JPH0637342Y2 - 直流高電圧発生回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、特に絶縁抵抗計に用いて好適な直流高電圧発
生回路の改良に関するものである。

＜従来の技術＞ 絶縁抵抗計は計量，小形で、しかも安価であることが望
まれる。絶縁抵抗値は直流の高電圧を被測定の抵抗体に
加え、この抵抗体に流れる電流から抵抗体の絶縁抵抗値
を計るものである。直流の高電圧は電池電圧をトランス
を用いて昇圧したのち整流することにより得ているが、
抵抗体が数桁に渡って変化するにも拘らず、この抵抗体
に一定電圧を印加する必要がある。これには特性の良い
定電圧回路が必要であり、かつ絶縁抵抗計全体を小形か
つ安価にするには昇圧用のトランスを小形にする必要が
ある。小形のトランスを用いた場合、エネルギーを伝送
するにはトランスの最も効率のよい周波数帯を用いる必
要がある。

＜考案が解決しようとする課題＞ 本考案はこの様な課題を解決するためになされたもの
で、小形のトランスを高効率で用い、しかも２次電圧を
一定値に制御することのできる小形，軽量，かつ安価な
絶縁抵抗計用の直流高電圧発生回路を提供することを目
的としたものである。

＜課題を解決する為の手段＞ 本考案は上記の目的を達成する為に、バースト特性を持
ち小形のトランスが最も良い効率で用いられるようにそ
の発振周波数が選ばれた発振回路を使用すると共に、直
流の高電圧を制御する制御回路として積分器を用いて直
流高電圧発生回路を構成したものである。以下、実施例
に付いて図を用いて詳細に説明する。

＜実施例＞ 第１図は本考案に係る直流高電圧発生回路を用いた絶縁
抵抗計の一実施例の接続図である。図において、10は電
池電源、11はスイッチ、20はCMOSのインバータ21〜24
と、抵抗器25,26及びコンデンサ27で構成されバースト
特性を持つように制御される発振回路である。30はその
ベース電極が発振回路20の出力端子に接続されたパワー
トランジスタ、40は昇圧用のトランスで、その一次巻線
41の一方の端部はスイッチ11を介して電池電源10に接続
され、他端はパワートランジスタ30のコレクタ電極に接
続されている。50はダイオード及びコンデンサをブリッ
ジ接続して構成した倍電圧整流回路で、この整流回路の
入力端子はトランス40の二次巻線42に接続され、絶縁抵
抗計用として出力端子はダイオード51を介してアース
（Ｅ）端子61とライン（Ｌ）端子62に接続されている。

70は発振回路20の発振を制御する積分回路である。この
積分回路は演算増幅器とコンデンサで構成された積分器
71と，一端が整流回路40の出力端子に接続され他端が積
分器71の入力端子に接続された抵抗器72と、整流回路50
の出力とは逆極性の基準電圧源73及び一端がこの基準電
圧源に接続され、他端が積分器71の入力端子に接続され
た抵抗器74とよりなっている。この積分回路の出力端子
はダイオード75を介して発振回路20に接続されている。
この様な構成の本考案に係わる絶縁抵抗計の動作を説明
すると次の如くなる。尚、アース端子61とライン端子62
の間には被測定の絶縁抵抗体Rxが接続される。

スイッチ11をオンにすることにより電池電源10の出力は
各部に電源として供給され、この装置は動作状態とな
る。発振回路20の発振出力によって積分回路70を構成す
る抵抗器72に流れる電流ioとし，基準電圧源73の出力に
よって抵抗器74を流れる電流をisとすると、積分器71は
ioとisの差の電流を積分し、io＜isのとき積分器出力に
より発振回路20は発振する。この種の絶縁抵抗器，特に
ディジタル方式の絶縁抵抗計においては表示部等で集積
回路，或いは演算増幅器等多数の電子回路部品を用いて
構成される。本考案の直流高電圧発生回路においては、
こうした絶縁抵抗計における全体構成の中で用いた小形
の昇圧用トランス（最大1W出力）40を最も高効率で用い
られるように、発振回路20の発振周波数は実施例では4.
5kHに選ばれている。この発振周波数をfaとし、その発
振波形を第２図に示す。この発振出力をトランジスタ30
によりパワー増幅してトランス40の一次巻線41に加えて
昇圧する。トランス40の二次巻線42より取出された昇圧
電圧は整流回路50に加えられて倍電圧整流され、その整
流出力はアース端子61とライン端子62の間に接続された
被測定の絶縁抵抗体Rxに加えられる。この絶縁抵抗体Rx
に流れる電流は周知のようにアナログの絶縁抵抗計にお
いては折線回路（図示せず）を介して表示部或いは指示
部に加えられ、又ディジタルの絶縁抵抗計においては広
範囲A/D変換回路へ導入され、絶縁抵抗体Rxの値が表示
又は指示される。

一方、整流回路50の出力は抵抗器72によって検出され
る。この抵抗器72に流れる電流ioと抵抗器74に流れる基
準電流isとが比較され、io−is＝０になるように発振回
路20の発振出力が制御される。即ち，被測定の絶縁抵抗
体Rxの値が増加するほど周波数faのパルスの数が増加
し、その結果ioが増加する。ioが増加してio＞isになる
と発振回路20の発振は停止する。一定期間が経過すると
（そのバースト周波数をfbとし、このfbは実施例では12
0Hzに選ばれているが、積分器71の積分定数によって任
意に設定することが可能である）、再びio＜isの関係に
より発振回路20は4.5kHの周波数faで発振し、以後バー
スト周波数fb毎，即ち所定の周期をおいて上記の発振と
停止が繰り返される。これにより、被測定の絶縁抵抗体
Rxに印加される電圧は一定値に制御される。

＜本考案の効果＞ 絶縁抵抗計において、従来の昇圧用トランスを用いた直
流高電圧発生回路の一例と、前記の発振回路20及び昇圧
用トランス40を用いて構成した本考案の直流高電圧発生
回路の特性とを比較すると次の如く成る。

従来 本考案 鉄心の種類……フェライト…… フェライト 総 重 量…… 51.3g …… 10.3g 周 波 数…… 120〜8kHz…… 4.5kHz 波形 …… 連続 ……バースト波形 効率 …… 30〜60％ … 30〜60％ この様に本考案においては、トランス40の総重量として
従来のほぼ1/5の物を用いながら効率のよい直流の高電
圧を発生させることができる。これは、波形をバースト
波形とし、発振周波数をトランスの最も効率の良い値に
選んだことに他ならず、しかも積分器を用いてトランス
の２次電圧を一定値に制御するように構成したので、軽
量，小形，かつ高効率の直流高電圧発生回路を得ること
ができる。本考案の直流高電圧発生回路は特に絶縁抵抗
計に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】 第１図は絶縁抵抗計に用いた本考案に係る直流高圧発生
回路抗計の一実施例の接続図、第２図は第１図装置の動
作を説明するための波形図である。 10…電池電源、20…発振回路、30…パワートランジス
タ、40…トランス、50…整流回路、61,62…端子、70…
積分回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】小形の昇圧トランスが高効率で用いられる
   ようにその発振周波数が選ばれた発振回路、この発振回
   路の出力がパワートランジスタを介してその一次巻線に
   供給される前記トランス、このトランスの二次巻線に接
   続された整流回路、この整流回路の出力を検出する第１
   の抵抗器と前記整流回路の出力とは逆極性の基準電圧源
   に接続された第２の抵抗器及び第１と第２の抵抗器に流
   れる電流の差を積分する演算増幅器とコンデンサよりな
   る積分回路を具備し、この積分回路の出力を前記発振回
   路に加えてこの発振回路の出力をバースト特性を持った
   発振状態を作ることによって前記整流回路の出力を一定
   値に制御するようにしたことを特徴とする直流高電圧発
   生回路。