直流电源电路和使用该直流电源电路的漏电断路器制造技术

本发明专利技术提供在大的使用电压范围中能够使向作为负载的漏电检测电路供给的电流稳定地保持为恒流的直流电源电路和使用它的漏电断路器。其所用恒流电路包括：使集电极与整流电路的输出端连接的第一晶体管、连接在该第一晶体管的发射极与负载电路之间的第一电阻、连接在第一晶体管的集电极与基极之间的第二电阻、使它的发射极－集电极电路连接在第一晶体管的基极与发射极之间的第二晶体管、连接在该第二晶体管的发射极与基极之间的第三电阻、和连接在第二晶体管的基极与负载电路之间的恒压二极管，通过所述第一电阻向负载电路供给所述第一和第二两个晶体管的输出电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，例如，用于向漏电断路器那样的内藏在交流电路中使用的设备中的电子电路供电的直流电源电路。
技术介绍
图4表示漏电断路器1的一般构成。该图4的漏电断路器1是监视包含与电源侧端子2连接的交流供电电路和与负载侧端子3连接的电动机等的负载电路的供电电路中的漏电，当检测出漏电时，断开该系统，保护该供电电路不受漏电损害的设备。因此，在漏电断路器1中，备有进行供电电路开闭的开闭接点8、为了检测供电电路的漏电流而插入供电电路的零相变流器5、由从它的输出信号判定有无漏电的电子电路构成的漏电检测电路6、根据漏电检测电路6的漏电检测信号驱动的用于断开供电电路的开闭接点8的断路装置7、和将从供电电路得到的交流电压变换到直流电压供给漏电检测电路6和断路装置7的直流电源电路4。该电源电路4持有对3相或单相的交流电源电压进行整流变换成直流，而且一直降到漏电检测电路6等能够工作的电压并实现稳定化的功能。图5表示直流电源电路的已有技术的一个例子。该已有电源电路在由整流电路41对3相交流电压进行整流变换成直流电压后，恒流电路43以使加到漏电检测电路6和断路装置7的电压成为低电压值的方式进行恒流控制。恒流电路43由晶体管Tr1、恒压二极管ZD1、电阻r1和r2构成。晶体管Tr1，因为基极电压成为由恒压二极管ZD1的齐纳电压决定的恒压，从而以与整流电压Vi的大小无关使从发射极输出的电流Ie保持恒定的方式进行控制。供给负载的电流I，如由公式(1)定义的那样，成为流过晶体管Tr1的发射极一侧的电流Ie和流过恒压二极管ZD1一侧的电流Ib之和(请参照公式(1))。因为通常以形成IIe、Ie＞Ib的关系的方式选定电阻r1和r2的值，所以如从公式(2)可以看到的那样，因为晶体管Tr1的基极-发射极间的电压Ve和插入该电路的恒压二极管ZD1的齐纳电压VZ1大致相等，所以由恒压二极管ZD1的齐纳电压VZ1和控制电阻r2决定电流I的值。又，流过电阻r1和恒压二极管ZD1的电流如公式(3)所示。I＝Ie+Ib(1)Ie＝Ve/r2＝VZ1/r2(2)Ib＝(Vi-Vb)/r1(3)在上述各式中，I负载电流，Ie流过电阻r2的电流，Ib流过电阻r1和恒压二极管ZD1的电流，Vi整流电压，Vb晶体管Tr1的基极电压，Ve电阻r2的端子电压。将该电源电路4的输出电流供给电容C2、断路装置7和漏电检测电路6。漏电检测电路6，当检测出漏电时将漏电检测信号作为栅极信号给予闸流管TH，使该闸流管TH接通，驱动断路装置7的断路线圈TC，使断路机构71工作，断开开闭接点8的图中未画出的投入机构。此外，为了确保驱动断路线圈TC所需的电压设置恒压二极管ZD2。该已有电路，如将使用电压固定在100V或200V等的情形那样，当使用电压的范围窄时，或当负载电流I为数A以上比较大时，即便使用电压发生变化，也能够稳定地保持负载电流I大致恒定，但是在实际用于漏电断路器的情形中，使用电压的范围为100V～400V很宽，且漏电流检测电路等要求的电流为数mA很小。而且，流过上述恒流电路的恒压二极管ZD1的电流Ib为数百μA量级很小，但是当负载电流I很小时不能够忽略。因此，当在电压为100V～400V范围内使用已有电路时，如图6所示，即便能够使晶体管Tr1的输出电流Ie恒定，因为流过电阻r1和恒压二极管ZD1的电路的电流Ib与电压增加成正比地增加，所以成为Ib和Ie之和的负载电流I如图6所示与电压增加一起增加。当供给漏电检测电路6的电流这样地变化时，这里使用的模拟放大电路和比较器(图中未画出)的工作条件发生变化，漏电检测特性随使用电压而变化，不能够得到稳定的检测精度。为了消除这种不合适的情况，提出了如专利文献1所示的那种电源电路作为即便大幅度改变使用电压也能够提供比较稳定的电流的恒流电源电路。图7是表示该专利文献1所示电源电路的图。该图7的电源电路43由2个晶体管Tr1、Tr2和3个电阻r1～r3构成恒流电路。除此以外的构成与图5的已有电路大致相同。在该图7的已有电源电路中，当使用电压低时，因为流过电阻r2、r3的电流小，电阻r3的电压降小，所以晶体管Tr2的基极电位低，使晶体管Tr2断开。因此，晶体管Tr1的基极电位升高，使晶体管Tr1接通，通过该晶体管Tr1和电阻r3向漏电检测电路6供给负载电流。当使用电压高时，因为流过电阻r2、r3的电流增大，电阻r3的电压降变大，所以晶体管Tr2的基极电位上升，使晶体管Tr2接通，晶体管Tr1断开。这时，通过电阻r1和晶体管Tr2供给负载电流，通过与高电压对应地选择电阻r1的值，限制负载电流I，能够得到与电压低时的负载电流相同程度的大小。所以，如果根据该图7的已有电路，则即便使用电压在100V～400V范围内变化，也能够向漏电检测电路6供给大致恒定的电流。日本特开2000-357446号专利公报。上述图7的已有电源电路，与使用电压相应(实际上与电流相应)使2个晶体管中的某一方工作(接通)进行规定的恒流控制，但是因为从2个晶体管通过电路常数不同的电流供给路径向负载(漏电检测电路)供给电流，所以要在大的使用电压范围的全部区域中正确地供给恒流是困难的。从而即便在该已有电路中，也不能够完全除去由使用电压引起的漏电检测特性的变动。
技术实现思路
本专利技术将为了除去在这种已有电路中的不合适情况，提供即便在大的使用电压范围中也能够使向作为负载的漏电检测电路供给的电流稳定地保持为恒流的直流电源电路和使用它的漏电断路器作为课题。为了解决上述课题，本专利技术的特征是，在备有从将由交流电源供给的交流电压变换成直流电压的整流电路，将电压比该整流电路的输出电压低的恒流供给负载的控制电路的恒流电路的直流电源电路中，上述恒流电路备有使集电极与上述整流电路的输出端连接的第一晶体管、连接在该第一晶体管的发射极与负载电路之间的第一电阻、连接在第一晶体管的集电极与基极之间的第二电阻、将它的发射极-集电极电路连接在该第一晶体管的基极与发射极之间的第二晶体管、连接在该第二晶体管的发射极与基极之间的第三电阻、和连接在第二晶体管的基极与负载电路之间的恒压二极管，通过上述第一电阻向负载电路供给上述第一和第二两个晶体管的输出电流。根据本专利技术的漏电断路器的特征是它是以装入这种电源电路，从该电源电路向漏电断路器内的漏电检测电路供给恒流的方式构成的。这时，可以通过电阻使漏电断路器的交流主电路与上述电源电路的整流电路的交流一侧连接，使平滑电容与整流电路的直流一侧连接。又，在3相交流用的漏电断路器的情形中，使数值相等的电阻与上述整流电路交流一侧的各相连接。当如本专利技术那样构成直流电源电路时，能够随着整流电路的直流输出电压的变化相补地增减从第一晶体管向负载供给的电流和从第二晶体管向负载供给的电流，使供给负载的电流与整流电路的输出电压的大小无关保持恒定。所以，在备有该直流电源电路的漏电断路器中，能够使漏电检测电路的漏电检测特性在大的使用电压范围内保持稳定。附图说明图1是表示本专利技术的实施例1的直流电源电路的电路构成图。图2是表示本专利技术的直流电源电路的电压-电流特性的曲线图。图3是表示本专利技术的实施例2的直流电源电路的电路构成图。图4是表示一般的漏电断路器的电构成的图。图5是表示已有的直流电源电路的电路构成图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源电路，具有：恒流电路，该恒流电路从将由交流电源供给的交流电压变换成直流电压的整流电路，将电压比该整流电路的输出电压低的恒流供给负载的控制电路，其特征在于：所述恒流电路包括：使集电极与所述整流电路的输出端连接的第一晶体管； 连接在该第一晶体管的发射极与负载电路之间的第一电阻；连接在第一晶体管的集电极与基极之间的第二电阻；将它的发射极－集电极电路连接在该第一晶体管的基极与发射极之间的第二晶体管；　连接在该第二晶体管的发射极与基极之 间的第三电阻；和连接在第二晶体管的基极与负载电路之间的恒压二极管，通过所述第一电阻向负载电路供给所述第一和第二两个晶体管的输出电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：辻伸彦，浅野久伸，
申请(专利权)人：富士电机机器制御株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]