JP2008022597A - Dc power supply for electronic apparatus - Google Patents

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Kyoji Onizuka
恭二 鬼塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely restrain a rush current of a power supply input circuit even if there occur the chattering of a power supply switch and a short-circuiting failure of an internal power supply. <P>SOLUTION: In this DC power supply for an electronic apparatus which is constituted in such a manner that, between an external DC power supply and an electronic capacitor C1 arranged at an input stage of an internal power supply, there are arranged a resistor R3 for restraining a rush current, and a switch circuit (DT, T2 or the like) with a delay timer which makes main switches T1 arranged at both ends of the resistor gradually brought into short-circuited states by being delayed from a time point when the external DC power supply is connected by the power-on of the power supply switch S1: the operation of the delay timer is returned to an initial state by using a comparator (CMP or the like) which detects that the power supply switch has been changed to an off-state from an on-state by comparing the level of an input voltage V1 and the level of a voltage V2, and a detection signal of the comparator circuit. The DC power supply device for the electronic apparatus includes countermeasures against the forcible off-control of the other detection circuit and the main switches, and a load-side short-circuiting failure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般の電子機器用直流(DC)電源に係り、特に電源入力回路の突入電流制限回路に関する。   The present invention relates to a general direct current (DC) power supply for electronic equipment, and more particularly to an inrush current limiting circuit of a power input circuit.

一般の電子機器の電源入力仕様は、AC100V,DC110V,DC24Vなどとする場合が多い。そして、電子機器に電原を供給する場合、メンテナンス面で電子機器の外部にメカニカルスイッチやMCCBを設ける場合もある。また、電子機器は電源入力回路には比較的容量の大きい電解コンデンサを付けている場合が殆どであるため、スイッチを投入した時にこのコンデンサを充電するために突入電流が流れる。供給側電源の容量やスイッチの開閉容量等の制約により、突入電流のピーク値は制限を必要とするために、一般的に電源入力回路には突入電流制限回路が設けられている(例えば、特許文献1参照)。   In many cases, power input specifications of general electronic devices are set to AC100V, DC110V, DC24V, and the like. And when supplying an electric power source to an electronic device, a mechanical switch and MCCB may be provided outside the electronic device in terms of maintenance. In addition, since most electronic devices have a relatively large capacity electrolytic capacitor attached to the power input circuit, an inrush current flows to charge the capacitor when the switch is turned on. Since the peak value of the inrush current needs to be limited due to restrictions such as the capacity of the power supply on the supply side and the switching capacity of the switch, an inrush current limiting circuit is generally provided in the power input circuit (for example, patents) Reference 1).

図8、図11は、DC電源入力の場合の突入電流制限回路の例を示す。図8の直流電源は、外部直流電源(DC24V)と内部電源回路DCCの入力段に設ける電解コンデンサC1との間に、突入電流制限用の抵抗R3と、外部直流電源が接続された時点から遅れて抵抗R3の両端に設けた主スイッチを徐々に短絡状態にするスイッチ回路とを設ける。このスイッチ回路は、電界効果トランジスタ(FET)T1を抵抗R3の両端を短絡させる主スイッチとし、トランジスタT2をT1のオン・オフ制御スイッチとし、遅延タイマ回路DTを外部直流電源の接続時点からT2のオン動作を遅延させる構成としている。   8 and 11 show examples of inrush current limiting circuits in the case of DC power input. The DC power supply of FIG. 8 is delayed from the time when the inrush current limiting resistor R3 and the external DC power supply are connected between the external DC power supply (DC24V) and the electrolytic capacitor C1 provided at the input stage of the internal power supply circuit DCC. And a switch circuit for gradually short-circuiting the main switch provided at both ends of the resistor R3. In this switch circuit, a field effect transistor (FET) T1 is a main switch that short-circuits both ends of a resistor R3, a transistor T2 is an on / off control switch for T1, and a delay timer circuit DT is connected to an external DC power source from the point of connection of T2. The on-operation is delayed.

図8の回路動作を説明する。図8の回路でスイッチS1を投入した時のタイミングチャートを図9に示す。スイッチS1をオンにした直後はトランジスタT1はゲートソース間電圧VGSが0Vであるため、オフ状態にあり、抵抗R3を通してコンデンサC1が充電される。この時の突入電流のピーク値Iin1は次式になる。   The circuit operation of FIG. 8 will be described. FIG. 9 shows a timing chart when the switch S1 is turned on in the circuit of FIG. Immediately after the switch S1 is turned on, the transistor T1 is in the off state because the gate-source voltage VGS is 0 V, and the capacitor C1 is charged through the resistor R3. The peak value Iin1 of the inrush current at this time is expressed by the following equation.

Iin1=V1/R3 …(1)
また、抵抗R3による充電電圧V2の最終値は以下の次式になる。
Iin1 = V1 / R3 (1)
Further, the final value of the charging voltage V2 by the resistor R3 is as follows.

V2=(Zi/(Zi+R3))×V1 …(2)
ここで、Zi:電源回路DCCの入力インピーダンス
上記の(2)式から、電源回路DCCの動作開始まで遅延時間を持たせ、それまでは電源回路の入力インピーダンスZiを高い状態にする回路構成とすることにより、抵抗R3による充電電圧V2はV1に近い電圧にすることができる。
V2 = (Zi / (Zi + R3)) × V1 (2)
Here, Zi: input impedance of the power supply circuit DCC From the above formula (2), a delay time is given until the operation of the power supply circuit DCC starts, and until that time, the circuit configuration is such that the input impedance Zi of the power supply circuit is high. Thus, the charging voltage V2 by the resistor R3 can be a voltage close to V1.

遅延タイマ回路DTは、V2のレベルがVs(例えばV1×0.5)以上になってから遅延時間t1後にトランジスタT2にベース電流を流す回路構成である。この遅延タイマ回路DTは、一般的な電圧検出ICを使用すると簡単に構成することが可能で、遅延時間t1はコンデンサC3の定数によって設定する。ここで遅延時間t1は抵抗R3によるC1の充電時間より大きな値に設定されている。遅延タイマ回路DTにより、T2がオンになると、抵抗R1を通してコンデンサC2が充電され、V3のレベルはV1から緩やかに下がり、最終的に以下のレベルに落ち着く。   The delay timer circuit DT has a circuit configuration in which a base current is supplied to the transistor T2 after a delay time t1 after the level of V2 becomes equal to or higher than Vs (for example, V1 × 0.5). The delay timer circuit DT can be easily configured by using a general voltage detection IC, and the delay time t1 is set by a constant of the capacitor C3. Here, the delay time t1 is set to a value larger than the charging time of C1 by the resistor R3. When T2 is turned on by the delay timer circuit DT, the capacitor C2 is charged through the resistor R1, and the level of V3 gradually decreases from V1, and finally settles to the following level.

V3=V1×R1/(R1+R2) …(3)
差電圧(V1−V3)は、T1のゲートソース間電圧VGSとなるため、最終的な電圧V3のレベルはT1が完全にオンするレベルに設定している。T1のオン抵抗は抵抗R3より十分小さいため、V2の電圧はよりV1に近いレベルまで充電される。なお、コンデンサC2によりV3の変化に傾斜を持たせているのはFETのオン抵抗を徐々に小さくすることによって再突入電流Iin3を制限するためである。
V3 = V1 × R1 / (R1 + R2) (3)
Since the difference voltage (V1-V3) is the gate-source voltage VGS of T1, the final voltage V3 level is set to a level at which T1 is completely turned on. Since the on-resistance of T1 is sufficiently smaller than the resistance R3, the voltage of V2 is charged to a level closer to V1. The reason why the change in V3 is inclined by the capacitor C2 is to limit the re-inrush current Iin3 by gradually reducing the ON resistance of the FET.

次に、図11の直流電源は、外部直流電源(DC24V)と内部電源回路DCCの入力段に設ける電解コンデンサC1との間に、定電流回路を設けることで突入電流を制限する。定電流回路は、主電流を流すトランジスタT1とし、トランジスタT1のエミッタに直列に介挿する抵抗R2を主電流の検出手段とし、トランジスタT2を検出主電流が電流制限値を越えようとするときにトランジスタT1のベース電流抑制で突入電流制限をする構成としている。   Next, the DC power supply of FIG. 11 limits the inrush current by providing a constant current circuit between the external DC power supply (DC 24V) and the electrolytic capacitor C1 provided at the input stage of the internal power supply circuit DCC. The constant current circuit is a transistor T1 through which a main current flows, a resistor R2 interposed in series with the emitter of the transistor T1 as a main current detecting means, and the transistor T2 is used when the detected main current exceeds the current limit value. The inrush current is limited by suppressing the base current of the transistor T1.

図11の回路動作を説明する。図11の回路でスイツチS1を投入した時のタイミングチャートを図12に示す。S1をオンにすると抵抗R1によってトランジスタT1にベース電流が流れ、T1がオンする。T1に一定値以上のコレクタ電流が流れようとすると、R2の電圧降下によってT2がオンし、T1のベース電流が減少してT1のコレクタ電流が制限される仕組みである。ここで、定電流の値は概略以下の式によって決定される。   The circuit operation of FIG. 11 will be described. FIG. 12 shows a timing chart when the switch S1 is turned on in the circuit of FIG. When S1 is turned on, a base current flows through the transistor T1 by the resistor R1, and T1 is turned on. When a collector current of a certain value or more flows through T1, T2 is turned on by a voltage drop of R2, and the base current of T1 is reduced to limit the collector current of T1. Here, the value of the constant current is roughly determined by the following equation.

Iin1=VBE2/R2 …(4)
ここで、VBE2:T2のベースエミッタ間飽和電圧
この定電流値Iin1は突入電流の制限を目的としているため、通常運転している時の電流値Iin2、Iin3より大きめに設定する。
特開2003−189464号公報
Iin1 = VBE2 / R2 (4)
Here, the base-emitter saturation voltage of VBE2: T2 This constant current value Iin1 is intended to limit the inrush current, and is set larger than the current values Iin2 and Iin3 during normal operation.
JP 2003-189464 A

図8の回路の問題点について説明する。スイッチS1はメカニカルスイッチであるため、入り切りの時にチャタリングを起こす。スイッチを切ったときのチャタリングの影響を示したのが図10である。スイッチS1を切ったとき、コンデンサC1の放電によりV2のレベルがある傾斜で下がっていく。V1のレベルはT1がオンしている間はそのオン抵抗を通してV3とほぼ同じレベルである。V2のレベルがVs以下に下がる前にチャタリングによってスイッチS1が再度オンした場合、T1はオン状態を維持したままであるため、T1の小さなオン抵抗を通してC1を充電する過大な突入電流Iin5が流れることになる。   Problems of the circuit of FIG. 8 will be described. Since the switch S1 is a mechanical switch, it causes chattering when turned on and off. FIG. 10 shows the effect of chattering when the switch is turned off. When the switch S1 is turned off, the level of V2 decreases with a certain slope due to the discharge of the capacitor C1. The level of V1 is substantially the same level as V3 through the on-resistance while T1 is on. If the switch S1 is turned on again by chattering before the level of V2 falls below Vs, since T1 remains on, an excessive inrush current Iin5 that charges C1 flows through the small on-resistance of T1. become.

図11の回路の問題点について説明する。内部に短絡または過電流モードの故障が発生した場合でも定電流回路であるため入力電流は一定以下に制限される。しかし、T1のコレクタ・エミッタ間にはV1とほぼ同じ電圧がかかるためT1には大きな消費電力(約V1×Iin1)が連続することになる。その様子を図13に示す。T1の仕様によっては安全動作領域を越えて故障するに至ってしまう。この後、T1は短絡モードの故障にも成り得るため大きな短絡電流が流れることになる。この場合でも外部のヒューズが切れて保護できるが、内部の他の故障でT1まで故障してしまうことは好ましくない。T1にこのときの消費電力にも耐えるFETを選択することで、この問題は解決できるかも知れないが、逆に経済性や製品サイズの面で不利となってしまう。   Problems of the circuit of FIG. 11 will be described. Even when a short circuit or an overcurrent mode failure occurs inside, the input current is limited to a certain level or less because it is a constant current circuit. However, since almost the same voltage as V1 is applied between the collector and emitter of T1, large power consumption (about V1 × Iin1) continues in T1. This is shown in FIG. Depending on the specification of T1, a failure may occur beyond the safe operating area. After this, since T1 can also be a failure in the short-circuit mode, a large short-circuit current flows. Even in this case, the external fuse can be cut and protected, but it is not preferable that the internal fuse fails until T1. This problem may be solved by selecting an FET that can withstand the power consumption at this time for T1, but it is disadvantageous in terms of economy and product size.

本発明の目的は、電源スイッチのチャタリングや内部電源の短絡故障発生にも、電源入力回路の突入電流を確実に制限できる電子機器用直流電源を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a DC power supply for electronic equipment that can reliably limit the inrush current of a power input circuit even when chattering of a power switch or a short circuit failure of an internal power supply occurs.

本発明は、前記の課題を解決するため、電源スイッチのチャタリングや内部電源の短絡故障発生を検出し、突入電流抑制用抵抗R3に並列に設けるスイッチ回路を初期状態に戻すこと、または強制オフさせるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention detects chattering of a power switch and occurrence of a short circuit failure of an internal power supply, and returns a switch circuit provided in parallel to the inrush current suppression resistor R3 to an initial state or forcibly turns it off. As described above, it has the following configuration.

(1)外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、突入電流制限用抵抗と、電源スイッチの投入によって前記外部直流電源が接続された時点から遅れて、前記抵抗の両端に設けた主スイッチを徐々に短絡状態にする遅延タイマ付きスイッチ回路とを設けた電子機器用直流電源において、
前記外部直流電源からの入力電圧V1のレベルと前記コンデンサの電圧V2のレベルの比較によって前記電源スイッチがオン状態からオフ状態になったことを検出するコンパレータ回路と、
前記コンパレータ回路の検出信号で前記スイッチ回路による遅延タイマ動作を初期状態に戻す回路とを備えたことを特徴とする。
(1) Between the external DC power supply and the electrolytic capacitor provided at the input stage of the internal power supply circuit, the resistance of the resistor is delayed from the time when the external DC power supply is connected by turning on the power switch and the inrush current limiting resistor. In a DC power supply for electronic equipment provided with a switch circuit with a delay timer that gradually short-circuits the main switch provided at both ends,
A comparator circuit for detecting that the power switch is changed from the on state to the off state by comparing the level of the input voltage V1 from the external DC power source and the level of the voltage V2 of the capacitor;
And a circuit for returning a delay timer operation by the switch circuit to an initial state by a detection signal of the comparator circuit.

(2)前記コンパレータ回路は、前記外部直流電源と前記主スイッチとの間の電源ラインに直列にダイオードを設け、このダイオードと前記電源スイッチとの間の電圧と前記コンデンサの電圧とを比較することを特徴とする。   (2) The comparator circuit is provided with a diode in series on a power supply line between the external DC power supply and the main switch, and compares the voltage between the diode and the power switch with the voltage of the capacitor. It is characterized by.

(3)外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、突入電流制限用抵抗と、電源スイッチの投入によって前記外部直流電源が接続された時点から遅れて、前記抵抗の両端に設けた主スイッチを徐々に短絡状態にする遅延タイマ付きスイッチ回路とを設けた電子機器用直流電源において、
前記外部直流電源からの入力電圧V1のレベルと前記コンデンサの電圧V2のレベルの比較によって前記電源スイッチがオン状態からオフ状態になったことを検出する検出回路と、
前記検出回路の検出信号で前記主スイッチを強制オフさせるスイッチとを備えたことを特徴とする。
(3) An inrush current limiting resistor is inserted between the external DC power source and the electrolytic capacitor provided in the input stage of the internal power circuit, and the resistance of the resistor is delayed from when the external DC power source is connected by turning on the power switch. In a DC power supply for electronic equipment provided with a switch circuit with a delay timer that gradually short-circuits the main switch provided at both ends,
A detection circuit for detecting that the power switch is changed from the on state to the off state by comparing the level of the input voltage V1 from the external DC power source and the level of the voltage V2 of the capacitor;
And a switch for forcibly turning off the main switch by a detection signal of the detection circuit.

(4)前記検出回路は、前記外部直流電源と前記主スイッチとの間の電源ラインに直列にダイオードを設け、このダイオードと前記電源スイッチとの間の電圧と前記ダイオードと主スイッチとの間の電圧とを比較することを特徴とする。   (4) In the detection circuit, a diode is provided in series on a power supply line between the external DC power supply and the main switch, and a voltage between the diode and the power switch is between the diode and the main switch. The voltage is compared.

(5)外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、定電流回路を設けることで突入電流を制限する電子機器用直流電源において、
前記内部電源回路側に過電流または短絡モードの故障が発生したことを前記コンデンサの電圧から検出する検出回路と、
前記検出回路の検出信号で前記主スイッチを強制オフさせる回路とを備えたことを特徴とする。
(5) In a DC power supply for electronic equipment that limits inrush current by providing a constant current circuit between an external DC power supply and an electrolytic capacitor provided at the input stage of the internal power supply circuit,
A detection circuit for detecting from the voltage of the capacitor that an overcurrent or short-circuit mode failure has occurred on the internal power supply circuit side;
And a circuit for forcibly turning off the main switch by a detection signal of the detection circuit.

以上のとおり、本発明によれば、電源スイッチのチャタリングや内部電源の短絡故障発生を検出し、突入電流抑制用抵抗R3に並列に設けるスイッチ回路を初期状態に戻すこと、または強制オフさせるようにしたため、これら現象にも電源入力回路の突入電流を確実に制限できる。具体的には、以下の効果がある。   As described above, according to the present invention, chattering of the power switch and occurrence of a short circuit failure of the internal power supply are detected, and the switch circuit provided in parallel with the inrush current suppression resistor R3 is returned to the initial state or forcibly turned off. Therefore, the inrush current of the power input circuit can be surely limited even in these phenomena. Specifically, the following effects are obtained.

(1)実施形態1または実施形態2の場合は、外部のメカニカルスイッチ特有の入り切り時のチャタリング動作があっても突入電流を設計値内に抑えることができる。   (1) In the case of the first embodiment or the second embodiment, the inrush current can be kept within the design value even if there is a chattering operation at the time of turning on and off peculiar to the external mechanical switch.

(2)実施形態3の場合は、内部に短絡モードの故障が発生した場合でも短絡電流が流れることがなく、ある一定以下の電流に抑えられ、かつ、突入電流制限回路のトランジスタの故障を防止できる。   (2) In the case of the third embodiment, even when a short-circuit mode failure occurs, the short-circuit current does not flow, the current is suppressed to a certain level or less, and the failure of the transistor of the inrush current limiting circuit is prevented. it can.

(実施形態1)
図8の回路の問題点を解決した第1の回路を図1に示す。また、図1の回路でスイッチS1をオン状態からオフ状態にしたときのタイムチャートを図2に示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a first circuit that solves the problems of the circuit of FIG. FIG. 2 shows a time chart when the switch S1 is changed from the on state to the off state in the circuit of FIG.

図1の回路では、図8の回路に対し、V1のレベルとV2のレベルとの比較によって電源スイッチS1がオン状態からオフ状態になったことを検出するコンパレータ回路(D1、R4〜R7、CMP)と、その比較結果に応じて遅延タイマ回路DTの遅延タイマ動作を初期状態に戻す回路を追加している。   In the circuit of FIG. 1, compared with the circuit of FIG. 8, comparator circuits (D1, R4 to R7, CMP for detecting that the power switch S1 is turned off from the on state by comparing the level of V1 with the level of V2). And a circuit for returning the delay timer operation of the delay timer circuit DT to the initial state according to the comparison result.

スイッチS1がオンのとき、コンパレータCMPの出力はH状態にある。スイッチS1を切ったときにV2のレベルは図8の回路と同様に、ある傾斜で下がっていくが、V1のレベルは電源ラインに直列のダイオードD1によってV2と切り離されるため、瞬時に0Vに落ちる。これを受けてコンパレータCMPの出力はLに変化する。遅延タイマ回路DTではコンパレータ出力のLへの変化を受けてトランジスタT2に流すベース電流を遮断し、T2をオフにする。T2がオフになるとコンデンサC2の電荷はR2を通して放電し、T1のゲートソース間電圧VGSが小さくなってT1はオフとなる。   When the switch S1 is on, the output of the comparator CMP is in the H state. When the switch S1 is turned off, the level of V2 decreases with a certain slope as in the circuit of FIG. 8, but the level of V1 is disconnected from V2 by the diode D1 in series with the power supply line, so it instantaneously drops to 0V. . In response to this, the output of the comparator CMP changes to L. In response to the change of the comparator output to L, the delay timer circuit DT cuts off the base current flowing through the transistor T2 and turns off T2. When T2 is turned off, the electric charge of the capacitor C2 is discharged through R2, the gate-source voltage VGS of T1 is reduced, and T1 is turned off.

ここで、スイッチS1がチャタリングで再びオンになると、コンパレータCMPの出力はHに戻るが、遅延タイマ回路はタイマt1経過するまではT2をオフに維持する。タイマ値t1はチャタリング時間t2より十分大きな値に設定することで、チャタリングによってT1が再びオンすることはない。この間は抵抗R3を通して電流が流れるため、最初にスイッチを入れた時の突入電流以下に抑えられる。   Here, when the switch S1 is turned on again by chattering, the output of the comparator CMP returns to H, but the delay timer circuit keeps T2 off until the timer t1 elapses. The timer value t1 is set to a value sufficiently larger than the chattering time t2, so that T1 is not turned on again by chattering. During this time, a current flows through the resistor R3, so that it can be suppressed to an inrush current or less when the switch is first turned on.

(実施形態2)
図8の回路の問題点を解決した第2の回路を図3に示す。また、図3の回路でスイッチS1をオフ状態からオフ状態にしたときのタイムチャートを図4に示す。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a second circuit that solves the problems of the circuit of FIG. FIG. 4 shows a time chart when the switch S1 is turned off from the off state in the circuit of FIG.

図3の回路では、図8の回路に対し、電圧V1のレベルとコンデンサの電圧V2のレベルの比較によって電源スイッチS1がオン状態からオフ状態になったことを検出する回路(D1、D2、R4、R5)と、この電源スイッチS1のオフ検出でコンデンサC2を放電させることでトランジスタT1をオフ状態に強制するトランジスタT3を追加している。   In the circuit of FIG. 3, compared to the circuit of FIG. 8, a circuit (D1, D2, R4) that detects that the power switch S1 is changed from the on state to the off state by comparing the level of the voltage V1 and the level of the capacitor voltage V2. , R5) and a transistor T3 forcing the transistor T1 to an off state by discharging the capacitor C2 when the power switch S1 is turned off.

スイッチS1がオンのとき、トランジスタT3のベースとエミッタはほぼ同じレベルとなっており、T3はオフ状態にある。スイッチS1がオフになると、抵抗R5を通してトランジスタT3にベース電流が流れてT3はオンになる。そしてコンデンサC2の電荷をT3を通して放電し、T1のゲートソース間電圧VGSが小さくなってT1はオフとなる。   When the switch S1 is on, the base and emitter of the transistor T3 are at substantially the same level, and T3 is in the off state. When the switch S1 is turned off, a base current flows to the transistor T3 through the resistor R5, and T3 is turned on. Then, the electric charge of the capacitor C2 is discharged through T3, the gate-source voltage VGS of T1 becomes small, and T1 is turned off.

スイッチS1がチャタリングで再びオンになると、抵抗R3を通してコンデンサC1が充電され、V2の電位は上昇する。また、T2はオン状態を維持しているため抵抗R1を通してコンデンサC2が充電される。スイッチS1がオンしている時間によっては、T1が再びオンしてT1を通してC1が充電されることになる。図8の場合はスイッチS1がチャタリングでオンになった時、T1も直ぐに小さなオン抵抗でオンになるが、図3の回路ではV2のレベルが上昇するまで、T1がオンになるのを遅らせ、かつ、オン抵抗を徐々に小さくしているため突入電流は制限される。   When the switch S1 is turned on again by chattering, the capacitor C1 is charged through the resistor R3, and the potential of V2 rises. In addition, since T2 is kept on, the capacitor C2 is charged through the resistor R1. Depending on the time during which the switch S1 is on, T1 is turned on again and C1 is charged through T1. In the case of FIG. 8, when the switch S1 is turned on by chattering, T1 is also immediately turned on with a small on-resistance, but in the circuit of FIG. 3, it delays turning on T1 until the level of V2 rises. In addition, since the on-resistance is gradually reduced, the inrush current is limited.

T1が再びオンするとき、V1とV2のレベル差が大きいと突入電流のピーク値も大きくなるが、コンデンサC1,C2の充電時間を調整することでT1が再びオンするときのV1とV2とのレベル差を小さくし、突入電流のピーク値を抑えることができる。   When T1 is turned on again, if the level difference between V1 and V2 is large, the peak value of the inrush current also increases. However, by adjusting the charging time of the capacitors C1 and C2, the difference between V1 and V2 when T1 is turned on again. The level difference can be reduced and the peak value of the inrush current can be suppressed.

(実施形態3)
図11の回路の問題点の解決した回路を図5に示す。また、スイッチS1を投入したときのタイムチャートを図6に、内部で短絡モードの故障が発生したときの様子を図7に示す。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a circuit in which the problems of the circuit of FIG. 11 are solved. FIG. 6 shows a time chart when the switch S1 is turned on, and FIG. 7 shows a state when a short-circuit mode failure occurs inside.

図5の回路では図11の回路に対し、V2のレベル変化から内部電源回路側に過電流または短絡モードの故障が発生したことを検出する電圧検出回路(R4,R5、DET)と、この電圧検出によってトランジスタT1のベース電流を制御してT1を強制オフさせるトランジスタT3を追加している。電圧検出回路は、V2のレベルがVs以上になった場合にトランジスタT3にベース電流を流す回路となる。   In the circuit of FIG. 5, compared to the circuit of FIG. 11, a voltage detection circuit (R4, R5, DET) for detecting that an overcurrent or short-circuit mode failure has occurred on the internal power supply circuit side from the level change of V2, and this voltage A transistor T3 for forcibly turning off T1 by controlling the base current of the transistor T1 by detection is added. The voltage detection circuit is a circuit that causes a base current to flow through the transistor T3 when the level of V2 becomes equal to or higher than Vs.

スイッチS1を投入したとき、最初に抵抗R3を通してコンデンサC1が充電される。V2のレベルがVsを超えるとトランジスタT3,T1がオンとなり、T1を通して定電流が流れる。運転中に内部で短絡モードの故障が発生した場合、V2のレベルが0V近くまで下がるため、電圧検出回路からT3へのベース電流の供給が流れなくなり、T3,T1がオフとなる。よって、トランジスタT1には最初にスイッチを入れた時と同じ電流が瞬間的に流れるだけである。T1がオフになった後は、抵抗R3を通して短絡電流(V1/R3)が流れる。R3にはこの短絡電流が継続して流れるが、ヒューズ内蔵の抵抗であるため、ある時間継続すると内蔵ヒューズが溶断して保護される。   When the switch S1 is turned on, the capacitor C1 is first charged through the resistor R3. When the level of V2 exceeds Vs, the transistors T3 and T1 are turned on, and a constant current flows through T1. When a short-circuit mode failure occurs internally during operation, the level of V2 drops to near 0 V, so that the supply of base current from the voltage detection circuit to T3 does not flow, and T3 and T1 are turned off. Therefore, the same current as when the switch is first turned on only flows through the transistor T1 instantaneously. After T1 is turned off, a short-circuit current (V1 / R3) flows through the resistor R3. Although this short-circuit current continuously flows through R3, since it is a resistor with a built-in fuse, the built-in fuse is melted and protected after a certain period of time.

実際には外部のヒューズF1の動作電流を適切に選定すると、内部ヒューズが切れる前に外部ヒューズを溶断させることも可能である。   In practice, if the operating current of the external fuse F1 is appropriately selected, the external fuse can be blown before the internal fuse is blown.

なお、各実施形態における電圧検出回路や突入電流抑制のための回路は適宜設計変更することができる。   Note that the voltage detection circuit and the circuit for suppressing inrush current in each embodiment can be appropriately changed in design.

本発明の実施形態1を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Embodiment 1 of this invention. 実施形態1のタイムチャート。3 is a time chart of the first embodiment. 本発明の実施形態2を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Embodiment 2 of this invention. 実施形態2のタイムチャート。4 is a time chart of the second embodiment. 本発明の実施形態3を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Embodiment 3 of this invention. 実施形態3のタイムチャート。10 is a time chart of the third embodiment. 実施形態3のタイムチャート。10 is a time chart of the third embodiment. 従来の回路構成図。The conventional circuit block diagram. 従来回路のタイムチャート。The time chart of a conventional circuit. 従来回路のタイムチャート。The time chart of a conventional circuit. 従来の回路構成図。The conventional circuit block diagram. 従来回路のタイムチャート。The time chart of a conventional circuit. 従来回路のタイムチャート。The time chart of a conventional circuit.

符号の説明Explanation of symbols

T1 電界トランジスタ(主スイッチ)
T2、T3 トランジスタ
R3 突入電流制限用抵抗
S1 電源スイッチ
F1 ヒューズ
C1 電解コンデンサ
DCC 内部電源回路
DT 遅延タイマ回路
CMP コンパレータ
D1、D2 ダイオード
DET 電圧検出回路
T1 field transistor (main switch)
T2, T3 Transistor R3 Inrush current limiting resistor S1 Power switch F1 Fuse C1 Electrolytic capacitor DCC Internal power supply circuit DT Delay timer circuit CMP Comparator D1, D2 Diode DET Voltage detection circuit

Claims (5)

外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、突入電流制限用抵抗と、電源スイッチの投入によって前記外部直流電源が接続された時点から遅れて、前記抵抗の両端に設けた主スイッチを徐々に短絡状態にする遅延タイマ付きスイッチ回路とを設けた電子機器用直流電源において、
前記外部直流電源からの入力電圧V1のレベルと前記コンデンサの電圧V2のレベルの比較によって前記電源スイッチがオン状態からオフ状態になったことを検出するコンパレータ回路と、
前記コンパレータ回路の検出信号で前記スイッチ回路による遅延タイマ動作を初期状態に戻す回路とを備えたことを特徴とする電子機器用直流電源。
Between the external DC power supply and the electrolytic capacitor provided at the input stage of the internal power supply circuit, provided at both ends of the resistor, delayed from the point in time when the external DC power supply is connected by turning on the power switch, and the inrush current limiting resistor In a DC power supply for electronic equipment provided with a switch circuit with a delay timer for gradually short-circuiting the main switch,
A comparator circuit for detecting that the power switch is changed from the on state to the off state by comparing the level of the input voltage V1 from the external DC power source and the level of the voltage V2 of the capacitor;
A DC power supply for electronic equipment, comprising: a circuit for returning a delay timer operation by the switch circuit to an initial state by a detection signal of the comparator circuit.
前記コンパレータ回路は、前記外部直流電源と前記主スイッチとの間の電源ラインに直列にダイオードを設け、このダイオードと前記電源スイッチとの間の電圧と前記コンデンサの電圧とを比較することを特徴とする請求項1に記載の電子機器用直流電源。   The comparator circuit is characterized in that a diode is provided in series on a power supply line between the external DC power supply and the main switch, and a voltage between the diode and the power switch is compared with a voltage of the capacitor. The DC power supply for electronic equipment according to claim 1. 外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、突入電流制限用抵抗と、電源スイッチの投入によって前記外部直流電源が接続された時点から遅れて、前記抵抗の両端に設けた主スイッチを徐々に短絡状態にする遅延タイマ付きスイッチ回路とを設けた電子機器用直流電源において、
前記外部直流電源からの入力電圧V1のレベルと前記コンデンサの電圧V2のレベルの比較によって前記電源スイッチがオン状態からオフ状態になったことを検出する検出回路と、
前記検出回路の検出信号で前記主スイッチを強制オフさせるスイッチとを備えたことを特徴とする電子機器用直流電源。
Between the external DC power supply and the electrolytic capacitor provided at the input stage of the internal power supply circuit, provided at both ends of the resistor, delayed from the point in time when the external DC power supply is connected by turning on the power switch, and the inrush current limiting resistor In a DC power supply for electronic equipment provided with a switch circuit with a delay timer for gradually short-circuiting the main switch,
A detection circuit for detecting that the power switch is changed from the on state to the off state by comparing the level of the input voltage V1 from the external DC power source and the level of the voltage V2 of the capacitor;
A DC power supply for electronic equipment, comprising: a switch for forcibly turning off the main switch by a detection signal of the detection circuit.
前記検出回路は、前記外部直流電源と前記主スイッチとの間の電源ラインに直列にダイオードを設け、このダイオードと前記電源スイッチとの間の電圧と前記ダイオードと主スイッチとの間の電圧とを比較することを特徴とする請求項3に記載の電子機器用直流電源。   The detection circuit includes a diode in series with a power supply line between the external DC power supply and the main switch, and a voltage between the diode and the power switch and a voltage between the diode and the main switch. The DC power supply for electronic equipment according to claim 3, which is compared. 外部直流電源と内部電源回路の入力段に設ける電解コンデンサとの間に、定電流回路を設けることで突入電流を制限する電子機器用直流電源において、
前記内部電源回路側に過電流または短絡モードの故障が発生したことを前記コンデンサの電圧から検出する検出回路と、
前記検出回路の検出信号で前記主スイッチを強制オフさせる回路とを備えたことを特徴とする電子機器用直流電源。
In the DC power supply for electronic equipment that limits the inrush current by providing a constant current circuit between the external DC power supply and the electrolytic capacitor provided at the input stage of the internal power supply circuit,
A detection circuit for detecting from the voltage of the capacitor that an overcurrent or short-circuit mode failure has occurred on the internal power supply circuit side;
And a circuit for forcibly turning off the main switch by a detection signal of the detection circuit.
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