JP4638381B2 - 保護機能を有する電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源回路に過電流が流れたときに部品を保護する保護回路を備えた電源装置に関する。

従来、一般的な電源回路の構成としては、負荷の故障あるいは誤動作によって電源回路に過大な電流が流れた場合に、その電流による部品の異常発熱を防止するための過電流保護回路が備えられている。この保護回路は、通常、負荷に電源を供給する電源供給回路に直列に抵抗を配置し、流れている電流値を電圧値に変換した後に、その電圧値が通常流れている電流の１．５倍から２倍程度に達したときに負荷への電源供給を制限する電流検知抵抗により構成されている例が多い。

しかし、電流検知抵抗は、常時負荷電流が流れるため、大きな電力容量が必要となる。また、負荷が完全に短絡した状態での保護を行なうためには、回路構成が複雑となる。

特許文献１は、電流検知に代わり、負荷電圧値の低下を検知することで、異常電流が流れているかどうかを判断する構成を採用している。
特開昭５９−５０７１２公報

ところで、電動ブラインドのように負荷がモータの場合は、モータが回転始めると、短時間ではあるが起動電流と呼ばれる回転中の定常電流に比べて６倍以上の電流が流れる場合も少なくない。

そのため、電流検知抵抗による構成の場合、過電流状態と正常状態の区別が困難となる。負荷への電流が極端に大きくなる負荷短絡異常状態のみの保護を目的とした構成の場合では、モータの劣化等によって駆動電流が通常状態より大きくなる過負荷異常が発見できない回路構成となっています。

一方、特許文献１のように、電圧低下検知による構成の場合では、異常な電流が流れている時間幅に基づいて正常時の起動電流と異常な過負荷電流を区別して保護動作が可能であるが、保護回路を同じ負荷系統の電源により駆動するため、負荷短絡状態によっては、ほぼ０Ｖ程度まで電源電圧が低下し、保護回路が動作しない可能性がある。

また、電圧低下検知による構成では、その動作原理上、商用電源の状態に拘わらず、負荷電圧のみを監視しているため、停電等により商用電源の供給が遮断され、負荷電圧が低下した場合にも保護回路が誤動作し、商用電源の供給が再開された際には保護回路が解除されずに負荷供給が遮断され続ける可能性がある。

そこで、本発明は、負荷の異常等によって発生する過電流に対して、安定した保護動作を行なえる電源装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では、負荷に電源を供給する負荷電源回路と、前記負荷電源回路に過電流が流れたとき、前記負荷への電源の供給を遮断する保護手段とを有し、前記保護手段を異常発生時においても安定した動作をさせるために、前記保護手段に電源を供給する補助電源回路を設けたことを特徴とする。

上記構成によると、負荷への電源の供給を遮断する保護手段に負荷電源との別系統の補助電源回路を設けたので、負荷電源回路の電圧が異常低下しても、保護手段には常時安定した電源供給が行なわれることになる。

この補助電源回路として制御用電源回路を利用することができる。そのため、新たな補助電源回路を設ける必要がない。

保護手段は、電源電圧の変化を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の検出結果に基づいて負荷への電源の供給を遮断するか否かを判断する供給判断手段と、前記供給判断手段の判断結果に基づいて負荷への電源を遮断する供給遮断手段とを備え、前記供給判断手段に補助電源回路が接続されたことを特徴とする。

負荷電源回路では、負荷の短絡等により過電流が流れると、電源電圧の電圧低下が発生する。この電圧低下を電圧検出手段により検出する。供給判断手段は、電圧検出手段からの検出結果に基づいて負荷電源回路に異常が発生したか否かを判断し、供給遮断手段は、その判断結果が異常の場合は電源供給を遮断し、異常でなければ負荷への電源供給を継続する。異常の有無は、電圧検出結果に基づいて行なう。

ところで、電圧低下の発生には、過電流に起因する場合と、負荷を起動させるときの起動電流に起因する場合とがある。後者の場合、電圧低下は、起動時のみであるため、電圧低下の持続時間は、前者の場合に比べて短い。そこで、電圧検出手段では、電源電圧の変化を継続的に検出し、供給判断手段では、電圧低下が発生したときの持続時間に基づいて過電流による電圧低下か、あるいは、起動電流による電圧低下かを判断する。この判断結果に基づいて、供給遮断手段では、負荷への電源供給を遮断するか否かを決める。

すなわち、電圧低下が発生したときの持続時間が長い場合は、過電流による電圧低下と判断し、負荷への電源供給を遮断する。電圧低下が発生したときの持続時間が短い場合は、起動電流による電圧低下と判断し、負荷への電源供給を遮断しない。

電圧検出手段は、電源電圧の変化を検出するが、具体的な電圧検出は次のように行なうことができる。すなわち、電圧検出手段は、負荷への供給電圧を検出する負荷電圧検出手段と、制御装置への供給電圧を検出する制御装置電圧検出手段とを備える。そして、供給判断手段では、負荷への供給電圧の低下が検出されたとき、制御装置への供給電圧の変化に基づいて、負荷への電源の供給を遮断するかを判断する。この場合、供給判断手段には、制御用電源回路から補助電源が供給されているので、電源供給により安定した判断が可能となる。

例えば、モータ等の負荷を起動するとき、負荷電源回路では起動電流として瞬間的に大電流が流れる。これにより負荷電源回路では、大幅な電圧低下が見られる。これを負荷電圧検出手段により検出する。一方、制御用電源回路では、負荷電源回路の瞬間的な電圧低下では大幅な電圧低下が発生しないので、供給判断手段では、制御装置電圧検出手段から入力される電圧の持続時間を検出すれば、起動電流による電圧低下であることを判断することができる。

また、停電時や電源をＯＦＦした場合、供給判断手段には、負荷電圧検出手段および制御装置電圧検出手段から電圧低下信号が入力される。このとき、負荷には過大電流が流れて大幅な電圧低下が起こるわけではないので、その電圧低下信号により、異常発生でないと判断することができ、保護手段の誤動作を防止することができる。

また、異常発生時には、負荷電圧検出手段では大幅な電圧低下を検出するが、負荷電源回路と共に制御用電源回路でも同一のトランスで交流入力している場合、制御用電源回路でも大幅な電圧低下が見られる。

しかし、制御用電源回路に、異常発生時において回路内の電圧を維持する電圧維持手段を備えた構成にすると、異常発生時においても短時間であるが、補助電源としての機能を維持し、供給判断手段に電力供給が可能であるため、供給判断手段の機能を維持することができる。

また、異常発生時には、負荷電源回路の電圧低下と共に制御用電源回路では、電圧維持手段の動作により、一定時間電圧が維持され、その間に、負荷電源回路の電圧が通常の電圧に復帰しない場合、供給判断手段は異常発生であると判断する。すなわち、供給判断手段は、制御用電源回路の電圧を一定時間維持した間に、負荷電源回路の電圧が通常の電圧に復帰しなかった場合、電圧低下が発生したときの持続時間が長いと判断し、異常発生による電圧低下であると判断する。そして、その判断結果に基づいて供給遮断手段を制御する。

なお、制御用電源回路と負荷電源回路とに入力する交流電源との接続要素として、入力された交流電流を直流電流に整流する整流手段と、整流された直流電流を平滑する平滑手段を備えた２つの整流・平滑回路を有し、第１の整流・平滑回路が負荷電源回路に備えられ、第２の整流・平滑回路が制御用電源回路に備えられた構成が採用可能である。そして、コンデンサなどの平滑手段を電圧維持手段として作用させることができる。

このように、互いに独立した整流・平滑回路を備えているので、負荷電源回路に流れる電流によって制御用電源回路の電源が影響を受けることを防止でき、確実に異常発生を検出できる。

また、負荷電源回路において、過電流による電圧低下が発生しても、制御用電源回路では、保護手段を動作させるための電源を確保でき保護手段を安定に動作させることができる。

また、制御用電源回路の整流・平滑回路を廃止し、負荷電源回路の整流・平滑回路を共用させ、電源装置の部品点数を少なくすることができる。

また、入力された交流を変圧するトランスを有し、このトランスと負荷電源回路の整流・平滑回路との間に、整流・平滑回路に流れる電流を制限する電流制限手段を設けることができる。

電流制限手段は、負荷電源回路に過大な電流が供給されないように電流を制限する。電流制限手段は電流制限抵抗から構成することができる。電流制限抵抗は、電源供給開始後、定格電流がなされると自己発熱により抵抗値を下げ電源部の損失を低減する。

以上のとおり、過電流保護手段が補助電源で動作し、補助電源は負荷電源回路とは異なる制御用電源回路から電力を受給するので、負荷の故障等による過電流が発生したとき、保護手段は安定した動作を行なうことができる。したがって、負荷電源回路において、異常発生時に確実に電源供給を遮断でき、負荷電源回路の部品を保護することができる。また、負荷の起動時に定常電流よりも過大な起動電流が流れた場合でも、保護手段が起動電流と負荷の短絡等による過電流とを区別して、保護手段の誤動作を防止することができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の電源装置を図１を用いて説明する。本電源装置は、電動ブラインドに用いられるものである。電動ブラインドは、スラットの昇降、スクリーンの昇降、スラットの水平移動、スラットの角度調整等に使用されるモータ７を備えている。モータ７は、マイコンからなる制御装置１０によって駆動制御される。電源装置は、負荷としてのモータ７に電源を供給すると共に、制御装置１０にも動作用の電源を供給する。

電源装置は、商用電源を所定の電圧に変圧するトランス１と、モータ７に電源を供給する負荷電源回路である負荷電源回路Ａと、制御装置１０に電源を供給する補助電源回路である制御用電源回路Ｂとから構成される。

負荷電源回路Ａは、整流・平滑回路２と、モータ７への電源を遮断する供給遮断手段である供給遮断回路４と、モータ７への供給電圧を検出する負荷電圧検出手段であるモータ電圧検出回路５と、モータ電圧検出回路５の検出結果に基づいてモータ７への電源の供給を遮断するか否かを判断する供給判断手段である供給判断回路６とを備える。制御用電源回路Ｂは、整流・平滑回路３と、制御装置１０への供給電圧を検出する制御装置電圧検出手段である制御装置電圧検出回路８とを備える。

負荷電源回路Ａは、トランス１の２次側の第１コイルと接続され、第１コイルを介して電源が供給される。また、制御用電源回路Ｂは、トランス１の２次側の第２コイルと接続され、第２コイルを介して電源が供給される。すなわち、負荷電源回路Ａと制御用電源回路は、それぞれが異なるコイルから電源供給を受ける別系統の電源回路とされる。

次に、負荷電源回路Ａについて説明する。負荷電源回路Ａの整流・平滑回路２は、トランス１を介して供給される交流を直流に整流する整流手段である整流用ブリッジダイオード２１と、直流のリップル成分を軽減する平滑手段である電解コンデンサ２２とを備える。

供給遮断回路４は、バイアス抵抗４３と、スイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ４１と、定電圧ダイオード４２とを備えており、供給判断回路６の判断結果に基づいてモータ７への電源を遮断する。供給遮断回路４は、負荷電流により大きく変動する電圧を安定させてモータ７に電源を供給する。

モータ電圧検出回路５は、スイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ５１と分圧抵抗５２，５３とを備えており、モータ７への供給電圧を検出する。トランジスタ５１のＯＮ電圧は、抵抗５２と抵抗５３の分圧比で設定されている。

供給判断回路６は、スイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ６１と分圧抵抗６２，６３とを備えており、モータ電圧検出回路５の検出結果に基づいてモータ７への電源の供給を遮断するか否かを判断する。トランジスタ６１のＯＮ電圧は、抵抗５２と抵抗５３の分圧比で設定されている。ここで、トランジスタ６１のＯＮ電圧は、トランジスタ５１のＯＮ電圧よりも小とされる。

また、負荷電源回路Ａは、トランス１と整流・平滑回路２との間に整流・平滑回路２に流れる電流量を制限する電流制限手段９を備える。この電流制限手段９は、温度が上昇すると抵抗値が小さくなるサーミスタ素子で構成される。モータ７が動作して所定の定格電流が流れると、電流制限手段９は、自己発熱をして、急激に抵抗値が低下し、モータ７に供給する電流の損失を低減させる。

次に、制御用電源回路Ｂについて説明する。制御用電源回路Ｂの整流・平滑回路３は、負荷電源回路Ａの整流・平滑回路２と同様に、交流を直流に整流する整流手段である整流用ブリッジダイオード３１と、直流のリップル成分を軽減する平滑手段である電解コンデンサ３２とを有する。

制御装置電圧検出回路８は、スイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ８１と分圧抵抗８３，８４とを有する第１電圧検出部８ａと、スイッチング素子としてのＮＰＮ型トランジスタ８２と分圧抵抗８５，８６とを有する第２電圧検出部８ｂとを備える。第１電圧検出部８ａのトランジスタ８１のＯＮ電圧は、抵抗８３と抵抗８４の分圧比で設定されている。第２電圧検出部８ｂのトランジスタ８２のＯＮ電圧は、抵抗８５と抵抗８６の分圧比で設定されている。ここで、トランジスタ８２のＯＮ電圧は、トランジスタ８１のＯＮ電圧よりも大とされる。

過電流保護手段Ｃは、モータ電圧検出回路５、制御装置電圧検出回路８、供給判断回路６、および供給遮断回路４とから構成され、負荷電源回路Ａに過電流が流れたときに、モータ７への電源の供給を遮断する。

保護手段Ｃには補助電源が接続される。補助電源は制御用電源回路Ｂから取り入れる。その接続ラインの一端は、整流・平滑回路３と第１電圧検出部８ａとの中間点に接続され、他端は、供給判断回路６のトランジスタ６１のベース端子に接続される。制御用電源回路Ｂは、この接続ラインを通じて保護手段Ｃを動作させるための電源を供給する。

次に、電源装置の動作について説明する。説明の便宜上、商用交流電源はＡＣ１００Ｖ、トランス１から負荷電源回路２への供給電圧はＡＣ４０Ｖ、トランス１から制御用電源回路３への供給電圧はＡＣ１０Ｖ、トランス１からの電流供給能力は最大で１．３Ａ、供給遮断回路４での安定化電圧はＤＣ２４Ｖ、モータ７の定格電流は０．４Ａで起動電流は３．５Ａ、さらに、トランジスタ５１のＯＮ電圧はＤＣ１３Ｖ、トランジスタ８１のＯＮ電圧はＤＣ０．５Ｖ、トランジスタ８２のＯＮ電圧はＤＣ５．８Ｖ、トランジスタ６１のＯＮ電圧はＤＣ３Ｖ、定電圧ダイオード４２の設定電圧は２４Ｖ、電流制限手段９の常温での抵抗値は４Ωとする。

ＡＣコンセントが商用電源に接続されると、交流電流が負荷電源回路Ａおよび制御用電源回路Ｂに流れる。これらの供給電源電圧はトランス１の巻き線比に応じて決定される。ＡＣコンセントが商用電源に接続されたとき、制御装置１０の動作が停止しているので、スイッチング素子としてのトランジスタ１１はＯＦＦ状態である。そのため、モータ７の正常、異常に関わらず、電源投入時の制御には影響しない。

負荷電源回路Ａに供給されたＡＣ４０Ｖの交流電流は、整流用ブリッジダイオード２１および電解コンデンサ２２によってリップル成分の大きいＤＣ５２Ｖの直流電流に変換されて出力される。このＤＣ５２Ｖの直流電流は、供給遮断回路４によって安定したＤＣ２４Ｖの直流電流に変換される。

ＡＣコンセントが商用電源に接続され、負荷電源回路Ａへの供給電圧がＤＣ１３Ｖに達すると、分圧抵抗５２，５３の分圧比により負荷電圧検出回路５のトランジスタ５１のベース電圧がＯＮ電圧を超えるので、トランジスタ５１がＯＮ状態に移行する。トランジスタ５１のＯＮにより、供給判断回路６のトランジスタ６１のベース電圧がＧＮＤレベルで低下するので、トランジスタ６１は強制的なＯＦＦ状態を維持する。

制御用電源回路Ｂに供給されたＡＣ１００Ｖの交流電流は、整流・平滑回路３により直流電流に変換され、制御装置側に供給される。このとき、第１の電圧検出部８ａへの供給電圧がＤＣ０．５Ｖに達すると、分圧抵抗８３，８４の分圧比によりトランジスタ８１のベース電圧がＯＮ電圧を超えるので、トランジスタ８１がＯＮ状態に移行する。

このとき、トランジスタ８２は、まだ供給電圧がＯＮ電圧に達していないのでＯＦＦ状態のままである。

トランジスタ８１がＯＮ状態に移行すると、供給判断回路６のトランジスタ６１のベース側では、抵抗６２を通った電流がトランジスタ８１を通ってＧＮＤに流れる。したがって、トランジスタ６１のベース電圧がＧＮＤレベルに維持され、強制的なＯＦＦ状態となる。

供給電圧が昇圧して制御装置１０への印加電圧が５．８Ｖに達すると、第２の電圧検出部８ｂのトランジスタ８２にＤＣ５．８ＶのＯＮ電圧がかかり、トランジスタ８２がＯＮ状態に移行する。この移行によって、トランジスタ８１のベース側で分圧抵抗８３を通った電流がトランジスタ８２を通ってＧＮＤに流れる。したがって、トランジスタ８１のベース電圧がＧＮＤレベルとなり、トランジスタ８１は、トランジスタ８２により強制的なＯＦＦ状態となる。

制御用電源回路Ｂの電圧が５．８Ｖに達した時点では、すでに負荷電源回路Ａの電圧が１３Ｖを上回っているので、トランジスタ５１がＯＮ状態とされる。トランジスタ５１がＯＮ状態に移行すると、トランジスタ６１のベース電圧がＧＮＤレベルとなり、トランジスタ６１は強制的なＯＦＦ状態を継続する。このとき、モータ電圧検出回路５は、過大な電流による持続時間の短い電圧低下と判断する。

供給電圧が昇圧して、最終的には、制御用電源回路Ｂの電圧がＤＣ１３Ｖ、負荷電源回路Ａの電圧が２４Ｖに達し、それぞれの電圧が安定したとき、制御装置１０が稼動する。この安定状態において、トランジスタ５１はＯＮ状態、トランジスタ８２はＯＮ状態、トランジスタ８１はＯＦＦ状態、また、トランジスタ６１はＯＦＦ状態を維持し、供給遮断手段であるトランジスタ４１がＯＮ状態を維持することになる。

ここで、電動ブラインドが操作されたとき、制御装置１０は、定められた制御情報に基づいてトランジスタ１１をＯＮ・ＯＦＦ制御する。トランジスタ１１をＯＮ状態にすると、モータ７に２４Ｖの電圧が印加され、モータ７が回転し、ブラインドの昇降動作が行なわれる。

このとき、負荷電源回路Ａには、モータが回転し始めると、起動電流として瞬間的に３．５Ａの大電流が流れる。負荷電源回路Ａは、１．３Ａしか供給能力がないが、電解コンデンサ２２の蓄積電荷で駆動されるので、負荷電源回路Ａの大幅な電圧低下は発生しない。

また、負荷電源回路Ａと同一のトランス１に磁気結合されている制御用電源回路Ｂでも、大幅な電圧低下は発生しない。そのため、トランジスタ５１およびトランジスタ８２がＯＮ状態を維持し、供給判断回路６のトランジスタ６１のベース側電流をＧＮＤレベルに維持し、トランジスタ６１は強制的なＯＦＦ状態を維持するので、モータ７の起動電流のより、供給遮断回路６が誤動作するのを防止することができる。

電源がＯＦＦあるいは停電等により、商用電源の供給が遮断された場合、負荷電源回路Ａおよび制御用電源回路Ｂの電圧が低下する。制御用電源回路の電圧が低下し、制御装置１０への印加電圧が５．８Ｖ以下になると、トランジスタ８２がＯＦＦ状態に移行し、その結果、トランジスタ８１がＯＮ状態となり、トランジスタ６１は、トランジスタ８１による強制的なＯＦＦ状態に移行する。

続いて、負荷電源回路Ａの電圧が１３Ｖ以下になると、トランジスタ５１がＯＦＦ状態に移行し、その結果、トランジスタ６１がその分圧抵抗６２，６３によりＯＮ状態に移行しようとするが、トランジスタ６１のベース側が制御用電源回路Ｂのトランジスタ８１に接続され、トランジスタ８１がＯＮ状態であるので、トランジスタ６１のベース電圧がＧＮＤレベルとなり、強制的なＯＦＦ状態が維持される。したがって、トランジスタ５１のＯＮ状態、ＯＦＦ状態に拘わらず、供給判断回路６のトランジスタ６１は、ＯＦＦ状態が維持される。

また、制御用電源回路Ｂの電圧がＤＣ１３Ｖ、負荷電源回路Ａのモータ７への供給電圧が２４Ｖに達し、それぞれの電圧が安定している状態で、モータ７が短絡破壊するといった異常が発生した場合、電流制限手段９、ブリッジダイオード２１、トランジスタ４１、および、トランジスタ１１を経由して過大な電流が負荷電源回路Ａに流れる。

このとき、負荷電源回路Ａの電解コンデンサ２２の蓄積電荷は一瞬にして放電してしまうので、負荷電源回路Ａには大幅な電圧低下が発生する。この電圧低下により、モータ７への印加電圧が１３Ｖを下回り、トランジスタ５１がＯＦＦ状態に移行する。このとき、モータ電圧検出回路５は、過大な電流による持続時間の長い電圧低下を検出することになる。

一方、制御用電源回路Ｂでは、負荷電源回路Ａへの供給電流の増加に伴ってトランス１の巻線出力電流が増加し、トランス１の巻線出力電圧の大幅な電圧低下が生じるが、電解コンデンサ３２の蓄積電荷により、制御用電源回路Ｂの電圧が維持される。そのため、トランジスタ８２は、電圧維持手段である電解コンデンサ３２の蓄積電荷の放電によってＯＮ状態を維持するので、トランジスタ８１が強制的なＯＦＦ状態を維持する。このとき、制御用電源回路Ｂは、トランジスタ６１のＯＮ電圧であるＤＣ３．０Ｖ以上を維持しているために、分圧抵抗６２，６３によりトランジスタ６１がＯＮ状態に移行する。そのため、供給遮断回路４の定電圧ダイオード４２が強制的にＧＮＤに短絡し、トランジスタ４１のベース電圧がＧＮＤレベルとなることで、トランジスタ４１が強制的なＯＦＦ状態に移行し、モータ７への供給電圧を強制的に遮断することになる。

供給遮断手段６は、制御用電源回路Ｂから補助電源が供給されているため、ＡＣ１００Ｖの商用電源の供給が続く限り、保護動作はラッチ状態で維持される。

モータ７の短絡破壊だけではなく、トランジスタ１１が短絡状態で破壊する場合もあるが、この場合、モータ７の短絡破壊の場合と同様の保護動作となる。異常状態を認識しながら修理せずに、一回電源をＯＦＦし、再度電源をＯＮすると、負荷が短絡状態のため、負荷電源回路Ａの電圧はほとんど上昇しないので、トランジスタ５１がＯＮ状態となることができず、制御用電源回路Ｂの電圧が５．８Ｖに達して、トランジスタ８２がＯＮ状態となるまで、トランジスタ８１によりトランジスタ６１は強制的なＯＦＦ状態となる。トランジスタ４１を通じて、モータ７およびトランジスタ１１に異常電流が流れ続ける。

しかし、電流制限手段９を構成するサーミスタの機能によって、負荷電源回路Ａに流れる電流が制限され、部品の異常発熱に至らない許容電流値である最大１０Ａに電流が制限され、トランジスタ４１を含む負荷電源回路Ａの部品の異常発熱を防止できる。制御用電源回路Ｂの電圧が５．８Ｖに達すると、トランジスタ８２がＯＮ状態に移行して、トランジスタ８１が強制的にＯＦＦ状態になる。一方、負荷電源回路Ａのトランジスタ５１はＯＦＦ状態を維持しているので、トランジスタ６１は強制的なＯＦＦ状態ではなく、また、制御用電源回路Ｂの電圧がトランジスタ６１のＯＮ状態以上に達しているので、トランジスタ６１がＯＮ状態に移行し、定電圧ダイオード４２を強制的なＧＮＤレベルに短絡する。これにより、トランジスタ４１はベース電圧がＧＮＤレベルとなり、トランジスタ４１がＯＦＦ状態に移行し、負荷電源回路Ａへの短絡電流の供給を強制的に遮断する。

以上のとおり、モータ７のように、過電流と区別が困難な起動電流を供給する必要のある電源回路においても、電流値そのものではなく、その異常状態の持続時間に比例する負荷電回路Ａの電圧低下状態を判断手段とすることで、過電流状態でのみ適確に動作する過電流保護動作が可能となる。

また、異常状態により遮断される負荷電源回路Ａとは異なる制御用電源回路Ｂにより保護回路Ｃを駆動することで、一度動作した過電流保護の動作状態を、コンセントを抜く等の交流電源の供給遮断操作を意図的に行なうまで、安定的に継続することができる。

また、保護回路Ｃの駆動電源が負荷電源回路Ａに負荷電流として供給することがないように整流・平滑回路２，３を分離することで、保護回路Ｃの駆動電源が、負荷電源回路Ａの負荷電流状態に大きな影響を受けることなく安定して動作することができる。

また、負荷電源回路Ａと異なるトランス１の巻き線の制御用電源回路Ｂを保護回路Ｃの駆動電源とすることで、モータ７の短絡状態によっては、ほぼ０Ｖ程度まで負荷電源回路Ａの電源電圧が低下するような状況であっても、保護回路Ｃの駆動電源を制御用電源回路Ｂから確保しているため安定した過電流保護動作が可能となる。

また、停電等により意図しない交流電源の供給遮断操作が生じた場合にあっても、交流電源の供給電圧状態に同期して保護回路動作を強制解除することで、交流電源の供給状態に左右されない安定した過電流保護動作が可能となる。

さらに、モータ７が短絡状態のときにコンセントを挿入する等の交流電源の供給操作が行われた場合であっても、保護回路Ｃの動作が可能となるまでは、負荷電源回路Ａのモータ７への供給を制限することができるので、安定した過電流保護動作が可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、図２を用いて、第２実施形態の電源装置について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分についての説明を行なう。

本実施形態の電源装置では、図２に示すように、１つの整流・平滑回路３ａを、負荷電源回路Ａと制御用電源回路Ｂとが共有している。詳しくは、整流・平滑回路３ａとトランジスタ４１との中間点に、制御用電源回路Ｂの電源供給ラインが接続され、この電源供給ラインに整流ダイオード３３が介装される。この整流ダイオード３３は、負荷電源回路Ａから供給された電流が、再び負荷電源回路Ａに逆流を防止することができる。

制御用電源回路Ｂには、起動電流や過電流等によって発生する大幅な電圧低下を防止する電圧維持手段である電解コンデンサ３４を備える。なお、その他構成おおよび動作は、第１実施形態と同様なので説明は省略する。

上記構成により、本実施形態は、負荷電源回路Ａと制御用電源回路Ｂとが整流・平滑回路３ａを共有しているので、第１実施形態に比べて整流・平滑回路を削減することができる。そのため、複雑な回路構成とならず、容易に製造することができる。また、部品点数が減るため、コスト削減も可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、本発明では、電動式ブラインドに用いる電源装置を例示して説明した、特にこの限りではなく、イオン発生装置、電気ファンヒータ等の電気によって稼動する負荷を備えた電気機器に採用することができる。また、電圧検出の精度、あるいは、構成部品の簡易化が必要な場合には、保護回路のトランジスタに換えてリセットＩＣを用いてもよい。

また、補助電源回路には、安定した電源が供給できる制御用電源回路を流用したが、特にこの限りではなく、電池やコンデンサ等の補助電源を使用してもよい。この場合、電池やコンデンサ等の補助電源は、供給判断回路に接続される。これにより、保護回路は、過電流と負荷の故障等による過電流とを判別して負荷への電源供給を遮断したとしても、電池やコンデンサ等によって動作することができる。

本発明の第１実施形態に係る電源装置の回路図 第２実施形態に係る電源装置の回路図

符号の説明

１ トランス
２，３，３ａ 整流・平滑回路
４ 供給遮断回路
５ モータ電圧検出回路
６ 供給判断回路
７ モータ
８ 制御装置電圧検出回路
８ａ 第１電圧検出部
８ｂ 第２電圧検出部
９ 電流制限手段
１０ 制御装置
１１ トランジスタ
２１ 整流用ブリッジダイオード
２２ 電解コンデンサ
３１ 整流用ブリッジダイオード
３２ 電解コンデンサ
３３ 整流ダイオード
３４ 電解コンデンサ
４１ トランジスタ
４２ 定電圧ダイオード
４３ バイアス抵抗
５１ トランジスタ
５２，５３ 抵抗
６１ トランジスタ
６２，６３ 抵抗
８１，８２ トランジスタ
８３〜８６ 抵抗
Ａ 負荷電源回路
Ｂ 制御用電源回路
Ｃ 保護回路

Claims (4)

1. 負荷に電源を供給する負荷電源回路と、前記負荷電源回路に過電流が流れたとき、前記負荷への電源の供給を遮断する保護手段と、前記保護手段を異常発生時においても安定した動作をさせるために、前記保護手段に電源を供給する補助電源回路と、負荷を制御する制御装置とが設けられ、前記保護手段は、電圧維持手段と負荷電圧検出手段と制御装置電圧検出手段と供給判断手段と供給遮断手段とから構成され、
   前記電圧維持手段は、負荷起動時及び負荷異常時に過電流が発生しても、前記補助電源回路内の電圧を維持し、前記負荷電圧検出手段は、前記負荷への供給電圧を検出し、負荷異常による過電流発生時のみにおいてその出力状態を変化させ、前記制御装置電圧検出手段は、前記補助電源回路の電源電圧を検出し、負荷起動による過電流発生時及び負荷異常による過電流発生時において出力状態が変化せず、前記供給判断手段に、前記負荷電圧検出手段からの出力と前記制御装置電圧検出手段からの出力が入力され、かつ前記補助電源回路の電源電圧が前記供給判断手段に入力され、前記供給判断手段は、負荷異常による過電流発生時においてその出力状態を変化させ、前記供給遮断手段は、前記供給判断手段からの出力によって制御され、負荷への電源を遮断することを特徴とする保護機能を有する電源装置。
2. 負荷を制御する制御装置に電源を供給する制御用電源回路を有し、前記制御用電源回路が補助電源回路とされたことを特徴とする請求項１に記載の保護機能を有する電源装置。
3. 負荷電源回路内に、負荷起動時に負荷電源回路の電圧低下を防ぐための電圧維持手段が設けられ、負荷電圧検出手段は、負荷異常時の持続時間の長い負荷への供給電圧低下を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の保護機能を有する電源装置。
4. 入力された交流電流を変圧するトランスを有し、負荷電源回路は、前記トランスから入力された交流電流を直流電流に整流する整流・平滑回路を有し、前記トランスと負荷電源回路の整流・平滑回路との間に、前記整流・平滑回路に流れる電流を制限する電流制限手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。

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