JP5213774B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源を開閉する開閉回路を備え、電源電圧に基づく直流電圧を降圧して制御用電圧を出力し、直流電圧に基づく電圧をモータ、ランプ等の負荷に供給する電源装置に関するものである。

図１１は、モータ駆動に使用される従来の電源装置であるモータ駆動装置の概略構成例を示すブロック図である。
このモータ駆動装置１０ａは、交流電源４０からの電圧を遮断器４を通じて与えられる電源開閉部３ａと、電源開閉部３ａが閉であるときに、交流電源４０からの電圧を与えられ、モータ１を駆動するモータ駆動部２ａとを備えている。
電源開閉部３ａは、直流電源３９が外付けされた接続端子Ｄ１，Ｄ２間に、リレー３１及びＮＰＮトランジスタ３４が直列接続されている。直流電源３９のプラス極が外付けされた接続端子Ｄ１及び接続端子Ｄ３間に、運転スイッチ３０が外付けされている。接続端子Ｄ３は、抵抗３６を通じて、トランジスタ３４のベースに接続されている。

遮断器４が接続された電源開閉部３ａの入力端子Ｌ１，Ｌ２には、リレー３１のａ接点３１ａ，３１ａの各一方の端子が接続されている。各他方の端子は、それぞれ電源開閉部３ａの出力端子Ｌ１１，Ｌ２１に接続されている。出力端子Ｌ１１，Ｌ２１は、それぞれモータ駆動部２ａの入力端子Ｌ１２，Ｌ２２に接続されている。
モータ駆動部２ａの入力端子Ｌ１２は、突入電流抑制回路２４を通じて、コンバータ部２１の一方の入力端子に接続されている。モータ駆動部２ａの入力端子Ｌ２２は、コンバータ部２１の他方の入力端子に接続されている。

コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎ間には、平滑コンデンサ２２が接続されている。また、コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎは、それぞれモータ駆動回路２３のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。
モータ駆動回路２３は、入力された直流電圧を、制御部２６ａにより３相交流電圧に変換して、モータ１を駆動する。

また、コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎは、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２５のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、平滑コンデンサ２２が平滑した直流電圧を降圧して制御用電圧Ｖccを出力し、制御部２６ａに与える。

このような構成のモータ駆動装置１０ａは、遮断器４が接続され、運転スイッチ３０がオンにされると、トランジスタ３４がオンになって、リレー３１が励磁される。リレー３１が励磁されると、ａ接点３１ａ，３１ａが閉になり、モータ駆動部２ａに交流電圧が与えられる。ａ接点３１ａ，３１ａが閉になることにより発生する突入電流は、突入電流抑制回路２４により抑制される。
モータ駆動部２ａに与えられた交流電圧は、コンバータ部２１により整流される。整流された直流電圧は、平滑コンデンサ２２により平滑される。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、平滑コンデンサ２２が充電され始め、まだ充電電圧が充電途上で動作開始電圧に達すると、制御用電圧Ｖccの出力を開始し、制御部２６ａに与える。
モータ駆動回路２３は、平滑コンデンサ２２が平滑した直流電圧を、制御部２６ａにより３相交流電圧に変換し、モータ１に与えて駆動する。

特許文献１には、交流電源電圧が過電圧になったときに、ブレーキ抵抗用トランジスタを保護するインバータ装置の入力過電圧保護装置が開示されている。交流電源電圧を検出する電圧検出器と、交流電源電圧がブレーキ抵抗用トランジスタの導通開始電圧に到達する前に、交流電源のラインに挿入された開閉器を開放する操作器とを備えている。
特許文献２には、モータの加減速が多い用途のサーボドライブシステムに適した回生抵抗保護回路方式が開示されている。

特開平１−２１８３８７号公報 特開平３−６０３９０号公報

上述した従来のモータ駆動装置では、定格電圧がＡＣ１００Ｖである場合、端子Ｐ−Ｎ間の電圧は約ＤＣ１４０Ｖであるが、誤ってＡＣ２００Ｖ電源を接続した場合、端子Ｐ−Ｎ間の電圧は約ＤＣ２８０Ｖになる。
また、倍電圧整流回路を使用する場合、定格電圧がＡＣ１００Ｖであると、端子Ｐ−Ｎ間の電圧は約ＤＣ２８０Ｖであり、誤ってＡＣ２００Ｖ電源を接続すると、端子Ｐ−Ｎ間の電圧は約ＤＣ５６０Ｖにもなる。

以上のように、定格電圧の２倍の交流電源を誤って接続した場合、端子Ｐ−Ｎ間の電圧が印加されるコンバータ部２１、平滑コンデンサ２２、モータ駆動回路２３及びＤＣ／ＤＣコンバータ２５では、耐電圧が端子Ｐ−Ｎ間の電圧より低い部品、更には負荷であるモータ本体が破損又は劣化するという問題がある。
また、定格電圧がＡＣ２００Ｖであるモータ駆動装置を取替える際に、誤って定格電圧がＡＣ１００Ｖであるモータ駆動装置を取付けた場合にも、取付けたモータ駆動装置に同様のことが発生するという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、電源が誤って接続された場合でも、過電圧が印加されて部品及び負荷が破損又は劣化することを防止できる電源装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る電源装置は、交流電源からの電圧を整流する整流回路と、前記交流電源及び整流回路間を開閉する開閉回路と、前記整流回路が整流した直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、抵抗を有し前記開閉回路による突入電流を抑制する突入電流抑制回路、又は前記突入電流を抑制する負特性温度係数抵抗と、前記直流電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する制御用電源回路とを備え、前記平滑コンデンサが平滑した直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してある電源装置において、前記開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時する計時回路と、該計時回路が前記所定時間を計時する間、前記平滑コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定する判定回路とを備え、該判定回路が超えたと判定したときは、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路及び判定回路は前記制御用電源回路が出力した電圧により作動し、前記計時回路は、作動し始めたときからの前記所定時間を計時するように構成してあることを特徴とする。

この電源装置では、整流回路が、交流電源からの電圧を整流し、開閉回路が、交流電源及び整流回路間を開閉し、平滑コンデンサが、整流回路が整流した直流電圧を平滑する。抵抗を有する突入電流抑制回路、又は負特性温度係数抵抗が、開閉回路による突入電流を抑制して、制御用電源回路が、整流回路が整流した直流電圧を降圧し、降圧した電圧を出力して、平滑コンデンサが平滑した直流電圧に基づく電力を負荷に供給する。計時回路が、開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時し、計時回路が所定時間を計時する間、判定回路が、平滑コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定し、判定回路が超えたと判定したときは、開閉回路を開にする。計時回路及び判定回路は制御用電源回路が出力した電圧により作動し、計時回路は、作動し始めたときからの所定時間を計時する。

第２発明に係る電源装置は、直流電源からの電圧が印加されるコンデンサと、前記直流電源及びコンデンサ間を開閉する開閉回路と、抵抗を有し前記開閉回路による突入電流を抑制する突入電流抑制回路、又は前記突入電流を抑制する負特性温度係数抵抗と、前記電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する制御用電源回路とを備え、前記コンデンサに印加された直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してある電源装置において、前記開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時する計時回路と、該計時回路が所定時間を計時する間、前記コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定する判定回路とを備え、該判定回路が超えたと判定したときは、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路及び判定回路は前記制御用電源回路が出力した電圧により作動し、前記計時回路は、作動し始めたときからの前記所定時間を計時するように構成してあることを特徴とする。

この電源装置では、コンデンサが、直流電源からの電圧が印加され、開閉回路が、直流電源及びコンデンサ間を開閉し、コンデンサに印加された直流電圧に基づく電力を負荷に供給する。抵抗を有する突入電流抑制回路、又は負特性温度係数抵抗が、開閉回路による突入電流を抑制し、制御用電源回路が、直流電源からの電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する。計時回路が、開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時し、計時回路が所定時間を計時する間、判定回路が、コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定し、判定回路が超えたと判定したときは、開閉回路を開にする。計時回路及び判定回路は制御用電源回路が出力した電圧により作動し、計時回路は、作動し始めたときからの所定時間を計時する。

第３発明に係る電源装置は、前記判定回路が超えたと判定してから、前記充電電圧が前記所定電圧より更に高い第２電圧に達する迄に、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路が所定時間を計時した後は、前記抵抗をバイパスするように構成してあることを特徴とする。

この電源装置では、判定回路が超えたと判定してから、充電電圧が所定電圧より更に高い第２電圧に達する迄に、開閉回路を開にする。計時回路が所定時間を計時した後は、突入電流抑制回路の抵抗をバイパスする。

第４発明に係る電源装置は、前記計時回路は、前記判定回路が超えたと判定した場合、前記開閉回路が開にされた後に、計時を完了するように前記所定時間が設定されてあり、前記計時回路が前記所定時間を計時したときに、前記充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧範囲内であるか否かを判定する手段を更に備え、該手段が所定電圧範囲内であると判定したときに、前記直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してあることを特徴とする。

この電源装置では、計時回路は、判定回路が超えたと判定した場合、開閉回路が開にされた後に、計時を完了するように所定時間が設定されている。計時回路が所定時間を計時したときに、判定する手段が、充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧範囲内であるか否かを判定し、判定する手段が所定電圧範囲内であると判定したときに、直流電圧に基づく電力を負荷に供給する。

本発明に係る電源装置によれば、電源が誤って接続された場合でも、過電圧が印加されて部品及び負荷が破損又は劣化することを防止できる電源装置を実現することができる。

本発明に係る電源装置の実施の形態であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す突入電流抑制回路の構成例を示す説明図である。 図１に示す過電圧検出回路の内部構成例を示す回路図である。 図１に示す保持回路の内部構成例を示す回路図である。 図４に示す保持回路の動作を示すタイミングチャートである。 図１に示すモータ駆動装置の動作の概略を示すフローチャートである。 図１に示すモータ駆動装置の動作の詳細を示すタイミングチャートである。 本発明に係る電源装置の実施の形態であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る電源装置の実施の形態であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る電源装置の実施の形態であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 従来のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る電源装置の実施の形態１であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
このモータ駆動装置１０は、交流電源４０からの電圧Ｅａを遮断器４を通じて与えられる電源開閉部（開閉回路）３と、電源開閉部３が閉であるときに、交流電源４０からの電圧Ｅａを与えられ、モータ１を駆動するモータ駆動部２とを備えている。

電源開閉部３は、直流電源３９が外付けされた接続端子Ｄ１，Ｄ２間に、リレー３１及びＮＰＮトランジスタ３４が直列接続されている。直流電源３９のプラス極が外付けされた接続端子Ｄ１及び接続端子Ｄ３間に、運転スイッチ３０が外付けされている。
接続端子Ｄ３は、抵抗３６を通じて、トランジスタ３４のエミッタに接続されている。また、接続端子Ｄ３は、ＡＮＤ回路３３の一方の入力端子に接続されている。ＡＮＤ回路３３の出力端子は、トランジスタ３４のベースに接続されている。

接続端子Ｄ１には、また、抵抗３５の一方の端子が接続され、他方の端子は、電源開閉部３の入力端子Ｃ２、及び保持回路３７の入力端子に接続されている。保持回路３７の出力端子は、ＡＮＤ回路３３の他方の入力端子に接続されている。電源開閉部３の入力端子Ｃ１が、トランジスタ３４のエミッタに接続されている。

遮断器４が接続された電源開閉部３の入力端子Ｌ１，Ｌ２には、リレー３１のａ接点３１ａ，３１ａの各一方の端子が接続されている。各他方の端子は、それぞれ電源開閉部３の出力端子Ｌ１１，Ｌ２１に接続されている。出力端子Ｌ１１，Ｌ２１は、それぞれモータ駆動部２の入力端子Ｌ１２，Ｌ２２に接続されている。
モータ駆動部２の入力端子Ｌ１２は、突入電流抑制回路２４を通じて、コンバータ部（整流回路）２１の一方の入力端子に接続されている。モータ駆動部２の入力端子Ｌ２２は、コンバータ部２１の他方の入力端子に接続されている。

コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎ間には、平滑コンデンサ２２が接続されている。また、コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎは、それぞれモータ駆動回路２３のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。
モータ駆動回路２３（インバータ）は、入力された直流電圧を、制御部２６により３相交流電圧に変換して、例えば３相誘導モータ又はブラシレスＤＣモータであるモータ１を駆動する。

制御部２６は、始動時に所定時間を計時するタイマ２７（計時回路）を内蔵しており、タイマ２７が所定時間を計時したときに、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６を検出する電圧検出手段２９を内蔵している。制御部２６（判定する手段）は、電圧検出手段２９が検出した充電電圧Ｅ６が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば、モータ駆動回路２３を制御してモータ１を駆動制御する。

また、コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎは、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２５のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ（制御用電源回路）２５は、平滑コンデンサ２２が平滑した直流電圧を降圧して制御用電圧Ｖccを出力し、制御部２６及び過電圧検出回路２８に与える。

過電圧検出回路２８は、出力端子Ｐ，Ｎ間に接続され、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６を検出する。過電圧検出回路２８は、検出した平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６が所定電圧を超えたときに、内蔵するリレー２８１を励磁させる。
リレー２８１のｂ接点２８１ａが、モータ駆動部２の出力端子Ｃ１１，Ｃ２１間に接続されている。出力端子Ｃ１１，Ｃ２１は、それぞれ電源開閉部３の入力端子Ｃ１，Ｃ２に接続されている。

突入電流抑制回路２４は、例えばパワーサーミスタで構成されている。パワーサーミスタは、例えば図２（ａ）に示すように、低温では高抵抗に、高温では低抵抗になる特性を有している。このような特性により、パワーサーミスタは、モータ駆動部２の入力端子Ｌ１２，Ｌ２２への交流電力の供給が開始されたときには、低温（常温）高抵抗により、コンバータ部２１を通じて平滑コンデンサ２２へ流れる突入電流を抑制する。
パワーサーミスタは、交流電力の供給が開始されてから、モータ１が通常運転している状態になると、自己発熱により高温（例えば５０℃以上）低抵抗となり、パワーサーミスタによる抵抗損失は大きくならない。

突入電流抑制回路２４は、また、例えば図２（ｂ）に示すような抵抗２４ｂ１及びリレーのａ接点２４ｂ２の並列回路のように構成しても良い。
突入電流抑制回路２４は、交流電力の供給が開始されてから所定時間以上の間、抵抗２４ｂ１により、コンバータ部２１を通じて平滑コンデンサ２２へ流れる突入電流を抑制する。突入電流抑制回路２４は、交流電力の供給が開始されてから所定時間が経過すると、又は、所定時間が経過して、モータ駆動回路２３が始動し、モータ１が通常運転している状態になると、図示しないリレーを励磁させて、ａ接点２４ｂ２を閉にする。これにより、ａ接点２４ｂ２が、抵抗２４ｂ１をバイパスするので、抵抗２４ｂ１による抵抗損失は大きくならない。

図３は、図１に示す過電圧検出回路２８の内部構成例を示す回路図である。
この過電圧検出回路２８は、コンバータ部２１の出力端子Ｐ，Ｎ間に抵抗２０６，２０７が直列に接続されている。出力端子Ｐ，Ｎ間の電圧（平滑コンデンサ２２の充電電圧）Ｅ６の抵抗２０６，２０７による分圧Ｅ８が、比較器２１０（判定回路）の反転入力端子に与えられる。

比較器２１０は、制御用電圧Ｖccにより駆動される。抵抗２０８及びツェナーダイオード２０９の直列回路に制御用電圧Ｖccが印加され、抵抗２０８及びツェナーダイオード２０９の接続節点電圧Ｅ７は、比較器２１０の非反転入力端子に与えられる。
比較器２１０の出力電圧Ｅ１０は、リレー２８１の一方の端子に与えられ、他方の端子には、制御用電圧Ｖccが与えられている。

このような構成の過電圧検出回路２８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から制御用電圧Ｖccが与えられ始めると、比較器２１０が、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６の抵抗２０６，２０７による分圧Ｅ８と、ツェナーダイオード２０９のツェナー電圧Ｅ７との比較を開始する。比較の開始時は、Ｅ８＜Ｅ７であり、比較器２１０の出力電圧Ｅ１０はＨレベルであるので、リレー２８１は無励磁となっている。
ツェナー電圧Ｅ７は、正しい交流電源４０が接続された場合の充電電圧Ｅ６が最高値のときの分圧Ｅ８より高く設定されており、正しい交流電源４０が接続された場合は、リレー２８１は励磁されない。

正しい交流電源４０が接続されず、誤ってより高い交流電源が接続された場合は、分圧Ｅ８が上昇して行き、Ｅ８＞Ｅ７となると、比較器２１０の出力電圧Ｅ１０はＬレベルに反転するので、リレー２８１は励磁される。リレー２８１が励磁されると、リレー２８１のｂ接点２８１ａが開になり、その開信号を出力端子Ｃ１１，Ｃ２１から電源開閉部３へ出力する。

図４は、図１に示す保持回路３７の内部構成例を示す回路図である。
この保持回路３７は、直流電源３９の電圧Ｅｄが抵抗３５を通じて電源開閉部３の入力端子Ｃ２に与えられる電圧Ｅ１Ｘが、ＮＯＴ回路（インバータ）６１に与えられる。ＮＯＴ回路６１の出力電圧Ｅ１１は、ＮＡＮＤ回路６２の一方の入力端子に与えられる。電源開閉部３の入力端子Ｃ１は、他の入力端子Ｄ２を通じて直流電源３９のマイナス極に接続されている（図１）。

ＮＡＮＤ回路６２の出力電圧Ｅ１２は、ＮＡＮＤ回路６３の一方の入力端子に与えられる。ＮＡＮＤ回路６３の他方の入力端子には、コンデンサ４１の充電電圧が与えられる。コンデンサ４１は、直流電源３９の電圧Ｅｄにより抵抗５１を通じて充電される充電回路を構成している。
ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１は、ＮＡＮＤ回路６２の他方の入力端子と、電源開閉部３のＡＮＤ回路３３の他方の入力端子とに与えられる。

以下に、このような構成の保持回路３７の動作を、それを示す図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。
直流電源３９が電源開閉部３の接続端子Ｄ１，Ｄ２間に外付けされ、時刻ｔ０に電圧Ｅｄが立上がった状態で、ＮＯＴ回路６１の入力電圧Ｅ１ＸはＬレベルであり（図５（ａ））、ＮＯＴ回路６１の出力電圧Ｅ１１もＬレベルである（ｂ）。両入力電圧Ｅ１１，Ｅ１がＬレベルであるので、ＮＡＮＤ回路６２の出力電圧Ｅ１２はＨレベルになる（ｃ）。コンデンサ４１の充電電圧Ｅ１３もＬレベルであり（ｄ）、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１もＬレベルである（ｄ）。

時刻ｔ０からＮＯＴ回路６１及びＮＡＮＤ回路６３の作動時間が経過した時刻ｔ０ａでは、ＮＯＴ回路６１の出力電圧Ｅ１１はＨレベルに反転し（ｂ）、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１もＨレベルに反転する（ｅ）。
時刻ｔ０ａからＮＡＮＤ回路６２の作動時間が経過した時刻ｔ０ｂでは、ＮＡＮＤ回路６２の出力電圧Ｅ１２はＬレベルに反転する（ｃ）。
この状態で、コンデンサ４１の充電が進み、充電電圧Ｅ１３はＨレベルになるが（ｄ）、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１はＨレベルで変化しない（ｅ）。従って、電源開閉部３のＡＮＤ回路３３の他方の入力端子の電圧Ｅ１は、過電圧検出回路２８のリレー２８１が励磁しない通常状態ではＨレベルで変化しない。

充電電圧Ｅ１３がＨレベルになった（ｄ）状態で、例えば、時刻ｔ７に、過電圧検出回路２８のリレー２８１が励磁し、ｂ接点２８１ａが開になると、時刻ｔ７からＮＯＴ回路６１の作動時間が経過した時刻ｔ７ａでは、ＮＯＴ回路６１の出力電圧Ｅ１１はＬレベルに反転する（ｂ）。
時刻ｔ７ａからＮＡＮＤ回路６２の作動時間が経過した時刻ｔ７ｂでは、ＮＡＮＤ回路６２の出力電圧Ｅ１２はＨレベルに反転する（ｃ）。時刻ｔ７ｂからＮＡＮＤ回路６３の作動時間が経過した時刻ｔ７ｃでは、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１はＬレベルに反転する（ｅ）。

このように、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１がＬレベルになった（ｅ）状態では、ｂ接点２８１ａが閉に復帰し、出力電圧Ｅ１１がＨレベルになっても（ｂ）、出力電圧Ｅ１２がＬレベルに保持され（ｃ）、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１もＬレベルに保持される（ｅ）。

以下に、このような構成のモータ駆動装置１０の動作の例を、その概略を示す図６のフローチャート、及びその詳細を示す図７のタイミングチャートを参照しながら説明する。尚、図７のタイミングチャートは、定格電圧の２倍の電圧の交流電源を誤って接続した場合を示す。
遮断器４が接続され、運転スイッチ３０がオンにされると、電源開閉部３のＡＮＤ回路３３の両入力端子の電圧Ｅ４，Ｅ１（Ｅ１＝Ｈレベル）がＨレベルとなる。これにより、ＡＮＤ回路３３の出力電圧Ｅ５がＨレベルとなり、トランジスタ３４がオンになって、リレー３１が励磁される。リレー３１が励磁されると、時刻ｔ２（図７）において、ａ接点３１ａ，３１ａが閉になり、モータ駆動部２に交流電圧が与えられる（電源投入（図６））。

モータ駆動部２に交流電圧が与えられると、時刻ｔ５（図７）において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５で制御用電圧Ｖccが電圧値ｖ２（図７（ｃ））に立上がる（Ｓ１）。また、制御用電圧Ｖccが電圧値ｖ２に立上がると、制御部２６のタイマ２７が所定時間Ｔ１１の計時を開始する（Ｓ３）。
タイマ２７が所定時間Ｔ１１を計時する迄（Ｓ７）の間、過電圧検出回路２８の比較器２１０が、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８とツェナー電圧Ｅ７とを比較する（Ｓ５）。比較器２１０の出力信号Ｅ１０は、充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７より低い間はＨレベルである。

タイマ２７が所定時間Ｔ１１を計時する迄に（Ｓ７）、分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７を超えて、比較器２１０の出力信号Ｅ１０がＬレベルに反転すると（Ｓ５）、リレー２８１が励磁し、ｂ接点２８１ａが開になる。ｂ接点２８１ａが開になると、リレー３１が無励磁となって、ａ接点３１ａ，３１ａが開になり、モータ駆動部２の電源が遮断されて（Ｓ１３）終了する。

分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７を超えて、比較器２１０の出力信号Ｅ１０がＬレベルに反転する迄に（Ｓ５）、時刻ｔ１１（図７）において、タイマ２７が所定時間Ｔ１１の計時を完了すると（Ｓ７）、制御部２６は、電圧検出手段２９が検出した充電電圧Ｅ６が所定電圧範囲内であるか否かを判定する（Ｓ９）。充電電圧Ｅ６が所定電圧範囲内でなければ、所定電圧範囲内になる迄待機する。
充電電圧Ｅ６が所定電圧範囲内であれば（Ｓ９）、制御部２６がモータ駆動回路２３を始動させ（Ｓ１１）、直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータ１を駆動させる。

尚、モータ駆動部２の電源が遮断された（Ｓ１３）後も、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６によりタイマ２７が計時を続行し、モータ駆動回路２３を始動させることがあるが、充電電圧Ｅ６が更に低下することにより、異常なくモータ駆動回路２３は停止される。

以下に、上記の動作の詳細を、それを示す図７のタイミングチャートを参照しながら説明する。
時刻ｔ１で、運転スイッチ３０がオンにされると（図７（ｆ））、時刻ｔ１からＡＮＤ回路３３、トランジスタ３４及びリレー３１の作動時間が経過した時刻ｔ２で、ａ接点３１ａ，３１ａが閉になる（ｉ）。ａ接点３１ａ，３１ａが閉になると、交流電源４０からの交流電圧Ｅａが、モータ駆動部２に印加され（ａ）、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６（ｂ）、及び充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８（ｄ）が０Ｖから上昇し始める。

充電電圧Ｅ６がＤＣ／ＤＣコンバータ２５の作動電圧ｅ６０７に達した（ｂ）時刻ｔ３で、制御用電圧Ｖccが０Ｖから上昇し始める（ｃ）。これにより、抵抗２０８及びツェナーダイオード２０９の接続節点電圧Ｅ７（ｄ），並びに過電圧検出回路２８の比較器２１０の出力電圧Ｅ１０（ｅ）も０Ｖから上昇し始める。
制御用電圧Ｖccが、ツェナーダイオード２０９のツェナー電圧ｖ１に達した時刻ｔ４以後、抵抗２０８及びツェナーダイオード２０９の接続節点電圧Ｅ７はツェナー電圧ｖ１で一定となる（ｄ）。尚、充電電圧Ｅ６（ｂ）は、時刻ｔ４でツェナー電圧ｖ１（ｃ）を当然超えているが、充電電圧Ｅ６の分圧Ｅ８（ｄ）は、分圧されているので時刻ｔ４でツェナー電圧ｖ１（ｃ）を超えることはない。

制御用電圧Ｖccが、更に上昇し、所定の電圧ｖ２に達した時刻ｔ５以後は、制御用電圧Ｖccはｖ２で一定となり（ｃ）、比較器２１０の出力電圧Ｅ１０はＨレベルで一定となる（ｅ）。また、時刻ｔ５で、タイマ２７が所定時間Ｔ１１の計時を開始する（ｊ）。
充電電圧Ｅ６が更に上昇し、このモータ駆動装置１０の定格電圧ｅ６１０に達した時刻ｔ５ａ以後も、充電電圧Ｅ６は上昇し続ける（ｂ）。
充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８が、ツェナー電圧Ｅ７（ｖ１）を超えた（ｄ）時刻ｔ６で、比較器２１０の出力電圧Ｅ１０はＬレベルに反転する（ｅ）。

出力電圧Ｅ１０がＬレベルに反転した（ｅ）時刻ｔ６から、過電圧検出回路２８のリレー２８１の作動時間が経過した時刻ｔ７で、ｂ接点２８１ａが開になり、保持回路３７のＮＯＴ回路６１への入力電圧Ｅ１Ｘが、Ｈレベルに反転する（ｇ）。
入力電圧Ｅ１ＸがＨレベルに反転した（ｇ）時刻ｔ７から、ＮＯＴ回路６１及びＮＡＮＤ回路６２，６３の作動時間が経過した時刻ｔ７ｃで、ＮＡＮＤ回路６３の出力電圧Ｅ１がＬレベルに反転する（ｈ）。

出力電圧Ｅ１がＬレベルに反転した（ｈ）時刻ｔ７ｃから、ＡＮＤ回路３３、トランジスタ３４及びリレー３１の作動時間が経過した時刻ｔ８で、ａ接点３１ａ，３１ａが開になる（ｉ）。従って、ａ接点３１ａ，３１ａで交流電源４０からの交流電圧Ｅａが遮断され、平滑コンデンサ２２が放電し始め、充電電圧Ｅ６（ｂ）及び充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８（ｄ）が下降し始める。
尚、ａ接点３１ａが開になった（ｉ）（ｔ８）後も、平滑コンデンサ２２の残存する充電電圧Ｅ６（ｂ）により、タイマ２７が計時を続行し（ｊ）、モータ駆動回路２３を始動させる（ｂ）（ｊ）こともあるが、充電電圧Ｅ６の低下により（ｂ）、異常なくモータ駆動回路２３は停止される。

尚、所定時間Ｔ１１は、平滑コンデンサ２２への充電開始（ｔ２）から（ｂ）、分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７を超える（ｄ）迄（ｔ６）の最長の予測時間と、出力電圧Ｅ１０がＬレベルに反転して（ｔ６）から（ｅ）、ａ接点３１ａが開になる（ｉ）迄（ｔ８）の実測時間との合計時間Ｔ１２に基づき設定してある。
充電開始（ｔ２）から分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７を超える迄（ｔ６）の最長の予測時間は、例えば、突入電流抑制回路２４の抵抗２４ｂ１の値、平滑コンデンサ２２の容量値、誤って接続されるであろう交流電源の電圧値、分圧Ｅ８の分圧比、及びツェナー電圧Ｅ７により予測可能である。

また、充電開始（ｔ２）から制御用電圧Ｖccが所定の電圧ｖ２に達する迄（ｔ５）の最長の時間Ｔ１３も、同様に、抵抗２４ｂ１の値、平滑コンデンサ２２の容量値、誤って接続されるであろう交流電源の電圧値、及び電圧ｖ２により予測可能である。
所定時間Ｔ１１は、合計時間Ｔ１２から時間Ｔ１３を差引いた時間に、余裕時間を加えて設定される。

また、分圧Ｅ８の分圧比及びツェナー電圧Ｅ７は、ツェナー電圧Ｅ７（所定電圧×分圧比）に対応する電圧ｅ６１１（所定電圧）を超えた（ｔ６）充電電圧Ｅ６（ｂ）が更に上昇し続けて、ａ接点３１ａが開になる（ｉ）迄（ｔ８）に、耐電圧ｅ６１５を超えないように設定される。耐電圧ｅ６１５は、充電電圧Ｅ６が印加される全ての部品の耐電圧の内の最低値である。ここで、電圧ｅ６２０は、定格電圧ｅ６１０の２倍の電圧を示す（ｂ）。

充電電圧Ｅ６が更に下降し、モータ駆動回路２３の定格電圧ｅ６１０を下回った時刻ｔ９以後も、充電電圧Ｅ６は下降し続ける（ｂ）。充電電圧Ｅ６が定格電圧ｅ６１０を下回った時刻ｔ９では、充電電圧Ｅ６に基づく分圧Ｅ８が、ツェナー電圧Ｅ７（ｖ１）を下回り（ｄ）、比較器２１０の出力電圧Ｅ１０がＨレベルに反転する（ｅ）。充電電圧Ｅ６は更に下降し続け（ｂ）、制御用電圧Ｖcc（ｃ）及び接続節点電圧Ｅ７（ｄ）と共に０Ｖ迄低下する。

ここで、定格の交流電源４０を正しく接続した場合、充電電圧Ｅ６は、（ｂ）の破線で示すように、所定時間Ｔ１１の計時が完了する（ｊ）迄に、モータ駆動回路２３の定格電圧ｅ６１０に達している。この場合は、分圧Ｅ８がツェナー電圧Ｅ７を超えることはないので、ａ接点３１ａ，３１ａで交流電源４０からの交流電圧Ｅａが遮断されることはない。従って、所定時間Ｔ１１の計時が完了すると、制御部２６がモータ駆動回路２３を始動させ（ｊ）、モータ駆動回路２３がモータ１を駆動し始める。

（実施の形態２）
図８は、本発明に係る電源装置の実施の形態２であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
このモータ駆動装置１０ｂは、交流電源４０からの電圧Ｅａを遮断器４を通じて与えられる電源開閉部３と、電源開閉部３が閉であるときに、交流電源４０からの電圧Ｅａを与えられ、モータ１を駆動するモータ駆動部２ｂとを備えている。
モータ駆動部２ｂの入力端子Ｌ１２，Ｌ２２は、それぞれコンバータ部２１の入力端子に接続されている。コンバータ部２１の他方の入力端子に接続されている。

コンバータ部２１のプラス側の出力端子は、突入電流抑制回路２４を通じて、平滑コンデンサ２２のプラス側の端子Ｐに接続されている。また、コンバータ部２１のマイナス側の出力端子は、平滑コンデンサ２２のマイナス側の端子Ｎに接続されている。平滑コンデンサ２２のプラス側の端子Ｐ及びマイナス側の端子Ｎは、それぞれモータ駆動回路２３のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。このモータ駆動装置１０ｂのその他の構成及び動作は、実施の形態１で説明したモータ駆動装置１０の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態３）
図９は、本発明に係る電源装置の実施の形態３であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
このモータ駆動装置１０ｃは、直流電源４１からの電圧Ｅｂを遮断器４を通じて与えられる電源開閉部３と、電源開閉部３が閉であるときに、直流電源４１からの電圧Ｅｂを与えられ、モータ１を駆動するモータ駆動部２ｃとを備えている。

モータ駆動部２ｃのプラス側の入力端子Ｌ１２は、突入電流抑制回路２４を通じて、コンデンサ２２ａのプラス側の端子Ｐに接続されている。また、モータ駆動部２ｃのマイナス側の入力端子Ｌ２２は、コンデンサ２２ａのマイナス側の端子Ｎに接続されている。コンデンサ２２のプラス側の端子Ｐ及びマイナス側の端子Ｎは、それぞれモータ駆動回路２３のプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。

このモータ駆動装置１０ｃでは、直流電源４１を使用して、回生電力が生じる負荷（１）を駆動させる場合に、回生電力により端子Ｐ−Ｎ間の電圧が急激に上昇するのを、コンデンサ２２により防止する。このモータ駆動装置１０ｃのその他の構成及び動作は、実施の形態１で説明したモータ駆動装置１０の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態４）
図１０は、本発明に係る電源装置の実施の形態４であるモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
このモータ駆動装置１０ｄは、交流電源４０からの電圧Ｅａを遮断器４を通じて与えられる電源開閉部３と、電源開閉部３が閉であるときに、交流電源４０からの電圧Ｅａを与えられ、直流モータ１ａを駆動するモータ駆動部２ｄとを備えている。
モータ駆動部２ｄの入力端子Ｌ１２は、突入電流抑制回路２４を通じて、コンバータ部２１の一方の入力端子に接続されている。モータ駆動部２ｄの入力端子Ｌ２２は、コンバータ部２１の他方の入力端子に接続されている。

コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎ間には、平滑コンデンサ２２が接続されている。また、コンバータ部２１のプラス側の出力端子Ｐ及びマイナス側の出力端子Ｎは、それぞれモータ駆動回路２３ａのプラス側の入力端子及びマイナス側の入力端子に接続されている。
モータ駆動回路２３ａは、入力された直流電圧を、制御部２６ｂにより例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御して、直流モータ１ａを駆動する。

制御部２６ｂは、始動時に所定時間を計時するタイマ２７を内蔵しており、タイマ２７が所定時間を計時したときに、平滑コンデンサ２２の充電電圧Ｅ６を検出する電圧検出手段２９を内蔵している。制御部２６ｂは、電圧検出手段２９が検出した充電電圧Ｅ６が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば、モータ駆動回路２３ａを制御してモータ１ａを駆動制御する。このモータ駆動装置１０ｄのその他の構成及び動作は、実施の形態１で説明したモータ駆動装置１０の構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。

尚、上述した実施の形態１，２，４では、電源装置としてモータ駆動装置の例を説明しているが、電源装置として例えば蛍光灯、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ等の点灯装置等にも適用することが可能である。
また、上述した実施の形態１〜４では、有接点型の機械式リレーを用いているが、無接点型の半導体リレー等を用いることは当然可能である。

１ モータ
１ａ 直流モータ
２，２ｂ，２ｃ，２ｄ モータ駆動部
３ 電源開閉部（開閉回路）
１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ モータ駆動装置（電源装置）
２１ コンバータ部（整流回路）
２２ 平滑コンデンサ
２２ａ コンデンサ
２３，２３ａ モータ駆動回路
２４ 突入電流抑制回路
２４ｂ２ ａ接点
２５ ＤＣ／ＤＣコンバータ（制御用電源回路）
２６，２６ｂ 制御部（判定する手段）
２７ タイマ（計時回路）
２８ 過電圧検出回路（判定回路）
２９ 電圧検出手段
３１ リレー
３１ａ ａ接点（開閉回路）
３５，３６，５１，２０６，２０７，２０８，２４ｂ１ 抵抗
４０ 交流電源
３９，４１ 直流電源
２０９ ツェナーダイオード
２１０ 比較器（判定回路）

Claims (4)

1. 交流電源からの電圧を整流する整流回路と、前記交流電源及び整流回路間を開閉する開閉回路と、前記整流回路が整流した直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、抵抗を有し前記開閉回路による突入電流を抑制する突入電流抑制回路、又は前記突入電流を抑制する負特性温度係数抵抗と、前記直流電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する制御用電源回路とを備え、前記平滑コンデンサが平滑した直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してある電源装置において、
   前記開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時する計時回路と、該計時回路が前記所定時間を計時する間、前記平滑コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定する判定回路とを備え、該判定回路が超えたと判定したときは、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路及び判定回路は前記制御用電源回路が出力した電圧により作動し、前記計時回路は、作動し始めたときからの前記所定時間を計時するように構成してあることを特徴とする電源装置。
2. 直流電源からの電圧が印加されるコンデンサと、前記直流電源及びコンデンサ間を開閉する開閉回路と、抵抗を有し前記開閉回路による突入電流を抑制する突入電流抑制回路、又は前記突入電流を抑制する負特性温度係数抵抗と、前記電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する制御用電源回路とを備え、前記コンデンサに印加された直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してある電源装置において、
   前記開閉回路が閉にされた後に所定時間を計時する計時回路と、該計時回路が所定時間を計時する間、前記コンデンサの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧を超えるか否かを判定する判定回路とを備え、該判定回路が超えたと判定したときは、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路及び判定回路は前記制御用電源回路が出力した電圧により作動し、前記計時回路は、作動し始めたときからの前記所定時間を計時するように構成してあることを特徴とする電源装置。
3. 前記判定回路が超えたと判定してから、前記充電電圧が前記所定電圧より更に高い第２電圧に達する迄に、前記開閉回路を開にするように構成してあり、前記計時回路が所定時間を計時した後は、前記抵抗をバイパスするように構成してある請求項１又は２記載の電源装置。
4. 前記計時回路は、前記判定回路が超えたと判定した場合、前記開閉回路が開にされた後に、計時を完了するように前記所定時間が設定されてあり、前記計時回路が前記所定時間を計時したときに、前記充電電圧を検出し、検出した充電電圧が所定電圧範囲内であるか否かを判定する手段を更に備え、該手段が所定電圧範囲内であると判定したときに、前記直流電圧に基づく電力を負荷に供給するように構成してある請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置。

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