JPH05122939A - 突入電流防止装置を備えるコンデンサ入力型整流平滑器 - Google Patents

突入電流防止装置を備えるコンデンサ入力型整流平滑器

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JPH05122939A
JPH05122939A JP4072074A JP7207492A JPH05122939A JP H05122939 A JPH05122939 A JP H05122939A JP 4072074 A JP4072074 A JP 4072074A JP 7207492 A JP7207492 A JP 7207492A JP H05122939 A JPH05122939 A JP H05122939A
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capacitor
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transformer
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ミン キヨンソール
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンデンサ入力型整流平滑器の交流電源の位
相を検出して交流電源の電圧値が最も低い値を有する位
相であるとき整流作用を始めることにより初期に発生さ
れる突入電流を極小化させ、突入電流を極小化させるこ
とにより急な突入電流の流入による部品の破損を予め防
止することである。 【構成】 交流電源を発生する交流電源部と；交流電源
部に連結されて交流電源の位相を検出し出す交流電源位
相検出部と；交流電源位相検出部に連結されて交流電源
位相検出部の出力信号に応じて交流電源を整流する整流
部と；整流部に連結されて整流部の出力信号を平滑させ
る平滑部とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は突入電流防止装置を備え
たコンデンサ入力型整流平滑器に係り、特に交流電源の
投入の際に交流電源の位相を検出し出して入力電流が最
少であるとき電源を印加することにより、突入電流を最
大限に減少させる突入電流防止装置を備えたコンデンサ
入力型整流平滑器に関する。
【０００２】
【従来の技術】整流平滑器は交流を直流に変える装置で
あり、整流方法により全波整流と半波整流とに分けら
れ、平滑方法によりコンデンサ入力型、チョーク入力
型、パイ（π）型などに分けられる。整流回路を経た直
流出力は脈流としてその電圧変動率が大きいため、かか
る不均衡をなくし、振動のない平坦な直流とするために
は整流回路の後に平滑回路が必要であり、かかる平滑回
路として整流回路の出力部分にコンデンサを直ぐに入れ
る形式をコンデンサ入力型といい、整流回路の出力部分
にチョークを入れた後コンデンサを入れる形式をチョー
ク入力型といい、前記二つの形式を組み合わせたことを
パイ型という。前記コンデンサ入力型は直流出力電圧が
高く、リプルも少ないが、スタートときに大きい突入電
流が流れるという短所があり、チョーク入力型はコンデ
ンサ入力型より直流出力電圧は小さいが電圧変動率が小
さく、スタートときにも突入電流が小さいという長所の
ため一般的に大電流回路に用いられる。
【０００３】図１は従来のコンデンサ入力型整流平滑器
の回路図である。同図に示すように、従来のコンデンサ
入力型整流平滑器は、交流電源部１に整流部２が連結さ
れており、前記した整流部２の出力端子に平滑部３が連
結されている。整流部２は四つのダイオードからなるブ
リッジ整流回路となっており、平滑部３は整流部２の出
力端子に連結されたサーミスタＴＨ１と、前記サーミス
タＴＨ１に入力型コンデンサＣ１が連結されている構成
からなることにより、全体的にはコンデンサ入力型整流
平滑回路を構成している。
【０００４】前記した構成による従来のコンデンサ入力
型整流平滑器の動作は次の通りである。交流電源部１の
スイッチＳＷがオンされて交流電源ＡＣの電圧がブリッ
ジ整流回路２に印加されると、ブリッジ整流回路２によ
り交流電源ＡＣの電圧が全波整流される。ブリッジ整流
回路により全波整流された電圧は脈流電圧であって、前
記脈流電圧が平滑部３のサーミスタＴＨ１に印加される
とサーミスタＴＨ１による電圧降下により入力型コンデ
ンサＣ１には小さい値の脈流電圧が印加されて入力型コ
ンデンサＣ１により平滑される。次第にサーミスタＴＨ
１の電力消費にしたがう温度上昇でサーミスタの抵抗値
が小さくなるとサーミスタＴＨ１による電圧降下が小さ
くなり、大きい値の脈流電圧が入力型コンデンサＣ１に
より平滑される。サーミスタＴＨ１の温度が上昇されて
サーミスタＴＨ１の抵抗値が小さくなった場合にスイッ
チＳＷがオフされた後、直ぐオンされるとサーミスタＴ
Ｈ１の抵抗値が小さい値にとどまっているため、入力型
コンデンサＣ１には初期瞬間的ショートにより大きい値
の突入電流が流れる。したがって，突入電流を防止する
ためにはスイッチＳＷをオフした後サーミスタＴＨ１の
抵抗値がもとに戻るときを待った後スイッチＳＷをオン
としなければならない。
【０００５】前記のように従来のコンデンサ入力型整流
平滑器は初期の突入電流を防止するため整流回路の出力
部分に電力型サーミスタを追加して用いてきた。サーミ
スタ（thermister) はthermally sensitive resistorの
合成語として温度の変化に応じて抵抗値が変わる抵抗器
をいうが、温度の上昇に対して抵抗値が下がることを負
温度特性サーミスタといい、これと反対に、温度上昇に
対して抵抗値が上がることを正温度特性サーミスタとい
うが、一般にサーミスタというと、負温度特性サーミス
タを示す。したがって、サーミスタを用いると、交流電
源が整流されて平滑回路に入力される前にサーミスタに
より初期に電圧降下が発生された後、次第に電力の消耗
により発熱になり温度が上昇すると漸次的にサーミスタ
の抵抗値が小さくなることにより、初期に入力型コンデ
ンサの瞬間的ショートにより流れる突入電流をある程度
防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のコンデンサ入力型整流平滑器は、コンデンサ入力
型整流平滑器が正常動作になった後に交流電源の供給を
中断し再び供給するようになると、サーミスタの温度が
急に低くならないことによりサーミスタの抵抗値が非常
に小さい値に止まるため、入力型コンデンサの初期瞬間
的ショートで突入電流を防止することができないという
短所があった。したがって、コンデンサ入力型整流平滑
器を設計するときも突入電流を耐えられる高い定格容量
を有する入力型コンデンサを用いなければならないとい
う不都合があった。
【０００７】したがって、本発明の目的は前記した従来
の短所を解決するためのものであり、コンデンサ入力型
整流平滑器の交流電源の位相を検出して交流電源の電圧
値が最も低い値を有する位相であるとき、整流作用を始
めることにより初期に発生される突入電流を極小化させ
る突入電流防止装置を有するコンデンサ入力型整流平滑
器を提供することである。
【０００８】さらに、本発明の目的は突入電流を極小化
させることにより急な突入電流の流入による部品の破損
を予め防止することにより、製品の信頼度を高めること
ができる突入電流防止装置を備えたコンデンサ入力型整
流平滑器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の構成は、交流電源を発生する交流電源部と；前
記交流電源部に連結されて交流電源の位相を検出し出す
交流電源位相検出部と；前記交流電源位相検出部に連結
されて交流電源位相検出部の出力信号に応じて交流電源
を整流する整流部と；前記整流部に連結されて整流部の
出力信号を平滑させる平滑部とからなる。
【００１０】
【実施例】前記した構成にしたがう本発明の好ましい実
施例を添付図面を参照して詳細に説明する。図２は本発
明の実施例にしたがう突入電流防止装置を備えたコンデ
ンサ入力型整流平滑器の詳細回路図である。
【００１１】同図に示すように、本発明の実施例にした
がう突入電流防止装置を備えたコンデンサ入力型整流平
滑器の構成は、交流電源部１と、交流電源部１の出力端
子に入力端子が連結された交流電源位相検出部４と、交
流電源部１及び交流電源位相検出部４の出力端子に入力
端子が連結された位相制御整流部５と、位相制御整流部
５の出力端子に入力端子が連結された平滑部３とからな
っている。さらに、同図において、図１に示すような構
成あるいは機能が同じ部分には同一な符号を付けて示し
た。
【００１２】前記した交流電源部１の構成は、交流電源
ＡＣと、交流電源ＡＣに一方の端子が連結されているス
イッチＳＷと、スイッチＳＷの他の一方の端子に一方の
端子が連結されてヒューズＦ１とからなる。
【００１３】さらに、交流電源位相検出部４の構成は、
交流電源部１に連結されて交流電源ＡＣの電圧を変換し
た後整流して出力する変圧整流部４１と、変圧整流部４
１に連結されて変圧整流部４１の出力電圧を基準電圧と
比較してその結果を整流部５に入力する比較部４２とか
らなる。前記変圧整流部４１は交流電源部１の出力端子
に１次コイルが連結された変圧器ＴＲＮ１と、変圧器Ｔ
ＲＮ１の２次コイルに入力側が連結されたブリッジ整流
回路Ｂとで構成されており、比較部４２は変圧整流部４
１の出力端子の間に連結された抵抗Ｒ３と、基準電圧Vr
efに非反転端子が連結され、変圧整流部４１の出力端子
に反転端子が連結された演算増幅器ＯＰと、演算増幅器
ＯＰの反転端子にアノードが連結されたダイオードＤ１
と、ダイオードＤ１のカソードと演算増幅器ＯＰの接地
端子との間に連結されているコンデンサＣ２とで構成さ
れている。本発明の実施例においては変圧整流部４１に
ブリッジ整流回路を用いているが本発明の技術的範囲は
ここに限定されない。
【００１４】さらに、位相制御整流部５の構成は、二つ
のダイオードと二つのＳＣＲ(Silicon Controlled Rect
ifier)とからなるブリッジ整流回路と、ＳＣＲのゲート
端子にそれぞれ連結された抵抗Ｒ１，Ｒ２となってい
る。前記したＳＣＲは一旦オンとなるとＳＣＲを流れる
電流が維持電流以上と維持される限りゲート電流の有無
に関係なしにオンとなっており、ＳＣＲが遮断状態とな
るとゲート信号が再び制御作用を回復する動作特性を有
する電流素子である。
【００１５】そして、平滑部３の構成は、位相制御整流
部５の出力端子に一方の端子が連結されたサーミスタＴ
Ｈ１と、サーミスタＴＨ１の他の一方の端子と接地との
間に連結されたコンデンサＣ１とからなる。
【００１６】以上のようになされた本発明の実施例にし
たがう突入電流防止装置を備えたコンデンサ入力型整流
平滑器の動作は次の通りである。図３(A) の波形を有す
る交流電源ＡＣの電圧が変圧整流部４１の変圧器ＴＲＮ
１に入力されると、変圧器ＴＲＮ１は交流電源ＡＣを±
１５Ｖ大きさの低い電圧で変圧させた後、変圧された電
圧をブリッジ整流回路Ｂへ出力する。前記した変圧器Ｔ
ＲＮ１により変圧された電圧が図３(B) に示されてい
る。
【００１７】図３(B) の波形を有する±１５Ｖ大きさで
変圧された電圧がブリッジ整流回路Ｂに印加されると、
印加された電圧はブリッジ整流回路Ｂにより全波整流さ
れ全波整流された電圧すなわち、脈流電圧が比較部４２
の抵抗Ｒ３に印加される。抵抗Ｒ３に脈流電圧が印加さ
れるとダイオードＤ１がオンされながらコンデンサＣ２
が充填されることにより演算増幅器ＯＰに電源が供給さ
れて演算増幅器ＯＰが動作する。抵抗Ｒ３に印加された
電圧は演算増幅器ＯＰにより基準電圧Vrefと比較され、
抵抗Ｒ３に印加された電圧が基準電圧Vrefより低い場合
には演算増幅器ＯＰの出力端子からパルスが出力され
る。
【００１８】抵抗Ｒ３に印加された脈流電圧と演算増幅
器ＯＰに入力される基準電圧Vrefが図３(C) に示されて
おり、本発明の実施例においては基準電圧Vrefを2.５Ｖ
としているが本発明の技術的範囲はここに限定されな
く、交流電源ＡＣの位相検出を正確にするために基準電
圧Vrefを可変させることもできる。
【００１９】さらに、図３(D) に前記演算増幅器ＯＰの
出力信号を示す。同図の波形を有する演算増幅器ＯＰの
出力信号により位相制御整流部５のＳＣＲがオンされる
と交流電源部１の交流電源ＡＣの電圧信号が全波整流さ
れはじめ、交流電源ＡＣの電圧信号が減少されて位相制
御整流部５のＳＣＲが遮断されると交流電源位相検出部
４の出力信号が位相制御整流部５のＳＣＲを再びオンさ
せるため、続けて交流電源ＡＣの電圧が全波整流され
る。
【００２０】位相制御整流部５の全波整流された脈流電
圧の出力信号は平滑部３へ出力され、平滑部３のコンデ
ンサＣ１により脈流電圧が平滑される。
【００２１】図３に示すように、交流電源位相検出部４
の比較部４２は正弦波信号である交流電源ＡＣの電圧値
が最も小さい位相であるとき、すなわち、位相角が０
°，１８０°，３６０°，５４０°であるときパルス信
号を出力して位相制御検出部５のＳＣＲをオンさせる。
したがって、交流電源ＡＣの電圧が最も小さいときのみ
位相制御整流部５が動作されはじめるため、平滑部３の
入力型コンデンサＣ１の初期の瞬間的ショートによる突
入電流を極小化させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の実施例において、
交流電源の電圧が最も低いとき整流作用を始めることに
より、結果に、入力型コンデンサの初期の瞬間的ショー
トによる突入電流を防止する効果を有するコンデンサ入
力型整流平滑器を提供することができる。本発明の前記
のような効果はコンデンサ入力型整流平滑回路を用いる
すべての電源回路に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコンデンサ入力型整流平滑器の回路図で
ある。
【図２】本発明の実施例にしたがう突入電流防止装置を
備えたコンデンサ入力型整流平滑器の詳細回路図であ
る。
【図３】本発明の実施例にしたがう交流電源位相検出部
の波形図である。
【符号の説明】
１ 交流電源部 ３ 平滑部 ４ 交流電源位相検出部 ５ 位相制御整流部 ４１ 変圧整流部 ４２ 比較部 Ｃ２ コンデンサ Ｄ１ ダイオード ＯＰ 演算増幅器 Ｒ３ 抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電源の電圧が最も小さい位相である
    ときを検出し出す交流電源位相検出手段と；前記交流電
    源位相検出手段に連結させて交流電源位相検出手段の出
    力信号により整流作用を始める位相制御整流手段と；前
    記位相制御整流手段に連結されて位相制御整流手段の出
    力信号を平滑させる平滑手段とからなることを特徴とす
    る突入電流防止装置を備えるコンデンサ入力型整流平滑
    器。
  2. 【請求項２】 前記交流電源位相検出手段は；交流電源
    の電圧を変圧してこれを整流する変圧整流手段と；前記
    した変圧整流手段の出力信号を基準電圧と比較して交流
    電源電圧が最も小さい位相を検出し出す比較手段とから
    なることを特徴とする請求項１記載の突入電流防止装置
    を備えるコンデンサ入力型整流平滑器。
  3. 【請求項３】 比較手段は変圧整流部の出力端子の間に
    連絡させた抵抗と、基準電圧に非反転端子が連結され変
    圧整流部の出力端子に反転端子が連結された演算増幅器
    と、演算増幅器の反転端子にアノードが連結されたダイ
    オードと、ダイオードのカソードと演算増幅器の接地端
    子との間に連結されているコンデンサとからなることを
    特徴とする請求項２記載の突入電流防止装置を備えるコ
    ンデンサ入力型整流平滑器。
JP4072074A 1991-06-13 1992-03-30 突入電流防止装置を備えるコンデンサ入力型整流平滑器 Pending JPH05122939A (ja)

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