JPH06289944A - 交流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ安価な構成としながら広範囲の交流
入力電圧に対応して略一定の交流出力を得ることができ
るようにする。 【構成】 タップトランス２１の１次側には５個のタッ
プ２２ａ〜２２ｅが切換リレー回路２３を介して交流電
源２４が接続される。２次コイル２１ｂには直流変換回
路２５を介して比較回路部３２が接続され、２次側電圧
が許容電圧範囲内にあるか否かを検出する。電源の投入
状態で、例えばリレースイッチ２３ｃが接続される。２
次側電圧が許容電圧範囲よりも大のときにはカウンタ４
３のカウント値が加算されてトランス２１の低圧出力側
のタップ２２ｂに切り換え、小のときにはカウンタ４３
のカウント値が減算されて高圧出力側のタップ２２ｄに
切り換えられる。切り換えるタップがなくなったときに
はそのタップの接続状態を保持して保護用リレースイッ
チ５２をオフして異常電圧が出力されないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広範囲に渡る交流電源
電圧に対応してこれを略一定の交流出力電圧に変換して
出力するようにした交流電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては、例えば図２に示
すようなものがある。すなわち、図２において、タップ
トランス１は、１次コイル１ａに５つのタップ２ａない
し２ｅが設けられており、各タップ２ａないし２ｅは、
リレースイッチ３ａないし３ｅを備えた切換リレー回路
３を介して交流電源４に接続されている。交流電源４
は、例えば１５０Ｖから３００Ｖの範囲を対象としてお
り、タップトランス１の５つのタップ２ａないし２ｅの
いずれかに入力することにより、２次コイル１ｂ側に略
１００Ｖ（９０Ｖから１１０Ｖ程度の範囲）の交流出力
が得られるようになっている。

【０００３】また、交流電源４の出力端子は検出用の直
流変換回路５および論理回路用の電源回路（図示せず）
にも接続されている。直流変換回路５の直流出力端子は
比較回路部６の６つの比較器６ａないし６ｆの各非反転
入力端子に接続されている。基準電圧発生回路７は、７
個の抵抗７ａないし７ｇにより直流電源端子ＶＤの電圧
を所定電圧値で６分割し、各出力端子から比較基準電圧
ＶsaないしＶafを出力するもので、各比較器６ａないし
６ｆの各反転入力端子は、この基準電圧発生回路７の各
出力端子に接続されている。なお、基準電圧発生回路７
の各出力端子から出力される比較基準電圧ＶsaないしＶ
sfは、直流変換回路５の出力電圧Ｖdc1と比較し、交流
電源４の電源電圧が１５０Ｖから３００Ｖまでの間を６
段階に分割したいずれの範囲に属しているかを検出する
ために設定されたものである。

【０００４】比較器６ａないし６ｅの各出力端子は抵抗
を介して直流電源端子ＶＤに接続されると共に５個のＮ
ＡＮＤ回路８ａないし８ｅの各一方の入力端子に接続さ
れ、それら５個のＮＡＮＤ回路８ａないし８ｅの各他方
の入力端子はそれぞれインバータ回路９ａないし９ｅを
介して比較器６ｂないし６ｆの出力端子に接続されてい
る。なお、比較器６ａないし６ｆにはそれぞれヒステリ
シス付与用の抵抗が接続されている。ＮＡＮＤ回路８ａ
ないし８ｅの各出力端子は駆動回路１０を介してリレー
回路部１１に接続されている。リレー回路部１１は、５
個のリレーコイル１１ａないし１１ｅを有し、通電状態
でそれぞれ切換リレー回路３の各リレースイッチ３ａな
いし３ｅをオンさせるようになっている。

【０００５】タップトランス１の２次コイル１ｂは、保
護用リレースイッチ１２を介して出力端子Ｖout に接続
されると共に、保護用の直流変換回路１３に接続されて
いる。この直流変換回路１３の直流出力端子は、比較回
路部１４の２つの比較器１４ａおよび１４ｂの各反転入
力端子に接続されている。各比較器１４ａおよび１４ｂ
の非反転入力端子は、９０Ｖおよび１１０Ｖに対応する
基準電圧Ｖ１，Ｖ２を３個の抵抗１５ａないし１５ｃに
より出力する基準電圧発生回路１５の各出力端子に接続
されている。

【０００６】比較器１４ａの出力端子は抵抗を介して直
流電源端子ＶＤに接続されると共に駆動回路１６および
リレーコイル１７を介して直流電源端子ＶＤに接続され
ている。比較器１４ｂの出力端子はインバータ回路１８
を介して比較器１４ａの出力端子に接続されている。保
護用リレーコイル１７は、通電状態で保護用リレースイ
ッチ１２をオンさせるようになっている。なお、比較器
１４ａ，１４ｂにはヒステリシス付与用の抵抗が接続さ
れている。

【０００７】上記構成によれば、直流変換回路５は交流
電源４の交流出力電圧Ｖac1 を直流電圧Ｖdc1 に変換し
て比較回路部６に与えるようになる。比較回路部６の各
比較器６ａないし６ｆは、基準電圧発生回路７からそれ
ぞれ与えられている比較基準電圧ＶsaないしＶsfと比較
して上回っている場合には「Ｈ」レベルの信号を出力す
るようになる。例えば、直流電圧Ｖdc1 の値が比較基準
電圧ＶscとＶsdとの間の値であるときには、比較器６ａ
ないし６ｃから「Ｈ」レベルの信号が出力され、比較器
６ｄないし６ｆから「Ｌ」レベルの信号が出力される。

【０００８】これにより、ＮＡＮＤ回路８ａないし８ｅ
のうちＮＡＮＤ回路８ｃの出力端子のみが「Ｌ」レベル
の信号を出力するようになり、もって駆動回路１０によ
りリレーコイル１１ｃに通電され、切換リレー回路３の
リレースイッチ３ｃがオンされるようになる。この結
果、交流電源４の入力電圧に対応してリレースイッチ３
ｃをオンさせてタップトランス１の１次コイル１ａにタ
ップ２ｃを介して接続されることになり、２次コイル１
ｂ側に略１００Ｖの出力電圧Ｖac2 を得ることができる
ものである。

【０００９】また、このような状態において、交流電源
４の交流出力電圧Ｖac1 が変動した場合には、直流変換
回路５を介して得た直流電圧Ｖdc1 により、上述同様に
して比較回路部６の出力に基いてリレーコイル１１ａな
いし１１ｅのうち対応するものに通電することで、タッ
プトランス１のタップ２ａないし２ｅの対応するタップ
を交流電源４に接続して交流出力電圧Ｖac2 を常に１０
０Ｖ近傍の値になるように制御するようになっている。

【００１０】また、タップトランス１の２次コイル１ｂ
側においては、その交流出力電圧Ｖac2 が１００Ｖ近傍
の所定範囲に入っているか否かを検出している。すなわ
ち、例えば、前述のようにして交流電源４の交流出力電
圧Ｖac1 の値に応じてタップ２ａないし２ｅの切換動作
を行っても、２次コイル１ｂ側に出力される交流出力電
圧Ｖac2 の値が所定範囲としての９０Ｖから１１０Ｖの
電圧領域に入らないときには、直流変換回路１３を介し
て出力される直流電圧Ｖdc2 の値が比較基準電圧Ｖ１よ
りも大きくなるか、あるいはＶ２よりも小さくなる。

【００１１】これにより、比較器１４ａの出力が「Ｌ」
レベルになるかあるいは比較器１４ｂの出力が「Ｈ」レ
ベルとなり、結果として駆動回路１６には「Ｌ」レベル
の信号が入力されるようになる。すると、保護用リレー
コイル１７が動作して保護用リレースイッチ１２をオフ
するようになり、出力端子Ｖout への出力が停止される
ようになる。出力端子Ｖout に接続された負荷は、給電
が停止されて動作停止状態となり、過電圧が与えられた
状態で負荷が損傷等を起こすのが防止されると共に、不
足電圧が与えられた状態で誤動作等を起こすことがなく
なる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構成のものでは、タップトランス１の５個のタ
ップ２ａないし２ｅに応じて比較回路部６に６個の比較
器６ａないし６ｆを設ける必要があるので、タップ数が
増加するにしたがって多数の比較器が必要になり、ま
た、それら比較器６ａないし６ｆのそれぞれに比較基準
電圧ＶsaないしＶsfを与えるために基準電圧発生回路７
にて７個の抵抗７ａないし７ｇを設ける必要がある。こ
の抵抗７ａないし７ｇにおいては、比較基準電圧Ｖsaな
いしＶsfの精度が要求されるため、ばらつきを抑えた高
精度の抵抗器を用いる必要があり、全体として複雑且つ
高価なものとなる不具合がある。

【００１３】さらに、保護回路としてタップトランス１
の２次コイル１ｂ側に別途に出力電圧を検出するため
に、直流変換回路１３および比較回路部１３，基準電圧
発生回路１５等を設ける必要があるため、全体が大形化
すると共に高価になる不具合がある。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単且つ安価な構成としながら、広範
囲に渡る交流入力に対して常に略一定の交流出力を得る
ことができるようにすると共に、所定範囲の交流出力が
得られないときに出力端子に接続される負荷を保護する
ことができるようにした交流電源装置を提供するにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の交流電源装置
は、１次巻線と２次巻線との巻数比を複数段階に設定可
能な複数のタップを有する変圧器と、この変圧器の２次
側電圧を許容電圧範囲の上限値および下限値と比較して
その比較結果を出力する電圧比較手段と、この電圧比較
手段の比較結果に基き、前記２次側電圧が前記許容電圧
範囲内にあるときには前記変圧器のそのときのタップの
接続状態を保持し、前記２次側電圧が前記上限値を上回
るときには前記変圧器のタップを隣接する低圧出力側の
タップに切り換える低圧切換動作を行い、前記２次側電
圧が前記下限値を下回るときには前記変圧器のタップを
隣接する高圧出力側のタップに切り換える高圧切換動作
を行う切換手段とを設けて構成したところに特徴を有す
る。

【００１６】また、切換手段を、所定周期のパルス信号
の加算動作および減算動作を選択的に行うカウンタ手段
を含んで構成し、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲の
上限値を上回る状態で前記カウンタ手段により前記加算
動作を行ってそのカウント値が所定値に達する毎に低圧
切換動作を行うと共に、前記変圧器の２次側電圧が許容
電圧範囲の下限値を下回る状態で前記減算動作を行って
そのカウント値が所定値に達する毎に高圧切換動作を行
うように構成すると良い。

【００１７】そして、変圧器の２次側出力を停止する出
力停止手段を設け、切換手段を、高圧切換動作あるいは
低圧切換動作時に、前記変圧器が最高圧側のタップある
いは最低圧側のタップ接続状態であって切り換えるべき
隣接するタップが存在しない場合に、そのときのタップ
の接続状態を保持させると共に、前記出力停止手段に前
記２次側出力を停止させるように構成することもでき
る。

【００１８】

【作用】請求項１記載の交流電源装置によれば、切換手
段は、電圧比較手段からの比較結果に基いて、変圧器の
２次側電圧が許容電圧範囲の上限値を上回るときには低
圧切換動作を行って変圧器のタップを隣接する低圧出力
側のタップに切り換えるようになる。この後、変圧器の
２次側電圧がまだ許容電圧範囲の上限値を上回るときに
は同様にして低圧切換動作を繰り返し、許容電圧範囲内
に収まったときにはそのときのタップの接続状態を保持
するようになる。

【００１９】一方、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲
の下限値を下回るときには、切換手段は、高圧切換動作
を行って変圧器のタップを隣接する高圧出力側のタップ
に切り換えるようになる。この後、変圧器の２次側電圧
がまだ許容電圧範囲の下限値を下回るときには同様にし
て高圧切換動作を繰り返し、許容電圧範囲に収まったと
きにはそのときのタップの接続状態を保持するようにな
る。

【００２０】これにより、変圧器の１次巻線に印加され
る交流電圧に対応して、常に許容電圧範囲内の電圧値を
有する交流出力を得ることができるようになる。また、
このような動作は、変圧器のタップの接続状態が保持さ
れている状態においても、２次側電圧が変動したときに
は、上述と同様にして２次側電圧が許容電圧範囲内に収
まるようになる。

【００２１】請求項２記載の交流電源装置によれば、切
換手段は、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲の上限値
を上回る状態でカウンタ手段によりパルス信号の加算動
作を行い、そのカウント値が所定値に達する毎に低圧切
換動作を行うようになる。これにより、２次側電圧が許
容電圧範囲内に収まると、カウンタ手段は加算動作を停
止してそのときのタップの接続状態を保持するようにな
る。また、切換手段は、変圧器の２次側電圧が許容電圧
範囲の下限値を下回る状態でカウンタ手段によりパルス
信号の減算動作を行い、そのカウント値が所定値に達す
る毎に高圧切換動作を行うようになる。これにより、２
次側電圧が許容電圧範囲内に収まると、カウンタ手段は
減算動作を停止してそのときのタップの接続状態を保持
するようになる。

【００２２】したがって、この場合においても、変圧器
の１次巻線に印加される交流電圧に対応して、常に許容
電圧範囲内の電圧値を有する交流出力を得ることができ
るようになる。また、このような動作は、変圧器のタッ
プの接続状態が保持されている状態においても、２次側
電圧が変動したときには、上述と同様にして２次側電圧
が許容電圧範囲内に収まるようになる。

【００２３】請求項３記載の交流電源装置によれば、切
換手段は、高圧切換動作あるいは低圧切換動作を繰り返
すうちに、例えば、変圧器が最高圧側のタップあるいは
最低圧側のタップ接続状態であって、高圧切換動作ある
いは低圧切換動作を行うときに切り換えるべき隣接する
タップが存在しない場合には、そのときのタップの接続
状態を保持すると共に、前記出力停止手段に前記２次側
出力を停止させるようになる。これにより、２次側に許
容電圧範囲を外れる交流電圧を出力しないようにして、
例えば、２次側に接続された負荷に異常電圧が印加され
ないように保護することができるようになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１を参
照して説明する。電気的構成を示す図１において、変圧
器としてのタップトランス２１は、１次コイル（１次巻
線）２１ａに例えば５つのタップ２２ａないし２２ｅが
設けられており、各タップ２２ａないし２２ｅはリレー
スイッチ２３ａないし２３ｅからなる切換リレー回路２
３を介して交流電源２４に接続されている。交流電源２
４は、その電圧が例えば１５０Ｖから３００Ｖまでの範
囲であり、タップトランス２１の１次コイル２１ａ側の
５つのタップ２２ａないし２２ｅのいずれかに入力する
ことにより、２次コイル（２次巻線）２１ｂ側に略１０
０Ｖ（９０Ｖから１１０Ｖ程度の範囲）の交流出力が得
られるようになっている。

【００２５】また、交流電源２４の出力端子は、検出用
の直流変換回路２５および論理回路用の電源回路（図示
せず）に接続されている。直流変換回路２５において、
トランス２６の１次コイル２６ａの両端子はタップトラ
ンス２１の２次コイル２１ａの両端子に接続されてい
る。トランス２６の２次コイル２６ｂの両端子は全波整
流回路２７を介して平滑コンデンサ２８の両端子に接続
されている。平滑コンデンサ２８の両端子には抵抗２
９，３０の直列回路が接続され、その抵抗２９および３
０の共通接続点が直流出力端子Ｓとされ検出電圧ＶＳが
出力されるようになっている。

【００２６】出力電圧比較手段としての比較回路部３１
は２個の比較器３２，３３からなり、比較器３２の非反
転入力端子および比較器３３の反転入力端子は直流変換
回路２５の直流出力端子Ｓに接続されている。比較基準
電圧発生回路３４は、３個の抵抗３４ａ，３４ｂ，３４
ｃを直列に介した状態で直流電源端子ＶＤとアースとの
間に接続してなるもので、例えば、９０Ｖから１１０Ｖ
の電圧範囲を許容出力電圧領域としてその上限値１１０
Ｖに相当する比較基準電圧ＶＡを抵抗３４ａと３４ｂと
の共通接続点である出力端子Ａから出力し、下限値９０
Ｖに相当する比較基準電圧ＶＢを抵抗３４ｂと３４ｃと
の共通接続点である出力端子Ｂから出力するようになっ
ている。比較器３２の反転入力端子は比較基準電圧発生
回路３４の出力端子Ａに接続され、比較器３３の非反転
入力端子は出力端子Ｂに接続されている。

【００２７】次に、切換手段としての切換回路部３５に
ついて述べる。切換回路部３５において、その入力段に
は２個の２入力ＮＡＮＤ回路３６，３７および２個のパ
ルス発生器３８，３９が設けられている。パルス発生器
３８，３９はリセット端子Ｒに「Ｈ」レベルの信号が与
えられると出力端子から所定周期のパルスを出力するよ
うになっている。

【００２８】比較器３２の出力端子は、ＮＡＮＤ回路３
６の一方の入力端子に接続されると共に、パルス発生器
３８のリセット端子Ｒに接続されている。パルス発生器
３８の出力端子はＮＡＮＤ回路３６の他方の入力端子に
接続されている。また、比較器３２の出力端子は抵抗４
０を介して直流電源端子ＶＤに接続されている。比較器
３３の出力端子は、ＮＡＮＤ回路３７の一方の入力端子
に接続されると共に、パルス発生器３９のリセット端子
Ｒに接続されている。パルス発生器３９の出力端子はＮ
ＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に接続されている。ま
た、比較器３３の出力端子は抵抗４１を介して直流電源
端子ＶＤに接続されている。

【００２９】ＮＡＮＤ回路３６および３７の出力端子
は、それぞれＡＮＤ回路４１および４２の各一方の入力
端子を介してカウンタ手段としてのカウンタ４３の入力
端子ＵおよびＤに接続されている。カウンタ４３は、例
えば１チップのＩＣ回路から構成されるもので、各入力
端子ＵおよびＤのうち、一方に「Ｈ」レベルの信号が与
えられた状態で他方にパルス信号が入力されるとそのパ
ルスをカウントしてカウント値を出力するようになって
おり、入力端子Ｕに与えられるパルスをカウントすると
きにはアップカウントし、入力端子Ｄに与えられるパル
スをカウントするときにはダウンカウントするようにな
っている。

【００３０】カウンタ４３のデータ出力端子はデコーダ
４４の入力端子に接続されており、カウント値のバイナ
リデータを与えるようになっている。デコーダ４４の出
力端子は駆動回路４５を介してリレー回路部４６に接続
されている。リレー回路部４６は直流電源端子ＶＤとの
間に並列に接続された５個のリレーコイル４６ａないし
４６ｅからなるもので、各リレーコイル４６ａないし４
６ｅは通電状態で切換リレー回路２３のリレースイッチ
２３ａないし２３ｅをオン状態に保持するようになって
いる。そして、カウンタ４３からバイナリデータが出力
されると、デコーダ４４により駆動信号に変換され、そ
の駆動信号に応じて駆動回路４５によりリレーコイル４
６ａないし４６ｅのうちの対応するものが通電されるよ
うになっている。なお、駆動回路４５は、電源投入時に
カウンタ４３のプリセット値により決まる駆動信号を発
生して例えばリレーコイル４６ｃに通電してリレースイ
ッチ２３ｃをオンさせるようになっている。

【００３１】また、カウンタ４３は、カウント値が最大
値に達したときに「Ｈ」レベルの信号を出力する出力端
子Ｘ１，Ｘ２を備えると共に、カウント値が最小値に達
したときに「Ｈ」レベルの信号を出力する出力端子Ｙ
１，Ｙ２を備えている。カウンタ４３の出力端子Ｘ１お
よびＸ２は３入力ＮＡＮＤ回路４７の２つの入力端子に
接続されており、その３入力ＮＡＮＤ回路４７の残りの
入力端子は比較器３２の出力端子に接続されている。ま
た、カウンタ４３の出力端子Ｙ１およびＹ２は３入力Ｎ
ＡＮＤ回路４８の２つの入力端子に接続されており、そ
の３入力ＮＡＮＤ回路４８の残りの入力端子は比較器３
３の出力端子に接続されている。

【００３２】３入力ＮＡＮＤ回路４７の出力端子は、Ａ
ＮＤ回路４２の他方の入力端子に接続されると共に、Ｎ
ＡＮＤ回路４９の一方の入力端子に接続されている。３
入力ＮＡＮＤ回路４８の出力端子は、ＡＮＤ回路４１の
他方の入力端子に接続されると共に、ＮＡＮＤ回路４９
の他方の入力端子に接続されている。ＮＡＮＤ回路４９
の出力端子はインバータ回路として使用されるＮＡＮＤ
回路５０を介して駆動回路４５に接続されている。

【００３３】駆動回路４５には直流電源端子ＶＤとの間
に保護用リレーコイル５１が接続されており、駆動回路
４５は、ＮＡＮＤ回路５０から「Ｌ」レベルの信号が入
力されると、保護用リレーコイル５１を断電するように
なっている。このリレーコイル５１は、タップトランス
２１の２次コイル２１ａとその出力端子Ｖout との間に
介在された出力停止手段としての出力保護用リレースイ
ッチ５２をオンオフするようになっている。

【００３４】次に、本実施例の作用について、（１）出
力電圧の調整動作と（２）保護動作とに分けて説明す
る。 （１）出力電圧の調整動作 まず、交流電源２４の交流電圧ＶAC1 がタップトランス
２１の１次コイル２１ａ側に供給されると、切換回路部
３５に電源が与えられるようになり、カウンタ４３はプ
リセット値として所定データをデコーダ４４を介して駆
動回路４５に出力するようになる。これにより、例え
ば、リレーコイル４６ｃが通電されるようになり、切換
リレー回路２３のリレースイッチ２３ｃがオンされる。
タップトランス２１は、タップ２２ｃが交流電源２４に
接続された状態となり、２次コイル２１ｂ側に２次側電
圧ＶAC2 を出力するようになる。また、このとき、駆動
回路４５は保護用リレーコイル５１を動作させて保護用
リレースイッチ５２をオンさせ、出力端子Ｖout に２次
側電圧ＶAC2 を与えるようになる。

【００３５】直流変換回路２５においては、２次側電圧
ＶAC2 が入力されると、トランス２６を介して降圧する
と共に、全波整流回路２７および平滑コンデンサ２８を
介して直流電圧に変換して出力するようになる。そし
て、出力端子Ｓからは抵抗２９，３０により分圧された
検出電圧ＶＳが出力されるようになる。

【００３６】比較回路部３１は、比較器３２および３３
により直流変換回路２５の検出電圧ＶＳを基準電圧発生
回路３４から与えられる比較基準電圧ＶＡおよびＶＢと
比較するようになる。このとき、比較基準電圧ＶＡおよ
びＶＢは、例えば、許容電圧範囲として設定されている
９０Ｖから１１０Ｖの範囲のうちの上限値１１０Ｖおよ
び下限値９０Ｖに相当する電圧値に設定されているの
で、例えば、２次コイル２１ｂに出力されている２次側
電圧ＶAC2 が許容電圧範囲内にあるときには、直流変換
回路２５の出力電圧ＶＳは比較基準電圧ＶＡとＶＢとの
間の値を取ることになる。したがって、比較器３２およ
び３３は各出力端子に「Ｌ」レベルの信号を出力するよ
うになる。

【００３７】これにより、ＮＡＮＤ回路３６，３７およ
びＡＮＤ回路４１，４２を介してカウンタ４３の入力端
子ＵおよびＤにはいずれも「Ｈ」レベルの信号が与えら
れることになり、カウンタ４３はカウント動作を行わ
ず、したがって、出力されるバイナリデータはプリセッ
トデータのままとなる。この結果、駆動回路４５はリレ
ーコイル４６ｃへの通電状態を保持し、出力端子Ｖout
からは許容電圧範囲内の２次側電圧ＶAC2 の出力状態が
継続されるようになる。

【００３８】次に、２次側電圧ＶAC2 が許容電圧範囲の
上限値である１１０Ｖを超えている場合には、直流変換
回路２５の出力電圧ＶＳの値が比較基準電圧ＶＡを上回
るようになるので、比較器３２からは「Ｈ」レベルの信
号が出力され、比較器３３からは「Ｌ」レベルの信号が
出力される状態となる。これにより、パルス発生器３８
はリセット状態が解除されてＮＡＮＤ回路３６にパルス
信号を出力するようになるので、ＮＡＮＤ回路３６はＡ
ＮＤ回路４１を介してカウンタ４３の入力端子Ｕに反転
されたパルス信号を与えるようになる。

【００３９】カウンタ４３においては、入力端子Ｄに
「Ｈ」レベルの信号が入力された状態であるので、入力
端子Ｕに与えられるパルス信号をアップカウント（加算
動作）するようになる。そして、デコーダ４４において
は、そのカウント値に応じて与えられるバイナリデータ
が所定値に達すると、リレー回路部４６のリレーコイル
４６ｃから４６ｂへ接続状態を切り換えるように駆動信
号を出力する。つまり、リレーコイル４６ｃに隣接する
低圧出力側（高圧入力側）のリレーコイル４６ｂに接続
することにより２次側電圧ＶAC2 を低下させるのであ
る。

【００４０】この結果、２次側電圧ＶAC2 が許容電圧範
囲に入る場合には、前述したように、比較器３２，３３
から「Ｌ」レベルの信号が出力されるようになるので、
カウンタ４３は加算のカウント動作を停止し、そのとき
のカウント値に応じたリレーコイル４６ｂへの通電状態
を保持するようになり、２次側電圧ＶAC2 は許容電圧範
囲内に維持されるようになる。また、２次側電圧ＶAC2
がまだ許容電圧範囲に入らない場合には、同様にして上
述の切換動作を行って許容電圧範囲に入るまで繰り返さ
れる。

【００４１】また、２次側電圧ＶAC2 が許容電圧範囲内
に入っている状態で、一時的に交流電源２４の出力電圧
ＶAC1 が変動する場合でも、上述と同様にして、２次側
電圧ＶAC2 が許容電圧範囲に入るように切換動作が行わ
れるようになる。この場合、その変動期間が短くカウン
タ４３によるカウント値が所定値に達する前にカウント
動作が停止されたときには切換動作が行われることがな
い。つまり、交流電源２４の出力電圧ＶAC1 の電圧変動
が一時的なものですぐに元に戻る場合には、不必要に切
換動作を行うことがなくなるのである。

【００４２】なお、２次側電圧ＶAC2 が許容電圧範囲の
下限値である９０Ｖを下回る場合には、上述とは逆に比
較器３３から「Ｈ」レベルの信号が出力されるようにな
り、カウンタ４３が減算動作を行うようになる。そし
て、デコーダ４４においては、そのカウント値に応じて
与えられるバイナリデータが所定値に達すると、リレー
回路部４６のリレーコイル４６ｃから４６ｄへ接続状態
を切り換えるように駆動信号を出力する。つまり、リレ
ーコイル４６ｃに隣接する高圧出力側（低圧入力側）の
リレーコイル４６ｄに接続することにより２次側電圧Ｖ
AC2 を上昇させるのである。

【００４３】この結果、２次側電圧ＶAC2 が許容電圧範
囲に入る場合には、前述したように、比較器３２，３３
から「Ｌ」レベルの信号が出力されるようになるので、
カウンタ４３は加算のカウント動作を停止し、そのとき
のカウント値に応じたリレーコイル４６ｂへの通電状態
を保持するようになり、２次側電圧ＶAC2 は許容電圧範
囲内に維持されるようになる。また、２次側電圧ＶAC2
がまだ許容電圧範囲に入らない場合には、同様にして上
述の切換動作を行って許容電圧範囲に入るまで繰り返さ
れる。

【００４４】（２）保護動作 次に、上述のように、切換動作を行っても２次電圧ＶAC
2 の値が許容電圧範囲内に入らない場合に行う保護動作
について述べる。すなわち、変圧器２１の１次コイル２
１ａに印加される交流電源２４の交流電圧値ＶAC1 が高
すぎる場合あるいは低すぎる場合に動作されるものであ
る。

【００４５】前述のように、切換回路部３５により変圧
器２１の１次コイル２１ａのタップ２２ａないし２２ｅ
の切換動作を行ったときに、例えば、交流電圧値ＶAC1
が異常に高く、低圧切換動作を繰り返して既にタップ２
２ａに切り換えられている場合には、続けて低圧切換動
作を行うべきタップが存在しない状態となる。この場
合、カウンタ４３は、続けて入力端子Ｕにパルス信号が
入力すると、カウント値が最大値に達したときに、出力
端子Ｘ１，Ｘ２から「Ｈ」レベルの信号を出力するよう
になる。

【００４６】これにより、３入力ＮＡＮＤ回路４７は、
「Ｌ」レベルの信号を出力するようになり、ＡＮＤ回路
４２を介してカウンタ４３の入力端子Ｄに「Ｌ」レベル
の信号が入力されるようになる。カウンタ４３は、入力
端子Ｕからパルス信号が入力されていても、入力端子Ｄ
が「Ｌ」レベルであることから加算動作を停止するよう
になり、そのときのカウント値を保持すると共に、出力
状態を保持して現在通電しているリレーコイル４６ａへ
の通電状態を保持するようになる。

【００４７】一方、３入力ＮＡＮＤ回路４７が「Ｌ」レ
ベルの信号を出力することから、ＮＡＮＤ回路４９，５
０を介して駆動回路４５に「Ｌ」レベルの信号が与えら
れるようになる。これにより、駆動回路４５は、保護用
リレーコイル５１を動作させて保護用リレースイッチ５
２をオフするようになり、出力端子Ｖout への２次側出
力ＶAC2 を停止するようになる。したがって、出力端子
Ｖout に接続される負荷に過電圧が印加されることがな
くなり、破壊等の損傷を未然に防止することができる。

【００４８】また、上述とは反対に、交流電圧値ＶAC1
が異常に低く、高圧切換動作を繰り返して既にタップ２
２ｅに切り換えられている場合には、続けて高圧切換動
作を行うべきタップが存在しない状態となる。この場
合、カウンタ４３は、続けて入力端子Ｄにパルス信号が
入力すると、カウント値が最小値に達したときに、出力
端子Ｙ１，Ｙ２から「Ｈ」レベルの信号を出力するよう
になる。

【００４９】これにより、３入力ＮＡＮＤ回路４８は、
「Ｌ」レベルの信号を出力するようになり、ＡＮＤ回路
４１を介してカウンタ４３の入力端子Ｕに「Ｌ」レベル
の信号が入力されるようになる。カウンタ４３は、入力
端子Ｄからパルス信号が入力されていても、入力端子Ｕ
が「Ｌ」レベルであることから減算動作を停止するよう
になり、そのときのカウント値を保持すると共に、出力
状態を保持して現在通電しているリレーコイル４６ｅへ
の通電状態を保持するようになる。

【００５０】一方、３入力ＮＡＮＤ回路４８が「Ｌ」レ
ベルの信号を出力することから、ＮＡＮＤ回路４９，５
０を介して駆動回路４５に「Ｌ」レベルの信号が与えら
れるようになる。これにより、駆動回路４５は、保護用
リレーコイル５１を動作させて保護用リレースイッチ５
２をオフするようになり、出力端子Ｖout への２次側出
力ＶAC2 を停止するようになる。したがって、出力端子
Ｖout に接続される負荷に不足電圧が印加されることが
なくなり、誤動作等をおこすといった不具合の発生がな
くなる。

【００５１】また、交流電源２４の交流電圧ＶAC1 が正
常な値に戻ったときには、再び、カウンタ４３のカウン
ト動作の停止前の状態に戻り、保護用リレースイッチ５
２をオンさせ、２次側電圧ＶAC2 を許容電圧範囲内とし
て出力端子Ｖout に出力するようになる。

【００５２】このような本実施例によれば、タップトラ
ンス２１の２次側電圧を直流電圧に変換し、比較器３２
および３３により許容電圧範囲内にあるかどうかを検出
し、高圧側に外れている場合にはそのとき接続状態にあ
るタップから隣接する低圧出力側のタップに切り換える
低圧切換動作を行い、低圧側に外れている場合には隣接
する高圧出力側のタップに切り換える高圧切換動作を行
なわせるようにしたので、次の効果を得ることができ
る。

【００５３】すなわち、第１に、許容電圧範囲の上限値
および下限値を設定する２個の比較器３２，３３を設け
るだけで済み、従来のようなタップトランスのタップの
数に応じた多数の比較器を設ける必要がなくなり、全体
として簡単且つ安価な構成とすることができる。第２
に、比較基準電圧を設定するために３個の抵抗３４ａ，
３４ｂ，３４ｃを設けるだけで良いので、高精度の抵抗
値が要求される高価な抵抗器を多数設ける必要がなくな
って安価に構成できると共に、少ない個数の抵抗で良い
ので、抵抗値がばらつく場合に従来よりも有利な条件と
することができる。

【００５４】第３に、タップトランス２１のタップ２２
ａないし２２ｅを切り換えることにより、比較器３２お
よび３３に入力する電圧ＶＳをタップの電圧調整範囲内
で変化させるので、比較器３２および３３にヒステリシ
ス用の抵抗を設ける必要がなくなり、これによっても回
路構成を簡単化することができる。

【００５５】第４に、比較器３２，３３の出力に基いて
カウンタ４３およびパルス発生器３８，３９により２次
側電圧ＶAC2 が許容電圧範囲に入らない状態が所定時間
以上継続したときにタップの切換動作を行うようにした
ので、交流電源２４の交流電圧が瞬時的に変動した場合
には切換動作を行うことがなくなり、不必要な切換動作
をなくしてより安定した２次側電圧ＶAC2 を得ることが
できる。

【００５６】第５に、交流電源２４の交流出力電圧ＶAC
1 が異常に高い場合や低い場合には、カウンタ４３の加
算，減算動作を停止すると共に、保護リレースイッチ５
２をオフさせて出力を停止するようにしたので、保護動
作を行うための構成を別途に設けることなく、兼用した
安価な構成としながら、出力端子Ｖout への出力を停止
して負荷の保護あるいは誤動作を防止することができ
る。

【００５７】なお、上記実施例においては、パルス発生
器３８，３９およびカウンタ４３を用いて論理回路を構
成したが、これに限らず、例えば、マイクロコンピュー
タを用いてプログラムにより上述同様に動作するように
構成することもできる。

【００５８】

【発明の効果】本発明の交流電源装置によれば、次のよ
うな効果を得ることができる。すなわち、請求項１記載
の交流電源装置によれば、切換手段により、電圧比較手
段からの比較結果に基いて、変圧器の２次側電圧が許容
電圧範囲の上限値を上回るときには低圧切換動作を行っ
て変圧器のタップを隣接する低圧出力側のタップに切り
換え、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲の下限値を下
回るときには、高圧切換動作を行って変圧器のタップを
隣接する高圧出力側のタップに切り換えるようにし、変
圧器の２次側電圧が許容電圧範囲に収まったときにはそ
のときのタップの接続状態を保持させるようにしたの
で、比較器や基準電圧を設定するための高精度が要求さ
れる抵抗器を少ない個数で構成することができ、全体と
して簡単かつ安価な構成としながら、変圧器の１次巻線
に印加される交流電圧に対応して、常に許容電圧範囲内
の電圧値を有する交流出力を得ることができるという優
れた効果を奏する。

【００５９】請求項２記載の交流電源装置によれば、切
換手段により、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲の上
限値を上回る状態でカウンタ手段によりパルス信号の加
算動作を行い、そのカウント値が所定値に達する毎に低
圧切換動作を行い、２次側電圧が許容電圧範囲内に収ま
ると、カウンタ手段による加算動作を停止してそのとき
のタップの接続状態を保持し、変圧器の２次側電圧が許
容電圧範囲の下限値を下回る状態でカウンタ手段により
パルス信号の減算動作を行い、そのカウント値が所定値
に達する毎に高圧切換動作を行い、２次側電圧が許容電
圧範囲内に収まると、カウンタ手段は減算動作を停止し
てそのときのタップの接続状態を保持するように構成し
たので、この場合においても、変圧器の１次巻線に印加
される交流電圧に対応して、常に許容電圧範囲内の電圧
値を有する交流出力を得ることができると共に、カウン
ト値が所定値に達しないような瞬時的な電源電圧の変動
に対しては不必要な切換動作を行うことがなくなるとい
う優れた効果を奏する。

【００６０】請求項３記載の交流電源装置によれば、切
換手段により、高圧切換動作あるいは低圧切換動作を繰
り返すうちに、変圧器が最高圧側のタップあるいは最低
圧側のタップ接続状態であって、高圧切換動作あるいは
低圧切換動作を行うときに切り換えるべき隣接するタッ
プが存在しない場合には、そのときのタップの接続状態
を保持すると共に、出力停止手段により前記２次側出力
を停止させるようにしたので、２次側に許容電圧範囲を
外れる交流電圧を出力しないようにして、例えば、２次
側に接続された負荷に過電圧や不足電圧を出力すること
がなくなるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図

【図２】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２１はタップトランス（変圧器）、２１ａは１次巻線、
２１ｂは２次巻線、２２ａないし２２ｅはタップ、２３
は切換リレー回路、２３ａないし２３ｅはリレースイッ
チ、２４は交流電源、２５は直流変換回路、２６はトラ
ンス、３１は比較回路部（出力電圧比較手段）、３２，
３３は比較器、３４は比較基準電圧発生回路、３５は切
換回路部（切換手段）、３６，３７はＮＡＮＤ回路、３
８，３９はパルス発生器、４３はカウンタ（カウンタ手
段）、４４はデコーダ、４５は駆動回路、４６はリレー
回路部、４６ａないし４６ｅはリレーコイル、４７，４
８は３入力ＮＡＮＤ回路、４９，５０はＮＡＮＤ回路、
５１は保護用リレーコイル、５２は保護用リレースイッ
チ（出力停止手段）である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次巻線と２次巻線との巻数比を複数段
   階に設定可能な複数のタップを有する変圧器と、 この変圧器の２次側電圧を許容電圧範囲の上限値および
   下限値と比較してその比較結果を出力する電圧比較手段
   と、 この電圧比較手段の比較結果に基いて、前記２次側電圧
   が前記許容電圧範囲内にあるときには前記変圧器のその
   ときのタップの接続状態を保持し、前記２次側電圧が前
   記上限値を上回るときには前記変圧器のタップを隣接す
   る低圧出力側のタップに切り換える低圧切換動作を行
   い、前記２次側電圧が前記下限値を下回るときには前記
   変圧器のタップを隣接する高圧出力側のタップに切り換
   える高圧切換動作を行う切換手段とを具備したことを特
   徴とする交流電源装置。
2. 【請求項２】 切換手段は、所定周期のパルス信号の加
   算動作および減算動作を選択的に行うカウンタ手段を含
   んで構成され、変圧器の２次側電圧が許容電圧範囲の上
   限値を上回る状態で前記カウンタ手段により前記加算動
   作を行ってそのカウント値が所定値に達する毎に低圧切
   換動作を行うと共に、前記変圧器の２次側電圧が許容電
   圧範囲の下限値を下回る状態で前記減算動作を行ってそ
   のカウント値が所定値に達する毎に高圧切換動作を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
3. 【請求項３】 変圧器の２次側出力を停止する出力停止
   手段を設け、 切換手段は、高圧切換動作あるいは低圧切換動作時に、
   前記変圧器が最高圧側のタップあるいは最低圧側のタッ
   プ接続状態であって切り換えるべき隣接するタップが存
   在しない場合には、前記変圧器のそのときのタップの接
   続状態を保持すると共に、前記出力停止手段により前記
   ２次側出力を停止することを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の交流電源装置。