JP2000134919A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP2000134919A JP2000134919A JP10301100A JP30110098A JP2000134919A JP 2000134919 A JP2000134919 A JP 2000134919A JP 10301100 A JP10301100 A JP 10301100A JP 30110098 A JP30110098 A JP 30110098A JP 2000134919 A JP2000134919 A JP 2000134919A
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
価な構成で突入電流を防止できるようにし、またノイズ
が低減し、電源効率が向上し、安全性の高いものにす
る。 【解決手段】 交流電源1からの交流をダイオードブリ
ッジ2により整流してトランス5の一次側に供給し、こ
れをスイッチング素子6によりスイッチングしてトラン
スの二次側に出力Vo1を発生させる。また、突入電流
防止用の温度ヒューズ抵抗9を交流電源1とダイオード
ブリッジ2との間に介装し、これと並列にトライアック
等の双方向性素子10を接続する。そして、制御用の補
助電源7の出力を検知する光伝達素子(ホトカプラ)1
3を設け、この光伝達素子13により双方性素子10の
ゲートを開閉する。
Description
タや各種インバータ装置に用いられるスイッチング電源
装置、特に突入電流防止回路を備えたスイッチング電源
装置に関するものである。
なスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。同
図において、1は交流電源、2はその交流を全波整流す
るダイオードブリッジで、交流電源1との間に突入電流
防止用のパワーサーミスタ3が介装されている。4はダ
イオードブリッジ2からの直流を平滑するコンデンサ、
5は平滑された直流が一次側に入力されるトランスで、
一次巻線にはスイッチング素子6が接続されている。7
はトランス5の補助巻線に接続された補助電源、8はト
ランス5の二次側の出力を整流して平滑する平滑回路
で、その出力Vo1は負荷に供給される。
タ3は初期状態で所定の抵抗値Rを示し、このパワーサ
ーミスタ3を通して交流電源1からの電力が入力され
る。このとき、入力電圧の最大値をVmとすると、交流
電源1からの突入電流IpはIp=Vm/Rとなり、パ
ワーサーミスタ3により突入電流が制限される。また、
定常時はパワーサーミスタ3の抵抗値により損失が生じ
ることになるが、このサーミスタ3は温度の上昇に伴っ
て抵抗値が下がり、ほとんどショート(短絡)状態とな
って損失は通常問題とはならない。
を生かした回路の場合、サーミスタ3の内部抵抗損失に
よる発熱で抵抗値を下げているが、このサーミスタ3の
抵抗値Rと温度Tの関係はR∝1/Tで表わされる。こ
のように、環境温度に影響を受けること及びサーミスタ
3に許容される損失との関係から、この回路による直流
電源としては主に150W程度以下の装置にのみ使用さ
れている。
ッチング電源装置の構成を示す回路図である。この装置
は、図7のパワーサーミスタ3に代えて温度ヒューズ付
きの抵抗である温度ヒューズ抵抗9を交流入力ラインに
介装したもので、この温度ヒューズ抵抗9と並列にトラ
イアックやサイリスタなどの双方向性素子10が接続さ
れ、そのゲートがトランス5の一次側の制御巻線に接続
されている。また、双方向性素子10のゲートにはゲー
ト間抵抗11及び電流制限用の抵抗12が接続されてい
る。
制御巻線に誘起された電圧を双方向性素子10にゲート
電圧として加え、定常時は双方向性素子10を導通させ
て温度ヒューズ抵抗9をショート状態にする。しかし、
初期状態では双方向性素子10が導通していないので、
入力ラインに抵抗9が介装された状態となって突入電流
が制限される。
うに一方向のみに流れる素子ではなく、トライアックや
サイリスタのような双方向に電流が流れる双方向性素子
10を利用しており、この双方向性素子10の入出力間
に温度ヒューズ抵抗9を入れることで電源投入時の突入
電流を防止している。そして、電源投入後制御回路が動
作してスイッチング素子6がオン(ON)、オフ(OF
F)し始め、トランス5により電力変換が行われ、一つ
の巻線である上述の制御巻線から双方向性素子10のゲ
ートに電圧が加えられると双方向性素子10が導通す
る。この回路による直流電源としては主に100W以上
の装置に利用することができる。
なスイッチング電源装置においては、電源投入時の初期
状態のときに、AC入力側(トランスの入力側)に比較
的大きな容量のコンデンサがあるので、このコンデンサ
が充電されつくすまで過大な入力電流、つまり突入電流
が流れる。このとき、入力側の初期状態の抵抗値は理想
的には0Ωであり、したがって、全ての素子が理想的で
あれば突入電流は、パターン間のインダクタンスによる
制限があるがこれは十分に小さいので、無限大に流れる
ことになる。そして、このような状況下では各素子が破
壊されることになり、したがって、ACあるいはDCの
電源投入時に突入電流を防止するための対策を施すこと
が必要となる。
施したスイッチング電源装置、例えば図7に示すような
パワーサーミスタを使用したものにおいては、環境温度
の影響を受け易いとともに、サーミスタの許容される損
失に制限があるという問題点があった。
素子と抵抗を利用したものにおいては、トランスに専用
の巻線を設けて半導体素子のゲートを開閉しているの
で、別の発振源が増えてノイズ源が増加するとともに、
構成が複雑で装置が大型になり、電源効率も低下し、ま
た装置の多様化に伴う条件を満足することができないと
いう問題点があった。
圧の精度の向上とともに多出力化、低ノイズ化、省エネ
ルギーが求められるが、多出力化においてはトランスの
大型化、トランスの使用ピンの増加(巻線系統の出力数
の増加)があり、低ノイズ化と出力電圧の精度の向上に
対してはトランスの巻線の増加によるノイズ源の増加、
トランスの二次側の制御回路による発振源の増加があ
り、また省エネルギー化に対しては使用しない出力電圧
の停止や効率の向上が必要である。
なされたもので、簡易且つ安価な構成で、突入電流を防
止できると同時に、ノイズの発生源を少なくでき、電源
効率が向上し、また小型化が可能で安全性の高いスイッ
チング電源装置を得ることを目的としている。
グ電源装置は、次のように構成したものである。
ング制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイ
ッチング電源装置において、前記トランスの二次側の出
力制御用の補助電源の出力を検知する検知手段と、前記
トランスの入力側に介装された突入電流防止用の抵抗
と、この抵抗と並列に接続された短絡用のスイッチ素子
とを備え、前記検知手段により前記スイッチ素子のゲー
トを制御するようにした。
ング制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイ
ッチング電源装置において、前記トランスの二次側の複
数の出力のうち任意の出力を検知する検知手段と、前記
トランスの入力側に介装された突入電流防止用の抵抗
と、この抵抗と並列に接続された短絡用のスイッチ素子
とを備え、前記検知手段により前記スイッチ素子のゲー
トを制御するようにした。
ング制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイ
ッチング電源装置において、前記トランスの二次側の所
定の制御系の出力を検知する検知手段と、前記トランス
の入力側に介装された突入電流防止用の抵抗と、この抵
抗と並列に接続された短絡用のスイッチ素子とを備え、
前記検知手段により前記スイッチ素子のゲートを制御す
るようにした。
成において、検知手段は出力の検知を光により伝達する
光伝達素子とした。
成において、スイッチ素子は双方向性素子とした。
成において、突入電流防止用の抵抗は温度ヒューズ付抵
抗とした。
成において、検知手段は遅延回路を有するようにした。
成において、検知手段は電圧出力を検知するようにし
た。
成において、突入電流防止用の抵抗は交流電源とその交
流を整流してトランスの一次側に供給する整流回路との
間の入力ラインに介装した。
構成において、突入電流防止用の抵抗は直流電源からの
直流をトランスの一次側に供給する入力ラインに介装し
た。
示す回路図であり、図7,図8と同様トランス5の一次
側の入力をスイッチング素子6によりスイッチング制御
して該トランス5の二次側に出力を発生するスイッチン
グ電源の構成を示している。同図中、1,2及び4〜1
1は図7,図8に示すものと同一構成要素であるので重
複する詳細説明は省略する。
の定電圧出力制御用の補助電源7の出力を検知する検知
手段として設けられた光伝達素子(ホトカプラ)で、発
光側のダイオード13aには抵抗14が直列に接続さ
れ、受光側のホトトランジスタ13bは短絡用の半導体
スイッチ素子であるトライアック等の双方向性素子10
のゲート回路に検出用抵抗15とともに接続されてい
る。
双方向性素子10のゲートを開閉するものであり、その
双方性素子10の入出力間に突入電流防止用の温度ヒュ
ーズ抵抗9が接続されている。電源投入時は、双方向性
素子10と並列に接続された温度ヒューズ抵抗9により
大容量のコンデンサ4に流入する電流が制限され、大き
な突入電流が流れるのが防止される。そして、コンデン
サ4が充電されると、制御回路系が動作して補助電源7
から制御用電圧が出力され、光伝達素子13がその補助
電源7の電圧出力を検知する。これにより、双方向性素
子10が導通状態となり、交流電源1からの入力はこの
双方向性素子10を通して供給されるようになり、定常
状態となる。
向性素子10を制御するための巻線をトランス5に設け
ていないので、高電圧によるノイズの発生源を少なくす
ることができるとともに、トランス5の使用ピンを減ら
すことができ、更にトランス5の結合度が良く、漏れ磁
束が少なくなる。また、トランス5からの出力を検知し
ているので、出力のブリーダとなり、安定した出力を得
ることができる。
価な構成で、突入電流を防止できると同時に、電源効率
の向上及び出力電圧の精度の向上を図ることができ、信
頼性が向上したものとなる。また、小型化が可能で、突
入電流防止回路にトランス5の巻線を使用していないの
で安全性が向上したものとなり、装置の多様化に伴う要
求を満足することができる。
図である。この回路では、トランス5の二次側に複数
(ここでは二つ)の巻線を持ち、各々に発生した交流を
平滑回路8,16により整流,平滑し、その出力Vo
1,Vo2を負荷に供給する。17はその二次側の出力
電圧を制御する制御回路である。
ス5の二次側の複数の出力電圧のうち任意の一つの出力
電圧を検知し、その検知出力により双方向性素子10の
ゲートを開閉するようにしたものである。すなわち、電
源投入時は双方向性素子10が非導通状態で交流電源1
からの入力電流は温度ヒューズ抵抗9を通してダイオー
ドブリッジ2に流れ、トランス5の二次側の出力Vo1
が立ち上がってその電圧が光伝達素子13により検知さ
れると、双方向性素子10が通常の導通状態となる。
性素子10の制御のための巻線を設ける必要がなく、簡
単な回路構成で突入電流の制限,防止が可能となり、上
述の実施例1と同等の作用効果を得ることができる。
図である。本実施例は、光伝達素子13によりトランス
5の二次側の所定の制御系の出力電圧を検知して双方向
性素子10ゲートを開閉するようにしたものであり、他
は図1,図2と同様の構成である。このような構成とし
ても、上述の各実施例と同等の作用効果を得ることがで
きる。特に、定電圧化された二次側出力から検知する場
合は、検出用抵抗14の損失が少なくて済む。
ある。上述の各実施例では突入電流防止用の温度ヒュー
ズ抵抗9を交流電源1とその交流を整流してトランス5
の一次側に供給する整流回路(ダイオードブリッジ2)
との間に介装したが、本実施例では突入電流防止用の温
度ヒューズ抵抗9を直流電源18からの直流をトランス
5の一次側に供給するライン、つまり直流電源18と平
滑用のコンデンサ4との間に介装し、この温度ヒューズ
抵抗9と並列に双方向性素子10を接続している。そし
て、トランス5の二次側の出力Vo1を光伝達素子13
により検知して双方向性素子10のゲートを開閉するよ
うにしている。
おいても、簡易な構成で突入電流を制限、防止すること
ができ、且つ低ノイズでトランスも小型化でき、前述の
各実施例と同様の作用効果が得られる。
検知する検知手段に遅延回路を設けることが有効であ
る。図5にその遅延回路の具体例を示す。同図の(a)
は光伝達素子13の発光側のダイオード13aにツェナ
ーダイオード19を直列に接続して検知信号の出力を遅
らせる例、(b),(c)は同発光側のダイオード13
aにそれぞれNPN型,PNP型のトランジスタ20,
21を直列に接続した例を示している。22,23はト
ランジスタ20,21のベースに接続した抵抗である。
作を確実に防止することができ、更に出力に異常が発生
したとき、例えば過負荷になって所定の電圧にならない
ときでも双方向性素子10を非導通状態にして温度ヒュ
ーズ抵抗9のヒューズを切ることができ、装置の安全性
を確保することができる。
延する遅延回路の有無の差を示す図であり、横軸は時間
T(msec)、縦軸は光伝達素子13が検知する各出
力電圧V(V)を表わし、C1は遅延回路がある場合、
C2は遅延回路がない場合を示している。
りのどこで導通させるかを図5に示すような簡単な回路
構成で制御でき、簡単に遅くしたり早くしたりすること
ができる。また、出力電圧の立ち上がりのどこで双方向
性素子10を切るかも容易に設定することができ、出力
の状態をすばやく検知して出力異常となったときに上記
のように双方向性素子10を停止して温度ヒューズ抵抗
9を切ることができる。また、出力電圧の立ち上がりと
立ち下がりの途中における誤動作を回避することがで
き、例えば出力が所定値に達しないパルス状の電圧がラ
インから伝わってきたような場合でも装置の安全性を確
保することができる。
スイッチ素子を制御するための巻線が不要となり、高電
圧によるノイズ発生源が減り、トランスの使用ピンも減
り、結合度が良く、漏れ磁束も少なくなる。したがっ
て、簡易且つ安価な構成で、突入電流を防止することが
でき、ノイズが低減するとともに、電源効率が向上し、
また小型化が可能で、安全性も高いものとなり、装置の
多様化に伴う要求を満足することができるため、汎用性
の高いスイッチング電源装置を提供することができる。
ことにより、誤動作を防止することができ、出力異常が
発生しても装置の安全性を確保することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】 トランスの一次側の入力をスイッチング
制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイッチ
ング電源装置において、前記トランスの二次側の出力制
御用の補助電源の出力を検知する検知手段と、前記トラ
ンスの入力側に介装された突入電流防止用の抵抗と、こ
の抵抗と並列に接続された短絡用のスイッチ素子とを備
え、前記検知手段により前記スイッチ素子のゲートを制
御することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項2】 トランスの一次側の入力をスイッチング
制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイッチ
ング電源装置において、前記トランスの二次側の複数の
出力のうち任意の出力を検知する検知手段と、前記トラ
ンスの入力側に介装された突入電流防止用の抵抗と、こ
の抵抗と並列に接続された短絡用のスイッチ素子とを備
え、前記検知手段により前記スイッチ素子のゲートを制
御することを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項3】 トランスの一次側の入力をスイッチング
制御して該トランスの二次側に出力を発生するスイッチ
ング電源装置において、前記トランスの二次側の所定の
制御系の出力を検知する検知手段と、前記トランスの入
力側に介装された突入電流防止用の抵抗と、この抵抗と
並列に接続された短絡用のスイッチ素子とを備え、前記
検知手段により前記スイッチ素子のゲートを制御するこ
とを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項4】 検知手段は出力の検知を光により伝達す
る光伝達素子であることを特徴とする請求項1ないし3
何れか記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項5】 スイッチ素子は双方向性素子であること
をことを特徴とする請求項1ないし4何れか記載のスイ
ッチング電源装置。 - 【請求項6】 突入電流防止用の抵抗は温度ヒューズ付
抵抗であることを特徴とする請求項1ないし5何れか記
載のスイッチング電源装置。 - 【請求項7】 検知手段は遅延回路を有していることを
特徴とする請求項1ないし6何れか記載のスイッチング
電源装置。 - 【請求項8】 検知手段は電圧出力を検知することを特
徴とする請求項1ないし7何れか記載のスイッチング電
源装置。 - 【請求項9】 突入電流防止用の抵抗は交流電源とその
交流を整流してトランスの一次側に供給する整流回路と
の間の入力ラインに介装したことを特徴とする請求項1
ないし8何れか記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項10】 突入電流防止用の抵抗は直流電源から
の直流をトランスの一次側に供給する入力ラインに介装
したことを特徴とする請求項1ないし8何れか記載のス
イッチング電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10301100A JP2000134919A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10301100A JP2000134919A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000134919A true JP2000134919A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17892863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10301100A Pending JP2000134919A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000134919A (ja) |
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-
1998
- 1998-10-22 JP JP10301100A patent/JP2000134919A/ja active Pending
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