JP2009195037A - Inrush current suppression electronic equipment and method for suppressing its inrush current - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子回路上において、電源投入時の突入電流を抑制する回路に関するものである。 The present invention relates to a circuit for suppressing an inrush current when power is turned on on an electronic circuit.
通常、負荷回路と呼ばれるものには、自身にかかる電圧を安定化するために電圧安定化用コンデンサが設けられている。前記電圧安定化用コンデンサは、比較的大きい電気容量を有している。よって、前記負荷回路に対する電源投入時に、前記電圧安定化用コンデンサには、前記負荷回路の電源側からの大きな電流、すなわち突入電流が流れる。前記突入電流は、前記電源側の電圧変動の原因となる。前記電圧変動により、前記負荷回路の誤作動や、回路内の部品の劣化が生じる。特に携帯機器においては、突入電流がバッテリーに与える影響が大きい為、突入電流がバッテリーの早期劣化を引きおこす。 Usually, what is called a load circuit is provided with a voltage stabilizing capacitor in order to stabilize the voltage applied to itself. The voltage stabilizing capacitor has a relatively large capacitance. Therefore, when the power supply to the load circuit is turned on, a large current from the power supply side of the load circuit, that is, an inrush current flows through the voltage stabilizing capacitor. The inrush current causes voltage fluctuation on the power supply side. The voltage fluctuation causes malfunction of the load circuit and deterioration of components in the circuit. Especially in portable devices, the inrush current has a large effect on the battery, so the inrush current causes early deterioration of the battery.
特許文献１に係る発明は、既存の突入電流防止回路に係る発明である。図１１は、特許文献１に係る突入電流防止回路を示す図である。図１１において、充放電制御回路（１１０１）は、電源接続時にスイッチング素子（１１０２）をオフし、電流供給回路（１１０３）からの電流によりコンデンサ（１１０４）を充電させると共に、電源切断時にスイッチング素子（１１０２）をオンし、コンデンサ（１１０４）の充電電荷を瞬時に放電させる。これにより、電源投入時には、ＦＥＴ（１１０５）のドレイン・ソース間の抵抗値が∞からオン抵抗値まで変化し、電源投入時における突入電流を抑圧する。一方、電源切断時にはスイッチング素子（１１０２）を介してコンデンサ（１１０４）の充電電荷を瞬時に放出し、ＦＥＴ（１１０５）を瞬時にリセットする。このように電源切断時にＦＥＴ（１１０５）は瞬時にリセットされるから、電源オフ後に直ちに電源オンとなっても突入電流を抑圧することができる。 The invention according to Patent Document 1 is an invention related to an existing inrush current prevention circuit. FIG. 11 is a diagram showing an inrush current preventing circuit according to Patent Document 1. As shown in FIG. In FIG. 11, the charge / discharge control circuit (1101) turns off the switching element (1102) when the power is connected, charges the capacitor (1104) with the current from the current supply circuit (1103), and switches the switching element (1102) when the power is turned off. 1102) is turned on, and the charge of the capacitor (1104) is instantaneously discharged. As a result, when the power is turned on, the resistance value between the drain and source of the FET (1105) changes from ∞ to the on-resistance value, and the inrush current at the time of turning on the power is suppressed. On the other hand, when the power is turned off, the charge of the capacitor (1104) is instantaneously discharged through the switching element (1102), and the FET (1105) is reset instantaneously. Since the FET (1105) is reset instantaneously when the power is turned off in this way, the inrush current can be suppressed even if the power is turned on immediately after the power is turned off.
また、特許文献２に係る発明も、既存の突入電流防止回路に係る発明である。図１２は、特許文献２に係る突入電流防止回路を示す図である。図１２において、交流電源（１２０１）からの入力交流を全波整流とする整流ブリッジ（１２０２）と出力平滑用のコンデンサ（１２０３）との間の電源ラインにスイッチ１（１２０４）とスイッチ２（１２０５）を直列に介装し、スイッチ１（１２０４）とスイッチ２（１２０５）の間に電流制限用の抵抗（１２０６）と補助充電用のコンデンサ（１２０７）の直列回路を平滑用のコンデンサ（１２０３）と並列に接続する。そして、電源投入時には制御部（１２０８）によりスイッチ１（１２０４）とスイッチ２（１２０５）のオン、オフを所定のタイミングで制御し、コンデンサ（１２０７）の充放電を数回に分けて行い、平滑用のコンデンサ（１２０３）を徐々に充電する。
しかし、特許文献１にかかる突入電流防止回路においては、電源オン時に、電源と負荷回路とを結ぶ回路上に直列に配置されているＦＥＴ（１１０５）がオン抵抗を生じるため、電圧降下が生じてしまう。したがって、前記電源オン時に回路全体における消費電力に影響が出る。 However, in the inrush current prevention circuit according to Patent Document 1, when the power is turned on, the FET (1105) arranged in series on the circuit connecting the power supply and the load circuit generates an on-resistance, which causes a voltage drop. End up. Therefore, the power consumption of the entire circuit is affected when the power is turned on.
また、特許文献２にかかる突入電流防止回路においては、電源と負荷回路とを結ぶ回路上に直列に配置されているスイッチ１（１２０４）およびスイッチ２（１２０５）が内部抵抗を生じるため、電源オン時に電圧降下が生じてしまう。したがって、前記電源オン時に、回路全体の消費電力に影響が出る。 Further, in the inrush current prevention circuit according to Patent Document 2, the switch 1 (1204) and the switch 2 (1205) arranged in series on the circuit connecting the power source and the load circuit generate an internal resistance. Sometimes a voltage drop occurs. Therefore, when the power is turned on, the power consumption of the entire circuit is affected.
そこで、第一の発明として、電源制御回路と、電圧安定化用コンデンサと、前記電圧安定化用コンデンサを備えた負荷回路と、電源制御回路からの投入信号を遅延回路を介して受け取り負荷回路へ電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記電圧安定化用コンデンサに放電を行うためにあらかじめ所定の電荷を蓄える突入電流抑制コンデンサと、電源制御回路からの投入信号を受けて突入電流抑制コンデンサの電荷を前記電圧安定化用コンデンサに供給するための供給スイッチと、からなる突入電流抑制電子機器を提供する。 Therefore, as a first aspect of the invention, a power supply control circuit, a voltage stabilizing capacitor, a load circuit including the voltage stabilizing capacitor, and an input signal from the power supply control circuit are received via a delay circuit to the load circuit. A DC-DC converter that supplies power, an inrush current suppression capacitor that stores a predetermined charge in advance to discharge the voltage stabilizing capacitor, and an inrush current suppression capacitor that receives an input signal from the power supply control circuit And an inrush current suppressing electronic device comprising a supply switch for supplying the voltage stabilizing capacitor to the voltage stabilizing capacitor.
また、第二の発明として、遅延回路はＲＣ回路であり、ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＲＣ回路を介して受け取る電源制御回路からの信号が所定の閾値を超えた場合にこれを投入信号として利用する閾値判別回路を有する第一の発明に記載の突入電流抑制電子機器を提供する。 As a second aspect of the invention, the delay circuit is an RC circuit, and the DC-DC converter uses this signal as a closing signal when a signal from the power control circuit received via the RC circuit exceeds a predetermined threshold value. An inrush current suppression electronic device according to the first aspect of the invention having a threshold discrimination circuit is provided.
また、第三の発明として、突入電流抑制コンデンサと、突入電流抑制コンデンサに電流を供給する電源との間には抑制電源供給スイッチが配置され、電源制御回路は、供給スイッチがＯＮとなる際には抑制電源供給スイッチをＯＦＦとするように制御する第一または第二の発明に記載の突入電流抑制電子機器を提供する。 Further, as a third invention, a suppression power supply switch is disposed between the inrush current suppression capacitor and the power source that supplies current to the inrush current suppression capacitor, and the power supply control circuit is configured to turn on the supply switch. Provides an inrush current suppression electronic device according to the first or second aspect of the invention for controlling the suppression power supply switch to be OFF.
また、第四の発明として、第三の発明にかかる突入電流抑制電子機器の動作方法を提供する。 In addition, as a fourth invention, there is provided an operating method of the inrush current suppressing electronic device according to the third invention.
本件発明の突入電流抑制電子機器における突入電流抑制コンデンサは、電源ライン上に対し並列に付加されている。したがって、前記突入電流抑制コンデンサを含む回路は電源本来の効率に影響を及ぼさない。また、本件発明は、簡易な回路構造による突入電流の抑制を可能とする。 The inrush current suppression capacitor in the inrush current suppression electronic device of the present invention is added in parallel to the power line. Therefore, the circuit including the inrush current suppression capacitor does not affect the original efficiency of the power supply. The present invention also makes it possible to suppress inrush current with a simple circuit structure.
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる様態で実施しうる。なお、以下の実施形態と請求項の関係は次の通りである。
実施形態１は、主に請求項１について説明する。
実施形態２は、主に請求項２について説明する。
実施形態３は、主に請求項３、および、４について説明する。
<<実施形態１>>
<実施形態１の概要>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. In addition, the relationship between the following embodiment and a claim is as follows.
The first embodiment will mainly describe claim 1.
The second embodiment will mainly describe claim 2.
The third embodiment will mainly describe claims 3 and 4.
<< Embodiment 1 >>
<Outline of Embodiment 1>
本実施形態は、電源と負荷回路とを結ぶ回路に対し並列に突入電流抑制コンデンサを配置した突入電流抑制電子機器に関する。
<実施形態１の機能的構成>
The present embodiment relates to an inrush current suppression electronic device in which an inrush current suppression capacitor is arranged in parallel to a circuit connecting a power supply and a load circuit.
<Functional configuration of Embodiment 1>
図１は、本実施形態にかかる突入電流抑制電子機器の構成の一例を示すものである。図１に示すように、本実施形態にかかる突入電流抑制電子機器は、主に電源制御回路（０１０１）と、電圧安定化用コンデンサＣＬ（０１０２）と、負荷回路（０１０３）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）と、突入電流抑制コンデンサＣｃ（０１０５）と、供給スイッチＳ２（０１０６）と、遅延回路（０１０９）と、からなる。また、図１に示す突入電流抑制電子機器はさらに、バッテリーＢ（０１０７）と、手動スイッチ（０１０８）と、バッテリーＡ（０１１０）と、供給スイッチＳ２制御スイッチＳＷ２Ｃ（０１１１）を有する。 FIG. 1 shows an example of the configuration of an inrush current suppressing electronic device according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment mainly includes a power control circuit (0101), a voltage stabilization capacitor CL (0102), a load circuit (0103), and a DC-DC. A converter (0104), an inrush current suppression capacitor Cc (0105), a supply switch S2 (0106), and a delay circuit (0109) are included. 1 further includes a battery B (0107), a manual switch (0108), a battery A (0110), and a supply switch S2 control switch SW2C (0111).
（電源制御回路についての説明）電源制御回路（０１０１）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）の負荷回路（０１０３）への電源供給のタイミングを制御する投入信号と、供給スイッチＳ２制御スイッチＳＷ２Ｃ（０１１１）のオン・オフを制御する投入信号であるＳＷ２Ｃ制御信号を生成する。また、電源制御回路（０１０１）は、ユーザからの入力などを受け付け、前記二つの信号は、前記入力に基づき出力するような機構になっている。 (Description of Power Supply Control Circuit) The power supply control circuit (0101) is a turn-on signal for controlling the timing of power supply to the load circuit (0103) of the DC-DC converter (0104), and the supply switch S2 control switch SW2C (0111). ) Is generated as an input signal for controlling on / off. The power supply control circuit (0101) has a mechanism for receiving input from the user and outputting the two signals based on the input.
（電圧安定化用コンデンサについての説明）電圧安定化用コンデンサＣＬ（０１０２）は、負荷回路に電源が供給された際の負荷回路の電圧を安定させるために、自身に蓄えられた電荷を負荷回路に供給する。 (Description of Voltage Stabilizing Capacitor) The voltage stabilizing capacitor CL (0102) uses the charge stored in itself to stabilize the voltage of the load circuit when power is supplied to the load circuit. To supply.
（負荷回路についての説明）負荷回路（０１０３）とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）からの電源の供給を受け、前記電源をエネルギーとして動作するものである。負荷回路の例として、たとえば、電子回路やモータ駆動回路、照明駆動回路などがあげられる。 (Description of Load Circuit) The load circuit (0103) is supplied with power from the DC-DC converter (0104) and operates using the power as energy. Examples of the load circuit include an electronic circuit, a motor drive circuit, and an illumination drive circuit.
（ＤＣ−ＤＣコンバータについての説明）ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）は、電源制御回路からの投入信号を遅延回路を介して受け取り負荷回路へ電源を供給する。ここで、遅延回路とは、自身に入力された電気信号をすぐに出力せず、ある一定時間遅らせて出力する回路のことであり、本実施形態においては、前記ＳＷ２Ｃがオン状態になるタイミングに対し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが負荷回路へ放電を開始するタイミングを遅延させる役割を果たす。電源制御装置からは、ＳＷ２Ｃ制御信号および投入信号は、ともに同じタイミングで出力されるが、前記ＳＷ２Ｃのオン動作に対して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの負荷回路への放電は後に行われる。前記遅延回路については、一例として、ＲＣ回路を用いるのが好ましい。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）に対する電源の供給は、図１に例示するように、バッテリーＡ（０１１０）が行うのが好ましいが、前記バッテリーのほかに、その他各種電源が利用可能である。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）が負荷回路（０１０３）へ電源を供給するタイミングについては、前記ＣＬ（０１０２）に十分な電荷が蓄積された後であれば、いつでもかまわない。たとえば、前記ＣＬ（０１０２）に十分な電荷が蓄積された後であり、かつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）に到達した投入信号が定常状態を迎えた時に、負荷回路（０１０３）への電源の供給を開始するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）を構成してもかまわない。また、前記ＣＬ（０１０２）が所定の電圧に達したところで、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）が放電を行うよう、電源制御装置が制御を行う構成をとってもよい。 (Description of DC-DC Converter) The DC-DC converter (0104) receives the input signal from the power supply control circuit via the delay circuit and supplies power to the load circuit. Here, the delay circuit is a circuit that does not immediately output an electric signal input to itself but outputs it with a delay of a certain time, and in this embodiment, at the timing when the SW2C is turned on. On the other hand, the DC-DC converter plays a role of delaying the timing of starting discharge to the load circuit. From the power supply control device, both the SW2C control signal and the closing signal are output at the same timing, but discharge to the load circuit of the DC-DC converter is performed later with respect to the ON operation of the SW2C. As the delay circuit, an RC circuit is preferably used as an example. In addition, as illustrated in FIG. 1, it is preferable that the power supply to the DC-DC converter (0104) is performed by the battery A (0110). However, in addition to the battery, various other power sources can be used. The timing at which the DC-DC converter (0104) supplies power to the load circuit (0103) may be any time as long as sufficient charges are accumulated in the CL (0102). For example, after a sufficient charge is accumulated in the CL (0102) and when the input signal reaching the DC-DC converter (0104) reaches a steady state, the power supply to the load circuit (0103) The DC-DC converter (0104) may be configured to start supply. Further, a configuration may be adopted in which the power supply control device performs control so that the DC-DC converter (0104) discharges when the CL (0102) reaches a predetermined voltage.
（突入電流抑制コンデンサについての説明）突入電流抑制コンデンサＣｃ（０１０５）は、電圧安定化用コンデンサＣＬ（０１０２）に放電を行うためにあらかじめ所定の電荷を蓄える。図１において、突入電流抑制コンデンサＣｃの電荷量の制御は、手動スイッチ（０１０８）のオン・オフを切り替えてバッテリーＢ（０１０７）からの電源の供給を調節することで行う。なお、前記Ｃｃの静電容量は、前記ＣＬの２〜３倍程度が好ましい。仮に前記Ｃｃと前記ＣＬの静電容量が同じである、もしくは、前記Ｃｃよりも前記ＣＬの方が静電容量が大きいとすると、前記ＣＬに十分な電荷が貯まらないからである。 (Description of Inrush Current Suppression Capacitor) The inrush current suppression capacitor Cc (0105) stores a predetermined charge in advance in order to discharge the voltage stabilization capacitor CL (0102). In FIG. 1, the charge amount of the inrush current suppression capacitor Cc is controlled by switching on / off of the manual switch (0108) and adjusting the supply of power from the battery B (0107). The capacitance of Cc is preferably about 2 to 3 times that of CL. This is because, if the capacitances of Cc and CL are the same, or if the capacitance of CL is larger than that of Cc, sufficient charge is not stored in CL.
（供給スイッチについての説明）供給スイッチＳ２（０１０６）は、電源制御回路からの投入信号を受けて突入電流抑制コンデンサＣｃの電荷を前記電圧安定化用コンデンサＣＬに供給するためのものである。前記Ｓ２（０１０６）のオン・オフの切り替えは、供給スイッチＳＷ２制御スイッチＳＷ２Ｃ（０１１１）のオン・オフの動作に連動している。図１に示すように、電源制御回路がＳＷ２Ｃ制御信号を出力することで前記ＳＷ２Ｃ（０１１１）のゲートに電圧をかけると、前記ＳＷ２Ｃには、前記Ｓ２から接地電極側へと電流が流れる。前記電流により、分岐点Ａ（０１１２）と分岐点Ｂ（０１１３）との間には、分岐点Ａ側を高電位側とした電位差が生じる。前記電位差の発生により、前記Ｓ２（０１０６）のゲートに電圧がかかり、前記Ｓ２（０１０６）には、前記Ｃｃ（０１０５）から前記負荷回路（０１０３）側に向かって電流が流れる。すなわち、前記Ｓ２がオン状態になる。このようにして、前記Ｓ２は、前記ＳＷ２Ｃ制御信号に従ってオン・オフの動作を行う。 (Description of Supply Switch) The supply switch S2 (0106) is for receiving the input signal from the power supply control circuit and supplying the charge of the inrush current suppression capacitor Cc to the voltage stabilizing capacitor CL. The on / off switching of S2 (0106) is linked to the on / off operation of the supply switch SW2 control switch SW2C (0111). As shown in FIG. 1, when a power supply control circuit outputs a SW2C control signal to apply a voltage to the gate of the SW2C (0111), a current flows through the SW2C from the S2 to the ground electrode side. The current causes a potential difference between the branch point A (0112) and the branch point B (0113) with the branch point A side as the high potential side. Due to the occurrence of the potential difference, a voltage is applied to the gate of the S2 (0106), and a current flows through the S2 (0106) from the Cc (0105) toward the load circuit (0103). That is, S2 is turned on. In this manner, the S2 performs an on / off operation in accordance with the SW2C control signal.
なお、図１に示す突入電流抑制電子機器の構成はあくまで一例である。本実施形態に係る突入電流抑制電子機器については、主要な構成要件である電源制御回路（０１０１）と、電圧安定化用コンデンサＣＬ（０１０２）と、負荷回路（０１０３）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０１０４）と、突入電流抑制コンデンサＣｃ（０１０５）と、供給スイッチＳ２（０１０６）と、遅延回路（０１０９）と、を除いて、自身の目的を達することのできる範囲であれば、いかなる構成をとってもかまわない。たとえば、突入電流抑制コンデンサＣｃ（０１０５）の電源供給源をバッテリーＡ（０１１０）にしてもよい（ただし、この場合、前記Ｓ２がオン状態になっている間、前記バッテリーＡから前記Ｃｃへ電流が流れない構成をとる必要がある）。また、突入電流抑制コンデンサＣｃ（０１０５）への電源供給のタイミングの制御を、別途電源制御回路により行ってもかまわない。
<実施形態１の具体的使用例>
The configuration of the inrush current suppression electronic device illustrated in FIG. 1 is merely an example. For the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment, the power control circuit (0101), the voltage stabilizing capacitor CL (0102), the load circuit (0103), the DC-DC converter ( 0104), inrush current suppression capacitor Cc (0105), supply switch S2 (0106), and delay circuit (0109), any configuration can be used as long as it can achieve its own purpose. It doesn't matter. For example, the power supply source of the inrush current suppression capacitor Cc (0105) may be the battery A (0110) (however, in this case, a current is supplied from the battery A to the Cc while the S2 is on. It is necessary to take a configuration that does not flow). Further, the timing of power supply to the inrush current suppression capacitor Cc (0105) may be controlled by a separate power supply control circuit.
<Specific usage example of Embodiment 1>
図２は、本実施形態に係る突入電流抑制電子機器の具体的使用例の一つを示す図である。この例における突入電流抑制電子機器の構成は、基本的な点においては、図１に示した構成と同様である。ただし、本使用例に係る突入電流抑制電子機器は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０２０４）と負荷回路（０２０３）とを結ぶ回路上に直列にコイル（０２１４）とノイズ除去用コンデンサ（０２１５）を有する。また、供給スイッチＳ２（０２０６）と、分岐点Ｃ（０２１７）の間に、ツェナーダイオード（０２１６）をさらに有する。 FIG. 2 is a diagram showing one specific example of use of the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment. The configuration of the inrush current suppressing electronic device in this example is the same as the configuration shown in FIG. However, the inrush current suppression electronic device according to this use example includes a coil (0214) and a noise removal capacitor (0215) in series on a circuit connecting the DC-DC converter (0204) and the load circuit (0203). Further, a Zener diode (0216) is further provided between the supply switch S2 (0206) and the branch point C (0217).
前記コイル（０２１４）は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによる前記負荷回路への電圧印加の際の前記負荷回路の電圧変化を、急峻なものから緩やかなものへと変換する役割を果たす。前記ノイズ除去用コンデンサ（０２１５）は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによる前記負荷回路への電圧印加の際に発生するノイズを除去する役割を果たす。また、ツェナーダイオード（０２１６）は前記分岐点Ｃから前記Ｃｃ方向への逆流電流を食い止める役割を果たす。 The coil (0214) serves to convert a voltage change of the load circuit when a voltage is applied to the load circuit by the DC-DC converter from a steep one to a gentle one. The noise removing capacitor (0215) serves to remove noise generated when a voltage is applied to the load circuit by the DC-DC converter. Further, the Zener diode (0216) plays a role of stopping a backflow current from the branch point C to the Cc direction.
ここで、図２に示す回路において、電源制御装置が生成する各信号に対し、各構成要件がどのような動作をどのような順序で行うかについて、図３を用いて例示する。まず、図３（ａ）に示すように時間ｔ１に、手動スイッチがオンになることで、バッテリーＢからＣｃに電源が供給される。次に図３（ｂ）に示すように、前記電源の供給を受け、時間ｔ１に、Ｃｃの電荷の蓄積がはじまり、Ｃｃには電荷が徐々に蓄積される。そして、前記Ｃｃに十分な電荷が蓄積された後である時間ｔ２に、前記手動スイッチがオフになることで、バッテリーＢからＣｃへの電源の供給が終了する。次に図３（ｃ）に示すように、時間ｔ３に、電源制御装置はＳＷ２Ｃ制御信号のＳＷ２Ｃへの出力を開始する。前記出力の開始により前記ＳＷ２Ｃがオン状態になる。次に図３（ｄ）に示すように、前記ＳＷ２Ｃがオン状態になることで、Ｓ２がオン状態になり、前記Ｃｃが放電を開始し、ＣＬの電荷の蓄積が始まる。そして、前記Ｃｃの電荷量の減少が止まり、前記ＣＬに十分な電荷が蓄積されたあとである時間ｔ４に、電源制御回路は前記供給スイッチ制御信号の出力を終了する。そして、前記供給スイッチ制御信号の出力と同時に、次に図３（ｅ）に示すように、電源制御装置は、遅延回路に対し投入信号の出力を開始する。そして、図３（ｆ）に示すように、前記投入信号の出力開始に基づき、遅延回路は、前記投入信号の急峻な挙動を緩やかなものに変換し、ＤＣ−ＤＣコンバータへと伝送する。次に図３（ｇ）に示すように、前記緩やかな信号が定常状態を迎えてから（時間ｔ５）、ＤＣ−ＤＣコンバータは負荷回路への放電を開始する。そして図３（ｈ）に示すように、前記放電の開始に伴い、前記負荷回路に電圧が印加される。
<実施形態１の効果>
Here, in the circuit shown in FIG. 2, an example of what operation each component requirement performs in which order for each signal generated by the power supply control device will be described with reference to FIG. 3. First, as shown in FIG. 3A, when the manual switch is turned on at time t1, power is supplied from the battery B to Cc. Next, as shown in FIG. 3B, when the power is supplied, at time t1, charge accumulation of Cc starts, and charge is gradually accumulated at Cc. Then, at a time t2 after a sufficient charge is accumulated in Cc, the manual switch is turned off, whereby the supply of power from the battery B to Cc is completed. Next, as shown in FIG. 3C, at time t3, the power supply control device starts outputting the SW2C control signal to SW2C. The SW2C is turned on by the start of the output. Next, as shown in FIG. 3D, when the SW2C is turned on, S2 is turned on, the Cc starts discharging, and the accumulation of the charge of CL starts. Then, at time t4 after the charge amount of Cc stops decreasing and sufficient charge is accumulated in CL, the power supply control circuit ends the output of the supply switch control signal. Simultaneously with the output of the supply switch control signal, the power supply control device starts to output a closing signal to the delay circuit, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3F, the delay circuit converts the steep behavior of the input signal into a gentle one based on the start of output of the input signal, and transmits it to the DC-DC converter. Next, as shown in FIG. 3G, after the gentle signal reaches a steady state (time t5), the DC-DC converter starts discharging to the load circuit. And as shown in FIG.3 (h), a voltage is applied to the said load circuit with the start of the said discharge.
<Effect of Embodiment 1>
本実施形態により、電源本来の効率に影響を及ぼさず、かつ、簡易な回路構造による突入電流抑制電子機器が実現する。
<<実施形態２>>
<実施形態２の機能的構成>
According to the present embodiment, an inrush current suppressing electronic device that does not affect the original efficiency of the power supply and has a simple circuit structure is realized.
<< Embodiment 2 >>
<Functional configuration of Embodiment 2>
本実施形態にかかる突入電流抑制電子機器の構成の一例を図４に示す。本実施形態は、基本的には実施形態１と同様である。ただし、本実施形態に係る突入電流抑制電子機器においては、遅延回路がＲＣ回路（０４０１）からなり、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０４０２）が閾値判別回路（０４０３）を有する点で、実施形態１に係る突入電流抑制電子機器と異なる。 An example of the configuration of the inrush current suppressing electronic device according to the present embodiment is shown in FIG. The present embodiment is basically the same as the first embodiment. However, in the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment, the delay circuit is configured by an RC circuit (0401), and the DC-DC converter (0402) includes a threshold value determination circuit (0403). It differs from the inrush current suppression electronic device which concerns on.
前記閾値判別回路については、たとえばツェナーダイオードのように、一定以上の印加電圧をくわえることのみにより、自身に電流が流れるような素子から構成されるものを用いる。
<実施形態２の具体的使用例>
As the threshold discriminating circuit, for example, a Zener diode is used which is composed of an element in which a current flows only by adding an applied voltage of a certain level or more.
<Specific usage example of Embodiment 2>
図５は、本実施形態に係る突入電流抑制電子機器の具体的使用例の一つを示す図である。この例における突入電流抑制電子機器の構成は、基本的な点においては、図４に示した構成と同様である。ただし、本使用例に係る突入電流抑制電子機器は、実施形態１における具体的使用例と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０５０２）と負荷回路（０５０４）とを結ぶ回路上に直列にコイル（０５０５）とノイズ除去用コンデンサ（０５０６）を有する。また、供給スイッチＳ２（０５０７）と、分岐点Ｃ（０５０８）の間に、ツェナーダイオード（０５０９）をさらに有する。なお、前記コイル（０５０５）、前記ノイズ除去用コンデンサ（０５０６）、および、ツェナーダイオード（０５０９）は、実施形態１における具体的使用例に記載のものと同様の役割を果たす。 FIG. 5 is a diagram showing one specific example of use of the inrush current suppressing electronic device according to the present embodiment. The configuration of the inrush current suppressing electronic device in this example is the same as the configuration shown in FIG. 4 in terms of basic points. However, the inrush current suppression electronic device according to this use example is similar to the specific use example in the first embodiment in that a coil (0505) is connected in series on a circuit connecting the DC-DC converter (0502) and the load circuit (0504). ) And a noise removing capacitor (0506). Further, a Zener diode (0509) is further provided between the supply switch S2 (0507) and the branch point C (0508). The coil (0505), the noise removing capacitor (0506), and the Zener diode (0509) play the same role as that described in the specific use example in the first embodiment.
ここで、図５に示す回路において、電源制御装置が生成する各信号に対し、各構成要件がどのような動作をどのような順序で行うかについて、図６を用いて例示する。図５における回路において、電源制御装置が生成する各信号に対し、各構成要件がどのような動作をどのような順序で行うかについては、基本的には図３にて説明したものと基本的には同様である。しかし、図６（ｆ）および（ｇ）に示すように、投入信号の強度が閾値（０６０１）を超えた瞬間ｔ５から閾値判別回路には電流が流れるようになる。よって、時間ｔ５を境に、前記閾値判別回路を介してＤＣ−ＤＣコンバータに前記投入信号が到達するようになる。したがって、時間ｔ５を境に、ＤＣ−ＤＣコンバータからの負荷回路への電源供給がはじまる。このように、ＤＣ−ＤＣコンバータからの負荷回路への電源供給のタイミングが異なる点において、図３にて説明したものと異なる。
<実施形態２の効果>
Here, in the circuit illustrated in FIG. 5, an example of what operation each component requirement performs in which order for each signal generated by the power supply control device will be described with reference to FIG. 6. In the circuit in FIG. 5, the operation of each constituent element for each signal generated by the power supply control device is basically the same as that described in FIG. 3. Is the same. However, as shown in FIGS. 6 (f) and 6 (g), a current flows through the threshold discrimination circuit from the instant t5 when the strength of the input signal exceeds the threshold (0601). Therefore, the input signal reaches the DC-DC converter via the threshold discrimination circuit at the time t5. Therefore, power supply from the DC-DC converter to the load circuit starts at time t5. Thus, it differs from what was demonstrated in FIG. 3 in the point from which the timing of the power supply to a load circuit from a DC-DC converter differs.
<Effect of Embodiment 2>
本実施形態に記載の構成をとることによって、実施形態１に記載の突入電流抑制電子機器と同様の効果を発揮する突入電流抑制電子機器が実現する。
<<実施形態３>>
<実施形態３の概要>
By adopting the configuration described in the present embodiment, an inrush current suppression electronic device that exhibits the same effect as the inrush current suppression electronic device described in Embodiment 1 is realized.
<< Embodiment 3 >>
<Outline of Embodiment 3>
本実施形態は、基本的のは実施形態１および２と同じであるが、本実施形態の突入電流抑制電子機器における突入電流抑制コンデンサおよび負荷回路の電源を、同じ電源から供給するものである。
<実施形態３の機能的構成>
Although the present embodiment is basically the same as the first and second embodiments, the inrush current suppressing capacitor and the power of the load circuit in the inrush current suppressing electronic device of the present embodiment are supplied from the same power source.
<Functional configuration of Embodiment 3>
本実施形態にかかる突入電流抑制電子機器の構成の一例を図７に示す。本実施形態は、基本的には実施形態１または２と同様である。ただし、本実施形態に係る突入電流抑制電子機器については、抑制電源供給スイッチＳ１（０７０１）を主な構成要件として含む点で、実施形態１および２に係る突入電流抑制電子機器と異なる。また、抑制電源供給スイッチＳ１制御スイッチＳＷ１Ｃ（０７０２）を有する点においても、実施形態１および２に係る突入電流抑制電子機器と異なる。また、電源制御回路（０７０９）が、投入信号とＳＷ２Ｃ制御信号のみならず、抑制電源供給スイッチＳ１制御スイッチＳＷ１Ｃ（０７０２）のオン・オフを制御するＳＷ１Ｃ制御信号をさらに出力する点においても、実施形態１および２に係る突入電流抑制電子機器と異なる。また、突入電流抑制コンデンサ（０７０３）への電源供給をバッテリーＡ（０７０４）が行う点においても、実施形態１および２に係る突入電流抑制電子機器と異なる。また、本実施形態における遅延回路は、実施形態２と同様に、ＲＣ回路（０７０６）であり、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０７０７）が閾値判別回路（０７０８）を有する。なお、前記ＲＣ回路（０７０６）および閾値判別回路（０７０８）については、実施形態２に記載のＲＣ回路および閾値判別回路と同様である。 An example of the configuration of the inrush current suppressing electronic device according to the present embodiment is shown in FIG. The present embodiment is basically the same as the first or second embodiment. However, the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment is different from the inrush current suppression electronic device according to Embodiments 1 and 2 in that the suppression power supply switch S1 (0701) is included as a main component. Moreover, the point which has suppression power supply switch S1 control switch SW1C (0702) also differs from the inrush current suppression electronic device which concerns on Embodiment 1 and 2. FIG. In addition, the power supply control circuit (0709) outputs not only the ON signal and the SW2C control signal but also the SW1C control signal for controlling ON / OFF of the suppression power supply switch S1 control switch SW1C (0702). It differs from the inrush current suppression electronic device according to the first and second embodiments. The battery A (0704) also supplies power to the inrush current suppression capacitor (0703), which is different from the inrush current suppression electronic device according to the first and second embodiments. Further, the delay circuit in the present embodiment is an RC circuit (0706) as in the second embodiment, and the DC-DC converter (0707) has a threshold determination circuit (0708). The RC circuit (0706) and threshold determination circuit (0708) are the same as the RC circuit and threshold determination circuit described in the second embodiment.
（抑制電源供給スイッチについての説明）抑制電源供給スイッチＳ１（０７０１）は、突入電流抑制コンデンサＣｃ（０７０３）と、突入電流抑制コンデンサに電流を供給する電源であるバッテリーＡ（０７０４）との間に配置される。また、電源制御回路は、供給スイッチＳ２（０７０５）がオンとなる際には抑制電源供給スイッチＳ１（０７０１）をオフとするように制御する。また、電源制御回路は、抑制電源供給スイッチＳ１（０７０１）がオンになるときは、供給スイッチＳ２（０７０５）がオフになるように制御する。 (Description of Suppressing Power Supply Switch) The suppressing power supply switch S1 (0701) is provided between the inrush current suppressing capacitor Cc (0703) and the battery A (0704) which is a power source for supplying current to the inrush current suppressing capacitor. Be placed. Further, the power supply control circuit controls the suppression power supply switch S1 (0701) to be turned off when the supply switch S2 (0705) is turned on. Further, the power supply control circuit controls the supply switch S2 (0705) to be turned off when the suppression power supply switch S1 (0701) is turned on.
抑制電源供給スイッチＳ１（０７０１）のオン・オフの切り替えは、抑制電源供給スイッチＳ１制御スイッチＳＷ１Ｃ（０７０２）のオン・オフの動作に連動している。図７に示すように、電源制御回路がＳＷ１Ｃ制御信号を発信することで前記ＳＷ１Ｃ（０７０２）のゲートに電圧をかけると、前記ＳＷ１Ｃには、前記Ｓ１から接地電極側へと電流が流れる。前記電流により、分岐点Ｄ（０７１０）と分岐点Ｅ（０７１１）との間には、分岐点Ｄ側を高電位側とした電位差が生じる。前記電位差の発生により、前記Ｓ１（０７０１）のゲートに電圧がかかり、前記Ｓ１（０７０１）には、前記バッテリーＡ（０７０４）から前記突入電流抑制コンデンサ（０７０３）側に向かって電流が流れる。すなわち、Ｓ１がオン状態になる。このようにして、前記Ｓ１は、前記ＳＷ１Ｃ制御信号に従ってオン・オフの動作を行う。
<実施形態３の具体的使用例>
The on / off switching of the suppression power supply switch S1 (0701) is linked to the on / off operation of the suppression power supply switch S1 control switch SW1C (0702). As shown in FIG. 7, when a voltage is applied to the gate of the SW1C (0702) by transmitting a SW1C control signal from the power supply control circuit, a current flows through the SW1C from the S1 to the ground electrode side. The current causes a potential difference between the branch point D (0710) and the branch point E (0711) with the branch point D side as the high potential side. Due to the occurrence of the potential difference, a voltage is applied to the gate of S1 (0701), and a current flows through the S1 (0701) from the battery A (0704) toward the inrush current suppression capacitor (0703). That is, S1 is turned on. In this way, the S1 performs an on / off operation in accordance with the SW1C control signal.
<Specific Usage Example of Embodiment 3>
図８は、本実施形態に係る突入電流抑制電子機器の具体的使用例の一つを示す図である。この例における突入電流抑制電子機器の構成は、基本的な点においては、図７に示した構成と同様である。ただし、本使用例に係る突入電流抑制電子機器は、実施形態２における具体的使用例と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ（０８０１）と負荷回路（０８０２）とを結ぶ回路上に直列にコイル（０８０３）とノイズ除去用コンデンサ（０８０４）を有する。また、供給スイッチＳ２（０８０５）と、分岐点Ｃ（０８０６）の間に、ツェナーダイオード（０８０７）をさらに有する。なお、前記コイル（０８０３）、前記ノイズ除去用コンデンサ（０８０４）、および、ツェナーダイオード（０８０７）は、実施形態１および２における具体的使用例に記載のものと同様の役割を果たす。 FIG. 8 is a diagram showing one specific example of use of the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment. The configuration of the inrush current suppressing electronic device in this example is the same as the configuration shown in FIG. However, the inrush current suppression electronic device according to the present usage example has a coil (0803) in series on a circuit connecting the DC-DC converter (0801) and the load circuit (0802), as in the specific usage example in the second embodiment. ) And a noise removing capacitor (0804). Further, a Zener diode (0807) is further provided between the supply switch S2 (0805) and the branch point C (0806). The coil (0803), the noise removing capacitor (0804), and the Zener diode (0807) play the same role as described in the specific usage examples in the first and second embodiments.
ここで、図８に示す回路において、電源制御装置が生成する各信号に対し、各構成要件がどのような動作をどのような順序で行うかについて、図９を用いて例示する。図８における回路において、電源制御装置が生成する各信号に対し、各構成要件がどのような動作をどのような順序で行うかについては、基本的には図６にて説明したものと基本的には同様である。しかし、図９（ａ）および（ｃ）に示すように、電源制御回路は、ＳＷ１Ｃ制御信号のＳＷ１Ｃへの出力を、時間ｔ１からｔ２の間に行い、その間ＳＷ２Ｃ制御信号はＳＷ２Ｃへは出力されない。よって、時間ｔ１からｔ２の間でＳ１はオン状態になっており、Ｓ２はオフになっている。逆に、電源制御回路は、ＳＷ２Ｃ制御信号のＳＷ２Ｃへの出力を、時間ｔ３からｔ４の間に行い、その間ＳＷ１Ｃ制御信号はＳＷ１Ｃへは出力されない。よって、時間ｔ３からｔ４の間でＳ２はオン状態になっており、Ｓ１はオフになっている。したがって、Ｃｃに電源が供給されている間、および、ＣｃがＣＬに電荷を供給している間に、誤ってバッテリーＡから負荷回路に電流が流れることはない。
<実施形態３における処理の流れ>
Here, in the circuit shown in FIG. 8, an example of what operation each component requirement performs in which order with respect to each signal generated by the power supply control device will be described with reference to FIG. 9. In the circuit shown in FIG. 8, the operation of each constituent element in each order for each signal generated by the power supply control device is basically the same as that described in FIG. Is the same. However, as shown in FIGS. 9A and 9C, the power supply control circuit outputs the SW1C control signal to SW1C during time t1 to t2, and during that time, the SW2C control signal is not output to SW2C. . Therefore, between time t1 and t2, S1 is in the on state and S2 is off. Conversely, the power supply control circuit outputs the SW2C control signal to SW2C during time t3 to t4, during which time the SW1C control signal is not output to SW1C. Therefore, between time t3 and t4, S2 is in an on state and S1 is off. Therefore, no current flows from the battery A to the load circuit by mistake while power is supplied to Cc and while Cc is supplying electric charge to CL.
<Processing Flow in Embodiment 3>
図１０に、本実施形態にかかる突入電流抑制電子機器の電源制御装置の処理の流れを示す。前記処理の流れは、抑制電源供給ステップ（Ｓ１００１）と、命令受付ステップ（Ｓ１００２）と、抑制電源供給停止ステップ（Ｓ１００３）と、投入信号出力ステップ（Ｓ１００４）と、供給ステップ（Ｓ１００５）と、から構成される。 FIG. 10 shows a processing flow of the power supply control device for the inrush current suppression electronic device according to the present embodiment. The process flow includes a suppression power supply step (S1001), a command reception step (S1002), a suppression power supply stop step (S1003), a closing signal output step (S1004), and a supply step (S1005). Composed.
まず、抑制電源供給ステップ（Ｓ１００１）において、電源制御装置は抑制電源供給スイッチをＯＮとする。次に、命令受付ステップ（Ｓ１００２）において、電源制御装置はユーザからの電源投入命令を受け付ける。次に、抑制電源供給停止ステップ（Ｓ１００３）において、電源制御装置は、前記電源投入命令に応じ抑制電源供給スイッチをＯＦＦとする。次に、投入信号出力ステップ（Ｓ１００４）において、電源制御装置は、前記電源投入命令に応じ投入信号をＤＣ−ＤＣコンバータに出力する。次に、供給ステップ（Ｓ１００５）において、電源制御装置は、投入信号に応じ供給スイッチをＯＮにする。
<実施形態３の効果>
First, in the suppression power supply step (S1001), the power control device turns on the suppression power supply switch. Next, in a command receiving step (S1002), the power supply control device receives a power-on command from the user. Next, in the suppression power supply stop step (S1003), the power supply control device turns OFF the suppression power supply switch in response to the power-on command. Next, in a power-on signal output step (S1004), the power control device outputs a power-on signal to the DC-DC converter in response to the power-on command. Next, in the supply step (S1005), the power supply control device turns on the supply switch in response to the input signal.
<Effect of Embodiment 3>
本実施形態により、実施形態１および２よりも簡易な構造を持つ突入電流抑制電子機器が実現する。 According to the present embodiment, an inrush current suppressing electronic device having a simpler structure than those of the first and second embodiments is realized.
０８０１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
０８０２ 負荷回路
０８０３ コイル
０８０４ ノイズ除去用コンデンサ
０８０５ 供給スイッチＳ２
０８０６ 分岐点Ｃ
０８０７ ツェナーダイオード
0801 DC-
0806 Branch C
0807 Zener diode
Claims (4)
電圧安定化用コンデンサと、
前記電圧安定化用コンデンサを備えた負荷回路と、
電源制御回路からの投入信号を遅延回路を介して受け取り負荷回路へ電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記電圧安定化用コンデンサに放電を行うためにあらかじめ所定の電荷を蓄える突入電流抑制コンデンサと、
電源制御回路からの投入信号を受けて突入電流抑制コンデンサの電荷を前記電圧安定化用コンデンサに供給するための供給スイッチと、
からなる突入電流抑制電子機器。 A power control circuit;
A voltage stabilizing capacitor;
A load circuit comprising the voltage stabilizing capacitor;
A DC-DC converter that receives the input signal from the power supply control circuit via the delay circuit and supplies power to the load circuit;
An inrush current suppressing capacitor that stores a predetermined charge in advance to discharge the voltage stabilizing capacitor;
A supply switch for receiving the input signal from the power supply control circuit and supplying the charge of the inrush current suppression capacitor to the voltage stabilizing capacitor;
Inrush current suppression electronic equipment consisting of.
電源制御回路は、供給スイッチがＯＮとなる際には抑制電源供給スイッチをＯＦＦとするように制御する請求項１または２に記載の突入電流抑制電子機器。 A suppression power supply switch is arranged between the inrush current suppression capacitor and the power source that supplies current to the inrush current suppression capacitor.
The inrush current suppression electronic device according to claim 1, wherein the power control circuit controls the suppression power supply switch to be turned off when the supply switch is turned on.
電圧安定化用コンデンサと、
前記電圧安定化用コンデンサを備えた負荷回路と、
電源制御回路からの投入信号を遅延回路を介して受け取り負荷回路へ電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記電圧安定化用コンデンサに放電を行うためにあらかじめ所定の電荷を蓄える突入電流抑制コンデンサと、
電源制御回路からの投入信号を受けて突入電流抑制コンデンサの電荷を前記電圧安定化用コンデンサに供給するための供給スイッチと、
突入電流抑制コンデンサと、突入電流抑制コンデンサに電流を供給する電源との間に配置される抑制電源供給スイッチと、からなり、
電源制御回路は、
抑制電源供給スイッチをＯＮとする抑制電源供給ステップと、
ユーザからの電源投入命令を受け付ける命令受付ステップと、
電源投入命令に応じ抑制電源供給スイッチをＯＦＦとする抑制電源供給停止ステップと、
電源投入命令に応じ投入信号をＤＣ−ＤＣコンバータに出力する投入信号出力ステップと、
投入信号に応じ供給スイッチをＯＮにする供給ステップと、
を実行するよう制御をおこなう突入電流抑制電子機器の動作方法。 A power control circuit;
A voltage stabilizing capacitor;
A load circuit comprising the voltage stabilizing capacitor;
A DC-DC converter that receives the input signal from the power supply control circuit via the delay circuit and supplies power to the load circuit;
An inrush current suppressing capacitor that stores a predetermined charge in advance to discharge the voltage stabilizing capacitor;
A supply switch for receiving the input signal from the power supply control circuit and supplying the charge of the inrush current suppression capacitor to the voltage stabilizing capacitor;
A suppression power supply switch disposed between the inrush current suppression capacitor and the power supply that supplies current to the inrush current suppression capacitor,
The power supply control circuit
A suppressed power supply step for turning on the suppressed power supply switch;
A command receiving step for receiving a power-on command from the user;
A suppressed power supply stop step of turning off the suppressed power supply switch in response to a power-on command;
A turn-on signal output step for outputting a turn-on signal to the DC-DC converter in response to a power-on instruction;
A supply step of turning on the supply switch in response to the input signal;
Method of the inrush current suppression electronic device that performs control so as to execute.
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