JP2005020928A - Power supply device - Google Patents

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JP2005020928A
JP2005020928A JP2003184302A JP2003184302A JP2005020928A JP 2005020928 A JP2005020928 A JP 2005020928A JP 2003184302 A JP2003184302 A JP 2003184302A JP 2003184302 A JP2003184302 A JP 2003184302A JP 2005020928 A JP2005020928 A JP 2005020928A
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reset signal
load
current
turned
switch
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JP2003184302A
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Inventor
Yasunobu Iwata
靖信 岩田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a delay time for turning on a switch is different depending on the input voltage and the state of a load or the like, therefore, it is hard to obtain an optimum value of the delay time, and, as a result, a large rush current flows and a current limiting element is abnormally heated. <P>SOLUTION: A switching element is connected in parallel to the current limiting element for limiting the rush current. When a reset signal to be supplied to the load is asserted, the switching element is turned off. When the reset signal is negated, the switching element is turned on. The switching element maintains the off-state until an input capacitor completes the charging. Accordingly, a large secondary rush current does not flow. And, when the reset of the load is released, the switching element is turned on. As a result, it is possible to prevent the occurrence of abnormal heating and burnout of the current limiting element caused by the increase of a load current. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、簡単な構成で起動時の突入電流を制限する電源装置に関するものである。
【0001】
【従来の技術】
図4に起動時の突入電流を制限する電源装置の構成を示す。
図4に表わす電源装置は、コンバータ回路9の入力電圧端子Vin+、Vin−に入力電圧が供給され、この入力電圧をVoutに変換して図示しない負荷に供給する。C1はコンバータ回路9の入力側に接続される大容量のコンデンサである。
【0002】
このような電源装置では、入力電圧が印加されたときにコンデンサC1がショート状態に見えるために、コンデンサC1に向かってきわめて大きな突入電流が流れることがある。
【0003】
この突入電流は、入力電圧端子Vin+、Vin−からコンデンサC1までのインピーダンスをRin、入力電圧の電圧値をEとすると、最大E/Rinになり、50〜100Aに達する場合もある。
【0004】
このような大きな突入電流が流れると、ヒューズや整流素子などの電源装置内部の素子が損傷を受けることがある。また、外部の配線やブレーカもこの大きな突入電流に耐えられるものを使用しなければならない。
【0005】
さらに、一時的に電源電圧が低下して、同じ系統に接続されている他の機器に悪影響を与えることがあり、電源電圧の供給元の装置の保護装置が働いて、起動不能になる場合もある。
【0006】
このような大きな突入電流が流れることを防止するため、スイッチ7を並列に接続した電流制限素子である抵抗6を介して入力電圧をコンバータ回路9に供給するようにしている。
【0007】
入力電圧を供給しないときはスイッチ7をオフ状態にし、出力電圧Voutが一定になった後にスイッチをオンにする。出力電圧Voutの代わりに入力電圧やスイッチングトランスに巻いた補助巻線の出力電圧を使用する場合もある。
【0008】
しかし、出力電圧、入力電圧、補助巻線の電圧が所定の値になったときにスイッチ7をオンにすると、コンデンサC1の充電が完了する前にスイッチ7がオンになるので、突入電流を完全には防止できない。そのため、遅延回路8でこれらの信号を所定の時間だけ遅延させて、スイッチ7をオンするようにする。
【0009】
特許文献1には、交流を直流に変換する交流直流変換器において、入力端子と交流を直流に変換する整流素子との間にトライアックを並列接続した抵抗を挿入し、スイッチングトランスに巻いた補助巻線に誘起する電圧を整流・平滑した電圧が所定の値以上になるとこのトライアックをオンするようにした突入電流制限回路の発明が記載されている。この発明は図4の突入電流制限回路と基本的に同じ働きをするものである。
【0010】
また、特許文献2には、交流を直流に変換して出力する電源装置において、入力端子と整流素子との間にトライアックを挿入し、スイッチングトランスに巻いた補助巻線に誘起する電圧を整流した電圧を所定の時定数を持たせた平滑回路で平滑し、この平滑した電圧で前記トライアックをオンするようにした突入電流制限回路の発明が記載されている。この発明も基本的な動作は図4の突入電流制限回路と同じである。
【特許文献1】
特開平5−292749号公報
【特許文献2】
特開平8−191570号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような突入電流制限回路には、次のような課題があった。
【0011】
遅延回路8に設定する遅延時間は、コンデンサC1の充電が完了する時間より長くしなければならない。しかしながら、充電が完了する時間は入力電圧の値、その立ち上がり時間、あるいは負荷の状態によって変化する。
【0012】
また、遅延回路8に設定する遅延時間は、長すぎても問題が発生する。そのため、いろいろな条件を想定して遅延時間を設定しなければならず、最適値を見いだすのが困難であるという課題があった。
【0013】
逆に遅延時間が短すぎると、コンデンサC1への充電が不十分な状態でスイッチ7がオンするため、大きな2次突入電流が流れる。2次突入電流の大きさは、入力電圧をVin、スイッチ7がオンしたときのコンデンサC1の両端電圧をVc、スイッチ7のオン抵抗をRonとすると、(Vin−Vc)/Ronになる。
【0014】
また、遅延時間が長すぎると、スイッチ7がオンする前に負荷が立ち上がって負荷電流が増大し、その結果、抵抗6に過大な電流が流れて異常発熱したり、甚だしい場合には焼損する場合もある。
【0015】
さらに、まれではあるが、遅延時間が長すぎると電源が数回オン、オフを繰り返して立ち上がるという場合もある。入力電圧が投入されるとリセットが解除されて負荷が起動して電流が増大する。その結果、抵抗6に流れる電流が増大して電圧降下が大きくなり、コンデンサC1の両端電圧が下がって出力電圧が低下する。そのため、負荷のリセットが再度投入されて負荷に流れる電流が減少し、再び出力電圧が増加する。この過程をスイッチ7がオンするまで繰り返す。
【0016】
従って本発明の目的は、負荷に供給するリセット信号によって突入電流を制限する抵抗を短絡するスイッチを制御することにより、入力電圧や負荷の状態が変化しても常に最適の状態で起動することができる突入電流制限回路を備える電源装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、入力された電力を負荷に供給すべき電力に変換して出力するコンバータ回路と、前記コンバータ回路に入力される電流が流れる線路の途中に設置され、突入電流を制限する電流制限素子と、前記コンバータ回路の出力電圧が入力され、前記コンバータ回路に電力が供給されてからその出力電圧が安定した後所定の時間が経過するまでアサート状態を維持する、前記負荷に供給されるリセット信号を出力するリセット信号出力回路と、前記電流制限素子に並列接続され、前記リセット信号がアサートの間オフに制御され、前記リセット信号がネゲートになるとオンに制御されるスイッチとを具備するようにしたものである。入力電圧や負荷の状態が変化しても、最適なタイミングでスイッチを制御できる。
【0018】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記リセット信号に関連する信号が入力されるフォトカプラによって前記スイッチを制御するようにしたものである。コンバータ回路の入出力間が絶縁されていても使用できる。
【0019】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明において、前記リセット信号出力回路を前記コンバータ回路内部に設置するようにしたものである。小型化が可能である。
【0020】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3いずれかに記載の発明において、前記スイッチとしてPチャンネルMOSFETを用いるようにしたものである。小型化が可能になる。
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は本発明に係る突入電流制限回路を備える電源装置の一実施例を示す構成図である。
【0021】
尚、図4と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
図1において、1は突入電流制限用抵抗6の両端に、そのドレインDとソースSが接続されているスイッチ素子であり、図4のスイッチ7と同様の働きをするものである。この実施例では、スイッチ素子1としてPチャンネルMOSFETを使用している。
【0022】
R1,R2はスイッチ素子1のゲートGに適切な電圧を与えるための抵抗であり、抵抗R1は入力電圧端子Vin+とスイッチ素子1のゲートG間に、抵抗R2はゲートGと後述するトランジスタ2のコレクタ間に接続される。
【0023】
これらの抵抗R1,R2の抵抗値は、スイッチ素子1がオンしたときのゲート−ソース間電圧VGSが例えば−10Vになるようにその値が設定される。
【0024】
2はトランジスタであり、そのコレクタが抵抗R2の一端に、エミッタが入力電圧端子Vin−に接続される。また、そのベースには抵抗R3を介して後述するリセット信号XRESETが入力される。さらに、このベースと入力電圧端子Vin−間には抵抗R4が接続される。抵抗R3はベース抵抗、R4はブリーダ抵抗である。
【0025】
3はコンバータ回路であり、入力電圧端子Vin+,Vin−に印加された入力電圧が抵抗6を介して入力され、この入力電圧を出力電圧Voutに変換して出力する。コンデンサC1はコンバータ回路3の入力側に接続される大容量コンデンサである。
【0026】
31はコンバータ回路3に内蔵されたリセット信号出力回路であり、入力端子Vin+,Vin−に入力電圧が印加されてからコンバータ回路3の出力電圧Voutが安定した後、所定の期間、低レベルを維持するリセット信号XRESETを出力する。このリセット信号XRESETは抵抗R3を介してトランジスタ2のベースに入力される。
【0027】
一般に、マイクロプロセッサをはじめとする論理回路等に使用される電源では、電源投入時にクロック周波数が安定するまでの数十msの間、あるいは電源が遮断されて論理回路等に供給される電源電圧が低下し、その動作が不定状態になるときに、その動作を停止させなければならない。
【0028】
そのためのリセット信号を電源装置が出力するようになっている。リセット信号が低レベル(アサート)になっている間、論理回路等はリセット状態になり、その消費電流は低い値になる。リセット信号が高レベル(ネゲート)になると論理回路が動作を開始し、その消費電流は増大する。
【0029】
4は負荷装置であり、コンバータ回路3の出力電圧Voutが入力される。即ち、コンバータ回路3から電力が供給される。また、リセット信号出力回路31の出力であるリセット信号XRESETが入力され、このリセット信号XRESETによりリセットされる。
【0030】
次に、この実施例の動作を説明する。
前述したように、コンバータ回路3に入力電圧が印加されてからコンバータ回路3の出力電圧が安定した後、所定の期間、リセット信号XRESETは低レベルを維持する。
【0031】
そのため、トランジスタ2はオフになり、スイッチ素子1のゲートGは入力電圧端子Vin+の電圧になる。その結果、スイッチ素子1はオフになり、コンデンサC1の充電電流は抵抗6によって制限され、大きな突入電流が流れることはない。また、リセット信号XRESETは負荷装置4をリセットするので、負荷装置4の消費電流は小さな値になる。
【0032】
コンバータ回路3の出力電圧Voutが安定してから、所定の時間(一般的には数十ms)経過すると、リセット信号XRESETが高レベルになり、トランジスタ2はオンする。
【0033】
これにより、スイッチ素子1のゲート−ソース間電圧VGSは負の値になり、スイッチ素子1もオンとなる。そのため抵抗6は短絡するが、コンデンサC1の充電は完了しているので、2次突入電流は小さな値に抑えられる。
【0034】
また、負荷装置4は、リセットが解除されて通常運転に移行し、大きな負荷電流が流れるが、抵抗6は短絡されているので、抵抗6による電圧降下は発生しない。
【0035】
本実施例を、入力電圧が12VDCで突入電流を6A以下に抑えなければならないDC−DCコンバータに適用した場合の具体的な値を下記に示す。
・入力端子Vin+,Vin−間に印加される電圧:12VDC
・抵抗6の抵抗値:2.2Ω
・抵抗R1の抵抗値:10kΩ
・抵抗R2の抵抗値:2.2kΩ
・抵抗R3と抵抗R4の抵抗値:100kΩ
・コンデンサC1の容量値:680μF
・リセット信号XRESETの高レベルの電圧:3.3V
【0036】
図2に本発明の他の実施例を示す。尚、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【0037】
図2において、5はフォトカプラであり、51はこのフォトカプラ5に内蔵されているLED、52は同じくフォトトランジスタである。R5は抵抗であり、リセット信号出力回路31の出力端子とLED51のアノード間に接続される。また、フォトトランジスタ52は、抵抗R2のゲートGに接続されていない側と入力電圧端子Vin−端子間に接続される。
【0038】
リセット信号XRESETが低レベルのときは、LED51に電流が流れないためにフォトトランジスタ52はオフになり、スイッチ素子1もオフになる。
【0039】
リセット信号XRESETが高レベルになると、LED51に電流が流れてフォトトランジスタ52はオンになる。そのため、スイッチ素子1もオンになる。コンバータ回路3の入力側と出力側が絶縁されていると、図1の実施例のようにリセット信号XRESETで直接スイッチ素子1を制御できないので、フォトカプラ5で絶縁する。
【0040】
図3に図1の実施例の効果を示す。
図3(A)は、コンバータ回路3の入力電圧=12.0Vにおける突入電流の測定値であり、上から入力電圧、リセット信号、突入電流の変化を表す。横軸は時間で20ms/div、縦軸は電流値である。
【0041】
同図(B)は(A)の1次突入電流の部分を拡大したものである。入力電圧が立ち上がったときにピーク電流4.5Aの1次突入電流が約10ms間流れ、リセット信号がネゲートされる100ms後にピーク電流2.5Aの2次突入電流がごく短時間流れるだけであり、突入電流が小さな値に抑えられていることがわかる。
【0042】
なお、これらの実施例ではスイッチ素子としてPチャンネルMOSFETを使用したが、他のスイッチ素子あるいは機械的なスイッチであってもよい。要は、オンしたときの抵抗値が抵抗6の抵抗値に比べて十分小さな値を有するスイッチであればよい。また、リセット信号出力回路31をコンバータ回路3に内蔵するようにしたが、外部にあってもよい。
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次の効果が期待できる。 突入電流を制限する電流制限素子に並列に接続されるスイッチを、負荷に供給するリセット信号がアサートの間オフに制御するようにしたので、コンバータ回路への入力電圧や負荷の状態、あるいは供給元電源の立ち上がりなどの特性が変化しても、常に最適のタイミングでスイッチをオンにすることができる。そのため、入力コンデンサへの充電時間が十分確保できるので、スイッチをオンしたときの2次突入電流を最小限に押さえることができるという効果がある。
【0043】
また、スイッチの制御信号として負荷に供給するリセット信号を用いているので、スイッチがオフの状態で負荷のリセットが解除されることがない。従って、負荷電流の増大による電流制限素子の異常な温度上昇や焼損、あるいは電源投入時に電源装置が動作・停止を数回繰り返した後に正常に立ち上がるという現象が発生しなくなるという効果もある。
【0044】
また更に、リセット信号をフォトカプラによって絶縁して、この信号によりスイッチを制御するようにした。入力側と出力側が絶縁されているコンバータ回路であっても用いることができるという効果がある。
【0045】
更に、リセット信号出力回路をコンバータ回路に内蔵するようにし、またスイッチとしてPチャンネルMOSFETを用いるようにした。小型化が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図3】本発明の一実施例の効果を示す特性図である。
【図4】従来の突入電流制限回路を内蔵した電源装置の構成図である。
【符号の説明】
1 PチャンネルMOSFET
2 トランジスタ
3 コンバータ回路
31 リセット信号出力回路
4 負荷装置
5 フォトカプラ
6,R1〜R5 抵抗
C1 コンデンサ
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device that limits inrush current at startup with a simple configuration.
[0001]
[Prior art]
FIG. 4 shows the configuration of the power supply device that limits the inrush current at the time of startup.
In the power supply device shown in FIG. 4, an input voltage is supplied to input voltage terminals Vin + and Vin− of the converter circuit 9, and this input voltage is converted to Vout and supplied to a load (not shown). C1 is a large-capacitance capacitor connected to the input side of the converter circuit 9.
[0002]
In such a power supply device, when the input voltage is applied, the capacitor C1 appears to be in a short-circuit state, and thus a very large inrush current may flow toward the capacitor C1.
[0003]
The inrush current is maximum E / Rin and may reach 50 to 100 A, where Rin is the impedance from the input voltage terminals Vin + and Vin− to the capacitor C1 and E is the voltage value of the input voltage.
[0004]
When such a large inrush current flows, elements inside the power supply device such as fuses and rectifier elements may be damaged. Also, external wiring and breakers must be able to withstand this large inrush current.
[0005]
In addition, the power supply voltage may drop temporarily, adversely affecting other devices connected to the same system, and the protection device of the device that supplies the power supply voltage may be activated, making it impossible to start up. is there.
[0006]
In order to prevent such a large inrush current from flowing, an input voltage is supplied to the converter circuit 9 via a resistor 6 which is a current limiting element having a switch 7 connected in parallel.
[0007]
When the input voltage is not supplied, the switch 7 is turned off, and the switch is turned on after the output voltage Vout becomes constant. An input voltage or an output voltage of an auxiliary winding wound around a switching transformer may be used instead of the output voltage Vout.
[0008]
However, if the switch 7 is turned on when the output voltage, the input voltage, and the auxiliary winding voltage reach predetermined values, the switch 7 is turned on before the capacitor C1 is completely charged. Cannot be prevented. Therefore, the delay circuit 8 delays these signals by a predetermined time so that the switch 7 is turned on.
[0009]
In Patent Document 1, in an AC / DC converter that converts alternating current to direct current, a resistor in which a triac is connected in parallel is inserted between an input terminal and a rectifying element that converts alternating current to direct current, and an auxiliary winding wound around a switching transformer. An invention of an inrush current limiting circuit is described in which the triac is turned on when a voltage obtained by rectifying and smoothing a voltage induced in a line exceeds a predetermined value. The present invention basically has the same function as the inrush current limiting circuit of FIG.
[0010]
In Patent Document 2, in a power supply device that converts alternating current into direct current and outputs, a triac is inserted between the input terminal and the rectifying element to rectify the voltage induced in the auxiliary winding wound around the switching transformer. An invention of an inrush current limiting circuit is described in which a voltage is smoothed by a smoothing circuit having a predetermined time constant, and the triac is turned on with the smoothed voltage. The basic operation of this invention is the same as that of the inrush current limiting circuit of FIG.
[Patent Document 1]
JP-A-5-292749 [Patent Document 2]
JP-A-8-191570 [Problems to be Solved by the Invention]
However, such an inrush current limiting circuit has the following problems.
[0011]
The delay time set in the delay circuit 8 must be longer than the time for completing the charging of the capacitor C1. However, the time for completing charging varies depending on the value of the input voltage, its rise time, or the state of the load.
[0012]
Further, a problem occurs even if the delay time set in the delay circuit 8 is too long. Therefore, the delay time has to be set assuming various conditions, and there is a problem that it is difficult to find an optimum value.
[0013]
On the other hand, if the delay time is too short, the switch 7 is turned on while the capacitor C1 is not sufficiently charged, so that a large secondary inrush current flows. The magnitude of the secondary inrush current is (Vin−Vc) / Ron, where Vin is the input voltage, Vc is the voltage across the capacitor C1 when the switch 7 is turned on, and Ron is the on-resistance of the switch 7.
[0014]
On the other hand, if the delay time is too long, the load rises before the switch 7 is turned on and the load current increases. As a result, excessive current flows through the resistor 6 to cause abnormal heat generation or burnout if it is severe. There is also.
[0015]
Furthermore, although it is rare, if the delay time is too long, the power supply may repeatedly turn on and off several times and start up. When the input voltage is turned on, the reset is released, the load is activated, and the current increases. As a result, the current flowing through the resistor 6 increases and the voltage drop increases, the voltage across the capacitor C1 decreases, and the output voltage decreases. For this reason, the reset of the load is again applied, the current flowing through the load is decreased, and the output voltage is increased again. This process is repeated until the switch 7 is turned on.
[0016]
Therefore, the object of the present invention is to control the switch that short-circuits the resistor that limits the inrush current by the reset signal supplied to the load, so that it can always start in the optimum state even if the input voltage or load state changes. An object of the present invention is to provide a power supply device including an inrush current limiting circuit that can be used.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention converts the input power into power to be supplied to the load and outputs the power, and the converter circuit inputs the power. A current limiting element that is installed in the middle of the line through which the current flows, limits the inrush current, and the output voltage of the converter circuit is input. After the power is supplied to the converter circuit, the output voltage is stabilized for a predetermined time. A reset signal output circuit for outputting a reset signal supplied to the load, which is maintained in an asserted state until a time elapses, and is connected in parallel to the current limiting element, and the reset signal is controlled to be off during the assertion, and the reset And a switch that is turned on when the signal is negated. Even if the input voltage or load state changes, the switch can be controlled at the optimum timing.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the switch is controlled by a photocoupler to which a signal related to the reset signal is input. It can be used even if the input and output of the converter circuit are insulated.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the reset signal output circuit is installed inside the converter circuit. Miniaturization is possible.
[0020]
According to a fourth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, a P-channel MOSFET is used as the switch. Miniaturization is possible.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a power supply device including an inrush current limiting circuit according to the present invention.
[0021]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 4, and description is abbreviate | omitted.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a switch element having a drain D and a source S connected to both ends of an inrush current limiting resistor 6, which functions in the same manner as the switch 7 in FIG. In this embodiment, a P-channel MOSFET is used as the switch element 1.
[0022]
R1 and R2 are resistors for applying an appropriate voltage to the gate G of the switch element 1, the resistor R1 is between the input voltage terminal Vin + and the gate G of the switch element 1, and the resistor R2 is a gate G and a transistor 2 described later. Connected between collectors.
[0023]
The resistance values of the resistors R1 and R2 are set so that the gate-source voltage V GS when the switch element 1 is turned on is, for example, −10V.
[0024]
Reference numeral 2 denotes a transistor having a collector connected to one end of the resistor R2 and an emitter connected to the input voltage terminal Vin−. Further, a reset signal XRESET described later is input to the base via a resistor R3. Further, a resistor R4 is connected between the base and the input voltage terminal Vin−. The resistor R3 is a base resistor, and R4 is a bleeder resistor.
[0025]
Reference numeral 3 denotes a converter circuit, which receives an input voltage applied to input voltage terminals Vin + and Vin− through a resistor 6 and converts the input voltage into an output voltage Vout for output. The capacitor C1 is a large capacity capacitor connected to the input side of the converter circuit 3.
[0026]
31 is a reset signal output circuit built in the converter circuit 3, and maintains a low level for a predetermined period after the output voltage Vout of the converter circuit 3 is stabilized after the input voltage is applied to the input terminals Vin + and Vin−. The reset signal XRESET to be output is output. This reset signal XRESET is input to the base of the transistor 2 via the resistor R3.
[0027]
Generally, in a power supply used for a logic circuit such as a microprocessor, a power supply voltage supplied to the logic circuit or the like for several tens of milliseconds until the clock frequency is stabilized when the power is turned on or when the power is cut off. When it drops and the operation becomes indeterminate, the operation must be stopped.
[0028]
The power supply device outputs a reset signal for this purpose. While the reset signal is at a low level (asserted), the logic circuit or the like is in a reset state, and its current consumption becomes a low value. When the reset signal becomes high level (negate), the logic circuit starts to operate, and the current consumption increases.
[0029]
Reference numeral 4 denotes a load device to which the output voltage Vout of the converter circuit 3 is input. That is, power is supplied from the converter circuit 3. Further, a reset signal XRESET, which is an output of the reset signal output circuit 31, is input, and the reset signal XRESET is reset.
[0030]
Next, the operation of this embodiment will be described.
As described above, after the input voltage is applied to the converter circuit 3 and the output voltage of the converter circuit 3 is stabilized, the reset signal XRESET is maintained at a low level for a predetermined period.
[0031]
Therefore, the transistor 2 is turned off, and the gate G of the switch element 1 becomes the voltage of the input voltage terminal Vin +. As a result, the switch element 1 is turned off, the charging current of the capacitor C1 is limited by the resistor 6, and a large inrush current does not flow. Further, since the reset signal XRESET resets the load device 4, the current consumption of the load device 4 becomes a small value.
[0032]
When a predetermined time (generally several tens of milliseconds) elapses after the output voltage Vout of the converter circuit 3 is stabilized, the reset signal XRESET becomes a high level and the transistor 2 is turned on.
[0033]
As a result, the gate-source voltage V GS of the switch element 1 becomes a negative value, and the switch element 1 is also turned on. Therefore, although the resistor 6 is short-circuited, the charging of the capacitor C1 is completed, so that the secondary inrush current is suppressed to a small value.
[0034]
In addition, the load device 4 is released from the reset state and shifts to normal operation, and a large load current flows.
[0035]
Specific values when this embodiment is applied to a DC-DC converter in which the input voltage is 12 VDC and the inrush current must be suppressed to 6 A or less are shown below.
-Voltage applied between input terminals Vin + and Vin-: 12 VDC
-Resistance value of resistor 6: 2.2Ω
-Resistance value of resistor R1: 10 kΩ
-Resistance value of resistor R2: 2.2 kΩ
-Resistance value of the resistor R3 and the resistor R4: 100 kΩ
・ Capacitor C1 capacitance value: 680 μF
・ High level voltage of reset signal XRESET: 3.3V
[0036]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
[0037]
In FIG. 2, 5 is a photocoupler, 51 is an LED built in the photocoupler 5, and 52 is a phototransistor. R5 is a resistor connected between the output terminal of the reset signal output circuit 31 and the anode of the LED 51. The phototransistor 52 is connected between the side of the resistor R2 not connected to the gate G and the input voltage terminal Vin− terminal.
[0038]
When the reset signal XRESET is at a low level, no current flows through the LED 51, so that the phototransistor 52 is turned off and the switch element 1 is also turned off.
[0039]
When the reset signal XRESET is at a high level, a current flows through the LED 51 and the phototransistor 52 is turned on. Therefore, the switch element 1 is also turned on. If the input side and the output side of the converter circuit 3 are insulated, the switch element 1 cannot be directly controlled by the reset signal XRESET as in the embodiment of FIG.
[0040]
FIG. 3 shows the effect of the embodiment of FIG.
FIG. 3A shows measured values of the inrush current when the input voltage of the converter circuit 3 is 12.0 V, and represents changes in the input voltage, the reset signal, and the inrush current from above. The horizontal axis is 20 ms / div in time, and the vertical axis is the current value.
[0041]
FIG. 5B is an enlarged view of the primary inrush current portion of FIG. When the input voltage rises, the primary inrush current with a peak current of 4.5 A flows for about 10 ms, and the secondary inrush current with a peak current of 2.5 A flows only for a short time after 100 ms after the reset signal is negated, It can be seen that the inrush current is suppressed to a small value.
[0042]
In these embodiments, the P-channel MOSFET is used as the switch element, but another switch element or a mechanical switch may be used. In short, any switch may be used as long as the resistance value when turned on is sufficiently smaller than the resistance value of the resistor 6. Further, although the reset signal output circuit 31 is built in the converter circuit 3, it may be provided outside.
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the following effects can be expected according to the present invention. The switch connected in parallel with the current limiting element that limits the inrush current is controlled to be turned off while the reset signal supplied to the load is asserted, so the input voltage to the converter circuit, the state of the load, or the supply source Even if characteristics such as the power supply rise, the switch can always be turned on at the optimum timing. As a result, a sufficient charging time for the input capacitor can be ensured, and the secondary inrush current when the switch is turned on can be minimized.
[0043]
In addition, since the reset signal supplied to the load is used as the switch control signal, the reset of the load is not released when the switch is off. Therefore, there is an effect that an abnormal temperature rise or burning of the current limiting element due to an increase in the load current or a phenomenon that the power supply device starts up normally after repeated operation / stop several times when the power is turned on does not occur.
[0044]
Furthermore, the reset signal is insulated by a photocoupler, and the switch is controlled by this signal. There is an effect that even a converter circuit in which the input side and the output side are insulated can be used.
[0045]
Furthermore, a reset signal output circuit is built in the converter circuit, and a P-channel MOSFET is used as a switch. There is an effect that downsizing becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the effect of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a power supply device incorporating a conventional inrush current limiting circuit.
[Explanation of symbols]
1 P-channel MOSFET
2 Transistor 3 Converter circuit 31 Reset signal output circuit 4 Load device 5 Photocoupler 6, R1 to R5 Resistor C1 Capacitor

Claims (4)

入力された電力を負荷に供給すべき電力に変換して出力するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路に入力される電流が流れる線路の途中に設置され突入電流を制限する電流制限素子と、
前記コンバータ回路に電力が供給されてからその出力電圧が安定した後所定の時間が経過するまで前記負荷に供給されるリセット信号をアサートするリセット信号出力回路と、
前記電流制限素子に並列接続され前記リセット信号がアサートの間オフに制御され前記リセット信号がネゲートになるとオンに制御されるスイッチ、
を設けたことを特徴とする電源装置。
A converter circuit that converts the input power into power to be supplied to the load and outputs the power; and
A current limiting element that is installed in the middle of the line through which the current that is input to the converter circuit flows, and that limits the inrush current;
A reset signal output circuit that asserts a reset signal supplied to the load until a predetermined time elapses after the output voltage is stabilized after power is supplied to the converter circuit;
A switch connected in parallel to the current limiting element and controlled to be off while the reset signal is asserted and turned on when the reset signal is negated;
A power supply device characterized by comprising:
前記リセット信号に関連する信号が入力されるフォトカプラを具備し、このフォトカプラによって前記スイッチを制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。2. The power supply device according to claim 1, further comprising a photocoupler to which a signal related to the reset signal is input, wherein the switch is controlled by the photocoupler. 前記リセット信号出力回路を前記コンバータ回路内部に設置したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電源装置。The power supply apparatus according to claim 1, wherein the reset signal output circuit is installed inside the converter circuit. 前記スイッチはPチャンネルMOSFETであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電源装置。The power supply device according to claim 1, wherein the switch is a P-channel MOSFET.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012143110A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Ricoh Co Ltd Rush current prevention circuit and power supply controller
JP2017028882A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日産自動車株式会社 Power supply control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012143110A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Ricoh Co Ltd Rush current prevention circuit and power supply controller
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