG. 12A is almost the same as the voltage waveform shown in the above-described fourth embodiment, and therefore the description thereof will be omitted. In the circuit of the fourth embodiment, the FET 304 controls conduction and non-conduction of the light emitting diode of the photocoupler 101, whereas in the circuit of the present embodiment, conduction and non-conduction of the light emitting diode of the photocoupler 101 The difference is that the operation is performed by the photocoupler 101 itself. Therefore, the slope of the rising edge of the output pulse in the fifth embodiment is gentler than the slope of the rising edge in the fourth embodiment.

図１２（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ４０３のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 12B shows changes in the gate terminal voltage (broken line) of the FET 403 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

実施例１、２では、出力パルスの立ち下がりエッジを生成するＦＥＴ（実施例１ではＦＥＴ１０８、実施例２ではＦＥＴ２１７）のゲート端子は、高電圧ラインである商用交流電源１００と接続されていた。一方、本実施例では、立ち下がりエッジを生成するタイミングをコントロールするＦＥＴ２１７のゲート端子は、直流電圧生成部２０３の出力端子（数Ｖ〜数十Ｖ）と接続されている。そのため、ＦＥＴ２１７には、実施例１、２よりも低耐圧なＦＥＴが使用可能となり、例えばＦＥＴ２１７の替わりに、低耐圧で閾値電圧ばらつきが小さいシャントレギュレータ等を使用することで、商用交流電源の電圧検出精度を高めることが可能となる。 In Examples 1 and 2, the gate terminal of the FET (FET 108 in Example 1 and FET 217 in Example 2) that generates the falling edge of the output pulse was connected to the commercial AC power supply 100, which is a high voltage line. On the other hand, in the present embodiment, the gate terminal of the FET 217 that controls the timing of generating the falling edge is connected to the output terminal (several V to several tens of V) of the DC voltage generation unit 203. Therefore, an FET having a lower withstand voltage than that of the first and second embodiments can be used as the FET 217. For example, a shunt regulator having a low withstand voltage and a small threshold voltage variation can be used instead of the FET 217, so that the voltage of the commercial AC power supply can be reduced. It is possible to improve the detection accuracy.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例６では、ヒステリシス特性を用いた構成を説明する。 In the sixth embodiment, a configuration using the hysteresis characteristic will be described.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図１３は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の回路は、実施例３で用いたゼロクロスタイミングを検出する回路と同じ回路構成のゼロクロス検出回路４００に、ヒステリシス特性を有する電圧検出回路６００を付与した構成の回路である。本実施例の回路構成では、フォトカプラ１０１の発光ダイオードには直流電圧が印加されている。そのため、フォトカプラ１０１の発光ダイオードは常に導通できる状態にあり、ＦＥＴ６０４の導通・非導通状態によりフォトカプラ１０１の発光ダイオードの発光が制御される。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 13 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit of this embodiment is a circuit in which a voltage detection circuit 600 having a hysteresis characteristic is added to the zero-cross detection circuit 400 having the same circuit configuration as the circuit for detecting the zero-cross timing used in the third embodiment. In the circuit configuration of this embodiment, a DC voltage is applied to the light emitting diode of the photocoupler 101. Therefore, the light emitting diode of the photocoupler 101 is always in a conductive state, and the light emission of the light emitting diode of the photocoupler 101 is controlled by the conductive/non-conductive state of the FET 604.

電圧検出回路６００は、コンパレータ６０１、抵抗６０２、６０３、６０５、６０６、ＦＥＴ６０４を有している。コンパレータ６０１の非反転入力端子（＋端子）には、半波整流平滑回路３０３の出力電圧を抵抗６０２と抵抗６０３で分圧した基準電圧が入力される。また、コンパレータ６０１の反転入力端子（−端子）には、商用交流電源１００の電圧を抵抗３０５と抵抗３０６により分圧した電圧が入力される。コンパレータ６０１の非反転入力端子（＋端子）に入力される基準電圧は、例えば商用交流電源１００の電圧８５Ｖ（≒６０Ｖ×√２）相当である。そのため、商用交流電源１００の電圧が８５Ｖ未満の場合は、コンパレータ６０１の出力はハイインピーダンス状態（Ｈｉｚ）となる。コンパレータ６０１の出力がハイインピーダンス状態の場合、ＦＥＴ６０４のゲート端子には、プルアップ抵抗６０５を介して、半波整流平滑回路３０３から直流電圧が印加され、ＦＥＴ６０４は導通状態となる。一方、商用交流電源１００の電圧が＋８５Ｖ以上の場合には、コンパレータ６０１の出力は概０Ｖ（ローレベル（Ｌｏｗ））となり、ＦＥＴ６０４は非導通状態となる。 The voltage detection circuit 600 has a comparator 601, resistors 602, 603, 605, 606, and a FET 604. A reference voltage obtained by dividing the output voltage of the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 by the resistors 602 and 603 is input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator 601. A voltage obtained by dividing the voltage of the commercial AC power supply 100 by the resistors 305 and 306 is input to the inverting input terminal (− terminal) of the comparator 601. The reference voltage input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator 601 is equivalent to the voltage of the commercial AC power supply 100 of 85 V (≈60 V×√2), for example. Therefore, when the voltage of the commercial AC power supply 100 is less than 85V, the output of the comparator 601 is in a high impedance state (Hiz). When the output of the comparator 601 is in a high impedance state, a DC voltage is applied to the gate terminal of the FET 604 from the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 via the pull-up resistor 605, and the FET 604 becomes conductive. On the other hand, when the voltage of the commercial AC power supply 100 is +85 V or more, the output of the comparator 601 becomes approximately 0 V (low level (Low)), and the FET 604 becomes non-conductive.

コンパレータ６０１の出力がローレベルになると、抵抗６０３に対して抵抗６０６が並列に接続された状態と等価になる。抵抗６０６の抵抗値は、抵抗６０３の抵抗値に比べて十分に小さく設定されており、コンパレータ６０１の出力がローレベルになった場合の非反転入力端子（＋端子）に入力される基準電圧は、商用交流電源１００の電圧で概０Ｖ相当となる。そのため、一度、ローレベルを出力したコンパレータ６０１の出力は、商用交流電源１００の電圧が概０Ｖまで低下しないと、再びハイインピーダンス状態に反転しない。すなわち、コンパレータ６０１は、商用交流電源１００の電圧が８５Ｖ以上の場合に、出力がローレベルとなり、商用交流電源１００の電圧が概０Ｖ以下の場合にハイインピーダンス状態となるようなヒステリシス特性を有する。 When the output of the comparator 601 becomes low level, it becomes equivalent to a state in which the resistor 606 is connected in parallel to the resistor 603. The resistance value of the resistor 606 is set sufficiently smaller than the resistance value of the resistor 603, and the reference voltage input to the non-inverting input terminal (+ terminal) when the output of the comparator 601 becomes low level is The voltage of the commercial AC power supply 100 is approximately 0V. Therefore, the output of the comparator 601 that once outputs the low level does not invert to the high impedance state again unless the voltage of the commercial AC power supply 100 drops to about 0V. That is, the comparator 601 has a hysteresis characteristic such that the output becomes a low level when the voltage of the commercial AC power supply 100 is 85V or more and becomes a high impedance state when the voltage of the commercial AC power supply 100 is approximately 0V or less.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図１４（ａ）は、図１３に示す交流電圧検出回路における商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ６０４のゲート端子の電圧波形（破線）、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。図１４（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、コンパレータ６０１の動作状態は、コンパレータ６０１のハイインピーダンス状態をＨｉｚ、ローレベル出力状態をＬとして表記している。出力パルスの立ち上がりエッジは、ＦＥＴ６０４の導通により形成され、出力パルスの立ち下がりエッジは、ＦＥＴ６０４の非導通により形成される。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
FIG. 14A shows the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), the voltage waveform of the gate terminal of the FET 604 (broken line), and the photocoupler 101 output to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. It is the figure which showed the output pulse waveform (thick solid line). The vertical axis of FIG. 14A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Regarding the operation state of the comparator 601, the high impedance state of the comparator 601 is described as Hiz, and the low level output state is described as L. The rising edge of the output pulse is formed by the conduction of the FET 604, and the falling edge of the output pulse is formed by the non-conduction of the FET 604.

図１４（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ６０４のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。コンパレータ６０１のヒステリシス特性により、出力パルスの立ち上がりエッジは商用交流電源１００の電圧に応じて変化し、出力パルスの立ち下がりエッジは商用交流電源１００の電圧に依って変化しない波形となる。 FIG. 14B shows changes in the gate terminal voltage (broken line) of the FET 604 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in 20 V steps. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here. Due to the hysteresis characteristic of the comparator 601, the rising edge of the output pulse changes according to the voltage of the commercial AC power supply 100, and the falling edge of the output pulse has a waveform that does not change depending on the voltage of the commercial AC power supply 100.

実施例１〜５の回路構成は、出力パルス波形の立ち下りエッジを生成する素子と、立ち上がりエッジを生成する素子が各々別であったが、本実施例の構成では、ＦＥＴ６０４だけで両方のエッジの生成を行うことが可能である。そのため、本実施例は実施例３〜５に対して、スイッチ素子数を削減することができ、コストダウンできる。 In the circuit configurations of the first to fifth embodiments, the element that generates the falling edge of the output pulse waveform and the element that generates the rising edge are different from each other, but in the configuration of the present embodiment, only the FET 604 is used for both edges. Can be generated. Therefore, the present embodiment can reduce the number of switch elements and reduce the cost as compared with the third to fifth embodiments.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例７では、回路部品のばらつきを検出することによって、実施例４に比べて、商用交流電源の電圧の検出精度を高める回路構成について説明する。 In a seventh embodiment, a circuit configuration will be described in which the detection accuracy of the voltage of the commercial AC power supply is increased as compared with the fourth embodiment by detecting the variation in the circuit components.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図１５は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の回路は、ゼロクロス検出回路７００と、電圧検出回路７０１と、動作モード切替え部７０２を有する構成となっている。ゼロクロス検出回路７００は、実施例４で用いたゼロクロス検出回路４００と類似した回路構成を有する。電圧検出回路７０１は、実施例４で用いた電圧検出回路４０１と類似した回路構成を有し、バイポーラトランジスタ７０４（以下、トランジスタという）（第一切替回路）のベース端子とＧＮＤ間に接続されている。動作モード切替え部７０２（第二切替回路）は、トランジスタ７０４と並列に接続された電力供給路を形成し、ＣＰＵ１０５の指示に応じて導通状態（電力供給路の接続）、非導通状態（電力供給路の切断）を切り替える。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 15 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit of this embodiment has a configuration including a zero-cross detection circuit 700, a voltage detection circuit 701, and an operation mode switching unit 702. The zero-cross detection circuit 700 has a circuit configuration similar to that of the zero-cross detection circuit 400 used in the fourth embodiment. The voltage detection circuit 701 has a circuit configuration similar to that of the voltage detection circuit 401 used in the fourth embodiment, and is connected between the base terminal of the bipolar transistor 704 (hereinafter, referred to as transistor) (first switching circuit) and GND. There is. The operation mode switching unit 702 (second switching circuit) forms a power supply path connected in parallel with the transistor 704, and is in a conductive state (connection of the power supply path) or a non-conductive state (power supply) in response to an instruction from the CPU 105. Switching the road).

ゼロクロス検出回路７００は、半波整流平滑回路３０３で生成される直流電圧が入力されることにより、電流制限抵抗１０３とトランジスタ７０４とＦＥＴ３０４を介して、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通し、２次側に情報伝達を行うことができる。ＦＥＴ３０４は、抵抗３０５と抵抗３０６で分圧された電圧がゲート端子の閾値電圧を超えると導通状態となり、抵抗３０５と抵抗３０６で分圧された電圧がゲート端子の閾値電圧以下になると非導通状態となる。電圧レベル検出部７０３は、シャントレギュレータ７０７、抵抗７０５、７０６、７１０を有している。商用交流電源１００の電圧は抵抗７０５と抵抗７０６により分圧される。シャントレギュレータ７０７は、抵抗７０５と抵抗７０６により分圧され、リファレンス端子に入力されるリファレンス端子電圧が閾値電圧（例えば２．５Ｖ）を超えると導通状態となる。シャントレギュレータ７０７が導通状態になると、トランジスタ７０４のエミッタ抵抗７０８とベース抵抗７０９に電流が流れることにより、トランジスタ７０４がオンする。なお、抵抗７０６に対して、シャントレギュレータ７０７のインピーダンスは大きくないため、シャントレギュレータ７０７のインピーダンスが、商用交流電源１００の電圧を抵抗７０５と抵抗７０６による分圧で生成される電圧に影響を与えてしまう。そこで、抵抗７０６に対して十分大きな抵抗値を有する抵抗７１０をシャントレギュレータ７０７のリファレンス端子と直列接続することによって、抵抗７０５と抵抗７０６の分圧への影響を抑えている。 When the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 is input to the zero-cross detection circuit 700, the light-emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive through the current limiting resistor 103, the transistor 704, and the FET 304, and the secondary Information can be transmitted to the side. The FET 304 becomes conductive when the voltage divided by the resistors 305 and 306 exceeds the threshold voltage of the gate terminal, and becomes non-conductive when the voltage divided by the resistors 305 and 306 becomes equal to or lower than the threshold voltage of the gate terminal. Becomes The voltage level detection unit 703 has a shunt regulator 707 and resistors 705, 706 and 710. The voltage of the commercial AC power supply 100 is divided by the resistors 705 and 706. The shunt regulator 707 is divided by the resistors 705 and 706, and becomes conductive when the reference terminal voltage input to the reference terminal exceeds the threshold voltage (for example, 2.5 V). When the shunt regulator 707 becomes conductive, a current flows through the emitter resistance 708 and the base resistance 709 of the transistor 704, so that the transistor 704 is turned on. Since the impedance of the shunt regulator 707 is not large with respect to the resistor 706, the impedance of the shunt regulator 707 affects the voltage generated by the voltage division of the commercial AC power supply 100 by the resistors 705 and 706. I will end up. Therefore, the resistance 710 having a sufficiently large resistance value with respect to the resistance 706 is connected in series with the reference terminal of the shunt regulator 707 to suppress the influence of the resistance 705 and the resistance 706 on the voltage division.

また、商用交流電源１００の電圧は、オフタイミング調整部２０２にも入力され、コンデンサ２０７の電圧が、抵抗７０６とＧＮＤ間の電圧とダイオード２０８の動作電圧の和より大きくなるとダイオード２０８が導通する。これにより、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子に入力される電圧は、位相が遅れたローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路と同位相の電圧となる。このとき、コンデンサ２０７の電圧が数十〜９０ｄｅｇ（度）遅れで上昇するように、コンデンサ２０７と抵抗２０６で構成されるＬＰＦ回路のカットオフ周波数を決定する。動作モード切替え部７０２は、フォトカプラ７１２と、フォトカプラ７１２の発光ダイオードのアノード端子に接続された、電源電圧Ｖｃｃにプルアップされた抵抗７１１とを有している。また、フォトカプラ７１２の発光ダイオードのカソード端子は、ＣＰＵ１０５の入出力部（入出力端子）に接続されている。フォトカプラ７１２と接続されたＣＰＵ１０５の入出力部がローレベル（ＧＮＤと同電位）に設定されると、電源電圧Ｖｃｃ（＋３．３Ｖ）から抵抗７１１を介して、フォトカプラ７１２の発光ダイオードが導通する。このとき、トランジスタ７０４に並列に接続されているフォトカプラ７１２のフォトトランジスタが導通し、トランジスタ７０４の代わりに、フォトカプラ７１２を介してフォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通する。一方、フォトカプラ７１２と接続されたＣＰＵ１０５の入出力部がハイレベル（＋３．３Ｖ）に設定されると、フォトカプラ７１２の発光ダイオードが非導通状態となる。 Further, the voltage of the commercial AC power supply 100 is also input to the off-timing adjusting unit 202, and when the voltage of the capacitor 207 becomes larger than the sum of the voltage between the resistor 706 and GND and the operating voltage of the diode 208, the diode 208 becomes conductive. As a result, the voltage input to the reference terminal of the shunt regulator 707 has the same phase as that of the low-pass filter (LPF) circuit whose phase is delayed. At this time, the cutoff frequency of the LPF circuit configured by the capacitor 207 and the resistor 206 is determined so that the voltage of the capacitor 207 rises with a delay of several tens to 90 deg (degrees). The operation mode switching unit 702 has a photocoupler 712 and a resistor 711 connected to the anode terminal of the light emitting diode of the photocoupler 712 and pulled up to the power supply voltage Vcc. The cathode terminal of the light emitting diode of the photocoupler 712 is connected to the input/output unit (input/output terminal) of the CPU 105. When the input/output unit of the CPU 105 connected to the photocoupler 712 is set to a low level (same potential as GND), the light emitting diode of the photocoupler 712 becomes conductive from the power supply voltage Vcc (+3.3V) via the resistor 711. To do. At this time, the phototransistor of the photocoupler 712 connected in parallel to the transistor 704 becomes conductive, and instead of the transistor 704, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive via the photocoupler 712. On the other hand, when the input/output unit of the CPU 105 connected to the photocoupler 712 is set to the high level (+3.3V), the light emitting diode of the photocoupler 712 becomes non-conductive.

［交流電圧検出回路における特性値検出モードでの電圧波形］
図１６（ａ）は、図１５に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧波形（点線）を示した図である。更に、図１６（ａ）は、図１５に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図１６（ａ）は、本実施例の回路のフォトカプラ７１２が導通時、すなわちＣＰＵ１０５の入出力部がローレベルに設定されている「特性値検出モード」における動作波形を示す。ここで、図１６（ａ）に示す商用交流電源の電圧は１００Ｖｒｍｓ、周波数は６０Ｈｚである。図１６（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３０４の動作状態は、ＦＥＴ３０４の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform in characteristic value detection mode in AC voltage detection circuit]
16A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line), and a gate terminal voltage waveform of the FET 304 (dotted line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. ). Further, FIG. 16A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 16A shows an operation waveform in the "characteristic value detection mode" when the photocoupler 712 of the circuit of this embodiment is conductive, that is, the input/output unit of the CPU 105 is set to the low level. Here, the voltage of the commercial AC power supply shown in FIG. 16A is 100 Vrms, and the frequency is 60 Hz. The vertical axis of FIG. 16A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 304, the conductive state of the FET 304 is represented as ON and the non-conductive state is represented as OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF.

図１６（ａ）において点線で示しているＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が上昇して、閾値電圧を超えるとＦＥＴ３０４は導通する。その結果、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通し、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。一方、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が下降して閾値電圧より低くなると、ＦＥＴ３０４は非導通状態となり、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となることによって、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。これは、トランジスタ７０４に並列に接続されているフォトカプラ７１２の受光部が常に導通している特性値検出モードであるため、ＦＥＴ３０４のみに依存してフォトカプラ１０１が導通状態、又は非導通状態となることを示している。更に、ＦＥＴ３０４は、商用交流電源１００の電圧が所定の電圧以上（概ね数Ｖ以上）の場合に導通状態となるように閾値電圧が設定されているため、ＦＥＴ３０４の導通・非導通の切り替わりにより商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出できる。 When the gate terminal voltage of the FET 304 shown by the dotted line in FIG. 16A rises and exceeds the threshold voltage, the FET 304 becomes conductive. As a result, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive, and the falling edge of the output pulse is generated. On the other hand, when the gate terminal voltage of the FET 304 drops and becomes lower than the threshold voltage, the FET 304 becomes non-conductive and the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes non-conductive, so that the rising edge of the output pulse is generated. This is a characteristic value detection mode in which the light receiving portion of the photocoupler 712 connected in parallel to the transistor 704 is always conducting, and therefore the photocoupler 101 is in a conducting state or a non-conducting state depending only on the FET 304. It shows that Further, since the threshold voltage of the FET 304 is set to be in the conductive state when the voltage of the commercial AC power supply 100 is equal to or higher than a predetermined voltage (approximately several V or higher), the FET 304 is commercialized by switching between conductive and non-conductive. The zero-cross timing of the AC power supply 100 can be detected.

図１６（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 16B shows the voltage (broken line) of the reference terminal of the shunt regulator 707 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

出力パルスの立ち上がりエッジと、出力パルスの立ち下がりエッジは、どちらも商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。これは、ＦＥＴ３０４の商用交流電源１００のゼロクロスタイミングで動作するために、商用交流電源１００の電圧変化による傾き（ｄｖ／ｄｔ）の違いの影響を殆ど受けないからである。一方、シャントレギュレータ７０７の導通により生成される出力パルスの立ち下がりエッジは、商用交流電源１００の電圧変化に応じて大きく変化する。ＣＰＵ１０５は、入力される２値のパルス信号の立ち上がりエッジ、あるいは立ち下がりエッジを検出することで、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。また、ＣＰＵ１０５は立ち上がりエッジ間の時間、あるいは立ち下がりエッジ間の時間を計測することで、商用交流電源１００の周波数を算出することができる。更に、ＣＰＵ１０５は、出力パルスのＨＩＧＨパルス幅（立ち上がりエッジ検出から立ち下がりエッジ検出までの出力パルスのハイレベルの時間）を計測し、ＣＰＵ１０５に記憶した周波数の半周期と比較する。それによって、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングに対する、ＦＥＴ３０４が生成する立ち上がりエッジのずれ時間と立ち下がりエッジのずれ時間の和が算出されて、ＦＥＴ３０４の特性情報（α）を取得することができる。ＦＥＴ３０４が生成する立ち上がりエッジ、及び立ち下がりエッジのタイミングは、ＦＥＴ３０４等の個体差、動作温度、経年劣化等の影響で変化する。そのため、ＦＥＴ３０４の特性情報（α）を用いることで、ＦＥＴ３０４に起因するエッジ形成タイミングのばらつきをＣＰＵ１０５で補正することができる。 The rising edge of the output pulse and the falling edge of the output pulse are almost unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. This is because the FET 304 operates at the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100, and is therefore hardly affected by the difference in slope (dv/dt) due to the voltage change of the commercial AC power supply 100. On the other hand, the falling edge of the output pulse generated by the conduction of the shunt regulator 707 greatly changes according to the voltage change of the commercial AC power supply 100. The CPU 105 can detect the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 by detecting the rising edge or the falling edge of the input binary pulse signal. Further, the CPU 105 can calculate the frequency of the commercial AC power supply 100 by measuring the time between rising edges or the time between falling edges. Further, the CPU 105 measures the HIGH pulse width of the output pulse (the high level time of the output pulse from the detection of the rising edge to the detection of the falling edge) and compares it with the half cycle of the frequency stored in the CPU 105. Thereby, the sum of the rising edge shift time and the falling edge shift time generated by the FET 304 with respect to the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 is calculated, and the characteristic information (α) of the FET 304 can be obtained. The timing of the rising edge and the falling edge generated by the FET 304 changes due to the individual differences of the FET 304 and the like, operating temperature, deterioration over time, and the like. Therefore, by using the characteristic information (α) of the FET 304, the CPU 105 can correct the variation in the edge formation timing due to the FET 304.

［交流電圧検出回路における電圧検出モードでの電圧波形］
図１７（ａ）は、図１５に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧波形（薄い点線）を示した図である。更に、図１７（ａ）は、図１５に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図１７（ａ）は、本実施例の回路のフォトカプラ７１２が非導通時、すなわちＣＰＵ１０５の入出力部がハイレベルに設定されている「電圧検出モード」における動作波形を示す。ここで、図１６（ａ）に示す商用交流電源の電圧は１００Ｖｒｍｓ、周波数は６０Ｈｚである。図１７（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３０４の動作状態は、ＦＥＴ３０４の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform in voltage detection mode in AC voltage detection circuit]
FIG. 17A shows the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), the voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line), and the gate terminal voltage waveform of the FET 304 (thin) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. It is the figure which showed the dotted line. Further, FIG. 17A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 17A shows an operation waveform in the “voltage detection mode” when the photocoupler 712 of the circuit of this embodiment is non-conductive, that is, the input/output unit of the CPU 105 is set to the high level. Here, the voltage of the commercial AC power supply shown in FIG. 16A is 100 Vrms, and the frequency is 60 Hz. The vertical axis of FIG. 17A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec (seconds)). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 304, the conductive state of the FET 304 is represented as ON and the non-conductive state is represented as OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF.

図１７（ａ）に示すように、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が上昇して閾値電圧を超えると、ＦＥＴ３０４は導通する。その後、シャントレギュレータ７０７は、リファレンス端子の電圧（図中、破線で表示）が閾値電圧を超えると導通状態となり、その結果、トランジスタ７０４のベース電流がシャントレギュレータ７０７を通じて流れることで、トランジスタ７０４がオンする。これにより、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通して、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。なお、ＦＥＴ３０４が導通した後にシャントレギュレータ７０７が導通状態となるように、ＦＥＴ３０４のゲート端子の閾値電圧、及びシャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の閾値電圧が設定されている。 As shown in FIG. 17A, when the gate terminal voltage of the FET 304 rises and exceeds the threshold voltage, the FET 304 becomes conductive. After that, the shunt regulator 707 becomes conductive when the voltage of the reference terminal (indicated by a broken line in the drawing) exceeds the threshold voltage, and as a result, the base current of the transistor 704 flows through the shunt regulator 707, so that the transistor 704 is turned on. To do. As a result, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive, and the falling edge of the output pulse is generated. The threshold voltage of the gate terminal of the FET 304 and the threshold voltage of the reference terminal of the shunt regulator 707 are set so that the shunt regulator 707 becomes conductive after the FET 304 becomes conductive.

また、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子電圧がシャントレギュレータ７０７の閾値電圧を超えるタイミングは、商用交流電源１００の電圧によって大きく異なる。そのため、出力パルスの立ち下がりエッジのタイミングは、商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。一方、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が下がって、閾値電圧以下になると、ＦＥＴ３０４は非導通状態となる。その結果、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となって、出力パルスの立ち上がりエッジを生成する。なお、シャントレギュレータ７０７は、ＦＥＴ３０４よりも遅いタイミングで動作するように、オフタイミング調整部２０２の定数が設定されている。電圧検出モードにおいて、ＦＥＴ３０４が生成するゼロクロスタイミングは、ＦＥＴ３０４が導通状態から非導通状態に変化するときに生成される出力パルスの立ち上がりエッジからのみ検出することができる。 Further, the timing at which the reference terminal voltage of the shunt regulator 707 exceeds the threshold voltage of the shunt regulator 707 greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, the timing of the falling edge of the output pulse greatly changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. On the other hand, when the gate terminal voltage of the FET 304 drops and becomes lower than the threshold voltage, the FET 304 becomes non-conductive. As a result, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes non-conductive, and the rising edge of the output pulse is generated. The shunt regulator 707 has the constant of the off-timing adjuster 202 set to operate at a timing later than that of the FET 304. In the voltage detection mode, the zero-cross timing generated by the FET 304 can be detected only from the rising edge of the output pulse generated when the FET 304 changes from the conductive state to the non-conductive state.

図１７（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 17B shows the voltage (broken line) of the reference terminal of the shunt regulator 707 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

図１６（ｂ）と同じように、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となることで生成される出力パルスの立ち上がりエッジは、商用交流電源１００の電圧が変化してもほぼ変わらない。一方、シャントレギュレータ７０７が導通状態になることにより生成される出力パルスの立ち下がりエッジは、商用交流電源１００の電圧変化に応じて大きく変化する。シャントレギュレータ７０７の閾値電圧２．５Ｖと、ダイオード２０８が導通する以前のリファレンス端子電圧（２．５Ｖｐｅａｋ〜４Ｖｐｅａｋ程度）とが互いに近い電圧である。そのため、商用交流電源１００の電圧変化にシャントレギュレータ７０７のリファレンス端子電圧の傾き（ｄｖ／ｄｔ）の影響を受けるからである。 As in FIG. 16B, the rising edge of the output pulse generated when the light emitting diode of the photocoupler 101 is in the non-conducting state remains substantially unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply 100 changes. On the other hand, the falling edge of the output pulse generated when the shunt regulator 707 becomes conductive changes greatly according to the voltage change of the commercial AC power supply 100. The threshold voltage of 2.5 V of the shunt regulator 707 and the reference terminal voltage (about 2.5 Vpeak to 4 Vpeak) before the diode 208 becomes conductive are voltages close to each other. Therefore, the voltage change of the commercial AC power supply 100 is affected by the slope (dv/dt) of the reference terminal voltage of the shunt regulator 707.

［商用交流電源の電圧とＨＩＧＨパルス幅の関係］
また、図１８（ａ）は、本実施例の回路のフォトカプラ７１２が非導通時の電圧検出モードにおいて、商用交流電源１００の周波数が６０Ｈｚのときの商用交流電源１００の電圧と出力パルスのＨＩＧＨ（ハイレベル）パルス幅（Ｔ２）の関係を示した図である。四角形でのプロット（破線で表示）は、後述するばらつき補正を行う前の商用交流電源１００の電圧と、出力パルスのＨＩＧＨパルス幅の関係を示している。一方、三角形でのプロット（実線で表示）は、後述するばらつき補正を行った後の商用交流電源１００の電圧と、出力パルスのＨＩＧＨパルス幅の関係を示している。 [Relationship between commercial AC power supply voltage and HIGH pulse width]
Further, FIG. 18A shows the voltage of the commercial AC power supply 100 and the HIGH level of the output pulse when the frequency of the commercial AC power supply 100 is 60 Hz in the voltage detection mode when the photocoupler 712 of the circuit of this embodiment is non-conductive. It is a figure showing the relation of (high level) pulse width (T2). The square plot (indicated by a broken line) shows the relationship between the voltage of the commercial AC power supply 100 before the variation correction described below and the HIGH pulse width of the output pulse. On the other hand, a triangular plot (displayed by a solid line) shows the relationship between the voltage of the commercial AC power supply 100 after the variation correction described below and the HIGH pulse width of the output pulse.

ＣＰＵ１０５は、上述した特性値検出モードにおいて取得した、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングに対する、ＦＥＴ３０４の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのずれ時間の和をＦＥＴ３０４の特性情報（α）としてメモリに記憶している。ＣＰＵ１０５は、メモリに記憶したＦＥＴ３０４の特性情報（α）に基づいて、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングと立ち上がりエッジタイミングのずれ時間（α／２）を算出する。そして、ＣＰＵ１０５は、電圧検出モードで検出したＨＩＧＨパルス幅をずれ時間（α／２）を用いて補正することにより、ＦＥＴ３０４の特性情報（α）による影響を除外した補正後のＨＩＧＨパルス幅と商用交流電源の電圧の関係を求めることができる。 The CPU 105 stores the sum of the shift times of the rising edge and the falling edge of the FET 304 with respect to the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 acquired in the above-described characteristic value detection mode in the memory as the characteristic information (α) of the FET 304. .. The CPU 105 calculates the shift time (α/2) between the zero-cross timing and the rising edge timing of the commercial AC power supply 100 based on the characteristic information (α) of the FET 304 stored in the memory. Then, the CPU 105 corrects the HIGH pulse width detected in the voltage detection mode by using the shift time (α/2) to eliminate the influence of the characteristic information (α) of the FET 304 and the corrected HIGH pulse width and the commercial value. The relationship of the voltage of the AC power supply can be obtained.

図１９は、商用交流電源１００の周期（Ｔ１）と、ＦＥＴ３０４の特性による商用交流電源１００のゼロクロスタイミングと立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのタイミングのずれ時間（α）との関係を説明する図である。図１９において、上側の正弦波の電圧波形は、商用交流電源１００の電圧波形を示している。下側の図は、特性値検出モードでの出力パルス波形を示している。図１９より、特性値検出モードでの出力パルスのＨＩＧＨ（ハイレベル）パルス幅Ｔ３は、次のような時間である。すなわち、ＨＩＧＨパルス幅Ｔ３は、商用交流電源１００の周期（Ｔ１）の１／２（図中、Ｔ１／２で表示）に、立ち上がりエッジにおけるタイミングのずれ時間（α／２）と立ち下がりエッジにおけるタイミングのずれ時間（α／２）を加えた時間である。なお、ここでは、ＦＥＴ３０４が起因で生じる立ち上がりエッジタイミング及び立ち下がりエッジタイミングと商用交流電源１００のゼロクロスタイミングのずれ時間は、どちらもα／２としている。ただし、（α／２）ではなく、αと立ち上がりのずれ時間、又はαと立ち下がりのずれ時間と周波数の関係を示すテーブルや、補正式を用いてもよい。 FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the cycle (T1) of the commercial AC power supply 100 and the time difference (α) between the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 and the timing of the rising edge and the falling edge due to the characteristics of the FET 304. .. In FIG. 19, the voltage waveform of the upper sine wave shows the voltage waveform of the commercial AC power supply 100. The lower diagram shows the output pulse waveform in the characteristic value detection mode. From FIG. 19, the HIGH (high level) pulse width T3 of the output pulse in the characteristic value detection mode is as follows. That is, the HIGH pulse width T3 is a half of the cycle (T1) of the commercial AC power supply 100 (indicated by T1/2 in the figure) and the timing shift time (α/2) at the rising edge and the falling edge at the falling edge. This is the time added with the timing shift time (α/2). In addition, here, the time difference between the rising edge timing and the falling edge timing caused by the FET 304 and the zero-cross timing of the commercial AC power supply 100 is set to α/2. However, instead of (α/2), a table or a correction formula showing the relationship between α and the rising deviation time or α and the falling deviation time and the frequency may be used.

本実施例の回路のフォトカプラ７１２導通時（電圧検出モード）、商用交流電源１００の周波数が６０Ｈｚにおいて、商用交流電源１００とＦＥＴ３０４の特性値（α）を補正後のＨＩＧＨパルス幅（Ｔ３）には、図１８（ａ）の実線で示す関係が成り立つ。なお、ＦＥＴ３０４はゲート端子に数Ｖ印加されることで導通状態になる設定にしているため、フォトカプラ１０１導通時の電圧は、商用交流電源１００のゼロクロス電圧よりも高くなる。これにより、フォトカプラ１０１の非導通状態の期間であるＨＩＧＨパルス幅が長くなるため、補正後のＨＩＧＨパルス幅は短くなる。 When the photocoupler 712 of the circuit of this embodiment is conductive (voltage detection mode), the characteristic value (α) of the commercial AC power supply 100 and the FET 304 is set to the corrected HIGH pulse width (T3) when the frequency of the commercial AC power supply 100 is 60 Hz. , The relationship shown by the solid line in FIG. Since the FET 304 is set to be in a conductive state by applying several V to the gate terminal, the voltage when the photocoupler 101 is conductive is higher than the zero cross voltage of the commercial AC power supply 100. As a result, the HIGH pulse width, which is the period in which the photocoupler 101 is in the non-conducting state, becomes longer, so the corrected HIGH pulse width becomes shorter.

図１８（ｂ）は、本実施例の回路のフォトカプラ７１２が非導通時の電圧検出モードにおいて、商用交流電源１００の電源周波数が４５〜６５Ｈｚのときの商用交流電源１００の電圧と補正後の出力パルスのＨＩＧＨパルス幅の関係を示した図である。図１８（ｂ）では、丸でのプロット（図中、破線で表示）は、商用交流電源１００の電源周波数が４５Ｈｚのときの商用交流電源１００の電圧と補正後の出力パルスのＨＩＧＨパルス幅の関係を示した図である。同様に、四角形でのプロット（図中、点線で表示）、三角形でのプロット（図中、一点鎖線で表示）、丸でのプロット（図中、実線で表示）、実線のみでの表示は、それぞれ電源周波数が５０、５５、６０、６５Ｈｚのときの関係を示した図である。プロットされた商用交流電源１００の交流電圧が一定のとき、電源周波数が低く（周期が長く）なるほど、出力パルスのＨＩＧＨパルス幅が長くなっている。また、商用交流電源１００の交流電圧とＨＩＧＨパルス幅は、電源周波数（周期）に大きく依存している。そのため、どの電源周波数においても、各周波数で検出した、電圧検出モードにおける出力パルスのＨＩＧＨパルス幅（Ｔ２）に対して、電源周波数が６０Ｈｚを基にした正規化係数ηを乗算して正規化する。これにより、電源周波数が６０ＨｚのときのＨＩＧＨパルス幅と交流電圧の関係を用いて、交流電圧値を算出することができる。立ち上がりエッジタイミングのずれ時間（α／２）によって補正したＨＩＧＨパルス幅に関しても、同様に正規化係数ηを用いて、正規化することが可能である。なお、正規化係数ηは、以下の（式１）を用いて算出することができる。 FIG. 18B shows the voltage of the commercial AC power supply 100 when the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 is 45 to 65 Hz and the voltage after correction in the voltage detection mode when the photocoupler 712 of the circuit of this embodiment is non-conductive. It is the figure which showed the relationship of the HIGH pulse width of an output pulse. In FIG. 18B, a circle plot (indicated by a broken line in the figure) indicates the voltage of the commercial AC power supply 100 when the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 is 45 Hz and the HIGH pulse width of the output pulse after correction. It is the figure which showed the relationship. Similarly, plotting in a square (indicated by a dotted line in the figure), plotting in a triangle (indicated by an alternate long and short dash line in the figure), plotting in a circle (indicated by a solid line in the figure), and display only by a solid line are It is the figure which showed the relationship when the power supply frequency is 50, 55, 60, and 65 Hz, respectively. When the plotted AC voltage of the commercial AC power supply 100 is constant, the lower the power supply frequency (the longer the cycle), the longer the HIGH pulse width of the output pulse. In addition, the AC voltage and the HIGH pulse width of the commercial AC power supply 100 largely depend on the power supply frequency (cycle). Therefore, at any power supply frequency, the HIGH pulse width (T2) of the output pulse in the voltage detection mode detected at each frequency is multiplied by the normalization coefficient η based on the power supply frequency of 60 Hz for normalization. .. Thereby, the AC voltage value can be calculated using the relationship between the HIGH pulse width and the AC voltage when the power supply frequency is 60 Hz. The HIGH pulse width corrected by the rising edge timing shift time (α/2) can be similarly normalized by using the normalization coefficient η. The normalization coefficient η can be calculated using the following (Formula 1).

表２は、商用交流電源１００の交流電圧と、出力パルスにおける立ち上がりエッジタイミングのずれ時間（α／２）に基づいて補正したＨＩＧＨパルス幅と交流電圧との関係を示した表と、交流電圧を算出する近似式を示している。表２において、Ｔ４は、上述した（式１）により補正した電源周波数が６０ＨｚのときのＨＩＧＨパルス幅を示す。表２に示すように、電源周波数が６０Ｈｚにおける立ち上がりエッジタイミングのずれは、時間を補正した後のＨＩＧＨパルス幅（η×（Ｔ２−α／２））を、７領域に分けて線形補完した式で表すことができる。表２より、ＨＩＧＨパルス幅Ｔ４に対応する係数ａ、ｂを用いて、算出式Ｖａｃ［単位：ｒｍｓ］＝ａ×Ｔ４［単位：ｍｓ］＋ｂより商用交流電源１００の交流電圧を算出することができる。 Table 2 shows the AC voltage of the commercial AC power supply 100, a table showing the relationship between the HIGH pulse width corrected based on the deviation time (α/2) of the rising edge timing of the output pulse, and the AC voltage. The approximate formula to calculate is shown. In Table 2, T4 represents the HIGH pulse width when the power supply frequency corrected by the above-mentioned (Equation 1) is 60 Hz. As shown in Table 2, the deviation of the rising edge timing when the power supply frequency is 60 Hz is an expression obtained by linearly complementing the HIGH pulse width (η×(T2-α/2)) after time correction in seven regions. Can be expressed as From Table 2, using the coefficients a and b corresponding to the HIGH pulse width T4, the AC voltage of the commercial AC power supply 100 can be calculated from the calculation formula Vac [unit: rms]=a×T4 [unit: ms]+b. it can.

［補正した電圧情報を算出する制御シーケンス］
図２０は、ＦＥＴ３０４の特性情報（α）を検出して、特性情報（α）を基に補正した電圧情報を算出する制御シーケンスを示すフローチャートであり、図２１に示す処理は、ＣＰＵ１０５により実行される。ステップ（以下、Ｓという）１００では、ＣＰＵ１０５は、入出力部をローレベルに設定し、動作モード切替え部７０２のフォトカプラ７１２を導通状態に設定する。Ｓ１０１では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ７１２を導通状態に設定することにより、ＦＥＴ３０４の特性値を検出する特性値検出モードを開始する。Ｓ１０２では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１から出力され、入力ポートから入力される出力パルスの状態に基づいて、出力パルスがローレベルからハイレベルに変化する立ち上がりエッジ（第一のエッジ）を検出したかどうか判断する。ＣＰＵ１０５は、第一のエッジを検出したと判断した場合には、処理をＳ１０３に進め、第一のエッジを検出していないと判断した場合には、処理をＳ１０２に戻す。Ｓ１０３では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１から出力され、入力ポートから入力される出力パルスの状態に基づいて、出力パルスがハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりエッジ（第三のエッジ）を検出したかどうか判断する。ＣＰＵ１０５は、第三のエッジを検出したと判断した場合には、処理をＳ１０４に進め、第三のエッジを検出していないと判断した場合には、処理をＳ１０３に戻す。Ｓ１０４では、ＣＰＵ１０５は、第一のエッジ及び第三のエッジを確定させ、更に、出力パルスの次の第一のエッジを検出する。 [Control sequence for calculating corrected voltage information]
FIG. 20 is a flowchart showing a control sequence for detecting the characteristic information (α) of the FET 304 and calculating voltage information corrected based on the characteristic information (α). The processing shown in FIG. 21 is executed by the CPU 105. It In step (hereinafter referred to as S) 100, the CPU 105 sets the input/output unit to low level and sets the photocoupler 712 of the operation mode switching unit 702 to the conductive state. In S101, the CPU 105 sets the photocoupler 712 in the conductive state to start the characteristic value detection mode for detecting the characteristic value of the FET 304. In S102, the CPU 105 detects a rising edge (first edge) at which the output pulse changes from the low level to the high level, based on the state of the output pulse output from the photocoupler 101 and input from the input port. Make a decision. If the CPU 105 determines that the first edge has been detected, the process proceeds to step S103. If the CPU 105 determines that the first edge has not been detected, the process returns to step S102. In S103, the CPU 105 detects the falling edge (third edge) at which the output pulse changes from the high level to the low level, based on the state of the output pulse output from the photocoupler 101 and input from the input port. Determine whether If the CPU 105 determines that the third edge is detected, the process proceeds to step S104. If the CPU 105 determines that the third edge is not detected, the process returns to step S103. In S104, the CPU 105 determines the first edge and the third edge, and further detects the next first edge of the output pulse.

Ｓ１０５では、ＣＰＵ１０５は、第一のエッジと次の第一のエッジを検出した時間（タイミング）に基づいて、商用交流電源１００に基づいて生成される出力パルスの周波数情報（Ｔ１）を算出する。更に、ＣＰＵ１０５は、第一のエッジと第三のエッジを検出した時間（タイミング）に基づいて、特性値検出モードでの出力パルスのＨＩＧＨパルス幅（Ｔ３）を算出する。Ｓ１０６では、算出した出力パルスの周波数情報（Ｔ１）及びＨＩＧＨパルス幅（Ｔ３）に基づいて、ＦＥＴ３０４における立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのタイミングのずれ時間である特性情報（α）を算出して、ＣＰＵ１０５のメモリに記憶する。 In S105, the CPU 105 calculates the frequency information (T1) of the output pulse generated based on the commercial AC power supply 100, based on the time (timing) at which the first edge and the next first edge are detected. Further, the CPU 105 calculates the HIGH pulse width (T3) of the output pulse in the characteristic value detection mode based on the time (timing) at which the first edge and the third edge are detected. In step S106, the characteristic information (α) that is the time difference between the rising edge timing and the falling edge timing in the FET 304 is calculated based on the calculated output pulse frequency information (T1) and the HIGH pulse width (T3), and the CPU 105 Stored in memory.

Ｓ１０７では、ＣＰＵ１０５は、入出力部をハイレベルに設定し、動作モード切替え部７０２のフォトカプラ７１２を非導通状態に設定する。Ｓ１０８では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ７１２を導通状態から非導通状態に設定することにより、電圧検出モードを開始する。Ｓ１０９では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１から出力され、入力ポートに入力される出力パルスの状態に基づいて、出力パルスがローレベルからハイレベルに変化する立ち上がりエッジ（第一のエッジ）を検出したかどうか判断する。ＣＰＵ１０５は、第一のエッジを検出したと判断した場合には、処理をＳ１１０に進め、第一のエッジを検出していないと判断した場合には、処理をＳ１０９に戻す。Ｓ１１０では、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１から出力される出力パルスの状態に基づいて、出力パルスがハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりエッジ（第二のエッジ）を検出したかどうか判断する。ＣＰＵ１０５は、第二のエッジを検出したと判断した場合には、処理をＳ１１１に進め、第二のエッジを検出していないと判断した場合には、処理をＳ１１０に戻す。Ｓ１１１では、ＣＰＵ１０５は、第一のエッジ及び第二のエッジを確定させる。 In S107, the CPU 105 sets the input/output unit to the high level and sets the photocoupler 712 of the operation mode switching unit 702 to the non-conduction state. In S108, the CPU 105 starts the voltage detection mode by setting the photocoupler 712 from the conductive state to the nonconductive state. In S109, the CPU 105 detects a rising edge (first edge) at which the output pulse changes from the low level to the high level, based on the state of the output pulse output from the photocoupler 101 and input to the input port. Make a decision. If the CPU 105 determines that the first edge has been detected, the process proceeds to step S110. If the CPU 105 determines that the first edge has not been detected, the process returns to step S109. In S110, the CPU 105 determines whether or not the falling edge (second edge) at which the output pulse changes from the high level to the low level is detected based on the state of the output pulse output from the photocoupler 101. If the CPU 105 determines that the second edge is detected, the process proceeds to step S111. If the CPU 105 determines that the second edge is not detected, the process returns to step S110. In S111, the CPU 105 determines the first edge and the second edge.

Ｓ１１２では、ＣＰＵ１０５は、ＣＰＵ１０５は、第一のエッジと第二のエッジを検出した時間（タイミング）に基づいて、電圧検出モードでの出力パルスのＨＩＧＨパルス幅（Ｔ２）を算出する。Ｓ１１３では、算出したＨＩＧＨパルス幅（Ｔ２）とメモリに記憶したＦＥＴ３０４の特性情報（α）に基づいて、ＨＩＧＨパルス幅（Ｔ２）の補正（＝Ｔ２−α／２）を行う。Ｓ１１４では、ＣＰＵ１０５は、補正したＨＩＧＨパルス幅の正規化を行い、正規化したＨＩＧＨパルス幅（Ｔ４）（＝（Ｔ２−α／２）×正規化係数η）を算出する。Ｓ１１５では、ＣＰＵ１０５は、予めメモリに記憶している、上述した表２の情報と、正規化したＨＩＧＨパルス幅（Ｔ４）と、表２に示す近似式を用いて、商用交流電源１００の交流電圧を取得し、処理を終了する。なお、特性情報（α）は交流電圧値の補正だけでなく、定着器のヒーターを駆動する概ゼロクロスタイミングの精度向上等にも利用することができる。 In S112, the CPU 105 calculates the HIGH pulse width (T2) of the output pulse in the voltage detection mode based on the time (timing) when the CPU 105 detects the first edge and the second edge. In S113, the HIGH pulse width (T2) is corrected (=T2-α/2) based on the calculated HIGH pulse width (T2) and the characteristic information (α) of the FET 304 stored in the memory. In S114, the CPU 105 normalizes the corrected HIGH pulse width and calculates a normalized HIGH pulse width (T4) (=(T2-α/2)×normalization coefficient η). In S115, the CPU 105 uses the information in Table 2 described above stored in advance in the memory, the normalized HIGH pulse width (T4), and the approximate expression shown in Table 2 to calculate the AC voltage of the commercial AC power supply 100. Is acquired and the process ends. The characteristic information (α) can be used not only for correcting the AC voltage value but also for improving the accuracy of the substantially zero cross timing for driving the heater of the fixing device.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例８では、時定数により、特性値検出モードと電圧検出モードの２つの動作モードを切り替えることで、実施例７に比べてＣＰＵ１０５のポート数を削減できる回路構成について説明する。なお、上述した実施例１〜７と同一部分については、説明は省略する。 In the eighth embodiment, a circuit configuration in which the number of ports of the CPU 105 can be reduced as compared with the seventh embodiment by switching between two operation modes of the characteristic value detection mode and the voltage detection mode according to the time constant will be described. The description of the same parts as those in the first to seventh embodiments will be omitted.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図２１は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の交流電圧検出回路は、実施例７のゼロクロス検出回路７００と類似する回路素子で構成されたゼロクロス検出回路８００と、実施例７で用いた電圧検出回路７０１と、電圧論理反転部８０１と、動作モード切替え部８０２と、を有している。電圧論理反転部８０１は、トランジスタ８０６、抵抗８０３、８０４、８０５から構成されている。動作モード切替え部８０２は、時定数に依存して動作モードの切替えを行い、ダイオード８０７、８１５、ツェナーダイオード８１０、８１３、トランジスタ８０９、８１４、抵抗８０８、８１１、コンデンサ８１２を有している。本実施例の回路は、ゼロクロス検出回路８００のフォトカプラ１０１に、実施例７の電圧検出回路７０１と電圧論理反転部８０１を並列に接続し、実施例７の動作モード切替え部７０２を時定数に依存する動作モード切替え部８０２に変更した構成を有している。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 21 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The AC voltage detection circuit according to the present embodiment is a zero-cross detection circuit 800 including circuit elements similar to the zero-cross detection circuit 700 according to the seventh embodiment, a voltage detection circuit 701 used in the seventh embodiment, and a voltage logic inversion unit 801. And an operation mode switching unit 802. The voltage logic inversion unit 801 is composed of a transistor 806 and resistors 803, 804, 805. The operation mode switching unit 802 switches the operation mode depending on the time constant, and includes diodes 807 and 815, zener diodes 810 and 813, transistors 809 and 814, resistors 808 and 811, and a capacitor 812. In the circuit of the present embodiment, the voltage detection circuit 701 of the seventh embodiment and the voltage logic inverting unit 801 are connected in parallel to the photocoupler 101 of the zero-cross detection circuit 800, and the operation mode switching unit 702 of the seventh embodiment has a time constant. The operation mode switching unit 802 is dependent on the configuration.

ゼロクロス検出回路８００は、半波整流平滑回路３０３で生成される直流電圧が、フォトカプラ１０１の直流電圧源として機能し、電流制限抵抗１０３とＦＥＴ３０４を介してフォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となる。電圧論理反転部８０１は、電圧検出回路７０１のシャントレギュレータ７０７が非導通状態になると、次のように動作する。すなわち、半波整流平滑回路３０３で生成される直流電圧により、シャントレギュレータ７０７の電流制限抵抗８０３、トランジスタのベース抵抗８０４及びコレクタ抵抗８０５に電流が流れ、トランジスタ８０６がオンする。一方、電圧検出回路７０１のシャントレギュレータ７０７が導通すると、トランジスタ８０６のベース端子に電流が流れなくなって、トランジスタ８０６はオフする。電圧検出回路７０１のシャントレギュレータ７０７により、トランジスタ８０６のオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御される。これにより、商用交流電源１００の交流電圧に対するフォトカプラ１０１の導通、非導通タイミングの論理が、電圧検出回路７０１のみで制御する場合と比べて反転する。動作モード切替え部８０２は、商用交流電源１００の交流電圧が入力されて、交流電圧が上昇すると、ダイオード８０７、電流制限抵抗８０８を通じてトランジスタ８０９のベース端子に電流が流れて、トランジスタ８０９がオンし、数百μＡ程度の電流が流れる。一方、商用交流電源１００の交流電圧が下降すると、ダイオード８０７が非導通となり、トランジスタ８０９にベース電流が流れなくなるため、トランジスタ８０９はオフする。また、商用交流電源１００から交流電圧が入力されると、電流制限抵抗８１１を通じて、コンデンサ８１２にも電流が流れる。本実施例では、電流制限抵抗８１１とコンデンサ８１２による時定数を大きく設定している。そのため、商用交流電源１００からの交流電圧の入力開始から一定の時間（例えば３００ｍｓｅｃ）が経過した後に、コンデンサ８１２の電圧がツェナーダイオード８１３の動作電圧（ツェナー電圧）よりも高くなり、ツェナーダイオード８１３が導通状態になる。これにより、トランジスタ８１４にベース電流が流れて、トランジスタ８１４がオンする。そして、ダイオード８０７と電流制限抵抗８０８に流れる電流の大半が、ダイオード８１５とトランジスタ８１４に流れる。これにより、トランジスタ８０９のベース端子に流れる電流が極端に減少するため、トランジスタ８０９に流れる電流は数μＡ程度にまで減少する。なお、ツェナーダイオード８１０は、トランジスタ８０９とトランジスタ８１４の過電圧保護の働きをし、ツェナーダイオード８１３は、商用交流電源１００が負の電圧のときに、電流が逆流することを防止する働きをする。 In the zero-cross detection circuit 800, the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 functions as a DC voltage source of the photocoupler 101, and the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive via the current limiting resistor 103 and the FET 304. Become. The voltage logic inversion unit 801 operates as follows when the shunt regulator 707 of the voltage detection circuit 701 is turned off. That is, the DC voltage generated by the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 causes a current to flow through the current limiting resistor 803 of the shunt regulator 707, the base resistor 804 and the collector resistor 805 of the transistor, and the transistor 806 is turned on. On the other hand, when the shunt regulator 707 of the voltage detection circuit 701 becomes conductive, current does not flow to the base terminal of the transistor 806 and the transistor 806 is turned off. The shunt regulator 707 of the voltage detection circuit 701 controls ON (conduction state) and OFF (non-conduction state) of the transistor 806. As a result, the logic of the conduction/non-conduction timing of the photocoupler 101 with respect to the AC voltage of the commercial AC power supply 100 is reversed as compared with the case where the voltage detection circuit 701 alone controls. In the operation mode switching unit 802, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 is input and the AC voltage rises, a current flows through the diode 807 and the current limiting resistor 808 to the base terminal of the transistor 809, turning on the transistor 809. A current of about several hundred μA flows. On the other hand, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 drops, the diode 807 becomes non-conductive and the base current stops flowing through the transistor 809, so the transistor 809 turns off. Further, when an AC voltage is input from the commercial AC power supply 100, a current also flows through the capacitor 812 through the current limiting resistance 811. In this embodiment, the time constant of the current limiting resistor 811 and the capacitor 812 is set large. Therefore, the voltage of the capacitor 812 becomes higher than the operating voltage (zener voltage) of the Zener diode 813 after a certain time (for example, 300 msec) has elapsed from the start of the input of the AC voltage from the commercial AC power supply 100, and the Zener diode 813 is It becomes conductive. Accordingly, a base current flows through the transistor 814 and the transistor 814 is turned on. Then, most of the current flowing through the diode 807 and the current limiting resistor 808 flows through the diode 815 and the transistor 814. As a result, the current flowing through the base terminal of the transistor 809 is extremely reduced, so that the current flowing through the transistor 809 is reduced to about several μA. The zener diode 810 functions to protect the transistors 809 and 814 from overvoltage, and the zener diode 813 functions to prevent current from flowing backward when the commercial AC power supply 100 has a negative voltage.

［交流電圧検出回路における電圧検出モードでの電圧波形］
図２２（ａ）は、図２１に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧波形（点線）を示した図である。更に、図２２（ａ）は、図２１に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図２２（ａ）は、本実施例の回路のトランジスタ８０９が導通時の「特性値検出モード」における動作波形を示す。ここで、図２２（ａ）に示す商用交流電源の電圧は１００Ｖｒｍｓ、周波数は５０Ｈｚである。図２２（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３０４の動作状態は、ＦＥＴ３０４の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。そして、トランジスタ８０６の動作状態は、トランジスタ８０６のオン状態をＯＮ、オフ状態をＯＦＦで表記している。 [Voltage waveform in voltage detection mode in AC voltage detection circuit]
22A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line), and a gate terminal voltage waveform of the FET 304 (dotted line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. ). Further, FIG. 22A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 22A shows an operation waveform in the “characteristic value detection mode” when the transistor 809 of the circuit of this embodiment is conductive. Here, the voltage of the commercial AC power supply shown in FIG. 22(a) is 100 Vrms, and the frequency is 50 Hz. The vertical axis of FIG. 22A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 304, the conductive state of the FET 304 is represented as ON and the non-conductive state is represented as OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF. The operating state of the transistor 806 is represented by ON when the transistor 806 is on and OFF when it is off.

商用交流電源１００からの交流電圧が入力開始してから、コンデンサ８１２の電圧がツェナーダイオード８１３の動作電圧以下であるとき、すなわち、トランジスタ８１４がオフ時のときには、特性値検出モードの動作を開始する。商用交流電源１００の交流電圧が上昇し、数Ｖ以上になるとトランジスタ８０９がオンし、これにより、トランジスタ８０６のベース抵抗８０４にトランジスタ８０６がオンするために必要な電流が流れなくなるため、トランジスタ８０６はオフする。更に、商用交流電源１００の交流電圧が上昇すると、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が上昇し、閾値電圧を超えるとＦＥＴ３０４は導通状態となり、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となり、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。一方、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が下がり、閾値電圧以下になるとＦＥＴ３０４は非導通状態となり、フォトカプラ１０１の発光ダイオードに電流が流れなくなって、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。なお、ＦＥＴ３０４は、商用交流電源１００に対する動作電圧を、トランジスタ８０９よりも高く設定されている。更に、商用交流電源１００の交流電圧が下降し、数Ｖ以下になると、ダイオード８０７が非導通状態となって、トランジスタ８０９のベース端子に電流が流れなくなることによって、トランジスタ８０９はオフとなる。なお、トランジスタ８０６がオフした後にＦＥＴ３０４が導通状態となるように、電圧検出回路７０１の定数設定が行われている。 When the voltage of the capacitor 812 is equal to or lower than the operating voltage of the Zener diode 813 after the input of the AC voltage from the commercial AC power supply 100, that is, when the transistor 814 is off, the operation in the characteristic value detection mode is started. .. When the AC voltage of the commercial AC power supply 100 rises and becomes several V or more, the transistor 809 is turned on, whereby the base resistor 804 of the transistor 806 does not flow the current necessary for turning on the transistor 806, and thus the transistor 806 is turned on. Turn off. Further, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 rises, the gate terminal voltage of the FET 304 rises, and when the threshold voltage is exceeded, the FET 304 becomes conductive, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive, and the falling edge of the output pulse. Is generated. On the other hand, when the gate terminal voltage of the FET 304 drops and becomes lower than the threshold voltage, the FET 304 becomes non-conductive, current does not flow in the light emitting diode of the photocoupler 101, and the rising edge of the output pulse is generated. The operating voltage of the FET 304 with respect to the commercial AC power supply 100 is set higher than that of the transistor 809. Further, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 drops to several V or less, the diode 807 becomes non-conducting, and no current flows to the base terminal of the transistor 809, so that the transistor 809 is turned off. The constant of the voltage detection circuit 701 is set so that the FET 304 becomes conductive after the transistor 806 is turned off.

図２２（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 22B shows the voltage (broken line) of the reference terminal of the shunt regulator 707 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power source 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

また、図２２（ｂ）に示す動作は、実施例７の図１６（ｂ）と類似の動作をしている。特性値検出モードで動作中に、ＣＰＵ１０５は立ち上がりエッジ間の時間と、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間の時間を計測することで、商用交流電源１００の周波数とＨＩＧＨパルス幅を算出することができる。その結果、実施例７の図２０に示した処理と同様の手法を用いてＦＥＴ３０４の特性情報（α）を算出することが可能である。 The operation shown in FIG. 22B is similar to that of FIG. 16B of the seventh embodiment. While operating in the characteristic value detection mode, the CPU 105 can calculate the frequency of the commercial AC power supply 100 and the HIGH pulse width by measuring the time between rising edges and the time between rising edges and falling edges. it can. As a result, the characteristic information (α) of the FET 304 can be calculated by using the same method as the processing shown in FIG. 20 of the seventh embodiment.

［交流電圧検出回路における電圧検出モードでの電圧波形］
図２３（ａ）は、図２１に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧波形（点線）を示した図である。更に、図２３（ａ）は、図２１に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図２３（ａ）は、本実施例の回路のトランジスタ８０９が非導通時の電圧検出モードにおける動作波形を示す。ここで、図２３（ａ）に示す商用交流電源の電圧は１００Ｖｒｍｓ、周波数は５０Ｈｚである。図２３（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３０４の動作状態は、ＦＥＴ３０４の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。そして、トランジスタ８０６の動作状態は、トランジスタ８０６のオン状態をＯＮ、オフ状態をＯＦＦで表記している。 [Voltage waveform in voltage detection mode in AC voltage detection circuit]
23A shows a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line), a voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line), and a gate terminal voltage waveform of the FET 304 (dotted line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. ). Further, FIG. 23A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 23A shows an operation waveform in the voltage detection mode when the transistor 809 of the circuit of this embodiment is non-conductive. Here, the voltage of the commercial AC power supply shown in FIG. 23A is 100 Vrms, and the frequency is 50 Hz. The vertical axis of FIG. 23A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 304, the conductive state of the FET 304 is represented as ON and the non-conductive state is represented as OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF. The operating state of the transistor 806 is represented by ON when the transistor 806 is on and OFF when it is off.

商用交流電源１００の交流電圧の入力が開始されると、コンデンサ８１２の電圧が上昇し、コンデンサ８１２の電圧がツェナーダイオード８１３の動作電圧（ツェナー電圧）以上になると、ツェナーダイオード８１３が導通状態となる。そして、ツェナーダイオード８１３を介して、トランジスタ８１４のベース端子にベース電流が流れて、トランジスタ８１４がオンする。トランジスタ８１４がオンすると、トランジスタ８０９に流れる電流が極端に減少して、トランジスタ８０９はオフ状態となり、商用交流電源１００に関係なく、トランジスタ８０６はトランジスタ８０９の影響を受けなくなるため、電圧検出モードが開始される。そして、商用交流電源１００の交流電圧が上昇すると、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が上昇し、閾値電圧を超えると導通状態となり。その後、シャントレギュレータ７０７が閾値電圧を超えると、シャントレギュレータ７０７が動作する。その結果、トランジスタ８０６のベース端子に電流が流れなくなり、トランジスタ８０６がオフすることによって、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となり、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。次に、商用交流電源１００の交流電圧が低下すると、ＦＥＴ３０４のゲート端子電圧が閾値電圧以下となり、ＦＥＴ３０４が非導通状態となることで、フォトカプラ１０１の発光ダイオードに電流が流れなくなって、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。そのため、ＦＥＴ３０４が導通状態から非導通になるときに、ＦＥＴ３０４が生成する出力パルスの立ち上がりエッジでゼロクロスタイミングを検出することができる。一方、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子電圧がシャントレギュレータ７０７の閾値電圧を超える時間（タイミング）は、商用交流電源１００の電圧によって大きく異なる。そのため、出力パルスの立ち下がりエッジのタイミングは商用交流電源１００の電圧によって大きく変化する。 When the input of the AC voltage of the commercial AC power supply 100 is started, the voltage of the capacitor 812 rises, and when the voltage of the capacitor 812 becomes equal to or higher than the operating voltage (Zener voltage) of the Zener diode 813, the Zener diode 813 becomes conductive. .. Then, a base current flows to the base terminal of the transistor 814 through the Zener diode 813 and the transistor 814 is turned on. When the transistor 814 is turned on, the current flowing in the transistor 809 is extremely reduced, the transistor 809 is turned off, and the transistor 806 is not affected by the transistor 809 regardless of the commercial AC power source 100, so that the voltage detection mode is started. To be done. Then, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 rises, the gate terminal voltage of the FET 304 rises, and when it exceeds the threshold voltage, it becomes conductive. After that, when the shunt regulator 707 exceeds the threshold voltage, the shunt regulator 707 operates. As a result, no current flows through the base terminal of the transistor 806, and the transistor 806 is turned off, so that the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive, and the falling edge of the output pulse is generated. Next, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 drops, the gate terminal voltage of the FET 304 becomes equal to or lower than the threshold voltage, and the FET 304 becomes non-conductive, so that no current flows in the light emitting diode of the photocoupler 101 and the output pulse is output. A rising edge of is generated. Therefore, when the FET 304 changes from the conducting state to the non-conducting state, the zero-cross timing can be detected by the rising edge of the output pulse generated by the FET 304. On the other hand, the time (timing) at which the reference terminal voltage of the shunt regulator 707 exceeds the threshold voltage of the shunt regulator 707 greatly differs depending on the voltage of the commercial AC power supply 100. Therefore, the timing of the falling edge of the output pulse greatly changes depending on the voltage of the commercial AC power supply 100.

図２３（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。また、図２３（ｂ）に示す動作は、実施例７の図１７（ｂ）と類似の動作をしている。 FIG. 23B shows the voltage of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line) and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here. The operation shown in FIG. 23B is similar to that of FIG. 17B of the seventh embodiment.

以上説明した図２２（ａ）の特性値検出モード、及び図２３（ａ）の電圧検出モードの動作をさせることで、実施例７と同様の方法でＦＥＴ３０４の特性情報（α）を基に、補正した交流電圧値を算出することが可能である。 By operating the characteristic value detection mode of FIG. 22A and the voltage detection mode of FIG. 23A described above, based on the characteristic information (α) of the FET 304 in the same manner as in the seventh embodiment, It is possible to calculate the corrected AC voltage value.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例９では、検査装置等を接続した際に、フォトカプラの特性情報を検出し、検出された特性値を用いて電圧情報を補正することにより、高精度に電圧を検出する回路構成について説明する。 In the ninth embodiment, a circuit configuration for detecting the voltage information with high accuracy by detecting the characteristic information of the photocoupler and correcting the voltage information using the detected characteristic value when the inspection device or the like is connected will be described. To do.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図２４は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の回路は、交流電圧をフォトカプラ１０１の駆動源としている実施例１の回路において、電圧検出回路１０６を高精度の電圧検出が可能な実施例７の電圧検出回路７０１に変更した回路構成を有している。本実施例では、検査装置等で外部回路９００に接続することで、シャントレギュレータ７０７のアノード端子とカソード端子間を短絡することができる。また、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１の特性情報を記憶するメモリ９０１を有している。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 24 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit of the present embodiment is a circuit in which the voltage detection circuit 106 is changed to the voltage detection circuit 701 of the seventh embodiment capable of highly accurate voltage detection in the circuit of the first embodiment in which an AC voltage is used as the drive source of the photocoupler 101. Have a configuration. In this embodiment, the anode terminal and the cathode terminal of the shunt regulator 707 can be short-circuited by connecting to the external circuit 900 with an inspection device or the like. The CPU 105 also has a memory 901 that stores characteristic information of the photocoupler 101.

［交流電圧検出回路における外部回路を接続したときの電圧波形］
図２５（ａ）は、図２４に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）を示した図である。更に、図２５（ａ）は、図２４に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図２５（ａ）は、外部回路９００を接続したとき（シャントレギュレータ７０７のアノード端子とカソード端子間を短絡したとき）の本実施例の回路の動作波形を示す。図２５（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、フォトカプラ１０１の動作状態は、フォトカプラ１０１の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform when an external circuit is connected in the AC voltage detection circuit]
25A is a diagram showing the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line) and the voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Further, FIG. 25A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 25A shows operation waveforms of the circuit of this embodiment when the external circuit 900 is connected (when the anode terminal and the cathode terminal of the shunt regulator 707 are short-circuited). The vertical axis of FIG. 25A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, the operation state of the photocoupler 101 is described as ON when the conductive state of the photocoupler 101 is OFF and when it is OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF.

図２５（ａ）に示すように、フォトカプラ１０１は、商用交流電源１００の電圧が所定の電圧以上（概ね数Ｖ以上）の場合に導通状態となる。したがって、フォトカプラ１０１の導通・非導通状態の切り替わりにより、商用交流電源１００のゼロクロスタイミングを検出することができる。更に、図２５（ａ）に示すような動作時に、実施例７の図２０に示した処理と同様の手法を用いて、フォトカプラ１０１の特性情報（α）を検出し、メモリ９０１に記憶する。 As shown in FIG. 25A, the photocoupler 101 becomes conductive when the voltage of the commercial AC power supply 100 is a predetermined voltage or higher (approximately several V or higher). Therefore, the zero cross timing of the commercial AC power supply 100 can be detected by switching the photo coupler 101 between the conductive state and the non-conductive state. Further, at the time of the operation as shown in FIG. 25A, the characteristic information (α) of the photocoupler 101 is detected and stored in the memory 901 by using the same method as the processing shown in FIG. ..

図２５（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。また、図２５（ｂ）に示す動作は、実施例７の図１６（ｂ）と類似の動作をしている。 FIG. 25B shows the voltage (broken line) of the reference terminal of the shunt regulator 707 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here. The operation shown in FIG. 25B is similar to that of FIG. 16B of the seventh embodiment.

［交流電圧検出回路における外部回路を接続していないときの電圧波形］
図２６（ａ）は、図２４に示す交流電圧検出回路における、商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧波形（破線）を示した図である。更に、図２６（ａ）は、図２４に示す交流電圧検出回路における、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。なお、図２６（ａ）は、外部回路９００を接続していないときの本実施例の回路の動作波形を示す。図２６（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、フォトカプラ１０１の動作状態は、フォトカプラ１０１の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。更に、シャントレギュレータ７０７の動作状態は、シャントレギュレータ７０７の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform when external circuit is not connected in AC voltage detection circuit]
26A is a diagram showing the voltage waveform of the commercial AC power supply 100 (thin solid line) and the voltage waveform of the reference terminal of the shunt regulator 707 (broken line) in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Further, FIG. 26A is a diagram showing an output pulse waveform (thick solid line) output from the photocoupler 101 to the port of the CPU 105 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. Note that FIG. 26A shows operation waveforms of the circuit of this embodiment when the external circuit 900 is not connected. In FIG. 26A, the vertical axis represents voltage (V) and the horizontal axis represents time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, the operation state of the photocoupler 101 is described as ON when the conductive state of the photocoupler 101 is OFF and when it is OFF. Further, the operation state of the shunt regulator 707 is described as ON when the conductive state of the shunt regulator 707 is ON and when it is OFF.

商用交流電源１００の交流電圧が上昇すると、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子電圧が上昇し、閾値電圧を超えて導通した後、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となり、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。商用交流電源１００の交流電圧が下降すると、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの両端の電圧が下降することによって、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが非導通状態となり、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。 When the AC voltage of the commercial AC power supply 100 rises, the reference terminal voltage of the shunt regulator 707 rises, and the shunt regulator 707 exceeds the threshold voltage and becomes conductive. Then, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive and a falling edge of the output pulse is generated. To be done. When the AC voltage of the commercial AC power supply 100 drops, the voltage across the light-emitting diode of the photocoupler 101 drops, causing the light-emitting diode of the photocoupler 101 to become non-conductive and generating the rising edge of the output pulse.

図２６（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、シャントレギュレータ７０７のリファレンス端子の電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した実施例１の図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。また、図２５（ｂ）に示す動作は、実施例７の図１６（ｂ）と類似の動作をしている。 FIG. 26B shows the voltage (broken line) of the reference terminal of the shunt regulator 707 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in steps of 20 V. It is the figure which showed the mode of change. The view of the drawing is the same as that of the above-described FIG. 2B of the first embodiment, and the description thereof is omitted here. The operation shown in FIG. 25B is similar to that of FIG. 16B of the seventh embodiment.

図２６（ａ）に示す動作時に、実施例７の図２０に示した処理と同様の手法を用いて、商用交流電源１００の電源周波数と、電圧情報を含む出力パルスのＨＩＧＨパルス幅を算出することができる。更に、ＣＰＵ１０５は、上述したメモリ９０１に記憶したフォトカプラ１０１の特性情報（α）を読み出し、算出した出力パルスのＨＩＧＨパルス幅と周波数情報を用いて、補正したＨＩＧＨパルス幅を算出する。これにより、フォトカプラ１０１の特性情報（α）の影響を受けない交流電圧情報を取得することができる。 During the operation shown in FIG. 26A, the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 and the HIGH pulse width of the output pulse including the voltage information are calculated using the same method as the processing shown in FIG. 20 of the seventh embodiment. be able to. Further, the CPU 105 reads the characteristic information (α) of the photocoupler 101 stored in the memory 901 described above, and calculates the corrected HIGH pulse width using the calculated HIGH pulse width and frequency information of the output pulse. Accordingly, it is possible to acquire the AC voltage information that is not affected by the characteristic information (α) of the photocoupler 101.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例１０では、実施例３の回路（図７参照）において、入力電圧を基準にして動作する素子の特性ばらつきを検出し、検出した特性情報に基づいて、出力パルスの電圧情報を補正する手法について説明する。 In the tenth embodiment, in the circuit of the third embodiment (see FIG. 7), the characteristic variation of the element that operates based on the input voltage is detected, and the voltage information of the output pulse is corrected based on the detected characteristic information. Will be described.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図２７は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。本実施例の回路は、前述した実施例３の回路構成（図７参照）に、ＦＥＴ３０４のドレイン端子とソース端子との間を短絡する外部回路１００１を追加した回路構成である。本実施例では、外部回路１００１を接続することにより、ＦＥＴ３０４のドレイン端子とソース端子間が短絡される。ＦＥＴ３０４のドレイン端子とソース端子間を短絡させることで、フォトカプラ１０１の発光ダイオードはＦＥＴ３０４のゲート端子電圧に関係なく、導通状態となる。また、ＣＰＵ１０５は、フォトカプラ１０１の特性情報を記憶するメモリ１０００を有している。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 27 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. The circuit of the present embodiment has a circuit configuration in which an external circuit 1001 that short-circuits the drain terminal and the source terminal of the FET 304 is added to the circuit configuration of the above-described third embodiment (see FIG. 7). In this embodiment, the drain terminal and the source terminal of the FET 304 are short-circuited by connecting the external circuit 1001. By short-circuiting the drain terminal and the source terminal of the FET 304, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive regardless of the gate terminal voltage of the FET 304. Further, the CPU 105 has a memory 1000 that stores characteristic information of the photocoupler 101.

［交流電圧検出回路における電圧波形］
図２８（ａ）は、図２７に示す交流電圧検出回路における商用交流電源１００の電圧波形（細い実線）、ＦＥＴ３１２のゲート端子の電圧波形（破線）、フォトカプラ１０１からＣＰＵ１０５のポートに出力される出力パルス波形（太い実線）を示した図である。図２８（ａ）は、外部回路１００１を接続して、ＦＥＴ３０４を短絡した状態での電圧波形を示している。図２８（ａ）の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｓｅｃ（秒））を示す。なお、商用交流電源１００の電圧は、１／２０スケールで示している。また、ＦＥＴ３１２の動作状態は、ＦＥＴ３１２の導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦとして表記している。 [Voltage waveform in AC voltage detection circuit]
28A is a voltage waveform of the commercial AC power supply 100 in the AC voltage detection circuit shown in FIG. 27 (thin solid line), a voltage waveform of the gate terminal of the FET 312 (broken line), and the photocoupler 101 outputs to the port of the CPU 105. It is the figure which showed the output pulse waveform (thick solid line). FIG. 28A shows a voltage waveform when the external circuit 1001 is connected and the FET 304 is short-circuited. The vertical axis of FIG. 28A shows voltage (V), and the horizontal axis shows time (sec). The voltage of the commercial AC power supply 100 is shown on a 1/20 scale. Further, regarding the operating state of the FET 312, the conductive state of the FET 312 is described as ON and the non-conductive state is described as OFF.

本実施例では、フォトカプラ１０１の発光ダイオードの導通、非導通タイミングは、電圧検出回路３０８のＦＥＴ３１２の導通、非導通タイミングに依存して決まる。商用交流電源１００の交流電圧が下がると、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧が下降し、ＦＥＴ３１２のゲート端子の閾値電圧を下回った時点で、ＦＥＴ３１２は非導通状態となる。その結果、フォトカプラ１０１の発光ダイオードが導通状態となり、出力パルスの立ち下がりエッジが生成される。一方、商用交流電源１００の交流電圧が上昇すると、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）回路３１１を通過して進んだＦＥＴ３１２のゲート端子電圧が上昇し、ＦＥＴ３１２のゲート端子の閾値電圧を上回った時点で、ＦＥＴ３１２は導通状態となる。その結果、フォトカプラ１０１が非導通状態となり、出力パルスの立ち上がりエッジが生成される。 In this embodiment, the conduction/non-conduction timing of the light emitting diode of the photocoupler 101 depends on the conduction/non-conduction timing of the FET 312 of the voltage detection circuit 308. When the AC voltage of the commercial AC power supply 100 drops, the gate terminal voltage of the FET 312 drops, and when it falls below the threshold voltage of the gate terminal of the FET 312, the FET 312 becomes non-conductive. As a result, the light emitting diode of the photocoupler 101 becomes conductive, and the falling edge of the output pulse is generated. On the other hand, when the AC voltage of the commercial AC power supply 100 rises, the gate terminal voltage of the FET 312 that has passed through the HPF (high-pass filter) circuit 311 rises, and when it exceeds the threshold voltage of the gate terminal of the FET 312, the FET 312 turns on. It becomes conductive. As a result, the photocoupler 101 becomes non-conductive, and the rising edge of the output pulse is generated.

図２８（ｂ）は、商用交流電源１００の電圧を８０Ｖｒｍｓから１４０Ｖｒｍｓまで２０Ｖ刻みで４段階に変化させたときの、ＦＥＴ３１２のゲート端子電圧（破線）、出力パルス波形（太い実線）の変化の様子を示した図である。図の見方については、前述した図２（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。立ち上がり、立ち下がりタイミングは商用交流電源１００の電圧に応じて大きく変化している。これは、立ち上がりタイミングを形成するＦＥＴ３１２の導通タイミングと、立ち下がりタイミングを形成するＦＥＴ３１２の非導通タイミングが、商用交流電源１００の交流電圧の傾きに応じて変化するためである。 FIG. 28B shows changes in the gate terminal voltage (broken line) of the FET 312 and the output pulse waveform (thick solid line) when the voltage of the commercial AC power supply 100 is changed in four steps from 80 Vrms to 140 Vrms in 20 V steps. It is the figure which showed. The view of the drawing is the same as that of FIG. 2B described above, and the description thereof is omitted here. The rising and falling timings greatly change according to the voltage of the commercial AC power supply 100. This is because the conduction timing of the FET 312 that forms the rising timing and the non-conduction timing of the FET 312 that forms the falling timing change according to the gradient of the AC voltage of the commercial AC power supply 100.

図２８（ａ）の動作時に、ＣＰＵ１０５で出力パルスの立ち上がり・立ち下がりエッジのタイミングを測定し、商用交流電源１００の電源周波数と出力パルスのＨＩＧＨパルス幅を算出する。同時に、電圧計で商用交流電源１００の入力電圧を計測する。ＣＰＵ１０５は、商用交流電源１００の入力電圧及び商用交流電源１００の電源周波数に対応する基準ＨＩＧＨパルス幅を対応付けたテーブルを予めＣＰＵ１０５内部のメモリに保持しておく。そして、ＣＰＵ１０５は、テーブルより、電圧計で検出した入力電圧と算出した電源周波数に対応する基準ＨＩＧＨパルス幅を取得し、ＣＰＵ１０５で算出したＨＩＧＨパルス幅と取得した基準ＨＩＧＨパルス幅とを比較する。ＣＰＵ１０５は、２つのＨＩＧＨパルス幅の差分を特性情報（β）としてメモリ１０００に記憶する。ＣＰＵ１０５は、メモリ１０００に記憶した特性情報（β）を用いて、測定した出力パルスの立ち上がりエッジ・立ち下がりエッジ間のＨＩＧＨパルス時間を、（ＨＩＧＨパルス幅−β／２）により補正した情報に基づいて交流電圧情報に変換する。これにより、ＦＥＴ３１２の特性情報（β／２）の影響を受けない電圧値情報を得ることが可能となる。 During the operation of FIG. 28A, the CPU 105 measures the timing of the rising and falling edges of the output pulse, and calculates the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 and the HIGH pulse width of the output pulse. At the same time, the voltmeter measures the input voltage of the commercial AC power supply 100. The CPU 105 stores in advance a table in the memory inside the CPU 105 in which a reference HIGH pulse width corresponding to the input voltage of the commercial AC power supply 100 and the power supply frequency of the commercial AC power supply 100 is associated. Then, the CPU 105 acquires a reference HIGH pulse width corresponding to the input voltage detected by the voltmeter and the calculated power supply frequency from the table, and compares the HIGH pulse width calculated by the CPU 105 with the acquired reference HIGH pulse width. The CPU 105 stores the difference between the two HIGH pulse widths in the memory 1000 as characteristic information (β). The CPU 105 uses the characteristic information (β) stored in the memory 1000 to correct the measured HIGH pulse time between the rising edge and the falling edge of the output pulse by (HIGH pulse width−β/2). Convert into AC voltage information. This makes it possible to obtain voltage value information that is not affected by the characteristic information (β/2) of the FET 312.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例１１では、実施例６の回路に、スイッチ設定によりヒステリシス特性を有効、又は無効に切り替えることによって、実施例６に比べて電圧の検出精度を高める回路構成について説明する。 In the eleventh embodiment, a circuit configuration of the circuit of the sixth embodiment will be described, in which the hysteresis characteristic is switched between valid and invalid depending on a switch setting to improve voltage detection accuracy as compared with the sixth embodiment.

［交流電圧検出回路の回路構成］
図２９は、本実施例の交流電圧検出回路の回路構成を示す回路図である。なお、図２９において、スイッチ１１００とスイッチ１１０１を短絡させ、スイッチ１１０２を開放したときの回路は、実施例６の図１３に示す回路と同じ動作を行う。 [Circuit configuration of AC voltage detection circuit]
FIG. 29 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the AC voltage detection circuit of this embodiment. In FIG. 29, the circuit when the switch 1100 and the switch 1101 are short-circuited and the switch 1102 is opened performs the same operation as the circuit shown in FIG. 13 of the sixth embodiment.

図２９の回路において、スイッチ１１０２を開放した状態で、スイッチ１１００、又はスイッチ１１０１を開放する。これにより、コンパレータ６０１の出力によらず、コンパレータ６０１の非反転入力端子（＋端子）には、常に半波整流平滑回路３０３の出力電圧を抵抗６０２と抵抗６０３で分圧した基準電圧が入力される。実施例６の電圧設定を引き継いで、出力電圧と抵抗定数が実施例６と同じとすると、コンパレータ６０１の出力は、商用交流電源１００の電圧が８５Ｖ以上でハイインピーダンス状態、８５Ｖ未満でローレベルとなる。このとき、実施例１０と同様に、出力パルスの立ち下がりエッジを生成する回路部品の特性情報を検出して、電圧値情報を補正することが可能である。 In the circuit of FIG. 29, the switch 1100 or the switch 1101 is opened while the switch 1102 is opened. Accordingly, the reference voltage obtained by dividing the output voltage of the half-wave rectifying/smoothing circuit 303 by the resistors 602 and 603 is always input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator 601 regardless of the output of the comparator 601. It Assuming that the output voltage and the resistance constant are the same as those of the sixth embodiment while continuing the voltage setting of the sixth embodiment, the output of the comparator 601 is in the high impedance state when the voltage of the commercial AC power supply 100 is 85V or more, and is the low level when the voltage is less than 85V. Become. At this time, similarly to the tenth embodiment, it is possible to detect the characteristic information of the circuit component that generates the falling edge of the output pulse and correct the voltage value information.

次に、図２９の回路において、スイッチ１１００とスイッチ１１０２を短絡した状態で、スイッチ１１０１を開放する。これにより、コンパレータ６０１の出力によらず、コンパレータ６０１の非反転入力端子（＋端子）には、常に半波整流平滑回路３０３の出力電圧を抵抗６０２と、抵抗６０３及び抵抗６０６の並列に接続したときの合成抵抗で分圧した基準電圧が入力される。コンパレータ６０１の出力は、商用交流電源１００の電圧が概０Ｖ以上でハイインピーダンス状態、概０Ｖ未満でローレベルとなる。このとき、実施例７〜９と同様に、出力パルスの立ち上がりエッジを生成する回路部品の特性情報を検出して、電圧値情報を補正することが可能である。 Next, in the circuit of FIG. 29, the switch 1101 is opened while the switch 1100 and the switch 1102 are short-circuited. As a result, regardless of the output of the comparator 601, the output voltage of the half-wave rectifying and smoothing circuit 303 is always connected to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator 601 in parallel with the resistor 602 and the resistor 603 and the resistor 606. The reference voltage divided by the combined resistance is input. The output of the comparator 601 is in a high impedance state when the voltage of the commercial AC power supply 100 is approximately 0 V or higher, and is in the low level when the voltage of the commercial AC power source 100 is approximately less than 0 V. At this time, similarly to the seventh to ninth embodiments, it is possible to detect the characteristic information of the circuit component that generates the rising edge of the output pulse and correct the voltage value information.

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

実施例１〜１１で説明した交流電圧検出回路を有し、高電圧を出力する電源部を備える電源装置は、例えばゼロクロスタイミングに基づいて電力供給制御を行う装置を備える画像形成装置の電源装置として適用することができる。以下に、実施例１〜１１の交流電圧検出回路を有する電源装置が適用される画像形成装置の構成を説明する。 The power supply device that includes the AC voltage detection circuit described in the first to eleventh embodiments and that includes the power supply unit that outputs a high voltage is, for example, a power supply device for an image forming apparatus that includes a device that performs power supply control based on zero-cross timing. Can be applied. The configuration of the image forming apparatus to which the power supply device having the AC voltage detection circuits of Examples 1 to 11 is applied will be described below.

［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例に挙げて説明する。図３０に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ３３０は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム３１３、感光ドラム３１３を一様に帯電する帯電部３１７（帯電手段）、感光ドラム３１３に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１９（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム３１３に現像されたトナー像をカセット３１６から供給された記録材（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写して、記録材上のトナー像を定着器３１４で記録材に定着して、トレイ３１５に排出する。この感光ドラム３１３、帯電部３１７、現像部３１９、転写部３１８が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ３３０は、実施例１〜１１で説明した交流電圧検出回路を有する電源装置５０２を備えている。なお、実施例１〜１１で説明した交流電圧検出回路を有する電源装置５０２を適用可能な画像形成装置は、図３０に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム３１３上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。 [Configuration of image forming apparatus]
A laser beam printer will be described as an example of the image forming apparatus. FIG. 30 shows a schematic configuration of a laser beam printer which is an example of an electrophotographic printer. The laser beam printer 330 includes a photosensitive drum 313 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit 317 (charging means) that uniformly charges the photosensitive drum 313, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 313. A developing unit 319 (developing unit) that develops an image with toner is provided. Then, the toner image developed on the photosensitive drum 313 is transferred to a recording material (not shown) supplied from the cassette 316 by a transfer unit 318 (transfer means), and the toner image on the recording material is fixed by the fixing device 314. Then, the sheet is fixed on the sheet and discharged onto the tray 315. The photosensitive drum 313, the charging unit 317, the developing unit 319, and the transfer unit 318 are image forming units. Further, the laser beam printer 330 includes the power supply device 502 having the AC voltage detection circuit described in the first to eleventh embodiments. The image forming apparatus to which the power supply device 502 having the AC voltage detection circuit described in Embodiments 1 to 11 is applicable is not limited to the one illustrated in FIG. 30, and for example, an image forming apparatus including a plurality of image forming units. May be Further, the image forming apparatus may include a primary transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 313 to the intermediate transfer belt and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer belt to the sheet.

レーザビームプリンタ３３０は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御する、実施例１〜１１のＣＰＵ１０５に相当するコントローラ３２０を備えている。コントローラ３２０やレーザビームプリンタ３３０の各装置は、電源装置５０２から電力を供給される。また、コントローラ３２０は、実施例１〜１１の交流電圧検出回路のフォトカプラ１０１から出力される出力パルス信号の立ち上がりエッジのタイミングに基づいて、ゼロクロスタイミングを検知する。そして、コントローラ３２０は、検知したゼロクロスタイミングに基づいて、電源装置５０２から定着器３１４への電力供給を制御する。また、コントローラ３２０は、実施例１〜１１の交流電圧検出回路のフォトカプラ１０１から出力される出力パルス信号に基づいて、交流電源１００の交流電圧及びゼロクロスタイミングを検知する。更に、コントローラ３２０は、交流電圧検出回路を構成する部品の特性情報を取得し、取得した特性情報に基づいて、出力パルス信号のＨＩＧＨパルス幅を補正して、商用交流電源の交流電圧を取得する。 The laser beam printer 330 includes a controller 320 that controls the image forming operation by the image forming unit and the sheet conveying operation and that corresponds to the CPU 105 of the first to eleventh embodiments. Power is supplied to each device of the controller 320 and the laser beam printer 330 from the power supply device 502. Further, the controller 320 detects the zero-cross timing based on the timing of the rising edge of the output pulse signal output from the photocoupler 101 of the AC voltage detection circuit according to the first to eleventh embodiments. Then, the controller 320 controls the power supply from the power supply device 502 to the fixing device 314 based on the detected zero-cross timing. Further, the controller 320 detects the AC voltage and the zero-cross timing of the AC power supply 100 based on the output pulse signal output from the photocoupler 101 of the AC voltage detection circuit according to the first to eleventh embodiments. Further, the controller 320 acquires the characteristic information of the components forming the AC voltage detection circuit, corrects the HIGH pulse width of the output pulse signal based on the acquired characteristic information, and acquires the AC voltage of the commercial AC power supply. ..

以上説明したように、本実施例によれば、交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の電圧値を１つの信号に重畳することができる。 As described above, according to this embodiment, the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage value of the AC voltage can be superimposed on one signal.

１０１ フォトカプラ
１０６ 電圧検出回路 101 Photocoupler 106 Voltage Detection Circuit

Claims (20)

交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を生成するパルス生成回路を有し、
前記パルス生成回路は、前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記第一エッジを生成する第一エッジ回路と、前記交流電圧に応じたタイミングに前記第二エッジを生成する第二エッジ回路と、を有し、
前記第一エッジ回路は、前記交流電圧の電圧レベルが第一レベルであるときに前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記交流電圧又は前記交流電圧に応じた電圧を検出し、検出した電圧レベルが第二レベルであるときに前記第二エッジを生成することを特徴とする電源装置。 A pulse generation circuit that generates a pulse signal that includes a first edge indicating a zero-cross timing in the AC voltage, and a second edge in which the time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage,
The pulse generation circuit includes a first edge circuit that generates the first edge at the zero-cross timing, and a second edge circuit that generates the second edge at a timing according to the AC voltage,
The first edge circuit generates the first edge when the voltage level of the AC voltage is a first level,
The second edge circuit detects the AC voltage or a voltage corresponding to the AC voltage, and generates the second edge when the detected voltage level is a second level. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を遅らせる遅延回路と、
前記位相の遅延した交流電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態で、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
When the AC voltage exceeds a threshold value, it becomes conductive, and when the AC voltage does not exceed the threshold value, it has a first switching element that becomes non-conductive,
The second edge circuit is
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
A second switch element that has a control terminal to which the phase-delayed AC voltage is applied and that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
Have
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit generates the second edge by the second switch element changing from a non-conducting state to a conducting state according to the voltage level of the AC voltage when the first switching element is in the conducting state. The power supply device according to claim 1, wherein: 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に応じた電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態で、前記加算回路から出力される電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
When the AC voltage exceeds a threshold value, it becomes conductive, and when the AC voltage does not exceed the threshold value, it has a first switching element that becomes non-conductive,
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the AC voltage to generate a voltage according to the AC voltage,
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
An adder circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A second switch element that has a control terminal to which the voltage output from the adder circuit is applied and that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
Have
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that the first switch element is in a conductive state and the second switch element changes from a non-conductive state to a conductive state in accordance with a voltage level of a voltage output from the adding circuit. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device generates two edges. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を進める位相回路と、
前記位相回路により位相を進められた交流電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは並列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
Have
The second edge circuit is
A phase circuit that advances the phase of the alternating voltage,
A second switch element having a control terminal to which an AC voltage whose phase has been advanced by the phase circuit is applied, and which is switched between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal,
Have
The first switch element and the second switch element are connected in parallel,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that, when the first switch element is in a conductive state, the second switch element changes from a conductive state to a non-conductive state according to the voltage level of the AC voltage. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device generates an edge. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に応じた電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
前記第二スイッチ素子により前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧の印加が制御される制御端子を有し、前記第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子と、
を有し、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
Have
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the AC voltage to generate a voltage according to the AC voltage,
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
An adder circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A second switch element that has a control terminal to which the voltage output from the adder circuit is applied and that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
The second switch element has a control terminal for controlling the application of the DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit, a third switch element connected in parallel with the first switch element,
Have
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that, when the first switch element is in a conductive state, the second switch element changes from a non-conductive state to a conductive state in accordance with the voltage level of the AC voltage. The power supply device according to claim 1, wherein the second edge is generated by a switch element changing from a conductive state to a non-conductive state. 前記第一スイッチ素子は、整流素子と半導体スイッチとの直列接続により形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 4 or 5, wherein the first switch element is formed by connecting a rectifying element and a semiconductor switch in series. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に応じた電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
前記第二スイッチ素子により前記交流電圧から生成された直流電圧の印加が制御される制御端子を有し、前記第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子と、
を有し、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態で、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
When the AC voltage exceeds a threshold value, it becomes conductive, and when the AC voltage does not exceed the threshold value, it has a first switching element that becomes non-conductive,
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the AC voltage to generate a voltage according to the AC voltage,
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
An adder circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A second switch element that has a control terminal to which the voltage output from the adder circuit is applied and that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
The second switch element has a control terminal for controlling the application of the DC voltage generated from the AC voltage, the third switch element connected in parallel with the first switch element,
Have
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
In the second edge circuit, the first switch element is in a conductive state, and the third switch element is in a conductive state when the second switch element changes from a non-conductive state to a conductive state according to the voltage level of the AC voltage. The power supply device according to claim 1, wherein the second edge is generated by changing from a state to a non-conduction state. 前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を分圧して前記第二スイッチ素子の前記制御端子に印加する第二分圧回路と、
を有することを特徴とする請求項３又は請求項７に記載の電源装置。 The second edge circuit is
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
A second voltage dividing circuit that divides the DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit and applies the divided voltage to the control terminal of the second switch element,
The power supply device according to claim 3 or 7, further comprising: 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
ヒステリシス特性を有し、前記交流電圧に応じた電圧に応じて前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを切り替えるコンパレータと、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記コンパレータは、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記第二スイッチ素子が前記第一エッジを生成するよう前記第二スイッチ素子を非導通状態から導通状態に変化させ、前記交流電圧に応じた電圧の傾きに応じたタイミングに前記第二エッジが生成されるように前記第二スイッチ素子を導通状態から非導通状態に変化させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
Have
The second edge circuit is
A second switch element that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
A comparator that has a hysteresis characteristic and switches between a conducting state and a non-conducting state of the switching element according to a voltage according to the AC voltage,
Have
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The comparator switches the second switch element from the non-conductive state to the conductive state so that the second switch element generates the first edge at the zero-cross timing when the first switch element is in the conductive state. 2. The second switch element is changed from a conducting state to a non-conducting state so that the second edge is generated at a timing corresponding to the gradient of the voltage corresponding to the alternating voltage. The power supply device according to. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
前記第一スイッチ素子への前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給又は遮断する第一切替回路と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路から出力される電圧と、前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に応じて生成された電圧を加算した電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一切替回路は、前記第二スイッチ素子が導通状態のときには前記第一スイッチ素子へ前記直流電圧を供給し、前記第二スイッチ素子が非導通状態のときには前記第一スイッチ素子への前記直流電圧の供給を遮断し、
前記第一切替回路に並列に設けられ、前記第一スイッチ素子へ前記直流電圧を供給する電力供給路を接続又は切断する第二切替回路と、
前記第二切替回路により前記電力供給路が接続されている第一の状態と、前記電力供給路が切断されている第二の状態での前記パルス信号を取得する制御手段と、
を備え、
前記第二切替回路が前記電力供給路を接続している第一の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、前記第一スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成し、
前記第二切替回路が前記電力供給路を切断している第二の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第二スイッチ素子が非導通状態のときには、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、前記第一スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
A first switching circuit that supplies or cuts off the DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit to the first switching element;
Have
The second edge circuit is
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
The control circuit has a control terminal to which a voltage obtained by adding a voltage output from the delay circuit and a voltage generated by dividing the AC voltage to the AC voltage is applied. A second switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to
Have
The first switching circuit supplies the DC voltage to the first switch element when the second switch element is in a conductive state, and the DC voltage to the first switch element when the second switch element is in a non-conductive state. Shut off the voltage supply,
A second switching circuit that is provided in parallel with the first switching circuit and connects or disconnects a power supply path that supplies the DC voltage to the first switching element;
A first state in which the power supply path is connected by the second switching circuit, and a control unit that acquires the pulse signal in a second state in which the power supply path is disconnected,
Equipped with
In a first state in which the second switching circuit connects the power supply path, the first edge circuit changes the timing of the zero-cross by changing the first switch element from a conductive state to a non-conductive state. Generating the first edge shown, the first switching element to generate the second edge by changing from a non-conductive state to a conductive state,
In a second state in which the second switching circuit disconnects the power supply path, the first edge circuit is configured such that the first switch element is in a non-conductive state when the second switch element is in a non-conductive state. The first edge indicating the timing of the zero-cross is generated by changing to a conductive state, and the second edge is generated by changing the first switch element from a non-conductive state to a conductive state. The power supply device according to claim 1. 前記制御手段は、前記第二切替回路を制御し、前記電力供給路の接続、又は切断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 10, wherein the control unit controls the second switching circuit to connect or disconnect the power supply path. 前記第二切替回路は、前記電力供給路の接続を行い、所定の時間が経過すると、前記電力供給路を切断することを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 10, wherein the second switching circuit connects the power supply path and disconnects the power supply path after a lapse of a predetermined time. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路から出力される電圧と、前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に応じて生成された電圧を加算した電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続され、
前記第二スイッチ素子の出力端子と入力端子との間に接続され、前記第二スイッチ素子を短絡させる外部回路と、
前記外部回路が接続されて前記第二スイッチ素子が短絡されている第一の状態と、前記外部回路が外され、前記第二スイッチ素子が短絡されていない第二の状態での前記パルス信号を取得する制御手段と、
を備え、
前記外部回路が接続されて前記第二スイッチ素子が短絡されている第一の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、前記第一スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成し、
前記外部回路が外され、前記第二スイッチ素子が短絡されていない第二の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第二スイッチ素子が導通状態のときには、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、前記第一スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
When the AC voltage exceeds a threshold value, it becomes conductive, and when the AC voltage does not exceed the threshold value, it has a first switching element that becomes non-conductive,
The second edge circuit is
A delay circuit for delaying the phase of the alternating voltage,
The control circuit has a control terminal to which a voltage obtained by adding a voltage output from the delay circuit and a voltage generated by dividing the AC voltage to the AC voltage is applied. A second switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to
Have
The first switch element and the second switch element are connected in series,
An external circuit connected between the output terminal and the input terminal of the second switch element, and short-circuiting the second switch element,
A first state in which the external circuit is connected and the second switch element is short-circuited, the external circuit is removed, the pulse signal in the second state in which the second switch element is not short-circuited Control means to get,
Equipped with
In the first state in which the external circuit is connected and the second switch element is short-circuited, the first edge circuit, the first switch element of the zero-cross by changing from a conductive state to a non-conductive state. Generating the first edge indicating timing, generating the second edge by changing the first switch element from a non-conducting state to a conducting state,
In a second state in which the external circuit is removed and the second switch element is not short-circuited, the first edge circuit is such that when the second switch element is in the conductive state, the first switch element is in the conductive state. Generating the first edge indicating the timing of the zero crossing by changing to a non-conducting state, and generating the second edge by changing the first switch element from a non-conducting state to a conducting state. The power supply device according to claim 1. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を進める位相回路と、
前記位相回路により位相を進められた交流電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは並列に接続されており、
前記第二スイッチ素子の出力端子と入力端子との間に接続され、前記第二スイッチ素子を短絡させる外部回路と、
前記外部回路が接続されて前記第二スイッチ素子が短絡されている第一の状態と、前記外部回路が外され、前記第二スイッチ素子が短絡されていない第二の状態での前記パルス信号を取得する制御手段と、
を備え、
前記外部回路が接続されて前記第二スイッチ素子が短絡されている第一の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、前記第一スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記第二エッジを生成し、
前記外部回路が外され、前記第二スイッチ素子が短絡されていない第二の状態では、前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が導通状態から非導通状態に変化することで前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
Have
The second edge circuit is
A phase circuit that advances the phase of the alternating voltage,
A second switch element having a control terminal to which an AC voltage whose phase has been advanced by the phase circuit is applied, and which is switched between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal,
Have
The first switch element and the second switch element are connected in parallel,
An external circuit connected between the output terminal and the input terminal of the second switch element, and short-circuiting the second switch element,
A first state in which the external circuit is connected and the second switch element is short-circuited, the external circuit is removed, the pulse signal in the second state in which the second switch element is not short-circuited Control means to get,
Equipped with
In the first state in which the external circuit is connected and the second switch element is short-circuited, the first edge circuit, the first switch element of the zero-cross by changing from a conductive state to a non-conductive state. Generating the first edge indicating timing, generating the second edge by changing the first switch element from a non-conducting state to a conducting state,
In the second state in which the external circuit is removed and the second switch element is not short-circuited, the first edge circuit is configured such that the first switch element changes from the conductive state to the non-conductive state, thereby the zero crossing is performed. Generating the first edge indicating timing,
The second edge circuit is configured such that, when the first switch element is in a conductive state, the second switch element changes from a conductive state to a non-conductive state according to the voltage level of the AC voltage. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device generates an edge. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路で生成された前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に応じた電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に応じた電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に応じた電圧が前記閾値を超えていなければ非導通となる第一スイッチ素子と、
を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
ヒステリシス特性を有し、前記交流電圧に応じた電圧に応じて前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを切り替えるコンパレータと、
前記コンパレータのヒステリシス特性を有効、又は無効にするスイッチと、
を有し、
前記スイッチにより前記コンパレータのヒステリシス特性が無効の第一の状態と、前記スイッチにより前記コンパレータのヒステリシス特性が有効の第二の状態での前記パルス信号を取得する制御手段を、
備え、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記コンパレータは、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記第二スイッチ素子が前記第一エッジを生成するよう前記第二スイッチ素子を非導通状態から導通状態に変化させ、前記交流電圧に応じた電圧の傾きに応じたタイミングに前記第二エッジが生成されるように前記第二スイッチ素子を導通状態から非導通状態に変化させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 The first edge circuit,
A rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage,
Operated by being supplied with the DC voltage generated by the rectifying/smoothing circuit, and having a control terminal to which a voltage according to the AC voltage is applied, and conducting when the voltage according to the AC voltage exceeds a threshold value, A first switch element that becomes non-conductive unless the voltage corresponding to the AC voltage exceeds the threshold value,
Have
The second edge circuit is
A second switch element that switches between a conducting state and a non-conducting state according to the voltage applied to the control terminal,
A comparator that has a hysteresis characteristic and switches between a conducting state and a non-conducting state of the switching element according to a voltage according to the AC voltage,
A switch for enabling or disabling the hysteresis characteristic of the comparator,
Have
A first state in which the hysteresis characteristic of the comparator is invalid by the switch, and a control unit that acquires the pulse signal in the second state in which the hysteresis characteristic of the comparator is valid by the switch,
Prepare,
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The comparator switches the second switch element from the non-conductive state to the conductive state so that the second switch element generates the first edge at the zero-cross timing when the first switch element is in the conductive state. 2. The second switch element is changed from a conducting state to a non-conducting state so that the second edge is generated at a timing corresponding to the gradient of the voltage corresponding to the alternating voltage. The power supply device according to. 前記制御手段は、
前記第一の状態で取得した前記パルス信号に基づいて、前記交流電圧の周波数、及び前記第二エッジから前記第一エッジまでの第一の時間を算出し、前記交流電圧の周波数から求めた半周期の時間と前記第一の時間との差分であるずれ時間を求め、
前記第二の状態で取得した前記パルス信号に基づいて、前記第二エッジから前記第一エッジまでの第二の時間を算出し、算出した第二の時間を前記ずれ時間により補正し、補正した前記第二の時間を所定の交流電圧の周波数における時間に正規化し、前記正規化された時間に基づいて、前記交流電圧を検出することを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の電源装置。 The control means is
Based on the pulse signal acquired in the first state, the frequency of the AC voltage, and the first time from the second edge to the first edge is calculated, the half obtained from the frequency of the AC voltage. Calculate the deviation time which is the difference between the cycle time and the first time,
Based on the pulse signal acquired in the second state, a second time from the second edge to the first edge is calculated, the calculated second time is corrected by the deviation time, and is corrected. 16. The second time is normalized to a time at a frequency of a predetermined AC voltage, and the AC voltage is detected based on the normalized time. The power supply device according to the item. 前記制御手段は、前記正規化された時間と前記交流電圧を算出する近似式の係数とを対応付けたテーブルを有し、前記テーブルより取得した近似式の係数を用いて、前記近似式より前記交流電圧を算出することを特徴とする請求項１６に記載の電源装置。 The control unit has a table in which the normalized time and the coefficient of an approximate expression for calculating the AC voltage are associated with each other, and the coefficient of the approximate expression acquired from the table is used to calculate the value from the approximate expression. The power supply device according to claim 16, wherein an AC voltage is calculated. 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming means for forming an image on the recording material,
A power supply device according to any one of claims 1 to 17,
An image forming apparatus comprising: 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項１６又は請求項１７に記載の電源装置と、
を備える画像形成装置であって、
前記画像形成手段を制御するコントローラを備え、
前記制御手段は、前記コントローラであることを特徴とする画像形成装置。 An image forming means for forming an image on the recording material,
A power supply device according to claim 16 or claim 17,
An image forming apparatus comprising:
A controller for controlling the image forming unit,
The image forming apparatus, wherein the control unit is the controller. 画像形成が行われた前記記録材を加熱して、画像形成された画像を記録材に定着させる定着装置を備え、
前記コントローラは、ゼロクロスタイミングを示す前記パルス信号の前記第一のエッジと、前記算出された交流電圧と、に基づいて、前記定着装置の電力供給を制御することを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。 A fixing device that heats the recording material on which the image has been formed to fix the image on the recording material,
20. The controller controls power supply of the fixing device based on the first edge of the pulse signal indicating zero-cross timing and the calculated AC voltage. Image forming device.
JP2018225516A 2018-11-30 2018-11-30 Power supply and image forming apparatus Active JP7207978B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018225516A JP7207978B2 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Power supply and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018225516A JP7207978B2 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Power supply and image forming apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020086399A true JP2020086399A (en) 2020-06-04
JP2020086399A5 JP2020086399A5 (en) 2021-12-23
JP7207978B2 JP7207978B2 (en) 2023-01-18

Family

ID=70908003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018225516A Active JP7207978B2 (en) 2018-11-30 2018-11-30 Power supply and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7207978B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054853A (en) * 1996-08-12 1998-02-24 Advantest Corp Comparator
JP2018137733A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 キヤノン株式会社 Detection device, controller, and image formation device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054853A (en) * 1996-08-12 1998-02-24 Advantest Corp Comparator
JP2018137733A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 キヤノン株式会社 Detection device, controller, and image formation device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7207978B2 (en) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI599160B (en) Flyback power converter and controller and driver thereof
US7679354B2 (en) Phase detecting device, phase control device including the phase detecting device, and fuser control device including the phase control device
US6657877B2 (en) Power supply circuit
US8912468B2 (en) Zero-crossing detector circuit and image forming apparatus having the same
US10670639B2 (en) Apparatus for detecting alternating current zero cross and voltage
US20170090395A1 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus
US10069402B2 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus
US9625862B2 (en) Heater control device and image forming apparatus
US9537419B2 (en) Power supply system and image forming apparatus having the same
JP2015104281A (en) Power supply device and image forming apparatus
US9172308B2 (en) Low-capacity power supply and image forming apparatus
US9450493B2 (en) Voltage generating apparatus for stably controlling voltage
JP7207978B2 (en) Power supply and image forming apparatus
JP2017188978A (en) Electric power supply and image forming apparatus
JP2018137733A (en) Detection device, controller, and image formation device
JP6566688B2 (en) Zero-cross detection circuit, power supply device, and image forming apparatus
JP2015111204A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP6562618B2 (en) Power supply device and image forming apparatus
KR20150063889A (en) Clamping circuit, power supply device comprsing the same, and driving method of power supply device
JP2640020B2 (en) Magnetron drive
JP2021061720A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP2022135237A (en) Switching power supply and image forming apparatus
JP2020024315A (en) Electric power unit and image formation apparatus
JP2020008660A (en) Detection circuit, power supply device and image formation apparatus
JP2020061799A (en) Power source device and image forming device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211112

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230105

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7207978

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151