JP6858692B2 - Low voltage detector - Google Patents

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Description

本発明は、AC入力を直流化して負荷に直流電圧を供給するもので、電源ライン中にノイズフィルタ用のXコンデンサが接続された電源装置について、AC入力の低電圧(停電または電圧低下)を検出する低電圧検出装置に関する。 In the present invention, the AC input is converted to DC and a DC voltage is supplied to the load. For a power supply device in which an X capacitor for a noise filter is connected in the power supply line, a low voltage (power failure or voltage drop) of the AC input is applied. The present invention relates to a low voltage detector for detection.

図6は従来の低電圧検出装置を示す回路図である(例えば特許文献1参照)。この従来の低電圧検出装置においては、整流器2からの全波整流波形が抵抗R1と抵抗R2で分割され、パルス成形部4におけるコンパレータ5に入力される。コンパレータ5は、ツェナーダイオードZ1で決まる基準電圧を閾値として、入力波形が閾値を超えた時間幅の矩形波状のパルスを出力する(図7参照)。入力電圧監視手段6のマイコン7は入力パルスを監視し、10ms以上途絶えた場合に電源断と判定し、入力パルスの時間幅が上限値(Max)以上のときに電源電圧が過電圧と判定し、入力パルスの時間幅が下限値(Min)以下のときに電源電圧が低電圧と判定する(図8参照)。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional low voltage detection device (see, for example, Patent Document 1). In this conventional low voltage detection device, the full-wave rectified waveform from the rectifier 2 is divided by the resistor R1 and the resistor R2 and input to the comparator 5 in the pulse forming unit 4. The comparator 5 outputs a rectangular wavy pulse having a time width in which the input waveform exceeds the threshold value, using the reference voltage determined by the Zener diode Z1 as a threshold value (see FIG. 7). The microcomputer 7 of the input voltage monitoring means 6 monitors the input pulse, determines that the power supply is cut off when the input pulse is interrupted for 10 ms or more, and determines that the power supply voltage is overvoltage when the time width of the input pulse is equal to or greater than the upper limit value (Max). When the time width of the input pulse is equal to or less than the lower limit value (Min), the power supply voltage is determined to be low (see FIG. 8).

特開2007−322192号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-322192

しかし、上記の従来例では、負荷が軽負荷または無負荷で電流量が小さい場合には、AC入力が低電圧となったときに、Xコンデンサでの放電速度が遅いことが問題となる。Xコンデンサはノイズ低減用のラインフィルタの要素として、チョークコイルとともに入力ライン中に介在している。AC入力が正常で、所定の周期をもって正電圧と負電圧とを交互に繰り返す正弦波状の変化をするのであれば、Xコンデンサには電荷が必要以上には蓄積されないが、AC入力の低電圧が生じて正電圧と負電圧の交番が停止(または電圧低下が発生)した場合であって、そのときに負荷が軽負荷または無負荷で電流量が小さいと、Xコンデンサにエネルギーが蓄積され、その状態が維持されてしまう。 However, in the above-mentioned conventional example, when the load is light load or no load and the amount of current is small, there is a problem that the discharge speed of the X capacitor is slow when the AC input becomes a low voltage. The X capacitor is interposed in the input line together with the choke coil as an element of the line filter for noise reduction. If the AC input is normal and the positive voltage and negative voltage are alternately repeated in a predetermined period in a sinusoidal shape, the X capacitor does not accumulate more charge than necessary, but the low voltage of the AC input is If the alternating current of positive voltage and negative voltage is stopped (or a voltage drop occurs), and the load is light or no load and the amount of current is small, energy is stored in the X capacitor, and that The state is maintained.

つまり、パルス成形部4におけるコンパレータ5に入力される電圧(AC入力の検出電圧)が高止まりして、コレクタ5が“H”,“L”繰り返しのパルス信号を出力することができなくなって、“H”レベルに高止まりした信号をマイコン7に送出するようになる。その結果として、軽負荷(無負荷)時のAC入力の低電圧に対して、マイコン7はそのAC入力の低電圧を検出できなくなってしまう。 That is, the voltage input to the comparator 5 in the pulse forming unit 4 (detection voltage of the AC input) remains high, and the collector 5 cannot output the pulse signal repeating “H” and “L”. A signal that remains high at the "H" level is sent to the microcomputer 7. As a result, the microcomputer 7 cannot detect the low voltage of the AC input with respect to the low voltage of the AC input at the time of light load (no load).

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電源ライン中にノイズフィルタ用のXコンデンサが接続された電源装置について、AC入力の低電圧を検出する低電圧検出装置に関し、軽負荷(無負荷)時にAC入力の低電圧が発生し、Xコンデンサの電圧が高止まり状態になったとしても、そのAC入力の低電圧を速やかに検出できるようにすることを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the present invention relates to a power supply device in which an X capacitor for a noise filter is connected in the power supply line, and the low voltage detection device for detecting the low voltage of the AC input has a light load. The purpose is to be able to quickly detect the low voltage of the AC input even if the low voltage of the AC input is generated at the time of (no load) and the voltage of the X capacitor remains high.

本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。 The present invention solves the above problems by taking the following measures.

本発明による低電圧検出装置は、
AC入力を直流化して負荷に直流電圧を供給するもので、電源ライン中にノイズフィルタ用のXコンデンサが接続された電源装置について、AC入力の低電圧を検出すると低電圧検出信号を出力する低電圧検出装置であって、
AC入力の整流電圧が所定の閾値電圧を超えると第1状態を検出して前記低電圧検出信号の出力を禁止する一方、前記整流電圧が前記閾値電圧以下となると第2状態を検出し、かつこの第2状態が所定の第1の閾値時間を超えると前記低電圧検出信号を出力する電圧低下検出回路と、
前記第1状態が所定の第2の閾値時間を超えて継続したときに、前記電圧低下検出回路の状態を反転させて前記低電圧検出信号を出力させる軽負荷状態検出回路とを備えたことを特徴とする。
The low voltage detection device according to the present invention
The AC input is converted to DC and a DC voltage is supplied to the load. For a power supply device to which an X capacitor for a noise filter is connected in the power supply line, when the low voltage of the AC input is detected, a low voltage detection signal is output. It is a voltage detector
When the rectified voltage of the AC input exceeds a predetermined threshold voltage, the first state is detected and the output of the low voltage detection signal is prohibited, while when the rectified voltage becomes equal to or less than the threshold voltage, the second state is detected and A voltage drop detection circuit that outputs the low voltage detection signal when the second state exceeds a predetermined first threshold time, and a voltage drop detection circuit.
It is provided with a light load state detection circuit that inverts the state of the voltage drop detection circuit and outputs the low voltage detection signal when the first state continues beyond a predetermined second threshold time. It is a feature.

本発明の上記の構成によれば、次のような作用が発揮される。 According to the above configuration of the present invention, the following actions are exhibited.

電圧低下検出回路において、AC入力の整流電圧を所定の閾値電圧と比較し、整流電圧が閾値電圧を超えるときは第1状態とされ、低電圧検出信号の出力が禁止される。整流電圧が閾値電圧以下のときは第2状態とされる。AC入力が停電または電圧低下(以下「低電圧」と記載する。)のない正常状態のときは、第1状態と第2状態とが一定の周期で繰り返される。 In the voltage drop detection circuit, the rectified voltage of the AC input is compared with a predetermined threshold voltage, and when the rectified voltage exceeds the threshold voltage, the first state is set and the output of the low voltage detection signal is prohibited. When the rectified voltage is equal to or less than the threshold voltage, the second state is set. When the AC input is in a normal state without a power failure or a voltage drop (hereinafter referred to as "low voltage"), the first state and the second state are repeated at a constant cycle.

そして、電圧低下検出回路は第2状態の継続時間を所定の第1の閾値時間と比較する。AC入力に低電圧が生じた場合の反応は、負荷の状態が重負荷であるか軽負荷または無負荷(以下、軽負荷(無負荷)と記載する。)であるかによって異なる。 Then, the voltage drop detection circuit compares the duration of the second state with the predetermined first threshold time. The reaction when a low voltage is generated at the AC input differs depending on whether the load state is heavy load, light load, or no load (hereinafter, referred to as light load (no load)).

重負荷の場合、負荷へ流れて消費される電流が比較的大きいことから、AC入力の低電圧の発生によってXコンデンサからの電荷放出が速やかに行われ、整流電圧は連動して速やかに基底レベルへと収束する。すなわち、整流電圧が閾値電圧以下となり、第2状態の結果が得られる。第2状態では、言うまでもなく、第1状態が解消され、低電圧検出信号の出力禁止状態が解除される。AC入力の低電圧の状態が継続すれば、整流電圧が閾値電圧以下である第2状態の継続時間が第1の閾値時間を超えるに至り、電圧低下検出回路はAC入力の低電圧を表す低電圧検出信号を出力する。 In the case of a heavy load, since the current that flows to the load and is consumed is relatively large, the charge is quickly released from the X capacitor due to the generation of a low voltage at the AC input, and the rectified voltage is linked to the base level quickly. Converges to. That is, the rectified voltage becomes equal to or less than the threshold voltage, and the result of the second state is obtained. Needless to say, in the second state, the first state is canceled and the output prohibition state of the low voltage detection signal is released. If the low voltage state of the AC input continues, the duration of the second state in which the rectified voltage is equal to or lower than the threshold voltage exceeds the first threshold time, and the voltage drop detection circuit represents the low voltage of the AC input. Outputs a voltage detection signal.

軽負荷(無負荷)の場合、負荷へ流れる電流が小さいことから、AC入力の低電圧が発生しても、Xコンデンサからの電荷放出が大きく遅延し、整流電圧も比較的高い電圧状態を継続する。すなわち、整流電圧が閾値電圧を超えている状態が継続し、整流電圧が閾値電圧を超える第1状態が継続する。第1状態が継続する限りは、電圧低下検出回路においては低電圧検出信号の出力が禁止される。第1状態の結果は軽負荷状態検出回路に送出される。 In the case of a light load (no load), the current flowing to the load is small, so even if a low voltage at the AC input occurs, the charge release from the X capacitor is greatly delayed, and the rectified voltage continues to be in a relatively high voltage state. To do. That is, the state in which the rectified voltage exceeds the threshold voltage continues, and the first state in which the rectified voltage exceeds the threshold voltage continues. As long as the first state continues, the output of the low voltage detection signal is prohibited in the voltage drop detection circuit. The result of the first state is sent to the light load state detection circuit.

一方、軽負荷状態検出回路においては、電圧低下検出回路からの第1状態の結果(整流電圧が所定の閾値電圧を超えている)が入力され、第1状態の継続時間を所定の第2の閾値時間と比較し、第1状態の継続時間が第2の閾値時間を超えたときは、その直前まで低電圧検出信号の出力禁止状態となっている電圧低下検出回路の状態を反転させ、低電圧検出信号を出力させる。すなわち、AC入力が低電圧となったときに、負荷が軽負荷(無負荷)状態でXコンデンサからの電荷放出が遅延し、整流電圧が高止まり傾向となっても、軽負荷状態検出回路の機能により低電圧検出信号を強制的に出力させる。 On the other hand, in the light load state detection circuit, the result of the first state (the rectified voltage exceeds a predetermined threshold voltage) is input from the voltage drop detection circuit, and the duration of the first state is set to the predetermined second state. When the duration of the first state exceeds the second threshold time as compared with the threshold time, the state of the voltage drop detection circuit, which is in the low voltage detection signal output prohibited state until immediately before that, is inverted and lowered. Output a voltage detection signal. That is, when the AC input becomes a low voltage, even if the charge discharge from the X capacitor is delayed in a light load (no load) state and the rectified voltage tends to remain high, the light load state detection circuit The low voltage detection signal is forcibly output by the function.

以上により、重負荷時にあってはもとより、軽負荷(無負荷)時にあっても、Xコンデンサからの電荷放出の遅延にもかかわらず、AC入力の低電圧を速やかに検出することが可能となる。 As described above, it is possible to quickly detect the low voltage of the AC input in spite of the delay of charge release from the X capacitor, not only under heavy load but also under light load (no load). ..

上記構成の本発明の低電圧検出装置には、次のような好ましい態様ないし変化・変形の態様がある。 The low voltage detection device of the present invention having the above configuration has the following preferable modes or changes / modifications.

前記第2の閾値時間は前記第1の閾値時間以上に設定されている、という態様がある。もし、第2の閾値時間をAC入力の半周期よりも短く設定すると、スイッチングのオン、オフを繰り返すようになる結果、AC入力が低電圧となった場合に第1の閾値時間が短くなり、第1の閾値時間をAC入力の半周期以上に保持することができなくなる可能性がある。この対策として、第2の閾値時間を第1の閾値時間以上に設定することにより、この不都合を回避することが可能となる。 There is an embodiment in which the second threshold time is set to be equal to or higher than the first threshold time. If the second threshold time is set shorter than the half cycle of the AC input, the switching is repeatedly turned on and off, and as a result, the first threshold time becomes shorter when the AC input becomes a low voltage. It may not be possible to hold the first threshold time for more than half the cycle of the AC input. As a countermeasure, this inconvenience can be avoided by setting the second threshold time to be equal to or higher than the first threshold time.

また、前記電圧低下検出回路は、
AC入力が整流された前記整流電圧と前記所定の閾値電圧とを比較し、その比較結果に応じてパルス信号を生成出力する第1のコンパレータと、
前記第1のコンパレータから出力される前記パルス信号が示す前記第2状態の継続時間が前記所定の第1の閾値時間を超えるのを待って出力を反転させる第1の時定数回路と、
前記第1の時定数回路の前記反転の動作に応答して前記低電圧検出信号を生成出力する検出信号出力回路とを有し、
前記軽負荷状態検出回路は、前記第1のコンパレータから出力される前記パルス信号が示す前記第1状態が前記第2の閾値時間を超えるのを待って出力を反転させることにより、前記第1の時定数回路が前記第1のコンパレータから受ける入力状態を反転させることを通じて、前記検出信号出力回路から前記低電圧検出信号を出力させる第2の時定数回路を有している、という態様がある。
Further, the voltage drop detection circuit is
A first comparator that compares the rectified voltage at which the AC input is rectified with the predetermined threshold voltage, and generates and outputs a pulse signal according to the comparison result.
A first time constant circuit that inverts the output after waiting for the duration of the second state indicated by the pulse signal output from the first comparator to exceed the predetermined first threshold time.
It has a detection signal output circuit that generates and outputs the low voltage detection signal in response to the inversion operation of the first time constant circuit.
The light load state detection circuit waits for the first state indicated by the pulse signal output from the first comparator to exceed the second threshold time and then inverts the output, thereby causing the first state. There is an embodiment in which the time constant circuit has a second time constant circuit that outputs the low voltage detection signal from the detection signal output circuit by inverting the input state received from the first comparator.

この態様によれば、次のような作用が発揮される。 According to this aspect, the following actions are exhibited.

電圧低下検出回路は、その第1のコンパレータにおいて、AC入力の整流電圧を入力して、これを所定の閾値電圧と比較する。整流電圧が閾値電圧を超えるときは第1状態とし(低電圧検出信号の出力が禁止される)、整流電圧が閾値電圧以下のときは第2状態とする。AC入力に低電圧の発生がない正常状態のときは、第1状態と第2状態とが一定の周期で繰り返され、この反転動作によって、第1のコンパレータは“H”,“L”を交互に繰り返すパルス信号を生成出力する。 The voltage drop detection circuit inputs the rectified voltage of the AC input in the first comparator and compares it with a predetermined threshold voltage. When the rectified voltage exceeds the threshold voltage, the first state is set (the output of the low voltage detection signal is prohibited), and when the rectified voltage is equal to or less than the threshold voltage, the second state is set. In the normal state where no low voltage is generated at the AC input, the first state and the second state are repeated at a constant cycle, and by this inversion operation, the first comparator alternates between "H" and "L". Generates and outputs a pulse signal that repeats in.

電圧低下検出回路における第1の時定数回路では、第1のコンパレータから出力されるパルス信号が示す第2状態の継続時間が第1の閾値時間を超えるのを待つ。AC入力が正常で、第1のコンパレータからパルス信号が継続して出力されている間は、第2状態が第1の閾値時間を超えることはない。したがって、第1の時定数回路の出力状態は反転しない。しかし、AC入力に低電圧が生じると、第1の時定数回路の出力状態に変化が起こる。この変化は、負荷の状態が重負荷であるか軽負荷または無負荷であるかによって異なる。 The first time constant circuit in the voltage drop detection circuit waits for the duration of the second state indicated by the pulse signal output from the first comparator to exceed the first threshold time. While the AC input is normal and the pulse signal is continuously output from the first comparator, the second state does not exceed the first threshold time. Therefore, the output state of the first time constant circuit is not inverted. However, when a low voltage is generated at the AC input, the output state of the first time constant circuit changes. This change depends on whether the load condition is heavy load, light load or no load.

重負荷の場合、負荷へ流れて消費される電流が比較的大きいことから、AC入力の低電圧によってXコンデンサからの電荷放出が速やかに行われ、整流電圧が速やかに閾値電圧以下となり、第1のコンパレータの出力状態として第2状態の結果が得られ、低電圧検出信号の出力禁止状態が解除される。第2状態の継続時間が第1の閾値時間を超えるに至ると、第1の時定数回路は、その出力状態を反転させる。 In the case of a heavy load, since the current that flows to the load and is consumed is relatively large, the low voltage of the AC input causes the charge to be released from the X capacitor quickly, and the rectified voltage quickly falls below the threshold voltage. The result of the second state is obtained as the output state of the comparator of the above, and the output prohibition state of the low voltage detection signal is released. When the duration of the second state exceeds the first threshold time, the first time constant circuit inverts the output state.

この第1の時定数回路の反転動作に応答して、検出信号出力回路は低電圧検出信号を出力する。これによって、重負荷時のAC入力の低電圧が速やかに検出される。 In response to the inversion operation of the first time constant circuit, the detection signal output circuit outputs a low voltage detection signal. As a result, the low voltage of the AC input under heavy load is quickly detected.

一方、軽負荷(無負荷)の場合、負荷へ流れる電流が小さいことから、AC入力が低電圧となっても、Xコンデンサからの電荷放出が大きく遅延し、整流電圧も比較的高い電圧状態を継続する。すなわち、整流電圧が閾値電圧を超えている状態が継続し、第1のコンパレータの出力状態は第1状態を継続する(出力電圧高止まりの状態)。すなわち、AC入力が低電圧となっているにもかかわらず、第2状態が出現することがなく、したがって、第1の時定数回路の出力状態は反転しない。つまり、検出信号出力回路は動作せず、低電圧検出信号の出力は禁止されたままとなる(軽負荷検出回路がないと仮定した場合)。 On the other hand, in the case of a light load (no load), the current flowing to the load is small, so even if the AC input becomes a low voltage, the charge release from the X capacitor is greatly delayed and the rectified voltage is also in a relatively high voltage state. continue. That is, the state in which the rectified voltage exceeds the threshold voltage continues, and the output state of the first comparator continues in the first state (state in which the output voltage remains high). That is, even though the AC input has a low voltage, the second state does not appear, and therefore the output state of the first time constant circuit is not inverted. That is, the detection signal output circuit does not work and the output of the low voltage detection signal remains prohibited (assuming there is no light load detection circuit).

ところが、本実施形態の場合は、第2の時定数回路を有する軽負荷状態検出回路を備えている。軽負荷状態検出回路においては、電圧低下検出回路の第1のコンパレータからの第1状態の結果(出力電圧高止まりの状態)を入力した第2の時定数回路は、第1状態の継続時間を第2の閾値時間と比較する。そして、第1状態の継続時間が第2の閾値時間を超えると、第1の時定数回路および検出信号出力回路の反転動作を介して低電圧検出信号を出力させる。すなわち、AC入力が低電圧となったときに、負荷が軽負荷(無負荷)状態でXコンデンサからの電荷放出が遅延し、整流電圧が高止まり傾向となっても、軽負荷状態検出回路における第2の時定数回路の機能により低電圧検出信号を強制的に出力させる。 However, in the case of the present embodiment, a light load state detection circuit having a second time constant circuit is provided. In the light load state detection circuit, the second time constant circuit that inputs the result of the first state (state in which the output voltage remains high) from the first comparator of the voltage drop detection circuit determines the duration of the first state. Compare with the second threshold time. Then, when the duration of the first state exceeds the second threshold time, the low voltage detection signal is output via the inversion operation of the first time constant circuit and the detection signal output circuit. That is, when the AC input becomes a low voltage, even if the charge discharge from the X capacitor is delayed in a light load (no load) state and the rectified voltage tends to remain high, the light load state detection circuit is used. The low voltage detection signal is forcibly output by the function of the second time constant circuit.

以上により、重負荷時にあってはもとより、軽負荷(無負荷)時にあっても、Xコンデンサからの電荷放出の遅延にもかかわらず、AC入力の低電圧を速やかに検出することが可能となる。 As described above, it is possible to quickly detect the low voltage of the AC input in spite of the delay of charge release from the X capacitor, not only under heavy load but also under light load (no load). ..

本発明によれば、重負荷時にあってはもとより、軽負荷(無負荷)時にあっても、Xコンデンサからの電荷放出の遅延にもかかわらず、AC入力の低電圧を速やかに検出することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly detect the low voltage of the AC input in spite of the delay of charge release from the X capacitor, not only under heavy load but also under light load (no load). it can.

本発明の実施例における低電圧検出装置の構成を示す回路図A circuit diagram showing a configuration of a low voltage detection device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例における低電圧検出装置の重負荷時の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of the low voltage detection device in the embodiment of the present invention under heavy load. 本発明の実施例における低電圧検出装置の軽負荷(無負荷)時の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of the low voltage detection device in the embodiment of the present invention under a light load (no load). 本発明の実施例における低電圧検出装置の軽負荷(無負荷)時の別態様の動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of another mode of the low voltage detection device in the embodiment of the present invention when the load is light (no load). 本発明の別の実施例における低電圧検出装置の構成を示す回路図A circuit diagram showing a configuration of a low voltage detection device according to another embodiment of the present invention. 従来例の低電圧検出装置の構成を示す回路図A circuit diagram showing the configuration of a conventional low voltage detection device 従来例の低電圧検出装置の電源断の前後のコンパレータの入出力波形の説明図Explanatory diagram of input / output waveform of comparator before and after power off of conventional low voltage detection device 従来例の低電圧検出装置の電源電圧変動時のコンパレータの入出力波形の説明図Explanatory drawing of the input / output waveform of the comparator when the power supply voltage of the conventional low voltage detection device fluctuates.

以下、上記構成の本発明の低電圧検出装置につき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the low voltage detection device of the present invention having the above configuration will be described in detail at the level of specific examples.

図1は本発明の実施例における低電圧検出装置の構成を示す回路図である。図1において、8はAC入力よりDC出力を生成して負荷9へ供給する電源装置、10は発明対象としての低電圧検出装置、20は電圧低下検出回路、21は比較回路、22は第1の時定数回路、23は検出信号出力回路、30は軽負荷状態検出回路、31は第2の時定数回路である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a low voltage detection device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 8 is a power supply device that generates a DC output from an AC input and supplies it to a load 9, 10 is a low voltage detection device as an object of invention, 20 is a voltage drop detection circuit, 21 is a comparison circuit, and 22 is a first. 23 is a detection signal output circuit, 30 is a light load state detection circuit, and 31 is a second time constant circuit.

低電圧検出装置10は、電源装置8について、AC入力の低電圧(停電または電圧低下)を検出するためのものである。低電圧検出装置10は、電圧低下検出回路20と軽負荷状態検出回路30とを有している。電圧低下検出回路20は、比較回路21と第1の時定数回路22と検出信号出力回路23とを有している。軽負荷状態検出回路30は第2の時定数回路31を有している。 The low voltage detection device 10 is for detecting a low voltage (power failure or voltage drop) of the AC input of the power supply device 8. The low voltage detection device 10 includes a voltage drop detection circuit 20 and a light load state detection circuit 30. The voltage drop detection circuit 20 includes a comparison circuit 21, a first time constant circuit 22, and a detection signal output circuit 23. The light load state detection circuit 30 has a second time constant circuit 31.

電源装置8の構成要素としての8aはAC入力部、8bは第1のコイルL1と第2のコイルL2からなるノイズ低減用のチョークコイル、C11は同じくノイズ低減用のXコンデンサ、8cはダイオードブリッジDBと平滑コンデンサ(電解コンデンサ)C12からなる整流平滑回路である。 8a as a component of the power supply device 8 is an AC input unit, 8b is a choke coil for noise reduction composed of a first coil L1 and a second coil L2, C11 is an X capacitor for noise reduction, and 8c is a diode bridge. It is a rectifying smoothing circuit composed of a DB and a smoothing capacitor (electrolytic capacitor) C12.

まず、電圧低下検出回路20について説明する。 First, the voltage drop detection circuit 20 will be described.

電圧低下検出回路20における比較回路21は、第1のコンパレータU1と逆流防止用ダイオードD5,D6と抵抗素子R21,R22,R23,R4,R5,R6とを備えている。逆流防止用ダイオードD5は、そのアノードが電源装置8の第1のライン(Liveライン、Lライン)8dに接続され、逆流防止用ダイオードD6は、そのアノードが第2のライン(ニュートラルライン、Nライン)8eに接続されている。逆流防止用ダイオードD5,D6はカソードどうしが接続され、その接続点とグラウンドGNDとの間に抵抗素子R21,R22の直列回路が接続されている。第1のコンパレータU1の正極・負極の電源端子(VCC、VEE)はそれぞれ直流電源V1の正極端子、負極端子に接続されている。抵抗素子R21,R22の接続点が抵抗素子R5を介して第1のコンパレータU1の非反転入力端子(+)に接続されている。第1のコンパレータU1の反転入力端子(−)には直列接続された抵抗素子R23,R4の接続点が接続されている。抵抗素子R23の高電位側の一端は直流電源V1の正極端子に接続され、抵抗素子R4の低電位側の一端は直流電源V1の負極端子すなわちグラウンドGNDに接続されている。第1のコンパレータU1の出力端子と非反転入力端子(+)との間には抵抗素子R6が接続されている。 The comparison circuit 21 in the voltage drop detection circuit 20 includes a first comparator U1, backflow prevention diodes D5 and D6, and resistance elements R21, R22, R23, R4, R5 and R6. The anode of the backflow prevention diode D5 is connected to the first line (Live line, L line) 8d of the power supply device 8, and the anode of the backflow prevention diode D6 is the second line (neutral line, N line). ) It is connected to 8e. The cathodes of the backflow prevention diodes D5 and D6 are connected to each other, and the series circuit of the resistance elements R21 and R22 is connected between the connection point and the ground GND. The positive electrode and negative electrode power supply terminals (VCC, VEE) of the first comparator U1 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the DC power supply V1, respectively. The connection points of the resistance elements R21 and R22 are connected to the non-inverting input terminal (+) of the first comparator U1 via the resistance element R5. The connection points of the resistor elements R23 and R4 connected in series are connected to the inverting input terminal (−) of the first comparator U1. One end of the resistance element R23 on the high potential side is connected to the positive electrode terminal of the DC power supply V1, and one end of the resistance element R4 on the low potential side is connected to the negative electrode terminal of the DC power supply V1, that is, the ground GND. A resistance element R6 is connected between the output terminal of the first comparator U1 and the non-inverting input terminal (+).

電圧低下検出回路20における第1の時定数回路22は、スイッチングトランジスタQ1、時間計測に供する充放電用のコンデンサC3、逆流防止用ダイオードD7,D8および抵抗素子R7,R8,R9,R10,R11を備えている。直流電源V1の両端子間に、抵抗素子R10とスイッチングトランジスタQ1の直列回路が接続されている。スイッチングトランジスタQ1はNPN型のバイポーラトランジスタで構成されている。スイッチングトランジスタQ1のバイアスとして、抵抗素子R7,R8,R9の直列回路が直流電源V1の両端子間に接続され、抵抗素子R8,R9の接続点がスイッチングトランジスタQ1のベースに接続されている。抵抗素子R7,R8の接続点が逆流防止用ダイオードD7のアノードに接続され、そのカソードが比較回路21における第1のコンパレータU1の出力端子に接続されている。スイッチングトランジスタQ1のコレクタとエミッタとの間に逆流防止用ダイオードD8と充放電用のコンデンサC3の直列回路が接続されている。逆流防止用ダイオードD8の両端子間に抵抗素子R11が接続されている。 The first time constant circuit 22 in the voltage drop detection circuit 20 includes a switching transistor Q1, a capacitor C3 for charging / discharging used for time measurement, backflow prevention diodes D7, D8, and resistance elements R7, R8, R9, R10, R11. I have. A series circuit of the resistance element R10 and the switching transistor Q1 is connected between both terminals of the DC power supply V1. The switching transistor Q1 is composed of an NPN type bipolar transistor. As a bias of the switching transistor Q1, a series circuit of the resistance elements R7, R8, and R9 is connected between both terminals of the DC power supply V1, and the connection points of the resistance elements R8 and R9 are connected to the base of the switching transistor Q1. The connection points of the resistance elements R7 and R8 are connected to the anode of the backflow prevention diode D7, and the cathode thereof is connected to the output terminal of the first comparator U1 in the comparison circuit 21. A series circuit of a backflow prevention diode D8 and a charging / discharging capacitor C3 is connected between the collector and the emitter of the switching transistor Q1. A resistance element R11 is connected between both terminals of the backflow prevention diode D8.

電圧低下検出回路20における検出信号出力回路23は、第2のコンパレータU2とフォトカプラPCと抵抗素子R12,R13,R14,R15,R16を備えている。第2のコンパレータU2の正極・負極の電源端子(VCC、VEE)はそれぞれ直流電源V1の正極端子、負極端子に接続されている。抵抗素子R12,R13の直列回路が直流電源V1の正極端子、負極端子に接続されている。抵抗素子R12,R13の接続点が抵抗素子R14を介して第2のコンパレータU2の非反転入力端子(+)に接続されている。第1の時定数回路22における充放電用のコンデンサC3の正極端子が第2のコンパレータU2の反転入力端子(−)に接続されている。第2のコンパレータU2の出力端子と非反転入力端子(+)との間には抵抗素子R15が接続されている。抵抗素子R16とフォトカプラPCにおける発光ダイオードLDの直列回路が直流電源V1の正極端子と第2のコンパレータU2の出力端子との間に接続されている。フォトカプラPCにおけるフォトトランジスタPTはオープンコレクタであり、そのエミッタは直流電源V1の負極端子に接続されている。フォトトランジスタPTのコレクタは、低電圧検出信号Sdを出力する端子であり、図外のマイクロコンピュータなどの制御部に接続される。 The detection signal output circuit 23 in the voltage drop detection circuit 20 includes a second comparator U2, a photocoupler PC, and resistance elements R12, R13, R14, R15, and R16. The positive electrode and negative electrode power supply terminals (VCC, VEE) of the second comparator U2 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the DC power supply V1, respectively. The series circuit of the resistance elements R12 and R13 is connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the DC power supply V1. The connection points of the resistance elements R12 and R13 are connected to the non-inverting input terminal (+) of the second comparator U2 via the resistance element R14. The positive electrode terminal of the charging / discharging capacitor C3 in the first time constant circuit 22 is connected to the inverting input terminal (−) of the second comparator U2. A resistance element R15 is connected between the output terminal of the second comparator U2 and the non-inverting input terminal (+). A series circuit of the resistance element R16 and the light emitting diode LD in the photocoupler PC is connected between the positive electrode terminal of the DC power supply V1 and the output terminal of the second comparator U2. The phototransistor PT in the photocoupler PC is an open collector, and its emitter is connected to the negative electrode terminal of the DC power supply V1. The collector of the phototransistor PT is a terminal that outputs a low voltage detection signal Sd, and is connected to a control unit such as a microcomputer (not shown).

次に、軽負荷状態検出回路30について説明する。軽負荷状態検出回路30は第2の時定数回路31で構成されている。第2の時定数回路31は、スイッチングトランジスタQ2と時間計測に供する充放電用のコンデンサC4とツェナーダイオードZD1と逆流防止用ダイオードD9と抵抗素子R17,R18とを備えている。 Next, the light load state detection circuit 30 will be described. The light load state detection circuit 30 is composed of a second time constant circuit 31. The second time constant circuit 31 includes a switching transistor Q2, a charging / discharging capacitor C4 used for time measurement, a Zener diode ZD1, a backflow prevention diode D9, and resistance elements R17 and R18.

スイッチングトランジスタQ2は、そのコレクタが第1の時定数回路22における抵抗素子R7,R8および逆流防止用ダイオードD7の接続点に接続され、そのエミッタがグラウンドGNDに接続されている。抵抗素子R17と充放電用のコンデンサC4の直列回路が直流電源V1の両端子間に接続されている。充放電用のコンデンサC4の正極端子がツェナーダイオードZD1を介してスイッチングトランジスタQ2のベースに接続されている。ツェナーダイオードZD1は、そのアノードがスイッチングトランジスタQ2のベースに接続され、そのカソードが充放電用のコンデンサC4の正極端子に接続されている。スイッチングトランジスタQ2のベースとエミッタとの間には抵抗素子R18が接続されている。充放電用のコンデンサC4の正極端子と比較回路21における第1のコンパレータU1の出力端子との間に逆流防止用ダイオードD9が接続されている。 The collector of the switching transistor Q2 is connected to the connection points of the resistance elements R7 and R8 and the backflow prevention diode D7 in the first time constant circuit 22, and its emitter is connected to the ground GND. A series circuit of the resistance element R17 and the charging / discharging capacitor C4 is connected between both terminals of the DC power supply V1. The positive electrode terminal of the charging / discharging capacitor C4 is connected to the base of the switching transistor Q2 via the Zener diode ZD1. The anode of the Zener diode ZD1 is connected to the base of the switching transistor Q2, and the cathode thereof is connected to the positive electrode terminal of the capacitor C4 for charging / discharging. A resistance element R18 is connected between the base and the emitter of the switching transistor Q2. A backflow prevention diode D9 is connected between the positive electrode terminal of the charging / discharging capacitor C4 and the output terminal of the first comparator U1 in the comparison circuit 21.

次に、上記のように構成された低電圧検出装置10の動作を説明する。 Next, the operation of the low voltage detection device 10 configured as described above will be described.

(1)重負荷時の動作
まず、重負荷時の動作を図2の波形図を用いて説明する。
(1) Operation under heavy load First, the operation under heavy load will be described with reference to the waveform diagram of FIG.

抵抗素子R21,R22の接続点に正弦波が整流されたAC入力検出電圧Vaが入力される。このAC入力検出電圧Vaにほぼ比例するコンパレータ入力電圧VU1が反転入力端子(−)に印加されている基準電圧Vref1を上回る状態(第1状態)になると、第1のコンパレータU1は“H”レベルの信号を出力する。一方、コンパレータ入力電圧VU1が基準電圧Vref1以下の状態(第2状態)になると、第1のコンパレータU1は“L”レベルの信号を出力する。この動作が繰り返されるため、第1のコンパレータU1の出力端子に現れる矩形波状のパルスの時間幅は、コンパレータ入力電圧VU1が基準電圧Vref1を超えている時間に対応することになる。SU1は第1のコンパレータU1が出力するパルス信号である。 The AC input detection voltage Va in which a sine wave is rectified is input to the connection points of the resistance elements R21 and R22. When the comparator input voltage V U1 substantially proportional to the AC input detection voltage Va exceeds the reference voltage V ref1 applied to the inverting input terminal (−), the first comparator U1 becomes “H”. Output a "level signal". On the other hand, when the comparator input voltage V U1 becomes a state (second state) equal to or lower than the reference voltage V ref1 , the first comparator U1 outputs an “L” level signal. Since this operation is repeated, the time width of the rectangular wavy pulse appearing at the output terminal of the first comparator U1 corresponds to the time when the comparator input voltage V U1 exceeds the reference voltage V ref 1. SU1 is a pulse signal output by the first comparator U1.

コンパレータ入力電圧VU1が基準電圧Vref1を上回る第1状態になっていて第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が“H”レベルのときは、ノードN1(逆流防止用ダイオードD7と抵抗素子R7,R8との接続点)の電位が“H”レベルで、スイッチングトランジスタQ1は導通状態にあり、ノードN2(スイッチングトランジスタQ1のコレクタと抵抗素子R10との接続点)の電位VQ1が“L”レベルで、第2のコンパレータU2の出力電圧は“H”レベルとなっている。したがって、フォトカプラPCは不動作状態であり、フォトトランジスタPTのコレクタに現れる低電圧検出信号Sdは“H”レベルとなり、これはAC入力が停電(低電圧)状態ではなく、平常状態であることを示している。低電圧検出信号Sdは、負論理のローアクティブ信号であるので、“H”レベルのときは、低電圧検出信号Sdはその実効的な出力が禁止されることになる。 When the comparator input voltage V U1 is in the first state exceeding the reference voltage V ref1 and the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 is at the “H” level, the node N1 (backflow prevention diode D7 and resistor) The potential of the elements R7 and R8) is at the "H" level, the switching transistor Q1 is in a conductive state, and the potential V Q1 of the node N2 (the connection point between the collector of the switching transistor Q1 and the resistance element R10) is ". At the "L" level, the output voltage of the second comparator U2 is at the "H" level. Therefore, the photocoupler PC is in an inactive state, and the low voltage detection signal Sd appearing in the collector of the phototransistor PT is at the “H” level, which means that the AC input is not in a power failure (low voltage) state but in a normal state. Is shown. Since the low voltage detection signal Sd is a negative logic low active signal, its effective output of the low voltage detection signal Sd is prohibited at the “H” level.

なお、スイッチングトランジスタQ1が導通状態のときは、充放電用のコンデンサC3は放電されて、その正極端子の電圧は“L”レベルとなる。 When the switching transistor Q1 is in a conductive state, the charging / discharging capacitor C3 is discharged, and the voltage of the positive electrode terminal thereof becomes the “L” level.

コンパレータ入力電圧VU1が基準電圧Vref1以下となって第1のコンパレータU1の出力電圧が“L”レベルになると、ノードN1が“L”レベルでスイッチングトランジスタQ1は非導通状態になる。すると、それまで、抵抗素子R10および導通状態のスイッチングトランジスタQ1の経路に流れていた電流が、抵抗素子R10、ダイオードD8、充放電用のコンデンサC3の経路に切り替わり、充放電用のコンデンサC3への充電が行われる。これに伴って、ノードN2(スイッチングトランジスタQ1のコレクタ)の電位VQ1つまりは第2のコンパレータU2の反転入力端子(−)に印加されるコンパレータ入力電圧VU2が次第に上昇する。 When the comparator input voltage V U1 becomes equal to or less than the reference voltage V ref1 and the output voltage of the first comparator U1 reaches the “L” level, the switching transistor Q1 becomes non-conducting at the “L” level of the node N1. Then, the current flowing through the path of the resistance element R10 and the switching transistor Q1 in the conductive state is switched to the path of the resistance element R10, the diode D8, and the charging / discharging capacitor C3, and goes to the charging / discharging capacitor C3. Charging is done. Along with this, the potential V Q1 of the node N2 (collector of the switching transistor Q1), that is, the comparator input voltage V U2 applied to the inverting input terminal (−) of the second comparator U2 gradually increases.

しかし、AC入力が正常であるために、コンパレータ入力電圧VU2が基準電圧Vref2に達するまでに、スイッチングトランジスタQ1が反転して導通状態となる。すなわち、コンパレータ入力電圧VU1がいったん基底レベルにまで降下すると再び上昇を開始し、基準電圧Vref1を上回ると、スイッチングトランジスタQ1が再びターンオンするからである。このスイッチングトランジスタQ1のターンオンにより、充放電用のコンデンサC3が放電を開始する。すなわち、充放電用のコンデンサC3の充電電荷が抵抗素子R11、スイッチングトランジスタQ1を介して急速放電される。これにより、第2のコンパレータU2の入力電圧VU2が急速降下する。結果として、コンパレータ入力電圧VU2が基準電圧Vref2に達することはない。すなわち、これは、AC入力が正常であることによる。この場合は、第2のコンパレータU2の入力電圧VU2が基準電圧Vref2を上回ることがなく、ローアクティブ(負論理)の低電圧検出信号Sdは非活性の“H”レベル状態を維持する。 However, since the AC input is normal, the switching transistor Q1 is inverted and becomes conductive by the time the comparator input voltage V U2 reaches the reference voltage V ref2. That is, once the comparator input voltage V U1 drops to the ground level, it starts rising again, and when it exceeds the reference voltage V ref1 , the switching transistor Q1 turns on again. When the switching transistor Q1 is turned on, the charging / discharging capacitor C3 starts discharging. That is, the charge charge of the charging / discharging capacitor C3 is rapidly discharged via the resistance element R11 and the switching transistor Q1. As a result, the input voltage V U2 of the second comparator U2 drops rapidly. As a result, the comparator input voltage V U2 never reaches the reference voltage V ref 2. That is, this is because the AC input is normal. In this case, without input voltage V U2 of the second comparator U2 exceeds the reference voltage V ref2, the low voltage detection signal Sd of low-active (negative logic) is maintained at the "H" level state of inactive.

なお、スイッチングトランジスタQ1がターンオンしたときの充放電用のコンデンサC3の放電が急速に行われるように、充放電用のコンデンサC3の静電容量値、抵抗素子R10,R11の抵抗値が定められている(R11<R10)。 The capacitance value of the charging / discharging capacitor C3 and the resistance values of the resistance elements R10 and R11 are determined so that the charging / discharging capacitor C3 is rapidly discharged when the switching transistor Q1 is turned on. (R11 <R10).

なお、軽負荷状態検出回路30を構成する第2の時定数回路31の充放電用のコンデンサC4においては、第1の時定数回路22の充放電用のコンデンサC3と同様に、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1の短周期の交互の“H”,“L”の繰り返しによって、充電と放電が交互に行われるため、AC入力が正常である限りにおいて、スイッチングトランジスタQ2がターンオンすることはない。 In the charging / discharging capacitor C4 of the second time constant circuit 31 constituting the light load state detection circuit 30, the first comparator is similar to the charging / discharging capacitor C3 of the first time constant circuit 22. Since charging and discharging are alternately performed by repeating short-period alternating “H” and “L” of the pulse signal S U1 output by U1, the switching transistor Q2 turns on as long as the AC input is normal. There is no such thing.

次に、重負荷状態において、AC入力が低電圧となった場合の動作を説明する。 Next, the operation when the AC input becomes a low voltage in the heavy load state will be described.

重負荷の場合、消費される電流が大きいことから、AC入力の低電圧によってXコンデンサC11からの電荷放出が速やかに行われ、整流電圧は連動して速やかに基底レベルへと収束する。すなわち、整流電圧が閾値電圧以下となり、その状態(第2状態)が継続することになる。第2状態では、言うまでもなく第1状態が解消され、低電圧検出信号Sdの出力禁止状態が解除される。 In the case of a heavy load, since the current consumed is large, the low voltage of the AC input causes the charge to be released from the X capacitor C11 quickly, and the rectified voltage is linked and quickly converges to the base level. That is, the rectified voltage becomes equal to or less than the threshold voltage, and that state (second state) continues. Needless to say, in the second state, the first state is canceled and the output prohibition state of the low voltage detection signal Sd is canceled.

AC入力の低電圧が発生すると、第1のコンパレータU1の入力電圧VU1が基底レベルに下がったままの状態すなわち第2状態が継続することになる。その結果、充放電用のコンデンサC3の充電電圧が指数関数的に上昇する過程が長くなり、ついには第2のコンパレータU2の反転入力端子(−)に印加される入力電圧VU2が所定の基準電圧Vref2を上回るに至る。基準電圧Vref2は、AC入力の低電圧の直前で充放電用のコンデンサC3の電位ひいては第2のコンパレータU2の入力電圧VU2が上昇を開始したタイミングから当該基準電圧Vref2を上回るに至るまでの所定の時間T1(第1の閾値時間)に対応している。 When the low voltage of the AC input is generated, the state in which the input voltage V U1 of the first comparator U1 remains lowered to the base level, that is, the second state continues. As a result, the process in which the charging voltage of the charging / discharging capacitor C3 rises exponentially becomes long, and finally the input voltage V U2 applied to the inverting input terminal (-) of the second comparator U2 becomes a predetermined reference. The voltage exceeds V ref2. The reference voltage V ref2 is from the timing when the potential of the charging / discharging capacitor C3 and the input voltage V U2 of the second comparator U2 starts to rise immediately before the low voltage of the AC input to exceed the reference voltage V ref2. Corresponds to the predetermined time T1 (first threshold time) of.

第1の閾値時間T1は、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が立ち下がり開始したタイミングから、抵抗素子R10、逆流防止用ダイオードD9および充放電用のコンデンサC3の時定数に基づく経過時間により設定される。通常、瞬断時間は最低でもAC入力周期の半周期以上保持させる必要があるため、第1の閾値時間T1としてAC入力周期の半周期以上(本実施例では、10ms以上)に設定される。 The first threshold time T1 is a elapsed time based on the time constants of the resistance element R10, the backflow prevention diode D9, and the charge / discharge capacitor C3 from the timing when the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 starts to fall. Set by time. Normally, since the momentary interruption time needs to be maintained at least half a cycle of the AC input cycle or more, the first threshold time T1 is set to half a cycle or more of the AC input cycle (10 ms or more in this embodiment).

このコンパレータ入力電圧VU2が基準電圧Vref2を上回ると、第2のコンパレータU2の出力電圧がそれまでの“H”レベルから“L”レベルに反転し、フォトカプラPCが動作してフォトトランジスタPTからローアクティブの低電圧検出信号Sdが出力され、AC入力が低電圧となったことに対応した制御動作に供される。すなわち、重負荷時におけるAC入力の低電圧を速やかに検出することができる。 When the comparator input voltage V U2 exceeds the reference voltage V ref2 , the output voltage of the second comparator U2 is inverted from the previous “H” level to the “L” level, and the photocoupler PC operates to operate the phototransistor PT. The low-active low-voltage detection signal Sd is output from, and is used for the control operation corresponding to the low voltage of the AC input. That is, it is possible to quickly detect the low voltage of the AC input at the time of heavy load.

なお、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が“H”,“L”を繰り返している状態および“L”レベルを継続している状態では、軽負荷状態検出回路30における第2の時定数回路31の充放電用のコンデンサC4は充電と放電を繰り返すが、充電電圧はスイッチングトランジスタQ2をターンオンするに足るだけのレベルまで上昇することはない。 In the state where the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 repeats "H" and "L" and the state where the "L" level is continued, the second light load state detection circuit 30 is used. The charging / discharging capacitor C4 of the time constant circuit 31 repeats charging and discharging, but the charging voltage does not rise to a level sufficient to turn on the switching transistor Q2.

(2)軽負荷(無負荷)時の動作
次に、軽負荷(無負荷)時の動作を図3の波形図を用いて説明する。
(2) Operation at Light Load (No Load) Next, the operation at light load (no load) will be described with reference to the waveform diagram of FIG.

AC入力が正常である場合の動作は上記の(1)の場合と同様である。したがって、ここでは、AC入力が低電圧となった場合の動作を中心に説明する。 The operation when the AC input is normal is the same as the case of (1) above. Therefore, here, the operation when the AC input becomes a low voltage will be mainly described.

軽負荷(無負荷)時においてAC入力の低電圧が発生すると、重負荷時とは異なり、AC入力ラインに挿入されているノイズフィルタ等のXコンデンサC11に蓄えられている電荷(エネルギー)を速やかに放出することができない。そのため、第1のコンパレータU1の非反転入力端子(+)への入力電圧VU1が高止まりとなってしまい、その結果、スイッチングトランジスタQ1は導通状態を継続し、第2のコンパレータU2に対する入力電圧VU2は“L”レベルを継続し、第2のコンパレータU2の出力電圧は“H”レベルを継続する。 When a low voltage of the AC input is generated at the time of light load (no load), unlike the case of heavy load, the electric charge (energy) stored in the X capacitor C11 such as the noise filter inserted in the AC input line is quickly released. Cannot be released to. Therefore, the input voltage V U1 to the non-inverting input terminal (+) of the first comparator U1 stays high, and as a result, the switching transistor Q1 continues in the conductive state, and the input voltage to the second comparator U2. The V U2 continues at the "L" level and the output voltage of the second comparator U2 continues at the "H" level.

したがって、本実施例で追加された軽負荷状態検出回路30がないとすれば、低電圧検出信号Sdは非活性の“H”レベル状態を維持する。つまり、AC入力の低電圧が発生しているにもかかわらず、その事態を検出することができない。すなわち、低電圧検出信号Sdの出力が禁止された状態が続くことになってしまう。 Therefore, without the light load state detection circuit 30 added in this embodiment, the low voltage detection signal Sd maintains an inactive "H" level state. That is, even though the low voltage of the AC input is generated, the situation cannot be detected. That is, the output of the low voltage detection signal Sd will continue to be prohibited.

この不都合を解消するのが軽負荷状態検出回路30である。以下、軽負荷状態検出回路30の動作を説明する。 The light load state detection circuit 30 solves this inconvenience. Hereinafter, the operation of the light load state detection circuit 30 will be described.

AC入力が正常にある状態では、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1は時間的に交互に“H”レベルと“L”レベルとを繰り返すが、このパルス信号SU1が“H”レベルの期間では、充放電用のコンデンサC4からの放電はなく、直流電源V1から抵抗素子R17を介して充放電用のコンデンサC4へ充電が行われ、パルス信号SU1が“L”レベルの期間では充放電用のコンデンサC4の充電電荷が逆流防止用ダイオードD9を介して第1のコンパレータU1の出力端子(“L”レベル)へと放電される。すなわち、既述のとおり、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が“H”,“L”を繰り返している状態では、充放電用のコンデンサC4は、スイッチングトランジスタQ2をターンオンするに足るだけのレベルまで充電されることはない。したがって、そのままでは、ノードN1の電位も高止まりし、スイッチングトランジスタQ1は導通したままの状態で、充放電用のコンデンサC3の電位が上昇することもない。つまりは、有効な低電圧検出信号Sdの出力は起こらない(低電圧検出信号Sdは無効な“H”レベル状態に維持される)。 In the state where the AC input is normal, the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 repeats "H" level and "L" level alternately in time, and this pulse signal S U1 is "H". During the level period, there is no discharge from the charging / discharging capacitor C4, the DC power supply V1 charges the charging / discharging capacitor C4 via the resistance element R17, and the pulse signal SU1 is at the “L” level. Then, the charge charge of the charging / discharging capacitor C4 is discharged to the output terminal (“L” level) of the first comparator U1 via the backflow prevention diode D9. That is, as described above, in the state where the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 repeats “H” and “L”, the charging / discharging capacitor C4 is sufficient to turn on the switching transistor Q2. It will not be charged to just the level. Therefore, as it is, the potential of the node N1 remains high, and the potential of the charging / discharging capacitor C3 does not rise while the switching transistor Q1 remains conductive. That is, the output of the valid low voltage detection signal Sd does not occur (the low voltage detection signal Sd is maintained in the invalid "H" level state).

ところが、AC入力に低電圧が発生して、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が“H”レベルに維持されると、軽負荷状態検出回路30の第2の時定数回路31において、充放電用のコンデンサC4からの間欠的な放電がなくなり、一定の時定数のもとで充放電用のコンデンサC4の電圧VC4が上昇を開始する。この充放電用のコンデンサC4の正極端子の電圧VC4が所定の基準電圧Vref3 を上回ると、ツェナーダイオードZD1が導通し、それまで非導通状態にあったスイッチングトランジスタQ2が反転して導通しノードN1の電位を“L”レベルに降下させる。ここで、所定の基準電圧Vref3 は、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧とスイッチングトランジスタQ2のベース・エミッタ間電圧VBEの合計電圧である。所定の基準電圧Vref3 は、AC入力の低電圧の直前で充放電用のコンデンサC4の電圧VC4が上昇を開始したタイミングからスイッチングトランジスタQ2がターンオンするまでの所定の時間T2(第2の閾値時間)に対応している。 However, when a low voltage is generated at the AC input and the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 is maintained at the “H” level, the second time constant circuit 31 of the light load state detection circuit 30 The intermittent discharge from the charging / discharging capacitor C4 disappears, and the voltage V C4 of the charging / discharging capacitor C4 starts to rise under a constant time constant. When the voltage V C4 of the positive terminal of the capacitor C4 for the charge and discharge exceeds a predetermined reference voltage V ref3, the zener diode ZD1 becomes conductive, the switching transistor Q2 is rendered conductive by the inverted node until it was in the non-conducting state The potential of N1 is lowered to the "L" level. Here, the predetermined reference voltage V ref3 is the total voltage of the Zener voltage of the Zener diode ZD1 and the base-emitter voltage V BE of the switching transistor Q2. The predetermined reference voltage V ref3 is a predetermined time T2 (second threshold value) from the timing when the voltage V C4 of the charging / discharging capacitor C4 starts to rise immediately before the low voltage of the AC input until the switching transistor Q2 turns on. Time) is supported.

第2の閾値時間T2は、第1のコンパレータU1が出力するパルス信号SU1が立ち上がり開始したタイミングから、抵抗素子R17と充放電用のコンデンサC4の時定数に基づく経過時間により設定される。なお、第2の閾値時間T2は、第1の閾値時間T1以上に設定することが好ましい。図4に示すように、第2の閾値時間T2をAC入力の半周期(TBまたはTA)よりも短く設定すると、スイッチングトランジスタQ2がオン、オフを繰り返すようになり(Q2波形の破線参照)、スイッチングトランジスタQ2がオンし、スイッチングトランジスタQ1がターンオフすることにより第2のコンパレータU2の反転入力端子(−)に電圧が印加され、基準電圧Vref2に到達し易くなる。その結果、AC入力が低電圧となった場合に第1の閾値時間T1が短くなり、第1の閾値時間T1をAC入力の半周期以上に保持することができなくなる可能性がある。このため、上記のとおり、第2の閾値時間T2を第1の閾値時間T1以上に設定することが好ましい。 The second threshold time T2 is set by the elapsed time based on the time constant of the resistance element R17 and the charging / discharging capacitor C4 from the timing when the pulse signal S U1 output by the first comparator U1 starts to rise. The second threshold time T2 is preferably set to the first threshold time T1 or higher. As shown in FIG. 4, when the second threshold time T2 is set shorter than the half cycle (TB or TA) of the AC input, the switching transistor Q2 repeatedly turns on and off (see the broken line of the Q2 waveform). When the switching transistor Q2 is turned on and the switching transistor Q1 is turned off, a voltage is applied to the inverting input terminal (−) of the second comparator U2, and the reference voltage V ref2 is easily reached. As a result, when the AC input becomes a low voltage, the first threshold time T1 becomes short, and there is a possibility that the first threshold time T1 cannot be held for more than half the cycle of the AC input. Therefore, as described above, it is preferable to set the second threshold time T2 to be equal to or higher than the first threshold time T1.

このようにして、充放電用のコンデンサC4の電圧VC4が基準電圧Vref3 を上回り、ツェナーダイオードZD1が導通し、スイッチングトランジスタQ2が導通すると、これに連動して、電圧低下検出回路20における第1の時定数回路22のスイッチングトランジスタQ1がターンオフし、ノードN2(スイッチングトランジスタQ1のコレクタ)の電位VQ1ひいては充放電用のコンデンサC3の電圧が上昇を開始する。スイッチングトランジスタQ2がターンオンしてから所定の時間T1が経過して、スイッチングトランジスタQ1のコレクタ電位VQ1が基準電圧Vref2を上回って第2のコンパレータU2の出力電圧が“L”レベルとなると、フォトカプラPCが動作してフォトトランジスタPTが導通し、ローアクティブの低電圧検出信号Sdが出力され、AC入力が低電圧となったことに対応した制御動作に供される。 In this way, when the voltage V C4 of the charging / discharging capacitor C4 exceeds the reference voltage V ref3 , the Zener diode ZD1 conducts, and the switching transistor Q2 conducts, the voltage drop detection circuit 20 in the voltage drop detection circuit 20 interlocks with this. The switching transistor Q1 of the time constant circuit 22 of 1 turns off, and the potential V Q1 of the node N2 (collector of the switching transistor Q1) and thus the voltage of the charging / discharging capacitor C3 start to rise. When a predetermined time T1 elapses after the switching transistor Q2 is turned on and the collector potential V Q1 of the switching transistor Q1 exceeds the reference voltage V ref2 and the output voltage of the second comparator U2 reaches the “L” level, the photo The coupler PC operates, the phototransistor PT conducts, a low-active low-voltage detection signal Sd is output, and the AC input is subjected to a control operation corresponding to the low voltage.

以上のように、軽負荷(無負荷)時でのAC入力の低電圧に際して、XコンデンサC11からの電荷放出の遅延にもかかわらず、軽負荷状態検出回路30(第2の時定数回路31)の機能により、AC入力の低電圧を速やかに検出することができる。 As described above, at the time of low voltage of AC input at the time of light load (no load), the light load state detection circuit 30 (second time constant circuit 31) despite the delay of charge release from the X capacitor C11. With this function, the low voltage of the AC input can be detected quickly.

なお、上記実施例では、AC入力の電圧レベルの変化を判定するために比較回路21の第1のコンパレータU1の非反転入力端子(+)に導入する電圧を、電源装置8の第1のライン8dおよび第2のライン8eから逆流防止用ダイオードD5,D6を介して取り込んでいるが、必ずしもそれに限定する必要はなく、ダイオードブリッジDBの出力端子から取り込むようにしてもよい。 In the above embodiment, the voltage introduced into the non-inverting input terminal (+) of the first comparator U1 of the comparison circuit 21 in order to determine the change in the voltage level of the AC input is applied to the first line of the power supply device 8. Although it is taken in from the 8d and the second line 8e via the backflow prevention diodes D5 and D6, it is not necessarily limited to that, and it may be taken in from the output terminal of the diode bridge DB.

また、上記実施例では、第1のコンパレータU1の反転入力端子(−)に基準電圧Vref1を供給するための回路として、直流電源V1の両端子間に抵抗素子R23、R4の直列回路を接続しているが、必ずしもそれに限定する必要はなく、抵抗素子R4に代えてツェナーダイオードを用いてもよい。 Further, in the above embodiment, as a circuit for supplying the reference voltage Vref1 to the inverting input terminal (-) of the first comparator U1, a series circuit of the resistance elements R23 and R4 is connected between both terminals of the DC power supply V1. However, the present invention is not necessarily limited to that, and a Zener diode may be used instead of the resistance element R4.

同様に第2のコンパレータU2の反転入力端子(−)に基準電圧Vref2を供給するための回路として、直流電源V1の両端子間に抵抗素子R12,R13の直列回路を接続しているが、必ずしもそれに限定する必要はなく、抵抗素子R13に代えてツェナーダイオードを用いてもよい。 Similarly, as a circuit for supplying the reference voltage V ref2 to the inverting input terminal (-) of the second comparator U2, a series circuit of the resistance elements R12 and R13 is connected between both terminals of the DC power supply V1. It is not always necessary to limit it, and a Zener diode may be used instead of the resistance element R13.

また、上記実施例では、軽負荷状態検出回路30の第2の時定数回路31で時間計測に供するスイッチング素子としてスイッチングトランジスタQ2を用いたが、必ずしもそれに限定する必要はなく、コンパレータを用いて構成してもよい。また、第1のコンパレータU1や第2のコンパレータU2について、これらをスイッチングトランジスタで構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the switching transistor Q2 is used as the switching element used for time measurement in the second time constant circuit 31 of the light load state detection circuit 30, but it is not necessarily limited to that, and a comparator is used. You may. Further, the first comparator U1 and the second comparator U2 may be composed of switching transistors.

また、上記実施例では、低電圧検出信号Sdの期間は、AC入力が低電圧になってから第2の閾値時間T2と第1の閾値時間T1とが合算された時間を含む。これに対し、図5のようにスイッチングトランジスタQ2のコレクタを第2のコンパレータU2の出力端子に接続してもよい。このように構成した場合は、低電圧検出信号Sdの期間は、第2の閾値時間T2のみを含むようにすることができ、軽負荷(無負荷)時のAC入力の低電圧を速やかに検出することができる。 Further, in the above embodiment, the period of the low voltage detection signal Sd includes the time obtained by adding the second threshold time T2 and the first threshold time T1 after the AC input becomes low voltage. On the other hand, as shown in FIG. 5, the collector of the switching transistor Q2 may be connected to the output terminal of the second comparator U2. With this configuration, the period of the low voltage detection signal Sd can include only the second threshold time T2, and the low voltage of the AC input at the time of light load (no load) is quickly detected. can do.

本発明は、電源ライン中にノイズフィルタ用のXコンデンサが接続された電源装置についてAC入力の低電圧(停電または電圧低下)を検出する低電圧検出装置に関し、軽負荷(無負荷)時にAC入力の低電圧が発生し、Xコンデンサからの放電に遅延が発生しても、そのAC入力の低電圧を速やかに所期通り検出できるようにする技術として有用である。 The present invention relates to a low voltage detection device that detects a low voltage (power failure or voltage drop) of the AC input for a power supply device in which an X capacitor for a noise filter is connected in the power supply line, and the AC input at a light load (no load). Even if the low voltage of the AC input is generated and the discharge from the X capacitor is delayed, it is useful as a technique for quickly detecting the low voltage of the AC input as expected.

8 電源装置
10 低電圧検出装置
20 電圧低下検出回路
22 第1の時定数回路
23 検出信号出力回路
30 軽負荷状態検出回路
31 第2の時定数回路
C11 Xコンデンサ
Sd 低電圧検出信号
U1 第1のコンパレータ
8 Power supply device 10 Low voltage detection device 20 Voltage drop detection circuit 22 First time constant circuit 23 Detection signal output circuit 30 Light load state detection circuit 31 Second time constant circuit C11 X capacitor Sd Low voltage detection signal U1 First comparator

Claims (3)

AC入力を直流化して負荷に直流電圧を供給するもので、電源ライン中にノイズフィルタ用のXコンデンサが接続された電源装置について、AC入力の低電圧を検出すると低電圧検出信号を出力する低電圧検出装置であって、
AC入力の整流電圧が所定の閾値電圧を超えると第1状態を検出して前記低電圧検出信号の出力を禁止する一方、前記整流電圧が前記閾値電圧以下となると第2状態を検出し、かつこの第2状態が所定の第1の閾値時間を超えると前記低電圧検出信号を出力する電圧低下検出回路と、
前記第1状態が所定の第2の閾値時間を超えて継続したときに、前記電圧低下検出回路の状態を反転させて前記低電圧検出信号を出力させる軽負荷状態検出回路とを備えたことを特徴とする低電圧検出装置。
The AC input is converted to DC and a DC voltage is supplied to the load. For a power supply device to which an X capacitor for a noise filter is connected in the power supply line, when the low voltage of the AC input is detected, a low voltage detection signal is output. It is a voltage detector
When the rectified voltage of the AC input exceeds a predetermined threshold voltage, the first state is detected and the output of the low voltage detection signal is prohibited, while when the rectified voltage becomes equal to or less than the threshold voltage, the second state is detected and A voltage drop detection circuit that outputs the low voltage detection signal when the second state exceeds a predetermined first threshold time, and a voltage drop detection circuit.
It is provided with a light load state detection circuit that inverts the state of the voltage drop detection circuit and outputs the low voltage detection signal when the first state continues beyond a predetermined second threshold time. A featured low voltage detector.
前記第2の閾値時間は前記第1の閾値時間以上に設定されている請求項1に記載の低電圧検出装置。 The low voltage detection device according to claim 1, wherein the second threshold time is set to be equal to or longer than the first threshold time. 前記電圧低下検出回路は、
AC入力が整流された前記整流電圧と前記所定の閾値電圧とを比較し、その比較結果に応じてパルス信号を生成出力する第1のコンパレータと、
前記第1のコンパレータから出力される前記パルス信号が示す前記第2状態の継続時間が前記所定の第1の閾値時間を超えるのを待って出力を反転させる第1の時定数回路と、
前記第1の時定数回路の前記反転の動作に応答して前記低電圧検出信号を生成出力する検出信号出力回路とを有し、
前記軽負荷状態検出回路は、前記第1のコンパレータから出力される前記パルス信号が示す前記第1状態が前記第2の閾値時間を超えるのを待って出力を反転させることにより、前記第1の時定数回路が前記第1のコンパレータから受ける入力状態を反転させることを通じて、前記検出信号出力回路から前記低電圧検出信号を出力させる第2の時定数回路を有している請求項1または請求項2に記載の低電圧検出装置。
The voltage drop detection circuit
A first comparator that compares the rectified voltage at which the AC input is rectified with the predetermined threshold voltage, and generates and outputs a pulse signal according to the comparison result.
A first time constant circuit that inverts the output after waiting for the duration of the second state indicated by the pulse signal output from the first comparator to exceed the predetermined first threshold time.
It has a detection signal output circuit that generates and outputs the low voltage detection signal in response to the inversion operation of the first time constant circuit.
The light load state detection circuit waits for the first state indicated by the pulse signal output from the first comparator to exceed the second threshold time and then inverts the output, thereby causing the first state. Claim 1 or claim having a second time constant circuit that outputs the low voltage detection signal from the detection signal output circuit by inverting the input state that the time constant circuit receives from the first comparator. 2. The low voltage detection device according to 2.
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