(57)【要約】【課題】商用電源電圧に応じて全波整流、倍電圧整流を切り替える手段を有する電源回路において直列に接続された平滑コンデンサの一方のみに異常電圧が印加された場合においても平滑コンデンサおよびその負荷を安価に過電圧から保護する。【解決手段】商用電源を直流電源へと変換するコンバータを少なくとも２つ以上有する電源装置において、コンバータの内１つはコンデンサを直列に接続した倍電圧整流、全波整流の切り替えが可能な出力切り替えコンバータであり、出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの中点と出力切り替えコンバータ以外のコンバータの整流後の−極との電位差を監視し、電位差が第１の閾値を超えた場合、もしくは電位差が第２の閾値を下回った場合に出力切り替えコンバータへの商用電流の通電を遮断する電源供給遮断手段を有することを特徴とする保護回路。【選択図】図１
2016005344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を直流電源へと変換するコンバータを少なくとも２つ以上有する電源装置において、
前記コンバータの内１つはコンデンサを直列に接続した倍電圧整流、全波整流の切り替えが可能な出力切り替えコンバータであり、
前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記出力切り替えコンバータ以外のコンバータの整流後の−極との電位差を監視し、電位差が第１の閾値を超えた場合に出力異常信号を出力する第１の電位差監視手段と、
電位差が第２の閾値を下回った場合に出力異常信号を出力する第２の電位差監視手段と、
前記第１および第２の電位差監視手段からの出力異常信号により、前記出力切り替えコンバータへの商用電流の通電および遮断を制御する電源供給遮断手段と、
を有することを特徴とする保護回路。
【請求項２】
商用電源を直流電源へと変換するコンバータを少なくとも２つ以上有する電源装置において、
前記コンバータの内１つはコンデンサを直列に接続した倍電圧整流、全波整流の切り替えが可能な出力切り替えコンバータであり、
前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記出力切り替えコンバータ以外のコンバータの整流後の−極との電位差を監視し、電位差が第１の閾値を超えた場合に出力異常信号を出力する第１の電位差監視手段と、
前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記商用電源のホット側もしくはニュートラル側との電位差を監視し、電位差が第２の閾値を下回った場合に出力異常信号を出力する第２の電位差監視手段と、
前記第１および第２の電位差監視手段からの出力異常信号により、前記出力切り替えコンバータへの商用電流の通電および遮断を制御する電源供給遮断手段と、
を有することを特徴とする保護回路。
【請求項３】
前記第２の電位差検出手段はゼロクロス検知回路であることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項４】
前記第２の電位差検出手段は周波数検知回路であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保護回路。
【請求項５】
前記第１の閾値および前記第２の閾値の設定は第１の閾値＞第２の閾値であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源の電圧に応じて全波整流、倍電圧整流を切り替える手段を有する過電圧保護回路（保護回路）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の全波整流、倍電圧整流を切り替える手段を有する電源装置の平滑コンデンサ、および負荷を過電圧から保護する手段には、直列に接続されたコンデンサの上側のコンデンサの＋極と下段のコンデンサ−極間の電圧を監視するものとして特許文献１がある。また、直列に接続されたコンデンサの上段コンデンサの両端電圧と下段コンデンサの両端電圧を監視するものとして特許文献２がある。
【０００３】
以下、図１８を用いて直列に接続されたコンデンサの上段コンデンサの両端電圧と下段コンデンサの両端電圧を監視する例について説明する。この電源装置ではスイッチ１８０３で全波整流、倍電圧整流を切り替えて商用電源１８０１からの入力をブリッジ整流回路１８０２を介して整流している。
【０００４】
一般に商用電源には１００Ｖ程度を利用する１００Ｖ系電源と２００Ｖ程度を利用する２００Ｖ系電源の２種類がある。前者の場合はスイッチ１８０３をオンにし倍電圧整流とし、後者の場合はスイッチ１８０３をオフにし全波整流とすることで平滑コンデンサ１８１１、１８１２に過電圧が印加されないように制御する方法が広く知られている。
【０００５】
また、２００Ｖ系電源であるのに倍電圧整流された場合の対策が特許文献２で公開されている。その手法を以下で説明する。平滑コンデンサ１８１１の＋極とＦＥＴ１８１３のソース間電圧が所定の検知電圧を超えると抵抗１８０５の両端電圧によりシャントレギュレータ１８０６をオンする。シャントレギュレータ１８０６をオンするとトランジスタ１８０８、１８０７が順次オンする。前記トランジスタ１８０７のコレクタ−エミッタ電圧が下がり、前記ＦＥＴ１８１３のゲート−ソース間電圧がゲート閾値電圧を下回りＦＥＴ１８１３がオフされる。
【０００６】
これにより平滑コンデンサ１８１１への電流ループが遮断される。平滑コンデンサ１８１２に対しても同一の保護回路が形成してあるので同様に保護が可能である。前記検知電圧以上の電圧では、平滑コンデンサ１８１１、１８１２および負荷１８１４に所定の電圧以上がかからないようにしているため過電圧から保護できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１６２８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例の直列に接続されたコンデンサの上側の＋極と下側の−極間の電圧を監視する特許文献１の方法では、直列に接続されたコンデンサの上側、もしくは下側の片方に過電圧がかかる恐れのある状態への対策がなされていない。一方、直列に接続されたコンデンサの上側のコンデンサの両端電圧と下側のコンデンサの両端電圧を監視する特許文献１の方法では上記課題は解決されたものの二つの電解コンデンサのそれぞれにかかる電圧を検知し、それぞれの電解コンへの電流ループを遮断する構成をとっているため、以下のような課題があった。
【０００９】
高耐圧ＦＥＴが二つ必要になるため高価になる。高耐圧トランジスタが二つ必要になるため高価になる。二つのコンデンサを保護するため同一の回路が二つ必要になるため高価、かつ回路規模が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は商用電源を直流電源へと変換するコンバータを少なくとも２つ以上有する電源装置において、前記コンバータの内１つはコンデンサを直列に接続した倍電圧整流、全波整流の切り替えが可能な出力切り替えコンバータであり、前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記出力切り替えコンバータ以外のコンバータの整流後の−極との電位差を監視し、電位差が第１の閾値を超えた場合に出力異常信号を出力する第１の電位差監視手段と、電位差が第２の閾値を下回った場合に出力異常信号を出力する第２の電位差監視手段と、前記第１および第２の電位差監視手段からの出力異常信号により、前記出力切り替えコンバータへの商用電流の通電および遮断を制御する保護動作手段を有することを特徴とする保護回路であることを特徴とする。
【００１１】
また、本出願に係る第２の発明は商用電源を直流電源へと変換するコンバータを少なくとも２つ以上有する電源装置において、前記コンバータの内１つはコンデンサを直列に接続した倍電圧整流、全波整流の切り替えが可能な出力切り替えコンバータであり、前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記出力切り替えコンバータ以外のコンバータの整流後の−極との電位差を監視し、電位差が第１の閾値を超えた場合に出力異常信号を出力する第１の電位差監視手段と、前記出力切り替えコンバータの直列に接続したコンデンサの下側のコンデンサ＋極と前記商用電源のホット側もしくはニュートラル側との電位差を監視し、電位差が第２の閾値を下回った場合に出力異常信号を出力する第２の電位差監視手段と、前記第１および第２の電位差監視手段からの出力異常信号により、前記出力切り替えコンバータへの商用電流の通電および遮断を制御する保護動作手段を有することを特徴とする保護回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、商用電源の異常や、全波整流、倍電圧整流の切り替え手段の異常により直列に接続されたコンデンサの両方同時に異常電圧が印加される場合だけでなく、片側のみのコンデンサへの過電圧印加からも保護することができて、かつ高耐圧が必要なＦＥＴやトランジスタを用いることなく安価で小規模な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施例における電源構成の概略図
【図２】第１の実施例に係る保護動作回路の構成を表した図
【図３】第１の実施例に係る電位差監視回路の構成を表した図
【図４】第１の実施例に係るゼロクロス検知回路の構成を表した図
【図５】第１の実施例に係る電源供給遮断回路の構成を表した図
【図６】第１の実施例に係るスイッチ通常時の各電圧を表した図
【図７】第１の実施例に係るスイッチショート時の各電圧を表した図
【図８】第１の実施例に係るスイッチ片側ショート時の各電圧を表した図
【図９】第１の実施例に係るスイッチ片側ショート時の各電圧を表した図
【図１０】第２の実施例における電源構成の概略図
【図１１】第２の実施例に係る保護動作回路の構成を表した図
【図１２】第２の実施例に係る周波数検知回路の構成を表した図
【図１３】第２の実施例に係る電源供給遮断回路の構成を表した図
【図１４】第２の実施例に係るスイッチ通常時の各電圧を表した図
【図１５】第２の実施例に係るスイッチショート時の各電圧を表した図
【図１６】第２の実施例に係るスイッチ片側ショート時の各電圧を表した図
【図１７】第２の実施例に係るスイッチ片側ショート時の各電圧を表した図
【図１８】従来例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例の電源構成を示したものである。商用電源１０１は第１のコンバータ１００と第２のコンバータ１１０に入力される。ここで、商用電源１０１の上側をホット、下側をニュートラルと呼ぶこととする。第１のコンバータ１００側において、商用電源１０１からの入力はスイッチ１０２を介してブリッジ整流回路１０３で整流される。ブリッジ整流回路１０３の出力側には平滑コンデンサ１０５、１０６が直列に接続されている。
【００１５】
また、直列に接続された平滑コンデンサの中点（以後平滑コンデンサの中点をＭＰと呼ぶ）とブリッジ整流回路のＡＣ入力側の一方はスイッチ１０４を介して接続されている。ＡＣ電圧検知部１０８が電源電圧を検知し、１００Ｖ系電源であれば駆動部１０９でスイッチ１０４をオンさせて倍電圧整流で制御される。２００Ｖ系電源の場合はスイッチ１０４をオフさせて全波整流で制御される。第２のコンバータ１１０側において、商用電源１０１からの入力はブリッジ整流回路１１１で整流される。
【００１６】
ブリッジ整流回路１１１の出力側には平滑コンデンサ１１２が接続されている。ここで、平滑コンデンサ１１２の−極側をＤＬＰと呼ぶこととする。また、ニュートラルを基準とした場合のＭＰの電位をＶＭと呼び、ＤＬＰの電位をＶＤＬと呼ぶこととする。保護動作回路２００はＭＰとＤＬＰとの電位差Ｖｄｉｆｆを監視し、平滑コンデンサ１０５、１０６および負荷１０７へ過電圧印加される恐れがあることを検知した場合、スイッチ１０２を遮断する。
【００１７】
保護動作回路２００は図２に示すような構成となっている。図において、３００は電位差Ｖｄｉｆｆが第１の閾値Ｖｔｈ１を超えた場合に異常電圧信号を出力する電位差監視回路である。４００は電位差Ｖｄｉｆｆが第２の閾値Ｖｔｈ２を下回った時にゼロクロス信号を出力するゼロクロス検知回路である。５００は電位差監視回路３００とゼロクロス検知回路４００とから出力された信号により第１のコンバータ１００への電源供給遮断の制御を行う電源供給遮断回路である。
【００１８】
電位差監視回路３００、ゼロクロス検知回路４００、電源供給遮断回路５００はそれぞれ図３〜５に示すような構成となっている。図３〜５の構成を説明する。図３において３０１、３０２はＭＰとＤＬＰとに接続され、電位差Ｖｄｉｆｆを分圧する分圧抵抗である。
【００１９】
３０３は第１の閾値を決めるためのツェナーダイオードである。３０４はＤＬＰにプルダウンした抵抗である。３０５はフィルターを構成するコンデンサである。３０６は抵抗３０１および３０２で分圧された電圧がツェナーダイオード３０３のツェナー電圧を超えた場合にＯＮするトランジスタである。３０７はトランジスタ３０６のＯＮ／ＯＦＦ信号を２次側へ伝えるためのフォトカプラである。３０８はＶＣＣに接続されフォトカプラ３０７への電流を制限するための制限抵抗である。３０９は３．３Ｖにプルアップされている抵抗である。
【００２０】
ここで、ＶＣＣは第１のコンバータ１００のトランス補助巻き線により生成される１５Ｖ程度の直流電源であり、３．３Ｖは不図示の別電源から供給される約３．３Ｖの直流電源との接続を示している。
【００２１】
この構成により、電位差Ｖｄｉｆｆが分圧抵抗３０１、３０２およびツェナーダイオード３０３によって設定された第１の閾値Ｖｔｈ１を超えた場合にはトランジスタ３０６がＯＮし、フォトカプラ３０７への電流が供給されなくなるため２次側の異常電圧信号は約３．３Ｖとなる。一方、電位差Ｖｄｉｆｆが第１の閾値Ｖｔｈ１を下回った場合にはトランジスタ３０６がＯＦＦし、フォトカプラ３０７へ電流が供給され、２次側の異常電圧信号はＧＮＤレベルとなる。
【００２２】
図４において４０１、４０２はＭＰとＤＬＰとに接続され、電位差Ｖｄｉｆｆを分圧する分圧抵抗である。４０３はフィルターを構成するコンデンサである。４０４は電位差Ｖｄｉｆｆを分圧抵抗４０１と４０２で分圧した電位が約０．７Ｖ以上になった時にＯＮするトランジスタである。４０５はトランジスタ４０４のＯＮ／ＯＦＦ信号を２次側へ伝えるためのフォトカプラである。４０６はＶＣＣに接続されフォトカプラ４０５への電流を制限するための制限抵抗である。４０７は３．３Ｖにプルアップされている抵抗である。
【００２３】
この構成により、電位差Ｖｄｉｆｆが分圧抵抗４０１および４０２によって設定された第２の閾値Ｖｔｈ２を超えた場合にはトランジスタ４０４がＯＮし、フォトカプラ４０５への電流が供給されなくなるため２次側の異常電圧信号は約３．３Ｖとなる。一方、電位差Ｖｄｉｆｆが第２の閾値Ｖｔｈ２を下回った場合にはトランジスタ４０４がＯＦＦし、フォトカプラ４０５へ電流が供給され、２次側の異常電圧信号はＧＮＤレベルとなる。
【００２４】
図５において５０１は異常電圧信号とゼロクロス信号を入力し、当該２つの信号から電源遮断信号を出力するＣＰＵである。５０２および５０３はフィルターを構成する抵抗とコンデンサである。５０４は電源遮断信号によりＯＮ／ＯＦＦするトランジスタである。５０５はトランジスタ５０４のＯＮ／ＯＦＦに従い、ＳＷ１０２の制御を行うフォトトライアックカプラである。５０６はフォトトライアックカプラ５０５への電流を制限するための制限抵抗である。
【００２５】
また、ＣＰＵ５０１は異常電圧信号がパルス信号を出力している、もしくはゼロクロス信号がパルス信号を出力していない場合に平滑コンデンサ１０５、１０６へと過電圧が印加されたとみなし、電源遮断信号を出力する。
【００２６】
次に、２００Ｖの正弦波電源であるのに何らかの異常によりスイッチ１０４がオンされていて倍電圧整流制御された場合を例に、異常電圧が平滑コンデンサ１０５、１０６および負荷１０７へ印加された場合の動作を具体的に説明する。
【００２７】
図６〜９にスイッチ１０４の各状態における電位差を示す。（ａ）はニュートラルとＤＬＰとの電位差ＶＤＬを示し、（ｂ）はニュートラルとＭＰとの電位差ＶＭを示し、（ｃ）はＤＬＰとＭＰとの電位差Ｖｄｉｆｆを示し、（ｄ）は異常電圧信号を示し、（ｅ）はゼロクロス信号を示している。また、図６はスイッチ１０４が正常な時（全波整流を行っている時）を表し、図７はスイッチ１０４がショートしている時を表し、図８はスイッチ１０４が片方向（図１の左から右方向へ）ショートしている場合を表し、図９はスイッチ１０４が片方向（図１の右から左方向へ）ショートしている場合を表している。
【００２８】
図６〜９において縦軸は電圧であり、横軸が時間である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）における破線は商用電源のホット／ニュートラル電位差を示している。また、本実施例ではＶｔｈ１を１７０Ｖ程度に設定し、Ｖｔｈ２を１０Ｖ程度に設定することとする。ただし、本特許はこの値に限るものではない。
【００２９】
まずは正常な時（図６）の動作を説明する。商用電源（２００Ｖ）が投入されると、ＶＤＬは図６の（ａ）に示すように、ホット側がプラスの場合、ニュートラル側とほぼ同電位となり、ニュートラル側がプラスの場合、ホット側とほぼ同電位となる。
【００３０】
また、ＶＭは平滑コンデンサ１０６の−極と１０５の＋極間の約中間電位となるため、図６（ｂ）に示すように、入力商用電源の約半分の電圧となる。Ｖｄｉｆｆは（ｂ）の波形と（ａ）の差分をとった値となるため（ｃ）の様な波形となる。（ｃ）に示すようにＶｄｉｆｆの波形は約１００Ｖまでしか上がらないため、Ｖｔｈ１を超すことはない。そのため、（ｄ）に示すように異常電圧信号は約０Ｖに張り付く。
【００３１】
また、ＶｄｉｆｆはＶｔｈ２を半周期に１度下回るため、（ｅ）の様なゼロクロス信号を示す。これら２つの信号を入力した電源供給遮断回路５００は異常電圧信号がＬｏｗであり、かつゼロクロス信号がパルスを出力していることから、スイッチ１０４が誤動作を起こしていないことを読み取り、スイッチ１０２をオンし続ける。
【００３２】
次にスイッチ１０４がショートしている時（図７）の動作を説明する。（ａ）はスイッチ１０４がショートしても、しなくても変わらないため図６と同様な波形となる。
【００３３】
また、ＭＰはスイッチ１０４がショートしているため、（ｂ）に示すようにニュートラルと同電位となる。Ｖｄｉｆｆは（ｂ）の波形と（ａ）の差分をとった値となるため（ｃ）の様な波形となる。（ｃ）に示すようにＶｄｉｆｆの波形は約２００Ｖまで上がるため、１周期に１度Ｖｔｈ１を超すこととなる。
【００３４】
そのため、（ｄ）に示すように異常電圧信号はパルス信号を出力する。また、ＶｄｉｆｆはＶｔｈ２を１周期に１度下回るため、（ｅ）の様なゼロクロス信号を示す。これら２つの信号を入力した電源供給遮断回路５００は異常電圧信号がパルス信号を出力していることから、スイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００３５】
次にスイッチ１０４が片方向（図１の左から右方向へ）ショートしている時（図８）の動作を説明する。（ａ）はスイッチ１０４がショートしても、しなくても変わらないため図６と同様な波形となる。また、ＭＰはニュートラル側がプラスの時、１０４がショートしている方向となるため、ニュートラルと同電位となる。
【００３６】
この時、平滑コンデンサ１０６の両極には商用電源２００Ｖがかかり、電荷をためる。ニュートラル側がマイナスの時、平滑コンデンサ１０５の＋極側と平滑コンデンサ１０６の−極側には商用電源２００Ｖがかかるが、平滑コンデンサ１０６には電荷がたまっており、約２００Ｖの電位差が生じているため、平滑コンデンサ１０５には電圧がほぼかからず、平滑コンデンサ１０５の両極間の電位差は０となる。そのため、ＭＰとホット側の電位はほぼ等しくなり、ＶＭは（ｂ）の様な波形となる。
【００３７】
Ｖｄｉｆｆは（ｂ）の波形と（ａ）の差分をとった値となるため（ｃ）の様な波形となる。（ｃ）に示すようにＶｄｉｆｆの波形は約２００Ｖまで上がるため、半周期に１度Ｖｔｈ１を超すこととなる。そのため、（ｄ）に示すように異常電圧信号はパルス信号を出力する。また、ＶｄｉｆｆはＶｔｈ２を半周期に１度下回るため、（ｅ）の様なゼロクロス信号を示す。
【００３８】
これら２つの信号を入力した電源供給遮断回路５００は異常電圧信号がパルス信号を出力していることから、スイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００３９】
次にスイッチ１０４が片方向（図１の右から左方向へ）ショートしている時（図９）の動作を説明する。（ａ）はスイッチ１０４がショートしても、しなくても変わらないため図６と同様な波形となる。また、ＭＰはホット側がプラスの時、１０４がショートしている方向となるため、ニュートラルと同電位となる。この時、平滑コンデンサ１０５の両極には商用電源２００Ｖがかかり、電荷をためる。
【００４０】
ホット側がマイナスの時、平滑コンデンサ１０５の＋極側と平滑コンデンサ１０６の−極側には商用電源２００Ｖがかかるのだが、平滑コンデンサ１０５には電荷がたまっており、約２００Ｖの電位差が生じているため、平滑コンデンサ１０６には電圧がほぼかからず、平滑コンデンサ１０６の両極間の電位差は０となる。そのため、ＭＰとホット側の電位はほぼ等しくなり、ＶＭは（ｂ）の様な波形となる。
【００４１】
Ｖｄｉｆｆは（ｂ）の波形と（ａ）の差分をとった値となるため（ｃ）の様な波形となる。（ｃ）に示すようにＶｄｉｆｆの波形はほぼ０Ｖとなり、Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２を超えることはない。そのため、（ｄ）に示すように異常電圧信号は約０Ｖに張り付く。また、ゼロクロス信号も（ｅ）の様に約０Ｖに張り付く。これら２つの信号を入力した電源供給遮断回路５００はゼロクロス信号がパルス信号を出力していないことから、スイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００４２】
以上の動作によりスイッチ１０４がどの様な故障状態においても、その故障を検知し、コンバータ１００への給電をストップすることで平滑コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３を過電圧から保護することが可能となる。
【００４３】
（実施例２）
図１０は本発明の第２の実施例の電源構成を示したものである。図１０の構成は第１の実施例の図１とほぼ同等であるため、異なる部分のみを説明する。なお、図１と記号が同じ個所は同様な部品であることを示している。保護動作回路１１００は中点電位ＶＭと、ＶＭとＶＤＬとの電位差であるＶｄｉｆｆの２つを監視し、平滑コンデンサ１０５、１０６および負荷１０７へ過電圧印加される恐れがあることを検知した場合、スイッチ１０２を遮断する。
【００４４】
保護動作回路１１００は図１１に示すような構成となっている。図において、３００は電位差Ｖｄｉｆｆが第１の閾値Ｖｔｈ１を超えた場合に異常電圧信号を出力する電位差監視回路である。１２００は中点電位ＶＭが第２の閾値Ｖｔｈ２を下回った時に周波数検知信号を出力する周波数検知回路である。１３００は電位差監視回路３００と周波数検知回路１２００とから出力された信号により第１のコンバータ１００への電源供給遮断の制御を行う電源供給遮断回路である。
【００４５】
電位差監視回路３００、周波数検知回路１２００、電源供給遮断回路１３００はそれぞれ図３、図１２、図１３示すような構成となっている。図３は実施例１と同様なため説明を省略し、図１２と図１３の構成を説明する。
【００４６】
図１２において１２０１は中点電位ＶＭがプラスだった場合に電流を流し、逆の場合には電流を流さない整流のためのダイオードである。１２０２は中点電位ＶＭがある閾値電圧Ｖｔｈ３を超えた場合に２次側へ信号を伝えるためのフォトカプラである。また、閾値電圧Ｖｔｈ３はダイオード１２０１とフォトカプラ１２０２の順電圧（Ｖｆ）により決まる値で、本実施例では２Ｖ程度とする。１２０３は中点電位ＶＭがマイナスの場合に電流を流すための抵抗であり、１２０４はダイオード１２０１、フォトカプラ１２０２、抵抗１２０３への電流を制限するための抵抗である。１２０５は３．３Ｖにプルアップされている抵抗である。
【００４７】
この構成により、中点電位ＶＭが閾値電圧Ｖｔｈ３を超えた場合にはフォトカプラ１２０２に電流が流れ、受光側がオンし、周波数検知信号はＧＮＤレベルとなる。逆に中点電位ＶＭが閾値電圧Ｖｔｈ３を下回った場合にはフォトカプラ１２０２には電流が流れず、受光側はオフして周波数検知信号は３．３Ｖとなる。
【００４８】
図１３は実施例１の図５とほぼ同等であるため、異なる部分のみ説明する。なお、図５と記号が同じ個所は同様な部品であることを示している。図１３において１３０１は異常電圧信号と周波数検知信号を入力し、当該２つの信号から電源遮断信号を出力するＣＰＵである。また、ＣＰＵ１３０１は異常電圧信号がパルス信号を出力している、もしくは周波数検知信号がパルス信号を出力していない場合に平滑コンデンサ１０５、１０６へと過電圧が印加されたとみなし、電源遮断信号を出力する。
【００４９】
次に、２００Ｖの正弦波電源であるのに何らかの異常によりスイッチ１０４がオンされていて倍電圧整流制御された場合を例に、異常電圧が平滑コンデンサ１０５、１０６および負荷１０７へ印加された場合の動作を具体的に説明する。なお、異常電圧信号と中点電位ＶＭの説明は実施例１にてすでに説明しているため省略し、ここでは周波数検知信号の説明を行う。
【００５０】
図１４〜１７にスイッチ１０４の各状態における中点電位ＶＭと周波数検知信号を示す。（ａ）が中点電位ＶＭであり、（ｂ）が周波数検知信号である。また、図１４はスイッチ１０４が正常な時（全波整流を行っている時）を表し、図１５はスイッチ１０４がショートしている時を表し、図１６はスイッチ１０４が片方向（図１０の左から右方向へ）ショートしている場合を表し、図１７はスイッチ１０４が片方向（図１０の右から左方向へ）ショートしている場合を表している。
【００５１】
図１４〜１７において縦軸は電圧であり、横軸が時間である。（ａ）における破線は商用電源のホット／ニュートラル電位差を示している。また、本実施例ではＶｔｈ３を２Ｖ程度に設定することとする。ただし、本特許はこの値に限るものではない。まずは正常な時（図１４）の動作を説明する。
【００５２】
商用電源（２００Ｖ）が投入されると、中点電位ＶＭは（ａ）の様な波形を示す。（ａ）の波形のようにＶＭは閾値Ｖｔｈ３を１周期に１度超えるため、周波数検知信号は（ｂ）の様な波形となる。実施例１で説明したように、正常な時には異常電圧信号は約０Ｖとなり（図６の（ｄ））、また、周波数検知信号がパルス信号であることから、電源供給遮断回路１３００はスイッチ１０４が誤動作を起こしていないことを読み取り、スイッチ１０２をオンし続ける。
【００５３】
次にスイッチ１０４がショートしている時（図１５）の動作を説明する。中点電位ＶＭは（ａ）の様な波形を示す。（ａ）の波形のようにＶＭは閾値Ｖｔｈ３を超えないため、周波数検知信号は（ｂ）の様な波形となる。周波数検知信号が（ｂ）に示すようにパルス信号とはならないことから、電源供給遮断回路１３００はスイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００５４】
次にスイッチ１０４が片方向（図１０の左から右方向へ）ショートしている時（図１６）の動作を説明する。中点電位ＶＭは（ａ）の様な波形を示す。（ａ）の波形のようにＶＭは閾値Ｖｔｈ３を１周期に１度超えるため、周波数検知信号は（ｂ）の様な波形となる。実施例１で説明したように、スイッチ１０４が片方向（図１０の左から右方向へ）ショートしている時には異常電圧信号はパルス信号（図８の（ｄ））となることから、電源供給遮断回路１３００はスイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００５５】
次にスイッチ１０４が片方向（図１０の右から左方向へ）ショートしている時（図１７）の動作を説明する。中点電位ＶＭは（ａ）の様な波形を示す。（ａ）の波形のようにＶＭは閾値Ｖｔｈ３を超えないため、周波数検知信号は（ｂ）の様な波形となる。周波数検知信号が（ｂ）に示すようにパルス信号とはならないことから、電源供給遮断回路１３００はスイッチ１０４が誤動作を起こしていることを読み取り、スイッチ１０２をオフする。これにより第１のコンバータ１００への給電がストップされ、コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３が過電圧から保護される。
【００５６】
以上の動作によりスイッチ１０４がどの様な故障状態においても、その故障を検知し、コンバータ１００への給電をストップすることで平滑コンデンサ１０５、１０６及び負荷１５３を過電圧から保護することが可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  商用電源、１０２，１０４  スイッチ、
１０３，１１１  ブリッジ整流ダイオード、
１０５，１０６，１１２  平滑コンデンサ、
３０１，３０２，３０４，３０８，３０９，４０１，４０２，４０６，４０７，５０２，５０６，１２０３，１２０４  抵抗、
３０３  ツェナーダイオード、３０５，４０３，５０３  コンデンサ、
３０６，４０４，５０４  トランジスタ、
３０７，４０５，１２０２  フォトカプラ、５０１，１３０１  ＣＰＵ、
５０５  フォトトライアックカプラ、１２０１  ダイオード
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１８】
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