(57)【要約】【課題】電源装置の部品を保護するためのバイパス手段の状態を監視するために必要となる絶縁部品を省略すること。【解決手段】平滑回路２１２は整流回路２１１から出力される電流を平滑して電圧変換器２０２に供給する。低減回路２１５は平滑回路２１２に流れようとする突入電流を低減する。バイパス回路２１６は突入電流が発生しうる第一期間においては低減回路２１５に突入電流を流し、突入電流が発生しにくい第二期間においては低減回路２１５に流れようとする電流をバイパスする。回復部２４０は、電圧変換器２０２の一次側に設けられ、バイパス回路２１６が正常に動作しなくなるとバイパス回路２１６の動作を正常に回復させるための回復信号をバイパス回路２１６に供給する。【選択図】  図２
2018110501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側電圧を変換して二次側電圧を出力する変換手段と、
交流電源に接続され、前記変換手段の一次側に設けられ、交流電源から供給された交流を整流する整流手段と、
前記整流手段に接続され、前記整流手段から出力される電流を平滑して前記変換手段に供給する平滑手段と、
前記平滑手段に接続され、前記平滑手段に流れようとする突入電流を低減する低減手段と、
前記低減手段に対して並列に接続され、前記低減手段が有する抵抗値よりも小さい抵抗値を有し、前記突入電流が発生しうる第一期間においては前記低減手段に突入電流を流し、前記突入電流が発生しにくい第二期間においては前記低減手段に流れようとする電流をバイパスするバイパス手段と、
前記変換手段の一次側に設けられ、前記変換手段により生成される電圧を供給されて動作し、前記バイパス手段が正常に動作しなくなると前記バイパス手段の動作を正常に回復させるための回復信号を前記バイパス手段に供給する回復手段と
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記バイパス手段は制御信号に従ってオンまたはオフとなる電磁リレーであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記回復手段は、前記電磁リレーが正常に動作しなくなると、前記電磁リレーの可動部を断続的に動作させる前記回復信号を前記電磁リレーに供給することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記回復信号はハイレベルとローレベルとを繰り返す信号であり、前記ハイレベルの継続時間は前記電磁リレーの動作時間よりも長く、前記ローレベルの時間は前記電磁リレーの復帰時間よりも長いことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記低減手段に印加されている電圧に基づき前記バイパス手段が正常に動作していないことを検知する検知手段をさらに有し、
前記バイパス手段が正常に動作していないことを前記検知手段が検知すると、前記回復手段は前記バイパス手段に前記回復信号を供給することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記低減手段に印加されている電圧を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された電圧が閾値以上であれば、前記回復手段を動作させ、前記検知手段により検知された電圧が閾値以上でなければ、前記回復手段を動作させない回復制御手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記回復制御手段は、前記検知手段により検知された電圧が閾値以上であれば、前記回復手段に動作電圧を供給し、前記検知手段により検知された電圧が閾値以上でなければ、前記回復手段に動作電圧を供給しないスイッチ素子であることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記回復手段は、前記回復信号として一定周期の矩形波を生成する矩形波生成手段を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記回復手段が前記回復信号を継続的に出力する期間を一定期間に制限する制限手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記制限手段は、
前記回復手段に動作電圧が供給されている間に充電されるコンデンサと、
当該コンデンサの電圧が閾値以上になると前記回復手段への動作電圧の供給を遮断するか、または、前記回復手段から出力される前記回復信号を遮断するスイッチ素子と
を有することを特徴とする請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記平滑手段は平滑用のコンデンサを有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記突入電流が発生しうる前記第一期間が経過した後に前記バイパス手段がパイパス動作を開始するよう前記バイパス手段の動作を遅延させる遅延手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記遅延手段は、抵抗とコンデンサとから構成される時定数回路であることを特徴とする請求項１２に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記変換手段の一次巻線に流れる電流をスイッチングするスイッチング手段と、
前記変換手段の二次巻線に生じる二次側電圧を前記変換手段の一次側にフィードバックするフィードバック手段と、
前記フィードバック手段によりフィードバックされた電圧と目標電圧との差分に応じて前記スイッチング手段を制御するスイッチング制御手段と、
前記変換手段の補助巻線に生じる電圧に基づき前記スイッチング制御手段および前記バイパス手段の電源電圧を生成する電圧生成手段と、
を有することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１５】
前記電源電圧が供給されると当該電源電圧を前記バイパス手段に供給し、前記電源電圧が供給されなくなると当該電源電圧を前記バイパス手段に供給しない第一スイッチ素子と、
前記回復信号が入力されていなければ前記第一スイッチ素子をオンとし、前記回復信号が入力されると当該回復信号に応じて前記第一スイッチ素子を断続させる第二スイッチ素子と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源などの外部電源から供給された交流を直流に変換する電源装置には突入電流を低減するための低減回路が設けられることがある。単純な低減回路は抵抗素子により形成される。ただし、外部電源が接続されている限りは低減回路に電流が流れてしまい、低減回路による電力消費が問題となる。そこで、低減回路に対して並列にリレーを設けることで、低減回路で消費される電力を削減することができる。
【０００３】
しかし、リレーは機械的な可動部分を有しているため、半導体スイッチと比較して動作不良を起こしやすい。特許文献１によれば、ＣＰＵがリレーの動作不良を検知すると、繰り返しリレーをオン／オフすることでリレーの回復を図ることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７３５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によればリレーが動作不良を起こしたときに回復動作を実行することで、リレーが回復する可能性がある。しかし、特許文献１においてＣＰＵはトランスの二次側に設けられているが、リレーは一次側に設けられているため、ＣＰＵとリレーとを接続するためのフォトカプラなどの絶縁部品が必要となってしまう。そこで、本発明は、電源装置の部品を保護するためのバイパス手段の状態を監視するために必要となる絶縁部品を省略することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、たとえば、
一次側電圧を変換して二次側電圧を出力する変換手段と、
交流電源に接続され、前記変換手段の一次側に設けられ、交流電源から供給された交流を整流する整流手段と、
前記整流手段に接続され、前記整流手段から出力される電流を平滑して前記変換手段に供給する平滑手段と、
前記平滑手段に接続され、前記平滑手段に流れようとする突入電流を低減する低減手段と、
前記低減手段に対して並列に接続され、前記低減手段が有する抵抗値よりも小さい抵抗値を有し、前記突入電流が発生しうる第一期間においては前記低減手段に突入電流を流し、前記突入電流が発生しにくい第二期間においては前記低減手段に流れようとする電流をバイパスするバイパス手段と、
前記変換手段の一次側に設けられ、前記変換手段により生成される電圧を供給されて動作し、前記バイパス手段が正常に動作しなくなると前記バイパス手段の動作を正常に回復させるための回復信号を前記バイパス手段に供給する回復手段と
を有することを特徴とする電源装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、変換手段の一次側にバイパス手段の回復を図るための回復手段が設けられているため、絶縁部品を省略することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電気機器を示す図
【図２】電源装置を示すブロック図
【図３】電源装置を示す回路図
【図４】各種の波形を示す図
【図５】各種の波形を示す図
【図６】電源装置を示すブロック図
【図７】各種の波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は電源装置１５０が用いられる電気機器の一例を示している。この例での電気機器は、原稿読み取り装置１２０により原稿を読み取り、シート上に原稿を複写する電子写真方式の画像形成装置１００である。なお、外部電源から供給される交流を直流に変換する電源装置１５０を利用する電気機器であれば、本実施例を適用可能である。電気機器は、インクジェット方式のプリンタであってもよいし、その他の家庭電化製品であってもよい。
【００１０】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーを使用してトナー画像を形成する四つの像形成ステーションを有している。参照符号の末部に付与されているｙ、ｍ、ｃ、ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味しており、四色に共通する説明では省略される。
【００１１】
感光体ドラム１０１は作像装置１０２の帯電ローラにより一様に帯電する像担持体である。露光装置１０３は画像データに応じて感光体ドラム１０１の表面を露光して静電潜像を形成する。作像装置１０２の現像器は静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する。一次転写ローラ１０４はトナー画像を中間転写ベルト１０５に転写する。
【００１２】
ピックアップローラ１０９は給紙カセット１０８に収容されているシートＰをピックアップして搬送路へ送り出す。給紙ローラ対１１０は、ピックアップローラ１０９により送り出されたシートＰをさらに搬送路において下流側へ搬送する。ここでは、シートＰの搬送方向において給紙カセット１０８に近い側が上流側であり、排紙ローラ１１４に近い側が下流側である。搬送ローラ対１１３はさらにシートＰを下流側に搬送する。レジローラ対１１１は、シートＰが二次転写部に到着するタイミングと、トナー画像が二次転写部に到着するタイミングを同期させるローラ対である。二次転写部に配置された二次転写ローラ対１０７は、トナー画像をシートＰに二次転写する。定着装置１１２はシートＰとトナー画像に対して熱と圧力を加えることで、トナー画像をシートＰ上に定着させる。排紙ローラ１１４はシートＰを排紙トレイに排紙する。
【００１３】
電源装置１５０は、画像形成装置１００を制御する複数の演算装置や、モータ、センサ、冷却ファン、高圧電源等に直流電圧を供給する。電源装置１５０は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含むだけでなく、複数のＤＣ／ＤＣコンバータなどを有していてもよい。
【００１４】
＜電源装置＞
図２は電源装置１５０が備える基本的な回路を示すブロック図である。電源装置１５０は、電圧変換器２０２を境に一次側と二次側とに分かれており、一次側と二次側とは絶縁されている。
【００１５】
電源装置１５０の一次側において整流回路２１１は外部電源２０１に接続されており、外部電源２０１から供給される交流を整流する回路である。平滑回路２１２は整流回路２１１に接続されており、整流回路２１１の出力を平滑する回路である。
【００１６】
電圧生成回路２１３は電源装置１５０の起動時に電源コントローラＩＣ１などに供給する電源電圧Ｖｃｃ’を生成する回路である。スイッチ回路２１４は電圧変換器２０２の一次側に印加される一次側電圧（一次側電流）をスイッチングする回路である。
【００１７】
電源装置１５０の二次側において平滑回路２２２は電圧変換器２０２の二次側に発生する二次側電圧（二次側電流）を平滑する回路である。電圧検知回路２２３は平滑回路２２２からの出力電圧Ｖｏｕｔを検知し、出力電圧Ｖｏｕｔに比例した電圧をフィードバック回路２３１に印加する。フィードバック回路２３１は一次側と二次側とを絶縁する機能を有し、出力電圧Ｖｏｕｔに比例した電圧Ｖｆｂを電源コントローラＩＣ１に供給する回路である。電源コントローラＩＣ１は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧となるように、フィードバックされた電圧Ｖｆｂに応じてスイッチ回路２１４をスイッチングさせる制御部である。電圧生成回路２１０は、電圧変換器２０２から供給された電力に基づき電源コントローラＩＣ１などに供給する電源電圧Ｖｃｃを生成する回路である。電源コントローラＩＣ１は、電源電圧Ｖｃｃが規定電圧に立ち上がると、電圧生成回路２１３から供給される電源電圧Ｖｃｃ’を遮断し、電源電圧Ｖｃｃにより動作する。これは、電圧生成回路２１０は電圧生成回路２１３よりも効率が高いからである。
【００１８】
ところで、電源装置１５０の起動時には平滑回路２１２に対して大きな突入電流が流れる可能性がある。低減回路２１５はこの突入電流を低減することで平滑回路２１２などを保護する。図２から明らかなように、外部電源２０１から供給された電力は、電源装置１５０の起動時だけでなく、電源装置１５０が定常状態に遷移した後も低減回路２１５で消費される。したがって、電源装置１５０での電力消費を減少させるためにバイパス回路２１６が低減回路２１５に対して並列に設けられている。バイパス回路２１６は、突入電流が発生しうる第一期間においては電流を低減回路２１５に流し、突入電流が発生しにくい第二期間においては電流を低減回路２１５に流さずに、バイパス回路２１６を流がれるように動作する回路である。
【００１９】
バイパス回路２１６は半導体スイッチや電磁リレーなどにより構成可能である。とりわけ、電磁リレーなど機械的な可動部を有するスイッチ素子がバイパス回路２１６に使用される場合、機械的な可動部が一時的に動作しないことがある。このようなケースでは回復部２４０が回復動作を実行することでバイパス回路２１６が再び正常に動作するようになる。なお、回復部２４０は、低減回路２１５に流れる電流（電圧Ｖｒ１）を監視することでバイパス回路２１６が正常に動作しているかどうかを検知する。
【００２０】
遅延回路２４１は、突入電流が発生しうる期間においては回復部２４０が回復動作を実行しないように、回復動作を遅延させる回路である。たとえば、遅延回路２４１は、低減回路２１５の電圧Ｖｒ１が動作検知回路２４２に伝達される時間を遅らせる時定数回路を含んでもよい。動作検知回路２４２は、低減回路２１５に流れる電流を検知する回路である。この電流は電圧に変換されて検知される。つまり、動作検知回路２４２は低減回路２１５に生じる電圧Ｖｒ１を検知する回路である。動作検知回路２４２は電圧Ｖｒ１（検知電圧Ｖｓｎｓ）が閾値電圧よりも高ければバイパス回路２１６が正常に動作していないと判定して回復部２４０に回復動作を実行させる。また、動作検知回路２４２は電圧Ｖｒ１（検知電圧Ｖｓｎｓ）が閾値電圧以下であればバイパス回路２１６が正常に動作していると判定して回復部２４０に回復動作を実行させない。スイッチ回路２４３は動作検知回路２４２の検知結果に応じて回復回路２４５に回復信号を生成させるか否かを制御する回路である。スイッチ回路２４３は、バイパス回路２１６が正常に動作していれば、回復回路２４５を作動させない。一方で、スイッチ回路２４３は、バイパス回路２１６が正常に動作していなければ、回復回路２４５を作動させる。回復回路２４５は、バイパス回路２１６が正常に動作していれば回復信号をスイッチ回路２４６に出力せず、バイパス回路２１６が正常に動作していなければ回復信号をスイッチ回路２４６に出力する回路である。つまり、回復回路２４５は回復信号の生成回路である。スイッチ回路２４６は回復信号に基づきバイパス回路２１６に対して断続的に電源電圧Ｖｃｃを供給することでバイパス回路２１６の回復を試行する回路である。電磁リレーの非導通の要因の多くは接点間への異物混入である。したがって、接点部のオン／オフを繰り返すことにより、異物が接点部から移動したり、異物が潰れたり、接点部に発生するアーク放電により異物が焼失したりする。これにより接点部が再び導通可能となる。動作制限回路２４４は、回復回路２４５の回復動作を連続的に実行する期間を一定期間に制御するためのオプションの回路である。なお、動作制限回路２４４は、回復回路２４５の後段に接続され、回復信号をブロックまたは終端してもよい。
【００２１】
＜回路図＞
図３は電源装置１５０の回路図である。ダイオードブリッジＤ１は整流回路２１１を構成しており、商用交流電源である外部電源２０１から入力される交流電圧を整流する。一次電解コンデンサＣ１は、ダイオードブリッジＤ１により整流された電圧を平滑する平滑回路２１２を構成している。例えば、外部電源２０１が１００Ｖの交流電圧を供給する商用電源であれば、一次電解コンデンサＣ１の電圧Ｖｃが交流電圧のピーク電圧である１４１Ｖとなるように、一次電解コンデンサＣ１が充電される。一次電解コンデンサＣ１の充電電流は、低減回路２１５を構成する低減抵抗Ｒ１の抵抗値によって制約された電流である。このように低減抵抗Ｒ１によって突入電流が低減するため、一次電解コンデンサＣ１から突入電流から保護される。
【００２２】
電源コントローラＩＣ１に接続されたツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ２は、電圧生成回路２１３を構成しており、電源コントローラＩＣ１へ動作電圧Ｖｃｃ’を供給する。この動作電圧Ｖｃｃ’を供給された電源コントローラＩＣ１はスイッチ回路２１４を構成しているＦＥＴ Ｑ１へゲート信号の出力を開始する。ＦＥＴは電界効果トランジスタの略称である。
【００２３】
ゲート信号に応じてＦＥＴ Ｑ１はスイッチングを行いながら、電圧変換器２０２を構成しているトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに電圧を印加する。二次巻線Ｔ１ｂと補助巻線Ｔ１ｃは、一次巻線Ｔ１ａと同一コアに巻かれた巻線である。二次巻線Ｔ１ｂと補助巻線Ｔ１ｃとにはそれぞれ一次巻線Ｔ１ａに対する巻数比に応じた電圧が発生する。
【００２４】
二次巻線Ｔ１ｂで発生した電圧は、ダイオードＤ２と電解コンデンサＣ２により構成された平滑回路２２２より平滑される。平滑回路２２２の出力電圧Ｖｏｕｔは電気機器の負荷に供給される。抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、コンデンサＣ３、シャントレギュレータＩＣ２からなる回路は、電圧検知回路２２３とフィードバック回路２３１の一部を構成している。出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧より高いとき、抵抗Ｒ３と発光ダイオードＰＨ１ａに流れる電流が増加する。逆に出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧より低いときにフォトダイオードＰＨ１ａを流れる電流が減少する。発光ダイオードＰＨ１ａは電流が流れると発光し、電気的に絶縁した状態でフォトトランジスタＰＨ１ｂをオンさせる。なお、発光ダイオードＰＨ１ａとフォトトランジスタＰＨ１ｂは図３においては離れた位置に記載されているが、これらは単一のパッケージに入ったフォトカプラであり、フィードバック回路２３１として機能する。
【００２５】
フォトトランジスタＰＨ１ｂ、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ４が接続された電源コントローラＩＣ１の端子は定電流源である。この端子の電圧はフォトトランジスタＰＨ１ｂのオン抵抗によって決定される。この端子電圧がフィードバック電圧Ｖｆｂである。電源コントローラＩＣ１の内部にはフィードバック電圧Ｖｆｂと比較される基準電圧Ｖｔａｒ（不図示）が存在する。電源コントローラＩＣ１は、フィードバック電圧Ｖｆｂと基準電圧Ｖｔａｒとの偏差（差分）を減少させるようにＦＥＴ Ｑ１に出力するゲート信号を制御する。
【００２６】
一方、補助巻線Ｔ１ｃに発生した電圧は電圧生成回路２１０に印加される。図４が示すように、電圧生成回路２１０は、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ７、電解コンデンサＣ５、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ８およびツェナーダイオードＺＤ２は、トランジスタＴｒ１は電圧生成回路２１０を構成している。補助巻線Ｔ１ｃに発生した電圧はダイオードＤ３、抵抗Ｒ７、電解コンデンサＣ５で平滑される。トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒ８およびツェナーダイオードＺＤ２は、トランジスタＴｒ１のエミッタ出力が一定の電源電圧Ｖｃｃになるように動作する。電源電圧Ｖｃｃは電源コントローラＩＣ１に供給される。電源電圧Ｖｃｃの供給を受けた電源コントローラＩＣ１は、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ２により生成された電源電圧Ｖｃｃ’の供給を遮断する。
【００２７】
●バイパス動作
電源電圧Ｖｃｃはバイパス回路２１６を構成するリレーＲＬ１の駆動電圧として用いられる。電源電圧Ｖｃｃは抵抗Ｒ１６を介してトランジスタＴｒ５をオフからオンに切り替える。抵抗Ｒ１６を介してトランジスタＴｒ５はスイッチ回路２４６を構成している。トランジスタＴｒ５がオンとなることで、リレーＲＬ１の駆動コイルに電流が流れ、リレーＲＬ１の接点が接続される。これにより、低減回路２１５を構成する低減抵抗Ｒ１を流れていた電流が低減抵抗Ｒ１をバイパスする。減抵抗Ｒ１は温度ヒューズ付の抵抗であってもよい。低減抵抗Ｒ１に電流が流れなくなるため、低減抵抗Ｒ１での電力消費が削減される。このように、一次電解コンデンサＣ１の充電が完了すると、電源コントローラＩＣ１がＦＥＴ Ｑ１へのゲート信号の供給を開始し、電源電圧Ｖｃｃが供給され、リレーＲＬ１によるバイパス動作が開始される。
【００２８】
●回復動作
ところで、リレーＲＬ１の駆動コイルに電流が流れても、接点が導通しないことがある。たとえば、接点間に異物などが付着すると接点間が導通しなくなる。この場合に回復動作が実行される。
【００２９】
リレーＲＬ１の駆動コイルに電流を流しても接点が導通しない場合、電流は低減抵抗Ｒ１に流れる。負荷へ電力を供給することによって一次電解コンデンサＣ１の電圧Ｖｃが低下する。商用電源電圧が電圧Ｖｃを上回ると電流が流れる。この電流の値に低減抵抗Ｒ１の抵抗値を乗じて得られる電圧Ｖｒ１が低減抵抗Ｒ１に発生する。電圧Ｖｒ１は、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ６により平滑される。また、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０とによって形成された分圧回路は、電圧Ｖｒ１を検知電圧Ｖｓｎｓに分圧する。検知電圧ＶｓｎｓはトランジスタＴｒ２のベース電圧となる。このように、検知電圧Ｖｓｎｓは抵抗Ｒ１０に依存し、かつ、電圧Ｖｒ１に比例した電圧となる。また、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ６は上述した遅延回路２４１を形成している。遅延回路２４１は、電圧ＶｓｎｓがトランジスタＴｒ２に印加されるタイミングを遅延させる時定数回路である。つまり、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ６の時定数は突入電流が発生する期間において、トランジスタＴｒ２をオンしないように十分大きな値に設計されている。抵抗Ｒ１０の抵抗値は、低減抵抗Ｒ１に発生する電圧Ｖｒ１の平均電圧が所定の閾値以上になるときに、トランジスタＴｒ２をオンするように設計されている。つまり、この閾値は、リレーＲＬ１の動作不良に伴う電圧Ｖｒ１の上昇が発生するとトランジスタＴｒ２をオンし、かつ、リレーＲＬ１が正常に動作していればトランジスタＴｒ２をオンしないような値に設定されている。このように抵抗Ｒ９、抵抗Ｒ１０およびトランジスタＴｒ２は動作検知回路２４２として機能する。また、この閾値は、低減抵抗Ｒ１に定常的に電流が流れている状態でも低減抵抗Ｒ１の温度ヒューズが切れないように設計されている。これによりトランジスタＴｒ２の誤動作が防止される。
【００３０】
図４は交流電圧Ｖａｃ、負荷電流Ｉｌｏａｄ、電圧Ｖｒ１、検知電圧Ｖｓｎｓの関係を説明する図である。低減抵抗Ｒ１の電圧Ｖｒ１は、電気機器の負荷電流Ｉｌｏａｄに依存して増加する。検知電圧Ｖｓｎｓは、低減抵抗Ｒ１電圧Ｖｒ１の変化に対して遅れを持って追従する。これは、突入電流が発生したとしてもすぐにはリレーＲＬ１がオンとならずに、突入電流が低減抵抗Ｒ１に流れることを意味する。
【００３１】
トランジスタＴｒ２がオンすると、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２とで形成される分圧回路により電源電圧Ｖｃｃを分圧して生成される電圧がトランジスタＴｒ３に印加される。これにより、トランジスタＴｒ３がオフからオンに切り替わり、トランジスタＴｒ３を介してシュミットインバータＩＣ３に電源電圧Ｖｃｃが供給される。トランジスタＴｒ３はスイッチ回路２４３として機能する。シュミットインバータＩＣ３は、入力電圧の変化に対して出力がヒステリシスを持って変化するロジックＩＣである。シュミットインバータＩＣ３、抵抗Ｒ１３およびコンデンサＣ７により形成される発振回路が発振することで、矩形波が生成される。シュミットインバータＩＣ３、抵抗Ｒ１３およびコンデンサＣ７は回復回路２４５を構成している。回復回路２４５の発振周期は、リレーＲＬ１の動作時間よりも十分に長く、かつ、復帰時間より十分長い。また、回復動作を短時間に多く実施するため、発振周期は、０．１ｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度（例：５００ｍｓ）に設定される。シュミットインバータＩＣ３の出力電圧は、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５を介してトランジスタＴｒ４をオン／オフする。トランジスタＴｒ４のオン／オフに連動してトランジスタＴｒ４の後段に接続されたトランジスタＴｒ５がオン／オフする。これにより、リレーＲＬ１の駆動コイルに電流ＩＲＬが一定周期で流れ、リレーＲＬ１は連続的にオン／オフする。
【００３２】
図５ＡはリレーＲＬ１が正常なときの商用電源電圧Ｖａｃ、電源電圧Ｖｃｃ、検知電圧Ｖｓｎｓ、電流ＩＲＬの関係を示している。図５ＢはリレーＲＬ１が正常でないときの商用電源電圧Ｖａｃ、電源電圧Ｖｃｃ、検知電圧Ｖｓｎｓ、電流ＩＲＬの関係を示している。図５Ａが示すようにリレーＲＬ１が正常であれば、商用電源電圧Ｖａｃの供給開始に応じて、電源電圧Ｖｃｃが生成され、リレーＲＬ１の駆動コイルに電流ＩＲＬが流れ、リレーＲＬ１が導通する。このとき、低減抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖｒ１に比例した検知電圧Ｖｓｎｓは、ほぼ０Ｖになる。
【００３３】
図５Ｂが示すように、リレーＲＬ１が導通不良を起こすと、駆動コイルに電流ＩＲＬが流れた時点でリレーＲＬ１が導通しない。そのため、検知電圧Ｖｓｎｓは０Ｖにならず、より高い電圧に維持される。負荷である電気機器が動作を開始すると負荷電流が大きくなる。負荷電流が増加すると、低減抵抗Ｒ１に流れる電流も増加するため、検知電圧Ｖｓｎｓが増加する。検知電圧Ｖｓｎｓが上昇すると、トランジスタＴｒ２がオンし、リレーＲＬ１の駆動コイルへの通電が周期的に実行される。駆動コイルへの通電の繰り返しによりリレーＲＬ１の導通が回復すると、検知電圧Ｖｓｎｓは０Ｖに低下する。これは、駆動コイルに流れていた電流をリレーＲＬ１がバイパスさせるためである。なお、検知電圧Ｖｓｎｓが閾値を下回ると、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３がオフになるため、回復回路２４５に電源電圧Ｖｃｃが供給されなくなり、回復回路２４５が停止する。これにより、リレーＲＬ１の駆動コイルに対して電源電圧Ｖｃｃに応じた通常の駆動電流が流れるようになる。
【００３４】
このように本実施例によれば、バイパス回路２１６のリレーＲＬ１が動作不良を起こしても回復部２４０により回復動作が実行されるようになる。図２や図３が示すように回復部２４０は一次側に設けられている。したがって、二次側に設けられるＣＰＵなどの演算ＩＣを介さずにリレーＲＬ１が動作不良の検知と回復動作とが実行可能となる。これにより、突入電流に対する保護能力が向上しよう。
【００３５】
なお、力率改善回路（ＰＦＣ）がダイオードブリッジＤ１と一次電解コンデンサＣ１との間に設けられていてもよい。この場合にも上記の実施例を適用可能である。力率改善回路（ＰＦＣ）を導入すると、低減抵抗Ｒ１に流れる電流の波形が変化する。しかし、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ６は、商用交流を十分に平滑可能な時定数を有したフィルタであるため、力率改善回路（ＰＦＣ）が導入されても上記の実施例は適用可能である。
【００３６】
＜動作制限回路＞
図６は電源装置１５０の回路図である。図３と比較して図６においては動作制限回路２４４が追加されているが、その他の回路構成を共通にしている。動作制限回路２４４は、抵抗Ｒ１７、抵抗Ｒ１８、コンデンサＣ８、トランジスタＴｒ６により構成され、リレーＲＬ１のオン／オフ回数（回復動作期間）を制限する。
【００３７】
図７ＡはリレーＲＬ１が正常なときの商用電源電圧Ｖａｃ、電源電圧Ｖｃｃ、検知電圧Ｖｓｎｓ、電流ＩＲＬ、ベース電圧Ｖｂｅの関係を示している。図７ＢはリレーＲＬ１が回復動作により回復したときの商用電源電圧Ｖａｃ、電源電圧Ｖｃｃ、検知電圧Ｖｓｎｓ、電流ＩＲＬの関係を示している。図７ＣはリレーＲＬ１が回復動作により回復したときの商用電源電圧Ｖａｃ、電源電圧Ｖｃｃ、検知電圧Ｖｓｎｓ、電流ＩＲＬの関係を示している。
【００３８】
図７Ａが示すようにリレーＲＬ１が正常であれば、低減抵抗Ｒ１についての検知電圧Ｖｓｎｓはほぼ０Ｖになる。これは図５Ａを用いて説明したとおりである。また、検知電圧Ｖｓｎｓが閾値以上とならないため、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３がオフを維持し、ベース電圧Ｖｂｅも動作閾値以上にならない。つまり、トランジスタＴｒ６もオフを維持する。
【００３９】
図７Ｂが示すようにリレーＲＬ１が動作不良を起こすと、低減抵抗Ｒ１についての検知電圧Ｖｓｎｓが増加するため、回復動作が開始される。この点は図５Ｂを用いて説明したとおりである。なお、リレーＲＬ１が動作不良を起こしたことが検知されると、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３がオンとなり、抵抗Ｒ１７を通してコンデンサＣ８の充電が開始される。コンデンサＣ８の両端電圧がベース電圧Ｖｂｅである。ここで、抵抗Ｒ１７、抵抗Ｒ１８、コンデンサＣ８の時定数は回復回路２４５の発振周期よりも十分に長くなるように設定される。これは、リレーＲＬ１が回復動作を継続的に実行する期間を所定期間以上にするためである。抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８で分圧されて生成されたベース電圧Ｖｂｅが閾値電圧以上になると、トランジスタＴｒ６がオンとなる。図７Ｂが示すように、トランジスタＴｒ６がオンする前に、リレーＲＬ１が回復すると、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３がオフとなり、コンデンサＣ８の充電が停止する。つまり、ベース電圧Ｖｂｅの上昇は終了する。その後、コンデンサＣ８の電荷が抵抗Ｒ１８を介して放電される。
【００４０】
図７Ｃが示すように回復動作を実行してもリレーＲＬ１が回復しないことがある。回復回路２４５が回復動作を継続的に実行する時間（経過時間）に比例してベース電圧Ｖｂｅが上昇する。つまり、コンデンサＣ８の充電が進むにつれてベース電圧Ｖｂｅが上昇する。やがて、ベース電圧Ｖｂｅが閾値以上になると、トランジスタＴｒ６がオンする。トランジスタＴｒ６がオンすると、回復回路２４５による回復信号の出力が無効化される。つまり、シュミットインバータＩＣ３が出力する矩形波の信号は接地へと導かれ、終端される。その結果、トランジスタＴｒ４がオフとなり、トランジスタＴｒ５がオンとなる。その結果、リレーＲＬ１には電源電圧Ｖｃｃが継続的に印加され、駆動コイルには継続的に駆動電流が流れる。
【００４１】
このように回復動作の実行時間を一定時間以下に制限することで、回復動作に伴うリレーＲＬ１の駆動音の発生時間を一定時間以下に制限することが可能となる。
【００４２】
＜まとめ＞
図２や図３などを用いて説明したように電圧変換器２０２やトランスＴ１は一次側電圧を変換して二次側電圧を出力する変換手段の一例である。また、整流回路２１１は交流電源に接続され、かつ、電圧変換器２０２の一次側に設けられ、交流電源から供給された交流を整流する整流手段の一例である。平滑回路２１２は整流回路２１１に接続され、整流回路２１１から出力される電流を平滑して電圧変換器２０２に供給する平滑手段の一例である。低減回路２１５は平滑回路２１２に接続され、平滑回路２１２に流れようとする突入電流を低減する低減手段の一例である。バイパス回路２１６は、低減回路２１５に対して並列に接続され、低減回路２１５が有する抵抗値よりも小さい抵抗値を有している。バイパス回路２１６は、突入電流が発生しうる第一期間においては低減回路２１５に突入電流を流し、突入電流が発生しにくい第二期間においては低減回路２１５に流れようとする電流をバイパスするバイパス手段の一例である。回復部２４０は、電圧変換器２０２の一次側に設けられ、電圧変換器２０２により生成される電圧を供給されて動作する。回復部２４０は、バイパス回路２１６が正常に動作しなくなるとバイパス回路２１６の動作を正常に回復させるための回復信号をバイパス回路２１６に供給する回復手段の一例である。このように電圧変換器２０２の一次側にバイパス回路２１６の回復を図るための回復部２４０が設けられているため、バイパス回路２１６の状態を二次側に伝達するための絶縁部品を省略することが可能となる。
【００４３】
図３などに示したように、バイパス回路２１６は制御信号に従ってオンまたはオフとなる電磁リレーＲＬ１であってもよい。これは電磁リレーＲＬ１などメカニカルな可動部を有するスイッチ機構では回復動作によって回復するケースが多々存在するからである。
【００４４】
回復部２４０は、電磁リレーＲＬ１が正常に動作しなくなると、電磁リレーＲＬ１の可動部を断続的に動作させる回復信号を電磁リレーＲＬ１に供給する。電磁リレーＲＬ１の動作不良の原因は主に異物が接点間に侵入することである。したがって、電磁リレーＲＬ１の可動部を断続的に動作させることで、異物の除去が促進される。
【００４５】
回復信号はハイレベル（オン）とローレベル（オフ）とを繰り返す信号である。この信号は図５Ｂに示したような矩形の駆動電流ＩＲＬである。なお、ハイレベルの継続時間は電磁リレーＲＬ１の動作時間よりも長い。また、ローレベルの時間は電磁リレーの復帰時間よりも長い。これにより、リレーＲＬ１の回復が促進される。
【００４６】
動作検知回路２４２は、低減回路２１５に印加されている電圧に基づきバイパス回路２１６が正常に動作していないことを検知する検知手段の一例である。なお、この電圧は低減回路２１５に流れている電流に比例している。そのため、動作検知回路２４２は電圧検知回路または電流検知回路として機能している。バイパス回路２１６が正常に動作していないことを動作検知回路２４２が検知すると、回復部２４０はバイパス回路２１６に回復信号を供給する。図５Ｂなどの示したように、バイパス回路２１６が正常に動作しないと、低減回路２１５に印加されている電圧を示す検知電圧Ｖｓｎｓが増加する。したがって、動作検知回路２４２は検知電圧Ｖｓｎｓを監視することで、バイパス回路２１６が正常に動作しているかどうかを検知できる。
【００４７】
また、動作検知回路２４２は、低減回路２１５に印加されている電圧を検知する検知手段の一例である。スイッチ回路２４３は、動作検知回路２４２により検知された電圧が閾値以上であれば、回復部２４０の回復回路２４５を動作させ、検知された電圧が閾値以上でなければ、回復回路２４５を動作させない回復制御手段の一例である。このように、動作検知回路２４２が検知電圧Ｖｓｎｓを監視することで、回復回路２４５を適切に動作させることが可能となる。
【００４８】
スイッチ回路２４３は、動作検知回路２４２により検知された検知電圧Ｖｓｎｓが閾値以上であれば、回復回路２４５に動作電圧を供給し、検知電圧Ｖｓｎｓが閾値以上でなければ、回復回路２４５に動作電圧を供給しないスイッチ素子であってもよい。このようなスイッチ素子は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３によって実現されうる。
【００４９】
回復回路２４５は、回復信号として一定周期の矩形波を生成する矩形波生成手段の一例である。これにより、一定周期の矩形波をリレーＲＬ１の駆動コイルに供給することで、駆動コイルを断続的に励磁して可動部を振動させ、異物の除去が促進されよう。
【００５０】
動作制限回路２４４は、回復回路２４５が回復信号を継続的に出力する期間を一定期間に制限する制限手段の一例である。回復信号を供給するとバイパス回路２１６は駆動音を発生する。したがって、回復信号を継続的に出力する期間を一定期間に制限することで、駆動音の発生期間も制限することが可能となる。
【００５１】
図６に示したように、動作制限回路２４４は、回復回路２４５に動作電圧Ｖｃｃが供給されている間に充電されるコンデンサＣ８と、コンデンサＣ８の電圧が閾値以上になると回復回路２４５から出力される回復信号を遮断するスイッチ素子を有していてもよい。このスイッチ素子はトランジスタＴｒ６によって実現されうる。なお、コンデンサＣ８の電圧が閾値以上になると、回復回路２４５への動作電圧Ｖｃｃの供給を遮断するスイッチ素子が採用されてもよい。
【００５２】
平滑回路２１２は平滑用のコンデンサである一次電解コンデンサＣ１を有していてもよい。図４や図５Ａなどが示すように、遅延回路２４１は、突入電流が発生しうる第一期間が経過した後にバイパス回路２１６がパイパス動作を開始するようバイパス回路２１６の動作を遅延させる遅延手段の一例である。遅延回路２４１は、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ９とから構成される時定数回路であってもよい。このような簡単な回路構成によって突入電流が発生しうる第一期間が経過した後にバイパス回路２１６を動作させることが可能となる。つまり、突入電流が発生しうる第一期間においては低減回路２１５により突入電流を低減しやすくなる。
【００５３】
図３などに示したように、ＦＥＴ Ｑ１は電圧変換器２０２の一次巻線に流れる電流をスイッチングするスイッチング手段の一例である。フィードバック回路２３１は電圧変換器２０２の二次巻線に生じる二次側電圧を、電圧変換器２０２の一次側にフィードバックするフィードバック手段の一例である。電源コントローラＩＣ１はフィードバック回路２３１によりフィードバックされた電圧Ｖｆｂと目標電圧との差分に応じてＦＥＴ Ｑ１を制御するスイッチング制御手段の一例である。電圧生成回路２１０は、電圧変換器２０２の補助巻線に生じる電圧に基づき電源コントローラＩＣ１およびバイパス回路２１６の電源電圧Ｖｃｃを生成する電圧生成手段の一例である。
【００５４】
スイッチ回路２４６は、電源電圧Ｖｃｃが供給されると電源電圧Ｖｃｃをバイパス回路２１６に供給し、電源電圧Ｖｃｃが供給されなくなると電源電圧Ｖｃｃをバイパス回路２１６に供給しない第一スイッチ素子を有していてもよい。第一スイッチ素子はたとえばトランジスタＴｒ５により実現されてもよい。また、スイッチ回路２４６は、回復信号が入力されていなければトランジスタＴｒ５をオンとし、回復信号が入力されると当該回復信号に応じてトランジスタＴｒ５を断続させる第二スイッチ素子を有していてもよい。第二スイッチ素子はトランジスタＴｒ４により実現されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１５０…電源装置、２０２…電圧変換器、２１１…整流回路、２１２…平滑回路、２１５…低減回路、２１６…バイパス回路、２４０…回復部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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