JPH0746069Y2 - 直流電源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は例えば電力量の計量に使用される電子式計量
装置又は電力，電圧，周波数及び力率などの監視に使用
される変換器等に用いられる直流電源回路に係り，測定
される交流電圧信号を降圧させる制御電源用トランス
と，この制御電源用トランスからの降圧電圧信号を整流
する整流回路と，この整流回路からの整流された出力を
受けて定電圧を出力する定電圧回路とを備えた直流電源
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来，この種の装置，例えば電子式電力量計に用いられ
る直流電源回路として第１図に示すようなものが知られ
ている。図において（１）（２）は測定される交流電圧
信号，一般に100Vもしくは200Vの商用周波数の正弦波の
電圧信号，が入力される第１及び第２電圧入力端子，
（３）（４）はこれら第１及び第２電圧入力端子間に直
列接続された第１及び第２分圧抵抗，（５）（６）は測
定される交流電流信号，一般に5A〜120A程度の上記商用
周波数の正弦波の電流信号，が入力される第１及び第２
電流入力端子，（７）はこれら第１及び第２電流入力端
子に接続され，上記交流電流信号に比例した数mAオーダ
ーの正弦波電流を出力する変流器，（８）は一次巻線
（8a）の第１及び第２端子（8b）（8c）がそれぞれ上記
第１及び第２電圧入力端子（１）（２）に接続される絶
縁形トランスからなる制御電源用トランスで，二次巻線
（8d）の基準電位となる第３端子（8e）と第４端子（8
f）及び第３端子（8e）と第５端子（8g）との間に上記
交流電圧信号を所定の値に降圧した降圧電圧信号を出力
するものである。（９）はこの制御電源用トランスの二
次巻線（8d）の第４端子（8f）と第５端子（8g）とに接
続され，上記降圧電圧信号を整流する整流回路で，例え
ば４つのダイオードで構成されているものである。（1
0）（11）はそれぞれこの整流回路の第１出力端（9a）
及び第２出力端（9b）と上記制御電源用トランス（８）
の二次巻線（8d）の第３端子（8e）との間に接続された
第１及び第２平滑コンデンサ，（12）は第１及び第２入
力端（12a）（12b）がそれぞれ上記整流回路（９）の第
１及び第２出力端（9a）（9b）に接続されるとともに上
記制御電源用トランス（８）の二次巻線（8d）の第３端
子（8e）に接続され，第１及び第２入力端（12a）（12
b）に入力されたリツプル分を含む電圧を安定化した直
流電圧として第１及び第２出力端（12c）（12d）に出力
する定電圧回路，（13）はこの定電圧回路の第１及び第
２出力端（12c）（12d）に接続されるとともに上記制御
電源用トランス（８）の二次巻線（8d）の第３端子（8
e）に接続されて，上記定電圧回路（12）からの直流電
圧を動作駆動源とし，上記第２分圧抵抗（４）の両端に
接続されるとともに上記変流器（７）に接続される電力
一周波数変換回路からなる測定手段で，第２分圧抵抗
（４）からの電圧信号と変流器（７）からの電流信号と
に基づき電力を算出し，この電力に応じた周波数に変換
して第１出力端子（14）及び第２出力端子（15）に出力
するものであり，例えば第２図に示すように，入力され
た電圧と電流との積を演算するアナログ乗算器（13a）
と，このアナログ乗算器（13a）からの出力を受けて，
その出力の有効積に比例した直流電圧として取り出すロ
ーパスフイルタ（13b）と，このローパスフイルタ（13
b）からの直流電圧を受けてこの直流電圧に比例した周
波数を有するパルス列を出力する電圧周波数変換器（13
c）とから構成されているのであり，電力周波数変換器
（13c）に定電圧回路（12）からの直流電圧が動作用定
電圧として与えられているものである。

この様に構成されたものにおいては，まず，第１及び第
２入力端子（１）（２）に入力された測定される交流電
圧信号は制御電源用トランス（８）にて降圧され，整流
回路（９）と第１及び第２平滑回路（10）（11）にて定
電圧回路（12）の第１入力端（12a）には第３図に示す
曲線Ａの電圧が現われ，第２入力端（12b）には第３図
に示す曲線Ｂの電圧が現われることになる。これら電圧
が定電圧回路（12）にて第３図に示す直線ｃ及びＤが第
１及び第２出力端（12c）（12d）に出力され，これら定
電圧出力が測定手段（13）の駆動用電源となるものであ
る。

なお，第３図に示す直線Ｅは制御電源用トランス（８）
の第３端子（8e）に現われる電圧で，基準電位，つまり
OVである。一方，第１及び第２電圧入力端子（１）
（２）に入力された測定される交流電圧信号は第１及び
第２分圧抵抗（３）（４）により分圧されて測定手段
（13）に入力される。また，第１及び第２電流入力端子
（５）（６）に入力された測定される交流電流信号は変
流器（７）を介して測定手段（13）に入力される。そし
て，この測定手段（13）は定電圧回路（12）からの出力
にて駆動され，上記交流電圧信号に比例した電圧信号及
び上記交流電流信号に比例した電流信号との積を演算し
て電力を算出し、この電力に応じた周波数に変換して第
１及び第２出力端子（14）（15）からパルス列の出力を
発生するものである。

しかるに、この様に構成されたものにあつては，制御電
源用トランス（８）として絶縁形トランスを用いている
ため，構造が大きく，製造コストが高くなる等の欠点を
有するものであつた。

〔考案の概要〕

この考案は上記した点に鑑みてなされたものであり，測
定される交流電圧信号を測定手段の駆動用定電圧として
出力する直流電源回路において，上記交流電圧信号を降
圧させる制御電源用トランスを一次巻線の基準電位とな
る一端を二次巻線の中心点とした単巻トランスとして，
小形軽量にして，制御電源用トランスの効率向上が図れ
る直流電源回路を提案するものである。

〔考案の実施例〕

以下にこの考案の一実施例を第４図に基づいて説明する
と，図において（16）は第１及び第２電圧入力端子
（１）（２）に入力された測定される交流電圧信号を降
圧させる単巻トランスからなる制御電源用トランスで，
第１端子（16a）は第１電圧入力端子（１）に接続さ
れ，基準電位，つまり第３図に直線Ｅにて示すOV,とな
る第２端子（16b）は第２電圧入力端子（２）に接続さ
れ，これら第１及び第２端子（16a）（16b）間が一次巻
線を形成するとともに，この第２の端子（16b）が第１
及び第２平滑コンデンサ（10）（11）の一端に接続さ
れ，かつ定電圧回路（12）に接続され，第２端子（16
b）を中心点とした二次巻線の出力端子である第３及び
第４端子（16c）（16d）は整流器（９）に接続されてい
るものである。

この様に構成されたものにおいては，まず，第１及び第
２入力端子（１）（２）に入力された測定される交流電
圧信号は単巻トランスからなる制御電源用トランス
（８）にて降圧され，整流回路（９）と第１及び第２平
滑回路（10）（11）にて定電圧回路（12）の第１入力端
（12a）には，第３図に曲線Ａの電圧が現われ，第２入
力端（12b）にはこの電圧と極性の相反する第３図に示
す曲線Ｂの電圧が現われることになる。これら電圧が定
電圧出力が測定手段（13）の駆動用電源となるものであ
る。一方第１及び第２電圧入力端子（１）（２）に入力
された測定される交流電圧信号は第１及び第２分圧抵抗
（３）（４）により分圧されて測定手段（13）に入力さ
れる。また，第１及び第２電流入力端子（５）（６）に
入力された測定される交流電流信号は交流器（７）を介
して測定手段（13）に入力される。そして，この測定手
段（13）は定電圧回路（12）からの出力にて駆動され，
上記交流電圧信号に比例した電圧信号及び上記交流電流
信号に比例した電流信号との積を演算して電力を算出
し，この電力に応じた周波数に変換して第１及び第２出
力端子（14）（15）からパルス列の出力を発生するもの
である。

従つて，この様に構成されたものにあつては，上記従来
例のものと同様に動作し，かつ制御電源用トランス（1
6）を単巻トランスにて構成しているため小形軽量にで
きるとともにトランスの効率向上が図れるものである。
とあるのをしかも、第２電圧入力端子（２）に接続され
ている、基準電位となる一次巻線の一端である制御電源
用トランス（16）の第２端子（16b）が、基準電位を中
心に極性の相反する直流電圧を出力する整流回路（９）
への出力端子である第３及び第４端子（16c）（16d）間
の二次巻線の中心点であるため、つまり，測定される交
流電圧信号と定電圧回路（12）からの動作用定電圧の基
準電位を共通にしているため，制御電源用トランス（1
6）の入力側と出力側との絶縁が不要であり，しかも巻
線を細くできるものである。

第５図はこの考案の他の実施例を示すものであり，第４
図に示した制御電源用トランス（16）である単巻トラン
スに二次巻線（16e）を追加して絶縁された他の制御電
源として使用したものであり，図において（17）は制御
電源用トランス（16）の二次巻線（16e）に接続された
第２整流回路で，例えば４つのダイオードにて構成され
ているものである。（18）はこの第２整流回路の出力端
間に接続された第３平滑コンデンサ，（19）は上記第２
整流回路（17）の出力端に接続され，リツプル分を含ん
だ電圧を安定化した直流電圧として出力する第２定電圧
回路，（20）は第１及び第２出力端子（14）（15）に接
続されたフオトカプラ等で構成されるアイソレータで，
第１及び第２出力端子（14）（15）に現われた周波数に
応じたパルス列を電気的に絶縁されて出力するものであ
る。（21）は上記第２定電圧回路（19）からの動作用定
電圧を駆動源として動作され，上記アイソレータ（20）
を介して入力された第１及び第２出力端子（14）（15）
に現われた周波数に応じたパルス列をその周波数に比例
したアナログ電圧として第３出力端子（22）に出力する
周波数一電圧変換回路である。

この様に構成されたものにおいても，第４図に示したも
のと同様に，第１及び第２の電圧入力端子（１）（２）
に入力された測定される交流電圧信号を制御電源用トラ
ンス（16）が受けて，測定手段（13）の駆動用電源のた
めの出力を発生し，測定される交流電圧信号及び第１及
び第２の電流入力端子（５）（６）に入力された測定さ
れる交流電流信号を制御手段（13）が受けて，電力に応
じた周波数のパルス列を第１及び第２出力端子（14）
（15）に出力するものである。一方，第１及び第２の電
圧入力端子（１）（２）に入力された測定される交流電
圧信号を制御電源用トランス（16）が受けて，その二次
巻線（16e）を介して第２整流器（17）に入力される。
そして，第２整流器（17）にて整流され，第２定電圧回
路（18）にて安定化された直流電圧にされて，周波数一
電圧変換回路（21）の駆動用電源として作用するもので
ある。この周波数一電圧変換回路（21）は，アイソレー
タ（20）を介して入力された第１及び第２出力端子（1
4）（15）に現われた周波数に応じたパルス列をその周
波数に比例したアナログ電圧として第３出力端子（22）
に出力することになるものである。

なお，上記実施例においては，電子式電力量計について
述べたが，電力形，電圧形，周波数形，力率形，無効電
力形等の変換部又は変換器，あるいは無効電力量計等に
適用しても良いものである。

〔考案の効果〕

この考案は以上に述べたように，測定手段によつて測定
される交流電圧信号が入力され，所定の値に降圧させる
制御電源用トランスと，この制御電源用トランスからの
降圧電圧信号を整流する整流回路と，この整流回路から
の整流された出力を受けて測定手段の動作用定電圧を出
力する定電圧回路を備え、制御電源用トランスを単巻ト
ランスとし、測定される交流電圧信号と定電圧回路から
の動作用定電圧の基準電位を共通にしたので、絶縁トラ
ンスのような入力側と出力側との絶縁が不要となって小
形軽量にでき、かつトランスの効率向上が図られるとい
う効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子式電力量計に用いられる直流電源回
路を示す概略構成図，第２図は電力一周波数変換回路か
らなる測定手段（13）を示す概略構成図，第３図は各部
の電圧を示す図，第４図はこの考案の一実施例を示す概
略構成図，第５図はこの考案の他の実施例を示す概略構
成図である。 図において，（８）は制御電源用トランス，（９）は整
流回路，（12）は定電圧回路，（13）は測定手段であ
る。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測定手段によって測定される交流電圧信号
   が入力され、所定の値に降圧させる制御電源用トラン
   ス、この制御電源用トランスからの降圧電圧信号を整流
   し、上記交流電圧信号の基準電位を中心に極性の相反す
   る直流電圧を出力する整流回路、この整流回路からの整
   流された出力を受けて上記測定手段の動作用定電圧を出
   力する定電圧回路を備え、上記制御電源用トランスを、
   上記交流電圧信号の第１電圧入力端子に接続される第１
   端子と、基準電位となる第２電圧入力端子に上記定電圧
   回路と共通に接続される第２端子と、上記整流回路への
   出力電圧を出力する第3,第４端子と、上記第１、第２端
   子間の一次巻線と、この第２端子を中心点とした上記第
   ３、第４端子間の二次巻線とを有した単巻トランスとし
   たことを特徴とする直流電源回路。