JPH0619317Y2

JPH0619317Y2 - スイツチング電源の突入電流制限回路

Info

Publication number: JPH0619317Y2
Application number: JP1986137523U
Authority: JP
Inventors: 清春稲生
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2001-09-08
Also published as: JPS6344695U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、スイッチング電源に用いられる突入電流制限
回路に関し、更に詳しくは、スイッチング電源の入力コ
ンデンサに、電源投入時等において、大電流が流れるの
を防止するための突入電流制限回路に関するものであ
る。

（従来の技術）第３図は、スイッチング電源に用いられている従来の突
入電流制限回路の一例を示す構成接続図である。図にお
いて、１はＡＣ電源、２はこのＡＣ電源からの交流を直
流に変換する整流回路、３１，３２はこの整流回路２の
出力端間に直列に接続したコンデンサ、Ｔ０はコンデン
サ３１，３２の共通接続点と整流回路２のコモン端子Ｃ
ＯＭ間に設けた端子で、電源１がＡＣ100Ｖ系である場
合は両端子間を短絡させ、ＡＣ200Ｖ系である場合は両
端子間をオープンとする。４はコンデンサ３１，３２か
らなる直列回路の両端に得られる整流出力電圧Eiを入力
し、これをスイッチングして安定化し、負荷に供給する
安定化回路で、例えばＤＣ／ＤＣコンバータが用いられ
ている。５はＡＣ電源ラインに挿入したヒューズ、６は
電源スイッチ、７はＡＣ電源１側から侵入するノイズを
抑制するノイズフィルタ、８は突入電流制限回路であ
る。この突入電流制限回路８は、電流制限抵抗８１と、
双方向性スイッチ（例えばトライアックあるいはサイリ
スタ）８２の並列回路で構成されている。９は整流出力
電圧Eiを入力し、安定化回路４を働かさせる電力を供給
するコンバータを含んだ補助電源で、ここから得られる
電圧ｅ_Ａを用いて、双方向性スイッチ８２をオンとする
ようにしている。

（考案が解決しようとする問題点）このような構成の従来の突入電流制限回路は、電源スイ
ッチ６を投入し、補助電源９の出力が一定値に達しない
前は、双方向性スイッチ８２をオフとし、ＡＣ電源１か
らの電流が制限抵抗８１を介して流れるようにし、入力
コンデンサ３１，３２に大電流が流れないように制限す
るものである。このために、入力コンデンサ３１，３２
が十分充電されないうちに、補助電源出力が大きくなる
と、双方向性スイッチ８２がオンとなる可能性があり、
この場合、突入電流が大きくなる。また、安定化回路４
の動作との同期がとれない等の問題がある。

本考案は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、入力コンデンサの充電状態に応じて双方向性
スイッチをオンとするタイミングを決めることにより、
電源投入時に大電流が流れるのを確実に防止できる突入
電流制限回路を実現しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本考案は、交流電源（１）と、この交流電源からの交流を直流に変
換する整流回路（２）と、整流回路で得られた整流出力
電圧を入力しこれをスイッチングして安定化し負荷に電
力を供給する安定化回路（４）と、交流電源と整流回路
とを結ぶ電流回路に接続された電流制限抵抗と双方向性
スイッチとの並列又は直列接続からなる突入電流制限回
路（８）と、前記整流回路で得られる整流出力電圧を入力し前記安定
化回路を働かせる電力を供給するコンバータを含んだ補
助電源（９）とを備えたスイッチング電源装置におい
て、前記補助電源のコンバータから得られる電力をホトカッ
プラで構成したスイッチ手段（ＳＷ）または１次側コイ
ルがスイッチ手段（ＳＷ）を介してコンバータのトラン
スの２次側コイル（ｎ２１）に接続されたトランス（８
４）を介して前記双方向性スイッチに供給する回路手段
を設け、前記スイッチ手段（ＳＷ）を安定化回路の出力電圧が一
定値になった時点でオンに駆動するようにしたことを特
徴とするスイッチング電源の突入電流制限回路である。

（実施例）第１図は、本考案に係る回路の一例を示す構成接続図で
ある。図において、第３図の各回路素子と同一のものに
は同一符号を付す。補助電源回路９は、ここではリンギ
ング・チョーク・コンバータを用いたものであって、９
１はトランス、Ｑ１は整流出力電圧Eiをオン，オフして
トランス９１の１次巻線n₁₁に与えるスイッチ素子、D1,
C1はトランス９１の２次巻線n₁₂に生ずる電圧を整流平
滑する回路、ＺＤはツェナーダイオードである。スイッ
チ素子Ｑ１は整流平滑回路の出力電圧とツェナーダイオ
ードＺＤから得られる基準電圧の差に応じてオン，オフ
し、２次巻線n₂₁の出力が基準電圧に対応した一定値に
なるようにする。２次巻線n₂₁の出力はダイオードＤ
２、コンデンサＣ２から成る整流回路を経て、安定化回
路４の作動電力として供給される。

突入電流制限回路８において、n₂₂はトランス９１の２
次巻線、Ｄ３は整流ダイオード、Ｃ３は平滑コンデンサ
である。平滑コンデンサＣ３の両端には、スイッチ素子
Ｑ１のスイッチング動作によって、安定化された直流電
圧ＥＡが得られる。ＳＷは双方向性スイッチ８２のゲー
トと平滑コンデンサＣ３の一端との間に設けたスイッチ
手段で、ホトカップラで構成されており、安定化回路４
の出力電圧Ｅ０が一定値になった時点でオンとなるよう
に構成されている。このスイッチ手段ＳＷは、平滑コン
デンサＣ３に得られる電圧ＥＡ（電力）を、双方向性ス
イッチ８２に供給したり、供給しなかったりすることに
よって、双方向性スイッチ８２をトランス９１の２次側
からオン，オフさせるものである。

このように構成した回路の動作を次に説明する。

はじめに、電源スイッチ６が投入されていない状態で
は、コンバータ９は駆動されず、双方向性スイッチ８２
はオフとなっている。

いま、電源スイッチ６を投入すると、ＡＣ電源１からの
電流は電流制限抵抗８１を介して整流回路２に加わり、
この整流回路２によって直流電圧となって入力コンデン
サ３１，３２を充電する。ここで、双方向性スイッチ８
２は引続いてオフとなっているので、ノイズフィルタ７
を経由して印加されるＡＣ電源１からの電流は、抵抗８
１によって制限され、電源投入時、入力コンデンサ３
１，３２に過大な突入電流が流れるのを防止している。

入力コンデンサ３１，３２の両端電圧（整流出力電圧）
Eiは、電源スイッチ６を投入後、徐々に増大し、これに
伴い、トランス９１を含むコンバータ９が駆動され、各
２次巻線n₂₁,n₂₂,n₁₂に交流信号が発生する。これらの
各交流信号はそれぞれ整流，平滑され、電源投入から一
定時間後には、いずれもスイッチ素子Ｑ１のスイッチン
グ動作によって一定電圧となる。

突入電流制限回路８において、スイッチ手段ＳＷは、安
定化回路４の出力電圧Ｅ０が一定値になった時点でオン
に駆動される。スイッチ手段ＳＷがオンとなると、コン
デンサＣ３に得られている電圧ＥＡ（電力）が、スイッ
チ手段ＳＷを介して双方向性スイッチ８２のゲートに供
給され、双方向性スイッチ８２がオン状態となる。これ
によって、電源１からの電流は、双方向性スイッチ８２
を介して流れ、抵抗８１による電流制限を解除する。こ
の時点では、入力コンデンサ３１，３２は、既に十分充
電されているので、過大な突入電流が流れることはな
い。

第２図は、本考案の他の実施例を示す構成接続図であ
る。この実施例において、突入電流制限回路８は、トラ
ンス８４を含んで構成したものである。

トランス８４の１次巻線n₈₁には、スイッチＳＷを介し
てトランス９１の２次巻線n₂₁に得られる交流信号（パ
ルス電圧）が入力されており、２次巻線n₈₂に得られる
交流信号をダイオードＤ３、コンデンサＣ３によって整
流平滑し、コンデンサＣ３の両端に得られた電圧ＥＡ
を、双方向性スイッチ８２に印加するようにしている。

スイッチＳＷがオンの時にのみ、トランス８４の２次側
に出力が発生し、コンデンサＣ３の両端に一定電圧が得
られ、これを双方向性スイッチ８２に与えてオンに駆動
する。従って、スイッチＳＷを安定化回路４の出力電圧
が一定値になった時点でオンとすることにより、過大な
突入電流が流入するのを確実に防止することができる。

なお、上記の各実施例においては、いずれも電流制限抵
抗８１と双方向性スイッチ８２とを並列接続し、この並
列回路を整流回路２と直列接続したものであるが、電流
制限抵抗８１と双方向性スイッチ８２とを直列接続し、
この直列回路を整流回路２と並列に接続するようにして
もよい。この場合、双方向性スイッチ８２は、電源投入
時にオン、その後オフに駆動されるようにする。

また、補助電源回路９は、リンギング・チョーク・コン
バータ以外の回路で構成してもよい。

（考案の効果）以上説明したように、本考案によれば、電源投入時にお
いて入力コンデンサが十分充電しないうちに双方向性ス
イッチがオンになることはなく、過大な突入電流を確実
に防止することができる。

また、本考案においては、補助電源のコンバータから得
られる電力を、ホトカップラで構成したスイッチ手段
（ＳＷ）または１次側コイルがスイッチ手段（ＳＷ）を
介してコンバータのトランスの２次側コイル（ｎ２１）
に接続されたトランス（８４）を介して双方向性スイッ
チに供給し、スイッチ手段（ＳＷ）を安定化回路（４）
の出力電圧Ｅ０が一定値になった時点でオンに駆動する
ように構成したことにより、安定化回路との協調性がと
れ、安定化回路の出力端に接続される負荷の種類や容量
などに係わらず、常に、正確なタイミングで過大な突入
電流の防止ができるという格別な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係る回路の一例を示す構成
接続図、第３図は従来回路の構成接続図である。１……ＡＣ電源、２……整流回路、３１，３２……入力
コンデンサ、４……安定化回路、８……突入電流制限回
路、８１……抵抗、８２……双方向性スイッチ、ＳＷ…
…スイッチ手段、９……補助電源、９１……トランス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】交流電源（１）と、この交流電源からの交
流を直流に変換する整流回路（２）と、整流回路で得ら
れた整流出力電圧を入力しこれをスイッチングして安定
化し負荷に電力を供給する安定化回路（４）と、交流電
源と整流回路とを結ぶ電流回路に接続された電流制限抵
抗と双方向性スイッチとの並列又は直列接続からなる突
入電流制限回路（８）と、前記整流回路で得られる整流出力電圧を入力し前記安定
化回路を働かせる電力を供給するコンバータを含んだ補
助電源（９）とを備えたスイッチング電源装置におい
て、前記補助電源のコンバータから得られる電力をホトカッ
プラで構成したスイッチ手段（ＳＷ）または１次側コイ
ルがスイッチ手段（ＳＷ）を介してコンバータのトラン
スの２次側コイル（ｎ２１）に接続されたトランス（８
４）を介して前記双方向性スイッチに供給する回路手段
を設け、前記スイッチ手段（ＳＷ）を安定化回路の出力電圧が一
定値になった時点でオンに駆動するようにしたことを特
徴とするスイッチング電源の突入電流制限回路。