JP2928945B2 - 直流電源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電圧値が異なる複数の商用交流電圧に一切
の切り替え操作を行なうことなく対応することができる
直流電源装置に関するものである。
の切り替え操作を行なうことなく対応することができる
直流電源装置に関するものである。
複写機、レーザプリンタ等の事務機器では、世界各国
の商用交流電圧（AC85〜264V,50〜60Hz）に対応可能な
ように、どの国の商用交流電圧が入力されても内部回路
で使用する直流電圧は予め定めた一定電圧になるように
構成した直流電源装置を装備したものがある。 このような直流電源装置において、±5V,±12V,±24V
等の低電圧，小電力の直流負荷が使用する直流電圧につ
いては、スイッチングレギュレータを用い、このスイッ
チングレギュレータのスイッチング周波数を、入力され
た商用交流入力電圧に対応した周波数に自動的に切り替
え、これによって、内部回路で使用する±5V,±12V,±2
4V等の直流電圧が一定になるようにした構成が代表的で
ある。 しかし、ランプやモータ等の高電圧、大電力の負荷が
使用する直流電圧については、スイッチング素子として
高耐圧、大容量の高価なものが必要になるので、従来に
あっては、スイッチングレギュレータを用いずに、トラ
ンスのタップを入力された商用交流入力電圧に対応した
位置に手動操作によって切り替えるようにしたものが多
い。
の商用交流電圧（AC85〜264V,50〜60Hz）に対応可能な
ように、どの国の商用交流電圧が入力されても内部回路
で使用する直流電圧は予め定めた一定電圧になるように
構成した直流電源装置を装備したものがある。 このような直流電源装置において、±5V,±12V,±24V
等の低電圧，小電力の直流負荷が使用する直流電圧につ
いては、スイッチングレギュレータを用い、このスイッ
チングレギュレータのスイッチング周波数を、入力され
た商用交流入力電圧に対応した周波数に自動的に切り替
え、これによって、内部回路で使用する±5V,±12V,±2
4V等の直流電圧が一定になるようにした構成が代表的で
ある。 しかし、ランプやモータ等の高電圧、大電力の負荷が
使用する直流電圧については、スイッチング素子として
高耐圧、大容量の高価なものが必要になるので、従来に
あっては、スイッチングレギュレータを用いずに、トラ
ンスのタップを入力された商用交流入力電圧に対応した
位置に手動操作によって切り替えるようにしたものが多
い。
しかしながら、入力された商用交流入力電圧に対応す
るために、ランプやモータ等の高電圧、大電力の負荷が
使用する直流電圧をトランスのタップ切り替え操作によ
って一定電圧に切り替える構成では、国別にタップ位置
を異ならせておく必要があるため、その切り替え作業が
面倒で、かつ製品管理も面倒になるといった問題があっ
た。 本発明は上記にような問題を解決することを技術的課
題とするするものであり、一切の手動切り替え操作を行
うことなく、世界各国のそれぞれ異なる商用交流電圧に
対しても、負荷に必要な直流電圧を出力することのでき
る直流電源装置を提供することを目的としたものであ
る。
るために、ランプやモータ等の高電圧、大電力の負荷が
使用する直流電圧をトランスのタップ切り替え操作によ
って一定電圧に切り替える構成では、国別にタップ位置
を異ならせておく必要があるため、その切り替え作業が
面倒で、かつ製品管理も面倒になるといった問題があっ
た。 本発明は上記にような問題を解決することを技術的課
題とするするものであり、一切の手動切り替え操作を行
うことなく、世界各国のそれぞれ異なる商用交流電圧に
対しても、負荷に必要な直流電圧を出力することのでき
る直流電源装置を提供することを目的としたものであ
る。
本発明に係る直流電源装置は、上記技術的課題を達成
するために、電圧値の異なる複数の交流電圧のいずれか
１つが入力される入力端子と，前記入力端子から入力さ
れた交流電圧を全波整流又は倍電圧整流し、その整流出
力電圧を負荷に供給する整流回路と，前記入力端子から
入力された交流電圧の電圧値を半周期毎に検出し、該入
力端子から入力された交流電圧が所定電圧値以上の時は
前記整流回路を全波整流とする整流形態切り替え指示信
号を出力する入力電圧検出回路と，前記入力電圧検出回
路から整流形態切り替え指示信号が入力されていない時
は一定時間の時定数素子を備えたスイッチング素子を用
いたタイマ手段によって一定時間経過後に前記整流回路
を倍電圧整流状態に切り替え、前記入力電圧検出回路か
ら整流形態切り替え指示信号の入力と共に前記整流回路
を倍電圧整流状態に切り替える整流形態切り替え回路
と，を備えたものである。 ここで、前記整流形態切り替え回路は、前記交流電圧
の振幅が零になるゼロクロス点で前記整流回路の整流形
態を切り替えるのが好ましい。 また、前記入力電圧検出回路は、前記交流電圧を整流
して制御用の直流電圧を生成する整流回路と、この整流
回路から出力される制御用の直流電圧によって充電され
るコンデンサと、このコンデンサの充電電圧が前記所定
電圧に対応した電圧値以上になったときに降伏する定電
圧ダイオードと、この定電圧ダイオードの降伏電流によ
って導通するサイリスタと、このサイリスタの陽極と陰
極間に流れる電流によって駆動され、該電流が流れてい
る間前記整流形態切り替え指示信号を出力するフォトカ
プラと、前記コンデンサの充電電圧を前記交流電圧の半
周期毎に放電させる放電回路とから成るのが好ましい。
するために、電圧値の異なる複数の交流電圧のいずれか
１つが入力される入力端子と，前記入力端子から入力さ
れた交流電圧を全波整流又は倍電圧整流し、その整流出
力電圧を負荷に供給する整流回路と，前記入力端子から
入力された交流電圧の電圧値を半周期毎に検出し、該入
力端子から入力された交流電圧が所定電圧値以上の時は
前記整流回路を全波整流とする整流形態切り替え指示信
号を出力する入力電圧検出回路と，前記入力電圧検出回
路から整流形態切り替え指示信号が入力されていない時
は一定時間の時定数素子を備えたスイッチング素子を用
いたタイマ手段によって一定時間経過後に前記整流回路
を倍電圧整流状態に切り替え、前記入力電圧検出回路か
ら整流形態切り替え指示信号の入力と共に前記整流回路
を倍電圧整流状態に切り替える整流形態切り替え回路
と，を備えたものである。 ここで、前記整流形態切り替え回路は、前記交流電圧
の振幅が零になるゼロクロス点で前記整流回路の整流形
態を切り替えるのが好ましい。 また、前記入力電圧検出回路は、前記交流電圧を整流
して制御用の直流電圧を生成する整流回路と、この整流
回路から出力される制御用の直流電圧によって充電され
るコンデンサと、このコンデンサの充電電圧が前記所定
電圧に対応した電圧値以上になったときに降伏する定電
圧ダイオードと、この定電圧ダイオードの降伏電流によ
って導通するサイリスタと、このサイリスタの陽極と陰
極間に流れる電流によって駆動され、該電流が流れてい
る間前記整流形態切り替え指示信号を出力するフォトカ
プラと、前記コンデンサの充電電圧を前記交流電圧の半
周期毎に放電させる放電回路とから成るのが好ましい。
上記構成によれば、入力端子から入力された交流電圧
が所定電圧以上の時は、整流回路が通常のブリッジ整流
状態に切り替えられ、所定電圧未満の時は倍電圧整流状
態に切り替えられる。 したがって、世界各国の商用交流入力電圧の代表的な
例として、例えば、AC100VとAC200Vが入力される場合を
考えると、入力電圧検出回路が検出する所定電圧はAC20
0Vに設定しておく。すると、入力端子から入力された交
流電圧がAC200V以上の時は、整流回路が通常のブリッジ
整流状態に切り替えられ、直流出力電圧としては、0.9
×200Vが出力される。また、入力端子から入力された交
流電圧がAC200V以下の時は、倍電圧整流状態に切り替え
られ、直流出力電圧としては、２×100Vが出力される。 したがって、電圧規格がDC200Vの負荷にあっては、一
切の手動切り替え操作を行なうことなく、また何等の降
圧手段を設けることなく、そのまま使用することができ
る。
が所定電圧以上の時は、整流回路が通常のブリッジ整流
状態に切り替えられ、所定電圧未満の時は倍電圧整流状
態に切り替えられる。 したがって、世界各国の商用交流入力電圧の代表的な
例として、例えば、AC100VとAC200Vが入力される場合を
考えると、入力電圧検出回路が検出する所定電圧はAC20
0Vに設定しておく。すると、入力端子から入力された交
流電圧がAC200V以上の時は、整流回路が通常のブリッジ
整流状態に切り替えられ、直流出力電圧としては、0.9
×200Vが出力される。また、入力端子から入力された交
流電圧がAC200V以下の時は、倍電圧整流状態に切り替え
られ、直流出力電圧としては、２×100Vが出力される。 したがって、電圧規格がDC200Vの負荷にあっては、一
切の手動切り替え操作を行なうことなく、また何等の降
圧手段を設けることなく、そのまま使用することができ
る。
以下、図示する実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。 第１図は本発明に係る直流電源装置の構成を示す回路
図である。 図において、1A,1Bは電圧値の異なる複数の商用交流
電圧（AC85〜264V,50〜60Hz）のいずれか１つが入力さ
れる入力端子、２はこの入力端子1A,1Bから入力された
商用交流電圧Eiを整流し、その整流出力電圧Eoを負荷３
に供給する整流回路であり、ブリッジ接続された４個の
ダイオードD3,D4,D5,D6と平滑用の２個のコンデンサC5,
C6から成り、ダイオードD3とD4の接続点およびダイオー
ドD5とD6の接続点の間に入力端子1Aから入力された商用
交流電圧を加えることにより、通常の全波ブリッジ整流
を行ない、ダイオードD5とD6の接続点およびコンデンサ
C5,C6の接続点の間に商用交流電圧を加えることによ
り、倍電圧整流を行なうように構成されている。 ４は入力端子1Aから入力された商用交流電圧が所定電
圧（例えば、200V）以上であるか否かを検出し、所定電
圧値以上の時は整流形態切り替え指示信号REXを出力す
る入力電圧検出回路、５はこの入力電圧検出回路４から
整流形態切り替え指示信号REXが入力された時は前記整
流回路２を通常の全波ブリッジ整流状態に切り替え、整
流形態切り替え指示信号REXが入力されなかった時は倍
電圧整流状態に切り替える整流形態切り替え回路であ
る。 この入力電圧検出回路４は、入力端子1A,1Bから入力
された商用交流電圧を整流して制御用の直流電圧E1,E2
を生成する第１、第２の整流回路40,41と、第１の整流
回路40から出力される制御用の直流電圧E1によって抵抗
R1を介して充電されるコンデンサC4と、このコンデンサ
C4の充電電圧が前記所定電圧AC200Vに対応した電圧値Vz
以上になったときに降伏する定電圧ダイオードDzと、こ
の定電圧ダイオードDzの降伏電流によってゲート抵抗R2
に生じたトリガ信号により導通するサイリスタSCRと、
このサイリスタSCRの陽極と第２の整流回路41の出力端
子間に抵抗R5を介して発光ダイオードが直列接続され、
サイリスタSCRの陽極と陰極間に流れる電流によって発
光ダイオードが駆動され、該電流が流れている間、前記
整流形態切り替え指示信号REXを出力するフォトカプラP
C1と、双方向の発光ダイオードを備え、該発光ダイオー
ドが入力端子1A,1Bから入力される商用交流電圧によっ
て駆動されることにより受光トランジスタが導通するフ
ォトカプラPC2と、このフォトカプラPC2のコレクタ出力
信号によって導通し、コレクタとエミッタとの間に抵抗
R3を介して接続されたコンデンサC4の両端を短絡し、コ
ンデンサC4の充電電圧を商用交流電圧の半周期毎に放電
させるトランジスタTR2とから成っている。 また、整流形態切り替え回路５は、前記第２の整流回
路41から出力される制御用の直流電圧E2を安定化する自
動電圧調整装置（AVR）50と、このAVR50の入出力に接続
された平滑用のコンデンサC1,C2と、＋端子がＨレベル
で、−端子がＬレベルの時にオンとなり、整流回路２の
ダイオードD3とD4との接続点に入力端子1Aから入力され
た商用交流電圧をそのゼロクロスタイミングから供給す
る第１のソリッドステートリレー（SSR）51と、＋端子
がＨレベルで、−端子がＬレベルの時にオンとなり、整
流回路２のコンデンサC5とC6との接続点に入力端子1Aか
ら入力された商用交流電圧をそのゼロクロスタイミング
から供給する第２のソリッドステートリレー（SSR）52
と、抵抗R6とコンデンサC3とから成る約１秒の時定数素
子を有し、抵抗R6を介してAVR50の出力電圧によって充
電されるコンデンサC3の充電電圧が所定電圧に達した時
に導通し、抵抗R7が接続されたトランジスタTRのコレク
タからＬレベルの信号を出力するタイマ53と、入力端子
Ｑに抵抗R8を介してAVR50の0V電位（Ｌレベル）と整流
形態切り替え指示信号REXがワイヤードオア入力され、
入力端子Ｐには前記タイマ53の出力信号が入力される負
論理のアンドゲート54と、このアンドゲート54の出力を
反転して第２のSSR52の−入力端子に入力するインバー
タ55とから成っている。 なお、負荷３としては、レーザプリンタの定着器に用
いる電圧規格AC200Vのハロゲンランプが接続されている
ものとする。さらに、この負荷３には負荷電流を検出
し、レーザプリンタ全体を制御するCPU7に伝達する電流
検出器６が直列接続され、負荷電流が過大になった時、
または負荷の断線によって負荷電流が流れなくなった時
は、CPU7が図示しない電源スイッチを開き、入力端子1
A,1B間に入力する商用交流電圧Eiを遮断するように構成
されている。 次に、以上の構成に係る動作について第２図の波形図
を参照して説明する。 まず、AC200Vの商用交流電圧Eiが入力端子1A,1B間に
入力された場合について説明する。 入力端子1A,1B間に第２図（ａ）に示すようなAC200V
の商用交流電圧Eiが入力されると、第１、第２の整流回
路40、41はこの商用交流電圧をそれぞれ整流して第２図
（ｂ），（ｃ）に示すような制御用の直流電圧E1,E2を
出力する。 また、AVR50は前記直流電圧E2を安定化し、直流電圧E
3を出力する。 一方、フォトカプラPC2の受光トランジスタは、商用
交流電圧Eiが入力されると、第２図（ｄ）に示すよう
に、入力された商用交流電圧Eiが所定電圧Vs以上にある
間、連続導通状態になる。このため、この受光トランジ
スタの後段に接続されたトランジスタTR2は商用交流電
圧Eiが所定電圧Vs未満にある間のみ導通し、コンデンサ
C4の両端を短絡する。これにより、コンデンサC4の充電
電圧は商用交流電圧Eiのゼロクロス点付近で半周期毎に
放電される。 そこで、第１、第２の整流回路40、41から制御用の直
流電圧E1,E2が出力されるようになると、コンデンサC4
が直流電圧E1によって充電され始める。そして、その充
電電圧が所定電圧Vz以上になると、定電圧ダイオードDz
が降伏する。 ここで、定電圧ダイオードDzはコンデンサC4の充電電
圧がAC200Vに対応した電圧Vzになった時に降伏する規格
のものが選定されている。 そこで、入力端子1A,1B間にAC200Vの商用交流電圧が
入力され、コンデンサC4の充電電圧Vcが第２図（ｅ）に
示すようにAC200Vに対応した電圧にVz以上になると、定
電圧ダイオードDzが降伏し、降伏電流が抵抗R2に流れ、
該抵抗R2の両端に第２図（ｆ）に示すようなパルス状の
トリガ信号TGが発生し、サイリスタSCRのゲートに印加
される。これにより、サイリスタSCRが導通する。 サイリスタSCRの陽極には、フォトカプラPC1の発光ダ
イオードと抵抗R5が直列接続され、第２の整流回路41の
出力に接続されているので、サイリスタSCRが導通する
と、フォトカプラPC1の発光ダイオードに駆動電流が流
れる。すると、フォトカプラPC1の受光トランジスタが
導通し、そのエミッタからＨレベルの整流形態切り替え
指示信号REXが出力され、アンドゲート54のＱ端子に入
力される。 一方、タイマ53は電源投入から１秒経過していないの
で、その出力信号はＨレベルとなっている。 したがって、アンドゲート54においては、Ｐ入力端子
がＨレベル、Ｑ入力端子がＨレベルとなるので、その出
力はＬレベルとなる。アンドゲート54の出力がＬレベル
であれば、SSR51SSR52のうちSSR51がオンし、入力端子1
Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロスタイ
ミングでダイオードD3とダイオードD4との接続点に印加
する。 これにより、整流回路２は、入力端子1A,1B間に入力
される商用交流電圧Eiを通常の全波ブリッジ整流し、そ
の整流出力電圧を負荷３に供給する。ここで、負荷３に
供給される電圧は、理論的には、0.9Eiとなる。 すなわち、Ei＝200Vとすると、Eo＝180Vの直流電圧が
負荷３に供給される。 なお、電源投入後１秒経過すると、タイマ53の出力信
号がＬレベルになるが、アンドゲート54のＱ端子がＨレ
ベルに維持されているので、アンドゲート54の出力は変
化せず、整流回路２は通常の全波ブリッジ整流状態に維
持される。 次に、AC100Vの商用交流電圧Eiが入力端子1A,1B間に
入力された場合について説明する。 入力端子1A,1B間にAC100Vの商用交流電圧Eiが入力さ
れると、第１、第２の整流回路40、41はこの商用交流電
圧をそれぞれ整流して前述の場合と同様な制御用の直流
電圧E1,E2を出力する。 また、AVR50は前記直流電圧E2を安定化し、直流電圧E
3を出力する。 一方、フォトカプラPC2の受光トランジスタは、前述
の場合と同様にして連続導通状態になる。このため、こ
の受光トランジスタの後段に接続されたトランジスタTR
2は商用交流電圧Eiが所定電圧Vs未満にある間のみ導通
し、コンデンサC4の両端を短絡する。これにより、コン
デンサC4の充電電圧は前述の場合と同様にして商用交流
電圧Eiのゼロクロス点付近で半周期毎に放電される。 そこで、第１、第２の整流回路40、41から制御用の直
流電圧E1,E2が出力されるようになると、コンデンサC4
が直流電圧E1によって充電され始める。そして、その充
電電圧が所定電圧Vz以上になると、定電圧ダイオードDz
が降伏する。 ここで、定電圧ダイオードDzはコンデンサC4の充電電
圧がAC200Vに対応した電圧Vzになった時に降伏する規格
のものが選定されているので、コンデンサC4の充電電圧
Vcは第２図（ｅ）に破線で示すようにAC200Vに対応した
電圧にVz以上にならない。このため、定電圧ダイオード
Dzは降伏せず、サイリスタSCRへのトリガ信号TGは発生
しない。このため、サイリスタSCRが非導通状態のまま
となる。この結果、フォトカプラPC1の受光トランジス
タは導通せず、そのエミッタからはＨレベルの整流形態
切り替え指示信号REXが出力されない。 一方、タイマ53は電源投入から１秒経過していないの
で、その出力信号はＨレベルとなっている。 したがって、アンドゲート54においては、Ｐ入力端子
がＨレベル、Ｑ入力端子がＬレベルとなるので、その出
力はＬレベルとなる。アンドゲート54の出力がＬレベル
であれば、SSR51,SSR52のうちSSR51がオンし、入力端子
1Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロスタイ
ミングでダイオードD3とダイオードD4との接続点に印加
する。 しかし、電源投入から１秒経過すると、タイマ53の出
力信号はＬレベルとなる。これにより、アンドゲート54
の入力は２つともＬレベルになるので、その出力はＨレ
ベルになる。すると、タイマ53がタイムアップするまで
オンしていたSSR51に代えて、他方のSSR52がオンし、入
力端子1Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロ
スタイミングでコンデンサC5とコンデンサC6との接続点
に印加する。 これにより、整流回路２は、入力端子1A,1B間に入力
される商用交流電圧Eiを倍電圧整流し、その整流出力電
圧を負荷３に供給する。ここで、負荷３に供給される電
圧は、理論的には、2Eiとなる。 すなわち、Ei＝100Vとすると、Eo＝200Vの直流電圧が
負荷３に供給される。 つまり、Ei＝100Vの時には、電源投入後１秒経過する
までの間に、商用交流電圧Eiが確実にAC100Vであること
が確認され、かつ電源投入後１秒経過た時点で整流回路
２が倍電圧整流状態に切り替えられる。したがって、電
源投入後１秒経過するまでの間に、１サイクルでも200V
以上の異常電圧があった時には、倍電圧整流状態には切
り替えられない。これによって、瞬間的な過電圧によっ
て負荷３に異常な過電圧が印加されるのが未然に防止さ
れ、負荷３であるハロゲンランプの断線事故の発生が防
止される。 なお、整流回路２の出力電圧は、負荷３に直接供給し
ているが、負荷３の電圧規格に応じて降圧して供給する
ようにしてもよい。
する。 第１図は本発明に係る直流電源装置の構成を示す回路
図である。 図において、1A,1Bは電圧値の異なる複数の商用交流
電圧（AC85〜264V,50〜60Hz）のいずれか１つが入力さ
れる入力端子、２はこの入力端子1A,1Bから入力された
商用交流電圧Eiを整流し、その整流出力電圧Eoを負荷３
に供給する整流回路であり、ブリッジ接続された４個の
ダイオードD3,D4,D5,D6と平滑用の２個のコンデンサC5,
C6から成り、ダイオードD3とD4の接続点およびダイオー
ドD5とD6の接続点の間に入力端子1Aから入力された商用
交流電圧を加えることにより、通常の全波ブリッジ整流
を行ない、ダイオードD5とD6の接続点およびコンデンサ
C5,C6の接続点の間に商用交流電圧を加えることによ
り、倍電圧整流を行なうように構成されている。 ４は入力端子1Aから入力された商用交流電圧が所定電
圧（例えば、200V）以上であるか否かを検出し、所定電
圧値以上の時は整流形態切り替え指示信号REXを出力す
る入力電圧検出回路、５はこの入力電圧検出回路４から
整流形態切り替え指示信号REXが入力された時は前記整
流回路２を通常の全波ブリッジ整流状態に切り替え、整
流形態切り替え指示信号REXが入力されなかった時は倍
電圧整流状態に切り替える整流形態切り替え回路であ
る。 この入力電圧検出回路４は、入力端子1A,1Bから入力
された商用交流電圧を整流して制御用の直流電圧E1,E2
を生成する第１、第２の整流回路40,41と、第１の整流
回路40から出力される制御用の直流電圧E1によって抵抗
R1を介して充電されるコンデンサC4と、このコンデンサ
C4の充電電圧が前記所定電圧AC200Vに対応した電圧値Vz
以上になったときに降伏する定電圧ダイオードDzと、こ
の定電圧ダイオードDzの降伏電流によってゲート抵抗R2
に生じたトリガ信号により導通するサイリスタSCRと、
このサイリスタSCRの陽極と第２の整流回路41の出力端
子間に抵抗R5を介して発光ダイオードが直列接続され、
サイリスタSCRの陽極と陰極間に流れる電流によって発
光ダイオードが駆動され、該電流が流れている間、前記
整流形態切り替え指示信号REXを出力するフォトカプラP
C1と、双方向の発光ダイオードを備え、該発光ダイオー
ドが入力端子1A,1Bから入力される商用交流電圧によっ
て駆動されることにより受光トランジスタが導通するフ
ォトカプラPC2と、このフォトカプラPC2のコレクタ出力
信号によって導通し、コレクタとエミッタとの間に抵抗
R3を介して接続されたコンデンサC4の両端を短絡し、コ
ンデンサC4の充電電圧を商用交流電圧の半周期毎に放電
させるトランジスタTR2とから成っている。 また、整流形態切り替え回路５は、前記第２の整流回
路41から出力される制御用の直流電圧E2を安定化する自
動電圧調整装置（AVR）50と、このAVR50の入出力に接続
された平滑用のコンデンサC1,C2と、＋端子がＨレベル
で、−端子がＬレベルの時にオンとなり、整流回路２の
ダイオードD3とD4との接続点に入力端子1Aから入力され
た商用交流電圧をそのゼロクロスタイミングから供給す
る第１のソリッドステートリレー（SSR）51と、＋端子
がＨレベルで、−端子がＬレベルの時にオンとなり、整
流回路２のコンデンサC5とC6との接続点に入力端子1Aか
ら入力された商用交流電圧をそのゼロクロスタイミング
から供給する第２のソリッドステートリレー（SSR）52
と、抵抗R6とコンデンサC3とから成る約１秒の時定数素
子を有し、抵抗R6を介してAVR50の出力電圧によって充
電されるコンデンサC3の充電電圧が所定電圧に達した時
に導通し、抵抗R7が接続されたトランジスタTRのコレク
タからＬレベルの信号を出力するタイマ53と、入力端子
Ｑに抵抗R8を介してAVR50の0V電位（Ｌレベル）と整流
形態切り替え指示信号REXがワイヤードオア入力され、
入力端子Ｐには前記タイマ53の出力信号が入力される負
論理のアンドゲート54と、このアンドゲート54の出力を
反転して第２のSSR52の−入力端子に入力するインバー
タ55とから成っている。 なお、負荷３としては、レーザプリンタの定着器に用
いる電圧規格AC200Vのハロゲンランプが接続されている
ものとする。さらに、この負荷３には負荷電流を検出
し、レーザプリンタ全体を制御するCPU7に伝達する電流
検出器６が直列接続され、負荷電流が過大になった時、
または負荷の断線によって負荷電流が流れなくなった時
は、CPU7が図示しない電源スイッチを開き、入力端子1
A,1B間に入力する商用交流電圧Eiを遮断するように構成
されている。 次に、以上の構成に係る動作について第２図の波形図
を参照して説明する。 まず、AC200Vの商用交流電圧Eiが入力端子1A,1B間に
入力された場合について説明する。 入力端子1A,1B間に第２図（ａ）に示すようなAC200V
の商用交流電圧Eiが入力されると、第１、第２の整流回
路40、41はこの商用交流電圧をそれぞれ整流して第２図
（ｂ），（ｃ）に示すような制御用の直流電圧E1,E2を
出力する。 また、AVR50は前記直流電圧E2を安定化し、直流電圧E
3を出力する。 一方、フォトカプラPC2の受光トランジスタは、商用
交流電圧Eiが入力されると、第２図（ｄ）に示すよう
に、入力された商用交流電圧Eiが所定電圧Vs以上にある
間、連続導通状態になる。このため、この受光トランジ
スタの後段に接続されたトランジスタTR2は商用交流電
圧Eiが所定電圧Vs未満にある間のみ導通し、コンデンサ
C4の両端を短絡する。これにより、コンデンサC4の充電
電圧は商用交流電圧Eiのゼロクロス点付近で半周期毎に
放電される。 そこで、第１、第２の整流回路40、41から制御用の直
流電圧E1,E2が出力されるようになると、コンデンサC4
が直流電圧E1によって充電され始める。そして、その充
電電圧が所定電圧Vz以上になると、定電圧ダイオードDz
が降伏する。 ここで、定電圧ダイオードDzはコンデンサC4の充電電
圧がAC200Vに対応した電圧Vzになった時に降伏する規格
のものが選定されている。 そこで、入力端子1A,1B間にAC200Vの商用交流電圧が
入力され、コンデンサC4の充電電圧Vcが第２図（ｅ）に
示すようにAC200Vに対応した電圧にVz以上になると、定
電圧ダイオードDzが降伏し、降伏電流が抵抗R2に流れ、
該抵抗R2の両端に第２図（ｆ）に示すようなパルス状の
トリガ信号TGが発生し、サイリスタSCRのゲートに印加
される。これにより、サイリスタSCRが導通する。 サイリスタSCRの陽極には、フォトカプラPC1の発光ダ
イオードと抵抗R5が直列接続され、第２の整流回路41の
出力に接続されているので、サイリスタSCRが導通する
と、フォトカプラPC1の発光ダイオードに駆動電流が流
れる。すると、フォトカプラPC1の受光トランジスタが
導通し、そのエミッタからＨレベルの整流形態切り替え
指示信号REXが出力され、アンドゲート54のＱ端子に入
力される。 一方、タイマ53は電源投入から１秒経過していないの
で、その出力信号はＨレベルとなっている。 したがって、アンドゲート54においては、Ｐ入力端子
がＨレベル、Ｑ入力端子がＨレベルとなるので、その出
力はＬレベルとなる。アンドゲート54の出力がＬレベル
であれば、SSR51SSR52のうちSSR51がオンし、入力端子1
Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロスタイ
ミングでダイオードD3とダイオードD4との接続点に印加
する。 これにより、整流回路２は、入力端子1A,1B間に入力
される商用交流電圧Eiを通常の全波ブリッジ整流し、そ
の整流出力電圧を負荷３に供給する。ここで、負荷３に
供給される電圧は、理論的には、0.9Eiとなる。 すなわち、Ei＝200Vとすると、Eo＝180Vの直流電圧が
負荷３に供給される。 なお、電源投入後１秒経過すると、タイマ53の出力信
号がＬレベルになるが、アンドゲート54のＱ端子がＨレ
ベルに維持されているので、アンドゲート54の出力は変
化せず、整流回路２は通常の全波ブリッジ整流状態に維
持される。 次に、AC100Vの商用交流電圧Eiが入力端子1A,1B間に
入力された場合について説明する。 入力端子1A,1B間にAC100Vの商用交流電圧Eiが入力さ
れると、第１、第２の整流回路40、41はこの商用交流電
圧をそれぞれ整流して前述の場合と同様な制御用の直流
電圧E1,E2を出力する。 また、AVR50は前記直流電圧E2を安定化し、直流電圧E
3を出力する。 一方、フォトカプラPC2の受光トランジスタは、前述
の場合と同様にして連続導通状態になる。このため、こ
の受光トランジスタの後段に接続されたトランジスタTR
2は商用交流電圧Eiが所定電圧Vs未満にある間のみ導通
し、コンデンサC4の両端を短絡する。これにより、コン
デンサC4の充電電圧は前述の場合と同様にして商用交流
電圧Eiのゼロクロス点付近で半周期毎に放電される。 そこで、第１、第２の整流回路40、41から制御用の直
流電圧E1,E2が出力されるようになると、コンデンサC4
が直流電圧E1によって充電され始める。そして、その充
電電圧が所定電圧Vz以上になると、定電圧ダイオードDz
が降伏する。 ここで、定電圧ダイオードDzはコンデンサC4の充電電
圧がAC200Vに対応した電圧Vzになった時に降伏する規格
のものが選定されているので、コンデンサC4の充電電圧
Vcは第２図（ｅ）に破線で示すようにAC200Vに対応した
電圧にVz以上にならない。このため、定電圧ダイオード
Dzは降伏せず、サイリスタSCRへのトリガ信号TGは発生
しない。このため、サイリスタSCRが非導通状態のまま
となる。この結果、フォトカプラPC1の受光トランジス
タは導通せず、そのエミッタからはＨレベルの整流形態
切り替え指示信号REXが出力されない。 一方、タイマ53は電源投入から１秒経過していないの
で、その出力信号はＨレベルとなっている。 したがって、アンドゲート54においては、Ｐ入力端子
がＨレベル、Ｑ入力端子がＬレベルとなるので、その出
力はＬレベルとなる。アンドゲート54の出力がＬレベル
であれば、SSR51,SSR52のうちSSR51がオンし、入力端子
1Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロスタイ
ミングでダイオードD3とダイオードD4との接続点に印加
する。 しかし、電源投入から１秒経過すると、タイマ53の出
力信号はＬレベルとなる。これにより、アンドゲート54
の入力は２つともＬレベルになるので、その出力はＨレ
ベルになる。すると、タイマ53がタイムアップするまで
オンしていたSSR51に代えて、他方のSSR52がオンし、入
力端子1Aから入力される商用交流電圧Eiをそのゼロクロ
スタイミングでコンデンサC5とコンデンサC6との接続点
に印加する。 これにより、整流回路２は、入力端子1A,1B間に入力
される商用交流電圧Eiを倍電圧整流し、その整流出力電
圧を負荷３に供給する。ここで、負荷３に供給される電
圧は、理論的には、2Eiとなる。 すなわち、Ei＝100Vとすると、Eo＝200Vの直流電圧が
負荷３に供給される。 つまり、Ei＝100Vの時には、電源投入後１秒経過する
までの間に、商用交流電圧Eiが確実にAC100Vであること
が確認され、かつ電源投入後１秒経過た時点で整流回路
２が倍電圧整流状態に切り替えられる。したがって、電
源投入後１秒経過するまでの間に、１サイクルでも200V
以上の異常電圧があった時には、倍電圧整流状態には切
り替えられない。これによって、瞬間的な過電圧によっ
て負荷３に異常な過電圧が印加されるのが未然に防止さ
れ、負荷３であるハロゲンランプの断線事故の発生が防
止される。 なお、整流回路２の出力電圧は、負荷３に直接供給し
ているが、負荷３の電圧規格に応じて降圧して供給する
ようにしてもよい。
以上説明から明らかなように、本発明によれば次のよ
うな効果がある。 請求項１に記載の直流電源装置においては、一切の手
動切り替え操作を行うことなく、世界各国のそれぞれ異
なる商用交流電圧に対して入力電圧の値を確実に検出す
ることができ、しかも入力電圧値の違いに対応して、負
荷に必要な直流電圧を出力することができる。そして、
商用交流電圧の異なる国別に製品管理を行うといった面
倒な作業を撤廃することができる。 請求項２に記載の直流電源装置においては、整流形態
の切り替え時点で急峻な過電圧によって断線し易いハロ
ゲンランプ等の負荷を長期にわたって駆動することがで
きる。 請求項３に記載の直流電源装置においては、整流形態
の切り替えを電子的に行なうため、長期にわたって安定
して使用することができる。
うな効果がある。 請求項１に記載の直流電源装置においては、一切の手
動切り替え操作を行うことなく、世界各国のそれぞれ異
なる商用交流電圧に対して入力電圧の値を確実に検出す
ることができ、しかも入力電圧値の違いに対応して、負
荷に必要な直流電圧を出力することができる。そして、
商用交流電圧の異なる国別に製品管理を行うといった面
倒な作業を撤廃することができる。 請求項２に記載の直流電源装置においては、整流形態
の切り替え時点で急峻な過電圧によって断線し易いハロ
ゲンランプ等の負荷を長期にわたって駆動することがで
きる。 請求項３に記載の直流電源装置においては、整流形態
の切り替えを電子的に行なうため、長期にわたって安定
して使用することができる。
第１図は本発明の直流電源装置の一実施例を示す回路
図、第２図はその動作を説明するための波形図である。 1A,1B……入力端子 ２……整流回路 ３……負荷 ４……入力電圧検出回路 ５……整流形態切り替え回路 40……第１の整流回路 41……第２の整流回路 50……自動電圧調整装置 51……第１のソリッドステートリレー 52……第１のソリッドステートリレー 53……タイマ 54……アンドゲート PC1,PC2……フォトカプラ SCR……サイリスタ C4……コンデンサ Dz……定電圧ダイオード
図、第２図はその動作を説明するための波形図である。 1A,1B……入力端子 ２……整流回路 ３……負荷 ４……入力電圧検出回路 ５……整流形態切り替え回路 40……第１の整流回路 41……第２の整流回路 50……自動電圧調整装置 51……第１のソリッドステートリレー 52……第１のソリッドステートリレー 53……タイマ 54……アンドゲート PC1,PC2……フォトカプラ SCR……サイリスタ C4……コンデンサ Dz……定電圧ダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】電圧値の異なる複数の交流電圧のいずれか
１つが入力される入力端子と， 前記入力端子から入力された交流電圧を全波整流又は倍
電圧整流し、その整流出力電圧を負荷に供給する整流回
路と， 前記入力端子から入力された交流電圧の電圧値を半周期
毎に検出し、該入力端子から入力された交流電圧が所定
電圧値以上の時は前記整流回路を全波整流とする整流形
態切り替え指示信号を出力する入力電圧検出回路と， 前記入力電圧検出回路から整流形態切り替え指示信号が
入力されていない時は一定時間の時定数素子を備えたス
イッチング素子を用いたタイマ手段によって一定時間経
過後に前記整流回路を倍電圧整流状態に切り替え、前記
入力電圧検出回路から整流形態切り替え指示信号の入力
と共に前記整流回路を倍電圧整流状態に切り替える整流
形態切り替え回路と， を備えてなる直流電源装置。 - 【請求項２】前記整流形態切り替え回路は、前記交流電
圧の振幅が零になるゼロクロス点で前記整流回路の整流
形態を切り替えることを特徴とする請求項１記載の直流
電源装置。 - 【請求項３】前記入力電圧検出回路は、前記交流電圧を
整流して制御用の直流電圧を生成する整流回路と、この
整流回路から出力される制御用の直流電圧によって充電
されるコンデンサと、このコンデンサの充電電圧が前記
所定電圧に対応した電圧値以上になったときに降伏する
定電圧ダイオードと、この定電圧ダイオードの降伏電流
によって導通するサイリスタと、このサイリスタの陽極
と陰極間に流れる電流によって駆動され、該電流が流れ
ている間前記整流形態切り替え指示信号を出力するフォ
トカプラと、前記コンデンサの充電電圧を前記交流電圧
の半周期毎に放電させる放電回路とから成ることを特徴
とする請求項１記載の直流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17213790A JP2928945B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17213790A JP2928945B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 直流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469065A JPH0469065A (ja) | 1992-03-04 |
| JP2928945B2 true JP2928945B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15936254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17213790A Expired - Fee Related JP2928945B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928945B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17213790A patent/JP2928945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469065A (ja) | 1992-03-04 |
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