(57)【要約】【課題】部品の劣化によるリーク電流による発熱を防止することを可能にした電源回路及びそれを搭載した火災警報器を提供する。【解決手段】交流電源が供給され、交流電源から直流電源を得る電源回路において、直列に接続され、両端に交流電源が供給されるヒューズＦ１及びサージアブソーバＳＡと、直列に接続され、且つサージアブソーバＳＡに並列に接続されたコンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤと、コンデンサＣ１とツェナーダイオードＺＤとの間に設けられた整流回路Ｄと、サージアブソーバＳＡよりも出力側に設けられたヒューズＦ２とを備え、ヒューズＦ１及びヒューズＦ２の定格電流を、ヒューズＦ１の定格電流＞ヒューズＦ２の定格電流に設定したものである。【選択図】図２
2008035578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源が供給され、該交流電源から直流電源を得る電源回路において、
直列に接続され、両端に交流電源が供給される第１のヒューズ及び過電圧保護手段と、
直列に接続され、且つ前記過電圧保護手段に並列に接続されたコンデンサ及び負荷電圧素子と、
前記コンデンサと前記負荷電圧素子との間に設けられた整流回路と、
前記過電圧保護手段よりも出力側に設けられた第２のヒューズとを備え、
前記第１のヒューズ及び前記第２のヒューズの定格電流を、
前記第１のヒューズの定格電流＞前記第２のヒューズの定格電流
に設定したことを特徴とする電源回路。
【請求項２】
請求項１記載の電源回路を搭載したことを特徴とする火災警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源が供給され、該交流電源から直流電源を得る電源回路及びその電源回路を搭載した火災警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災警報器には、交流電源が供給され、該交流電源より低い電圧の直流電源を得る電源回路を内蔵したものがある（例えば特許文献１参照）。この種の電源回路においては、ＡＣ１００Ｖ電源が供給される場合には、フィルムコンデンサ等のキャパシタンスにより電圧を下げ、更に、ツェナーダイオードのような負荷電圧素子に電流を流し、一定の直流電圧を得る方法が一般に知られている。定常時のみを考慮すれば以上の構成で十分だが、例えば１kVを超えるような雷サージ電圧等が交流入力に混入してきた場合には耐圧が足りず、フィルムコンデンサ等を破壊してしまうことになる。その保護素子としてサージ電圧が混入してきた場合にインピーダンスを下げることによりサージ電流として吸収し、フィルムコンデンサ以降の回路に電圧が掛からないよう保護する素子として例えばサージアブソーバが取り付けられる。また、電源回路の回路素子等が短絡状態のままで戻らなくなるような故障が発生した場合には、交流電流から多大な電流が流れすぎて危険な状態となるため、一定以上の電流が流れ続けた場合には電流を遮断して回路を保護する素子としてヒューズＦが用いられている。特に、サージアブソーバは定格を超えるサージを吸収した場合には、短絡または破損する場合があるので、短絡時に速やかに電源から切り離すようにするために、その電源側にヒューズＦを取り付ける必要があった。
【特許文献１】特開平１０−１２４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に火災警報器は１０ｍＡ程度の消費電流であり、そのために、上記ヒューズＦとしては、１００ｍＡの定格電流のもので充分である。ところが、１００ｍＡのヒューズはそれ以上の電流が流れると切れてしまい、雷サージがあって、サージアブソーバＳＡがこれを吸収するためにサージ電流が流れた場合には、ヒューズが例えば１００ｍＡ定格であると、サージ電流は定常的な直流電流に換算すると、概ね１００ｍＡを超える電流量に相当するため、瞬時的なサージ電流でもヒューズが切れることになる。年間、日本の気候では数回の落雷があると、雷で頻繁にヒューズが切れることになるので、一般ユーザがヒューズを交換できるような構造にしなければならない。しかし、そのようにすると構造が複雑になるという問題を起こすことになる。そこで、火災警報器など小さい電気製品ではヒューズは基板に半田付けをして固定する小形のものを用い、その値を定格より十分大きい例えば１Ａ以上にすることが多かった。こうして、ヒューズを１Ａ以上の定格の物を使えば、雷サージで切れる心配はほとんどなくなる。しかし、その反面、フィルムコンデンサの絶縁性が劣化してツェナーダイオードに流れる電流が増えてしまう場合に以下のような不具合が生じる。
【０００４】
例えばツェナーダイオードのツェナー電圧が８Ｖであり、正常値の約１０ｍＡが流れていると、ツェナーダイオードの消費電力は、８Ｖ×（１０ｍＡ）2＝８０ｍＷであり、ツェナーダイオードの発熱は微小なので問題ない。ところが、フィルムコンデンサが劣化を始めて絶縁性が落ち、ツェナーダイオードに正常値より大きい、例えば５００ｍＡもの電流が流れると、ツェナーダイオードの消費電力は８Ｖ×（０．５Ａ）2＝２Ｗになり、これが無視できないほどの熱となり、基板の温度を上げることになる。しかし、ヒューズは、サージ電流で切れないようにするため、１Ａ程度の定格となっているので、５００ｍＡでは切れず放置され続けて蓄熱により事故につながることとなっていた。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、部品の劣化によるリーク電流による発熱を防止することを可能にした電源回路及びそれを搭載した火災警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源回路は、交流電源が供給され、該交流電源から直流電源を得る電源回路において、直列に接続され、両端に交流電源が供給される第１のヒューズ及び過電圧保護手段と、直列に接続され、且つ前記過電圧保護手段に並列に接続されたコンデンサ及び負荷電圧素子と、前記コンデンサと前記負荷電圧素子との間に設けられた整流回路と、前記過電圧保護手段よりも出力側に設けられた第２のヒューズとを備え、前記第１のヒューズ及び前記第２のヒューズの定格電流を、前記第１のヒューズの定格電流＞前記第２のヒューズの定格電流に設定したものである。
また、本発明に係る火災警報器は、上記の電源回路を搭載したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、雷サージ等によるサージ電流は第１のヒューズ及び過電圧保護手段に流れ、第２のヒューズには流れない。また、上記のコンデンサの劣化に伴うリーク電流は、第１のヒューズ及び第２のヒューズに流れるが、第２のヒューズの定格電流を低く設定しているので、危険なリーク電流は第２のヒューズにより遮断することができる。即ち、第２のヒューズは、サージ電流では溶断せず、危険なリーク電流で確実に溶断し、部品の劣化によるリーク電流による発熱を防止することが可能になっている。
また、本発明においては、上記の電源回路を火災警報器に搭載したので、火災警報器の電源回路の部品の劣化によるリーク電流による発熱を防止することが可能になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。この火災警報器は、電源としてＡＣ電源を用いるものであり、ＡＣ−ＤＣ降圧回路１１、定電圧回路１２、制御回路１３、発光回路１４、受光増幅回路１５、電源電圧検出回路１６、ブザー鳴動回路１７、ブザー停止回路１８及び火災異常通電表示回路１９から構成されている。
【０００９】
ＡＣ−ＤＣ降圧回路１１は、商用電源ＡＣ１００Ｖを直流電圧に変換するとともに交流電源よりも低い電圧、例えば５Ｖ程度の電圧に下げて、発光回路１４、受光増幅回路１５、ブザー停止回路１８、電源電圧検出回路１６、ブザー鳴動回路１７及び火災異常通電表示回路１９に駆動電源として供給する。なお、このＡＣ−ＤＣ降圧回路１１は本発明の電源回路を構成している。定電圧回路１２は、ＡＣ−ＤＣ降圧回路１１の出力電圧を例えば２．２Ｖの一定電圧にして制御回路１３に駆動電源として供給する。制御回路１３は例えばワンチップマイコンから構成されており、後述するように発光回路１４、ブザー鳴動回路１７及び火災異常通電表示回路１９をそれぞれ制御する。発光回路１４は例えば火災検出用赤外発光ダイオードから構成されており、制御回路１３により制御されて一定の時間間隔で赤外線を発光する。受光増幅回路１５は、例えばフォトダイオード及び増幅器から構成されており、発光回路１４の赤外線が煙の発生により散乱すると、その散乱光をフォトダイオードにより受光した後に増幅器により増幅して制御回路１３に出力する。電源電圧検出回路１６は、ＡＣ−ＤＣ降圧回路１１の出力電圧を検出して制御回路１３に出力する。
【００１０】
制御回路１３は、受光増幅回路１５からの信号に基づいて火災検出を行い、電源電圧検出回路１６からの出力電圧に基づいて通電検出を行い、また、受光増幅回路１５及び電源電圧検出回路１６の出力に基づいて内部回路の点検（異常検出）を行う。制御回路１３は、これらの検出状態に基づいてブザー鳴動回路１７及び火災異常通電表示回路１９をそれぞれ制御する。ブザー鳴動回路１７は、制御回路１３の検出結果（火災・異常）に応じて火災鳴動又は異常鳴動し、その状態を周囲の人に知らせる。ブザー停止回路１８は、ブザー鳴動回路１７が鳴動しているときにスイッチＳＷが操作されて閉じられると、制御回路１３を介してその鳴動を停止させる。火災異常通電表示回路１９は、赤色・緑色２色ダイオードから構成されており、警報器の状態を表示する。具体的には、緑色のダイオードを通電表示灯とし、通電表示灯は未通電時は消灯し、通電時は点灯するものであり、夜間、特に就寝時の寝室でも眩しすぎないように制限した明るさで点灯させるようにしてある。赤色のダイオードを火災表示灯とし、火災表示灯は火災や異常状態を表すものであり、通常時に消灯し、火災時に点灯し、異常時に点滅する。この火災表示灯は火災報知する重要性から視認性の良い明るさで点灯させる。
【００１１】
図２はＡＣ−ＤＣ降圧回路１１の一例を示した回路図であり、これは本発明の電源回路に相当する。ＡＣ−ＤＣ降圧回路１１は、ヒューズＦ１及びサージアブソーバＳＡを備えており、これらが直列に接続されている。なお、ヒューズＦ１は本発明の第１のヒューズを構成しており、サージアブソーバＳＡは過電圧保護手段を構成している。また、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ及びツェナーダイオードＺＤが直列に接続されており、この直列回路がサージアブソーバＳＡに並列に接続されている。また、コンデンサＣ１と抵抗Ｒとの間と、アブソーバＳＡのヒューズＦ１との接続点とは反対側の端子との間とには、ダイオードブリッジからなる整流回路Ｄが配置されている。上記のコンデンサＣ１は例えばフィルムコンデンサから構成されており、ＡＣ１００Ｖの電圧を降下させる機能を果たしており、ＡＣ１００Ｖの電圧、電源周波数と静電容量値で決まる所定の交流電流を流す。整流回路ＤはコンデンサＣ１からの交流電流を整流して直流電流に変換する。抵抗ＲはツェナーダイオードＺＤに流す電流を制限するものであり、ツェナーダイオードＺＤは整流回路Ｄからの整流電流を取り込んで出力する直流出力電圧を決定する基準電圧素子であり、本発明の負荷電圧素子に相当する。ツェナーダイオードＺＤにはコンデンサＣ２が並列に接続されている。コンデンサＣ２はツェナーダイオードＺＤの発生した電圧を充電し、安定した直流電圧を得るためのコンデンサであり、ここでは例えば電解コンデンサが用いられる。また、ヒューズＦ２がサージアブソーバＳＡの一端と整流回路Ｄの入力側との間に設けられており、これは本発明の第２のヒューズに相当する。そして、例えばヒューズＦ１の定格電流を例えば１Ａ、ヒューズＦ２の定格電流を例えば１００ｍＡに設定する。
【００１２】
図２のＡＣ−ＤＣ降圧回路１１において、交流電流はコンデンサＣ１により所定の電流が流れ、整流回路Ｄにより全波整流され、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧に相当する降下した電圧が直流出力電圧として出力されることになる。ここで、コンデンサＣ１が劣化し始めて絶縁性が落ちて、正常時よりも大きい例えば５００ｍＡ程度の電流が流れようとすると、その電流はヒューズＦ１，Ｆ２に流れるが、ヒューズＦ２の定格電流（１００ｍＡ）が小さいのでヒューズＦ２が溶断し、回路が遮断されることで、コンデンサＣ１、ツェナーダイオードＺＤ、整流回路Ｄ等が保護される。
【００１３】
また、例えば雷サージ電圧が入力した場合には、サージアブソーバＳＡがインピーダンスを下げることによりサージ電流として吸収し、コンデンサＣ１以降の回路にその影響を与えないようしている。また、上記のサージアブソーバＳＡが短絡状態のままで戻らなくなるような故障が生じた場合には、交流電圧側が多大な電流が流れすぎて危険な状態になるが、そのような電流（１Ａ以上）が流れ続けた場合にはヒューズＦ１が溶断し、回路を遮断することによりヒューズＦ１以降の回路及び交流電流供給元が保護される。
【００１４】
以上のように本実施形態１においては、雷などによるサージ電流はヒューズＦ１及びサージアブソーバＳＡに流れ、ヒューズＦ２には流れないので、定格電流の小さいヒューズＦ２が雷のたびに切れることを防ぐことができる。また、コンデンサＣ１の劣化に伴うリーク電流は、ヒューズＦ１及びＦ２に流れるが、Ｆ１の定格電流＞Ｆ２の定格電流と設定しており、危険なリーク電流はヒューズＦ２により遮断することができる。即ち、ヒューズＦ２は、サージ電流では溶断しないが、危険なリーク電流では確実に溶断して回路を遮断することができ、部品の劣化によるリーク電流による発熱を防止することが可能になっている。
【００１５】
実施形態２．
図３はＡＣ−ＤＣ降圧回路１１の他の例を示した回路図である。図２の実施形態においては、ヒューズＦ２を交流入力電圧のＮ側に設けた例について説明したが、本実施形態２においては、ヒューズＦ２をサージアブソーバＳＡの他端とコンデンサＣ１との間に設けている。なお、ヒューズＦ２の挿入位置は、サージアブソーバＳＡよりも出力側、つまり、サージアブソーバＳＡの他端と一端とを結ぶ、コンデンサＣ１と抵抗ＲとツェナーダイオードＺＤとの直列回路中に挿入されていればよいので、例えば、コンデンサＣ１と整流回路Ｄ１の入力側との間でもよい。このように構成された本実施形態２のＡＣ−ＤＣ降圧回路１１においても、実施形態１と同様な動作が得られる。
【００１６】
実施形態３．
上記の実施形態１及び２においては、本発明の電源回路を火災警報器に搭載する例について説明したが、交流電源を整流して直流電源として使用する機器であれば、他の機器においても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＡＣ−ＤＣ降圧回路の一例を示した回路図である。
【図３】図１のＡＣ−ＤＣ降圧回路の他の例を示した回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１ ＡＣ−ＤＣ降圧回路、１２ 定電圧回路、１３ 制御回路、１４ 発光回路、１５ 受光増幅回路、１６ 電源電圧検出回路、１７ ブザー鳴動回路、１８ ブザー停止回路、１９ 火災異常通電表示回路、Ｆ１，Ｆ２ ヒューズ、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ 整流回路、ＺＤ ツェナーダイオード、ＳＡ サージアブソーバ。
【図１】
2008035578.tif 000003
【図２】
2008035578.tif 000004
【図３】
2008035578.tif 000005