(57)【要約】【課題】入力電源電圧が異なる場合においても、入力電源電圧を手動で切替えることなく、一定の出力電圧を発生させるとともに、構成の簡素化を図ること。【解決手段】入力電源の電圧を検知する電圧検知部２と、入力電源の異なる電圧を一定の出力電圧に変換する電圧変換部４と、電圧検知部２による検知結果に基づいて電圧変換部４の入力電源の電圧を切替えるリレー１４を用いた回路切替え部３とを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源の電圧を検知する電圧検知部と、
前記入力電源の異なる電圧を一定の出力電圧に変換する電圧変換部と、
前記電圧検知部による検知結果に基づいて前記電圧変換部の入力電源の電圧を切替えるリレーを用いた回路切替え部とを備えることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記電圧変換部は降圧トランスを備え、前記回路切替え部は、前記電圧検知部にて低電圧が検出された場合、前記入力電源の電圧が前記降圧トランスにて降圧されないように切替え、前記電圧検知部にて高電圧が検出された場合、前記入力電源の電圧が前記降圧トランスにて降圧されるように切替えることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記電圧変換部は分圧用コンデンサを備え、前記回路切替え部は、前記電圧検知部にて低電圧が検出された場合、前記入力電源の電圧が前記分圧用コンデンサにて分圧されないように切替え、前記電圧検知部にて高電圧が検出された場合、前記入力電源の電圧が前記分圧用コンデンサにて分圧されるように切替えることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
前記電圧変換部は複数の入力電圧に対応したトランスを備えることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項５】
前記電圧変換部の後段に接続されたＤＣモータ駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源回路。
【請求項６】
前記回路切替え部に設けられ、電源投入直後に前記リレーに電流が流れるのを防止する前記リレーに並列に接続された保護コンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電源回路。
【請求項７】
前記入力電源の電圧に対応して前記電圧変換部に設けられ、前記電圧変換部を異電圧から保護する保護回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電源回路。
【請求項８】
前記電圧変換部の出力電圧に対応して前記電圧変換部の後段に設けられ、前記電圧変換部の出力電圧が供給される負荷を異電圧から保護する保護回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源回路に関し、特に、複数の入力電源電圧に対応可能な送風機用の電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内の一般的な電源として、１００Ｖまたは２００ＶのＡＣ電源が使用されており、送風機には１００Ｖ用機器と２００Ｖ用機器が混在している。また、海外では１２０Ｖや２２０ＶのＡＣ電源が使用されており、それぞれ専用の機器が存在する。異なる電圧の電源入力を共用する装置では、手動にて切替える方法や自動で切替える方法が知られている。
【０００３】
例えば、自動で切替える方法として、特許文献１には、単相１００Ｖと３相２００Ｖの電圧の違いを検出し、倍電圧整流回路と３相全波整流回路を自動的に切替え、出力電圧を一定に保つ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４６１５４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、異なる電圧の電源入力を手動で切替える方法では、誤った電圧が入力される恐れがあり、装置を破損することがあるという問題があった。また、特許文献１に開示された方法では、倍電圧整流回路と３相全波整流回路を自動的に切替えるために電源回路の構成が複雑化することから、換気扇などの風路の確保や設置スペースに制限のある送風機に搭載することは困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力電源電圧が異なる場合においても、入力電源電圧を手動で切替えることなく、一定の出力電圧を発生させるとともに、構成の簡素化を図ることが可能な電源回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電源回路は、入力電源の電圧を検知する電圧検知部と、前記入力電源の異なる電圧を一定の出力電圧に変換する電圧変換部と、前記電圧検知部による検知結果に基づいて前記電圧変換部の入力電源の電圧を切替えるリレーを用いた回路切替え部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、入力電源電圧が異なる場合においても、入力電源電圧を手動で切替えることなく、一定の出力電圧を発生させるとともに、構成の簡素化を図ることが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に係る電源回路の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の電圧変換部４の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明に係る電源回路の実施の形態２に適用される電圧変換部４ａおよび回路切替え部の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明に係る電源回路の実施の形態３に適用される電圧変換部４ｂおよび回路切替え部の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明に係る電源回路の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明に係る電源回路の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明に係る電源回路の実施の形態６に適用される電圧変換部４ｃの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明に係る電源回路の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る電源回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る電源回路の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、ＡＣ入力電源１は日本国内の一般的なＡＣ１００ＶおよびＡＣ２００Ｖでの使用を想定し、負荷５はＡＣ１００Ｖ入力の送風機用ＡＣモータを想定した。図１において、ＡＣ入力電源１は、単相１００Ｖまたは単相２００Ｖの商用電源入力が用いられる。このＡＣ入力電源１は、電圧検知部２と回路切替え部３へ接続される。
【００１２】
電圧検知部２は、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖか２００Ｖかを検知する回路で、主に、ダイオードブリッジ６と分圧抵抗９、１０とツェナーダイオード１１が設けられている。ここで、ダイオードブリッジ６には抵抗７が直列に接続され、ダイオードブリッジ６と抵抗７の直列回路には平滑コンデンサ８が並列に接続されている。また、平滑コンデンサ８には、分圧抵抗９、１０の直列回路が並列に接続され、分圧抵抗１０にはツェナーダイオード１１と抵抗１２の直列回路が並列に接続されている。
【００１３】
そして、ＡＣ入力電源１から入力された電圧はダイオードブリッジ６にて全波整流され、平滑コンデンサ８により平滑化される。整流された電圧は分圧抵抗９、１０によって分圧され、ツェナーダイオード１１へ印加される。よって、ツェナーダイオード１１へ印加される電圧はＡＣ入力電源１の電圧および分圧抵抗９、１０の値によって変化する。
【００１４】
ここで、入力電圧が１００Ｖ〜２００Ｖの間でツェナーダイオード１１へ印加される電圧がツェナー電圧となるように分圧抵抗９、１０の値を設定することで、入力電圧が１００Ｖ時にはツェナーダイオード１１へ印加される電圧はツェナー電圧を超えることなく、電流は殆ど流れないが、２００Ｖ時にはツェナー電圧を超えるため、電流が流れるようにすることができる。なお、抵抗７は電源投入時の突入電流を抑制するもので、抵抗１２はプルダウンのための抵抗である。
【００１５】
回路切替え部３は、電圧検知部２によって検知された電圧に合わせて電圧変換部４の接続先を切替える回路で、トランジスタ１３と２接点リレー１４が設けられている。ここで、２接点リレー１４には、電流を検知するコイル４１およびコイル４１から発生された電磁力にて動作する２接点スイッチ４２が設けられている。そして、トランジスタ１３には抵抗３２が直列に接続され、トランジスタ１３と抵抗３２の直列回路にはコイル４１が並列に接続されている。また、トランジスタ１３の制御端子はツェナーダイオード１１と抵抗１２の接続点に接続されている。また、抵抗９、３２間には抵抗３１が接続されている。
【００１６】
また、２接点リレー１４が動作するまでの時間に低電圧用電源回路１６に電気が流れないように常閉接点側を高電圧用電源回路１５と接続する必要があるため、２接点リレー１４の常閉接点側には電圧変換部４の高電圧用電源回路１５が接続され、常開接点側には低電圧電源回路１６が接続されている。
【００１７】
電圧検知部２のツェナーダイオード１１に電流が流れない場合には、トランジスタ１３は動作しないため、２接点リレー１４のコイルへと電気が流れ、２接点リレー１４が動作する。また、ツェナーダイオード１１に電流が流れる場合には、トランジスタ１３が動作するため、２接点リレー１４へは電気が流れずに、２接点リレー１４は動作しない。ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖ時には２接点リレー１４が動作し、２００Ｖ時には２接点リレー１４は動作しない。
【００１８】
電圧変換部４は、負荷５に合わせた電圧を１００Ｖと２００Ｖの入力電圧から作り出す回路で、高電圧用電源回路１５および低電圧用電源回路１６が設けられている。なお、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖか２００Ｖを想定している場合、低電圧用電源回路１６は負荷５に合わせた電圧を１００Ｖの入力電圧から作り出し、高電圧用電源回路１５は負荷５に合わせた電圧を２００Ｖの入力電圧から作り出すことができる。
【００１９】
ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖである場合、電圧検知部２のツェナーダイオード１１に電流が流れないため、回路切替え部３のトランジスタ１３が動作せず、２接点リレー１４が動作する。２接点リレー１４が動作すると、ＡＣ入力電源１の接続先が常開接点と接続されている電圧変換部４の低電圧用電源回路１６へと切替えられ、低電圧用電源回路１６にて生成された負荷５に合わせた電圧が負荷５に供給される。
【００２０】
一方、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖである場合、電圧検知部２のツェナーダイオード１１に電流が流れるため、回路切替え部３のトランジスタ１３が動作し、２接点リレー１４は動作しない。２接点リレー１４が動作しないため、ＡＣ入力電源１の接続先は常閉接点と接続されている電圧変換部４の高電圧用電源回路１５のままとなり、高電圧用電源回路１５にて生成された負荷５に合わせた電圧が負荷５に供給される。
【００２１】
上記の動作によって、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖの時には低電圧用電源回路１６が自動的に選択され、２００Ｖの時には高電圧用電源回路１５が自動的に選択され、負荷５に合わせた電圧に変換された後、負荷５へと供給される。よって、異なる入力電圧に対し、人手なしに、自動で適切な回路を選択し、正常に動作することができるため、誤結線などによる発火や機器の破壊などを防ぐことができる。
【００２２】
図２は、図１の電圧変換部４の概略構成の一例を示すブロック図である。図２において、高電圧用電源回路１５では、降圧トランス１７が設けられている。そして、高電圧用電源回路１５では、２接点リレー１４が降圧トランス１７を介して負荷５に接続され、低電圧用電源回路１６では、２接点リレー１４が負荷５に直接接続されている。
【００２３】
そして、高電圧用電源回路１５では、降圧トランス１７を用いてＡＣ２００ＶからＡＣ１００Ｖを生成して負荷５に伝え、低電圧用電源回路１６では、ＡＣ１００Ｖをそのまま負荷５に伝えることで、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖまたは１００Ｖのいずれであっても、負荷５に合わせた電圧１００Ｖを作り出すことができる。
【００２４】
実施の形態２．
図３は、本発明に係る電源回路の実施の形態２に適用される電圧変換部４ａおよび回路切替え部の概略構成の一例を示すブロック図である。図３において、この電源回路では、図１の電圧変換部４および２接点リレー１４の代わりに電圧変換部４ａおよび１接点リレー１８が設けられている。ここで、電圧変換部４ａには分圧用コンデンサ１９が設けられている。１接点リレー１８には、コイル４１および１接点スイッチ４３が設けられている。そして、１接点リレー１８の常閉接点側は分圧用コンデンサ１９を介して負荷５に接続され、１接点リレー１８の常開接点側は負荷５に直接接続されている。
【００２５】
そして、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖの時には、分圧用コンデンサ１９を用いてＡＣ２００ＶからＡＣ１００Ｖを生成して負荷５に伝え、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖの時には、ＡＣ１００Ｖをそのまま負荷５に伝えることで、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖまたは１００Ｖのいずれであっても、負荷５に合わせた電圧１００Ｖを作り出すことができる。
【００２６】
実施の形態３．
図４は、本発明に係る電源回路の実施の形態３に適用される電圧変換部４ｂおよび回路切替え部の概略構成の一例を示すブロック図である。図４において、この電源回路では、図１の電圧変換部４および２接点リレー１４の代わりに電圧変換部４ｂおよび１接点リレー１８が設けられている。ここで、電圧変換部４ｂには複数入力対応トランス２０が設けられている。そして、１接点リレー１８の常閉接点側は複数入力対応トランス２０の２００Ｖ入力用端子を介して負荷５に接続され、１接点リレー１８の常開接点側は複数入力対応トランス２０の１００Ｖ入力用端子を介して負荷５に接続されている。
【００２７】
そして、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖの時には、複数入力対応トランス２０を用いてＡＣ２００ＶからＡＣ１００Ｖを生成して負荷５に伝え、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖの時には、ＡＣ１００Ｖを負荷５に伝えることで、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖまたは１００Ｖのいずれであっても、負荷５に合わせた電圧１００Ｖを作り出すことができる。
【００２８】
実施の形態４．
図５は、本発明に係る電源回路の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図５において、この電源回路では、負荷５１としてＤＣモータが用いられている。そして、電圧変換部４の後段には、ＤＣモータを駆動するＤＣモータ駆動回路２１が接続されている。そして、電圧変換部４から出力されたＡＣ１００ＶのＡＣ電圧はＤＣモータ駆動回路２１にてＤＣ電圧に変換され、負荷５１に供給される。このため、負荷５１として、ＡＣモータの代わりにＤＣモータが用いられている場合においても、電圧変換部４と負荷５１の間にＡＣ１００Ｖ入力のＤＣモータ駆動回路２１を組み込むことで、ＤＣモータに容易に対応が可能である。
【００２９】
実施の形態５．
図６は、本発明に係る電源回路の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。図６において、この電源回路は、図１の電源回路に対し、ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖの時に、電源が投入された直後に２接点リレー１４が動作し、低電圧用電源回路１６に誤って電流が流れるのを防ぐ誤動作防止機能を付加したものである。具体的には、回路切替え部３には、２接点リレー１４に並列に接続された保護コンデンサ２２が設けられている。
【００３０】
ＡＣ入力電源１の電圧が２００Ｖであった場合、ダイオードブリッジ６にて整流された電圧は平滑コンデンサ８にて平滑化されるが、電源投入直後は平滑コンデンサ８が充電されるまで一定の時間がかかるため、分圧抵抗９にかかる電圧は徐々に高くなる。ツェナーダイオード１１はツェナー電圧を超えた時点から電流を流し始めるが、１００Ｖ入力時と同じ電圧では電流を流すことはないため、２接点リレー１４の動作電圧に達した時点ではまだトランジスタ１３は動作していない。２接点リレー１４の動作電圧に達した時点からツェナーダイオード１１のツェナー電圧を超えるまでの間に、短時間ではあるが、リレー１４が動作する可能性がある。
【００３１】
このような対策として、２接点リレー１４と並列に保護コンデンサ２２を接続することで、平滑コンデンサ８通過後の電圧が充分上昇するまでの間、２接点リレー１４に電流が流れないようにし、２接点リレーの誤動作を抑制することができる。また、ＡＣ入力電源１の電圧が１００Ｖの時、保護コンデンサ２２内に電荷が蓄積された後は、２接点リレー１４に電流が流れるため、動作に支障はない。
【００３２】
実施の形態６．
図７は、本発明に係る電源回路の実施の形態６に適用される電圧変換部４ｃの概略構成の一例を示すブロック図である。図７において、この電源回路は、図１の電源回路に対し、電圧変換部４を異電圧から保護する保護機能を付加したものである。
【００３３】
通常、異常電圧保護に使用する素子の定数は、使用する電圧および電流によって異なる。このため、異なる電圧で使用する場合、電圧の高い素子を使用すると、低い電圧で使用した場合には、充分な保護機能が果たせなくなり、電圧の低い素子を使用すると、高い電圧で使用した場合には、通常動作で保護機能が働く可能性がある。
【００３４】
このような対策として、電圧変換部４内の高電圧用電源回路１５には２００Ｖ対応のヒューズ２３およびバリスタ２４を設け、低電圧用電源回路１６には１００Ｖ対応のヒューズ２５およびバリスタ２６を設けることで、異電圧時に回路および負荷５を保護することができる。
【００３５】
実施の形態７．
図８は、本発明に係る電源回路の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。図８において、この電源回路は、図１の電源回路に対し、負荷５を異電圧から保護する保護機能を付加したものである。
【００３６】
前述の通り、異常電圧保護に使用する素子は使用する電圧に合ったものを使用する必要があるが、電圧変換部４通過後の電圧は負荷５で使用する電圧に統一される。このため、電圧変換部４と負荷５との間に１００Ｖ対応のヒューズ２７およびバリスタ２８を設けることで、異常電圧時に負荷５を保護することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明に係る電源回路は、１００Ｖまたは２００ＶのＡＣ電源が使用される場合においても、誤結線による機器の破壊や発火等の危険を防止できる電源回路として有用である。特に、使用電源が混在している場所や、設置空間に制限のある送風機用の電源回路として好適である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＡＣ入力電源
２  電圧検知部
３  回路切替え部
４、４ａ、４ｂ  電圧変換部
５、５１  負荷
６  ダイオードブリッジ
７、１２、３１、３２  抵抗
８  平滑コンデンサ
９、１０  分圧抵抗
１１  ツェナーダイオード
１３  トランジスタ
１４  ２接点リレー
１５  高電圧用電源回路
１６  低電圧用電源回路
１７  降圧トランス
１８  １接点リレー
１９  分圧用コンデンサ
２０  複数入力対応トランス
２１  ＤＣモータ駆動回路
２２  保護コンデンサ
２３  高電圧用ヒューズ
２４  高電圧用バリスタ
２５  低電圧用ヒューズ
２６  低電圧用バリスタ
２７  負荷電圧用ヒューズ
２８  負荷電圧用バリスタ
４１  コイル
４２  ２接点スイッチ
４３  １接点スイッチ
【図１】
2011101470.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011101470.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011101470.tif 000007
【図６】
2011101470.tif 000008
【図７】
2011101470.tif 000009
【図８】
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