JP3438495B2 - Ａｃ／ｄｃ共用電圧検出回路 - Google Patents
Ａｃ／ｄｃ共用電圧検出回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁開閉器等に組
み込まれて、交流または直流の入力電圧を監視し、入力
電圧が一定電圧以上になるとそれを検出するＡＣ／ＤＣ
共用電圧検出回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の電磁開閉器に組み込まれたＡＣ／
ＤＣ共用電圧検出回路は図７のように構成されている。
すなわち、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるブリッ
ジ形整流回路が設けられ、その一方の入力電源側にスイ
ッチＳＷが接続され、また整流回路の出力端となる点
Ｐ、点Ｎの間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列に接続され、さ
らに抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ１が接続されてい
る。この抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が、抵抗Ｒ３を介して
オペアンプからなる比較回路ＣＰの非反転入力端子と接
続され、比較回路ＣＰの反転入力端子と点Ｎとの間には
基準電圧Ｖｆが接続されている。 【０００３】また、比較回路ＣＰの出力端子と非反転入
力端子との間には抵抗Ｒ４が接続されており、先の抵抗
Ｒ３とともに比較回路ＣＰの入力に不惑帯を形成する。
さらに、比較回路ＣＰの出力端子は、抵抗Ｒ５を介して
トランジスタＴｒのベースに接続されている。このトラ
ンジスタＴｒのコレクタと点Ｐとの間に電磁石コイルＭ
Ｃが接続され、さらに電磁石コイルＭＣと並列にフリー
ホイール用のダイオードＤ５が接続されている。 【０００４】次に、この回路の動作について説明する。
スイッチＳＷが閉じられ、直流電圧が入力端に入力され
た場合、整流回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に出力された
直流電圧が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧され、その
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続部の電圧Ｖｃが抵抗Ｒ３を介
して、比較回路ＣＰの非反転入力端子へ入力される。こ
こで、抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ１が接続されてい
るため、最初はコンデンサＣ１へ電荷が流入し、電荷が
蓄えられるにつれて電圧Ｖｃが上昇する。上昇した電圧
Ｖｃが、基準電圧Ｖｆに達すると、比較回路ＣＰの出力
が反転してＨレベルとなり、トランジスタＴｒをオンに
して電磁石コイルＭＣを励磁する。 【０００５】 また、電圧が実効値により表示される交
流電源が入力された場合は、整流回路出力側の点Ｐと点
Ｎの間に、全波整流された脈流が出力される。この脈流
も、コンデンサＣ１に流入することにより電圧Ｖｃを次
第に上昇させる。ここで、流入するのが脈流であるた
め、電圧ＶｃはコンデンサＣ１により平滑されるもの
の、電圧Ｖｃにリプル成分が含まれることになる。その
ため、リプル成分が大きく出力される場合は、交流電源
電圧が検出電圧以下であってもリプルのピーク値が、基
準電圧Ｖｆに達して、比較回路ＣＰの出力が反転して、
電磁石コイルＭＣが励磁されることになる。このよう
に、交流電源の場合は、平滑用のコンデンサＣ１の容量
によって、作動電圧が変化することになる。 【０００６】図８は、コンデンサＣ１の容量と電圧Ｖｃ
中に残るリプル成分中のピーク電圧との関係を示すもの
であり、交流電源の場合はコンデンサＣ１の容量が増大
するにつれて、ピーク電圧が低下することがわかる。ま
た、図９は、コンデンサＣ１の容量と比較回路ＣＰによ
り検出される入力電圧との関係を示すものであり、交流
電源の場合はコンデンサＣ１の容量が増大するにつれ
て、比較回路を作動させる電圧が上昇することがあらわ
されている。これらのことから、直流電源、交流電源の
いずれの場合も、同一の電圧で作動させようとすると、
交流電源が入力されたときにコンデンサＣ１から出力さ
れる電圧Ｖｃのピーク電圧が直流電源が入力されたとき
の電圧Ｖｃと一致するコンデンサ容量を選定すればよい
ことになる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の条件を満足する容量を備えたコンデンサを選択する
と、コンデンサＣ１から出力される電圧Ｖｃが比較回路
ＣＰの基準電圧に到達するまでの時間が長くなり、電圧
検出回路としての応答性が劣ることになる。また、図示
した従来回路例では、電圧が規定電圧を越えた場合にそ
れを検出して電磁石コイルＭＣを作動させていたが、電
磁石コイルに発生する力は、印加される電圧の平均値に
より決定されるため、交流電源と直流電源がともに同一
の電圧で動作するように設定しておくと、交流電源で
は、電磁石コイルＭＣへ印加される電圧の平均値がその
実効値の約０．９０倍となるため、直流電源に比べて発
生する力が約１０％程度弱くなる。そのため、交流、直
流いずれの場合も同一の作動力を得ようとすると、交流
の検出電圧を直流よりも高い値に設定しなければなら
ず、電圧検出回路の本来の目的からはずれたものとなる
不都合があった。 【０００８】図１０は、図７に示した従来例の回路にお
けるコンデンサＣ１の電圧の変化について、交流電源の
場合と直流電源の場合についてそれぞれシミュレーショ
ンして得られた結果を示すものである。図ａは交流電源
が入力された場合を、図ｂは直流電源が入力された場合
を示し、抵抗Ｒ１を８０ｋΩ、抵抗Ｒ２を２０ｋΩとし
て、コンデンサＣ１をそれぞれ０．３μＦ，０．６μ
Ｆ，０．９μＦにした場合を示す。このシミュレーショ
ンの結果では、検出電圧を２０ボルトとした場合に、交
流のピーク電圧を直流と一致させようとすると、コンデ
ンサＣ１を０．６μＦ程度にすればよいことがわかる。
しかしながら、コンデンサＣ１を０．６μＦにすると、
図からわかるように、０．３μＦの場合に比べて立ち上
がり時間が約２倍となる。そこで、本発明の目的は、平
滑コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直流
それぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可能
であるＡＣ／ＤＣ共用電圧検出回路を提供することにあ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、検出対象とする交流電圧または
直流電圧が入力されるブリッジ形全波整流回路と、この
整流回路の両入力端の間に順に直列接続された第１の抵
抗、コンデンサおよび第２の抵抗と、この第１の抵抗お
よび第２の抵抗と前記コンデンサとの両接続点にそれぞ
れのアノードが接続されるとともにカソードが互いに接
続された１対のダイオードと、この両ダイオードのカソ
ードと整流回路の負極側出力端との間に互いに並列に接
続された抵抗および平滑コンデンサと、この平滑コンデ
ンサの両端電圧を入力して基準電圧と比較し入力電圧が
基準電圧を越えたときに検出信号を出力する比較回路
と、を備えると共に、互いのカソードを前記入力端側の
向きにした１対のダイオードを前記第１および第２の抵
抗とそれぞれ並列に接続したものである。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１は本発明の実施形態の基本と
なる回路図であり、図２はそのシミュレーション結果を
示す。この回路では、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４から
なるブリッジ形整流回路が設けられ、その一方の入力電
源側にスイッチＳＷが接続されるとともに、整流回路の
負極側出力端となる点Ｎとの間に、抵抗Ｒ１、コンデン
サＣ２の順に直列接続された第１のＲＣ回路が接続さ
れ、同じく、他方の入力電源側と点Ｎの間に、抵抗Ｒ
６、コンデンサＣ３の順に直列接続された第２のＲＣ回
路が接続されている。 【００１３】第１のＲＣ回路の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ
２との接続点と、第２のＲＣ回路の抵抗Ｒ６とコンデン
サＣ３との接続点との間に、互いのカソードを対向させ
た１対のダイオードＤ６，Ｄ７が接続されている。この
ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード側の接続点と点Ｎとの
間に、抵抗Ｒ２と平滑用のコンデンサＣ１が並列に接続
されている。また、ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード側
の接続点が、抵抗Ｒ３を介して比較回路ＣＰの非反転入
力端子と接続され、比較回路ＣＰの反転入力端子と点Ｎ
との間には基準電圧Ｖｆが接続されている。 【００１４】また、比較回路ＣＰの出力端子と非反転入
力端子との間には抵抗Ｒ４が接続されており、先の抵抗
Ｒ３とともに比較回路ＣＰの入力に不惑帯が形成され
る。さらに、比較回路ＣＰの出力端子は、抵抗Ｒ５を介
してトランジスタＴｒのベースに接続されている。この
トランジスタＴｒのコレクタと点Ｐとの間に電磁石コイ
ルＭＣが接続され、さらに電磁石コイルＭＣと並列にフ
リーホイール用のダイオードＤ５が接続されている。 【００１５】次に、この回路の動作について説明する。
スイッチＳＷが閉じられ、直流電圧が入力端に入力され
た場合、整流回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に直流電圧が
出力されて、電磁石コイルＭＣおよびトランジスタＴｒ
へ印加される。しかし、このときはまだトランジスタＴ
ｒがオフの状態であるため、電磁石コイルＭＣは励磁さ
れない。また同時に、コンデンサＣ２またはＣ３に電荷
が流入されるとともに、ダイオードＤ６またはＤ７を介
して抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ１へも電流が送られ
る。 【００１６】ここで各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、
いずれも抵抗Ｒ２と並列に接続されているため、抵抗Ｒ
２が分圧した電圧がそれぞれに印加される。その結果、
電荷の流入につれて、ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード
とコンデンサＣ１との接続点の電圧Ｖｃが上昇する。上
昇した電圧Ｖｃが、基準電圧Ｖｆに達すると、比較回路
ＣＰの出力が反転してＨレベルとなり、トランジスタＴ
ｒをオンにして電磁石コイルＭＣを励磁する。 【００１７】また、交流電圧が入力された場合は、整流
回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に、全波整流された脈流の
電圧が出力され、電磁石コイルＭＣおよびトランジスタ
Ｔｒへ印加される。しかし、このときはまだトランジス
タＴｒがオフの状態であるため、電磁石コイルＭＣは励
磁されない。また同時に、コンデンサＣ２，Ｃ３に電荷
が交互に流入されて充電と放電が繰り返されるるととも
に、ダイオードＤ６，Ｄ７を介して抵抗Ｒ２およびコン
デンサＣ１へも交互に電流が送られる。 【００１８】 ここで、コンデンサＣ１はダイオードＤ
６，Ｄ７を介して入力電圧側と接続されているため、印
加される電圧は全波整流された波形となり、それによ
り、立ち上がり時にコンデンサＣ１に電荷が流入されて
蓄えられると、以後は、その蓄えた電荷を全て放電する
前に、次の電荷が充電されることになる。つまり、次に
入力された波形からは、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧
が、電圧Ｖｃを越えた時点で、ダイオードＤ６，Ｄ７を
介して電流がコンデンサＣ１へ流入することになる。そ
の結果、電圧Ｖｃにはリプル成分を含み、その電圧Ｖｃ
のリプルのピーク値が、基準電圧Ｖｆに達すると、比較
回路ＣＰの出力が反転してＨレベルとなり、トランジス
タＴｒをオンにして電磁石コイルＭＣを励磁する。 【００１９】 この回路では、簡単な計算式で定数を求
めることが困難なため、図７に示した従来回路と同様
に、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗Ｒ２を２０ｋΩ、
コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電圧を１００ボル
ト、比較回路の検出電圧を２０ボルトにそれぞれ設定し
て、コンデンサＣ２，Ｃ３の容量を、０．０６μＦ，
０．１μＦ，０．１４μＦにした場合の電圧Ｖｃの変化
をシミュレーションにより求めた。その結果が図２のよ
うになる。この結果では、図７の従来例と比べて明らか
なように、コンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ
２，Ｃ３を０．０６μＦにすれば、直流電圧が入力され
ている場合に、立ち上がり検出電圧２０ボルトに到達す
るタイミング（約３５ｍｓ）と、交流電圧が入力されて
いる場合のピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達する
タイミング（４山目のピーク）とがほぼ一致する。 【００２０】 図３は、本発明の実施形態の基本となる
別の回路図であり、図４はそのシミュレーション結果を
示す。この例では図１における第１および第２のＲＣ回
路のコンデンサを削除して、代わりに抵抗Ｒ１とダイオ
ードＤ６との接続点と、抵抗Ｒ６とダイオードＤ７との
接続点との間にコンデンサＣ２を接続したものである。
他の部分は図１と共通であるので、それらの部分につい
ての説明を省略する。この図３の回路では、新たに接続
したコンデンサＣ２が、図１におけるコンデンサＣ２，
Ｃ３の両方の作用をすることになるが、図１では、交流
電圧が入力された場合、コンデンサＣ２，Ｃ３の放電
は、ダイオードＤ２，Ｄ４のえんそう電圧までしかなさ
れないが、図３の回路では、毎回電源電圧まで放電され
る。他の全体の動作は図１と同一である。 【００２１】図４は、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗
Ｒ２を２０ｋΩ、コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電
圧を１００ボルト、比較回路の検出電圧を２０ボルトに
それぞれ設定して、コンデンサＣ２の容量を、０．０２
μＦ，０．０６μＦ，０．１μＦにした場合の電圧Ｖｃ
の変化をシミュレーションにより求めたものである。こ
の結果では、図７の従来例と比べて明らかなように、コ
ンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ２を０．０６
μＦにすれば、直流電圧が立ち上がり検出電圧２０ボル
トに到達するタイミング（約３５ｍｓ）と、交流電圧の
ピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達するタイミング
（４山目のピーク）がほぼ一致する。 【００２２】 図５は本発明の実施形態を示す回路図で
あり、図６はそのシミュレーション結果を示す。この実
施形態は図３における抵抗Ｒ１，Ｒ６と並列に、カソー
ドを電圧の入力側に向けたダイオードＤ８，Ｄ９をそれ
ぞれ接続したものである。他の部分は図３と共通である
ので、それらの部分についての説明を省略する。この実
施形態では、ダイオードＤ８，Ｄ９が、それぞれ接続さ
れている抵抗Ｒ１，Ｒ６を電流の方向ごとにバイパスす
るため、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ６により形
成される回路の抵抗値が半減されることになる。また、
他の全体の動作については、図３と同一であるので説明
を省略する。 【００２３】図６は、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗
Ｒ２を２０ｋΩ、コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電
圧を１００ボルト、比較回路の検出電圧を２０ボルトに
それぞれ設定して、コンデンサＣ２の容量を、０．０２
μＦ，０．０４μＦ，０．０６μＦにした場合の電圧Ｖ
ｃの変化をシミュレーションにより求めたものである。
この結果では、図７の従来例と比べて明らかなように、
コンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ２を０．０
４μＦにすれば、直流電圧が立ち上がった後に検出電圧
２０ボルトに到達するタイミング（約３５ｍｓ）と、交
流電圧のピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達するタ
イミング（４山目のピーク）がほぼ一致する。 【００２４】 上述した実施形態では、コンデンサＣ１
の容量をそれほど大きくすることなく、直流、交流のい
ずれの場合も同一の電圧をほぼ同一タイミングで検出す
ることが可能になる。なお、上述した実施形態の回路で
は、整流回路の負極側出力端を基準にした回路構成とし
ているが、同様に整流回路の正極側出力端を基準にした
回路構成とすることも可能である。 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、平滑
コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直流そ
れぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可能と
なる。その結果、平滑コンデンサの容量を小さくした分
応答性が改善される。 【００２６】請求項２の発明によれば、ブリッジ形全波
整流回路の両入力端の間に、順に第１の抵抗、コンデン
サおよび第２の抵抗が直列接続され、この第１および第
２の抵抗とコンデンサの両接続点に１対のダイオードの
アノードがそれぞれ接続されるとともに、それらのカソ
ードが互いに接続され、この両ダイオードのカソードと
整流回路の負極側出力端との間に互いに並列に抵抗およ
び平滑コンデンサが接続される。それにより、第１の発
明と同様に、平滑コンデンサの容量を大きくすることな
く、交流と直流それぞれの場合の検出電圧を互いに近づ
けることが可能となる。その結果、平滑コンデンサの容
量を小さくした分応答性が改善される。 【００２７】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、第１および第２の抵抗と並列にそれぞれのカ
ソードを入力端側の向きにした１対のダイオードが接続
されたものである。それにより、第２の発明と同様に、
平滑コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直
流それぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可
能となる。その結果、平滑コンデンサの容量を小さくし
た分応答性が改善される。
み込まれて、交流または直流の入力電圧を監視し、入力
電圧が一定電圧以上になるとそれを検出するＡＣ／ＤＣ
共用電圧検出回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の電磁開閉器に組み込まれたＡＣ／
ＤＣ共用電圧検出回路は図７のように構成されている。
すなわち、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるブリッ
ジ形整流回路が設けられ、その一方の入力電源側にスイ
ッチＳＷが接続され、また整流回路の出力端となる点
Ｐ、点Ｎの間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列に接続され、さ
らに抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ１が接続されてい
る。この抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が、抵抗Ｒ３を介して
オペアンプからなる比較回路ＣＰの非反転入力端子と接
続され、比較回路ＣＰの反転入力端子と点Ｎとの間には
基準電圧Ｖｆが接続されている。 【０００３】また、比較回路ＣＰの出力端子と非反転入
力端子との間には抵抗Ｒ４が接続されており、先の抵抗
Ｒ３とともに比較回路ＣＰの入力に不惑帯を形成する。
さらに、比較回路ＣＰの出力端子は、抵抗Ｒ５を介して
トランジスタＴｒのベースに接続されている。このトラ
ンジスタＴｒのコレクタと点Ｐとの間に電磁石コイルＭ
Ｃが接続され、さらに電磁石コイルＭＣと並列にフリー
ホイール用のダイオードＤ５が接続されている。 【０００４】次に、この回路の動作について説明する。
スイッチＳＷが閉じられ、直流電圧が入力端に入力され
た場合、整流回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に出力された
直流電圧が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧され、その
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続部の電圧Ｖｃが抵抗Ｒ３を介
して、比較回路ＣＰの非反転入力端子へ入力される。こ
こで、抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ１が接続されてい
るため、最初はコンデンサＣ１へ電荷が流入し、電荷が
蓄えられるにつれて電圧Ｖｃが上昇する。上昇した電圧
Ｖｃが、基準電圧Ｖｆに達すると、比較回路ＣＰの出力
が反転してＨレベルとなり、トランジスタＴｒをオンに
して電磁石コイルＭＣを励磁する。 【０００５】 また、電圧が実効値により表示される交
流電源が入力された場合は、整流回路出力側の点Ｐと点
Ｎの間に、全波整流された脈流が出力される。この脈流
も、コンデンサＣ１に流入することにより電圧Ｖｃを次
第に上昇させる。ここで、流入するのが脈流であるた
め、電圧ＶｃはコンデンサＣ１により平滑されるもの
の、電圧Ｖｃにリプル成分が含まれることになる。その
ため、リプル成分が大きく出力される場合は、交流電源
電圧が検出電圧以下であってもリプルのピーク値が、基
準電圧Ｖｆに達して、比較回路ＣＰの出力が反転して、
電磁石コイルＭＣが励磁されることになる。このよう
に、交流電源の場合は、平滑用のコンデンサＣ１の容量
によって、作動電圧が変化することになる。 【０００６】図８は、コンデンサＣ１の容量と電圧Ｖｃ
中に残るリプル成分中のピーク電圧との関係を示すもの
であり、交流電源の場合はコンデンサＣ１の容量が増大
するにつれて、ピーク電圧が低下することがわかる。ま
た、図９は、コンデンサＣ１の容量と比較回路ＣＰによ
り検出される入力電圧との関係を示すものであり、交流
電源の場合はコンデンサＣ１の容量が増大するにつれ
て、比較回路を作動させる電圧が上昇することがあらわ
されている。これらのことから、直流電源、交流電源の
いずれの場合も、同一の電圧で作動させようとすると、
交流電源が入力されたときにコンデンサＣ１から出力さ
れる電圧Ｖｃのピーク電圧が直流電源が入力されたとき
の電圧Ｖｃと一致するコンデンサ容量を選定すればよい
ことになる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の条件を満足する容量を備えたコンデンサを選択する
と、コンデンサＣ１から出力される電圧Ｖｃが比較回路
ＣＰの基準電圧に到達するまでの時間が長くなり、電圧
検出回路としての応答性が劣ることになる。また、図示
した従来回路例では、電圧が規定電圧を越えた場合にそ
れを検出して電磁石コイルＭＣを作動させていたが、電
磁石コイルに発生する力は、印加される電圧の平均値に
より決定されるため、交流電源と直流電源がともに同一
の電圧で動作するように設定しておくと、交流電源で
は、電磁石コイルＭＣへ印加される電圧の平均値がその
実効値の約０．９０倍となるため、直流電源に比べて発
生する力が約１０％程度弱くなる。そのため、交流、直
流いずれの場合も同一の作動力を得ようとすると、交流
の検出電圧を直流よりも高い値に設定しなければなら
ず、電圧検出回路の本来の目的からはずれたものとなる
不都合があった。 【０００８】図１０は、図７に示した従来例の回路にお
けるコンデンサＣ１の電圧の変化について、交流電源の
場合と直流電源の場合についてそれぞれシミュレーショ
ンして得られた結果を示すものである。図ａは交流電源
が入力された場合を、図ｂは直流電源が入力された場合
を示し、抵抗Ｒ１を８０ｋΩ、抵抗Ｒ２を２０ｋΩとし
て、コンデンサＣ１をそれぞれ０．３μＦ，０．６μ
Ｆ，０．９μＦにした場合を示す。このシミュレーショ
ンの結果では、検出電圧を２０ボルトとした場合に、交
流のピーク電圧を直流と一致させようとすると、コンデ
ンサＣ１を０．６μＦ程度にすればよいことがわかる。
しかしながら、コンデンサＣ１を０．６μＦにすると、
図からわかるように、０．３μＦの場合に比べて立ち上
がり時間が約２倍となる。そこで、本発明の目的は、平
滑コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直流
それぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可能
であるＡＣ／ＤＣ共用電圧検出回路を提供することにあ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、検出対象とする交流電圧または
直流電圧が入力されるブリッジ形全波整流回路と、この
整流回路の両入力端の間に順に直列接続された第１の抵
抗、コンデンサおよび第２の抵抗と、この第１の抵抗お
よび第２の抵抗と前記コンデンサとの両接続点にそれぞ
れのアノードが接続されるとともにカソードが互いに接
続された１対のダイオードと、この両ダイオードのカソ
ードと整流回路の負極側出力端との間に互いに並列に接
続された抵抗および平滑コンデンサと、この平滑コンデ
ンサの両端電圧を入力して基準電圧と比較し入力電圧が
基準電圧を越えたときに検出信号を出力する比較回路
と、を備えると共に、互いのカソードを前記入力端側の
向きにした１対のダイオードを前記第１および第２の抵
抗とそれぞれ並列に接続したものである。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１は本発明の実施形態の基本と
なる回路図であり、図２はそのシミュレーション結果を
示す。この回路では、４個のダイオードＤ１〜Ｄ４から
なるブリッジ形整流回路が設けられ、その一方の入力電
源側にスイッチＳＷが接続されるとともに、整流回路の
負極側出力端となる点Ｎとの間に、抵抗Ｒ１、コンデン
サＣ２の順に直列接続された第１のＲＣ回路が接続さ
れ、同じく、他方の入力電源側と点Ｎの間に、抵抗Ｒ
６、コンデンサＣ３の順に直列接続された第２のＲＣ回
路が接続されている。 【００１３】第１のＲＣ回路の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ
２との接続点と、第２のＲＣ回路の抵抗Ｒ６とコンデン
サＣ３との接続点との間に、互いのカソードを対向させ
た１対のダイオードＤ６，Ｄ７が接続されている。この
ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード側の接続点と点Ｎとの
間に、抵抗Ｒ２と平滑用のコンデンサＣ１が並列に接続
されている。また、ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード側
の接続点が、抵抗Ｒ３を介して比較回路ＣＰの非反転入
力端子と接続され、比較回路ＣＰの反転入力端子と点Ｎ
との間には基準電圧Ｖｆが接続されている。 【００１４】また、比較回路ＣＰの出力端子と非反転入
力端子との間には抵抗Ｒ４が接続されており、先の抵抗
Ｒ３とともに比較回路ＣＰの入力に不惑帯が形成され
る。さらに、比較回路ＣＰの出力端子は、抵抗Ｒ５を介
してトランジスタＴｒのベースに接続されている。この
トランジスタＴｒのコレクタと点Ｐとの間に電磁石コイ
ルＭＣが接続され、さらに電磁石コイルＭＣと並列にフ
リーホイール用のダイオードＤ５が接続されている。 【００１５】次に、この回路の動作について説明する。
スイッチＳＷが閉じられ、直流電圧が入力端に入力され
た場合、整流回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に直流電圧が
出力されて、電磁石コイルＭＣおよびトランジスタＴｒ
へ印加される。しかし、このときはまだトランジスタＴ
ｒがオフの状態であるため、電磁石コイルＭＣは励磁さ
れない。また同時に、コンデンサＣ２またはＣ３に電荷
が流入されるとともに、ダイオードＤ６またはＤ７を介
して抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ１へも電流が送られ
る。 【００１６】ここで各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、
いずれも抵抗Ｒ２と並列に接続されているため、抵抗Ｒ
２が分圧した電圧がそれぞれに印加される。その結果、
電荷の流入につれて、ダイオードＤ６，Ｄ７のカソード
とコンデンサＣ１との接続点の電圧Ｖｃが上昇する。上
昇した電圧Ｖｃが、基準電圧Ｖｆに達すると、比較回路
ＣＰの出力が反転してＨレベルとなり、トランジスタＴ
ｒをオンにして電磁石コイルＭＣを励磁する。 【００１７】また、交流電圧が入力された場合は、整流
回路出力側の点Ｐと点Ｎの間に、全波整流された脈流の
電圧が出力され、電磁石コイルＭＣおよびトランジスタ
Ｔｒへ印加される。しかし、このときはまだトランジス
タＴｒがオフの状態であるため、電磁石コイルＭＣは励
磁されない。また同時に、コンデンサＣ２，Ｃ３に電荷
が交互に流入されて充電と放電が繰り返されるるととも
に、ダイオードＤ６，Ｄ７を介して抵抗Ｒ２およびコン
デンサＣ１へも交互に電流が送られる。 【００１８】 ここで、コンデンサＣ１はダイオードＤ
６，Ｄ７を介して入力電圧側と接続されているため、印
加される電圧は全波整流された波形となり、それによ
り、立ち上がり時にコンデンサＣ１に電荷が流入されて
蓄えられると、以後は、その蓄えた電荷を全て放電する
前に、次の電荷が充電されることになる。つまり、次に
入力された波形からは、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧
が、電圧Ｖｃを越えた時点で、ダイオードＤ６，Ｄ７を
介して電流がコンデンサＣ１へ流入することになる。そ
の結果、電圧Ｖｃにはリプル成分を含み、その電圧Ｖｃ
のリプルのピーク値が、基準電圧Ｖｆに達すると、比較
回路ＣＰの出力が反転してＨレベルとなり、トランジス
タＴｒをオンにして電磁石コイルＭＣを励磁する。 【００１９】 この回路では、簡単な計算式で定数を求
めることが困難なため、図７に示した従来回路と同様
に、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗Ｒ２を２０ｋΩ、
コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電圧を１００ボル
ト、比較回路の検出電圧を２０ボルトにそれぞれ設定し
て、コンデンサＣ２，Ｃ３の容量を、０．０６μＦ，
０．１μＦ，０．１４μＦにした場合の電圧Ｖｃの変化
をシミュレーションにより求めた。その結果が図２のよ
うになる。この結果では、図７の従来例と比べて明らか
なように、コンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ
２，Ｃ３を０．０６μＦにすれば、直流電圧が入力され
ている場合に、立ち上がり検出電圧２０ボルトに到達す
るタイミング（約３５ｍｓ）と、交流電圧が入力されて
いる場合のピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達する
タイミング（４山目のピーク）とがほぼ一致する。 【００２０】 図３は、本発明の実施形態の基本となる
別の回路図であり、図４はそのシミュレーション結果を
示す。この例では図１における第１および第２のＲＣ回
路のコンデンサを削除して、代わりに抵抗Ｒ１とダイオ
ードＤ６との接続点と、抵抗Ｒ６とダイオードＤ７との
接続点との間にコンデンサＣ２を接続したものである。
他の部分は図１と共通であるので、それらの部分につい
ての説明を省略する。この図３の回路では、新たに接続
したコンデンサＣ２が、図１におけるコンデンサＣ２，
Ｃ３の両方の作用をすることになるが、図１では、交流
電圧が入力された場合、コンデンサＣ２，Ｃ３の放電
は、ダイオードＤ２，Ｄ４のえんそう電圧までしかなさ
れないが、図３の回路では、毎回電源電圧まで放電され
る。他の全体の動作は図１と同一である。 【００２１】図４は、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗
Ｒ２を２０ｋΩ、コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電
圧を１００ボルト、比較回路の検出電圧を２０ボルトに
それぞれ設定して、コンデンサＣ２の容量を、０．０２
μＦ，０．０６μＦ，０．１μＦにした場合の電圧Ｖｃ
の変化をシミュレーションにより求めたものである。こ
の結果では、図７の従来例と比べて明らかなように、コ
ンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ２を０．０６
μＦにすれば、直流電圧が立ち上がり検出電圧２０ボル
トに到達するタイミング（約３５ｍｓ）と、交流電圧の
ピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達するタイミング
（４山目のピーク）がほぼ一致する。 【００２２】 図５は本発明の実施形態を示す回路図で
あり、図６はそのシミュレーション結果を示す。この実
施形態は図３における抵抗Ｒ１，Ｒ６と並列に、カソー
ドを電圧の入力側に向けたダイオードＤ８，Ｄ９をそれ
ぞれ接続したものである。他の部分は図３と共通である
ので、それらの部分についての説明を省略する。この実
施形態では、ダイオードＤ８，Ｄ９が、それぞれ接続さ
れている抵抗Ｒ１，Ｒ６を電流の方向ごとにバイパスす
るため、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ６により形
成される回路の抵抗値が半減されることになる。また、
他の全体の動作については、図３と同一であるので説明
を省略する。 【００２３】図６は、抵抗Ｒ１，Ｒ６を８０ｋΩ、抵抗
Ｒ２を２０ｋΩ、コンデンサＣ１を０．３μＦ、印加電
圧を１００ボルト、比較回路の検出電圧を２０ボルトに
それぞれ設定して、コンデンサＣ２の容量を、０．０２
μＦ，０．０４μＦ，０．０６μＦにした場合の電圧Ｖ
ｃの変化をシミュレーションにより求めたものである。
この結果では、図７の従来例と比べて明らかなように、
コンデンサＣ１が０．３μＦであっても、Ｃ２を０．０
４μＦにすれば、直流電圧が立ち上がった後に検出電圧
２０ボルトに到達するタイミング（約３５ｍｓ）と、交
流電圧のピーク電圧が検出電圧２０ボルトに到達するタ
イミング（４山目のピーク）がほぼ一致する。 【００２４】 上述した実施形態では、コンデンサＣ１
の容量をそれほど大きくすることなく、直流、交流のい
ずれの場合も同一の電圧をほぼ同一タイミングで検出す
ることが可能になる。なお、上述した実施形態の回路で
は、整流回路の負極側出力端を基準にした回路構成とし
ているが、同様に整流回路の正極側出力端を基準にした
回路構成とすることも可能である。 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、平滑
コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直流そ
れぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可能と
なる。その結果、平滑コンデンサの容量を小さくした分
応答性が改善される。 【００２６】請求項２の発明によれば、ブリッジ形全波
整流回路の両入力端の間に、順に第１の抵抗、コンデン
サおよび第２の抵抗が直列接続され、この第１および第
２の抵抗とコンデンサの両接続点に１対のダイオードの
アノードがそれぞれ接続されるとともに、それらのカソ
ードが互いに接続され、この両ダイオードのカソードと
整流回路の負極側出力端との間に互いに並列に抵抗およ
び平滑コンデンサが接続される。それにより、第１の発
明と同様に、平滑コンデンサの容量を大きくすることな
く、交流と直流それぞれの場合の検出電圧を互いに近づ
けることが可能となる。その結果、平滑コンデンサの容
量を小さくした分応答性が改善される。 【００２７】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、第１および第２の抵抗と並列にそれぞれのカ
ソードを入力端側の向きにした１対のダイオードが接続
されたものである。それにより、第２の発明と同様に、
平滑コンデンサの容量を大きくすることなく、交流と直
流それぞれの場合の検出電圧を互いに近づけることが可
能となる。その結果、平滑コンデンサの容量を小さくし
た分応答性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の基本となる回路図である。
【図２】図１のシミュレーション結果を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の基本となる別の回路図であ
る。 【図４】図３のシミュレーション結果を示す図である。 【図５】本発明の実施形態を示す回路図である。 【図６】本発明の実施形態のシミュレーション結果を示
す図である。 【図７】従来例を示す回路図である。 【図８】従来例におけるコンデンサの容量とピーク電圧
との関係を示す図である。 【図９】従来例におけるコンデンサの容量と検出電圧と
の関係を示す図である。 【図１０】従来例におけるシミュレーション結果を示す
図である。 【符号の説明】 Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ ＣＰ 比較回路 Ｄ１〜Ｄ９ ダイオード ＭＣ 電磁石コイル Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗 ＳＷ スイッチ Ｔｒ トランジスタ
る。 【図４】図３のシミュレーション結果を示す図である。 【図５】本発明の実施形態を示す回路図である。 【図６】本発明の実施形態のシミュレーション結果を示
す図である。 【図７】従来例を示す回路図である。 【図８】従来例におけるコンデンサの容量とピーク電圧
との関係を示す図である。 【図９】従来例におけるコンデンサの容量と検出電圧と
の関係を示す図である。 【図１０】従来例におけるシミュレーション結果を示す
図である。 【符号の説明】 Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ ＣＰ 比較回路 Ｄ１〜Ｄ９ ダイオード ＭＣ 電磁石コイル Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗 ＳＷ スイッチ Ｔｒ トランジスタ
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(56)参考文献 特開 昭61−195363（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−116468（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−133986（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−87371（ＪＰ，Ａ)
実開 昭52−136128（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−185971（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 19/00 - 19/32
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 検出対象とする交流電圧または直流電圧
が入力されるブリッジ形全波整流回路と、 この整流回路の両入力端の間に順に直列接続された第１
の抵抗、コンデンサおよび第２の抵抗と、 この第１の抵抗および第２の抵抗と前記コンデンサとの
両 接続点にそれぞれのアノードが接続されるとともにカ
ソードが互いに接続された１対のダイオードと、 この両ダイオードのカソードと整流回路の負極側出力端
との間に互いに並列に接続された抵抗および平滑コンデ
ンサと、 この平滑コンデンサの両端電圧を入力して基準電圧と比
較し入力電圧が基準電圧を越えたときに検出信号を出力
する比較回路と、 を備えると共に、 互いのカソードを前記入力端側の向きにした１対のダイ
オードを前記第１および第２の抵抗とそれぞれ並列に接
続し たことを特徴とするＡＣ／ＤＣ共用電圧検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30911996A JP3438495B2 (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Ａｃ／ｄｃ共用電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30911996A JP3438495B2 (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Ａｃ／ｄｃ共用電圧検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148647A JPH10148647A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3438495B2 true JP3438495B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=17989122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30911996A Expired - Fee Related JP3438495B2 (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Ａｃ／ｄｃ共用電圧検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438495B2 (ja) |
-
1996
- 1996-11-20 JP JP30911996A patent/JP3438495B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10148647A (ja) | 1998-06-02 |
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