(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力交流電圧を整流する整流ダイオード回路と、該整流ダイオード回路の整流出力を平滑する２つの平滑コンデンサと、該整流ダイオード回路の第１の交流入力端子と該２つの平滑コンデンサの中点との間に接続された開閉スイッチとを備え、該開閉スイッチのオン，オフ状態に応じて全波整流回路としての機能と倍電圧整流回路としての機能とを選択可能とする全波／倍電圧整流回路において、
該整流ダイオード回路の第２の交流入力端子での電位をクランプ電位とし、該整流ダイオード回路の該第１の交流入力端子での交流電圧を該クランプ電位にクランプして出力するクランプ回路と、
該クランプ回路の出力電位と該整流ダイオード回路の負極側出力端子での電位との関係を検出することにより、該開閉スイッチのオン，オフ状態を検出する検出手段と
を設けたことを特徴とする全波／倍電圧整流回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力交流電圧の全波整流と倍電圧整流とを切換え選択可能とした電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流電源装置として、例えば、１００Ｖ系の入力交流電圧と２００Ｖ系の入力交流電圧とに共用可能とした整流回路、即ち、全波／倍電圧整流回路を用いたものが知られている。
【０００３】
図７はかかる従来の全波／倍電圧整流回路の一例を示す回路図であって、１は交流源、２は整流ダイオード回路、３，４は平滑コンデンサ、５は開閉スイッチである。
【０００４】
同図において、整流ダイオード回路２は４個のダイオード２ａ〜２ｄがブリッジに接続されて構成されており、同極性で直列接続されるダイオード２ａ，２ｃの中点とこれらと同極性で互いに直列接続されるダイオード２ｂ，２ｄの中点との間に交流源が接続され、互いに逆方向に接続されるダイオード２ａ，２ｂの中点と互いに逆極性で接続されるダイオード２ｃ，２ｄの中点との間に２個の平滑コンデンサ３，４が直列に接続されている。また、ダイオード２ｂ，２ｄの中点と平滑ダイオード３，４の中点との間にオン，オフ可能な開閉スイッチ５が接続されている。
【０００５】
交流源１からの交流電圧は、整流ダイオード回路２で整流される。いま、開閉スイッチ５がオフしているとすると、Ａ側が正となる交流電圧の半サイクル期間では、電流が交流電源１から整流ダイオード回路２のダイオード２ａ，平滑コンデンサ３，４及び整流ダイオード回路２のダイオード２ｄを介して交流源１に流れ、この交流電圧が平滑コンデンサ３，４によって図示する極性で平滑され、また、Ｂ側が正となる交流電圧の他の半サイクル期間では、電流が交流電源１から整流ダイオード回路２のダイオード２ｂ，平滑コンデンサ３，４及び整流ダイオード回路２のダイオード２ｃを介して交流源１に流れ、この交流電圧が平滑コンデンサ３，４によって上記と同じ極性で平滑される。
【０００６】
このようにして、交流電圧は全波整流平滑され、平滑コンデンサ３，４により、この交流電圧のピーク値にほぼ等しい直流電圧が得られる。即ち、図６で示す回路は、全波整流回路として動作する。
【０００７】
一方、開閉スイッチ５がオンしているときには、Ａ側が正となる交流電圧の半サイクル期間では、電流が交流電源１から整流ダイオード回路２のダイオード２ａ，平滑コンデンサ３及び開閉スイッチ５を介して交流源１に流れることにより、この交流電圧が平滑コンデンサ３によって図示する極性で平滑され、また、Ｂ側が正となる交流電圧の他の半サイクル期間では、電流が交流電源１から開閉スイッチ５，平滑コンデンサ４及び整流ダイオード回路２のダイオード２ｃを介して交流源１に流れることにより、この交流電圧が平滑コンデンサ４によって図示する極性で平滑される。
【０００８】
このようにして、交流電圧の１つおきの半サイクルがダイオード２ａで整流されて平滑ダイオード３で平滑され、他の１つおきの半サイクルがダイオード２ｃで整流されて平滑ダイオード４で平滑されることになり、従って、平滑コンデンサ３，４夫々にこの交流電圧がほぼピーク値にほぼ等しい直流電圧が得られることになるから、平滑コンデンサ３，４全体としては、交流電圧のピーク値のほぼ２倍の値の直流電圧が得られることになる。即ち、図６に示す回路は、倍電圧整流回路として動作する。
【０００９】
かかる全波／倍電圧整流回路は、交流電圧の１００Ｖ系と２００Ｖ系とに共用して、同じ値の直流電圧を得るようにすることができる。即ち、１００Ｖ系の交流電圧を使用する場合には、開閉スイッチ５をオン状態として、倍電圧整流回路として機能させ、２００Ｖ系の交流電圧を使用する場合には、開閉スイッチ５をオフ状態とし、全波整流回路として機能させればよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の全波／倍電圧整流回路を使用する場合、交流電圧が１００Ｖ系であるか、２００Ｖ系であるかに応じて開閉スイッチ５のオン，オフの切換えを行なわなければならないが、かかる切換えは手操作で行なわれている。しかし、この全波／倍電圧整流回路を所望の装置の電源装置として取り付けた場合、この開閉スイッチ５が入力交流電圧に応じた正しい状態になければ、所望とする値の直流電圧を得ることができない。このために、開閉スイッチ５の状態を監視することが行なわれている。また、開閉スイッチ５の状態に連動して所望の機能を動作させるようにする技術も知られている。
【００１１】
このような場合、開閉スイッチ５のオン，オフ状態を検出する手段が用いられているが、かかる検出手段としては、この開閉スイッチ５に同期して動作する別のスイッチやリレースイッチなどの連動スイッチの接点信号を利用するのが一般的である。しかし、このようなスイッチ手段を用いると、安定した検出信号を得るためには、さらに、波形整形回路などの付加的な手段も必要となり、部品点数が大幅に増加して装置の大型化，高コスト化を招くことになる。
【００１２】
また、開閉スイッチ５としては、ハイブリッドＩＣやモジュールなどの入力交流電圧の大きさに応じて自動的にオン，オフする半導体スイッチを使用することが考えられ、これによると、開閉スイッチ５のオン，オフの手操作を省くことができるが、このような半導体スイッチでは、一般に、オン，オフ切換えに同期した信号を出力する端子を備えておらず、従って、この開閉スイッチ５のオン，オフ切換えを検出する回路を実現することは非常に困難である。
【００１３】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、簡単な回路構成で全波整流機能と倍電圧整流機能との切換えを検出することができるようにした全波／倍電圧整流回路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、上記従来の全波／倍電圧整流回路の構成において、交流入力ライン間にダイオードとコンデンサとが直列接続されてなるクランプ回路を設けるとともに、該ダイオード，コンデンサの中点と整流ダイオード回路の負極側出力端子との電位の関係を検出する検出手段を設ける。
【００１５】
上記負極側出力端子での電位に対する上記中点の電位は、上記スイッチの切換えによる全波整流機能と倍電圧整流機能との切換えに応じて変化する。これを検出手段によって検出することにより、上記スイッチのオン，オフ状態、従って、全波整流機能の状態にあるか、倍電圧整流機能の状態にあるかを知ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明による全波／倍電圧整流回路の一実施形態を示す構成図であって、６はクランプ回路、７はダイオード、８はコンデンサ、９は検出回路であり、図７に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１８】
同図において、交流入力ラインＡ，Ｂ間にクランプ回路６が接続されている。このクランプ回路６はダイオード７とコンデンサ８との直列回路で構成されており、ダイオード７が交流入力ラインＡ側に、コンデンサ８が交流入力ラインＢ側に夫々接続され、ダイオード７の極性は、そのアノードがコンデンサ８に接続されるようにする。
【００１９】
このクランプ回路６でのダイオード７とコンデンサ８との中点と整流ダイオード回路２の負極出力端子（即ち、ダイオード２ｃ，２ｄのアノード）との間に検出回路９が設けられている。この検出回路９は、クランプ回路６での上記中点Ｃの電位と整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄの電位との関係を検出し、これによって開閉スイッチ５がオンしているか、オフしているかを、即ち、この実施形態が全波整流回路として機能しているか、倍電圧整流回路として機能しているかを判定する。
【００２０】
図２はこの実施形態の開閉スイッチ５がオンして倍電圧整流回路として機能するときの回路構成を示す図である。
【００２１】
開閉スイッチ５がオンして、この実施形態が倍電圧整流回路として機能するときには、整流ダイオード回路２はダイオード２ａ，２ｃのみが作用し、等価的に図２に示す構成となる。かかる構成によると、整流ダイオード回路２でのダイオード２ｃと平滑コンデンサ４との直列回路がクランプ回路６に同一極性で並列接続された関係となり、この直列回路とクランプ回路６とに同じ交流電圧が印加されることになる。このため、クランプ回路６の中点Ｃの電位と整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄの電位とが等しくなる。検出回路９は、これを検出することにより、開閉スイッチ５がオンして倍電圧整流回路として機能していると判定する。
【００２２】
開閉スイッチ５がオフして、この実施形態が全波整流回路として機能するときには、整流ダイオード回路２の全てのダイオード２ａ〜２ｄが作用し、図３に示すように、この整流ダイオード回路２にコンデンサ３，４の直列回路が並列に接続された構成となる。
【００２３】
かかる構成において、整流ダイオード２の負極側出力端子Ｄの電位を基準とした各部の電圧波形を示すと、図４に示すようになる。同図において、Ｄは整流ダイオード２の負極側出力端子Ｄの基準電位を、Ｃはクランプ回路６の中点Ｃでの波形を、Ｅは交流源１からの一方の交流入力ラインＡ上の点Ｅの波形を、Ｆは交流源１からの他方の交流入力ラインＢ上の点Ｆの波形を夫々示している。
【００２４】
図４に示すように、電位Ｄを基準にすると、波形Ｅと波形Ｆとは位相が反転（位相各９０゜）している。即ち、電位Ｅがピークのときには、電位Ｆは最小となって整流ダイオード回路２の負極側端子Ｄの電位Ｄに等しく、また、電位Ｆがピークのときには、電位Ｅが最小となって整流ダイオード回路２の負極側端子Ｄの電位Ｄに等しくなる。
【００２５】
また、クランプ回路６の中点Ｃでの電圧波形Ｃは、波形Ｆのピークがそのピーク時の点Ｅの電位Ｅ（＝電位Ｄ）にクランプされたものとなる。
【００２６】
即ち、この実施形態が全波整流回路として機能するときには、点Ｃに、電位Ｄに対して負極側の電圧波形が得られる。
【００２７】
以上のことからして、検出回路９は、整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄでの電位に対するクランプ回路６の上記中点Ｃの電位の関係を検出することにより、開閉スイッチ５がオンしているか否か、従って、この実施形態が倍電圧整流回路として機能しているか、全波整流回路として機能しているかを判定することができる。
【００２８】
図５は図１での検出回路９の一具体例を示す回路図であって、１０は表示素子、１１は抵抗であり、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００２９】
同図において、ここでは、検出回路９を抵抗１１と表示素子１０との直列回路で構成したものである。表示素子１０としては、ネオンランプやＬＥＤなどを用いることができる。
【００３０】
開閉スイッチ５がオンしてこの実施形態が倍電圧整流回路として機能するときには、クランプ回路６の上記中点Ｃの電位が整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄの電位に等しいから、表示素子１０には電流が流れず、表示素子１０は発光しない。これに対し、開閉スイッチ５がオフしてこの実施形態が全波整流回路として機能しているときには、クランプ回路６の上記中点Ｃの電位が整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄの電位よりも低くて異なるから、検出回路９では、この負極側出力端子Ｄから表示素子１０，抵抗１１を介して上記中点に電流が流れ、表示素子１０が発光する。
【００３１】
このようにして、表示素子１０の点灯，非点灯により、この実施形態が全波整流回路として機能しているか、倍電圧整流回路として機能しているかを知ることができる。
【００３２】
図６は図１における検出回路の他の具体例を示す回路図であって、１２はダイオード、１３はコンデンサ、１４はツェナーダイオード、１５，１６は抵抗であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３３】
この具体例は、この実施形態が全波整流回路として機能するか、倍電圧整流回路として機能するかに応じて“Ｈ”（ハイレベル），“Ｌ”（ローレーベル）の２値（ロジックレベル）の出力を得るようにするものである。
【００３４】
図６において、検出回路９では、整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄからクランプ回路６の上記中点Ｃの方向にコンデンサ１３と順方向のダイオード１２とが直列に接続され、これらコンデンサ１３とダイオード１２との中点に抵抗１５，１６を介して電源電圧＋Ｂが印加されている。また、上記負極側出力端子Ｄと抵抗１５，１６の中点との間にツェナーダイオード１４が接続されており、このツェナーダイオード１４は負極側出力端子Ｄからみて順方向となっている。
【００３５】
かかる構成により、ツェナーダイオード１４のアノードには、整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄでの電位Ｄが印加され、そのカソードには、電源電圧＋Ｂの抵抗１５，１６による分圧電圧Ｇが印加されている。
【００３６】
いま、開閉スイッチ５がオンしてこの実施形態が倍電圧整流回路として機能しているものとすると、上記のように、電位Ｄとクランプ回路６の上記中点Ｃの電位Ｃは等しく、コンデンサ１３，ダイオード１２の中点Ｉがこの電位Ｄに等しくなってダイオード１２は非導通となる。このコンデンサ１３，ダイオード１２の中点Ｉの電位が電位Ｄよりも高いため、抵抗１５，１６による分圧電圧Ｇでもってツェナーダイオード１４は逆バイアスされており、このツェナーダイオード１４の両端電圧はツェナー電圧となる。この両端電圧が検出回路９の出力Ｅ0 であり、このときの出力Ｅ0 は“Ｈ”である。
【００３７】
また、開閉スイッチ５がオフしてこの実施形態が全波整流回路として機能しているときには、図３及び図４で説明したように、上記中点電位Ｃ≦整流ダイオード回路２の負極側出力端子Ｄの電位Ｄである。そこで、ダイオード１２は導通し、ダイオード１２とコンデンサ１３との中点Ｉの電位Ｉがこの中点電位Ｃの最低レベルとほぼ等しくなるように、コンデンサ１３が充電する。このように、電位Ｉは上記の中点Ｉでの電位Ｄよりも低くなるので、抵抗１５，１６による分圧電圧Ｇは低くなる。この分圧電圧Ｇによってツェナーダイオード１４が順方向にバイアスされるように、抵抗１５，１６の抵抗値の比などが設定されており、これにより、ツェナーダイオード１４の両端電圧はほぼ０になる。これは、検出回路９の出力Ｅ0 が“Ｌ”ということになる。
【００３８】
このようにして、検出回路９からはロジックレベルの出力Ｅ0 が得られ、これを用いて図示しない所望の回路を、この実施形態が全波整流回路として機能しているか、倍電圧整流回路として機能しているかに応じて、制御するようにことができる。勿論、かかる出力Ｅ0 のレベルを判定して表示素子の点灯を制御するようにしてもよい。
【００３９】
以上のように表示素子を点灯させるようにすることにより、入力交流電圧に対してこの実施形態を正しく機能させているかどうかを容易に知ることができ、開閉スイッチ５の誤設定を容易に修正することが可能となる。例えば、入力交流電圧が１００Ｖ系の装置にこの実施形態を用いた場合、例えば、図５において、倍電圧整流回路として動作させなければならないから、表示素子１０は消灯していなければならない。ところが、この表示素子１０が点灯していれば、開閉スイッチ５がオフ状態にあって誤った動作をさせていることになり、これを簡単に認識することができる。この場合には、開閉スイッチ５をオン状態に切り換えればよい。
【００４０】
また、この実施形態では、開閉スイッチ５から直接そのオン，オフ状態を検出するものではないので、この開閉スイッチ５として先のハイブリットＩＣやモジュールなどの入力交流Ｖ電圧に応じて自動的にオン，オフ切換えをする半導体スイッチを用いることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、全波整流回路として機能しているか、倍電圧整流回路として機能しているかの検出手段として、少ない部品点数でなる簡単な構成のクランプ回路や検出回路を用いてるだけで実現することができるから、かかる切換えを行なうスイッチに直接連動する手段を用いる必要がなく、また、スイッチなどの機械的な接点による切換検出信号を用いるものでないから、波形整形などのための回路も不要であるし、検出も安定かつ信頼性の優れたものとなる。しかも、入力交流電圧に応じて全波整流回路と倍電圧整流回路との切換えを自動的に行なうようにするスイッチ手段も簡単に使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による全波／倍電圧整流回路の一実施形態を示す回路図である。
【図２】図１に示した実施形態の倍電圧整流回路として機能するときの回路構成を示す図である。
【図３】図１に示した実施形態の全波整流回路として機能するときの回路構成を示す図である。
【図４】図３に示した回路構成での検出回路の動作を示す図である。
【図５】図１における検出回路の一具体例を示す構成図である。
【図６】図１における検出回路の他の具体例を示す構成図である。
【図７】従来の全波／倍電圧整流回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  交流電源
２  整流ダイオード回路
３，４  平滑コンデンサ
５  開閉スイッチ
６  クランプ回路
７  ダイオード
８  コンデンサ
９  検出回路
【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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