JPH03218217A - 突入電流防止回路付電源回路 - Google Patents
突入電流防止回路付電源回路Info
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- JPH03218217A JPH03218217A JP1439390A JP1439390A JPH03218217A JP H03218217 A JPH03218217 A JP H03218217A JP 1439390 A JP1439390 A JP 1439390A JP 1439390 A JP1439390 A JP 1439390A JP H03218217 A JPH03218217 A JP H03218217A
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- Japan
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- circuit
- voltage
- power supply
- inrush current
- current
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、スイッチング電源等に使用される突入電流
防止回路付電源回路に関するものである。
防止回路付電源回路に関するものである。
[従来の技術1
第2図は従来のこの種の突入電流防止回路付電源回路を
示すもので、図示のように突入電流防止回路400はト
ライアック401と抵抗器402を並列接続し、ダイオ
ードブリッジによる整流回路200と交流電源1との間
に直列に挿入したものが多《使用されている。
示すもので、図示のように突入電流防止回路400はト
ライアック401と抵抗器402を並列接続し、ダイオ
ードブリッジによる整流回路200と交流電源1との間
に直列に挿入したものが多《使用されている。
トライアック401のゲート信号は、DC一DCコンバ
ータ500の1・ランス501にトランス巻線506を
設け、これを突入電流防止回路400のダイオード40
4,コンデンサ405等によって整流,平滑して与える
ように構成されている。
ータ500の1・ランス501にトランス巻線506を
設け、これを突入電流防止回路400のダイオード40
4,コンデンサ405等によって整流,平滑して与える
ように構成されている。
整流回路200の直流出力は平滑コンデンサ2に直結さ
れ、この出力によりDC−DCコンバータ500に電力
を供給する。
れ、この出力によりDC−DCコンバータ500に電力
を供給する。
DC−DCコンバータ500は、トランス501,スイ
ッチング素子502,ゲート回路503,ダイオード5
04,コンデンサ505等からなっている。
ッチング素子502,ゲート回路503,ダイオード5
04,コンデンサ505等からなっている。
なお、100は雑音防止用チョークコイル、403は抵
抗器、Lは負荷、SWは電源スイッチを示す この回路の突入電流防止機能は次のとおりである。
抗器、Lは負荷、SWは電源スイッチを示す この回路の突入電流防止機能は次のとおりである。
トライアック401のゲートトリガ信号はDC−DCコ
ンバータ500が発振動作をしているときのみ発生する
ようになっているので、この電源装置に交流電源1を投
入した直後はトライアツク401はオフしている。した
がって、抵抗器4o2と整流器200を通して平滑コン
デンサ2が徐々に充電される。抵抗器402の抵抗値を
R+、交流電源1の電圧を■Acとすると交流電源電流
Ipはそのピーク値が、 以下に抑制される。平滑コンデンサ2の充電電圧が所定
の電圧に達すると、DC−DCコンバータ500が発振
動作を始め、トランス巻線506に高周波電圧が発生し
、これを整流,平滑してトライアック401がトリガさ
れるとトライアック401はターンオンして、それまで
抵抗器402を通して流れていた充電電流はトライアッ
ク401を通して流れる。以降この動作を継続する。ト
ライアック401のオン電圧は定格電流条件で通常1.
5V<らいであり、定常的な電流通電による損失は小さ
くおさえることができる。
ンバータ500が発振動作をしているときのみ発生する
ようになっているので、この電源装置に交流電源1を投
入した直後はトライアツク401はオフしている。した
がって、抵抗器4o2と整流器200を通して平滑コン
デンサ2が徐々に充電される。抵抗器402の抵抗値を
R+、交流電源1の電圧を■Acとすると交流電源電流
Ipはそのピーク値が、 以下に抑制される。平滑コンデンサ2の充電電圧が所定
の電圧に達すると、DC−DCコンバータ500が発振
動作を始め、トランス巻線506に高周波電圧が発生し
、これを整流,平滑してトライアック401がトリガさ
れるとトライアック401はターンオンして、それまで
抵抗器402を通して流れていた充電電流はトライアッ
ク401を通して流れる。以降この動作を継続する。ト
ライアック401のオン電圧は定格電流条件で通常1.
5V<らいであり、定常的な電流通電による損失は小さ
くおさえることができる。
[発明が解決しようとする課題]
従来の突入電流防止回路付電源回路は、以上のように構
成され動作するので、次のような問題点があった。
成され動作するので、次のような問題点があった。
1)電源の高性能化を目的とした高周波化に対し、トラ
イアック401のゲートトリガ感度がパルス幅が狭《な
ると低下するので、ゲート駆動電流を増さねばならず、
ゲート駆動回路の損失が増大する(DC−DCコンバー
タ500のスイッチング300KHzではIW位消費す
る)。
イアック401のゲートトリガ感度がパルス幅が狭《な
ると低下するので、ゲート駆動電流を増さねばならず、
ゲート駆動回路の損失が増大する(DC−DCコンバー
タ500のスイッチング300KHzではIW位消費す
る)。
2)突入電流制限用の抵抗器402は大きな瞬時的な電
力損失に耐える必要があり、比較的大型のセメント抵抗
器が使用されるが、これはヒューズ機能の内蔵等で高価
である。
力損失に耐える必要があり、比較的大型のセメント抵抗
器が使用されるが、これはヒューズ機能の内蔵等で高価
である。
3)交流電源1の瞬断などDC−DCコンバータ500
が停止しないうちに電源が再投入されると、トライアッ
ク401を通して平滑コンデンサ2への充電電流が流れ
る。この時には突入電流防止機能が働かないため、整流
回路200やトライアック401,電源スイッチSWに
はサージ電流耐量の強い大形のものが必要となる。
が停止しないうちに電源が再投入されると、トライアッ
ク401を通して平滑コンデンサ2への充電電流が流れ
る。この時には突入電流防止機能が働かないため、整流
回路200やトライアック401,電源スイッチSWに
はサージ電流耐量の強い大形のものが必要となる。
4)DC−DCコンバータ500をモジュール化して多
出力電源を構成する場合、DC−DCコンバータモジュ
ールからトライアック駆動用の出力端子を設けなければ
ならず、小形化,経済性で問題がある。
出力電源を構成する場合、DC−DCコンバータモジュ
ールからトライアック駆動用の出力端子を設けなければ
ならず、小形化,経済性で問題がある。
5) D C − D C ml :/バータ5oOの
トランス501にトライアツクトリガ用のトランス巻線
506が必要で高価になる。
トランス501にトライアツクトリガ用のトランス巻線
506が必要で高価になる。
なお、トライアツク401のかわりにサイリスクを使用
して整流回路200の直流出力側に平滑コンデンサ2と
直列に接続して構成したサイリスタ方式の突入電流防止
回路も使用されているが、上記トライアック方式と同様
の欠点を持っている。
して整流回路200の直流出力側に平滑コンデンサ2と
直列に接続して構成したサイリスタ方式の突入電流防止
回路も使用されているが、上記トライアック方式と同様
の欠点を持っている。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、高周波で使用しても制御電力損失が小さく
、小形で電源の瞬断に対しても応答の良い突入電流防止
回路付電源回路を得ることを目的とする。
れたもので、高周波で使用しても制御電力損失が小さく
、小形で電源の瞬断に対しても応答の良い突入電流防止
回路付電源回路を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段]
この発明は、突入電流防止回路として絶縁ゲート形八イ
ボーラトランジスタを用い、この絶縁ゲート形バイポー
ラトランジスタのコレクタ・エミッタと電流検出抵抗器
の直列接続体を主電流回路とし、電流検出抵抗器に流れ
る主電流を検出して、所定値以上の主電流が流れると絶
縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲート電圧の抑制
をするゲート電圧抑制回路と、整流回路の出力電圧を分
圧して絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲートに
印加する分圧回路とを備えたものである。
ボーラトランジスタを用い、この絶縁ゲート形バイポー
ラトランジスタのコレクタ・エミッタと電流検出抵抗器
の直列接続体を主電流回路とし、電流検出抵抗器に流れ
る主電流を検出して、所定値以上の主電流が流れると絶
縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲート電圧の抑制
をするゲート電圧抑制回路と、整流回路の出力電圧を分
圧して絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲートに
印加する分圧回路とを備えたものである。
[作用]
この発明においては、交流電源の投入により整流回路か
ら出力が出ると、IGBTのゲート電圧が上昇し、ター
ンオンし、平滑コンデンサの充電が始まる。この充電電
流は電流検出抵抗器に電圧降下を発生し、これをゲート
電圧抑制回路が用いてI GBTを定電流動作するよう
に制御するので、突入電流もクリップされる。
ら出力が出ると、IGBTのゲート電圧が上昇し、ター
ンオンし、平滑コンデンサの充電が始まる。この充電電
流は電流検出抵抗器に電圧降下を発生し、これをゲート
電圧抑制回路が用いてI GBTを定電流動作するよう
に制御するので、突入電流もクリップされる。
[実施例]
以下、この発明の一実施例を第1図に基づいて説明する
。
。
第1図において、300は突入電流防止回路で、主電流
回路は整流回路200の直流出力端子間に平滑コンデン
サ2と直列接続されている。この主電流回路はIGBT
301のコレクタ・エミッタ間と電流検出抵抗器302
の直列回路で構成される。I GBT301のゲートは
抵抗器308と定電圧ダイオード307からなる分圧回
路を介して整流回路200の正出力端子から給電される
。また、電流検出抵抗器302の両端はnpnトランジ
スタ305のベース・エミッタ間に抵抗器303,30
4を介して接続される。npn トランジスタ305の
コレクタはI GBT301のゲートに接続され、ゲー
ト電圧抑制回路306が構成される。その他の部分は従
来の回路と同様なものであるが、この実施例では平滑コ
ンデンサ2の両端に接続されたDC−DCコンバータ5
00のトランス巻線からは突入電流制御用電力を得てい
ない。なお、309はダイオードである。
回路は整流回路200の直流出力端子間に平滑コンデン
サ2と直列接続されている。この主電流回路はIGBT
301のコレクタ・エミッタ間と電流検出抵抗器302
の直列回路で構成される。I GBT301のゲートは
抵抗器308と定電圧ダイオード307からなる分圧回
路を介して整流回路200の正出力端子から給電される
。また、電流検出抵抗器302の両端はnpnトランジ
スタ305のベース・エミッタ間に抵抗器303,30
4を介して接続される。npn トランジスタ305の
コレクタはI GBT301のゲートに接続され、ゲー
ト電圧抑制回路306が構成される。その他の部分は従
来の回路と同様なものであるが、この実施例では平滑コ
ンデンサ2の両端に接続されたDC−DCコンバータ5
00のトランス巻線からは突入電流制御用電力を得てい
ない。なお、309はダイオードである。
次に、第1図の実施例の動作について説明する。
交流電源1が投入されると、整流回路200の両端に整
流電圧が発生ずる。この電圧が抵抗器308を通してI
GBT301のゲート電圧を上昇させる。I GBT3
0 1のしきい値電圧をこえるとI GBT30 1は
ターンオンし、IGBT301と電流検出抵抗器302
を通して平滑コンデンサ2の充電が始まる。この時、充
電電流は電流検出抵抗器302に電圧降下を発生し、抵
抗器303,304による分圧電圧がnpn トランジ
スタ305のベース・エミッタ間障壁電位をこえるとコ
レクタ電流が流れ、IGBT301のゲト電圧を下げる
ように動作する。IGBT301はこの結果定電流動作
を示し、 で突入電流はクリップされる。
流電圧が発生ずる。この電圧が抵抗器308を通してI
GBT301のゲート電圧を上昇させる。I GBT3
0 1のしきい値電圧をこえるとI GBT30 1は
ターンオンし、IGBT301と電流検出抵抗器302
を通して平滑コンデンサ2の充電が始まる。この時、充
電電流は電流検出抵抗器302に電圧降下を発生し、抵
抗器303,304による分圧電圧がnpn トランジ
スタ305のベース・エミッタ間障壁電位をこえるとコ
レクタ電流が流れ、IGBT301のゲト電圧を下げる
ように動作する。IGBT301はこの結果定電流動作
を示し、 で突入電流はクリップされる。
IGBT301は活性部動作をするため、突入電流印加
時は最大VAcX5xIcpの瞬時電力が印加されるが
、通常この電力の印加時間はSms以内であり、電源投
入が低温状態から行われることを考えると、IGBT3
01の安全動作領域内に収まるよう設計することは比較
的容易である。
時は最大VAcX5xIcpの瞬時電力が印加されるが
、通常この電力の印加時間はSms以内であり、電源投
入が低温状態から行われることを考えると、IGBT3
01の安全動作領域内に収まるよう設計することは比較
的容易である。
平滑用コンデンサ2への充電が進行すると充電電流が減
少し、定電流設定値I cp以下になると■GBT30
1は定電圧ダイオード307のクランブ電圧でゲート
バイアスされ完全にオン状態となる。このため、定常状
態でのオン電圧は1.5v程度と小さ《、損失はトライ
アックを使用した従来回路と同等まで減らすことができ
る。
少し、定電流設定値I cp以下になると■GBT30
1は定電圧ダイオード307のクランブ電圧でゲート
バイアスされ完全にオン状態となる。このため、定常状
態でのオン電圧は1.5v程度と小さ《、損失はトライ
アックを使用した従来回路と同等まで減らすことができ
る。
主要部分の回路定数の具体例を示すと下記のようになる
。
。
IGBT(301)=CT20TM−8R (3021
=0. 1 2Ω R(3031=560Ω R(3041=560Ω T r (305) = 2 3 C 2 6 0 3
DZ(3071 =20V R(3081 =47KΩ VAC= 1 0 0 V r m s]2)=370
μF D(309) =SR I FM−8 IGBT301は電圧駆動形デバイスでオン状態を維持
する電流を流す必要がないため、ゲートバイアス用の抵
抗を高く設計することができる。
=0. 1 2Ω R(3031=560Ω R(3041=560Ω T r (305) = 2 3 C 2 6 0 3
DZ(3071 =20V R(3081 =47KΩ VAC= 1 0 0 V r m s]2)=370
μF D(309) =SR I FM−8 IGBT301は電圧駆動形デバイスでオン状態を維持
する電流を流す必要がないため、ゲートバイアス用の抵
抗を高く設計することができる。
したがって制御回路の損失が小さい(前記定数で約0.
4W)。同様な回路構成はバイボーラTrやMOSFE
Tでも実現可能ではあるが、バイボーラTrではバイア
ス抵抗を低い値に選定する必要があり、駆動回路損失大
となって実用性に問題がある。また、MOSFETでは
オン電圧が高く定常動作時のオン状態損失大となり、低
損失化するにはコストがかかりすぎる等の問題点がある
。
4W)。同様な回路構成はバイボーラTrやMOSFE
Tでも実現可能ではあるが、バイボーラTrではバイア
ス抵抗を低い値に選定する必要があり、駆動回路損失大
となって実用性に問題がある。また、MOSFETでは
オン電圧が高く定常動作時のオン状態損失大となり、低
損失化するにはコストがかかりすぎる等の問題点がある
。
このような点でIGBT301を応用したこの実施例の
回路は最も実用性の高いものと言える。
回路は最も実用性の高いものと言える。
なお、第1図の実施例において、定電圧ダイオード30
7は抵抗器に置換えることができる。また、ダイオード
309は整流回路200の逆回復電流や接合容量によっ
てIGBT301のオフ時に逆電圧が印加されるのを防
ぐために接続したものであるが、なくても同様な動作を
することは可能である。
7は抵抗器に置換えることができる。また、ダイオード
309は整流回路200の逆回復電流や接合容量によっ
てIGBT301のオフ時に逆電圧が印加されるのを防
ぐために接続したものであるが、なくても同様な動作を
することは可能である。
〔発明の効果]
以上説明したように、この発明は、突入電流防止回路と
して絶縁ゲート形パイボーラトランジス1 1 夕を用い、この絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの
コレクタ・エミッタと電流検出抵抗器の直列接続体を主
電流回路とし、これに電流検出抵抗器に流れる主電流を
検出して、所定値以上の主電流が流れると絶縁ゲート形
バイポーラトランジスタのゲート電圧の抑制をするゲー
ト電圧抑制回路と、整流回路の出力電圧を抵抗器と定電
圧ダイオードにより分圧して絶縁ゲート形バイポーラト
ランジスタのゲートに印加する分圧回路とを備えたので
、以下のような効果が得られる。
して絶縁ゲート形パイボーラトランジス1 1 夕を用い、この絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの
コレクタ・エミッタと電流検出抵抗器の直列接続体を主
電流回路とし、これに電流検出抵抗器に流れる主電流を
検出して、所定値以上の主電流が流れると絶縁ゲート形
バイポーラトランジスタのゲート電圧の抑制をするゲー
ト電圧抑制回路と、整流回路の出力電圧を抵抗器と定電
圧ダイオードにより分圧して絶縁ゲート形バイポーラト
ランジスタのゲートに印加する分圧回路とを備えたので
、以下のような効果が得られる。
■ 装置の消費電力が低減でき、高周波化への対応が容
易である。
易である。
■ 電源の瞬断等による電源の再投入に対しても突入防
止が働くので保護が完全となり、整流回路,電源スイッ
チにはサージ電流耐量の低い小形,安価なものが使用可
能となり、平滑コンデンサのリップル耐量も低いものが
使える。
止が働くので保護が完全となり、整流回路,電源スイッ
チにはサージ電流耐量の低い小形,安価なものが使用可
能となり、平滑コンデンサのリップル耐量も低いものが
使える。
■ DC−DCコンバータと突入電流防止回路が独立し
ているので、DC−DCコンバータのモジュール化によ
る多出力化に対応することが容易1 2 で、トランスも巻線が減り安価になる。
ているので、DC−DCコンバータのモジュール化によ
る多出力化に対応することが容易1 2 で、トランスも巻線が減り安価になる。
■ 電流検出抵抗器には突入時にも大きな電力は印加さ
れないので、小形のものが使用でき、セットの小形化が
可能になる。
れないので、小形のものが使用でき、セットの小形化が
可能になる。
第1図はこの発明の突入電流防止回路付電源回路の構成
を示す図、第2図は従来の突入電流防止回路付電源回路
を示す図である。 図において、1は交流電源、2は平滑コンデンサ、10
0は雑音防止用チョークコイル、200は整流回路、3
00は突入電流防止回路、301はI GBT、302
は電流検出抵抗器、306はゲート電圧抑制回路、30
7は定電圧ダイオード、308は抵抗器、500はDC
−DCコンバータである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
を示す図、第2図は従来の突入電流防止回路付電源回路
を示す図である。 図において、1は交流電源、2は平滑コンデンサ、10
0は雑音防止用チョークコイル、200は整流回路、3
00は突入電流防止回路、301はI GBT、302
は電流検出抵抗器、306はゲート電圧抑制回路、30
7は定電圧ダイオード、308は抵抗器、500はDC
−DCコンバータである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 交流電源に接続されたダイオードブリッジによる整流回
路と、この整流回路の直流出力側に接続された平滑コン
デンサと突入電流防止回路との直列接続体と、前記平滑
コンデンサの両端に並列に接続されたインバータ回路を
含み負荷に電力を供給する電源回路において、前記突入
電流防止回路として絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タを用い、この絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの
コレクタ・エミッタと電流検出抵抗器との直列接続体を
主電流回路とし、前記電流検出抵抗器に流れる主電流を
検出して、所定値以上の主電流が流れると前記絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタのゲート電圧の抑制をする
ゲート電圧抑制回路と、前記整流回路の出力電圧を分圧
して前記絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲート
に印加する分圧回路とを備えたことを特徴とする突入電
流防止回路付電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1439390A JPH03218217A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 突入電流防止回路付電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1439390A JPH03218217A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 突入電流防止回路付電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218217A true JPH03218217A (ja) | 1991-09-25 |
Family
ID=11859817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1439390A Pending JPH03218217A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 突入電流防止回路付電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218217A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110673010A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种测算功率半导体器件的栅极内阻的方法及装置 |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP1439390A patent/JPH03218217A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110673010A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种测算功率半导体器件的栅极内阻的方法及装置 |
| CN110673010B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-01-21 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种测算功率半导体器件的栅极内阻的方法及装置 |
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