(57)【要約】【課題】従来の電源回路では、ダイオードブリッジの欠損を検出することができず、ダイオードブリッジの欠損が発生した場合に異常な直流電圧を機器に供給することになり、接続された機器に不具合が生じる可能性がある。【解決手段】本発明によるダイオードブリッジ欠損検出回路には、ダイオードブリッジ２０の出力端子２４，２５には、検出用ダイオードＤ１と、第１抵抗素子Ｒ１と、第１フォトカプラＱ１とが設けられている。欠損判定部６０は、前記フォトカプラＱ１の受光素子５１の開成及び閉成に応じた前記信号出力端子５５からの状態検出信号５５ａに基づいて前記ダイオードブリッジ２０の欠損を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧源（１０）からの交流電圧をダイオードブリッジ（２０）により全波整流するとともに、全波整流された電圧を平滑コンデンサ（３０）により平滑する電源回路に設けられ、前記ダイオードブリッジ（２０）の欠損を検出するダイオードブリッジ欠損検出回路であって、
前記ダイオードブリッジ（２０）のプラス側出力端子（２４）と前記平滑コンデンサ（３０）との間に設けられ、前記プラス側出力端子（２４）から前記平滑コンデンサ（３０）に向かう方向が順方向の検出用ダイオード（Ｄ１）と、
前記プラス側出力端子（２４）と前記検出用ダイオード（Ｄ１）との間に設けられた第１接続点（Ｃ１）と、
前記ダイオードブリッジ（２０）のマイナス側出力端子（２５）と前記平滑コンデンサ（３０）との間に設けられた第２接続点（Ｃ２）と、
前記第１及び第２接続点（Ｃ１，Ｃ２）の間に接続されたフォトカプラ（Ｑ１）の発光素子（４１）と、
前記第１及び第２接続点（Ｃ１，Ｃ２）の間で前記発光素子（４１）と直列に接続された第１抵抗素子（Ｒ１）と、
定電圧源（５３）、第２抵抗素子（Ｒ２）、及び前記フォトカプラ（Ｑ１）の受光素子（５１）が互いに直列に接続された欠損状態出力部（５０）と、
前記欠損状態出力部（５０）の信号出力端子（５５）に接続された欠損判定部（６０）と
を備え、
前記受光素子（５１）は、前記第１抵抗素子（Ｒ１）の両端電圧（７１）が予め設定された閾値を超えた際に電気的に開成又は閉成され、
前記欠損判定部（６０）は、前記受光素子（５１）の開成及び閉成に応じた前記信号出力端子（５５）からの状態検出信号（５５ａ）に基づいて前記ダイオードブリッジ（２０）の欠損を検出することを特徴とするダイオードブリッジ欠損検出回路。
【請求項２】
前記欠損判定部（６０）は、前記状態検出信号（５５ａ）に基づいて前記両端電圧（７１）が前記閾値を超えていない状態の時間をカウントするとともに、前記両端電圧（７１）が前記閾値を超えていない状態の時間が所定時間継続した回数をカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出することを特徴とする請求項１記載のダイオードブリッジ欠損検出回路。
【請求項３】
前記交流電圧源（１０）は三相交流電源であり、
前記欠損判定部（６０）は、前記両端電圧（７１）が前記閾値を超えていない状態になった回数を前記状態検出信号（５５ａ）に基づいてカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出することを特徴とする請求項３記載のダイオードブリッジ欠損検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオードブリッジ欠損検出回路に関し、特に、ダイオードブリッジの出力に、抵抗素子、ダイオード、フォトカプラにより構成される回路を付加することで、ダイオードブリッジの欠損を検出でき、電源回路に接続された機器をより確実に保護できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路として、例えば下記の特許文献１等に記載された回路が用いられている。図７は、従来のダイオードブリッジを用いた電源回路を示す回路図である。図において、交流電圧源１０は、第１及び第２出力線１１，１２と、これら第１及び第２出力線１１，１２に設けられたヒューズ１４とを有している。前記第１及び第２出力線１１，１２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジ２０の入力端子２１，２２に接続されており、このダイオードブリッジ２０の出力端子２４，２５には、複数の平滑コンデンサ３０が設けられている。すなわち、交流電圧源１０からの交流電圧がダイオードブリッジ２０により全波整流されて、この全波整流された電圧が平滑コンデンサ３０により平滑されることで、前記交流電圧が直流電圧に変換される。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２２５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のダイオードブリッジを用いた電源回路では、ダイオードブリッジ２０の欠損、すなわちダイオードブリッジ２０に含まれるダイオードの故障を検出することができず、ダイオードブリッジ２０の欠損が発生した場合に異常な直流電圧を機器に供給することになり、機器に不具合が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ダイオードブリッジの欠損を検出でき、電源回路に接続された機器をより確実に保護できるダイオードブリッジ欠損検出回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るダイオードブリッジ欠損検出回路は、交流電圧源からの交流電圧をダイオードブリッジにより全波整流するとともに、全波整流された電圧を平滑コンデンサにより平滑する電源回路に設けられ、前記ダイオードブリッジの欠損を検出するダイオードブリッジ欠損検出回路であって、前記ダイオードブリッジのプラス側出力端子と前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記プラス側出力端子から前記平滑コンデンサに向かう方向が順方向の検出用ダイオードと、前記プラス側出力端子と前記検出用ダイオードとの間に設けられた第１接続点と、前記ダイオードブリッジのマイナス側出力端子と前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２接続点と、前記第１及び第２接続点の間に接続されたフォトカプラの発光素子と、前記第１及び第２接続点の間で前記発光素子と直列に接続された第１抵抗素子と、定電圧源、第２抵抗素子、及び前記フォトカプラの受光素子が互いに直列に接続された欠損状態出力部と、前記欠損状態出力部の信号出力端子に接続された欠損判定部とを備え、前記受光素子は、前記第１抵抗素子の両端電圧が予め設定された閾値を超えた際に電気的に開成又は閉成され、前記欠損判定部は、前記受光素子の開成及び閉成に応じた前記信号出力端子からの状態検出信号に基づいて前記ダイオードブリッジの欠損を検出する。
また、前記欠損判定部は、前記状態検出信号に基づいて前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態の時間をカウントするとともに、前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態の時間が所定時間継続した回数をカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出する。
また、前記交流電圧源は三相交流電源であり、前記欠損判定部は、前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態になった回数を前記状態検出信号に基づいてカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のダイオードブリッジ欠損検出回路によれば、ダイオードブリッジの出力に、抵抗素子、ダイオード、フォトカプラにより構成される回路を付加することで、ダイオードブリッジの欠損を検出でき、電源回路に接続された機器をより確実に保護できる。
また、前記欠損判定部は、前記状態検出信号に基づいて前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態の時間をカウントするとともに、前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態の時間が所定時間継続した回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出するので、前記ダイオードブリッジの欠損発生をより確実に検出でき、電源回路に接続された機器をより確実に保護できる。
また、前記欠損判定部は、前記状態検出信号に基づいて前記両端電圧が前記閾値を超えていない状態になった回数をカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジに欠損が発生していることを検出するので、三相交流電源用の前記ダイオードブリッジにおいても欠損発生をより確実に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるダイオードブリッジ欠損検出回路を示す回路図である。なお、従来の回路（図７参照）と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、交流電圧源１０は、第１及び第２出力線１１，１２と、これら第１及び第２出力線１１，１２に設けられたヒューズ１４とを有している。前記第１及び第２出力線１１，１２は、４つのダイオードからなるダイオードブリッジ２０の入力端子２１，２２に接続されており、このダイオードブリッジ２０のプラス側及びマイナス側出力端子２４，２５には、複数の平滑コンデンサ３０が設けられている。すなわち、交流電圧源１０からの交流電圧がダイオードブリッジ２０により全波整流されて、この全波整流された電圧が平滑コンデンサ３０により平滑されることで、前記交流電圧が直流電圧に変換される。
【０００９】
前記ダイオードブリッジ２０のプラス側出力端子２４と前記平滑コンデンサ３０との間には、前記プラス側出力端子２４から前記平滑コンデンサ３０に向かう方向が順方向の検出用ダイオードＤ１が設けられている。前記プラス側出力端子２４と前記検出用ダイオードＤ１との間には第１接続点Ｃ１が設けられ、前記ダイオードブリッジ２０のマイナス側出力端子２５と前記平滑コンデンサ３０との間には第２接続点Ｃ２が設けられている。
【００１０】
前記第１及び第２接続点Ｃ１，Ｃ２の間にはフォトカプラＱ１の発光素子４１と第１抵抗素子Ｒ１とが互いに直列に接続されている。具体的には、前記第１接続点Ｃ１に前記第１抵抗素子Ｒ１の一端が接続され、前記第１抵抗素子Ｒ１の他端と前記第２接続点Ｃ２との間に前記発光素子４１が接続されている。後述するが、これら発光素子４１及び第１抵抗素子Ｒ１は、ダイオードブリッジ２０のダイオードの開放故障を検出するための回路を素子である。
【００１１】
前記フォトカプラＱ１には、前記発光素子４１の発光状態、すなわち前記発光素子４１に順方向に電圧がかかるか否かに応じて電気的に開成及び閉成される受光素子５１が設けられている。この受光素子５１は、欠損状態出力部５０の一部を構成している。すなわち、定電圧源５３、第２抵抗素子Ｒ２、及び前記受光素子５１が互いに直列に接続されることで欠損状態出力部５０が構成されている。なお、受光素子５１の出力端はグラウンド５４に接続されている。
【００１２】
前記第２抵抗素子Ｒ２と前記受光素子５１との間には、信号出力端子５５が設けられており、この信号出力端子５５からは、前記受光素子５１の開成及び閉成に応じた状態検出信号５５ａが出力される。前記信号出力端子５５には、マイクロコンピュータ等によって構成される欠損判定部６０が接続されており、この欠損判定部６０は、前記状態検出信号５５ａに基づいて前記ダイオードブリッジ２０の欠損を検出する。
【００１３】
次に、図２は図１のダイオードブリッジ２０が正常なときに回路に流れる電流を示す説明図であり、図３は図２の回路におけるタイミングチャートである。なお、図２は、電流Ａ１，Ｂ１を図１に付加した図であり、複雑になることを回避するために図１に付した符号は一部省略している。図２において、電流Ａ１は、前記第１出力線１１の電位が前記第２出力線１２の電位よりも高いときに流れる電流を示しており、電流Ｂ１は、前記第２出力線１２の電位が前記第１出力線１１の電位よりも高いときに流れる電流を示している。すなわち、図３における電源入力７０の振幅がプラスのときに電流Ａ１が流れ、電源入力７０の振幅がマイナスであるときに電流Ｂ１が流れる。このとき、第１抵抗素子Ｒ１の両端電圧７１は、図３に示すように電源入力７０が全波整流された波形となる。
【００１４】
前記受光素子５１は、前記両端電圧７１が予め設定された閾値以上となったときに閉成（ＯＮ）されて、前記両端電圧７１が閾値未満のときに開成（ＯＦＦ）される。状態検出信号５５ａは、前記受光素子５１が開成された場合にＨｉレベル（定電圧源５３の電圧、すなわち５Ｖ）となり、前記受光素子５１が閉成された場合にＬｏレベル（０Ｖ）となる。
【００１５】
図２のようにすべてのダイオードが正常な場合、前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態の時間（状態検出信号５５ａがＨｉレベルとなる時間）は、前記両端電圧７１が前記閾値を超えている状態の時間（状態検出信号５５ａがＬｏレベルとなる時間）に比べて短い。
【００１６】
次に、図４は、図３のダイオードブリッジ２０に欠損が生じた際の電流を示す説明図であり、図５は、図４の回路におけるタイミングチャートである。図４では、電流Ｂ１が流れるダイオードブリッジ２０のダイオードの一つが開放故障している。すなわち、図５に示すように、前記第１抵抗素子Ｒ１の前記両端電圧７１は半端整流波形となる。このとき、前記第１受光素子５１は、前記電流Ｂ１に相当する期間において開成（ＯＦＦ）される。従って、前記電流Ｂ１に相当する期間においては、前記状態検出信号５５ａもＨｉレベルとなる。
【００１７】
従って、図４のようにダイオードブリッジ２０に欠損が生じた場合には、すべてのダイオードが正常な場合（図３の場合）に比べて、前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態の時間が長くなる。欠損判定部６０は、周知のクロック信号と前記状態検出信号５５ａとを用いて、前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態の時間をカウントする。また、欠損判定部６０は、前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態の時間が所定時間継続した回数をカウントし、カウントした前記回数が所定回数に達した場合に前記ダイオードブリッジ２０に欠損が発生していることを検出する。
【００１８】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２によるダイオードブリッジ欠損検出回路を示す回路図である。実施の形態１では単相交流電源に使用する回路を示したが、本発明は、図６に示すように三相交流電源に適用することもできる。なお、実施の形態１の構成と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。
交流電圧源１０は、ダイオードブリッジ２０に接続された第３出力線１３を有する三相交流電源である。前記第１抵抗素子Ｒ１には、全波整流された三相交流電圧が印加される。すなわち、実施の形態１では、前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態が存在していたが（図３参照）、三相交流電源の場合は、ダイオードブリッジ２０に欠損が生じていなければ、前記両端電圧７１は前記閾値を常に超えた状態となる。欠損判定部６０は、前記状態検出信号５５ａに基づいて前記両端電圧７１が前記閾値を超えていない状態になった回数をカウントし、カウントした前記回数が予め設定された回数に達した場合に前記ダイオードブリッジ２０に欠損が発生していることを検出する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１によるダイオードブリッジ欠損検出回路を示す回路図である。
【図２】図１のダイオードブリッジが正常なときに回路に流れる電流を示す説明図である。
【図３】図２の回路におけるタイミングチャートである。
【図４】図３のダイオードブリッジに欠損が生じた際の電流を示す説明図である。
【図５】図４の回路におけるタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２によるダイオードブリッジ欠損検出回路を示す回路図である。
【図７】従来のダイオードブリッジを用いた電源回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  交流電圧源
１１，１２  第１及び第２出力線
２０  ダイオードブリッジ
２１，２２  入力端子
２４  プラス側出力端子
２５  マイナス側出力端子
３０  平滑コンデンサ
４１  発光素子
５０  欠損状態出力部
５１  受光素子
５３  定電圧源
５４  グラウンド
５５  信号出力端子
５５ａ  状態検出信号
６０  欠損判定部
７０  電源入力
７１  両端電圧
Ｃ１，Ｃ２  第１及び第２接続点
Ｄ１  検出用ダイオード
Ｑ１  フォトカプラ
Ｒ１，Ｒ２  第１及び第２抵抗素子
【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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