(57)【要約】【課題】洗濯機をはじめとする電化機器の直流電源の負荷（直流動作する電気機器や電子機器、電子回路等）に必要な直流電圧および交流電源周波数に同期した信号を伝送する信号電力伝送回路において、交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源の出力を伝送する伝送線を少なくして、線材の削減によるコスト低減、信頼性の向上などを図る。【解決手段】交流電源周波数同期信号作成回路３により作成した交流電源１の周波数に同期した同期信号と直流電源２の出力を混合回路４により混合し、混合回路４の出力を伝送線５で負荷６に伝送するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源周波数に同期した同期信号を作成する交流電源周波数同期信号作成回路と、直流電源と、前記同期信号と前記直流電源の出力を混合する混合回路と、伝送線とを備え、前記混合回路の出力を前記伝送線で負荷に伝送する信号電力伝送回路。
【請求項２】
同期信号は２値を有し、その内の一の値のとき直流電源の出力を混合回路の出力に出力する請求項１記載の信号電力伝送回路。
【請求項３】
直流電源非出力時に直流電源出力と異なる電圧を混合回路出力に出力する請求項１または２記載の信号電力伝送回路。
【請求項４】
直流電源非出力時、０Ｖを混合回路出力に出力する請求項１または２記載の信号電力伝送回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機をはじめとする電化機器の直流電源の負荷（直流動作する電気機器や電子機器、電子回路等）に必要な直流電圧および交流電源周波数に同期した信号を伝送する信号電力伝送回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の信号電力伝送回路は図８に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図８に示すように、交流電源１は、その一方をＡ点、他方をＢ点とし、直流電源２に接続してＢ点を基準とした直流電圧に変換し、伝送線５を介して電子回路など負荷６に伝送している。交流電源周波数同期信号作成回路１０は交流電源周波数に同期した同期信号を作成するもので、作成した同期信号を伝送線１１を介して負荷６に伝送している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１３２１８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、直流電圧および交流電源周波数に同期した同期信号をそれぞれ独立した伝送線５、１１を介して負荷６に伝送していたため、伝送線が２本必要であった。このため、プリント基板上に伝送線があるときは、電子回路部品の実装設計をする上で伝送線が多いほど、電子部品の配置や、或いは部品間の配線に制約が発生し、設計の自由度を害していた。
【０００６】
また、伝送線があるため部品間の配線接続ができず、ジャンパー線により伝送線をまたいで結線するなど余分な部品を使用し、実装面積が増え、コスト高になるなどの問題を有していた。
【０００７】
また、伝送線がリード線である場合には、リード線が２本必要である。また、リード線とプリント基板の接続には、通常、コネクタを使用するが、コネクタのピン数が２ピンとなり、これにより部品が増加するため、コスト高の原因となっていた。
【０００８】
さらに、上記したように、通常、プリント基板とリード線の接続は、コネクタを利用して接続する方法が採られるが、接続箇所は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接続箇所が多いと言うことは故障確率増加の要因となっており、信頼性の低下につながる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源の出力を伝送する伝送線を少なくして、線材の削減によるコスト低減、信頼性の向上などを図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、交流電源周波数同期信号作成回路により作成した交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源の出力を混合回路により混合し、混合回路の出力を伝送線で負荷に伝送するようにしたものである。
【００１１】
これにより、交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源の出力を伝送する伝送線を少なくできて、線材の削減によるコスト低減、信頼性の向上などを図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、交流電源周波数に同期した同期信号を作成する交流電源周波数同期信号作成回路と、直流電源と、前記同期信号と前記直流電源の出力を混合する混合回路と、伝送線とを備え、前記混合回路の出力を前記伝送線で負荷に伝送するものであり、伝送線を１本とすることができて、伝送線がプリント基板上にあるときは、配線が減少することにより、実装面積の拡大、他の部品間の配線接続の容易性、部品配置、または配線引き回しがなくなることによる部品間のジャンパー線の廃止等、設計の容易性、自由度の向上、コストの低減が可能となる。また、伝送線がプリント基板間のリード線となるときは、２本必要であったリード線を１本にすることができ、リード線のコスト低減ができる。また、通常、リード線とプリント基板の接続にはコネクタを使用することが多いが、コネクタの端子数が減少し、コネクタのコスト低減ができる。また、コネクタによる接続は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接点数が多いということは故障確率増加の要因となって信頼性の低下につながるが、リード線を減少することにより信頼性を向上することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、同期信号は２値を有し、その内の一の値のとき直流電源の出力を混合回路の出力に出力するものであり、混合回路の出力における直流電源出力時と直流電源非出力時の切り替えを高速に行うことができ、混合回路の損失を低減することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、直流電源非出力時に直流電源出力と異なる電圧を混合回路出力に出力するものであり、特定の電圧を同期信号情報として混合回路の出力に出力するとともに直流電源出力とは異なる電圧を負荷に提供することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、直流電源非出力時、０Ｖを混合回路出力に出力するものであり、簡単な構成で、直流電源出力と同期信号を混合回路出力に出力することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１に示すように、交流電源１は、その一方をＡ点、他方をＢ点とし、直流電源２に接続してＢ点を基準とした直流電圧を出力し、その出力点をＣ点とする。交流電源周波数同期信号発生回路（以下、同期信号発生回路という）３は、交流電源１のＡ点とＢ点の間にダイオード３ａ、抵抗３ｂ、３ｃを直列に接続している。混合回路４は、トランジスタ４ａ、抵抗４ｂ、トランジスタ４ｃからなっている。
【００１８】
その接続は、トランジスタ４ｃのベースを同期信号発生回路３の出力である抵抗３ｂと抵抗３ｃの接続点に接続し、エミッタを交流電源１のＢ点に接続し、コレクタを抵抗４ｂに接続している。抵抗４ｂの他端をトランジスタ４ａのベースに接続し、トランジスタ４ａのエミッタを直流電源２の出力点Ｃに接続している。伝送線５は、混合回路４の出力であるトランジスタ４ａのコレクタに接続している。負荷６は、電子回路または直流で動作する電気機器、電子機器などであり、伝送線５の他端を接続している。
【００１９】
上記構成において図２を参照しながら動作を説明する。交流電源１の電圧が、Ｂ点に対しＡ点が０Ｖから正極性に振れるとき、抵抗３ａと抵抗３ｂの接続点の電圧はその分圧比により電圧が出力する。ここで、ダイオード３ａの順方向電圧は説明の簡単のため無視するものとする。
【００２０】
この電圧がトランジスタ４ｃのベースエミッタ間オン電圧に到達するときの交流電圧を、図２（ａ）の電圧Ｖ１とすると、交流電圧がＶ１以下のときは、トランジスタ４ｃはオフ、Ｖ１以上のときはオンとなり、これによりバイアス抵抗４ｂにより、トランジスタ４ａは、交流電源電圧がＶ１以下のときオフ、Ｖ１以上のときはオンとなり、トランジスタ４ａのコレクタには、図２（ｂ）に示すように、交流電源電圧がＶ１以上のとき直流電源出力電圧があらわれる。また、交流電源１の電圧がＶ１以下のときは０Ｖとなる。
【００２１】
したがって、混合回路４の出力であるトランジスタ４ａのコレクタには、図２（ｂ）に示すように、同期信号出力に同期して直流電源出力があらわれる。
【００２２】
これを単一の伝送線５によって負荷６に伝送する。負荷６においては、断続的に伝送された電力の利用、整流回路平滑回路により直流電圧に変換しての利用、直流電圧と同期信号を分離抽出して同期信号の利用などが可能となる。
【００２３】
このように本実施例によれば、同期信号作成回路３により作成した交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源２の出力を混合回路４により混合し、混合回路４の出力を伝送線５で負荷６に伝送するようにしたので、伝送線５を１本とすることができて、伝送線５がプリント基板上にあるときは、配線が減少することにより、実装面積の拡大、他の部品間の配線接続の容易性、部品配置、または配線引き回しがなくなることによる部品間のジャンパー線の廃止等、設計の容易性、自由度の向上、コストの低減が可能となる。
【００２４】
また、伝送線５がプリント基板間のリード線となるときは、２本必要であったリード線を１本にすることができ、リード線のコスト低減ができる。また、通常、リード線とプリント基板の接続にはコネクタを使用することが多いが、コネクタの端子数が減少し、コネクタのコスト低減ができる。
【００２５】
また、コネクタによる接続は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接点数が多いということは故障確率増加の要因となって信頼性の低下につながるが、リード線を減少することにより信頼性を向上することができる。
【００２６】
（実施例２）
図３に示すように、同期信号作成回路３’は、交流電源１のＡ点とＢ点の間にダイオード３ａ、抵抗３ｂ、３ｃを直列に接続し、また、抵抗３ｄ、３ｅを直流電源２の出力間に接続し、直流電源２で動作するコンパレータ３ｆの非反転端子に抵抗３ｄと３ｅの接続点を接続している。また、非反転端子に抵抗３ｂ、３ｃの接続点を接続する構成とし、その出力端子をトランジスタ４ｃに接続している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００２７】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。図４（ａ）に示すように、交流電源１のＡ点の電圧が上昇中、抵抗３ｂと３ｃの接続点電圧が抵抗３ｄと３ｅの接続点電圧以下のときは、コンパレータ３ｆの出力は、図４（ｂ）に示すように、ハイとなり、トランジスタ４ｃ、４ａはオンとなる。これにより、混合回路４の出力には、図４（ｃ）に示すように、直流電源２の出力があらわれる。
【００２８】
また、抵抗３ｂと３ｃの接続点電圧が抵抗３ｄと３ｅの接続点電圧を越えると、コンパレータ３ｆの出力はローとなり、トランジスタ４ｃ、４ａはオフとなる。これにより、混合回路４の出力は０Ｖとなる。以下、この出力が伝送線５により伝送され負荷に供給されるのは実施例１と同様である。
【００２９】
このように本実施例によれば、同期信号はハイ、ローの２値を有し、その内の一の値、すなわち、ハイのとき直流電源の出力を混合回路の出力に出力するので、混合回路４の出力における直流電源出力時と直流電源非出力時の切り替えを高速に行うことができ、混合回路４の損失を低減することができる。
【００３０】
（実施例３）
図５に示すように、第２の直流電源７は、交流電源１のＢ点を基準にし、直流電源２より低い出力電圧の直流電源である。ダイオード８は、アノードを第２の直流電源７の出力に接続し、カソードを混合回路４のトランジスタ４ａのコレクタに接続している。
【００３１】
同期信号作成回路３”は、交流電源１のＡ点とＢ点の間にダイオード３ａ、抵抗３ｂ、３ｃを直列に接続し、また、抵抗３ｄ、トランジスタ３ｇを直流電源２の出力間に接続し、トランジスタ３ｇのベースを抵抗３ｂ、３ｃの接続点に接続し、トランジスタ３ｇのコレクタと抵抗３ｄの接続点を混合回路４のトランジスタ４ｃに接続している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００３２】
上記構成において動作を説明する。トランジスタ４ａがオンのときは、上記実施例１、２と同様に、混合回路４の出力であるトランジスタ４ａのコレクタに直流電源出力があらわれる。トランジスタ４ａがオフのとき、コレクタには第２の直流電源７の電圧があらわれる（ただし、ダイオード８の順方向電圧は無視するものとする）。
【００３３】
このように本実施例によれば、トランジスタ４ａがオフで、直流電源非出力時に直流電源２の出力と異なる第２の直流電源７の電圧を混合回路４の出力に出力するので、特定の電圧を同期信号情報として混合回路４の出力に出力するとともに直流電源２の出力とは異なる電圧を負荷６に提供することができる。
【００３４】
（実施例４）
図６に示すように、第２の電圧作成回路９は、直流電源２の出力Ａ点に定電圧ダイオード９ａのカソードを接続し、そのアノードをダイオード９ｂのアノードに接続し、ダイオード９ｂのカソードを混合回路４のトランジスタ４ａのコレクタに接続している。他の構成は上記実施例１〜３と同じである。
【００３５】
上記構成において動作を説明する。トランジスタ４ａがオンのときは、上記実施例１、２と同様に、混合回路４の出力であるトランジスタ４ａのコレクタには直流電源出力があらわれる。トランジスタ４ａがオフのとき、直流電源２の出力電圧から定電圧ダイオード９ａの動作電圧を差し引いた電圧がトランジスタ４ａのコレクタに出力される。ただし、ダイオード９ｂの順方向電圧は無視するものとする。
【００３６】
このように本実施例によれば、トランジスタ４ａがオフで、直流電源非出力時に直流電源２の出力と異なる第２の電圧作成回路９の電圧を混合回路４の出力に出力するので、特定の電圧を同期信号情報として混合回路４の出力に出力するとともに直流電源２の出力とは異なる電圧を負荷６に提供することができる。
【００３７】
（実施例５）
図７に示すように、混合回路４’は、トランジスタ４ａのコレクタと交流電源のＢ点との間に抵抗４ｄを接続している。負荷６は、伝送線５にダイオード６ａのアノードを接続し、ダイオード６ａのカソードにコンデンサ６ｂの一端を接続し、他端を交流電源１のＢ点に接続し、混合回路４出力に出力されている断続的な直流電源電圧を平滑している。
【００３８】
マイクロコンピュータ６ｃは、ダイオード６ａのカソードから供給される直流電圧により動作し、また、トランジスタ４ａのコレクタをマイクロコンピュータ６ｃの入力端子に接続している。マイクロコンピュータ６ｃは交流同期信号を利用してルーチンワークをしているものである。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３９】
上記構成において動作を説明する。トランジスタ４ａのコレクタにダイオード６ａのアノードを接続しているため、トランジスタ４ａがオフのとき、抵抗４ｄがないとハイインピーダンスとなって電位が安定しない。抵抗４ｄを付加することにより、トランジスタ４ａがオフのとき、混合回路４’出力の電位は０Ｖに安定となる。
【００４０】
マイクロコンピュータ６ｃは交流電源周波数同期信号をハイ、ロー安定した電圧で入力するため正しい動作を実施することができる。
【００４１】
このように本実施例によれば、トランジスタ４ａがオフで、直流電源非出力時に、０Ｖを混合回路４’の出力に出力するので、簡単な構成で、直流電源２の出力と同期信号を混合回路４の出力に出力することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、交流電源周波数同期信号作成回路により作成した交流電源周波数に同期した同期信号と直流電源の出力を混合回路により混合し、混合回路の出力を伝送線で負荷に伝送するようにしたから、直流電源の出力と交流電源周波数同期信号を単一の伝送線により伝送することができ、これによりプリント基板上での電子部品の配置や、部品間の配線上の制約を減少できて、設計の自由度を高めることができる。また、伝送線があるため部品間の配線接続ができず、止むを得ずジャンパー線等が必要であったものが伝送線を減少することにより、ジャンパー線を減少することができ、実装面積の減少や、コスト低減が可能となる。
【００４３】
伝送線がプリント基板間のリード線である場合には、２本必要であったリード線を１本にすることができ、リード線をコストを低減することができる。また、通常、リード線とプリント基板の接続にはコネクタを使用することが多いが、コネクタのピン数を減少することができ、コストを低減することができる。また、コネクタによる接続は本質的にその接点における接触の信頼性という問題を有しており、この観点から接続箇所が多いということは故障確率増加の要因となって信頼性の低下につながるが、リード線を減少することにより信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図２】同信号電力伝送回路の要部波形図
【図３】本発明の第２の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図４】同信号電力伝送回路の要部波形図
【図５】本発明の第３の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図６】本発明の第４の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図７】本発明の第５の実施例の信号電力伝送回路の回路図
【図８】従来の信号電力伝送回路の回路図
【符号の説明】
１  交流電源
２  直流電源
３  交流電源周波数同期信号作成回路
４  混合回路
５  伝送線
６  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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