WO2021049404A1 - 制御回路及び電源装置 - Google Patents

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WO2021049404A1
WO2021049404A1 PCT/JP2020/033382 JP2020033382W WO2021049404A1 WO 2021049404 A1 WO2021049404 A1 WO 2021049404A1 JP 2020033382 W JP2020033382 W JP 2020033382W WO 2021049404 A1 WO2021049404 A1 WO 2021049404A1
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voltage
capacitor
control circuit
sample
discharge
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PCT/JP2020/033382
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English (en)
French (fr)
Inventor
英之 小野
茂 久田
Original Assignee
新電元工業株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/50Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors

Definitions

  • the present invention provides a control circuit that controls the discharge of a capacitor connected between alternating current power lines of an AC-DC converter that inputs alternating current (AC), converts it to direct current (DC), and outputs it, and the control circuit. Regarding the equipped power supply.
  • AC-DC converter In an AC-DC converter that inputs alternating current (AC), converts it to direct current (DC), and outputs it, generally, to prevent noise, connect a (so-called X capacitor) between different pole power lines on the alternating current input side.
  • the AC input noise is removed by this X capacitor, but when the AC input supply is cut off, such as when the plug that supplies AC to the AC-DC converter is pulled out from the outlet, before the AC input supply is cut off.
  • the electric charge accumulated in the X capacitor remains in the X capacitor, and it is necessary to discharge the residual electric charge in order to ensure safety.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a discharge circuit of a conventional power supply device disclosed in the publication.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the operation timing of the circuit of FIG.
  • the conventional discharge circuit 940 is divided by a voltage dividing circuit 941 composed of resistors R903 and R904 connected in series between the high voltage input start terminal HV and the grounding point, and the voltage dividing circuit 941.
  • the peak hold circuit 942 that holds the peak value of the pressurized voltage is compared with the potential (voltage) Vn902 of the connection node N902 of the resistors R903 and R904 and the voltage obtained by proportionally reducing the voltage held in the peak hold circuit 942.
  • a series connection circuit of the discharging means 945 is provided.
  • the discharge means 945 is composed of a resistor Rd900 and a switch Sd900.
  • the connection between the switch S900 and the discharging means 945 is connected to the power supply voltage terminal VDD, and the other side of the power supply voltage terminal VDD is grounded via the capacitor C900.
  • the switch S900 is a switch controlled by the start circuit 950.
  • "voltage" may be paraphrased as "potential”.
  • the voltage comparison circuit 943 compares the value of 30% of the peak value of the potential Vn902 of the connection node N902 with the potential Vn902 of the connection node N902, and detects whether or not the value has fallen below.
  • the timer circuit 944 measures the time during which Vn902 does not fall below Vp, and when it is determined that the timekeeping time exceeds, for example, 30 ms, it outputs a signal for turning on the switch S900 and the discharge switch Sd900.
  • the timer circuit 944 is configured to reset every time Vn902 falls below Vp and start timing for 30 ms.
  • FIG. 15 shows the operation timing of the discharge circuit 940 of FIG.
  • the solid line in FIG. 15A shows the waveform of the voltage VHV of the high-voltage input start terminal HV, and the broken line shows the value of 30% of the peak value.
  • FIG. 15B shows the pulse CP900 output from the voltage comparison circuit 943
  • FIG. 15C shows the output TMR900 of the timer circuit 944.
  • the pulse CP900 is output at a cycle corresponding to the cycle of the waveform of the voltage VHV of the high voltage input start terminal HV.
  • the pulse CP900 is not output from the voltage comparison circuit 943.
  • the output TMR900 of the timer circuit 944 changes to the H level (high level) and the discharge switch Sd900 is turned on, so that the X capacitor (X capacitor) (Not shown, the X capacitor is connected to the AC AC power supply) is discharged, and the voltage VHV of the high-voltage input start terminal HV quickly drops.
  • the voltage comparison circuit 943 outputs the pulse CP900 (see FIG. 15B) at the H level, while the voltage VHV becomes a constant voltage or more and the pulse CP900 becomes the L level (low level) for that time.
  • the output TMR900 of the timer circuit 944 becomes H level, the discharge switch Sd900 is turned on, and the residual charge of the X capacitor is discharged (see FIG. 15C).
  • the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-158310 is excellent in that it discharges the residual charge of the X capacitor.
  • the inventors of the present invention may discharge the residual charge of the X capacitor when the fluctuation of the AC AC input voltage is small, for example, in the case of a single-phase input AC AC100V system.
  • the pulse CP900 is not generated from the voltage comparison circuit 943.
  • Vth which is a comparatively reduced voltage Vp held in the peak hold circuit 942
  • the plug may come off at a voltage of Vth or less. If the supply of the AC input is cut off, the timer circuit 944 will not be able to time the time when Vn902 does not fall below the voltage Vp, and the residual charge of the X capacitor will not be discharged, which may result in an electric shock. I noticed that there is.
  • control circuit and the power supply device are also referred to as “control circuit and the like” can reliably discharge the electric charge accumulated in the X capacitor even if the AC input voltage fluctuates greatly. ) Is intended to be provided.
  • the control circuit of the present invention is It is a control circuit that controls the discharge of the capacitor connected between the alternating current power supply lines of the AC-DC converter that inputs alternating current, converts it to direct current, and outputs it.
  • the control circuit is characterized in that the change state of the voltage of the capacitor is detected and the discharge is controlled so as to discharge the electric charge accumulated in the capacitor based on the change state. This effect will be described later in the section on the effect of the invention.
  • alternating current refers to a voltage or current whose direction and positive / negative change at short time intervals.
  • An example of an AC power supply is a general commercial power supply.
  • Direct current (DC) refers to a voltage or current of constant magnitude and direction. Direct current also includes voltages and currents whose magnitude changes but whose polarity does not change.
  • the "AC-DC converter” refers to a device that inputs alternating current, converts it to direct current, and outputs it.
  • An example of an AC-DC converter is an AC adapter of a notebook computer that inputs a commercial power supply of AC and supplies a DC power supply of DC.
  • the AC different pole power supply line refers to a power supply line that constitutes the different poles of the power supply that supplies AC.
  • the capacitor connected between the alternating current power supply lines is a so-called X capacitor.
  • the “capacitor voltage” refers to the voltage between the electrodes of a capacitor (X capacitor) or the voltage (or potential) on the other electrode side with reference to one electrode side of the capacitor (X capacitor).
  • Detecting the change state of the voltage of the capacitor means detecting whether or not there is a change in the voltage state of the capacitor (X capacitor). For example, if it is detected that the voltage of the capacitor (X capacitor) rises or falls, it means that there is a change in the voltage state of the capacitor (X capacitor), otherwise there is no change. It will detect that.
  • the control circuit detects a change state of the voltage of the capacitor.
  • the "level shift" of the voltage means that the magnitude (or potential) of the input voltage is changed and output. For example, it means that the voltage level of an input voltage of 100 V is set to a voltage of several V and output. This is to facilitate comparison operations and the like.
  • the "second voltage obtained by increasing or decreasing the first voltage” is a voltage obtained by increasing or decreasing a constant voltage from the first voltage (for example, 0.1V, 0.2V, 0.3V, etc. from the first voltage).
  • sample hold means to sample (sample, store) the voltage at a predetermined location at regular time intervals and hold (hold) the voltage value.
  • the “comparison operation” means comparing the sample-held voltage with the non-sample-holding voltage and outputting the result (outputting the truth or falsehood), outputting the voltage difference between the two, and the like. ..
  • the capacitor required to hold the electric charge may be a capacitor with a smaller capacitance than the case of peak holding (when holding the peak value) as in the conventional technology, so that the control circuit and the like can be miniaturized. It becomes.
  • the comparison calculation of the control circuit is preferably a comparison calculation for comparing and detecting the magnitude relationship between the sample-held voltage and the voltage not sample-held, or a comparison calculation for outputting a voltage difference.
  • the "outputting voltage difference” comparison operation means, for example, a comparison operation that outputs according to the voltage difference between the two.
  • the comparison operation of the control circuit may be an operation of comparing and detecting the magnitude relationship between the sample-held voltage and the voltage not sample-held, or an operation of outputting a voltage difference, so that the AC input is cut off. Can be detected even more easily and accurately.
  • the control circuit detects a change state of the voltage of the capacitor.
  • a first voltage that represents the voltage values of the first voltage, the second voltage, and the voltage obtained by sample-holding one of the first and second voltages, respectively, over time.
  • the characteristic line, the second voltage characteristic line, and the sample hold voltage characteristic line are used, the sample hold voltage characteristic line and the voltage characteristic line of the first or second voltage that is not sample-held. It is preferable to perform this by detecting the intersection with.
  • detection of the change state of the voltage of the capacitor is performed by detecting the intersection of the sample hold voltage characteristic line and the voltage characteristic line of the voltage not not sample hold", for example.
  • a normal change state of the voltage of the capacitor (X capacitor) that is, a state in which the AC input is normally supplied is detected.
  • the abnormal change state of the voltage of the capacitor (X capacitor) that is, the AC input is normal. Detects the state of not being supplied (the state where the supply of AC input is cut off). In this way, the change state of the voltage of the capacitor is detected by detecting the intersection of the voltage characteristic lines. In this way, the change state of the voltage of the X capacitor is detected from the crossing state of the plurality of voltage characteristic lines, and the interruption of the AC AC input can be detected more accurately.
  • the control circuit detects a change state of the voltage of the capacitor. It is preferable to compare the output obtained by comparing the first voltage obtained by level-shifting the voltage of the capacitor with the first voltage sample-held and the first voltage not sample-held with the reference voltage. In this way, it is possible to detect the change state of the voltage of the capacitor by using one voltage (first voltage).
  • control circuit of the present invention It is preferable that the control circuit controls the discharge so as to discharge the electric charge accumulated in the capacitor when it detects that the changed state has not changed for a certain period of time.
  • the state in which there is no change in the changed state continues for a certain period of time means that the state in which the voltage of the capacitor is almost stable and does not change continues for a certain period of time.
  • the AC AC input is cut off and the state continues for a certain period of time, it is a state in which "a state in which there is no change in the changed state continues for a certain period of time".
  • the AC AC input is not cut off and the voltage is rising or falling, it is not a state in which "the state in which there is no change in the changing state continues for a certain period of time".
  • Continuous period means the period required to detect (presence or absence) a state change (presence or absence) of a capacitor voltage rising, falling, rising or falling. For example, it usually takes a period of one cycle to detect the presence or absence of the next rise after detecting the rise. However, in order to detect the beginning of the next ascent from the end of the ascent, a period shorter than one cycle may be sufficient, and a period of more than 1/2 of one cycle or more (for example, a period of 3/4 or more of one cycle) may be used. .. Similarly, for example, after detecting a descent, it usually takes a period of one cycle to detect the presence or absence of the next descent.
  • a period shorter than one cycle may be sufficient, and a period of more than 1/2 of one cycle or more (for example, a period of 3/4 or more of one cycle) may be used. ..
  • a period of one cycle is usually sufficient.
  • a period shorter than one cycle may be used, for example, 1 / of one cycle. It may be a period of 4 or more, or a period of 1/2 or more of one cycle.
  • the above “1 cycle” is one cycle of normal alternating current such as a sine wave (a sine wave with a negative valley next to a positive peak, and the period from the beginning of the positive peak to the end of the negative valley.
  • it may be the period from the beginning of the positive mountain to the beginning of the next positive mountain), but when the AC input is full-wave rectified, the negative valley becomes a positive mountain, so the positive mountain continues. It becomes. Therefore, half the period of one cycle of normal alternating current may be set as one cycle (the period from the beginning to the end of the full-wave rectified positive mountain, or the period from the beginning of the positive mountain to the beginning of the next positive mountain.
  • the period is one cycle). In the embodiment, the latter period is set as one cycle. In this way, the electric charge accumulated in the X capacitor can be discharged more reliably.
  • control circuit of the present invention It is preferable that the control circuit detects that the state in which there is no change in the changed state has continued for a certain period of time by measuring the time in which there is no change in the changed state.
  • the time measurement is started based on the time when there is a change in the change state of the capacitor voltage, and then there is a change. If it is detected, the timekeeping will be reset and restarted. If a "fixed time (period)" is reached before the next change is detected, it means that "a state in which there is no change in the changed state continues for a fixed period".
  • a timer for measuring time there are a timer for measuring time, a counter for counting the number of clock pulses as a reference for synchronization of a control circuit, and the like. In this way, it becomes possible to more easily detect that the state in which there is no change in the changed state has continued for a certain period of time.
  • control circuit of the present invention It is preferable that the control circuit controls the discharge so as to detect at least one change state of the voltage rise or fall of the capacitor and discharge the charge accumulated in the capacitor based on the change state. .. In this way, since the changing state can be detected by detecting at least one of the changing states of the voltage rise or fall of the capacitor, the interruption of the AC AC input can be detected more easily.
  • control circuit of the present invention detects the change state of the increase in the voltage of the capacitor and controls the discharge so as to discharge the electric charge accumulated in the capacitor based on the change state.
  • the control circuit The first voltage generating means for generating the first voltage obtained by level-shifting the voltage of the capacitor connected between the different pole power supply lines, and the means for generating the first voltage.
  • the second voltage generating means for generating a second voltage smaller than the first voltage, and A sample-holding switch provided between the sample-holding capacitor of the first or second voltage, the first or second voltage generating means, and the sample-holding capacitor, and the like.
  • the control circuit of the present invention The control circuit The first voltage generating means for generating the first voltage obtained by level-shifting the voltage of the capacitor connected between the different pole power supply lines, and the means for generating the first voltage.
  • the first voltage having a sample-hold capacitor of the first voltage and a sample-hold switch provided between the first voltage generating means and the sample-hold capacitor.
  • a discharge means for discharging the electric charge accumulated in the capacitor connected between the different pole power supply lines based on the detected change state, and a discharge means It is preferable to provide.
  • the power supply device of the present invention is An AC-DC converter that inputs alternating current and outputs direct current, A capacitor connected between the AC heteropolar power lines and With any of the above control circuits that control the discharge of the capacitor, It is characterized by having.
  • the change state of the voltage of the capacitor (X capacitor) is detected and the discharge is controlled so as to discharge the electric charge accumulated in the capacitor based on this change state, the input voltage fluctuates greatly. However, it is possible to reliably discharge the electric charge accumulated in the capacitor.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the circuit structure of the power supply apparatus 101 (and its control circuit 11) which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation timing in power source apparatus 101 (and its control circuit 11) which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for expanding and explaining a part (L1 part) of FIG.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the circuit structure of the power-source device 102 (and its control circuit 12) which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation timing in power source device 102 (and its control circuit 12) which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the circuit structure of the power-source device 103 (and its control circuit 13) which concerns on Embodiment 3.
  • each drawing is a schematic diagram and does not necessarily accurately reflect an actual circuit, timing chart, or the like.
  • the circuits, timing charts, and the like of each embodiment are examples, and the present invention is not limited to these circuits and the like.
  • the reference numerals used in one drawing in the present application have the same meaning in other drawings. If the code used in one drawing is also used in another drawing, the meaning of the code is the same. Elements, circuits, etc. with the same reference numerals have the same effect even if the embodiments are different. And duplicate explanation about the same code is omitted as much as possible.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 101 (and its control circuit 11) according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an operation timing chart in the power supply device 101 (and its control circuit 11) according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a part (L1 part) of FIG. 2 in an enlarged manner.
  • the power supply device 101 converts the capacitor (X capacitor) C100 connected between the input terminals AC1 and AC2 (between different power supply lines) of the AC AC (AC input power supply) and the AC AC into DC DC.
  • An AC-DC converter 51 or the like that outputs a DC output OUT to the output terminals OUT1 and OUT2 is provided.
  • the AC-DC converter 51 includes a rectifier circuit REC that rectifies AC AC, a DC-DC converter COV that inputs the output (DC) of the rectifier circuit REC and outputs a DC output (voltage) OUT, and a DC-DC converter. It has a smoothing capacitor C21 provided on the input side of the COV.
  • a rectifier circuit REC composed of four diodes D21, D22, D23 and D24 is inserted between the AC input terminals AC1 and AC2 (between the different pole power supply lines), and full-wave rectification of the AC input is performed.
  • the cathode of the diode D21 and the anode of the diode D23 are connected to the input terminal AC1 of the AC AC, and the cathode of the diode D22 and the anode of the diode 24 are connected to the input terminal AC2.
  • the cathode of the diode D23 and the cathode of the diode D24 are connected to each other, and are connected to one side of the capacitor C21 and one input terminal of the DC-DC converter COV.
  • the anode of the diode D21 and the anode of the diode D22 are connected to each other, connected to the other side of the capacitor C21 and the other input terminal of the DC-DC converter COV, and are grounded.
  • the capacitor C21 is a smoothing capacitor.
  • Diodes D1 and D2 are inserted between the AC AC and the control circuit 11. That is, the anodes of the diodes D2 and D1 are connected to the input terminals AC1 and AC2, respectively, and the cathodes of the diodes D2 and D1 are connected to each other. ) Has been entered.
  • the control circuit 11 includes a voltage dividing circuit composed of series connections of resistors R1, R2, and R3 that divide the voltage from the cathodes of the diodes D2 and D1 connected to each other, and the divided voltage VA (resistors R1 and R2).
  • Sample hold circuit SH1 that samples and holds the voltage of the connection part
  • the comparator OP1 that compares the voltage (VB1) and voltage VC (voltage of the resistors R2 and R3 connection parts) output from the sample and hold circuit SH1.
  • the counter unit CNT that counts the time starting from the change of the voltage (pulse voltage) VD1 output from the comparator OP1, and the X capacitor that receives the H level voltage VE (discharge command) output from the counter unit CNT. It has a switch SD (discharge means) for discharging the charge accumulated in the C100.
  • the voltage divider circuit is composed of resistors R1, R2 and R3 as described above, but the combined resistance value of the resistors R1, R2 and R3 is set to a high resistance value to reduce the power consumption in the voltage divider circuit. ..
  • the sample hold circuit SH1 has a switch SW1 and a capacitor C1.
  • One side of the switch SW1 is connected to the resistor R1 / R2 connection portion of the voltage divider circuit, and the other side is connected to one side of the capacitor C1 and the inverting input terminal (-) of the comparator OP1.
  • the other side of the capacitor C1 is grounded.
  • the switch SW1 is a switch for sampling the voltage (voltage VA) of the resistors R1 and R2 connection portions, and the capacitor C1 is a capacitor for holding the sampled voltage VA.
  • the switch SW1 turns on and off in synchronization with the periodic clock pulse CP (when the clock pulse CP becomes H level and the switch SW1 turns on, the switch SW1 becomes closed and conducts, the clock pulse CP becomes L level and the switch SW1 turns off. Then, the switch SW1 is opened and non-conducting).
  • the switch SW1 is on, the voltage (voltage VA) of the resistors R1 and R2 connection is sampled, and when the switch SW1 is off, the switch SW1 becomes non-conducting, and the sampled voltage VA is held in the capacitor C1. It is preferable that there are at least a plurality of clock pulse CPs in a half cycle of the voltage VA.
  • Resistors R2 and R3 connection portions were connected to the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP1.
  • One side of the capacitor C1 was connected to the inverting input terminal ( ⁇ ) so that the output of the sample hold circuit SH1 was input.
  • the comparator OP1 compares the sample-held voltage VB1 (hereinafter, also referred to as “sample hold voltage VB1”) applied to the inverting input terminal (-) with the voltage VC of the non-inverting input terminal (+). By doing so, the change state of the voltage VA (first voltage) is detected.
  • the counter unit CNT inputs the voltage VD1 output from the comparator OP1, counts the time with reference to when the voltage VD1 changes, and when the fixed time is counted, the voltage VE becomes the H level. That is, the voltage VE output from the counter unit CNT is for discharge by outputting a discharge command from the L level to the H level when there is no change in the AC AC input (change in the voltage VA) for a certain period or more.
  • the switch SD of the above is turned on (conducting) to discharge the electric charge accumulated in the X capacitor C100.
  • the discharge switch SD is a switch provided between the cathode and the ground of the diodes D1 and D2, and one side is connected to the cathode of the diodes D1 and D2 via the discharge resistor R20, and the other side is connected. It is grounded.
  • the voltage VE is at the L level and the switch SD is in the open state (disconnected state), but when the AC AC supply is cut off, that When the state is detected, the voltage VE becomes H level, the switch SD for discharge is turned on (conducting), and the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is transferred to the ground side through the resistor R20 (for discharge) and the switch SD. Let it flow and discharge.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 101 (and its control circuit 11) according to the first embodiment.
  • the voltage characteristic line of the voltage VA showing the voltage VA over time is shown.
  • the voltage VA voltage characteristic line is full-wave rectified by diodes D1 and D2, and draws a waveform in which mountain-shaped sinusoidal half-wave curves are continuous.
  • time t12 which is slightly below the third mountain-shaped waveform from the left of the voltage VA waveform, the cable for AC AC input is disconnected from the outlet (input terminals AC1 and AC2 are disconnected from the outlet), and so on. It is the time when the supply was cut off.
  • the voltage VA hardly changes until the time t13 when the electric charge is discharged even after the time t12, but the constant voltage is maintained due to the discharge.
  • the voltage of the voltage VA decreases.
  • the clock pulse CP is a pulse that is the basis of the control timing of the entire control circuit 11. It is a signal that periodically takes a high voltage state (H level) and a low voltage state (L level).
  • the clock pulse CP is used for the sample hold timing of the sample hold circuit SH1. It is preferable that a plurality of clock pulses are present during an ascending period or a descending period (half cycle) of one mountain-shaped waveform (1 cycle T) of the voltage VA (first voltage).
  • the clock pulse CP can also be shared as a counter pulse of the counter unit (used as a counting pulse).
  • the fourth from the top of FIG. 2 is a timing chart of the voltage VD1 output from the comparator OP1.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is inverted every time the magnitude relationship between the voltage VB1 (voltage obtained by sample-holding the voltage VA) and the voltage VC (voltage smaller than the voltage VA) of the resistors R2 / R3 connection is reversed. To do.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is output as a plurality of pulses while the voltage VA is rising (the part on the left side of the mountain-shaped waveform).
  • the pulsed voltage VD1 is not output while the voltage VA is falling (the part on the right side of the mountain-shaped waveform).
  • the voltage VD1 is output as a pulse from the left of the voltage VA to the rising part of the third peak (until time t11), but after that, the pulse is not reversed because there is no reversal of the magnitude relationship between the voltage VB1 and the voltage VC. There is no output as (it remains at L level).
  • the fifth from the top of FIG. 2 is a timing chart of the voltage VE output from the counter unit CNT.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is input to the counter unit CNT, but when the counter unit CNT detects a falling edge where the voltage VD1 changes from H level to L level, it resets and starts counting (time t11). ).
  • a predetermined time T11 is preset in the counter unit CNT. The counter unit CNT starts counting the time from the time t11, and if there is no change in the voltage VD1 until the predetermined time T11 is reached, the voltage VE is reached from the time t11 to the time t13 when the predetermined time T11 is reached.
  • the switch SD for discharging is turned on, and the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged via the diode D1 (D2), the resistor R20 and the switch SD.
  • the voltage VE (H level voltage) output from the counter unit CNT is a discharge command signal, and when the discharge command signal is output at time t13 (voltage VE becomes H level), the discharge switch SD is turned on (the voltage VE becomes H level). Conduction) and discharge the electric charge accumulated in the X capacitor C100. Along with this, the voltage VA and the voltage VC gradually drop.
  • a MOSFET element was used for the switch SD and SW1 (a MOSFET element was also used as a switch in other embodiments described later).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a part of FIG. 2 in an enlarged manner.
  • the voltage VA is a voltage (first voltage) obtained by level-shifting the voltage of the X capacitor C100.
  • the voltage VB1 is a voltage obtained by sample-holding the voltage VA (first voltage).
  • the voltage VB1 is a second voltage smaller than the voltage VA (first voltage) (the voltage V is 10 minutes smaller in the middle of the rise of the waveform of the voltage VA).
  • the line indicated by the symbol VA is the first voltage characteristic line representing the voltage VA (first voltage) over time.
  • the line indicated by the symbol VC is a second voltage characteristic line representing the voltage VC (second voltage) over time.
  • the line indicated by the reference numeral VB1 is a sample-hold voltage characteristic line representing the voltage VB1 (voltage obtained by sample-holding the first voltage VA) over time.
  • the sample hold voltage characteristic line of the voltage VB1 showing the voltage VB1 sample-held by the voltage VA over time indicates that the sample hold circuit SH1 samples the voltage VA and holds it by the capacitor C1 in the cycle T10. Since it repeats, it becomes a stepped waveform.
  • the sample hold voltage VB1 characteristic line touches the voltage VA characteristic line at some times while the voltage VA is rising, but is located below the voltage VA characteristic line at other times.
  • the sample hold voltage VB1 characteristic line touches the voltage VA characteristic line at some sample timings, but is located above the voltage VA characteristic line at other times.
  • the voltage characteristic line of the voltage VC and the sample hold voltage characteristic line of the voltage VB1 in which the voltage VA is sample-held increase the voltage VA. It detects whether or not the AC AC input is cut off by utilizing the intersection inside.
  • the magnitude of the voltage V10 which is the difference between the voltage VA and the voltage VC, the length of the period T10, etc.
  • the voltage is rising while the voltage VA is rising.
  • the VC characteristic line and the sample hold voltage VB1 characteristic line are adjusted so as to intersect at least once. If it is adjusted so that it intersects a plurality of times, it is possible to detect the intersection more accurately.
  • the sample hold voltage VB1 characteristic line is located above the voltage VA characteristic line and therefore does not intersect the voltage VC characteristic line.
  • the comparator OP1 compares and calculates the magnitude relationship between the voltage VC and the sample hold voltage VB1.
  • the voltage VC characteristic line and the sample hold voltage VB1 characteristic line intersect, but the voltage VD1 is inverted each time. This situation is shown enlarged in FIG.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is H level.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is inverted from the H level to the L level.
  • the voltage VD1 output from the comparator OP1 is inverted from the L level to the H level. It becomes. In this way, during the period when the voltage VA is rising, the voltage VD1 output from the comparator OP1 repeats inversion between the voltage H level and the L level.
  • the control circuit 11 of the first embodiment even when the AC AC input voltage fluctuates greatly, the change state of the increase in the voltage of the X capacitor C100 can be detected, and the X capacitor C100 can be detected from the change state. Since the discharge is controlled so that the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged, the electric charge accumulated in the X capacitor C100 can be reliably discharged.
  • the pulse CP900 may not be generated depending on the load condition or the circuit condition, so that an erroneous detection may occur. For example, if the capacity of the filter capacitor to be inserted into the input section is large with a light load, the pulse pressure of the AC AC or the voltage at the valley of the pulsating current will rise without being able to decrease in the waveform of the voltage VN902 at the N902 location. is there.
  • the voltage VHV setting is set high to avoid the above false detection, if the input voltage is high (when the voltage is high at the worldwide input voltage), the residual voltage of the X capacitor will not be discharged depending on the AC input stop timing. It becomes high and there is a risk of electric shock.
  • the peak hold voltage is set in order to detect the change state of the increase in the voltage of the X capacitor C100 and control the discharge so as to discharge the electric charge accumulated in the X capacitor C100 from the change state. It is unlikely that an electric charge will occur due to the residual charge of the X capacitor caused by the high voltage VHV that is proportionally reduced. Further, since the voltage VHV whose peak hold voltage is proportionally reduced is not used to detect the voltage change state of the X capacitor C100, the pulse CP900 is not generated when the voltage VHV setting is low, and therefore an erroneous detection occurs. Is less likely to occur. Therefore, it is possible to reliably discharge the residual charge of the X capacitor C100.
  • the voltage obtained by shifting the voltage of the X capacitor C100 connected between the different pole power supply lines of the AC AC power supply may be sample-held.
  • a capacitor with a smaller capacity than that of a peak hold capacitor may be used. Therefore, the control circuit can be integrated by incorporating a sample hold capacitor, and it is not necessary to provide a terminal for an external capacitor (for a peak hold capacitor) on the integrated semiconductor chip. Therefore, the control circuit and the power supply device can be made even smaller.
  • the first embodiment detects the changing state of the voltage rise of the X capacitor C100, while the second embodiment detects the changing state of the voltage falling of the X capacitor C100.
  • the control circuit 12 and the like according to the second embodiment are basically the same as the control circuit 11 and the like according to the first embodiment, but in the first embodiment, the comparator OP1 is used and the voltage of the resistors R1 and R2 connection portions is used.
  • the voltage VB1 in which VA was sample-held was input to the inverting input terminal (-) of the comparator OP1, and the voltage VC of the resistor R2 / R3 connection was input to the non-inverting input terminal (+) (see FIG. 1).
  • the comparator OP2 is used, the voltage VB2 in which the voltage VC is sample-held is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP2, and the voltage VA is input to the inverting input terminal (-).
  • the points (see FIG. 4) are different.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 102 (and its control circuit 12) according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 102 (and its control circuit 12) according to the second embodiment.
  • the sample hold circuit SH2 of the control circuit 12 and the like according to the second embodiment has a switch SW2 and a capacitor C2.
  • the sample hold circuit SH2 of the second embodiment replaces the switch SW1 and the capacitor C1 of the sample hold circuit SH1 (see FIG. 1) of the first embodiment with the switch SW2 and the capacitor C2, respectively.
  • the switch SW2 is a switch for sampling the voltage (voltage VC) of the resistors R2 and R3 connection portions, and the capacitor C2 is a capacitor for holding the sampled voltage VA.
  • the switch SW2 turns on and off in synchronization with the periodic clock pulse CP (when the clock pulse CP becomes H level and the switch SW2 turns on, the switch SW2 becomes closed and conducts, the clock pulse CP becomes L level and the switch SW1 turns off.
  • the switch SW1 is opened and non-conducting).
  • the switch SW2 is on, the voltage (voltage VC) of the resistors R2 and R3 connection is sampled, and when the switch SW2 is off, the switch SW2 becomes non-conducting, and the sampled voltage VC is held by the capacitor C2.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 102 (and its control circuit 12) according to the second embodiment.
  • the voltage characteristic line of the voltage VA showing the voltage VA over time is shown.
  • Time t22 is the AC AC input supply cutoff time
  • time t23 is the X capacitor C100 discharge start time.
  • the second from the top of FIG. 5 is the clock pulse CP.
  • the voltage VA, the voltage VB2 (voltage obtained by sample-holding the voltage VC), and the voltage VC are displayed by superimposing the voltage characteristic lines showing them over time.
  • a part of the L2 part is enlarged and shown as an “L2 enlarged part”.
  • a voltage VC characteristic line (dotted line) that is 10 minutes lower than the voltage VA is drawn below the voltage VA characteristic line (solid line).
  • the voltage VB2 is a voltage obtained by sample-holding the voltage VC and has a stepped waveform.
  • the sample hold voltage VB2 characteristic line which represents the voltage VB2 sample-held by the voltage VC over time, indicates that the sample hold circuit SH2 samples the voltage VC and holds it by the capacitor C2 at the timing of the cycle T10. Since it repeats, it has a stepped waveform.
  • the sample hold voltage VB2 characteristic line touches the voltage VC characteristic line at some sample timings (time) while the voltage VA (or voltage VC) is rising, but is located below the voltage VC characteristic line at other times. However, it does not intersect the voltage VA characteristic line.
  • the sample hold voltage VB2 characteristic line touches the voltage VC characteristic line (at time) at some sample timings, but is above the voltage VC characteristic line at other times. It is located at and intersects the voltage VA characteristic line multiple times.
  • the fourth from the top of FIG. 5 is a timing chart of the voltage VD2 output from the comparator OP2.
  • the comparator OP2 compares and calculates the magnitude relationship between the voltage VA and the sample hold voltage VB2, and calculates the result as the voltage. Output as VD2. Every time the magnitude relationship between the voltage VA and the sample hold voltage VB2 changes, the voltage VD2 is inverted (H level and L level are inverted). Since the comparator OP2 operates in this way, it is output from the comparator OP2 because the voltage VA and the sample hold voltage VB2 do not intersect (the magnitude relationship is reversed) during the period when the voltage VA is rising.
  • VD2 remains at L level.
  • the voltage VA and the sample hold voltage VB2 intersect (the magnitude relationship is reversed), so that the VD2 output from the comparator OP2 is reversed accordingly. This situation is shown enlarged in the lower part of FIG. 5 (“L2 enlarged” figure).
  • the fifth from the top of FIG. 5 is a timing chart of the voltage VE output from the counter unit CNT.
  • the VD2 output from the comparator OP2 is input to the counter unit CNT, but the counter unit CNT resets and counts when the voltage VD2 detects a fall from the H level to the L level. Is started (time t21).
  • a predetermined time T21 is preset in the counter unit CNT. If there is no change in the voltage VD2 after starting counting from the time t21, the counter unit CNT changes the output voltage VE from the L level to the H level at the time t23 when the predetermined time T21 is reached from the time t21.
  • the discharge switch SD is turned on to discharge the electric charge accumulated in the X capacitor C100.
  • the voltage VE (H level voltage) output from the counter unit CNT is a discharge command signal, and when the discharge command signal is output at time t23 (voltage VE becomes H level), the discharge switch SD is turned on (conducting). ), And as the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged, the voltage VA and the voltage VC gradually drop.
  • the change state of the voltage drop of the X capacitor C100 is detected, and the discharge is controlled so as to discharge the electric charge accumulated in the X capacitor C100 from the change state.
  • the first embodiment detects the changing state of the voltage rise of the X capacitor C100
  • the second embodiment detects the changing state of the voltage falling of the X capacitor C100.
  • This is an embodiment of detecting a change state of both an increase and a decrease of the voltage of the X capacitor C100.
  • the circuit of the third embodiment is a circuit in which the circuit of the first embodiment and the circuit of the second embodiment are combined, and the action and effect thereof is the same as the action and effect of the first and second embodiments combined. It works.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 103 (and its control circuit 13) according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 103 (and its control circuit 13) according to the third embodiment.
  • the control circuit 13 and the like according to the third embodiment include the sample hold circuit SH1 and the comparator OP1 (see FIG. 1) of the first embodiment, and the sample hold circuit SH2 and the comparator OP2 of the second embodiment. (See FIG. 4), and a logical sum element OR1 or the like that logically sums the voltage VD1 output from the comparator OP1 and the voltage VD2 output from the comparator OP2.
  • the voltage VD3 output from the OR element OR1 is input to the counter unit CNT, but the point that the counter unit CNT outputs the voltage VE for discharge is the same as in the first and second embodiments.
  • the sample hold circuit SH1 and the comparator OP1 and the sample hold circuit SH2 and the comparator OP2
  • the circuit configurations thereof, the input (connection) to the sample hold circuits SH1 and SH2, and the like are described in the first and second embodiments. The same applies and the description thereof will be omitted (see FIGS. 1 and 4).
  • the voltage VD3 output from the logical sum element OR1 is the voltage (VD1 + VD2) of the logical sum of the voltage VD1 and the voltage VD2 (see FIG. 6), the voltage VD1 output from the comparator OP1 and the comparator OP2 When either of the voltage VD2 output from the voltage becomes H level, the voltage VD3 becomes H level, and as shown in "Detection of change state of rise and fall” in FIG. 7, the voltage VD3 becomes "change state of rise”. It is the voltage of the logical sum of the voltages output from both the voltage VD1 shown in "Detection” and the voltage VD2 shown in "Descent change state detection".
  • the logical sum means a logical operation that outputs H level when any of the plurality of inputs is H level, and outputs L level when any of the inputs is L level.
  • the voltage VD3 output from the OR element OR1 is input to the counter unit CNT, but the counter unit CNT resets and starts counting when the voltage VD3 detects a falling edge from H level to L level (time). t31).
  • a predetermined time T31 is preset in the counter unit CNT, and if there is no change in the voltage VD3 after starting counting from the time t31, the voltage VE is reached at the time t33 when the predetermined time T31 is reached from the time t31.
  • the discharge switch SD is turned on, and the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged.
  • the voltage VE (H level voltage) output from the counter unit CNT is a discharge command signal, and when the discharge command signal is output at time t23 (voltage VE becomes H level), the discharge switch SD is turned on (conducting). ), And as the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged, the voltage VA and the voltage VC gradually drop.
  • the change state can be detected by detecting at least one of the change states of the voltage rise or fall of the X capacitor C100, the interruption of the AC AC input can be detected more reliably, and when the rise stops. It is possible to reduce the time difference in counting when the descent stops, and to output the discharge signal more reliably.
  • the fourth embodiment is the same as the third embodiment in that the change state of both the rise and fall of the voltage of the X capacitor C100 is detected, but the change state of both the rise and fall of the voltage is used as much as possible by using the circuit as much as possible. It is an embodiment which is made to detect. Therefore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, by using the switches SW41, SW42, and SW43, the sample hold circuit SH4 and the comparator OP4 are also used to detect the change state of both the voltage rise and fall. Thus, in the third embodiment (see FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 104 (and its control circuit 14) according to the fourth embodiment.
  • a voltage dividing circuit having resistors R1 and R2 for taking out the voltage VA and the voltage VC
  • a sample and hold circuit SH4 for the voltage VA and the like a comparator OP4, a sample and hold circuit SH4, and the like. It has switches (SW41, SW42 and SW43) for switching the input to the comparator OP4, a counter unit CNT, a switch SD for discharging, and the like.
  • the sample hold circuit SH4 is a circuit similar to the sample hold circuit SH1 (see FIGS.
  • the switches SW41, SW42 and SW43 are switches that change the circuit configuration by switching the switch connection when the voltage of the X capacitor C100 rises and falls, and detects the change state of both the rise and fall. is there.
  • Each switch is configured to switch the connection state by connecting any of the upper left and lower left contacts with the right side of FIG. 8 as a fulcrum.
  • the connection state of switches SW41, SW42 and SW43 shown in FIG. 8 indicates a connection state when the change state of voltage rise of X capacitor C100 is detected.
  • the voltage VA of the resistor R1 / R2 connection is input to the sample hold circuit SH4 via the switch SW41, and the voltage VB1 output from the sample hold circuit SH4 is switched. It is input to the inverting input terminal (-) of the comparator OP4 via 42.
  • the voltage VC of the resistors R2 and R3 connection is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP4 via the switch SW43.
  • the comparator OP4 the voltage VB1 and the voltage VC are compared and calculated, and the comparison calculation result is output as the voltage VD4.
  • the connection of switches SW41, SW42 and SW43 is the opposite of the connection state shown in FIG. ..
  • the switch SW42 connects the upper left contact contrary to the connection shown in FIG. 8
  • the switch SW41 connects the lower left contact contrary to the connection shown in FIG.
  • the voltage VA at the connection between the resistors R1 and R2 is input to the inverting input terminal ( ⁇ ) of the comparator OP4. Since the switch SW41 connects the lower left contact contrary to the connection shown in FIG. 8, the voltage VC of the resistors R2 and R3 connection portions is input to the sample hold circuit SH4 via the switch SW41.
  • the voltage VB2 output from the sample hold circuit SH4 is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP4. Then, the comparator OP4 compares and calculates the voltage VA input to the inverting input terminal ( ⁇ ) and the voltage VB2 input to the non-inverting input terminal (+), and outputs the comparison calculation result as the voltage VD4.
  • the counter unit CNT inputs the voltage VD4 of the comparator OP4 and outputs the voltage VE.
  • the switches SW41, SW42 and SW43 may be switched, for example, by detecting an increase or decrease in the voltage (or voltage VA or the like) of the X capacitor C100 and switching accordingly. Alternatively, the period of the voltage (or voltage VA, etc.) of the X capacitor C100 is measured, and the time when the voltage VA reaches the minimum voltage (FIGS. 2 and 7, etc., becomes a valley between the chevron waveforms of the voltage VA). The switch may be switched at (time), and then the switch may be switched again after a half cycle ((1/2) ⁇ T) has elapsed.
  • the output voltage VD4 of the comparator OP4 outputs the same voltage VD1 as described in the first embodiment or the third embodiment when the voltage (or voltage VA or the like) of the X capacitor C100 rises. Then, when descending, the same voltage VD2 as described in the second embodiment or the third embodiment is output.
  • the waveforms of voltage VA, voltage VB1, voltage VB2, voltage VC, voltage VD3, voltage VE, etc. are the first embodiment (see FIGS. 2 and 3), the second embodiment (see FIG. 5), or the third embodiment (see FIG. 7). ), And the description is omitted.
  • the sample hold circuit SH4 and the comparator OP4 are also used to detect both the rising and falling states of the voltage of the X capacitor C100. This makes it possible to further simplify and miniaturize the control circuit.
  • the fifth embodiment is a modification of the first embodiment. It differs from the first embodiment in that the voltage VA and the like are generated, the circuit is advanced, and the like.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 105 (and its control circuit 15) according to the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 105 (and its control circuit 15) according to the fifth embodiment.
  • the control circuit 15 and the like according to the fifth embodiment are basically the same as the control circuit 11 and the like according to the first embodiment, but the control circuit 15 and the like according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 have a voltage VA and the like. It differs from the first embodiment in the method of generation, the sophistication of the circuit, and the like.
  • the control circuit 15 includes a voltage divider circuit having resistors R1 and R10, an operational amplifier OP51, a sample hold circuit SH5, a voltage level shift circuit LS, a comparator OP5, a counter unit CNT, and the like.
  • the voltage dividing circuit having the resistors R1 and R10 will be described.
  • the resistors R1, R2 and R3 are connected in series between the cathodes and GNDs of the diodes 1 and 2 to divide the voltage.
  • the voltage of the resistors R1 and R2 connection is defined as voltage VA (first voltage)
  • the voltage of the resistors R2 and R3 connection is defined as voltage VC (second voltage).
  • the resistors R1 and R10 are connected in series between the cathodes and GNDs of the diodes 1 and 2 to divide the voltage
  • the voltage VA5 is taken out from the connection portions of the resistors R1 and R10.
  • the voltage VA5 is used as a reference voltage for detecting the voltage change state of the X capacitor C100.
  • a path for the resistor R20-switch SD-GND is provided between the cathodes and GNDs of the diodes 1 and 2 in parallel with the path for the resistors R1-R10-GND as in FIG.
  • the operational amplifier OP51 and the sample hold circuit SH5 will be described.
  • the operational amplifier OP51 is provided between the voltage dividing portion (resistors R1 and R10 connection portions) and the sample hold circuit (SH5).
  • the connection portions of the resistors R1 and R10 are connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP51.
  • the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP51 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP51.
  • the operational amplifier OP51 constitutes a so-called voltage follower circuit that outputs the same voltage VA5'as the input voltage VA5, and acts as a buffer.
  • the voltage VA5'output from the operational amplifier OP51 is input to the sample hold circuit SH5.
  • the sample hold circuit SH5 is a circuit similar to the sample hold circuit SH1 (see FIG. 1) and has a switch SW5 and a capacitor C5. One side of the switch SW5 is connected to the input part of the sample hold circuit SH5, and the other side is connected to one side of the capacitor C5 to be the output part of the sample hold circuit SH5. The other side of the capacitor C5 is grounded.
  • the sample hold circuit SH5 turns on the switch SW5 to sample the output voltage VA5'of the operational amplifier OP51, turns off the switch SW5, holds the sampled voltage in the capacitor C5, and outputs the sample hold voltage VB5.
  • the fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the level shift circuit LS is provided.
  • the level shift circuit LS is provided between the connection portion of the resistors R1 and R10 and the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP5.
  • the level shift circuit LS inputs the voltage VA5 of the connection portion of the resistors R1 and R10 and outputs the voltage as the level-shifted voltage VC5. That is, the input voltage VA5 is output as a voltage VC5 that is lowered (level-shifted) by (VA5-VJ) (VJ is a reference voltage or a constant voltage).
  • the level shift circuit LS has an operational amplifier OP52 and resistors R21, R22, R23 and R24 (R21 to R24 have the same resistance value).
  • One side of the resistor R21 and the resistor R22 is connected to the inverting input terminal ( ⁇ ) of the operational amplifier OP52, and the other side of the resistor R21 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP52.
  • the other side of the resistor R22 is biased by a reference voltage (constant voltage) VJ.
  • the output terminal of the operational amplifier OP52 is the output unit of the level shift circuit LS.
  • One side of resistors R23 and R24 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP52.
  • the other side of resistor R23 is grounded (connected to GND).
  • the other side of the resistor R24 constitutes an input section of the level shift circuit LS and is connected to the resistor R1 / R10 connection section (inputs the voltage VA5).
  • the inverting input terminal (-) of the comparator OP5 is connected to the output section of the sample hold circuit SH5 (opposite side to the GND of the capacitor C5), and the voltage output from the sample hold circuit SH5.
  • VB5 is input.
  • the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP5 is connected to the output unit (output terminal of the operational amplifier OP52) of the level shift circuit LS, and the voltage VC5 output from the level shift circuit LS is input.
  • the comparator OP5 detects a change in the voltage VA5 by performing a comparative calculation between the sample hold voltage VB5 of the inverting input terminal ( ⁇ ) and the voltage VC5 of the non-inverting input terminal (+).
  • the voltage VD5 output from the comparator OP5 is H level (high level), and vice versa, L level (low level). Level).
  • the voltage VD5 output from the comparator OP5 is input to the counter unit CNT. Similar to the first to fourth embodiments, the counter unit CNT changes the voltage VE from the L level to the H level, turns on the switch SD, and discharges the electric charge accumulated in the X capacitor C100 if the voltage VD5 does not change for a certain period of time.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 105 (and its control circuit 15) according to the fifth embodiment.
  • a voltage VA5 timing chart, a clock pulse CP timing chart, a voltage VA5 / voltage VB5 / voltage VC5 timing chart, a voltage VD5 timing chart, a voltage VE timing chart, etc. Is described.
  • the portion indicated by “L5” in the timing chart in which the third voltage VA5 or the like from the top of FIG. 10 is superimposed is shown as “L5 enlargement” (FIG.). Since the timing chart of FIG. 10 has many points that overlap with the timing chart of FIG. 1 and the like, the description thereof will be omitted.
  • the sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment.
  • the voltage VB5 output from the sample hold circuit SH5 is input to the inverting input terminal (-) of the comparator OP5
  • the voltage VC5 output from the level shift circuit LS is input to the non-inverting input terminal (-) of the comparator OP5.
  • the magnitude relation between them is compared and calculated by the comparator OP5
  • the comparison calculation result is output as the voltage VD5 and input to the counter unit CNT (see FIG. 9), the sample is used in the sixth embodiment.
  • a constant voltage (reference voltage) VK is input (applied, biased) to (-), the magnitude relationship between them is compared and calculated by the comparator OP62, and the comparison calculation result is output as the voltage VD6 and input to the counter unit CNT. (See FIG. 11) The points are different.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a circuit configuration of the power supply device 106 (and its control circuit 16) according to the sixth embodiment.
  • the control circuit 16 of the sixth embodiment includes a voltage follower circuit including an operational amplifier OP51 and the like, a sample and hold circuit SH5 in the subsequent stage, a subtraction circuit 201 in the subsequent stage, a comparator OP62 in the subsequent stage, a counter section CNT in the subsequent stage, and the like. ..
  • the subtraction circuit 201 includes an operational amplifier OP61 and resistors R31, R32, R33 and R34 (R31 to R34 have the same resistance value).
  • One side of the resistor R33 and the resistor R34 is connected to the inverting input terminal ( ⁇ ) of the operational amplifier OP61 constituting the subtraction circuit 201, and the other side of the resistor R34 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP61.
  • the output terminal of the operational amplifier OP61 constitutes the output unit of the subtraction circuit 201.
  • the other side of the resistor R33 constitutes one of the two input sections of the subtraction circuit 201, is connected to the output section of the sample hold circuit SH5 (one side of the capacitor C5), and the voltage VB5 is input. ..
  • One side of the resistors R31 and R32 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP61.
  • the other side of resistor R32 is grounded (GND).
  • the other side of the resistor R31 constitutes the other one of the two inputs of the subtraction circuit 201. It is connected to the resistors R1 and R10 connection and the voltage VA5 is input.
  • the comparator OP62 will be described.
  • the voltage VD6 output from the comparator OP62 is input to the counter unit CNT, and when the H level voltage VE is output from the counter unit CNT, the switch SD is turned on and the electric charge accumulated in the X capacitor C100 is discharged.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the operation timing in the power supply device 106 (and its control circuit 16) according to the sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a part of FIG. 12 (the portion indicated by reference numeral L6) in an enlarged manner.
  • the timing charts of FIGS. 12 and 13 have many points that overlap with those of FIG. 1 and the like, and the description of the overlapping points will be omitted as much as possible.
  • the timing chart of the voltage VA5 the timing chart of the clock pulse CP
  • the voltage VD6 A timing chart, a voltage VE timing chart, and the like are described.
  • the voltage VG is a voltage obtained by subtracting the voltage VA5 of the resistor R1 / R10 connection portion and the voltage VB5 in which the voltage VA5'is sample-held by the subtraction circuit 201. Therefore, the voltage waveform has a sawtooth-shaped waveform as shown in FIGS. 12 and 13.
  • the voltage VG output from the subtraction circuit 201 is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP62, but a constant voltage (reference voltage) VK is input to the inverting input terminal (-).
  • the comparator OP62 compares and calculates the voltage VG and the voltage VK, and outputs the comparison calculation result as the voltage VD6 (see FIGS.
  • the voltage VK is a reference voltage for comparing the magnitude relationship with the voltage VG (difference between the voltage VA5 and the voltage VB5), and can be easily changed. For example, if the voltage VK is reduced, the voltage VG (difference between the voltage VA5 and the voltage VB5) can be compared and detected even if the voltage VG is small. Conversely, if the voltage VK is increased, the voltage VG (difference between the voltage VA5 and the voltage VB5) is constant. Since it is possible to compare and detect when the size is larger than the size, it is not easily affected by noise.
  • the voltage VD6 output from the comparator OP62 is input to the counter unit CNT.
  • the counter unit CNT changes the voltage VE from the L level to the H level, turns on the switch SD, and discharges the electric charge accumulated in the X capacitor C100 if the voltage VD6 does not change for a certain period of time.
  • MOSFET elements are used for switches (SD, SW1, SW2, etc.), but other semiconductors such as IGBT elements are used instead of MOSFET elements.
  • the control circuit 11 and the like shown in FIG. 1 and the like are used, but this is replaced with a microprocessor. As a result, the control conditions can be changed by changing the software without changing the hardware, and flexible discharge control becomes possible.
  • Control circuit 101, 102, 103, 104, 105, 106 ... Power supply, AC ... AC, DC ... DC, AC1, AC2 ... Input terminal, OUT ... Output, OUT1 , OUT2 ... Output terminal, C21 ... (for smoothing) capacitor, C1, C2, C4, C5 ... (for sample hold) capacitor, C100 ... capacitor (X capacitor), COV ... DC-DC converter, 51 ... AC-DC Converter, REC ... rectifying circuit, D1, D2, D21, D22, D23, D24 ... diode, R1, R2, R3, R10 ... (for voltage division) resistance, R20 ...

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Abstract

本発明の制御回路11は、交流を入力し直流に変換して出力するAC-DCコンバーター51の交流の異極電源ラインAC1・AC2間に接続されたXコンデンサC100の放電を制御する制御回路であって、当該制御回路11は、XコンデンサC100の電圧の変化状態を検出し、変化状態に基づいてXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電するように、放電を制御する。 本発明の制御回路11によれば、交流入力電圧が大きく変動しても、XコンデンサC100に蓄積された電荷を確実に放電できる。

Description

制御回路及び電源装置
 本発明は、交流(AC)を入力し直流(DC)に変換して出力するAC-DCコンバーターの交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサの放電を制御する制御回路及び当該制御回路を備えた電源装置に関する。
 交流(AC)を入力し直流(DC)に変換して出力するAC-DCコンバーターでは、一般的にノイズ対策のため交流入力側の異極電源ライン間に(いわゆるXコンデンサ)を接続する。このXコンデンサにより交流入力のノイズは除去されるが、AC-DCコンバーターに交流を供給するプラグをコンセントから引き抜いたときのように交流入力供給が遮断された場合、交流入力供給が遮断される前に上記Xコンデンサに蓄積されていた電荷がXコンデンサに残留しており、安全性確保のため、残留電荷を放電する必要がある。
 ここで、Xコンデンサに蓄積された残留電荷の放電方法としては、例えば、特開2016ー158310号公報に開示される発明がある。
 当該公報に開示される発明を図14及び図15を用いて説明する。図14は、当該公報に開示される従来の電源装置の放電回路を説明するための図である。図15は、図14の回路の動作タイミングを説明するための図である。
 図14に示すように、従来の放電回路940は、高圧入力起動端子HVと接地点との間に直列に接続された抵抗R903及びR904からなる分圧回路941と、該分圧回路941によって分圧された電圧のピーク値を保持するピークホールド回路942と、抵抗R903・R904の接続ノードN902の電位(電圧)Vn902とピークホールド回路942に保持されている電圧を比例縮小した電圧とを比較する電圧比較回路943と、電位(電圧)Vn902が一定以上である時間を計時するタイマ回路944と、高圧入力起動端子HVと接地点との間に分圧回路941と並列に設けられたスイッチS900及び放電手段945の直列接続回路とが設けられている。放電手段945は抵抗Rd900及びスイッチSd900とから構成されている。スイッチS900と放電手段945との接続部は電源電圧端子VDDに接続され、電源電圧端子VDDの他方の側はコンデンサC900を介して接地されている。スイッチS900は、起動回路950によって制御されるスイッチである。なお、本明細書では「電圧」を「電位」と言い換えてもよい。
 上記電圧比較回路943は、接続ノードN902の電位Vn902のピーク値の30%の値と接続ノードN902の電位Vn902とを比較して、下回ることがなかったか否かを検出する。タイマ回路944は、Vn902がVpを下回らない時間を計時して計時時間が例えば30m秒を越えたと判定すると、スイッチS900及び放電用スイッチSd900をオンさせる信号を出力する。タイマ回路944は、Vn902がVpを下回る度にリセットされ、30m秒の計時を開始するように構成されている。
 図15には、図14の放電回路940の動作タイミングが示されている。図15において、図15(A)の実線は高圧入力起動端子HVの電圧VHVの波形を示すもので、破線はピーク値の30%の値を表わしている。また、図15(B)は電圧比較回路943から出力されたパルスCP900を、図15(C)はタイマ回路944の出力TMR900を表わしている。
 図15に示すように、正常な期間T901中においては、高圧入力起動端子HVの電圧VHVの波形の周期に対応した周期でパルスCP900が出力される。タイミングt902でプラグが外れた場合には、電圧比較回路943からパルスCP900が出力されなくなる。そして、最後のパルスの出力時点t901から30m秒に到達した時点t903で、タイマ回路944の出力TMR900がHレベル(ハイレベル)に変化して放電用のスイッチSd900がオンされることによりXコンデンサ(図示せず、Xコンデンサは交流AC電源に接続されている)の放電が行なわれ、高圧入力起動端子HVの電圧VHVが速やかに立ち下がるようになる。
 このように、図14及び図15に示す従来技術では、ピークホールド回路942を用いて、高圧入力起動端子HVの電圧VHV(図15(A)参照)が一定電圧(破線、閾値)以下の場合は電圧比較回路943からはパルスCP900(図15(B)参照)がHレベルで出力される一方、電圧VHVが一定電圧以上となってパルスCP900がLレベル(ローレベル)となってその時間が一定の時間(30m秒)になるとタイマ回路944の出力TMR900がHレベルとなり放電用のスイッチSd900がオンしてXコンデンサの残留電荷が放電される(図15(C)参照)。
特開2016ー158310号公報
 上記特開2016ー158310号公報に開示された従来技術は、Xコンデンサの残留電荷を放電させる点で優れている。
 しかし、本発明の発明者等は、上記従来技術では、例えば、単相入力の交流AC100V系のように交流AC入力電圧の変動が少ない場合には、Xコンデンサの残留電荷の放電をおこなうことができるが、交流AC入力電圧の変動が大きい場合(例えば、ワールドワイド入力電圧の場合)には、Xコンデンサの残留電荷の放電を確実におこなうことは困難であることに気付いた。
 交流AC入力電圧の変動が大きいと、コンバーターの出力電流が小さな場合にはXコンデンサに蓄積された電荷は充分に放電されない場合があり、そのような場合には、電圧の高い状態が続くため、電圧比較回路943からはパルスCP900が発生しない。このような場合、ピークホールド回路942に保持されている電圧Vpを比較縮小した電圧Vthの縮小比を調整して高めにして対応することも可能であるが、Vth以下の電圧でプラグが外れる等して交流入力の供給が遮断された場合にはタイマ回路944はVn902が電圧Vpを下回らない時間の計時ができずにXコンデンサの残留電荷の放電がなされない状態となってしまい感電する恐れがある、という点に気付いた。
 このような事態はワールドワイド交流AC(電圧)を入力する場合に起きやすい。ワールドワイド交流AC(電圧)とは、世界各地で使用される交流(電圧)をいう。世界各地では、通常使用される交流AC電圧値が国や地域によって異なっていたり、同じ国あるいは地域でも交流AC電圧が異なったり変動することがあり、このようなワールドワイド交流AC(世界各国で使用する場合の交流AC、必ずしも全世界を意味するのではない)を入力する場合には、特に、交流AC電圧の大きな変動を考慮する必要があり、放電用の制御回路あるいは電源装置を提供する際に上記課題は重要である。
 そこで本発明は、交流入力電圧が大きく変動しても、Xコンデンサに蓄積された電荷を確実に放電できる制御回路及び電源装置(以下、「制御回路及び電源装置」を「制御回路等」ともいう)を提供することを目的とする。
[1]本発明の制御回路は、
 交流を入力し直流に変換して出力するAC-DCコンバーターの前記交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサの放電を制御する制御回路であって、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することを特徴とする。
 この効果については、発明の効果の欄で後述する。
 ここで、「交流(AC)」とは、方向や正負が短い時間間隔で変化する電圧又は電流をいう。交流電源の例としては一般の商用電源がある。
 「直流(DC)」とは、大きさ及び方向が一定の電圧又は電流をいう。大きさが変化するが極性が変わらない電圧や電流も直流に含まれる。
 「AC-DCコンバーター」とは、交流を入力して直流に変換して出力する機器をいう。AC-DCコンバーターの例としては、ACの商用電源を入力してDCの直流電源を供給するノートパソコンのACアダプター等がある。
 交流の異極電源ラインとは、交流を供給する電源の異極を構成する電源ラインをいう。
 交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサとは、所謂Xコンデンサをいう。
 「コンデンサの電圧」とは、コンデンサ(Xコンデンサ)の電極間の電圧、あるいはコンデンサ(Xコンデンサ)の一方の電極側を基準にした他方の電極側の電圧(あるいは電位)をいう。
 「コンデンサの電圧の変化状態を検出する」とは、コンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の状態に変化があったか否かの検出をすることをいう。例えばコンデンサ(Xコンデンサ)の電圧が上昇したり下降したりすることを検出すればコンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の状態に変化があったことを検出することになり、そうでなければ変化がなかったことを検出することになる。
[2]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
 前記コンデンサの電圧をレベルシフトした第1の電圧と、前記第1の電圧を増減した第2の電圧とを設定し、前記第1又は前記第2の電圧を一定時間毎にサンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない前記第1又は前記第2の電圧とを比較演算することによりおこなうことが好ましい。
 ここで、電圧を「レベルシフト」とは、入力した電圧の大きさ(あるいは電位)を変化させて出力することをいう。例えば、100Vの入力電圧の電圧レベルを数Vの電圧にして出力することをいう。これにより比較演算等を容易にするためである。
 「第1の電圧を増減した第2の電圧」とは、第1の電圧から一定の電圧を増減した電圧(例えば、第1の電圧から0.1V、0.2V、0.3V・・等の電圧を増減した電圧)、第1の電圧に一定の係数を掛けた電圧(例えば、第1の電圧に0.95、0.9、0.85、0.8等を掛けた電圧)、第1の電圧に一定の係数を掛け更に一定の電圧を引いた電圧等をいう。
 「サンプル・ホールド」とは、所定の箇所の電圧を一定時間毎にサンプル(サンプリング、記憶)して、その電圧値をホールド(保持)しておくことをいう。
 「比較演算」とは、サンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない電圧とを比較してその結果を出力する(真偽出力をする)こと、両者の差の電圧を出力すること等をいう。
 このようにすると、サンプル・ホールドした電圧とサンプル・ホールドしない電圧とが比較演算されるため、AC入力の遮断を的確に検知できる。また、電荷をホールドするのに必要なコンデンサは、従来技術のようにピークホールドする場合(ピーク値をホールドする場合)と比較して容量の小さなコンデンサでよいため、制御回路等の小型化が可能となる。
[3]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路の前記比較演算は、前記サンプル・ホールドした電圧と、前記サンプル・ホールドしない電圧の大小関係を比較検出する比較演算、もしくは電圧差を出力する比較演算であることが好ましい。
 「電圧差を出力する」比較演算とは、例えば、両者の電圧差に応じた出力をする比較演算をいう。
 このようにすると、制御回路の比較演算は、サンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない電圧の大小関係を比較検出する演算、もしくは電圧差を出力する演算であればよいため、AC入力の遮断をより一層簡単かつ的確に検知することが可能となる。
[4]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
 前記第1の電圧、前記第2の電圧、及び、前記第1又は前記第2の電圧の一方の電圧をサンプル・ホールドした電圧、の電圧値をそれぞれ時間経過に沿って表した第1の電圧特性線、第2の電圧特性線及びサンプル・ホールド電圧特性線としたときに、前記サンプル・ホールド電圧特性線と、前記第1又は前記第2の電圧のうちサンプル・ホールドしない電圧の電圧特性線との交差を検出することによりおこなうことが好ましい。
 ここで、「コンデンサの電圧の変化状態の検出を、・・サンプル・ホールド電圧特性線と、・・サンプル・ホールドしない電圧の電圧特性線との交差を検出することによりおこなう」とは、例えば、両電圧特性線が交差していることを検出することにより、コンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の正常な変化状態、即ち、交流入力が正常に供給されている状態を検出する。一方、両電圧特性線が交差していることが検出できないことにより(交差していないことを検出することにより)、コンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の異常な変化状態、即ち、交流入力が正常に供給されていない状態(交流入力の供給が遮断された状態)を検出する。このようにしてコンデンサの電圧の変化状態の検出を電圧特性線の交差を検出することによりおこなうことをいう。
 このようにすると、複数の電圧特性線の交差状況からXコンデンサの電圧の変化状態が検出され、交流AC入力の遮断を、より一層的確に検知することが可能となる。
[5]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
 前記コンデンサの電圧をレベルシフトした第1の電圧をサンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない前記第1の電圧と、を比較演算した出力を基準電圧と比較することによりおこなうことが好ましい。
 このようにすると、1つの電圧(第1の電圧)を用いることによりコンデンサの電圧の変化状態の検出をすることが可能となる。
[6]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記変化状態に変化がない状態が一定期間継続したことを検知した場合に、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することが好ましい。
 ここで、「変化状態に変化がない状態が一定期間継続」したとは、コンデンサの電圧がほぼ安定して変わらない状態が一定期間継続したことをいう。
 例えば、交流AC入力が遮断され、その状態が一定期間継続したときは、「変化状態に変化がない状態が一定期間継続」した状態である。
 一方、交流AC入力が遮断されず、電圧が上昇又は下降しているときは「変化状態に変化がない状態が一定期間継続」した状態ではない。
 「一定期間」継続とは、コンデンサの電圧が上昇中、下降中又は上昇若しくは下降中という状態変化(の有無)を検出するのに必要な期間をいう。
 例えば、上昇を検出後に次の上昇の有無を検出するのには、通常、1周期の期間でよい。しかし、上昇の終わりから次の上昇の始まりを検出するには、1周期より短い期間でよく、1周期以上の1/2超の期間でよい(例えば、1周期の3/4以上の期間)。
 同様に、例えば、下降を検出後に次の下降の有無を検出するのには、通常、1周期の期間でよい。しかし、下降の終わりから次の下降の始まりを検出するには、1周期より短い期間でよく、1周期以上の1/2超の期間でよい(例えば、1周期の3/4以上の期間)。
 上昇及び下降の双方を検出する場合は、通常、1周期の期間でよい。しかし、上昇の終わりから次の下降の始まりまでの期間、あるいは、下降の終わりから次の上昇の始まりまでの期間を検出すればよいから、1周期より短い期間でよく、例えば1周期の1/4以上の期間、あるいは1周期の1/2以上の期間でよい。
 なお、上記の「1周期」は正弦波等の通常の交流の1周期(正の山の次に負の谷がある正弦波で、正の山の始まりから負の谷の終わりまでの期間、あるいは正の山の始まりから次の正の山の始まりまでの期間)でもよいが、交流入力を全波整流した場合には、負の谷が正の山となるため、正の山が続くこととなる。そのため、通常の交流の1周期の半分の期間を1周期としてもよい(全波整流した正の山の始まりから終わりまでの期間、あるいは正の山の始まりから次の正の山の始まりまでの期間を1周期とする)。実施形態では後者の期間を1周期としている。
 このようにすると、Xコンデンサに蓄積された電荷を、より一層確実に放電できる。
[7]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記変化状態に変化がない状態が一定期間継続したことの検知は、前記変化状態に変化がない状態の時間を計時することによりおこなうことが好ましい。
 なお、コンデンサの電圧の変化状態に変化がない状態の時間の計時は、例えば、コンデンサの電圧の変化状態に変化があった時点を基準に時間の計時を開始し、次に変化があったことを検出したら計時をリセットして再び開始するようにする。次の変化を検出する前に「一定時間(期間)」に達すると、「変化状態に変化がない状態が一定期間継続」したこととなる。
 計時する手段としては、例えば、時間を計測するタイマ、制御回路の同期の基準となるクロックパルスの数を数えるカウンタ等がある。
 このようにすると、変化状態に変化がない状態が一定期間継続したことの検知をより一層容易におこなうことが可能となる。
[8]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の上昇又は下降の少なくとも一方の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することが好ましい。
 このようにすると、コンデンサの電圧の上昇又は下降の少なくとも一方の変化状態の検出により変化状態を検出できるため、交流AC入力の遮断を、より一層簡単に検知できる。
[9]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の上昇の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することが好ましい。
[10]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、
 前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサの電圧をレベルシフトした前記第1の電圧を生成する前記第1の電圧の生成手段と、
 前記第1の電圧より小さな第2の電圧を生成する前記第2の電圧の生成手段と、
 前記第1又は前記第2の電圧のサンプル・ホールド用コンデンサと、前記第1又は前記第2の電圧の生成手段と前記サンプル・ホールド用コンデンサとの間に設けられたサンプル・ホールド用スイッチと、を有する前記第1又は前記第2の電圧のサンプル・ホールド手段と、
 前記第1又は前記第2の電圧のうち前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされたサンプル・ホールド電圧と、前記第1又は前記第2の電圧のうちサンプル・ホールドされない電圧とを比較演算して前記変化状態を検出する比較演算手段と、
 前記の検出された変化状態に基づいて前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電手段と、
 を備えることが好ましい。
[11]本発明の制御回路においては、
 前記制御回路は、
 前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサの電圧をレベルシフトした前記第1の電圧を生成する前記第1の電圧の生成手段と、
 前記第1の電圧のサンプル・ホールド用コンデンサと、前記第1の電圧の生成手段と前記サンプル・ホールド用コンデンサとの間に設けられたサンプル・ホールド用スイッチと、を有する前記第1の電圧のサンプル・ホールド手段と、
 前記第1の電圧の前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされた前記第1の電圧のサンプル・ホールド電圧と、前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされない前記第1の電圧とで演算された出力を基準電圧と比較して前記変化状態を検出する比較演算手段と、
 前記の検出された変化状態に基づいて前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電手段と、
 を備えることが好ましい。
[12]本発明の電源装置は、
 交流を入力し直流を出力するAC-DCコンバーターと、
 前記交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサと、
 前記コンデンサの放電を制御する上記のいずれかの制御回路と、
 を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、コンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の変化状態を検出し、この変化状態に基づいてコンデンサに蓄積された電荷を放電するように放電を制御するため、入力電圧が大きく変動しても、コンデンサに蓄積された電荷を確実に放電することが可能となる。
実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)の回路構成を説明するための図である。 実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)における動作タイミングを説明するための図である。 図2の一部(L1部)を拡大して説明するための図である。 実施形態2に係る電源装置102(及びその制御回路12)の回路構成を説明するための図である。 実施形態2に係る電源装置102(及びその制御回路12)における動作タイミングを説明するための図である。 実施形態3に係る電源装置103(及びその制御回路13)の回路構成を説明するための図である。 実施形態3に係る電源装置103(及びその制御回路13)における動作タイミングを説明するための図である。 実施形態4に係る電源装置104(及びその制御回路14)の回路構成を説明するための図である。 実施形態5に係る電源装置105(及びその制御回路15)の回路構成を説明するための図である。 実施形態5に係る電源装置105(及びその制御回路15)における動作タイミングを説明するための図である。 実施形態6に係る電源装置106(及びその制御回路16)の回路構成を説明するための図である。 実施形態6に係る電源装置106(及びその制御回路16)における動作タイミングを説明するための図である。 図12の一部を拡大して説明するための図である。 従来の電源装置の放電回路を説明するための図である。 図14の回路の動作タイミングを説明するための図である。
 以下、本発明の制御回路等について、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の回路、タイミングチャート等を厳密に反映したものではない。各実施形態の回路、タイミングチャート等は例示であり、本発明はこれらの回路等に限定されるものではない。
 また、本願で1つの図面で用いた符号は他の図面でも同じ意味を有する。1つの図面で使用した符号が他の図面でも使用される場合、その符号の意味は同じである。同じ符号が付けられた素子、回路等は実施形態が異なっていても同様の作用効果を奏する。そして同じ符号についての重複する説明は極力省略する。
[実施形態1]
(1)概要
 まず、図1~図3を用いて実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)について説明する。
 実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)は、コンデンサ(Xコンデンサ)の電圧の上昇の変化状態を検出し、変化状態からコンデンサ(Xコンデンサ)に蓄積された電荷を放電するように、放電を制御する。
 図1は、実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)の回路構成を説明するための図である。図2は、実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)における動作タイミングチャートを示す図である。図3は、図2の一部(L1部)を拡大して説明するための図である。
 図1に示すように、電源装置101は、交流AC(交流入力電源)の入力端子AC1・AC2間(異種電源ライン間)に接続されたコンデンサ(Xコンデンサ)C100、交流ACを直流DCに変換して直流の出力OUTを出力端子OUT1、OUT2に出力するAC-DCコンバーター51等を備える。
 AC-DCコンバーター51は、交流ACを整流する整流回路RECと、整流回路RECの出力(直流)を入力して直流の出力(電圧)OUTを出力するDC-DCコンバーターCOVと、DC-DCコンバーターCOVの入力側に設けられた平滑用のコンデンサC21とを有する。
 AC入力端子AC1、AC2間(異極電源ライン間)には、ダイオードD21、D22、D23及びD24の4つのダイオードで構成される整流回路RECが挿入され、AC入力の全波整流がおこなわれる。ダイオードD21のカソードと、ダイオードD23のアノードが交流ACの入力端子AC1に接続され、ダイオードD22のカソードと、ダイオード24のアノードが入力端子AC2に接続されている。ダイオードD23のカソードと、ダイオードD24のカソードは互いに接続され、コンデンサC21の一方の側及びDC-DCコンバーターCOVの一方の入力端子に接続されている。ダイオードD21のアノードと、ダイオードD22のアノードは互いに接続され、コンデンサC21の他方の側及びDC-DCコンバーターCOVの他方の入力端子に接続され、接地されている。コンデンサC21は平滑用のコンデンサである。
 交流ACと制御回路11との間にはダイオードD1及びD2が挿入されている。即ち、入力端子AC1及びAC2には、それぞれダイオードD2及びD1のアノードが接続され、ダイオードD2及びD1のカソードの互いに接続され、制御回路11(の抵抗R1、R2及びR3で構成される分圧回路)に入力されている。
 制御回路11は、互いに接続されたダイオードD2及びD1のカソードからの電圧を分圧する抵抗R1、R2及びR3の直列接続により構成された分圧回路と、分圧された電圧VA(抵抗R1・R2接続部の電圧)をサンプル・ホールドするサンプル・ホールド回路SH1と、サンプル・ホールド回路SH1から出力される電圧(VB1)と電圧VC(抵抗R2・R3接続部の電圧)とを比較する比較器OP1と、比較器OP1から出力される電圧(パルス電圧)VD1の変化を起点として時間をカウントするカウンタ部CNTと、カウンタ部CNTから出力されるHレベルの電圧VE(放電指令)を受けてXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電する放電用のスイッチSD(放電手段)と、を有する。
 回路の各箇所について説明する。
 分圧回路は、上述したように抵抗R1、R2及びR3で構成されるが、抵抗R1、R2及びR3を合わせた抵抗値は高い抵抗値にして分圧回路での消費電力を低くしている。
 抵抗R1・R2接続部の電圧及び抵抗R2・R3接続部の電圧は、それぞれ電圧VA及びVCであり、XコンデンサC100の電圧をレベルシフトした電圧である。電圧VA及びVCを仮に第1の電圧及び第2の電圧というと、電圧VA(第1の電圧)はVC(第2の電圧)より、電圧V10だけ高い。換言すると、電圧VA(第1の電圧)との差分の電圧V10は、V10=VA-VCである。
 サンプル・ホールド回路SH1は、スイッチSW1とコンデンサC1を有する。スイッチSW1の一方の側は、分圧回路の抵抗R1・R2接続部に接続され、他方の側はコンデンサC1の一方の側及び比較器OP1の反転入力端子(-)に接続される。コンデンサC1の他方の側は接地されている。
 スイッチSW1は抵抗R1・R2接続部の電圧(電圧VA)をサンプルするためのスイッチで、コンデンサC1はサンプルされた電圧VAをホールド(保持)するためのコンデンサである。スイッチSW1は定期的なクロックパルスCPに同期してオン、オフする(クロックパルスCPがHレベルとなりスイッチSW1がオンとなるとスイッチSW1は閉状態となり導通、クロックパルスCPがLレベルとなりスイッチSW1がオフするとスイッチSW1は開状態となり非導通)。スイッチSW1がオンで抵抗R1・R2接続部の電圧(電圧VA)をサンプルし、オフでスイッチSW1は非導通となり、サンプルした電圧VAをコンデンサC1にホールドする。クロックパルスCPは電圧VAの半周期に少なくとも複数あることが好ましい。
 比較器OP1の非反転入力端子(+)には、抵抗R2・R3接続部を接続した。反転入力端子(-)には、サンプル・ホールド回路SH1の出力が入力されるようにコンデンサC1の一方の側を接続した。
 比較器OP1は、反転入力端子(-)に印加されるサンプル・ホールドされた電圧VB1(以下「サンプル・ホールド電圧VB1」ともいう)と、非反転入力端子(+)の電圧VCとを比較演算することにより、電圧VA(第1の電圧)の変化状態を検出する。非反転入力端子(+)の電圧VC(第2の電圧)が反転入力端子(-)の電圧VB1より大きいときは、出力される電圧VD1はHレベル(ハイレベル)、その逆のときはLレベル(ローレベル)となる。
 カウンタ部CNTは、比較器OP1から出力される電圧VD1を入力し、電圧VD1が変化したときを基準として時間をカウントし、一定時間がカウントされると電圧VEがHレベルになる。つまり、カウンタ部CNTから出力される電圧VEは、交流AC入力の変化(電圧VAの変化)が一定期間以上ない場合には、LレベルからHレベルになって放電指令を出力することにより放電用のスイッチSDをオン(導通)させ、XコンデンサC100に蓄積された電荷を放電させる。
 なお、放電用のスイッチSDは、ダイオードD1及びD2のカソード・接地間に設けられたスイッチであり、一方の側が放電用の抵抗R20を介してダイオードD1及びD2のカソードに接続され、他方の側が接地されている。交流ACの供給が遮断されていない通常状態の場合は、電圧VEはLレベルでスイッチSDはオープン状態(非接続状態)となっているが、交流ACの供給が遮断された場合には、その状態が検知されると、電圧VEはHレベルになり、放電用のスイッチSDがオン(導通)して、XコンデンサC100に蓄積された電荷を(放電用)抵抗R20及びスイッチSDを通して接地側に流して放電させる。
 図2は、実施形態1に係る電源装置101(及びその制御回路11)における動作タイミングを説明するための図である。
 図2の一番上には、電圧VAを時間経過に沿って示した電圧VAの電圧特性線を示す。電圧VA電圧特性線は、ダイオードD1とD2により全波整流され、山状の正弦半波カーブが連なる波形を描く。電圧VA波形の左から3番目の山状の波形を少し下った時刻t12は、交流AC入力用のケーブルがコンセントから切り離される(入力端子AC1、AC2がコンセントから切り離される)等して交流ACの供給が遮断された時刻である。その場合でも、XコンデンサC100に電荷が蓄積されているため、時刻t12以後も電荷が放電される時刻t13までの間は電圧VAは殆ど変化せず一定の電圧を維持しているが、放電により電圧VAの電圧は減少する。
 図2の上から2番目に示すのはクロックパルスCPである。クロックパルスCPは、制御回路11全体の制御タイミングの基礎となるパルスである。電圧が高い状態(Hレベル)と低い状態(Lレベル)を周期的にとる信号である。実施形態1ではクロックパルスCPをサンプル・ホールド回路SH1のサンプル・ホールドのタイミング用に使用した。クロックパルスは、電圧VA(第1の電圧)の1つの山状の波形(1周期T)の上昇期間又は下降期間(半周期)中に複数あることが好ましい。クロックパルスCPは、カウンタ部のカウンタパルスとして共有する(カウント用のパルスとして利用すること)ことも可能である。
 図2の上から3番目には、電圧VA、電圧VB1(電圧VAをサンプル・ホールドした電圧)及び電圧VC(電圧VAより小さな電圧)を時間経過に沿って表した電圧特性線を重ねて表示した。電圧VB1特性線と電圧VC特性線は電圧VAの上昇中(山状の波形の左側の箇所)に複数回交差している。その一方、両者は電圧VAの下降中(山状の波形の右側の箇所)では交差していない。また、交流AC入力が遮断されて電圧VAが変化しなくなった時刻t12以降は電圧VB1、VCの大小関係が変化することはない。電圧VA、VB及びVCの電圧特性線は図3に拡大して表示されている。
 図2の上から4番目は、比較器OP1から出力される電圧VD1のタイミングチャートである。比較器OP1から出力される電圧VD1は、電圧VB1(電圧VAをサンプル・ホールドした電圧)と、抵抗R2・R3接続部の電圧VC(電圧VAより小さな電圧)の大小関係が逆転する毎に反転する。比較器OP1から出力される電圧VD1は、電圧VAの上昇中(山状の波形の左側の箇所)、複数のパルスとなって出力される。その一方、電圧VAの下降中(山状の波形の右側の箇所)にはパルス状の電圧VD1は出力されない。電圧VD1は、電圧VAの左から3つ目の山の上昇部まで(時刻t11まで)はパルスとして出力されているが、それ以降は電圧VB1と電圧VCとの大小関係の逆転がないためパルスとしての出力はない(Lレベルのままである)。
 図2の上から5番目は、カウンタ部CNTから出力される電圧VEのタイミングチャートである。
 比較器OP1から出力される電圧VD1は、カウンタ部CNTに入力されるが、カウンタ部CNTは、電圧VD1がHレベルからLレベルになる立下りを検出するとリセットしてカウントを開始する(時刻t11)。カウンタ部CNTには所定の時間T11が予め設定されている。カウンタ部CNTは、時刻t11から時間のカウントを開始して所定の時間T11に達するまでに電圧VD1に何も変化がない場合には、時刻t11から所定の時間T11に達した時刻t13に電圧VEをLレベルからHレベルにして放電用のスイッチSDをオンさせ、XコンデンサC100に蓄積された電荷を、ダイオードD1(D2)、抵抗R20及びスイッチSDを介して放電させる。
 カウンタ部CNTから出力される電圧VE(Hレベルの電圧)は放電指令信号であり、時刻t13に放電指令信号を出力する(電圧VEがHレベルになる)と、放電用のスイッチSDをオン(導通)させ、XコンデンサC100に蓄積された電荷を放電させる。それに伴い、電圧VA及び電圧VCは徐々に降下する。
 なお、スイッチSD及びSW1にはMOSFET素子を用いた(後述する他の実施形態でもスイッチとしてMOSFET素子を用いた)。
 図3は、図2の一部を拡大して説明するための図である。
電圧VAは、XコンデンサC100の電圧をレベルシフトした電圧(第1の電圧)である。電圧VB1は、電圧VA(第1の電圧)をサンプル・ホールドした電圧である。電圧VB1は電圧VA(第1の電圧)より小さな第2の電圧である(電圧VAの波形の上昇中の途中で電圧V10分小さい)。
 符号VAで示される線が、電圧VA(第1の電圧)を時間経過に沿って表した第1の電圧特性線である。
 符号VCで示される線が、電圧VC(第2の電圧)を時間経過に沿って表した第2の電圧特性線である。
 符号VB1で示される線が、電圧VB1(第1の電圧VAをサンプル・ホールドした電圧)を時間経過に沿って表したサンプル・ホールド電圧特性線である。
 電圧VAをサンプル・ホールドした電圧VB1を時間経過に沿って表した電圧VB1のサンプル・ホールド電圧特性線は、サンプル・ホールド回路SH1が電圧VAをサンプルしてコンデンサC1でホールドすることを周期T10で繰り返すため、階段状の波形となる。サンプル・ホールド電圧VB1特性線は、電圧VAの上昇中は、所々の時刻で電圧VA特性線に接するが、その他の時刻では電圧VA特性線の下側に位置する。一方、電圧VAの下降中は、サンプル・ホールド電圧VB1特性線は、所々のサンプルタイミングで電圧VA特性線に接するが、その他の時刻では電圧VA特性線の上側に位置する。
 実施形態1では、交流ACの入力供給が遮断されず正常であると、電圧VCの電圧特性線と、電圧VAをサンプル・ホールドした電圧VB1のサンプル・ホールド電圧特性線とが、電圧VAの上昇中に交差することを利用して交流AC入力が遮断されたか否かを検知する。
 なお、電圧VAと電圧VCの差分の電圧V10の大きさ、周期T10の長さ等を調整することにより、交流ACの入力供給が遮断されず正常であるとき、電圧VAの上昇中に、電圧VC特性線と、サンプル・ホールド電圧VB1特性線とが少なくとも1回交差するように調整されている。複数回交差するように調整されていると、交差していることを、より一層的確に検出できる。
 一方、電圧VAが下降中には、サンプル・ホールド電圧VB1特性線は、電圧VA特性線の上側に位置するから、電圧VC特性線と交差することはない。
 比較器OP1は、電圧VCと、サンプル・ホールド電圧VB1との大小関係を比較演算する。交流ACの入力供給が遮断されず正常な場合、電圧VC特性線と、サンプル・ホールド電圧VB1特性線とは交差するが、その都度、電圧VD1は反転する。こうした様子を図3に拡大して示す。
 電圧VAが上昇中の期間、電圧VCがサンプル・ホールド電圧VB1より大きいときは、比較器OP1から出力される電圧VD1はHレベルである。電圧VC特性線と、サンプル・ホールド電圧VB1特性線とが交差して、電圧VCがサンプル・ホールド電圧VB1より小さくなると、比較器OP1から出力される電圧VD1はHレベルから反転してLレベルとなる。電圧VC特性線と、サンプル・ホールド電圧VB1特性線とが再び交差して、電圧VCがサンプル・ホールド電圧VB1より大きくなると、比較器OP1から出力される電圧VD1はLレベルから反転してHレベルとなる。
 このように、電圧VAが上昇中の期間においては、比較器OP1から出力される電圧VD1は電圧HレベルとLレベルとの反転を繰り返す。
 上記の実施形態1の制御回路11によれば、交流AC入力電圧が大きく変動するような場合であっても、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出でき、当該変化状態からXコンデンサC100に蓄積された電荷が放電されるように、放電が制御されるため、XコンデンサC100に蓄積された電荷を確実に放電することが可能となる。
 従来技術との比較
 図14及び図15を用いて説明した従来技術では、電圧VHVの設定が低い場合、負荷条件や回路条件によってはパルスCP900が発生しないために誤検出する場合がある。例えば軽負荷で入力部に入れるフィルター用のコンデンサ容量が大きい場合、N902の箇所の電圧VN902の波形において交流ACの脈圧又は脈流の谷部の電圧が低下しきれずに高くなってしまうためである。
 また、上記誤検出を回避するため電圧VHVの設定を高く設定すると入力電圧が高い場合(ワールドワイド入力電圧で電圧が高い場合)、AC入力停止タイミングによっては放電されずにXコンデンサの残留電圧が高くなり感電の恐れが生ずる。
 これに対し、実施形態1では、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出し、当該変化状態からXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電するように放電を制御するため、ピークホールド電圧を比例縮小した電圧VHVが高いために起きるXコンデンサの残留電荷による感電が生じる恐れは低い。
 また、XコンデンサC100の電圧の変化状態を検出するのに、ピークホールド電圧を比例縮小した電圧VHVを使わないため、電圧VHVの設定が低い場合にパルスCP900が発生せずそのため誤検出するといった事象が生ずる可能性は低くなる。
 そのため、XコンデンサC100の残留電荷の放電を確実におこなうことが可能となる。
 なお、従来技術では、交流AC電圧ピーク値をVHV閾値に反映させるために交流AC電圧ピーク値をピークホールドしておく必要があり、一般的に大きな容量のコンデンサが必要で、制御回路を集積化する場合、(1)集積化したチップ内にピークホールド用コンデンサを設けようとすると集積回路のチップサイズが大きくなる、(2)集積化したチップにピークホールド用コンデンサを外付けすると、外付け用の端子が必要となるためチップサイズが大きくなる、(3)集積化したチップの他に外付けのピークホールド用コンデンサが必要となり、制御回路や電源装置が大型化する。等の弊害があった。
 これに対し、実施形態1では、交流AC電源の異極電源ライン間に接続されたXコンデンサC100の電圧をシフトした電圧をサンプル・ホールドすればよいため、サンプル・ホールド用コンデンサは、従来技術(ピークホールド用コンデンサ)に比べて一般的に小さな容量のコンデンサでよい。そのため、制御回路を、サンプル・ホールド用コンデンサを内蔵化して集積化することが可能となり、集積化した半導体チップに外付けコンデンサ用の(ピークホールド用コンデンサ用の)端子を設けることも不要になることから、制御回路や電源装置をより一層小さくすることが可能となる。
[実施形態2]
 実施形態1がXコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出する実施形態であるのに対し、実施形態2はXコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出する実施形態である。
 実施形態2に係る制御回路12等は、基本的には、実施形態1に係る制御回路11等と同様であるが、実施形態1では、比較器OP1を用い、抵抗R1・R2接続部の電圧VAをサンプル・ホールドした電圧VB1を比較器OP1の反転入力端子(-)に入力し、抵抗R2・R3接続部の電圧VCを非反転入力端子(+)に入力した(図1参照)のに対し、実施形態2では、比較器OP2を用い、電圧VCをサンプル・ホールドした電圧VB2を比較器OP2の非反転入力端子(+)に入力し、電圧VAを反転入力端子(-)に入力した点(図4参照)が異なる。
 以下、詳しく説明する。
 図4は、実施形態2に係る電源装置102(及びその制御回路12)の回路構成を説明するための図である。図5は、実施形態2に係る電源装置102(及びその制御回路12)における動作タイミングを説明するための図である。
 実施形態2に係る制御回路12等のサンプル・ホールド回路SH2は、図4に示すように、スイッチSW2及びコンデンサC2を有する。
 実施形態2のサンプル・ホールド回路SH2は、実施形態1のサンプル・ホールド回路SH1(図1参照)のスイッチSW1及びコンデンサC1を、それぞれ、スイッチSW2及びコンデンサC2に置き換えたものである。
 スイッチSW2の一方の側は、分圧回路の抵抗R2・R3接続部に接続され、他方の側はコンデンサC2の一方の側及び比較器OP2の非反転入力端子(+)に接続されている。コンデンサC2の他方の側は接地されている。
 スイッチSW2は抵抗R2・R3接続部の電圧(電圧VC)をサンプルするためのスイッチで、コンデンサC2はサンプルされた電圧VAをホールド(保持)するためのコンデンサである。スイッチSW2は定期的なクロックパルスCPに同期してオン、オフする(クロックパルスCPがHレベルとなりスイッチSW2がオンとなるとスイッチSW2は閉状態となり導通、クロックパルスCPがLレベルとなりスイッチSW1がオフするとスイッチSW1は開状態となり非導通)。スイッチSW2がオンで抵抗R2・R3接続部の電圧(電圧VC)をサンプルし、オフでスイッチSW2は非導通となり、サンプルした電圧VCをコンデンサC2にホールドする。
 図5は、実施形態2に係る電源装置102(及びその制御回路12)における動作タイミングを説明するための図である。
 図5の一番上には、電圧VAを時間経過に沿って示した電圧VAの電圧特性線を示す。
 時刻t22は交流AC入力供給遮断時刻であり、時刻t23はXコンデンサC100放電開始時刻である。
 図5の上から2番目に示すのはクロックパルスCPである。
 図5の上から3番目には、電圧VA、電圧VB2(電圧VCをサンプル・ホールドした電圧)及び電圧VCを時間経過に沿って表した電圧特性線を重ねて表示した。図5の下部にはその一部L2部を拡大し「L2拡大」部として示している。
 「L2拡大」図に示されるように、電圧VA特性線(実線)の下に、電圧VAから電圧V10分下降した電圧VC特性線(点線)が描かれている。電圧VB2は、電圧VCをサンプル・ホールドした電圧であり、階段状の波形となっている。
 電圧VCをサンプル・ホールドした電圧VB2を時間経過に沿って表したサンプル・ホールド電圧VB2特性線は、サンプル・ホールド回路SH2が電圧VCをサンプルしてコンデンサC2でホールドすることを周期T10のタイミングで繰り返すため、階段状の波形となっている。サンプル・ホールド電圧VB2特性線は、電圧VA(又は電圧VC)の上昇中は、所々のサンプルタイミング(時刻)で電圧VC特性線に接するが、その他の時刻では電圧VC特性線の下側に位置し、電圧VA特性線とは交差していない。一方、電圧VA(又は電圧VC)の下降中は、サンプル・ホールド電圧VB2特性線は、所々のサンプルタイミングで(時刻において)電圧VC特性線に接するが、その他の時刻では電圧VC特性線の上側に位置し、電圧VA特性線と複数回交差している。
 図5の上から4番目は、比較器OP2から出力される電圧VD2のタイミングチャートである
 比較器OP2は、電圧VAと、サンプル・ホールド電圧VB2との大小関係を比較演算してその結果を電圧VD2として出力する。電圧VAと、サンプル・ホールド電圧VB2との大小関係が変化する毎に、電圧VD2が反転する(HレベルとLレベルとが反転する)。
 比較器OP2がこのように動作するため、電圧VAが上昇中の期間には、電圧VAとサンプル・ホールド電圧VB2とが交差する(大小関係が逆転する)ことがないから比較器OP2から出力されるVD2はLレベルのまま変化しない、
 一方、電圧VAが下降中の期間には、電圧VAとサンプル・ホールド電圧VB2とが交差する(大小関係が逆転する)ため、それに伴い、比較器OP2から出力されるVD2は反転する。
 この様子を図5下部(「L2拡大」図)に拡大して示した。
 図5の上から5番目に示すのは、カウンタ部CNTから出力される電圧VEのタイミングチャートである。
 図4に示すように、比較器OP2から出力されるVD2は、カウンタ部CNTに入力されるが、カウンタ部CNTは、電圧VD2がHレベルからLレベルになる立下りを検出するとリセットしてカウントを開始する(時刻t21)。カウンタ部CNTには所定の時間T21が予め設定されている。カウンタ部CNTは、時刻t21からカウントを開始した後で電圧VD2に何も変化がない場合には、時刻t21から所定の時間T21に到達した時刻t23に出力の電圧VEをLレベルからHレベルにして放電用のスイッチSDをオンさせ、XコンデンサC100に蓄積された電荷を放電させる。
 カウンタ部CNTから出力される電圧VE(Hレベルの電圧)は放電指令信号であり、時刻t23に放電指令信号が出る(電圧VEがHレベルになる)と、放電用のスイッチSDがオン(導通)し、XコンデンサC100に蓄積された電荷が放電されるのに伴い、電圧VA及び電圧VCは徐々に降下する。
 このように、実施形態2ではXコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出し、当該変化状態からXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電するように放電を制御する。
[実施形態3]
 実施形態1がXコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出する実施形態で、実施形態2がXコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出する実施形態であるのに対し、実施形態3はXコンデンサC100の電圧の上昇及び下降の双方の変化状態を検出する実施形態である。
 実施形態3の回路は、実施形態1の回路と実施形態2の回路とを組み合わせた回路となっており、その作用効果は実施形態1と実施形態2の作用効果を合わせたのと同様の作用効果を奏する。
 以下、詳しく説明する。
 図6は、実施形態3に係る電源装置103(及びその制御回路13)の回路構成を説明するための図である。図7は、実施形態3に係る電源装置103(及びその制御回路13)における動作タイミングを説明するための図である。
 実施形態3に係る制御回路13等は、図6に示すように、実施形態1のサンプル・ホールド回路SH1及び比較器OP1(図1参照)、実施形態2のサンプル・ホールド回路SH2及び比較器OP2(図4参照)、並びに、比較器OP1から出力される電圧VD1と比較器OP2から出力される電圧VD2との論理和をとる論理和素子OR1等で構成されている。
 なお、論理和素子OR1から出力される電圧VD3はカウンタ部CNTに入力されるが、カウンタ部CNTが放電用の電圧VEを出力する点は実施形態1及び2と同様である。
 サンプル・ホールド回路SH1及び比較器OP1、並びに、サンプル・ホールド回路SH2及び比較器OP2については、これらの回路構成、サンプル・ホールド回路SH1及びSH2への入力(接続)等は実施形態1、2と同様であり説明を省略する(図1及び図4参照)。
 図6のような回路構成にすると、電圧VAが上昇中のときは、図7の「上昇の変化状態検出」に示されるように、電圧VA、VB1及びVCは実施形態1と同様な波形を描き、比較器OP1からは実施形態1と同様な電圧VD1が出力される。
 また、電圧VAが下降中のときは、図7の「下降の変化状態検出」に示されるように、電圧VA、VB2及びVCは実施形態2と同様な波形を描き、比較器OP2からは実施形態2と同様な電圧VD2が出力される。
 論理和素子OR1から出力される電圧VD3は、電圧VD1と電圧VD2の論理和の電圧(VD1+VD2)であるため(図6参照)、比較器OP1から出力される電圧VD1と、比較器OP2から出力される電圧VD2のどちらかがHレベルになると、電圧VD3がHレベルになり、図7の「上昇及び下降の変化状態検出」に示されるように、電圧VD3は、「上昇の変化状態検出」に示す電圧VD1と、「下降の変化状態検出」に示す電圧VD2との双方から出力される電圧の論理和の電圧となる。ここで論理和とは、複数入力のいずれかがHレベルのときHレベルの出力をし、いずれの入力もLレベルのときLレベルの出力をする論理演算をいう。
 論理和素子OR1から出力される電圧VD3は、カウンタ部CNTに入力されるが、カウンタ部CNTは、電圧VD3がHレベルからLレベルになる立下りを検出するとリセットしてカウントを開始する(時刻t31)。カウンタ部CNTでは所定の時間T31が予め設定されており、時刻t31からカウントを開始した後、電圧VD3に何も変化がない場合には、時刻t31から所定時間T31に到達した時刻t33に電圧VEをLレベルからHレベルにして放電用のスイッチSDをオンさせ、XコンデンサC100に蓄積された電荷を放電させる。
 カウンタ部CNTから出力される電圧VE(Hレベルの電圧)は放電指令信号であり、時刻t23に放電指令信号が出る(電圧VEがHレベルになる)と、放電用のスイッチSDがオン(導通)し、XコンデンサC100に蓄積された電荷が放電されるのに伴い、電圧VA及び電圧VCは徐々に降下する。
 このようにすると、XコンデンサC100の電圧の上昇又は下降の少なくとも一方の変化状態の検出により変化状態を検出できるため、交流AC入力の遮断を、より一層確実に検知でき、上昇が止まったときと下降が止まったときのカウントの時間差を低減し、より一層確実に放電信号を出力することが可能となる。
[実施形態4]
 実施形態4は実施形態3同様にXコンデンサC100の電圧の上昇及び下降の双方の変化状態を検出する実施形態であるが、回路を極力兼用して上記電圧の上昇及び下降の双方の変化状態を検出するようにした実施形態である。
 そのため、実施形態4では、図8に示されるように、スイッチSW41、SW42及びSW43を用いることにより、サンプル・ホールド回路SH4及び比較器OP4を電圧の上昇及び下降双方の変化状態の検出に兼用するようにして、実施形態3(図5参照)において、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態の検出用のサンプル・ホールド回路SH1及び比較器OP1、下降の変化状態の検出用のサンプル・ホールド回路SH2及び比較器OP2を備えたように、上昇用と下降用にそれぞれ専用の回路を備えることが不要であり、制御回路14のように簡略化される。
 以下、詳しく説明する。
 図8は、実施形態4に係る電源装置104(及びその制御回路14)の回路構成を説明するための図である。
 実施形態4では、図8に示すように、電圧VA及び電圧VCを取り出す抵抗R1、R2等を有する分圧回路、電圧VA等のサンプル・ホールド回路SH4、比較器OP4、サンプル・ホールド回路SH4及び比較器OP4への入力を切り替えるスイッチ(SW41、SW42及びSW43)、カウンタ部CNT、放電用のスイッチSD等を有する。
 サンプル・ホールド回路SH4は、サンプル・ホールド回路SH1(図1、図6等参照)等と同様の回路で、スイッチSW4とサンプル・ホールド用のコンデンサC4を有する。スイッチSW4の一方の側がサンプル・ホールド回路SH4の入力部で、他方の側がコンデンサC4の一方の側に接続され、出力部となる。コンデンサC4の他方の側は接地されている。
 スイッチSW41、SW42及びSW43は、XコンデンサC100の電圧の上昇時と下降時でスイッチ接続を切り替えることにより、回路構成を変更して上昇時と下降時双方の変化状態を検出するようにしたスイッチである。いずれのスイッチも図8の右側を支点として左上と左下の接点のいずれかを接続することにより接続状態を切り替えるように構成されている。
 XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態の検出
 図8に示すスイッチSW41、SW42及びSW43の接続状態は、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出する場合の接続状態を示す。
 この場合(上昇の変化状態を検出する場合)、抵抗R1・R2接続部の電圧VAはスイッチSW41を介してサンプル・ホールド回路SH4に入力され、サンプル・ホールド回路SH4から出力された電圧VB1がスイッチ42を介して比較器OP4の反転入力端子(-)に入力される。抵抗R2・R3接続部の電圧VCはスイッチSW43を介して比較器OP4の非反転入力端子(+)に入力される。比較器OP4では、電圧VB1と電圧VCとを比較演算しその比較演算結果を電圧VD4として出力する。
 このように、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出する場合、スイッチSW1、SW42及びSW43が上記のようになっているが、この回路は、図1(又は図6)に示す実施形態1(又は実施形態3)のXコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出する場合の回路(サンプル・ホールド回路SH1、比較器OP1等で構成される回路)と同様の回路構成となっており、同様の作用効果を奏する。
 従って、図1に示す実施形態1(又は実施形態3)と同様に、XコンデンサC100の電圧の上昇の変化状態を検出できる。
 XコンデンサC100の電圧の下降の変化状態の検出
 XコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出する場合には、スイッチSW41、SW42及びSW43の接続を図8に示すのと反対の接続状態とする。
 具体的には、スイッチSW42は図8に示す接続とは逆に左上の接点を接続し、スイッチSW41は、図8に示す接続とは逆に左下の接点を接続する。これにより、抵抗R1・抵抗R2の接続部の電圧VAが比較器OP4の反転入力端子(-)に入力される。
 スイッチSW41は、図8に示す接続とは逆に左下の接点を接続するから、抵抗R2・R3接続部の電圧VCはスイッチSW41を介してサンプル・ホールド回路SH4に入力される。スイッチSW43は、図8に示す接続とは逆に左上の接点を接続するから、サンプル・ホールド回路SH4から出力された電圧VB2は比較器OP4の非反転入力端子(+)に入力される。
 そして、比較器OP4は、反転入力端子(-)に入力された電圧VAと非反転入力端子(+)に入力された電圧VB2とを比較演算しその比較演算結果を電圧VD4として出力する。カウンタ部CNTは比較器OP4の電圧VD4を入力して、電圧VEを出力する。
 このように、XコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出する場合、スイッチSW1、SW42及びSW43が上記したように図8に示す接続状態とは逆になるが、この回路は、図4(又は図6)に示す実施形態2(又は実施形態3)のXコンデンサC100の電圧の2降の変化状態を検出する場合の回路(サンプル・ホールド回路SH2、比較器OP2等で構成される回路)と同様の回路構成となっており、同様の作用効果を奏する。
 従って、図4に示す実施形態1(あるいは実施形態3)と同様に、XコンデンサC100の電圧の下降の変化状態を検出できる。
 なお、スイッチSW41、SW42及びSW43のスイッチ切替は、例えば、XコンデンサC100の電圧(又は電圧VA等)の上昇、下降を検知して、それに合わせて切り替えればよい。
 あるいは、XコンデンサC100の電圧(又は電圧VA等)の周期を計測し、電圧VAが最低電圧になった時刻(図2、図7等で電圧VAの山状の波形の間で谷になった時刻)にスイッチを切り替え、その後に半周期((1/2)・T)経過後に再びスイッチを切り替えるようにすればよい。
 このように、実施形態4では、比較器OP4の出力電圧VD4は、XコンデンサC100の電圧(又は電圧VA等)の上昇時には実施形態1又は実施形態3で説明したのと同様な電圧VD1が出力され、下降時には実施形態2又は実施形態3で説明したのと同様な電圧VD2が出力される。
 電圧VA、電圧VB1、電圧VB2、電圧VC、電圧VD3、電圧VE等の波形は、実施形態1(図2、図3参照)、実施形態2(図5参照)又は実施形態3(図7参照)と同様であり、説明を省略する。
 実施形態4のようにすると、スイッチSW41、SW42及びSW43を用いることにより、XコンデンサC100の電圧の上昇及び下降の双方の変化状態を検出するのにサンプル・ホールド回路SH4及び比較器OP4を兼用することができ、制御回路のより一層の簡略化、小型化が可能となる。
[実施形態5]
 実施形態5は、実施形態1を変形した実施形態である。電圧VA等の生成の仕方、回路を高度化した点等で実施形態1と異なる。
 以下、詳しく説明する。
 図9は、実施形態5に係る電源装置105(及びその制御回路15)の回路構成を説明するための図である。図10は、実施形態5に係る電源装置105(及びその制御回路15)における動作タイミングを説明するための図である。
 実施形態5に係る制御回路15等は、基本的には、実施形態1に係る制御回路11等と同様であるが、図9に示す実施形態5に係る制御回路15等では、電圧VA等の生成の仕方、回路を高度化した点等で実施形態1と異なる。
 実施形態5に係る制御回路15は、抵抗R1及びR10を有する分圧回路、オペアンプOP51、サンプル・ホールド回路SH5、電圧のレベルシフト回路LS、比較器OP5、カウンタ部CNT等を備える。
 まず、抵抗R1及びR10を有する分圧回路について説明すると、実施形態1(図1参照)では、ダイオード1と2のカソード・GND間に抵抗R1、R2及びR3を直列に接続して分圧し、抵抗R1・R2接続部の電圧を電圧VA(第1の電圧)、抵抗R2・R3接続部の電圧を電圧VC(第2の電圧)としたが、実施形態5では、図9に示すように、ダイオード1と2のカソード・GND間に抵抗R1及びR10を直列に接続して分圧し、抵抗R1・R10接続部から電圧VA5を取り出す点が異なる。実施形態5では、電圧VA5をXコンデンサC100の電圧の変化状態を検出する際の基準の電圧としている。
 なお、ダイオード1と2のカソード・GND間には、抵抗R1-R10-GNDの経路と並列に、図1等と同様に抵抗R20-スイッチSD-GNDの経路が設けられている。
 次に、オペアンプOP51及びサンプル・ホールド回路SH5について説明すると、実施形態5では、分圧部(抵抗R1・R10接続部)とサンプル・ホールド回路(SH5)との間に、オペアンプOP51を設けた点が実施形態1~4と異なる。
 オペアンプOP51について説明すると、抵抗R1・R10の接続部はオペアンプOP51の非反転入力端子(+)に接続されている。オペアンプOP51の反転入力端子(-)はオペアンプOP51の出力端子に接続されている。オペアンプOP51は入力電圧VA5と同じ電圧VA5′が出力される所謂ボルテージフォロア回路を構成しバッファーの働きをさせている。オペアンプOP51から出力された電圧VA5′はサンプル・ホールド回路SH5に入力される。
 サンプル・ホールド回路SH5は、サンプル・ホールド回路SH1(図1参照)等と同様の回路で、スイッチSW5とコンデンサC5を有する。スイッチSW5の一方の側がサンプル・ホールド回路SH5の入力部で、他方の側がコンデンサC5の一方の側に接続され、サンプル・ホールド回路SH5の出力部となる。コンデンサC5の他方の側は接地されている。サンプル・ホールド回路SH5は、スイッチSW5をオンしてオペアンプOP51の出力電圧VA5′をサンプルし、スイッチSW5をオフしサンプルした電圧をコンデンサC5にホールドしてサンプル・ホールド電圧VB5として出力する。
 次に、実施形態5ではレベルシフト回路LSを設けた点が実施形態1~4と異なる。
 レベルシフト回路LSについて説明すると、レベルシフト回路LSは、抵抗R1・R10の接続部と、比較器OP5の非反転入力端子(+)との間に設けられている。レベルシフト回路LSは、抵抗R1・R10の接続部の電圧VA5を入力し、レベルシフトした電圧VC5として出力する。即ち、入力した電圧VA5を、(VA5-VJ)分、降下(レベルシフト)させた電圧VC5として出力する(VJは基準電圧又は定電圧)。
 レベルシフト回路LSは、オペアンプOP52と抵抗R21、R22、R23及びR24(R21~R24は同じ抵抗値)とを有する。
 オペアンプOP52の反転入力端子(-)には抵抗R21及び抵抗R22の一方の側が接続され、抵抗R21の他方の側はオペアンプOP52の出力端子に接続されている。抵抗R22の他方の側は基準電圧(定電圧)VJによりバイアスされている。オペアンプOP52の出力端子はレベルシフト回路LSの出力部となっている。
 オペアンプOP52の非反転入力端子(+)には抵抗R23及びR24の一方の側が接続されている。抵抗R23の他方の側は接地されている(GNDに接続)。抵抗R24の他方の側は、レベルシフト回路LSの入力部を構成し、抵抗R1・R10接続部に接続されている(電圧VA5を入力)。
 比較器OP5について説明すると、比較器OP5の反転入力端子(-)は、サンプル・ホールド回路SH5の出力部(コンデンサC5のGNDと反対側)に接続され、サンプル・ホールド回路SH5から出力された電圧VB5が入力される。
 比較器OP5の非反転入力端子(+)は、レベルシフト回路LSの出力部(オペアンプOP52の出力端子)に接続され、レベルシフト回路LSから出力された電圧VC5が入力される。
 比較器OP5は、反転入力端子(-)のサンプル・ホールド電圧VB5と、非反転入力端子(+)の電圧VC5とを比較演算することにより、電圧VA5の変化を検出する。非反転入力端子(+)の電圧VC5が反転入力端子(-)のVB5より大きいときは、比較器OP5から出力される電圧VD5はHレベル(ハイレベル)、その逆のときはLレベル(ローレベル)となる。
 比較器OP5から出力された電圧VD5はカウンタ部CNTに入力される。カウンタ部CNTは実施形態1~4と同様に電圧VD5に一定時間変化がないと電圧VEをLレベルからHレベルに変化させてスイッチSDをオンしXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電する。
 図10は、実施形態5に係る電源装置105(及びその制御回路15)における動作タイミングを説明するための図である。
 図10には、上から順に、電圧VA5のタイミングチャート、クロックパルスCPのタイミングチャート、電圧VA5・電圧VB5・電圧VC5を重ねて描いたタイミングチャート、電圧VD5のタイミングチャート、電圧VEのタイミングチャート等が記載されている。
 図10の下部には、図10の上から3番目の電圧VA5等を重ねて描いたタイミングチャート中で「L5」と示された箇所を「L5拡大」(図)として図示している。
 図10のタイミングチャートは図1等のタイミングチャートと重複する点が多いので説明を省略する。
[実施形態6]
 実施形態6は実施形態5を変形した実施形態である。
 実施形態5ではサンプル・ホールド回路SH5から出力された電圧VB5を比較器OP5の反転入力端子(-)に入力し、レベルシフト回路LSから出力された電圧VC5を比較器OP5の非反転入力端子(+)に入力し、比較器OP5でそれらの大小関係を比較演算してその比較演算結果を電圧VD5として出力しカウンタ部CNTに入力する(図9参照)のに対し、実施形態6ではサンプル・ホールド回路SH5の後段に減算回路201を設け、比較器OP62の非反転入力端子(+)に減算回路201から出力される電圧VG(=VA5-VB5)を入力し、比較器OP62の反転入力端子(-)に一定の電圧(基準電圧)VKを入力(印加、バイアス)し、比較器OP62でそれらの大小関係を比較演算してその比較演算結果を電圧VD6として出力しカウンタ部CNTに入力する(図11参照)点が異なる。
 図11は、実施形態6に係る電源装置106(及びその制御回路16)の回路構成を説明するための図である。図11で図9等と同じ符号は同じ構成を意味し同様の作用効果を奏するので重複する説明は極力省略する。
 実施形態6の制御回路16は、オペアンプOP51等よりなるボルテージフォロア回路、その後段のサンプル・ホールド回路SH5、その後段の減算回路201、その後段の比較器OP62、その後段のカウンタ部CNT等を有する。減算回路201にはサンプル・ホールド回路SH5から出力された電圧VB5と抵抗R1・R10の接続部の電圧VA5とが入力され、両者の電圧差が電圧VG(=VA5-VB5)として減算回路201から出力される。
 減算回路201について説明すると、減算回路201は、オペアンプOP61、並びに、抵抗R31、R32、R33及びR34(R31~R34は同じ抵抗値)で構成されている。
 減算回路201を構成するオペアンプOP61の反転入力端子(-)には抵抗R33及び抵抗R34の一方の側が接続され、抵抗R34の他方の側はオペアンプOP61の出力端子に接続されている。オペアンプOP61の出力端子は減算回路201の出力部を構成する。抵抗R33の他方の側は減算回路201の2つの入力部のうちの1つを構成し、サンプル・ホールド回路SH5の出力部(コンデンサC5の一方の側)に接続され、電圧VB5が入力される。
 オペアンプOP61の非反転入力端子(+)には抵抗R31とR32の一方の側が接続されている。抵抗R32の他方の側は接地(GND)されている。
 抵抗R31の他方の側は減算回路201の2つの入力部のうちの他の1つを構成し、
抵抗R1・R10接続部に接続され、電圧VA5が入力される。
 このように構成された減算回路201には電圧VB5と電圧VA5が入力され、それらの差の電圧VG(=VA5-VB5)が出力される(比較器OP62から出力される)。
 次に比較器OP62について説明すると、比較器OP62の非反転入力端子(+)には減算回路201から出力される電圧VG(=VA5-VB5)が入力され、反転入力端子(-)には一定の電圧(基準電圧)VKが入力されている。比較器OP62は、電圧VG(=VA5-VB5)と一定の電圧(基準電圧)VKとを比較演算してその比較演算結果を電圧VD6として出力する。
 比較器OP62から出力される電圧VD6はカウンタ部CNTに入力され、カウンタ部CNTからHレベルの電圧VEが出力されるとスイッチSDがオンし、XコンデンサC100に蓄積された電荷が放電される。
 図12は、実施形態6に係る電源装置106(及びその制御回路16)における動作タイミングを説明するための図である。図13は、図12の一部(符号L6で示された箇所)を拡大して説明するための図である。
 図12及び図13のタイミングチャートは図1等と重複する点が多く、重複する点については説明を極力省略する。
 図12には、上から順に、電圧VA5のタイミングチャート、クロックパルスCPのタイミングチャート、電圧VA5・電圧VB5を重ねて描いたタイミングチャート、電圧VG(=VA5-VB5)のタイミングチャート、電圧VD6のタイミングチャート、電圧VEのタイミングチャート等が記載されている。
 電圧VG(=VA5-VB5)のタイミングチャートについて説明すると、電圧VGは抵抗R1・R10接続部の電圧VA5と、電圧VA5′をサンプル・ホールドした電圧VB5とを減算回路201で減算した電圧であるため、その電圧波形は図12及び図13に示すようなノコギリ歯形状の波形となっている。
 比較器OP62の非反転入力端子(+)には減算回路201から出力される電圧VGが入力されるが、反転入力端子(-)には一定の電圧(基準電圧)VKが入力されるため、比較器OP62は、電圧VGと電圧VKとを比較演算してその比較演算結果を電圧VD6として出力する(図12及び図13参照)。
 なお、電圧VKは電圧VG(電圧VA5と電圧VB5との差)との大小関係を比較する基準となる電圧であり、容易に変更することが可能である。例えば、電圧VKを小さくすると電圧VG(電圧VA5と電圧VB5との差)が小さくても比較・検出できる、逆に電圧VKを大きくすると電圧VG(電圧VA5と電圧VB5との差)が一定の大きさ以上の場合の比較・検出が可能となるためノイズの影響を受け難い、等の効果がある。
 比較器OP62から出力される電圧VD6はカウンタ部CNTに入力される。カウンタ部CNTは実施形態1~5と同様に電圧VD6に一定時間変化がないと電圧VEをLレベルからHレベルに変化させてスイッチSDをオンしXコンデンサC100に蓄積された電荷を放電する。
 以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
(1)上記実施形態1~6では、スイッチ(SD、SW1、SW2等)にMOSFET素子を用いたが、MOSFET素子の代わりにIGBT素子等の他の半導体を用いる。
(2)上記実施形態1~6では図1等に示す制御回路11等を用いたが、これをマイクロプロセッサに置き換える。これにより、ハードウエアを変更せずソフトウエアを変更することにより制御条件を変更し柔軟な放電制御が可能となる。
11、12、13、14、15、16…制御回路、101、102、103、104、105、106…電源装置、AC…交流、DC…直流、AC1、AC2…入力端子、OUT…出力、OUT1、OUT2…出力端子、C21…(平滑用)コンデンサ、C1、C2、C4、C5…(サンプル・ホールド用)コンデンサ、C100…コンデンサ(Xコンデンサ)、COV…DC-DCコンバーター、51…AC-DCコンバーター、REC…整流回路、D1、D2、D21、D22、D23、D24…ダイオード、R1、R2、R3、R10…(分圧用)抵抗、R20…(放電用)抵抗、R21、R22、R23、R24、R31、R32、R33、R34…抵抗、SW1、SW2、SW4、SW5…(サンプル・ホールド用)スイッチ、SW41、SW42、SW43…(回路切替用)スイッチ、SD…(放電用)スイッチ、SH1、SH2、SH4、SH5…サンプル・ホールド回路、OP1、OP2、OP4、OP5,OP62…比較器、OP51、OP52、OP61…オペアンプ、CNT…カウンタ部、OR1…論理和素子、LS…レベルシフト回路、201…減算回路、CP…クロックパルス、VA…抵抗R1・R2接続部の電圧、VC…抵抗R2・R3接続部の電圧、V10…抵抗R1・R10接続部と抵抗R2・R3接続部の電圧差、VA5…抵抗R1・R10接続部の電圧、VA5´…オペアンプOP51から出力される電圧、VB1…抵抗R1・R2接続部(電圧VA)のサンプル・ホールド電圧、VB2…抵抗R2・R3接続部(電圧VC)のサンプル・ホールド電圧、VB5…オペアンプOP51の出力電圧(電圧VA5′)のサンプル・ホールド電圧、VC5…レベルシフト回路LSから出力される電圧、VD1…比較器OP1から出力される電圧、VD2…比較器OP2から出力される電圧、VD3…論理和素子OR1から出力される電圧、VD4…比較器OP4から出力される電圧、VD5…比較器OP5から出力される電圧、VD6…比較器OP62から出力される電圧、VE…カウンタ部CNTから出力される電圧(放電指令用)、t11、t12、t13、t21、t22、t23…時刻、T…周期、T11、T21…放電開始までの所定の時間、T10…サンプル・ホールド周期、VJ、VK…基準電圧(一定の電圧)

Claims (12)

  1.  交流を入力し直流に変換して出力するAC-DCコンバーターの前記交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサの放電を制御する制御回路であって、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することを特徴とする制御回路。
  2.  請求項1に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
     前記コンデンサの電圧をレベルシフトした第1の電圧と、前記第1の電圧を増減した第2の電圧とを設定し、前記第1又は前記第2の電圧を一定時間毎にサンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない前記第1又は前記第2の電圧とを比較演算することによりおこなうことを特徴とする制御回路。
  3.  請求項2に記載の制御回路において、
     前記制御回路の前記比較演算は、前記サンプル・ホールドした電圧と、前記サンプル・ホールドしない電圧の大小関係を比較検出する比較演算、もしくは電圧差を出力する比較演算であることを特徴とする制御回路。
  4.  請求項2又は3に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
     前記第1の電圧、前記第2の電圧、及び、前記第1又は前記第2の電圧の一方の電圧をサンプル・ホールドした電圧、の電圧値をそれぞれ時間経過に沿って表した第1の電圧特性線、第2の電圧特性線及びサンプル・ホールド電圧特性線としたときに、前記サンプル・ホールド電圧特性線と、前記第1又は前記第2の電圧のうちサンプル・ホールドしない電圧の電圧特性線との交差を検出することによりおこなうことを特徴とする制御回路。
  5.  請求項1に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の変化状態の検出を、
     前記コンデンサの電圧をレベルシフトした第1の電圧をサンプル・ホールドした電圧と、サンプル・ホールドしない前記第1の電圧と、を比較演算した出力を基準電圧と比較することによりおこなうことを特徴とする制御回路。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記変化状態に変化がない状態が一定期間継続したことを検知した場合に、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することを特徴とする制御回路。
  7.  請求項6に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記変化状態に変化がない状態が一定期間継続したことの検知は、前記変化状態に変化がない状態の時間を計時することによりおこなうことを特徴とする制御回路。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の上昇又は下降の少なくとも一方の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することを特徴とする制御回路。
  9.  請求項8に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、前記コンデンサの電圧の上昇の変化状態を検出し、前記変化状態に基づいて前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するように、前記放電を制御することを特徴とする制御回路。
  10.  請求項2に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、
     前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサの電圧をレベルシフトした前記第1の電圧を生成する前記第1の電圧の生成手段と、
     前記第1の電圧より小さな第2の電圧を生成する前記第2の電圧の生成手段と、
     前記第1又は前記第2の電圧のサンプル・ホールド用コンデンサと、前記第1又は前記第2の電圧の生成手段と前記サンプル・ホールド用コンデンサとの間に設けられたサンプル・ホールド用スイッチと、を有する前記第1又は前記第2の電圧のサンプル・ホールド手段と、
     前記第1又は前記第2の電圧のうち前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされたサンプル・ホールド電圧と、前記第1又は前記第2の電圧のうちサンプル・ホールドされない電圧とを比較演算して前記変化状態を検出する比較演算手段と、
     前記の検出された変化状態に基づいて前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電手段と、
     を備えることを特徴とする制御回路。
  11.  請求項5に記載の制御回路において、
     前記制御回路は、
     前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサの電圧をレベルシフトした前記第1の電圧を生成する前記第1の電圧の生成手段と、
     前記第1の電圧のサンプル・ホールド用コンデンサと、前記第1の電圧の生成手段と前記サンプル・ホールド用コンデンサとの間に設けられたサンプル・ホールド用スイッチと、を有する前記第1の電圧のサンプル・ホールド手段と、
     前記第1の電圧の前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされた前記第1の電圧のサンプル・ホールド電圧と、前記サンプル・ホールド手段によりサンプル・ホールドされない前記第1の電圧とで演算された出力を基準電圧と比較して前記変化状態を検出する比較演算手段と、
     前記の検出された変化状態に基づいて前記異極電源ライン間に接続された前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電手段と、
     を備えることを特徴とする制御回路。
  12.  交流を入力し直流を出力するAC-DCコンバーターと、
     前記交流の異極電源ライン間に接続されたコンデンサと、
     前記コンデンサの放電を制御する請求項1~11のいずれかの制御回路と、
     を備えることを特徴とする電源装置。
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