JP2819867B2

JP2819867B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP2819867B2
Application number: JP17669291A
Authority: JP
Inventors: 嘉夫福嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JPH0530643A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】近年家庭で使用される電化機器は、能動
素子を含む電子回路を搭載するものが一般化してきてい
る。電子回路が機器に搭載される場合、その構成は電源
装置とその他の電子回路とから成るのが一般的である。
以下説明の便宜のため、商用電源を一次回路と呼ぶこと
にする。以下図６を参照しながら上述した従来の一次回
路の電源の一例について説明する。１は商用交流電源、
２１は商用交流電源１の電圧を適当な大きさに調整する
ためのオートトランスである。２２は整流器、２３はコ
ンデンサー、８は負荷となる電子回路である。

【０００３】以上のように構成された従来の電源装置に
ついてその動作を説明する。商用交流電源１の交流電圧
は、オートトランス２１により電圧降下されている。電
圧降下した交流電圧は整流器２２で整流され、その後コ
ンデンサー２３で平滑され直流電圧に変換される。この
時出力に得られる直流電圧はオートトランス２１の端子
出力の電圧によって決定される。

【０００４】

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

【０００５】本発明はこのような従来の方法が有してい
る課題を解決し、更に使いがってのよい電源装置を実現
しようとするものである。その第一の目的は、トランス
を使用しない構成で、交流電源の電力をその電圧が一定
値に達するまではコンデンサーに充電し、一定値以上に
なると通電を停止する電源装置で、出力端子が短絡され
たとき電流の増加を一定値以上は増加しないようにして
電源装置の消費電力の増大による過熱、あるいは過熱に
よる破壊を防ぐことを目的とするものである。また、前
記第一の目的を達成する第二・第三・第四・第五の手段
を提供することを、第二・第三・第四、第五の目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、商用交流電源に接続された
整流回路と、前記整流回路の出力から第一の基準電圧を
発生する第一の基準電圧発生回路と、前記第一の基準電
圧発生回路の出力を受けて第一のスイッチ回路をオンオ
フ制御する第一のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ
回路に流れる電流を制限する第一の電流制限回路と、前
記第一のスイッチ回路によって充電されるコンデンサー
と、出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力
電流検出回路の出力を受けて前記第一のスイッチ制御回
路を遮断する第二のスイッチ制御回路を備えた電源装置
とするものである。

【０００７】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の基
準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出力
を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一の
スイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電流
を制限する第一の電流制限回路と、出力電流を検出する
出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路の動作を受
けて第一の基準電圧発生回路の動作を停止する第二のス
イッチ回路と、前記出力電圧検出回路の出力を受けて第
二のスイッチ回路を制御する第三のスイッチ制御回路を
備えた電源装置とするものである。

【０００８】第三の目的を達成するための本発明の第三
の手段は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の基
準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出力
を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一の
スイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電流
を制限する第一の電流制限回路と、出力電流を検出する
出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路が動作した
とき第一の基準電圧発生回路に優先して前記整流回路の
出力から第二の基準電圧を発生する第二の基準電圧発生
回路と、第一の基準電圧発生回路と第二の基準電圧発生
回路を切り換える第三のスイッチ回路と、前記出力電流
検出回路の出力を受けて第三のスイッチ回路を制御する
第四のスイッチ制御回路を備えた電源装置とするもので
ある。

【０００９】第四の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の基
準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出力
を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一の
スイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電流
を制限する第一の電流制限回路と、出力電流を検出する
出力電流検出回路と、前記出電流検出回路が動作したと
き前記第一の電流制限回路の電流を０にする第四のスイ
ッチ回路と、前記出力電流検出回路の出力を受けて第四
のスイッチ回路を制御する第五のスイッチ制御回路を備
えた電源装置とするものである。

【００１０】第五の目的を達成するための本発明の第五
の手段は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記
整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の基
準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出力
を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一の
スイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電流
を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッチ
回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を検
出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路が動
作したとき前記第一の電流制限回路に優先して第一のス
イッチ回路に流れる電流を制限する第二の電流制限回路
と、第一の電流制限回路と第二の電流制限回路を切り換
える第五のスイッチ回路と、前記出力電流検出回路の出
力を受けて第五のスイッチ回路を制御する第六のスイッ
チ制御回路を備えた電源装置とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の第一の手段は、出力電流が出力電流検
出回路で検出される電流より少なく、かつ整流回路で整
流された電圧が第一の基準電圧以下の時には、第一のス
イッチ制御回路で第一のスイッチ回路を短絡し、第一の
電流制限回路で制限される電流でコンデンサーに充電す
ると共に負荷に電力供給を行なう。整流回路の出力電圧
が第一の基準電圧を超えると第一のスイッチ制御回路で
第一のスイッチ回路を開放し通電を停止する。出力端子
が短絡されたり或は異常が起きて出力電流が一定値増加
すると、これ以上電流が増加しないように第二のスイッ
チ制御回路が第一のスイッチ回路を制御し上記コンデン
サー及び負荷に供給する電力を一定以上にしないように
制御するものである。こうして出力端子短絡、或は異常
に対し通電を停止して、電源装置の破壊あるいは過熱を
防止する電源装置を実現するものである。

【００１２】本発明の第二の手段は、以下のように作用
する。出力端子が短絡されたり或は異常が起きて出力電
流検出回路によって検出される電流値に到達すると、第
三のスイッチ制御回路が第二のスイッチ回路を作用させ
て、これ以上電流が増加しないよう第一の基準電圧発生
回路の動作を停止または動作を制限する。また異常状態
が回復して、出力電流が出力電流検出回路で検出する電
流より減少すると、第三のスイッチ制御回路が第二のス
イッチ回路を作用させて、第一の基準電圧発生回路の動
作を開始させ、第一の基準電圧発生回路で発生する第一
の基準電圧と第一のスイッチ制御回路で第一のスイッチ
回路を制御するものである。

【００１３】本発明の第三の手段は、以下のように作用
する。出力端子が短絡され、出力電流が出力電流検出回
路により検出される電流値まで増加すると、第四のスイ
ッチ制御回路が第三のスイッチ回路を作用させて、第一
の基準電圧発生回路から第二の基準電圧発生回路に切り
替え、第二の基準電圧発生回路が発生する第二の基準電
圧と第一のスイッチ制御回路で第一のスイッチ回路を動
作させる。また異常状態が回復して、出力電流が出力電
流検出回路で検出する電流より減少すると、第四のスイ
ッチ制御回路が第三のスイッチ回路を作用させて、第二
の基準電圧発生回路から第一の基準電圧発生回路に切り
換え、第一の基準電圧発生回路で発生する第一の基準電
圧と第一のスイッチ制御回路で第一のスイッチ回路を制
御するものである。

【００１４】本発明の第四の手段は、以下のように作用
する。出力端子が短絡され出力電流が出力電流検出回路
により検出される電流まで増加すると、第五のスイッチ
制御回路が第四のスイッチ回路を作用させて、これ以上
電流が増加しないよう第一の電流制限回路の動作を停止
或は動作を制限する。また異常状態が回復して出力端子
短絡がなくなり、出力電流が出力電流検出回路で検出す
る電流より減少すると、第五のスイッチ制御回路が第四
のスイッチ回路を作用させて、再び第一の電流制限回路
の動作を開始させるものである。

【００１５】本発明の第五の手段は、以下のように作用
する。出力端子が短絡され、出力電流が出力電流検出回
路により検出される電流まで増加すると、第六のスイッ
チ制御回路が第五のスイッチ回路を作用させて第一の電
流制限回路を第二の電流制限回路に切り換える。また異
常状態が回復して、出力電流が出力電流検出回路で検出
する電流より減少すると、第六のスイッチ制御回路が第
五のスイッチ回路を作用させて、第一の電流制限回路に
再び切り換える動作をするものである。

【００１６】

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例の電源装置
について、図１に基づいて説明する。１は商用交流電
源、２は商用交流電源１のＡ側に接続した整流回路で、
本実施例では正の半波を整流するの整流回路としてい
る。３はこのラインを通過する電流値を一定以下に制限
する第一の電流制限回路であり、ダイオード３ａ・３ｂ
と抵抗器３ｃとから成っている。４はコンデンサ５に供
給する電力をオンオフする第一のスイッチ回路で、本実
施例ではトランジスタを使用している。第一の電流制限
回路は次のように作用する。すなわち、トランジスタ４
のベース電流が流れトランジスタ４が導通するとベー
ス、エミッタ間には約0.6Ｖの電圧が発生し、またダイ
オード３ａ・３ｂには約1.8Ｖの電圧が発生する。従っ
て抵抗器３ｃには差引1.2Ｖの電圧がかかり、この抵抗
器３ｃの値により第一のスイッチ回路１に流れる電流が
制限されることになる。５はコンデンサーであり、この
両端から直流出力電圧を得ている。６は、第一の基準電
圧を発生する第一の基準電圧発生回路である。第一の基
準電圧発生回路６は、整流回路の出力端子Ａと商用電源
の出力端子Ｂの間に直列に接続された定電圧ダイオード
６ａと抵抗器６ｂからなっている。両者の接続点Ｄが、
第一の基準電圧発生回路１の出力端子である。７は、前
記第一の基準電圧発生回路６の出力を受けて第一のスイ
ッチ回路４を制御する第一のスイッチ制御回路である。
第一のスイッチ制御回路７は抵抗器７ａ・７ｄ・７ｅ
と、トランジスタ７ｂ・７ｃとからなっている。その接
続構成は、トランジスタ７ｂのコレクタとトランジスタ
７ｃのベース、またトランジスタ７ｂのコレクタと抵抗
器７ａとが接続され、抵抗器７ａの他端は前記整流回路
２の出力端子であるＣ点に接続されている。またトラン
ジスタ７ｂとトランジスタ７ｃのエミッタは、商用電源
のＢ側端子に接続されている。トランジスタ７ｂのベー
スは抵抗器７ｄを介して前記第一の基準電圧発生回路６
の出力端子Ｄに接続され、トランジスタ７ｃのコレクタ
は抵抗器７ｃを介して前記第一のスイッチ回路を構成す
るトランジスタ４のベースに接続されている。８は負荷
であり、通常定電圧電源或は電子回路であることが多
い。９は負荷８に流れる電流を検知する出力電流検出回
路である。出力電流検出回路９は、抵抗器９ａ・９ｃと
トランジスタ９ｂからなっている。抵抗器９ａはコンデ
ンサー５と負荷８の間に挿入され、負荷８に流れる電流
を監視している。抵抗器９ａの両端にエミッタ・ベース
が接続されたトランジスタ９ｂのコレクタには抵抗器９
ｃが接続され、抵抗器９ｃの他端は商用電源のＢ側端子
に接続されている。尚商用電源の端子Ｂとコンデンサー
５のマイナス端子は同一点である。出力電流検出回路９
の出力は、トランジスタ９ｂのコレクタＦ点から取り出
している。またこのＦ点には、第二のスイッチ制御回路
１０が接続されている。第二のスイッチ制御回路１０
は、本実施例では抵抗器１０ａとトランジスタ１０ｂで
構成しており、トランジスタ１０ｂのベースに抵抗器１
０ａを介して前記出力電流検出回路９の出力端子Ｆが接
続されている。またトランジスタ１０ｂのコレクタは、
第一のスイッチ制御回路７のトランジスタ７ｂのコレク
タに接続されている。またエミッタは商用電源のＢ側端
子に接続されている。

【００１７】以下本実施例の動作を説明する。整流回路
２の出力電圧が、０から第一の基準電圧発生回路６を構
成する定電圧ダイオード６ａの動作電圧である第一の基
準電圧（以下単に第一の基準電圧と称する）に到達する
までの間は、第一の基準電圧発生回路６は動作しない。
すなわち抵抗器６ｂの両端子間には電圧が発生しない。
このためトランジスタ７ｂはオフ状態であり、トランジ
スタ７ｃは抵抗器７ａによってベースにバイアス電流が
供給されてオンする。従って、トランジスタ７ｃのコレ
クタと接続された第一のスイッチ回路４を構成するトラ
ンジスタのベースには電流が流れる。これによって第一
のスイッチ回路４はオンとなり、整流回路２から第一の
スイッチ回路４のエミッタを経由してコレクタに電流が
流れ、コンデンサー５が充電される。同時に、抵抗器９
ａを経由して負荷８にも電力が供給される。この場合、
コンデンサー５の充電電流と負荷８に流れる電流は第一
の電流制限回路３で制限された値以下となる。すなわち
第一のスイッチ回路４がオンすると、同時に直列に接続
された２個のダイオード３ａ・３ｂにも電流が流れ、こ
の間には約1.8Ｖの電圧が発生する。一方トランジスタ
４のベース、エミッタ間には約0.6Ｖの電圧が発生して
おり、抵抗器３ｃには前記ダイオード３ａ・３ｂの電圧
1.8Ｖとの差、約1.2Ｖの電圧が印加される。従ってこの
抵抗器３ｃの値を適切に選択することによって抵抗器３
ｃに流れる電流、換言すれば第一のスイッチ回路４を構
成するトランジスタを流れる電流が制限されることにな
る。

【００１８】整流回路２の出力電圧が上昇して第一の基
準電圧を超え、第一のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂのベース・エミッタ間のオン電圧、約0.
6Ｖを越えると、トランジスタ７ｂはオンして、抵抗器
７ａを通してコレクタに電流が流れる。これによって抵
抗器７ａには電圧が発生し、トランジスタ７ｃのベース
・エミッタ間電圧はほぼ0Ｖとなり、トランジスタ７ｃ
はオフされる。トランジスタ７ｃがオフされると、第一
のスイッチ回路４を構成するトランジスタは、ベース電
流が供給されなくなってオフされる。従ってコンデンサ
ー５及び負荷８には電力は供給されなくなる。整流回路
２の出力電圧が、再び第一のスイッチ制御回路７を構成
するトランジスタ７ｂのオン電圧以下に降下すると、ト
ランジスタ７ｂがオフしてトランジスタ７ｃがオンす
る。従って第一のスイッチ回路４がオンして、再び商用
電力をコンデンサー５と負荷８に供給する。

【００１９】ここで、出力電流検出回路９とこれを受け
て動作する第二のスイッチ制御回路１０の動作を説明す
る。出力電流検出回路９は、負荷８に流れる電流を監視
している。負荷８に流れる電流による抵抗器９ａの両端
の電圧が、トランジスタ９ｂのベース・エミッタ間オン
電圧である約0.6Ｖ以下の時は、トランジスタ９ｂはオ
フ状態であり、抵抗器９ｃには電流が流れない。従って
第二のスイッチ制御回路１０を構成するトランジスタ１
０ｂは、ベース・エミッタ間に電圧が発生しないためオ
フとなる。トランジスタ１０ｂがオフである間は、第一
のスイッチ回路４は第一のスイッチ制御回路７によって
制御され続ける。以下説明を簡単にするために、トラン
ジスタの動作電圧約0.6Ｖは無視するものとする。次に
負荷８に異常が生じて短絡状態あるいは負荷８に流れる
電流が異常に増加すると、抵抗器９ａの両端の電圧は増
加して、トランジスタ９ｂのベース・エミッタ間オン電
圧である約0.6Ｖに到達する。従ってトランジスタ９ｂ
はオンし、抵抗器９ｃの両端には電圧が発生し、同時に
第二のスイッチ制御回路１０のトランジスタ１０ｂもバ
イアス抵抗１０ａを介してオンする。トランジスタ１０
ｂがオンすると抵抗器７ａに電流が流れ、トランジスタ
１０ｂのコレクタ・エミッタ間電圧はほぼ0Ｖとなる。
この時トランジスタ７ｃはオフとなる。トランジスタ７
ｃがオフすると、第一のスイッチ回路４のトランジスタ
はバイアス電流がなくなりオフとなる。こうして、コン
デンサー５及び負荷８への電力供給は停止される。電力
供給が停止されると、第一のスイッチ回路４の出力点Ｅ
には電流が流れないためトランジスタ１０ｂはオフとな
って、第一のスイッチ回路４は第二のスイッチ制御回路
１０では制御されなくなる。第一のスイッチ回路４は再
び動作を開始し、抵抗器９ａによって制限される電流が
負荷８に供給される。つまり抵抗機９ａの両端の電圧
が、トランジスタ９ｂのオン電圧となるような電流値に
なるように制限されるものである。そして負荷の異常が
回復して正常になると、抵抗器９ａの両端の電圧はトラ
ンジスタ９ｂのオン電圧以下となり、第二のスイッチ制
御回路１０は動作を停止し、再び本来の電源装置として
動作する。

【００２０】次に本発明の第二の手段の実施例につい
て、図２に基づいて説明する。前記第一の手段の実施例
と共通の要素には同一番号を付与し、説明を省略する。
１１は第三のスイッチ制御回路であり、抵抗器１１ａと
トランジスタ１１ｂ、及びそのバイアス抵抗１１ｃを有
している。抵抗器１１ａの一端は整流回路２の出力端子
Ｃに、他端はトランジスタ１１ｂのコレクタと接続され
ている。トランジスタ１１ｂのエミッタは商用電源のＢ
側端子と接続されている。またベースは、抵抗器１１ｂ
を介して出力電流検出回路９の出力Ｆに接続されてい
る。１２は第三のスイッチ制御回路１１の出力を受け、
第一の基準電圧発生回路６の動作を制御する第二のスイ
ッチ回路である。

【００２１】以下本実施例の動作を説明する。負荷８が
正常な時の動作は本発明の第一の手段の実施例に説明し
た通りである。いまここで負荷８に異常が生じて、負荷
電流が異常に増加したとする。この場合、抵抗器９ａの
両端の電圧がトランジスタ９ｂのベース・エミッタ間オ
ン電圧にまで増加すると、トランジスタ９ｂがオンし、
更にトランジスタ１１ｂがオンする。トランジスタ１１
ｂがオンすると抵抗器１１ａに電流が流れ、第二のスイ
ッチ回路１２を構成するトランジスタのベース・エミッ
タ間電圧がオン電圧に到達する。第二のスイッチ回路１
２がオンすると、そのエミッタからコレクタ・抵抗器６
ｂに電流が流れ、エミッタ・コレクタ間電圧はほぼ0Ｖ
となる。同時に第一のスイッチ制御回路７を構成するト
ランジスタ７ｂは、常時オンとなり第一のスイッチ回路
４はオフされる。第一のスイッチ回路４がオフされる
と、コンデンサー５及び負荷８への電力供給は停止され
る。また第一のスイッチ回路４の出力点Ｅには電力が供
給されないため、抵抗器９ａには電流が流れずトランジ
スタ９ｂ・１１ｂはオフとなる。トランジスタ１１ｂが
オフされると、第一のスイッチ回路４は第三のスイッチ
制御回路１１では制御されなくなり、再び動作を開始す
る。従って負荷８には、抵抗器９ａによって制限される
電流が供給される。つまり、抵抗器９ａの両端の電圧が
トランジスタ９ｂのオン電圧となるような電流値に制限
される。負荷８が短絡されている間は、この状態を持続
する。そして負荷８の異常がなくなり正常状態に回復す
ると、抵抗器９ａの両端の電圧は減少して、トランジス
タ９ｂはオフして第三のスイッチ制御回路１１は動作を
停止する。従って本装置は、再び本来の電源装置として
動作する。

【００２２】次に本発明の第三の手段の実施例につい
て、図３に基づいて説明する。前記各実施例と共通の要
素には同一番号を付与し、説明を省略する。１４は第四
のスイッチ制御回路であり、抵抗器１４ａとトランジス
タ１４ｂ、及びそのバイアス抵抗１４ｃを有している。
抵抗器１４ａの一端は整流回路２の出力端子Ｃに、他端
はトランジスタ１４ｂのコレクタと接続されている。ト
ランジスタ１４ｂのエミッタは商用電源のＢ側端子と接
続されている。またベースは、抵抗器１４ｂを介して出
力電流検出回路９の出力Ｆに接続されている。１３は第
四のスイッチ制御回路１４の出力を受け、第二の基準電
圧発生回路１５と第一の基準電圧発生回路６を切り換え
る第三のスイッチ回路である。第二の基準電圧発生回路
１５は、定電圧ダイオード１５ａと抵抗器６ｂから構成
されている。第二の基準電圧発生回路１５が発生する第
二の基準電圧は、定電圧ダイオード１５ａの動作電圧で
決まり、第一の基準電圧発生回路６の第一の基準電圧よ
り低い値に設定されているものとする。

【００２３】以下本実施例の動作を説明する。負荷８が
正常な時の動作は、前記した本発明の第一の手段の実施
例に説明した通りである。負荷８に異常が生じて、負荷
電流が増加して抵抗器９ａの両端の電圧が増加したとす
る。抵抗器９ａの両端の電圧がトランジスタ９ｂのベー
ス・エミッタ間オン電圧迄増加すると、トランジスタ９
ｂはオンし、更に第四のスイッチ制御回路１４のトラン
ジスタ１４ｂがオンする。トランジスタ１４ｂがオンす
ると抵抗器１４ａには電流が流れ、第三のスイッチ回路
１３を構成するトランジスタのベース・エミッタ間電圧
がオン電圧に到達する。こうして第三のスイッチ回路１
３がオンすると、そのエミッタからコレクタ・定電圧ダ
イオード１４ａ・抵抗器６ｂに電流が流れ、エミッタ・
コレクタ間電圧はほぼ0Ｖとなる。つまり等価的に、整
流回路２の出力端子Ｃと商用電源のＢ側端子の間に定電
圧ダイオード１５ａと抵抗器６ｂが直列に接続されたこ
とになり、第二の基準電圧発生回路１５が形成される。
このとき定電圧ダイオード１５ａの動作電圧は、第一の
基準電圧発生回路６の定電圧ダイオード６ａの動作電圧
より低い電圧に設定しているため、第一のスイッチ回路
４のオン時間は短くなり、コンデンサー５及び負荷８へ
の電力供給量は減少する。これによって負荷８が短絡さ
れても本電源装置を破壊することはない。

【００２４】図４は本発明の第四の手段の実施例を示す
ブロック図である。１６は第五のスイッチ制御回路であ
り、抵抗器１６ａ・１６ｃとトランジスタ１６ｂで構成
されている。出力電流検出回路９の出力Ｆは、抵抗器１
６ｃを介してトランジスタ１６ｂのベースに接続されて
おり、整流回路２の出力端子Ｃと商用電源のもう一方の
端子Ｂの間に直列に抵抗器１６ａと前記トランジスタ１
６ｂのコレクタ・エミッタが接続される構成となってい
る。第五のスイッチ制御回路１６は、抵抗器１６ａとト
ランジスタ１６ｂのコレクタの接続点Ｇを出力点とし
て、第四のスイッチ回路１７に接続している。第四のス
イッチ回路１７は第五のスイッチ制御回路１６の出力点
Ｇの出力を受け、第一の電流制限回路３の動作を制御し
ている。

【００２５】以下本実施例の動作を説明する。負荷８が
正常な時の動作は、本発明の第一の手段の実施例に説明
した通りである。負荷８に異常が生じて負荷電流が増加
し、抵抗器９ａの両端の電圧がトランジスタ９ｂのベー
ス・エミッタ間オン電圧に迄増加したとする。するとト
ランジスタ９ｂがオンし、更に第五のスイッチ制御回路
１６のトランジスタ１６ｂがオンする。トランジスタ１
６ｂがオンすると抵抗器１６ａに電流が流れ、第四のス
イッチ回路１７を構成するトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧がオン電圧に到達する。第四のスイッチ回路
１７がオンすると、そのエミッタからコレクタ・抵抗器
７ｅ・トランジスタ７ｃのコレクタ・エミッタに電流が
流れ、第四のスイッチ回路１７を構成するトランジスタ
のコレクタ・エミッタ間電圧はほぼ0Ｖとなる。これに
よって第一の電流制限回路３を形成していたダイオード
３ａ・３ｂの両端子間電圧はほぼ0Ｖとなり、制限電流
は０Ａとなる。従って、コンデンサー５及び負荷８への
電力供給は停止される。第一のスイッチ回路４の出力点
Ｅには電力が供給されないため、抵抗器９ａには電流が
流れず、トランジスタ９ｂ・１６ｂはオフとなる。こう
して第一のスイッチ回路４は第五のスイッチ制御回路１
６では制御されなくなり、再び動作を開始する。高速で
この動作が繰り返され、結局抵抗器９ａの両端子間電圧
が、トランジスタ９ｂのオン電圧となるような大きさの
電流が流れるよう制御される。このとき負荷８に供給さ
れる電流は、抵抗器９ａによって制限される。つまり抵
抗器９ａの両端の電圧がトランジスタ９ｂのオン電圧と
なるように、制限される。負荷８が短絡されている間は
この状態を持続する。この負荷８の異常が回復して正常
に復帰すると、抵抗器９ａの両端の電圧は減少し、トラ
ンジスタ９ｂはオフする。こうして第五のスイッチ制御
回路１６は動作を停止して、本来の電源装置として動作
する。

【００２６】図５は本発明の第五の手段の実施例を示す
ブロック図である。１８は第五のスイッチ回路であり、
第六のスイッチ制御回路２０の出力を受けて、第二の電
流制限回路１９と第一の電流制限回路３を切り換える働
きをする。１９は第二の電流制限回路でありダイオード
３ａと抵抗器３ｃとからなっている。２０は、第六のス
イッチ制御回路であり、抵抗器２０ａ・２０ｃとトラン
ジスタ２０ｂで構成されている。出力電流検出回路９の
出力Ｆは、抵抗器２０ｃを介してトランジスタ２０ｂの
ベースに接続されており、整流回路２の出力端子Ｃと商
用電源のもう一方の端子Ｂの間に直列に抵抗器２０ａと
前記トランジスタ２０ｂのコレクタ・エミッタが接続さ
れる構成となっている。第六のスイッチ制御回路２０
は、抵抗器２０ａとトランジスタ２０ｂのコレクタの接
続点Ｇを出力点として、第五のスイッチ回路１８に接続
している。

【００２７】以下本実施例の動作を説明する。負荷８が
正常な時の動作は、本発明の第一の手段の実施例に説明
した通りである。負荷８に異常が生じて、負荷電流が異
常に増加したとする。負荷電流が増加すると、抵抗器９
ａの両端の電圧も増加する。抵抗器９ａの両端の電圧が
トランジスタ９ｂのベース・エミッタ間オン電圧にまで
増加すると、トランジスタ９ｂがオンし、更に第六のス
イッチ制御回路２０のトランジスタ２０ｂがオンする。
トランジスタ２０ｂがオンすると、抵抗器２０ａに電流
が流れ、第五のスイッチ回路１８を構成するトランジス
タのベース・エミッタ間電圧がオン電圧に到達する。こ
うして第五のスイッチ回路１８がオンすると、そのエミ
ッタからコレクタ・ダイオード３ａ・抵抗器７ｅ・トラ
ンジスタ７ｃのコレクタ・エミッタに電流が流れる。従
って第五のスイッチ回路１８のトランジスタのエミッタ
・コレクタ間電圧はほぼ0Ｖとなり、ダイオード３ｂは
等価的に短絡されたことになる。つまり、ダイオード３
ａと抵抗器３ｃによって第二の電流制限回路１９が形成
される。第二の電流制限回路１９では、抵抗器３ｃに印
加される電圧は第一の電流制限回路３に比べダイオード
３ｂの一石分だけ少ないため、その制限電流は減少す
る。こうして第一のスイッチ回路４には、第二の電流制
限回路１９によって決定される電流が流れることにな
る。本実施例では抵抗器３ｃの抵抗値に印加される電圧
は、第一の電流制限回路３を使用した場合にはダイオー
ド２石分となり、第二の電流制限回路１９を使用する場
合には１石分となるため、第二の電流制限回路１９を使
用したときに第一のスイッチ回路４を通過する電流は第
一の電流制限回路３を使用した場合の半分になる。当然
のことながら、ダイオード３ａまたはダイオード３ｂの
ダイオード個数を変えることによって、第一のスイッチ
回路４を流れる電流の値を所望の制限電流に段階的に調
整することが出来る。

【００２８】以上のように本実施例の電源装置はこの制
限電流値により、コンデンサー５及び負荷８への電力供
給は減少する。負荷が短絡されている間はこの状態を持
続する。負荷８の異常が回復して正常になると、抵抗器
９ａの両端の電圧は減少し、トランジスタ９ｂはオフす
る。従って第六のスイッチ制御回路２０は動作を停止
し、再び本来の電源装置として動作する。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、トランスを使用
することなく使い勝手のよい電源装置を実現するもので
あり、更に異常が発生して負荷が短絡された場合にも消
費電力の増大を一定以下に抑えることができ、破壊する
ことがない装置を実現するものである。

【００３０】特に本発明の第一の手段によれば、負荷に
流れる電流値を監視し、負荷が短絡された場合にはその
電流増加を検出し、負荷電流を一定値以上増加させない
ように電流制限をすることにより電源装置の消費電力増
大、発熱などを防止することができる。また本発明の第
二の手段によれば、負荷電流を監視し、負荷が短絡され
た場合にはその電流増加を検出し、負荷電流が一定値以
上増加しないように第一の基準電圧の動作を停止或は動
作を制限することにより第一の手段と同様の効果を発揮
するものである。また本発明の第三の手段によれば、負
荷電流を監視し、負荷が短絡された場合には電流増加を
検出し、負荷電流が一定値以上増加しないように第一の
基準電圧と第二の基準電圧を切り換える制御を行うこと
により第一の手段と同様の効果を発揮するものである。
また本発明の第四の手段によれば、負荷電流を監視し、
負荷が短絡された場合にはその電流増加を検出し、負荷
電流が一定値以上増加しないように第一の電流制限回路
の動作を停止或は制限することにより、第一の手段と同
様の効果を発揮するものである。本発明の第五の手段に
よれば、負荷電流を監視し、負荷が短絡された場合には
その電流増加を検出し、負荷電流が一定値以上増加しな
いように第一の電流制限回路と第二の電流制限回路を切
り換える制御を行うことによりことにより、第一の手段
と同様の効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例を示す電源装置の
ブロック図

【図２】同第二の手段の実施例を示すブロック図

【図３】同第三の手段の実施例を示すブロック図

【図４】同第四の手段の実施例を示すブロック図

【図５】同第五の手段の実施例を示すブロック図

【図６】従来の電源装置を示すブロック図

【符号の説明】

１商用交流電源２整流回路３第一の電流制限回路４第一のスイッチ回路５コンデンサー６第一の基準電圧発生回路７第一のスイッチ制御回路９出力電流検出回路１０第二のスイッチ制御回路１１第三のスイッチ制御回路１２第二のスイッチ回路１３第三のスイッチ回路１４第四のスイッチ制御回路１５第二の基準電圧発生回路１６第五のスイッチ制御回路１７第四のスイッチ回路１８第五のスイッチ回路１９第二の電流制限回路２０第六のスイッチ制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02H 7/12 - 7/20 H02H 9/02 - 9/04 H02M 3/155 G05F 1/56 - 1/575

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】商用交流電源に接続された整流回路と、前
記整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の
基準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出
力を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一
のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電
流を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッ
チ回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を
検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路の
出力を受けて前記第一のスイッチ制御回路を遮断する第
二のスイッチ制御回路を備えた電源装置。
【請求項２】商用交流電源に接続された整流回路と、前
記整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の
基準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出
力を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一
のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電
流を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッ
チ回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を
検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路の
動作を受けて前記第一のスイッチ制御回路を遮断する第
二のスイッチ回路と、前記出力電流検出回路の出力を受
けて第二のスイッチ回路を制御する第三のスイッチ制御
回路を備えた電源装置。
【請求項３】商用交流電源に接続された整流回路と、前
記整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の
基準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出
力を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一
のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電
流を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッ
チ回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を
検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路が
動作したとき第一の基準電圧発生回路に優先して前記整
流回路の出力から第二の基準電圧を発生する第二の基準
電圧発生回路と、第一の基準電圧発生回路と第二の基準
電圧発生回路を切り換える第三のスイッチ回路と、前記
出力電流検出回路の出力を受けて第三のスイッチ回路を
制御する第四のスイッチ制御回路を備えた電源装置。
【請求項４】商用交流電源に接続された整流回路と、前
記整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の
基準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出
力を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一
のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電
流を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッ
チ回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を
検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路が
動作したとき前記第一の電流制限回路の制限電流を０に
する第四のスイッチ回路と、前記出力電流検出回路の出
力を受けて第四のスイッチ回路を制御する第五のスイッ
チ制御回路を備えた電源装置。
【請求項５】商用交流電源に接続された整流回路と、前
記整流回路の出力から第一の基準電圧を発生する第一の
基準電圧発生回路と、前記第一の基準電圧発生回路の出
力を受けて第一のスイッチ回路をオンオフ制御する第一
のスイッチ制御回路と、第一のスイッチ回路に流れる電
流を制限する第一の電流制限回路と、前記第一のスイッ
チ回路によって充電されるコンデンサーと、出力電流を
検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出回路が
動作したとき前記第一の電流制限回路に優先して第一の
スイッチ回路に流れる電流を制限する第二の電流制限回
路と、第一の電流制限回路と第二の電流制限回路を切り
換える第五のスイッチ回路と、前記出力電流検出回路の
出力を受けて第五のスイッチ回路を制御する第六のスイ
ッチ制御回路を備えた電源装置。