(57)【要約】【課題】交流・直流入力両用の電源装置で、交流入力時に入力電圧が低下したとき残留リップルの影響が少ない間に電圧出力を停止させる。【解決手段】端子１ａと１ｂからの交流電圧はブリッジ整流器２で整流され、直流電圧はそのまま通過し、スイッチングトランス３の一次巻線に印加され、スイッチング素子４のオン・オフで二次巻線に誘起される電圧を整流部５で整流し、端子６から出力する。出力電圧は制御部９に帰還され、出力電圧の変動に応じて制御部でスイッチング素子を制御し、出力電圧を一定にする。下限電圧判別部８により、電源電圧が動作下限電圧以下になったとき制御部を介しスイッチング素子の動作を停止させ、出力を遮断するが、入力電源が交流の場合、直流入力時よりスイッチング回路の動作下限電圧を上げ、入力電圧の低下時、残留リップルが小さい間に電圧出力を停止させ、負荷回路に悪影響を与えないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された直流電圧、または、入力された交流電圧を整流した直流電圧を安定化して出力電圧とする電源装置において、前記入力電圧の種類が交流か直流であるかを検出する交流・直流検出部と、同交流・直流検出部の検出結果それぞれに対応した二種類の所定電圧を切換えて用い、前記整流された各直流電圧がそれぞれ前記所定電圧以下である場合を判別する下限電圧判別部と、同下限電圧判別部の判別結果に基づいて前記出力電圧の出力を停止する制御部とを設け、前記入力電圧の種類に対応して前記整流された直流電圧での動作下限電圧を切換えてなることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に係り、交流または直流の電圧を入力し所定の直流電圧に変換して出力するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラのような直流電源を必要とする装置には、電源回路にＤＣ−ＤＣコンバータを設け、電源電圧が変動しても負荷回路には常に定電圧を供給できるようにし、入力電圧が動作下限電圧以下になった場合はＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させ、出力電圧を遮断し、負荷に悪影響を与えないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、様々な設置条件に対応可能にするため、交流入力と直流入力の何れでも使用できるようにしたものがあり、このような装置では、例えば、電源入力部にブリッジ整流器を設け、入力電圧が交流であればブリッジ整流器で整流し、直流であればそのままブリッジ整流器を通過させ、後段のスイッチング回路でスイッチングし、所定の定電圧に変換し、整流して出力している。このような電源回路では、例えば、標準入力電圧をＡＣ（交流）２４ＶまたはＤＣ（直流）１２Ｖとし、スイッチング回路の動作下限電圧を、例えば、９Ｖに設定し、入力電圧が９Ｖ以下のときスイッチング動作を停止させ、出力を遮断するようにしているものがある。出力電圧は、入力が直流であれば、図３（イ）に示すように、入力電圧が動作下限電圧以下になったとき、同図（ロ）に示すように出力電圧は安定して遮断されるが、入力が交流の場合はスイッチング回路の入力電圧に平滑し切れなかったリップル分（残留リップル）が含まれており、この残留リップルは入力電圧の低下に従って増加するため、例えば負荷として接続された監視カメラ等の映像にノイズを重畳させたり、デジタル回路のトリガ動作に影響を与えてしまうという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７８０２２号公報（第２−６頁、図１−図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、交流入力の場合に、入力電圧が低下したとき、残留リップルの影響が少ない間に電源の動作を停止させるようにした電源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するため、入力された直流電圧、または、入力された交流電圧を整流した直流電圧を安定化して出力電圧とする電源装置において、前記入力電圧の種類が交流か直流であるかを検出する交流・直流検出部と、同交流・直流検出部の検出結果それぞれに対応した二種類の所定電圧を切換えて用い、前記整流された各直流電圧がそれぞれ前記所定電圧以下である場合を判別する下限電圧判別部と、同下限電圧判別部の判別結果に基づいて前記出力電圧の出力を停止する制御部とを設け、前記入力電圧の種類に対応して前記整流された直流電圧での動作下限電圧を切換える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による電源装置を詳細に説明する。
図１は本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。図は、ＡＣ（交流）２４ＶまたはＤＣ（直流）１２Ｖを入力電源とする場合の例で、１ａと１ｂはＡＣ２４ＶまたはＤＣ１２Ｖを入力する入力端子で、ＤＣ入力の場合は１ａ端子に＋側を、１ｂ端子にＧｒｏｕｎｄ（以降、ＧＮＤ  と略す）側を接続する。２はブリッジ整流器、Ｃ１は平滑用のコンデンサ、３はスイッチングトランス、４はスイッチング素子、５は整流部、６は出力端子、７は交流・直流検出部、８は下限電圧判別部、９は制御部である。なお、スイッチング素子４とスイッチングトランス３と制御部９とでスイッチング回路を構成する。
【０００７】
以上の構成において、次にその動作を説明する。
電源がＡＣ２４Ｖの場合は入力端子１ａと１ｂに接続し、電源がＤＣ１２Ｖの場合は入力端子１ａに＋１２Ｖ側を、入力端子１ｂにＧＮＤ  側を接続する。入力が交流の場合はブリッジ整流器２で全波整流され、コンデンサＣ１で平滑され、入力が直流の場合はそのままブリッジ整流器２を通過する。ブリッジ整流器２からの電圧はスイッチングトランス３の一次巻線に印加される。この一次巻線の他端はスイッチング素子４に接続されており、スイッチング素子４のオン・オフ動作によりスイッチングトランス３に往復磁界が発生し、これによりスイッチングトランス３の二次巻線に電圧が誘起され、この誘起された電圧を整流部５で整流・平滑して直流とし、出力端子６から負荷回路に供給する。出力端子６の電圧は制御部９に帰還され、出力電圧の変動に応じてスイッチング素子４のオン・オフ期間が制御され、これにより、出力電圧は所定の電圧に保持される。
【０００８】
図２は、交流・直流検出部７と下限電圧判別部８の一例を示す回路図で、交流・直流検出部７は入力端子１ｂに接続され、入力端子１ａと１ｂに交流または直流の何れが入力されたかを検出する。そして、入力端子１ｂからの入力をダイオードＤで整流することにより、入力電源が直流の場合はダイオードＤの整流出力はゼロＶ（Ｌレベル）であるが、交流の場合は電圧が生じるので（Ｈレベル）、これらの電圧に基づきＮＰＮ形のトランジスタＱをオンまたはオフし、交流入力の場合は出力端をＧＮＤ  に短絡し、直流入力の場合は出力端をオープンにする。これにより、後述する下限電圧判別部８では，  入力電源が交流か直流であるかを区別する。なお、Ｃ２は平滑用のコンデンサ、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は、入力電源が交流の場合にダイオードＤの整流出力電圧がトランジスタＱのベース耐圧以下になるように分圧するための抵抗で、抵抗Ｒ２はこれと同時に入力電源が直流の場合にトランジスタＱのベースをＧＮＤ  電位に保つ働きをする。
下限電圧判別部８は、ブリッジ整流器２から出力される電圧を抵抗Ｒ６とツェナダイオードＤｚを用いて基準電圧とし、コンパレータＸの反転入力端子に印加し、これとは別に、ブリッジ整流器２から出力される電圧を抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列接続回路に印加し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点をコンパレータＸの非反転入力端子に接続する。そして、交流・直流検出部７の出力端を抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点に接続し、抵抗Ｒ５の他端はＧＮＤ  に接続する。また、抵抗Ｒ７の一端をコンパレータＸの出力端子に、他端をコンパレータＸの非反転入力端子に接続する。これは、コンパレーターＸの動作にヒステリシスを与えるものである。
【０００９】
これにより、入力電源が交流の場合は、トランジスタＱがオンして抵抗Ｒ５が短絡されるので、ブリッジ整流器２からの電圧を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４で分圧した値がコンパレータＸの非反転入力端子に印加されることになり、入力電源が直流の場合は、トランジスタＱがオフするため、ブリッジ整流器２からの電圧を、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ４に抵抗Ｒ５を加えた値とで分圧した値がコンパレータＸの非反転入力端子に印加される。すなわち、入力電源が交流であるか直流であるかによって比較される電圧（非反転入力端子に印加される電圧）が異なる値になり、これにより、入力電源電圧の低下時、入力が交流の場合と直流の場合でそれぞれ異なる動作下限電圧まで低下した場合に基準電圧より低下したことになり、コンパレータＸの出力端がＬレベルとなる。この信号は制御部９に入力されており、Ｌレベルが検出されると制御部９はスイッチング動作を停止させる。
【００１０】
制御部９は、下限電圧判別部８からの出力によってスイッチング動作を停止／開始させるため、結果的に、入力電源が直流の場合は、スイッチング回路の入力電圧が直流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば９Ｖ以下になった場合にスイッチング素子４のオン・オフ動作を停止させ、入力電源が交流の場合は交流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば１５Ｖ以下になった場合にスイッチング素子４のオン・オフ動作を停止させる。スイッチング素子４の動作が停止すればスイッチングトランス３の往復磁界がなくなり、スイッチングトランス３の二次巻線には電圧が誘起されず、出力端子６からの電圧出力が停止される。
なお、所定電圧は予め実験的に求めており、例えば、交流入力の場合は残留リップル電圧が負荷側に影響しない入力電圧とし、また、直流の場合は出力側に最大負荷を接続し、規定の出力電流と電圧とが保持可能な入力電圧としている。
このような構成により、入力電源が直流の場合と交流の場合とに所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、交流電圧が低下したとき、残留リップル電圧が小さい間に電圧出力を停止させることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による電源装置によれば、スイッチング回路の入力電圧が動作下限電圧以下となったとき、スイッチング動作を停止し、電圧出力を停止するものであるが、入力電源が交流の場合と直流の場合とにそれぞれ所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、入力電源が交流で、入力電圧が低下した場合に、残留リップル電圧が小さい間にスイッチング回路の動作を停止させることができ、負荷の動作に異常が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】交流・直流検出部および下限電圧判別部の回路の一例である。
【図３】従来技術の説明図で、（イ）は直流電源入力時のスイッチング回路の入力電圧波形、（ロ）は出力電圧を示す。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  入力端子
２  ブリッジ整流器
３  スイッチングトランス
４  スイッチング素子
５  整流部
６  出力端子
７  交流・直流検出部
８  下限電圧判別部
９  制御部
Ｄ  ダイオード
Ｑ  ＮＰＮ形トランジスタ
Ｘ  コンパレータ
Ｄｚ  ツェナダイオード
Ｃ１、Ｃ２    コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ７  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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