JPS61122727A - 検出回路 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は整流素子の回路として利用可能なものである。

〈発明の概要〉 本発明はプログラマプルユニジャンクンョントランジヌ
タを用い、そのヒステリシス特性を利用した回路構成に
よシ、変化する入力電圧に応じた所定の出力信号を得る
ことができる新°規且つ有用な検出回路である。

〈従来の技術〉 従来、商用交流電源電圧等は単一でなく異なる値のもの
がある為、異なった商用交流電圧を基に一定電圧の直流
出力を得る為に異なる入力電源に対し１２Ｊり換えによ
って同一出力電圧を得る回路装置が必要になる。

本出願人はこの様な回路装置として特願昭５９−１７９
９０７号により、倍圧整流と直接整流との切換を行ない
交流電源電圧の大きさに応じた所定の出力電圧を得る電
源装置を提案している一第５図にその回路図を示す。同
図において、端子ｊｌ＋ｔ２間には、抵抗２．ダイオー
ドＤ６．ツェナーダイオードＺＤ２並びに抵抗Ｒ３が直
列に接続され、抵抗Ｒ３と並列にコンデンサＣ４が接続
される。端子ｊｌ＋　ｊ２間には、さらに、抵抗Ｒ１，
ダイオードＤ５及びツェナーダイオードＺＤＩが直列に
接続され、ツェナーダイオードＺＤ１と並列にコンデン
サＣ３が接続される。

端子ｊｌ＋　　ｊ２間には、また、ダイオードプリッジ
ＤＢの交流側端子が接続され、ダイオードブリッジＤＢ
の第１の直流側端子がコンデンサＣ１゜Ｃ２を直列に介
して接地され、ダイオードブリッジＤＢの第２の直流側
端子が接地される。ダイオードブリッジＤＢの第１の直
流側端子には、さらに、高周波トランスＴの１次巻線が
接続され、この１次巻線にスイッチング素子Ｑｓｗのコ
レクタが接続され、スイッチング素子Ｑｓｗのエミツタ
が接地される。このスイッチング素子Ｑｓｗのベースに
は図示しない信号源が接続される。高周波トランスＴの
２次巻線には整流器Ｄ７と平滑コンデンサＣ５が直列に
接続され、平滑コンデンサＣ５と並列に負荷Ｒが接続さ
れる。

上述のツェナーダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ３の接続点が
トランジスタＱ１のベースに接続され、このトランジス
タＱ１のエミッタが端子ｔ２１ｃｉ続される。トランジ
スタＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ４ｅ介してソリッドヌテ
ートホトリＶ−８ＳＲの端子１に接続されるとともに、
トランジスタＱ２のベースに接続される。トランジスタ
Ｑ２のコレクタは抵抗Ｒ５を介してソリッドステートホ
トリレーＳＳＲの端子２に接続され、トランジスタＱ２
のエミッタは端子【２に接続される。

ソリッドステートホトリレーＳＳＲでは、端子１．２間
には発光ダイオードＬＥＤが接続され、端子３．４間に
ホトトライアックＰＴが接続される。そして、ソリッド
ステートホトリレーＳＳＲの端子３は端子ｔ２に接続さ
れ、ソリッドステートホトリレーＳＳＲの端子４はコン
デンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点に接続される。

端子ｊｌ　＋　　ｊ２間には、電圧が１００ｖまたは２
２０ｖの商用交流電源ｅが接続される。

以下、上述の回路の動作について説明する。

ソリッドステートホトリレーＳＳＲは、端子１゜２間に
電流を流すと、発光ダイオードＬＥＤが発光し、ホトト
ライアックＰＴが導通して、端子３゜４間が導通状態に
なる。端子１．２間に電流が流れない場合には、端子３
，４間は非導通状態になる。

抵抗Ｒ１は電圧降下用の抵抗であり、この抵抗ＲＬ、ダ
イオードＤ５．ツェナーダイオードＺＤ１並びに平滑コ
ンデンサＣ３よりなる回路の点Ｐ１において、直流電圧
Ｅ１が得られる。また、電圧降下用抵抗Ｒ２，ダイオー
ドＤ６．ツェナーダイオードＺＤ２．抵抗Ｒ３並びに平
滑コンデンサＣ４よりなる回路の点Ｐ２において、ツェ
ナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｅｚｏ２　より高
い電圧がツェナーダイオードＺＤ２に印加されたときに
のみ、直流電圧Ｅが得られる。

交流電源ｅの電圧が２２０ｖの場合、ツェナーダイオー
ドＺＤ２に印加される電圧がツェナー電圧Ｅ２Ｄ２より
高く、点Ｐ２に直流電圧Ｅが生じる。

そして、この電圧ＥによりトランジスタＱ１が導通状態
になり、抵抗Ｒ４の電圧降下により、トランジスタＱ１
のコレクタはＯｖにほぼ近いトランジスタＱ１のコレク
ク、エミ７タ間ＷＪ　和？［圧Ｖ　ＣＥｓａｔになる。

したがって、トランジスタＱ２は非導通状態に々す、ソ
リッドステートホトリレーＳＳＲの端子］、２間には電
流が流れず、ソリノドステートホｌ−ＩＪレーＳＳＲの
端子３，４間が非導通状態となる。

第６図はこのソリッドステートホトリレーＳＳＲの端子
３．４間が非導通状態のときの第５図の回・路の等何回
路を示す。この場合には、ダイオードブリッジＤＢの４
個のダイオードＤｉ、Ｄ２゜Ｄ３．Ｄ４により交流電圧
ｅが直接全波整流され、　　。

コンデンサＣＩ、Ｃ２の直列容量により平滑化されて得
られた直流電圧Ｅ、が負荷ＲＬに供給される。コンデン
サＣ１とコンデンサＣ２の静電容量値は、はぼ同じであ
る。

交流電源ｅの電圧が１００ｖの場合、ツェナーダイオー
ドＺＤ２に印加される電圧がツェナー電圧ＥＺＤ２よシ
低く、点Ｐ２において直流電圧Ｅは得られず、トランジ
スタＱ１は非導通状態になる。したがって、トランジス
タＱ２のベースに直流電圧Ｅ１が生じている点Ｐ１から
抵抗Ｒ４を通じて電流が流れ、トランジスタＱ２は導通
状態になる。この結果、ソリッドステートホトリレーＳ
ＳＲの端子１．２間に抵抗Ｒ５，トランジスタＱ２を通
じて点Ｐ１から電ｍｌが流れ、ソリッドステートホトリ
レーＳＳＲの端子３，４間が導通状態になる。

第７図はこのソリッドステートホトリレ−５ＳＲの端子
３．４間が導通状態のときの第５図の回路の等価回路を
示す。この場合には、ダイオードブリッジＤＢの２個の
ダイオードＤｉ、Ｄ２と平滑コンデンサＣ１，Ｃ２によ
り交流電圧ｅが倍圧全波整流され、直流電圧２Ｅ２が負
荷ＲＬに供給される。この直流電圧２Ｅ２は、交流電圧
ｅが１００■のほぼ２倍の２２０ｖであるときの上述の
直流電圧Ｅ１とほぼ等しい。

以上のように、交流入力電圧が２２０ｖの場合にはソリ
ッドステートホトリレーＳＳＲの端子３゜４間を非導通
とし、交流入力電圧が２２０ｖの約１／２である１　０
０Ｖの場合にはソリッドステートホトリレーＳＳＲの端
子３．４間を導通状態とすることにより、交流入力電圧
が２２０Ｖと１００Ｖのいずれにおいても、直流出力電
圧をほぼ一定とすることができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、以上の従来装置はトランジスタＱ、。

Ｑ２のベースに電圧信号を印加してソリッドステートホ
）　ＩＪレーＳＳＲの動作を制御するものであり、ＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ臨界点近傍において不安定領域が存在し、
十分な信頼性を得ることができなかった。父上記事安定
領域の発生を回避する為にはシュミット回路等が必要と
なるが、それでは回路構成が複雑化した。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明では上記問題点を解決するためにプログラマブル
ユニジャンクショントランジスタ（ＰＵＴ）を用いて電
源電圧の検出回路を構成したものである。

〈作　用〉 本発明では上記構成の採用により、信頼性の高い電圧の
検出回路を得たものである。

〈実施例〉 以下、本発明に係る検出回路の一実施例について図面を
用いて詳細に説明を行なう。

第１図に本発明に係る検出回路の一実施例を組み込んだ
倍圧・直接自動切換整流回路の回路図を示す。

第１図において、変化する（　１００Ｖ、２２０ｖ等）
交流電圧ｅが整流ダイオードＤと平滑コンデンサＣの直
列回路に加わる。そして平滑コンデンサＣの両端に直流
電圧Ｅｖを得る。抵抗Ｒ，及びツェナーダイオードＺＤ
１は上記平滑コンデンサＣの両端に接続され、上記ツェ
ナーダイオードＺＤＩの両端に一定の直流電圧Ｅｓを得
る。プログラマブルユニジャンクショントランジスタＰ
ＵＴのアノードＡとカソードに間及び抵抗Ｒ２の直列回
路には上記一定の直流電圧Ｅｓが加わる。一方ツエナー
ダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ３が上記平滑コンデンサＣ
の両端に接続され上記ツェナーダイオードＺＤ２　及び
抵抗Ｒ３の接続点と上記ＰＵＴのゲートＧとが接続慣れ
ている。

今、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧をＥｚと
し、平滑コンデンサＣの端子電圧ＥｖがＥＶ＜ＥＳ＋Ｅ
Ｚの時、ＰＵＴのゲートＧにはツェナーダイオードＺＤ
２ｔ−介して電圧が全く印加されない（Ｅｖ＝Ｅ２の時
）か、印加さ九たとしてもＥｓより小さい、従ってＰＵ
ＴのアノードＡからゲートＧを通じ抵抗Ｒ，Ｉを介して
ゲート電流が流れる（第４図のＰＴ／Ｔの等価回路図参
照）。

その為ＰＵＴはＯＮ状態になり、抵抗Ｒ２の両端に略Ｅ
ｓと等しい電圧が加わる。

一方、平滑コンデンサＣの端子電圧ＥｖがＥｖ〉Ｅ５＋
Ｅｚの時は、ＰＵＴのゲートＧにはゲート電流が流れな
い。その為ＰＵＴはＯＦＦ状態になり、抵抗Ｒ２の両端
には電圧が印加されない。

°　上記ＰＵＴを用いた電圧検出回路においては、ツェ
ナーダイオードＺＤ１　、　ＺＤ２のツェナー電圧Ｅｓ
、Ｅｚを任意に設定することにより、平滑コンデンサＣ
の端子電圧Ｅｖに対するＰＵＴの反転電圧を任意に調整
できる。又、ＰＵＴのＶ−Ｉ特性′ｌｒ−第２図に示す
が、同図の如く、ＰＵＴのＯＮ時の負性抵抗によりアノ
ード電流が一度流れ出すとＰＵＴは急激にＯＮ状態とな
り、Ｅｖの変動によって板金ゲート電流が零となっても
ＰＵＴはＯＮ状態が維持される。このＰＵＴのＯＮ状態
をＯＦＦに反転するにはゲート電圧ＥＧがＥ。＞Ｅ５を
満たすことが必要であり、この結果、ＰＵＴの反転点に
は第３図に示す様なヒステリシス特性が得られ、信頼性
の高いスイッチング動作特性を得るものである。

次に上述した様に抵抗Ｒ２の両端に電圧Ｅｓが印加され
ると、トランジスタＱｌ−１ｔＯＮとなり、平滑コンデ
ンサＣの端子電圧ＥｖがトランジスタＱ及び抵抗Ｒ５を
介してソリッドステートホトリレーＳＳＲの発光ダイオ
ードＬに電圧が加わシ点灯する。従ってホトトライアッ
クＰＴがＯＮとなる。

この時ダイオードブリッジＤＢの２個のダイオードＤ、
、Ｄ２　と平滑コンデンサＣ，，Ｃ２（ＣＩと０２は略
同−容量とする）により交流電圧ｅが倍圧全波整流され
、直流電圧２Ｅが一出力される。

尚、抵抗Ｒ２の両端に電圧Ｅｓが印加されない時は、ト
ランジスタＱはＯＦＦとなり、ソリッドステートホトリ
レーＳＳＲの発光ダイオードＬは点灯しない。従ってホ
トトライブックＰＴはＯＦＦである。この場合にはダイ
オードブリッジＤＢの４個のダイオードＤＩ　、Ｄ２　
Ｄ３　、Ｄ４によシ交流電圧ｅが直接全波整流され、コ
ンデンサＣＩ＋Ｃ２の直列容量により平滑化されて得ら
れた直流電圧Ｅが出力される。

ここでＰＵＴの反転電圧を交流入力電圧ｅとその２倍の
電圧２ｅとの間に選べば交流入力電圧がｅの時及び２ｅ
の時の両方において同一の直流出力電圧を得ることがで
きる。尚、第１図でＲ４はトランジスタＱのベース保護
抵抗５Ｒ−５は発光ダイオードＬの電流制限抵抗、ＺＤ
３は電圧Ｅｖの変化に際しても発光ダイオードＬに一定
の電圧を供給するツェナーダイオードである。

又、ダイオードブリッジＤＢの直流側端子には高周波ト
ランスＴの１次巻線が接続され、この１次巻線にスイッ
チング素子Ｑｓｗのコレクタが接続され、スイッチング
素子Ｑｓｗのエミッタが接地される。このスイッチング
素子Ｑｓｗのベースニは図示しない信号源が接続される
。高周波トランスＴの２次巻線には整流器Ｄ７と平滑コ
ンデンサＣ５が直列に接続され、平滑コンデンサＣ５と
並列に負荷Ｒが接続される。

第１図の回路ののの部分は実際にはコンデンサＣ，，Ｃ
２を除いて全てｗ−嘆集積化する。この集積化により極
めてコンパクトな整流素子が実現できるものである。逆
に言えばこの様な集積化を容易にした第１図の回路構成
は優れたものである。

又第１図の回路構成によればＰＵＴのヒステリシス特性
を利用しているので切換わり電圧付近での不安定現象が
無く、回路における消費電力が少ない等の利点を有する
。

〈発明の効果〉 本発明によれば信頼性の高い検出回路を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検出回路の一実施例を組み込んだ
倍圧・直接自動切換整流回路の回路図、第２図はＰＵＴ
のＶ−１特性グラフ図、第３図はＰＵＴのヒステリシヌ
特性グラフ図、第４図はＰＵＴの等価回路図、第５図は
従来の電源装置の回路図、第６図及び第７図は第５図の
回路の等価回路を示す回路図である。 図中、ＰＵＴ・・・プログラマブルユニジャンクション
トランジスタ ＳＳＲ・・・ソリッドステートホトリレーＺＤ＋ないし
ＺＤ３・・・ツェナーダイオードＤＢ・・ダイオードブ
リッジ 代理人　弁理士　　福　士　愛　彦（他２名）易　１区 Ｐ（ＪＴシＶ−１字デａグ°ヲ７１Ｍ 百２図 ＰＵＴ−とステυシズ臂訃ｔグ゛う７歴畜３図 ＰＵＴｐ’１ｔｂｆＪｋ＠ 前４ダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直流電源からツェナーダイオードを介してプログラ
   マブルユニジャンクショントランジスタのゲートに電圧
   を印加する構成と、上記直流電源から抵抗を介してツェ
   ナーダイオードで一定に保持した電圧を上記プログラマ
   ブルユニジャンクショントランジスタのアノードに印加
   する構成を具備したことを特徴とする検出回路。