(57)【要約】【課題】負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制可能な交流安定化電源装置を得ること。【解決手段】商用電源１から印加される交流電圧を負荷の電圧許容範囲内に補償して負荷７に印加する交流安定化電源装置１００であって、交流電圧を変圧するトランス２と、トランス２への交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチ３と、負荷７への印加電圧をトランス２により変圧された電圧と商用電源１からの交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチ４と、商用電源１の電圧を検出する電圧検出手段５と、商用電源１の電圧に応じて、第１のスイッチ３及び第２のスイッチ４を制御する制御手段６とを備えている。【選択図】図１
2015192498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から印加される交流電圧を負荷の電圧許容範囲内に補償して前記負荷に印加する交流安定化電源装置であって、
前記交流電圧を変圧するトランスと、
前記トランスへの前記交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチと、
前記負荷への印加電圧を前記トランスにより変圧された電圧と前記交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチと、
前記交流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記交流電圧に応じて、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする交流安定化電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧許容範囲内にある場合に、前記負荷に前記交流電圧を印加するように前記第２のスイッチを制御すると共に、前記トランスへの前記交流電圧の印加を停止するように前記第１のスイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載の交流安定化電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧範囲内であることを検出した場合に、前記第２のスイッチを制御した後に、前記第１のスイッチを制御することを特徴とする請求項２に記載の交流安定化電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記交流電圧が少なくとも前記電圧許容範囲外にある場合に、前記トランスに前記交流電圧を印加するように前記第１のスイッチを制御すると共に、前記負荷に前記トランスにより変圧された電圧を印加するように前記第２のスイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載の交流安定化電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧範囲外であることを検出した場合に、前記第１のスイッチを制御した後に、前記第２のスイッチを制御することを特徴とする請求項４に記載の交流安定化電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流安定化電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源の電圧変動を補償し、負荷への印加電圧を安定化する交流安定化電源装置としては、例えば、交流電源から印加される電圧が負荷の許容電圧範囲を超えた場合に補償電圧の注入を行い、許容電圧範囲内である場合には補償電圧の注入を行わないとした技術が開示されている（例えば、特許文献１）。これにより、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲において、交流電源から負荷への供給電力損失を小さくすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、交流電源から負荷への電力供給経路に常時注入トランスが介在することとなる。このため、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲においても注入トランスに励磁電流が流れることとなり非効率である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制可能な交流安定化電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の側面にかかる交流安定化電源装置は、商用電源から印加される交流電圧を負荷の電圧許容範囲内に補償して前記負荷に印加する交流安定化電源装置であって、前記交流電圧を変圧するトランスと、前記トランスへの前記交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチと、前記負荷への印加電圧を前記トランスにより変圧された電圧と前記交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチと、前記交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記交流電圧に応じて、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の第２の側面にかかる交流安定化電源装置は、本発明の第１の側面にかかる交流安定化電源装置において、前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧許容範囲内にある場合に、前記負荷に前記交流電圧を印加するように前記第２のスイッチを制御すると共に、前記トランスへの前記交流電圧の印加を停止するように前記第１のスイッチを制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第３の側面にかかる交流安定化電源装置は、本発明の第２の側面にかかる交流安定化電源装置において、前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧範囲内であることを検出した場合に、前記第２のスイッチを制御した後に、前記第１のスイッチを制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第４の側面にかかる交流安定化電源装置は、本発明の第１の側面にかかる交流安定化電源装置において、前記制御手段は、前記交流電圧が少なくとも前記電圧許容範囲外にある場合に、前記トランスに前記交流電圧を印加するように前記第１のスイッチを制御すると共に、前記負荷に前記トランスにより変圧された電圧を印加するように前記第２のスイッチを制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第５の側面にかかる交流安定化電源装置は、本発明の第４の側面にかかる交流安定化電源装置において、前記制御手段は、前記交流電圧が前記電圧範囲外であることを検出した場合に、前記第１のスイッチを制御した後に、前記第２のスイッチを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる交流安定化電源装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる安定化電源装置の商用電源の電圧範囲に応じた各部状態例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる交流安定化電源装置の第１のスイッチ及び第２のスイッチを半導体双方向スイッチで構成した例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２にかかる交流安定化電源装置の一構成例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる安定化電源装置の商用電源の電圧範囲に応じた各部状態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる交流安定化電源装置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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる交流安定化電源装置１００の一構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる交流安定化電源装置１００は、入力端（Ｌ１，Ｎ１端子）が商用電源１に、出力端（Ｌ２，Ｎ２端子）が負荷７に接続され、商用電源１から印加される交流電圧を負荷７の電圧許容範囲内に補償して負荷７に印加する。
【００１５】
交流安定化電源装置１００は、商用電源１から印加される交流電圧を変圧するトランス２と、トランス２への交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチ３と、負荷７への印加電圧をトランス２により変圧された電圧と交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチ４と、電圧検出手段５と、制御手段６とを備えている。
【００１６】
電圧検出手段５は、Ｌ１−Ｎ１端子間に接続され、商用電源１の電圧を検出する。また、制御手段６は、電圧検出手段５から出力される商用電源１の電圧に応じて、第１のスイッチ３及び第２のスイッチ４を制御する。
【００１７】
本実施の形態では、トランス２は、１つの巻線の一部を一次側と二次側とで共用する単巻トランスである。このトランス２には、巻線の中間点に接続された電源入力端子Ｐ、巻線の一方端に接続された接地端子Ｇ、及び巻線の各点に接続された複数の変圧出力端子Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅが設けられている。電源入力端子ＰがＬ１端子に接続され、接地端子Ｇが第１のスイッチ３の一方端に接続されている。
【００１８】
第１のスイッチ３は、他方端がＮ１，Ｎ２端子に接続されている。この第１のスイッチ３が制御手段６により閉制御されることにより、商用電源１からトランス２に交流電圧が印加される。
【００１９】
第２のスイッチ４は、Ｌ１端子に接続された接点ａ及びトランス２の複数の変圧出力端子Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅに対応して設けられた各接点ｂ，ｃ，ｄ，ｅを有している。この第２のスイッチ４が制御手段６により切り替えられることにより、商用電源１から印加される交流電圧あるいはトランス２により変圧された電圧の何れかが負荷７に印加される。
【００２０】
つぎに、本実施の形態にかかる交流安定化電源装置１００の動作について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１にかかる安定化電源装置１００の商用電源１の電圧範囲に応じた各部状態例を示す図である。なお、本実施の形態では、負荷７の電圧許容範囲が９０Ｖ以上１１０Ｖ以下であるものとしている。また、図２に示す例では、交流安定化電源装置１００による電圧補償範囲が７５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖである場合の例を示し、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が９５Ｖ≦Ｘ＜１０５Ｖの範囲である場合を状態Ａ、７５Ｖ≦Ｘ＜８５Ｖの範囲である場合を状態Ｂ、８５Ｖ≦Ｘ＜９５Ｖの範囲である場合を状態Ｃ、１０５Ｖ≦Ｘ＜１１５Ｖの範囲である場合を状態Ｄ、１１５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖの範囲である場合を状態Ｅとしている。
【００２１】
図２に示すように、本実施の形態では、状態Ａ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が９５Ｖ≦Ｘ＜１０５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３を開制御し、第２のスイッチ４の接点ａを選択するように制御する。これにより、トランス２に商用電源１からの交流電圧が印加されず、商用電源１からの交流電圧が負荷７に直接印加される。このため、この状態Ａでは、トランス２には励磁電流が流れず、トランス２による電力損失を無くすことができる。
【００２２】
また、状態Ｂ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が７５Ｖ≦Ｘ＜８５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３を閉制御し、第２のスイッチ４の接点ｂを選択するように制御する。これにより、トランス２に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２により変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｂにおける変圧比を１．２５とすることで、負荷７への印加電圧は、９５．８３Ｖから１０４．１７Ｖの範囲内となる。
【００２３】
また、状態Ｃ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が８５Ｖ≦Ｘ＜９５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３を閉制御し、第２のスイッチ４の接点ｃを選択するように制御する。これにより、トランス２に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２により変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｃにおける変圧比を１．１１とすることで、負荷７への印加電圧は、９５．４５Ｖから１０４．５５Ｖの範囲内となる。
【００２４】
また、状態Ｄ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が１０５Ｖ≦Ｘ＜１１５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３を閉制御し、第２のスイッチ４の接点ｄを選択するように制御する。これにより、トランス２に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２により変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｄにおける変圧比を０．９１とすることで、負荷７への印加電圧は、９４．４４Ｖから１０５．５６Ｖの範囲内となる。
【００２５】
また、状態Ｅ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が１１５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３を閉制御し、第２のスイッチ４の接点ｅを選択するように制御する。これにより、トランス２に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２により変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｅにおける変圧比を０．８３とすることで、負荷７への印加電圧は、９３．７５Ｖから１０６．２５Ｖの範囲内となる。
【００２６】
このように制御することで、負荷７への印加電圧範囲を、負荷７の電圧許容範囲内（ここでは、９０Ｖ以上１１０Ｖ以下）に補償することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、状態Ｃあるいは状態Ｄから状態Ａに移行する際には、制御手段６は、第２のスイッチ４の制御を行って、負荷７に対して、商用電源１からの交流電圧の印加を開始した後に、第１のスイッチ３を開制御して、トランス２に対する商用電源１からの交流電圧の印加を停止する。また、状態Ａから状態Ｃあるいは状態Ｄに移行する際には、制御手段６は、第１のスイッチ３を閉制御して、トランス２に対して、商用電源１からの交流電圧の印加を開始した後に、第２のスイッチ４の制御を行って、負荷７に対して、トランス２により変圧された電圧の印加を開始する。
【００２８】
このように制御することで、負荷７への電圧の印加が停止した状態となるのを防ぐことができる。
【００２９】
なお、上述したような制御を行った場合でも、各状態Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ間の移行の際には、第２のスイッチ４の各接点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ間で何れの接点にも接していない非接続時間が発生することとなる。このため、極めて短時間であるが、負荷７への電圧の印加が停止した状態と等価となり、負荷７の停止や誤動作要因となり得る。一方、非接続時間が短ければ、負荷７の容量成分により継続動作が可能である。従って、第２のスイッチ４の切り替えの際に発生する非接続時間は、負荷７の継続動作が不可能となる時間よりも短い必要がある。
【００３０】
図３は、実施の形態１にかかる交流安定化電源装置１００の第１のスイッチ３及び第２のスイッチ４を半導体双方向スイッチで構成した例を示す図である。
【００３１】
図３に示すように、例えばＩＧＢＴ等を用いた半導体双方向スイッチで第１のスイッチ３及び第２のスイッチ４を構成すると、これら第１のスイッチ３及び第２のスイッチ４の切替速度を高速化できる。
【００３２】
例えば、第２のスイッチ４を半導体双方向スイッチで構成した場合には、上述した非接続時間を半導体双方向スイッチのターンオン／ターンオフに要する時間まで短縮することができる。
【００３３】
また、例えば、第１のスイッチ３を半導体双方向スイッチで構成した場合には、状態Ｃあるいは状態Ｄから状態Ａへの移行、状態Ａから状態Ｃあるいは状態Ｄへの移行に要する時間を短縮することができる。
【００３４】
なお、図２に示す例では、交流安定化電源装置１００による電圧補償範囲が７５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖの範囲である例について説明したが、この電圧補償範囲をより広い範囲に設定してもよいし、この場合に、トランス２の変圧出力端子の数（第２のスイッチの接点数）を増やしてもよい。あるいは、電圧補償範囲をより狭い範囲に設定することも可能である。また、図２に示す例では、各状態における検出電圧値Ｘの範囲がそれぞれ１０Ｖである例について説明したが、これら各状態における検出電圧値Ｘの範囲をより狭くして、補償後の電圧範囲をより狭くしてもよいし、負荷７の電圧許容範囲を超えない範囲で、より広く設定してもよい。これら電圧補償範囲、トランス２の変圧出力端子（第２のスイッチの接点数）の数、あるいは検出電圧値Ｘの範囲等により本発明が限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３５】
また、商用電源１から印加される交流電圧が交流安定化電源装置１００による電圧補償範囲（図２に示す例では、７５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖ）を超えた場合や、あるいは、トランス２の温度を検出する温度検出手段を設けてトランス２の温度管理を行い、トランス２の定格温度を超えた場合には、例えば、図示しないスイッチ手段により商用電源１からの電力供給経路を切断するようにしてもよい。このような構成とすることで、トランス２や負荷７を保護することができ、また、定格容量の低いトランス２を用いて構成することができる。
【００３６】
以上説明したように、実施の形態１によれば、単巻トランスへの商用電源からの交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチと、負荷への印加電圧を単巻トランスにより変圧された電圧と商用電源から印加される交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチとを設けたので、商用電源の電圧が負荷の電圧許容範囲内にある場合には、負荷に商用電源からの交流電圧を印加すると共に、単巻トランスへの商用電源からの交流電圧の印加を停止し、商用電源の電圧が上述した電圧範囲外にある場合には、単巻トランスに商用電源からの交流電圧を印加すると共に、負荷に単巻トランスにより変圧された電圧を印加することで、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制しつつ、負荷への印加電圧範囲を、負荷の電圧許容範囲内に補償することができる。
【００３７】
また、商用電源の電圧が上述した電圧範囲内であることを検出した場合に、第２のスイッチを制御して、負荷に対して、商用電源からの交流電圧の印加を開始した後に、第１のスイッチを開制御して、単巻トランスに対する商用電源からの交流電圧の印加を停止する。また、商用電源の電圧が上述した電圧範囲外であることを検出した場合に、第１のスイッチを閉制御して、単巻トランスに対して、商用電源からの交流電圧の印加を開始した後に、第２のスイッチの制御を行って、負荷に対して、単巻トランスにより変圧された電圧の印加を開始する。これにより、負荷への電圧の印加が停止した状態となるのを防ぐことができる。
【００３８】
また、第１のスイッチ及び第２のスイッチのうちの一方あるいは両方を半導体双方向スイッチで構成することで、負荷への印加電圧の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２にかかる交流安定化電源装置１００ａの一構成例を示す図である。実施の形態１では、トランス２として、単巻トランスを用いた構成について説明したが、本実施の形態では、トランス２ａとして、一次巻線と二次巻線とを有する複巻トランスを用いた例について説明する。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図４に示すように、実施の形態２にかかる交流安定化電源装置１００ａは、トランス２ａとして、実施の形態１において説明した単巻トランスに代えて、一次巻線と二次巻線とを有する複巻トランスを用いた構成としている。このトランス２ａには、一次巻線の一方端に接続された電源入力端子Ｐ、一次巻線の他方端に接続された接地端子Ｇ１、接地端子Ｇ１に対向して二次巻線に設けられた接地端子Ｇ２、及び二次巻線の各点に接続された複数の変圧出力端子Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅが設けられている。電源入力端子ＰがＬ１端子に接続され、接地端子Ｇ１が第１のスイッチ３ａの接点ｆに接続され、接地端子Ｇ２が第１のスイッチ３ａの接点ｇ及びＮ２端子に接続されている。
【００４１】
第１のスイッチ３ａは３路スイッチであり、ｆ接点とＮ２端子に接続された接点ｇとを選択的にＮ１端子に接続する構成である。この第１のスイッチ３ａが制御手段６により接点ｆを選択されることにより、商用電源１からトランス２ａの一次巻線に交流電圧が印加される。
【００４２】
つぎに、本実施の形態にかかる交流安定化電源装置１００ａの動作について、図４及び図５を参照して説明する。図５は、実施の形態２にかかる安定化電源装置１００ａの商用電源１の電圧範囲に応じた各部状態例を示す図である。図５において、負荷７の電圧許容範囲、交流安定化電源装置１００ａによる電圧補償範囲、及び各状態Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける検出電圧値Ｘの範囲は、実施の形態１と同様である。
【００４３】
図５に示すように、本実施の形態では、状態Ａ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が９５Ｖ≦Ｘ＜１０５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａの接点ｇを選択するように制御し、第２のスイッチ４の接点ａを選択するように制御する。これにより、トランス２ａの一次巻線に商用電源１からの交流電圧が印加されず、商用電源１からの交流電圧が負荷７に直接印加される。このため、この状態Ａでは、トランス２ａには励磁電流が流れず、トランス２ａによる電力損失を無くすことができる。
【００４４】
また、状態Ｂ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が７５Ｖ≦Ｘ＜８５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａの接点ｆを選択するように制御し、第２のスイッチ４の接点ｂを選択するように制御する。これにより、トランス２ａの一次巻線に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２ａにより変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｂにおける変圧比を１．２５とすることで、負荷７への印加電圧は、９５．８３Ｖから１０４．１７Ｖの範囲内となる。
【００４５】
また、状態Ｃ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が８５Ｖ≦Ｘ＜９５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａの接点ｆを選択するように制御し、第２のスイッチ４の接点ｃを選択するように制御する。これにより、トランス２ａの一次巻線に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２により変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｃにおける変圧比を１．１１とすることで、負荷７への印加電圧は、９５．４５Ｖから１０４．５５Ｖの範囲内となる。
【００４６】
また、状態Ｄ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が１０５Ｖ≦Ｘ＜１１５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａの接点ｆを選択するように制御し、第２のスイッチ４の接点ｄを選択するように制御する。これにより、トランス２ａの一次巻線に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２ａにより変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｄにおける変圧比を０．９１とすることで、負荷７への印加電圧は、９４．４４Ｖから１０５．５６Ｖの範囲内となる。
【００４７】
また、状態Ｅ、すなわち、電圧検出手段５により検出された商用電源１の電圧（検出電圧値Ｘ）が１１５Ｖ≦Ｘ＜１２５Ｖの範囲にある場合には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａの接点ｆを選択するように制御し、第２のスイッチ４の接点ｅを選択するように制御する。これにより、トランス２ａの一次巻線に商用電源１からの交流電圧が印加され、トランス２ａにより変圧された電圧が負荷７に印加される。このとき、変圧出力端子Ｓｅにおける変圧比を０．８３とすることで、負荷７への印加電圧は、９３．７５Ｖから１０６．２５Ｖの範囲内となる。
【００４８】
このように制御することで、実施の形態１と同様に、負荷７への印加電圧範囲を、負荷７の電圧許容範囲内（ここでは、９０Ｖ以上１１０Ｖ以下）に補償することができる。
【００４９】
また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、状態Ｃあるいは状態Ｄから状態Ａに移行する際には、制御手段６は、第２のスイッチ４の制御を行って、負荷７に対して、商用電源１からの交流電圧の印加を開始した後に、第１のスイッチ３ａを制御して、トランス２ａに対する商用電源１からの交流電圧の印加を停止する。また、状態Ａから状態Ｃあるいは状態Ｄに移行する際には、制御手段６は、第１のスイッチ３ａを制御して、トランス２ａに対して、商用電源１からの交流電圧の印加を開始した後に、第２のスイッチ４の制御を行って、負荷７に対して、トランス２ａにより変圧された電圧の印加を開始する。
【００５０】
このように制御することで、実施の形態１と同様に、負荷７への電圧の印加が停止した状態となるのを防ぐことができる。
【００５１】
さらに、ここでは図示しないが、実施の形態１と同様に、例えばＩＧＢＴ等を用いた半導体双方向スイッチで第１のスイッチ３ａ及び第２のスイッチ４を構成すると、これら第１のスイッチ３ａ及び第２のスイッチ４の切替速度を高速化でき、負荷への印加電圧の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００５２】
また、実施の形態１と同様に、電圧補償範囲をより広く、あるいは狭く設定してもよいし、トランス２ａの二次巻線に設ける変圧出力端子の数（第２のスイッチの接点数）を増やしてもよい。また、各状態における検出電圧値Ｘの範囲をより狭くして、補償後の電圧範囲をより狭くしてもよいし、負荷７の電圧許容範囲を超えない範囲で、より広く設定してもよい。これら電圧補償範囲、変圧出力端子（第２のスイッチの接点数）の数、あるいは検出電圧値Ｘの範囲等により本発明が限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５３】
また、実施の形態１と同様に、商用電源１から印加される交流電圧が交流安定化電源装置１００ａによる電圧補償範囲を超えた場合や、あるいは、トランス２ａの温度を検出する温度検出手段を設けてトランス２ａの温度管理を行い、トランス２ａの定格温度を超えた場合には、例えば、図示しないスイッチ手段により商用電源１からの電力供給経路を切断するようにしてもよい。このような構成とすることで、トランス２ａや負荷７を保護することができ、また、定格容量の低いトランス２ａを用いて構成することができる。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、複巻トランスへの商用電源からの交流電圧の印加の有無を切り替える第１のスイッチと、負荷への印加電圧を複巻トランスにより変圧された電圧と商用電源からの交流電圧との何れか一方に切り替える第２のスイッチとを設けたので、商用電源の電圧が負荷の電圧許容範囲よりも狭い電圧範囲内である場合には、負荷に商用電源からの交流電圧を印加すると共に、複巻トランスへの商用電源からの交流電圧の印加を停止し、商用電源の電圧が上述した電圧範囲外である場合には、複巻トランスに商用電源からの交流電圧を印加すると共に、負荷に複巻トランスにより変圧された電圧を印加することで、実施の形態１と同様に、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制しつつ、負荷への印加電圧範囲を、負荷の電圧許容範囲内に補償することができる。
【００５５】
また、商用電源の電圧が上述した電圧範囲内であることを検出した場合に、第２のスイッチを制御して、負荷に対して、商用電源からの交流電圧の印加を開始した後に、第１のスイッチを制御して、複巻トランスに対する商用電源からの交流電圧の印加を停止する。また、商用電源の電圧が上述した電圧範囲外であることを検出した場合に、第１のスイッチを制御して、複巻トランスに対して、商用電源からの交流電圧の印加を開始した後に、第２のスイッチの制御を行って、負荷に対して、複巻トランスにより変圧された電圧の印加を開始する。これにより、実施の形態１と同様に、負荷への電圧の印加が停止した状態となるのを防ぐことができる。
【００５６】
また、第１のスイッチ及び第２のスイッチのうちの一方あるいは両方を半導体双方向スイッチで構成することで、実施の形態１と同様に、負荷への印加電圧の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態では、商用電源が単相交流電源である例を示したが、商用電源が三相交流電源である場合においても、各相毎に、第１のスイッチ及び第２のスイッチを設けることで適用可能である。
【００５８】
また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる交流安定化電源装置は、トランスを用いて商用電源から印加される交流電圧を負荷の電圧許容範囲内に補償して負荷に印加する構成において、負荷電圧補償を必要としない電圧変動範囲における電力損失を抑制する場合に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  商用電源
２，２ａ  トランス
３，３ａ  第１のスイッチ
４  第２のスイッチ
５  電圧検出手段
６  制御手段
７  負荷
１００，１００ａ  交流安定化電源装置
【図１】
2015192498.tif 000003
【図２】
2015192498.tif 000004
【図３】
2015192498.tif 000005
【図４】
2015192498.tif 000006
【図５】
2015192498.tif 000007