JP2000101413A - 電気機器 - Google Patents

電気機器

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JP2000101413A
JP2000101413A JP10270420A JP27042098A JP2000101413A JP 2000101413 A JP2000101413 A JP 2000101413A JP 10270420 A JP10270420 A JP 10270420A JP 27042098 A JP27042098 A JP 27042098A JP 2000101413 A JP2000101413 A JP 2000101413A
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JP
Japan
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voltage
power supply
circuit
control circuit
input
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JP10270420A
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Satoshi Yamada
聡 山田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力交流電圧の過大な異常を迅速に検知し、
電気機器を構成する電子部品の破壊を防止する。 【解決手段】 制御回路CNTによりオンオフされるス
イッチング素子TRは入力交流電圧を位相制御して負荷
RLに電力供給する。検知回路2は、入力交流電圧の過
大な異常値を検知し、フォトカプラPC1を介して制御
回路CNTへの電源供給を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源のような
交流電源により負荷への電力供給を行なうとともに、負
荷への供給電力を制御する電気機器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、図3に示す回路構成を有する
電気機器が知られている。
【0003】この電気機器は、商用電源のような交流電
源をトライアックからなるスイッチング素子TRにより
位相制御して負荷RLに電力供給するものである。すな
わち、交流電源を接続するプラグのような入力端子間1
−1’にスイッチング素子TRと負荷RLとの直列回路
が接続され、スイッチング素子TRのゲートには制御回
路CNTの出力端が接続され、スイッチング素子TRは
制御回路CNTによりオンオフされる。また、入力端子
間1−1’には平滑コンデンサC1とダイオードD1と
抵抗R1との直列回路が接続される。平滑コンデンサC
1の両端子間にはツェナダイオードZD1が並列に接続
される。つまり、ダイオードD1により交流電源を半波
整流するとともに、平滑コンデンサC1により平滑し、
ツェナダイオードZD1により定電圧化する制御電源回
路が構成される。制御電源回路により得られた一定電圧
は制御回路CNTに電源として供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】いま、負荷RLがヒー
タであって、制御回路CNTでは図示していない構成に
よってヒータの温度を検出するとともに、ヒータの温度
を一定に保つようにスイッチング素子TRのオン期間を
制御しているものとする。
【0005】このような電気機器において、入力端子間
1−1’に印加される交流電圧が大きく変動するなどし
て異常に大きくなると、以下のような問題が生じる。す
なわち、上述のように負荷RLとしてのヒータの温度が
一定になるように制御されているとすると、ヒータの温
度からは交流電源の異常を検出することができず、また
制御電源回路は制御回路CNTに定電圧を供給するか
ら、制御電源回路の出力電圧からも交流電源の異常を検
出することができない。その結果、負荷RLに定格を越
える過電圧が印加され続けることにより負荷RLに異常
が生じるおそれがある。また、抵抗R1にも高い電圧が
印加されることになり、結果的に電気機器を構成してい
る電子部品の破壊につながるという問題が生じる。
【0006】入力電圧の異常に対する対策としては、図
3にも示しているように、入力端子間1−1’にバリス
タZを接続する構成が従来より知られているが、バリス
タZは一般に雷サージのような高電圧に対して保護機能
を持つように設けられているものであって、バリスタZ
の動作電圧に達しない程度の異常電圧に対しては上述し
た問題が生じるおそれがある。
【0007】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、入力交流電圧の異常を迅速に検知し
て構成電子部品の破壊を防止するように保護することが
できる電気機器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、交流
電源を位相制御して負荷に電力供給するスイッチング素
子と、スイッチング素子をオンオフする制御回路と、制
御回路に電源を供給する制御電源回路と、交流電源の過
大な異常値を検知して制御回路への電源供給を遮断する
ことによりスイッチング素子をオフさせる検知回路とを
備え、上記検知回路が、交流電源を半波整流するととも
に平滑する電圧検出部と、電圧検出部の出力電圧を基準
値と比較する電圧比較部と、上記電圧比較部の出力によ
り駆動される発光素子および交流電源から制御電源回路
への給電経路に挿入された受光素子を備え電圧検出部の
出力電圧が上記基準値を越えると受光素子をオフさせる
フォトカプラとを備えるものである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記検知回路を2個備え、各検知回路の電圧検出部
が交流電源電圧の各半サイクルをそれぞれ半波整流する
とともに平滑し、各検知回路のフォトカプラに設けた受
光素子が直列に接続されているものである。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本発明の実施形態
1の回路構成を図1に示す。
【0011】本実施形態の回路構成について、図3に示
した従来例の回路構成と異なる点は、入力交流電圧の異
常値を検知して制御回路CNTの電源供給を遮断する検
知回路2を設けた点である。以下では従来構成と共通す
る構成には同符号を付して説明を省略する。
【0012】すなわち、検知回路2は、入力端子間1−
1’に平滑コンデンサC2とダイオードD2と抵抗R2
との直列回路からなる電圧検出部を備え、入力端子1−
1’に接続される交流電源を半波整流するとともに平滑
している。したがって、平滑コンデンサC2の両端電圧
は交流電源電圧に比例する。
【0013】この平滑コンデンサC2に抵抗R5,R6
の直列回路が並列に接続され、抵抗R5,R6の接続点
にツェナダイオードZD2を介してトランジスタQ2の
ベースが接続される。トランジスタQ2のコレクタには
抵抗R4が接続され、トランジスタQ2のコレクタはト
ランジスタQ1のベースに接続される。また、トランジ
スタQ1のコレクタには抵抗R3とフォトカプラPC1
の発光素子である発光ダイオードPD1との直列回路が
接続される。各抵抗R3〜R5の一端は平滑コンデンサ
C2の正極に接続され、トランジスタQ1,Q2のエミ
ッタは平滑コンデンサC2の負極に接続される。
【0014】ツェナダイオードZD2は、抵抗R5,R
6の接続点の電位がツェナダイオードZD2のブレーク
オーバ電圧を超えると導通し、このときトランジスタQ
2がオンし、トランジスタQ1がオフする。すなわち、
電圧検出部の出力電圧である平滑コンデンサC2の両端
電圧が抵抗R5,R6により分圧され、ツェナダイオー
ドZD2により規定された基準値と比較されるのであ
り、出力電圧が基準値を越えるとトランジスタQ1がオ
フになって発光ダイオードPD1が消灯する。ここに、
入力交流電圧が正常値であれば抵抗R5,R6の接続点
の電位がツェナダイオードZD2のブレークオーバ電圧
以下に保たれるようにしてある。このように、抵抗R3
〜R6、トランジスタQ1,Q2、ツェナダイオードZ
D2により電圧比較部が構成される。
【0015】フォトカプラPC1の受光素子であるフォ
トトランジスタPT1は、制御電源回路を構成するダイ
オードD1と抵抗R1との間に挿入される。つまり、フ
ォトトランジスタPT1は交流電源から制御電源回路へ
の給電経路に挿入されていることになる。
【0016】上記回路の動作を説明する。入力交流電圧
が正常値の場合、抵抗R5,R6の接続点の電圧はツェ
ナダイオードZD2のブレークオーバ電圧以下になるか
ら、ツェナダイオードZD2は導通せず、トランジスタ
Q2がオフするとともに、トランジスタQ1がオンし、
フォトカプラPC1の発光ダイオードPD1が点灯す
る。その結果、フォトカプラPC1のフォトトランジス
タPT1がオンするので、制御電源回路に給電され、制
御回路CNTは電源電圧が入力されて動作する。このと
き、制御回路CNTからスイッチング素子TRにパルス
信号が与えられ、スイッチング素子TRのオンオフによ
って交流電源が位相制御され負荷RLへの供給電力が制
御される。
【0017】一方、入力交流電圧が過大な異常値の場合
には、抵抗R5,R6の接続点の電圧がツェナダイオー
ドZD2のブレークオーバ電圧以上になりツェナダイオ
ードZD2が導通するので、トランジスタQ2がオンす
るとともに、トランジスタQ1がオフし、フォトカプラ
PC1の発光ダイオードPD1が消灯する。これによ
り、フォトカプラPC1のフォトトランジスタPT1が
オフするので、制御電源回路への給電が停止し、制御回
路CNTは電源電圧が入力されずに動作を停止する。こ
のとき、制御回路CNTからスイッチング素子TRにパ
ルス信号が与えられなくなり、スイッチング素子TRは
オフに保たれるので負荷RLには電力が供給されない。
【0018】上述したように、検知回路2を設けること
により、入力交流電圧が異常に大きくなると、制御電源
回路への給電を停止させて制御回路CNTの動作を停止
させるから、制御電源回路および制御回路CNTを保護
することができ、また、制御回路CNTの動作が停止す
れば負荷RLへの電力供給が遮断されるので、負荷RL
に定格以上の電圧が印加され続けることによって負荷R
Lに異常が生じるのを防止することができる。その結
果、電気機器を構成する電子部品の破壊を防止すること
ができる。
【0019】(実施形態2)本発明の実施形態2の回路
構成を図2に示す。
【0020】本実施形態は、図1に示した実施形態1の
構成に、検知回路2と同様の構成の検知回路3を付加し
たものである。ただし、各検知回路2,3は入力交流電
圧の互いに異なる各半サイクルについて電圧の異常の有
無をそれぞれ検出するものである。
【0021】すなわち、検知回路3は、電圧検出部とし
て、入力端子間1−1’に接続された平滑コンデンサC
3とダイオードD3と抵抗R7との直列回路を備え、電
圧比較部として、抵抗R8〜R11、トランジスタQ
3,Q4、ツェナダイオードZD3を備え、さらにフォ
トカプラPC2を備える。ここに、検知回路3のダイオ
ードD3は、検知回路2のダイオードD2とは入力交流
電圧の異なる極性の半波を整流するように接続されてい
る。つまり、ダイオードD2は入力端子1側をアノード
とし、ダイオードD3は入力端子1’側をアノードとし
て接続される。
【0022】フォトカプラPC2の受光素子であるフォ
トトランジスタPT2は、フォトカプラPC1の受光素
子であるフォトトランジスタPT1と直列接続され、こ
の直列回路が、交流電源から制御電源回路への給電経路
に挿入される。したがって、入力交流電圧の一方の半サ
イクルにおいて電圧が過大な異常値になると、2つのフ
ォトトランジスタPT1,PT2のうちの少なくとも一
方がオフになり、制御電源回路への給電を遮断し、結果
的に制御回路CNTの動作を停止させてスイッチング素
子TRをオフに保つ。
【0023】本実施形態の構成では、入力交流電圧のど
ちらの極性の電圧が過大である場合も異常を検出して負
荷RLへの電源供給を停止させることができるから、実
施形態1よりも安全性をさらに高めることができる。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源を位相制御
して負荷に電力供給するスイッチング素子と、スイッチ
ング素子をオンオフする制御回路と、制御回路に電源を
供給する制御電源回路と、交流電源の過大な異常値を検
知して制御回路への電源供給を遮断することによりスイ
ッチング素子をオフさせる検知回路とを備え、検知回路
は、交流電源を半波整流するとともに平滑する電圧検出
部と、電圧検出部の出力電圧を基準値と比較する電圧比
較部と、電圧比較部の出力により駆動される発光素子お
よび交流電源から制御電源回路への給電経路に挿入され
た受光素子を備え電圧検出部の出力電圧が基準値を越え
ると受光素子をオフさせるフォトカプラとを備えるもの
であり、入力交流電圧の過大な異常値を検知して制御回
路の電源電圧の供給を遮断するので、入力交流電圧の異
常を迅速に検知し、制御回路の構成電子部品の破壊を防
止する効果がある。また、制御回路の動作停止に伴って
スイッチング素子がオフに保たれるから、定格以上の電
圧が負荷に印加され続けて負荷に異常が生じる前に負荷
への電力供給を遮断することができ、負荷も保護される
という効果がある。また、制御電源回路と検知回路との
間にフォトカプラを介在させていることにより、制御電
源回路と検知回路とを絶縁することができ、電流の回り
込みなどによる異常動作や構成電子部品の破壊を防止す
ることができるという効果がある。
【0025】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、検知回路を2個備え、各検知回路の電圧検出部は交
流電源電圧の各半サイクルをそれぞれ半波整流するとと
もに平滑し、各検知回路のフォトカプラに設けた受光素
子は直列に接続されているものであり、入力交流電圧の
各半サイクルのどちらかで電圧が過大な異常値になれば
制御回路電源および負荷への電源供給を停止することが
できるので、たとえば交流電源の正負極性の電圧バラン
スの異常なども検知することができ、電気機器の保護信
頼性を一層向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を示す電気機器の回路図で
ある。
【図2】本発明の実施形態2を示す電気機器の回路図で
ある。
【図3】従来例の電気機器の回路図である。
【符号の説明】
1,1’ 入力端子 2,3 検知回路 C1,C2,C3 平滑コンデンサ CNT 制御回路 D1,D2,D3 ダイオード PC1,PC2 フォトカプラ PD1,PD2 発光ダイオード PT1,PT2 フォトトランジスタ Q1〜Q4 トランジスタ R1〜R11 抵抗 RL 負荷 TR スイッチング素子 ZD1,ZD2,ZD3 ツェナダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を位相制御して負荷に電力供給
    するスイッチング素子と、スイッチング素子をオンオフ
    する制御回路と、制御回路に電源を供給する制御電源回
    路と、交流電源の過大な異常値を検知して制御回路への
    電源供給を遮断することによりスイッチング素子をオフ
    させる検知回路とを備え、上記検知回路は、交流電源を
    半波整流するとともに平滑する電圧検出部と、電圧検出
    部の出力電圧を基準値と比較する電圧比較部と、上記電
    圧比較部の出力により駆動される発光素子および交流電
    源から制御電源回路への給電経路に挿入された受光素子
    を備え電圧検出部の出力電圧が上記基準値を越えると受
    光素子をオフさせるフォトカプラとを備えることを特徴
    とする電気機器。
  2. 【請求項2】 上記検知回路を2個備え、各検知回路の
    電圧検出部は交流電源電圧の各半サイクルをそれぞれ半
    波整流するとともに平滑し、各検知回路のフォトカプラ
    に設けた受光素子は直列に接続されていることを特徴と
    する請求項1記載の電気機器。
JP10270420A 1998-09-25 1998-09-25 電気機器 Withdrawn JP2000101413A (ja)

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Effective date: 20060110