JP2002044952A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP2002044952A JP2002044952A JP2000222282A JP2000222282A JP2002044952A JP 2002044952 A JP2002044952 A JP 2002044952A JP 2000222282 A JP2000222282 A JP 2000222282A JP 2000222282 A JP2000222282 A JP 2000222282A JP 2002044952 A JP2002044952 A JP 2002044952A
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- circuit
- power supply
- temperature
- thermistor
- rectifier circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は各構成部品の温度上昇を抑え、信頼
性の高い電源装置を提供することを目的とするものであ
る。 【解決手段】 入力端子２と整流回路３との間または整
流回路３と平滑回路５との間に希土類遷移金属酸化物を
主成分とする負特性サーミスタ８を接続することによ
り、突入電流を抑制するとともに、自己発熱温度が低
く、各構成部品の温度上昇を抑えられるという作用効果
が得られる。
性の高い電源装置を提供することを目的とするものであ
る。 【解決手段】 入力端子２と整流回路３との間または整
流回路３と平滑回路５との間に希土類遷移金属酸化物を
主成分とする負特性サーミスタ８を接続することによ
り、突入電流を抑制するとともに、自己発熱温度が低
く、各構成部品の温度上昇を抑えられるという作用効果
が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば電気、電子機
器に利用される電源装置に関するものである。
器に利用される電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の電源装置の回路図を示す。
従来の電源装置２１は図５に示すように、入力端子２２
から負荷回路２７に直流電圧を供給するために、整流回
路２３と突入電流抑制回路２４、及び平滑回路２５を接
続したもので構成されている。
従来の電源装置２１は図５に示すように、入力端子２２
から負荷回路２７に直流電圧を供給するために、整流回
路２３と突入電流抑制回路２４、及び平滑回路２５を接
続したもので構成されている。
【０００３】前記整流回路２３は、１次入力の交流電圧
を半波整流あるいは全波整流させるためにダイオード２
９を用い、ダイオードブリッジによる全波整流方式が最
も多く使用される。
を半波整流あるいは全波整流させるためにダイオード２
９を用い、ダイオードブリッジによる全波整流方式が最
も多く使用される。
【０００４】前記突入電流抑制回路２４は、電源装置２
１の１次側に交流電圧を印加させた始動直後には平滑コ
ンデンサに初期充電が起こり高い電流が瞬間的に流れ易
い（これを突入電流と称している）ためこれを抑制する
回路として使用され、固定抵抗器好ましくはセメント封
止されている抵抗器または樹脂にて封止される負特性サ
ーミスタを、ダイオードブリッジの１次側または２次側
に平滑コンデンサと負荷回路２７に対して直列になるよ
うな位置に接続するという構成が知られている。
１の１次側に交流電圧を印加させた始動直後には平滑コ
ンデンサに初期充電が起こり高い電流が瞬間的に流れ易
い（これを突入電流と称している）ためこれを抑制する
回路として使用され、固定抵抗器好ましくはセメント封
止されている抵抗器または樹脂にて封止される負特性サ
ーミスタを、ダイオードブリッジの１次側または２次側
に平滑コンデンサと負荷回路２７に対して直列になるよ
うな位置に接続するという構成が知られている。
【０００５】２６は直流出力端子であり、一端を前記平
滑回路２５の出力端に接続し、他端を各種電子機器に要
求される電子機能に合わせた負荷回路２７に接続してい
る。
滑回路２５の出力端に接続し、他端を各種電子機器に要
求される電子機能に合わせた負荷回路２７に接続してい
る。
【０００６】前記平滑回路２５は、この整流された電圧
波形を平滑コンデンサ３０の充放電作用によって平滑さ
せるように構成されており、前記平滑コンデンサ３０は
大容量が求められるため、電解コンデンサを用いるのが
一般的である。
波形を平滑コンデンサ３０の充放電作用によって平滑さ
せるように構成されており、前記平滑コンデンサ３０は
大容量が求められるため、電解コンデンサを用いるのが
一般的である。
【０００７】このような電源装置２１の１次側に交流電
圧を印加させた始動直後には平滑コンデンサ３０に初期
充電が起こり高い電流が瞬間的に流れる（これを突入電
流と称している）。この高い突入電流は電源装置２１の
回路や負荷回路２７に影響があるので、突入電流を抑制
する必要があり、突入電流を抑制する手段としては、固
定抵抗器好ましくはセメント封止されている抵抗器等ま
たは樹脂にて封止される負特性サーミスタ２８等を、ダ
イオードブリッジの整流回路２３の１次側または２次側
に平滑コンデンサ３０と負荷回路２７に対して直列にな
るような位置に接続している。
圧を印加させた始動直後には平滑コンデンサ３０に初期
充電が起こり高い電流が瞬間的に流れる（これを突入電
流と称している）。この高い突入電流は電源装置２１の
回路や負荷回路２７に影響があるので、突入電流を抑制
する必要があり、突入電流を抑制する手段としては、固
定抵抗器好ましくはセメント封止されている抵抗器等ま
たは樹脂にて封止される負特性サーミスタ２８等を、ダ
イオードブリッジの整流回路２３の１次側または２次側
に平滑コンデンサ３０と負荷回路２７に対して直列にな
るような位置に接続している。
【０００８】特に前記負特性サーミスタ２８を用いる方
式では、温度が高くなる程抵抗が低くなるという特性を
有しているので電原始動時には高い抵抗によって突入電
流を抑制し、電源の定常状態では、負荷回路２７による
電流によって自己発熱しその結果、低抵抗での動作とな
り、固定抵抗器と比較して電力損失の少ない性能が得ら
れるものである。負特性サーミスタ２８の材料は、遷移
金属酸化物を主成分としたものであり、Ｂ定数が温度に
対して一定である特性を有する。一般には、Ｂ定数が約
３０００Ｋのものが使われていた。
式では、温度が高くなる程抵抗が低くなるという特性を
有しているので電原始動時には高い抵抗によって突入電
流を抑制し、電源の定常状態では、負荷回路２７による
電流によって自己発熱しその結果、低抵抗での動作とな
り、固定抵抗器と比較して電力損失の少ない性能が得ら
れるものである。負特性サーミスタ２８の材料は、遷移
金属酸化物を主成分としたものであり、Ｂ定数が温度に
対して一定である特性を有する。一般には、Ｂ定数が約
３０００Ｋのものが使われていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の負特性
サーミスタ２８を用いた電源装置において、突入電流は
抑制できるものの、定常状態では負特性サーミスタ２８
が流れる電流によって自己発熱し、その熱が電源回路の
基板の温度を上昇させ、負特性サーミスタ２８以外の構
成部品へ熱が伝達して温度を上昇させ、前記平滑コンデ
ンサ３０やその他回路部品の寿命を劣化させるという問
題があった。特に平滑コンデンサ３０である電解コンデ
ンサは、その内部に電解液を用いているため、寿命は温
度に反比例するという特性を有し、電源回路を設計する
際、基板温度や電解コンデンサの温度について重視する
必要がある。一般的に用いられる電解コンデンサは、８
５℃あるいは１０５℃の耐熱を有するものであるが、電
解コンデンサを負特性サーミスタ２８の熱影響のないほ
どの距離をおいて基板上に配置する方法が考えられる
が、電源装置２１の大型化になり、好ましくない。
サーミスタ２８を用いた電源装置において、突入電流は
抑制できるものの、定常状態では負特性サーミスタ２８
が流れる電流によって自己発熱し、その熱が電源回路の
基板の温度を上昇させ、負特性サーミスタ２８以外の構
成部品へ熱が伝達して温度を上昇させ、前記平滑コンデ
ンサ３０やその他回路部品の寿命を劣化させるという問
題があった。特に平滑コンデンサ３０である電解コンデ
ンサは、その内部に電解液を用いているため、寿命は温
度に反比例するという特性を有し、電源回路を設計する
際、基板温度や電解コンデンサの温度について重視する
必要がある。一般的に用いられる電解コンデンサは、８
５℃あるいは１０５℃の耐熱を有するものであるが、電
解コンデンサを負特性サーミスタ２８の熱影響のないほ
どの距離をおいて基板上に配置する方法が考えられる
が、電源装置２１の大型化になり、好ましくない。
【００１０】また、電解コンデンサあるいは負特性サー
ミスタ２８を冷却する方法も考えられるが、冷却手段を
構成する必要があり、コストが上昇し、好ましくない。
ミスタ２８を冷却する方法も考えられるが、冷却手段を
構成する必要があり、コストが上昇し、好ましくない。
【００１１】そこで本発明は、上記問題を解決するもの
であり、電解コンデンサや各回路部品の温度上昇を抑
え、信頼性の高い電源装置を提供することを目的とする
ものである。
であり、電解コンデンサや各回路部品の温度上昇を抑
え、信頼性の高い電源装置を提供することを目的とする
ものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の構成を有するものである。
に、以下の構成を有するものである。
【００１３】本発明の請求項１に記載の発明は、特に、
入力端子と整流回路との間または整流回路と平滑回路の
間に設けられる希土類遷移金属酸化物を主成分とする負
特性サーミスタを接続してなるという構成を有してお
り、これにより、自己発熱温度が低く、各構成部品の温
度上昇を抑えられるという作用効果が得られる。
入力端子と整流回路との間または整流回路と平滑回路の
間に設けられる希土類遷移金属酸化物を主成分とする負
特性サーミスタを接続してなるという構成を有してお
り、これにより、自己発熱温度が低く、各構成部品の温
度上昇を抑えられるという作用効果が得られる。
【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、特に、
負特性サーミスタは、３００ＫにおけるＢ定数Ｂ３００
がＢ３００＜３０００Ｋでかつ、４００ＫにおけるＢ定
数Ｂ４００がＢ４００＞３０００Ｋであるという構成を
有しており、これにより、自己発熱温度が低く、各構成
部品の温度上昇を抑えられるという作用効果が得られ
る。
負特性サーミスタは、３００ＫにおけるＢ定数Ｂ３００
がＢ３００＜３０００Ｋでかつ、４００ＫにおけるＢ定
数Ｂ４００がＢ４００＞３０００Ｋであるという構成を
有しており、これにより、自己発熱温度が低く、各構成
部品の温度上昇を抑えられるという作用効果が得られ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて、本発
明の特に請求項１，２に記載の発明について説明する。
明の特に請求項１，２に記載の発明について説明する。
【００１６】図１は本発明の実施の形態における電源装
置の電気回路図、図２は同実施の形態の電源装置を構成
する負特性サーミスタの外観図、図３は同実施の形態の
電源装置の希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性
サーミスタの断面図、図４は従来例と本実施の形態にお
ける電流抑制素子の抵抗温度特性曲線図である。
置の電気回路図、図２は同実施の形態の電源装置を構成
する負特性サーミスタの外観図、図３は同実施の形態の
電源装置の希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性
サーミスタの断面図、図４は従来例と本実施の形態にお
ける電流抑制素子の抵抗温度特性曲線図である。
【００１７】図１において、１は電源装置、２は入力端
子、３はダイオード９を備えた整流回路、４は突入電流
抑制回路、５は電解コンデンサからなる平滑コンデンサ
１５を備えた平滑回路であり、前記突入電流抑制回路４
は、希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性サーミ
スタ８を備え、前記整流回路３と平滑回路５との間に接
続してある。
子、３はダイオード９を備えた整流回路、４は突入電流
抑制回路、５は電解コンデンサからなる平滑コンデンサ
１５を備えた平滑回路であり、前記突入電流抑制回路４
は、希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性サーミ
スタ８を備え、前記整流回路３と平滑回路５との間に接
続してある。
【００１８】６は直流出力端子であり、一端を前記平滑
回路５の出力端に接続し、他端を各種電子機器に要求さ
れる電子機能に合わせた負荷回路７に接続している。
回路５の出力端に接続し、他端を各種電子機器に要求さ
れる電子機能に合わせた負荷回路７に接続している。
【００１９】前記希土類遷移金属酸化物を主成分とする
負特性サーミスタ８は、入力端子２と整流回路３の間に
接続されてもよい。
負特性サーミスタ８は、入力端子２と整流回路３の間に
接続されてもよい。
【００２０】図２、図３において、８は前記希土類遷移
金属酸化物を主成分とする負特性サーミスタであり、サ
ーミスタ素体９の両面に電極１０を形成し、この電極１
０にＣｕ、Ｆｅ等を主成分とした一対のリード線１１を
半田１２により取付け、これら外周をエポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等からなる外装樹脂１３で覆って構成してい
る。前記サーミスタ素体９は例えば希土類金属がＬａ、
遷移金属がＣｏ等酸化化合物の希土類遷移金属酸化化合
物を主成分とする。前記一対のリード線１１の端末は一
方が前記整流回路３に、他方は前記平滑回路５に接続す
る。
金属酸化物を主成分とする負特性サーミスタであり、サ
ーミスタ素体９の両面に電極１０を形成し、この電極１
０にＣｕ、Ｆｅ等を主成分とした一対のリード線１１を
半田１２により取付け、これら外周をエポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等からなる外装樹脂１３で覆って構成してい
る。前記サーミスタ素体９は例えば希土類金属がＬａ、
遷移金属がＣｏ等酸化化合物の希土類遷移金属酸化化合
物を主成分とする。前記一対のリード線１１の端末は一
方が前記整流回路３に、他方は前記平滑回路５に接続す
る。
【００２１】以上のように構成された電源装置１につい
て、以下にその動作を図４を参照しながら説明する。
て、以下にその動作を図４を参照しながら説明する。
【００２２】図４において、Ａは本実施の形態における
希土類遷移金属酸化化合物を主成分とする負特性サーミ
スタ８の抵抗−温度特性曲線であり、Ｂは従来のＭｎ等
遷移金属酸化化合物を主成分とする負特性サーミスタの
抵抗−温度特性曲線である。
希土類遷移金属酸化化合物を主成分とする負特性サーミ
スタ８の抵抗−温度特性曲線であり、Ｂは従来のＭｎ等
遷移金属酸化化合物を主成分とする負特性サーミスタの
抵抗−温度特性曲線である。
【００２３】入力端子２に交流電圧が印加されると、平
滑回路５の電解コンデンサ１５に初期充電され、負特性
サーミスタ８の初期抵抗で決まる突入電流が流れる。そ
の後、電解コンデンサ１５は、充電が飽和し、負荷回路
７の抵抗で決まる電流が流れ定常状態となる。この過程
において、負特性サーミスタ８の動作点は、初期動作点
Ｒから特性曲線上を移動し、定常動作点Ｒａまで到達す
る。定常動作点Ｒａは、負荷回路７の抵抗で決まる電流
による負荷性サーミスタ８の自己発熱により、表面温度
Ｔａとなり、電極１０、リード線１１を介し周囲の回路
部品に熱伝導したり、空気を介して熱伝達が行われる。
滑回路５の電解コンデンサ１５に初期充電され、負特性
サーミスタ８の初期抵抗で決まる突入電流が流れる。そ
の後、電解コンデンサ１５は、充電が飽和し、負荷回路
７の抵抗で決まる電流が流れ定常状態となる。この過程
において、負特性サーミスタ８の動作点は、初期動作点
Ｒから特性曲線上を移動し、定常動作点Ｒａまで到達す
る。定常動作点Ｒａは、負荷回路７の抵抗で決まる電流
による負荷性サーミスタ８の自己発熱により、表面温度
Ｔａとなり、電極１０、リード線１１を介し周囲の回路
部品に熱伝導したり、空気を介して熱伝達が行われる。
【００２４】このとき、従来のＭｎ等遷移金属酸化化合
物を主成分とする負特性サーミスタの抵抗−温度特性曲
線Ｂは定常動作点がＲｂであり、表面温度がＴｂとな
り、前記本発明の実施の形態により発現する表面温度Ｔ
ａより高いものとなる。
物を主成分とする負特性サーミスタの抵抗−温度特性曲
線Ｂは定常動作点がＲｂであり、表面温度がＴｂとな
り、前記本発明の実施の形態により発現する表面温度Ｔ
ａより高いものとなる。
【００２５】したがって、本発明の負特性サーミスタ８
の温度が低いため、基板の温度も低い値をとる。したが
って、基板上に実装される各構成部品には、熱の伝達が
抑制され、各構成部品の温度も従来より低い値となる。
の温度が低いため、基板の温度も低い値をとる。したが
って、基板上に実装される各構成部品には、熱の伝達が
抑制され、各構成部品の温度も従来より低い値となる。
【００２６】次に、本発明の希土類遷移金属酸化化合物
を主成分とする負特性サーミスタ８のＬａ、Ｃｏの添加
量を調整することで２種類のＢ定数を得て、それぞれ本
発明の実施の形態、とし、従来のＭｎ等遷移金属酸
化化合物を主成分とする負特性サーミスタとともに、セ
ラミック素体９の発熱温度を測定して比較し（表１）に
記載した。ここでは入力端子２，２２に１００ＶＡＣ電
圧を印加し、負荷回路７，２７に７０Ωの抵抗を接続し
た。
を主成分とする負特性サーミスタ８のＬａ、Ｃｏの添加
量を調整することで２種類のＢ定数を得て、それぞれ本
発明の実施の形態、とし、従来のＭｎ等遷移金属酸
化化合物を主成分とする負特性サーミスタとともに、セ
ラミック素体９の発熱温度を測定して比較し（表１）に
記載した。ここでは入力端子２，２２に１００ＶＡＣ電
圧を印加し、負荷回路７，２７に７０Ωの抵抗を接続し
た。
【００２７】
【表１】
【００２８】（表１）に示すように本発明の実施の形態
，は従来例に比較するとサーミスタ素体９の発熱温
度が低く、発熱温度上昇の抑制効果を有する。さらに、
３３０ＫでのＢ定数をＢ３００＜３０００Ｋでかつ、４
００ＫにおけるＢ定数Ｂ４００がＢ４００＞３０００Ｋ
とした実施の形態は温度上昇抑制の効果を一層発現し
ている。
，は従来例に比較するとサーミスタ素体９の発熱温
度が低く、発熱温度上昇の抑制効果を有する。さらに、
３３０ＫでのＢ定数をＢ３００＜３０００Ｋでかつ、４
００ＫにおけるＢ定数Ｂ４００がＢ４００＞３０００Ｋ
とした実施の形態は温度上昇抑制の効果を一層発現し
ている。
【００２９】これは、本発明の実施の形態に構成される
希土類遷移金属酸化物を主成分とするサーミスタ素体９
の結晶構造がペロブスカイト型を有し、従来の負特性サ
ーミスタの結晶構造であるスピネル型に比べ高温下での
活性化エネルギーが大きく、高温時で低抵抗が得られる
ものと考えられる。
希土類遷移金属酸化物を主成分とするサーミスタ素体９
の結晶構造がペロブスカイト型を有し、従来の負特性サ
ーミスタの結晶構造であるスピネル型に比べ高温下での
活性化エネルギーが大きく、高温時で低抵抗が得られる
ものと考えられる。
【００３０】これにより、本発明の電源装置は、従来の
電源装置と比較して突入電流抑制回路４の発熱温度を低
く抑えることができる。
電源装置と比較して突入電流抑制回路４の発熱温度を低
く抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の電源装置は、入力
端子と整流回路との間または整流回路と平滑回路との間
に希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性サーミス
タを接続することにより、突入電流を抑制するととも
に、自己発熱温度が低く、各構成部品の温度上昇を抑え
ることができ、高信頼性を得ることができる。
端子と整流回路との間または整流回路と平滑回路との間
に希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性サーミス
タを接続することにより、突入電流を抑制するととも
に、自己発熱温度が低く、各構成部品の温度上昇を抑え
ることができ、高信頼性を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態の電源装置の回路図
【図２】同実施の形態の電源装置に用いる負特性サーミ
スタの外観図
スタの外観図
【図３】同実施の形態の電源装置に用いる負特性サーミ
スタの断面図
スタの断面図
【図４】従来例と本実施の形態における電流抑制素子の
抵抗温度特性曲線図
抵抗温度特性曲線図
【図５】従来の電源装置の回路図
１ 電源装置 ２ 入力端子 ３ 整流回路 ４ 突入電流抑制回路 ５ 平滑回路 ６ 直流出力端子 ７ 負荷回路 ８ 負特性サーミスタ ９ サーミスタ素体 １０ 電極 １１ リード線 １２ 半田 １３ 外装樹脂
フロントページの続き (72)発明者 寺崎 正則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H006 CA07 CB01 CC08 FA02 GA01 5H740 BA15 BA18 BB05 BB07 MM12
Claims (2)
- 【請求項１】 入力端子と、この入力端子から入力され
た交流信号を整流する整流回路と、この整流回路で整流
された波形を平滑する平滑回路とを備え、前記入力端子
と前記整流回路との間または前記整流回路と平滑回路の
間に希土類遷移金属酸化物を主成分とする負特性サーミ
スタを接続した電源装置。 - 【請求項２】 負特性サーミスタは、３００Ｋにおける
Ｂ定数Ｂ３００がＢ３００＜３０００Ｋでかつ、４００
ＫにおけるＢ定数Ｂ４００がＢ４００＞３０００Ｋであ
る請求項１に記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222282A JP2002044952A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222282A JP2002044952A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002044952A true JP2002044952A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18716544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000222282A Pending JP2002044952A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002044952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011052518A1 (ja) * | 2009-10-26 | 2013-03-21 | 株式会社村田製作所 | 抵抗素子、赤外線センサおよび電気機器 |
| US8981893B2 (en) | 2010-10-27 | 2015-03-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor ceramic and resistive element |
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000222282A patent/JP2002044952A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011052518A1 (ja) * | 2009-10-26 | 2013-03-21 | 株式会社村田製作所 | 抵抗素子、赤外線センサおよび電気機器 |
| US8981893B2 (en) | 2010-10-27 | 2015-03-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor ceramic and resistive element |
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