(57)【要約】【課題】交流の入力電圧の周波数の上昇による負荷回路への出力電圧の上昇を低減する。【解決手段】周波数検出回路３と基準周波数発振回路４と比較回路５とダミー抵抗６と電流調整回路７とを設ける。周波数検出回路３は、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの周波数を検出し、検出した周波数に応じた電圧（検出電圧）Ｖｆを生成する。基準周波数発振回路４は、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの定格周波数を基準周波数とし、この基準周波数に応じた電圧（基準電圧）Ｖｒを生成する。比較回路５は、周波数検出回路３からの検出電圧Ｖｆと基準周波数発振回路４からの基準電圧Ｖｒとの差に応じた電圧Ｖｓを出力する。電流調整回路７は、比較回路５からの電圧Ｖｓに応じて、ダミー抵抗６に流れる電流Ｉｄを調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の入力電圧から共振現象を利用して安定した交流の出力電圧を生成するように構成された定電圧トランスと、
前記定電圧トランスからの交流の出力電圧を整流して負荷回路への直流の出力電圧を生成するように構成された整流回路と、
前記定電圧トランスへの交流の入力電圧および前記定電圧トランスからの交流の出力電圧の何れか一方の周波数を検出するように構成された周波数検出回路と、
前記周波数検出回路によって検出された周波数と前記定電圧トランスへの交流の入力電圧の定格周波数とを比較するように構成された比較回路と、
前記整流回路からの直流の出力電圧の前記負荷回路への出力ライン間に擬似的な負荷として接続されたダミー抵抗と、
前記比較回路における比較結果に基づいて前記ダミー抵抗に流す電流を調整するように構成された電流調整回路と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電源装置において、
前記比較回路は、
前記周波数検出回路によって検出された周波数と前記定格周波数との周波数の差を求めるように構成され、
前記電流調整回路は、
前記比較回路で求められた前記周波数の差に応じた電流を前記ダミー抵抗に流すように構成されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載された電源装置において、
前記定格周波数に応じた電圧を基準電圧として生成する基準電圧生成回路を備え、
前記周波数検出回路は、
前記検出した周波数に応じた電圧を検出電圧として生成するように構成され、
前記比較回路は、
前記周波数検出回路からの検出電圧と前記基準電圧生成回路からの基準電圧との差を前記周波数の差として求めるように構成されている
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧トランスを用いた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に、一般的な定電圧トランス（ＣＶＴ）の等価回路を示す。ＣＶＴは、飽和リアクトルＬ１とコンデンサＣ１とを並列共振させ、この並列共振回路に不飽和リアクトルＬ２を通じて直列共振する電流を供給すると、入力電圧（交流の入力電圧（ＡＣ入力電圧））ｅinが変動しても並列共振電圧（交流の出力電圧（ＡＣ出力電圧））ｅoutがほゞ一定となる共振現象を利用したものである。
【０００３】
このＣＶＴを用いた電源装置では、ＣＶＴが生成するＡＣ出力電圧ｅoutを整流することによって、ＡＣ入力電圧ｅinの電圧変動の影響を受けない安定した直流の出力電圧（ＤＣ出力電圧）を生成し、この生成したＤＣ直流電圧を負荷回路への出力電圧Ｖとする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＶＴは、共振現象を利用して電圧を安定化させているため、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が変動すると負荷回路への出力電圧Ｖも変動してしまう。この場合、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなると、負荷回路への出力電圧Ｖも高くなる。特に、軽負荷の状態で周波数が高くなって、出力電圧Ｖが上昇すると、２次側の機器に支障が出る虞がある。以下、この問題について、具体的に説明する。
【０００６】
図５に、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が定格周波数である場合の出力電圧Ｖと負荷電流Ｉとの関係を示す。この例では、出力電圧Ｖの定格の上限が２７Ｖ（無負荷時の電圧）、下限が２４ボルト（Ｉ＝２０Ａの時の電圧）とされている。ＣＶＴは垂下特性を持っているため、負荷電流Ｉが増大すると、出力電圧Ｖが低下する。
【０００７】
図６に、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなった場合の出力電圧Ｖと負荷電流Ｉとの関係を点線で示す。ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなると出力電圧Ｖも高くなる。ここで、例えば、Ｉ＝２Ａの軽負荷の状態をみると、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなったことにより、出力電圧Ｖが定格の上限を超えて上昇している（Ｐ１点）。出力電圧Ｖが定格の上限を超えると、２次側の機器に支障が出る虞があり、問題となる。
【０００８】
なお、商用電源の周波数の変動は少ないが、工場の発電機を利用する場合などは、周波数が仕様を超えて上昇することがあり、上述したような問題が生じ易い。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、交流の入力電圧の周波数の上昇による負荷回路への出力電圧の上昇を低減することが可能な電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、交流の入力電圧（ｅin）から共振現象を利用して安定した交流の出力電圧（ｅout）を生成するように構成された定電圧トランス（１）と、定電圧トランスからの交流の出力電圧を整流して負荷回路（３００）への直流の出力電圧（Ｖ）を生成するように構成された整流回路（２）と、定電圧トランスへの交流の入力電圧および定電圧トランスからの交流の出力電圧の何れか一方の周波数を検出するように構成された周波数検出回路（３）と、周波数検出回路によって検出された周波数と定電圧トランスへの交流の入力電圧の定格周波数とを比較するように構成された比較回路（５）と、整流回路からの直流の出力電圧の負荷回路への出力ライン間に擬似的な負荷として接続されたダミー抵抗（６）と、比較回路における比較結果に基づいてダミー抵抗に流す電流を調整するように構成された電流調整回路（７）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、定電圧トランスへの交流の入力電圧および定電圧トランスからの交流の出力電圧の何れか一方の周波数を検出し、この検出した周波数と定電圧トランスへの交流の入力電圧の定格周波数とを比較し、この比較結果に基づいてダミー抵抗に流す電流を調整する。例えば、検出した周波数と定格周波数との周波数の差を求め、この求めた周波数の差に応じた電流をダミー抵抗に流すようにする。これにより、定電圧トランスへの交流の入力電圧の周波数が高くなった場合、高くなった周波数と定格周波数との差に応じた電流がダミー抵抗に流れ、定電圧トランスが持つ垂下特性によって、負荷回路への出力電圧が下降するものとなる。
【００１２】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したことにより、本発明によれば、定電圧トランスへの交流の入力電圧および定電圧トランスからの交流の出力電圧の何れか一方の周波数を検出し、この検出した周波数と定電圧トランスへの交流の入力電圧の定格周波数とを比較し、この比較結果に基づいてダミー抵抗に流す電流を調整するようにしたので、定電圧トランスへの交流の入力電圧の周波数が高くなった場合、高くなった周波数と定格周波数との差に応じた電流をダミー抵抗に流すようにして、交流の入力電圧の周波数の上昇による負荷回路への出力電圧の上昇を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る電源装置の一実施の形態の要部を示す図である。
【図２】図２は、この電源装置においてＡＣ入力電圧の周波数が高くなった場合に負荷回路への出力電圧の上昇が低減される様子を説明する図である。
【図３】図３は、本発明に係る電源装置の他の実施の形態を示す図である。
【図４】図４は、一般的なＣＶＴの等価回路を示す図である。
【図５】図５は、ＡＣ入力電圧の周波数が定格周波数である場合の出力電圧と負荷電流との関係を示す図である。
【図６】図６は、ＡＣ入力電圧の周波数が高くなった場合の出力電圧と負荷電流との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電源装置１００の要部を示す図である。
【００１６】
この電源装置１００は、定電圧トランス（ＣＶＴ）１と、整流回路２と、周波数検出回路３と、基準周波数発振回路４と、比較回路５と、ダミー抵抗６と、電流調整回路７と、コンデンサ８とを備えている。なお、２００は工場の発電機などの交流電源であり、３００は負荷回路である。
【００１７】
この電源装置１００において、ＣＶＴ１は、交流電源２００からの交流の入力電圧（ＡＣ入力電圧）ｅinから、共振現象を利用して、安定した交流の出力電圧（ＡＣ出力電圧）ｅoutを生成する。
【００１８】
整流回路２は、ＣＶＴ１からのＡＣ出力電圧ｅoutを整流して、負荷回路３００への直流の出力電圧（ＤＣ出力電圧）Ｖを生成する。
【００１９】
周波数検出回路３は、ゼロクロス発振回路３１とパルス−電圧変換回路３２とを備えており、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの周波数を検出する。
【００２０】
この周波数検出回路３において、ゼロクロス発振回路３１は、ＡＣ入力電圧ｅinの波形がゼロレベルを交差する毎にパルスを発生する。パルス−電圧変換回路３２は、ゼロクロス発振回路３１からのパルスを入力とし、この入力されるパルスの数に応じた電圧Ｖｆを生成する。ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高ければ、パルス−電圧変換回路３２へ入力されるパルスの数が多くなり、生成される電圧Ｖｆが大きくなる。
【００２１】
基準周波数発振回路４は、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの定格周波数を基準周波数とし、この基準周波数に応じた電圧Ｖｒを生成する。比較回路５は、周波数検出回路３からの電圧（検出電圧）Ｖｆと基準周波数発振回路４からの電圧（基準電圧）Ｖｒとを比較し、この検出電圧Ｖｆと基準電圧Ｖｒとの差に応じた電圧Ｖｓを出力する。
【００２２】
ダミー抵抗６は、整流回路２からのＤＣ出力電圧Ｖの負荷回路３００への出力ラインＬＡ，ＬＢ間に接続されている。また、このダミー抵抗６と直列に電流調整回路７が接続されている。電流調整回路７は、例えばトランジスタで構成されており、比較回路５からの電圧Ｖｓがトランジスタのベースに与えられることによって、ダミー抵抗６に流れる電流Ｉｄを調整する。
【００２３】
この電源装置１００では、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなった場合、このＡＣ入力電圧ｅinの周波数と基準周波数（定格周波数）との差に応じた電流Ｉｄがダミー抵抗６に流れる。これにより、ＣＶＴ１が持つ垂下特性によって、負荷回路３００への出力電圧Ｖが下降するものとなる。
【００２４】
例えば、図２において、Ｉ＝２Ａの軽負荷の状態をみると、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数が高くなったことにより、従来であれば、ＤＣ出力電圧Ｖが定格の上限を超えて上昇する（Ｐ１点）。これに対し、本実施の形態では、ＡＣ入力電圧ｅinの周波数と基準周波数（定格周波数）との差に応じた電流Ｉｄがダミー抵抗６に流れるので、ＣＶＴ１が持つ垂下特性によって、負荷回路３００への出力電圧Ｖが下降し（Ｐ２点）、定格の範囲に入るものとなる。
【００２５】
なお、図１に示した電源装置１００（１００Ａ）では、周波数検出回路３においてＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの周波数を検出するようにしたが、ＣＶＴ１へのＡＣ入力電圧ｅinの周波数とＣＶＴ１からのＡＣ出力電圧ｅoutの周波数とはほゞ同じであるので、図３に示す電源装置１００（１００Ｂ）のように、ＣＶＴ１からのＡＣ出力電圧ｅoutの周波数を周波数検出回路３において検出するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施の形態では、基準周波数（定格周波数）に応じた電圧を基準電圧Ｖｒとして生成する回路（基準電圧生成回路）を基準周波数発振回路４としたが、必ずしも発振動作を伴う回路でなくてもよい。
【００２７】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…定電圧トランス（ＣＶＴ）、２…整流回路、３…周波数検出回路、４…基準周波数発振回路、５…比較回路、６…ダミー抵抗、７…電流調整回路、３１…ゼロクロス発振回路、３２…パルス−電圧変換回路、１００（１００Ａ，１００Ｂ）…電源装置。
【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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