JPH03230761A

JPH03230761A - 整流装置

Info

Publication number: JPH03230761A
Application number: JP2025351A
Authority: JP
Inventors: Masataka Mihara; 三原　正隆
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1991-10-14

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はＡＣ入力電圧の広い範囲にわたって使用可能な
直流出力電源の整流装置に関する。

従来の技術近年民生機器分野においても２００ボルト系の機器が増
え、安価で小形の交流入力電圧が１００〜２００ボ／Ｌ
／　）全域で使用できるユニバーサル電源が求められて
きている。それを実現するためには、入力電圧範囲が広
いので、電源投入時の突入電流が大きい場合があり、一
般に、パワースイッチを投入したときに発生する突入電
流を制限する素子としてパワーサーミスタが用いラレル
。

第３図に示すように、整流素子である整流ダイオード２
２Ｌ　、２ｂ　、２０．２ｄで全波整流ができるように
ブリッジ結線され、そのＡＣ入力側にパワーサーミスタ
１６．３ｆがＡＣ電源６０両端子からの入力線の各々に
挿入されている。そのＡＣ入力回路にはパワースイッチ
５が配置されている。

ブリッジ結線の全波整流出力両端には平滑コンデンサ４
Ｎ　、４ｂが直列接続されている。その平滑コンデンサ
４ａ、４ｂの直列接続点よりＩＣで構成されたスイッチ
ＩＣ３を介してブリッジ結線のムＣ側入力端子の一方に
接続されている。

つぎに、これらの各構成要素の関連動作を説明する。

第４図はパワーサーミスタの抵抗値と温度の関係を示し
ており、斜めの直線１本１本が１つのサーミスタの特性
を表わしてあり、直線にある番号は各特性を有するサー
ミスタの番号である。

第４図の抵抗−温度特性曲線口・ツに示すように、低温
では高抵抗値を持ちパワースイッチ５をＯＮしたときに
発生する突入電流を１′１ｉｌＩ限する。しかし電源が
動作しパワーサーミスタ１　ｅｌ　、１　ｆが商温にな
ってさら低抵抗となり、電流をあまり制限しなくなる。

しかしパワースイッチ５を再投入すると、パワーサーミ
スタ１ｅ、１ｆの抵抗値が発熱による高温のため小さい
のでパワーサーミスタの２ｂ：流制限能力は減少する。

それを防ぐために、でる温時の残留抵抗の大きいパワー
サーミスタ１ｅ、１ｆを選んだ場合、パワーサーミスタ
１１５．１　ｆの消費電力が大きくなり、温度が極度に
上昇するという問題が発生するっしかしこの従来例はパ
ワーサーミスタを２つに分割し、各々のサーミスタ１１
５゜１ｆの消費電力を少しでも小さくし温度上昇を少な
くしようと試みているものである。ここで、スイッチＩ
Ｃ３は、パワースイッチ５ＯＮの後、ＡＣ入力電圧を検
知し、全波整流と倍電圧整流動作のきりかえ用である。

これトこ対し第２図の別の従来例は、パワーサーミスタ
１ｃ、１ｄを整流ダイオード２ａ　、２ｂ　。

２ｃ　、２ｄの後に位置させ、パワーサーミスタ１Ｃ１
１ｄの消費電力をさらに小さくし、温度上昇をさらに少
なくしようと試みだ方式である。つまり、高いＡＣ入力
電圧ときよりも低いＡＣ入力重圧ときの方が電源の消費
電流が多いだめ、低いムＣ入力電圧ときのパワーサーミ
スタ１ｃ、１ｄの消費電力を小さくしたものである。す
なわち、低いＡＣ入力電圧ときの定常動作の場合は、整
流方式切換用のスイッチＩＣ３がＯＮＬ倍電圧整流とな
るため、ＡＣ人力゛市圧が正相の場合の定常電流経路は
、パワースィッチ６．整流グイオート２＆、パワーサー
ミスタ１０．平滑コンデンサ４八、ヌ・イノチＩＣ３，
ＡＣ市源６となり、またＡＣ入力電圧が逆相の場合の電
流経路は、ＡＣ電源６．スイッチＩＣ３，平滑コンデン
サ４ｂ、ハフ−サーミスタ１ａ、整流ダイオード２Ｃ，
パワースイッチ５となり、パワーサーミスタＩＣ，１ｄ
を通る”混流は学友のみとなりそれらの温度上昇は少を
ぐ■る。Ｌ、６＝Ｌながら、パワースィッチ５投入時は
またスイｙ　茶Ｉ　Ｃ３がまだＯＮしていないだめ全波
整１土方式となり、電流経路に２つのパワーサーミスタ
１０，１ｄが直列に挿入されることトナリ、パワーサー
ミスタ１ｃ、１ｄの低温時抵抗慎を−きぐＬ子きると低
温時の電流制限が犬きぐｉりすきて゛τ１：源起動が困
難となる危険性がある。

また、傷いＡＣ入力電圧ときの整流方式も全波Ｖ：パ［
方式と唸るたり、定常電流経路に２つのパワーサーミス
タＩＣ，１ｄが直列に挿入されるため、第３　’；；’
；　：”Ｊ）　ｊ、℃来万弐シてくらべてもパワーサー
ミスタ１ｃ、１ｄの温度上昇は何ら改善されていない。

発明が解決しようとする課題以上のように従来の整流装置では、・２ワースイノチ５
の投入時には充分な電流制限機能を有するような高抵抗
のサーミスタを挿入すると、定常動作時のサーミスタの
損失が大きく、また、その抵抗値を下げるとパワースイ
ッチ５の遮断後、すぐ再投入するとサーミスタの温度が
高いため充分な電流制限機能がなくなるという課題を有
している。

また、サーミスタを分割して、できるだけ１つのサーミ
スタの発熱を下げる方法もあるが、不充分であった。

本発明は上記課題に留意し、パワースイッチ投入ときに
は充分な電流制限が行われ、定常時は損失が少ない整流
装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段本発明の上記目的を達成するために、本発明は複数の整
流素子を全波整流が行われるようにブリッジ結線し、そ
の交流入力回路にはパワースイノチとしての第１のスイ
ッチを挿入し、ブリッジ結線の直流高力回路には直流出
力平滑用の複数の平滑コンデンサを直列接続し、またブ
リッジ結線の交流入力端子のいずれか一方に接続された
整流素子の各々にサーミスタを直列挿入し、このサーミ
スタが挿入された交流入力端子と直列接続された中間点
を第２のスイッチを介して接続する構成とし、この第２
のスイッチが第１のスイッチ投入後、投入される整流装
置の構成としたものである。

さらに第２のスイッチを、交流入力電圧に応じて開閉を
行ない、自動的に整流方式をきりかえる手数を加えた整
流装置の構成としたものである。

作用上記構成の本発明の整流装置は、まずパワースイッチで
ある第１のスイッチが投入されると、全波整流回路とし
て動作し、正相、逆相の半波ごとに、サーミスタを介し
て整流電流がながれ、平滑コンデンサで平滑され直流電
圧が得られる。このパワースイッチ投入時は、サーミス
タは捷だ発熱していないので充分な電流制限抵抗として
動作する。つぎに第２のスイッチが制御されて遅れて投
入されると、倍電圧電流回路が形成され、正相逆相の半
波ごとサーミスタを介さずに整流電流が流れ・全くサー
ミスタによる損失のない整流電流が平滑コンデンサで平
滑された直流電圧が得られる。

まだ、この整流回路をムＣ入力電圧として低電圧入力と
高電圧入力のいずれにも使用できるように、入力電圧検
知機能と、その検知電圧に応じて第２のスイッチを開閉
する手段を設ける場合は、低電圧入力のときは第２のス
イッチを上述のごとく投入し倍電圧整流回路として構成
し、高電圧入力のときは第２のスイッチを遮断し全波整
流回路として構成し、出力電圧をほぼ同じ値とするよう
にしている。この場合、低電圧入力は前述と同じである
が、高電圧入力の場合は、サーミスタを介して整流電流
が流れることになるが、１つのサーミスタには半波の期
間の与整流電流が流れること、および高電圧入力のため
低電圧入力に比較し電流が少なく、サーミスタの損失も
、発熱も非常に小さくなる。そのため、第１のスイッチ
の再投入時の電流制限機能は充分保たれることになる。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における突入電流制限方
式を付加した整流回路である。第１図に示すように、パ
ワーサーミスタ１＋Ｌ、１ｂが整流ダイオード２ａ　、
２ｂ　、２０．２ｄで構成されたブリッジ結線に挿入さ
れ、整流方式自動切換のだめのＩＣで構成されたスイッ
チＩＣ３が平滑コンテ゛ンサ４ａ、４ｂの接続点と交流
入力端に接続さレテいる。５はパワースイッチ、６はム
Ｃ電源である。

つぎにこれらの構成要素の互いの関連動作を説明する。

まず、低いＡＣ入力電圧の場合この整流装置を倍電圧回
路として動作させるため、スイン＄Ｉ　Ｃ３の投入が必
要であるが、パワースイッチ６を投入してからスイノ千
工Ｃ３がＯＮするまでには遅延時間を設けであるため、
パワースイッチ５を投入した時点ではスイッチ１０３は
ＯＦＦしており、全波整流回路となる。したがって突入
電流は、ＡＣ入力電圧が正相の場合はパワースイッチ５
．整流ダイオード２ａ、平滑コンデンサ４Ｊ４ｂ、整ｆ
ｆｉダイオード２ｄ、パワーサーミスタ１ｂ、ＡＣ電源
６の経路で流れ、また逆相の場合は、ＡＣ軍源６．パワ
ーサーミスタ１Ｎ、整流ダイオード２ｂ、平滑コンデン
サ４ａ　、４ｂ　、整流り“イオー）”　２　Ｃ、パワ
ースイッチ６の経路で流れるため、パワーサーミスタ１
ａまたはパワーサーミスタ１ｂで制限され突入電流を防
いでいる。しかし、スイッチＩＣ３が所要の遅延時間を
経過してＯＮし倍電圧整流回路となると、このとき流れ
る定常電流は、ムＣ入力電圧が正相の場合はパワースイ
ッチ５Ｉ整流ダイオード２ａ、平滑コンデンサ４１．ス
イッチＩＣ３，ＡＣ電源６の経路で流れ、また、ＡＣ入
力電圧が逆相の場合は、ＡＣ電源６．スイッチＩＣ３，
平滑コンデンサ４ｂ。

整流ダイオード２Ｃ，パワースイッチ６の経路で流れる
。つまり、定常電流はパワーサーミスタ１　ａＬ　、１
　ｂには流れないので定常動作時の温度上昇はなく、つ
ねにほぼ初期の抵抗値を維持するため、定常動作時のパ
ワースイッチ再投入による突入電流制限能力は高く維持
される。

つぎに、高い五〇入力電圧の場合は、パワースィッチ５
投入時も定常動作時も全波整流回路となり、突入電流お
よび定常電流の流れる経路は上記低ＡＣ入力電圧の場合
の突入電流が流れる経路と同じになる。したがって、高
いＡＣ入力電圧の場合は、定常電流もパワーサーミスタ
１ａまだはパワーサーミスタ１ｂを流れるため、パワー
サーミスタの温度は上昇する。しかし、低いムＣ入力端
子の場合に比べ定常電流は少なくなるため温度上昇が少
なくなり、高残留抵抗を持つパワーサーミスタを使用す
ることができ、電源再投入時突入軍流制限能力を高める
ことができる。

発明の効果以上の説明より明らかなように本発明は、簡単な構成の
ため安価で突入電流制限能力の高い整流装置が実現でき
るとともに、広範囲のムＣ入力電圧に対応できる高効率
な整流装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例の整流装置の回路図、第２図お
よび第３図は従来の整流装置の回路図、第４図は同装置
（使用したサーミスタの特性を示す特性図である。１ａ、１ｂ・・・パワーサーミスタ、２Ｌ、２ｂ。２０．２ｄ・・・・・整流ダイオード、３・・・・・ス
イッチＩＣ，４１Ｌ　、４ｂ　　・・平滑コンデンサ、
５　・・・・パワースイッチ、６・・・ムＣ電源。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）全波整流が行われるようにブリッジ結線された複
数の整流素子と、前記ブリッジ結線の交流入力回路に配
置された第１のスイッチと、前記ブリッジ結線の直流出
力回路に直列接続された複数の平滑コンデンサと、前記
複数の整流素子の中で前記交流入力回路の片側に接続さ
れた複数の整流素子の各々に直列接続されるサーミスタ
と、前記サーミスタが接続された交流入力回路側と前記
直列接続された平滑コンデンサの中間点との間に配置さ
れた第２のスイッチを具備し、第１のスイッチが投入さ
れたのち、第２のスイッチが投入される手段を有する整
流装置。
（２）第１のスイッチを投入ののち、ＡＣ入力電圧を検
知し低電圧であれば第２のスイッチを投入し、高電圧で
あれば第２のスイッチは開放とする手段を有する請求項
１記載の整流装置。