(57)【要約】【課題】入力過大電圧時に電解コンデンサを破損させずに、安全に停止させる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１の直流側に負荷２０と並列に電解コンデンサＣを設け、この電源装置１の入力に過大電圧が印加された時に電解コンデンサＣを保護する保護手段１０を設けてあり、この保護手段１０は、電解コンデンサＣの電圧を監視する監視回路１６と、電解コンデンサＣの電圧が設定電圧以上になったら出力が反転するコンパレータＩＣ１と、このコンパレータＩＣ１の出力に時限を持たせる時限回路１７と、この時限回路１７で時限を持たせた信号を電源装置１の主スイッチＳＷを制御する制御回路１１に出力する出力回路とを備え、制御回路１１の出力と駆動回路１２の間にオン信号を与えることで主スイッチＳＷを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させるように構成してある電源装置。【選択図】図１
2004282936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力に安定化された直流電圧を供給する電源装置において、この電源装置の直流側に負荷と並列に電解コンデンサを設け、この電源装置の入力に過大電圧が印加された時に前記電解コンデンサを保護する保護手段を設けてあり、この保護手段は、前記電解コンデンサの電圧を監視する監視回路と、前記電解コンデンサの電圧が設定電圧以上になったら出力が反転するコンパレータと、このコンパレータの出力に時限を持たせる時限回路と、この時限回路で時限を持たせた信号を前記電源装置の主スイッチを制御する制御回路に出力する出力回路とを備え、前記制御回路の出力と駆動回路の間にオン信号を与えることで前記主スイッチを短絡させて、負荷への電力供給を停止させるように構成してある事を特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記監視回路は、前記電源装置の出力端に２つの抵抗を直列に接続し、これら２つの抵抗の接続部を前記コンパレータの検出側端子に接続してあることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記コンパレータの基準側端子にツェナーダイオードのカソードを接続してあることを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記時限回路にコンデンサを備え、このコンデンサは前記コンパレータの出力端子と基準側との間に接続してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記時限回路にツェナーダイオードを備え、このツェナーダイオードのカソードを前記コンパレータの出力端子及び前記コンデンサに付きあわせてあることを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
交流電源を入力とし、入力電流を正弦波に近い波形になるようにしてあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
前記主スイッチを並列に複数個接続してあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力に安定化された直流電圧を供給する電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の入力過大電圧印加時の保護回路を図２に示す。この回路は交流電源ＡＣの一端にヒューズＨを接続するとともに、入力ラインにバリスタＢを設け、これらの出力側に平滑回路を接続してある。この平滑回路はブリッジダイオードＢＤ、インダクタＬ、抵抗Ｒ、主スイッチＳＷ、ダイオードＤ、及び電解コンデンサＣを備え、バリスタＢと並列にブリッジダイオードＢＤを接続し、このブリッジダイオードＢＤの出力端子をインダクタＬに接続してある。このインダクタＬをダイオードＤと接続するとともに、主スイッチＳＷのドレイン端子と接続し、この主スイッチＳＷのソース端子とブリッジダイオードＢＤの入力端子との間に抵抗Ｒを接続し、出力側に負荷２０と並列に電解コンデンサＣを接続してある。また、なお、この保護回路の負荷２０はＤＣ−ＤＣコンバータである。このように構成してある従来例は、入力ラインにバリスタＢを入れることにより、電源装置内への電圧をバリスタ電圧Ｖｂにクランプする。
【０００３】
しかし、電源装置内の電解コンデンサＣの定格電圧Ｖｃ以下のバリスタ電圧Ｖｂでは入力ラインに印加するサージ電圧に反応して、ヒューズＨを断線してしまうおそれがあるため、電解コンデンサＣの定格電圧Ｖｃ以上のバリスタＢを使用している。よって、入力の地絡事故等による過大電圧印可時に電解コンデンサＣを爆発させる恐れがある。
【０００４】
また、従来例として、電源装置の入力部に電源供給をオン・オフする電源スイッチと、過電圧を検出する過電圧検出部とを備えてあり、この過電圧検出部が過電圧を検出したら、電源スイッチをオフするように構成してある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１８６４５公報（第３−４頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような入力過大電圧印加時の保護回路は、過電圧を検出したら、電源スイッチをオフさせて、負荷に電力を供給しないように構成してあるため、使用する電圧・電流に制限があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、入力過大電圧時に電解コンデンサを破損させずに、安全に停止させる電源装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、電解コンデンサを保護する保護手段を設けたことにより、入力過大電圧時に電解コンデンサを破損させることを防止し、主スイッチを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させたのちに、電源装置の入力側に設けたヒューズその他の保護部品を断線することにより、安全に電源装置を停止させることができる。
【０００９】
主スイッチを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させるので、入力過大電圧対策の追加部品を減らすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明電源装置に係る実施例を説明する。図１は本発明に係る電源装置である。１は電源装置、１０は保護回路、１１は制御回路、１２は駆動回路、１６は監視回路、１７は時限回路、１８は誤動作防止回路、２０は負荷、ＡＣは交流電源、Ｈはヒューズ、ＢＤはブリッジダイオード、Ｌはインダクタ、Ｒは抵抗、ＳＷは主スイッチ、Ｄはダイオード、Ｃは電解コンデンサ、ＤＺ１，ＤＺ２，ＤＺ３はツェナーダイオード、ＩＣ１はコンパレータ、Ｑ１，Ｑ２はトランジスタ、Ｃ１は時限コンデンサである。
【００１１】
本実施例に係る電源装置は、交流電源ＡＣの一端にヒューズＨを接続し、これらの出力側に平滑回路を接続してある。この平滑回路はブリッジダイオードＢＤ、インダクタＬ、抵抗Ｒ、主スイッチＳＷ、ダイオードＤ、及び電解コンデンサＣを備え、交流電源ＡＣと直列にブリッジダイオードＢＤを接続し、このブリッジダイオードＢＤの出力端子をインダクタＬに接続してある。このインダクタＬをダイオードＤと接続するとともに、主スイッチＳＷのドレイン端子と接続し、この主スイッチＳＷのソース端子とブリッジダイオードＢＤの入力端子との間に抵抗Ｒを接続し、出力側に負荷２０と並列に電解コンデンサＣを接続してある。また、なお、この保護回路の負荷２０はＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００１２】
この平滑回路の出力端と主スイッチＳＷ用制御出力間に保護回路１０を接続してある。この保護回路１０は、電解コンデンサＣの電圧を監視する監視回路１６を設けてある。具体的には、電源装置１の出力端に２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列に接続し、これら２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とで分圧することにより、電解コンデンサＣの電圧を監視するように構成してある。
【００１３】
保護回路１０は電解コンデンサＣの電圧が設定電圧以上になったら出力が反転するコンパレータＩＣ１を設けてある。このコンパレータＩＣ１の正側の端子には、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続部と接続し、負側の端子には第一のツェナーダイオードＤＺ１のカソードと基準電流を流すための抵抗Ｒ３とを接続してある。なお、このツェナーダイオードＤＺ１のアノードは基準側に接続してある。
【００１４】
保護回路１０はコンパレータＩＣ１の出力に時限を持たせる時限回路１７を備えてある。具体的には、コンパレータＩＣ１の出力端子と基準側との間にコンデンサＣ１を接続し、このコンデンサＣ１に電流を流すために抵抗Ｒ４をコンデンサＣ１に接続してある。また、前記コンパレータの出力端子及び前記コンデンサにツェナーダイオードＤＺ２のカソードを付きあわせてある。このツェナーダイオードＤＺ２のアノードをトランジスタＱ１のベースに接続してある。なお、ツェナーダイオードＤＺ２は基準電圧側に設けたツェナーダイオードＤＺ１より高い電圧に設定してある。また、トランジスタＱ１はｎｐｎ型トランジスタである。
【００１５】
保護回路１０は監視回路１６、コンパレータＩＣ１並びに時限回路１７が誤動作することを防止するために誤動作防止回路１８を備えてある。この誤動作防止回路１８はツェナーダイオードＤＺ３を備え、このツェナーダイオードＤＺ３のカソードを抵抗Ｒ６を介してｐｎｐ型トランジスタＱ２のベースに接続してある。なお、ツェナーダイオードＤＺ３は時限回路に設けたツェナーダイオードＤＺ２より高い電圧に設定してある。このトランジスタＱ２のベースにはもう１つ抵抗Ｒ７を接続し、この抵抗Ｒ７は抵抗Ｒ６に付きあわせてある。また、このトランジスタＱ２のコレクタ端子には制御回路１１と駆動回路１２を接続してある。
【００１６】
制御回路１１は出力に安定化された直流電圧を供給するために電源装置１の主スイッチＳＷを制御する回路である。また、駆動回路１２の入力は制御回路１１に接続してあるとともに、この駆動回路１２の出力は主スイッチＳＷに接続し、制御回路１１の出力と駆動回路１２の間にオン信号を与えることで主スイッチＳＷを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させるように構成してある。
【００１７】
本実施例に係る電源装置は以上のように構成してあり、以下のように作用する。先ず、定常状態においては、交流電源ＡＣから電力が供給され、ブリッジダイオードＢＤで整流され、負荷２０へ直流電圧が供給される。このとき、主スイッチＳＷは出力に安定化された直流電圧を供給するためにスイッチング動作を行っている。このとき、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２にも電圧は発生するが、定常状態のおいては、検出電圧は基準電圧より低いため、コンパレータＩＣ１は作動しない。
【００１８】
分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２で検出した電圧が基準電圧より高くなると、コンパレータＩＣ１が作動し、時限回路に設けたコンデンサＣ１が充電される。この充電で時限を持たせているが、さらに、コンデンサＣ１が充電されて、コンデンサＣ１の電圧がツェナーダイオードＤＺ２の設定電圧より高くなると、ツェナーダイオードＤＺ２に逆電流が流れ、トランジスタＱ１がオンする。さらに、トランジスタＱ２もオンする。このトランジスタＱ２がオンすることにより、制御回路の出力と駆動回路の間にオン信号を与え、主スイッチＳＷもオンする。
【００１９】
主スイッチＳＷがオンすると短絡し、負荷２０には電力が供給されなくなる。この短絡により、ヒューズＨは耐えられなくなり、積極的にヒューズＨを切り、交流電源ＡＣは切れる。
【００２０】
なお、本実施例では、交流電源ＡＣを用いたが、直流電源であってもよい。この場合は、ブリッジダイオードＢＤは不用となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、電解コンデンサを保護する保護手段を設けたことにより、入力過大電圧時に電解コンデンサを破損させることを防止し、主スイッチを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させたのちに、電源装置の入力側に設けたヒューズその他の保護部品を断線することにより、安全に電源装置を停止させることができる効果がある。
【００２２】
主スイッチを短絡させて、負荷２０への電力供給を停止させるので、入力過大電圧対策の追加部品を減らすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例を示す回路図である。
【図２】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  電源装置
１０  保護回路
１１  制御回路
１２  駆動回路
１６  監視回路
１７  時限回路
１８  誤動作防止回路
２０  負荷
ＡＣ  交流電源
Ｈ  ヒューズ、
ＢＤ  ブリッジダイオード
Ｌ  インダクタ
Ｒ  抵抗
ＳＷ  主スイッチ
Ｄ  ダイオード
Ｃ  電解コンデンサ
ＤＺ１，ＤＺ２，ＤＺ３  ツェナーダイオード
ＩＣ１  コンパレータ
Ｑ１，Ｑ２  トランジスタ
Ｃ１  時限コンデンサ
【図１】
2004282936.tif 000003
【図２】
2004282936.tif 000004