(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源入力端からの交流または直流を入力し、交流が入力されたときに当該交流を直流に平滑する入力電圧平滑回路と、該入力電圧平滑回路の出力を一定電圧にして電源出力端に出力する電源回路と、前記電源入力端からの入力が交流か直流かを判別する判別回路と、前記入力電圧平滑回路の出力電圧を入力して、当該出力電圧が所定の検出値に到達したときに前記電源回路を制御する信号を前記電源回路に供給する入力電圧検出回路とを具え、前記入力電圧検出回路は、前記判別回路が交流を検出した場合は、前記所定の検出値を、直流を検出するための値よりも高くなるように変更する電圧検出値変更手段を有することを特徴とする制御電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流及び交流入力に対応が可能な制御電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
制御電源は、入力電圧が何らかの理由で低下した場合、出力を一定に維持するために入力電流を大きく取り込む動作をする。このため、制御電源は、入力回路を入力の過剰電流から保護する目的で、復電電圧（電源出力を開始する電圧）と停電電圧（電源出力を停止するための電圧）を検出する入力電圧検出回路を必要とする。これらの検出電圧は、入力電圧の許容変動電圧（ＡＣ８５〜ＡＣ１２１Ｖ，ＤＣ８８Ｖ〜ＤＣ１４３Ｖ）の下限値（ＡＣ８５Ｖ，ＤＣ８８Ｖ）以下に、３〜５Ｖのヒステリシスを持って設定するのが一般的である。設定値の例を以下に示す。
【０００３】
0003627530.tif 000002
図３は、従来の制御電源を示すものであって、電源入力端ＩＮに入力される交流を整流し、平滑して出力する（または電源入力端ＩＮに入力される直流を出力する）入力電圧平滑回路１は、入力整流ダイオードＤ１と、このダイオードＤ１の出力に接続した入力平滑コンデンサＣ１とを有し、入力電圧検出回路２は、ダイオードＤ１の出力端間に接続した２個の入力電圧検出抵抗Ｒ１，Ｒ２と、その非反転入力端（＋入力端）に抵抗Ｒ１，Ｒ２間の接続点を入力し、反転入力端（−入力端）に第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を接続したオペレーショナルアンプ（オペアンプ）ＩＣ１とを有する。Ｖｐ１５は、オペアンプＩＣ１の駆動電圧である。このオペアンプＩＣ１は、その＋入力端の電圧が（すなわち、ダイオードＤ１の出力）が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１より大きいときに出力が“Ｈ”（すなわち、Ｈｉｇｈ）になっており、この状態から、入力電圧が低下して、例えば、上述した停電電圧に至ると、＋入力端の電圧が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低下して出力が“Ｌ”（すなわち、Ｌｏｗ）になる。また、オペアンプＩＣ１は、入力電圧が停電電圧以下の電圧から復電電圧にまで上昇すると、その＋入力端の電圧が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも上昇して出力が“Ｈ”になる。なお、上述したようにオペアンプＩＣ１が“Ｈ”から“Ｌ”になるときの＋入力端の電圧と、“Ｌ”から“Ｈ”になるときの＋入力端の電圧との間には、例えば３〜５Ｖのヒステリシスがある。
【０００４】
３は入力電圧平滑回路１の出力を制御して一定電圧を電源出力端ＯＵＴに出力する電源回路であって、入力電圧検出回路２のオペアンプＩＣ１の出力端の“Ｈ”／“Ｌ”に応答してＯＮ／ＯＦＦ（起動／停止）する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の制御電源は、図３に示すように、電源入力端ＩＮに入力電圧平滑回路１の出力電圧（コンデンサＣ１の両端の電圧）を交流入力または直流入力の区別なく入力電圧検出回路２により検出していた。この方法だと入力が直流仕様で停電電圧を設定（入力直流として、ＤＣ７８Ｖ）しなければならない。従って、この場合、交流入力は、入力電圧平滑回路１で電圧の波高値で平滑されるので入力電圧検出回路２の停電電圧が上記のＤＣ７８Ｖであると、停電が検出される交流の入力電圧は、ＡＣ５５Ｖ（７８Ｖ／√２）の低電圧に設定されてしまうことになる。
【０００６】
従って、従来の制御電源をＡＣ仕様で使用する場合、入力電圧がＡＣ５５Ｖまで下がっても入力回路部品（パターンも含む）を保護できるように設計しなければならないので、電流容量を交流専用の（すなわち、交流の停電電圧がＡＣ７５Ｖの）制御電源の約１．５倍に設計しなければならない。そのため、さらに以下のような問題があった。
【０００７】
（１）部品が大きくなる、パターン面積が増える、ダイオードの冷却フィンが大きくなる等の理由により、小型化ができない。
【０００８】
（２）（１）と同じ理由により、コストが高くなる。実際は、出力容量が大きいほど掲記の問題が大きくなるので、交流／直流共用にしないで、別々に製品化する場合が多い。
【０００９】
そこで本発明の目的は以上のような問題を解消した交流・直流入力対応可能な制御電源を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、電源入力端からの交流または直流を入力し、交流が入力されたときに当該交流を直流に平滑する入力電圧平滑回路と、該入力電圧平滑回路の出力を一定電圧にして電源出力端に出力する電源回路と、前記電源入力端からの入力が交流か直流かを判別する判別回路と、前記入力電圧平滑回路の出力電圧を入力して、当該出力電圧が所定の検出値に到達したときに前記電源回路を制御する信号を前記電源回路に供給する入力電圧検出回路とを具え、前記入力電圧検出回路は、前記判別回路が交流を検出した場合は、前記所定の検出値を、直流を検出するための値よりも高くなるように変更する電圧検出値変更手段を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の交流・直流入力対応可能な制御電源の実施例を以下に示す。
【００１２】
図１において、入力電圧平滑回路１は、電源入力端ＩＮに入力された交流電圧を全波整流する整流ダイオードＤ１と、その全波整流電圧Ｖｄ１を直流電圧に平滑する平滑コンデンサＣｌと、全波整流電圧Ｖｄ１と平滑コンデンサＣｌの両端の平滑直流電圧Ｖｃ１とを分離するためのダイオードＤ２とによって構成される。電源入力端ＩＮへの入力が直流の場合は、Ｖｄ１＝Ｖｃ１である。
【００１３】
入力電圧検出回路２は、入力電圧平滑回路１の出力である平滑直流電圧Ｖｃ１を抵抗Ｒ５とＲ６で分圧してオペアンプＩＣ１の＋入力端に入力し、オペアンプＩＣ１の−入力端には、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を入力する。抵抗Ｒ６には、フォトカプラＰＣ１を構成する受光トランジスタを介して抵抗Ｒ７を並列に接続し、後述するように、この受光トランジスタがＯＮしたときに抵抗Ｒ５に抵抗Ｒ７が並列に接続される。すなわち、オペアンプＩＣ１は、フォトカプラＰＣ１を構成する受光トランジスタがＯＮのときは、直流入力（電源入力端ＩＮに直流入力されたとき）に対して動作する。また、同受光トランジスタがＯＦＦのときは、交流入力に対して動作する。このように動作することによって、交流入力時におけるオペアンプＩＣ１の停電または復電電圧、すなわち、そのときの＋入力端の電圧を、直流入力時の＋入力端の電圧よりも高くすることができる。例えば、抵抗Ｒ５〜Ｒ７までの値を適切に選定し、且つ抵抗Ｒ５の値を図１の抵抗Ｒ１の値と同じ値とし、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の並列抵抗値を図１の抵抗Ｒ２の値と同じ値とすることによって、フォトカプラＰＣ１を構成する受光トランジスタがＯＮのときは（直流入力時）、例えば停電電圧をＤＣ７８Ｖとし、同受光トランジスタがＯＦＦのときは（交流入力時）、例えば停電電圧をＡＣ７５Ｖとすることができる。
【００１４】
交流・直流判別回路４は、オペアンプＩＣ２の＋入力端に、全波整流電圧Ｖｄ１を抵抗Ｒ８とＲ９で分圧した電圧を入力し、−入力端に第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を入力し、その比較結果を出力する。放電ダイオードＤ３は、カソードをオペアンプＩＣ２の出力端に接続する。充電抵抗Ｒ３は、一端に駆動電圧Ｖｐ１５を印加し、他端に放電ダイオードＤ３のアノード、充放電コンデンサＣ２及びオペアンプＩＣ３の＋入力端を接続する。オペアンプＩＣ３の−入力端には第３基準電圧Ｖｒｅｆ３を入力し、出力端には、電流制限抵抗Ｒ４を介して、フォトカプラＰＣ１を構成する発光ダイオードを接続する。Ｖｐ１５は、オペアンプＩＣ２，ＩＣ３を駆動する。
【００１５】
オペアンプＩＣ２の比較結果である出力が“Ｈ”である時にＶｐ１５Ｖに充電されている充放電コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２は、オペアンプＩＣ２の比較結果である出力が“Ｌ”になったときに、放電ダイオードＤ３を介して放電する。この充放電コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２が第３基準電圧を越えたときは、オペアンプＩＣ３の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードに電流が流れて発光し、受光トランジスタが導通して抵抗Ｒ６に抵抗Ｒ７が並列接続される。
【００１６】
この交流・直流判別回路４の動作のポイントを図２に基づいて、下記に示す。
【００１７】
＜交流入力の場合＞
オペアンプＩＣ２の＋入力端の電圧は、１０ｍｓ周期（５０Ｈｚ交流の場合）で必ずゼロクロス点になるので、出力が１０ｍｓで“Ｌ”になる（抵抗Ｒ８，Ｒ９と第２基準電圧については後述する）。
【００１８】
充放電コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２が１０ｍｓ以内で第３基準電圧Ｖｒｅｆ３を超えないように抵抗Ｒ３，コンデンサＣ２の定数を設定する。
【００１９】
したがって、オペアンプＩＣ３における出力、すなわちＶＣ２とＶｒｅｆ３との比較結果は“Ｌ”となる。
【００２０】
＜直流の場合＞
オペアンプＩＣ２の＋入力端の電圧が例えば直流入力時の停電電圧ＤＣ７８Ｖ以下の電圧（例えばＤＣ５０Ｖ）で第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以上になるように、抵抗Ｒ８，Ｒ９の値を設定する（または第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を設定する）。
【００２１】
オペアンプＩＣ２の出力は、停電電圧ＤＣ７８Ｖ以上で必ず“Ｈ”となる。
【００２２】
（※ＤＣ７８Ｖ以下では、入力電圧検出回路２は絶対に“停電”を検出しないので、この回路４の判定結果が“Ｈ”でも“Ｌ”でもかまわない。）
オペアンプＩＣ３における出力、すなわちＶＣ２とＶｒｅｆ３との比較結果は“Ｈ”となる。
【００２３】
以上のように設定すれば、交流・直流判別回路４のオペアンプＩＣ３における出力、すなわちＶＣ２とＶｒｅｆ３との比較結果は、入力電圧が交流の場合“Ｌ”となり（フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは発光停止し、受光トランジスタはＯＦＦとなる）、直流の場合“Ｈ”となる（フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは発光し、受光トランジスタはＯＮとなる）ので、交流・直流の判別ができる。すなわち、上述したように、入力電圧検出回路２のオペアンプＩＣ１が、フォトカプラＰＣ１を構成する受光トランジスタがＯＮのときは、直流入力に対して設定した停電または復電電圧（例えば、ＤＣ７８ＶまたはＤＣ８３Ｖ）を検出可能となり、また、同受光トランジスタがＯＦＦのときは、交流入力に対して設定した停電または復電電圧（例えば、ＡＣ７５ＶまたはＡＣ８０Ｖ）を検出可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交流入力及び直流入力の両方に対して停電・復電検出のための電圧値を適正な値に設定することができる。そのため、交流・直流入力の共用化が可能となり、さらに、入力部品の小型化、パターン面積の縮小、放熱フィンの小型化が可能になり、電源の小型化・コストダウンが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路図である。
【図２】本発明の動作を説明するための波形図である。
【図３】従来技術の回路図である。
【符号の説明】
１  入力電圧平滑回路
２  入力電圧検出回路
３    電源回路
４  交流・直流判別回路
Ｄ１  整流ダイオード
Ｄ２  ダイオード
Ｄ３  放電ダイオード
Ｃ１  入力平滑コンデンサ
Ｒｌ，Ｒ２  入力電圧検出抵抗
Ｒ３  充電抵抗
Ｒ４  電流制限抵抗
Ｃ２  充放電コンデンサ
ＩＣ１〜３  オペアンプ
ＰＣ１  フォトカプラ
Ｒ５〜Ｒ９  入力電圧検出抵抗
【図１】
0003627530.tif 000003
【図２】
0003627530.tif 000004
【図３】
0003627530.tif 000005