(57)【要約】【課題】電源の性能を維持したままで部品点数の削減による小型化ならびに低価格化を実現するタイマ用電源装置を提供する。【解決手段】バリスタＶＲ、矩形波交流を全波整流するダイオードブリッジＤＢ、整流出力側に接続した抵抗器Ｒ１、交流入力端Ｉ１側とサイリスタＳＣＲのアノードＡ側の間に接続したコンデンサＣ、サイリスタＳＣＲを含むサイリスタ制御回路、充電コンデンサＣ３を備え、コンデンサＣと抵抗器Ｒ１とで矩形波交流ＶＡＣに対する微分回路を構成する。【選択図】  図１
2004282843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形波の交流入力を全波整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの正出力とサイリスタのアノード間に挿入された抵抗器と、前記ダイオードブリッジのいずれか一方の入力と前記サイリスタのアノード間に接続されたコンデンサと、を備え、前記コンデンサと前記抵抗器とで微分回路を形成したことを特徴とするタイマ用電源装置。
【請求項２】
前記微分回路は、前記矩形波の交流入力の負半周期毎に前記サイリスタのアドード電圧を０にし、前記サイリスタをオフ状態に設定することを特徴とする請求項１記載のタイマ用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は矩形波の交流入力から直流電源を生成するサイリスタ制御を用いた簡易型のタイマ用電源装置に係り、特に矩形波の負半周期毎にサイリスタをオフ状態にできる単純な構成で安定した簡易型の直流電源を供給するタイマ用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタイマ用電源装置において、一般的に交流入力、例えば商用電源（ＡＣ１００Ｖ）をダイオードブリッジの全波整流器で整流し、サイリスタ制御で所望の電圧値とした簡易型の直流電源が得られるものが知られている。
【０００３】
図３に従来のタイマ用電源装置の一実施例を示す。図３において、タイマ用電源装置５０は、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に接続されるバリスタＶＲと、交流入力ＶＡＣを全波整流するダイオードブリッジＤＢと、整流出力側に接続される抵抗器Ｒ１と、サイリスタ制御回路と、充電コンデンサＣ３とから構成し、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に印加される正弦波交流ＶＡＣを全波整流した脈流をサイリスタ制御回路で所望の直流電圧まで充電して直流電圧ＶＤＣの簡易型電源が得られる。
【０００４】
交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に印加される正弦波交流ＶＡＣは、ダイオードブリッジＤＢを構成する整流ダイオードＤ１〜Ｄ４で脈流に整流され、抵抗器Ｒ１を介してサイリスタ制御回路に供給される。
【０００５】
サイリスタ制御回路は、サイリスタＳＣＲのアノードＡと接地（ＧＮＤ）間に抵抗器Ｒ２とツェナーダイオードＺＤが直列に接続され、抵抗器Ｒ２とツェナーダイオードＺＤの接続点とサイリスタＳＣＲのゲートＧ間にダイオードＤ５が順方向に接続される。
【０００６】
また、サイリスタＳＣＲのゲートＧとカソードＣ間には、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ２が並列に接続されて積分回路が形成され、ダイオードＤ５を介してＲＣ積分回路（Ｒ３とＣ２）に流れる充電電流により充電され、ゲート電圧ＶＧがカソード電圧ＶＣよりも所定電圧以上になるとサイリスタＳＣＲがオン状態となって抵抗器Ｒ１を介して充電コンデンサＣ３を充電して直流電圧ＶＤＣが発生される。
【０００７】
なお、サイリスタＳＣＲのゲート電圧ＶＧは、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤからダイオードＤ５の順方向電圧ＶＦ（≒０．６Ｖ）を差し引いた電圧（＝ＶＺＤ−０．６Ｖ）に設定される。また、サイリスタＳＣＲは、直流電圧ＶＤＣ（＝カソード電圧ＶＣ）がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤより高くなるとトリガせずにオフとなり、直流電圧ＶＤＣが安定に保持される。
【０００８】
サイリスタ制御回路は、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に正弦波交流ＶＡＣが入力された場合、アノード電圧ＶＡが全波整流の半周期毎に０ボルトとなってリセットされるため、直流電圧ＶＤＣがほぼ一定値に抑制される。
【０００９】
したがって、充電コンデンサＣ３の両端に発生する直流電圧ＶＤＣは、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤを選定することにより、所望の値に設定される。
【００１０】
このように、タイマ用電源装置５０は、交流入力として正弦波交流ＶＡＣを印加した場合には、サイリスタ制御回路により、所望の直流電圧ＶＤＣに設定され、簡易的な直流電源が得られる。
【００１１】
なお、図３に示すサイリスタ制御回路を用いた従来のタイマ用電源装置は、一般的に開示されているものなので、「特許文献」は割愛する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
船舶などで使用される交流電源は、正弦波交流ＶＡＣではなく、矩形波交流ＶＡＣが用いられることが多く、図３に示すタイマ用電源装置５０に矩形波交流ＶＡＣを印加して直流電源（直流電圧ＶＤＣ）を得ようとした場合、矩形波交流ＶＡＣおよびサイリスタ制御回路という条件により、安定した直流電圧ＶＤＣが得られない根本的な課題がある。
【００１３】
図５に矩形波の交流入力（ＶＡＣ）とアノード電圧（ＶＡ）、直流電圧（ＶＤＣ）の関係図を示す。（ａ）図に示す矩形波の交流入力ＶＡＣを図３に示すタイマ用電源装置５０に印加した場合、（ｂ）図に示すサイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡは、交流入力ＶＡＣ（矩形波）の半周期Ｔ／２毎に、接地（ＧＮＤ）レベルに低下するが、矩形波の立上り、立下りが急峻な場合などに浮遊容量の影響で接地（ＧＮＤ）レベルに到達することができない。
【００１４】
サイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡが接地（ＧＮＤ）レベルになれないため、サイリスタＳＣＲが交流入力ＶＡＣの全周期に亘って常にオン状態にあり、サイリスタ制御動作が働かなくなる。
【００１５】
このため、（ｃ）図に示す直流電圧ＶＤＣは、所望（設定）電圧値から上昇し、異常電圧となって負荷であるタイマを破損する虞がある。
【００１６】
このような課題を解決するため、出願人は、特許第３３１２１４５号公報で開示したように、矩形波の交流入力ＶＡＣを２個の半波整流回路と２個のサイリスタ制御回路を用いてサイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡを矩形波の負半周期毎に接地（ＧＮＤ）してリセット状態にし、直流電圧ＶＤＣの安定化を達成してタイマ用電源装置の商品化を実現している。
【００１７】
図４は従来のタイマ用電源装置の別実施例を示す。なお、図中で図３と同じ個所には同一符号を用いる。図４において、タイマ用電源装置５１は、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に接続されるバリスタＶＲと、矩形波をそれぞれ半波整流する２個の整流ダイオードＤ１，Ｄ２と、整流出力側に接続される抵抗器Ｒ１およびサイリスタ制御回路と、整流出力側に接続される同一構成の半波整流部５２と、サイリスタ制御回路側と半波整流部５２の合成出力を充電する充電コンデンサＣ３とから構成し、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に印加される矩形波交流ＶＡＣをそれぞれ半波整流し、それぞれサイリスタ制御回路および半波整流部５２で所望の直流電圧まで充電してＶＤＣの簡易型電源が得られる。
【００１８】
サイリスタ制御回路および半波整流部５２は、それぞれ整流ダイオードＤ１，Ｄ２で半波整流した矩形波交流ＶＡＣを制御するため、サイリスタ制御回路のサイリスタＳＣＲ１および半波整流部５２のサイリスタＳＣＲ２のアノード電圧ＶＡは、負半周期毎に互いに接地（ＧＮＤ）電位にリセットされるため、直流電圧ＶＤＣは、図５に示すようなサイリスタ制御動作外れによる異常電圧が発生することなく、安定した簡易的な直流電源が得られる。
【００１９】
しかし、図５に示すタイマ用電源装置５１は、サイリスタ制御回路が２組必要とされるため、部品点数の増加、搭載基板の寸法大が避けられず、ユーザからの価格低下や一層の小型化の要望に対応できない新たな課題がある。
【００２０】
この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、その目的は電源の性能を維持したままで部品点数の削減による小型化ならびに低価格化を実現するタイマ用電源装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るタイマ用電源装置は、矩形波の交流入力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの正出力とサイリスタのアノード間に挿入された抵抗器と、ダイオードブリッジのいずれか一方の入力とサイリスタのアノード間に接続されたコンデンサとを備え、コンデンサと抵抗器とで微分回路を形成したことを特徴とする。
【００２２】
この発明に係るタイマ用電源装置は、矩形波の交流入力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの正出力とサイリスタのアノード間に挿入された抵抗器と、ダイオードブリッジのいずれか一方の入力とサイリスタのアノード間に接続されたコンデンサとを備え、コンデンサと抵抗器とで微分回路を形成したので、全波整流の負半周期毎に、矩形波を微分してサイリスタのアノード電圧を強制的に接地（ＧＮＤ）電位に設定し、サイリスタをリセットして直流電圧の安定化を維持することができ、部品点数の削減による小型化ならびに低価格化を実現することができる。
【００２３】
また、この発明に係る微分回路は、矩形波の交流入力の負半周期毎にサイリスタのアドード電圧を０にし、サイリスタをオフ状態に設定することを特徴とする。
【００２４】
この発明に係る微分回路は、矩形波の交流入力の負半周期毎にサイリスタのアドード電圧を０にし、サイリスタをオフ状態に設定するので、常に安定した直流電圧を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るタイマ用電源装置の実施の形態基本回路図である。なお、図３と同じ構成の個所は同一符号を使って説明する。図１において、タイマ用電源装置１は、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に接続したバリスタＶＲ、矩形波交流ＶＡＣを全波整流するダイオードブリッジＤＢ、整流出力側に接続した抵抗器Ｒ１、交流入力端Ｉ１側とサイリスタＳＣＲのアノードＡ側の間に接続したコンデンサＣ、サイリスタＳＣＲを含むサイリスタ制御回路、充電コンデンサＣ３を備え、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に印加される矩形波交流ＶＡＣを全波整流し、脈流をサイリスタ制御回路で所望の直流電圧まで充電して直流電圧ＶＤＣの簡易型電源が得られる。
【００２６】
バリスタＶＲは、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に印加される矩形波交流ＶＡＣにサージ電圧が重畳された場合に、ｐ−ｐ値（ピークツウピーク値）をバリスタ制限電圧で規定される値に制限（クリップ）し、サージ電圧による装置の破壊を防止する。
【００２７】
ダイオードブリッジＤＢは、整流ダイオードＤ１〜Ｄ４で構成し、矩形波交流ＶＡＣを全波整流し、矩形波交流ＶＡＣの正極性の半周期と負極性の半周期の極性を一致させ、整流ダイオードＤ１および整流ダイオードＤ３のカソード側を正極性、整流ダイオードＤ２および整流ダイオードＤ４のアノード側を負極性（ＧＮＤ）で出力する。
【００２８】
ダイオードブリッジＤＢで全波整流した脈流を抵抗器Ｒ１を介してサイリスタＳＣＲのアノードＡに供給する。
【００２９】
コンデンサＣは、ダイオードブリッジＤＢの何れか一方の入力とサイリスタＳＣＲのアノードＡに挿入し、抵抗器Ｒ１とともに矩形波交流ＶＡＣに対する微分回路を構成する。
【００３０】
微分回路は、コンデンサＣと抵抗器Ｒ１の直列接続で構成し、矩形波交流入力ＶＡＣの正極性の立上りおよび負極性の立下りに、それぞれコンデンサＣの容量値と抵抗器Ｒ１の抵抗値の積である時定数で決定されるインパルス状の波形（微分波形）を出力し、サイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡを強制的に高い電圧値や低い電圧値（接地：ＧＮＤ）に設定する。
【００３１】
サイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡが微分波形で強制的に接地（ＧＮＤ）レベルになると、サイリスタＳＣＲはオフ状態となる。
【００３２】
なお、サイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡが微分波形で強制的に高い電圧値にする必要がないので、サイリスタＳＣＲのアノードＡ側と接地（ＧＮＤ）間に図示しない電圧吸収素子（例えば、ツェナーダイオード等）を挿入し、高い電圧値を抑制するように構成する。
【００３３】
また、部分回路は、抵抗器とチョークコイル等のインダクタンス成分でも構成できるので、コンデンサＣと抵抗器Ｒ１に代えて採用することもできる。
【００３４】
サイリスタ制御回路は、サイリスタＳＣＲのアノードＡと接地（ＧＮＤ）間に抵抗器Ｒ２とツェナーダイオードＺＤを直列に接続し、抵抗器Ｒ２とツェナーダイオードＺＤの接続点とサイリスタＳＣＲのゲートＧとの間にダイオードＤ５を順方向に接続する。
【００３５】
また、サイリスタＳＣＲのゲートＧとカソードＣ間には、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ２を並列に接続して積分回路を形成し、ダイオードＤ５を介してＲＣ積分回路（Ｒ３とＣ２）に流れる充電電流により充電され、ゲート電圧ＶＧがカソード電圧ＶＣよりも所定電圧以上になるとサイリスタＳＣＲがオン状態となって抵抗器Ｒ１を介して充電コンデンサＣ３を充電し、直流電圧ＶＤＣが発生する。
【００３６】
なお、サイリスタＳＣＲのゲート電圧ＶＧは、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤからダイオードＤ５の順方向電圧ＶＦ（≒０．６Ｖ）を差し引いた電圧（＝ＶＺＤ−０．６Ｖ）に設定される。また、サイリスタＳＣＲは、アノード電圧ＶＡと直流電圧ＶＤＣ（＝カソード電圧ＶＣ）がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤよりも高くなるとトリガせずにオフとなり、直流電圧ＶＤＣを安定に保持する。
【００３７】
サイリスタ制御回路は、交流入力端Ｉ１、Ｉ２間に矩形波交流ＶＡＣが入力された場合、微分回路（コンデンサＣと抵抗器Ｒ１）により、アノード電圧ＶＡが全波整流の負半周期毎に強制的に０ボルトとなってリセットされるため、直流電圧ＶＤＣをほぼ一定値に抑制する。
【００３８】
したがって、充電コンデンサＣ３の両端に発生する直流電圧ＶＤＣは、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧ＶＺＤを選定することにより、所望の値に設定される。
【００３９】
このように、この発明に係るタイマ用電源装置１は、矩形波の交流入力ＶＡＣを全波整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの正出力とサイリスタＳＣＲのアノードＡ間に挿入された抵抗器Ｒ１と、ダイオードブリッジＤＢのいずれか一方の入力とサイリスタＳＣＲのアノードＡ間に接続されたコンデンサＣとを備え、コンデンサＣと抵抗器Ｒ１とで微分回路を形成したので、全波整流の負半周期毎に、矩形波を微分してサイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡを強制的に接地（ＧＮＤ）電位に設定し、サイリスタＳＣＲをリセットして直流電圧の安定化を維持することができ、部品点数の削減による小型化ならびに低価格化を実現することができる。
【００４０】
図２はこの発明に係るタイマ用電源装置の各部波形図である。（ａ）図に矩形波交流入力ＶＡＣ、（ｂ）図にＳＣＲのアノード電圧ＶＡ、（ｃ）図に電源の直流電圧ＶＤＣを示す。
【００４１】
（ａ）図および（ｂ）図に示すように、サイリスタＳＣＲのアノード電圧ＶＡは、コンデンサＣと抵抗器Ｒ１で構成する微分回路の作用により、矩形波交流入力ＶＡＣの立下り（負極性の半周期への移行時）で、強制的に接地（ＧＮＤ）レベルになるので、サイリスタＳＣＲがリセットされ、その結果、（ｃ）図に示す直流電圧ＶＤＣは、安定した値に保持される。
【００４２】
このように、この発明に係る微分回路（ＣＲ１）は、矩形波の交流入力ＶＡＣの負半周期毎にサイリスタＳＣＲのアドード電圧ＶＡを０にし、サイリスタＳＣＲをオフ状態に設定するので、常に安定した直流電圧ＶＤＣを得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るタイマ用電源装置は、矩形波の交流入力を全波整流するダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの正出力とサイリスタのアノード間に挿入された抵抗器と、ダイオードブリッジのいずれか一方の入力とサイリスタのアノード間に接続されたコンデンサとを備え、コンデンサと抵抗器とで微分回路を形成したので、全波整流の負半周期毎に、矩形波を微分してサイリスタのアノード電圧を強制的に接地（ＧＮＤ）電位に設定し、サイリスタをリセットして直流電圧の安定化を維持することができ、部品点数の削減による小型化ならびに低価格化を実現することができる。
【００４４】
また、この発明に係る微分回路は、矩形波の交流入力の負半周期毎にサイリスタのアドード電圧を０にし、サイリスタをオフ状態に設定するので、常に安定した直流電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るタイマ用電源装置の実施の形態基本回路図
【図２】この発明に係るタイマ用電源装置の各部波形図
【図３】従来のタイマ用電源装置の一実施例
【図４】従来のタイマ用電源装置の別実施例
【図５】矩形波の交流入力（ＶＡＣ）とアノード電圧（ＶＡ）、直流電圧（ＶＤＣ）の関係図
【符号の説明】
１  タイマ用電源装置
ＶＲ  バリスタ
ＤＢ  ダイオードブリッジ
Ｄ１〜Ｄ４  整流ダイオード
Ｄ５  ダイオード
ＺＤ  ツェナーダイオード
ＳＣＲ  サイリスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗器
Ｃ２  コンデンサ
Ｃ３  充電コンデンサ
ＶＡＣ  交流入力
ＶＡ    アノード電圧
ＶＤＣ  直流電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004282843.tif 000006
【図５】
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