JP2819875B2

JP2819875B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP2819875B2
Application number: JP20063091A
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: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JPH0549159A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】近年家庭で使用される電化機器は、能動
素子を含む電子回路を搭載するものが一般化してきてい
る。電子回路が機器に搭載される場合、その構成は電源
回路とその他の電子回路とから成るのが一般的である。
以下説明の便宜のため、商用電源を一次回路と呼ぶこと
にする。以下図６を参照しながら上述した従来の一次回
路の電源の一例について説明する。１は商用交流電源、
２０は商用交流電源１の電圧を適当な大きさに調整する
ためのオートトランスである。２１は整流器、２２はコ
ンデンサー、１１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２０により電圧降下されている。電
圧降下した交流電圧は整流器２１で整流され、その後コ
ンデンサー２２で平滑され直流電圧に変換される。この
とき出力に得られる直流電圧は、オートトランス２０の
端子出力の電圧によって決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成の電源装置は、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。つまり本発明は、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
と通電を停止して、出力電圧を一定に保つようにすると
共に、負荷が短絡される等の異常時にも、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がで
きる電源装置を提供することを第一の目的とするもので
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、前記コンデンサの両端の出力電圧を検出する出力電
圧検出回路と、前記出力電圧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、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、前記コンデン
サの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前
記出力電圧検出回路が動作したとき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】また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、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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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、前記出力電圧検出回路の出力を
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。

【０００９】また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、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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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
記出力電圧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。

【００１０】また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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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、前記出力電圧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。

【００１１】

【作用】本発明の第一の手段は、直流出力電圧が出力電
圧検出回路で検出される電圧より低く、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、コンデンサー及び負荷への電力供
給を司る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。こうして、コン
デンサの両端の出力電圧を一定に保持する。また負荷に
異常が生じて、出力端子が短絡され、直流出力電圧が出
力電圧検出回路で検出する電圧以下に低下すると、第二
のスイッチ制御回路が第一のスイッチ回路を開放して、
電力をコンデンサー及び負荷に供給しないように制御す
る。こうして負荷の異常時には、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よう作用する。

【００１２】本発明の第二の手段は、以下のように作用
する。負荷が短絡され、コンデンサの両端の出力電圧が
出力電圧検出回路により検出される電圧より低下する
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停止するも
のである。また負荷が正常に回復して、コンデンサの両
端の出力電圧が、出力電圧検出回路で検出する電圧より
上昇すると、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。負荷が短絡されコンデンサの両端の出力電圧が、
出力電圧検出回路により検出される電圧より低下する
と、第三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。また負荷の異常が回復してコ
ンデンサの両端の出力電圧が、出力電圧検出回路で検出
する電圧より上昇すると、第三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。負荷が短絡されコンデンサの両端の出力電圧が出
力電圧検出回路により検出される電圧より低下すると、
第四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、第一の電流制限回路の動作を停止するものであ
る。また負荷の異常が回復してコンデンサの両端の出力
電圧が、出力電圧検出回路で検出する電圧より上昇する
と、第四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】また本発明の第五の手段は、以下のように
作用する。負荷が短絡されコンデンサの両端の出力電圧
が出力電圧検出回路により検出される電圧より低下する
と、第四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。また負荷の異常が回復してコンデンサの両端
の出力電圧が出力電圧検出回路で検出する電圧より上昇
すると、第四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回路
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は出力側への電力供給をオンオフ
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３は次のように作
用する。すなわち、トランジスタ４にベース電流が流れ
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の電圧が発生する。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の電位差が生じる。抵抗器３ｃは回路に直
列に挿入されているため、回路に流れる電流はこの抵抗
器３ｃの値によって決定される電流値以下に制限される
ことになる。５は前記第一のスイッチ回路４によって充
電される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、前記第一のスイッチ回路４をオン
オフ制御するための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Ｃと商用電源の端子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の電圧が第一の基準電圧発生回
路１の出力端子である。つまり本実施例では、第一の基
準電圧は定電圧ダイオード６ａの動作電圧に設定してい
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とを以下のよ
うに接続して構成している。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は前記コンデンサー５の両端の直流電圧を
検知する出力電圧検出回路である。出力電圧検出回路８
は、定電圧ダイオード８ａと抵抗器８ｂ・８ｄとトラン
ジスタ８ｃ、コンデンサー８ｅからなっている。定電圧
ダイオード８ａと抵抗器８ｂとは直列に接続され、定電
圧ダイオード８ａの他端であるカソードはコンデンサー
５のプラス端子に接続されている。抵抗器８ｂの他端は
商用電源の端子Ｂに接続されている。商用電源の端子Ｂ
とコンデンサー５のマイナス端子は接続されている。ま
た定電圧ダイオード８ａと抵抗器８ｂの接続点には、ト
ランジスタ８ｃのベースが接続されている。トランジス
タ８ｃのエミッタは商用電源のＢ側端子に接続され、コ
レクタは抵抗器８ｄが接続され、抵抗器８ｄの他端は第
一のスイッチ回路４の出力端子に接続されている。また
コンデンサー８ｅは、トランジスタ８ｃのコレクタ・エ
ミッタ間に接続されている。Ｆ点は出力電圧検出回路８
の出力端子であり、トランジスタ８ｃのコレクタから出
力されており、第二のスイッチ制御回路９に接続されて
いる。前記コンデンサー８ｅは、以下のように作用する
ものである。つまり本装置の立ち上がり時に、出力電圧
検出回路８の出力点Ｆの立ち上がりを遅らせ、第二のス
イッチ制御回路９のトランジスタ９ｂがオンする前にト
ランジスタ８ｃを先にオンさせるように作用するもので
ある。また８ｆは、コンデンサー５と負荷１０との間に
接続された抵抗器である。抵抗器８ｆの抵抗値は、負荷
１０の両端子間が完全に短絡された場合でも、第二のス
イッチ制御回路９のトランジスタ９ｂがオンできる電圧
が発生する値となっている。第二のスイッチ制御回路９
は本実施例では抵抗器９ａとトランジスタ９ｂで構成し
ており、そのベースには抵抗器９ａを介して前記出力電
圧検出回路８の出力端子Ｆが接続されている。又コレク
タは前記第一のスイッチ制御回路７の、トランジスタ７
ｂのコレクタに接続されている。又エミッタは商用電源
のＢ側端子に接続されている。負荷１０は通常、定電圧
回路或は電子回路である。

【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。同時に出力電圧検
出回路８の抵抗器８ｆを経由して負荷１０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１
０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３ｃ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。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１０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１０に供給
する。

【００１８】次に、出力電圧検出回路８とこれを受けて
動作する第二のスイッチ制御回路９の動作について説明
する。負荷１０に異常が生じてこの両端が完全に短絡、
或は中途半端に短絡した場合、負荷１０のインピーダン
スは低下して負荷電流が異常に増加する。このため、コ
ンデンサー５の両端の出力電圧が低下する。出力電圧が
定電圧ダイオード８ａの動作電圧と、トランジスタ８ｃ
のベース・エミッタ間電圧約0.6Ｖの和の電圧より高い
間は、トランジスタ８ｃはオン状態である。つまり抵抗
器８ｄには電流が流れ、トランジスタ８ｃのコレクタ・
エミッタ間電圧はほぼ0Ｖとなって、第二のスイッチ制
御回路９を構成するトランジスタ９ｂはオフとなってい
る。トランジスタ９ｂがオフの間は、第一のスイッチ回
路４は第一のスイッチ制御回路７により制御され続け
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。負荷１０に異常が生
じてコンデンサー５の両端の出力電圧が低下して、定電
圧ダイオード８ａの動作電圧より低下すると、トランジ
スタ８ｃはオフとなる。また、出力電圧検出回路の出力
点Ｆの電圧は、抵抗器８ｄとコンデンサー８ｅの時定数
により上昇してくる。こうしてある時間が経過すると、
第二のスイッチ制御回路９を構成するトランジスタ９ｂ
はバイアス抵抗９ａを介してオンする。トランジスタ９
ｂがオンすると抵抗器７ａに電流が流れ、トランジスタ
９ｂ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７ｃ
がオフとなると、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。こうして第一の
スイッチ回路４はオフされ、コンデンサー５及び負荷１
０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、コンデンサー８
ｅに充電された電荷が放電されると、トランジスタ９ｂ
はオフとなる。従って第一のスイッチ回路４は、第二の
スイッチ制御回路９では制御されなくなり、再び動作を
開始する。そして第一のスイッチ回路４の出力点Ｅには
電圧が発生するが、この電圧は定電圧ダイオード８ａの
動作電圧以下の電圧であるので再び第二のスイッチ制御
回路９が動作し第一のスイッチ回路を遮断する。負荷１
０が短絡されている異常状態が継続している間は、この
ような動作を繰り返す。負荷１０の異常が回復して正常
になると、コンデンサー５の両端の出力電圧は定電圧ダ
イオード８ａの動作電圧以上となって、第二のスイッチ
制御回路９は動作を停止する。つまり、再び第一のスイ
ッチ制御回路７が第一のスイッチ回路４を制御する本来
の電源装置として動作する。

【００１９】この場合、コンデンサー８ｅは次のように
作用する。第一には、スイッチがオンされて本電源装置
が動作を開始した場合、トランジスタ８ｃの方をトラン
ジスタ９ｂより速く立ち上がるように作用する。つまり
交流電源が供給されて第一のスイッチ回路４の出力点Ｅ
に電圧が発生した場合、抵抗器８ｄとコンデンサー８ｅ
による時定数を利用して、トランジスタ８ｃの方がトラ
ンジスタ９ｂより速く立ち上がるようにして有る。第二
に、負荷が正常でコンデンサー５の両端の出力電圧が定
電圧ダイオード８ａより高い場合には、電源の立ち上が
り時にトランジスタ９ｂを動作させないように作用する
ものである。

【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１１ｃ
を介して出力電圧検出回路８の出力点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１０
が正常な時の動作は、前記実施例に説明した通りであ
る。いま負荷１０に異常が生じて、コンデンサー５の両
端の出力電圧が定電圧ダイオード８ａの動作電圧より低
くなったとする。この場合はトランジスタ８ｃはオフ
し、抵抗器８ｄとコンデンサー８ｅによる時定数で出力
電圧検出回路８の出力点Ｆの電圧は上昇してくる。本実
施例では、一定時間が経過してこの出力点Ｆの電圧が一
定値に到達すると、第三のスイッチ制御回路１１のトラ
ンジスタ１１ｂがオンする。トランジスタ１１ｂ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の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１２がオンする
と、そのエミッタからコレクタ、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。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７
ｂは、常時オンとなって、第一のスイッチ回路４はオフ
される。こうして第一のスイッチ回路４はオフされ、コ
ンデンサー５及び負荷１０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、コンデンサー８ｅに充電された電荷が放電され
ると、トランジスタ１１ｂはオフとなり、第一のスイッ
チ回路は第三のスイッチ制御回路１１では制御されなく
なる。つまり、再び第一のスイッチ制御回路７が第一の
スイッチ回路４を制御する。そして第一のスイッチ回路
４の出力点Ｅに電圧が発生するが、この電圧は定電圧ダ
イオード８ａの動作電圧以下の電圧であるので、再び第
三のスイッチ制御回路１１が動作し第一のスイッチ回路
４を遮断する。負荷１０が異常によって短絡されている
間は、上記のような動作を繰り返す。そして負荷の異常
が回復して正常になると、コンデンサー５の両端の出力
電圧は定電圧ダイオード８ａの動作電圧以上となって、
第三のスイッチ制御回路１１は動作を停止し、再び第一
のスイッチ制御回路７が第一のスイッチ回路４を制御す
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。前記第二の手段の実施例
と共通の要素には同一番号を付与し、説明を省略する。
１３は第三のスイッチ制御回路１１の出力を受け、第二
の基準電圧発生回路１４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１４は、定電圧ダイオード１４ａと抵抗器６ｂ
からなっている。第二の基準電圧発生回路１４が発生す
る第二の基準電圧は、定電圧ダイオード１４ａ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１０
が正常な時の動作は、前記図１で説明した本発明の第一
の手段の実施例の通りである。いま負荷１０に異常が生
じて、コンデンサー５の両端の出力電圧が出力電圧検出
回路８を構成する定電圧ダイオード８ａの動作電圧より
低くなったとする。この場合、トランジスタ８ｃはオフ
し、抵抗器８ｄとコンデンサー８ｅによる時定数で出力
電圧検出回路の出力点Ｆの電圧は上昇してくる。一定時
間が経過して、Ｆ点の電圧が一定値以上に達すると、抵
抗１１ｃを介して第三のスイッチ制御回路１１を構成す
るトランジスタ１１ｂにベース電流が供給される。従っ
てトランジスタ１１ｂがオンする。トランジスタ１１ｂ
がオンすると、抵抗器１１ａに電流が流れ、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１３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Ｃと商用電源のＢ側端子の間
に、定電圧ダイオード１４ａと抵抗器６ｂが直列に接続
されたことになる。これによって、第二の基準電圧発生
回路１４が形成される。定電圧ダイオード１４ａの動作
電圧は、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の動作電圧より低く設定しているため、第
一のスイッチ回路４の導通期間は図１で説明した本発明
の第一の手段の実施例よりも短いものとなる。つまり、
コンデンサー５及び負荷１０への電力供給量は減少す
る。これによって、負荷１０に異常が生じて短絡状態に
なったとしても、本電源装置が破壊されることはない。

【００２４】次に図４に基づいて、本発明の第四の手段
の実施例について説明する。１５は第四のスイッチ制御
回路であり、抵抗器１５ａ・１５ｃとトランジスタ１５
ｂを以下のように接続して構成している。出力電圧検出
回路８の出力点Ｆの電圧は、抵抗器１５ｃを介してトラ
ンジスタ１５ｂ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１５ａと前記トランジスタ１５ｂのコレクタ、
エミッタが接続される構成となっている。第四のスイッ
チ制御回路１５の出力は、抵抗器１５ａとトランジスタ
１５ｂのコレクタの接続点Ｇから取り出される。１６
は、第四のスイッチ制御回路１５の出力点Ｇの出力を受
け、第一の電流制限回路３の動作を司どる第四のスイッ
チ回路である。

【００２５】以下本実施例の動作を説明する。負荷１０
が正常な時の動作は、前記図１で説明した通りである。
いま負荷１０に異常が生じて短絡状態になり、コンデン
サー５の両端の出力電圧が出力電圧検出回路８を構成す
る定電圧ダイオード８ａの動作電圧より低くなったとす
る。この状態では、トランジスタ８ｃはオフし、抵抗器
８ｄとコンデンサー８ｅによる時定数で出力電圧検出回
路の出力点Ｆの電圧が上昇し、一定時間が経過すると第
四のスイッチ制御回路１５を構成するトランジスタ１５
ｂがオンする。トランジスタ１５ｂがオンすると、抵抗
器１５ａに電流が流れ、第四のスイッチ回路１６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１６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７
ｃのコレクタ・エミッタに電流が流れる。こうして第一
のスイッチ回路４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・３
ｂの両端子間電圧はほぼ0Ｖとなり、第一のスイッチ回
路４のトランジスタはオフする。こうして第一のスイッ
チ回路４はオフされ、コンデンサー５及び負荷１０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、コンデンサー８ｅに充
電された電荷が放電されると第四のスイッチ制御回路１
５を構成するトランジスタ１５ｂはオフとなる。従って
更に第四のスイッチ回路１６もオフとなり、第一のスイ
ッチ回路４は第四のスイッチ制御回路１５では制御され
なくなる。つまり、第一のスイッチ制御回路７が第一の
スイッチ回路４を制御するわけである。そして第一のス
イッチ回路４の出力点Ｅに電圧が発生するが、この電圧
は定電圧ダイオード８ａの動作電圧以下であるので、再
び第四のスイッチ制御回路１５が動作し、第一のスイッ
チ回路を遮断する。このように、異常によって負荷１０
が短絡状態である間は、上記のような動作を繰り返す。
そして負荷１０の異常が回復して正常になると、コンデ
ンサー５の両端の出力電圧は、定電圧ダイオード８ａの
動作電圧以上となるため、第四のスイッチ制御回路１５
は動作を停止する。つまり再び、第一のスイッチ制御回
路７が第一のスイッチ回路４を制御する本来の電源装置
として動作する。

【００２６】次に本発明の第五の手段の実施例につい
て、図５に基づいて説明する。１７は第五のスイッチ回
路であり、第四のスイッチ制御回路１５の出力を受け
て、次に述べる第二の電流制限回路１８と、前記した第
一の電流制限回路３を切り換える働きをする。１８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。

【００２７】以下本実施例の動作を説明する。負荷１０
が正常な時の動作は、図１で説明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。いま負荷１０に異常
が生じて短絡状態となり、コンデンサー５の両端の出力
電圧が出力電圧検出回路８を構成する定電圧ダイオード
８ａの動作電圧より低くなったとする。この場合は、ト
ランジスタ８ｃはオフし、抵抗器８ｄとコンデンサー８
ｅによる時定数で出力電圧検出回路の出力点Ｆの電圧は
上昇してくる。一定時間が経過して、第四のスイッチ制
御回路１５を構成するトランジスタ１５ｂのベースに抵
抗１５ｃを介してベース電流が供給されるようになる
と、トランジスタ１５ｂはオンする。トランジスタ１５
ｂがオンすると、抵抗器１５ａに電流が流れ、第五のス
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。第五のスイッチ回路
１７がオンすると、そのエミッタからコレクタ・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
５のトランジスタのエミッタ・コレクタ間電圧はほぼ0
Ｖとなり、ダイオード３ｂは等価的に短絡されることに
なる。つまりダイオード３ａと抵抗器３ｃは、第二の電
流制限回路１８を形成する。この第二の電流制限回路１
８では、抵抗器３ｃに印加される電圧は、図１で説明し
た第一の電流制限回路３に比べダイオード３ｂの一石分
だけ少なくなっている。このため第二の電流制限回路１
８によって制限される制限電流の大きさは、第一の電流
制限回路３によって制限される電流よりも小さくなる。
すなわち、この場合第一のスイッチ回路４を流れる電流
は、第二の電流制限回路１８によって制限される電流と
なるものである。本実施例では、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１８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を
使用したときの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を使用した場合の半分になる。当然
のことながら、ダイオード３ａまたはダイオード３ｂの
ダイオード個数を変えることにより、所望の制限電流に
段階的に調整することが出来る。

【００２８】以上のように本実施例の電源装置は、負荷
に異常が生じて短絡状態になったとしても、第一の電流
制限回路３を第二の電流制限回路１８に切り換えて使用
することによって、回路に流れる電流の大きさを半分に
抑えることができ、異常状態で負荷が短絡されても、装
置が破壊されることはないものである。

【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、更にその負荷が短絡された場合、装置の破壊あるい
は発熱による他部品への影響を防止する効果を発揮す
る。。

【００３０】本発明の第一の手段によれば、コンデンサ
ーの端子間電圧を監視し、負荷が短絡された場合にはそ
の電圧低下を検出し、通電スイッチを遮断することに電
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。又本発明の第二の手段によれば、コンデンサーの端
子間電圧を監視し、負荷が短絡された場合にはその電圧
低下を検出し、第一の基準電圧の動作を停止することに
より第一の手段と同様の効果を発揮するものである。又
本発明の第三の手段によれば、コンデンサーの端子間電
圧を監視し、負荷が短絡された場合にはその電圧低下を
検出し、第一の基準電圧を第二の基準電圧に切り換える
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。本発明の第四の手段によれば、コンデンサーの端子
間電圧を監視し、負荷が短絡された場合にはその電圧低
下を検出し、第一の電流制限回路の動作を停止すること
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、コンデンサーの端子間電
圧を監視し、負荷が短絡された場合にはその電圧低下を
検出し、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。第一、第二、第四の手段は特に瞬時短絡に
有効であり、第三、第五の手段は更に定常的な負荷の異
常に対して一層有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例である電源装置の
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８出力電圧検出回路９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第二の基準電圧発生回路１５第四のスイッチ制御回路１６第四のスイッチ回路１７第五のスイッチ回路１８第二の電流制限回路

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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧検出回路が動作したとき第一の基準電
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。
【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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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、前記出力電圧検出回路の出力を
受けて第三のスイッチ回路を制御する第三のスイッチ制
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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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
記出力電圧検出回路の出力を受けて第四のスイッチ回路
を制御する第四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、前記コン
デンサの両端の出力電圧を検出する出力電圧検出回路
と、前記出力電圧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、前記出力電圧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四のスイッチ制御回路を備えた電源
装置。