JPS61164430A - 電源電圧切換装置 - Google Patents

電源電圧切換装置

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JPS61164430A
JPS61164430A JP60005525A JP552585A JPS61164430A JP S61164430 A JPS61164430 A JP S61164430A JP 60005525 A JP60005525 A JP 60005525A JP 552585 A JP552585 A JP 552585A JP S61164430 A JPS61164430 A JP S61164430A
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voltage
input
relay
circuit
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シユワルツ・マンフレツド
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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〕 本発明は使用されるAC電源電圧に対応して電源トラン
スの一次入カタップを自動的に切換えることができる電
源電圧切換装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の電源電圧の切換装置として、第8図のようにロ
ータリースイッチ1を用いてトランス2の一次側のタッ
プを手で切換えて、ll0V。
125■、220V、235VのACiit源に対応さ
せるようにしたものが従来から知られている。
トランス2の一次側には独立した一対の一次巻線3A、
3Bを備え、各巻線の両端及び中間タップの結線をロー
タリースイッチlで組み替えて、種々のシリアル又はパ
ラレル結線を構成することにより、上記欠<AC電源に
適合させている。
この第8図の切換装置は、AC電源を入力する前に電源
電圧に合うように予めロータリースイッチ1を切換えて
おかないと、過大電圧が二次側に発生することがあり、
器械破損の原因となる。またタップ付きの一次巻線が一
対必要であり、ロータリースイッチlも高価である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明は、−次側AC電源電圧の大きさを弁別し
て自動的にトランスタップを切換えて、二次側に過大電
圧が発生しないようにすることをその主目的とする。本
発明の別の目的は電源電圧の切換えを高い信頬度で行い
、しかも全体として低コストにすることである。
〔発明の概要〕
本発明の電源電圧切換装置は、入力切換タップを有する
電源トランス(10)と、上記電源トランスの二次出力
電圧に基づいてAC100V系入力とAC200V系入
力とを弁別する第1の弁別手段(コンパレータ24)と
、上記二次出力電圧の定格値からのずれに基づいて上記
100V系及び200■系の夫々に含まれる少なくとも
二種の電圧を弁別する第2の弁別手段(コンパレータ3
2)と、上記第1.第2の弁別手段の出力によって動作
されて上記入力切換タップを切換える第1.第2のリレ
ー(Ryl、Ry2)とを備え、上記第1、第2の弁別
手段には人力タップの切換えによる二次出力電圧の変動
に影響されないヒステリシス特性を持たせたものである
〔作用〕
2つの弁別手段と2つのリレーとによって4種の電源電
圧を切換えることができて構成が簡単であり、また弁別
手段のヒステリシス特性により入力タップ切換えによる
二次出力電圧の変動が無視されるから、信顛性の高い動
作が得られる。
〔実施例〕
第1図は本発明による電源電圧切換装置の概略ブロック
図である。第1図に示すように、電源トランス10の一
次巻線11は240■のAC電源をその両端11a、l
id間で受けることができる。二次巻線11の一方の端
子11a(OV)から20V、130Vの中間タップ端
子11b。
11cが設けられていて、これらの端子11a〜lid
の結合変更、即ち入力タップ切換えにより、110V、
125V (130V)、220VのAC入力をも受け
ることができる。
一次巻線11の端子11c、lidはリレーRy1の固
定接点12c、12dに結合され、端子11a、llb
はりレーRY2の固定接点13a、13bに結合されて
いる。また可動接点12゜13にはAC電源入力が与え
られる。これらのリレーRyl及びRy2は、二次巻線
14から得られる二次電圧に基づいて駆動されるコント
ロール回路15.16によって制御される。
リレーRyl、Ry2が無通電のとき、即ち、AC入力
が無いときには、可動接点12.13が固定接点13a
、12dに接続されて240V入力が可能となる。つま
りどのようなAC入力があっても常に240V入力とし
て受は入れるような初期状態となっていて、これによっ
て二次側に過大電圧が発生しない安全システムになって
いる。
一旦二次側に電圧が発生すると、それが適正値(定格値
)になるようにリレーコントロール回路15.16が動
作し、リレー接点12.13の切換えが行われる。
即ち、リレーRy1が通電されてその可動接点が接点1
2cに接続されると、−次巻線11は130V (12
5V)(7)AC入力に適合スル。
またリレーRy2が通電されてその可動接点が接点13
bに接続されると、−次巻線11は130V(125V
)のAC入力に適合する。
更にリレーRyl、Ry2の双方がオンになると、11
0V (130V−20V)のAC入力に一次巻線11
が適合する。
下表はリレーRyl、Ry2のオン・オフによる電圧切
換えを示す。
コントロール回路15.16は、AC入力電圧を弁別す
るセンサー機能を備えていて、■AC入力が150Vよ
り上か下かの弁別(100V系/200V系の弁別) ■二次出力の10%偏差の弁別 を行っている。■の条件は、■の弁別結果に対して独立
に110Vと125■又は220■と240■の弁別を
行うためである。即ち、110Vと110V+10%(
≠125V)との弁別及び220■と220V+10%
(# 240 V)との弁別を行っている。
なお初期状態では、既述のように一次巻線11は240
V入力に合っているので、このとき100Vとか110
Vのような100■系入力があると、二次側出力は定格
の50%以下に低下する。この場合、リレーRy1又は
Ry2として定格の50%の電圧でも支障なく動作する
ものは得られないので、低圧入力時にはリレー駆動電圧
が50%の2倍、即ち定格になるように工夫されたスタ
ート回路STが設けられている。−この場合、リレーR
y1が低圧入力側に切換えられると、二次出力が2倍と
なり、リレー駆動電圧が定格の2倍(100%増)にな
るから、リレー駆動電圧を定格に戻す自動切換え生じる
ように上記スタート回路STが構成されている。
第2回は、第1図のスタート回路STのブロック図で、
リレーRylのドライブ電源用に定格ドライブ電圧を得
る二次巻線14aの他に同一巻数の二次巻線14bが設
けられていて、これらの巻線出力を直列加算することに
より2倍電圧が得られる。
各二次@線14a、14bの出力は整流器17゜18及
びコンデンサC1,C2で整流平滑され、直流電圧■1
及びvlの2倍のV2(IJシレー格電圧のV、I=D
C12Vの約2倍)が導出される。
電圧■1は150■センサ一回路19で基準電圧Vre
fと比較され、−次換算で150Vを越えるか否かが弁
別される。
入力が150V以下、例えば100■であれば、リレー
Ry1の駆動スイッチS1がオンとなる。
リレーRy1の可動接点が動(寸前には、リレーRy1
のコイルには、リレ一定格電圧VRとほぼ等しい2倍電
圧V2が定電圧用トランジスタT2及びスイッチングダ
イオードD2を介して与えられる。トランジスタT2の
ベースは抵抗R1及びツェナーダイオードDZによって
ツェナー電圧■2(=VR)に固定されているので、リ
レー駆動電圧はほぼV2−2X0.6  (V)=10
.8Vである。
一方、このときの低圧側出力Vlは一次が150v以下
(100V又はll0V)であるから、はぼVR/2=
6Vである。従ってvlをリレーコイルに導出するダイ
オードD1はオフになっている。
リレーRylへの通電によってその可動接点12が固定
接点12cに切換えられると、それに伴って二次電圧は
ほぼ2倍に上昇する。このためVl−V * = 12
 V 、 V 2 = 2 V * = 24 Vとな
るが、vzの方はトランジスタTIによりvz −1,
2Vに規制されているから、DlがオンでD2がオフと
なる(12 V>Vz  1.2 V)。従ってリレー
Ry1の動作後には、低圧側巻線14aの出力に応じた
定格電圧VRとほぼ等しいDCC出力1#12Vが、ダ
イオードD1を介してリレーコイルに導出される。これ
によってリレーRylはオン状態にホールドされる。
なお電源投入時に150■センサ一回路19が150V
以上であることを検知すると、駆動スイッチS1がオン
されないので、リレーRy1はオフに保たれている。
次に第2図の150■センサ一回路19について説明す
る。上述のように一次側に低圧入力100■又はllO
■が印加されたときには、センサー回路19がこれを検
出してリレーRylをオンにする。すると二次側電圧は
定格の1/2の電圧からその2倍の適正値に昇圧される
。この場合、150Vセンサ一回路19が基準電圧V 
ratと二次DC出力■1との直流レベル比較を行うよ
うに構成すると、リレーRylがオンになった後には■
1がV refを越えて、リレーRylをオフにする制
御出力を発生する。リレーRy1がオフになると、二次
電圧が半減して再びリレーをオンにする制御出力が発生
する。即ち、制御系がハンティングを起こす。
これを防止するため、150■センサ一回路19は、タ
イミング回路及び二次電圧を選択的に減衰させる1:2
アツテネータを備えている。第3図は第1図のりレーR
ylコントロール回路15の要部を示すブロック図であ
る。
第3図に示すように、被検出電圧である二次巻vA14
 aの整流平滑出力■1は、アッテネータ23を介して
コンパレータ24に与えられる。このアッテネータ23
と同じ値の2つの抵抗R及びスイッチS2を直列に結合
したものであって、スイッチS2がオフのときはVlは
減衰を受けずにコンハL/−夕24に比較電圧Vcとし
て導出され、スイッチS2がオンになると、Vlは1/
2に減衰されてからVcとしてコンパレータ24に導出
される。即ち、コンパレータ24の特性にヒステリシス
が与えられている。
コンパレータ24には例えば8Vの基準電圧が与えられ
、 ■Vc>V、、、のとき“L″ ■V C< V refのとき“H″ のとき比較出力V、。8アが得られる。この比較出力は
オア回路25を介してタイマーリセット回路26に与え
られる。このタイマーリセット回路26は、抵抗Rア及
びコンデンサCTから成るタイマー回路27 (時定数
回路)をリセットさせるスイッチS3を備えている。
コンパレータ24の入力条件が上記■のとき、即ち、1
00■又は110VのAC入力で二次電圧が定格の約1
/2となっている場合には、タイマーリセット回路26
のスイッチS3はオフで、第2図のトランジスタTI及
びツェナーダイオードDZで安定化された約12Vの二
次電圧がタイマー回路27に印加されることにより、タ
イマーが起動(充電)される。タイマー回路27のコン
デンサCTの端子電圧はシュミットトリガ−回路28で
検出され、タイマーが起動されてから1秒後にシュミッ
トトリガ−回路28の出力が“H−”に反転する。この
出力により、リレー駆動スイッチS1がオンとなり、リ
レーRylが通電される。
これと同時にシュミツl−トリガー回路28の“H”出
力がアッテネータ23のスイッチS2に与えられ、この
スイッチがオンとなる。従って、被検出二次電圧v1は
1/2に減衰される。ここでリレーRylの通電によっ
て可動接点12が固定接点12cに切換わると、既述の
ように二次側電圧は定格の1/2から定格値まで上昇す
る。このときアッテネータ23は既に1/2減衰を行っ
ているから、コンデンサは上述の■の条件(Vc〉Vr
er)を検出することが無く、従ってリレーRylの通
電状態は保持される。即ち、100v又はll0VのA
C入力を受けて二次側に定格電圧を導出する状態に回路
が設定される。
AC入力が220■又は240vのときには、電源投入
時には二次側に定格電圧が発生し、コンパレータ24は
■の条件を検出し、その“L”出力によってタイマーリ
セット回路26のスイッチS3がオンとなる。この場合
にはタイマー回路27が起動しないので、シュミットト
リガ−回路28の出力はL”に保たれ、従ってリレーR
ylはオフになっている。即ち、220■又は240■
のAC入力に適応する。
電源プラグの抜き差しを繰り返すことによりタイマー回
路27が乱調を起こすことを考慮して、二次電圧の消滅
を検出するτで検出回路29が設けられている。電源オ
フで二次側出力が無くなると、τで検出回路29の出力
が“L”となって、これがオア回路25を通じてタイマ
ーリセット回路25に導出され、スイッチS3をオンに
する。
するとタイマー回路27は即座にリセット(放電)され
る。
次に第4図に基づいてコントロール回路16によるリレ
ーRy2の制御について説明する。既述のようにこのコ
ントロール回路16は100V系人力及び200■系入
力の夫々の10%偏差の弁別(lIOV/130V及び
220V/240V)を行うセンサー回路を備えている
第4図において、二次巻線14bの整流出力V1はコン
パレータ32に導出され、基準電圧V refと比較さ
れる。この基準電圧は220■又は110■入力時の定
格二次電圧に設定されている。このコンパレータ32は
正帰還抵抗R1を備えていて、基準電圧V 、、@ (
の入力抵抗Rsとの分圧によってコンパレータ出力のH
/L (ハイ/ロー)に応じたヒステリシス特性が生じ
るようになっている。
即ち、第5図のコンパレータ特性図に示すように、コン
パレータ32のしきい値電圧はヒステリシスによって1
0%(±5%)変化する。
240V入力のときは、二次出力V1はほぼ定格である
から、コンパレータ32の出力はして、リレーRy2は
オフである。220V入力のときには、二次出力■lは
定格の約10%減少となるから、コンパレータ32の出
力はHで、この出力によりリレー駆動スイッチS4がオ
ンとなり、リレーRy2が通電される。このとき二次電
圧Vlは約10%上昇してほぼ定格となるが、コンパレ
ータ32のしきい値も10%上昇するから、ハンティン
グが生じることなく、リレーRy2のオン状態は保持さ
れる。
130V入力及び11.OV大入力ついても、リレーR
ylがオンとなって100V系入力に切換わっている場
合には、入力でリレーRy2がオフ、110Vでリレー
Ry2がオンとなる。
リレーRy2がオンとなったとき、二次電圧は約15%
上昇する。コンパレータ32のヒステリシスがこの上昇
分を吸収するように、100V系レンジでは、150v
センサー19の出力によってコンパレータ32の帰還路
のスイッチS5を閉じて抵抗Rgを帰還抵抗として挿入
して、ヒステリシス幅を拡大している。即ち、第5図の
点線で示すように、15%(±7.5%)のヒステリシ
スが生じる。
なおヒステリシス幅を10%に固定しておいても、15
%の電圧上昇分の大半がこのヒステリシスによって吸収
されるから、弁別誤りが生じる可能性は少ない。
第6図は第1図〜第4図に示した実施例の電源電圧切換
装置の具体的回路例を示す。まず第6図と第2図との対
応を説明すると、第6図の一実際の回路では、二次巻線
14aとしてDC+15V、2Aの主電源電圧を導出す
るAC15Vの巻線が利用されている。この二次巻線1
4aの出力はブリッジ整流器17を介して出力端子20
から外部に導出されると共に、整流器17の出力から上
述のスイッチングダイオードD1に分岐される。
一方、二次巻線14bとしてACDC+45V。
20mAの補助電圧を導出するAC35Vの巻線が利用
されている。この二次巻線14bの出力は整流器18を
介して出力端子21に導出されると共に、整流平滑出力
■2が既述のトランジスタT2を経てスイッチングダイ
オードD2に導出される。
ダイオードDI又はD2の何れかのカソード出力はリレ
ーRylの駆動スイッチS1としてのトランジスタT3
のコレクリに与えられる。このトランジスタT3のベー
スには150■のセンサー回路19の出力が与えられる
更に、第3図のブロック図と第6図の実際の回路との対
応を説明すると、第6図では、二次側の被検出電圧とし
ては、二次巻線14bの出力を整流して得られる定格+
45VのDC出力V2が用いられ、アッテネータ23に
供給されている。アッテネータ23のスイッチS2はト
ランジスタT4である。アッテネータ23の出力はツェ
ナーダイオードDZ2を介してタイマーリセソトスイン
チS3としてのトランジスタT5のベースに与えられる
。このツェナーダイオードDZ2は第3図のコンパレー
タ24の役目も担っていて、そのツェナー電圧24Vが
比較基準電圧V refに対応する。
電源投入時に被検出二次電圧が定格の45Vを示せば、
ツェナーダイオードDZ2がオンとなって、トランジス
タT5がオンとなる。するとタイマー回路27が起動し
ないので、次段のトランジスタT6.T7から成るシュ
ミットトリガ−回路28がオンせず、リレーRylはオ
フに保たれる。
100■系入力時には、被検出二次電圧が定格の1/2
 (17,5V)であるので、ツェナーダイオードDZ
2はオンせず、従ってトランジスタT5がオフで、タイ
マー回路27が動作し、既述のとおり約1秒後にリレー
Ry1がオンとなる。このとき二次電圧が2倍に上昇す
るが、その直前にシュミットトリガ−回路28の出力に
よってアッテネータ23のトランジスタT4がオンとな
って1/2減衰となっているから、ツェナーダイオード
DZ2のオフは保たれる。
τで検出回路29は、二次巻線14bに結合されたダイ
オードD3及び平滑コンデンサC3を備え、通常はコン
デンサC3の一端に負電圧を発生させている。従ってコ
ンデンサC3と並列のダイオードD4はオフである。A
C入力が無くなると、コンデンサC3は急速に放電し、
+12■ラインから抵抗r1を通ってダイオードD4に
オン電流が流れ、これによってトランジスタT5のベー
スが接地電位以上に押し上げられ、T5がオンとなる。
これによってタイマー回路27はリセットされる。
第4図に対応する第6図のコントロール回路16は、コ
ンパレータ32を構成するトランジスタT8T9から成
るシュミットトリガ−回路を備えている。このシュミッ
トトリガ−回路の入力には、+45Vの二次整流電圧が
温特補償用トランジスタT9及び調整ボリュームVRを
介して与えられ、基準電圧V refに対応する所定の
しきい値を入力が越えるか否かが弁別される。トランジ
スタT9からトランジスタT8への正帰還抵抗Rfが設
けられ、所定のヒステリシス特性が与えられている。
ヒステリシス幅は固定(約10%)で、この場合は10
0V系と200V系とでヒステリシス幅を切換えていな
い。
シュミットトリガ−回路のトランジスタT9は直接にリ
レーRy2を駆動する。二次電圧が定格より低ければ、
トランジスタT8がオンで、T9がオンとなり、リレー
Ry2がオンとなる。
次に電源トランス10の巻線径について考察する。第1
図において、O■〜100■のタップの線径をφlとし
、130V〜240Vのタップの線径をφ2とし、第7
図のような近似回路に基づいて、タップ切換え(IIO
V/220V)によるレギレーションの変動を無くすた
めの条件を考える。
220V入力(2E)のときには−次電流は110V人
力(E)時の1/2(i/2)となるから、110■タ
ツプのインピーダンスZ1に対して220Vの巻線イン
ピーダンスは4Z1(=2B/(i/2))となる。従
って第7図に示すようにll0V〜220■間のインピ
ーダンスはZ2=321である。巻線インピーダンスは
、α・4・β (lは巻線長さ、φは線径、αは定数)で計算できるか
ら、 1I−1!2であるから、 φ2 従って、φ1=!丁φ2 となる。つまり第1図の0〜130■の巻線径φ1を1
30v〜240Vの巻線径φ2の1丁倍にしておけば、
タップ切換えに無関係にトランスのレギュレーションは
一定となる。
〔発明の効果〕
本発明は2つの弁別手段と2つのリレーとによって4種
の電源電圧を切換えることができるから、構成が簡単で
安価でなる。また弁別手段がヒステリシスを持っている
から、−次側のタップ切換えによって生ずる二次出力電
圧の変動は弁別されない故、ハンティングが起こること
がなく、安定な高信顛動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電源電圧切換装置の概略ブロック
回路図、第2図は第1図のスタート回路のブロック回路
図、第3図は第1図のリレーRy1コントロール回路の
ブロック回路図、第4図はリレーRy2コントロール回
路のブロック図、第5図は第4図のヒステリシスコンパ
レータの人出力特性図、第6図は第1図〜第4図に示し
た実施例の具体的回路図、第7図は巻線径を定めるため
の電源トランスの近似回路である。 第8図は従来のロータリースイッチ弐の電源電圧切換回
路の回路図である。 なお図面に用いられた符号において、 10−−−−一・−・−−−−m−電源トランス11−
・−一−−・−−一−−−・−−一次巻線14a、14
b ・−−−−−二次巻線15、16−−−−−−−−
・コントロール回路19−〜−−−・−・−・−−−−
150Vセンサー回路Ryl、Ry2−−−−−・−リ
レー である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力切換タップを有する電源トランスと、上記電源トラ
    ンスの二次出力電圧に基づいてAC100V系入力とA
    C200V系入力とを弁別する第1の弁別手段と、上記
    二次出力電圧の定格値からのずれに基づいて上記100
    V系及び200V系の夫々に含まれる少なくとも二種の
    電圧を弁別する第2の弁別手段と、上記第1、第2の弁
    別手段の出力によって動作されて上記入力切換タップを
    切換える第1、第2のリレーとを備え、上記第1、第2
    の弁別手段は入力タップの切換えによる二次出力電圧の
    変動に影響されないヒステリシス特性を有していること
    を特徴とする電源電圧切換装置。
JP60005525A 1985-01-16 1985-01-16 電源電圧切換装置 Pending JPS61164430A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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