JP4644959B2 - Power supply - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用交流電圧を入力すると共に力率補正回路を使用し、所定の直流電圧を得るようにした電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、商用交流電圧を入力すると共に力率補正回路を使用し、所定の直流電圧を得るようにした図5に示す如き電源装置が提案されている。
【0003】
この図5の従来の電源装置につき説明するに、図5において、1は例えば100Vの商用交流電圧が供給される電源プラグを示し、この電源プラグ1の一端をヒューズ2、高周波阻止用のフィルタ3を介して全波整流回路4の一方の入力端子4aに接続すると共にこの電源プラグ1の他端を高周波阻止用のフィルタ3を介して、この全波整流回路4の他方の入力端子4bに接続する。
【0004】
この全波整流回路4の正電圧出力端子4cを後述する平滑用コンデンサが充電されていないときに生ずる突入電流を防止するための抵抗器5を介して力率補正回路(PFC(Power Factor Correction)回路)6の一方の入力端子6aに接続すると共にこの突入電流防止用の抵抗器5に並列に接続スイッチ7a及び電磁装置7bより成るリレー7を接続する。この全波整流回路4の負電圧出力端子4dをこのPFC回路6の他方の入力端子6bに接続する。
【0005】
このPFC回路6は交流入力電流を正弦波状に補正して力率を高くし、その出力端子6c,6dに昇圧した例えば直流電圧390Vを得るようにした昇圧コンバータである。
【0006】
このPFC回路6につき説明するに、このPFC回路6の一方の入力端子6aを昇圧用のコイル6e及び整流用のダイオード6fの直列回路を介して一方の出力端子6cに接続し、このコイル6e及びダイオード6fの接続点をスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ6gのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ6gのソースを接地し、この電界効果トランジスタ6gのゲートをこのPFC回路6の出力端子6c,6dに例えば直流電圧390Vを得るための制御用IC(集積回路)6hのスイッチング信号出力端子OUTに接続する。またダイオード6f及び一方の出力端子6cの接続点を平滑用コンデンサ6iを介して接地する。
【0007】
このPFC回路6の他方の入力端子6bを電流検出用の抵抗器6jを介して、このPFC回路6の他方の出力端子6dに接続すると共にこの他方の出力端子6dを接地する。この全波整流回路4の正電圧出力端子4cを抵抗器8を介して、この制御用IC6hの交流入力電流を正弦波にするための入力信号が供給される入力端子IACに接続する。
【0008】
また、PFC回路6の出力端子6cに得られる出力電圧をこの制御用IC6hの出力電圧入力端子VSに供給する。また、全波整流回路4の一方の入力端子4aをダイオード9のアノードに接続すると共にこの全波整流回路4の他方の入力端子4bをダイオード10のアノードに接続し、之等ダイオード9及び10の夫々のカソードを互に接続する。
【0009】
このダイオード9及び10の夫々のカソードの接続点を例えば4つの抵抗器11,12,13及び14の直列回路を介して接地し、この抵抗器13及び14の接続点を電圧検出用の比較回路を構成する演算増幅回路15の非反転入力端子+に接続すると共にこの抵抗器13及び14の接続点を平滑用のコンデンサ16を介して接地し、この演算増幅回路15の反転入力端子−を基準電圧が得られる基準電圧素子17を介して接地する。
【0010】
この電圧検出用の比較回路を構成する演算増幅回路15は全波整流回路4の一方及び他方の入力端子4a及び4b間に得られる交流(AC)電圧を検出するもので、この一方及び他方の入力端子4a及び4b間に図6Cに示す如く例えばAC70V以上の交流電圧が得られたときに、この演算増幅回路15の出力側はハイレベル“1”が得られる如くなされたものである。
【0011】
この演算増幅回路15の出力信号により制御用IC6hをオン・オフする如くする。即ちこの演算増幅回路15の出力信号がハイレベル“1”となったときにこの制御用IC6hを動作状態とし、この演算増幅回路15の出力信号がローレベル“0”のときは、この制御用IC6hを不動作状態とする。
【0012】
またPFC回路6の一方の出力端子6cを例えば4つの抵抗器18,19,20及び21の直列回路を介して接地し、この抵抗器20及び21の接続点を電圧検出用の比較回路を構成する演算増幅回路22の非反転入力端子+に接続すると共にこの抵抗器20及び21の接続点を平滑用のコンデンサ23を介して接地し、この演算増幅回路15の反転入力端子−を基準電圧が得られる基準電圧素子24を介して接地する。
【0013】
この電圧検出用の比較回路を構成する演算増幅回路22はこのPFC回路6の出力端子6c,6dに得られる直流(DC)出力電圧を検出するもので、この出力端子6c,6dに図6B及び図6Dに示す如く例えばDC350V以上の直流電圧が得られたときに、この演算増幅回路22の出力側にハイレベル“1”が得られる如くなされたものである。
【0014】
この演算増幅回路22の出力信号をリレー7を制御するナンド回路25の一方の入力端子に供給すると共に演算増幅回路15の出力信号をこのナンド回路25の他方の入力端子に供給する如くし、このナンド回路25の出力側がローレベル“0”となったときにこのリレー7の電磁装置7bに電流を流し接続スイッチ7aをオンする如くする。
【0015】
このPFC回路6の一方及び他方の出力端子6c及び6dに得られる例えばDC390Vの直流電圧を主コンバータ回路26に供給し、この主コンバータ回路26の出力端子26a及び26bに得られる直流電圧を主装置(セット)の電源として供給する如くする。この主コンバータ回路26としては、例えば絶縁型のフライバック式コンバータ回路で、1次側のDC390Vから2次側の主装置(セット)等が使用する直流電圧例えばDC12Vに変換される。
【0016】
また、このPFC回路6の出力端子6c,6dに得られる直流電圧をこの主コンバータ26の1次側の制御回路及び2次側の制御回路に電源を供給する補助電源回路27に供給する如くする。
【0017】
この補助電源回路27はパルス幅変調制御用集積回路(PWM制御用IC)27aにより制御されるスイッチング型定電圧回路より成るもので、このPFC回路6の一方の出力端子6cを起動用抵抗器27bを介してこのPWM制御用IC27aの動作電圧が供給される電源端子Vccに接続すると共にこの一方の出力端子6cをトランス28の1次巻線28aを介してスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ27cのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ27cのソースを接地し、この電界効果トランジスタ27cのゲートをこの補助電源回路27の出力電圧に応じてパルス幅変調されたスイッチング信号が得られるこのPWM制御用IC27aの出力端子OUTに接続する。
【0018】
このトランス28の2次巻線28bに得られる交流信号を整流回路29に供給し、この整流回路29の出力端子29a,29bに得られる直流電圧を主装置(セット)等の制御回路用の電源として使用する如くする。
【0019】
このトランス28の3次巻線28cの一端を整流用のダイオード27dを介して制御用IC6hの動作電圧を供給する電源端子Vccに接続すると共にPWM制御用IC27aのこの補助電源回路27の出力電圧に応じた電圧を供給する出力電圧入力端子VSに接続する。この3次巻線28cの他端を接地する。このダイオード27d及びPWM制御用IC27aの出力電圧入力端子VSの接続点を平滑用のコンデンサ27eを介して接地する。
【0020】
このダイオード27d及びコンデンサ27eの接続点を逆流防止用のダイオード27fを介してPWM制御用IC27aの電源端子Vccに接続し、このダイオード27f及びこのPWM制御用IC27aの電源端子Vccの接続点を平滑用のコンデンサ27gを介して接地する。また、このダイオード27d及びコンデンサ27eの接続点をリレー7の電磁装置7bを介してナンド回路25の出力側に接続する。
【0021】
斯る従来の電源装置においては電源プラグ1に図6Aに示す如くAC100Vの商用電源が供給され全波整流回路4の入力端子4a及び4b間のAC電圧が例えば70Vになったときに、AC電圧検出用の演算増幅回路15の出力側が図6Cに示す如くハイレベル“1”となり、このときPFC回路6の制御用IC6hが動作状態となり、PFC回路6を制御すると共にこのPFC回路6の出力電圧は図6Bに示す如く上昇する(補助電源回路27のPWM制御用IC27aはAC電圧70Vとなる前に起動され、この補助電源回路27も動作状態となっている。)。このときリレー7が動作するまでは突入防止用の抵抗器5が挿入され突入電流が阻止される。
【0022】
このPFC回路6が動作状態となったときは、このPFC回路6の出力端子6c,6dに得られる出力電圧は図6Bに示す如く上昇する。この出力端子6c,6dの出力電圧が例えばDC350Vとなったときは、出力電圧検出用の演算増幅回路22の出力側が図6Dに示す如くハイレベル“1”となり、ナンド回路25の出力側を図6Eに示す如くローレベル“0”とするのでリレー7の電磁装置7bに電流が流れ接続スイッチ7aをオンとする如くする。電源プラグ1にAC100V商用電源が供給され続けているときは、この状態を継続し、主装置(セット)等に所定の電源を供給しつづける。
【0023】
電源をオフし、電源プラグ1にAC100Vの商用電源の供給を停止したときはAC電圧検出用の演算増幅回路15の出力側が図6Cに示す如くローレベル“0”となりPFC回路6の制御用IC6hは不動作状態となりPFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧は図6Bに示す如く低下し、これが例えばDC350V以下となったときは出力電圧検出用の演算増幅回路22の出力側が図6Dに示す如くローレベル“0”となると共にナンド回路25の出力側が図6Eに示す如くハイレベル“1”となりリレー7の電磁装置7bに電流が流れなくなり、リレー7の接続スイッチ7aがオフされ電流防止用の抵抗器5が挿入され、その後PFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧は図6Bに示す如く零となる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、この従来の電源装置において、演算増幅回路15、抵抗器11,12,13,14、コンデンサ16、基準電圧の基準電圧素子17より成るAC電圧検出回路と演算増幅回路22、ナンド回路25、抵抗器18,19,20,21、コンデンサ23、基準電圧24より成るPFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧検出回路とは夫々素子数が多く構成が複雑であり、夫々の素子のばらつきによる調整が困難である不都合があった。
【0025】
更にAC電圧検出回路においては、全世界の商用電源を考えるとAC100V〜AC240Vの間の種々の電圧に対応して、この電圧を検出するようにしたときにはこのAC電圧検出回路の素子数が多くなりその調整が困難となる不都合がある。
【0026】
また、このAC電圧検出回路においては、ダイオード9,10等によるアナログの両波整流信号を演算増幅回路15に比較信号として供給しているので、この両波整流信号は電圧値が変化すると共に雑音等が混入されたときには、この演算増幅回路15の出力側がハイレベル“1”とローレベル“0”とを繰り返し、リレー7がチャタリングを生ずる恐れがあると共にPFC回路6の制御用IC6hの動作状態、不動作状態を繰り返す不都合を生ずる恐れがある。
【0027】
更にこのAC電圧検出回路及び出力電圧検出回路の調整等が不良で誤動作を生じたときにはリレー7のオン・オフに誤動作を発生し、主コンバータ26が動作して、主装置(セット)等に電力を供給しているときには、突入電流が流れ抵抗器等を焼損する不都合がある。
【0028】
本発明は斯る点に鑑み、このAC電圧検出回路及び出力電圧検出回路の各素子のばらつきを調整することなく誤動作を生じないようにすることを目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】
本発明電源装置は、商用交流電圧入力端子に入力された商用交流電圧を、力率補正回路を使用して所定の直流電圧に変換する電源装置において、前記力率補正回路の前段に設けられた突入電流防止用の抵抗と、前記抵抗に並列に接続されたリレーと、所定の基準交流電圧を前記商用交流電圧入力端子に供給した際に、商用交流電圧検出点で検出される検出基準交流電圧値と、所定の第1の基準出力電圧及び該第1の基準出力電圧より大きい第2の基準出力電圧それぞれを前記力率補正回路の出力端子に供給した際に、該力率補正回路の出力電圧検出点で検出される第1の検出基準出力電圧値及び第2の検出基準出力電圧値と、が予め記憶された不揮発性メモリと、前記商用交流電圧及び前記力率補正回路の出力電圧を検出するとともに、検出した前記商用交流電圧、前記力率補正回路の出力電圧及び前記不揮発性メモリに記憶された各値に基づいて、前記力率補正回路及び前記リレーを制御するマイクロコントローラと、を備え、前記マイクロコントローラは、検出した前記商用交流電圧が前記検出基準交流電圧値以上になった際に前記力率補正回路を動作させるとともに、検出した前記力率補正回路の出力電圧が前記第2の検出基準出力電圧値以上になると前記リレーをオンにし、前記商用交流電圧の供給が停止されて、検出した前記商用交流電圧が前記検出基準交流電圧値より小さくなった場合でも、検出した前記力率補正回路の出力電圧が前記第1の検出基準出力電圧値よりも大きい間は前記リレーをオンに保つものである。
【0030】
本発明によれば、予め商用交流電圧入力端子に基準交流電圧及び力率補正回路の出力端子に基準出力電圧を夫々供給して、この商用交流電圧検出点及びこの力率補正回路の出力電圧検出点に得られる検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値を不揮発性メモリに記憶しておき、実使用時に、この不揮発性メモリに記憶した、この検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値を使用して、この商用交流電圧及びこの力率補正回路の出力電圧を検出するようにしており、この検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値は素子のばらつきを含んだ値であり、何等調整することなく、この検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値を使用することにより実際の動作においての交流電圧及び力率補正回路の出力端子の出力電圧を正確に検出することができ、誤動作を生ずることがない。
【0031】
また、本発明によれば、実使用時に不揮発性メモリに記憶した検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値を使用して、商用交流電圧及び力率補正回路の出力電圧をデジタル処理により検出してリレー及び制御用ICを制御するのでチャタリングを生じたり、動作状態・不動作状態を小期間で繰り返すことがなく、良好に動作させることができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下図1〜図4を参照して、本発明電源装置の実施の形態の例につき説明しよう。この図1例において、図5に対応する部分には同一符号を付して示す。
【0033】
この図1例において、1は例えば100Vの商用交流電圧が供給される電源プラグを示し、この電源プラグ1の一端をヒューズ2、高周波阻止用のフィルタ3を介して全波整流回路4の一方の入力端子4aに接続すると共にこの電源プラグ1の他端を高周波阻止用のフィルタ3を介して、この全波整流回路4の他方の入力端子4bに接続する。
【0034】
この全波整流回路4の正電圧出力端子4cを後述する平滑用コンデンサ6iが充電されていないときに生ずる突入電流を防止するための抵抗器5を介して力率補正回路(PFC(Power Factor Correction)回路)6の一方の入力端子6aに接続すると共にこの突入電流防止用の抵抗器5に並列に接続スイッチ7a及び電磁装置7bより成るリレー7を接続する。この全波整流回路4の負電圧出力端子4dをこのPFC回路6の他方の入力端子6bに接続する。
【0035】
このPFC回路6は交流入力電流を正弦波状に補正して力率を補正し、その出力端子6c,6dに昇圧した例えば直流電圧390Vを得るようにした昇圧コンバータである。
【0036】
このPFC回路6につき説明するに、このPFC回路6の一方の入力端子6aを昇圧用のコイル6e及び整流用のダイオード6fの直列回路を介して一方の出力端子6cに接続し、このコイル6e及びダイオード6fの接続点をスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ6gのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ6gのソースを接地し、この電界効果トランジスタ6gのゲートをこのPFC回路6の出力端子6c,6dに例えば直流電圧390Vを得るための制御用IC(集積回路)6hのスイッチング信号出力端子OUTに接続する。またダイオード6f及び一方の出力端子6cの接続点を平滑用コンデンサ6iを介して接地する。
【0037】
このPFC回路6の他方の入力端子6bを電流検出用の抵抗器6jを介して、このPFC回路6の他方の出力端子6dに接続すると共にこの他方の出力端子6dを接地する。この全波整流回路4の正電圧出力端子4cを抵抗器8を介して、この制御用IC6hの交流入力電流を正弦波にするための入力信号が供給される入力端子IACに接続する。
【0038】
また、PFC回路6の出力端子6cに得られる出力電圧をこの制御用IC6hの出力電圧入力端子VSに供給する。また、全波整流回路4の一方の入力端子4aをダイオード9のアノードに接続すると共にこの全波整流回路4の他方の入力端子4bをダイオード10のアノードに接続し、之等ダイオード9及び10の夫々のカソードを互に接続する。
【0039】
このダイオード9及び10の夫々のカソードの接続点を例えば4つの抵抗器11,12,13及び14の直列回路を介して接地し、本例においてはこの抵抗器13及び14の接続点に得られる電圧を1チップマイクロコントローラ30の交流電圧検出端子VAC及びアナログ信号をデジタル信号に変換するA−D変換器を介して中央制御装置(CPU)に供給する如くする。この場合A−D変換器は外付けであっても良い。この1チップマイクロコントローラ30は従来と同様に構成されたものである。この抵抗器13及び14の接続点を平滑用のコンデンサ16を介して接地する。この1チップマイクロコントローラ30はこの交流電圧検出端子VACに得られる全波整流回路4の一方及び他方の入力端子4a及び4b間の交流(AC)電圧を検出するもので、この一方及び他方の入力端子4a及び4b間に図2Cに示す如く例えばAC70V以上の交流電圧が得られたときに、この1チップマイクロコントローラ30の出力端子PFにハイレベル“1”が得られる如くなされたものである。
【0040】
この1チップマイクロコントローラ30の出力端子PFに得られる出力信号により制御用IC6hをオン・オフする如くする。即ちこの1チップマイクロコントローラ30の出力端子PFの出力信号がハイレベル“1”となったときにこの制御用IC6hを動作状態とし、この1チップマイクロコントローラ30の出力端子PFの出力信号がローレベル“0”のときは、この制御用IC6hを不動作状態とする。
【0041】
またPFC回路6の一方の出力端子6cを例えば4つの抵抗器18,19,20及び21の直列回路を介して接地し、この抵抗器20及び21の接続点に得られる電圧をこの1チップマイクロコントローラ30の出力電圧検出端子VP 及びアナログ信号をデジタル信号に変換するA−D変換器を介してCPUに供給する如くする。この場合、A−D変換器は外付けであっても良い。この抵抗器20及び21の接続点を平滑用のコンデンサ23を介して接地する。
【0042】
この1チップマイクロコントローラ30はこのPFC回路6の出力端子6c,6dに得られる直流(DC)出力電圧を検出するもので、この出力端子6c,6dに図2Bに示す如く立上りに例えばDC370V以上の直流電圧が得られ、立下りがDC340Vになるまでの間、この1チップマイクロコントローラ30の出力端子RYに図2Dに示す如くハイレベル“1”が得られる如くなされたものである。
【0043】
この1チップマイクロコントローラ30の出力端子RYに得られる出力信号をリレー7を制御するnpn形トランジスタ31のベースに供給し、このトランジスタ31のエミッタを接地し、このトランジスタ31のコレクタをリレー7を構成する電磁装置7bの他端に接続し、この1チップマイクロコントローラ30の出力端子RYがハイレベル“1”のときにこのリレー7の電磁装置7bに電流を流し接続スイッチ7aをオンする如くする。
【0044】
このPFC回路6の一方及び他方の出力端子6c及び6dに得られる例えばDC390Vの直流電圧を主コンバータ回路26に供給し、この主コンバータ回路26の出力端子26a及び26bに得られる直流電圧を主装置(セット)の電源として供給する如くする。この主コンバータ回路26としては、例えば絶縁型のフライバック式コンバータ回路で、1次側のDC390Vから2次側の主装置(セット)等が使用する直流電圧例えばDC12Vに変換される。
【0045】
また、このPFC回路6の出力端子6c,6dに得られる直流電圧をこの主コンバータ回路26の1次側の制御回路及び2次側の制御回路に電源を供給する補助電源回路27に供給する如くする。
【0046】
この補助電源回路27はパルス幅変調制御用集積回路(PWM制御用IC)27aにより制御されるスイッチング型定電圧回路より成るもので、このPFC回路6の一方の出力端子6cを起動用抵抗器27bを介してこのPWM制御用IC27aの動作電圧が供給される電源端子Vccに接続すると共にこの一方の出力端子6cをトランス28の1次巻線28aを介してスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ27cのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ27cのソースを接地し、この電界効果トランジスタ27cのゲートをこの補助電源回路27の出力電圧に応じてパルス幅変調されたスイッチング信号が得られるこのPWM制御用IC27aのスイッチング信号出力端子OUTに接続する。
【0047】
このトランス28の2次巻線28bに得られる交流信号を整流回路29に供給し、この整流回路29の出力端子29a,29bに得られる直流電圧を主装置(セット)等の制御回路用の電源として使用する如くする。
【0048】
このトランス28の3次巻線28cの一端を整流用のダイオード27dを介して制御用IC6hの動作電圧を供給する電源端子Vccに接続すると共にPWM制御用IC27aのこの補助電源回路27の出力電圧に応じた電圧を供給する出力電圧入力端子VSに接続する。この3次巻線28cの他端を接地する。このダイオード27d及びPWM制御用IC27aの出力電圧入力端子VSの接続点を平滑用のコンデンサ27eを介して接地する。
【0049】
このダイオード27d及びコンデンサ27eの接続点を逆流防止用のダイオード27fを介してPWM制御用IC27aの電源端子Vccに接続し、このダイオード27f及びこのPWM制御用IC27aの電源端子Vccの接続点を平滑用のコンデンサ27gを介して接地する。また、このダイオード27d及びコンデンサ27eの接続点をリレー7の電磁装置7bの一端に接続する。
【0050】
本例においては、この1チップマイクロコントローラ30に関連して不揮発性メモリ例えばEEPROM(Electrical Erasable Programmable ROM)32を設け、この電源装置の製造時等に、このEEPROM32に予め次のようにして種々の検出基準電圧値を記憶する如くする。
【0051】
この種々の検出基準電圧値を記憶するときは、この1チップマイクロコントローラ30をテストモードとするので、図3に示すフローチャートにおけるステップS1の判断ではテストモードとなる。このテストモードのステップS2においてはこの電源装置の電源プラグ1に、基準のAC70Vを供給し、このときの1チップマイクロコントローラ30の交流電圧検出端子VACに得られる検出基準交流電圧値をA−D変換器を介してこの1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶する如くする。
【0052】
次のステップS3では、この電源装置の電源プラグ1に異常の例えばAC330Vを供給し、このときの1チップマイクロコントローラ30の交流電圧検出端子VACに得られる検出異常交流電圧値をA−D変換器を介して、この1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶する。
【0053】
この場合、この検出基準交流電圧値及び検出異常交流電圧値は夫々抵抗器11,12,13,14の抵抗値等のばらつきを含めた値である。
【0054】
次にステップS4において、PFC回路6の一方及び他方の出力端子6c及び6d間に第1の基準出力電圧例えばDC340Vを供給し、このときの1チップマイクロコントローラ30の出力電圧検出端子VP に得られる検出第1基準出力電圧値をA−D変換器を介して1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶する如くする。
【0055】
次にステップS5において、PFC回路6の一方及び他方の出力端子6c及び6d間に第2の基準出力電圧例えばDC370Vを供給し、このときの1チップマイクロコントローラ30の出力電圧検出端子VP に得られる検出第2の基準出力電圧値をA−D変換器を介して1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶する如くする。
【0056】
次にステップS6において、PFC回路6の一方及び他方の出力端子6c及び6d間に過電圧(このPFC回路6の何らかの異常電圧を想定した電圧)例えば平滑用コンデンサ6iの耐圧が450Vであるときには430Vを供給し、このときの1チップマイクロコントローラ30の出力電圧検出端子VP に得られる検出過電圧値をA−D変換器を介して1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶する如くする。
【0057】
この場合、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値は夫々抵抗器18,19,20,21の抵抗値等のばらつきを含めた値である。
【0058】
次にステップS7において、1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに記憶した検出基準交流電圧値、検出異常交流電圧値、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値をEEPROM32の所定番地に書き込み記憶する如くし、終了する。
【0059】
この場合、検出基準交流電圧値、検出異常交流電圧値、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値のEEPROM32への書き込みは之等を検出する毎に書き込む如くしても良い。
【0060】
次に本例による電源装置の実使用時につき図3のフローチャート及び図4を参照して説明する。1チップマイクロコントローラ30はこのときはテストモードでないのでステップS1でテストモードでないと判断され、EEPROM32に記憶している検出基準交流電圧値、検出異常交流値、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値をこの1チップマイクロコントローラ30のワークRAMに読み出す如くする(ステップS8)。
【0061】
ここで、この1チップマイクロコントローラ30の出力端子PF及び出力端子RYのこの図3フローチャートにでてくるモードを図4に示す。
【0062】
電源プラグ1に図2Aに示す如くAC100Vの商用電源が供給されたときは初めはモード0にセットされ(ステップS9)、このときは出力端子PF及びRYは共にローレベル“0”である。
【0063】
次に交流電圧検出端子VACに供給される電圧が検出基準交流電圧値以上であるかどうかを判断する(ステップS10)。この交流電圧検出端子VACに供給される電圧が検出基準交流電圧値以上即ち全波整流回路4の入力端子4a及び4b間のAC電圧が例えばAC70V以上になったときに出力端子PFは図2Cに示す如く、ハイレベル“1”となり、このときPFC回路6の制御用IC6hが動作状態となり、PFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧は図2Bに示す如く上昇する(補助電源回路27のPWM制御用IC27aはAC電圧70Vとなる前に起動され、この補助電源回路27も動作状態となっている。)。このときリレー7が動作するまでは突入電流防止用の抵抗器5が挿入されており、突入電流が阻止される。
【0064】
次にステップS11に移行してモード2であるかどうかが判断され、モード2でないときには、出力電圧検出端子VP に得られる電圧が検出第2の基準出力電圧値以上であるかどうかが判断され(ステップS12)、これが検出第2の基準出力電圧値以下のときはモード1とされ(ステップS13)、このPFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧が図2Bに示す如く上昇し、この出力端子6c,6dの出力電圧が例えばDC370V以上となったときは、モード2とされ(ステップS14)、出力端子RYもハイレベル“1”となり、トランジスタ31をオンとし、リレー7の電磁装置7bに電流が流れ接続スイッチ7aをオンとし、電流をこの接続スイッチ7aを介してPFC回路6に供給する如くする。
【0065】
この場合、交流電圧検出端子VACに供給される検出電圧が検出異常交流電圧値以上即ち電源プラグ1に供給される交流電圧が例えばAC330V以上であるかどうかが判断される(ステップS15)と共に出力電圧検出端子VP に供給される検出電圧が検出過電圧値以上即ち出力電圧が過電圧例えば430V以上であるかどうかを判断(ステップS16)し、共に“NO”のときは上述を繰り返し、モード2を継続する。またこのステップS15及びS16のいずれかで“Yes”のときは異常処理を行う(ステップS17)。
【0066】
また交流電源をオフとし、電源プラグ1にAC100Vの商用電源の供給を停止したときは、ステップS10で交流電圧検出端子VACに供給される電圧が検出基準交流電圧値以下と判断され、ステップS18に移行され、モード0であるかどうかが判断される。
【0067】
このAC100Vの商用電源の供給を停止したときはPFC回路6の出力端子6c,6dの出力電圧は図2Bに示す如く低下する。このステップS18でモード0でないと判断されたときはステップS19に移行し、出力電圧検出端子VP に得られる電圧が検出第1の基準電圧値以下即ち出力端子6c,6dの出力電圧が例えばDC340V以下であるかどうかが判断され、以下でないときにはモード3とされる(ステップS20)。このモード3は出力端子PFはローレベル“0”であり、PFC回路6の制御用IC6hを不動作状態とするが、出力端子RYはハイレベル“1”であり、リレー7の接続スイッチ7aはオンのままである。
【0068】
ステップS18でモード0のとき及びステップS19で出力電圧検出端子VP に得られる電圧が検出第1の基準電圧値以下のときはモード0とする(ステップS21)。このステップS13,S20及びS21は夫々ステップS15に移行する。
【0069】
本例によれば、予め例えば製造時に電源プラグ1に基準交流電圧及び異常交流電圧を供給して、この交流電圧検出点即ち交流電圧検出端子VACに得られる検出基準交流電圧値及び検出異常交流電圧値をEEPROM32に記憶すると共に力率補正回路6の出力端子6c,6dに第1の基準出力電圧、第2の基準出力電圧及び過電圧を供給して、この力率補正回路6の出力電圧検出点即ち出力電圧検出端子VP に得られる検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値をEEPROM32に記憶しておき、実使用時にこのEEPROM32に記憶した検出基準交流電圧値、検出異常交流電圧値、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値を使用して、この入力交流電圧及び力率補正回路の出力電圧を検出するようにしており、この検出基準交流電圧値、検出異常交流電圧値、検出第1の基準出力電圧値、検出第2の基準出力電圧値及び検出過電圧値は抵抗器11,12,13,14,18,19,20,21等の素子のばらつきを含んだ値であり、何等調整することなく入力交流電圧及び力率補正回路の出力端子の出力電圧を正確に検出することができ、誤動作を生ずることがない。
【0070】
また本例によれば、実使用時にEEPROM32に記憶した検出基準交流電圧値、検出第1及び第2の基準出力電圧値等を使用して入力交流電圧及び力率補正回路の出力電圧をデジタル処理により検出してリレー7及び制御用IC6hを制御するので、チャタリングを生じたり、動作状態、不動作状態を小期間で繰り返すことがなく、良好に動作させることができる。
【0071】
尚本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなくその他種の構成が採り得ることは勿論である。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、予め商用交流電圧入力端子に基準交流電圧を供給して、この交流電圧検出点に得られる検出基準交流電圧値を不揮発性メモリに記憶すると共に力率補正回路の出力端子に基準出力電圧を供給して、この力率補正回路の出力電圧検出点に得られる検出基準出力電圧値を不揮発性メモリに記憶しておき、実使用時にこの不揮発性メモリに記憶した検出基準交流電圧値、検出基準出力電圧値を使用して、この入力交流電圧及び力率補正回路の出力電圧を検出するようにしており、この検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値は抵抗器等の素子のばらつきを含んだ値であり、何等調整することなく入力交流電圧及び力率補正回路の出力端子の出力電圧を正確に検出することができ、誤動作を生ずることがない。
【0073】
また本発明によれば、実使用時に不揮発性メモリに記憶した検出基準交流電圧値及び検出基準出力電圧値を使用して入力交流電圧及び力率補正回路の出力電圧をデジタル処理により検出してリレー及び制御用ICを制御するので、チャタリングを生じたり、動作状態、不動作状態を小期間で繰り返すことがなく、良好に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電源装置の実施の形態の例を示す構成図である。
【図2】本発明の説明に供するタイミングチャートである。
【図3】本発明の説明に供するフローチャートである。
【図4】本発明の説明に供する線図である。
【図5】従来の電源装置の例を示す構成図である。
【図6】図5の説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
1‥‥電源プラグ、4‥‥全波整流回路、5,11,12,13,14,18,19,20,21‥‥抵抗器、6‥‥PFC回路、7‥‥リレー、26‥‥主コンバータ回路、27‥‥補助電源回路、28‥‥トランス、29‥‥整流回路、30‥‥1チップマイクロコントローラ、31‥‥トランジスタ、32‥‥EEPROM[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply apparatus that receives a commercial AC voltage and uses a power factor correction circuit to obtain a predetermined DC voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a power supply device as shown in FIG. 5 has been proposed in which a commercial AC voltage is input and a power factor correction circuit is used to obtain a predetermined DC voltage.
[0003]
The conventional power supply device of FIG. 5 will be described. In FIG. 5,
[0004]
A power factor correction circuit (PFC (Power Factor Correction)) is connected via a
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The output voltage obtained at the
[0009]
The connection points of the cathodes of the
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
Also, one
[0013]
The
[0014]
The output signal of the
[0015]
For example, a DC voltage of
[0016]
The DC voltage obtained at the
[0017]
The auxiliary power circuit 27 is composed of a switching type constant voltage circuit controlled by a pulse width modulation control integrated circuit (PWM control IC) 27a. One
[0018]
An AC signal obtained from the secondary winding 28b of the
[0019]
One end of the tertiary winding 28c of the
[0020]
The connection point between the
[0021]
In such a conventional power supply apparatus, when a commercial power supply of AC 100V is supplied to the
[0022]
When the
[0023]
When the power supply is turned off and supply of AC 100V commercial power to the
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional power supply device, an AC voltage detection circuit comprising an
[0025]
Furthermore, in the AC voltage detection circuit, considering the world's commercial power supply, when this voltage is detected corresponding to various voltages between AC100V and AC240V, the number of elements of the AC voltage detection circuit increases. There is a disadvantage that the adjustment becomes difficult.
[0026]
Further, in this AC voltage detection circuit, an analog both-wave rectified signal from the
[0027]
Further, when the AC voltage detection circuit and the output voltage detection circuit are not properly adjusted and malfunctioned, the
[0028]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent malfunctions without adjusting variations in each element of the AC voltage detection circuit and the output voltage detection circuit.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The power supply device of the present invention Input to the commercial AC voltage input terminal Commercial AC voltage The Uses power factor correction circuit Where Constant DC voltage Convert to In power supply, When supplying a commercial AC voltage input terminal to the commercial AC voltage input terminal, a resistor for preventing an inrush current provided in the previous stage of the power factor correction circuit, a relay connected in parallel to the resistor, and a predetermined reference AC voltage A detection reference AC voltage value detected at a voltage detection point, a predetermined first reference output voltage, and a second reference output voltage larger than the first reference output voltage are supplied to the output terminal of the power factor correction circuit. The first detection reference output voltage value and the second detection reference output voltage value detected at the output voltage detection point of the power factor correction circuit are stored in advance. Non-volatile memory; The commercial AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit are detected, and based on the detected commercial AC voltage, the output voltage of the power factor correction circuit, and each value stored in the nonvolatile memory, the power A microcontroller for controlling the rate correction circuit and the relay, and the microcontroller operates the power factor correction circuit when the detected commercial AC voltage becomes equal to or higher than the detection reference AC voltage value. When the detected output voltage of the power factor correction circuit becomes equal to or higher than the second detection reference output voltage value, the relay is turned on, the supply of the commercial AC voltage is stopped, and the detected commercial AC voltage becomes the detection reference. Even when the voltage value is smaller than the AC voltage value, the relay does not operate while the detected output voltage of the power factor correction circuit is larger than the first detection reference output voltage value. Keep on Is.
[0030]
According to the present invention, the reference AC voltage is supplied in advance to the commercial AC voltage input terminal and the reference output voltage is supplied to the output terminal of the power factor correction circuit, respectively, and the commercial AC voltage detection point and the output voltage detection of the power factor correction circuit are detected. The detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value obtained at the point are stored in a nonvolatile memory, and the detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value stored in the nonvolatile memory at the time of actual use are stored. It is used to detect the commercial AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit, and the detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value are values including variations of elements, and any adjustments are made. Without using the detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value, the AC voltage in the actual operation and the output voltage of the output terminal of the power factor correction circuit can be accurately detected. Can be, is not that cause a malfunction.
[0031]
Further, according to the present invention, the commercial AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit are detected by digital processing using the detection standard AC voltage value and the detection standard output voltage value stored in the nonvolatile memory during actual use. Since the relay and the control IC are controlled, chattering does not occur, and the operation state and the non-operation state are not repeated in a short period of time, so that the operation can be performed satisfactorily.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the power supply device of the present invention will be described with reference to FIGS. In the example of FIG. 1, parts corresponding to those in FIG.
[0033]
In the example of FIG. 1,
[0034]
The power factor correction circuit (PFC (Power Factor Correction) is connected to the positive voltage output terminal 4c of the full-
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The output voltage obtained at the
[0039]
The connection points of the cathodes of the
[0040]
The
[0041]
Further, one
[0042]
The one-chip microcontroller 30 detects a direct current (DC) output voltage obtained at the
[0043]
The output signal obtained at the output terminal RY of this one-chip microcontroller 30 is supplied to the base of an
[0044]
For example, a DC voltage of
[0045]
Further, the DC voltage obtained at the
[0046]
The auxiliary power circuit 27 is composed of a switching type constant voltage circuit controlled by a pulse width modulation control integrated circuit (PWM control IC) 27a. One
[0047]
An AC signal obtained from the secondary winding 28b of the
[0048]
One end of the tertiary winding 28c of the
[0049]
The connection point between the
[0050]
In this example, a non-volatile memory such as an EEPROM (Electrical Erasable Programmable ROM) 32 is provided in association with the one-chip microcontroller 30, and the
[0051]
When the various detection reference voltage values are stored, the one-chip microcontroller 30 is set in the test mode, so that the test mode is set in the determination of step S1 in the flowchart shown in FIG. In step S2 of this test mode, a
[0052]
In the next step S3, an
[0053]
In this case, the detection reference AC voltage value and the detected abnormal AC voltage value are values including variations in the resistance values of the
[0054]
Next, in step S4, a first reference output voltage, for example, DC340V is supplied between one and the
[0055]
Next, in step S5, a second reference output voltage, for example, DC370V, is supplied between one and the
[0056]
Next, in step S6, an overvoltage (a voltage assuming an abnormal voltage of the PFC circuit 6) between one and the
[0057]
In this case, the detected first reference output voltage value, the detected second reference output voltage value, and the detected overvoltage value are values including variations in resistance values of the
[0058]
In step S7, the detected reference AC voltage value, the detected abnormal AC voltage value, the detected first reference output voltage value, the detected second reference output voltage value, and the detected overvoltage value stored in the work RAM of the one-chip microcontroller 30. Is written and stored in a predetermined address of the
[0059]
In this case, the detection reference AC voltage value, the detection abnormal AC voltage value, the detection first reference output voltage value, the detection second reference output voltage value, and the detection overvoltage value are written to the
[0060]
Next, the actual use of the power supply device according to this example will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIG. Since the one-chip microcontroller 30 is not in the test mode at this time, it is determined in step S1 that it is not in the test mode, and the detection reference AC voltage value, the detection abnormal AC value, the detection first reference output voltage value, and the detection stored in the
[0061]
Here, FIG. 4 shows modes of the output terminal PF and the output terminal RY of the one-chip microcontroller 30 which are shown in the flowchart of FIG.
[0062]
When commercial power of AC100V is supplied to the
[0063]
Next, AC voltage detection terminal V AC It is determined whether or not the voltage supplied to is greater than or equal to the detection reference AC voltage value (step S10). This AC voltage detection terminal V AC When the voltage supplied to the
[0064]
Next, the process proceeds to step S11, where it is determined whether or not the
[0065]
In this case, AC voltage detection terminal V AC It is determined whether or not the detection voltage supplied to the detection abnormal AC voltage value or more, that is, the AC voltage supplied to the
[0066]
When the AC power supply is turned off and the supply of AC 100V commercial power to the
[0067]
When the supply of AC 100 V commercial power is stopped, the output voltage at the
[0068]
When the mode is 0 in step S18 and in step S19, the output voltage detection terminal V P When the obtained voltage is equal to or lower than the detected first reference voltage value,
[0069]
According to this example, a reference AC voltage and an abnormal AC voltage are supplied in advance to the
[0070]
In addition, according to this example, the input AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit are digitally processed using the detected reference AC voltage value stored in the
[0071]
Of course, the present invention is not limited to the above-described examples, and other kinds of configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, a reference AC voltage is supplied in advance to the commercial AC voltage input terminal, and the detected reference AC voltage value obtained at this AC voltage detection point is stored in the nonvolatile memory and also output to the power factor correction circuit. A reference output voltage is supplied, and the detected reference output voltage value obtained at the output voltage detection point of the power factor correction circuit is stored in a nonvolatile memory, and the detected reference AC voltage stored in the nonvolatile memory during actual use Value and detection reference output voltage value are used to detect the input AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit. The detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value are elements such as resistors. Thus, the input AC voltage and the output voltage of the output terminal of the power factor correction circuit can be accurately detected without any adjustment, and no malfunction occurs.
[0073]
Further, according to the present invention, the input AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit are detected by digital processing using the detection reference AC voltage value and the detection reference output voltage value stored in the nonvolatile memory during actual use, and relayed. In addition, since the control IC is controlled, chattering is not caused, and the operation state and the non-operation state are not repeated in a short period of time, so that the operation can be performed satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of a power supply device according to the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional power supply device.
FIG. 6 is a timing chart for explaining FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記力率補正回路の前段に設けられた突入電流防止用の抵抗と、
前記抵抗に並列に接続されたリレーと、
所定の基準交流電圧を前記商用交流電圧入力端子に供給した際に、商用交流電圧検出点で検出される検出基準交流電圧値と、所定の第1の基準出力電圧及び該第1の基準出力電圧より大きい第2の基準出力電圧それぞれを前記力率補正回路の出力端子に供給した際に、該力率補正回路の出力電圧検出点で検出される第1の検出基準出力電圧値及び第2の検出基準出力電圧値と、が予め記憶された不揮発性メモリと、
前記商用交流電圧及び前記力率補正回路の出力電圧を検出するとともに、検出した前記商用交流電圧、前記力率補正回路の出力電圧及び前記不揮発性メモリに記憶された各値に基づいて、前記力率補正回路及び前記リレーを制御するマイクロコントローラと、を備え、
前記マイクロコントローラは、
検出した前記商用交流電圧が前記検出基準交流電圧値以上になった際に前記力率補正回路を動作させるとともに、検出した前記力率補正回路の出力電圧が前記第2の検出基準出力電圧値以上になると前記リレーをオンにし、
前記商用交流電圧の供給が停止されて、検出した前記商用交流電圧が前記検出基準交流電圧値より小さくなった場合でも、検出した前記力率補正回路の出力電圧が前記第1の検出基準出力電圧値よりも大きい間は前記リレーをオンに保つ
電源装置。 The commercial AC voltage inputted to a commercial AC voltage input terminal, a power supply device that converts to a Jo Tokoro DC voltage using a power factor correction circuit,
A resistor for preventing inrush current provided in the previous stage of the power factor correction circuit;
A relay connected in parallel with the resistor;
When a predetermined reference AC voltage is supplied to the commercial AC voltage input terminal, a detected reference AC voltage value detected at a commercial AC voltage detection point, a predetermined first reference output voltage, and the first reference output voltage When each larger second reference output voltage is supplied to the output terminal of the power factor correction circuit, the first detection reference output voltage value detected at the output voltage detection point of the power factor correction circuit and the second A non-volatile memory in which a detection reference output voltage value is stored in advance ;
The commercial AC voltage and the output voltage of the power factor correction circuit are detected, and based on the detected commercial AC voltage, the output voltage of the power factor correction circuit, and each value stored in the nonvolatile memory, the power A rate correction circuit and a microcontroller for controlling the relay,
The microcontroller is
The power factor correction circuit is operated when the detected commercial AC voltage becomes equal to or higher than the detection reference AC voltage value, and the detected output voltage of the power factor correction circuit is equal to or higher than the second detection reference output voltage value. Turns on the relay,
Even when the supply of the commercial AC voltage is stopped and the detected commercial AC voltage becomes smaller than the detection reference AC voltage value, the detected output voltage of the power factor correction circuit is the first detection reference output voltage. A power supply that keeps the relay on for as long as the value is greater .
前記マイクロコントローラは、検出した前記商用交流電圧あるいは前記力率補正回路の出力電圧が前記検出異常交流電圧値あるいは前記検出過電圧値以上になると、異常処理を行う
請求項1に記載の電源装置。 Further, when the abnormal AC voltage is supplied to the commercial AC voltage input terminal, the nonvolatile memory has a detected abnormal AC voltage value detected at a commercial AC voltage detection point and an overvoltage that is output from the power factor correction circuit. A detection overvoltage value detected at an output voltage detection point of the power factor correction circuit when supplied to the terminal, is stored in advance;
The microcontroller performs an abnormality process when the detected commercial AC voltage or the output voltage of the power factor correction circuit becomes equal to or higher than the detected abnormal AC voltage value or the detected overvoltage value.
The power supply device according to claim 1 .
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