(57)【要約】【課題】  光結合素子を電荷放電用抵抗と組み合わせることにより、電源オン時に電荷放電用抵抗に電流を流さないようにすることで、電荷放電用抵抗による電力消費を防止する。【解決手段】  電源回路部２１の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部１２，１３に、該電源フィルタ部１２，１３のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗１４が該コンデンサに並列に接続された電源装置であって、電荷放電用抵抗１４に直列に受光素子を有する受光側回路部１５ｂが設けられ、電源回路部２１の二次側回路部３１に発光素子を有する発光側回路部１５ａが設けられており、受光側回路部１５ｂは、発光側回路部１５ａの発光素子のオン、オフ動作により電源オン時にオフ動作し、電源オフ時にオン動作する。【選択図】  図１
2005245166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部に、該電源フィルタ部のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗が該コンデンサに並列に接続された電源装置において、
前記電荷放電用抵抗に直列に受光素子を有する受光側回路部が設けられるとともに、前記電源回路の二次側回路部に発光素子を有する発光側回路部が設けられており、前記受光側回路部は、前記発光側回路部の発光素子のオン、オフ動作により電源オン時にオフ動作し、電源オフ時にオン動作するように設けられていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記受光側回路部は、受光素子であるフォトトランジスタの次段に出力反転用トランジスタと抵抗とが接続されており、電源オン時の前記発光側回路部の発光素子のオン動作により前記フォトトランジスタがオフ動作し、電源オフ時の前記発光側回路部の発光素子のオフ動作により前記フォトトランジスタがオン動作することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記受光側回路部は、サイリスタの前段に出力反転用フォトトランジスタと抵抗とが接続されており、電源オン時の前記発光側回路部の発光素子のオン動作により前記サイリスタがオフ動作し、電源オフ時の前記発光側回路部の発光素子のオフ動作により前記サイリスタがオン動作することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記一次側回路部は、整流素子と、整流素子の前側に設けられた交流用電源フィルタ部と、整流素子の後ろ側に設けられた直流用電源フィルタ部とからなり、交流用電源フィルタ部に設けられている前記受光側回路部が逆パラレルに接続されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
電源回路の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部に、該電源フィルタ部のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗が該コンデンサに並列に接続された電源装置において、
前記電荷放電用抵抗に直列に受光素子を有する受光側回路部が設けられるとともに、前記電源回路の二次側回路部に発光素子を有する発光側回路部が設けられており、前記発光側回路部は、電源オン時に前記発光素子への電流供給を停止し、電源オフ時に前記発光素子への電流供給を行う電源オフ時入力電流供給回路を備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
前記受光側回路部の受光素子がフォトトランジスタまたはフォトサイリスタであることを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置に係り、より詳細には、電源回路の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部に、該電源フィルタ部のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗が該コンデンサに並列に接続された電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源装置においては、一次側回路部に設けられた電源フィルタ部にコンデンサが接続されているため、電源をオフした直後はコンデンサに電荷がたまっている。従って、安全面からこの電荷を強制的に放電させるためには、コンデンサと並列に電荷放電用の抵抗を付ける必要がある。
【０００３】
図１０は、電源装置の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部にコンデンサの電荷放電用抵抗を取り付けた従来の電源装置の回路構成の一例を示している。
【０００４】
この電源装置の一次側回路部は、整流素子９１と、整流素子９１の前側（ＡＣ電源側）に設けられた交流用電源フィルタ部９２と、整流素子９１の後ろ側に設けられた直流用電源フィルタ部９３とで構成されている。
【０００５】
この回路構成において、各電源フィルタ部９２，９３の中にコンデンサと並列に電荷放電用抵抗９４を接続しているため、コンデンサにたまった電荷を強制的に放電することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４５３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成の電源装置では、電源がオンしている時には常にこの電荷放電用抵抗９４に電流が流れるため、その分電力を消費することになる。具体的には、この電荷放電用抵抗９４によって０．０２〜０．０３Ｗ以上の電力を消費する。そのため、この電荷放電用抵抗９４が電源オン時の消費電力の低減を妨げる一因となっていた。
【０００７】
この問題を解決するためには、電源オン時に電荷放電用抵抗９４に電流が流れないように制御する手段を設ければよい。この制御手段の一つとして、光結合素子を用いることが考えられる。
【０００８】
以下に、従来の光結合素子について説明する。
【０００９】
図１１は、従来のフォトトランジスタカプラの等価回路図である。
【００１０】
従来のフォトトランジスタカプラは、発光素子８４に電流を流さないときには出力のフォトトランジスタ８５がオフ、発光素子８４に電流を流したときには出力のフォトトランジスタ８５がオンするようになっている。
【００１１】
図１２は、従来のフォトサイリスタカプラの等価回路図である。
【００１２】
従来のフォトサイリスタカプラは、発光素子８４に電流を流さないときには出力のフォトサイリスタ８７がオフ、発光素子８４に電流を流したときには出力のフォトサイリスタ８７がオンするようになっている。
【００１３】
図１３は、従来のフォトトライアックカプラの等価回路図である。
【００１４】
従来のフォトトライアックカプラは、発光素子８４に電流を流さないときには出力のフォトトライアック８８がオフ、発光素子８４に電流を流したときには出力のフォトトライアック８８がオンするようになっている。フォトトライアックは、図１２に示すフォトサイリスタ８７を逆パラレルに２個使用した構成をとっているため、双方向に動作する。
【００１５】
これら図１１、１２、１３の光結合素子の動作としてはいずれもノーマルオフ動作となる。
【００１６】
本発明は上記問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、上記の光結合素子を電荷放電用抵抗と組み合わせることにより、電源オン時に電荷放電用抵抗に電流を流さないようにすることで、電荷放電用抵抗による電力消費を防止した電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の電源装置は、電源回路の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部に、該電源フィルタ部のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗が該コンデンサに並列に接続された電源装置において、前記電荷放電用抵抗に直列に受光素子を有する受光側回路部が設けられるとともに、前記電源回路の二次側回路部に発光素子を有する発光側回路部が設けられており、前記受光側回路部は、前記発光側回路部の発光素子のオン、オフ動作により電源オン時にオフ動作し、電源オフ時にオン動作するように設けられていることを特徴とする。
【００１８】
具体的には、前記受光側回路部は、受光素子であるフォトトランジスタの次段に出力反転用トランジスタと抵抗とが接続されている。これにより、電源オン時の前記発光側回路部の発光素子のオン動作により前記出力反転用トランジスタがオフ動作し、電源オフ時の前記発光側回路部の発光素子のオフ動作により前記出力反転用トランジスタがオン動作する。
【００１９】
または、前記受光側回路部は、サイリスタの前段に出力反転用フォトトランジスタと抵抗とが接続されている。これにより、電源オン時の前記発光側回路部の発光素子のオン動作により前記サイリスタがオフ動作し、電源オフ時の前記発光側回路部の発光素子のオフ動作により前記サイリスタがオン動作する。
【００２０】
このように、電荷放電用抵抗に直列に接続された受光側回路部が、電源オン時にはオフ動作し、電源オフ時にはオン動作することで、電源オン時の電荷放電用抵抗による電流消費を防止できるとともに、電源オフ時にはこの電荷放電用抵抗を通じてコンデンサにチャージされている電荷をいち早く引き抜くことが可能となる。
【００２１】
この場合、前記一次側回路部は、整流素子と、整流素子の前側に設けられた交流用電源フィルタ部と、整流素子の後ろ側に設けられた直流用電源フィルタ部とからなり、交流用電源フィルタ部に設けられている前記受光側回路部を逆パラレルに接続した構成とすることができる。このように、受光側回路部を逆パラレルに接続することで、受光側回路部の出力側に双方向に電流を流すことができる。
【００２２】
また、本発明の電源装置は、電源回路の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部に、該電源フィルタ部のコンデンサにチャージされた電荷を引き抜くための電荷放電用抵抗が該コンデンサに並列に接続された電源装置において、前記電荷放電用抵抗に直列に受光素子を有する受光側回路部が設けられるとともに、前記電源回路の二次側回路部に発光素子を有する発光側回路部が設けられており、前記発光側回路部は、電源オン時に前記発光素子への電流供給を停止し、電源オフ時に前記発光素子への電流供給を行う電源オフ時入力電流供給回路を備えている。
【００２３】
このように、電源オン時には発光素子への電源供給を停止し、電源オフ時に発光素子への電源供給を行うような電源オフ時入力電流供給回路を発光側回路部に設けることで、受光側回路部は従来通りのフォトトランジスタまたはフォトサイリスタの構成であっても、電源オン時の電荷放電用抵抗による電流消費を防止できるとともに、電源オフ時にはこの電荷放電用抵抗を通じてコンデンサにチャージされている電荷をいち早く引き抜くことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電源装置によれば、電荷放電用抵抗に直列に接続された受光側回路部が、電源オン時にはオフ動作し、電源オフ時にはオン動作することで、電源オン時の電荷放電用抵抗による電流消費を防止できるとともに、電源オフ時にはこの電荷放電用抵抗を通じてコンデンサにチャージされている電荷をいち早く引き抜くことができる。また、本発明の電源装置によれば、電源オン時には発光素子への電源供給を停止し、電源オフ時に発光素子への電源供給を行うような電源オフ時入力電流供給回路を発光側回路部に設けることで、受光側回路部は従来通りのフォトトランジスタまたはフォトサイリスタの構成であっても、電源オン時の電荷放電用抵抗による電流消費を防止できるとともに、電源オフ時にはこの電荷放電用抵抗を通じてコンデンサにチャージされている電荷をいち早く引き抜くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態の電源装置の電気的構成の一例を示す回路ブロック図である。
【００２７】
この電源装置は、電源回路部２１の一次側（ＡＣ電源側）回路部が、整流回路１１と、整流回路１１の前側（ＡＣ電源側）に設けられた交流用電源フィルタ部１２と、整流回路１１の後ろ側に設けられた直流用電源フィルタ部１３とで構成されており、各電源フィルタ部１２，１３の中にコンデンサと並列に電荷放電用抵抗１４が接続されている。
【００２８】
また、本実施形態では、この電荷放電用抵抗１４に直列に受光側回路部１５ｂが接続されており、電源回路部２１の二次側回路部３１に発光側回路部１５ａが設けられた構成となっている。なお、図中の符号１６は電源スイッチである。
【００２９】
上記構成において、本実施形態では、受光側回路部１５ｂは、発光側回路部１５ａの発光素子のオン、オフ動作により、電源オン時にオフ動作し、電源オフ時にオン動作するように構成されている。
【００３０】
以下、発光側回路部１５ａ及び受光側回路部１５ｂの具体的構成について説明する。
【実施例１】
【００３１】
図２は、本実施例１の光結合素子の等価回路図である。
【００３２】
本実施例１では、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが発光ダイオード４のみで構成されており、一次側回路部の直流用電源フィルタ部１３に設けられた受光側回路部１５ｂが、フォトトランジスタ５と、このフォトトランジスタ５の次段に接続された出力反転用トランジスタＱ１及び抵抗Ｒ１とで構成されている。
【００３３】
すなわち、受光側回路部１５ｂは、電荷放電用抵抗１４の一端に、エミッタがアース電位に接続された出力反転用トランジスタＱ１のコレクタが接続されており、出力反転用トランジスタＱ１のベースが、エミッタがアース電位に接続されたフォトトランジスタ５のコレクタに接続されている。また、出力反転用トランジスタＱ１のコレクタ−ベース間に抵抗Ｒ１が接続された構成となっている。
【００３４】
このような構成によれば、図１に示す電源スイッチ１６を投入した電源オン時には、発光ダイオード４がオン動作して発光し、その光を受光したフォトトランジスタ５がオン動作し、これにより出力反転用トランジスタＱ１がオフ動作することで、電荷放電用抵抗１４に流れる電流を阻止することになる。
【００３５】
一方、電源スイッチ１６を開いた電源オフ時には、発光ダイオード４がオフ動作し、その結果、フォトトランジスタ５がオフ動作し、これにより出力反転用トランジスタＱ１がオン動作することで、直流用電源フィルタ部１３のコンデンサや電解コンデンサにチャージされていた電荷が、電荷放電用抵抗１４及び出力反転用トランジスタＱ１を通じて放電されることになる。
【実施例２】
【００３６】
図３は、本実施例２の光結合素子の等価回路図である。
【００３７】
本実施例２では、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが発光ダイオード４のみで構成されており、一次側回路部の直流用電源フィルタ部１３に設けられた受光側回路部１５ｂが、サイリスタ７とこのサイリスタ７の前段に接続された出力反転用フォトトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２とで構成されている。
【００３８】
すなわち、受光側回路部１５ｂは、電荷放電用抵抗１４の一端に、サイリスタ７の第１のトランジスタ７ａのエミッタが接続されており、第１のトランジスタ７ａのコレクタが第２のトランジスタ７ｂのベースに、第１のトランジスタ７ａのベースが第２のトランジスタ７ｂのコレクタに接続されている。また、第２のトランジスタ７ｂのベースが抵抗７ｃを介してアース電位に接続されているとともに、エミッタがアース電位に接続されている。そして、第１のトランジスタ７ａのエミッタに、抵抗Ｒ２を介して出力反転用フォトトランジスタＱ２のコレクタが接続されており、出力反転用フォトトランジスタＱ２のエミッタがアース電位に接続された構成となっている。
【００３９】
このような構成によれば、図１に示す電源スイッチ１６を投入した電源オン時には、発光ダイオード４がオン動作して発光し、その光を受光した出力反転用フォトトランジスタＱ２がオン動作し、これによりサイリスタ７の第２のトランジスタ７ｂがオフ動作し、第１のトランジスタ７ａがオフ動作することで、電荷放電用抵抗１４に流れる電流を阻止することになる。
【００４０】
一方、電源スイッチ１６を開いた電源オフ時には、発光ダイオード４がオフ動作し、その結果、出力反転用フォトトランジスタＱ２がオフ動作し、これにより第２のトランジスタ７ｂがオン、第１のトランジスタ７ａがオン動作することで、電源フィルタ部１３のコンデンサや電解コンデンサにチャージされていた電荷が、電荷放電用抵抗１４及びサイリスタ７を通じて放電されることになる。
【実施例３】
【００４１】
図４は、本実施例３の光結合素子の等価回路図である。
【００４２】
本実施例３では、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが発光ダイオード４のみで構成されており、一次側回路部の交流用電源フィルタ部１２に設けられた受光側回路部１５ｂが、上記実施例１で示したフォトトランジスタ５、出力反転用トランジスタＱ１及び抵抗Ｒ１で構成されている。本実施例３では、出力側に双方向の電流を流すため、これらフォトトランジスタ５、出力反転用トランジスタＱ１及び抵抗Ｒ１からなる回路を、逆流防止用ダイオード８を付加した状態で逆パラレルに接続した構成としている。なお、本実施例３の動作自体は上記実施例１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【実施例４】
【００４３】
図５は、本実施例４の光結合素子の等価回路図である。
【００４４】
本実施例４では、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが発光ダイオード４のみで構成されており、一次側回路部の交流用電源フィルタ部１２に設けられた受光側回路部１５ｂが、上記実施例２で示したサイリスタ７、出力反転用フォトトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２で構成されている。本実施例４では、出力側に双方向の電流を流すため、これらサイリスタ７、出力反転用フォトトランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２からなる回路を逆パラレルに接続した構成としている。なお、本実施例４の動作自体は上記実施例２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【実施例５】
【００４５】
図６は、本実施例５の光結合素子の等価回路図である。
【００４６】
本実施例５では、一次側回路部の直流用電源フィルタ部１３に設けられている受光側回路部１５ｂがフォトトランジスタ５のみで構成されており、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが、発光ダイオード４と、電源オン時に発光ダイオード４への電流供給を停止し、電源オフ時に発光ダイオード４への電流供給を行う電源オフ時入力電流供給回路９とで構成されている。
【００４７】
すなわち、電源オフ時入力電流供給回路９は、カソードがアース電位に接続された発光ダイオード４のアノードと電源Ｖｃｃとの間に、逆流防止用ダイオードＤ３と抵抗Ｒ３とが直列に接続されており、電源Ｖｃｃとアース電位との間に、抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してトランジスタＱ３のベースが接続されている。また、トランジスタＱ３のコレクタが発光ダイオード４のアノードに、トランジスタＱ３のエミッタが発光ダイオード４のカソードにそれぞれ接続されており、さらに、逆流防止用ダイオードＤ３と抵抗Ｒ３との中点に、他端がアース電位に接続された電界コンデンサＣ３の一端が接続されている。
【００４８】
このような構成の電源オフ時入力電流供給回路９によれば、図１に示す電源スイッチ１６を投入した電源オン時には、トランジスタＱ３がオン動作し、これにより電源Ｖｃｃからの電流は、逆流防止用ダイオードＤ３、抵抗Ｒ３、トランジスタＱ３を介してアースに流れるため、発光ダイオード４はオフ動作となる。従って、受光側回路部１５ｂのフォトトランジスタ５はオフ状態のままであり、電荷放電用抵抗１４には電流は流れない。またこのとき、電界コンデンサＣ３に電荷が蓄えられる。
【００４９】
一方、電源スイッチ１６を開いた電源オフ時には、トランジスタＱ３がオフ動作する一方で、電界コンデンサＣ３にチャージされていた電荷が放電され、抵抗Ｒ３を介して発光ダイオード４に流れるため、発光ダイオード４はオン動作となる。従って、受光側回路部１５ｂのフォトトランジスタ５がオン動作することから、直流用電源フィルタ部１３のコンデンサにチャージされていた電荷が、電荷放電用抵抗１４及びフォトトランジスタ５を通じて放電されることになる。
【実施例６】
【００５０】
図７は、本実施例６の光結合素子の等価回路図である。
【００５１】
本実施例６では、一次側回路部の直流用電源フィルタ部１３に設けられている受光側回路部１５ｂがサイリスタ７０のみで構成されており、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが、上記実施例５で示した発光ダイオード４と、電源オン時に発光ダイオード４への電流供給を停止し、電源オフ時に発光ダイオード４への電流供給を行う電源オフ時入力電流供給回路９とで構成されている。本実施例６は、上記実施例５と比べて、一次側回路部の直流用電源フィルタ部１３に設けられている受光側回路部１５ｂが、フォトトランジスタ５からサイリスタ７０に変更されているのみであり、発光側回路部１５ａの構成及び動作は上記実施例５と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【実施例７】
【００５２】
図８は、本実施例７の光結合素子の等価回路図である。
【００５３】
本実施例７では、一次側回路部の交流用電源フィルタ部１２に設けられている受光側回路部１５ｂがフォトトランジスタ５１，５２及び逆流防止用ダイオード８，８のみで構成されており、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが、上記実施例５で示した発光ダイオード４と電源オフ時入力電流供給回路９とで構成されている。本実施例７では、出力側に双方向の電流を流すため、逆流防止用ダイオード８がそれぞれ接続されたフォトトランジスタ５１，５２を逆パラレルに接続した構成としている。なお、本実施例７の動作自体は上記実施例５と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【実施例８】
【００５４】
図９は、本実施例８の光結合素子の等価回路図である。
【００５５】
本実施例８は、一次側回路部の交流用電源フィルタ部１２に設けられている受光側回路部１５ｂがフォトサイリスタ７１，７２のみで構成されており、二次側回路部３１に設けられている発光側回路部１５ａが、上記実施例６で示した発光ダイオード４と電源オフ時入力電流供給回路９とで構成されている。本実施例８では、出力側に双方向の電流を流すため、フォトサイリスタ７１，７２を逆パラレルに接続した構成としている。なお、本実施例８の動作自体は上記実施例５と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る電源装置の電気的構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る光結合素子の等価回路図である。
【図３】本発明の実施例２に係る光結合素子の等価回路図である。
【図４】本発明の実施例３に係る光結合素子の等価回路図である。
【図５】本発明の実施例４に係る光結合素子の等価回路図である。
【図６】本発明の実施例５に係る光結合素子の等価回路図である。
【図７】本発明の実施例６に係る光結合素子の等価回路図である。
【図８】本発明の実施例７に係る光結合素子の等価回路図である。
【図９】本発明の実施例８に係る光結合素子の等価回路図である。
【図１０】電源装置の一次側回路部に設けられた電源フィルタ部にコンデンサの電荷放電用抵抗を取り付けた従来の電源装置の等価回路図である。
【図１１】従来の光結合素子のフォトトランジスタカプラ構成の等価回路である。
【図１２】従来の光結合素子のフォトサイリスタカプラ構成の等価回路である。
【図１３】従来の光結合素子のフォトトライアックカプラ構成の等価回路である。
【符号の説明】
【００５７】
４  発光ダイオード
５，５１，５２  フォトトランジスタ
７  サイリスタ
７０，７１，７２  フォトサイリスタ
８  逆流防止用ダイオード
９  電源オフ時入力電流供給回路
１１  整流回路
１２  交流電源用フィルタ部
１３  直流電源用フィルタ部
１４  電荷放電用抵抗
１５ａ  発光側回路部
１５ｂ  受光側回路部
１６  電源スイッチ
２１  電源回路部
３１二次側回路部
【図１】
2005245166.tif 000003
【図２】
2005245166.tif 000004
【図３】
2005245166.tif 000005
【図４】
2005245166.tif 000006
【図５】
2005245166.tif 000007
【図６】
2005245166.tif 000008
【図７】
2005245166.tif 000009
【図８】
2005245166.tif 000010
【図９】
2005245166.tif 000011
【図１０】
2005245166.tif 000012
【図１１】
2005245166.tif 000013
【図１２】
2005245166.tif 000014
【図１３】
2005245166.tif 000015