JP2018067985A - スイッチング電源装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】突入電流制限用の抵抗を低損失なリレー接点で短絡し、しかもリレー接点の寿命が短くなる問題を解決できるスイッチング電源装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】第一及び第二のコンバータ１８、３０を備える。第一のコンバータ１８の昇圧コンデンサ２６を充電する経路に挿入された電流制限抵抗４０と、電流制限抵抗４０の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点４２とを備える。リレー接点４２のオンオフを切り替えるタイミング、及び第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始するタイミングを制御する起動制御回路３８をさらに備える。入力電源１２が投入されると、起動制御回路３８は、第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が入力電圧Viの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時にリレー接点４２をオンさせ、その後、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、昇圧チョッパ型のコンバータを有し、このコンバータに流れ込む突入電流を電流制限抵抗で制限する構成を備えたスイッチング電源装置及びその制御方法に関する

従来、この種のスイッチング電源装置として、例えば特許文献１に開示されているように、交流の入力電源が接続される入力ラインと、入力ラインに入力された入力電圧を整流する整流回路と、整流回路が出力した脈流電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータ（図示されていない）とを備えたスイッチング電源装置があった。このスイッチング電源装置は、入力ラインから第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路（第一のコンバータのグランドラインの位置）に電流制限抵抗が挿入され、電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点が設けられている。入力電圧が投入されると、電流制限抵抗によって昇圧コンデンサを充電する突入電流を制限し、その後、所定のタイミングでリレー接点をオンさせて定常電流をバイパスし、電流制限抵抗に大きい損失が発生するのを防止する。

また、特許文献２の図３に開示されているように、上記と同様の入力ライン、整流回路、第一及び第二のコンバータを備えた電源装置に付設される回路であって、入力ラインから第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗、及び電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするサイリスタとで構成された突入電流防止回路（以下、突入電流防止回路Ａと称する。）があった。突入電流防止回路Ａは、入力電圧が投入されると、電流制限抵抗によって昇圧コンデンサを充電する突入電流を制限し、その後、第一のコンバータがスイッチング動作を開始したことを検出してサイリスタをオンさせて定常電流をバイパスし、電流制限抵抗に大きい損失が発生するのを防止する。

その他、特許文献２の図１には、突入電流防止回路Ａを改良した突入電流防止回路（以下、突入電流防止回路Ｂと称する。）が開示されている。突入電流防止回路Ｂは、入力電圧が投入されると、電流制限抵抗によって第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する突入電流を制限し、その後、中間電圧が所定の値以上になるとトライアックをオンさせて定常電流をバイパスする。つまり、突入電流防止回路Ｂの場合、第一のコンバータがスイッチング動作を行っているか否かに関係なく、トライアックをオンさせるという特徴がある。

特開２００５−２９５６４９号公報 特開平８−１４０３５４号公報

リレー接点は、オンして電流が流れたときの電圧降下がトライアックよりも小さいので、損失を小さくできるという利点がある。一方、トライアックは、寿命についてほとんど考慮する必要がないという特徴がある。リレー接点の場合は、両端電圧が高い時にオンすると、接点がアーク放電によって大きく摩耗するので、寿命が短くなってしまうという問題がある。したがって、低損失な突入電流制限回路を得るため、リレー接点の寿命の問題を解決することが求められている。

特許文献１のスイッチング電源装置は、リレー接点及び電流制限抵抗を第一のコンバータのグランドラインに配置することによって、リレー接点の両端電圧があまり高くならないようにしている。しかし、電流制限抵抗に突入電流が流れ、両端に高電圧が発生している時にリレー接点がオンすることが考えられるので、寿命の問題を解決する効果は十分ではない。

特許文献２の前記突入電流防止回路Ａは、サイリスタをリレー接点に置き換えて構成することは可能であるが、そうすると、リレー接点が、電流制限抵抗に電流が流れて両端に高電圧が発生している時にオンすることになるので、リレー接点の寿命の問題が発生する。また、前記突入電流防止回路Ｂの場合も、トライアックをリレー接点に置き換えて構成することは可能である。しかし、リレー接点がオンする時、電流制限抵抗に電流が流れているか否かは不確定なので、やはり、リレー接点の寿命の問題を解決することはできない。

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、突入電流制限用の抵抗を低損失なリレー接点で短絡し、しかもリレー接点の寿命が短くなる問題を解決できるスイッチング電源装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、交流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を整流する整流回路と、前記整流回路が出力する脈流電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点と、前記リレー接点のオンオフを切り替えるタイミング、及び前記第二のコンバータがスイッチング動作を開始するタイミングを制御する起動制御回路とを備え、入力電源が投入されると、前記起動制御回路は、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧の波高値を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるスイッチング電源装置である。

また、本発明は、直流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点と、前記リレー接点のオンオフを切り替えるタイミング、及び前記第二のコンバータがスイッチング動作を開始するタイミングを制御する起動制御回路とを備え、入力電源が投入されると、前記起動制御回路は、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるスイッチング電源装置である。

前記起動制御回路は、前記中間電圧の瞬時値及び前記中間電圧の変化の傾きを検出する中間電圧検出手段を備え、前記中間電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記リレー接点をオンさせるようにすることができる。あるいは、前記起動制御回路は、前記第一のコンバータがスイッチング動作を開始した後、所定の基準時間が経過したタイミングで、前記リレー接点をオンさせるようにすることができる。

また、前記第一のコンバータは、前記リレー接点がオンした後、前記中間電圧の目標値を変更することによって前記中間電圧を上昇させ、前記起動制御回路は、前記中間電圧の上昇中又は目標値に達した時に、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるように構成してもよい。

また、本発明は、交流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を整流する整流回路と、前記整流回路が出力する脈流電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点とを備えたスイッチング電源装置の制御方法であって、入力電源が投入されると、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧の波高値を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるスイッチング電源装置の制御方法である。

また、本発明は、直流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点とを備えたスイッチング電源装置の制御方法であって、入力電源が投入されると、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるスイッチング電源装置の制御方法である。

前記中間電圧の瞬時値及び前記中間電圧の変化の傾きを検出し、その検出結果に基づいて、前記リレー接点をオンさせるようにすることができる。あるいは、前記第一のコンバータがスイッチング動作を開始した後、所定の基準時間が経過したタイミングで、前記リレー接点をオンさせるようにすることができる。

また、前記リレー接点がオンした後、前記第一のコンバータに設定された前記中間電圧の目標値を変更することによって前記中間電圧を上昇させ、前記中間電圧の上昇中又は目標値に達した時に、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させるようにしてもよい。

本発明のスイッチング電源装置及びその制御方法によれば、入力電源を投入した時、昇圧チョッパ型の第一のコンバータに流れ込む突入電流を電流制限抵抗によって適切に制限することができ、その後の定常電流は、電圧降下が小さいリレー接点でバイパスする構成なので、定常的に大きい損失が発生するのを防止することができる。さらに、リレー接点を、両端電圧がほぼゼロボルトの時（電流制限抵抗の電流が非常に小さい時）にオンさせることができるので、リレー接点の寿命が短くなるという問題も解決することができる。

本発明のスイッチング電源装置の第一の実施形態を示す回路図である。 第一の実施形態のスイッチング電源装置の動作及び制御方法を示すタイムチャートである。 第一の実施形態のスイッチング電源装置の動作及び制御方法の変形例を示すタイムチャートである。 本発明のスイッチング電源装置の第二の実施形態を示す回路図である。 本発明のスイッチング電源装置の第三の実施形態を示す回路図である。 第三の実施形態のスイッチング電源装置の動作及び制御方法を示すタイムチャートである。

以下、本発明のスイッチング電源装置の第一の実施形態について、図１、図２に基づいて説明する。なお、図２に破線で示した波形は、交流の入力電圧Viを全波整流した電圧波形を仮想したものであり、説明を分かりやすくするために記載した。以下、この仮想電圧を、全波整流電圧Viaと称する。

この実施形態のスイッチング電源装置１０は、図１に示すように、交流の入力電源１２が接続される入力ライン１４と、入力ライン１４に入力された入力電圧Viを全波整流するブリッジダイオード等で構成された整流回路１６を備えている。

整流回路１６の後段には、整流回路１６が出力する脈流電圧Visを直流の中間電圧Vo1に変換する第一のコンバータ１８が設けられている。第一のコンバータ１８は、いわゆる昇圧チョッパ型のコンバータで、一端に脈流電圧Visが入力される昇圧インダクタ２０と、昇圧インダクタ２０の他端をグランドに対して短絡、開放するスイッチング素子２２を備えている。さらに、昇圧インダクタ２０及びスイッチング素子２２の接続点に発生する電圧を整流平滑する整流ダイオード２４及び昇圧コンデンサ２６を備え、昇圧コンデンサ２６の両端に中間電圧Vo1が発生する。

第一のコンバータ１８のスイッチング動作（スイッチング素子２２のオンオフ）は、第一のＳＷ制御回路２８によって制御される。第一のＳＷ制御回路２８は、入力電圧Vi又は脈流電圧Visが所定の電圧を超えるとスイッチング動作を開始させ、中間電圧Vo1が目標値Vo1(1)に近づくようにスイッチング素子２２のオン時間およびオフ時間を可変調節する。

第一のコンバータ１８の後段には、中間電圧Vo1を直流の出力電圧Vo2に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータ３０が接続されている。第二のコンバータ３０の回路方式は特に限定されないが、出力電圧Vo2の供給先である負荷３２の安全性を確保するため、入出力絶縁型のコンバータであることが好ましい。

第二のコンバータ３０のスイッチング動作（スイッチング素子３４のオンオフ）は、第二のＳＷ制御回路３６によって制御される。第二のＳＷ制御回路３６は、後述する起動制御回路３８が出力した制御信号Mxを受けてスイッチング動作を開始させ、その後、出力電圧Vo2が目標値に近づくようにスイッチング素子３４のオン時間およびオフ時間を可変調節する。

入力ライン１４から昇圧インダクタ２０、整流ダイオード２４を通じて昇圧コンデンサ２６を充電する経路には、電流制限抵抗４０と、電流制限抵抗４０の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点４２とが挿入されている。リレー接点４２は、後述する起動制御回路３８が出力した制御信号Myを受けて、オフからオンに転じる。

起動制御回路３８は、リレー接点４２のオンオフを切り替えるタイミング、及び第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始するタイミングを制御する。詳しくは後の動作説明の中で述べるが、起動制御回路３８は、入力電源１２が投入されると、第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が全波整流電圧Viaの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時（好ましくは、ほぼゼロになった時）にリレー接点４２をオンさせ、その後、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる制御を行う。

次に、スイッチング電源装置１０の動作及び制御方法について、図２に基づいて説明する。初期状態のスイッチング電源装置１０は、リレー接点４２がオフし、第一及び第二のコンバータがスイッチング動作を停止しており、中間電圧Vo1及び出力電圧Vo2がゼロボルトになっている。

まず、時間t10に入力電源１２が投入されると、入力電源１２から入力ライン１４、電流制限抵抗４０、整流回路１６、昇圧インダクタ２０、整流ダイオード２４、昇圧コンデンサ２６の経路に、昇圧コンデンサ２６を充電する突入電流Iiが流れる。突入電流Iiのピーク値は、電流制限抵抗４０によって適切な値に制限される。

突入電流Iiは、入力電圧Viの半サイクル毎（脈流電圧Visの１サイクル毎）に流れる。したがって、中間電圧Vo1は階段状に変化し、全波整流電圧Viaの波高値である√2・Vi(rms)に向かって上昇する。

時間t20になると、第一のＳＷ制御回路２８は、中間電圧Vo1が所定の電圧に達したことを検出し、第一のコンバータ１８のスイッチング動作を開始させる。第一のコンバータ１８がスイッチング動作を開始すると、中間電圧Vo1は速やかに上昇し、時間Δta1後に目標値Vo1(1)（＞√2・Vi(rms)）に達して一定になる。

中間電圧Vo1が√2・Vi(rms)を超え、さらに中間電圧Vo1がほぼ一定になると（変化の傾きが所定の値以下になると）、時間t10〜t20の間に流れていた突入電流は流れなくなる。また、第二のコンバータ３０がスイッチング動作を停止しているので、第二のコンバータ３０に流れ込む中間電流Io1は非常に小さい。したがって、電流制限抵抗４０に流れる電流Iiは非常に小さく、リレー接点４２の両端電圧が非常に低くなっている。

起動制御回路３８は、第一のコンバータ１８がスイッチング動作を開始した時、第一のＳＷ制御回路２８からインパルス状のタイミング信号S1(1)を取得する。そして、タイミング信号S1(1)を取得した時から基準時間Δta（＞Δta1）が経過した時間t30に、リレー接点４２に向けて、リレー接点４２をオンさせる制御信号Myを出力する。したがって、リレー接点４２は、両端電圧が非常に小さい時にオンすることができる。

さらに、起動制御回路３８は、時間t30の後、基準時間Δtbが経過した時間t40に、第二のＳＷ制御回路３６に向けて、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる制御信号Mxを出力する。例えば、制御信号Myが出力されてからリレー接点４２がオンするまで一定の遅延時間が存在するので、基準時間Δtbは、リレー接点４２の遅延時間よりも長い時間に設定する。これにより、第二のコンバータ３０は、リレー接点４２が確実にオンした後、スイッチング動作を開始することができる。リレー接点４２の遅延時間が無視できるほど短い場合は、基準時間Δtbは設けなくてもよい。

第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始すると、中間電流Io1が急激に増加するため、中間電圧Vo1が一時的に低下するが、第一のＳＷ制御回路２８の働きで速やかに目標値Vo1(1)に戻る。また、リレー接点４２に所定の定常電流Iiが流れるようになるが、リレー接点４２は、電圧降下が小さいので損失は小さい。

以上説明したように、スイッチング電源装置１０及びその制御方法によれば、入力電源１２を投入した時、第一のコンバータ１８に流れ込む突入電流Iiを電流制限抵抗４０によって適切に制限することができ、その後の定常電流Iiは、電圧降下が小さいリレー接点４２でバイパスするので、定常的に大きい損失が発生するのを防止することができる。さらに、リレー接点４２を、両端電圧がほぼゼロボルトの時（電流制限抵抗４０の電流が非常に小さい時）にオンさせことができるので、リレー接点４２の寿命が短くなるという問題も解決することができる。

次に、上記スイッチング電源装置１０の動作及び制御方法の変形例を、図３に基づいて説明する。この変形例は、リレー接点４２がオンする時間t30までの動作は同じであるが、時間t30の後、第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始する時間t40までの動作が異なる。

この変形例では、時間t30の後、基準時間Δtcが経過した時間t35に、第一のＳＷ制御回路２８が、中間電圧Vo1の目標値Vo1(1)をVo1(2)（＞Vo1(1)）に変更する制御を行う。目標値がVo1(2)に変更されると、中間電圧Vo1は速やかに上昇し、目標値Vo1(2)に達して一定になる。

起動制御回路３８は、第一のＳＷ制御回路２８が目標値をVo1(2)に変更した時、第一のＳＷ制御回路２８からタイミング信号S1(2)を取得する。そして、タイミング信号S1(2)を取得した時から基準時間Δtdが経過した時間t40に、第二のＳＷ制御回路３６に向けて、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる制御信号Mxを出力する。

第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始すると、中間電流Io1が急激に増加するため、中間電圧Vo1が一時的に低下するが、第一のＳＷ制御回路２８の働きで速やかに目標値Vo1(2)に戻る。

先に説明した動作及び制御方法（図２）は、第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始し、中間電圧Vo1が目標値Vo1(1)から低下しても、第二のコンバータ３０が正常に動作できることを前提にしている。しかしながら、例えば、目標値Vo1(1)が低い値（√2・Vi(rms)に近い値）に設定されると、中間電圧Vo1が低下することによって第二のコンバータ３０が正常に動作できなくなり、出力電圧Vo2に異常が発生する可能性がある。

これに対して、図３に示す変形例の動作及び制御方法は、中間電圧Vo1の十分高い値Vo1(2)に変更した後、第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始するので、中間電圧Vo1が多少低下したとしても、第二のコンバータ３０が正常に動作し続けることができる。

次に、本発明のスイッチング電源装置及びその制御方法の第二の実施形態について、図４に基づいて説明する。ここで、上記スイッチング電源装置１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態のスイッチング電源装置４４は、スイッチング電源装置１０の起動制御回路３８を起動制御回路４６に置き換えたものであり、その他の構成は同様である。

起動制御回路４６は、上記の起動制御回路３８と同様に、入力電源１２が投入されると、「第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が全波整流電圧Viaの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時」にリレー接点４２をオンさせ、その後、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる制御を行う。ただし、異なるのは、「第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が全波整流電圧Viaの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時」を特定する方法である。

上記の起動制御回路３８の場合、「第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が全波整流電圧Viaの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時」が、「第一のコンバータ１８がスイッチング動作を開始した後、所定の基準時間Δtaが経過した時」であると推定して、リレー接点４２をオンさせる。

これに対して、この実施形態の起動制御回路４６は、中間電圧Vo1の瞬時値及び中間電圧Vo1の変化の傾きを検出する中間電圧検出手段４６ａを備え、「第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が全波整流電圧Viaの波高値を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時」を、中間電圧検出手段４６ａの検出結果に基づいて特定する。

スイッチング電源装置４４の動作及び制御方法は、タイミング信号S1(1)は使用していない点を除いて、図２のタイムチャートを同様に表される。したがって、スイッチング電源装置４４においても、上記のスイッチング電源装置１０と同様の作用効果が得られる。

次に、本発明のスイッチング電源装置及びその制御方法の第三の実施形態について、図５、図６に基づいて説明する。ここで、上記のスイッチング電源装置１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態のスイッチング電源装置４８は、図５に示すように、入力ライン１４に直流の入力電源５０が接続されて使用される電源装置で、整流回路１６が省略されているという特徴があり、その他の構成はスイッチング電源装置１０とほぼ同様である。

起動制御回路３８は、上述したように、リレー接点４２のオンオフを切り替えるタイミング、及び第二のコンバータ３０がスイッチング動作を開始するタイミングを制御する。
ただし、ここでは入力電源５０が直流なので、起動制御回路３８は、入力電源５０が投入されると、第一のコンバータ１８のスイッチング動作によって中間電圧Vo1が入力電圧Vi（≠√2・Vi(vms)）を超えた後、中間電圧Vo1の変化の傾きが所定の値以下になった時にリレー接点をオンさせ、その後、第二のコンバータ３０のスイッチング動作を開始させる制御を行う。

スイッチング電源装置４８の動作及び制御方法は、図６のように表される。図２と比較して分かるように、スイッチング電源装置１０と異なるのは、第一のコンバータ１８がスイッチング動作を開始する時間t20までの中間電圧Vo1の上昇のしかたであり、時間t20以降の動作は同様である。したがって、直流入力のスイッチング電源装置４８においても、交流入力のスイッチング電源装置１０と同様の作用効果が得られる。

なお、本発明のスイッチング電源装置及びその制御方法は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、第一のＳＷ制御回路２８、第二のＳＷ制御回路３６、起動制御回路３８、及びリレー接点４２の間で、所定の電圧信号S1，Mx，Myを送受信して情報伝達を行っているが、各回路間の情報伝達方法は特に限定されない。例えば、第一のＳＷ制御回路２８、第二のＳＷ制御回路３６及び起動制御回路３８を１つのデジタルプロセッサ内に構成し、電圧信号S1，Mxによる情報伝達を行うのではなく、デジタル信号処理によって情報伝達を行う構成にしてもよい。また、リレー接点４２を制御する制御信号Myの形態についても、使用するリレー接点４２の仕様に合わせて適宜変更することができる。

電流制限抵抗及びリレー接点を挿入する位置は、入力電源が投入された時、入力ラインから第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路（突入電流が流れる経路）であればよく、例えば、整流回路の前段に挿入してもよいし、第一のコンバータの前段に挿入してもよいし、第一のコンバータの内部に挿入してもよい。

１０，４４，４８ スイッチング電源装置
１２，５０ 入力電源
１４ 入力ライン
１６ 整流回路
１８ 第一のコンバータ
２６ 昇圧コンデンサ
３０ 第二のコンバータ
３８，４６ 起動制御回路
４０ 電流制限抵抗
４２ リレー接点
４６ａ 中間電圧検出手段
Vi 入力電圧
Vis 脈流電圧
Vo1 中間電圧
Vo2 出力電圧

Claims (10)

1. 交流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を整流する整流回路と、前記整流回路が出力する脈流電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点と、前記リレー接点のオンオフを切り替えるタイミング、及び前記第二のコンバータがスイッチング動作を開始するタイミングを制御する起動制御回路とを備え、
   入力電源が投入されると、前記起動制御回路は、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧の波高値を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させることを特徴とするスイッチング電源装置。
2. 直流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点と、前記リレー接点のオンオフを切り替えるタイミング、及び前記第二のコンバータがスイッチング動作を開始するタイミングを制御する起動制御回路とを備え、
   入力電源が投入されると、前記起動制御回路は、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させることを特徴とするスイッチング電源装置。
3. 前記起動制御回路は、前記中間電圧の瞬時値及び前記中間電圧の変化の傾きを検出する中間電圧検出手段を備え、前記中間電圧検出手段の検出結果に基づいて、前記リレー接点をオンさせる請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
4. 前記起動制御回路は、前記第一のコンバータがスイッチング動作を開始した後、所定の基準時間が経過したタイミングで、前記リレー接点をオンさせる請求項１又は２記載のスイッチング電源装置。
5. 前記第一のコンバータは、前記リレー接点がオンした後、前記中間電圧の目標値を変更することによって前記中間電圧を上昇させ、
   前記起動制御回路は、前記中間電圧の上昇中又は目標値に達した時に、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させる請求項１乃至４のいずれか記載のスイッチング電源装置。
6. 交流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を整流する整流回路と、前記整流回路が出力する脈流電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点とを備えたスイッチング電源装置の制御方法であって、
   入力電源が投入されると、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧の波高値を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させることを特徴とするスイッチング電源装置の制御方法。
7. 直流の入力電源が接続される入力ラインと、前記入力ラインに入力された入力電圧を直流の中間電圧に変換する昇圧チョッパ型の第一のコンバータと、前記中間電圧を直流の出力電圧に変換するスイッチングコンバータである第二のコンバータと、前記入力ラインから前記第一のコンバータの昇圧コンデンサを充電する経路に挿入された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗の両端を短絡又は開放状態にするリレー接点とを備えたスイッチング電源装置の制御方法であって、
   入力電源が投入されると、前記第一のコンバータのスイッチング動作によって前記中間電圧が前記入力電圧を超えた後、前記中間電圧の変化の傾きが所定の値以下になった時に前記リレー接点をオンさせ、その後、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させることを特徴とするスイッチング電源装置の制御方法。
8. 前記中間電圧の瞬時値及び前記中間電圧の変化の傾きを検出し、その検出結果に基づいて、前記リレー接点をオンさせる請求項６又は７記載のスイッチング電源装置の制御方法。
9. 前記第一のコンバータがスイッチング動作を開始した後、所定の基準時間が経過したタイミングで、前記リレー接点をオンさせる請求項６又は７記載のスイッチング電源装置の制御方法。
10. 前記リレー接点がオンした後、前記第一のコンバータに設定された前記中間電圧の目標値を変更することによって前記中間電圧を上昇させ、
    前記中間電圧の上昇中又は目標値に達した時に、前記第二のコンバータのスイッチング動作を開始させる請求項６乃至９のいずれか記載のスイッチング電源装置の制御方法。

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