(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流１００Ｖ系または交流２００Ｖ系の交流電圧が印加されるように設けられた入力インピーダンス素子およびブリーダ抵抗の直列回路からなる分圧回路と、
前記ブリーダ抵抗に並列に接続された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードの光を受けるフォトトランジスタからなるフォトカプラと、
このフォトカプラのフォトトランジスタのオンオフ状態に応じて検出信号を出力する信号処理回路と、
前記ブリーダ抵抗に並列に接続された接続手段および抵抗の直列回路からなる分圧比調整回路とを具備し、
前記分圧回路は、入力交流電圧が交流１００Ｖ系か交流２００Ｖ系かに応じて前記接続手段を非接続状態にするか接続状態にするかが選択されることにより、前記入力交流電圧が交流１００Ｖ系および２００Ｖ系のいずれの場合も前記発光ダイオードを発光させるときのしきい値をその入力交流電圧の約５０％とするように構成されたことを特徴とする交流電圧入力装置。
【請求項２】
接続手段はジャンパピンにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の交流電圧入力装置。
【請求項３】
交流１００Ｖ系または交流２００Ｖ系の交流電圧が印加されるように設けられた入力インピーダンス素子およびブリーダ抵抗の直列回路からなる分圧回路と、
前記ブリーダ抵抗に並列に接続された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードの光を受けるフォトトランジスタからなるフォトカプラと、
このフォトカプラのフォトトランジスタのオンオフ状態に応じて検出信号を出力する信号処理回路と、
前記ブリーダ抵抗に並列に接続された可変抵抗からなる分圧比調整回路とを具備し、
前記分圧回路は、入力交流電圧が交流１００Ｖ系か交流２００Ｖ系かに応じて前記可変抵抗の値が選択されることにより、前記入力交流電圧が交流１００Ｖ系および２００Ｖ系のいずれの場合も前記発光ダイオードを発光させるときのしきい値をその入力交流電圧の約５０％とするように構成されたことを特徴とする交流電圧入力装置。
【請求項４】
入力インピーダンス素子は、コンデンサと抵抗の直列回路により構成されていることを特徴とする請求項１または３記載の交流電圧入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力される交流電圧の有無（オン・オフ）を検出する交流電圧入力装置に係り、特に交流１００Ｖ系と交流２００Ｖ系の入力電圧での共用化を可能とする交流電圧入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の交流電圧入力装置は、例えば、モータを駆動制御する負荷駆動制御装置に用いられる。負荷駆動制御装置は、遠方制御所に設けられたスイッチのオン・オフに応じてモータを駆動・停止するものであり、交流電圧入力装置は、この負荷制御装置内において入力電圧のオン・オフを検出するものである。
即ち、交流電圧入力装置は、具体的には、前記スイッチに信号ラインを介して接続されていて、スイッチがオンされることにより前記モータ用の商用交流電源の電圧が印加され、その交流電圧を入力回路で受けてオン信号を出力し、以って、スイッチがオンされたことを検出するように構成されている。
【０００３】
この場合、交流電圧は、モータの定格に応じて１００Ｖ系と２００Ｖ系の二種類あり、いずれの系のときでも、入力電圧のオン信号を出力するときのしきい値は、通常、印加交流電圧の５０％程度の値が目安とされている。その理由は、しきい値を低く設定した場合は、入力回路上に乗るノイズと区別がつかなくなることがあり、しきい値を高く設定した場合は、信号ライン自身のインピーダンスによる電圧降下により入力電圧がしきい値まで達しなくなることがあるからである。
従って、１００Ｖ系のときには、しきい値は５０Ｖ程度となり、又、２００Ｖ系のときには、しきい値は１００Ｖ程度となるので、夫々に応じて入力回路のインピーダンスを設定する必要があり、このため、交流電圧入力装置としては、交流１００Ｖ系、交流２００Ｖ系というように使用する交流電圧に対応した製品が個別に製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の交流電圧入力装置では、交流１００Ｖ系、交流２００Ｖ系では入力回路のインピーダンス素子の設定が異なるので、交流１００Ｖ系、交流２００Ｖ系間で共用することができず、個別に製造せざるを得なかった。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、交流１００Ｖ系、交流２００Ｖ系間で共用化を図ることができる交流電圧入力装置を提供するにある。
【０００６】
請求項１記載の交流電圧入力装置は、交流１００Ｖ系または交流２００Ｖ系の交流電圧が印加されるように設けられた入力インピーダンス素子およびブリーダ抵抗の直列回路からなる分圧回路を設け、前記ブリーダ抵抗に並列に接続された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードの光を受けるフォトトランジスタからなるフォトカプラを設け、このフォトカプラのフォトトランジスタのオン・オフ状態に応じて検出信号を出力する信号処理回路を設け、前記ブリーダ抵抗に並列に接続された接続手段および抵抗の直列回路からなる分圧比調整回路を設け、前記分圧回路は、入力交流電圧が交流１００Ｖ系か交流２００Ｖ系かに応じて前記接続手段を非接続状態にするか接続状態にするかが選択されることにより、前記入力交流電圧が交流１００Ｖ系および２００Ｖ系のいずれの場合も前記発光ダイオードを発光させるときのしきい値をその入力交流電圧の約５０％とするよう構成されたことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、二つの抵抗を並列接続した場合の合成インピーダンスは、個々の抵抗のインピーダンスより小さくなることを利用して、分圧比調整回路を接続する場合としない場合とで二通りの分圧比をもつ分圧回路が構成できる。接続手段は、交流１００Ｖ系のときを非接続状態とし、交流２００Ｖ系のときを接続状態とすることで、各々の定格電圧の約５０％をしきい値とした分圧回路が構成できる。これにより、本交流電圧入力装置は、交流１００Ｖ系、交流２００Ｖ系間で共用化できる。
【０００８】
請求項２記載の交流電圧入力装置は、接続手段がジャンパピンにより構成されていることを特徴とする。
これによれば、請求項１と同様の効果が、低コストで得られる。
【０００９】
請求項３記載の交流電圧入力装置は、交流１００Ｖ系または交流２００Ｖ系の交流電圧が印加されるように設けられた入力インピーダンス素子およびブリーダ抵抗の直列回路からなる分圧回路を設け、前記ブリーダ抵抗に並列に接続された発光ダイオードおよびこの発光ダイオードの光を受けるフォトトランジスタからなるフォトカプラを設け、このフォトカプラのフォトトランジスタのオン・オフ状態に応じて検出信号を出力する信号処理回路を設け、前記ブリーダ抵抗に並列に接続された可変抵抗からなる分圧比調整回路を設け、前記分圧回路は、入力交流電圧が交流１００Ｖ系か交流２００Ｖ系かに応じて前記可変抵抗の値が選択されることにより、前記入力交流電圧が交流１００Ｖ系および２００Ｖ系のいずれの場合も前記発光ダイオードを発光させるときのしきい値をその入力交流電圧の約５０％とするように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の交流電圧入力装置は、入力インピーダンス素子が、コンデンサと抵抗の直列回路により構成されていることを特徴とする。
これによれば、コンデンサも電圧を分担するので、入力インピーダンス素子が抵抗のみで構成された場合に比べて抵抗の消費電力量を小さくできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について、図１および図２を参照して説明する。まず図１には、本実施例の交流電圧入力装置１の回路構成を示す。
商用交流電源１００において、一方の端子は、交流母線Ａに接続され、他方の端子は、信号ライン１０１、遠方制御所１０２に設けられたスイッチ１０３及び信号ライン１０４を介して交流母線Ｂに接続されている。交流母線Ａ、Ｂ間には、例えば、入力インピーダンス素子としてのコンデンサ２及び抵抗３と、ブリーダ抵抗４とからなる直列回路が接続され、分圧回路５が構成されている。ブリーダ抵抗４には、ジャンパピン６と抵抗７の直列回路からなる分圧比調整回路８が並列接続されている。さらに、ブリーダ抵抗４には、互いに逆極性の発光ダイオード９および１０が並列接続されている。これらの発光ダイオード９，１０は、その光を受けるフォトトランジスタ１１とフォトカプラ１２を構成している。フォトトランジスタ１１においては、コレクタ側が直流電圧Ｖｃｃが印加された直流電源線Ｃに接続されており、エミッタ側が抵抗１３を介してアース接続されている。信号処理回路１４は、例えば、抵抗１３に並列に接続された抵抗１５とコンデンサ１６の直列回路よりなる積分回路で構成されている。
【００１２】
次に、本実施例の作用につき、図２をも参照して述べる。
交流電圧入力装置１において、印加交流電圧の定格の５０％で入力電圧のオン・オフの検出をしようとする場合、交流１００Ｖ系が印加されたときと交流２００Ｖ系が印加されたときとで、発光ダイオード９，１０にかかる電圧が同じ値になるように分圧回路５の分圧比を調整する必要がある。例えば、交流１００Ｖ系の電圧が印加された場合に、その５０％の電圧値である５０Ｖが印加されたときの発光ダイオード９，１０にかかる電圧が１Ｖであったとすると、交流２００Ｖ系の電圧が印加された場合に、その５０％の電圧値である１００Ｖが印加されたときの発光ダイオード９，１０にかかる電圧も１Ｖである必要がある。これより、分圧回路５における分圧比のうち、発光ダイオード９，１０にかかる比率は、交流１００Ｖ系よりも交流２００Ｖ系のほうを小さくすればよい。
【００１３】
ジャンパピン６は、二つの抵抗を並列接続した場合の合成インピーダンスは、個々の抵抗のインピーダンスより小さくなることを利用して、分圧回路５の分圧比を調整するために使用される。したがって、上記理由により、交流１００Ｖ系のときはジャンパピン６を開放とし、交流２００Ｖ系のときはジャンパピン６を短絡とすることで分圧回路５の分圧比を調整する。
【００１４】
次に、分圧回路５の分圧比を求める方法を説明する。分圧回路５の分圧比は、印加される商用交流電源１００の定格電圧Ｖａｃの５０％の電圧のうちの発光ダイオード９，１０にかかる電圧値が、発光ダイオード９，１０の順方向バイアス電圧値以上になるようにする。ここで、発光ダイオード９，１０の順方向バイアス電圧をＶｄとし、コンデンサ２と抵抗３の合成インピーダンスをＺａとし、ブリーダ抵抗４と抵抗７の合成インピーダンスをＺｂとすると、式（１）のようになる。
【００１５】
【数１】
0004099300.tif 000002
ここで、例えば、抵抗４及び７の抵抗値を等しくＲとし、Ｚａ>>Ｒに設定するものとする。
【００１６】
今、ジャンパピン６を開放し、そのときの交流入力電圧をＶａとすると、式（１）より、
【数２】
0004099300.tif 000003
が得られる。
【００１７】
又、ジャンパピン６を接続し、そのときの交流入力電圧をＶｂとすると、式（１）より、
【数３】
0004099300.tif 000004
が得られる。
【００１８】
式（２）がＶａｃ＝Ｖａ＝１００Ｖ系としたときに成立するように分圧回路５の回路定数を設定すれば、式（３）が成立するのは、Ｖａｃ＝Ｖｂ＝２００Ｖ系のときになり、式（２）のときには、発光ダイオード９，１０を発光させるしきい値は、ほぼ５０Ｖとなり、式（３）のときには、しきい値は、ほぼ１００Ｖとなる。
【００１９】
そこで、交流電圧Ｖａｃが、交流１００Ｖ系である場合は、ジャンパピン６を開放とした交流電圧入力装置１とする。
遠方制御所１０２においてスイッチ１０３がオンされると、交流電圧入力装置１には交流１００Ｖ系の電圧が印加される（図２（ａ）参照）。すると、分圧回路５において、式（２）において求めた分圧比で分圧された交流電圧が発光ダイオード９，１０にかかる（図２（ｂ）参照）。この交流電圧が、発光ダイオード９，１０の順方向バイアス電圧Ｖｄを越えると発光ダイオード９，１０は発光し、フォトトランジスタ１１が受光しオンしてパルス状の出力信号（抵抗１３の端子間電圧）を出力する（図２（ｃ）参照）。この出力信号は、抵抗１５とコンデンサ１６とからなる積分回路によって平滑化され、スイッチ１０３がオンであることを示すある一定レベルの検出信号として出力される。
【００２０】
遠方制御所１０２においてスイッチ１０３がオフされると、交流電圧入力装置１には電圧が印加されない状態となる。すると、発光ダイオード９，１０にも電圧が印加されないので発光せず、したがってフォトトランジスタ１１はオフしたままとなり、信号処理回路１４は検出信号を出力しない。
【００２１】
交流電圧Ｖａｃが、交流２００Ｖ系である場合は、ジャンパピン６を短絡とした交流電圧入力装置１とする。
遠方制御所１０２においてスイッチ１０３がオンされると、交流電圧入力装置１には交流２００Ｖ系の電圧が印加される（図２（ａ）参照）。すると、分圧回路５において、式（３）において求めた分圧比で分圧された交流電圧が発光ダイオード９，１０にかかる（図２（ｂ）参照）。このとき、発光ダイオード９，１０にかかる電圧は、交流１００Ｖ系のときと同じ値になるように、分圧回路５と分圧比調整回路８により調整されている。よって、以後の動作は交流１００Ｖ系と同様となり、信号処理回路１４から入力電圧がオン（スイッチ１０３がオン）であることを示すある一定レベルの検出信号が出力される。
【００２２】
尚、本実施例においては、図示はしないが、信号処理回路１４の検出信号はマイクロコンピュータに与えられるようになっており、マイクロコンピュータは、検出信号が与えられるとスイッチ１０３がオンであると判断して負荷としてのモータに交流電圧Ｖａｃを供給するようになり、逆に、検出信号が与えられなくなると、スイッチ１０３がオフであると判断して、モータに対する交流電圧Ｖａｃの供給を停止するようになっており、以上により、負荷駆動制御装置が構成されている。
【００２３】
このように本実施例によれば、分圧回路５のブリーダ抵抗４に並列にジャンパピン６及び抵抗７の直列回路からなる分圧比調整回路８を接続し、その分圧回路５に入力される交流電圧が１００Ｖ系のときにはジャンパピン６を開放し、又、入力される交流電圧が２００Ｖ系のときにはジャンパピン６を接続するようにし、以って、分圧回路５に入力される交流電圧が１００Ｖ系及び２００Ｖ系のいずれの場合も発光ダイオード９，１０を発光させるときのしきい値を入力交流電圧の約５０％とするようにした。
【００２４】
従って、１００Ｖ系及び２００Ｖ系のものも同一の製造ラインによって交流電圧装置１として共通に製造して、その後にジャンパピン６の接離の選択を行えばよいので、１００Ｖ系、２００Ｖ系の共用化を図ることができる。
【００２５】
しかも、分圧回路５の入力インピーダンス素子としてコンデンサ２及び抵抗３の直列回路を用いるようにしたので、コンデンサ２が電圧を分担するようになり、従って、抵抗２の分担する電圧がそれだけ少なくなって、抵抗２による消費電力を少なくすることができる。
そして、本実施例においては、目的を達成するのにジャンパピン６及び抵抗７を設けるだけであるので、低コストで実現することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施例を、図３を参照して説明する。尚、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
ブリーダ抵抗４には、可変抵抗１７からなる分圧比調整回路１８が並列に接続されている。
しかして、この可変抵抗１７の抵抗値を変化させることにより、分圧回路５の分圧比を１００Ｖ系と２００Ｖ系とに応じて調整することができて、第１の実施例と同様の効果が得られ、特に、微調整が可能になって分圧比を正確に設定することができる。
【００２７】
尚、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張が可能である。
消費電力を特に問題にしない場合には、分圧回路５の入力インピーダンス素子を抵抗のみにて構成してもよく、このように構成すれば，分圧回路５の入力電圧が直流の場合にも検出できるようになる。
【００２８】
接続手段としてジャンパピン６を用いたが、例えば、代わりにスイッチを用いてもよい。
信号処理回路として抵抗１５及びコンデンサ１６からなる積分回路を用いたが、抵抗１３の端子間のパルス状電圧をアップダウンカウンタで計数し、ある計数値以上になると、スイッチ１０３がオンであることを示すある一定レベルの検出信号を出力するようにしてもよい。
【００２９】
交流電圧入力装置１は、前記実施例のようなモータ駆動リレーの他、不足電圧検出リレーとしても用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の記述で明らかなように、本発明の交流電圧入力装置は、分圧比調整回路を備えた分圧回路を構成するようにしたので、交流１００Ｖ系と交流２００Ｖ系で共有化を図ることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す回路図
【図２】各部の波形図
【図３】本発明の第２の実施例を示す回路図
【符号の説明】
図面中、１は交流電圧入力装置、２はコンデンサ（インピーダンス素子）、３は抵抗（インピーダンス素子）、４はブリーダ抵抗、５は分圧回路、６はジャンパピン（接続手段）、８及び１８は分圧比調整回路、９，１０は発光ダイオード、１１はフォトトランジスタ、１２はフォトカプラ、１４は信号処理回路、１７は可変抵抗、１０２は遠方制御所、１０３はスイッチを示す。
【図１】
0004099300.tif 000005
【図２】
0004099300.tif 000006
【図３】
0004099300.tif 000007