JP2001333580A - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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Abstract
も高耐圧、大型の素子が不要で、実装スペースの制約が
生じない直流電源装置を提供する。 【解決手段】 商用電源ACをオン/オフするための電
源スイッチ1と、商用電源ACの交流電圧を整流する整
流回路2と、大容量の平滑コンデンサC2を有し、整流
回路2により整流される電圧を直流電圧に変換する平滑
回路3と、整流回路2と平滑回路3とを結ぶライン上に
挿入されたMOS-FETQ1と、整流回路2の出力電圧を分
圧する分圧回路及び該分圧回路の出力電圧を充電するコ
ンデンサC3からなる積分回路5と、積分回路5とMOS-
FETQ1のゲートとの間に挿入された抵抗R4と、コン
デンサC3に並列接続されたツェナーダイオードZD1
とを備える。
Description
路との間に設けられた電源スイッチのオン時に流れる突
入電流のピーク値を抑制する機能を備えた直流電源装置
に関するものである。
従来の直流電源装置の回路図である。図において、1は
商用電源ACをオン/オフするための電源スイッチ、2
は商用電源ACの交流電圧を整流する整流回路、3は平
滑コンデンサC2を有し、整流回路2によって整流され
た電圧を直流電圧に変換する平滑回路、5は積分回路
で、整流回路2の両極間に設けられた直列接続の抵抗R
2、R3と、抵抗R3に並列に接続されたコンデンサC
3とで構成されている。Q1は整流回路2と平滑回路3
との間の負極ラインに挿入され、ゲートが抵抗R4を介
して積分回路5の出力側に接続されたMOS-FET であり、
抵抗R4は積分回路5からMOS-FET Q1のゲート・ソー
ス間に流れる電流を制限する。
波形図を参照しながら説明する。図5は従来例における
電源スイッチのオン時に流れる突入電流の波形図で、図
中(a)は商用電源の交流電圧波形図、(b)はゼロ電
圧位相でMOS-FET Q1がオンし始めたときの突入電流の
波形図、(c)はピーク電圧位相でMOS-FET Q1がオン
し始めたときの突入電流の波形図である。
に商用電源ACの交流電圧が印加されると、整流回路2
は、入力される交流電圧を整流し積分回路5に印加す
る。積分回路5は、整流回路2によって整流された電圧
を抵抗R2、R3で分圧して、コンデンサC3への充電
を開始し、コンデンサC3の両端に生じる電圧を抵抗R
4を介してMOS-FET Q1のゲート・ソース間に印加す
る。この時は、ゲート・ソース間の電圧が低いので、MO
S-FET Q1のドレイン・ソース間には電流が流れない
が、コンデンサC3への充電が進むにつれ、ゲート・ソ
ース間の電圧が徐々に高くなってオン電圧に達すると、
抵抗R4による電流制限によりMOS-FET Q1が徐々にオ
ンし始める(能動領域)。
S-FET Q1がオンし始めた場合は、図5(b)に示すよ
うに電源スイッチにピーク値IR11 の抑えられた突入
電流が流れ、その後、ピーク値がIR12 →IR13 と減
少する。また、商用電源ACのピーク電圧位相でMOS-FE
T Q1がオンし始めた場合は、図5(C)に示すような
波形の突入電流IR21、IR22、IR23、が電源スイッチ
1に流れる。そして、コンデンサC3が満充電になり抵
抗R4を介してMOS-FET Q1に充分なゲート電流が流れ
ると(飽和領域)、電源スイッチ1に流れる電流のピー
ク値は「I」、即ち、通常の電流波形となる。従って、
電源スイッチ1に流れる突入電流のピーク値を抑えるこ
とが可能となる。
た従来の直流電源装置では、整流回路2によって整流さ
れた電圧を抵抗R2、R3で分圧して、コンデンサC3
への充電を開始し、コンデンサC3の両端に生じる電圧
を抵抗R4を介してMOS-FET Q1のゲート・ソース間に
印加するので、例えば商用電源ACが100Vの場合を
基準に考えると、200Vの場合は各々の素子には2倍
の電圧が印加されてしまう。そのため、直流電源装置の
商用電源ACのワイドレンジ対応化を図るためには高耐
圧の素子(特にコンデンサC3)が必要となり、素子の
大型化によるプリント基板上の実装スペースの制約が生
じたり、コスト高の要因となっていた。
されたもので、商用電源のワイドレンジ対応化を図って
も高耐圧の素子(特にコンデンサC3)が不要で、素子
も大型化することなく、プリント基板上の実装スペース
の制約が生じたり、コスト高となることのない直流電源
装置を提供することを目的とする。
は、商用電源をオン/オフするための電源スイッチと、
商用電源の交流電圧を整流する整流回路と、大容量の平
滑コンデンサを有し、前記整流回路により整流される電
圧を直流電圧に変換する平滑回路と、前記整流回路と平
滑回路とを結ぶライン上に挿入されたMOS-FETと、前記
整流回路の出力電圧を分圧する分圧回路及び該分圧回路
の出力電圧を充電するコンデンサからなる積分回路と、
該積分回路と前記MOS-FETのゲートとの間に挿入された
抵抗と、前記コンデンサに並列接続されたツェナーダイ
オードと、を備えたものである。
流電源装置の回路図、図2は本実施形態の直流電源装置
の電源スイッチのオン時に積分回路のコンデンサC3の
両端に生じる電圧波形である。図において、1は商用電
源ACをオン/オフするための電源スイッチ、2は商用
電源ACの交流電圧を整流する整流回路、3は平滑コン
デンサC2を有し、整流回路2によって整流された電圧
を直流電圧に変換する平滑回路、5は積分回路で、整流
回路2の両極間に設けられた直列接続の抵抗R2、R3
と、抵抗R3に並列に接続されたコンデンサC3とで構
成されている。Q1は整流回路2と平滑回路3との間の
負極ラインに挿入され、ゲートが抵抗R4を介して積分
回路5の出力側に接続されたMOS-FET であり、抵抗R4
は積分回路5からMOS-FET Q1のゲート・ソース間に流
れる電流を制限する。ZD1はコンデンサC3に並列接
続されたツェナーダイオードである。
作を図2の波形図を参照しながら説明する、図中(a)
は商用電源ACが100Vの場合の波形図、(b)は商
用電源ACが200Vの場合の波形図である。
印加された場合には、積分回路の充電時定数によって
(a)のような曲線でコンデンサC3を充電する。次
に、商用電源AC200Vの交流電圧が印加された場合
には、積分回路の充電時定数によって(b)(c)のよ
うな曲線でコンデンサC3を充電しようとするが、ツェ
ナーダイオードZD1の作用によりツェナー電圧にクリ
ップされる(d)。
場合には、AC200Vが印加された場合はAC100
Vが印加された場合に対して、コンデンサC3及びMOS-
FETQ1のゲート・ソース間に2倍の電圧が印加される
ので、コンデンサC3及びMOS-FET Q1のゲート・ソー
ス間の耐圧を大きくしなければならない。
源装置の回路図である。図1と比較すると、ツェナーダ
イオードZD1がMOS-FET Q1のゲート・ソース間に接
続されている点が異なっているが、コンデンサC3及び
MOS-FET Q1のゲート・ソース間に印加される電圧がツ
ェナーダイオードZD1によりツェナー電圧にクリップ
される作用は同じである。但し、図3の回路の場合はMO
S-FET Q1のゲート・ソース間の過電圧を積極的に保護
する目的がある。
をオン/オフするための電源スイッチと、商用電源の交
流電圧を整流する整流回路と、大容量の平滑コンデンサ
を有し、前記整流回路により整流される電圧を直流電圧
に変換する平滑回路と、前記整流回路と平滑回路とを結
ぶライン上に挿入されたMOS-FETと、前記整流回路の出
力電圧を分圧する分圧回路及び該分圧回路の出力電圧を
充電するコンデンサからなる積分回路と、該積分回路と
前記MOS-FETのゲートとの間に挿入された抵抗と、前記
コンデンサに並列接続されたツェナーダイオードとを備
えたことにより、商用電源ACのワイドレンジ対応化を
図っても部品を高耐圧にする必要がなく、素子も小型品
を選定することができるので、プリント基板の設計がし
易いという効果がある。また、部品コストを低く抑えら
れるという効果もある。
図である。
ン時にコンデンサC3に充電される電圧波形図である。
回路図である。
れる突入電流波形図である。
積分回路、C3 コンデンサ、R2、R3、R4、抵
抗、Q1 MOS・FET、ZD1 ツェナーダイオー
ド。
Claims (1)
- 【請求項1】 商用電源をオン/オフするための電源ス
イッチと、 商用電源の交流電圧を整流する整流回路と、 大容量の平滑コンデンサを有し、前記整流回路により整
流される電圧を直流電圧に変換する平滑回路と、 前記整流回路と平滑回路とを結ぶライン上に挿入された
MOS-FETと、 前記整流回路の出力電圧を分圧する分圧回路及び該分圧
回路の出力電圧を充電するコンデンサからなる積分回路
と、 該積分回路と前記MOS-FETのゲートとの間に挿入された
抵抗と、 前記コンデンサに並列接続されたツェナーダイオード
と、を備えたことを特徴とする直流電源装置。
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