JP2005354855A - Rush current suppressing circuit - Google Patents

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JP2005354855A JP2004175311A JP2004175311A JP2005354855A JP 2005354855 A JP2005354855 A JP 2005354855A JP 2004175311 A JP2004175311 A JP 2004175311A JP 2004175311 A JP2004175311 A JP 2004175311A JP 2005354855 A JP2005354855 A JP 2005354855A
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尚一 坂本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rush current suppressing circuit that can suppress a rush current that occurs to a load circuit by a simple circuit structure when a power supply source is turned on. <P>SOLUTION: This circuit is constituted of a transistor 4 whose emitter and collector are connected between the output side of the power supply source 2 and the input side of a load circuit 5, an operation circuit 6 that supplies a base current to the transistor 4 between the output side of the power supply source 2 and the base of the transistor 4 by turning on the power supply source 2 to operate the transistor 4, and a base current control circuit 7 that controls the base current at the base of the transistor 4. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば電力システムの制御機器などに設けられる突入電流抑制回路に関するものである。   The present invention relates to an inrush current suppression circuit provided in, for example, a control device of a power system.

電源投入時の突入電流は、プリントカード等の負荷回路が容量性負荷である場合に大きな問題となる。この問題に対処するため、従来の突入電流抑制回路においては、入力電圧を充電する積分回路と、充電中の入力電圧の変化を検知する入力電圧検知回路と、負荷回路に供給される出力電圧の変化を検知する出力電圧検知回路と、入力および出力電圧検知回路からの信号を入力し、入出力電圧の差に対応する電圧を増幅する差動増幅回路と、差動増幅回路の出力電圧の変化に応じて相互インダクタンスを変化させるトランジスタよりなるスイッチ手段とを備え、負荷回路へ供給する出力電圧を監視しながらスイッチ手段であるトランジスタの駆動電圧を徐々に増加させることで、突入電流を完全に抑制するようにしている。(たとえば特許文献1参照)   Inrush current at power-on becomes a serious problem when a load circuit such as a print card is a capacitive load. In order to cope with this problem, in the conventional inrush current suppression circuit, an integration circuit that charges the input voltage, an input voltage detection circuit that detects a change in the input voltage during charging, and an output voltage supplied to the load circuit. An output voltage detection circuit that detects a change, a differential amplification circuit that inputs a signal from the input and output voltage detection circuit, amplifies a voltage corresponding to a difference between input and output voltages, and a change in the output voltage of the differential amplification circuit Switching means consisting of a transistor that changes the mutual inductance according to the current, and by gradually increasing the drive voltage of the transistor that is the switching means while monitoring the output voltage supplied to the load circuit, the inrush current is completely suppressed Like to do. (For example, see Patent Document 1)

特開平10−327057号公報(第4頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 10-327057 (page 4, FIG. 1)

従来の突入電流抑制回路は、上記のように複数の回路を組み合わせて構成されているので、その回路構成が複雑かつ大きくなり、回路配置スペース、信頼性および費用などの点で問題があった。   Since the conventional inrush current suppression circuit is configured by combining a plurality of circuits as described above, the circuit configuration becomes complicated and large, and there are problems in terms of circuit arrangement space, reliability, and cost.

また、電力システムの制御機器に使用する突入電流抑制回路としては、メンテナンスなどにより行われる年数回程度の制御機器の供給電源のオン時に負荷回路に生じる突入電流に対して、上記のような複雑な回路構成を用いて突入電流を完全に抑制するのではなく、たとえ突入電流が生じたとしても、それが負荷回路の動作に影響を及ぼさない大きさの突入電流に抑えることができるような回路構成が簡易に実現できればよい旨の要求もあった。   In addition, the inrush current suppression circuit used for the control device of the power system has a complicated structure as described above with respect to the inrush current generated in the load circuit when the power supply of the control device is turned on several times a year due to maintenance. A circuit configuration that does not completely suppress the inrush current using the circuit configuration, but can suppress the inrush current to a magnitude that does not affect the operation of the load circuit even if an inrush current occurs. There was also a request that it should be realized easily.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、負荷回路の動作に影響を及ぼすような突入電流の発生を抑制できる突入電流抑制回路を、簡易な回路構成として得ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is to obtain an inrush current suppression circuit capable of suppressing the occurrence of an inrush current that affects the operation of the load circuit as a simple circuit configuration. It is the purpose.

この発明にかかる突入電流抑制回路は、供給電源の出力側と負荷回路の入力側の間にエミッタおよびコレクタを接続したトランジスタを設けるとともに、供給電源の出力側とトランジスタのベースの間に、供給電源をオンすることにより、トランジスタにベース電流を供給してトランジスタを作動させる作動回路と、トランジスタのベースにベース電流を制御するベース電流制御回路を設けた構成とするものである。   The inrush current suppressing circuit according to the present invention includes a transistor having an emitter and a collector connected between the output side of the supply power source and the input side of the load circuit, and the supply power source between the output side of the supply power source and the base of the transistor. Is turned on to supply a base current to the transistor to operate the transistor, and a base current control circuit for controlling the base current is provided at the base of the transistor.

この発明によれば、突入電流抑制回路を、簡易な回路構成として、供給電源をオンする時に生じる突入電流を、負荷回路に対して影響を及ぼさない大きさに抑制するようにしたため、小型化、信頼性の向上および費用削減などが図れる効果がある。   According to the present invention, the inrush current suppression circuit has a simple circuit configuration, and the inrush current generated when the power supply is turned on is suppressed to a size that does not affect the load circuit. This has the effect of improving reliability and reducing costs.

実施の形態1.
図1はこの発明による突入電流抑制回路1の回路構成図である。図1において、供給電源2の出力は、端子3a、3bを介して、一点鎖線で囲まれた突入電流抑制回路1に入力されている。この突入電流抑制回路1は、端子3aに接続されたPNPタイプのトランジスタ4と、供給電源2がオンされた時にトランジスタ4を作動させるために、トランジスタ4のベース・エミッタ間に並列に接続された作動回路である起動抵抗6と、供給電源2をオンさせた時に流れる突入電流を抑制するために、トランジスタ4のベース側に接続された、ベース電流を制御するためのベース電流制御回路である制限抵抗7により構成されている。この突入電流防止回路1により、供給電源2をオンした時に生じる突入電流を抑制し、端子3c、3dを介して負荷回路5に入力されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an inrush current suppression circuit 1 according to the present invention. In FIG. 1, the output of the power supply 2 is input to the inrush current suppression circuit 1 surrounded by the alternate long and short dash line through terminals 3a and 3b. This inrush current suppression circuit 1 is connected in parallel between the base and emitter of the transistor 4 in order to operate the PNP type transistor 4 connected to the terminal 3a and the transistor 4 when the power supply 2 is turned on. The start resistor 6 that is an operating circuit and the base current control circuit that is connected to the base side of the transistor 4 and controls the base current in order to suppress the inrush current that flows when the power supply 2 is turned on. The resistor 7 is used. The inrush current prevention circuit 1 suppresses an inrush current generated when the power supply 2 is turned on, and is input to the load circuit 5 via the terminals 3c and 3d.

図2は、突入電流抑制回路1の動作状態図である。図2において、横軸は経過した時間を表し、縦軸は電流または電圧を表している。時間t1は、供給電源2がオンされた時であり、この時から供給電源2は一定の供給電源電圧2aを示す。また同時にトランジスタ4には、それぞれ鎖線で示すベース電流4aとコレクタ電流4bが流れる。このコレクタ電流4bは、時間t1において急峻に立上った後、所定の時間、トランジスタ4とその電流増幅率の積の関係に基づいてコレクタ電流4bの大きさが制限される領域(以下、コレクタ電流制限領域と記す)4cを経過した後、トランジスタ4が作動したときのトランジスタ4の抵抗と負荷回路5が有する静電容量より決定される時定数に基づいて減少傾向を示す領域(以下、コレクタ電流減衰領域と記す)4dを経て、一点鎖線で示している負荷回路5が有する定常負荷電流5aに漸近していく。   FIG. 2 is an operation state diagram of the inrush current suppression circuit 1. In FIG. 2, the horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents current or voltage. Time t1 is when the power supply 2 is turned on. From this time, the power supply 2 shows a constant supply power voltage 2a. At the same time, a base current 4a and a collector current 4b indicated by chain lines respectively flow in the transistor 4. The collector current 4b rises steeply at time t1, and then, for a predetermined time, a region in which the magnitude of the collector current 4b is limited based on the product relationship between the transistor 4 and its current amplification factor (hereinafter referred to as collector current 4b). After passing through a current limiting region (4c), a region (hereinafter referred to as a collector) showing a decreasing tendency based on the time constant determined from the resistance of the transistor 4 and the capacitance of the load circuit 5 when the transistor 4 is activated. After passing through 4d (referred to as a current attenuation region), the load circuit 5 gradually approaches the steady load current 5a included in the load circuit 5 indicated by a one-dot chain line.

次に実施の形態1の動作について、図1,図2を用いて説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS.

時間t1において供給電源2がオンされ、突入電流抑制回路1に供給電源電圧2aの電圧が供給されると、起動抵抗6を介して制限抵抗7にベース電流4aが流れ、トランジスタ4が作動する。このトランジスタ4が作動している間のベース電流4aは、電流制御トランジスタ4のベース・エミッタ間電圧をVBE、起動抵抗6の抵抗値をR6、制限抵抗7の抵抗値をR7、供給電源電圧2aをVS、ベース電流4aをIBとすると、下記の(1)式で示されるものとなり、ベース電流4a(IB)は、起動抵抗6(R6)と制限抵抗7(R7)により制限されることになる。   When the power supply 2 is turned on at time t1 and the power supply voltage 2a is supplied to the inrush current suppression circuit 1, the base current 4a flows to the limiting resistor 7 via the starting resistor 6 and the transistor 4 is activated. The base current 4a during the operation of the transistor 4 includes the base-emitter voltage of the current control transistor 4 as VBE, the resistance value of the starting resistor 6 as R6, the resistance value of the limiting resistor 7 as R7, and the supply power voltage 2a. Is VS and the base current 4a is IB, the following equation (1) is established, and the base current 4a (IB) is limited by the starting resistor 6 (R6) and the limiting resistor 7 (R7). Become.

IB=〔(VS−VBE)/R7〕−(VBE/R6)・・・・・・(1) IB = [(VS−VBE) / R7] − (VBE / R6) (1)

また、負荷回路5に流れる負荷電流5aは、トランジスタ4のコレクタ電流4bと等価で示され、トランジスタ4の電流増幅率をhFE、負荷電流5aをIL、コレクタ電流4bをICとすると、下記の(2)式で示されるものとなり、また式(1)により、トランジスタ4のベース電流IBが制限されることにより、結果、負荷回路5に流れる負荷電流5a(IL)が制限されることになる。   Further, the load current 5a flowing through the load circuit 5 is equivalent to the collector current 4b of the transistor 4. When the current amplification factor of the transistor 4 is hFE, the load current 5a is IL, and the collector current 4b is IC, the following ( 2), and the base current IB of the transistor 4 is limited by the formula (1). As a result, the load current 5a (IL) flowing through the load circuit 5 is limited.

IC=IL=hFE×IB・・・・(2) IC = IL = hFE × IB (2)

以上より、まず供給電源2がオンされた時には、負荷回路5が有する容量性負荷に基づいて、突入電流抑制回路1に突入電流が流れるが、この突入電流はコレクタ電流制限領域4cに示すように、起動抵抗6および制限抵抗7により制限されたトランジスタ4のベース電流4aと電流増幅率hFEとの積の値で制限されることになる。その後、コレクタ電流低下領域4dを経て、コレクタ電流4bは負荷回路5が定常的に消費しうる定常負荷電流5aに漸近していく。   From the above, when the power supply 2 is first turned on, an inrush current flows through the inrush current suppression circuit 1 based on the capacitive load of the load circuit 5, and this inrush current is shown in the collector current limiting region 4c. In other words, it is limited by the product value of the base current 4a of the transistor 4 limited by the starting resistor 6 and the limiting resistor 7 and the current amplification factor hFE. Thereafter, the collector current 4b gradually approaches the steady load current 5a that can be consumed steadily by the load circuit 5 through the collector current drop region 4d.

なお定常状態においては、負荷回路5に十分な負荷電流をトランジスタ4から供給する必要がある。したがって、制限抵抗7は、負荷回路5の定常負荷電流を考慮し、供給電源2から負荷回路5に供給されるコレクタ電流が、負荷回路5が有する負荷電流の最大値より大きくなるように設定されている。   In the steady state, it is necessary to supply a sufficient load current to the load circuit 5 from the transistor 4. Therefore, the limiting resistor 7 is set so that the collector current supplied from the power supply 2 to the load circuit 5 is larger than the maximum load current of the load circuit 5 in consideration of the steady load current of the load circuit 5. ing.

本実施の形態によれば、従来に比して突入電流抑制回路を簡易な構成として、供給電源2のオン時に制御機器の負荷回路5に誤動作または故障などを与えるような過渡的な突入電流を抑制するようにしたため、小型化、信頼性の向上および費用削減などが図れる効果がある。   According to the present embodiment, the inrush current suppression circuit has a simple configuration as compared with the conventional case, and a transient inrush current that causes malfunction or failure to the load circuit 5 of the control device when the power supply 2 is turned on is provided. As a result, it is possible to reduce the size, improve the reliability and reduce the cost.

実施の形態2
実施の形態1においては、供給電源2をオンした時にコレクタ電流4bが急峻に変化することから、この急峻なコレクタ電流4bの変化に伴い、負荷回路5が影響を受ける可能性がある。図3の回路構成図は、この急峻なコレクタ電流4bの変化を緩和するために、作動回路として起動抵抗6に並列して起動緩和コンデンサー10を設けて、一次遅れ回路を構成したものである。
Embodiment 2
In the first embodiment, when the power supply 2 is turned on, the collector current 4b changes abruptly. Therefore, the load circuit 5 may be affected by the change in the abrupt collector current 4b. In the circuit configuration diagram of FIG. 3, in order to alleviate this steep change in the collector current 4b, a start-up relaxation capacitor 10 is provided in parallel with the start-up resistor 6 as an operation circuit to configure a first-order lag circuit.

また図4は、この実施の形態2の動作状態図である。時間t1において供給電源2がオンされたのち、起動抵抗6と起動緩和コンデンサー10の積により決定される時定数に基づいてベース電流4aが漸増傾向を示す領域(以下、ベース電流漸増領域と記す)4eと、このベース電流漸増領域4eに対応してコレクタ電流4bの立上りが緩和される領域(以下、コレクタ電流緩和領域と記す)4fが現れる。なお図3、図4において、実施の形態1で説明したものと同一符号のものについては説明を省略する。   FIG. 4 is an operation state diagram of the second embodiment. After the power supply 2 is turned on at time t1, a region in which the base current 4a tends to gradually increase based on a time constant determined by the product of the starting resistor 6 and the starting relaxation capacitor 10 (hereinafter referred to as a base current gradually increasing region). 4e and a region (hereinafter referred to as a collector current relaxation region) 4f in which rising of the collector current 4b is relaxed corresponding to the base current gradually increasing region 4e appear. 3 and FIG. 4, the description of the same reference numerals as those described in Embodiment 1 is omitted.

次に実施の形態2の動作について実施の形態1と異なる部分について図3および図4を用いて説明する。   Next, with respect to the operation of the second embodiment, portions different from the first embodiment will be described with reference to FIGS.

時間t1において供給電源2がオンされ、突入電流抑制回路1に供給電源電圧2aの電圧が供給されると、起動抵抗6と起動緩和コンデンサー10が並列に接続されているために、制限抵抗7には起動緩和コンデンサー10の両端にかかる電圧が電流制御トランジスタ4のベース・エミッタ間の立上り電圧になるまで、起動緩和コンデンサー10に充電電流が流れる。この供給電源2がオンされた時のベース電流4aの変化は、まず、供給電源2がオンされた時の起動緩和コンデンサー10が放電された状態であるとして、電流制御トランジスタ4のベース・エミッタ間のインピーダンスをZ、起動抵抗6の抵抗値をR6、起動緩和コンデンサー10の静電容量をC10、tを供給電源2がONされた時間t1から経過した時間とすると、インピーダンスZの過度的な変化は、下記の(3)式で示されるものとなる。   When the power supply 2 is turned on at time t1 and the voltage of the power supply voltage 2a is supplied to the inrush current suppression circuit 1, the start resistor 6 and the start relaxation capacitor 10 are connected in parallel. The charging current flows through the activation relaxation capacitor 10 until the voltage applied to both ends of the activation relaxation capacitor 10 reaches the rising voltage between the base and the emitter of the current control transistor 4. The change in the base current 4a when the supply power source 2 is turned on is assumed to be a state in which the activation relaxation capacitor 10 is discharged when the supply power source 2 is turned on. The impedance Z is excessive, the resistance value of the starting resistor 6 is R6, the capacitance of the starting relaxation capacitor 10 is C10, and t is the time elapsed from the time t1 when the power supply 2 is turned on. Is represented by the following equation (3).

Z=(1−exp(−t/(C10・R6)))・R6・・・・・・(3) Z = (1-exp (−t / (C10 · R6))) · R6 (3)

そして、このインピーダンスZが、前記のベース電流4aの算出式である(1)式のR6に相当することから、ベース電流4aは、供給電源電圧2aをVS、ベース電流4aをIB、制限抵抗7の抵抗値をR7、トランジスタ4のベース・エミッタ間電圧をVBEとすると、下記の(4)式で示されるものとなる。   Since this impedance Z corresponds to R6 in the equation (1) which is the calculation formula of the base current 4a, the base current 4a is VS for the power supply voltage 2a, IB for the base current 4a, and the limiting resistor 7 When the resistance value of R7 is R7 and the base-emitter voltage of the transistor 4 is VBE, the following equation (4) is obtained.

IB=((VS−VBE)/R7)−(VBE/(1−exp(−t/C10・R6)・R6)〕・・・・・・(4) IB = ((VS-VBE) / R7)-(VBE / (1-exp (-t / C10.R6) .R6)] (4)

以上のことから、供給電源2がオンされた時は、(4)式に示された(VBE/(1−exp(−t/C8・R6)・R6)〕の項が大きな値となるため、ベース電流4aの値は小さくなり、その後、ベース電流漸増領域4eに示すように漸増する。   From the above, when the power supply 2 is turned on, the term (VBE / (1-exp (−t / C8 · R6) · R6)] shown in the equation (4) becomes a large value. Then, the value of the base current 4a decreases, and then gradually increases as shown in the base current gradually increasing region 4e.

また、負荷回路5に流れる負荷電流5aと等価であるコレクタ電流4bは、前記の(2)式に示されたようにベース電流4aとその電流増幅率の積により制限されるため、供給電源2がオンされた時のベース電流4aの漸増状態を反映して、その立上りがコレクタ電流緩和領域4fに示されるように緩やかなものになる。   Further, the collector current 4b equivalent to the load current 5a flowing through the load circuit 5 is limited by the product of the base current 4a and its current amplification factor as shown in the above equation (2). Reflecting the gradual increase state of the base current 4a when is turned on, its rise becomes gradual as shown in the collector current relaxation region 4f.

本実施の形態によれば、実施の形態1の構成に起動抵抗6に並列して起動緩和コンデンサー10を設けて一次遅れ回路を構成して、供給電源2のオン時の負荷回路5への負荷電流の立上りを緩やかにしたことにより、実施の形態1の効果に比して、一層突入電流による制御機器の誤動作および故障の防止による信頼性の向上が図れる効果がある。   According to the present embodiment, the load is applied to the load circuit 5 when the power supply 2 is turned on by providing the start-up relaxation capacitor 10 in parallel with the start-up resistor 6 in the configuration of the first embodiment to configure the first-order lag circuit. By slowing the rise of the current, compared to the effect of the first embodiment, there is an effect that the reliability can be further improved by preventing malfunction and failure of the control device due to the inrush current.

実施の形態3
実施の形態1においては、例えば供給電源2からの供給電源電圧2aが高くなったような場合は、トランジスタ4のベース電流4aが高くなるために、供給電源2のオン時の突入電流が必要以上に大きくなる可能性がある。図5は、これを防止するために、実施の形態1で示した制限抵抗7の代わりに、ベース電流制御回路として定電流ダイオード11を用いたものである。この場合、定電流ダイオード11を流れる定電流をIDとすると、前記のベース電流4aの算出式である(1)式において、供給電源電圧2aの電圧VSが関連する((VS−VBE)/R7)の項が、定電流ダイオード20の定電流IDに置き換えられ、下記の次式(5)で示されたものとなり、供給電源電圧2aの電圧VSに影響されないことになる。なお図5において、実施の形態1で説明したものと同一符号のものについては説明を省略する。
Embodiment 3
In the first embodiment, for example, when the supply power supply voltage 2a from the supply power supply 2 is increased, the base current 4a of the transistor 4 is increased, so that the inrush current when the supply power supply 2 is turned on is more than necessary. Can be large. In FIG. 5, in order to prevent this, the constant current diode 11 is used as a base current control circuit instead of the limiting resistor 7 shown in the first embodiment. In this case, assuming that the constant current flowing through the constant current diode 11 is ID, the voltage VS of the supply power supply voltage 2a is related to ((VS−VBE) / R7) in the equation (1) which is the calculation formula of the base current 4a. ) Is replaced by the constant current ID of the constant current diode 20, and is expressed by the following equation (5), and is not affected by the voltage VS of the supply power supply voltage 2a. In FIG. 5, the description of the same reference numerals as those described in Embodiment 1 is omitted.

IB=ID−VBE/R6・・・・・・(5) IB = ID-VBE / R6 (5)

本実施の形態によれば、実施の形態1で示した制限抵抗7の代わりに、定電流ダイオード11を用いた構成としたため、供給電源2の供給電源電圧2aの変動に関係なく、トランジスタ4のベース電流4aを一定に保つことができるため、突入電流を安定して抑制できる効果がある。   According to the present embodiment, since the constant current diode 11 is used in place of the limiting resistor 7 shown in the first embodiment, the transistor 4 is not affected regardless of the fluctuation of the power supply voltage 2a of the power supply 2. Since the base current 4a can be kept constant, there is an effect that the inrush current can be stably suppressed.

なお、本実施の形態は、実施の形態1に対して適用したものを示したが、実施の形態2に対しても同様に適用できることは言うまでもない。   In addition, although this Embodiment showed what was applied with respect to Embodiment 1, it cannot be overemphasized that it is applicable similarly to Embodiment 2. FIG.

実施の形態4
実施の形態1または2においては、PNPタイプのトランジスタ4を用いている。しかしながら、このPNPタイプのトランジスタは、一般的にベース・エミッタ間電圧が0.6V程度と小さいために、時間の長い時定数回路の作動回路を構成することが困難である。図6はこれに対応するために、NPNタイプのトランジスタ15と、ベース電流制御回路として、一次遅れ設定用の充電コンデンサー16と、トランジスタ15のコレクタ側に接続されたゼナーダイオード17と、を用いて構成したものである。
Embodiment 4
In the first or second embodiment, the PNP type transistor 4 is used. However, since this PNP type transistor generally has a base-emitter voltage as small as about 0.6 V, it is difficult to construct an operation circuit of a time constant circuit having a long time. In order to cope with this, FIG. 6 uses an NPN type transistor 15, a charging capacitor 16 for setting a first-order lag, and a Zener diode 17 connected to the collector side of the transistor 15 as a base current control circuit. It is configured.

また図7は、この実施の形態4の動作状態図である。時間t1において供給電源2がオンされたのち、ベース電流4aは、充電コンデンサー16に係る電圧がトランジスタ15のベース・エミッタ間の立上り電圧より低いことによりベース電流4aが流れない領域(以下、無ベース電流領域と記す)4gと、充電コンデンサー16に係る電圧とトランジスタ15のベース・エミッタ間の立上り電圧が等しくなり、ベース電流4aが流れはじめる時間t2から、充電コンデンサー16と起動抵抗6の積による時定数でベース電流4aが漸増する領域(以下、ベース電流漸増領域と記す)4eを経て定常電流となる。またコレクタ電流4bは、時間t1から所定の時間、ベース電流4aが抑制されることによりコレクタ電流4bの立上りが緩和される領域(以下、コレクタ電流緩和領域と記す)4h、トランジスタ15とその電流増幅率の積の関係に基づいて制限される領域(以下、コレクタ電流制限領域と記す)4cを経過した後、ゼナーダイオード17の動作抵抗、トランジスタ15が作動したときのトランジスタ15の抵抗および負荷回路5が有する静電容量より決定される時定数に基づいて減少傾向を示す領域(以下、コレクタ電流減衰領域と記す)4jを経て、一点鎖線で示している負荷回路5が有する定常負荷電流5aに漸近していく。なお図6および図7において、実施の形態1または2で説明したものと同一符号のものについては説明を省略する。   FIG. 7 is an operation state diagram of the fourth embodiment. After the power supply 2 is turned on at time t1, the base current 4a is a region where the base current 4a does not flow because the voltage applied to the charging capacitor 16 is lower than the rising voltage between the base and the emitter of the transistor 15 (hereinafter referred to as no base 4g, the voltage related to the charging capacitor 16 and the rising voltage between the base and emitter of the transistor 15 are equal, and the time t2 when the base current 4a begins to flow, A constant current is obtained after a constant region 4e where the base current 4a gradually increases (hereinafter referred to as a base current gradually increasing region) 4e. The collector current 4b is a region (hereinafter referred to as a collector current relaxation region) 4h in which the rising of the collector current 4b is suppressed by suppressing the base current 4a for a predetermined time from the time t1, the transistor 15 and its current amplification. After passing through a region (hereinafter referred to as a collector current limiting region) 4c limited based on the product of the rates, the operating resistance of the Zener diode 17, the resistance of the transistor 15 when the transistor 15 is activated, and the load circuit The steady load current 5a of the load circuit 5 indicated by the alternate long and short dash line passes through a region 4j that shows a decreasing tendency based on a time constant determined by the capacitance of the capacitor 5 (hereinafter referred to as a collector current attenuation region) 4j. Asymptotically. 6 and 7, the description of the same reference numerals as those described in the first or second embodiment will be omitted.

次に実施の形態4の動作について図6および図7を用いて説明する。   Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

時間t1において供給電源2がオンされ、突入電流抑制回路1に供給電源電圧2aが供給されると、起動抵抗6を介して充電コンデンサー16に充電電流が流れる。この時、充電コンデンサー16に係る電圧は、その電圧をV16、供給電源電圧2aをVS、起動抵抗6の抵抗値をR6、充電コンデンサー16の静電容量をC16、tを供給電源2がオンされた時間t1から経過した時間とすると、下記の式(6)で示されるものとなる。   When the power supply 2 is turned on at time t 1 and the power supply voltage 2 a is supplied to the inrush current suppression circuit 1, a charging current flows through the charging capacitor 16 via the starting resistor 6. At this time, the voltage related to the charging capacitor 16 is V16, the power supply voltage 2a is VS, the resistance value of the starting resistor 6 is R6, the capacitance of the charging capacitor 16 is C16, and the power supply 2 is turned on. Assuming that the time has elapsed since time t1, the following equation (6) is obtained.

V16=〔1−exp(−t/R6・C16)〕・VS・・・・・・(6) V16 = [1-exp (-t / R6.C16)]. VS (6)

ここで起動抵抗6の値は、ゼナーダイオード17のゼナー電圧により大きく取ることができるため、起動抵抗6の抵抗値と充電コンデンサー16の静電容量より決まる時定数を大きくすることができ、結果充電コンデンサー16に係る電圧の立上りを緩やかにすることができる。   Here, since the value of the starting resistor 6 can be increased by the Zener voltage of the Zener diode 17, the time constant determined by the resistance value of the starting resistor 6 and the electrostatic capacitance of the charging capacitor 16 can be increased. The rise of the voltage related to the charging capacitor 16 can be moderated.

これらのことより、ベース電流4aについては、充電コンデンサー16に係る電圧が、トランジスタ15のベース・エミッタ間の立上り電圧に至るまでは、トランジスタ15にはベース電流4aが流れないために、供給電源2がオンされる時間t1から充電コンデンサー16に係る電圧と電流制御トランジスタ15のベース・エミッタ間の立上り電圧が等しくなる経過時間t2までの間は、ベース電流4aが流れない無ベース電流領域4gとなる。そして、充電コンデンサー16に係る電圧がトランジスタ15のベース・エミッタ間の立上り電圧を超える時間t2以後は、起動抵抗6を介してトランジスタ15のベースに、ベース電流漸増領域4cに示すようにベース電流が緩やかに漸増しながら流れ、その後、充電コンデンサー16の充電完了と共に定常値となる。この時のベース電流4aの大きさは、ベース電流4aをIB、ゼナーダイオードのゼナー電圧をVZ、起動抵抗6の抵抗値をR6、電流制御トランジスタ15のコレクタ・エミッタ間電圧をVCEおよびベース・エミッタ間電圧をVBEとすると、定常状態では、ベース電流4a(IB)は起動抵抗6を流れる電流と等しいから、下記の式(7)で示されるものとなる。   As a result, for the base current 4a, the base current 4a does not flow through the transistor 15 until the voltage applied to the charging capacitor 16 reaches the rising voltage between the base and the emitter of the transistor 15. The base current region 4g in which the base current 4a does not flow is obtained from the time t1 when the transistor is turned on to the elapsed time t2 when the voltage related to the charging capacitor 16 and the rising voltage between the base and emitter of the current control transistor 15 become equal. . After the time t2 when the voltage applied to the charging capacitor 16 exceeds the rising voltage between the base and emitter of the transistor 15, the base current is applied to the base of the transistor 15 via the starting resistor 6 as shown in the base current gradually increasing region 4c. It flows while gradually increasing, and then reaches a steady value when the charging of the charging capacitor 16 is completed. The magnitude of the base current 4a at this time is as follows: IB is the base current 4a, VZ is the Zener voltage of the Zener diode, R6 is the resistance value of the starting resistor 6, VCE is the collector-emitter voltage of the current control transistor 15, Assuming that the voltage between the emitters is VBE, in a steady state, the base current 4a (IB) is equal to the current flowing through the starting resistor 6, and therefore, is expressed by the following equation (7).

IB=(VZ+VCE−VBE)/R6・・・・・(7) IB = (VZ + VCE−VBE) / R6 (7)

また、負荷回路5に流れる負荷電流5aと等価であるコレクタ電流4bは、前記の(2)式に示されたようにベース電流4aとその電流増幅率の積により制限されるため、供給電源2がオンされた後の無ベース電流領域4g、およびその後のベース電流4aが漸増するベース電流漸増領域4eに対応して、その立上りがコレクタ電流緩和領域4hに示されるように緩やかなものになり、その後、コレクタ電流制限領域4c、コレクタ電流減衰領域4jを経て、一点鎖線で示す負荷回路5が有する定常負荷電流5aに漸近していく。   Further, the collector current 4b equivalent to the load current 5a flowing through the load circuit 5 is limited by the product of the base current 4a and its current amplification factor as shown in the above equation (2). Corresponding to the base current gradually increasing region 4e in which the base current 4a thereafter increases and the base current gradually increasing region 4e in which the subsequent base current 4a gradually increases, its rise becomes gentle as shown in the collector current relaxation region 4h. Thereafter, it gradually approaches the steady load current 5a of the load circuit 5 indicated by the alternate long and short dash line through the collector current limiting region 4c and the collector current attenuation region 4j.

本実施の形態によれば、実施の形態1の構成に対し、PNPタイプのトランジスタ4の代わりにNPNタイプのトランジスタ15と、ベース電流制御回路として制限抵抗7の代わりに充電コンデンサー16と、トランジスタ15のコレクタ側に接続されたゼナーダイオード17と、を用いた構成として、起動抵抗6の値を大きく取ることができるようにして、供給電源2のオン時の負荷回路5への負荷電流の立上りを一層緩やかにすることにより、突入電流による制御機器の誤動作および故障の防止による信頼性の向上が一層図れる効果がある。   According to the present embodiment, in contrast to the configuration of the first embodiment, an NPN type transistor 15 instead of the PNP type transistor 4, a charging capacitor 16 instead of the limiting resistor 7 as a base current control circuit, and a transistor 15 The rise of the load current to the load circuit 5 when the supply power supply 2 is turned on is configured such that the value of the starting resistor 6 can be increased. By further reducing the speed, the reliability can be further improved by preventing malfunction and failure of the control device due to the inrush current.

さらに本実施の形態では、ゼナーダイオード16を用いたものを示したが、定電圧素子であれば使用可能であるから、ダイオードを順方向に接続して用いても同様の効果を奏する。   Further, in the present embodiment, the one using the Zener diode 16 is shown. However, since a constant voltage element can be used, the same effect can be obtained even if the diode is connected in the forward direction.

この発明の実施の形態1における突入電流抑制回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the inrush current suppression circuit in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における突入電流抑制回路の動作状態図である。It is an operation state figure of the inrush current control circuit in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2における突入電流抑制回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the inrush current suppression circuit in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における突入電流抑制回路の動作状態図である。It is an operation state figure of the inrush current control circuit in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における突入電流抑制回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the inrush current suppression circuit in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4における突入電流抑制回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the inrush current suppression circuit in Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4における突入電流抑制回路の動作状態図である。It is an operation state figure of the inrush current control circuit in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 突入電流抑制回路
2 供給電源
3a、3b、3c、3d 端子
4 PNPタイプのトランジスタ
5 負荷回路
6 起動抵抗
7 制限抵抗
10 起動緩和コンデンサー
11 定電流ダイオード
15 NPNタイプのトランジスタ
16 充電コンデンサー
17 ゼナーダイオード


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inrush current suppression circuit 2 Power supply 3a, 3b, 3c, 3d Terminal 4 PNP type transistor 5 Load circuit 6 Starting resistor 7 Limiting resistor 10 Starting relaxation capacitor 11 Constant current diode 15 NPN type transistor 16 Charging capacitor 17 Zener diode


Claims (6)

供給電源の出力側と負荷回路の入力側の間に設けられ、前記供給電源がオンされた時に前記負荷回路に生じる突入電流を抑制する突入電流抑制回路であって、
前記供給電源の出力側と前記負荷回路の入力側の間にエミッタおよびコレクタが接続されたトランジスタと、前記供給電源の出力側と前記トランジスタのベースの間に接続され、前記供給電源のオンによりベース電流を供給し前記トランジスタを作動させる作動回路と、前記ベースに接続され、前記ベース電流を制御するベース電流制御回路と、
を備えたことを特徴とする突入電流抑制回路。
An inrush current suppression circuit that is provided between the output side of the power supply and the input side of the load circuit and suppresses an inrush current generated in the load circuit when the power supply is turned on;
A transistor having an emitter and a collector connected between the output side of the power supply and the input side of the load circuit, and is connected between the output side of the power supply and the base of the transistor. An operating circuit for supplying current and operating the transistor; a base current control circuit connected to the base for controlling the base current;
An inrush current suppression circuit comprising:
前記トランジスタは、前記供給電源の出力側に前記エミッタが接続され、前記負荷回路の入力側に前記コレクタが接続されたPNPタイプのトランジスタであり、前記作動回路は、前記トランジスタを起動させる起動抵抗であり、前記ベース電流制御回路は、前記ベース電流を制限する制限抵抗であることを特徴とする請求項1に記載の突入電流抑制回路。 The transistor is a PNP type transistor in which the emitter is connected to the output side of the supply power source and the collector is connected to the input side of the load circuit, and the operating circuit is a starting resistor that starts the transistor The inrush current suppression circuit according to claim 1, wherein the base current control circuit is a limiting resistor that limits the base current. 前記作動回路は、前記起動抵抗に並列に接続され、前記ベース電流を漸増させる起動緩和コンデンサーを備えたことを特徴とする請求項2に記載の突入電流抑制回路。 The inrush current suppression circuit according to claim 2, wherein the operation circuit includes a start-up relaxation capacitor that is connected in parallel to the start-up resistor and gradually increases the base current. 前記ベース電流制御回路は、定電流ダイオードであることを特徴とする、請求項2または3のいずれか1項に記載の突入電流抑制回路。 The inrush current suppression circuit according to claim 2, wherein the base current control circuit is a constant current diode. 前記トランジスタは、前記供給電源の出力側に前記コレクタが接続され、前記負荷回路の入力側に前記エミッタが接続されたNPNタイプのトランジスタであり、前記作動回路は、前記トランジスタを起動させる起動抵抗であり、前記ベース電流制御回路は、充電コンデンサーであることを特徴とする請求項1に記載の突入電流抑制回路。 The transistor is an NPN type transistor in which the collector is connected to the output side of the supply power source and the emitter is connected to the input side of the load circuit, and the operating circuit is a starting resistor that starts the transistor The inrush current suppression circuit according to claim 1, wherein the base current control circuit is a charging capacitor. 前記供給電源の出力側と前記コレクタの間にゼナーダイオードを設けたことを特徴とする、請求項5に記載の突入電流抑制回路。
6. The inrush current suppression circuit according to claim 5, wherein a Zener diode is provided between an output side of the supply power source and the collector.
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