JP2002116828A - 突入電流抑制回路及び電源回路 - Google Patents
突入電流抑制回路及び電源回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源回路の起動時の突入電流を抑制するとい
う基本的な機能と共に、突入電流の完了と同時に負荷に
安定にエネルギーを供給する機能、及び、入力電源の電
圧に急変が生じた場合にも突入電流を抑制する機能を備
える突入電流抑制回路及び該突入電流抑制回路を適用す
る電源回路を提供する。 【解決手段】 突入電流の流入が終了したか否かによっ
て突入電流抑制トランジスタに供給する制御電圧の制御
の仕方を切り替えて、突入電流が流れている間は、突入
電流抑制トランジスタに突入電流抑制トランジスタの内
部抵抗が突入電流を抑制できる範囲の制御電圧を供給
し、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑制トラ
ンジスタに内部抵抗が十分に低い値になる制御電圧を供
給するように構成する。
う基本的な機能と共に、突入電流の完了と同時に負荷に
安定にエネルギーを供給する機能、及び、入力電源の電
圧に急変が生じた場合にも突入電流を抑制する機能を備
える突入電流抑制回路及び該突入電流抑制回路を適用す
る電源回路を提供する。 【解決手段】 突入電流の流入が終了したか否かによっ
て突入電流抑制トランジスタに供給する制御電圧の制御
の仕方を切り替えて、突入電流が流れている間は、突入
電流抑制トランジスタに突入電流抑制トランジスタの内
部抵抗が突入電流を抑制できる範囲の制御電圧を供給
し、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑制トラ
ンジスタに内部抵抗が十分に低い値になる制御電圧を供
給するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、突入電流抑制回路
及び電源回路に係り、電源回路の起動時の突入電流を抑
制するという基本的な機能と共に、突入電流の完了と同
時に負荷に安定に電流を供給する機能、及び、瞬断など
による入力電源の電圧に急変が生じた場合にも突入電流
を抑制する機能を備える突入電流抑制回路及び該突入電
流抑制回路を適用する電源回路に関する。
及び電源回路に係り、電源回路の起動時の突入電流を抑
制するという基本的な機能と共に、突入電流の完了と同
時に負荷に安定に電流を供給する機能、及び、瞬断など
による入力電源の電圧に急変が生じた場合にも突入電流
を抑制する機能を備える突入電流抑制回路及び該突入電
流抑制回路を適用する電源回路に関する。
【０００２】当然のことながら、通信機器や情報処理機
器は電源回路からエネルギーの供給を受けて初めてそれ
ら本来の動作が可能になる。従って、通信機器や情報処
理機器の稼働中の信頼度を高めるためには、それら機器
本来の信頼度を高める上に電源回路の信頼度を高める必
要がある。
器は電源回路からエネルギーの供給を受けて初めてそれ
ら本来の動作が可能になる。従って、通信機器や情報処
理機器の稼働中の信頼度を高めるためには、それら機器
本来の信頼度を高める上に電源回路の信頼度を高める必
要がある。
【０００３】電源回路の信頼度の評価尺度としては、 (1) 定常的な動作をしている時に負荷に供給する出力電
流及び出力電圧が安定であること (2) 所謂電源雑音が小さいこと (3) 起動時に、早期に負荷に安定な電流供給ができるこ
と (4) 起動時や入力電圧の急変時の突入電流が小さいこと が考えられるが、本発明は、上記(1) 項、(3) 項及び
(4) 項に関するものである。
流及び出力電圧が安定であること (2) 所謂電源雑音が小さいこと (3) 起動時に、早期に負荷に安定な電流供給ができるこ
と (4) 起動時や入力電圧の急変時の突入電流が小さいこと が考えられるが、本発明は、上記(1) 項、(3) 項及び
(4) 項に関するものである。
【０００４】上記(1) 定常的な動作をしている時に負荷
に供給する出力電流及び出力電圧が安定であることが要
請されるのは極めて当然のことである。
に供給する出力電流及び出力電圧が安定であることが要
請されるのは極めて当然のことである。
【０００５】上記(3) 起動時に、早期に負荷に安定な電
流供給ができることが要請されるのは、電源回路から負
荷に電流を供給し始めた直後における出力電圧の変動を
抑圧して、通信装置や情報処理装置を早期に稼働させる
ためである。
流供給ができることが要請されるのは、電源回路から負
荷に電流を供給し始めた直後における出力電圧の変動を
抑圧して、通信装置や情報処理装置を早期に稼働させる
ためである。
【０００６】上記(4) 起動時や入力電圧の急変時の突入
電流が小さいことが要請されるのは、突入電流による通
信装置や情報処理装置の電源系統のコネクタやスイッチ
の溶着、ヒューズの溶断、ノン・ヒューズ・ブレーカの
トリップを防止するためである。
電流が小さいことが要請されるのは、突入電流による通
信装置や情報処理装置の電源系統のコネクタやスイッチ
の溶着、ヒューズの溶断、ノン・ヒューズ・ブレーカの
トリップを防止するためである。
【０００７】
【従来の技術】図５は、従来の突入電流抑制回路を適用
した電源回路である。
した電源回路である。
【０００８】図５において、１は、入力電源で、電圧は
ＶINであるものとする。
ＶINであるものとする。
【０００９】２ｂは、突入電流抑制回路で、突入電流抑
制トランジスタ２−１、抵抗２−２、コンデンサ２−
３、及び定電圧ダイオード２−４によって構成される。
ここで、定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・
ダウン電圧をＶZ1（逆方向のブレイク・ダウン電圧をツ
ェナー電圧（Zener Voltage)ともいうので、ＶZ と標記
している。）とする。
制トランジスタ２−１、抵抗２−２、コンデンサ２−
３、及び定電圧ダイオード２−４によって構成される。
ここで、定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・
ダウン電圧をＶZ1（逆方向のブレイク・ダウン電圧をツ
ェナー電圧（Zener Voltage)ともいうので、ＶZ と標記
している。）とする。
【００１０】尚、図５の構成では突入電流抑制トランジ
スタ２−１には電界効果トランジスタを適用することを
想定しているが、オン状態の内部抵抗が十分に小さい上
に耐圧を十分に確保することができれば、電界効果トラ
ンジスタに限定する必要はなく、例えば接合型トランジ
スタであってもよい。
スタ２−１には電界効果トランジスタを適用することを
想定しているが、オン状態の内部抵抗が十分に小さい上
に耐圧を十分に確保することができれば、電界効果トラ
ンジスタに限定する必要はなく、例えば接合型トランジ
スタであってもよい。
【００１１】３は、直流電圧を異なる直流電圧に変換す
るＤＣ／ＤＣコンバータで、ここではＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３の詳細構成は本発明とは関係がないので、入力コ
ンデンサ３−１のみを示している。
るＤＣ／ＤＣコンバータで、ここではＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３の詳細構成は本発明とは関係がないので、入力コ
ンデンサ３−１のみを示している。
【００１２】そして、突入電流抑制回路２ｂ及びＤＣ／
ＤＣコンバータ３によって電源回路が構成される。
ＤＣコンバータ３によって電源回路が構成される。
【００１３】４は、該電源回路からエネルギーの供給を
受ける負荷で、負荷４の代表的な例は、通信装置や情報
処理装置、及び、これらの構成要素であるシェルフやパ
ッケージである。
受ける負荷で、負荷４の代表的な例は、通信装置や情報
処理装置、及び、これらの構成要素であるシェルフやパ
ッケージである。
【００１４】図６は、図５の構成の基本的動作を説明す
る図で、図５では図示を省略されているスイッチが閉成
されて、入力電源が投入された後の突入電流抑制回路の
過渡状態を示すものである。以降、図５も参照しながら
説明する。
る図で、図５では図示を省略されているスイッチが閉成
されて、入力電源が投入された後の突入電流抑制回路の
過渡状態を示すものである。以降、図５も参照しながら
説明する。
【００１５】図６（イ）は、突入電流抑制トランジスタ
２−１のゲート・ソース間電圧、図６（ロ）は、突入電
流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧、
図６（ハ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流であ
る。
２−１のゲート・ソース間電圧、図６（ロ）は、突入電
流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧、
図６（ハ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流であ
る。
【００１６】入力電源１が投入されると、抵抗２−２を
経由してコンデンサ２−３が充電されてゆき、最終的に
は突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間
電圧ＶGSは定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク
・ダウン電圧ＶZ1に漸近する。これが図６（イ）に示さ
れている。
経由してコンデンサ２−３が充電されてゆき、最終的に
は突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間
電圧ＶGSは定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク
・ダウン電圧ＶZ1に漸近する。これが図６（イ）に示さ
れている。
【００１７】時刻０から時刻ｔ1 までの、突入電流抑制
トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧が低い間
は、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソー
ス間の抵抗が非常に大きいので、ＤＣ／ＤＣコンバータ
の入力電流はほぼ０で、突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間電圧はほぼＶINに保たれてい
る。
トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧が低い間
は、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソー
ス間の抵抗が非常に大きいので、ＤＣ／ＤＣコンバータ
の入力電流はほぼ０で、突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間電圧はほぼＶINに保たれてい
る。
【００１８】突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が或る程度上昇すると突入電流抑制トラ
ンジスタ２−１のドレイン・ソース間の抵抗は減少し始
め、入力コンデンサ３−１が突入電流抑制トランジスタ
２−１のドレイン・ソース間の抵抗を介して充電され始
める。従って、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレ
イン・ソース間電圧は低下し始めて、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの入力電流は増加してゆく。
・ソース間電圧が或る程度上昇すると突入電流抑制トラ
ンジスタ２−１のドレイン・ソース間の抵抗は減少し始
め、入力コンデンサ３−１が突入電流抑制トランジスタ
２−１のドレイン・ソース間の抵抗を介して充電され始
める。従って、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレ
イン・ソース間電圧は低下し始めて、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの入力電流は増加してゆく。
【００１９】そして、時刻ｔ2 に入力コンデンサ３−１
が十分に充電されると、入力電流は一旦０になり、突入
電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧
もほぼ０に保たれる。尚、時刻ｔ2 までのＤＣ／ＤＣコ
ンバータの入力電流を積分すれば、それは入力コンデン
サ３−１に蓄積された電荷に等しくなる。
が十分に充電されると、入力電流は一旦０になり、突入
電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧
もほぼ０に保たれる。尚、時刻ｔ2 までのＤＣ／ＤＣコ
ンバータの入力電流を積分すれば、それは入力コンデン
サ３−１に蓄積された電荷に等しくなる。
【００２０】このようにして、突入電流抑制回路２ｂは
突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間
抵抗によってＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流を緩やか
に制限し、過大な突入電流の流入を防止している。この
意味で、時刻ｔ2 における突入電流抑制トランジスタ２
−１のゲート・ソース間電圧がＶG1に達するまでがトラ
ンジスタの抑制が有効なゲート・ソース間電圧の範囲で
あるといえるが、特に、矢印で示している時刻ｔ1 にお
けるゲート・ソース間電圧ＶG2から時刻ｔ2 におけるゲ
ート・ソース間電圧ＶG1の範囲が突入電流を抑制する上
で重要な意味を持っている。
突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間
抵抗によってＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流を緩やか
に制限し、過大な突入電流の流入を防止している。この
意味で、時刻ｔ2 における突入電流抑制トランジスタ２
−１のゲート・ソース間電圧がＶG1に達するまでがトラ
ンジスタの抑制が有効なゲート・ソース間電圧の範囲で
あるといえるが、特に、矢印で示している時刻ｔ1 にお
けるゲート・ソース間電圧ＶG2から時刻ｔ2 におけるゲ
ート・ソース間電圧ＶG1の範囲が突入電流を抑制する上
で重要な意味を持っている。
【００２１】又、時刻ｔ3 近傍になって初めて突入電流
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が十
分に低い値になるものとする。
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が十
分に低い値になるものとする。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】図７は、図５の構成の
問題点（その１）で、突入電流抑制トランジスタのドレ
イン・ソース間抵抗が十分に小さくならない内にＤＣ／
ＤＣコンバータから負荷に電流を供給し始める場合に、
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が垂下するという問題
点があり、これを避けるためには負荷への電流供給開始
を遅らせねばならないことを説明するものである。
問題点（その１）で、突入電流抑制トランジスタのドレ
イン・ソース間抵抗が十分に小さくならない内にＤＣ／
ＤＣコンバータから負荷に電流を供給し始める場合に、
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が垂下するという問題
点があり、これを避けるためには負荷への電流供給開始
を遅らせねばならないことを説明するものである。
【００２３】図７（イ）は、突入電流抑制トランジスタ
のゲート・ソース間電圧、図７（ロ）は、突入電流抑制
トランジスタのドレイン・ソース間電圧、図７（ハ）
は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧、図７（ニ）は、
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流である。以降、図５も
参照しながら説明する。
のゲート・ソース間電圧、図７（ロ）は、突入電流抑制
トランジスタのドレイン・ソース間電圧、図７（ハ）
は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧、図７（ニ）は、
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流である。以降、図５も
参照しながら説明する。
【００２４】入力電源１が投入された後、時刻ｔ2 まで
の突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間
電圧、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソ
ース間電圧及びＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流の過
渡的な変化は、図６によって説明した過渡的な変化と全
く同じである。
の突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間
電圧、突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソ
ース間電圧及びＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流の過
渡的な変化は、図６によって説明した過渡的な変化と全
く同じである。
【００２５】この間、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電
圧は、図７（ハ）に示す如く、突入電流抑制トランジス
タ２−１のドレイン・ソース間電圧が低下する曲線と同
じ曲率の曲線に沿って上昇し、コンデンサ３−１の充電
が終了する時刻ｔ2 以降で一旦一定になる。
圧は、図７（ハ）に示す如く、突入電流抑制トランジス
タ２−１のドレイン・ソース間電圧が低下する曲線と同
じ曲率の曲線に沿って上昇し、コンデンサ３−１の充電
が終了する時刻ｔ2 以降で一旦一定になる。
【００２６】そして、時刻ｔ4 において、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３から負荷に電流の供給が開始されるものとす
る。
ンバータ３から負荷に電流の供給が開始されるものとす
る。
【００２７】ところで、突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間抵抗は、ゲート・ソース間電圧
が十分高くなって初めて十分に低い値になる。上記時刻
ｔ4における突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が突入電流の抑制が有効なゲート・ソー
ス間電圧範囲ＶG2からＶG1の近傍にある場合には、時刻
ｔ4 における突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイ
ン・ソース間抵抗は十分に小さな値にはなっていない。
１のドレイン・ソース間抵抗は、ゲート・ソース間電圧
が十分高くなって初めて十分に低い値になる。上記時刻
ｔ4における突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が突入電流の抑制が有効なゲート・ソー
ス間電圧範囲ＶG2からＶG1の近傍にある場合には、時刻
ｔ4 における突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイ
ン・ソース間抵抗は十分に小さな値にはなっていない。
【００２８】この状態で、負荷への電流の供給を開始す
ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流の増加に伴っ
て突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース
間電圧が上昇し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電圧が
垂下する。これが、図７（ロ）に示されている。
ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流の増加に伴っ
て突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース
間電圧が上昇し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電圧が
垂下する。これが、図７（ロ）に示されている。
【００２９】上記垂下の結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
の入力電流が一旦抑制されるとＤＣ／ＤＣコンバータ３
の入力電圧が一旦元の値に戻り、再び、負荷電流によっ
て垂下するという動作を繰り返し、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間電圧がドレイン・ソー
ス間抵抗を十分低い値にする電圧になって初めてＤＣ／
ＤＣコンバータの入力電流とＤＣ／ＤＣコンバータの入
力電圧が安定化される。
の入力電流が一旦抑制されるとＤＣ／ＤＣコンバータ３
の入力電圧が一旦元の値に戻り、再び、負荷電流によっ
て垂下するという動作を繰り返し、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間電圧がドレイン・ソー
ス間抵抗を十分低い値にする電圧になって初めてＤＣ／
ＤＣコンバータの入力電流とＤＣ／ＤＣコンバータの入
力電圧が安定化される。
【００３０】図７（ニ）では、突入電流抑制トランジス
タ２−１のゲート・ソース間電圧がドレイン・ソース間
抵抗を十分低い値にする電圧になる時刻がｔ5 まで待っ
て初めて負荷に電流供給を開始できることを示してい
る。この時刻ｔ5 は、先の定義に従うと、時刻ｔ3 以降
の時刻となる。
タ２−１のゲート・ソース間電圧がドレイン・ソース間
抵抗を十分低い値にする電圧になる時刻がｔ5 まで待っ
て初めて負荷に電流供給を開始できることを示してい
る。この時刻ｔ5 は、先の定義に従うと、時刻ｔ3 以降
の時刻となる。
【００３１】即ち、入力電源を起動した後、時刻ｔ5 ま
では負荷に電流を供給できないことになり、負荷への電
流供給開始が遅れる原因になる。又、負荷への電源供給
開始時刻を正確に設定するための遅延回路又はシーケン
ス回路を設ける必要性に迫られ、電源回路のコスト・ア
ップの原因にもなる。
では負荷に電流を供給できないことになり、負荷への電
流供給開始が遅れる原因になる。又、負荷への電源供給
開始時刻を正確に設定するための遅延回路又はシーケン
ス回路を設ける必要性に迫られ、電源回路のコスト・ア
ップの原因にもなる。
【００３２】図８は、図５の構成の問題点（その２）
で、入力電源の電圧に急変があった場合に突入電流を抑
制できないことを説明するものである。
で、入力電源の電圧に急変があった場合に突入電流を抑
制できないことを説明するものである。
【００３３】図８（イ）は入力電圧の急変、図８（ロ）
は、該入力電圧の急変に伴う突入電流抑制トランジスタ
のゲート・ソース間電圧の変化、図８（ハ）は、該入力
電圧の急変に伴うＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流の変
化を示すものである。
は、該入力電圧の急変に伴う突入電流抑制トランジスタ
のゲート・ソース間電圧の変化、図８（ハ）は、該入力
電圧の急変に伴うＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流の変
化を示すものである。
【００３４】入力電源を起動した後で、負荷への電流供
給開始後十分に長い時間を経過すると、突入電流抑制ト
ランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は定電圧ダイ
オード２−４の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ1に等
しくなっており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流も
負荷電流と所定の関係にある一定値を保っている。
給開始後十分に長い時間を経過すると、突入電流抑制ト
ランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は定電圧ダイ
オード２−４の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ1に等
しくなっており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流も
負荷電流と所定の関係にある一定値を保っている。
【００３５】この状態で、時刻ｔ6 に入力電源の電圧が
急変してほぼ０になり、時刻ｔ7 に復旧することを想定
する。これは、所謂瞬断である。このような瞬断は入力
電源１の内部から発生することも、人為的なスイッチの
切断、投入によって発生することもある。
急変してほぼ０になり、時刻ｔ7 に復旧することを想定
する。これは、所謂瞬断である。このような瞬断は入力
電源１の内部から発生することも、人為的なスイッチの
切断、投入によって発生することもある。
【００３６】図５の抵抗２−２及びコンデンサ２−３に
よって決まる時定数は、突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間抵抗が急に変動しないようにす
る目的で、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・
ソース間電圧が急に変動しないように大きく設定されて
いる。
よって決まる時定数は、突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間抵抗が急に変動しないようにす
る目的で、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・
ソース間電圧が急に変動しないように大きく設定されて
いる。
【００３７】従って、入力電圧に上記急変があっても突
入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧
は即座には追随せず、時刻ｔ7 に入力電圧が復旧した時
には未だ十分に高く、突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース間抵抗は十分に低い値に保たれてい
る。
入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧
は即座には追随せず、時刻ｔ7 に入力電圧が復旧した時
には未だ十分に高く、突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース間抵抗は十分に低い値に保たれてい
る。
【００３８】この状態で時刻ｔ7 において入力電圧が０
からＶINに復旧すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を構成
する入力コンデンサ３−１は、瞬断に伴って放電した電
荷を急速に充電されることになり、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３には大きな突入電流が流入する。
からＶINに復旧すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を構成
する入力コンデンサ３−１は、瞬断に伴って放電した電
荷を急速に充電されることになり、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３には大きな突入電流が流入する。
【００３９】本発明は、かかる問題点に鑑み、電源回路
の起動時の突入電流を抑制するという基本的な機能と共
に、突入電流の完了と同時に負荷に安定に電流を供給す
る機能、及び、瞬断などによる電源回路の入力電圧に急
変が生ずる場合にも突入電流を抑制する機能を備える突
入電流抑制回路及び該突入電流抑制回路を適用する電源
回路を提供することを目的とする。
の起動時の突入電流を抑制するという基本的な機能と共
に、突入電流の完了と同時に負荷に安定に電流を供給す
る機能、及び、瞬断などによる電源回路の入力電圧に急
変が生ずる場合にも突入電流を抑制する機能を備える突
入電流抑制回路及び該突入電流抑制回路を適用する電源
回路を提供することを目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、突入電流
の流入が終了したか否かによって突入電流抑制トランジ
スタに供給する制御電圧の制御の仕方を切り替えて、突
入電流が流れている間は、該突入電流抑制トランジスタ
には該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流
を抑制できる範囲の制御電圧を供給し、突入電流の流入
が終了した後は、該突入電流抑制トランジスタに該突入
電流抑制トランジスタの内部抵抗が十分に低い値になる
制御電圧を供給する突入電流抑制回路である。
の流入が終了したか否かによって突入電流抑制トランジ
スタに供給する制御電圧の制御の仕方を切り替えて、突
入電流が流れている間は、該突入電流抑制トランジスタ
には該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流
を抑制できる範囲の制御電圧を供給し、突入電流の流入
が終了した後は、該突入電流抑制トランジスタに該突入
電流抑制トランジスタの内部抵抗が十分に低い値になる
制御電圧を供給する突入電流抑制回路である。
【００４１】第一の発明によれば、突入電流が流れてい
る間は、該突入電流抑制トランジスタには該突入電流抑
制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる範囲
の制御電圧を供給するので突入電流を抑制することが可
能で、突入電流の流入が終了した後は、該突入電流抑制
トランジスタには内部抵抗が十分に低い値になる制御電
圧を供給するので、負荷への電流供給を開始しても、突
入電流抑制回路の出力電圧は垂下しなくなる。
る間は、該突入電流抑制トランジスタには該突入電流抑
制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる範囲
の制御電圧を供給するので突入電流を抑制することが可
能で、突入電流の流入が終了した後は、該突入電流抑制
トランジスタには内部抵抗が十分に低い値になる制御電
圧を供給するので、負荷への電流供給を開始しても、突
入電流抑制回路の出力電圧は垂下しなくなる。
【００４２】第二の発明は、突入電流の流入が終了した
か否かによって突入電流抑制トランジスタに供給する制
御電圧の制御の仕方を切り替えて、突入電流が流れてい
る間は、該突入電流抑制トランジスタには該突入電流抑
制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる範囲
の制御電圧を供給し、突入電流の流入が終了した後は、
該突入電流抑制トランジスタには内部抵抗が十分に低い
値になる制御電圧を供給すると共に、突入電流の流入が
終了した後は、突入電流が流れている間に該突入電流抑
制トランジスタに該突入電流抑制トランジスタの内部抵
抗が突入電流を抑制できる範囲の制御電圧を供給する回
路に蓄えられている電荷を強制的に放電させる突入電流
抑制回路である。
か否かによって突入電流抑制トランジスタに供給する制
御電圧の制御の仕方を切り替えて、突入電流が流れてい
る間は、該突入電流抑制トランジスタには該突入電流抑
制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる範囲
の制御電圧を供給し、突入電流の流入が終了した後は、
該突入電流抑制トランジスタには内部抵抗が十分に低い
値になる制御電圧を供給すると共に、突入電流の流入が
終了した後は、突入電流が流れている間に該突入電流抑
制トランジスタに該突入電流抑制トランジスタの内部抵
抗が突入電流を抑制できる範囲の制御電圧を供給する回
路に蓄えられている電荷を強制的に放電させる突入電流
抑制回路である。
【００４３】第二の発明によれば、上記第一の発明の効
果が得られる上に、突入電流の流入が終了した後は、突
入電流が流れている間に該突入電流抑制トランジスタに
突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制
できる範囲の制御電圧を供給する回路に蓄えられている
電荷を強制的に放電させるので、入力電源の電圧の急変
に伴う突入電流を防止することができる。
果が得られる上に、突入電流の流入が終了した後は、突
入電流が流れている間に該突入電流抑制トランジスタに
突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制
できる範囲の制御電圧を供給する回路に蓄えられている
電荷を強制的に放電させるので、入力電源の電圧の急変
に伴う突入電流を防止することができる。
【００４４】第三の発明は、直流電圧を異なる直流電圧
に変換するＤＣ／ＤＣコンバータの前段に上記第一の発
明又は第二の発明の突入電流抑制回路を適用する電源回
路である。
に変換するＤＣ／ＤＣコンバータの前段に上記第一の発
明又は第二の発明の突入電流抑制回路を適用する電源回
路である。
【００４５】第三の発明によれば、早期に突入電流抑制
トランジスタのドレイン・ソース間負荷への電流供給を
開始しても、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下しない
電源回路、又は、早期に突入電流抑制トランジスタのド
レイン・ソース間負荷への電流供給を開始しても、突入
電流抑制回路の出力電圧が垂下せず、且つ、入力電源の
電圧の急変に伴う突入電流を防止することができる電源
回路が得られ、電源回路の動作の信頼度が向上する。
トランジスタのドレイン・ソース間負荷への電流供給を
開始しても、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下しない
電源回路、又は、早期に突入電流抑制トランジスタのド
レイン・ソース間負荷への電流供給を開始しても、突入
電流抑制回路の出力電圧が垂下せず、且つ、入力電源の
電圧の急変に伴う突入電流を防止することができる電源
回路が得られ、電源回路の動作の信頼度が向上する。
【００４６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の突入電流抑制回
路の第一の実施の形態で、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力
部分も併せて図示している。
路の第一の実施の形態で、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力
部分も併せて図示している。
【００４７】図１において、１は入力電源、２は、突入
電流抑制回路、３はＤＣ／ＤＣコンバータである。尚、
入力電源の電圧はＶINであるものとし、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３については入力コンデンサ３−１のみを図示し
ている。
電流抑制回路、３はＤＣ／ＤＣコンバータである。尚、
入力電源の電圧はＶINであるものとし、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３については入力コンデンサ３−１のみを図示し
ている。
【００４８】ここで、突入電流抑制回路２は、突入電流
抑制トランジスタ２−１、抵抗２−２、定電圧ダイオー
ド２−４、抵抗２−５、定電圧ダイオード２−６、抵抗
２−７、コンデンサ２−８、ダイオード２−９、トラン
ジスタ２−１０、抵抗２−１１、ダイオード２−１２に
よって構成される。
抑制トランジスタ２−１、抵抗２−２、定電圧ダイオー
ド２−４、抵抗２−５、定電圧ダイオード２−６、抵抗
２−７、コンデンサ２−８、ダイオード２−９、トラン
ジスタ２−１０、抵抗２−１１、ダイオード２−１２に
よって構成される。
【００４９】この内、抵抗２−５及び定電圧ダイオード
２−６によって定電圧回路を構成する。そして、定電圧
ダイオード２−６の逆方向ブレイク・ダウン電圧Ｖ
Z2は、図６のＶG1とＶG2の間に設定する。
２−６によって定電圧回路を構成する。そして、定電圧
ダイオード２−６の逆方向ブレイク・ダウン電圧Ｖ
Z2は、図６のＶG1とＶG2の間に設定する。
【００５０】又、抵抗２−７及びコンデンサ２−８によ
って、突入電流が流れている間に、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間に突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑
制できる範囲の電圧を供給する時定数回路を構成する。
って、突入電流が流れている間に、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間に突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑
制できる範囲の電圧を供給する時定数回路を構成する。
【００５１】更に、トランジスタ２−１０と抵抗２−１
１は、突入電流の流れ始めは、突入電流抑制トランジス
タ２−１の高いドレイン・ソース間電圧によってオン状
態にあり、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑
制トランジスタ２−１の低いドレイン・ソース間電圧に
よってオフ状態になる回路、即ち、突入電流の流入の終
了を検出すると共に、抵抗２−２及びダイオード２−１
２の接続点をアースするか否かの制御を行なう回路を構
成する。
１は、突入電流の流れ始めは、突入電流抑制トランジス
タ２−１の高いドレイン・ソース間電圧によってオン状
態にあり、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑
制トランジスタ２−１の低いドレイン・ソース間電圧に
よってオフ状態になる回路、即ち、突入電流の流入の終
了を検出すると共に、抵抗２−２及びダイオード２−１
２の接続点をアースするか否かの制御を行なう回路を構
成する。
【００５２】図２は、図１の構成の動作を説明する図で
ある。以降、図１も参照して動作を説明する。尚、原理
的な事項を理解しやすくするために、ダイオード２−９
と２−１２の順方向電圧、及び、トランジスタ２−１０
をオンさせるベース・エミッタ間電圧は０であるものと
して説明する。
ある。以降、図１も参照して動作を説明する。尚、原理
的な事項を理解しやすくするために、ダイオード２−９
と２−１２の順方向電圧、及び、トランジスタ２−１０
をオンさせるベース・エミッタ間電圧は０であるものと
して説明する。
【００５３】図２（イ）は、突入電流抑制トランジスタ
２−１のゲート・ソース間電圧の変化、図２（ロ）は、
突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間
電圧の変化、図２（ハ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の
入力電流の変化を示す。
２−１のゲート・ソース間電圧の変化、図２（ロ）は、
突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間
電圧の変化、図２（ハ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の
入力電流の変化を示す。
【００５４】入力電源が投入されると、抵抗２−５とダ
イオード２−６の接続点の電圧は、直ちにダイオード２
−６の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ2に等しくな
り、コンデンサ２−８は抵抗２−７を介してダイオード
２−６の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ2をめがけて
充電されてゆく。
イオード２−６の接続点の電圧は、直ちにダイオード２
−６の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ2に等しくな
り、コンデンサ２−８は抵抗２−７を介してダイオード
２−６の逆方向のブレイク・ダウン電圧ＶZ2をめがけて
充電されてゆく。
【００５５】さて、突入電流抑制トランジスタ２−１の
ドレインには抵抗２−１１を介してトランジスタ２−１
０のベースが接続され、トランジスタ２−１０のエミッ
タはアースに接続され、トランジスタ２−１０のコレク
タは抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点に接続さ
れている。
ドレインには抵抗２−１１を介してトランジスタ２−１
０のベースが接続され、トランジスタ２−１０のエミッ
タはアースに接続され、トランジスタ２−１０のコレク
タは抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点に接続さ
れている。
【００５６】突入電流抑制トランジスタ２−１のドレイ
ン・ソース間には、図５及び図６によって説明した如
く、起動当初は高い電圧がかかっている。従って、トラ
ンジスタ２−１０は入力電源１の起動当初はオン状態に
あり、抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点はトラ
ンジスタ２−１０によってアースされている。
ン・ソース間には、図５及び図６によって説明した如
く、起動当初は高い電圧がかかっている。従って、トラ
ンジスタ２−１０は入力電源１の起動当初はオン状態に
あり、抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点はトラ
ンジスタ２−１０によってアースされている。
【００５７】従って、定電圧ダイオード２−４には電流
が流れておらず、その端子電圧は０である。このため、
コンデンサ２−８の端子電圧がダイオード２−９を介し
て突入電流抑制トランジスタ２−１のゲートに供給され
る。
が流れておらず、その端子電圧は０である。このため、
コンデンサ２−８の端子電圧がダイオード２−９を介し
て突入電流抑制トランジスタ２−１のゲートに供給され
る。
【００５８】突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が図２（イ）の如く上昇するにつれて、
時刻ｔ1 近傍から突入電流抑制トランジスタ２−１のド
レイン・ソース間電圧が初期値ＶINから低下し始め、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３の入力電流即ち入力コンデンサ３
−１の充電電流が緩やかに増加し始める。即ち、ゆるや
かな突入電流の流入の開始である。
・ソース間電圧が図２（イ）の如く上昇するにつれて、
時刻ｔ1 近傍から突入電流抑制トランジスタ２−１のド
レイン・ソース間電圧が初期値ＶINから低下し始め、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３の入力電流即ち入力コンデンサ３
−１の充電電流が緩やかに増加し始める。即ち、ゆるや
かな突入電流の流入の開始である。
【００５９】そして、突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース間電圧が０になり、突入電流の流入
が終了するとトランジスタ２−１０はオフ状態に転じ、
抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点はアースから
開放される。
のドレイン・ソース間電圧が０になり、突入電流の流入
が終了するとトランジスタ２−１０はオフ状態に転じ、
抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点はアースから
開放される。
【００６０】この瞬間に、抵抗２−２、ダイオード２−
１２を介して定電圧ダイオード２−４に電流が流れるの
で、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース
間電圧は一気に定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレ
イク・ダウン電圧ＶZ1に等しくなる。
１２を介して定電圧ダイオード２−４に電流が流れるの
で、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース
間電圧は一気に定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレ
イク・ダウン電圧ＶZ1に等しくなる。
【００６１】即ち、突入電流抑制トランジスタ２−１の
ドレイン・ソース間抵抗が十分に小さな値になるので、
突入電流流入の終了直後にＤＣ／ＤＣコンバータ３から
負荷に電流供給を開始しても、突入電流抑制回路の出力
端子の電圧は垂下しなくなる。
ドレイン・ソース間抵抗が十分に小さな値になるので、
突入電流流入の終了直後にＤＣ／ＤＣコンバータ３から
負荷に電流供給を開始しても、突入電流抑制回路の出力
端子の電圧は垂下しなくなる。
【００６２】このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から負
荷に安定な電流供給を開始できるタイミングが早くな
る。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から負荷に電流供
給を開始できるタイミングを決定する遅延回路又はシー
ケンス回路を備える必要がなくなるので、電源回路の回
路構成の煩雑化と回路コストの上昇を回避することがで
きる。
荷に安定な電流供給を開始できるタイミングが早くな
る。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から負荷に電流供
給を開始できるタイミングを決定する遅延回路又はシー
ケンス回路を備える必要がなくなるので、電源回路の回
路構成の煩雑化と回路コストの上昇を回避することがで
きる。
【００６３】さて、上記ではダイオード２−９と２−１
２の順方向電圧及びトランジスタ２−１０がオンするた
めのベース・エミッタ間電圧が０であるものとして説明
したが、ダイオードの順方向電圧とトランジスタがオン
するためのベース・エミッタ間電圧が０でなくても上記
動作は本質的には変わらない。
２の順方向電圧及びトランジスタ２−１０がオンするた
めのベース・エミッタ間電圧が０であるものとして説明
したが、ダイオードの順方向電圧とトランジスタがオン
するためのベース・エミッタ間電圧が０でなくても上記
動作は本質的には変わらない。
【００６４】即ち、ダイオード２−９及びダイオード２
−１２の順方向電圧が０でないことは、逆方向のブレイ
ク・ダウン電圧が２つのダイオードの順方向電圧の和だ
け高い定電圧ダイオードを選択して定電圧ダイオード２
−６に適用すればよい。又、トランジスタ２−１０がオ
ンする電圧が０でないことは、図２において時刻ｔ2よ
り早く突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソー
ス間に定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・ダ
ウン電圧を供給することを意味する。しかし、、実用的
に、このタイミングには突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑制しうる値
から十分に低い値に遷移するので、何等問題は生じな
い。
−１２の順方向電圧が０でないことは、逆方向のブレイ
ク・ダウン電圧が２つのダイオードの順方向電圧の和だ
け高い定電圧ダイオードを選択して定電圧ダイオード２
−６に適用すればよい。又、トランジスタ２−１０がオ
ンする電圧が０でないことは、図２において時刻ｔ2よ
り早く突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソー
ス間に定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・ダ
ウン電圧を供給することを意味する。しかし、、実用的
に、このタイミングには突入電流抑制トランジスタ２−
１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑制しうる値
から十分に低い値に遷移するので、何等問題は生じな
い。
【００６５】そして、上記付記事項は以降に説明する本
発明の他の実施の形態にも当てはまることである。
発明の他の実施の形態にも当てはまることである。
【００６６】尚、ダイオード２−１２を使用するのは、
トランジスタ２−１０がオン状態の時に突入電流抑制ト
ランジスタ２−１のゲートをアースしないためであり、
ダイオード２−９を使用するのは、トランジスタ２−１
０がオフ状態の時に定電圧ダイオード２−４から上記時
定数回路及び定電圧回路側に電流が逆流しないようにす
るためである。
トランジスタ２−１０がオン状態の時に突入電流抑制ト
ランジスタ２−１のゲートをアースしないためであり、
ダイオード２−９を使用するのは、トランジスタ２−１
０がオフ状態の時に定電圧ダイオード２−４から上記時
定数回路及び定電圧回路側に電流が逆流しないようにす
るためである。
【００６７】図３は、本発明の突入電流抑制回路の第二
の実施の形態で、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力部分も併
せて図示している。
の実施の形態で、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力部分も併
せて図示している。
【００６８】図３において、１は入力電源、２ａは、突
入電流抑制回路、３はＤＣ／ＤＣコンバータである。
尚、入力電源の電圧はＶINであるものとし、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３については入力コンデンサ３−１のみを図
示している。
入電流抑制回路、３はＤＣ／ＤＣコンバータである。
尚、入力電源の電圧はＶINであるものとし、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３については入力コンデンサ３−１のみを図
示している。
【００６９】ここで、突入電流抑制回路２ａは、突入電
流抑制トランジスタ２−１、抵抗２−２、定電圧ダイオ
ード２−４、抵抗２−５、定電圧ダイオード２−６、抵
抗２−７、コンデンサ２−８、ダイオード２−９、トラ
ンジスタ２−１０、抵抗２−１１、ダイオード２−１
２、トランジスタ２−１３、抵抗２−１４及び抵抗２−
１５によって構成される。
流抑制トランジスタ２−１、抵抗２−２、定電圧ダイオ
ード２−４、抵抗２−５、定電圧ダイオード２−６、抵
抗２−７、コンデンサ２−８、ダイオード２−９、トラ
ンジスタ２−１０、抵抗２−１１、ダイオード２−１
２、トランジスタ２−１３、抵抗２−１４及び抵抗２−
１５によって構成される。
【００７０】この内、抵抗２−５及び定電圧ダイオード
２−６によって定電圧回路を構成する。そして、定電圧
ダイオード２−６の逆方向ブレイク・ダウン電圧Ｖ
Z2は、図６のＶG1とＶG2の間に設定する。
２−６によって定電圧回路を構成する。そして、定電圧
ダイオード２−６の逆方向ブレイク・ダウン電圧Ｖ
Z2は、図６のＶG1とＶG2の間に設定する。
【００７１】又、抵抗２−７及びコンデンサ２−８によ
って、突入電流が流れている間に、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間に突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑
制できる範囲の電圧を供給する時定数回路が構成され
る。
って、突入電流が流れている間に、突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のゲート・ソース間に突入電流抑制トラン
ジスタ２−１のドレイン・ソース間抵抗が突入電流を抑
制できる範囲の電圧を供給する時定数回路が構成され
る。
【００７２】又、トランジスタ２−１０、抵抗２−１１
は、突入電流の流れ始めは、突入電流抑制トランジスタ
２−１の高いドレイン・ソース間電圧によってオン状態
にあり、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑制
トランジスタ２−１の低いドレイン・ソース間電圧によ
ってオフ状態になる回路、即ち、突入電流の流入の終了
を検出すると共に、抵抗２−２及びダイオード２−１５
の接続点をアースするか否かの制御を行なう回路を構成
する。
は、突入電流の流れ始めは、突入電流抑制トランジスタ
２−１の高いドレイン・ソース間電圧によってオン状態
にあり、突入電流の流入が終了した後は、突入電流抑制
トランジスタ２−１の低いドレイン・ソース間電圧によ
ってオフ状態になる回路、即ち、突入電流の流入の終了
を検出すると共に、抵抗２−２及びダイオード２−１５
の接続点をアースするか否かの制御を行なう回路を構成
する。
【００７３】更に、トランジスタ２−１３、抵抗２−１
４及び抵抗２−１５によって、トランジスタ２−１０が
オフ状態の時にコンデンサ２−８の端子間を短絡する回
路を構成する。
４及び抵抗２−１５によって、トランジスタ２−１０が
オフ状態の時にコンデンサ２−８の端子間を短絡する回
路を構成する。
【００７４】図４は、図１の構成の動作を説明する図
で、入力電源が起動されてから長時間を経過した後に入
力電圧に急変があった場合を説明するものである。以
降、図３も参照して動作を説明する。尚、原理的な事項
を理解しやすくするために、ダイオード２−９と２−１
２の順方向電圧及びトランジスタ２−１０をオンさせる
ベース・エミッタ間電圧は０であるものとして説明する
が、それらが０でなくても本質的な動作に変わりがない
ことは既に説明した通りである。
で、入力電源が起動されてから長時間を経過した後に入
力電圧に急変があった場合を説明するものである。以
降、図３も参照して動作を説明する。尚、原理的な事項
を理解しやすくするために、ダイオード２−９と２−１
２の順方向電圧及びトランジスタ２−１０をオンさせる
ベース・エミッタ間電圧は０であるものとして説明する
が、それらが０でなくても本質的な動作に変わりがない
ことは既に説明した通りである。
【００７５】尚、起動当初は、既に説明した如く、トラ
ンジスタ２−１０はオン状態にある。従って、トランジ
スタ２−１３は、トランジスタ２−１０がオン状態にあ
る間はベース・エミッタ間電圧が０であって、オフ状態
にある。このため、図３の構成における起動当初の動作
は図１の構成と全く同じである。但し、起動当初の図３
の構成の動作は図４には図示していない。
ンジスタ２−１０はオン状態にある。従って、トランジ
スタ２−１３は、トランジスタ２−１０がオン状態にあ
る間はベース・エミッタ間電圧が０であって、オフ状態
にある。このため、図３の構成における起動当初の動作
は図１の構成と全く同じである。但し、起動当初の図３
の構成の動作は図４には図示していない。
【００７６】そして、起動後長時間を経過した時、突入
電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は
定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・ダウン電
圧Ｖ Z1に等しく, ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流は
負荷電流で決まる一定電流になっている。
電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は
定電圧ダイオード２−４の逆方向のブレイク・ダウン電
圧Ｖ Z1に等しく, ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電流は
負荷電流で決まる一定電流になっている。
【００７７】図４（イ）は、入力電源の瞬断で、時刻ｔ
8 に入力電圧が急に低下し、時刻ｔ 9 に復旧するものと
する。
8 に入力電圧が急に低下し、時刻ｔ 9 に復旧するものと
する。
【００７８】図４（ロ）は、該入力電圧の急変に伴う、
突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電
圧の変化、図４（ハ）は、該入力電圧の急変に伴う、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３の入力電流の変化である。
突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電
圧の変化、図４（ハ）は、該入力電圧の急変に伴う、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３の入力電流の変化である。
【００７９】入力電圧が急変する以前は、トランジスタ
２−１３がオン状態にあるので、コンデンサ２−８には
電荷が蓄積されておらず、コンデンサ２−８の端子電圧
は０である。この状態で入力電圧が急変して０に低下す
ると、抵抗２−２及び定電圧ダイオード２−４を経由す
る電流が瞬時に０になるため、定電圧ダイオード２−４
の端子電圧も０になる。
２−１３がオン状態にあるので、コンデンサ２−８には
電荷が蓄積されておらず、コンデンサ２−８の端子電圧
は０である。この状態で入力電圧が急変して０に低下す
ると、抵抗２−２及び定電圧ダイオード２−４を経由す
る電流が瞬時に０になるため、定電圧ダイオード２−４
の端子電圧も０になる。
【００８０】従って、入力電圧が０になった瞬間に突入
電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は
０に遷移し、その後は入力電圧の復旧までは回路の状態
はこのままで推移する。
電流抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧は
０に遷移し、その後は入力電圧の復旧までは回路の状態
はこのままで推移する。
【００８１】時刻ｔ9 に入力電圧が復旧すると、図１及
び図２によって説明したのと全く同じ動作が行なわれ
る。即ち、図２と対応させると、ｔ10−ｔ9 ＝ｔ2 −ｔ
1 を満足する時刻ｔ10に突入電流の流入を終了したこと
を検出して、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が定電圧ダイオード２−４の逆方向のブ
レイク・ダウン電圧ＶZ1に等しくなる。このため、入力
電圧の復旧に伴う突入電流を抑制することができる。
び図２によって説明したのと全く同じ動作が行なわれ
る。即ち、図２と対応させると、ｔ10−ｔ9 ＝ｔ2 −ｔ
1 を満足する時刻ｔ10に突入電流の流入を終了したこと
を検出して、突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧が定電圧ダイオード２−４の逆方向のブ
レイク・ダウン電圧ＶZ1に等しくなる。このため、入力
電圧の復旧に伴う突入電流を抑制することができる。
【００８２】従って、図３の構成には、起動時の突入電
流を抑制するという基本的な機能の他に、突入電流の流
入が終了した直後に負荷に電流を供給可能であるという
機能、及び、入力電圧の急変に伴う突入電流も抑制する
ことができるという機能が備わっている。
流を抑制するという基本的な機能の他に、突入電流の流
入が終了した直後に負荷に電流を供給可能であるという
機能、及び、入力電圧の急変に伴う突入電流も抑制する
ことができるという機能が備わっている。
【００８３】特に図示はしないが、ＤＣ／ＤＣコンバー
タの前段に突入電流抑制回路を備える電源回路におい
て、該突入電流抑制回路として図１又は図３の構成の突
入電流抑制回路を適用すれば、電源回路の信頼度を向上
させることができる。
タの前段に突入電流抑制回路を備える電源回路におい
て、該突入電流抑制回路として図１又は図３の構成の突
入電流抑制回路を適用すれば、電源回路の信頼度を向上
させることができる。
【００８４】即ち、図１の構成の突入電流抑制回路を適
用することにより、起動時の突入電流を抑制するという
基本的な機能の他に、突入電流の流入が終了した直後に
負荷に電流を供給可能であるという機能を有する電源回
路を実現することができ、図３の構成の突入電流抑制回
路を適用することにより、起動時の突入電流を抑制する
という基本的な機能の他に、突入電流の流入が終了した
直後に負荷に電流を供給可能であるという機能、及び、
入力電圧の急変に伴う突入電流も抑制することができる
という機能有する電源回路を実現することができる。
用することにより、起動時の突入電流を抑制するという
基本的な機能の他に、突入電流の流入が終了した直後に
負荷に電流を供給可能であるという機能を有する電源回
路を実現することができ、図３の構成の突入電流抑制回
路を適用することにより、起動時の突入電流を抑制する
という基本的な機能の他に、突入電流の流入が終了した
直後に負荷に電流を供給可能であるという機能、及び、
入力電圧の急変に伴う突入電流も抑制することができる
という機能有する電源回路を実現することができる。
【００８５】ところで、図１では、突入電流の流入の終
了を検出するために、突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース電圧の変化を利用する構成を示した
が、突入電流の流入の終了を検出するための構成は上記
には限定されない。以降、図示は省略するが、突入電流
の流入の終了を検出するための代表的な代替手段につい
て言及しておく。
了を検出するために、突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース電圧の変化を利用する構成を示した
が、突入電流の流入の終了を検出するための構成は上記
には限定されない。以降、図示は省略するが、突入電流
の流入の終了を検出するための代表的な代替手段につい
て言及しておく。
【００８６】第一の代替手段は、変化してゆく突入電流
抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧と、突
入電流の流入が終了するタイミングにおける突入電流抑
制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧を比較し
て、変化してゆく突入電流抑制トランジスタ２−１のゲ
ート・ソース間電圧が突入電流の流入が終了するタイミ
ングにおける突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧（図２（イ）における電圧ＶZ2に対応す
る電圧）に所定以上漸近するタイミングを検出し、抵抗
２−２とダイオード２−１２の接続点をアースするか開
放するかを切り替える手段である。
抑制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧と、突
入電流の流入が終了するタイミングにおける突入電流抑
制トランジスタ２−１のゲート・ソース間電圧を比較し
て、変化してゆく突入電流抑制トランジスタ２−１のゲ
ート・ソース間電圧が突入電流の流入が終了するタイミ
ングにおける突入電流抑制トランジスタ２−１のゲート
・ソース間電圧（図２（イ）における電圧ＶZ2に対応す
る電圧）に所定以上漸近するタイミングを検出し、抵抗
２−２とダイオード２−１２の接続点をアースするか開
放するかを切り替える手段である。
【００８７】第二の代替手段は、変化してゆく突入電流
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧と、
突入電流の流入が終了するタイミングにおける突入電流
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧を比
較して、変化してゆく突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース間電圧が突入電流の流入が終了する
タイミングにおける突入電流抑制トランジスタ２−１の
ドレイン・ソース間電圧に所定以上漸近するタイミング
を検出し、抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点を
アースするか開放するかを切り替える手段である。
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧と、
突入電流の流入が終了するタイミングにおける突入電流
抑制トランジスタ２−１のドレイン・ソース間電圧を比
較して、変化してゆく突入電流抑制トランジスタ２−１
のドレイン・ソース間電圧が突入電流の流入が終了する
タイミングにおける突入電流抑制トランジスタ２−１の
ドレイン・ソース間電圧に所定以上漸近するタイミング
を検出し、抵抗２−２とダイオード２−１２の接続点を
アースするか開放するかを切り替える手段である。
【００８８】いずれによっても、図１の構成と同様な機
能を実現することができる。そして、上記の代替手段を
図３の構成に対しても適用できることは自明である。
能を実現することができる。そして、上記の代替手段を
図３の構成に対しても適用できることは自明である。
【００８９】又、上記では一貫して、突入電流抑制トラ
ンジスタとして電界効果トランジスタを適用することを
想定して説明してきたが、オン抵抗が十分に低くなる上
に耐圧を十分に確保できれば接合型トランジスタであっ
てもよい。この場合、電界効果トランジスタのドレイ
ン、ゲート及びソースは、それぞれ、接合型トランジス
タのコレクタ、ベース及びエミッタに対応させればよ
い。又、上記ドレイン・ソース間抵抗に対応するのはコ
レクタ・エミッタ間抵抗であり、両者は内部抵抗という
べきものである。更に、上記ゲート・ソース間電圧はド
レイン電流を制御する電圧であり、これに対応する接合
型トランジスタにおけるベース・エミッタ間電圧はコレ
クタ電流を制御する電圧であり、双方とも制御電圧とい
うべきものでる。
ンジスタとして電界効果トランジスタを適用することを
想定して説明してきたが、オン抵抗が十分に低くなる上
に耐圧を十分に確保できれば接合型トランジスタであっ
てもよい。この場合、電界効果トランジスタのドレイ
ン、ゲート及びソースは、それぞれ、接合型トランジス
タのコレクタ、ベース及びエミッタに対応させればよ
い。又、上記ドレイン・ソース間抵抗に対応するのはコ
レクタ・エミッタ間抵抗であり、両者は内部抵抗という
べきものである。更に、上記ゲート・ソース間電圧はド
レイン電流を制御する電圧であり、これに対応する接合
型トランジスタにおけるベース・エミッタ間電圧はコレ
クタ電流を制御する電圧であり、双方とも制御電圧とい
うべきものでる。
【００９０】逆に、接合型トランジスタを適用すること
を想定しているトランジスタ２−１０及びトランジスタ
２−１３についても、低電圧でオンすることができる電
界効果トランジスタがあれば代替させることができる。
しかし、現状では接合型トランジスタの方がオン電圧が
低いので有利である。
を想定しているトランジスタ２−１０及びトランジスタ
２−１３についても、低電圧でオンすることができる電
界効果トランジスタがあれば代替させることができる。
しかし、現状では接合型トランジスタの方がオン電圧が
低いので有利である。
【００９１】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、突
入電流抑制回路の性能を大幅に改善することができ、
又、本発明の突入電流抑制回路を適用することによって
電源回路の信頼度を大幅に向上することができる。
入電流抑制回路の性能を大幅に改善することができ、
又、本発明の突入電流抑制回路を適用することによって
電源回路の信頼度を大幅に向上することができる。
【００９２】即ち、第一の発明によれば、突入電流が流
れている間は、突入電流抑制トランジスタには該突入電
流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる
範囲の制御電圧を供給するので、突入電流を抑制するこ
とが可能であり、突入電流の流入が終了した後は、該突
入電流抑制トランジスタには内部抵抗が十分に低い値に
なる制御電圧を供給するので、負荷への電流供給を開始
しても、突入電流抑制回路の出力電圧は垂下しなくな
る。
れている間は、突入電流抑制トランジスタには該突入電
流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流を抑制できる
範囲の制御電圧を供給するので、突入電流を抑制するこ
とが可能であり、突入電流の流入が終了した後は、該突
入電流抑制トランジスタには内部抵抗が十分に低い値に
なる制御電圧を供給するので、負荷への電流供給を開始
しても、突入電流抑制回路の出力電圧は垂下しなくな
る。
【００９３】又、第二の発明によれば、上記第一の発明
の効果が得られる上に、突入電流の流入が終了した後
は、突入電流が流れている間に突入電流抑制トランジス
タに該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流
を抑制できる範囲の制御電圧を供給する回路に蓄えられ
ている電荷を強制的に放電させるので、入力電源の電圧
の急変に伴う突入電流を防止することができる。
の効果が得られる上に、突入電流の流入が終了した後
は、突入電流が流れている間に突入電流抑制トランジス
タに該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流
を抑制できる範囲の制御電圧を供給する回路に蓄えられ
ている電荷を強制的に放電させるので、入力電源の電圧
の急変に伴う突入電流を防止することができる。
【００９４】更に、第三の発明によれば、早期に突入電
流抑制トランジスタのドレイン・ソース間負荷への電流
供給を開始しても、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下
しない電源回路、又は、早期に突入電流抑制トランジス
タのドレイン・ソース間負荷への電流供給を開始して
も、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下せず、且つ、入
力電源の電圧の急変に伴う突入電流を防止することがで
きる電源回路が得られ、電源回路の動作の信頼度が向上
する。
流抑制トランジスタのドレイン・ソース間負荷への電流
供給を開始しても、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下
しない電源回路、又は、早期に突入電流抑制トランジス
タのドレイン・ソース間負荷への電流供給を開始して
も、突入電流抑制回路の出力電圧が垂下せず、且つ、入
力電源の電圧の急変に伴う突入電流を防止することがで
きる電源回路が得られ、電源回路の動作の信頼度が向上
する。
【図１】 本発明の突入電流抑制回路の第一の実施の形
態。
態。
【図２】 図１の構成の動作を説明する図。
【図３】 本発明の突入電流抑制回路の第二の実施の形
態。
態。
【図４】 図３の構成の動作を説明する図。
【図５】 従来の突入電流抑制回路を適用した電源回
路。
路。
【図６】 図５の構成の動作を説明する図。
【図７】 図５の構成の問題点（その１）。
【図８】 図５の構成の問題点（その２）。
１ 入力電源 ２ 突入電流抑制回路 ２ａ 突入電流抑制回路 ２ｂ 突入電流抑制回路 ３ ＤＣ／ＤＣ コンバータ ４ 負荷 ２−１ 突入電流抑制トランジスタ ２−２ 抵抗 ２−３ コンデンサ ２−４ 定電圧ダイオード ２−５ 抵抗 ２−６ 定電圧ダイオード ２−７ 抵抗 ２−８ コンデンサ ２−９ ダイオード ２−１０ トランジスタ ２−１１ 抵抗 ２−１２ ダイオード ２−１３ トランジスタ ２−１４ 抵抗 ２−１５ 抵抗 ３−１ 入力コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G013 AA02 BA01 CA10 5G065 BA04 DA07 HA05 HA07 KA02 LA02 MA07 NA01 NA02 NA04 NA07 5H007 CA02 CC01 DA05 DC02 FA03 FA12 FA17 GA03 5H410 BB05 CC02 DD02 EA11 EB37 LL07 5H730 AA17 XC09
Claims (3)
- 【請求項１】 突入電流の流入が終了したか否かによっ
て突入電流抑制トランジスタに供給する制御電圧の制御
の仕方を切り替えて、 突入電流が流れている間は、突入電流抑制トランジスタ
に該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流を
抑制できる範囲の制御電圧を供給し、 突入電流の流入が終了した後は、該突入電流抑制トラン
ジスタに該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が十分
に低い値になる制御電圧を供給することを特徴とする突
入電流抑制回路。 - 【請求項２】 突入電流の流入が終了したか否かによっ
て突入電流抑制トランジスタに供給する制御電圧の制御
の仕方を切り替えて、 突入電流が流れている間は、該突入電流抑制トランジス
タには該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電
流を抑制できる範囲の制御電圧を供給し、突入電流の流
入が終了した後は、該突入電流抑制トランジスタには内
部抵抗が十分に低い値になる制御電圧を供給すると共
に、 突入電流の流入が終了した後は、突入電流が流れている
間に該突入電流抑制トランジスタの内部抵抗が突入電流
を抑制できる範囲の制御電圧を供給する回路に蓄えられ
ている電荷を強制的に放電させることを特徴とする突入
電流抑制回路。 - 【請求項３】 直流電圧を異なる直流電圧に変換するＤ
Ｃ／ＤＣコンバータの前段に突入電流抑制回路を備える
電源回路であって、 該突入電流抑制回路に、請求項１又は請求項２のいずれ
かに記載の突入電流抑制回路を適用することを特徴とす
る電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305448A JP2002116828A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 突入電流抑制回路及び電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305448A JP2002116828A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 突入電流抑制回路及び電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002116828A true JP2002116828A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18786306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000305448A Withdrawn JP2002116828A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 突入電流抑制回路及び電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002116828A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007272873A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Power Integrations Inc | 突入電流制限回路のための方法および装置 |
| US8036006B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-10-11 | Renesas Electronics Corporation | Power supply circuit having resistance element changing its resistance value to limit current flowing to capacitive load |
| CN114629096A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-06-14 | 河南新太行电源股份有限公司 | 一种恒流防浪涌的启动电路 |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000305448A patent/JP2002116828A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007272873A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Power Integrations Inc | 突入電流制限回路のための方法および装置 |
| US8036006B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-10-11 | Renesas Electronics Corporation | Power supply circuit having resistance element changing its resistance value to limit current flowing to capacitive load |
| CN114629096A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-06-14 | 河南新太行电源股份有限公司 | 一种恒流防浪涌的启动电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071204 |