JP3202044B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジャーポット、炊飯
器、アイロン、掃除機などの機器の電源装置や、機器に
使用されている電子回路が商用電源とは絶縁されていな
い電源装置全般に関するものである

【０００２】

【従来の技術】近年家庭で使用される電化機器は、能動
素子を含む電子回路を搭載するものが一般化してきてい
る。電子回路が機器に搭載される場合、その構成は電源
回路とその他の電子回路とから成るのが一般的である。
以下説明の便宜のため、商用電源を一次回路と呼ぶこと
にする。以下図６を参照しながら上述した従来の一次回
路の電源の一例について説明する。１は商用交流電源、
20は商用交流電源１の電圧を適当な大きさに調整するた
めのオートトランスである。21は整流器、22はコンデン
サ、10は負荷となる電子回路である。

【０００３】このように構成された従来の電源回路につ
いてその動作を説明する。商用交流電源１の交流電圧は
オートトランス20により電圧降下されている。電圧降下
した交流電圧は整流器21で整流され、その後コンデンサ
22で平滑され直流電圧に変換される。このとき出力に得
られる直流電圧はオートトランス20の端子出力の電圧に
よって決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成の電源回路は、トランスを使用しているため、
使用材料が量的に多く、コストが高い、コストが下がり
にくい、重たい、大きい、効率が悪い、発熱が多いなど
の問題を有している。

【０００５】本発明はこのような従来の方法が有してい
る問題を解決し、さらに使いがってのよい電源装置を実
現しようとするものであり、トランスを使用しない構成
で、交流電源の電力をその電圧が一定値に達するまでは
コンデンサに充電し、一定値以上になると通電を停止す
る電源を構成し、さらに商用電源電圧が一定以上低下す
ると自動的に消費電力の増大を防止することができる電
源装置を提供することを目的とするものである。さらに
は、商用電源電圧が一定値以上低下すると自動的に電力
供給を停止し、過度の商用電源電圧の低下時に生じる消
費電力の増大を防止することができる電源装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電源装置は、商用交流電源を整流する整流回
路と、前記整流回路による整流出力をオンオフする第１
のスイッチ回路と、前記第１のスイッチ回路の出力を充
電し、その充電による直流電力を負荷に供給するコンデ
ンサと、前記整流回路による整流出力電圧に対して第１
の基準電圧を発生し、その第１の基準電圧に対する前記
整流出力電圧の変化に応じて動作状態を変化させる第１
の基準電圧発生回路と、前記第１の基準電圧発生回路の
動作変化に基づいて、前記第１のスイッチ回路による前
記整流出力のオンオフを制御する第１のスイッチ制御回
路と、前記商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整
流出力電圧を一定時間保持することにより、その電圧に
基づいて、所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧
変動を検出する交流電圧検出回路と、前記交流電圧検出
回路による前記商用交流電源の電圧変動に対する検出結
果に基づいてオンオフする第３のスイッチ制御回路と、
前記第３のスイッチ制御回路のオンオフ動作から得られ
る前記交流電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の
電圧変動に応じて、前記第１の基準電圧発生回路の動作
変化を制御する第２のスイッチ回路とを備え、前記交流
電圧検出回路が前記商用交流電源の電圧変動として前記
所定電圧に対する下降を検出中は、前記第２のスイッチ
回路が、前記第１の基準電圧を０とすることにより、前
記整流出力電圧の変化に関係なく前記第１の基準電圧発
生回路の動作中を保持して、前記第１のスイッチ制御回
路により前記第１のスイッチ回路のオフ状態を持続する
ように構成したものである。

【０００８】さらに、本発明の電源装置は、商用交流電
源を整流する整流回路と、前記整流回路による整流出力
をオンオフする第１のスイッチ回路と、前記第１のスイ
ッチ回路の出力を充電し、その充電による直流電力を負
荷に供給するコンデンサと、前記整流回路による整流出
力電圧に対して第１の基準電圧を発生し、その第１の基
準電圧に対する前記整流出力電圧の変化に応じて動作状
態を変化させる第１の基準電圧発生回路と、前記整流回
路による整流出力電圧に対して前記第１の基準電圧より
低い第２の基準電圧を発生し、その第２の基準電圧に対
する前記整流出力電圧の変化に応じて動作状態を変化さ
せる第２の基準電圧発生回路と、前記第１の基準電圧発
生回路および前記第２の基準電圧発生回路の動作変化に
基づいて、前記第１のスイッチ回路による前記整流出力
のオンオフを制御する第１のスイッチ制御回路と、前記
商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整流出力電圧
を一定時間保持することにより、その電圧に基づいて、
所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧変動を検出
する交流電圧検出回路と、前記交流電圧検出回路による
前記商用交流電源の電圧変動に対する検出結果に基づい
てオンオフする第３のスイッチ制御回路と、前記第３の
スイッチ制御回路のオンオフ動作から得られる前記交流
電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の電圧変動に
応じて、前記第１の基準電圧発生回路の動作変化を制御
する第２のスイッチ回路とを備え、前記交流電圧検出回
路が前記商用交流電源の電圧変動として前記所定電圧に
対する下降を検出中は、前記第２のスイッチ回路が、前
記第１の基準電圧を前記第２の基準電圧に切換えること
により、前記第２の基準電圧発生回路の動作期間に対応
して、前記第１のスイッチ制御回路による前記第１のス
イッチ回路のオフ状態の期間を、前記交流電圧検出回路
が前記商用交流電源の所定電圧に対する上昇を検出中の
場合より長くするように構成したものである。

【０００９】さらに、本発明の電源装置は、商用交流電
源を整流する整流回路と、前記整流回路による整流出力
をオンオフする第１のスイッチ回路と、前記第１のスイ
ッチ回路の出力を充電し、その充電による直流電力を負
荷に供給するコンデンサと、前記整流回路による整流出
力電圧に対して第１の基準電圧を発生し、その第１の基
準電圧に対する前記整流出力電圧の変化に応じて動作状
態を変化させる第１の基準電圧発生回路と、前記第１の
基準電圧発生回路の動作変化に基づいて、前記第１のス
イッチ回路による前記整流出力のオンオフを制御する第
１のスイッチ制御回路と、前記商用交流電源のピーク電
圧に比例した前記整流出力電圧を一定時間保持すること
により、その電圧に基づいて、所定の電圧に対する前記
商用交流電源の電圧変動を検出する交流電圧検出回路
と、前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電
圧変動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３の
スイッチ制御回路と、前記第３のスイッチ制御回路のオ
ンオフ動作から得られる前記交流電圧検出回路が検出し
た前記商用交流電源の電圧変動に応じて、前記第１のス
イッチ回路による前記整流出力のオンオフを制御する第
３のスイッチ回路とを備え、前記交流電圧検出回路が前
記商用交流電源の電圧変動として前記所定電圧に対する
下降を検出中は、前記第３のスイッチ回路がオン動作を
保持して前記第１のスイッチ回路を短絡することによ
り、前記整流出力電圧の変化に関係なく前記第１のスイ
ッチ回路のオフ状態を持続するように構成したものであ
る。

【００１０】さらに、本発明の電源装置は、商用交流電
源を整流する整流回路と、前記整流回路による整流出力
をオンオフする第１のスイッチ回路と、前記整流回路に
よる整流出力に対する前記第１のスイッチ回路からの出
力電流を制限する第１の電流制限回路と、前記整流回路
による整流出力に対する前記第１のスイッチ回路からの
出力電流を、前記第１の電流制限回路による場合より大
きく制限する第２の電流制限回路と、前記第１のスイッ
チ回路の出力を充電し、その充電による直流電力を負荷
に供給するコンデンサと、前記整流回路による整流出力
電圧に対して第１の基準電圧を発生し、その第１の基準
電圧に対する前記整流出力電圧の変化に応じて動作状態
を変化させる第１の基準電圧発生回路と、前記第１の基
準電圧発生回路の動作変化に基づいて、前記第１のスイ
ッチ回路による前記整流出力のオンオフを制御する第１
のスイッチ制御回路と、前記商用交流電源のピーク電圧
に比例した前記整流出力電圧を一定時間保持することに
より、その電圧に基づいて、所定の電圧に対する前記商
用交流電源の電圧変動を検出する交流電圧検出回路と、
前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電圧変
動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３のスイ
ッチ制御回路と、前記第３のスイッチ制御回路のオンオ
フ動作から得られる前記交流電圧検出回路が検出した前
記商用交流電源の電圧変動に応じて、前記第１の電流制
限回路と前記第２の電流制限回路とを切換えて前記第１
のスイッチ回路からの出力電流の制限量を制御する第３
のスイッチ回路とを備え、前記交流電圧検出回路が前記
商用交流電源の電圧変動として前記所定電圧に対する下
降を検出中は、前記第３のスイッチ回路がオン動作を保
持することにより、前記第１のスイッチ回路からの出力
電流に対して、前記第１の電流制限回路による制限を前
記第２の電流制限回路による制限に切換えて、前記第２
の電流制限回路による制限状態を持続するように構成し
たものである。

【００１１】

【００１２】

【作用】上記構成により、商用交流電圧が交流電圧検出
回路で検出設定された所定電圧より高く、かつ整流回路
で整流された電圧が第１の基準電圧以下のときには、第
１のスイッチ制御回路で第１のスイッチ回路を短絡し、
第１の電流制限回路で制限される電流でコンデンサに充
電するとともに負荷に電力供給を行う。整流回路の出力
電圧が第１の基準電圧を超えると、第１のスイッチ制御
回路で第１のスイッチ回路を開放し通電を停止する。商
用交流電圧が変動して交流電圧検出回路で検出設定され
た所定電圧まで下降すると、第３のスイッチ制御回路が
第２のスイッチ回路を制御し第１の基準電圧発生回路の
動作を停止する。これにより第１のスイッチ制御回路に
作用して第１のスイッチ回路を遮断し、コンデンサおよ
び負荷への電力供給を停止する。こうして交流電圧が一
定値以上低下すると消費電力を一定値以下に抑えること
ができる電源装置を実現できる。

【００１３】さらに、商用交流電圧が交流電圧検出回路
で検出される電圧より高く、かつ整流回路で整流された
電圧が第１の基準電圧以下のときには、第１のスイッチ
制御回路で第１のスイッチ回路を短絡し、第１の電流制
限回路で制限される電流でコンデンサに充電するととも
に負荷に電力供給を行う。整流回路の出力電圧が第１の
基準電圧を超えると、第１のスイッチ制御回路で第１の
スイッチ回路を開放し通電を停止する。商用交流電圧が
一定値低下して交流電圧検出回路で検出する電圧まで下
降すると、第３のスイッチ制御回路が第２のスイッチ回
路を制御し第１の基準電圧発生回路から第２の基準電圧
発生回路に切り換え、前記第１の基準電圧発生回路によ
る電力供給あるいは停止を第２の基準電圧発生回路で行
うものである。こうして交流電圧の低下によるコンデン
サおよび負荷への電力供給の増大を抑え、消費電力を一
定値以下に抑えることができる電源装置を実現できる。

【００１４】さらに、交流電圧が一定値低下し交流電圧
検出回路で検出すると、第３のスイッチ制御回路が第３
のスイッチ回路を作用させて第１電流制限回路に流れる
電流を遮断する。これにより商用電源電圧が低下したと
きにはコンデンサおよび負荷への電力供給を停止し、消
費電力の増大を一定値以下に抑えることができる電源装
置を実現できる。

【００１５】さらに、交流電圧が一定値低下し交流電圧
検出回路で検出すると、第３のスイッチ制御回路が第３
のスイッチ回路を作用させて第１の電流制限回路を第２
の電流制限回路に切り換える。これにより商用電源電圧
が低下したときには電流値を低下させることによりコン
デンサおよび負荷への電力供給量の増大を抑え、消費電
力を一定値以下に抑えることができる電源装置を実現で
きる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１の実施例の電源回路を示す回
路図である。図１において、１は商用交流電源、２は商
用交流電源１の一方の端子Ａに接続した整流回路で、本
実施例では正の半波の整流回路としている。３はこのラ
インを通過する電流値を一定以下に制限する第１の電流
制限回路であり、ダイオード３ａ，３ｂと抵抗器３ｃと
からなっている。４は出力側への電力供給をオンオフす
る第１のスイッチ回路で、本実施例ではトランジスタを
使用している。第１の電流制限回路３は次のように作用
する。トランジスタ４のベース電流が流れトランジスタ
４が導通するとベース・エミッタ間には0.6 Ｖの電圧が
発生し、またダイオード３ａ，３ｂには約1.8 Ｖの電圧
が発生する。したがって抵抗器３ｃには差引1.2 Ｖの電
圧が印加され、この抵抗器３ｃの値により流れる電流が
制限されることになる。

【００１７】５は第１のスイッチ回路４の出力端Ｅ側に
接続されたコンデンサであり、この両端から直流出力電
圧を得ている。６は第１の基準電圧を発生する第１の基
準電圧発生回路であり、この第１の基準電圧発生回路６
は整流回路２の出力端子Ｃから商用電源１のもう一方の
端子Ｂに直列に接続された定電圧ダイオード６ａと抵抗
器６ｂからなり、両者の接続点Ｄの電圧が第１の基準電
圧発生回路６の出力電圧となる。７は第１の基準電圧発
生回路６の出力を受けて第１のスイッチ回路４を制御す
る第１のスイッチ制御回路であり、この第１のスイッチ
制御回路７は抵抗器７ａ，７ｄとトランジスタ７ｂ，７
ｃからなり、その接続構成は、トランジスタ７ｂのコレ
クタはトランジスタ７ｃのベースと抵抗器７ａの一端に
接続され、抵抗器７ａの他端は整流回路２の出力端子で
あるＣ点に接続され、さらに、トランジスタ７ｂとトラ
ンジスタ７ｃのそれぞれのエミッタは商用電源の端子Ｂ
に接続されている。また、トランジスタ７ｂのベースは
第１の基準電圧発生回路６の出力端子であるＤ点に接続
され、トランジスタ７ｃのコレクタは抵抗器７ｄを介し
て第１のスイッチ回路を構成するトランジスタ４のベー
スに接続されている。

【００１８】８はコンデンサ５の両端の直流電圧を検知
する出力電圧検出回路であり、この出力電圧検出回路８
は定電圧ダイオード８ａと抵抗器８ｂからなり、定電圧
ダイオード８ａと抵抗器８ｂとは直列に接続され、定電
圧ダイオード８ａの他端であるカソードはコンデンサ５
のプラス端子に接続され、抵抗器８ｂの他端はコンデン
サ５のマイナス端子と同一点である商用電源の端子Ｂに
接続されている。また、定電圧ダイオード８ａと抵抗器
８ｂの接続点Ｆは出力電圧検出回路８の出力端子であ
り、第２のスイッチ制御回路９に接続されている。この
第２のスイッチ制御回路９は本実施例ではトランジスタ
で構成しており、そのベースに出力電圧検出回路８の出
力端子Ｆが接続され、コレクタは第１のスイッチ制御回
路７のトランジスタ７ｂのコレクタに接続され、また、
エミッタは商用電源の端子Ｂに接続されている。10はコ
ンデンサ５の両端に接続された負荷であり、通常電子回
路あるいは定電圧電源回路の入力であることが多い。

【００１９】次に第１の本実施例の動作を説明する。整
流回路２の出力電圧が０から第１の基準電圧発生回路６
を構成する定電圧ダイオード６ａの動作電圧である第１
の基準電圧（以下単に第１の基準電圧と称する）に到達
するまでの間は、第１の基準電圧発生回路６は動作せ
ず、抵抗器６ｂの両端子間には電圧が発生しない。この
ためトランジスタ７ｂはオフ状態であり、トランジスタ
７ｃは抵抗器７ａによってベースにバイアス電流が供給
されてオンする。したがって第１のスイッチ回路４を構
成するトランジスタのベースには抵抗器７ｄを介して電
流が流れる。これによって第１のスイッチ回路４はオン
となり、整流回路２から第１のスイッチ回路４のエミッ
タを経由してコレクタに電流が流れ、コンデンサ５が充
電される。同時にコンデンサ５の両端に接続された負荷
10にも電力が供給される。

【００２０】この場合、コンデンサ５の充電電流と負荷
10に流れる電流は第１の電流制限回路３で制限された値
以下となる。すなわち第１のスイッチ回路４がオンする
と、同時に直列に接続されたダイオード３ａ，３ｂにも
電流が流れ、この間には約1.8 Ｖの電圧が発生する。一
方トランジスタ４のベース、エミッタ間には約0.6 Ｖの
電圧が発生しており、抵抗器３ｃにはダイオード３ａ，
３ｂの和の電圧1.8 Ｖとの差、約1.2 Ｖの電圧が印加さ
れる。したがってこの抵抗器３ｃの値を適切に選択する
ことによって抵抗器３ｃに流れる電流、換言すれば第１
のスイッチ回路４を構成するトランジスタを流れる電流
が制限されることになる。

【００２１】整流回路２の出力電圧が上昇して第１の基
準電圧を超え、第１のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂのベース・エミッタ間のオン電圧、約0.
6 Ｖを越えると、トランジスタ７ｂはオンして、抵抗器
７ａを通してコレクタに電流が流れる。これによって抵
抗器７ａには電圧が発生し、トランジスタ７ｃのベース
・エミッタ間電圧はほぼ０Ｖとなり、トランジスタ７ｃ
はオフされる。トランジスタ７ｃがオフされると、第１
のスイッチ回路４を構成するトランジスタにはベース電
流が供給されなくなり、トランジスタはオフされる。し
たがってコンデンサ５および負荷10には電力は供給され
なくなる。

【００２２】整流回路２の出力電圧が上昇してピーク電
圧を越え、再び第１のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂのオン電圧以下に降下すると、トランジ
スタ７ｂがオフしてトランジスタ７ｃがオンする。した
がって第１のスイッチ回路４がオンして、再び商用電力
がコンデンサ５と負荷10に供給される。

【００２３】このようにして本実施例では商用電源電圧
が第１の基準電圧を境にしてコンデンサおよび負荷への
電力供給をオン・オフするが、これを交流の周期と言う
観点から見ると、交流電源のピーク電圧に対する第１の
基準電圧で決まる電圧の比で導通角が決定され、この導
通角でコンデンサおよび負荷への電力供給が行われてい
ることになる。第１の基準電圧は一定の電圧であるため
商用交流電源の電圧が低下すると導通角が増加する。す
なわち通電している時間が長くなり、コンデンサおよび
負荷への電力供給は電源電圧の低下とともに増大してい
く。したがって電源電圧が低下するにつれコンデンサ５
の両端の電圧は上昇していく。この上昇は電源電圧の低
下量が大きいほど大きいものとなる。

【００２４】一方、出力電圧検出回路８はコンデンサ５
の両端の出力電圧を監視している。商用交流電源の電圧
が高く出力電圧が定電圧ダイオード８ａの動作電圧より
低い間は抵抗器８ｂには電流が流れないため、この両端
には電圧が発生しない。したがって第２のスイッチ回路
９を構成するトランジスタはオフであり、第１のスイッ
チ回路４は第１のスイッチ制御回路７により制御され続
ける。

【００２５】いま、ここで商用交流電源の電圧が低下し
出力電圧が定電圧ダイオード８ａの動作電圧を超える
と、定電圧ダイオード８ａの両端子間にはこの動作電圧
が生じ、同時に抵抗器８ｂの両端子間には残りの電圧が
生じる。抵抗器８ｂの両端の電圧が第２のスイッチ制御
回路９を構成するトランジスタ９のベース・エミッタ間
オン電圧を超えた場合には、第２のスイッチ制御回路９
を構成するトランジスタはオンされ、第１の基準電圧発
生回路６に優先して第１のスイッチ制御回路７を動作さ
せる。こうして第１のスイッチ回路４はオフされ、コン
デンサ５および負荷10への電力供給は停止される。この
ようにして出力電圧が一定以上に上昇しないようにする
ことにより商用交流電源の電圧が一定値以上低下しても
コンデンサおよび負荷への電力供給を一定以上増大させ
ないようにすることができる。

【００２６】図２は本発明の第２の実施例の電源回路を
示す回路図である。図２において、前記第１の実施例と
共通の要素には同一番号を付与し、説明を省略する。11
は交流電圧のレベルを検出する交流電圧検出回路であ
り、この交流電圧検出回路11は定電圧ダイオード11ａと
抵抗器11ｂとコンデンサ11ｃからなり、定電圧ダイオー
ド11ａと抵抗器11ｂとは直列に接続され、定電圧ダイオ
ード11ａの他端であるアノードはコンデンサ５のマイナ
ス端子と同一点である商用電源の端子Ｂに接続され、抵
抗器11ｂの他端は整流回路２の出力端子Ｃに接続され、
抵抗器11ｂとコンデンサ11ｃは並列に接続されている。
このコンデンサ11ｃはその働きにより商用電源のピーク
電圧に比例した電圧を一定時間記憶しておくことができ
る。

【００２７】定電圧ダイオード11ａと抵抗器11ｂおよび
コンデンサ11ｃの接続点Ｇは交流電圧検出回路11の出力
端子であり、第３のスイッチ制御回路12に接続されてい
る。第３のスイッチ制御回路12はトランジスタ12ａと抵
抗器12ｂからなり、トランジスタ12ａのベースは交流電
圧検出回路11の出力端子Ｇに接続され、コレクタは抵抗
器12ｂの一端に接続され、この接続点Ｈが出力として第
２のスイッチ回路13に接続され、またエミッタは整流回
路２の出力端子Ｃに接続され、抵抗器６ｂの他端は商用
電源の端子Ｂに接続されている。第２のスイッチ回路13
は本実施例ではトランジスタで構成しており、そのベー
スに第３のスイッチ制御回路12の出力端子Ｈが接続さ
れ、コレクタは第１の基準電圧発生回路６の定電圧ダイ
オード６ａと抵抗器６ｂの接続点Ｄに接続され、また、
エミッタは整流回路２の出力端子Ｃに接続されている。

【００２８】次に第２の実施例の動作を説明する。整流
回路２の出力ピーク電圧が交流電圧検出回路11の定電圧
ダイオード11ａの動作電圧と第３のスイッチ制御回路12
のトランジスタ12ａのオン電圧約0.6 Ｖの和の電圧以上
あるとき、トランジスタ12ａはオンし抵抗器12ｂには電
流が流れトランジスタ12ａのエミッタ・コレクタ間電圧
はほぼ０Ｖとなる。このとき第２のスイッチ回路13はオ
フとなり、第１の基準電圧発生回路６は定電圧ダイオー
ド６ａにより第１の基準電圧を作成する。整流回路２の
出力電圧が０から第１の基準電圧発生回路６を構成する
定電圧ダイオード６ａの動作電圧である第１の基準電圧
に到達するまでの間は、第１の基準電圧発生回路６は動
作しない。すなわち抵抗器６ｂの両端子間には電圧が発
生しない。このためトランジスタ７ｂはオフ状態であ
り、トランジスタ７ｃは抵抗器７ａによってベースにバ
イアス電流が供給されてオンする。したがって第１のス
イッチ回路４を構成するトランジスタは抵抗器７ｄを介
してベースに電流が流れる。これによって第１のスイッ
チ回路４はオンとなり、整流回路２から第１のスイッチ
回路４のエミッタを経由してコレクタに電流が流れ、コ
ンデンサ５が充電される。同時にコンデンサ５の両端に
接続された負荷10にも電力が供給される。

【００２９】この場合、コンデンサ５の充電電流と負荷
10に流れる電流は第１の電流制限回路３で制限された値
以下となる。すなわち第１のスイッチ回路４がオンする
と、同時に直列に接続されたダイオード３ａ，３ｂにも
電流が流れ、この間には約1.8 Ｖの電圧が発生する。一
方トランジスタ４のベー・エミッタ間には約0.6 Ｖの電
圧が発生しており、抵抗器３ｃにはダイオード３ａ，３
ｂの電圧1.8 Ｖとの差、約1.2 Ｖの電圧が印加される。
したがってこの抵抗器３ｃの値を適切に選択することに
よって抵抗器３ｃに流れる電流、換言すれば第１のスイ
ッチ回路４を構成するトランジスタを流れる電流が制限
されることになる。

【００３０】整流回路２の出力電圧が上昇して第１の基
準電圧を超え、第１のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂのベース・エミッタ間のオン電圧、約0.
6 Ｖを越えると、トランジスタ７ｂはオンして、抵抗器
７ａを通してコレクタに電流が流れる。これによって抵
抗器７ａには電圧が発生し、トランジスタ７ｃのベース
・エミッタ間電圧はほぼ０Ｖとなり、トランジスタ７ｃ
はオフされる。トランジスタ７ｃがオフされると、第１
のスイッチ回路４を構成するトランジスタはベース電流
が供給されなくなり、トランジスタはオフされる。した
がってコンデンサ５および負荷10には電力は供給されな
くなる。

【００３１】整流回路２の出力電圧が上昇してピーク電
圧を越え、再び第１のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂのオン電圧以下に降下すると、トランジ
スタ７ｂがオフしてトランジスタ７ｃがオンする。した
がって第１のスイッチ回路４がオンして、再び商用電力
がコンデンサ５と負荷10に供給される。

【００３２】次に整流回路２の出力ピーク電圧が一定値
降下して交流電圧検出回路11の定電圧ダイオード11ａの
動作電圧と第２のスイッチ制御回路12のトランジスタ12
ａのオン電圧約0.6 Ｖの和の電圧以下になったとき、ト
ランジスタ12ａはオフし、抵抗器12ｂには電流が流れな
い。このとき抵抗器12ｂは第２のスイッチ回路13のトラ
ンジスタのバイアス抵抗となってトランジスタ13をオン
し、そのエミッタ・コレクタ間電圧はほぼ０Ｖとなり、
その電流は抵抗器６ｂに流れ、同時に第１のスイッチ制
御回路７のトランジスタ７ｂをオンにする。これにより
第１のスイッチ回路４はオフとなる。すなわち商用電源
電圧が交流電圧検出回路11で検出する電圧以下になると
第１のスイッチ回路４はオフの状態を持続して、コンデ
ンサ５および負荷10への電力供給は行われなくなる。

【００３３】このようにコンデンサ５および負荷10への
電力供給は、商用電源電圧が高い場合には商用電源のあ
る電圧すなわち第１の基準電圧まで供給し、商用電源が
一定値以上低下すると電力供給を停止する動作を行う。
第１の実施例と同様に電力供給を商用交流周波数の導通
角という観点からみると、商用電源の０Ｖから一定電圧
まで電力供給するという動作は、商用電源電圧が高い場
合には電力供給の導通角は短く、商用電源が低い場合に
は導通角は長くなる。したがって一定電流でコンデンサ
５および負荷10への電力供給を行うと商用電源電圧が低
くなるにしたがってコンデンサ５および負荷10への電力
供給量が増大して行くことになる。しかし、本実施例に
よると、交流電圧が一定以上低下した場合には電源装置
の保護のため電力供給を遮断することが可能となる。

【００３４】図３は本発明の第３の実施例の電源回路を
示す回路図である。図３において、前記第１、第２の実
施例と共通の要素には同一番号を付与し、説明を省略す
る。14は第２の基準電圧発生回路であり、定電圧ダイオ
ード14ａとこれに第１の基準電圧発生回路６の抵抗器６
ｂを共用してなり、定電圧ダイオード14ａのアノードは
抵抗器６ｂに接続され、カソードは第２のスイッチ回路
13のコレクタに接続されている。第２のスイッチ回路13
はこの場合第３のスイッチ制御回路の12の出力を受けて
第１の基準電圧発生回路６と第２の基準電圧発生回路14
を切り換える働きをする。第２の基準電圧発生回路14を
構成する定電圧ダイオード14ａの動作電圧である第２の
基準電圧は、第１の基準電圧発生回路６の第１の基準電
圧より低い値に設定されているものとする。

【００３５】次に第３の実施例の動作を説明する。整流
回路２の出力ピーク電圧が交流電圧検出回路11の定電圧
ダイオード11ａの動作電圧と第３のスイッチ制御回路12
のトランジスタ12ａのオン電圧約0.6 Ｖの和の電圧以上
あるとき、トランジスタ12ａはオンし抵抗器12ｂには電
流が流れトランジスタ12ａのエミッタ・コレクタ間電圧
はほぼ０Ｖとなる。このとき第２のスイッチ回路13はオ
フとなり、第１の基準電圧発生回路６は定電圧ダイオー
ド６ａと抵抗６ｂのそれぞれの動作電圧の和で第１の基
準電圧が作成される。以下本実施例の動作は第２の実施
例で説明した通りである。

【００３６】次に整流回路２の出力ピーク電圧が交流電
圧検出回路11の定電圧ダイオード11ａの動作電圧と第３
のスイッチ制御回路12のトランジスタ12ａのオン電圧約
0.6Ｖの和の電圧以下まで低下したとき、トランジスタ1
2ａはオフし、第３のスイッチ回路13のトランジスタは
抵抗器12ｂをバイアス抵抗としてオンする。これにより
トランジスタ13のエミッタ・コレクタから定電圧ダイオ
ード14ａ、抵抗器６ｂの経路に電流が流れ、トランジス
タ13のエミッタ・コレクタ間電圧はほぼ０Ｖとなる。こ
れにより整流回路２の出力端子Ｃと商用電源の端子Ｂ間
に定電圧ダイオード14ａと抵抗器６ｂが等価的に接続さ
れることになり、第２の基準電圧発生回路14を形成す
る。この第２の基準電圧発生回路14の基準電圧によりコ
ンデンサ５および負荷10への電力供給が行われる。上記
したように定電圧ダイオード14ａの動作電圧は第１の基
準電圧を形成する定電圧ダイオード６ａより低い動作電
圧であるため、通電時の導通角は小さくなり、コンデン
サ５および負荷10への電力供給および電源装置自身の消
費電力は少なくなる。

【００３７】図４は本発明の第４の実施例の電源回路を
示す回路図である。図４において、前記第１、第２の実
施例と共通の要素には同一番号を付与し、説明を省略す
る。15は第３のスイッチ回路である。本実施例ではトラ
ンジスタで構成されており、そのベースは第３のスイッ
チ制御回路12の出力端子Ｈに接続され、エミッタは整流
回路２の出力端子Ｃに、コレクタは第１のスイッチ回路
４のトランジスタのベースに接続されている。

【００３８】次に第４の実施例の動作を説明する。整流
回路２の出力ピーク電圧が交流電圧検出回路の定電圧ダ
イオード11ａの動作電圧と第３のスイッチ制御回路12の
トランジスタ12ａのオン電圧約0.6 Ｖの和の電圧以上で
あるとき、トランジスタ12ａはオンし抵抗器12ｂには電
流が流れトランジスタ12ａのエミッタ・コレクタ間電圧
はほぼ０Ｖとなる。このとき、第３のスイッチ回路15は
オフとなり第１の電流制限回路３により本電源装置は動
作する。

【００３９】次に整流回路２の出力ピーク電圧が交流電
圧検出回路の定電圧ダイオード11ａの動作電圧と第３の
スイッチ制御回路12のトランジスタ12ａのオン電圧約0.
6 Ｖの和の電圧以下まで低下したとき、トランジスタ12
ａはオフし、第３のスイッチ回路15のトランジスタは抵
抗器12ｂをバイアス抵抗としてオンする。これにより第
３のスイッチ回路15のトランジスタのエミッタ・コレク
タから抵抗器７ｄおよびトランジスタ７ｃのコレクタ・
エミッタを通して電流が流れ、第３のスイッチ回路15の
エミッタ・コレクタ間の電圧はほぼ０Ｖとなる。これに
より第１のスイッチ回路４のトランジスタのエミッタ・
コレクタ間電圧が０Ｖとなり、第１のスイッチ回路４は
遮断され、コンデンサ５および負荷10への電力供給は停
止される。

【００４０】図５は本発明の第５の実施例の電源回路を
示す回路図である。図５において、前記第１、第２、第
３、第４の実施例と共通の要素には同一番号を付与し、
説明を省略する。16は第２の電源制限回路であり、ダイ
オード３ａと抵抗器３ｃからなり、第３のスイッチ回路
15はこの場合そのコレクタがダイオード３ｂとダイオー
ド３ａの接続点に接続されている。

【００４１】次に第５の本実施例の動作を説明する。整
流回路２の出力ピーク電圧が交流電圧検出回路11の定電
圧ダイオード11ａの動作電圧と第３のスイッチ制御回路
12のトランジスタ12ａのオン電圧約0.6 Ｖの和の電圧以
上であるとき、トランジスタ12ａはオンし抵抗器12ｂに
は電流が流れトランジスタ12ａのエミッタ・コレクタ間
電圧はほぼ０Ｖとなる。このとき第３のスイッチ回路15
はオフとなり第１の電流制限回路３により本電源装置は
動作する。このとき、抵抗器３ｃに印加される電圧は、
ダイオード３ａと３ｂの和の電圧から第１のスイッチ回
路４のベース・エミッタ間電圧を差し引いた約1.2 Ｖが
印加される。つまりこの場合は抵抗器３ｃの抵抗値によ
って第１のスイッチ回路４に流れる電流が制限される。
この電流値によりコンデンサ５および負荷10への電力供
給が行われる。

【００４２】次に整流回路２の出力ピーク電圧が交流電
圧検出回路11の定電圧ダイオード11ａの動作電圧と第３
のスイッチ制御回路12のトランジスタ12ａのオン電圧約
0.6Ｖの和の電圧以下まで低下したとき、トランジスタ1
2ａはオフし、第３のスイッチ回路15のトランジスタは
抵抗器１２ｂをバイアス抵抗としてオンする。これによ
り第３のスイッチ回路15のトランジスタのエミッタ・コ
レクタからダイオード３ａ、抵抗器７ｄおよびトランジ
スタ７ｃのコレクタ・エミッタを通して電流が流れ、第
３のスイッチ回路15のエミッタ・コレクタ間の電圧はほ
ぼ０Ｖとなる。これにより第２の電流制限回路16が形成
される。このとき抵抗器３ｃに印加される電圧は、ダイ
オード３ａの電圧から第１のスイッチ回路４を構成する
トランジスタのベース・エミッタ間オン電圧を差し引い
た約0.6 Ｖとなる。したがって抵抗器３ｃの値によって
決定される電流、すなわち第２の電流制限回路16によっ
て決定される電流が第１のスイッチ回路４を流れること
になる。

【００４３】本実施例では抵抗器３ｃの抵抗値に印加さ
れる電圧は、第１の電流制限回路を使用した場合にはダ
イオード２石分となり、また第２の電流制限回路16を使
用する場合には１石分となるため、第２の電流制限回路
16を使用したときの第１のスイッチ回路４を通過する電
流は第１の電流制限回路３を使用した場合の半分にな
る。当然のことながらダイオード３ａまたはダイオード
３ｂのダイオード個数を変えることにより所望の制限電
流に段階的に調整することができる。これにより商用交
流電源電圧が低下したときの電力増大に対し自由に電力
の削減をすることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トランス
を使用することなく使い勝手のよい電源装置を実現でき
るものである。すなわち、第１の効果として、出力電圧
を検出し通電スイッチを制御することにより、電源電圧
が変動しても安定した電圧を負荷に供給することがで
き、負荷が破壊されたりすることのない、また使用して
いるトランジスタ等の素子が破壊されたりすることのな
い電源装置を実現することができる。

【００４５】また、第２の効果として、商用交流電源電
圧の低下を検知することによりコンデンサおよび負荷へ
の電力供給の基準となる電圧の作用を停止し、これによ
り電力供給を遮断して第１の効果と同じ効果をえること
ができる。さらに第３の効果として、商用交流電圧の低
下を検知し、商用交流電圧が一定値低下するとスイッチ
制御回路の基準となる電圧を変えることにより電力供給
の導通角を小さくし、これにより、電源装置の消費電力
の増大を抑え、第１の効果と同様の効果を得ることがで
きる。

【００４６】第４の効果として、商用交流電圧の低下を
検知し、商用交流電圧が一定値低下すると直接電力供給
スイッチを遮断することにより、第１の効果と同様の効
果を得ることができ、第５の効果として、第２の効果を
通電電流の電流値を０にすることにより実現できる。

【００４７】さらに、第５の効果として、商用交流電圧
の低下を検知し、商用交流電圧が一定値低下すると電力
供給時の電流を減少することにより、第１の効果と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の電源装置を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の第２の実施例の電源装置を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の第３の実施例の電源装置を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第４の実施例の電源装置を示すブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第５の実施例の電源装置を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来の電源装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 整流回路 ３ 第１の電流制限回路 ４ 第１のスイッチ回路 ５ コンデンサ ６ 第１の基準電圧発生回路 ７ 第１のスイッチ制御回路 ８ 出力電圧検出回路 ９ 第２のスイッチ制御回路 11 交流電圧検出回路 12 第３のスイッチ制御回路 13 第２のスイッチ回路 14 第２の基準電圧発生回路 15 第３のスイッチ回路 16 第２の電流制限回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用交流電源を整流する整流回路と、 前記整流回路による整流出力をオンオフする第１のスイ
   ッチ回路と、 前記第１のスイッチ回路の出力を充電し、その充電によ
   る直流電力を負荷に供給するコンデンサと、 前記整流回路による整流出力電圧に対して第１の基準電
   圧を発生し、その第１の基準電圧に対する前記整流出力
   電圧の変化に応じて動作状態を変化させる第１の基準電
   圧発生回路と、 前記第１の基準電圧発生回路の動作変化に基づいて、前
   記第１のスイッチ回路による前記整流出力のオンオフを
   制御する第１のスイッチ制御回路と、 前記商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整流出力
   電圧を一定時間保持することにより、その電圧に基づい
   て、所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧変動を
   検出する交流電圧検出回路と、 前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電圧変
   動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３のスイ
   ッチ制御回路と、 前記第３のスイッチ制御回路のオンオフ動作から得られ
   る前記交流電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の
   電圧変動に応じて、前記第１の基準電圧発生回路の動作
   変化を制御する第２のスイッチ回路とを備え、 前記交流電圧検出回路が前記商用交流電源の電圧変動と
   して前記所定電圧に対する下降を検出中は、前記第２の
   スイッチ回路が、前記第１の基準電圧を０とすることに
   より、前記整流出力電圧の変化に関係なく前記第１の基
   準電圧発生回路の動作中を保持して、前記第１のスイッ
   チ制御回路により前記第１のスイッチ回路のオフ状態を
   持続するように構成したことを特徴とする 電源装置。
2. 【請求項２】商用交流電源を整流する整流回路と、 前記整流回路による整流出力をオンオフする第１のスイ
   ッチ回路と、 前記第１のスイッチ回路の出力を充電し、その充電によ
   る直流電力を負荷に供給するコンデンサと、 前記整流回路による整流出力電圧に対して第１の基準電
   圧を発生し、その第１の基準電圧に対する前記整流出力
   電圧の変化に応じて動作状態を変化させる第１の基準電
   圧発生回路と、 前記整流回路による整流出力電圧に対して前記第１の基
   準電圧より低い第２の基準電圧を発生し、その第２の基
   準電圧に対する前記整流出力電圧の変化に応じて動作状
   態を変化させる第２の基準電圧発生回路と、 前記第１の基準電圧発生回路および前記第２の基準電圧
   発生回路の動作変化に基づいて、前記第１のスイッチ回
   路による前記整流出力のオンオフを制御する第１のスイ
   ッチ制御回路と、 前記商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整流出力
   電圧を一定時間保持することにより、その電圧に基づい
   て、所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧変動を
   検出する交流電圧検出回路と、 前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電圧変
   動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３のスイ
   ッチ制御回路と、 前記第３のスイッチ制御回路のオンオフ動作から得られ
   る前記交流電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の
   電圧変動に応じて、前記第１の基準電圧発生回路の動作
   変化を制御する第２のスイッチ回路とを備え、 前記交流電圧検出回路が前記商用交流電源の電圧変動と
   して前記所定電圧に対する下降を検出中は、前記第２の
   スイッチ回路が、前記第１の基準電圧を前記第２の基準
   電圧に切換えることにより、前記第２の基準電圧発生回
   路の動作期間に対応して、前記第１のスイッチ制御回路
   による前記第１のスイッチ回路のオフ状態の期間を、前
   記交流電圧検出回路が前記商用交流電源の所定電圧に対
   する上昇を検出中の場合より長くするように構成したこ
   とを特徴とする 電源装置。
3. 【請求項３】商用交流電源を整流する整流回路と、 前記整流回路による整流出力をオンオフする第１のスイ
   ッチ回路と、 前記第１のスイッチ回路の出力を充電し、その充電によ
   る直流電力を負荷に供給するコンデンサと、 前記整流回路による整流出力電圧に対して第１の基準電
   圧を発生し、その第１の 基準電圧に対する前記整流出力
   電圧の変化に応じて動作状態を変化させる第１の基準電
   圧発生回路と、 前記第１の基準電圧発生回路の動作変化に基づいて、前
   記第１のスイッチ回路による前記整流出力のオンオフを
   制御する第１のスイッチ制御回路と、 前記商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整流出力
   電圧を一定時間保持することにより、その電圧に基づい
   て、所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧変動を
   検出する交流電圧検出回路と、 前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電圧変
   動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３のスイ
   ッチ制御回路と、 前記第３のスイッチ制御回路のオンオフ動作から得られ
   る前記交流電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の
   電圧変動に応じて、前記第１のスイッチ回路による前記
   整流出力のオンオフを制御する第３のスイッチ回路とを
   備え、 前記交流電圧検出回路が前記商用交流電源の電圧変動と
   して前記所定電圧に対する下降を検出中は、前記第３の
   スイッチ回路がオン動作を保持して前記第１のスイッチ
   回路を短絡することにより、前記整流出力電圧の変化に
   関係なく前記第１のスイッチ回路のオフ状態を持続する
   ように構成したことを特徴とする 電源装置。
4. 【請求項４】商用交流電源を整流する整流回路と、 前記整流回路による整流出力をオンオフする第１のスイ
   ッチ回路と、 前記整流回路による整流出力に対する前記第１のスイッ
   チ回路からの出力電流を制限する第１の電流制限回路
   と、 前記整流回路による整流出力に対する前記第１のスイッ
   チ回路からの出力電流を、前記第１の電流制限回路によ
   る場合より大きく制限する第２の電流制限回路と、 前記第１のスイッチ回路の出力を充電し、その充電によ
   る直流電力を負荷に供給するコンデンサと、 前記整流回路による整流出力電圧に対して第１の基準電
   圧を発生し、その第１の基準電圧に対する前記整流出力
   電圧の変化に応じて動作状態を変化させる第１の 基準電
   圧発生回路と、 前記第１の基準電圧発生回路の動作変化に基づいて、前
   記第１のスイッチ回路による前記整流出力のオンオフを
   制御する第１のスイッチ制御回路と、 前記商用交流電源のピーク電圧に比例した前記整流出力
   電圧を一定時間保持することにより、その電圧に基づい
   て、所定の電圧に対する前記商用交流電源の電圧変動を
   検出する交流電圧検出回路と、 前記交流電圧検出回路による前記商用交流電源の電圧変
   動に対する検出結果に基づいてオンオフする第３のスイ
   ッチ制御回路と、 前記第３のスイッチ制御回路のオンオフ動作から得られ
   る前記交流電圧検出回路が検出した前記商用交流電源の
   電圧変動に応じて、前記第１の電流制限回路と前記第２
   の電流制限回路とを切換えて前記第１のスイッチ回路か
   らの出力電流の制限量を制御する第３のスイッチ回路と
   を備え、 前記交流電圧検出回路が前記商用交流電源の電圧変動と
   して前記所定電圧に対する下降を検出中は、前記第３の
   スイッチ回路がオン動作を保持することにより、前記第
   １のスイッチ回路からの出力電流に対して、前記第１の
   電流制限回路による制限を前記第２の電流制限回路によ
   る制限に切換えて、前記第２の電流制限回路による制限
   状態を持続するように構成したことを特徴とする 電源装
   置。