JP4285758B2 - 携帯用単巻変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、電圧事情の異なる海外において、日本仕様の電気製品を使用するときに必要な携帯用単巻変圧器に関する。

一般に海外では、国や地域により、例えば米国ではＡＣ１２０Ｖ（１００Ｖ系）、欧州ではＡＣ２２０ＶやＡＣ２４０Ｖ（２００Ｖ系）のように商用電源の電源電圧が異なっている。このため、日本仕様の電気製品を海外で使用する場合、その国の電源電圧を、電気製品の定格電圧であるＡＣ１００Ｖに降圧して出力する変圧器が必要になる。図２はこのような従来の変圧器の内部回路を示すブロック図であり、まずは同図に基づいて従来の変圧器の構成と動作を説明する。

［従来の変圧器の構成］
図２に示した変圧器１は単巻変圧器であり、商用電源に接続する入力端子２と電気製品（負荷）を接続する出力端子３との間に、電圧変換回路４、整流回路５、平滑回路６、リレー駆動回路７、及び電圧検出回路８を具備して構成されている。

電圧変換回路４は、入力端子２に接続された直列巻線ＴＲ１と分路巻線ＴＲ２からなるトランスＴＲを有している。分路巻線ＴＲ２の一方側の端子には、１００Ｖ系の入力電圧用の低圧用接点Ｔ１、２００Ｖ系の入力電圧用の高圧用接点Ｔ２、及び共通接点Ｔ３からなるタップＴが接続され、共通接点Ｔ３が出力端子３に接続されている。なお、入力電源のオフ時、タップの共通接点Ｔ３は、図示したように高圧用接点Ｔ２に接続されている。

整流回路５は、整流用のダイオードＤ１からなる半波整流回路であり、分路巻線ＴＲ２の中間端子にダイオードＤ１のアノードが接続されている。また、平滑回路６は、分路巻線ＴＲ２の他方側の端子とダイオードＤ１のカソードとの間に接続された平滑用のコンデンサＣ１からなっている。

リレー駆動回路７は、タップの共通接点Ｔ３を高圧用接点Ｔ２から低圧用接点Ｔ１へ切り替える電磁石式のリレーコイルＲＹと、リレーコイルＲＹに並列接続された逆起電圧防止用のダイオードＤ２を備えている。また、同リレー駆動回路７は、リレーを作動させるトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のベースに接続されたバイアス用の抵抗Ｒ１及びＲ２とを備えており、抵抗Ｒ１及びＲ２にはノイズ除去用のコンデンサＣ２が直列接続され、トランジスタＱ１のエミッタにはバイアス電圧加算用のダイオードＤ３が接続されている。

電圧検出回路８は、リレー駆動回路７に並列接続されたツェナーダイオードＺＤ１を有している。また、同電圧検出回路８は、ツェナーダイオードＺＤ１が導通したときリレー駆動回路７のトランジスタＱ１をオフにし、リレーを停止させるためのトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２のベース電流制限用の抵抗Ｒ４と、バイアス用の抵抗Ｒ３とから構成されている。

［従来の変圧器の動作］
（ア） 入力電圧が１００Ｖ系の場合
１００Ｖ系の入力電圧が商用電源から入力端子２へ供給されると、その入力電圧はトランスＴＲで電圧降下して整流回路５に印加され、ダイオードＤ１にて半波整流される。半波整流された脈動電圧は、平滑回路６のコンデンサＣ１にて交流成分が取り除かれ、平滑化された直流電圧として出力される。そして、平滑回路６からの出力電圧は、リレー駆動回路７と電圧検出回路８の双方の回路に印加される。

電圧検出回路８において、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードに印加される逆方向の電圧はツェナー電圧に達しないため、ツェナーダイオードＺＤ１は導通しない。よって、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードに直列接続したバイアス用の抵抗Ｒ３の両端には電圧が印加されず、ベース電流が流れないので、トランジスタＱ２はオフの状態のままである。一方、リレー駆動回路７では、リレーコイルＲＹとトランジスタＱ１からなる直列回路に電圧が印加されるとともに、バイアス用の抵抗Ｒ１とＲ２を経由してトランジスタＱ１のベースにも電圧が印加される。この自己バイアスによって、トランジスタＱ１にベース電流が供給されるので、トランジスタＱ１がオンの状態になる。

このように、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオンすると、リレーコイルＲＹとトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間に電流が流れるため、リレーが作動し、タップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２から離れて低圧用接点Ｔ１へ切り替わる。このとき、電圧変換回路４において、入力端子２は低圧用接点Ｔ１に接続された共通接点Ｔ３を介して出力端子３に接続されることになる。よって、入力電圧が１００Ｖ系の場合、低圧用接点Ｔ１に接続されたトランスＴＲにより、１００Ｖ系の入力電圧に応じて変換した定格電圧が出力端子３から負荷へと供給される。

（イ） 入力電圧が２００Ｖ系の場合
２００Ｖ系の入力電圧が商用電源から入力端子２へ供給された場合にも、上記（ア）の場合と同様に、その入力電圧はトランスＴＲで電圧降下して整流回路５において半波整流されるとともに、半波整流された脈動電圧が平滑回路６にて平滑化され、平滑化された直流電圧がリレー駆動回路７と電圧検出回路８の双方の回路に印加される。

電圧検出回路８において、今度はツェナーダイオードＺＤ１のカソードに印加される電圧がツェナー電圧に達するため、ツェナーダイオードＺＤ１が導通して電流が流れる。同時にツェナーダイオードＺＤ１のアノードに直列接続したバイアス用の抵抗Ｒ３の両端に電圧が印加され、電流制限用の抵抗Ｒ４を通してベース電流が流れるので、トランジスタＱ２がオンの状態になる。電圧検出回路８のトランジスタＱ２がオンすると、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間に電流が流れる。これにより、リレー駆動回路７では抵抗Ｒ２の両端に電圧が印加されず、ベース電流が供給されなくなるので、トランジスタＱ１がオフの状態に戻る。

このように、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオフすると、リレーコイルＲＹへの電流が遮断されてリレーが停止し、タップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１から離れて高圧用接点Ｔ２へ復帰する。このとき、電圧変換回路４において、入力端子２は高圧用接点Ｔ２に接続された共通接点Ｔ３を介して出力端子３に接続されることになる。よって、入力電圧が２００Ｖ系の場合、高圧用接点Ｔ２に接続されたトランスＴＲにより、２００Ｖ系の入力電圧に応じて変換した定格電圧が出力端子３から負荷へと供給される。

すなわち、図２に示す変圧器１は、商用電源から入力端子２に供給される入力電圧が１００Ｖ系、２００Ｖ系のいずれであっても、リレー駆動回路７を用いてタップＴの接点を低圧側又は高圧側に自動的に切り替えることにより、出力端子３から常にＡＣ１００Ｖの定格電圧を出力して負荷に供給しようとしたものである。なお、この変圧器１と同様な自動切り替えによる変圧器として、下記の特許文献１には複巻変圧器を用いた電源回路が開示されている。

特開平６−２１４６６３号公報（図３、４参照）

しかしながら、上述した従来の変圧器について、以下の問題点が指摘されている。

（問題点１） 電源投入時に入力電圧に応じた高電圧が出力される場合があること

図３は従来の変圧器の入出力特性を示すグラフ図である。同図において実線で示すように、無負荷状態で１００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、最初はタップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２に接続されているが、入力電圧が７０Ｖ（Ａ点）を超えるとリレー駆動回路７のトランジスタＱ１が自己バイアスによりオンになり、リレーが作動してタップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１に切り替わる。これにより、変圧器１は１００Ｖ系の入出力ライン上の特性を示す。例えば、入力電圧が１００Ｖの場合には約９０Ｖ（Ｂ点）の出力電圧になり、入力電圧が１２０Ｖの場合には約１０５Ｖ（Ｃ点）の出力電圧になる。よって、１００Ｖ系の入力電圧の場合、出力電圧は約９０〜１０５Ｖの間にあり、適正な定格電圧である１００Ｖ±１０％の範囲内にあるので特に問題はない。

一方、無負荷状態で２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、入力電圧が７０Ｖを超えてタップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１に切り替わるまでの動作は同じであるが、その後、入力電圧が基準電圧の１６０Ｖ（Ｄ点）を超えたことを検出すると、電圧検出回路８においてツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＱ２がオンの状態になる。これにより、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオフになり、リレーが停止してタップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２に復帰する。つまり、変圧器１は１００Ｖ系の入出力ラインを経由してから２００Ｖ系の入出力ラインに戻り、最終的に２００Ｖ系の入出力ライン上の特性を示す。例えば、入力電圧が２００Ｖの場合には約９５Ｖ（Ｅ点）の出力電圧になり、入力電圧が２４０Ｖの場合には約１１５Ｖ（Ｆ点）の出力電圧になる。

ところが、２００Ｖ系の入力電圧の場合、タップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２から低圧用接点Ｔ１へ切り替わり、その後、低圧用接点Ｔ１から高圧用接点Ｔ２へ切り替わっている。これにより、特に低圧用接点Ｔ１から高圧用接点Ｔ２へ切り替わる前の極めて短いサイクル（約１０ｍｓｅｃ程度）において、低圧用接点Ｔ１による出力電圧が発生することがある。すなわち、入力電圧が基準電圧の１６０Ｖ付近では、低圧用接点Ｔ１に接続されたトランスＴＲで変圧された出力電圧が発生し、約１４０Ｖ近くの高電圧が瞬間的に出力されてしまう。このため、変圧器１に接続した負荷が高電圧に対する保護回路を備えてない電気製品の場合には、瞬間的に出力された高電圧により機器の損傷を招く恐れがあった。

（問題点２） 負荷容量により入力切替の基準電圧が変動すること

図３において、入力電圧が２００Ｖ系の場合、無負荷状態では基準電圧の１６０Ｖ（Ｄ点）を境に電圧検出回路８のトランジスタＱ２がオンの状態になり、リレーが停止してタップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２に切り替わる。ところが、同じ２００Ｖ系の入力電圧を供給しても、負荷容量が３０ＶＡ（同図に破線で示す）のときには入力電圧が約１７０〜１７４Ｖ（Ｇ点）、負荷容量が５０ＶＡ（同図に一点鎖線で示す）のときには入力電圧が約１８０〜１９０Ｖ（Ｈ点）、さらに負荷容量が６０ＶＡ（同図に二点鎖線で示す）のときには入力電圧が約１８５〜２０６Ｖ（Ｊ点）を基準にしてタップの共通接点Ｔ３が切り替わっており、負荷容量によって入力切替の基準電圧が変動することが分かる。これは次のような理由による。

例えば、モータやランプのように、一瞬（約２０〜１００ｍｓｅｃ）多くのエネルギーが必要な機器を接続した場合、インラッシュ時などに大電流が流れて負荷容量が増大すると、トランスＴＲにおける電圧降下により分路巻線ＴＲ２の１次側の電圧が降下し、整流回路５から出力される直流電圧も低下する。これに伴って、電圧検出回路８に印加される電圧が下がるので、２００Ｖ系の入力電圧にもかかわらず本来導通すべきツェナーダイオードＺＤ１が導通せずトランジスタＱ２がオフの状態のままになる。このとき、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１はオンの状態なので、リレーが作動してタップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１に接続され、出力端子３からの出力電圧が増大する。

逆に、負荷容量が減少すると、分路巻線ＴＲ２の１次側の電圧が上がり、整流回路５から出力される直流電圧も上昇する。これに伴って、電圧検出回路８に印加される電圧が上がり、ツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＱ２がオンになる。すると、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１はオフになり、リレーが停止するので、タップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２に切り替わり、出力端子３からの出力電圧が減少する。

すなわち、この変圧器１によると、出力端子３に接続された負荷容量に応じてトランスＴＲに接続された整流回路５の電圧が上下し、電圧検出回路８の基準電圧が変動する。これにより、タップＴの切り替え動作が繰り返し行われ、出力電圧が増減するチャタリングが発生してしまう。このため、負荷として例えばランプを接続した場合にそのランプが点灯と消灯を繰り返すといった現象や、あるいは共通接点Ｔ３に接続されているバリスタＶが規定電圧を超えて破損し、トランスＴＲが破壊されてしまう恐れがあった。

本発明は以上のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、負荷容量の変動に左右されずに常に安定した定格電圧を出力することができる携帯用単巻変圧器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る携帯用単巻変圧器は、商用電源に接続される入力端子と、負荷を接続する出力端子と、上記商用電源から上記入力端子を介して供給される入力電圧を単巻トランスで定格電圧に変換し、変換した定格電圧を上記出力端子から上記負荷へと供給する電圧変換回路と、上記単巻トランスの分路巻線の中間端子に接続され、上記単巻トランスで降圧された交流電圧を整流して出力する整流回路と、上記整流回路に接続され、上記整流回路から出力された電圧を平滑して直流電圧を出力する平滑回路と、上記平滑回路に接続され、上記平滑回路から出力された直流電圧で作動するトランジスタを有し、上記電圧変換回路の単巻トランスに接続されたタップの接点を高圧用接点から低圧用接点へ切り替えるリレー駆動回路と、上記入力端子に接続され、上記商用電源から上記入力端子を介して供給された入力電圧を高圧整流用のダイオードで整流して検出し、検出した入力電圧が基準電圧未満の低電圧の場合には高電圧検出用のツェナーダイオードが導通しないことによってそのアノードに接続されたサイリスタ又はトライアックが作動しないで上記リレー駆動回路のトランジスタを作動させる一方、検出した入力電圧が基準電圧以上の高電圧の場合には上記ツェナーダイオードが導通することによって上記サイリスタ又はトライアックが作動し続けて上記リレー駆動回路のトランジスタを停止させ、上記電圧変換回路の単巻トランスに接続されたタップの接点が高圧用接点に接続された状態を維持する入力電圧検出回路と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る携帯用単巻変圧器において、上記リレー駆動回路の応答時間を遅延させることにより、上記入力電圧検出回路が作動する前に上記リレー駆動回路が作動しないようにすることが望ましい。

上記の構成から明らかなように、本発明に係る携帯用単巻変圧器によれば以下のような効果が得られる。

（１） 電源投入時に入力電圧に応じた高電圧が出力されない
例えば、２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、入力電圧検出回路において入力電圧が基準電圧以上であることを検出してリレー駆動回路を停止させるので、タップの切替動作が行なわれることはなく、高圧用接点に接続されたトランスから安定した定格電圧が出力される。よって、変圧器に接続した負荷に対して高電圧が出力される恐れがまったくなくなり、高電圧出力による負荷の損傷等の不具合を確実に防止できる。

（２） 負荷容量が増減しても入力切替の基準電圧が変動しない
例えば、２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、入力電圧検出回路にサイリスタ（ＳＣＲ）又はトライアック（ＴＲＩＡＣ）による一種の記憶素子を用いているため、この記憶素子がいったん作動し記憶すると、入力電圧の供給を遮断するまでリレー駆動回路は停止したままであり、負荷容量が増減してトランスの２次側の交流電圧が上下しても、タップの接点の切替動作が繰り返し行なわれることはなく、常に安定した定格電圧が出力される。よって、変圧器に接続した負荷に対して出力電圧の大幅な変動がなく、出力変動によるトランスの破壊等の不具合を可及的に防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る携帯用単巻変圧器の内部回路を示すブロック図である。同図において、図２に示した従来の変圧器と同一の構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

［本発明に係る変圧器の構成］
図１に示した変圧器１−１は携帯用単巻変圧器であり、商用電源に接続する入力端子２と負荷を接続する出力端子３との間に、電圧変換回路４、整流回路５、平滑回路６、リレー駆動回路７を具備している点は従来の変圧器１と同一であるが、従来の電圧検出回路８に替えて入力電圧検出回路９を具備している点が異なっている。

入力電圧検出回路９は、入力端子２に接続され、商用電源から供給された入力電圧を検出し、検出した入力電圧が基準電圧（例えば１６０Ｖ）未満の場合には、自身が作動せずにリレー駆動回路７を作動させ、電圧変換回路４のトランスＴＲに接続されたタップの共通接点Ｔ３を高圧用接点Ｔ２から低圧用接点Ｔ１へ切り替える。一方、検出した入力電圧が基準電圧以上の場合には、自身が作動してリレー駆動回路７を停止させ、電圧変換回路４のトランスＴＲに接続されたタップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２に接触した状態を維持する機能を備えている。

すなわち、この入力電圧検出回路９は、入力端子２に接続された整流用のダイオードＤ４と、ダイオードＤ４のカソードに直列接続された電流制限用の抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ５に直列接続されたバイアス用の抵抗Ｒ６とからなる直列回路を有している。また、同検出回路９は抵抗Ｒ５とＲ６の間に接続された基準電圧検出用のツェナーダイオードＺＤ２を有しており、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードに、サイリスタ（ＳＣＲ）のゲートとノイズ除去用のコンデンサＣ３とが並列接続されている。

さらに、本発明においては、ツェナーダイオードＺＤ２の導通時、入力電圧検出回路９のサイリスタ（ＳＣＲ）が作動する前にリレー駆動回路７のトランジスタＱ１が作動しないように、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及び電解コンデンサＣ４で構成されたＲＣ回路（積分回路）の時定数を大きく設定して応答速度を遅くしている。本実施形態では、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値をそれぞれ１０ＫΩ、１００ＫΩに設定し、電解コンデンサＣ４の静電容量を１０μＦ、許容電圧を６．３Ｖに設定してある。すなわち、ＲＣ回路の時定数は抵抗値と静電容量に比例することから、直列接続した抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値を大きくして電解コンデンサＣ４の充電に要する時間を長く設定し、サイリスタ（ＳＣＲ）に接続されている抵抗Ｒ１の短絡電流に比べトランジスタＱ１のベース電流が所定時間遅延するようになっている。

［本発明に係る変圧器の動作］
（ア） 入力電圧が１００Ｖ系の場合
本発明に係る変圧器１−１において、１００Ｖ系の入力電圧が商用電源から入力端子２へ供給されると、その入力電圧は、並列接続された入力電圧検出回路９と電圧変換回路４の双方の回路に印加される。

入力電圧検出回路９において、入力電圧はダイオードＤ４で半波整流される。この半波整流された脈動電圧は、直列接続された抵抗Ｒ５とＲ６で分圧され、抵抗Ｒ６の両端の電圧がツェナーダイオードＺＤ２のカソードに印加される。ここで、抵抗Ｒ６の両端に発生する電圧はツェナー電圧に達しないため、ツェナーダイオードＺＤ２は導通しない。よって、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続したサイリスタ（ＳＣＲ）のゲートに電圧が印加されず、抵抗Ｒ１を短絡させる電流が流れないので、サイリスタ（ＳＣＲ）はオフの状態のままである。

一方、電圧変換回路４において、入力電圧をトランスＴＲで電圧降下して整流回路５に印加して、ダイオードＤ１により半波整流される。この半波整流された脈動電圧は、平滑回路６のコンデンサＣ１にて交流成分が取り除かれ、平滑化された直流電圧として出力される。そして、平滑回路６からの出力電圧がリレー駆動回路７に印加される。

リレー駆動回路７では、リレーコイルＲＹとトランジスタＱ１の直列回路に電圧が印加されるとともに、バイアス用の抵抗Ｒ１とＲ２を経由してトランジスタＱ１のベースにも電圧が印加される。この自己バイアスにより、トランジスタＱ１にベース電流が供給されるので、トランジスタＱ１がオンの状態になる。

このように、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオンすると、リレーコイルＲＹとトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間に電流が流れるため、リレーが作動してタップの共通接点Ｔ３が高圧用接点Ｔ２から離れて低圧用接点Ｔ１へ切り替わる。このとき、電圧変換回路４において、入力端子２は低圧用接点Ｔ１に接続された共通接点Ｔ３を介して出力端子３に接続されることになる。したがって、入力電圧が１００Ｖ系の場合、低圧用接点Ｔ１に接続されたトランスＴＲにより、１００Ｖ系の入力電圧に応じて変換した定格電圧が出力端子３から負荷へと供給される。

（イ） 入力電圧が２００Ｖ系の場合
本発明に係る変圧器１−１において、２００Ｖ系の入力電圧が商用電源から入力端子２へ供給されると、その入力電圧は、並列接続された入力電圧検出回路９と電圧変換回路４の双方の回路に印加される。

入力電圧検出回路９において、入力電圧はダイオードＤ４により半波整流されるとともに、その脈動電圧は、直列接続された抵抗Ｒ５とＲ６で分圧され、抵抗Ｒ６の両端の電圧がツェナーダイオードＺＤ２のカソードに印加される。ここで、今度は抵抗Ｒ６の両端に発生する電圧がツェナー電圧に達するため、ツェナーダイオードＺＤ２が導通する。よって、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続したサイリスタ（ＳＣＲ）のゲートに電圧が印加され、トリガー電流が流れるので、サイリスタ（ＳＣＲ）が作動する。サイリスタ（ＳＣＲ）が作動するためには、ゲートに対して少なくとも脈動電圧の半サイクル程度の電圧が印加されればよい。

入力電圧検出回路９のサイリスタ（ＳＣＲ）が作動すると、抵抗Ｒ１とサイリスタ（ＳＣＲ）のアノード−カソード間に順方向の電流が流れる。これにより、リレー駆動回路７では抵抗Ｒ２の両端に電圧が印加されず、ベース電流が供給されないので、トランジスタＱ１は常にオフの状態である。なお、一旦作動したサイリスタ（ＳＣＲ）は、負荷容量の増加により電圧降下が生じてゲートにトリガー電流が流れなくなっても作動し続け、入力端子２を商用電源から外して入力電圧の供給が遮断されるまで継続する。

このように、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１は常にオフであり、リレーコイルＲＹへ電流が供給されず、リレーが停止しているので、タップの共通接点Ｔ３は高圧用接点Ｔ２に接触したままの状態を維持している。このとき、電圧変換回路４において、入力端子２は高圧用接点Ｔ２に接続された共通接点Ｔ３を介して出力端子３に接続されることになる。したがって、入力電圧が２００Ｖ系の場合、高圧用接点Ｔ２に接続されたトランスＴＲにより、２００Ｖ系の入力電圧に応じて変換した定格電圧が出力端子３から負荷へと供給される。

以上より、本発明に係る変圧器１−１にあっては、以下のような効果が得られる。

（１） 電源投入時に入力電圧に応じた高電圧が出力されない
上述したように、従来は２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、タップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１へ一旦切り替わった後、高圧用接点Ｔ２へと戻る切替動作を行なっていたため、低圧用接点Ｔ１から高圧用接点Ｔ２へ切り替わる直前に入力電圧に応じた高電圧が発生することがあった。ところが、本発明によれば、２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、入力電圧検出回路９において、ツェナーダイオードＺＤ２が導通してサイリスタ（ＳＣＲ）が作動し記憶するので、リレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオンになることはない。このため、リレーが常に停止した状態であるから、タップの共通接点Ｔ３が低圧用接点Ｔ１へ切り替わる切替動作は行なわれず、常に高圧用接点Ｔ２に接続された状態のトランスＴＲから安定した定格電圧が出力される。よって、変圧器１−１に接続した負荷に対して高電圧が出力される恐れがまったくなくなり、高電圧出力に伴う負荷の損傷等の不具合を確実に防止できる。

（２） 負荷容量が増減しても入力切替の基準電圧が変動しない
上述したように、従来は２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、負荷容量が増減するとトランスＴＲの２次側の交流電圧が上下し、タップＴの切替動作の基準電圧が変動してしまうという不具合があった。これは、従来は変動の大きな負荷側からの交流電圧に基づいて入力切替の基準電圧を検出していたことが要因である。

それに対し、本発明では、変動の少ない商用電源側からの入力電圧に基づいて入力切替の基準電圧を検出するようにした。すなわち、２００Ｖ系の入力電圧が供給された場合、入力電圧検出回路９において、サイリスタ（ＳＣＲ）が作動した後は、入力端子２を外して入力電圧の供給を遮断するまでリレー駆動回路７のトランジスタＱ１がオンしてリレーが作動することはない。したがって、負荷容量が増減してトランスＴＲの２次側の交流電圧が上下しても、タップＴの切替動作が繰り返し行なわれることはなく、常に安定した定格電圧が出力される。よって、変圧器１−１に接続した負荷に対して出力電圧の変動がなくなり、出力変動に伴うトランスの破壊等の不具合を可及的に防止できる。

なお、入力電圧検出回路９にサイリスタ（ＳＣＲ）を用いたが、これに代えてトライアック（ＴＲＩＡＣ）を用いても上記と同様な効果が得られる。

本発明に係る携帯用単巻変圧器の内部回路を示すブロック図。 従来の変圧器の内部回路を示すブロック図。 従来の変圧器の入出力特性を示すグラフ図。

符号の説明

１、１−１ 変圧器
２ 入力端子
３ 出力端子
４ 電圧変換回路
５ 整流回路
６ 平滑回路
７ リレー駆動回路
８ 電圧検出回路
９ 入力電圧検出回路
Ｃ１、Ｃ４ 電解コンデンサ
Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ ダイオード
ＺＤ１、ＺＤ２ ツェナーダイオード
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６ 抵抗
ＲＹ リレーコイル
Ｑ１、Ｑ２ トランジスタ
ＳＣＲ サイリスタ
Ｔ タップ
Ｔ１ 低圧用接点
Ｔ２ 高圧用接点
Ｔ３ 共通接点
ＴＲ トランス
ＴＲ１ 直列巻線
ＴＲ２ 分路巻線
Ｖ バリスタ

Claims (2)

1. 商用電源に接続される入力端子と、
   負荷を接続する出力端子と、
   上記商用電源から上記入力端子を介して供給される入力電圧を単巻トランスで定格電圧に変換し、変換した定格電圧を上記出力端子から上記負荷へと供給する電圧変換回路と、
   上記単巻トランスの分路巻線の中間端子に接続され、上記単巻トランスで降圧された交流電圧を整流して出力する整流回路と、
   上記整流回路に接続され、上記整流回路から出力された電圧を平滑して直流電圧を出力する平滑回路と、
   上記平滑回路に接続され、上記平滑回路から出力された直流電圧で作動するトランジスタを有し、上記電圧変換回路の単巻トランスに接続されたタップの接点を高圧用接点から低圧用接点へ切り替えるリレー駆動回路と、
   上記入力端子に接続され、上記商用電源から上記入力端子を介して供給された入力電圧を高圧整流用のダイオードで整流して検出し、検出した入力電圧が基準電圧未満の低電圧の場合には高電圧検出用のツェナーダイオードが導通しないことによってそのアノードに接続されたサイリスタ又はトライアックが作動しないで上記リレー駆動回路のトランジスタを作動させる一方、検出した入力電圧が基準電圧以上の高電圧の場合には上記ツェナーダイオードが導通することによって上記サイリスタ又はトライアックが作動し続けて上記リレー駆動回路のトランジスタを停止させ、上記電圧変換回路の単巻トランスに接続されたタップの接点が高圧用接点に接続された状態を維持する入力電圧検出回路と、
   を備えたことを特徴とする携帯用単巻変圧器。
2. 上記リレー駆動回路の応答時間を遅延させることにより、上記入力電圧検出回路が作動する前に上記リレー駆動回路が作動しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の携帯用単巻変圧器。
   

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