JP3209327B2 - 電源装置の交流入力電圧監視回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、交流１００ボル
ト系／２００ボルト系共用電源装置等のように電圧の異
なる複数系統の交流電源で動作することのできる電源装
置の交流入力電圧監視回路に係り、詳しくは、交流電源
の電圧に対応して交流入力電圧の監視条件を自動切替で
きるようにした電源装置の交流入力電圧監視回路に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の電源装置の回路構成図であ
る。従来の電源装置１００は、電源変換装置１１０と交
流入力電圧監視回路１２０とからなる。電源変換装置１
１０は、交流電源入力端子１０１，１０２に供給される
交流電源１０３を整流・平滑した後に電圧変換，電圧安
定化等を行なって、出力端子１０４，１０５に所定電圧
の直流電圧を出力する。電源変換装置１１０は、交流電
源１０３の電源電圧が１００ボルトでも２００ボルトで
も動作できるよう構成されている。

【０００３】交流入力電圧監視回路１２０は、交流入力
電圧検出回路１４０と監視部１３０とからなる。交流入
力電圧監視回路１２０は、交流電源入力端子１０１，１
０２に供給される交流電源１０３の電圧を常時監視して
おり、交流電源１０３の電圧異常や瞬断，停電等が検出
された場合は、検出された異常の内容に応じた各種の異
常情報を出力することで、警報等を発生させる。

【０００４】交流入力電圧検出回路１４０は、交流電源
１０３を全波整流して脈流信号を出力するダイオードブ
リッジ回路１４１と、脈流信号を分圧する分圧回路を構
成する３個の抵抗１４２，１４３，１４４と、分圧回路
の分圧比を切り替えることで交流電源電圧の検出レベル
を切り替える検出レベル切替スイッチ１４５と、分圧さ
れた電圧ＶＲが基準電圧（例えば２．５ボルト）を超え
た場合にはカソード端子Ｋ−アノード端子Ａ間が導通状
態となるシャントレギュレータ１４６と、シャントレギ
ュレータ１４６のオン／オフ状態を光結合で伝達するフ
ォトカプラ１４７と、フォトカプラ１４７の出力信号を
波形整形して入力電圧検出信号１４０ａを出力する電圧
比較器１４８と、直流電源１４９と、周辺回路とからな
る。

【０００５】図６はシャントレギュレータの等化回路図
である。シャントレギュレータ１４６は、バンドギャッ
プレファレンスを利用して基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば
２．５ボルト）を発生する基準電圧回路１４６ａと、基
準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボルト）とレファレンス
入力端子Ｒに供給される電圧ＶＲとを比較する比較器１
４６ｂと、比較器１４６ｂの出力によって駆動されるＮ
ＰＮトランジスタ１４６ｃとからなる。ＮＰＮトランジ
スタ１４５ｂのコレクタはカソード端子Ｋへ接続され、
ＮＰＮトランジスタ１４５ｂのエミッタはアノード端子
Ａへ接続されている。

【０００６】図５に示した検出レベル切替スイッチ１４
５が１００ボルト側（図示の実線側）に設定された状態
では、脈流信号を抵抗１４２と２個の抵抗１４３，１４
４の直列回路とで分圧して得た電圧ＶＲが、シャントレ
ギュレータ１４６のレファレンス入力端子Ｒに供給され
る。この状態では、交流電源１０３の電圧が例えば８０
ボルト以上であれば、分圧電圧ＶＲが基準電圧Ｖｒｅｆ
（例えば２．５ボルト）を超えるように分圧回路の分圧
比が設定されている。したがって、交流電源１０３の電
圧が１００ボルトである場合、交流電源１０３の電圧が
例えば８０ボルトを超えている期間に亘ってシャントレ
ギュレータ１４６がオン状態となる。

【０００７】検出レベル切替スイッチ１４５が２００ボ
ルト側（図示の点線側）に設定された状態では、検出レ
ベル切替スイッチ１４５によって抵抗１４４が短絡され
るため、脈流信号を抵抗１４２と抵抗１４３とで分圧し
て得た電圧ＶＲが、シャントレギュレータ１４６のレフ
ァレンス入力端子Ｒに供給される。この状態では、交流
電源５の電圧が例えば１６０ボルト以上であれば、分圧
電圧ＶＲが基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボルト）を
超えるように分圧回路の分圧比が設定されている。した
がって、交流電源１０３の電圧が２００ボルトである場
合、交流電源１０３の電圧が例えば１６０ボルトを超え
ている期間に亘ってシャントレギュレータ１４６がオン
状態となる。

【０００８】シャントレギュレータ１４６がオン状態に
なると、電流制限抵抗１４９を介してフォトダイオード
１４７ａに電流が供給され、フォトダイオード１４７ａ
が発光し、フォトダイオード１４７ａに光結合されたフ
ォトトランジスタ１４７ｂが導通する。ダイオードブリ
ッジ回路１４１の出力（脈流信号）を電流制限抵抗１５
０と定電圧ダイオード１５１とを直列接続した簡易定電
圧回路へ供給することで、定電圧ダイオード１５１の両
端に定電圧ダイオード１５１の降伏電圧に基づく電圧
（例えば５ボルト）を発生させ、この電圧を抵抗１４
９，フォトダイオード１４７ａを介してシャントレギュ
レータ１４５のカソードＫへ供給する回路構成としてい
る。このような構成とすることで、高電圧である脈流信
号がフォトダイオード１４６ａならびにシャントレギュ
レータ１４５に印加されるのを防止している。なお、抵
抗１４９を設けない構成としてもよい。抵抗１４９を設
けない構成の場合、フォトダイオード１４７ａに流れる
電流は抵抗１５０によって制限されるが、抵抗１５０に
は脈流信号が印加されているので、フォトダイオード１
４７ａに流れる電流は脈流信号の電圧変化に対応して変
化することになる。

【０００９】フォトトランジスタ１４７ｂのコレクタは
負荷抵抗１５１を介して直流電源１５０の正極側へ接続
され、フォトトランジスタ１４７ｂのエミッタは直流電
源１５０の負極側へ接続される。フォトトランジスタ１
４７ｂのコレクタ側出力電圧は電圧比較器１４８の比較
電圧入力端子（＋）へ供給される。抵抗１５２と抵抗１
５３とで波形整形用のしきい値電圧を発生させる分圧回
路を構成している。直流電源１５０の電源電圧（例えば
１２ボルト）を抵抗１５２と抵抗１５３とによって分圧
して得たしきい値電圧（例えば６ボルト）を、電圧比較
器１４８の基準電圧入力端子（−）へ供給している。電
圧比較器１４８は、フォトトランジスタ１４７ｂのコレ
クタ電圧がしきい値電圧を超えた場合はＬレベルの出力
を発生し、フォトトランジスタ１４７ｂのコレクタ電圧
がしきい値電圧を以下の場合はＨレベルの出力を発生す
る。電圧比較器１４８の出力は、入力電圧検出信号１４
０ａとして監視部１３０へ供給される。

【００１０】図７は交流入力電圧検出回路の動作を示す
波形図である。図７（ａ）は分圧電圧ＶＲを、図７
（ｂ）はフォトトランジスタ１４７ｂのコレクタ電圧
を、図７（ｃ）は入力電圧検出信号１４０ａを示してい
る。交流電源１０３の電源電圧が１００ボルトあって検
出レベル切替スイッチ１４５が１００ボルト側へ切り替
えられている場合、図７（ａ）に示すように、分圧電圧
ＶＲの最大値は基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボル
ト）を超えるので、分圧電圧ＶＲが基準電圧Ｖｒｅｆ
（例えば２．５ボルト）を超えている期間はシャントレ
ギュレータ１４６が導通状態になる。交流電源１０３の
電源電圧が２００ボルトあって検出レベル切替スイッチ
１４５が２００ボルト側へ切り替えられている場合も同
様である。

【００１１】シャントレギュレータ１４６が導通状態に
なると、フォトダイオード１４７ａに電流が供給されて
フォトダイオード１４７ａが発光し、その発光信号に基
づいてフォトトランジスタ１４７ｂが導通状態となるの
で、フォトトランジスタ１４７ｂのコレクタ電圧は、図
７（ｂ）に示すように、直流電源１４９の電源電圧レベ
ル（例えば１２Ｖ）からほぼ０ボルトになる。電圧比較
器１４８は、フォトトランジスタ１４７ｂのコレクタ電
圧波形を波形整形するとともにフォトトランジスタ１４
７ｂのコレクタ電圧波形を反転させた信号を入力電圧検
出信号１４０ａとして出力する。

【００１２】交流電源の電圧が増加すると分圧電圧ＶＲ
が基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボルト）を超えてい
る期間が長くなり、図７（ｃ）に示した入力電圧検出信
号１４０ａのＨレベルのパルス幅は長くなる。交流電源
の電圧が低下すると分圧電圧ＶＲが基準電圧Ｖｒｅｆ
（例えば２．５ボルト）を超えている期間が短くなり、
図７（ｃ）に示した入力電圧検出信号１４０ａのＨレベ
ルのパルス幅は短くなる。交流電源の電圧がさらに低下
（例えば公称電圧の２０パーセント以上低下）すると、
分圧電圧ＶＲは基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボル
ト）以下になり、入力電圧検出信号１４０ａはＬレベル
のままとなる。

【００１３】監視部１３０は、図７（ｃ）に示した入力
電圧検出信号１４０ａのパルス周期に基づいて交流電源
の周波数変動を監視し、周波数変動が周波数変動許容範
囲を超えた場合は周波数異常警報を発生させる。監視部
１３０は、入力電圧検出信号１４０ａのＨレベルの時間
（パルス幅）に基づいて交流電源の電圧変動を監視し、
電圧変動が電圧変動許容範囲（例えば公称電圧の±１０
パーセント）を超えた場合は電圧変動警報を発生させ
る。監視部１３０は、Ｈレベルのパルスが短時間（例え
ば交流電源の数サイクル以内）に亘って欠落した場合は
電源瞬断が発生しているものと判断し、電源瞬断の頻度
が高い場合には電源瞬断警報を発生させる。監視部１３
０は、Ｈレベルのパルスが長時間（例えば交流電源の数
サイクル以上）に亘って欠落した場合は停電と判断し、
停電警報を発生させる。なお、予備電源を備える電源装
置において、監視部１３０は、停電と判断した際に予備
電源への切り替え制御を行なう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電源
装置では、交流電源１０３の電源電圧に対応して検出レ
ベル切替スイッチ１４５を１００ボルト側または２００
ボルト側へ切り替えることで、交流電源１０３の電源電
圧に対応して検出レベルを設定している。しかしなが
ら、電源電圧に対応して検出レベルを手動で設定する操
作が煩わしいとともに、設定が正常になされていない場
合には交流電源電圧の検出が正常に行なわれないという
問題がある。例えば、交流電源の電圧が２００ボルトで
あるのに対して、検出レベル切替スイッチ１４５が１０
０ボルト側に設定されていた場合、交流電源が公称電圧
に対して所定比率（例えば２０パーセント）以上低下し
ても入力電圧検出信号１４０ａはＬレベルにならないた
め、停電検出が正常にできない。また、交流電源の電圧
が１００ボルトであるのに対して、検出レベル切替スイ
ッチ１４５が２００ボルト側に設定されていた場合、電
圧検出信号１４０ａはＬレベルとなるので停電状態と判
断されてしまう。

【００１５】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、交流１００ボルト系／２００ボルト系
共用電源装置等のように電圧の異なる複数系統の交流電
源で動作することのできる電源装置において、交流電源
電圧の検出レベルの手動設定を不要にし、電源装置に供
給されている交流電源電圧に対応した電圧検出信号が得
られるようにした電源装置の交流入力電圧監視回路を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電源装置の交流入力電圧監視回路は、交
流電源を整流して得た脈流信号の電圧が高圧受電時の停
電検出電圧を超えている間は高圧電圧検出信号を出力す
る高圧用電圧検出部と、交流電源を整流して得た脈流信
号の電圧が低圧受電時の停電検出電圧を超えている間は
低圧電圧検出信号を出力する低圧用電圧検出部と、予め
設定した時間の間に前記高圧電圧検出信号が順次供給さ
れている間は前記高圧電圧検出信号を選択出力し、前記
高圧電圧検出信号が供給されない場合には前記低圧電圧
検出信号を選択出力し、ならびに前記高圧電圧検出信号
が供給されない状態になった時点から予め設定した時間
が経過した時点で、前記高圧電圧検出信号から前記低圧
電圧検出信号へ出力を切り替える電圧検出信号選択切替
回路とを備えたことを特徴とする。

【００１７】高圧用電圧検出部は、交流電源を整流して
得た脈流信号の電圧が高圧受電時の停電検出電圧を超え
ている間は高圧電圧検出信号を出力する。

【００１８】低圧用電圧検出部は、脈流信号の電圧が低
圧受電時の停電検出電圧を超えている間は低圧電圧検出
信号を出力する。電圧検出信号選択切替回路は、高圧電
圧検出信号が供給されている場合は、高圧電圧検出信号
を出力する。

【００１９】電圧検出信号選択切替回路は、高圧電圧検
出信号が供給されていない場合は、低圧電圧検出信号を
出力する。よって、高圧受電時には高圧電圧検出信号が
出力され、低圧受電時には低圧電圧検出信号が出力され
る。これにより、電源装置に供給されている交流電源電
圧に対応した電圧検出信号が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は電源装置の交流入力電
圧監視回路の回路構成図である。図１に示す電源装置１
は、電源変換装置１０と、交流入力電圧監視回路２０と
からなる。電源変換装置１０は、交流電源入力端子１
１，１２に供給される交流電源１３を整流・平滑した後
に電圧変換・電圧安定化等を行なって、出力端子１４，
１５に所定電圧の直流電圧を出力する。電源変換装置１
１は、交流電源１３の電源電圧が１００ボルトでも２０
０ボルトでも動作できるよう構成している。交流入力電
圧監視回路２０は、監視部３０と、交流入力電圧検出回
路４０とからなる。

【００２１】交流入力電圧検出回路４０は、ダイオード
ブリッジ回路４１と、電源回路４２と、高圧系受電検出
部４３と、停電検出条件切替部４４と、停電情報伝達回
路４５と、シャントレギュレータ４６と、入力電圧情報
伝達回路４７とを備える。ダイオードブリッジ回路４１
は、電源変換装置１０に供給されている交流電源１３を
全波整流して脈流信号を出力する。なお、このダイオー
ドブリッジ回路４１としては、電源変換装置１０内のダ
イオードブリッジ回路を兼用してもよい。電源回路４２
は、ダイオードブリッジ回路４１の出力側に接続され
る。電源回路４２は、電流制限抵抗Ｒ１と定電圧ダイオ
ードＤ１との直列回路と、定電圧ダイオードＤ１に並列
に接続された電源安定化用コンデンサＣ１とからなる。
電源回路４２は、定電圧ダイオードＤ１の降伏電圧で定
まる電圧で安定化された直流電源（例えば５ボルト）を
生成して出力する。

【００２２】高圧系受電検出部４３は、電流制限抵抗Ｒ
２と高圧系受電検出用定電圧ダイオードＤ２とゲート用
電源生成用定電圧ダイオードＤ３との直列回路と、ゲー
ト用電源生成用定電圧ダイオードＤ３に並列に接続され
た電源安定化用コンデンサＣ２とからなる。高圧系受電
検出部４３は、ダイオードブリッジ回路４１の出力側に
接続される。高圧系受電検出用定電圧ダイオードＤ２
は、降伏電圧が１８０ボルト程度のものを用いている。
高圧系受電検出部４３は、交流電源１３の電源電圧が約
１３０ボルト以上である場合に、電流制限抵抗Ｒ２と高
圧系受電検出用定電圧ダイオードＤ２とゲート用電源生
成用定電圧ダイオードＤ３との直列回路に電流が流れ、
ゲート用電源生成用定電圧ダイオードＤ３の降伏電圧で
定まる電圧で安定化されたゲート用電源（例えば５ボル
ト）を出力する。すなわち、高圧系受電検出部４３は、
交流電源１３の電源電圧が２００ボルト系である場合に
のみゲート用電源（例えば５ボルト）を出力する。

【００２３】停電検出条件切替部４４は、脈流信号の分
圧回路を構成する３個の抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５と、抵抗
Ｒ５を短絡することで分圧比を変更するためのＮチャネ
ルエンハンスメント形ＭＯＳ電界効果トランジスタＱ１
と、ゲート抵抗Ｒ６と、ゲート−ソース間抵抗Ｒ７とを
備える。電界効果トランジスタＱ１のドレインは抵抗Ｒ
４と抵抗Ｒ５との接続点に接続され、電界効果トランジ
スタＱ１のソースは抵抗Ｒ５の他端に接続される。電界
効果トランジスタＱ１の代りにＮＰＮトランジスタを用
いてもよい。高圧系受電検出部４３の出力であるゲート
用電源はゲート抵抗Ｒ６を介して電界効果トランジスタ
Ｑ１のゲートへ供給される。

【００２４】交流電源１３の電源電圧が１００ボルト系
である場合、高圧系受電検出部４３からゲート用電源が
供給されないので、電界効果トランジスタＱ１はオフ状
態である。この状態では、脈流信号を抵抗Ｒ３と２個の
抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列回路とで分圧して得た電圧ＶＲ
が、シャントレギュレータ４６のレファレンス入力端子
Ｒに供給される。この状態では、交流電源５の電圧が例
えば８０ボルト以上であれば、分圧電圧ＶＲがシャント
レギュレータ４６の基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボ
ルト）を超えるように分圧回路の分圧比が設定されてい
る。したがって、交流電源１３の電圧が１００ボルトで
ある場合、交流電源１３の電圧が例えば８０ボルトを超
えている期間に亘ってシャントレギュレータ４６がオン
状態となる。

【００２５】交流電源１３の電源電圧が２００ボルト系
である場合、高圧系受電検出部４３からゲート用電源が
供給されるので、電界効果トランジスタＱ１はオン状態
となる。電界効果トランジスタＱ１がオン状態になるこ
とで抵抗Ｒ５が短絡される。この状態では、脈流信号を
抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とで分圧して得た電圧ＶＲが、シャ
ントレギュレータ４６のレファレンス入力端子Ｒに供給
される。この状態では、交流電源１３の電圧が例えば１
６０ボルト以上であれば、分圧電圧ＶＲがシャントレギ
ュレータ４６の基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボル
ト）を超えるように分圧回路の分圧比が設定されてい
る。したがって、交流電源１３の電圧が２００ボルトで
ある場合、交流電源１０３の電圧が例えば１６０ボルト
を超えている期間に亘ってシャントレギュレータ４６が
オン状態となる。

【００２６】停電情報伝達回路４５は、フォトカプラＰ
Ｃ１と、フォトダイオードＰＤ１に流れる電流を制限す
るための電流制限抵抗Ｒ８と、フォトトランジスタＰＴ
１のコレクタ負荷抵抗Ｒ９と、反転出力型のシュミット
トリガ回路Ｇ１とからなる。電源回路４２で生成した直
流電源が電流制限抵抗Ｒ８を介してフォトダイオードＰ
Ｄ１のアノードに供給される。フォトダイオードＰＤ１
のカソードはシャントレギュレータ４６のカソードに接
続される。フォトトランジスタＰＴ１のコレクタはコレ
クタ負荷抵抗Ｒ９を介して図示しない直流電源の正極側
ＶＣＣへ接続される。フォトトランジスタＰＴ１のコレ
クタはシュミットトリガ回路Ｇ１の入力端子へ接続され
る。フォトトランジスタＰＴ１のエミッタは図示しない
直流電源の負極側（ＧＮＤ）へ接続される。停電情報伝
達回路４５は、シャントレギュレータ４６がオン状態の
ときにＨレベルとなる入力電圧検出信号４５ａを出力す
る。入力電圧検出信号４５ａは監視部３０へ供給され
る。

【００２７】入力電圧情報伝達回路４７は、フォトカプ
ラＰＣ２と、フォトダイオードＰＤ２に流れる電流を制
限するための電流制限抵抗Ｒ１０と、フォトトランジス
タＰＴ１のコレクタ負荷抵抗Ｒ１１と、反転出力型のシ
ュミットトリガ回路Ｇ２と、Ｎチャネルエンハンスメン
ト形ＭＯＳ電界効果トランジスタＱ２と、ゲート抵抗Ｒ
１２と、ゲート−エミッタ間抵抗Ｒ１３とからなる。電
源回路４２で生成した直流電源が電流制限抵抗Ｒ１０を
介してフォトダイオードＰＤ２のアノードに供給され
る。フォトダイオードＰＤ２のカソードは電界効果トラ
ンジスタＱ２のドレインに接続される。フォトトランジ
スタＰＴ２のコレクタはコレクタ負荷抵抗Ｒ１１を介し
て図示しない直流電源の正極側ＶＣＣへ接続される。フ
ォトトランジスタＰＴ２のコレクタはシュミットトリガ
回路Ｇ２の入力端子へ接続される。フォトトランジスタ
ＰＴ２のエミッタは図示しない直流電源の負極側（ＧＮ
Ｄ）へ接続される。高圧系受電検出部４３の出力である
ゲート用電源はゲート抵抗Ｒ１２を介して電界効果トラ
ンジスタＱ２のゲートへ供給される。なお、電界効果ト
ランジスタＱ２の代りにＮＰＮトランジスタを用いても
よい。

【００２８】交流電源１３の電源電圧が２００ボルト系
である場合、高圧系受電検出部４３からゲート用電源が
供給されるので、電界効果トランジスタＱ１はオン状態
となり、フォトダイオードＰＤ２に電流が供給されフォ
トダイオードＰＤ２が発光する。フォトダイオードＰＤ
２の発光によってフォトトランジスタＰＴ２がオン状態
となり、反転出力型のシュミットトリガ回路Ｇ２を介し
てＨレベルの入力電圧種別信号４７ａが出力される。交
流電源１３の電源電圧が１００ボルト系である場合は、
Ｌレベルの入力電圧種別信号４７ａが出力される。入力
電圧種別信号４７ａは監視部３０へ供給される。

【００２９】監視部３０は、入力電圧検出信号４５ａの
パルス周期に基づいて交流電源の周波数変動を監視し、
周波数変動が周波数変動許容範囲を超えた場合は周波数
異常警報を発生させる。監視部３０は、入力電圧検出信
号４５ａのＨレベルの時間（パルス幅）に基づいて交流
電源の電圧変動を監視し、電圧変動が電圧変動許容範囲
（例えば公称電圧の±１０パーセント）を超えた場合は
電圧変動警報を発生させる。監視部３０は、Ｈレベルの
パルスが短時間（例えば交流電源の数サイクル以内）に
亘って欠落した場合は電源瞬断が発生しているものと判
断し、電源瞬断の頻度が高い場合には電源瞬断警報を発
生させる。監視部３０は、Ｈレベルのパルスが長時間
（例えば交流電源の数サイクル以上）に亘って欠落した
場合は停電と判断し、停電警報を発生させる。なお、予
備電源を備える電源装置において、監視部３０は、停電
と判断した際に予備電源への切り替え制御を行なう。監
視部３０は、入力電圧種別信号４７ａに基づいて電源装
置１に供給されている電源１３の電圧を識別し、入力電
圧情報を出力して図示しない表示装置等に受電電圧また
は高圧系／低圧系の種別を表示させる。

【００３０】以上の構成であるから図１に示した交流入
力電圧監視回路２０は、高圧系受電検出部４３の検出出
力に基づいて停電検出条件切替部４４内の分圧回路の分
圧比を自動設定することができる。図２は交流入力電圧
検出回路の他の構成例を示す回路構成図である。図２に
示す交流入力電圧検出回路５０は、ダイオードブリッジ
回路５１と、低圧用電圧検出部５２と、高圧用電圧検出
部５３と、電圧検出信号選択切替部５４と、各電圧検出
部５２，５３の負荷抵抗（プルアップ抵抗）Ｒ５１，Ｒ
５２と、各電圧検出部５２，５３の出力信号を波形整形
するためのシュミットトリガ回路Ｇ５１，Ｇ５２とから
なる。ダイオードブリッジ回路は、交流電源を全波整流
した脈流信号を出力する。脈流信号は、各電圧検出部５
２，５３へ供給される。

【００３１】低圧用電圧検出部５２は、フォトダイオー
ドに供給する電流を制限する電流制限抵抗Ｒ２１と、フ
ォトダイオードならびにシャントレギュレータＱ２１側
へ供給される電圧の上限を制限するための定電圧ダイオ
ードＤ２１と、脈流信号の分圧回路を構成する２個の抵
抗Ｒ２２，Ｒ２３と、シャントレギュレータＱ２１と、
フォトカプラＰＣ３とを備える。低圧用電圧検出部５２
は、交流電源の電圧が例えば８０ボルト以上であれば、
分圧電圧ＶＲがシャントレギュレータＱ２１の基準電圧
Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボルト）を超えるように分圧回
路の分圧比が設定されている。したがって、交流電源の
電圧が例えば８０ボルトを超えている期間に亘ってシャ
ントレギュレータＱ２１がオン状態となる。シャントレ
ギュレータＱ２１がオン状態になるとフォトダイオード
が発光し、フォトトランジスタがオン状態になる。これ
により、商用電源の電圧が低圧用停電検出レベル（例え
ば８０ボルト）を超えている間はＬレベルとなる低圧電
圧検出信号５２ａが出力される。

【００３２】高圧用電圧検出部５３は、フォトダイオー
ドに供給する電流を制限する電流制限抵抗Ｒ３１と、フ
ォトダイオードならびにシャントレギュレータＱ３１側
へ供給される電圧の上限を制限するための定電圧ダイオ
ードＤ３１と、脈流信号の分圧回路を構成する２個の抵
抗Ｒ３２，Ｒ３３と、シャントレギュレータＱ３１と、
フォトカプラＰＣ４とを備える。高圧用電圧検出部５３
は、交流電源の電圧が例えば１６０ボルト以上であれ
ば、分圧電圧ＶＲがシャントレギュレータＱ２１の基準
電圧Ｖｒｅｆ（例えば２．５ボルト）を超えるように分
圧回路の分圧比が設定されている。したがって、交流電
源の電圧が例えば１６０ボルトを超えている期間に亘っ
てシャントレギュレータＱ３１がオン状態となる。シャ
ントレギュレータＱ３１がオン状態になるとフォトダイ
オードが発光し、フォトトランジスタがオン状態にな
る。これにより、商用電源の電圧が高圧用停電検出レベ
ル（例えば１６０ボルト）を超えている間はＬレベルと
なる高圧電圧検出信号５３ａが出力される。

【００３３】低圧電圧検出信号５２ａは、シュミットト
リガ回路Ｇ５１を介して波形整形されるとともに論理レ
ベルが反転される。論理レベルが反転された低圧電圧検
出信号５２ｂは電圧検出信号選択切替回路５４へ供給さ
れる。高圧電圧検出信号５３ａは、シュミットトリガ回
路Ｇ５２を介して波形整形されるとともに論理レベルが
反転される。論理レベルが反転された高圧電圧検出信号
５３ｂは電圧検出信号選択切替回路５４へ供給される。
なお、各シュミットトリガ回路Ｇ５１，Ｇ５２は設けな
いでもよい。

【００３４】電圧検出信号選択切替回路５４は、リトリ
ガブル型のモノマルチバイブレータ（ＭＭ）５５と、ス
イッチ回路５６とを備える。モノマルチバイブレータ
（ＭＭ）５５は、論理レベルが反転された高圧電圧検出
信号５３ｂの立上がり時点から予め設定した時間（例え
ば数１００ミリ秒〜数秒）の間、Ｈレベルの出力信号５
５ａを発生する。したがって、予め設定した時間（例え
ば数１００ミリ秒〜数秒）の間に高圧電圧検出信号５３
ｂが順次供給されている間は、モノマルチバイブレータ
（ＭＭ）５５の出力信号５５ａはＨレベルに保持され
る。高圧電圧検出信号５３ｂが供給されない場合、なら
びに、高圧電圧検出信号５３ｂが供給さている状態から
供給されない状態になった時点から予め設定した時間
（例えば数１００ミリ秒〜数秒）が経過した場合、モノ
マルチバイブレータ（ＭＭ）５５の出力信号５５ａはＬ
レベルになる。モノマルチバイブレータ（ＭＭ）５５の
出力信号５５ａは、スイッチ回路５６へ供給されるとと
もに、入力電圧種別信号４７ａとして出力される。交流
電源の電源電圧が高圧系（例えば２００ボルト系）であ
る場合、入力電圧種別信号４７ａはＨレベルとなる。交
流電源の電源電圧が低圧系（例えば１００ボルト系）で
ある場合、入力電圧種別信号４７ａはＬレベルとなる。

【００３５】スイッチ回路５６は、モノマルチバイブレ
ータ（ＭＭ）５５の出力信号５５ａがＬレベルの場合は
低圧電圧検出信号５２ｂを選択して、選択した低圧電圧
検出信号５２ｂを入力電圧検出信号４５ａとして出力す
る。スイッチ回路５６は、モノマルチバイブレータ（Ｍ
Ｍ）５５の出力信号５５ａがＨレベルの場合は高圧電圧
検出信号５３ｂを選択して、選択した高圧電圧検出信号
５３ｂを入力電圧検出信号４５ａとして出力する。スイ
ッチ回路５６は、２個のアンドゲートとオアゲートとイ
ンバータを組み合わせて構成することができる。また、
スイッチ回路５６は、マルチプレクサ回路を利用して構
成することができる。

【００３６】以上の構成であるから図２に示した交流入
力電圧回路５０は、交流電源の電源電圧が高圧系（例え
ば２００ボルト系）である場合には、高圧用電圧検出部
５３で検出された高圧電圧検出信号５３ａ，５３ｂが選
択されて入力電圧検出信号４５ａとして出力され、交流
電源の電源電圧が低圧系（例えば１００ボルト系）であ
る場合には、低圧用電圧検出部５２で検出された低圧電
圧検出信号５２ａ，５２ｂが選択されて入力電圧検出信
号４５ａとして出力される。よって、交流電源の電源電
圧に対応した入力電圧検出動作がなされる。

【００３７】なお、図２に示した交流入力電圧検出回路
５０は、モノマルチバイブレータ（ＭＭ）５５を用いる
ことで電源電圧が高圧系から低圧系へ変更になった際に
も高圧電圧検出信号から低圧電圧検出信号への自動切替
が可能な構成を示したが、モノマルチバイブレータ（Ｍ
Ｍ）５５の代りにセット−リセット型のフリップフロッ
プ回路等を用いて高圧系が給電されたことを記憶する構
成としてもよい。

【００３８】図３は交流入力電圧検出回路のさらに他の
構成例を示す回路構成図である。図３に示す交流入力電
圧検出回路６０は、フォトカプラＰＣ５を利用して低圧
電圧検出信号５２ａのスイッチ回路を構成し、フォトカ
プラＰＣ６を利用して高圧電圧検出信号５３ａのスイッ
チ回路を構成している。そして、高圧用電圧検出部５３
の出力信号である高圧電圧検出信号５３ａがＬレベルに
なったことを電圧比較器６１で検出して、サイリスタＳ
ＣＲを導通させることで、フォトカプラＰＣ６を用いて
構成した高圧電圧検出信号５３ａのスイッチ回路をオン
状態にするとともに、フォトカプラＰＣ５を用いて構成
した低圧電圧検出信号５２ａのスイッチ回路をオフ状態
に制御するようにしている。

【００３９】初期状態において、サイリスタＳＣＲは非
導通状態にある。このため、直流電源ＶＢ（１２ボル
ト）−電流制限抵抗Ｒ６１−フォトカプラＰＣ６のフォ
トダイオード−サイリスタＳＣＲの経路に電流は供給さ
れず、フォトカプラＰＣ６のフォトトランジスタはオフ
状態である。フォトカプラＰＣ６のフォトダイオードに
並列に接続した抵抗Ｒ６２は、暗電流等によってフォト
ダイオードが発光するのを防止するためのものである。

【００４０】サイリスタＳＣＲが非導通状態にあるとき
は、直流電源ＶＢ（１２ボルト）−電流制限抵抗Ｒ６３
−フォトカプラＰＣ５のフォトダイオード−定電圧ダイ
オードＤ６１の経路で電流が供給される。これにより、
フォトカプラＰＣ５フォトトランジスタは導通状態とな
り、低圧用電圧検出部５２の出力である低圧電圧検出信
号５２ａは、フォトカプラＰＣ５のフォトトランジスタ
を介して波形整形用電圧比較器６２の入力端子（−）へ
供給される。フォトカプラＰＣ５のフォトダイオードに
並列に接続した抵抗Ｒ６４は、暗電流等によってフォト
ダイオードが発光するのを防止するためのものである。
定電圧ダイオードＤ６１は降伏電圧が４ボルト程度のも
のを用いている。

【００４１】各フォトカプラＰＣ５，ＰＣ６のフォトト
ランジスタのコレクタは共通接続され、コレクタ負荷抵
抗Ｒ６５を介して６ボルト系電源へ接続されるととも
に、波形整形用電圧比較器６２の入力端子（−）へ接続
される。ブリーダ抵抗Ｒ６５と定電圧ダイオードＤ６２
とを直列接続して構成した簡易定電圧回路に直流電源Ｖ
Ｂ（１２ボルト）を供給し、定電圧ダイオードＤ６２の
両端から６ボルト系電源を得るようにしている。さら
に、６ボルト系電源を抵抗６７と抵抗６８とで分圧し
て、各電圧比較器６１，６２の基準電圧（４ボルト）を
生成している。基準電圧（４ボルト）は、各電圧比較器
６１，６２の基準電圧入力端子（＋）へ供給される。

【００４２】高圧用電圧検出部５３の出力端子（フォト
カプラＰＣ４のフォトトランジスタのコレクタ）は、コ
レクタ負荷抵抗Ｒ６９を介して６ボルト系電源へ接続さ
れるとともに、フォトカプラＰＣ５のフォトトランジス
タのエミッタ側、ならびに、電圧比較器６１の入力端子
（−）へ接続される。高圧用電圧検出部５３の出力であ
る高圧電圧検出信号５３ａがＨレベル（高圧系の交流電
源が供給されていない状態）のとき、電圧比較器６１の
出力はＬレベル（グランド電圧）にある。

【００４３】電圧比較器６１の出力抵抗Ｒ７０の抵抗値
は、一端が直流電源ＶＢ（１２ボルト）へ接続された抵
抗Ｒ７１の抵抗値よりも小さく設定している。したがっ
て、電圧比較器６１の出力がＬレベル（グランド電圧）
のときは、各抵抗Ｒ７０，Ｒ７１の接続点の電位はほぼ
グランド電圧となる。高圧系の交流電源が供給されてい
る場合は、高圧用電圧検出部５３からＬレベルのパルス
信号（高圧用電圧検出信号）５３ａが出力される。電圧
比較器６１は、高圧用電圧検出信号５３ａが基準電圧
（４ボルト）以下になると、出力端子ＯからＨレベルの
信号を出力する。したがって、高圧用電圧検出部５３か
らＬレベルのパルス信号（高圧用電圧検出信号）５３ａ
に対応して、電圧比較器６１からＨレベルの信号が出力
される。

【００４４】このＨレベルの出力によって、各抵抗Ｒ７
０，Ｒ７１の接続点とグランドとの間に介設されたコン
デンサＣ７１が充電される。コンデンサＣ７１端の電圧
が定電圧ダイオードＤ６３の降伏電圧を超えると、定電
圧ダイオードＤ６３を介してサイリスタＳＣＲのゲート
にゲートトリガ信号が供給され、サイリスタＳＣＲが導
通状態になる。なお、サイリスタＳＣＲのゲートとカソ
ード（グランド）との間に並列に接続された抵抗Ｒ７
２、ならびに、コンデンサＣ７２は誤トリガ防止用のも
のである。

【００４５】サイリスタＳＣＲが導通状態になると、フ
ォトカプラＰＣ５のフォトダイオードのアノード側電位
は、逆流防止用ダイオードＤ６４を介してほぼグランド
電位（逆流防止用ダイオードＤ６４の順方向降下電圧と
サイリスタＳＣＲのアノード−カソード間電圧との和の
電圧）にクランプされるため、フォトカプラＰＣ５のフ
ォトダイオードへの電流供給が遮断され、フォトカプラ
ＰＣ５のフォトトランジスタは非導通状態となる。フォ
トカプラＰＣ５のフォトトランジスタが非導通状態にな
ることで、低圧電圧検出信号５２ａは波形整形用の電圧
比較器６２へ供給されなくなる。

【００４６】一方、サイリスタＳＣＲが導通状態になっ
たことで、直流電源ＶＢ（１２ボルト）−電流制限抵抗
Ｒ６１−フォトカプラＰＣ６のフォトダイオード−サイ
リスタＳＣＲの経路でフォトカプラＰＣ６のフォトダイ
オードに電流が供給され、フォトカプラＰＣ６のフォト
トランジスタが導通状態となる。フォトカプラＰＣ６の
フォトトランジスタが導通状態となることで、高圧電圧
検出信号５３ａがフォトカプラＰＣ６のフォトトランジ
スタを介して波形整形用の電圧比較器６２へ供給され
る。

【００４７】波形整形用の電圧比較器６２は、入力端子
（−）に供給される電圧検出信号５２ａ，５３ａの電圧
値が基準電圧（４ボルト）以下になると、出力端子Ｏか
らＨレベルの信号を出力する。この出力信号は入力電圧
検出信号４５ａとして、図１に示した監視部３０へ供給
される。図４は３相交流電源用交流入力電圧検出回路の
一具体例を示すブロック構成図である。図４に示す３相
交流電源用交流入力電圧検出回路８０は、Ｕ−Ｖ相間交
流入力電圧検出回路８１と、Ｖ−Ｗ相間交流入力電圧検
出回路８２と、Ｗ−Ｕ相間交流入力電圧検出回路８３
と、切替制御部８４とからなる。

【００４８】各交流入力電圧検出回路８１，８２，８３
は、ダイオードブリッジ回路５１と、低圧用電圧検出部
５２と、高圧用電圧検出部５３と、スイッチ回路５６と
をそれぞれ備える。切替制御部８４は、各交流入力電圧
検出回路８１，８２，８３のいずれからも高圧電圧検出
信号が出力されていない場合、例えばＬレベルの信号を
各スイッチ回路５６へ供給して、各スイッチ回路５６を
図示実線側へ切り替えさせる。これにより、低圧系電源
受電時には、各低圧用電圧検出部５２で検出された低圧
電圧検出信号がそれぞれ出力される。切替制御部８４
は、少なくとも１つの各交流入力電圧検出回路８１，８
２，８３から高圧電圧検出信号が供給された場合、例え
ばＨレベルの信号を各スイッチ回路５６へ供給して、各
スイッチ回路５６を図示点線側へ切り替えさせる。これ
により、高圧系電源受電時には、各高圧用電圧検出部５
３で検出された高圧電圧検出信号がそれぞれ出力され
る。

【００４９】図示しない監視部は、各相関毎の入力電圧
検出信号に基づいて、電圧変動、電源瞬断、停電等を各
相間毎に監視することができる。本実施の形態では、交
流１００ボルト系／２００ボルト系の電源電圧を検出す
る例を示したが、交流２００ボルト系／４００ボルト系
の電源電圧を検出する構成としてもよい。また、本実施
の形態では、２系統の交流電源電圧を検出する例を示し
たが、例えば交流１００／２００／４００ボルト等の３
系統以上の交流電源電圧を検出する構成としてもよい。
例えば、低圧，中圧，高圧の３系統の電圧検出検出部を
備え、各電圧検出検出部の出力を選択的に切り替える構
成をとる場合には、高圧電圧検出信号を最優先に出力
し、高圧電圧が検出されずに中圧電圧が検出された場合
は中圧電圧検出信号を出力し、高圧電圧，中圧電圧のい
ずれも検出されない場合は低圧電圧検出信号を出力する
構成とする。また、中圧系受電検出部と高圧受電検出部
をそれぞれ設けて、停電検出条件を切り替える構成をと
る場合には、高圧系の受電が検出されたときは高圧系の
停電検出条件を設定し、高圧系の受電が検出されずに中
圧系の受電が検出されたときは中圧系の停電検出条件を
設定し、高圧系の受電ならびに中圧系の受電のいずれも
検出されない場合は、低圧系の停電検出条件を設定する
構成とする。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電源
装置の交流入力電圧監視回路は、高圧系受電検出部によ
って高圧系交流電源が供給されていることが検出される
と、停電検出条件切替部は高圧受電時用の停電検出条件
を設定し、高圧系交流電源が供給されていない場合は低
圧受電時用の停電検出条件を設定する構成としたので、
高圧系受電時は高圧用の停電検出条件が自動的に設定さ
れ、低圧系受電時には低圧用の停電検出条件が自動的に
設定される。これにより、電源装置に供給されている交
流電源電圧に対応した電圧検出信号を得ることができ
る。

【００５１】また、この発明に係る電源装置の交流入力
電圧監視回路は、交流電源を整流して得た脈流信号の電
圧が高圧受電時の停電検出電圧を超えている間は高圧電
圧検出信号を出力する高圧用電圧検出部と、交流電源を
整流して得た脈流信号の電圧が低圧受電時の停電検出電
圧を超えている間は低圧電圧検出信号を出力する低圧用
電圧検出部とをそれぞれ設け、電圧検出信号選択切替回
路は、高圧電圧検出信号が供給されている場合は高圧電
圧検出信号を出力し、高圧電圧検出信号が供給されてい
ない場合は低圧電圧検出信号を出力する構成としたの
で、高圧受電時には高圧電圧検出信号が出力され、低圧
受電時には低圧電圧検出信号が出力される。これによ
り、電源装置に供給されている交流電源電圧に対応した
電圧検出信号を自動的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電源装置の交流入力電圧監視回
路の回路構成図である。

【図２】交流入力電圧検出回路の他の構成例を示す回路
構成図である。

【図３】交流入力電圧検出回路のさらに他の構成例を示
す回路構成図である。

【図４】３相交流電源用交流入力電圧検出回路の一具体
例を示すブロック構成図である。

【図５】従来の電源装置の回路構成図である。

【図６】シャントレギュレータの等化回路図である。

【図７】交流入力電圧検出回路の動作を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１ 電源装置 ２０ 交流入力電圧監視回路 ３０ 監視部 ４０，５０，６０，８０ 交流入力電圧検出回路 ４１，５１ ダイオードブリッジ回路 ４３ 高圧系受電検出部 ４４ 停電検出条件切替部 ４６，Ｑ２１，Ｑ２２ シャントレギュレータ ５２ 低圧用電圧検出部 ５３ 高圧用電圧検出部 ５４ 電圧検出信号選択切替回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−188095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−119727（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−121445（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−96650（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−166123（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−181678（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−89172（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 H02H 3/24 - 3/253

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流して得た脈流信号の電圧
   が高圧受電時の停電検出電圧を超えている間は高圧電圧
   検出信号を出力する高圧用電圧検出部と、 交流電源を整流して得た脈流信号の電圧が低圧受電時の
   停電検出電圧を超えている間は低圧電圧検出信号を出力
   する低圧用電圧検出部と、 予め設定した時間の間に前記高圧電圧検出信号が順次供
   給されている間は前記高圧電圧検出信号を選択出力し、
   前記高圧電圧検出信号が供給されない場合には前記低圧
   電圧検出信号を選択出力し、ならびに前記高圧電圧検出
   信号が供給されない状態になった時点から予め設定した
   時間が経過した時点で、前記高圧電圧検出信号から前記
   低圧電圧検出信号へ出力を切り替える電圧検出信号選択
   切替回路とを備えたことを特徴とする電源装置の交流入
   力電圧監視回路。