JPS588231B2 - デンゲンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般には電源装置に関し、詳細には直流電圧レ
ベルの変換に中間交流電圧を用いる直流・交流インバー
タ電源装置に関する。

、従来から、インバータ回路（直流電圧を交流電圧に変
換する回路）や直流・直流コンバータ回路（直流電圧を
異なる大きさの直流電圧に変換する回路）においてシリ
コン制御整流器（ＳＣＲ）をスイッチング装置として使
用することは知られている。

（例えば１９６１年発行のｕＳｉｌｉｃｏｎＣｏｎｔｒ
ｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ＭａｎｕａｌＪまた
は１９６４年発行の「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＣｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｓ：Ｐｒｉｎｃ
ｉｐｌｅｓ ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｐ−ｎ−ｐ−ｎ Ｄｅｖｉｃｅｓｊ）これら回路は電源
装置に組込み得る。

電源装置にスイツヂング装置を含ませることにより、出
力電圧を各種の方法で調整することができる。

調整の問題は複数の電圧レベルを同時に調整するとき複
雑となる。

複数の電圧レベルを調整する場合はしばしば精密な関連
回路と高価な回路素子が必要である。

インバータ回路または直流・直流コンバータ回路に使用
する直流亀圧が蓄積コンデンサの電荷で供給されるよう
な電源装置の場合には、蓄積コンデンサへの最初のサー
ジ電流を制限し通常動作においてその制限手段を動作さ
せないことが必要である。

電源装置は入力交流電圧が大きな範囲で変化する場合に
も使用される。

この場合には、能率を低下させず追加の精密な装置を必
要とせずに各種の電圧条件下で電源装置を動作させる手
段が必要である。

各種の故障が起きる可能性があり、その故障で電源装置
の部品またはそれから電力を受ける装置は一時的に害を
受けることがある。

このため電源装置の所定のパラメータ（変数）をモニタ
ーして故障条件の存在を検出し、それに対し適切な動作
を行う必要がある。

更に複数の電圧レベルの夫々に対し故障検出装置を設け
る必要がある。

所定値を超える電流が電源装置から引き出されたときは
重大な故障条件が起きる。

このため選定した出力電圧の電流値をモニターして装置
動作を検証することが望ましい。

本発明の目的は改良した電源装置を提供することである
。

本発明の他の目的は複数の調整したレベルの出力電圧を
提供することである。

本発明の他の目的は、出力電圧を供給する端子、におい
て複数の電源装置故障条件の１つが検出されると電源装
置の動作を停止させることである。

本発明の他の目的は、所定値を超える電流が選定した端
子から引出されるとき電源装置の動作を停止させること
である。

本発明の他の目的は、電源装置の選定した端子の引出す
電流値をモニターして電源装置の動作を検証することで
ある。

本発明の他の目的は、電源装置をわずかに調整するだけ
で広範囲に変化する交流入力電圧レベルに適用させるこ
とである。

本発明の他の目的は、電源装置の通常動作中除かれる突
入電流制限装置を提供することである。

本発明の他の目的は、電源装置に関連したインバータ回
路の動作速度を制御して複数の出力電圧レベルを調整す
ることである。

本発明の他の目的は、インバータ回路の動作で出力電圧
の制御される電源装置においてインバータ回路の動作を
停止させて検出した故障条件に反応することである。

本発明の他の目的は、広い範囲の交流入力電圧レベルに
適用するように直列または並列に接続できる二重電源ユ
ニットを提供することである。

要約すれば本発明の広い電圧範囲において動作する電源
装置は、複数の出力電圧を調整する調整装置と、故障条
件の存在を感知する故障検出装置と、および通常動作に
影響しない突入電流制限装置と、を含む。

電源装置はインバータ回路を含む。

インバータ回路の出力信号は複数の出力段に供給され、
整流およびＰ波により複数の出力電圧が発生される。

インバータ回路に給電する蓄積コンデンサは通常動作に
影響しない突入電流制限装置により保護される。

電源装置の調整は、選定した１つの出力電圧を基準電圧
源と比較する装置を調整することにより達成される。

２つの電圧レベルの差によりインバータ回路の動作速度
が決定され、それにより基準電圧レベルの決定したレベ
ルに選定した出力電圧が維持される。

インバータがすべての出力段に給電しているので、すべ
ての出力電圧レベルは同時に調整される。

故障検出装置は、選定した電圧端子における出力電流の
過電流状態と過熱状態と、選定した端子の過大、過小電
圧状態をモニターする。

故障状態の検出は調整装置へ通知され、それによりイン
バータ回路の動作は停止する。

電源装置には、直列にも並列にも接続できる２つの電源
ユニットが含まれ、それにより１つのユニットで処理で
きる電圧の２倍の範囲において動作可能である。

第１図において交流は入力電源から電源装置の電源ユニ
ットＡの端子Ｔ１およびＴ２へ供給される。

端子Ｔ１およびＴ２へ供給される交流電圧は整流器２２
０入力端子へ供給される。

整流器２２の一方の出力端子は、抵抗１２０の第１端子
とシリコン制御整流器（ＳＣＲ）１０１のアノード端子
とに結合されている。

抵抗１２０の第２端子は、ＳＣＲ１０１のカソード端子
、抵抗１２７を介して整流器２２の第２出力端子、コン
デンサ５１を介して整流器２２の第２出力端子、ＳＣＲ
５４のアノード、およびコンデンサ５２の第１端子へ夫
夫結合されている。

ＳＣＲ１０１のゲート端子は、抵抗１０２を介してＳＣ
Ｒ１０１のカソード端子、コンデンサ１０３を介してＳ
ＣＲ１０１のカソード端子、直列のダイオード１０４お
よび抵抗１０５を介してコンデンサ５２の第２端子へ夫
々結合されている。

点線１００で囲んだ部分は突入電流制限装置である。

抵抗１２０の第２端子はＳＣＲ５４のアノード、ダイオ
ード６２のカソード、抵抗６３の一端に夫夫結合されて
いる。

ＳＣＲ５４のカソード端子は、制御装置、インダクタ６
０の第１端子、ダイオード６２のアノード、並列の抵抗
６４およびダイオード６５を介して抵抗６３の第２端子
に夫々結合されている。

ＳＣＲ５４のゲート端子は制御装置と、並列の抵抗１１
４およびコンデンサ１１３を介してカソード端子とに結
合されている。

インダクタ６０の第２端子はコンデンサ５２の第２端子
、コンデンサ５３を介して整流器２２の第２出力端子、
インダクタ６１の第１端子、変成器７２の一次巻線の第
１端子に夫々結合されている。

インダクタ６１の第２端子はＳＣＲ５６のアノード、ダ
イオード６７のカソード、抵抗６８の第１端子に夫々結
合されている。

ＳＣＲ５６のカソード端子はダイオード６７のアノード
、変成器７３の一婦巻線の第２端子、並列の抵抗７０お
よびダイオード７１を介して抵抗６８の第２端子に夫々
結合されている。

ＳＣＲ５６の制御端子は制御装置と、並列の抵抗１１７
およびコンデンサ１１６を介してＳＣＲ５６のカソード
に夫々結合されている。

変成器７２および変成器７３の一次巻線は直列結合され
ている。

変成器７２の二次巻線は（ダイオード７７および７６か
ら成る）全波整流器と（インダクタ７９、コンデンサ９
８および抵抗９９から成る）Ｐ波回路に結合している。

Ｐ波器は電源出力端子Ｔ３およびＴ４と、カップリング
１５５および１５６を介して制御装置に結合されている
。

変成器７３は複数の二次巻線を有する。

各二次巻線はセンタータップを有しブリッジ整流回路に
結合している。

（図面では１つの二次巻線にだけダイオード８１，８２
，８３および８４が例示してある。

）ブリッジ整流器の出力端子は端子Ｔ６１およびＴ６２
に結合され、変成器のセンタータップは端子Ｔ６３に結
合されている。

二次巻線７３ａと７３ｂは同じような整流器に結合され
別の出力端子群に結合されている。

好適な実施例においては、これら出力端子はリツプル電
圧を減少するために外部沢波器に結合されている。

複数の二次巻線は所望の電圧レベルを与えるように構成
できる。

変成器二次巻線にセンタータップを設けることにより電
圧レベルの選定に融通性が増す。

第２図には電圧調整装置が示してある。

端子Ｔ３およびＴ４はカップリング装置１５５，１５６
により第１図の出力端子Ｔ３およびＴ４に結合されてい
る。

端子Ｔ３は抵抗２０１を介して演算増幅器Ａ２１０の第
２人力端子に結合している。

演算増幅器Ａ２１０の第２人力端子は抵抗２０２を介し
て端子Ｔ４に結合している。

演算増幅器Ａ２１０の第２人力端子は更に、並列の抵抗
２１３およびコンデンサ２１４を介してＮＰＮ｝ランジ
スタ２１８のエミツタに結合している。

トランジスタ２１８のエミツタは抵抗２１５を介して端
子Ｔ１０に結合している。

端子Ｔ１０は更にコンデンサ２１６を介して共通接続体
に結合している。

端子Ｔ４ぱコンデンサ２０９を介して抵抗２０７の第１
端子に結合している。

抵抗２０７の第２端子は端子Ｔ１１に結合している。

抵抗２０７の第１端子は演算増幅器Ａ２１０の電源端子
と、ゼナーダイオード２０８のカソードと抵抗２０５の
第１端子に夫々結合されている。

ゼナーダイオード２０８のアノードは演算増幅器Ａ２１
０の共通端子と端子Ｔ４に結合している。

抵抗２０５の第２端子はポテンショメータ抵抗２０４お
よび抵抗２０３を介して端子Ｔ４に結合している。

ポテンショメータ２０４の可変タッグは演算増幅器Ａ２
１０の第１人力端子と、コンデンサ２０６を介して端子
Ｔ４とに結合している。

演算増幅器Ａ２１０の出力端子はトランジスタ２１８の
ベースと、ダイオード２１７のアノードと、直列の抵抗
２１１およびコンデンサ２１２を介して端子Ｔ４とに結
合している。

トランジスタ２１８のコレクタはトランジスタ２２２０
ベースと、抵抗２１９を介して抵抗２０７の第１端子と
に結合されている。

演算増幅器Ａ２１０とトランジスタ２１８と関連する部
品により結合動作が行われ、端子Ｔ３およびＴ４間の電
圧とゼナーダイオード２０８の決定する電圧の一部とに
より決定される電圧信号がトランジスタ２１８のコレク
タ端子に発生される。

ＰＮＰ｝ランジスタ２２２のコレクタはコンデンサ２２
３を介してアースに、演算増幅器Ａ２３０の第２端子に
、抵抗２２４の第１端子に夫々結合されている。

ＰＮＰ｝ランジスタ２２２のエミツタは直列の抵抗２２
１およびポテンショメータ２２０を介して抵抗２０７の
第１端子に結合されている。

ポテンショメータ２２０のタップはポテンショメータ端
子の一方に結合されている。

抵抗２２４の第２端子はダイオード２２５のアノードに
結合している。

ダイオード２２５０カソードは単安定マルチバイブレー
タ２２８の入力と、演算増幅器Ａ２３０の出力と、抵抗
２２６の第１端子と、二進カウンタ２３２の入力端子と
に夫々結合している。

抵抗２２６の第２端子は演算増幅器Ａ２３０の第１人力
と、抵抗２２７を介して端子Ｔ１０とに結合している。

演算増幅器Ａ２３０の電源端子は抵抗２０７の第１端子
に結合され、その共通端子は共通接続体と結合されてい
る。

トランジスタ２２２、演算増幅器Ａ２３０および関連す
る回路部品により、トランジスタ２１８のコレクタにお
ける電圧で決定される周波数の一連のパルスが発生され
る。

コンデンサ２２３は値を変更できるように構成され、そ
れにより増幅器Ａ２３０の出力端子における信号の周波
数は調整できることになる。

単安定マルチバイブレータ２２８は端子ＴＩＯと、抵抗
２２９と、コンデンサ２３１に結合している。

抵抗とコンデンサは、単安定マルチバイブレータ２２８
の出力端子におけるパルスの持続時間を決定する。

単安定マルチバイブレータ２２８の出力端子は論埋ＡＮ
Ｄゲート２３５の第１端子と論埋ＡＮＤゲート２３４の
第１端子に結合している カウンタ２３２の出力はカウンタ２３３に結合している
。

カウンタ２３２の１状態信号Ｑは、ＡＮＤゲート２３４
の第２端子とＡＮＤゲート２３５の第２端子に結合して
いる。

カウンタ２３３の１状態信号ＱはＡＮＤゲート２３４の
第３端子に、カウンタ２３３の反転状態信号ＱはＡＮＤ
ゲート２３５の第３端子に夫々結合している。

ＡＮＤゲート２３４の第４人力端子とＡＮＤゲート２３
５の第４人力端子は、反転増幅器２５０の出力端子と、
抵抗２５１を介して端子Ｔ１０に結合している。

ＡＮＤゲート２３５の出力端子は抵抗２３７を介してＮ
ＰＮ｝ランジスタ２４５０ベース接続体に結合している
。

トランジスタ２４５のエミソタは共通接続体に結合し、
トランジスタ２４５のコレクタはダイオード２４１のア
ノードと変成器２４３の一次線の一方の端子に結合して
いる。

変成器２４３の一次巻線の第２端子はダイオード２４１
０カソードと、抵抗２３８を介して端子Ｔ１１と、コン
デンサ２３９を介して共通接続体に夫々結合している。

変成器２４３の二次巻線の一端は端子Ｔ２２に、変成器
２４３の二次巻線の第２端子は抵抗２４８を介して端子
Ｔ２１に夫々結合している。

端子Ｔ２１は抵抗２４９を介して端子Ｔ２２に結合して
いる。

ＡＮＤゲート２３４の出力端子は抵抗２３６を介してＮ
ＰＮトランジスタ２４４のベース接続体に結合している
。

トランジスタ２４４のエミツタは共通接続体に、トラン
ジスタ２４４のコレクタはダイオード２４０のアノード
と変成器２４２の一次巻線の第１端子に夫々結合してい
る。

変成器２４２の一次巻線の第２端子はダイオード２４０
０カソードと、抵抗２３８を介して端子Ｔ１１に夫々結
合している。

変成器２４２の二次巻線の第１端子は端子Ｔ２０に、変
成器２４２の二次巻線の第２端子は抵抗２４６を介して
端子Ｔ１９に夫夫結合している。

端子Ｔ１９は抵抗２４７を介して端子Ｔ２０に結合して
いる。

端子Ｔ１９およびＴ２０間には、増幅器Ａ２３０の出力
端子におけるエラー周波数信号の４サイクルカウント毎
に信号が供給される。

同様に端子Ｔ２１およびＴ２２間には、増幅器Ａ２３０
の出力端子におけるエラー周波数信号の４サイクルカン
ウント毎に信号が供給される。

しかしながら、端子Ｔ２１およびＴ２２間の信号は、端
子Ｔ１９およびＴ２０間の信号の後の第２のエラー周波
数カウントのとき起きる。

どちらの場合も、端子Ｔ２１とＴ２２０間またはＴ１９
とＴ２０の間の信号の持続時間は、単安定マルチバイブ
レータ２２８からの動作化パルスにより決定される。

端子ＴＩ９およびＴ２０はＳＣＲ５４に結合され、端子
Ｔ２１およびＴ２２はＳＣＲ５６に結合されている。

これら端子における信号はＳＣＲ５４およびＳＣＲ５６
を交互に導通状態にバイアスしそれによりインバータ回
路が動作する。

カウンタ２３２の反転信号Ｑ、カウンタ２３３の信号Ｑ
および反転信号Ｑ、抵抗２３８、単安定マルチバイブレ
ータ２２８の出力は、ＡＮＤゲート２３４およびＡＮＤ
ゲート２３５に似た回路に結合されている。

これら論埋ゲートと関連した回路は、電源ユニツ−Ａの
ＳＣＲインバータの動作と同じように（但し位相は外れ
ている。

）電源ユニツ｝Ｂのインバータ回路を制御する。

端子Ｔ２３ぱダイオード２５２、抵抗２５３、インバー
タ増幅器２５４を介して演算増幅器Ａ２８０の第１人力
端子に接続されている。

演算増幅器Ａ２８０の第１人力端子は更に、ダイオード
２８９のアノードと、抵抗２８７を介して抵抗５０１の
第１端子に接続されている。

抵抗５０１の第２端子は端子ＴＩＯに結合されている。

更に、抵抗５０１の第１端子は、演算増幅器Ａ２８０の
電源端子、抵抗２８８を介して演算増幅器Ａ２８０の出
力端子、抵抗２８５の第１端子に夫々結合されている。

抵抗２８５の第２端子は、演算増幅器Ａ２８０の第２人
力端子、抵抗２８６を介して共通接続体、コンデンサ２
８４を介して演算増幅器Ａ２８０の第１人力端子に夫々
結合されている。

演算増福器Ａ２８０の出力端子は、ダイオード２８９の
カソ一ド、反転増幅器２９１０入力端子、反転増幅器２
５００入力端子に夫々結合されている。

反転増幅器２９１の出力端子は、ダイオード２１７０カ
ソ一ド、抵抗２９２を介して端子Ｔ１１、抵抗２９７を
介して演算増幅器Ａ５００の第１端子、ダイオード２９
５のアノード、直列の抵抗２９３およびコンデンサ２９
４を介して共通接続体に夫々結合されている。

ダイオード２９５０カソードは演算増幅器Ａ５００の第
２人力端子と、ゼナーダイオード２９６を介して共通接
続体に夫々結合されている。

演算増幅器Ａ５００の出力は端子Ｔ３５と、抵抗２９８
を介して演算増幅器Ａ５００の第１人力端子に夫々結合
されている。

端子Ｔ１１は演算増幅器Ａ５００の電源端子と、コンデ
ンサ２９９を介して共通接続体に夫夫結合され、演算増
幅器５００の共通端子は装置の接続体に結合されている
。

好適な実施例において１５Ｖの正電圧を端子Ｔ２３に与
えると、（図示していない電源ユニッ｝Ｂを制御する論
理ＡＮＤゲートと同じように）ＡＮＤゲート２３４およ
び２３５が開き、それにより電源の出力端子Ｔ３とＴ４
の間に電圧が発生される。

端子Ｔ３５は一時的にアース電位に維持され、それによ
り以下に述べる電圧不足故障状態が動作不能化される。

そうでなげれば、電源装置の出力に電位が形成される間
に故障装置により電圧不足状態が検出され得る。

反転増幅器２９１の出力端子は、インバータ回路を制御
するエラー信号の発生を許すところの動作化電位を提供
する。

好適な実施例においては端子Ｔ２４は、正の１５Ｖ電位
を与えることにより動作状態になる。

端子Ｔ２４はダイオード２５５および抵抗２５６を介し
て反転増幅器２５γの入力端子に結合されている。

反転増幅器２５７の出力はダイオード２７９を介して抵
抗２８１の一方の端子とダイオード２８３のアノード端
子に結合されている。

抵抗２８１の第２端子は演算増幅器Ａ２８０のストロー
ブ端子に結合されている。

演算増幅器のストローブ端子にＯＶを与えると出力端子
は開放され、電気的に浮動となる。

（演算増幅器の例としては、ナショナル・セミコンダク
タ・カンパニー社の３１１型演算増幅器がある。

）抵抗２８１の第２端子はコンデンサ２８２を介して共
通接続体にも結合されている。

端子Ｔ２４を動作状態にすると電源装置はターンオフと
なる。

端子Ｔ２６およびＴ２７ぱ故障検出端子である。

約１５Ｖの正電圧が端子Ｔ２６に与えられるかＯｖが端
子２７に与えられると、電圧調整装置は電源装置の動作
を停止させる。

故障状態が存在するときこれら端子には適切な電圧が供
給される。

端子Ｔ２７はＰＮＰ｝ランジスタ２６４のベース端子と
、抵抗２６３を介して端子Ｔ１０に結合されている。

トランジスタ２６４のエミツタ端子は抵抗２６６を介し
てアースと、ダイオード２６５を介して端子Ｔ１０に結
合されている。

トランジスタ２６４のコレクタは抵抗２６１を介して端
子Ｔ２６と、反転増幅器２６２の入力端子に夫々結合さ
れている。

反転器２６２の出力端子はダイオ一ド２６７を介して抵
抗２６８の第１端子に結合されている。

抵抗２６８の第２端子はコンデンサ２６９を介して共通
接続体と、演算増幅器Ａ２７０のストローブ端子に夫々
結合されている。

端子Ｔ２７に（ほぼ）ＯＶを与えるか端子Ｔ２６に１５
Ｖの正電圧を与えると、増幅器Ａ２７０の出力端子は電
気的に開牧され、浮動状態になる。

演算増幅器Ａ２７０の出力端子は反転増幅器２９０およ
びダイオード２８３を介して抵抗２８１の第１端子に結
合されている。

端子Ｔ２６またはＴ２７に適切な故障状態信号を与える
ことにより、演算増幅器Ａ２８０の出力端子は電気的に
開放される。

したがって、動作化電圧を電源ユニットのＳＣＲ素子の
制御グリッドに与えるのを禁止することにより、電源装
置の動作は停止する。

演算増幅器Ａ２７０の第１人力端子は端子Ｔ３１に結合
されている。

端子Ｔ３１により、電圧調整回路がリセットされると共
に故障検出装置の回路もリセットされる。

端子Ｔ２５ぱリセット端子である。

好適な実施例において端子Ｔ２５に正の１５Ｖ信号を与
えると、演算増幅器Ａ２７０したがって演算増幅器Ａ２
８０は、端子Ｔ２３に適切な信号を与えると電源装置の
動作が回復できる状態になる。

端子Ｔ２５はダイオード２６０、抵抗２５８、反転増幅
器２５９、ダイオード２７１を介して演算増幅器Ａ２７
０の第１人力端子に結合されている。

演算増幅器２７０の第１人力端子はコンデンサ２７２を
介して演算増幅器Ａ２１０の第２人力端子に結合されて
いる。

演算増幅器Ａ２７０の第２人力端子は抵抗２７４を介し
て共通接続体と、抵抗２７３の第１端子は、抵抗２７５
を介して演算増幅器Ａ２７０の第１人力端子、抵抗２７
６を介して演算増幅器Ａ２７０の出力端子、演算増幅器
Ａ２７０の電源端子に夫々結合されている。

演算増幅器Ａ２７０の第１人力端子はダイオード２７８
を介して演算増幅器Ａ２７０の出力端子に結合されてい
る。

端子Ｔ１０およびＴ１１は電圧調整装置の電源端子であ
る。

好適な実施例においては、共通接続体に対して＋５ｖの
電圧が端子Ｔ１０に供給され、共通接続体に対して＋２
４Ｖの電圧が端子Ｔ１１に供給される。

第３図および第４図には故障状態検出用装置が示してあ
る。

故障状態出力端子Ｔ２γは第２図の電圧調整回路の入力
端子Ｔ２７に結合され得る。

故章検出出力端子における「０」二進論埋レベルは電圧
調整回路に故障の存在を知らせる。

故障検出回路出力端子Ｔ２７の正の二進論埋レベルは制
御ロジックに故障状態の検出されないことを知らせる。

故障状態出力端子の信号は演算増幅器Ａ２４により供給
される。

演算増幅器Ａ２４の出力端子は抵抗３００を介して故障
状態出力端子Ｔ２７に結合されている。

演算増幅器Ａ２４は抵抗３１０の第１端子と、コンデン
サ３０９を介して共通接続体に夫々結合されている。

抵抗３１０の第２端子は端子Ｔ１０に結合されている。

抵抗３１０の第１端子は、直列の抵抗３０１およびダイ
オード３０２に並列の抵抗３０３を介して、演算増幅器
Ａ２４の出力端子に結合されている。

ダイオード３０２は発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、
演算増幅器Ａ２４の出力端子が故障状態を検出している
ことを表示しているとき発光する。

抵抗３１０の第１端子は抵抗３０５を介して演算増幅器
Ａ２４の第１人力端子に結合している。

演算増幅器Ａ２４の第２人力端子は、コンデンサ３０８
を介して演算増幅器Ａ２４の第１人力端子、抵抗３０７
を介して共通接続体、抵抗３０６を介して抵抗３１０の
第１出力端子に夫々結合されている。

フィードバック抵抗３０４は、演算増幅器Ａ２４の第１
人力端子と出力端子の間に結合されている。

演算増幅器Ａ２４のストローブ端子は抵抗３１１、ダイ
オード３１２および抵抗３１４を介して端子Ｔ３１に結
合されている。

抵抗３１４とダイオード３１２０間の点はコンデンサ３
８３を介して共通接続体に結合されている。

端子Ｔ３１が「０」二進論理信号を受取ると、演算増幅
器Ａ２４の出力は電気的に開放され、故障検出装置出力
端子Ｔ２７に正の二進論埋信号が発生される。

端子Ｔ３１ぱ電源装置のリセット中「０」二進論埋信号
にセットされ、電圧調整回路の動作を停止させる故障状
態信号が除かれる。

演算増幅器Ａ２４の第１人力端子は端子Ｔ３３に接続さ
れている。

端子Ｔ３３は故障状態が存在しないとき正の二進論埋信
号を有し、い《つかの故障状態の内の１つが存在すると
き「０」二進論埋信号を有する。

端子Ｔ３３にはサーモスタット３７０が結合されている
。

サーモスタットは、電源装置（例えば冷却板）の過熱に
よりサーモスタット３７０のスイッチカ潤じ、端子Ｔ３
３がアースに結合され、故障状態が出力端子Ｔ２７に通
知されるーように構成されている。

演算増幅器Ａ２０の出力端子は、端子Ｔ３およびＴ４に
おげる電源装置の出力電圧が所定値を超えたとき、端子
Ｔ３３に「０」二進論埋信号を発生する。

演算増幅器Ａ２０は抵抗３１６を介して端子Ｔ１１に、
コンデンサ３１５を介して共通接続体に夫々結合されて
いる。

演算増幅器Ａ２０の第２人力端子は、抵抗３１８を介し
て端子Ｔ５０と、コンデンサ３１７を介して共通接続体
に夫々結合されている。

演算増幅器Ａ２０の第１人力端子は、ゼナーダイオード
３２４から成る基準電圧源に並列になった直列回路、す
なわち抵抗３２８ポテンショメータ３２７および抵抗３
２６から成る抵抗分圧回路網に結合されている。

安定な基準電圧を発生するゼナーダイオードは端子Ｔ１
１から抵抗３５２および３２５を介して電流を受取る３
演算増幅器Ａ２０の第４入力端子はコンデンサ３２９を
介して共通接続体に結合されている。

演算増幅器Ａ２１はゼナーダイオードの決定する基準電
位に結合されている。

演算増幅器Ａ２０の機能は、ゼナーダイオード３２４お
よび関連した抵抗分圧回路網の決定する基準電圧より端
子Ｔ５０の電圧が大きくなったとき端子Ｔ３３に「０」
レベル信号を発生することである。

故障検出装置の共通接続体と端子Ｔ５０は電源装置の出
力端子Ｔ３およびＴ４に結合されている。

同様に、演算増幅器Ａ２１ぱ、演算増幅器Ａ２１の第１
人力端子に供給される電圧が所定値より下ると端子Ｔ３
５に「０」二進信号を発生する。

演算増幅器Ａ２１の第１人力端子に供給される電圧の大
きさは、抵抗３３０および３３１から成る抵抗分圧回路
網の抵抗比により減少される。

演算増幅器Ａ２１の第１人力端子は、抵抗３１９を介し
て端子Ｔ５０と、コンデンサ３２０を介して共通接続体
に夫々結合されている。

更に、演算増幅器Ａ２１は、抵抗３２１およびダイオー
ド３２２を介して電圧不足禁止端子Ｔ３５に結合したス
トローブ端子を有する。

電圧不足禁止端子Ｔ３５は、電源装置の動作禁止中電圧
調整装置から「０」論理信号を受取る。

これにより、電圧形成中の電圧不足状態によって故障状
態が端子Ｔ３３に現われるのが阻止される。

第３図の残りの部分は、電源装置から出る負荷電流が選
定値を超えたことを検出するためのものである。

検出の仕方は第４図を参照すれば一層明らかであろう。

第４Ａ図には負荷電流の主導体がｒｌｏＩＪで示してあ
る。

主電流導体は磁性材コア１００を通過している。

２つのコイル１０２および１０３が磁気コア１００に巻
かれている。

第４Ｂ図に理想的ヒステレシスループが曲線１１０で示
してある。

巻線１０３０所定直流電流に対し、ヒステレシスループ
の動作点は「点ＡＪで示してある。

小さな負の電流パルスが周期的に巻線１０３に供給され
る。

これにより磁界強さＨは「ｄ′」で示してあるように定
常動作点Ａ′から周期的に変化する。

導体１０１の負荷電流が増加すると、動作点は（コイル
１０３の直流電流の方向の選定により）磁界強さＨに沿
って動作点Ａ′へ移動する。

動作点Ａ′より下の磁界強さの周期的変化は、第４Ｂ図
に［Ｊ′」で示してある。

電流が変化して動作点がＡ″′で示してあるようにヒス
テレシスループの「変り目」近くにくると、ｕａ″′」
で示した負の電流パルスにより磁界強さはヒステレシス
ループの屈曲部「Ｄ」を過ぎる。

磁界強さがヒステレシスループの「変り目」を超えると
、磁気コイルにおける磁束密度が大巾に変化する。

この磁束密度の変化によりコイル１０２に電圧が生じる
。

このようにして、コイル１０３の定常電流値により決る
動作状態を選定することにより、負荷電流が選定した値
を超えたときコイル１０２に電圧が検出されるようにな
る。

この動作点の値は、負荷電流を最大許容値としコイル１
０２の信号で過大電流状態に基づき電源装置を停止させ
るように選定できる。

再び第３図において、コイル１０３の第１端子は抵抗３
３９を介して端子Ｔ１１と、コンデンサ３４０を介して
共通接続体に夫々結合されている。

コイル１０３の第２端子はトランジスタ３０のコレクタ
に結合されている。

トランジスタ３０のエミツタは抵抗３４１およびポテン
ショメータ３４２を介して共通端子に結合されている。

ポテンショメータ３４２０両端子はコンデンサ３４３の
端子に、ポテンショメータ３４２の可動端子は固定端子
の一方に夫々結合されている。

トランジスタ３００ベースは、並列のコンデンサ３４４
およびゼナーダイオード３４５に直列の抵抗３４６を介
して共通接続体に結合している。

トランジスタ３００ベースは抵抗３４９を介してゼナー
ダイオード３５１に結合している。

この構成によりトランジスタ３０に直流バイアスが与え
られ、コイル１０３に直流電流が流れる。

トランジスタ３０の電流の周期的変動は、トランジスタ
３００ペースを抵抗３４７およびダイオード３４８を介
して演算増幅器Ａ２２の出力端子に結合することにより
発生される。

演算増幅器Ａ２２はゼナーダイオード３５１に結合され
ている。

ゼナーダイオード３５１は抵抗３６６を介して演算増幅
器Ａ２２の第２人力端子に結合されている。

演算増幅器Ａ２２の第２人力端子は、コンデンサ３６５
を介して共通接続体に、抵抗３６７およびダイオード３
６８を介して増幅器Ａ２２の出力端子に夫々結合されて
いる。

演算増幅器Ａ２２の出力端子は抵抗３５７および抵抗３
５４を介して演算増幅器Ａ２２の第１人力端子に結合さ
れている。

演算増幅器Ａ２２の第１人力端子は抵抗３５３を介して
共通接続体に結合されている６抵抗３５４と３５７の間
の接続点は抵抗３５５および３５６を介して端子Ｔ１０
に結合されている６抵抗３５５と３５６の間の接続点は
コンデンサ３５８を介して共通接続体に結合されている
。

この回路構成により演算増幅器Ａ２２はその出力端子に
周期的に変化する電圧を発生する。

トランジスタ３００ベースがダイオード３４８と抵抗３
４７に結合しているので、出力端子電圧の変動によりコ
イル１０３を流れる電流も周期的に変動する。

電源の電流が選定値より大きいとコイル１０２に周期的
変化電圧が生じる。

コイル１０２はアースと演算増幅器Ａ２３の第２人力端
子との間に結合されている。

演算増幅器Ａ２３の第２人力端子は並列の抵抗３３７お
よびダイオード３３８を介して共通接続体に結合されて
いる。

演算増幅器Ａ２３の第１人力端子は並列のコンデンサ３
３５およびゼナーダイオード３３６を介してアースに結
合されている。

演算増幅器Ａ２３の第１人力端子は抵抗３３４および３
３２を介して端子Ｔ１１に結合されている。

抵抗３３４と３３２の間の接続点はコンデンサ３３３を
介して共通接続体に結合され、更に演算増幅器Ａ２３の
電源端子にも結合されている。

演算増幅器Ａ２３の出力端子は端子Ｔ３３に結合されて
いる。

コイル１０２に交番電圧が現われると、演算増幅器Ａ２
３の出力端子は「０」二進論埋状態となる。

この状態により端子Ｔ２７には「０」二進論理信号すな
わち故障状態信号が現われる。

演算増幅器Ａ２２の出力端子は単安定マルチバイブレー
タＭＩＯの入力端子に結合されている。

単安定マルチバイブレータＭ１０は抵抗３６２を介して
端子ＴＩＯに、コンデンサ３６１を介して共通接続体に
夫々結合されている。

抵抗３６０およびコンデンサ３５９は単安定マルチバイ
ブレータＭＩＯに結合されており、マルチバイブレータ
ＭＩＯが非安定状態ととどまる時間を決定する。

したがって抵抗３６０およびコンデンサ３５９は単安定
マルチバイブレータＭ１０の時定数を決定する。

演算増幅器Ａ２２から電圧パルスを与えると、単安定マ
ルチバイブレータＭ１０は非安定状態となる。

単安定マルチバイブレータは上記時定数により決定され
る時間の間非安定状態にとどまる。

その後演算増幅器Ａ２２からパルースが与えられないと
、単安定マルチバイブンータは安定状態となり、ダイオ
ード３６３を介して端子Ｔ３３へ「０」二進論埋信号を
与える。

時定数の決定する時間の間に増幅器Ａ２２から別のパル
スが与えられると、単安定マルチバイブレータは非安定
状態にとどまり、出力端子に正の論理信号力難持される
。

このようにして単安定マルチバイブレータにより発振器
の動作で過電流感知装置の動作が検証される。

この装置が存在しないと、演算増幅器Ａ２２または関連
回路の故障により検出できない過電流状態がそのまま存
在することになる。

端子ＴＩＯおよびＴ１１は能動回路素子に電圧を供給す
る端子である。

好適な実施例では、＋５Ｖが端子ＴＩＯに＋２４Ｖが端
子Ｔ２４に供給される。

次に実施例装置の動作を説明する。

第１図には電源装置の電源ユニットＡが詳し《示してあ
る。

好適な実施例においては２つの相似な電源ユニットＡお
よびＢが用いられる。

入力電圧レベルが比較的小さいときは電源ユニットＡは
電源ユニットＢに並列に結合される。

すなわち、端子Ｔ１は端子Ｔ５に端子Ｔ２は端子Ｔ６に
夫々結合される。

入力電圧が比較的大きいときは、電源ユニットＡは電源
ユニッ｝Ｂと直列に結合される。

すなわち端子Ｔ２は端子Ｔ５に入力電圧は端子Ｔ１およ
びＴ６間に夫々結合される。

直列に結合すると、比較的大きな入力電圧は電源ユニッ
トＡとＢに等しく分配される。

第１図には明瞭にするために２つの入力端子が示してあ
る。

しかしながら、好適な実施例では電源装置に３相電圧を
与える３つの入力端子を整流器に結合しても良い。

第１図の点線「１００」で囲んだ部分は突入電流制限装
置である（動作について米国特許願第３２００３８号参
照）。

コンデンサ５１は電源装置用蓄積コンデンサである。

抵抗１２７は蓄積コンデンサ５１用プリーダ抵抗である
。

ＳＣＲ５４を導通状態に切換えるとエネルギーはコンデ
ンサ５２からインダクタ６０へ転送される。

この回路網は低損失（高いＱ）回路であるので、ＳＣＲ
５４が導通状態になるとエネルギーはダイオード６２を
逆に通り、ダイオード６５により別の（短縮した）半サ
イクルがもたらされる。

ＳＣＲ５６に関連した回路は、位相が外れている点を除
いて同じように動作する。

その結果、変成器７２と７３における電圧はほぼ正弦波
である。

好適な実施例では電源装置はインバータ回路の負荷とな
らない。

したがって一方の出力端子組（Ｔ３およびＴ４）を制御
装置でモニターするだけで十分な調整が達成される。

他方の端子組の電流が太き《なると、端子Ｔ３とＴ４の
電圧が低下する。

第１図の電源ユニットの等価出力端子は一緒に結合され
る。

したがって、電源ユニットの両部分が出力電力に寄与す
る。

電源装置の提供する電力量は、ＳＣＲ５４および５６の
点弧速度を変更することにより変えられる。

点弧を早めることにより電流が大きくなり、端子Ｔ３お
よびＴ４に高い電圧が提供される。

ＳＣＲＯ点弧は電源装置の制御装置の電圧調整回路によ
り決定される。

第２図には制御装置の電圧調整回路が示してある。

出力端子Ｔ３およびＴ４の電圧は電圧調整フィードバッ
ク回路に供給される。

この電圧はゼナーダイオード２０８の決定する基準電圧
レベルと比較される。

電源装置出力電圧と基準電圧の比較は演算増幅器Ａ２１
０で行われる。

電圧差はトランジスタ２１８において等価な電流変化に
変換される。

次にこの電流変化により、単安定マルチバイブレータ２
２８とカウンタ２３２，２３３に供給される信号の周波
数は変更される。

なお、この信号はトランジスタ２２２および差動増幅器
２３０から供給されるものである。

単安定マルチバイブレータ２２８は論理ＡＮＤゲート２
３４および２３５に対し明確な動作化パルスを発生する
。

２つのカウンタ回路の機能は、単安定マルチバイブレー
タからの出力パルスと同時に論埋ＡＮＤゲ−ト２３４お
よび２３５に対し動作化パルスを与えることであるが、
ＳＣＲ５４および５６へのトリガパルスが順次現われる
ように構成されている。

好適な実施例ではコンデンサ２２３は、等価信号周波数
を変更するように変えられ得る。

好適な実施例では、論理ゲート２３４，２３５の出力回
路に対するものと相似なバイアス回路は、電源ユニツ｝
ＢのＳＣＲインバータ素子のために設げてある。

カウンタ回路はパルス提供し、それにより電源ユニッ｝
ＡのＳＣＲ素子のトリガ時間の間において電源ユニット
ＢのＳＣＲインバータ素子が導通状態ヘトリガされる。

論理ＡＮＤゲート２３４および２３５は反転増幅器２５
０の出力により開電圧調整回路の動作を開始させるため
に、端子Ｔ２３に（実施例では＋１５Ｖの）正の電圧が
与えられる。

この電圧の供給により「０」二進論理信号が演算増幅器
Ａ２８０の出力端子へ供給される。

この論埋信号は反転増幅器２５０に与えられ、論理ＡＮ
Ｄゲートが開き、電源ユニットのＳＣＲ素子は励振され
る。

演算増幅器Ａ２８０の出力における「０」二進論埋信号
により、インバータ２９１の出力端子に正の二進論理信
号が生じる。

この論理信号は少くとも２つの目的に使用される。

第］には、この信号により演算増幅器Ａ２１０に出力が
生じそれにより電圧端子Ｔ３およびＴ４の調整が可能と
なる。

第２には、この正の二進論理信号により増幅器Ａ５００
が動作し、「０」二進論埋信号が端子Ｔ３５へ供給され
る。

端子Ｔ３５における信号の機能は、電圧が端子Ｔ３およ
びＴ４間に確立されるまで故障検出装置を一時的に動作
不能にすることである。

故障装置は、もし動作不能にされないと直ちに出力端子
Ｔ３およびＴ４における電圧不足を感知し、故障状態が
検出されたと認めて電源装置の動作を停止させる。

したがってこの故障状態検出装置は電源装置の動作開始
時に一時的に動作不能にされなければならない。

上記電源装置動作を終了させるために、正の電圧信号が
端子Ｔ２４へ供給される。

この電圧信号は抵抗２８１を介して演算増幅器Ａ２８０
のストローブ端子すなわち動作不能化端子へ供給される
，端子Ｔ２４に正の電圧が存在するとき演算増幅器Ａ２
８０は浮動状態となり、反転増幅器２９１および２５０
の出力信号は「０」二進論埋信号となる。

これら増幅器の出力端子に「０」二進論埋信号が存在す
ると電圧調整回路の動作すなわち電源装置の動作が停止
する。

端子Ｔ２６へ供給される正の信号（好適な実施例では＋
１５Ｖ）または端子Ｔ２７へ供給される「０」電圧信号
が電圧調整回路に故障状態の存在を知らせる。

電圧調整装置は検出された故障状態に応答して動作を停
止し電源ユニットのＳＣＲ素子をもはや導通状態へトリ
ガしなくなる。

故障状態では演算増幅器Ａ２７０のストロープ端子すな
わち動作不能化端子へ０電位が与えられて増幅器Ａ２７
０は動作しな《なる。

更に、演算増幅器Ａ２７０の動作停止により、自動的に
回路素子２９０および２８３を介して演算増幅器Ａ２８
０の動作が停止する。

したがって、故障状態が検出されると電圧調整回路全体
が動作を停止して電源ユニツ｝Ａのインバータ回路の動
作が停止する。

端子Ｔ２５は故障状態が検出されかつ電圧調整回路の動
作が停止した後用いられる。

端子Ｔ２５に正の信号（実施例では＋１５ｖ）が供給さ
れると、電圧調整回路の演算増幅器Ａ２８０およびＡ２
７０に関連した回路状態と共に故障検出装置の演算増幅
器Ａ２４に関連した回路状態もリセットされる。

しかしながら故障状態が端子Ｔ２６またはＴ２７から除
かれると直ちに演算増幅器は動作不能となる。

リセット機構は、端子Ｔ２７に動作用電圧を与える素子
が「オン」位置に切換えられると自動的に動作状態にセ
ットされる。

第３図には故障検出装置が示してある。

端子Ｔ２７は第２図の端子Ｔ２７に接続されている。

「０」二進論埋信号を与えると電圧調整回路は動作を停
止する。

故障状態は端子Ｔ３３における二進論理信号の状態によ
り決まる。

サーモスタット素子が過熱すると端子Ｔ３３に「０」二
進論埋信号が供給される。

冷却素子が過熱した場合、サーモスタット３７００制御
素子がアースに結合され、「０」二進論埋信号が発生さ
れ、電圧調整装置は動作を阻止される。

演算増幅器Ａ２１は端子Ｔ３およびＴ４における電圧不
足状態をモニターし、演算増幅器Ａ２０は端子Ｔ３およ
びＴ４における電圧過大状態を決定する。

上述したように電圧不足検出装置は、電源装置の動作初
期すなわちその時当然存在する電圧不足のとき動作不能
にされ、電圧不足検出装置の動作不能化は電圧調整回路
から端子Ｔ３５へ信号を与えることにより達成される。

電流過大状態を検出するために、所定周波数の信号を発
生する演算増幅器Ａ２２が使用される。

第４Ａ図において、直流を含むこの信号は磁性材コア１
００に巻かれているコイル１０３に供給される。

電源装置の出力導体（接続体７３）はコア１００の中心
を貫通している。

電源装置の出力導体における電流が所定値を超えると、
コイル１０３つ電流の直流成分によるコア１００の磁界
強さＨに対する影響は負荷電流によるコア１００の磁界
強さＨにより平衡され、コイル１０３に供給される交流
成分による信号がコイル１０２に発生される。

コイル１０２における信号発生により、端子Ｔ３３に「
０」二進論埋信号が発生され、端子Ｔ２７に故障信号が
発生される。

検出した故障状態により電源装置のインバータ回路の動
作が阻止される。

電流過大状態の重大さ、電力の供給される電源素子に対
する故障の起こる可能性の故に、別の保護手段を設け得
る。

単安定マルチバイブレータＭｈｏは演算増幅器Ａ２２の
出力に結合されている。

発振器の停止や発振周波数のかなりの低下により、単安
定マルテバイブレータＭＩＯは素子３５９および３６０
により決定される時間の後安定状態に戻り、「０」論埋
信号が端子Ｔ３３に供給される。

【図面の簡単な説明】

第１図は多重電源装置の電源ユニット部分の回路図、第
２図は電源装置の選定した出力電圧を調整する制御装置
の電圧調整部の回路図、第３図は電源装置の選定した端
子における故障状態をモニターし動作停止用信号を発生
する部分の回路図、第４Ａ図は出力電流をモニターする
のに使用する部分の概略図、第４Ｂ図は動作説明用のグ
ラフ、である。 図面において、Ｔ１，Ｔ２は交流入力端子、２２は整流
器、１００は突入電流制限装置、１５５，１５６は結合
装置、Ｔ３，Ｔ４は出力端子、２３２，２３３はカウン
タ、２２８は単安定マルチバイブレータ、３７０はサー
モスタット、第４Ａ図において、１００はコア、１０１
は導体、１０２，１０３はコイル、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流中間信号を生成する電荷を蓄積するための手段
   と、入力電源から電荷を転送し該電荷を前記蓄積手段に
   供給するための入力装置と、前記蓄積手段に接続された
   スイッチング素子を備えて前記直流中間信号から交流信
   号を生成するインバータ回路と、該インバータ回路に接
   続され、前記交流信号から少な《とも１つの直流出力信
   号を生成する少なくとも１つの出力装置とを備えた第１
   の電源ユニットと、 該第１の電源ユニットと同一の構成を有し、かつ前記入
   力電源の電圧レベルに応じて前記第１の電源ユニットの
   入力装置に並列または直列のいずれか一方に接続される
   入力装置と、前記第１の電源ユニットの各対応出力装置
   に接続された出力装置とを有する第２の電源ユニットと
   、 前記第１または第２の電源ユニットの直流出力信号の１
   つを基準信号と比較するための手段と、中間信号を生成
   するための手段と、前記比較手段の此較結果に基づいて
   該中間信号の周波数を変化させるための手段と、前記中
   間信号の周波数によって決定される速度で前記第１およ
   び第２の電源ユニットのインバータ回路のスイッチング
   素子を作動させるための手段とを備えた電圧制御装置と
   、該電圧制御装置に接続され、電源装置の予め定められ
   た故障状態に応答して電源装置の動作を停止させるよう
   動作不能化信号を前記電圧制御装置に供給する故障検出
   装置と、 を具備する電源装置。