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JP4794600B2 - DC power supply for electromagnetic brake - Google Patents

DC power supply for electromagnetic brake Download PDF

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JP4794600B2
JP4794600B2 JP2008135228A JP2008135228A JP4794600B2 JP 4794600 B2 JP4794600 B2 JP 4794600B2 JP 2008135228 A JP2008135228 A JP 2008135228A JP 2008135228 A JP2008135228 A JP 2008135228A JP 4794600 B2 JP4794600 B2 JP 4794600B2
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良彰 横井
理治 切貫
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株式会社ツバキエマソン
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Description

本発明は、電磁ブレーキを駆動するための電磁ブレーキ用直流電源装置に関する。 The present invention relates to a direct-current power supply for the electromagnetic brake for driving the electromagnetic brake.

無励磁作動形の電磁ブレーキは、このコイルへの通電を遮断した場合にモータ又はアクチュエータ等の運動状態に制動をかけて停止させ、コイルへの通電を行った場合に制動を解除する。このような電磁ブレーキは、制動を解除するために通電を行った場合に、コイルのリアクタンスによってコイル励磁による電磁力が十分でなく、制動の解除が遅れるという問題がある。電磁ブレーキのコイルへ印加する電圧を高めることによって制動の解除を高速化することはできるが、制動を解除した後の消費電流が増大し、発熱量が増大するという問題がある。これらの問題を解決するため、電磁ブレーキを駆動する直流電源装置は、電磁ブレーキのコイルへの通電を開始した直後は高電圧を印加し、一定時間が経過して制動が解除された後はコイルへの印加電圧を低減するように、印加電圧の制御を行っている。これにより、制動の解除を高速化できると共に、制動を解除した後の消費電流を低減することができる。   The non-excitation operation type electromagnetic brake brakes the motion state of the motor or actuator when the current to the coil is cut off and stops it, and releases the brake when the coil is energized. Such an electromagnetic brake has a problem that when energization is performed to release braking, the electromagnetic force generated by coil excitation is not sufficient due to the reactance of the coil, and the release of braking is delayed. Although the release of braking can be speeded up by increasing the voltage applied to the coil of the electromagnetic brake, there is a problem that the current consumption after releasing the braking increases and the amount of heat generation increases. In order to solve these problems, the DC power supply that drives the electromagnetic brake applies a high voltage immediately after the start of energization of the coil of the electromagnetic brake, and after a certain period of time has passed, the coil is released The applied voltage is controlled so as to reduce the applied voltage. As a result, the release of braking can be speeded up, and the current consumption after the release of braking can be reduced.

また、上記の点も含み、電磁ブレーキを駆動する直流電源装置に必要とされる主な機能は以下の(1)〜(4)に示す通りである。
(1)通電開始時に電磁ブレーキを高速に制動解除させる機能(過励磁出力機能)。
(2)通電終了時に電磁ブレーキへの電流を高速に遮断して制動を瞬時に行う機能(早切り機能)。
(3)制動/解除を短期間に切り替える場合(インチング動作)であっても、制動のために通電を開始した際には必ず過励磁出力を行う機能。
(4)制動の解除完了後に消費電流を低減して発熱量を低減する機能。
In addition, including the above points, main functions required for the DC power supply for driving the electromagnetic brake are as shown in the following (1) to (4).
(1) A function to release the brake at high speed when energization is started (overexcitation output function).
(2) A function that quickly cuts off the current to the electromagnetic brake at the end of energization and performs braking instantaneously (fast cut function).
(3) A function to always perform overexcitation output when energization is started for braking even when braking / release is switched in a short period of time (inching operation).
(4) A function of reducing the heat generation amount by reducing the current consumption after the completion of the release of braking.

特許文献1においては、通電開始時には電磁機器へ高電圧を与え、時間の経過と共に電圧を徐々に低下させていく構成とすることによって、電磁機器の制動解除を迅速に行わせることができ、制動解除後には消費電力を抑制することができ、再制動の直後に制動を解除する場合にも速やかに制動力の完全解除を行うことができる効率のよい電磁機器の直流電源装置が提案されている。特許文献1では、電磁機器の直流電源装置が、2つのSCR(Silicon Controlled Rectifier、シリコン制御整流素子)を直列接続した全波整流回路と、SCRのゲートに接続されたトリガ素子を介してトリガ信号を与える第1コンデンサと、反対極性での第1コンデンサへの充電を防止するダイオードと、第1コンデンサの充電回路に介装された第2コンデンサと、第2コンデンサの放電回路に介装されて給電停止時に閉路するスイッチとを備えて、第2コンデンサの充電電圧の上昇に伴って、第1コンデンサからSCRへ与えるトリガ信号の位相を遅らせる技術が開示されている。   In Patent Document 1, by applying a high voltage to an electromagnetic device at the start of energization and gradually decreasing the voltage as time elapses, braking of the electromagnetic device can be quickly released, and braking is performed. There has been proposed an efficient DC power supply device for an electromagnetic device that can suppress power consumption after release and can quickly release the braking force quickly even when braking is released immediately after re-braking. . In Patent Document 1, a DC power supply device for an electromagnetic device uses a full-wave rectifier circuit in which two SCRs (silicon controlled rectifiers) are connected in series and a trigger signal via a trigger element connected to the gate of the SCR. A first capacitor that provides a negative polarity, a diode that prevents charging of the first capacitor with the opposite polarity, a second capacitor that is interposed in the charging circuit of the first capacitor, and a discharge circuit that is connected to the second capacitor. There is disclosed a technique that includes a switch that closes when power supply is stopped and delays the phase of a trigger signal applied from the first capacitor to the SCR as the charging voltage of the second capacitor increases.

特許文献2においては、通電開始時からの所定時間を限時するスレッショルド電圧を切替可能な第1の単安定マルチバイブレータと、この第1の単安定マルチバイブレータの出力信号に同期して導通され、導通角の制御により負荷に電流を供給するパワースイッチ素子と、商用電源の正及び負のサイクルを検出することで起動され、パワースイッチ素子の導通角を決定する第2の単安定マルチバイブレータとを備える電磁機器の電源供給装置が提案されている。特許文献2では、電源供給装置は、電磁機器のコイルへ通電を開始した後の過励磁時に、商用交流電源を全波整流した電圧を一定時間印加するため、電磁機器の応答性が向上すること、及び、過励磁終了後の定常時に、導通角を制御した全波整流電圧を印加することができるため、省エネルギー運転が実現できることについて言及されている。   In Patent Document 2, a first monostable multivibrator capable of switching a threshold voltage that limits a predetermined time from the start of energization, and the first monostable multivibrator are conducted in synchronization with the output signal of the first monostable multivibrator. A power switch element that supplies current to a load by controlling the angle, and a second monostable multivibrator that is activated by detecting positive and negative cycles of a commercial power source and determines a conduction angle of the power switch element A power supply device for electromagnetic equipment has been proposed. In Patent Document 2, since the power supply device applies a voltage obtained by full-wave rectification of the commercial AC power source for a certain time during overexcitation after energization of the coil of the electromagnetic device is started, the responsiveness of the electromagnetic device is improved. In addition, it is mentioned that an energy saving operation can be realized because a full-wave rectified voltage with a controlled conduction angle can be applied in a steady state after the end of overexcitation.

また、商用交流電源から供給される交流電圧により動作する装置においては、交流電圧の周波数の違い(50Hz又は60Hz)が問題となる場合がある。この対策として、特許文献3においては、電源電圧のゼロクロスを検出し、検出結果のゼロクロスパルスから電源周波数を判別し、判別結果に基づいてポンプの制御位相を切り替えることによって、ポンプ出力を一定に維持することができるポンプ駆動回路が提案されている。
特公平2−61236号公報 特許第3413547号公報 特開昭58−79497号公報
Moreover, in the apparatus which operate | moves with the alternating voltage supplied from commercial alternating current power supply, the difference (50 Hz or 60 Hz) of the frequency of alternating voltage may be a problem. As a countermeasure, in Patent Document 3, a zero cross of a power supply voltage is detected, a power supply frequency is determined from a zero cross pulse of a detection result, and a pump control phase is switched based on the determination result, thereby maintaining a pump output constant. A pump drive circuit that can do this has been proposed.
Japanese Examined Patent Publication No. 2-61236 Japanese Patent No. 3341547 JP 58-79497 A

電磁機器を駆動する従来の直流電源装置においては、電磁機器への通電/非通電を切り替えるために、有接点リレーが用いられている。電磁機器の直流電源装置に用いられる有接点リレーは、切り替えの電気的寿命が20万回程度である。容量(接点開閉の最大電圧及び最大電流)が大きい有接点リレーを利用することで電気的寿命を延ばすことができるが、有接点リレーの形状が大きくなり、直流電源装置における有接点リレーの取り付け上の問題が発生すると共に、コストの上昇を招くという問題がある。特許文献1に記載の直流電源装置についても同様である。   In a conventional DC power supply device that drives an electromagnetic device, a contact relay is used to switch between energization / non-energization of the electromagnetic device. A contact relay used in a DC power supply device of an electromagnetic device has an electrical life of switching about 200,000 times. The use of a contact relay with a large capacity (maximum voltage and maximum current for contact opening and closing) can extend the electrical life, but the shape of the contact relay becomes larger, and the installation of the contact relay in a DC power supply device This causes a problem that the cost increases. The same applies to the DC power supply device described in Patent Document 1.

また、電磁機器を駆動する直流電源装置は、上記(1)〜(4)の機能を有していることが望まれる。特許文献2に記載の電源供給装置は、通電開始時には高電圧を印加し、その後に印加電圧を低減させることができるため、上記の(1)過励磁出力機能と、(4)発熱量を低減する機能とを有している。しかしながら、この電源供給装置は、(2)早切り機能と、(3)インチング動作時の過励磁出力機能とについては考慮されていない。また、特許文献3に記載のポンプ駆動回路についても上記の(1)過励磁出力機能、(2)早切り機能及び(3)インチング動作時の過励磁出力機能については考慮されていない。   Moreover, it is desirable that the DC power supply device that drives the electromagnetic device has the functions (1) to (4). The power supply device described in Patent Document 2 can apply a high voltage at the start of energization and then reduce the applied voltage, so that (1) the overexcitation output function and (4) the amount of heat generation is reduced. It has the function to do. However, this power supply device does not take into account (2) the quick cut function and (3) the overexcitation output function during the inching operation. In addition, the pump drive circuit described in Patent Document 3 does not take into consideration the above-described (1) overexcitation output function, (2) early cut-off function, and (3) overexcitation output function during inching operation.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、有接点リレーを用いることによる短寿命及び装置の大型化等の問題を解決して、長寿命化及び小型化を実現すると共に、通電開始時に負荷へ高電圧を印加することができ、負荷を流れる電流を高速に遮断することができ、制動/解除を短時間に切り替える場合であっても通電開始時の高電圧印加を必ず行うことができ、制動の解除完了後に消費電流を低減できる電磁ブレーキ用直流電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to solve problems such as a short life and an increase in the size of the device by using a contact relay, thereby extending the life and Achieving downsizing, high voltage can be applied to the load at the start of energization, the current flowing through the load can be shut off at high speed, and even when braking / release is switched over in a short time It is an object of the present invention to provide an electromagnetic brake direct-current power supply device that can always apply a high voltage and can reduce current consumption after completion of braking.

第1発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、入力された交流電圧を全波整流して直流電圧を出力する全波整流回路と、該全波整流回路が出力する直流電圧の電磁ブレーキへの印加/非印加を切り替える切替回路と、該切替回路の切り替えを制御する制御回路とを備える電磁ブレーキ用直流電源装置であって、前記直流電圧の印加により前記電磁ブレーキを流れる電流の経路に配された半導体スイッチング素子を有し、交流電圧の入力が停止されて前記電磁ブレーキへの通電が終了した後に前記半導体スイッチング素子による電流の遮断を行う遮断回路を備え、前記切替回路は、印加/非印加の切り替えを行うためのシリコン制御整流素子を有し、前記全波整流回路は、ブリッジ接続された3つのダイオード及び1つのシリコン制御整流素子を有し、該シリコン制御整流素子の制御により、直流電圧の出力停止期間を設けるようにしてあり、前記制御回路は、交流電圧の入力開始から所定期間が経過するまで、前記直流電圧を連続的に印加することで前記ブレーキへ高電圧を印加し、前記所定期間の経過後は、印加時間を調整し、前記直流電圧の印加/非印加を繰り返すことで前記電磁ブレーキへ低電圧を印加することが可能なように、前記切替回路の切り替えを制御し、前記印加時間は、前記交流電圧の周期の半分未満であることを特徴とする。 A DC power supply for an electromagnetic brake according to a first aspect of the present invention is a full-wave rectifier circuit that outputs a DC voltage by full-wave rectifying an input AC voltage, and a DC voltage output from the full-wave rectifier circuit to an electromagnetic brake . a switching circuit for switching the application / non-application, a DC power supply for the electromagnetic brake and a control circuit for controlling the switching of said switching circuit, arranged by application of the DC voltage in the path of current through the electromagnetic brake And a switching circuit for cutting off current by the semiconductor switching element after the input of AC voltage is stopped and energization to the electromagnetic brake is terminated. A full-wave rectifier circuit comprising three diodes connected in a bridge and one silicon controlled rectifier element; Has, under the control of the silicon controlled rectifier, Ri Citea so as to provide an output stop period of the DC voltage, the control circuit until the predetermined period from the input start of the AC voltage has passed, continuously the DC voltage The high voltage is applied to the brake by applying the voltage to the brake, and after the predetermined period, the application time is adjusted and the low voltage is applied to the electromagnetic brake by repeating the application / non-application of the DC voltage. The switching of the switching circuit is controlled so as to be possible, and the application time is less than half of the period of the AC voltage .

本発明においては、直流電源装置が入力された交流電圧を全波整流回路にて全波整流し、全波整流した電圧の負荷への印加/非印加を切替回路にて切り替える。切替回路の切り替えを適切に制御することによって、例えば電磁ブレーキなどの負荷に対して通電開始時には高電圧を印加して高速動作させ、その後には印加電圧を低減して消費電流を低減させることができる。
直流電源装置は、交流電圧の入力が停止された場合の負荷を流れる電流の遮断を、有接点リレーを用いずに、接点のない半導体スイッチング素子(例えば、電界効果トランジスタ)を用いて行う。半導体スイッチング素子は有接点リレーと比較して長寿命且つ小型であるため、直流電源装置を長寿命化及び小型化することができる。
また、直流電源装置は、シリコン制御整流素子を用いて、全波整流回路が全波整流した電圧の負荷への印加/非印加を切り替える。シリコン制御整流素子は小型且つ安価であり、導通/非導通を容易に制御することが可能である。ただし、シリコン制御整流素子を導通状態から非導通状態へ切り替えるためには、シリコン制御整流素子を流れる電流をある程度の期間停止させる(電流を0にする)必要がある。そこで、全波整流回路は、3つのダイオード及び1つのシリコン制御整流素子をブリッジ接続して構成し、シリコン制御整流素子を制御することによって全波整流回路の電圧出力を停止する期間を設ける。これにより、切替用のシリコン制御整流素子に流れる電流を停止することができ、このシリコン制御整流素子を導通状態から非導通状態へ確実に切り替えることができる。
また本発明においては、交流電圧の入力開始後から所定期間が経過するまで、全波整流回路が全波整流した出力電圧を連続的に負荷へ印加するように切り替えを制御する。これにより、例えば電磁ブレーキなどの負荷に対して通電開始時に高電圧を印加させることができ、制動解除を高速に行うことができる。
また、所定期間の経過後は、全波整流回路の出力電圧の負荷への印加/非印加を繰り返すと共に、印加時間を調整することによって負荷を流れる電流の量を調整する。即ち、所定期間の経過後は、所謂位相制御により負荷への印加/非印加の制御を行う。これにより、所定期間経過後に消費電流を低減することができる。
In the present invention, the AC voltage input to the DC power supply device is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit, and application / non-application of the full-wave rectified voltage to the load is switched by the switching circuit. By appropriately controlling switching of the switching circuit, for example, a high voltage is applied to a load such as an electromagnetic brake at the start of energization to operate at high speed, and thereafter, the applied voltage is reduced to reduce current consumption. it can.
The DC power supply device cuts off the current flowing through the load when the input of the AC voltage is stopped using a semiconductor switching element (for example, a field effect transistor) having no contact, without using a contact relay. Since the semiconductor switching element has a longer life and is smaller than a contact relay, the life of the DC power supply device can be extended and reduced in size.
Further, the DC power supply device switches application / non-application of the voltage, which is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit, to the load using the silicon-controlled rectifier element. The silicon controlled rectifier element is small and inexpensive, and can easily control conduction / non-conduction. However, in order to switch the silicon-controlled rectifier element from the conductive state to the non-conductive state, the current flowing through the silicon-controlled rectifier element needs to be stopped for a certain period (the current is set to 0). Therefore, the full-wave rectifier circuit is configured by bridge-connecting three diodes and one silicon control rectifier element, and provides a period for stopping the voltage output of the full-wave rectifier circuit by controlling the silicon control rectifier element. As a result, the current flowing through the switching silicon control rectifier element can be stopped, and the silicon control rectifier element can be reliably switched from the conductive state to the non-conductive state.
Further, in the present invention, switching is controlled so that the full-wave rectifier circuit continuously applies the full-wave rectified output voltage to the load until a predetermined period elapses after the AC voltage input is started. Thereby, for example, a high voltage can be applied to a load such as an electromagnetic brake at the start of energization, and braking can be released at high speed.
After the predetermined period, the application of the output voltage of the full-wave rectifier circuit to the load is repeated and the amount of current flowing through the load is adjusted by adjusting the application time. That is, after elapse of a predetermined period, application / non-application to the load is controlled by so-called phase control. As a result, current consumption can be reduced after a predetermined period.

また、第2発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、前記全波整流回路が、前記シリコン制御整流素子のゲート及びアノード間に、直列に接続されたダイオード及び抵抗器を有することを特徴とする。 Further, in the DC power supply device for electromagnetic brake according to the second invention, the full-wave rectifier circuit includes a diode and a resistor connected in series between the gate and the anode of the silicon control rectifier element. .

本発明においては、直列に接続されたダイオード及び抵抗を、全波整流回路のシリコン制御整流素子のゲート及びアノード間に接続し、このダイオード及び抵抗を用いてシリコン制御整流素子の動作を制御する。これにより、抵抗及びダイオードを介してシリコン制御整流素子のゲートへ流れる電流が一定量を超えるまでの期間は全波整流回路の出力を停止することができ、また、抵抗器の抵抗値を調整することでシリコン制御整流素子のゲートに流れる電流を調整でき、全波整流回路が出力を停止する期間を調整することができる。   In the present invention, a diode and a resistor connected in series are connected between the gate and the anode of the silicon controlled rectifier of the full-wave rectifier circuit, and the operation of the silicon controlled rectifier is controlled using the diode and the resistor. As a result, the output of the full-wave rectifier circuit can be stopped until the current flowing to the gate of the silicon controlled rectifier element via the resistor and the diode exceeds a certain amount, and the resistance value of the resistor is adjusted. Thus, the current flowing through the gate of the silicon controlled rectifier element can be adjusted, and the period during which the full-wave rectifier circuit stops outputting can be adjusted.

また、第3発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、前記半導体スイッチング素子が、前記電磁ブレーキに直列に接続してあり、直列接続された前記電磁ブレーキ及び半導体スイッチング素子に並列に接続されたダイオードを備え、前記遮断回路は、前記全波整流回路の出力電圧に応じて前記半導体スイッチング素子による遮断を行うようにしてあることを特徴とする。 The diode for the electromagnetic brake DC power supply device according to the third invention, the semiconductor switching element, the Yes and connected in series with the electromagnetic brake, connected in parallel to said electromagnetic brake and the semiconductor switching elements connected in series And the blocking circuit is configured to perform blocking by the semiconductor switching element in accordance with an output voltage of the full-wave rectifier circuit.

本発明においては、負荷に並列に接続されるダイオード(所謂、フライホイールダイオード又はフリーホイールダイオード)を直流電源装置が有する場合、遮断回路の半導体スイッチング素子を負荷に直列に接続し、直列接続された負荷及び半導体スイッチング素子に対して並列に上記のダイオードを接続する。また、直流電源装置は、全波整流回路の出力電圧に応じて半導体スイッチング素子の導通/非導通を制御する。これにより、誘導型の負荷によってダイオードに流れる電流を遮断することができるため、交流電圧の停止時には、負荷を流れる電流の高速遮断を実現することができる。   In the present invention, when the DC power supply device has a diode (so-called flywheel diode or freewheel diode) connected in parallel to the load, the semiconductor switching element of the cutoff circuit is connected in series to the load and is connected in series. The diode is connected in parallel to the load and the semiconductor switching element. The DC power supply device controls conduction / non-conduction of the semiconductor switching element according to the output voltage of the full-wave rectifier circuit. Accordingly, since the current flowing through the diode can be cut off by the inductive load, when the AC voltage is stopped, the high-speed cut-off of the current flowing through the load can be realized.

また、第4発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、前記遮断回路が、前記全波整流回路の高電位側出力及び低電位側出力の間に直列接続された第1抵抗及び第2抵抗と、該第2抵抗にそれぞれ並列に接続されたコンデンサ及びツェナーダイオードとを有し、前記第1抵抗及び前記第2抵抗間の電圧に応じて前記半導体スイッチング素子の制御を行うようにしてあることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the DC power supply for an electromagnetic brake according to the first and second resistors , wherein the interrupting circuit is connected in series between the high potential side output and the low potential side output of the full-wave rectifier circuit. A capacitor and a Zener diode connected in parallel to the second resistor, respectively, and controlling the semiconductor switching element according to the voltage between the first resistor and the second resistor. Features.

本発明においては、全波整流回路の出力電圧の低下に応じて半導体スイッチング素子を非通電とすることができる。 In the present invention, the semiconductor switching element can be de-energized in response to a decrease in the output voltage of the full-wave rectifier circuit.

また、第5発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、前記制御回路が、前記印加時間を決める抵抗器及びコンデンサの時定数回路と、入力される交流電圧の正振幅期間又は負振幅期間を検出するフォトカプラとを有し、該フォトカプラの検出結果に基づいて交流電圧の周波数を判別し、該周波数に応じて前記時定数回路の時定数を調整するようにしてあることを特徴とする。 In the DC power supply for electromagnetic brake according to the fifth aspect of the invention, the control circuit detects a time constant circuit of a resistor and a capacitor for determining the application time, and a positive amplitude period or a negative amplitude period of an input AC voltage. And a photocoupler that determines a frequency of an AC voltage based on a detection result of the photocoupler, and adjusts a time constant of the time constant circuit according to the frequency.

本発明においては、上述のように交流電圧の入力開始から所定期間が経過した後には、印加時間を調整して全波整流回路の出力電圧の負荷への印加/非印加を繰り返し行うが、このときの印加時間を抵抗器及びコンデンサによる時定数回路の時定数にて決定する構成とする。更に、入力される交流電圧の正振幅期間又は負振幅期間をフォトカプラにて検出し、検出結果に基づいて交流電圧の周波数を判別して、周波数に応じて時定数回路の時定数を調整する。例えば商用交流電源の周波数は50Hz又は60Hzの2種類であるが、この周波数を検出して適した時定数に自動調整することによって、直流電源装置をいずれの周波数の商用交流電源に接続しても使用することができる。   In the present invention, as described above, after a predetermined period has elapsed from the start of AC voltage input, the application time is adjusted to repeatedly apply / do not apply the output voltage of the full-wave rectifier circuit to the load. The application time is determined by the time constant of a time constant circuit using resistors and capacitors. Furthermore, the positive or negative amplitude period of the input AC voltage is detected by a photocoupler, the frequency of the AC voltage is determined based on the detection result, and the time constant of the time constant circuit is adjusted according to the frequency. . For example, there are two types of frequency of commercial AC power supply, 50 Hz or 60 Hz. By detecting this frequency and automatically adjusting it to a suitable time constant, the DC power supply can be connected to any frequency commercial AC power supply. Can be used.

また、第6発明に係る電磁ブレーキ用直流電源装置は、前記制御回路が、前記所定期間を決める抵抗器及びコンデンサの時定数回路と、交流電圧の入力が停止された場合に、前記時定数回路のコンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電回路とを有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the DC power supply for electromagnetic brake according to the sixth aspect of the present invention, wherein the control circuit includes a time constant circuit for resistors and capacitors for determining the predetermined period, and the time constant circuit when input of AC voltage is stopped. And a discharge circuit for discharging the charge stored in the capacitor.

本発明においては、交流電圧の入力開始からの所定期間を抵抗器及びコンデンサの時定数回路の時定数にて決定する構成とし、所定期間の経過後に負荷への印加電圧を低減する。また、交流電圧の入力が停止された場合に、時定数回路のコンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電回路を設ける。時定数回路はタイマとして動作するが、放電回路はタイマのリセット回路として動作する。交流電圧の入力が停止された場合にコンデンサの放電を行うことによって、その後すぐに交流電圧の入力が再開された場合(即ち、インチング動作が行われた場合)であっても、時定数回路による所定期間の計時が短縮されることがなく、通電開始時の負荷への高電圧印加を確実に行うことができる。   In the present invention, the predetermined period from the start of input of the AC voltage is determined by the time constant of the time constant circuit of the resistor and the capacitor, and the voltage applied to the load is reduced after the lapse of the predetermined period. In addition, a discharge circuit is provided for discharging the charge stored in the capacitor of the time constant circuit when the input of the AC voltage is stopped. The time constant circuit operates as a timer, while the discharge circuit operates as a timer reset circuit. Even if the input of AC voltage is restarted immediately after that by discharging the capacitor when the input of AC voltage is stopped (that is, when the inching operation is performed), the time constant circuit Time keeping for a predetermined period is not shortened, and high voltage application to the load at the start of energization can be performed reliably.

第1発明による場合は、半導体スイッチング素子を用いて負荷を流れる電流の遮断を行う構成とすることにより、有接点リレーを用いて遮断を行う場合と比較して、半導体スイッチング素子は長寿命且つ小型であるため、直流電源装置を長寿命化及び小型化することができる。
また、全波整流回路が全波整流した電圧の負荷への印加/非印加を切替回路にて切り替える構成とすることにより、例えば電磁ブレーキなどの負荷に対して通電開始時には高電圧を印加して高速動作させ、その後には印加電圧を低減して消費電流を低減させることができる。このとき、切替回路はシリコン制御整流素子を用いて印加/非印加を切り替え、全波整流回路が電圧出力を停止する期間を設けることにより、シリコン制御整流素子を用いた電圧印加の切り替えを確実に行うことができる。
これらのことから、通電開始時に負荷へ高電圧を印加することができ、負荷への電流を高速に遮断することができ、制動の解除完了後に消費電流を低減することができるなどの直流電源装置に必要な機能を満たして、直流電源装置の長寿命化及び小型化を実現できる。
また、交流電圧の入力開始後から所定期間が経過するまでの間は全波整流回路の出力電圧を連続的に負荷へ印加し、所定期間経過後は全波整流回路の出力電圧の印加時間を調整して印加/非印加を繰り返す構成とすることにより、通電開始時には負荷へ高電圧を印加することができ、所定期間経過後には負荷への印加電圧を低減することができる。よって、例えば電磁ブレーキなどの負荷に対して通電開始時に高電圧を印加して制動解除を高速に行うことができ、所定期間経過後に負荷への印加電圧を低減して消費電流を低減し、発熱量を低減することができる。
In the case of the first invention, the semiconductor switching element has a longer life and is smaller than that in the case of using the contact relay to cut off the current flowing through the load using the semiconductor switching element. Therefore, it is possible to extend the life and size of the DC power supply device.
In addition, by adopting a configuration in which a switching circuit switches between application and non-application of a voltage that is full-wave rectified by a full-wave rectifier circuit, a high voltage is applied to a load such as an electromagnetic brake at the start of energization. It is possible to operate at high speed, and thereafter, the applied voltage can be reduced to reduce current consumption. At this time, the switching circuit switches between application / non-application using the silicon controlled rectifier element, and the switching of voltage application using the silicon controlled rectifier element is ensured by providing a period during which the full-wave rectifier circuit stops voltage output. It can be carried out.
Therefore, a DC power supply device that can apply a high voltage to the load at the start of energization, cut off the current to the load at high speed, and reduce current consumption after the completion of braking release. It is possible to realize a long life and miniaturization of the DC power supply by satisfying the functions required for the above.
In addition, the output voltage of the full-wave rectifier circuit is continuously applied to the load until the predetermined period elapses after the AC voltage input starts, and the application time of the output voltage of the full-wave rectifier circuit is set after the predetermined period elapses By adjusting and repeating the application / non-application, a high voltage can be applied to the load at the start of energization, and the voltage applied to the load can be reduced after a predetermined period. Therefore, for example, a high voltage can be applied to a load such as an electromagnetic brake at the start of energization to release the brake at high speed, and after a predetermined period, the applied voltage to the load is reduced to reduce current consumption and heat generation The amount can be reduced.

また、第2発明による場合は、直列接続されたダイオード及び抵抗をシリコン制御整流素子のゲート及びアノード間に接続する構成とすることにより、抵抗及びダイオードを介してシリコン制御整流素子のゲートへ流れる電流が一定量を超えるまでの期間は全波整流回路の出力を停止することができるため、容易且つ確実に全波整流回路が電圧出力を停止する期間を設けることができる。   According to the second aspect of the present invention, the current that flows to the gate of the silicon controlled rectifier through the resistor and the diode is configured by connecting the diode and the resistor connected in series between the gate and the anode of the silicon controlled rectifier. Since the output of the full-wave rectifier circuit can be stopped during a period until the value exceeds a certain amount, a period during which the full-wave rectifier circuit stops voltage output can be provided easily and reliably.

また、第3発明による場合は、遮断回路の半導体スイッチング素子を負荷に直列に接続し、直列接続された負荷及び半導体スイッチング素子に対して並列に上記のダイオードを接続すると共に、全波整流回路の出力電圧に応じて半導体スイッチング素子の導通/非導通を制御する構成とすることにより、ダイオードに流れる電流を遮断し、負荷を流れる電流を遮断することができる。よって、交流電源の停止時には負荷を流れる電流を半導体スイッチング素子により速やかに遮断することができるため、例えば電磁ブレーキなどの負荷に対して通電終了時に電流を高速に遮断して制動を高速に行わせることができる。   In the case of the third invention, the semiconductor switching element of the cutoff circuit is connected in series to the load, the diode is connected in parallel to the load and the semiconductor switching element connected in series, and the full-wave rectifier circuit By adopting a configuration that controls conduction / non-conduction of the semiconductor switching element according to the output voltage, it is possible to cut off the current flowing through the diode and cut off the current flowing through the load. Therefore, since the current flowing through the load can be quickly cut off by the semiconductor switching element when the AC power supply is stopped, for example, the current is cut off at a high speed at the end of energization of the load such as an electromagnetic brake so that the braking is performed at a high speed. be able to.

また、第4発明による場合は、全波整流回路の出力電圧の低下に応じて半導体スイッチング素子を非通電とすることができるため、交流電圧の入力が停止された場合に電磁ブレーキを流れる電流を半導体スイッチング素子により速やかに遮断することができる。 In the case of the fourth invention, since the semiconductor switching element can be de-energized in accordance with a decrease in the output voltage of the full-wave rectifier circuit, the current flowing through the electromagnetic brake when the AC voltage input is stopped The semiconductor switching element can quickly shut off.

また、第5発明による場合は、所定期間経過後の負荷への電圧印加時間を時定数回路の時定数にて決定し、フォトカプラを用いて検出した交流電圧の周波数に応じて時定数回路の時定数を調整する構成とすることにより、交流電圧の周波数に影響されることなく負荷への出力電圧を一定に保つことができる。よって、例えば50Hz又は60Hzの商用交流電源のいずれに接続しても直流電源装置を利用することができるため、直流電源装置の汎用性及び利便性を向上することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the voltage application time to the load after the lapse of a predetermined period is determined by the time constant of the time constant circuit, and the time constant circuit By adopting a configuration that adjusts the time constant, the output voltage to the load can be kept constant without being affected by the frequency of the AC voltage. Therefore, for example, the DC power supply can be used regardless of whether it is connected to a commercial AC power supply of 50 Hz or 60 Hz, so that the versatility and convenience of the DC power supply can be improved.

また、第6発明による場合は、所定期間を決定する抵抗器及びコンデンサの時定数回路に対して、交流電圧の入力が停止された場合にコンデンサに蓄えられた電荷を放電する構成とすることにより、その後すぐに交流電圧の入力が再開された場合であっても、時定数回路による所定期間の計時が短縮されることがなく、通電開始時の負荷への高電圧印加を確実に行うことができる。よって、例えば電磁ブレーキなどの負荷に直流電圧を印加して動作を行わせる場合に、制動及び制動解除を高速に繰り返して行うことができる、即ちインチング動作を行うことができる。   According to the sixth aspect of the invention, the time constant circuit of the resistor and the capacitor that determines the predetermined period is configured to discharge the electric charge stored in the capacitor when the input of the AC voltage is stopped. Even if the input of AC voltage is resumed immediately thereafter, the time constant circuit does not shorten the time for a predetermined period, and the high voltage can be reliably applied to the load at the start of energization. it can. Therefore, for example, when a DC voltage is applied to a load such as an electromagnetic brake to perform the operation, braking and braking release can be repeatedly performed at high speed, that is, an inching operation can be performed.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る直流電源装置の構成を示す回路図である。図2は、本発明に係る直流電源装置の動作を説明するための模式図である。本発明に係る直流電源装置は、全波整流回路1、切替回路2、遮断回路3及び制御回路4を備えて構成されており、交流電源8から入力される交流電圧を直流電圧に変換して負荷9へ印加する回路である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a DC power supply device according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the DC power supply device according to the present invention. The DC power supply device according to the present invention includes a full-wave rectifier circuit 1, a switching circuit 2, a cutoff circuit 3, and a control circuit 4, and converts an AC voltage input from an AC power supply 8 into a DC voltage. A circuit to be applied to the load 9.

交流電源8は、周波数が50Hz又は60Hzの交流電圧を出力する電源であり、直流電源装置の2つの入力端子11、12に接続されている。なお、交流電源8から直流電源装置へ入力される交流電圧をV1とする。また負荷9は、例えば無励磁作動形の電磁ブレーキ(のコイル)であり、直流電源装置から通電(直流電圧の印加)が行われた場合にモータ又はアクチュエータ等の制動を解除し、通電が遮断された場合に制動を行うことができる。負荷9は、直流電源装置の2つの出力端子15、16に接続されている。なお、直流電源装置から負荷9へ印加される電圧をV3とする。   The AC power supply 8 is a power supply that outputs an AC voltage having a frequency of 50 Hz or 60 Hz, and is connected to the two input terminals 11 and 12 of the DC power supply device. The AC voltage input from the AC power supply 8 to the DC power supply device is V1. The load 9 is, for example, a non-excited electromagnetic brake (coil), and when energization (application of DC voltage) is performed from the DC power supply, the braking of the motor or actuator is released and the energization is cut off. If this happens, braking can be performed. The load 9 is connected to the two output terminals 15 and 16 of the DC power supply device. The voltage applied from the DC power supply device to the load 9 is V3.

交流電源8からの交流電圧は、直流電源装置の全波整流回路1へ入力される。全波整流回路1は、直流電源装置の入力端子11、12に接続された交流電源8が橋絡を行うように、3つのダイオードD11、D12及びD13と、1つのシリコン制御整流素子SCR11(以下、単にSCR11と記載する)とを所謂ブリッジ接続した構成である。詳しくは、ダイオードD11のアノードにダイオード12のカソードが接続され、SCR11のアノードにダイオードD13のカソードが接続され、ダイオードD11のカソードとSCR11のカソードが接続され、ダイオードD12のアノードとダイオードD13のアノードとが接続されている。ダイオードD11及びD12の接続点が入力端子11に接続され、SCR11及びダイオードD13の接続点が入力端子12に接続されている。また、全波整流回路1は、ダイオードD11のカソード及びSCR11のカソードの接続点を高電位側出力とし、ダイオードD12及びD13のアノードの接続点を低電位側出力としてある。   The AC voltage from the AC power supply 8 is input to the full-wave rectifier circuit 1 of the DC power supply device. The full-wave rectifier circuit 1 includes three diodes D11, D12, and D13 and one silicon-controlled rectifier element SCR11 (hereinafter referred to as “bridge”) so that the AC power supply 8 connected to the input terminals 11 and 12 of the DC power supply device bridges. , Simply referred to as SCR11). Specifically, the cathode of the diode 12 is connected to the anode of the diode D11, the cathode of the diode D13 is connected to the anode of the SCR 11, the cathode of the diode D11 and the cathode of the SCR 11 are connected, and the anode of the diode D12 and the anode of the diode D13 Is connected. A connection point between the diodes D11 and D12 is connected to the input terminal 11, and a connection point between the SCR11 and the diode D13 is connected to the input terminal 12. Further, the full-wave rectifier circuit 1 has a connection point between the cathode of the diode D11 and the cathode of the SCR 11 as a high potential side output, and a connection point between the anodes of the diodes D12 and D13 as a low potential side output.

また、全波整流回路1は、SCR11の通電/非通電を制御するためのダイオードD14及び抵抗器R11を有している。ダイオードD14及び抵抗器R11は、SCR11のゲート及びアノード間に直列に接続されている。詳しくは、SCR11のゲートにはダイオードD14のカソードが接続され、ダイオードD14のアノードには抵抗器R11の一端が接続され、抵抗器R11の他端はSCR11のアノードに接続されている。なお、ダイオードD14及び抵抗器R11の接続は逆であってもよい。   The full-wave rectifier circuit 1 has a diode D14 and a resistor R11 for controlling energization / non-energization of the SCR 11. The diode D14 and the resistor R11 are connected in series between the gate and the anode of the SCR 11. Specifically, the cathode of the diode D14 is connected to the gate of the SCR 11, the one end of the resistor R11 is connected to the anode of the diode D14, and the other end of the resistor R11 is connected to the anode of the SCR 11. The connection between the diode D14 and the resistor R11 may be reversed.

交流電源8は、図2(a)に示すように振幅が正負に周期的に変化する交流電圧V1を出力する。全波整流回路1は、交流電圧V1の振幅が正の場合(入力端子11側が高電位の場合)、ダイオードD11の順方向電圧が閾値電圧(ダイオードを導通させる電圧であり約0.7Vである)を超えた時点で電圧V2を出力する。これに対して交流電圧V1の振幅が負の場合(入力端子12側が高電位の場合)、ダイオードD14の順方向電圧が閾値電圧を超えてSCR11にゲート電流が流れ、このゲート電流が所定量を超えた時点でSCR11が導通し、全波整流回路1が電圧V2を出力する。よって全波整流回路1は、入力される交流電圧V1の振幅が正の場合には短期間で出力を開始するが、振幅が負の場合には所定期間(出力停止期間Tb)は出力を行わず(出力電圧が0V)、出力停止期間Tbを経過した後で出力を開始する(図2(b)参照)。出力停止期間Tbは、抵抗器R11の抵抗値を調節することによってその長さを調節することが可能である。   The AC power supply 8 outputs an AC voltage V1 whose amplitude periodically changes between positive and negative as shown in FIG. In the full-wave rectification circuit 1, when the amplitude of the AC voltage V1 is positive (when the input terminal 11 side is at a high potential), the forward voltage of the diode D11 is the threshold voltage (the voltage that makes the diode conductive and is about 0.7V). ), The voltage V2 is output. On the other hand, when the amplitude of the AC voltage V1 is negative (when the input terminal 12 side is at a high potential), the forward voltage of the diode D14 exceeds the threshold voltage and a gate current flows to the SCR 11, and this gate current is reduced to a predetermined amount. When it exceeds, the SCR 11 becomes conductive, and the full-wave rectifier circuit 1 outputs the voltage V2. Therefore, the full-wave rectifier circuit 1 starts output in a short period when the amplitude of the input AC voltage V1 is positive, but outputs for a predetermined period (output stop period Tb) when the amplitude is negative. (The output voltage is 0V), and the output is started after the output stop period Tb has elapsed (see FIG. 2B). The length of the output stop period Tb can be adjusted by adjusting the resistance value of the resistor R11.

全波整流回路1が全波整流した電圧V2は切替回路2へ入力される。切替回路2は、全波整流回路1から入力された電圧V2の負荷9への印加/非印加を切り替えるための回路である。切替回路2は、全波整流回路1の高電位側出力に接続されて全波整流回路1から負荷9への経路の導通/非導通を切り替えるためのSCR21と、SCR21のカソード及び全波整流回路1の低電位側出力の間に接続されたダイオードD21とを備えて構成されている。SCR21は、アノードに全波整流回路1の高電位側出力が入力され、カソードが切替回路2の高電位側出力とされ、ゲートは制御回路4に接続されており、導通/非導通の切り替えは制御回路4により制御されている。ダイオードD21は、負荷9にて発生した逆起電力による電圧を吸収するため、負荷9に並列に接続される所謂フライホイールダイオード又はフリーホイールダイオードであり、アノードが全波整流回路1の低電位側出力に接続され、カソードがSCR21のカソードに接続されている。なお、本実施の形態においては切替回路2がダイオードD21を有する構成としたが、負荷9が誘導性負荷でない場合には、必ずしも切替回路2がダイオードD21を有する必要はない。一方、負荷9が誘導性負荷の場合、直流電源回路において少なくとも負荷9と並列にダイオードD21が接続されていればよい。   The voltage V <b> 2 that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 1 is input to the switching circuit 2. The switching circuit 2 is a circuit for switching application / non-application of the voltage V <b> 2 input from the full-wave rectifier circuit 1 to the load 9. The switching circuit 2 is connected to the high-potential side output of the full-wave rectifier circuit 1 to switch conduction / non-conduction of the path from the full-wave rectifier circuit 1 to the load 9, and the cathode of the SCR 21 and the full-wave rectifier circuit. 1 and a diode D21 connected between the low potential side outputs. The SCR 21 has an anode to which the high-potential side output of the full-wave rectifier circuit 1 is input, a cathode that is the high-potential side output of the switching circuit 2, and a gate that is connected to the control circuit 4. It is controlled by the control circuit 4. The diode D <b> 21 is a so-called flywheel diode or freewheel diode connected in parallel to the load 9 in order to absorb the voltage due to the counter electromotive force generated in the load 9, and the anode is on the low potential side of the full-wave rectifier circuit 1. Connected to the output, the cathode is connected to the cathode of the SCR 21. In the present embodiment, the switching circuit 2 includes the diode D21. However, when the load 9 is not an inductive load, the switching circuit 2 does not necessarily have the diode D21. On the other hand, when the load 9 is an inductive load, it is only necessary that the diode D21 is connected in parallel with at least the load 9 in the DC power supply circuit.

切替回路2の出力電圧は、遮断回路3を介して直流電源回路の出力端子15、16から出力され、負荷9へ印加される。遮断回路3は、負荷9に直列に接続された半導体スイッチング素子である電界効果トランジスタT31と、この電界効果トランジスタT31の導通/非導通を制御するための抵抗器R31、R32、コンデンサC31及びツェナーダイオードZD31により構成される回路とを備えている。詳しくは、電界効果トランジスタT31のドレインが出力端子16を介して負荷9に接続され、ソースが全波整流回路1の(切替回路2の)低電位側出力に接続されている。また、遮断回路3の抵抗器R31及びR32は、全波整流回路1の高電位側出力及び低電位側出力の間に直列に接続されており、抵抗器R31及びR32の接続点の電位が電界効果トランジスタT31のゲートに入力されている。また、抵抗器R32に対して並列にコンデンサC31及びツェナーダイオードZD31が接続されている。抵抗器R31、R32、コンデンサC31及びツェナーダイオードZD31により構成される回路は、全波整流回路1の出力電圧に応じて電界効果トランジスタT31の導通/非導通を制御する。なお、電界効果トランジスタT31のゲート−ソース間の電圧をV4とする(図2(d)参照)。   The output voltage of the switching circuit 2 is output from the output terminals 15 and 16 of the DC power supply circuit via the cutoff circuit 3 and applied to the load 9. The cutoff circuit 3 includes a field effect transistor T31 that is a semiconductor switching element connected in series to a load 9, and resistors R31 and R32, a capacitor C31, and a Zener diode for controlling conduction / non-conduction of the field effect transistor T31. And a circuit constituted by ZD31. Specifically, the drain of the field effect transistor T31 is connected to the load 9 via the output terminal 16, and the source is connected to the low potential side output (of the switching circuit 2) of the full-wave rectifier circuit 1. The resistors R31 and R32 of the breaking circuit 3 are connected in series between the high-potential side output and the low-potential side output of the full-wave rectifier circuit 1, and the potential at the connection point of the resistors R31 and R32 is an electric field. The signal is input to the gate of the effect transistor T31. Further, a capacitor C31 and a Zener diode ZD31 are connected in parallel to the resistor R32. A circuit composed of resistors R31 and R32, a capacitor C31, and a Zener diode ZD31 controls conduction / non-conduction of the field effect transistor T31 according to the output voltage of the full-wave rectification circuit 1. Note that the voltage between the gate and the source of the field effect transistor T31 is V4 (see FIG. 2D).

交流電源8が交流電圧V1の出力を開始し、全波整流回路1が電圧V2の出力を開始した場合、遮断回路3の抵抗器R31及びR32に電流が流れてコンデンサC31を充電するため、電界効果トランジスタT31のゲート−ソース間の電圧V4は上昇する。交流電源8の出力開始直後は制御回路4が切替回路2のSCR21が導通状態となるように制御を行っているが、電圧V4が閾値電圧を超えるまで電界効果トランジスタT31は非導通状態であるため、負荷9に電流Iは流れない。その後、電圧V4が閾値電圧を超えて電界効果トランジスタT31が導通した場合、負荷9に電圧V3が印加されて電流Iが流れ始める(図2(e)参照)。なお、電界効果トランジスタT31のゲート−ソース間の電圧V4は、ツェナーダイオードZD31により一定に保たれる。   When the AC power supply 8 starts to output the AC voltage V1 and the full-wave rectifier circuit 1 starts to output the voltage V2, a current flows through the resistors R31 and R32 of the breaking circuit 3 to charge the capacitor C31. The gate-source voltage V4 of the effect transistor T31 increases. Immediately after the output of the AC power supply 8 is started, the control circuit 4 controls the SCR 21 of the switching circuit 2 to be in a conductive state, but the field effect transistor T31 is in a non-conductive state until the voltage V4 exceeds the threshold voltage. The current I does not flow through the load 9. Thereafter, when the voltage V4 exceeds the threshold voltage and the field effect transistor T31 becomes conductive, the voltage V3 is applied to the load 9 and the current I starts to flow (see FIG. 2E). Note that the gate-source voltage V4 of the field effect transistor T31 is kept constant by the Zener diode ZD31.

制御回路4は、交流電源8が交流電圧V1の出力を開始した後から所定期間が経過するまでの間(過励磁出力期間Ta)、切替回路2のSCR21を導通状態となるように制御する。よって、過励磁出力期間Taにおいて遮断回路3の電界効果トランジスタT31が導通した後は、全波整流回路1が全波整流した電圧V2が切替回路2のSCR21を通して負荷9へ印加され続けるため、負荷9を流れる電流Iは増加して一定値に達する。   The control circuit 4 controls the SCR 21 of the switching circuit 2 to be in a conductive state until the predetermined period elapses after the AC power supply 8 starts outputting the AC voltage V1 (overexcitation output period Ta). Therefore, after the field effect transistor T31 of the cutoff circuit 3 is turned on in the overexcitation output period Ta, the voltage V2 that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 1 is continuously applied to the load 9 through the SCR 21 of the switching circuit 2. The current I flowing through 9 increases and reaches a constant value.

過励磁出力期間Taが経過した後、制御回路4は、切替回路2のSCR21を一定周期Tcで導通させることによって、全波整流回路1が全波整流した電圧V2を周期的に負荷9に印加する(図2(c)の電圧V3参照)。このとき、負荷9を流れる電流Iは、周期的に増減を繰り返す。   After the overexcitation output period Ta has elapsed, the control circuit 4 periodically applies the voltage V2 that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 1 to the load 9 by conducting the SCR 21 of the switching circuit 2 at a constant cycle Tc. (See voltage V3 in FIG. 2C). At this time, the current I flowing through the load 9 periodically increases and decreases.

その後、交流電源8の交流電圧V1の出力が停止された場合、全波整流回路1が電圧V2を出力しないため、負荷9への電圧V3の印加が停止される。このとき、遮断回路3の電界効果トランジスタT31のゲート−ソース間電圧V4は、コンデンサC31に蓄えられた電荷が抵抗器R32を介して放電されるため徐々に低下し、電界効果トランジスタT31は通電状態から非通電状態へと推移する。直流電源回路による電圧V3の印加が停止された後、負荷9を流れる電流Iは、徐々に減少するが、遮断回路3の電界効果トランジスタT31が非導通となった場合に遮断される。   Thereafter, when the output of the AC voltage V1 of the AC power supply 8 is stopped, the full-wave rectifier circuit 1 does not output the voltage V2, so that the application of the voltage V3 to the load 9 is stopped. At this time, the gate-source voltage V4 of the field effect transistor T31 of the cutoff circuit 3 gradually decreases because the charge stored in the capacitor C31 is discharged through the resistor R32, and the field effect transistor T31 is in an energized state. Transition from non-energized state. After the application of the voltage V3 by the DC power supply circuit is stopped, the current I flowing through the load 9 gradually decreases, but is interrupted when the field effect transistor T31 of the cutoff circuit 3 becomes non-conductive.

上述のように、制御回路4は、切替回路2のSCR21のゲート電流を制御することによって、SCR21の導通/非導通を切り替え、負荷9への直流電圧の印加/非印加を制御する。制御回路4は、交流電源8から入力される交流電圧V1の正振幅期間を検出するためのフォトカプラPC41と、この検出結果に基づいて交流電圧V1の出力開始、出力停止及び周波数等を監視するための電源監視用回路41と、切替回路2のSCR21の導通/非導通を切り替えるタイミングを規定する時定数切替回路42と、過励磁出力期間Taを規定するタイマ回路43及びタイマリセット回路44と、時定数切替回路42及びタイマ回路43の制御によりSCR21を駆動する駆動回路45とを備えて構成されている。   As described above, the control circuit 4 controls the application / non-application of the DC voltage to the load 9 by controlling the conduction / non-conduction of the SCR 21 by controlling the gate current of the SCR 21 of the switching circuit 2. The control circuit 4 monitors the photocoupler PC41 for detecting the positive amplitude period of the AC voltage V1 input from the AC power supply 8, and the output start, output stop and frequency of the AC voltage V1 based on the detection result. Power supply monitoring circuit 41, a time constant switching circuit 42 for defining the switching timing of the SCR 21 of the switching circuit 2, a timer circuit 43 and a timer reset circuit 44 for defining the overexcitation output period Ta, The driving circuit 45 is configured to drive the SCR 21 under the control of the time constant switching circuit 42 and the timer circuit 43.

フォトカプラPC41は、パッケージ内部に発光素子及び受光素子が収められ、入力された電気信号を発光素子により光に変換し、この光を受光素子にて受光して電気信号に変換することによって、電気的に絶縁された状態での信号授受を行う素子である。フォトカプラPC41は、直流電源装置の入力端子11及び12間に接続されて、交流電源8から入力される交流電圧V1が入力される。フォトカプラPC41では、交流電圧V1によって発光ダイオードなどの発光素子に順方向の電圧が印加されて発光している期間に、フォトトランジスタなどの受光素子が受光を行って検出信号を出力することができる。本実施の形態においては、フォトカプラPC41は交流電圧V1の振幅が正の場合に発光素子に順方向の電圧が印加されて発光し、受光素子が検出信号として”H”信号を出力するものとする。ただし、フォトカプラPC41を逆に接続して交流電圧V1の振幅が負の場合に”H”信号を出力する構成であってもよい。   In the photocoupler PC41, a light emitting element and a light receiving element are housed in a package, an input electric signal is converted into light by the light emitting element, and the light is received by the light receiving element and converted into an electric signal. It is an element that transmits and receives signals in a state of being electrically insulated. The photocoupler PC41 is connected between the input terminals 11 and 12 of the DC power supply device, and receives the AC voltage V1 input from the AC power supply 8. In the photocoupler PC41, a light receiving element such as a phototransistor can receive light and output a detection signal during a period in which light is emitted by applying a forward voltage to the light emitting element such as a light emitting diode by the AC voltage V1. . In the present embodiment, the photocoupler PC41 emits light when a forward voltage is applied to the light emitting element when the amplitude of the AC voltage V1 is positive, and the light receiving element outputs an “H” signal as a detection signal. To do. However, the photocoupler PC41 may be connected in reverse to output an “H” signal when the amplitude of the AC voltage V1 is negative.

電源監視用回路41は、フォトカプラPC41の検出信号が入力されている。フォトカプラPC41の検出信号からは、交流電圧V1が入力されているか否か、交流電圧V1の立ち上がりタイミング、又は交流電圧V1の周波数等の情報を得ることができる。電源監視用回路41は、これらの情報に応じた出力信号を時定数切替回路42及びタイマ回路43へ出力する。   The power monitoring circuit 41 receives the detection signal of the photocoupler PC41. From the detection signal of the photocoupler PC41, it is possible to obtain information such as whether the AC voltage V1 is input, the rising timing of the AC voltage V1, or the frequency of the AC voltage V1. The power monitoring circuit 41 outputs an output signal corresponding to the information to the time constant switching circuit 42 and the timer circuit 43.

時定数切替回路42は、過励磁出力期間Taの経過後に切替回路2のSCR21の導通/非導通を切り替えるタイミング(負荷9への電圧V3の印加/非印加を切り替えるタイミング)を規定する時定数回路を有していると共に、交流電圧V1の周波数に応じて時定数回路の時定数を切り替えることができる。時定数切替回路42は、時定数の切り替えにより交流電圧V1の周波数に適したタイミングを規定し、このタイミングに応じた出力信号を駆動回路45へ出力する。   The time constant switching circuit 42 defines a timing (timing to switch application / non-application of the voltage V3 to the load 9) when the SCR 21 of the switching circuit 2 is switched after the overexcitation output period Ta has elapsed. And the time constant of the time constant circuit can be switched according to the frequency of the AC voltage V1. The time constant switching circuit 42 defines a timing suitable for the frequency of the AC voltage V1 by switching the time constant, and outputs an output signal corresponding to this timing to the drive circuit 45.

タイマ回路43は、交流電源8による交流電圧V1の出力開始後からの過励磁出力期間Taを規定する回路であり、過励磁出力期間Taの経過を駆動回路45に伝達する。また、タイマリセット回路44は、交流電源8による交流電圧V1の出力が停止された場合に、タイマ回路43による過励磁出力期間Taの計時をリセットする回路である。これによりタイマ回路43は、交流電源8による交流電圧V1の出力が停止された直後に、交流電圧V1の出力が再開された場合であっても、過励磁出力期間Taの計時を精度よく行うことができる。   The timer circuit 43 is a circuit that defines an overexcitation output period Ta from the start of output of the AC voltage V1 by the AC power supply 8, and transmits the passage of the overexcitation output period Ta to the drive circuit 45. The timer reset circuit 44 is a circuit that resets the time counting of the overexcitation output period Ta by the timer circuit 43 when the output of the AC voltage V1 by the AC power supply 8 is stopped. Thereby, the timer circuit 43 accurately measures the overexcitation output period Ta even when the output of the AC voltage V1 is restarted immediately after the output of the AC voltage V1 by the AC power supply 8 is stopped. Can do.

駆動回路45は、切替回路2のSCR21へ入力するゲート電流を生成するための回路である。駆動回路45は、交流電源8による交流電圧V1の出力開始後からタイマ回路43が計時する過励磁出力期間Taが経過するまでの間、SCR21が導通し続けるようにゲート電流を生成して出力する。また過励磁出力期間Taの経過後、駆動回路45は、時定数切替回路42により規定されるタイミングに応じてSCR21が周期的に導通するようにゲート電流を生成して出力する。   The drive circuit 45 is a circuit for generating a gate current input to the SCR 21 of the switching circuit 2. The drive circuit 45 generates and outputs a gate current so that the SCR 21 continues to be conductive from the start of output of the AC voltage V1 by the AC power supply 8 until the overexcitation output period Ta measured by the timer circuit 43 elapses. . Further, after the elapse of the overexcitation output period Ta, the drive circuit 45 generates and outputs a gate current so that the SCR 21 is periodically conducted according to the timing defined by the time constant switching circuit 42.

図3は、制御回路4の詳細な構成の一例を示す回路図である。また、図4は、交流電圧V1の周波数が50Hzの場合における制御回路4の動作を説明するための模式図である。図5は、交流電圧V1の周波数が60Hzの場合における制御回路4の動作を説明するための模式図である。制御回路4のフォトカプラPC41は、交流電源8から入力される交流電圧V1の振幅が正の場合(入力端子11側が高電位の場合)に、発光素子の発光ダイオードに順方向電圧が加わり、この電圧が閾値電圧を超えた場合に発光ダイオードが発光するため、受光素子のフォトトランジスタにより”H”の検出信号が出力される(図4(b)及び図5(b)参照)。   FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a detailed configuration of the control circuit 4. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the control circuit 4 when the frequency of the AC voltage V1 is 50 Hz. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the control circuit 4 when the frequency of the AC voltage V1 is 60 Hz. The photocoupler PC41 of the control circuit 4 applies a forward voltage to the light emitting diode of the light emitting element when the amplitude of the AC voltage V1 input from the AC power supply 8 is positive (when the input terminal 11 side is at a high potential). Since the light emitting diode emits light when the voltage exceeds the threshold voltage, a detection signal of “H” is output by the phototransistor of the light receiving element (see FIGS. 4B and 5B).

制御回路4は、フォトカプラPC41の検出信号が入力されるマルチバイブレータMB41を有している。マルチバイブレータMB41は、所謂リトリガブルマルチバイブレータであり、トリガ信号が入力されると一定期間のパルス信号を出力すると共に、パルス信号の出力中にトリガ信号が再度入力された場合には、出力中のパルス信号を更に一定期間出力することができる回路である。マルチバイブレータMB41は、入力信号の立ち上がりエッジに応じて一定期間の”H”信号を出力1(図4(c)参照)から出力すると共に、一定期間の”L”信号を出力2(図4(d)参照)から出力する(出力2は出力1の反転信号である)。なお、本実施例においてはマルチバイブレータMB41は入力信号の立ち上がりエッジに応じて動作するものとするが、これに限るものではなく、入力信号の立下りエッジに応じて動作する構成としてもよく、この場合にはフォトカプラPC41が出力する検出信号の論理を適宜に変更すればよい。   The control circuit 4 has a multivibrator MB41 to which the detection signal of the photocoupler PC41 is input. The multivibrator MB41 is a so-called retriggerable multivibrator, which outputs a pulse signal for a certain period when a trigger signal is input, and is outputting when a trigger signal is input again during the output of the pulse signal. This is a circuit that can further output a pulse signal of a certain period. The multivibrator MB41 outputs an “H” signal for a certain period from the output 1 (see FIG. 4C) in accordance with the rising edge of the input signal, and outputs an “L” signal for a certain period of time 2 (FIG. 4 (FIG. 4). (see d)) (output 2 is an inverted signal of output 1). In the present embodiment, the multivibrator MB41 operates according to the rising edge of the input signal. However, the present invention is not limited to this, and the multivibrator MB41 may be configured to operate according to the falling edge of the input signal. In this case, the logic of the detection signal output from the photocoupler PC41 may be changed as appropriate.

なお、マルチバイブレータMB41が入力信号の立ち上がりエッジの検出後に出力1から”H”信号を出力する一定期間は、約18msに設定してある。これは、50Hzの交流電圧の周期が約20msであり、60Hzの交流電圧の周期が約16.7msであることから、16.7ms〜20msの間の時間としたものである。   Note that the fixed period during which the multivibrator MB41 outputs the “H” signal from the output 1 after detecting the rising edge of the input signal is set to about 18 ms. This is a time between 16.7 ms and 20 ms because the period of the 50 Hz AC voltage is about 20 ms and the period of the 60 Hz AC voltage is about 16.7 ms.

また、制御回路4は、マルチバイブレータMB41の出力2の信号が入力されるマルチバイブレータMB42を有している。マルチバイブレータMB42は、マルチバイブレータMB41と同様の機能を有しているが、入力信号の立ち上がりエッジの検出後に出力1から”H”信号を出力する一定期間が約30msに設定してある。2つのマルチバイブレータMB41及びMB42は、図1に示す電源監視用回路41を構成する。   The control circuit 4 has a multivibrator MB42 to which the output 2 signal of the multivibrator MB41 is input. The multivibrator MB42 has the same function as that of the multivibrator MB41, but the fixed period for outputting the “H” signal from the output 1 after detection of the rising edge of the input signal is set to about 30 ms. The two multivibrators MB41 and MB42 constitute the power monitoring circuit 41 shown in FIG.

マルチバイブレータMB41の出力1には抵抗器R41の一端が接続され、抵抗器R41の他端にはコンデンサC41の一端及びダイオードD41のアノードが接続され、コンデンサC41の他端は接地電位に接続されている。また、ダイオードD41のカソードは抵抗器R42の一端に接続され、抵抗器R42の他端は抵抗器R41の一端に接続されている。抵抗器R41及びコンデンサC41は時定数により過励磁出力期間Taを規定するタイマ回路43を構成しており、ダイオードD41及び抵抗器R42はタイマ回路43の計時をリセットするタイマリセット回路44を構成している。抵抗器R41及びコンデンサC41の接続点の電位は、タイマ回路43の出力として、NPN型バイポーラトランジスタ(以下、NPNトランジスタという)T43のベースに入力されている。   One end of the resistor R41 is connected to the output 1 of the multivibrator MB41, one end of the capacitor C41 and the anode of the diode D41 are connected to the other end of the resistor R41, and the other end of the capacitor C41 is connected to the ground potential. Yes. The cathode of the diode D41 is connected to one end of the resistor R42, and the other end of the resistor R42 is connected to one end of the resistor R41. The resistor R41 and the capacitor C41 constitute a timer circuit 43 that defines an overexcitation output period Ta by a time constant, and the diode D41 and the resistor R42 constitute a timer reset circuit 44 that resets the time count of the timer circuit 43. Yes. The potential at the connection point of the resistor R41 and the capacitor C41 is input as the output of the timer circuit 43 to the base of an NPN bipolar transistor (hereinafter referred to as an NPN transistor) T43.

また、制御回路4は、フォトカプラPC41が出力する検出信号が一端に入力される抵抗器R43及びR44と、抵抗器R43の他端にエミッタが接続され、マルチバイブレータMB42の出力1にベースが接続されたPNP型バイポーラトランジスタ(以下、PNPトランジスタという)T41と、抵抗器R44の他端及びPNPトランジスタT41のコレクタが一端に接続され、他端が接地電位に接続されたコンデンサC42とを有している。抵抗器R43、R44、PNPトランジスタT41及びコンデンサC42は、SCR21の制御タイミングを交流電圧V1の周期に応じて切り替える時定数切替回路42を構成している。コンデンサC42の一端の電位は、時定数切替回路42の出力として、NPNトランジスタT42のベースに入力されている。   The control circuit 4 has resistors R43 and R44 to which the detection signal output from the photocoupler PC41 is input at one end, an emitter connected to the other end of the resistor R43, and a base connected to the output 1 of the multivibrator MB42. A PNP bipolar transistor (hereinafter referred to as a PNP transistor) T41, and a capacitor C42 having the other end of the resistor R44 and the collector of the PNP transistor T41 connected to one end and the other end connected to the ground potential. Yes. Resistors R43, R44, PNP transistor T41, and capacitor C42 constitute a time constant switching circuit 42 that switches the control timing of the SCR 21 in accordance with the cycle of the AC voltage V1. The potential at one end of the capacitor C42 is input to the base of the NPN transistor T42 as the output of the time constant switching circuit 42.

タイマ回路43の出力がベースに入力されるNPNトランジスタT43は、コレクタが抵抗器R45を介して電源電位に接続されると共にNPNトランジスタT44のベースに接続され、エミッタが接地電位に接続されている。時定数切替回路42の出力がベースに入力されるNPNトランジスタT42は、コレクタがNPNトランジスタT44のコレクタに接続され、エミッタが接地電位に接続されている。また、アノードが電源電位に接続された発光ダイオードD42のカソードが抵抗器R46の一端に接続され、抵抗器R46の他端がNPNトランジスタT44のコレクタに接続され、NPNトランジスタT44のエミッタが接地電位に接続されている。なお、抵抗器R45及び発光ダイオードD42が接続される電源電位は、制御回路4のための直流電圧を供給する電源回路によるものであってよく、外部の直流電源によるものであってよく、又は、電池若しくはバッテリなどの電力供給源によるものであってもよい。   The NPN transistor T43 to which the output of the timer circuit 43 is input to the base has the collector connected to the power supply potential via the resistor R45, the base connected to the NPN transistor T44, and the emitter connected to the ground potential. The NPN transistor T42 to which the output of the time constant switching circuit 42 is input to the base has a collector connected to the collector of the NPN transistor T44 and an emitter connected to the ground potential. The cathode of the light emitting diode D42 whose anode is connected to the power supply potential is connected to one end of the resistor R46, the other end of the resistor R46 is connected to the collector of the NPN transistor T44, and the emitter of the NPN transistor T44 is connected to the ground potential. It is connected. The power supply potential to which the resistor R45 and the light emitting diode D42 are connected may be from a power supply circuit that supplies a DC voltage for the control circuit 4, may be from an external DC power supply, or A battery or a power supply source such as a battery may be used.

NPNトランジスタT42、T43及びT44、抵抗器R45及びR46、並びに発光ダイオードD42は、駆動回路45を構成している。なお発光ダイオードD42は、フォトカプラ又はフォトトライアック等の発光素子をなす発光ダイオードであり、受光素子(図示は省略する)の出力が制御回路4の出力として切替回路2のSCR21のゲートに入力される。又は、制御回路4の発光ダイオードD42及び切替回路2のSCR21が1つのフォトトライアックを構成してもよい。   The NPN transistors T42, T43 and T44, the resistors R45 and R46, and the light emitting diode D42 constitute a drive circuit 45. The light-emitting diode D42 is a light-emitting diode that forms a light-emitting element such as a photocoupler or phototriac, and the output of the light-receiving element (not shown) is input to the gate of the SCR 21 of the switching circuit 2 as the output of the control circuit 4. . Alternatively, the light emitting diode D42 of the control circuit 4 and the SCR 21 of the switching circuit 2 may constitute one phototriac.

交流電源8から入力される交流電圧V1の周波数が50Hzの場合(図4(a)参照)、その周期は20msである。制御回路4のフォトカプラPC41は、交流電圧V1が閾値電圧を超えて順方向に加えられた場合に、”H”の検出信号を出力する(図4(b)参照)。マルチバイブレータMB41は、フォトカプラPC41が出力する検出信号の立ち上がりエッジに応じて18msの”H”信号を出力1から出力する。よって、交流電圧V1の周期は20msであるので、マルチバイブレータMB41は出力1から18msの”H”信号と2msの”L”信号とを繰り返し出力する(図4(c)参照)。また、マルチバイブレータMB41は出力2から18msの”L”信号と2msの”H”信号とを繰り返し出力する(図4(d)参照)。   When the frequency of the AC voltage V1 input from the AC power supply 8 is 50 Hz (see FIG. 4A), the cycle is 20 ms. The photocoupler PC41 of the control circuit 4 outputs a detection signal “H” when the AC voltage V1 exceeds the threshold voltage and is applied in the forward direction (see FIG. 4B). The multivibrator MB41 outputs an “H” signal of 18 ms from the output 1 in response to the rising edge of the detection signal output from the photocoupler PC41. Therefore, since the cycle of the AC voltage V1 is 20 ms, the multivibrator MB41 repeatedly outputs an “H” signal of 18 ms and an “L” signal of 2 ms (see FIG. 4C). The multivibrator MB41 repeatedly outputs an “L” signal of 18 ms and an “H” signal of 2 ms from the output 2 (see FIG. 4D).

マルチバイブレータMB41が出力1から”H”信号を出力することによって、抵抗器R41を通してコンデンサC41に電荷が蓄えられる。NPNトランジスタT43のベースはコンデンサC41に接続されており、コンデンサC41の充電と共にベース電位が上昇する。よって、コンデンサC41に電荷が十分に蓄えられるまでの間はNPNトランジスタT43がオフしており、コンデンサC41に電荷が十分に蓄えられた後にNPNトランジスタT43はオンする(図4(h)参照)。コンデンサC41に電荷が蓄えられるのに要する時間は、抵抗器R41の抵抗値及びコンデンサC41の容量値による時定数で決定され、この時間により過励磁出力期間Taが規定される。   When the multivibrator MB41 outputs an “H” signal from the output 1, electric charge is stored in the capacitor C41 through the resistor R41. The base of the NPN transistor T43 is connected to the capacitor C41, and the base potential increases as the capacitor C41 is charged. Therefore, the NPN transistor T43 is off until the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C41, and the NPN transistor T43 is turned on after the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C41 (see FIG. 4 (h)). The time required for the electric charge to be stored in the capacitor C41 is determined by a time constant depending on the resistance value of the resistor R41 and the capacitance value of the capacitor C41, and this time defines the overexcitation output period Ta.

NPNトランジスタT43がオフしている場合(過励磁出力期間Ta)、NPNトランジスタT44はベース電位が上昇してオンし(図4(i)参照)、電源から発光ダイオードD42、抵抗器R46及びNPNトランジスタT44へと電流が流れるため発光ダイオードD42が発光し(図4(j)参照)、切替回路2のSCR21をオンさせて負荷9への電圧印加を行うことができる。これに対して、過励磁出力期間Taが経過してNPNトランジスタT43がオンした場合、NPNトランジスタT44のベース電位が低下してオフするため(図4(i)参照)、NPNトランジスタT44を電流経路として発光ダイオードD42が発光することはなく、NPNトランジスタT42のオン/オフにより発光ダイオードD42の発光が制御される。   When the NPN transistor T43 is off (overexcitation output period Ta), the NPN transistor T44 is turned on with the base potential rising (see FIG. 4 (i)), and the light emitting diode D42, the resistor R46 and the NPN transistor are turned on from the power source. Since the current flows to T44, the light emitting diode D42 emits light (see FIG. 4 (j)), and the SCR 21 of the switching circuit 2 can be turned on to apply a voltage to the load 9. On the other hand, when the overexcitation output period Ta elapses and the NPN transistor T43 is turned on, the base potential of the NPN transistor T44 is lowered and turned off (see FIG. 4 (i)). The light emitting diode D42 does not emit light, and the light emission of the light emitting diode D42 is controlled by turning on / off the NPN transistor T42.

マルチバイブレータMB42には、マルチバイブレータMB41の出力2から出力される信号(図4(d)参照)が入力されている。交流電圧V1が50Hzの場合、マルチバイブレータMB41の出力2からは20msの周期で”H”信号が出力されるが、マルチバイブレータMB42は入力信号の立ち上がりエッジに応じて30msの”H”信号を出力する設定としてあるため、マルチバイブレータMB42の出力1からは”H”信号が出力され続ける(図4(e)参照)。   A signal (see FIG. 4D) output from the output 2 of the multivibrator MB41 is input to the multivibrator MB42. When the AC voltage V1 is 50 Hz, the output 2 of the multivibrator MB41 outputs an “H” signal at a cycle of 20 ms, but the multivibrator MB42 outputs an “H” signal of 30 ms in response to the rising edge of the input signal. Therefore, the “H” signal is continuously output from the output 1 of the multivibrator MB42 (see FIG. 4E).

マルチバイブレータMB42の出力1はPNPトランジスタT41のベースに接続されており、出力1から”H”信号が出力されることによって、PNPトランジスタT41はベース電位が上昇してオフする(図4(f)参照)。PNPトランジスタT41がオフした状態では、フォトカプラPC41の出力が”H”信号の場合に、抵抗器R44のみを介してコンデンサC42に電荷が蓄えられ、フォトカプラPC41の出力が”L”信号の場合にコンデンサC42に蓄えられた電荷が放電される。NPNトランジスタT42のベースはコンデンサC42に接続されており、コンデンサC42の充電と共にベース電位が上昇する。よって、コンデンサC42に電荷が十分に蓄えられるまでの間はNPNトランジスタT42がオフしており、コンデンサC42に電荷が十分に蓄えられた後にNPNトランジスタT42はオンする(図4(g)参照)。コンデンサC42に電荷が蓄えられるのに要する時間は、抵抗器R44の抵抗値及びコンデンサC42の容量値による時定数で決定され、この時間によりSCR21の導通/非導通を切り替えるタイミングが規定される。   The output 1 of the multivibrator MB42 is connected to the base of the PNP transistor T41. When the "H" signal is output from the output 1, the base potential of the PNP transistor T41 rises and turns off (FIG. 4 (f)). reference). In the state where the PNP transistor T41 is turned off, when the output of the photocoupler PC41 is an “H” signal, charge is stored in the capacitor C42 only through the resistor R44, and the output of the photocoupler PC41 is an “L” signal. The electric charge stored in the capacitor C42 is discharged. The base of the NPN transistor T42 is connected to the capacitor C42, and the base potential increases as the capacitor C42 is charged. Therefore, the NPN transistor T42 is turned off until the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C42, and the NPN transistor T42 is turned on after the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C42 (see FIG. 4G). The time required for the electric charge to be stored in the capacitor C42 is determined by a time constant depending on the resistance value of the resistor R44 and the capacitance value of the capacitor C42, and the timing for switching the conduction / non-conduction of the SCR 21 is defined by this time.

上述のように過励磁出力期間Taが経過するまでの間は、NPNトランジスタT44のオンにより発光ダイオードD42が発光する。これに対して過励磁出力期間Taの経過後は、NPNトランジスタT42がオンしている場合に、電源から発光ダイオードD42、抵抗器R46及びNPNトランジスタT42へと電流が流れるため発光ダイオードD42が発光し(図4(j)参照)、切替回路2のSCR21をオンさせて負荷9への電圧印加を行うことができる。   As described above, until the overexcitation output period Ta elapses, the light emitting diode D42 emits light by turning on the NPN transistor T44. In contrast, after the elapse of the overexcitation output period Ta, when the NPN transistor T42 is on, current flows from the power source to the light emitting diode D42, the resistor R46, and the NPN transistor T42, so that the light emitting diode D42 emits light. (Refer to FIG. 4 (j)), the SCR 21 of the switching circuit 2 can be turned on to apply a voltage to the load 9.

また、交流電源8からの交流電圧V1の入力が停止された場合、フォトカプラPC41は”L”信号を出力し続け、マルチバイブレータMB41の出力1は”L”信号を出力し続けるため、コンデンサC41に蓄えられた電荷はダイオードD41及び抵抗器R42を介して放電される。これにより、交流電圧V1の入力が再開された場合には、コンデンサC41に電荷が蓄えられておらず、NPNトランジスタT43がオフして過励磁出力を行うことができる。   When the input of the AC voltage V1 from the AC power supply 8 is stopped, the photocoupler PC41 continues to output the “L” signal, and the output 1 of the multivibrator MB41 continues to output the “L” signal. The electric charge stored in is discharged through the diode D41 and the resistor R42. As a result, when the input of the AC voltage V1 is resumed, no charge is stored in the capacitor C41, and the NPN transistor T43 is turned off to perform overexcitation output.

交流電源8から入力される交流電圧V1の周波数が60Hzの場合(図5(a)参照)、その周期は約16.7msである。制御回路4のフォトカプラPC41は、交流電圧V1が閾値電圧を超えて順方向に加えられた場合に、”H”の検出信号を出力する(図5(b)参照)。マルチバイブレータMB41は、フォトカプラPC41が出力する検出信号の立ち上がりエッジに応じて18msの”H”信号を出力1から出力する。よって、交流電圧V1の周期は16.7msであるので、マルチバイブレータMB41は出力1から”H”信号を出力し続け(図5(c)参照)、出力2から”L”信号を出力し続ける(図5(d)参照)。   When the frequency of the AC voltage V1 input from the AC power supply 8 is 60 Hz (see FIG. 5A), the cycle is about 16.7 ms. The photocoupler PC41 of the control circuit 4 outputs an “H” detection signal when the AC voltage V1 exceeds the threshold voltage and is applied in the forward direction (see FIG. 5B). The multivibrator MB41 outputs an “H” signal of 18 ms from the output 1 in response to the rising edge of the detection signal output from the photocoupler PC41. Therefore, since the cycle of the AC voltage V1 is 16.7 ms, the multivibrator MB41 continues to output the “H” signal from the output 1 (see FIG. 5C) and continues to output the “L” signal from the output 2. (See FIG. 5 (d)).

マルチバイブレータMB41が出力1から”H”信号を出力し続けることによって、抵抗器R41を通してコンデンサC41に電荷が蓄えられる。NPNトランジスタT43のベースはコンデンサC41に接続されており、コンデンサC41の充電と共にベース電位が上昇する。よって、コンデンサC41に電荷が十分に蓄えられるまでの間はNPNトランジスタT43がオフしており、コンデンサC41に電荷が十分に蓄えられた後にNPNトランジスタT43はオンする(図5(h)参照)。コンデンサC41に電荷が蓄えられるのに要する時間は、抵抗器R41の抵抗値及びコンデンサC41の容量値による時定数で決定され、この時間により過励磁出力期間Taが規定される。   As the multivibrator MB41 continues to output the “H” signal from the output 1, electric charge is stored in the capacitor C41 through the resistor R41. The base of the NPN transistor T43 is connected to the capacitor C41, and the base potential increases as the capacitor C41 is charged. Therefore, the NPN transistor T43 is off until the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C41, and the NPN transistor T43 is turned on after the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C41 (see FIG. 5 (h)). The time required for the electric charge to be stored in the capacitor C41 is determined by a time constant depending on the resistance value of the resistor R41 and the capacitance value of the capacitor C41, and this time defines the overexcitation output period Ta.

NPNトランジスタT43がオフしている場合(過励磁出力期間Ta)、NPNトランジスタT44はベース電位が上昇してオンするため(図5(i)参照)、電源から発光ダイオードD42、抵抗器R46及びNPNトランジスタT44へと電流が流れるため発光ダイオードD42が発光し(図5(j)参照)、切替回路2のSCR21をオンさせて負荷9への電圧印加を行うことができる。これに対して、過励磁出力期間Taが経過してNPNトランジスタT43がオンした場合、NPNトランジスタT44のベース電位が低下してオフするため(図5(i)参照)、NPNトランジスタT44を電流経路として発光ダイオードD42が発光することはなく、NPNトランジスタT42のオン/オフにより発光ダイオードD42の発光が制御される。   When the NPN transistor T43 is off (overexcitation output period Ta), the base potential rises and the NPN transistor T44 is turned on (see FIG. 5 (i)), so that the light emitting diode D42, the resistor R46 and the NPN are turned on from the power source. Since the current flows to the transistor T44, the light emitting diode D42 emits light (see FIG. 5J), and the SCR 21 of the switching circuit 2 is turned on, so that the voltage can be applied to the load 9. On the other hand, when the NPN transistor T43 is turned on after the overexcitation output period Ta has elapsed, the base potential of the NPN transistor T44 is lowered and turned off (see FIG. 5 (i)). The light emitting diode D42 does not emit light, and the light emission of the light emitting diode D42 is controlled by turning on / off the NPN transistor T42.

このように、交流電源V1の周波数が50Hzであっても60Hzであっても、タイマ回路43、タイマリセット回路44及び駆動回路45の動作は略同じである。   As described above, the operations of the timer circuit 43, the timer reset circuit 44, and the drive circuit 45 are substantially the same regardless of whether the frequency of the AC power supply V1 is 50 Hz or 60 Hz.

マルチバイブレータMB42には、マルチバイブレータMB41の出力2から出力される信号(図5(d)参照)が入力されている。交流電圧V1が60Hzの場合、マルチバイブレータMB41の出力2からは”L”信号が出力され続けるため、マルチバイブレータMB42の出力1からは”L”信号が出力され続ける(図5(e)参照)。   A signal (see FIG. 5D) output from the output 2 of the multivibrator MB41 is input to the multivibrator MB42. When the AC voltage V1 is 60 Hz, since the “L” signal is continuously output from the output 2 of the multivibrator MB41, the “L” signal is continuously output from the output 1 of the multivibrator MB42 (see FIG. 5E). .

マルチバイブレータMB42の出力1はPNPトランジスタT41のベースに接続されており、出力1から”L”信号が出力されることによって、PNPトランジスタT41はベース電位が減少してオンする(図5(f)参照)。PNPトランジスタT41がオンした状態では、フォトカプラPC41の出力が”H”信号の場合に、2つの抵抗器R43及びR44を介してコンデンサC42に電荷が蓄えられ、フォトカプラPC41の出力が”L”信号の場合にコンデンサC42に蓄えられた電荷が放電される。NPNトランジスタT42のベースはコンデンサC42に接続されており、コンデンサC42の充電と共にベース電位が上昇する。よって、コンデンサC42に電荷が十分に蓄えられるまでの間はNPNトランジスタT42がオフしており、コンデンサC42に電荷が十分に蓄えられた後にNPNトランジスタT42はオンする(図5(g)参照)。コンデンサC42に電荷が蓄えられるのに要する時間は、2つの抵抗器R43及びR44の合成抵抗値、並びにコンデンサC42の容量値による時定数で決定され、この時間によりSCR21の導通/非導通を切り替えるタイミングが規定される。   The output 1 of the multivibrator MB42 is connected to the base of the PNP transistor T41. When the “L” signal is output from the output 1, the PNP transistor T41 is turned on with the base potential decreased (FIG. 5 (f)). reference). With the PNP transistor T41 turned on, when the output of the photocoupler PC41 is an “H” signal, electric charge is stored in the capacitor C42 via the two resistors R43 and R44, and the output of the photocoupler PC41 is “L”. In the case of a signal, the electric charge stored in the capacitor C42 is discharged. The base of the NPN transistor T42 is connected to the capacitor C42, and the base potential increases as the capacitor C42 is charged. Therefore, the NPN transistor T42 is off until the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C42, and the NPN transistor T42 is turned on after the electric charge is sufficiently stored in the capacitor C42 (see FIG. 5G). The time required for the electric charge to be stored in the capacitor C42 is determined by a time constant depending on the combined resistance value of the two resistors R43 and R44 and the capacitance value of the capacitor C42, and the timing for switching the conduction / non-conduction of the SCR 21 by this time. Is defined.

過励磁出力期間Taが経過するまでの間は、NPNトランジスタT44のオンにより発光ダイオードD42が発光する。これに対して過励磁出力期間Taの経過後は、NPNトランジスタT42がオンしている場合に、電源から発光ダイオードD42、抵抗器R46及びNPNトランジスタT42へと電流が流れるため発光ダイオードD42が発光し(図5(j)参照)、切替回路2のSCR21をオンさせて負荷9への電圧印加を行うことができる。   Until the overexcitation output period Ta elapses, the light emitting diode D42 emits light by turning on the NPN transistor T44. In contrast, after the elapse of the overexcitation output period Ta, when the NPN transistor T42 is on, current flows from the power source to the light emitting diode D42, the resistor R46, and the NPN transistor T42, so that the light emitting diode D42 emits light. (Refer to FIG. 5 (j)), the SCR 21 of the switching circuit 2 can be turned on to apply a voltage to the load 9.

交流電圧V1の周波数が50Hzの場合には、PNPトランジスタT41がオフするため、SCR21を制御するタイミングは抵抗器R44の抵抗値とコンデンサC42の容量値とによる時定数にて規定される。これに対して交流電圧V1の周波数が60Hzの場合にはPNPトランジスタT41がオンするため、SCR21を制御するタイミングは2つの抵抗器R43及びR44の合成抵抗値とコンデンサC42の容量値とによる時定数にて規定される。2つの抵抗器R43及びR44は並列に接続されているため、交流電圧V1の周波数が60Hzの場合に、コンデンサC42はより速く電荷が蓄積され、より早いタイミングでSCR21を導通させることができる。   When the frequency of the AC voltage V1 is 50 Hz, the PNP transistor T41 is turned off. Therefore, the timing for controlling the SCR 21 is defined by a time constant based on the resistance value of the resistor R44 and the capacitance value of the capacitor C42. On the other hand, since the PNP transistor T41 is turned on when the frequency of the AC voltage V1 is 60 Hz, the timing for controlling the SCR 21 is a time constant based on the combined resistance value of the two resistors R43 and R44 and the capacitance value of the capacitor C42. Stipulated in Since the two resistors R43 and R44 are connected in parallel, when the frequency of the AC voltage V1 is 60 Hz, the capacitor C42 accumulates charges faster, and the SCR 21 can be conducted at an earlier timing.

図6及び図7は、時定数切替回路42による時定数の切り替えを説明するための模式図であり、図6には交流電圧V1の周波数が50Hzの場合を示し、図7には交流電圧V1の周波数が60Hzの場合を示してある。なお、図6及び図7において(a)に示す波形は交流電圧V1である。また、(b1)及び(b2)は時定数切替回路42を備えない直流電源装置の出力電圧V3の波形であり、(b1)は周波数50Hzに適するように時定数を設定した場合であり、(b2)は周波数60Hzに適するように時定数を設定した場合である。(c)は時定数切替回路42を備える本発明の直流電源装置の出力電圧V3の波形である。   6 and 7 are schematic diagrams for explaining switching of the time constant by the time constant switching circuit 42. FIG. 6 shows the case where the frequency of the AC voltage V1 is 50 Hz, and FIG. 7 shows the AC voltage V1. The case where the frequency is 60 Hz is shown. 6 and 7, the waveform shown in (a) is the AC voltage V1. Further, (b1) and (b2) are waveforms of the output voltage V3 of the DC power supply device not provided with the time constant switching circuit 42, and (b1) is a case where the time constant is set to be suitable for a frequency of 50 Hz. b2) is a case where a time constant is set so as to be suitable for a frequency of 60 Hz. (C) is a waveform of the output voltage V3 of the DC power supply device of the present invention having the time constant switching circuit 42.

例えば、交流電圧V1の周波数が50Hzの場合に負荷9への出力が45VDC(DC電圧に換算して45Vに相当する電圧を表す、以下同様)となるように、交流電圧V1の立ち上がりから5msのタイミングで切替回路2のSCR21を導通するよう時定数を設定する(図6(b1)参照)。周波数50Hzに適するように時定数を設定した場合、この直流電源装置に周波数60Hzの交流電圧V1を入力すると、SCR21の導通タイミングが遅れて負荷9への出力が31VDC程度に低下する(図7(b1)参照)。   For example, when the frequency of the AC voltage V1 is 50 Hz, the output to the load 9 is 45 VDC (representing a voltage corresponding to 45 V when converted to a DC voltage, the same applies hereinafter). A time constant is set so that the SCR 21 of the switching circuit 2 is turned on at timing (see FIG. 6B1). When a time constant is set so as to be suitable for a frequency of 50 Hz, when an AC voltage V1 having a frequency of 60 Hz is input to this DC power supply device, the conduction timing of the SCR 21 is delayed and the output to the load 9 is reduced to about 31 VDC (FIG. 7 ( b1)).

また例えば、交流電圧V1の周波数が60Hzの場合に負荷9への出力が45VDCとなるように、交流電圧V1の立ち上がりから4.17msのタイミングで切替回路2のSCR21を導通するよう時定数を設定する(図7(b2)参照)。周波数60Hzに適するように時定数を設定した場合、この直流電源装置に周波数50Hzの交流電圧V1を入力すると、SCR21の導通タイミングが早いため、負荷9への出力が57VDC程度に上昇する(図6(b2)参照)。   Also, for example, when the frequency of the AC voltage V1 is 60 Hz, the time constant is set so that the SCR 21 of the switching circuit 2 is turned on at a timing of 4.17 ms from the rise of the AC voltage V1 so that the output to the load 9 is 45 VDC. (See FIG. 7 (b2)). When a time constant is set so as to be suitable for a frequency of 60 Hz, when an AC voltage V1 having a frequency of 50 Hz is input to this DC power supply device, the conduction timing of the SCR 21 is early, and the output to the load 9 rises to about 57 VDC (FIG. 6). (Refer to (b2)).

本発明の直流電源装置は時定数切替回路42を備えており、SCR21を導通させるタイミングは、周波数50Hzの場合には抵抗器R44とコンデンサC42との時定数で決定され、周波数60Hzの場合には抵抗器R43及びR44とコンデンサC42との時定数で決定される。そこで、周波数50Hzに適するように抵抗器R44の抵抗値とコンデンサC42の容量値とによる時定数を設定すると共に、周波数60Hzに適するように抵抗器R43及びR44の合成抵抗値とコンデンサC42の容量値とによる時定数を設定することができる。   The DC power supply device of the present invention includes a time constant switching circuit 42, and the timing for turning on the SCR 21 is determined by the time constant of the resistor R44 and the capacitor C42 when the frequency is 50 Hz, and when the frequency is 60 Hz. It is determined by the time constants of the resistors R43 and R44 and the capacitor C42. Therefore, a time constant based on the resistance value of the resistor R44 and the capacitance value of the capacitor C42 is set so as to be suitable for the frequency 50 Hz, and the combined resistance value of the resistors R43 and R44 and the capacitance value of the capacitor C42 are suitable for the frequency 60 Hz. A time constant can be set.

これにより、周波数が50Hzの交流電圧V1が入力された場合、抵抗器R44とコンデンサC42とによる時定数にて、SCR21を交流電圧V1の立ち上がりから5msのタイミングで導通させることができ(図6(c)参照)、負荷9への出力を45VDCとすることができる。また、周波数が60Hzの交流電圧V1が入力された場合、抵抗器R43及びR44とコンデンサC42とによる時定数にて、SCR21を交流電圧V1の立ち上がりから4.17msのタイミングで導通させることができ(図7(c)参照)、負荷9への出力を45VDCとすることができる。   Thus, when an AC voltage V1 having a frequency of 50 Hz is input, the SCR 21 can be conducted at a timing of 5 ms from the rising of the AC voltage V1 with a time constant by the resistor R44 and the capacitor C42 (FIG. 6 ( c)), the output to the load 9 can be 45 VDC. In addition, when an AC voltage V1 having a frequency of 60 Hz is input, the SCR 21 can be conducted at a timing of 4.17 ms from the rising of the AC voltage V1 with a time constant by the resistors R43 and R44 and the capacitor C42 ( As shown in FIG. 7C, the output to the load 9 can be 45 VDC.

以上の構成の直流電源装置においては、交流電源8による交流電圧V1の入力が停止された場合の負荷9への通電の遮断を、従来のような有接点リレーを用いるのではなく、無接点の半導体スイッチング素子である電界効果トランジスタT31を用いて遮断回路3が行う構成とすることにより、有接点リレーを用いる場合と比較して直流電源装置を長寿命化及び小型化することができる。また、電界効果トランジスタT31を負荷9に直列接続し、全波整流回路1の出力間には2つの抵抗器R31及びR32を直列接続し、低電位側の抵抗器R32にツェナーダイオードZD31及びコンデンサC31を並列接続し、抵抗器R31及びR32の接続点の電位を電界効果トランジスタT31のゲートへ入力する構成とすることにより、全波整流回路1の出力電圧V2の低下に応じて電界効果トランジスタT31を非通電とすることができるため、交流電源8による交流電圧V1の入力が停止された場合に負荷9を流れる電流を電界効果トランジスタT31により速やかに遮断することができる。   In the DC power supply device having the above configuration, when the input of the AC voltage V1 by the AC power supply 8 is stopped, the energization of the load 9 is cut off without using a contact relay as in the prior art. By adopting a configuration in which the cutoff circuit 3 performs using the field effect transistor T31 that is a semiconductor switching element, it is possible to extend the life and size of the DC power supply device compared to the case of using a contact relay. Further, a field effect transistor T31 is connected in series to the load 9, two resistors R31 and R32 are connected in series between the outputs of the full-wave rectifier circuit 1, and a zener diode ZD31 and a capacitor C31 are connected to the resistor R32 on the low potential side. Are connected in parallel, and the potential at the connection point of the resistors R31 and R32 is input to the gate of the field effect transistor T31, so that the field effect transistor T31 is changed according to the decrease in the output voltage V2 of the full-wave rectifier circuit 1. Since it can be made non-energized, the current flowing through the load 9 can be quickly cut off by the field effect transistor T31 when the input of the AC voltage V1 by the AC power supply 8 is stopped.

また、全波整流回路1が全波整流した電圧V2の負荷9への印加/非印加を切替回路2のSCR21を用いて切り替える構成とし、3つのダイオードD11〜D13及び1つのSCR11をブリッジ接続して全波整流回路1を構成し、SCR11の導通/非導通を制御して全波整流回路1が電圧出力を停止する期間Tbを設けることにより、切替回路2のSCR21を導通状態から非導通状態へ切り替えるためにはSCR21を流れる電流をある程度の期間停止させる必要があるが、期間Tbによりこれを実現できるため、SCR21を導通状態から非導通状態へ確実に切り替えることができ、SCR21を用いた負荷9への電圧印加制御を確実に行うことができる。   In addition, the configuration is such that the application / non-application of the voltage V2 full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 1 to the load 9 is switched using the SCR 21 of the switching circuit 2, and the three diodes D11 to D13 and one SCR 11 are bridge-connected. The full-wave rectifier circuit 1 is configured to control the conduction / non-conduction of the SCR 11 to provide a period Tb during which the full-wave rectification circuit 1 stops voltage output, so that the SCR 21 of the switching circuit 2 is changed from the conduction state to the non-conduction state. In order to switch to, it is necessary to stop the current flowing through the SCR 21 for a certain period, but since this can be realized by the period Tb, the SCR 21 can be reliably switched from the conductive state to the non-conductive state, and the load using the SCR 21 The voltage application control to 9 can be reliably performed.

また、全波整流回路1のSCR11のゲート−アノード間にダイオードD14及び抵抗器R11を直列接続して、SCR11の導通/非導通の制御を行う構成とすることにより、抵抗器R11及びダイオードD14を介してSCR11のゲートへ流れる電流が一定量を超えるまでの期間は全波整流回路1の出力を停止することができ、容易且つ確実に上述の期間Tbを設けることができる。また、抵抗器R11の抵抗値を調整することでSCR11のゲートに流れる電流を調節できるため、期間Tbの調節を容易に行うことができる。   Further, by connecting the diode D14 and the resistor R11 in series between the gate and the anode of the SCR 11 of the full-wave rectifier circuit 1 and controlling the conduction / non-conduction of the SCR 11, the resistor R11 and the diode D14 are controlled. Thus, during the period until the current flowing to the gate of the SCR 11 exceeds a certain amount, the output of the full-wave rectifier circuit 1 can be stopped, and the above-described period Tb can be provided easily and reliably. Further, since the current flowing through the gate of the SCR 11 can be adjusted by adjusting the resistance value of the resistor R11, the period Tb can be easily adjusted.

また、交流電圧V1の入力開始からタイマ回路43にて決定される過励磁出力期間Taが経過するまでの間は全波整流回路1の出力電圧V2を負荷9へ印加し続け、過励磁出力期間Taの経過後は全波整流回路1の出力電圧V2を周期的に負荷9へ印加する構成とすることにより、過励磁出力期間Taには負荷9へ高電圧を印加することができ(即ち、過励磁出力を行うことができ)、過励磁出力期間Taの経過後は負荷9への印加電圧を低減して消費電流を低減することができる。   Further, the output voltage V2 of the full-wave rectifier circuit 1 is continuously applied to the load 9 from the start of input of the AC voltage V1 until the overexcitation output period Ta determined by the timer circuit 43 elapses, and the overexcitation output period After the lapse of Ta, the output voltage V2 of the full-wave rectifier circuit 1 is periodically applied to the load 9, so that a high voltage can be applied to the load 9 during the overexcitation output period Ta (ie, Overexcitation output can be performed), and after the overexcitation output period Ta elapses, the voltage applied to the load 9 can be reduced to reduce current consumption.

また、過励磁出力期間Taを決定するタイマ回路43の抵抗器R41及びコンデンサC41による時定数回路に対して、交流電圧V1の入力が停止された場合に、タイマリセット回路44がコンデンサC41に蓄えられた電荷を放電する構成とすることにより、その後すぐに交流電圧V1の入力が再開された場合であっても、タイマ回路43による過励磁出力期間Taの計時が短縮されるなどの不具合が発生することがなく、負荷9に対して過励磁出力を確実に行うことができる。   When the input of the AC voltage V1 is stopped with respect to the time constant circuit including the resistor R41 and the capacitor C41 of the timer circuit 43 that determines the overexcitation output period Ta, the timer reset circuit 44 is stored in the capacitor C41. With the configuration in which the electric charge is discharged, even when the input of the AC voltage V1 is resumed immediately thereafter, there is a problem that the time of the overexcitation output period Ta by the timer circuit 43 is shortened. Without over-excitation output to the load 9 without fail.

また、過励磁出力期間Taが経過した後にSCR21の導通/非導通を切り替えるタイミングを、抵抗器R43及びR44とコンデンサC42との時定数回路にて規定し、この時定数回路の時定数を交流電圧V1の周波数に応じて調整する構成とすることにより、交流電圧V1の周波数に影響されることなく負荷9への出力電圧を一定に保つことができる。また、フォトカプラPC41による交流電圧V1の変化に応じた検出信号をマルチバイブレータMB41に入力すると共に、マルチバイブレータMB41が出力1から”H”信号を出力する期間を、周波数50Hzの周期20msと周波数60Hzの周期16.7msの間の18msに設定する構成とすることにより、交流電圧V1の周波数が50Hz又は60HzのいずれであるかをマルチバイブレータMB41を用いて容易に判断することができ、交流電圧V1の周波数に応じた時定数の調整を確実に且つ低コストで行うことができる。   Further, the timing for switching conduction / non-conduction of the SCR 21 after the overexcitation output period Ta has elapsed is defined by a time constant circuit of resistors R43 and R44 and a capacitor C42, and the time constant of the time constant circuit is defined as an AC voltage. By setting it as the structure adjusted according to the frequency of V1, the output voltage to the load 9 can be kept constant, without being influenced by the frequency of AC voltage V1. Further, a detection signal corresponding to a change in the AC voltage V1 by the photocoupler PC41 is input to the multivibrator MB41, and a period in which the multivibrator MB41 outputs an “H” signal from the output 1 is set to a period of 20 ms and a frequency of 60 Hz. By setting it to 18 ms between the period 16.7 ms, it is possible to easily determine whether the frequency of the AC voltage V1 is 50 Hz or 60 Hz using the multivibrator MB41, and the AC voltage V1 The time constant according to the frequency can be adjusted reliably and at low cost.

なお、本実施の形態においては、負荷9は無励磁作動形の電磁ブレーキのコイルとしたが、これに限るものではなく、例えば電磁クラッチのコイルなどその他の負荷であってもよい。また、直流電源装置へ交流電圧V1を入力する交流電源8は商用交流電源であってもよく、商用交流電源でない他の交流電源であってもよい。また、負荷9を流れる電流を遮断する半導体スイッチング素子として電界効果トランジスタT31を用いる構成としたが、これに限るものではなく、バイポーラトランジスタを用いて電流を遮断する構成であってもよい。また、図2、図4〜図7に示した入出力電圧の波形などは一例であって、これに限るものではない。また、図3に示した制御回路4の回路構成は一例であって、これに限るものではない。   In this embodiment, the load 9 is a non-excited electromagnetic brake coil. However, the load 9 is not limited to this, and may be another load such as an electromagnetic clutch coil. Further, the AC power supply 8 that inputs the AC voltage V1 to the DC power supply device may be a commercial AC power supply, or may be another AC power supply that is not a commercial AC power supply. Further, although the field effect transistor T31 is used as a semiconductor switching element that cuts off the current flowing through the load 9, the present invention is not limited to this, and a structure that cuts off the current using a bipolar transistor may be used. The input / output voltage waveforms shown in FIGS. 2 and 4 to 7 are examples, and are not limited thereto. Further, the circuit configuration of the control circuit 4 shown in FIG. 3 is an example and is not limited to this.

本発明に係る直流電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the DC power supply device which concerns on this invention. 本発明に係る直流電源装置の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the DC power supply device which concerns on this invention. 制御回路の詳細な構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a detailed structure of a control circuit. 交流電圧の周波数が50Hzの場合における制御回路の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a control circuit in case the frequency of alternating voltage is 50 Hz. 交流電圧の周波数が60Hzの場合における制御回路の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a control circuit in case the frequency of alternating voltage is 60 Hz. 時定数切替回路による時定数の切り替えを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating switching of the time constant by a time constant switching circuit. 時定数切替回路による時定数の切り替えを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating switching of the time constant by a time constant switching circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 全波整流回路
2 切替回路
3 遮断回路
4 制御回路
8 交流電源
9 負荷
41 電源監視用回路
42 時定数切替回路(時定数回路)
43 タイマ回路(時定数回路)
44 タイマリセット回路(放電回路)
45 駆動回路
C31、C41、C42 コンデンサ
D11〜D14、D21、D41 ダイオード
D42 発光ダイオード
MB41、MB42 マルチバイブレータ
PC41 フォトカプラ
R11、R31、R32、R41〜R46 抵抗器
SCR11、SCR21 シリコン制御整流素子
T31 電界効果トランジスタ(半導体スイッチング素子)
T41 PNPトランジスタ
T42〜T44 NPNトランジスタ
ZD31 ツェナーダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Full wave rectification circuit 2 Switching circuit 3 Shut-off circuit 4 Control circuit 8 AC power supply 9 Load 41 Power supply monitoring circuit 42 Time constant switching circuit (time constant circuit)
43 Timer circuit (time constant circuit)
44 Timer reset circuit (discharge circuit)
45 Drive circuit C31, C41, C42 Capacitor D11-D14, D21, D41 Diode D42 Light emitting diode MB41, MB42 Multivibrator PC41 Photocoupler R11, R31, R32, R41-R46 Resistor SCR11, SCR21 Silicon controlled rectifier T31 Field effect transistor (Semiconductor switching element)
T41 PNP transistor T42 to T44 NPN transistor ZD31 Zener diode

Claims (6)

入力された交流電圧を全波整流して直流電圧を出力する全波整流回路と、該全波整流回路が出力する直流電圧の電磁ブレーキへの印加/非印加を切り替える切替回路と、該切替回路の切り替えを制御する制御回路とを備える電磁ブレーキ用直流電源装置であって
前記直流電圧の印加により前記電磁ブレーキを流れる電流の経路に配された半導体スイッチング素子を有し、交流電圧の入力が停止されて前記電磁ブレーキへの通電が終了した後に前記半導体スイッチング素子による電流の遮断を行う遮断回路を備え、
前記切替回路は、印加/非印加の切り替えを行うためのシリコン制御整流素子を有し、
前記全波整流回路は、ブリッジ接続された3つのダイオード及び1つのシリコン制御整流素子を有し、該シリコン制御整流素子の制御により、直流電圧の出力停止期間を設けるようにしてあり、
前記制御回路は、
交流電圧の入力開始から所定期間が経過するまで、前記直流電圧を連続的に印加することで前記ブレーキへ高電圧を印加し、
前記所定期間の経過後は、印加時間を調整し、前記直流電圧の印加/非印加を繰り返すことで前記電磁ブレーキへ低電圧を印加することが可能なように、
前記切替回路の切り替えを制御し、
前記印加時間は、前記交流電圧の周期の半分未満であること
を特徴とする電磁ブレーキ用直流電源装置。
A full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the input AC voltage and outputs a DC voltage; a switching circuit that switches application / non-application of the DC voltage output from the full-wave rectifier circuit to the electromagnetic brake; and the switching circuit a DC electromagnetic brake power supply device and a control circuit for controlling the switching of,
A semiconductor switching element arranged in a path of a current flowing through the electromagnetic brake by application of the DC voltage, the current from the semiconductor switching element after the input of the AC voltage is stopped and the energization to the electromagnetic brake is terminated Equipped with a shutoff circuit that shuts off
The switching circuit has a silicon controlled rectifier for switching between application / non-application,
The full-wave rectifier circuit includes a bridge-connected three diodes and one silicon controlled rectifiers, the control of the silicon controlled rectifier, Ri Citea so as to provide an output stop period of the DC voltage,
The control circuit includes:
Apply a high voltage to the brake by continuously applying the DC voltage until a predetermined period has elapsed from the start of AC voltage input,
After the elapse of the predetermined period, the application time is adjusted so that a low voltage can be applied to the electromagnetic brake by repeating the application / non-application of the DC voltage.
Controlling the switching of the switching circuit;
The DC power supply device for an electromagnetic brake , wherein the application time is less than half of the cycle of the AC voltage .
前記全波整流回路は、前記シリコン制御整流素子のゲート及びアノード間に、直列に接続されたダイオード及び抵抗器を有すること
を特徴とする請求項1に記載の電磁ブレーキ用直流電源装置。
The DC power supply device for an electromagnetic brake according to claim 1, wherein the full-wave rectifier circuit includes a diode and a resistor connected in series between a gate and an anode of the silicon controlled rectifier element.
前記半導体スイッチング素子は、前記電磁ブレーキに直列に接続してあり、
直列接続された前記電磁ブレーキ及び半導体スイッチング素子に並列に接続されたダイオードを備え、
前記遮断回路は、前記全波整流回路の出力電圧に応じて前記半導体スイッチング素子による遮断を行うようにしてあること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電磁ブレーキ用直流電源装置。
The semiconductor switching element is connected in series to the electromagnetic brake ,
A diode connected in parallel to the electromagnetic brake and the semiconductor switching element connected in series;
The DC power supply device for an electromagnetic brake according to claim 1 or 2, wherein the cutoff circuit is configured to cut off by the semiconductor switching element in accordance with an output voltage of the full-wave rectifier circuit.
前記遮断回路は、The interruption circuit is
前記全波整流回路の高電位側出力及び低電位側出力の間に直列接続された第1抵抗及び第2抵抗と、A first resistor and a second resistor connected in series between a high-potential side output and a low-potential side output of the full-wave rectifier circuit;
該第2抵抗にそれぞれ並列に接続されたコンデンサ及びツェナーダイオードとA capacitor and a zener diode respectively connected in parallel to the second resistor;
を有し、Have
前記第1抵抗及び前記第2抵抗間の電圧に応じて前記半導体スイッチング素子の制御を行うようにしてあることThe semiconductor switching element is controlled according to the voltage between the first resistor and the second resistor.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の電磁ブレーキ用直流電源装置。The DC power supply device for electromagnetic brakes according to any one of claims 1 to 3.
前記制御回路は、
前記印加時間を決める抵抗器及びコンデンサの時定数回路と、
入力される交流電圧の正振幅期間又は負振幅期間を検出するフォトカプラと
を有し、
該フォトカプラの検出結果に基づいて交流電圧の周波数を判別し、該周波数に応じて前記時定数回路の時定数を調整するようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の電磁ブレーキ用直流電源装置。
The control circuit includes:
A time constant circuit of resistors and capacitors for determining the application time;
A photocoupler that detects a positive amplitude period or a negative amplitude period of an input AC voltage, and
To determine the frequency of the AC voltage based on a detection result of the photo-coupler, any of claims 1 to 4, characterized in that in response to the frequency are to adjust the time constant of the time constant circuit The DC power supply device for electromagnetic brakes as described in any one .
前記制御回路は、
前記所定期間を決める抵抗器及びコンデンサの時定数回路と、
交流電圧の入力が停止された場合に、前記時定数回路のコンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電回路と
を有すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の電磁ブレーキ用直流電源装置。
The control circuit includes:
A resistor and capacitor time constant circuit for determining the predetermined period;
When the input AC voltage is stopped, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it has a discharge circuit for discharging the charge stored in the capacitor of the time constant circuit DC power supply for electromagnetic brakes .
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