JPS60227394A - 充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ この発明は、閃光放電管装置等に用いられる充電回路に
関する。

「従来技術」 一般に、閃光放電管を発光させるだめの電源として高電
圧に充電されるキャパシタが用いられる。このキャパシ
タは大容量のものが使用されるが小形化の必要性からほ
ぼキャパシタの耐圧まで充電される。この充電において
は商用交流電源を昇圧整流した電圧に−Ｃ充電されるの
でキャパシタには耐圧以上の電圧が印加され過充電され
ることがある。そこで、過電圧保護のため充電回路には
過充電防止回路が設りられている。従来の過充電防止回
路としては過電圧が検出されるとサイリスタが導通され
放電抵抗を介しＣ過電圧が放電されるもの、またはサイ
リスタの導通により過電流を通過させ充電回路のヒユー
ズを溶断させるものがある。このような従来の過充電防
止回路では放電抵抗の発熱や過電流により充電回路中の
素子の劣化を来たし信頼性に問題がある。また、ヒユー
ズの取り換えなどの作業が必要となる。

上記のような従来の欠点を解消するために特願昭５７−
１８６８４１にて充電制御に改良を加えた充電回路を提
供している。この充電回路によるとゼロクロス検出回路
が充電用サイリスク回路のサイリスタのゲートに接続さ
れ、ゼロクロス検出回路によるゼロクロス付近でサイリ
スタは導通される。これによりキャパシタが充電される
。

ところで、ゼロクロス検出回路にはツェナーダイオード
が設けられているがこのツェナーダイミートは漏れ電流
があり、特に高電圧が発生覆る充電回路においては漏れ
電流によりゲート抵抗に高いゲート電圧が発生しサイリ
スタが不所望にオンしてしまい過充電する恐れがある。

これを避けるためにはゲート抵抗の抵抗値を小さくすれ
ばよいが抵抗値を小さくするとサイリスタのオンする時
間が遅れ素早い充電がおこなえなくなる。

［目的］ この発明は誤動作なく素早く安定した充電が行なえる充
電回路を提供することにある。

し概要］ この発明によると、交流高電圧電源回路に接続されキャ
パシタに充電電圧を供給−するサイリスタ回路と交流低
圧電源回路に接続され交流のゼロクロス付近を検出する
ゼロクロス検出回路とこのゼロクロス検出回路の出力に
応じてサイリスタ回路を非電気的結合により制御づ−る
回路とで構成される充電回路が提供される。

［実施例］ 図において、トランス１２は商用交流電源に接続される
一次巻線１１とＡＣＩＯＶ（ボルト）の電圧を発生する
低圧二次巻線１２とＡＣ３００Ｖを発生する高圧二次巻
線１３とを有する。低圧二次巻線１２は抵抗１４を介し
てフォトカプラ１５．１６に接続される。フォトカプラ
１５．１６は低圧交流のゼロクロス付近を検出するため
に設けられている。従って、フォトカプラ１５．１６の
発光ダイオード１５ｅ　、　１６ｅは互いに逆極性に接
続される。

また、トランス１０の二次巻線は整流回路１１に接続さ
れる。整流回路１７の正負端子間にキャパシタ１９が接
続され、正端子はレギュレータ１８の一入力端子に接続
される。レギュレータの出力端子は正ラインＰＬ１に接
続される。正負ラインＰ［１゜ＮＬｉ間にキャパシタ２
０坪接続される。正ラインＰＬ１は抵抗２１を介してフ
ォトカプラの発光ダイオート２２ｅ及びサイリスタ２４
のアノードに接続される。発光ダイオード２２ｅのカソ
ードは発光ダイオード２３を介して負ラインＮＬＩに接
続される。サイリスタ２４のカソードはラインＮＬ１に
接続され、ゲートはキャパシタ２５を介してラインＮＬ
Ｉに接続される。抵抗２Ｇ、２７．２８は直列に接続さ
れ正負ラインＰＬＩ、ＮＬＩ間に接続される。抵抗２６
と可変抵抗２１との接続点はコンパレータ２９の非反転
入力端に接続される。コンパレータ２９の出力端はＮＡ
ＮＤゲート３ｏの一方入万端に接続される。ＮＡＮＤゲ
ート３０の他方入力端は抵抗３１を介してラインＰＬＩ
に接続されると共にフォトカプラ１５．１６のフォトダ
イオード１５ｒ、　１６ｒの］レクタ・エミツタ路を介
してラインＮＬ１に接続される。ＮＡＮＤゲート３ｏの
出力端はパルス発生回路ＰＧＣのＮＡＮＤゲート３４の
一方入力端に接続される。ＮＡＮＤゲート３４の出力端
はキャパシタ３５を介してＮＡＮＤゲート３６の入力端
に接続されると共に抵抗３７に接続される。

ＮＡＮＤゲート３６の出力端はＮＡＮＤゲート３４の他
方入力端に接続されると共にインバータを介してトラン
ジスタ３９のヘースに接続される。

トランジスタ３９のエミッタは抵抗４０を介してライン
ＮＬ１に接続され、コレクタは抵抗４１を介してフォト
カプラ４２の発光ダイオード４２ｅのカソードに接続さ
れる。

トランス１０の二次巻ｍ１３はサイリスタ４３，４４゜
４５．４６で構成されるサイリスクインバータ回路ＴＩ
Ｃの交流入力部に接続される。サイリスタ４３．４４の
カソードはダイオード４７．４８を夫々介してフォトカ
プラ４２のフォトダイオード４２ｒのアノードに接続さ
れる。サイリスタ４３．４４のカソード・ゲート間にゲ
ート抵抗４９．５０が人々接続される。サイリスタ４３
．４４のゲートは抵抗５１，５３を夫々介してダイオー
ド５２．５４のカソードに接続される。ダイオード５２
．５４のアノードはフォトカプラ２２のフォトサイリス
タ２２ｒのカソードに接続される。フォトサイリスタ２
２ｒのアノードはサイリスタ４３．４４のアノードに接
続された負ラインＮＬ２に接続される。フォトサイリス
タ２２ｒのゲートはキャパシタ５５を介してカソードに
接続される。

す゛イリスタ４５．４６のカソードは正ラインＰＬ２に
接続され、ゲートは抵抗５７．５８を夫々介して互いに
接続されると共に抵抗５９，６０を夫々介してフォトサ
イリスタ４２ｒのカソードに接続される。フォトサイリ
スタ４２ｒのゲートはキャパシタ６２を介してカソード
に接続される。抵抗６３゜６４．６５の直列回路がライ
ンＰＬ１．ＮＬＩ間に接続される。抵抗６３．６４の接
続点はバリスタ６６、抵抗６７．６８を介してラインＮ
Ｌ２に接続される。抵抗６７．６８の接続点はサイリス
タ２４のゲートに接続される。ラインＰＬ２．ＮＬ２間
に直列に接続された抵抗６９．７０の接続点は］ンバレ
ータ２９の反転入力端に接続される。ラインＰＬ２．Ｎ
Ｌ２に抵抗１１゜フォトダイオード１２．ツェナーダイ
オード７３が直列に接続される。主キャパシタ７４がラ
インＰＬ２．ＮＬ２間に接続される。ラインＰＬ１はチ
ョークコイル１５とダイオード７６の並列回路を介して
閃光放電管７７の一方電極に接続される。閃光放電管１
１の他方電極はサイリスタ７８を介してラインＮＬ１に
接続される。サイリスタ７８のカソードとゲート間には
抵抗７９が接続される。トリ力回路８０は閃光放電管１
７のトリカミ極及びサイリスタ７８のゲートに接続され
る。

次に上記回路の動作を説明する。電源が投入されると二
次巻線１２．１３にはＡＣＩＯＶおよび３００Ｖが発生
する。ＡＣＩＯＶは整流回路１１によって整流されキャ
パシタ１９により平滑されてレギュレータ１８に供給さ
れる。レギュレータ１８からはＤ０８Ｖの電圧が出力さ
れる。ＤＣ８■によって発光ダイオード２２ｅ、　２３
に電流が流れるとこれら発光ダイオード２２ｅ、　２３
は点灯する。

発光ダイオード２２ｅの点灯によりフォトダイオード２
２ｒは導通する。このとき、抵抗４９．５０に電圧が生
じサイリスタ４３．４４は導通する。発光ダイオード２
３の発光によって“充電°゛が知らされる。］ンパレー
タ２９の非反転入力端子には主キャパシタ７４の定格充
電電圧、例えば３００Ｖに対応する基準電圧が印加され
る。この基準電圧は抵抗２６．２８．可変抵抗２７及び
抵抗６９．７０の抵抗値を適度に設定することにより得
られる。主キャパシタ７４が定格まで充電されていなと
］ンパレータ２９はＨレベルを出力する。

一方、フォトカプラ１５．１６の発光ダイオード１５ｅ
、１６ｅは交流電圧に応じて交互に点灯する。

この場合、発光ダイオードは順方向電圧が０．７Ｖ以上
で点灯する。即ち、発光ダイオード１５ｅ、　１６ｅは
ゼロクロスから０．７Ｖに達する時間ｔだけ共に消灯し
て交互に発光する。発光ダイオード１５ｅ、　１６ｅド
１５ｅ、　１６ｅはゼロクロスから０．７Ｖに達する時
間ｔだけ共に消灯して交互に発光する。発光ダイオード
１５ｅ、　１６ｅの発光に応してフォトトランジスタ１
５ｒ、　１６ｒは間隔ｔで交互に導通する。従って、Ｎ
ＡＮＤゲート３０にはパルス幅ｔのＨレベルパルスが入
力される。

このＨレベルパルスはＮＡＮＤゲート３０により反転さ
れパルス発生回路ＰＧＣのＮＡＮＤゲート３４に入力さ
れる。パルス発生回路はＮＡＮＤゲート３０の負パルス
に応答してキャパシタ３５及び抵抗３７の時定数に応じ
たパルスを発生する。時定数は５０１−１　ｚの半サイ
クルより大きく６０ザイクルの１サイクルよりも小さい
パルス幅が得られるように設定される。このパルス幅設
定の理由としてはこの発明の充電回路を５０　Ｈｚ及び
６０Ｈｚに共用できるようにするためであり５０Ｈｚの
ゼロクロス間隔と６０Ｈｚのゼロクロス間隔とのずれに
よる誤動作を防ぐために設定されている。パルス発生回
路ＰＧＣのパルスがインバータ３８を介してトランジス
タ３９に入力されるとこのトランジスタ３９はパルスに
応じてオン、オフする。トランジスタ３９がオンしたと
きフォトカプラ４２の発光ダイオード４２ｅが点灯する
。このとき、フォトサイリスタ４２ｒは導通する。する
と、抵抗５７．５８に電流が流れこれらの抵抗５７．５
８に電圧が生しる。これらの電圧がサイリスタ４５．４
６のゲートに印加されるとサイリスタ４５．４６が導通
する。このとき、例えばサイリスタ４５のカソードに交
流の正電圧が印加されているとサイリスタ４５−主キャ
パシタ７４−サイリメタ４４を介してトランス１０の二
次巻線１３に戻る充電電流が流れる。次に、サイリスタ
４６のアノードが正電圧となるとサイリスタ４６−生キ
ヤパシタ７４−サイリスタ４３を介して充電電流が流れ
る。

上記のようにして主キャパシタ７４が充電され充電電圧
が３３０Ｖ以上になるとコンパレータ２９の出力が１−
レベルに反転する。すると、ＮＡＮＤゲート３０の出力
はＨレベルとなり、パルス発生回路ＰＧＣはバルブを発
生しなくなりトランジスタ３９は非導通となる。従って
、フォトノノブラ４２は光結合しなくなりサイリスタ４
５．４６は非導通となる。故に、充電回路は形成されな
くなり充電は停止する。

主キャパシタ７４が充電完了した時点でトリガ回路８０
からトリ力信号が出力されるとサイリ支り１９が導通し
主キャパシタ１４が閃光放電管１１及びサイリスタ７９
を介して放電し閃光放電管７７を発光させる。主キャパ
シタ７４の放電により主キャパシタ７４の電圧が３３０
Ｖ以下に低下すると］ンパレータ２９の出力は再び１」
レベルとなり充電が再開される。

主キャパシタ７４の充電において充電型Ｂが３３０Ｖ以
上になってもコンパレータ２９の出力が反転しない場合
が牛し主キャパシタ１４が主キャパシタの耐圧に相当す
る３５０Ｖ以上に充電されるとバリスタ６６が導通づる
。この結果、サイリスタ２４にゲート電圧が印加されサ
イリスタ２４は導通し発光ダイオード２２ｅ、　２３が
消灯する。

従って、フォトサイリスタ２２ｒが非導通となりサイリ
スタ４３．４４がオフとなる。故に、充電回路が遮断さ
れ異常な充電が防止される。異常充電停止後に主キャパ
シタ１４の電圧が低下しバリスタ６６が非導通となって
もサイリスタ２４は導通し続けるので充電は再開されな
い。このような場合、リーイリスタ２４をオフにするた
め電源が一旦遮断され再投入される。

尚、発光ダイオード１２は充電状態を報知するために設
けられツェナーダイオード７３のツェナー電圧がＩＯＶ
に設定されると主キャパシタ１４が１０Ｖ以トに充電８
れると発光ダイン−ドア２か発光し充電状態を知らせる
。

１効果１ 高ロニ系に属する充電部が制御部と非電気的、例えば光
学的に結合されて制御されているので充電部の高圧が制
御部に影響を及ぼすことがないので充電において誤動作
が生じなくしかも素早い充電が可能となる。

尚、実施例ではフォトカプラを用いて充電部と制御部が
光学的に結合されているがホール素子を用いて磁気的に
結合してもよく、またリレーを用い−Ｃ電気機械的に結
合してもよい。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例に従った充電回路の回路図であ
る。 １５．１６．２２・・・フォトカプラ、２９・・・」ン
パレータ、３０・・・ＮＡＮＤゲート、４２・・・フォ
トカプラ、４３〜４６・・・サイリスタ、６６・・・バ
リスタ、ＰＧＣ・・・パルス発生回路、ＴＩＣ・・・サ
イリスタインバータ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源のゼロクロス付近を検出する第１手段と、前記
   第１手段と非電気的に結合され前記第１手段の出力信号
   に応答してオン、Ａフ動作し主キャパシタに充電電流を
   供給する第２手段と、前記主キャパシタの所定充電電圧
   を検出し前記第１手段からの出力を停止する第３手段と
   で構成される充電回路。