JP2024057628A - Rush current prevention circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、突入電流防止回路に関する。 This invention relates to an inrush current prevention circuit.
従来、入力スイッチ部と、平滑コンデンサと、制限抵抗と、リレースイッチと、を備えた突入電流防止回路が知られている。制限抵抗およびリレースイッチは、互いに並列に接続されている。平滑コンデンサは、入力スイッチ部、制限抵抗およびリレースイッチを介して、入力電源装置に接続されている。入力スイッチ部がオンされた直後に、入力電源装置から制限抵抗を介して平滑コンデンサに電流が流れて、平滑コンデンサが充電される。これにより、入力電源装置から平滑コンデンサに突入電流が流れることが防止される。平滑コンデンサにはスイッチング電源装置が接続されており、平滑コンデンサの電圧がスイッチング電源装置に印加される。スイッチング電源装置に印加された電圧の値が予め設定された値に達した後に、スイッチング電源装置が駆動する。スイッチング電源装置が駆動することによって、リレーコイルに電流が流れて、リレースイッチがオンされる。リレースイッチがオンされることによって、入力電源装置からリレースイッチを介して平滑コンデンサに電流が流れる。これにより、入力電源装置から制限抵抗を介して平滑コンデンサに電流が流れることが抑制される。その結果、突入電流防止回路の消費電力が低減される（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, an inrush current prevention circuit including an input switch section, a smoothing capacitor, a limiting resistor, and a relay switch is known. The limiting resistor and the relay switch are connected in parallel with each other. The smoothing capacitor is connected to the input power supply device via the input switch section, the limiting resistor, and the relay switch. Immediately after the input switch section is turned on, a current flows from the input power supply device to the smoothing capacitor via the limiting resistor, and the smoothing capacitor is charged. This prevents an inrush current from flowing from the input power supply device to the smoothing capacitor. A switching power supply device is connected to the smoothing capacitor, and the voltage of the smoothing capacitor is applied to the switching power supply device. After the value of the voltage applied to the switching power supply device reaches a preset value, the switching power supply device is driven. When the switching power supply device is driven, a current flows through the relay coil, and the relay switch is turned on. When the relay switch is turned on, a current flows from the input power supply device to the smoothing capacitor via the relay switch. This prevents a current from flowing from the input power supply device to the smoothing capacitor via the limiting resistor. As a result, the power consumption of the inrush current prevention circuit is reduced (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、スイッチング電源装置の出力側にリレーコイルが接続されている。したがって、平滑コンデンサの電圧が印加される電圧印加対象装置の出力側に突入電流防止回路の一部を接続しなければならない。電圧印加対象装置の出力側に突入電流防止回路を接続することができない場合には、突入電流防止回路を設置することができないという問題点があった。 However, in the configuration described in Patent Document 1, a relay coil is connected to the output side of the switching power supply. Therefore, part of the inrush current prevention circuit must be connected to the output side of the voltage application target device to which the voltage of the smoothing capacitor is applied. If it is not possible to connect the inrush current prevention circuit to the output side of the voltage application target device, there is a problem in that the inrush current prevention circuit cannot be installed.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電圧印加対象装置の出力側に接続されることなく設置することができる突入電流防止回路を提供するものである。 This invention was made to solve the problems described above, and its purpose is to provide an inrush current prevention circuit that can be installed without being connected to the output side of the device to which voltage is applied.
この発明に係る突入電流防止回路は、入力電源装置の正極端子に接続されたＮチャンネル型ＦＥＴと、Ｎチャンネル型ＦＥＴに並列に接続された制限抵抗と、Ｎチャンネル型ＦＥＴおよび制限抵抗を介して正極端子に接続された平滑コンデンサと、平滑コンデンサに並列に接続され、平滑コンデンサの電圧の値が予め設定された値以上であることを検出する電圧検出部と、光を発する発光部と、平滑コンデンサの電圧の値が予め設定された値以上であることを電圧検出部が検出した場合に発光部に光を発せさせる発光スイッチング部と、発光部から発せられた光を受けるフォトダイオードと、を備え、発光部から発せられた光をフォトダイオードが受けることによって、フォトダイオードがＮチャンネル型ＦＥＴをオンさせる。
また、この発明に係る突入電流防止回路は、平滑コンデンサの電圧の値が予め設定された値以上であることを電圧検出部が検出することを遅延させる検出遅延部をさらに備えている。
また、この発明に係る突入電流防止回路では、フォトダイオードは、負電極がＮチャンネル型ＦＥＴおよび制限抵抗を介して正極端子に接続され、正電極がＮチャンネル型ＦＥＴのゲートに接続されている。
The inrush current prevention circuit of the present invention comprises an N-channel FET connected to the positive terminal of the input power supply device, a limiting resistor connected in parallel to the N-channel FET, a smoothing capacitor connected to the positive terminal via the N-channel FET and the limiting resistor, a voltage detection unit connected in parallel to the smoothing capacitor and detecting that the voltage value of the smoothing capacitor is equal to or greater than a preset value, a light-emitting unit that emits light, a light-emitting switching unit that causes the light-emitting unit to emit light when the voltage detection unit detects that the voltage value of the smoothing capacitor is equal to or greater than the preset value, and a photodiode that receives the light emitted from the light-emitting unit, and the photodiode turns on the N-channel FET when it receives the light emitted from the light-emitting unit.
Also, the inrush current prevention circuit according to the present invention further includes a detection delay section which delays the voltage detection section from detecting that the voltage value of the smoothing capacitor is equal to or greater than a preset value.
In the inrush current prevention circuit according to the present invention, the photodiode has a negative electrode connected to the positive terminal via the N-channel FET and the limiting resistor, and a positive electrode connected to the gate of the N-channel FET.
この発明に係る突入電流防止回路によれば、電圧印加対象装置の出力側に突入電流防止回路が接続されることなく突入電流防止回路を設置することができる。 The inrush current prevention circuit of this invention allows the inrush current prevention circuit to be installed without being connected to the output side of the device to which voltage is applied.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る突入電流防止回路を示す回路図である。実施の形態１に係る突入電流防止回路は、入力スイッチ部１と、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２と、制限抵抗３と、平滑コンデンサ４と、電圧検出部５と、発光部６と、発光スイッチング部７と、フォトダイオード８と、検出遅延部９と、保護回路部１０と、を備えている。
Embodiment 1.
1 is a circuit diagram showing an inrush current prevention circuit according to embodiment 1. The inrush current prevention circuit according to embodiment 1 includes an input switch unit 1, an N-channel FET 2, a limiting resistor 3, a smoothing capacitor 4, a voltage detection unit 5, a light emitting unit 6, a light emitting switching unit 7, a photodiode 8, a detection delay unit 9, and a protection circuit unit 10.
実施の形態１に係る突入電流防止回路は、入力電源装置１１と電圧印加対象装置１２との間に配置されている。実施の形態１に係る突入電流防止回路を介して、入力電源装置１１から電圧印加対象装置１２に電流が供給される。実施の形態１に係る突入電流防止回路は、入力電源装置１１から電圧印加対象装置１２に電流が供給される際に、電圧印加対象装置１２に瞬間的な立ち上がりの電圧が印加されることを防止している。 The inrush current prevention circuit according to the first embodiment is disposed between the input power supply device 11 and the voltage application target device 12. A current is supplied from the input power supply device 11 to the voltage application target device 12 via the inrush current prevention circuit according to the first embodiment. The inrush current prevention circuit according to the first embodiment prevents a momentary rise in voltage from being applied to the voltage application target device 12 when a current is supplied from the input power supply device 11 to the voltage application target device 12.
入力電源装置１１は、正極端子１１１と、負極端子１１２と、を有している。入力電源装置１１から出力される電流は、直流電流になっている。 The input power supply device 11 has a positive terminal 111 and a negative terminal 112. The current output from the input power supply device 11 is a direct current.
電圧印加対象装置１２は、正極端子１２１と、負極端子１２２と、を有している。電圧印加対象装置１２に入力される電流は、直流電流になっている。電圧印加対象装置１２としては、例えば、直流電源装置が挙げられる。電圧印加対象装置１２が直流電源装置である場合に、電圧印加対象装置１２から図示しない電流供給対象装置に直流電流が供給される。 The voltage application target device 12 has a positive terminal 121 and a negative terminal 122. The current input to the voltage application target device 12 is a direct current. An example of the voltage application target device 12 is a direct current power supply device. When the voltage application target device 12 is a direct current power supply device, a direct current is supplied from the voltage application target device 12 to a current supply target device (not shown).
入力スイッチ部１は、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。 The input switch section 1 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11.
Ｎチャンネル型ＦＥＴ２は、ゲートＧと、ドレインＤと、ソースＳと、を有している。Ｎチャンネル型ＦＥＴ２は、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。具体的には、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２のドレインＤは、入力スイッチ部１を介して、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。 The N-channel FET 2 has a gate G, a drain D, and a source S. The N-channel FET 2 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11. Specifically, the drain D of the N-channel FET 2 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch section 1.
制限抵抗３は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２に並列に接続されている。具体的には、制限抵抗３は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２のドレインＤおよびソースＳに接続されている。 The limiting resistor 3 is connected in parallel to the N-channel FET 2. Specifically, the limiting resistor 3 is connected to the drain D and source S of the N-channel FET 2.
平滑コンデンサ４は、第１電極４０１と、第２電極４０２と、を有している。平滑コンデンサ４は、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。具体的には、平滑コンデンサ４の第１電極４０１は、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。平滑コンデンサ４の第２電極４０２は、入力電源装置１１の負極端子１１２に接続されている。したがって、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して、入力電源装置１１から平滑コンデンサ４に電流が供給される。 The smoothing capacitor 4 has a first electrode 401 and a second electrode 402. The smoothing capacitor 4 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch section 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3. Specifically, the first electrode 401 of the smoothing capacitor 4 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch section 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3. The second electrode 402 of the smoothing capacitor 4 is connected to the negative terminal 112 of the input power supply device 11. Therefore, a current is supplied from the input power supply device 11 to the smoothing capacitor 4 via the input switch section 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3.
平滑コンデンサ４の第１電極４０１は、電圧印加対象装置１２の正極端子１２１に接続されている。平滑コンデンサ４の第２電極４０２は、電圧印加対象装置１２の負極端子１２２に接続されている。したがって、平滑コンデンサ４の電圧が電圧印加対象装置１２に印加される。 The first electrode 401 of the smoothing capacitor 4 is connected to the positive terminal 121 of the voltage application target device 12. The second electrode 402 of the smoothing capacitor 4 is connected to the negative terminal 122 of the voltage application target device 12. Therefore, the voltage of the smoothing capacitor 4 is applied to the voltage application target device 12.
電圧検出部５は、平滑コンデンサ４に並列に接続されている。電圧検出部５は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを検出する。 The voltage detection unit 5 is connected in parallel to the smoothing capacitor 4. The voltage detection unit 5 detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1.
電圧検出部５は、第１抵抗５０１と、第１ツェナーダイオード５０２と、第２ツェナーダイオード５０３と、第２抵抗５０４と、第３抵抗５０５と、を有している。 The voltage detection unit 5 has a first resistor 501, a first Zener diode 502, a second Zener diode 503, a second resistor 504, and a third resistor 505.
第１抵抗５０１は、平滑コンデンサ４の第１電極４０１に接続されている。第３抵抗５０５は、平滑コンデンサ４の第２電極４０２に接続されている。第１抵抗５０１、第１ツェナーダイオード５０２、第２ツェナーダイオード５０３、第２抵抗５０４および第３抵抗５０５は、第１抵抗５０１、第１ツェナーダイオード５０２、第２ツェナーダイオード５０３、第２抵抗５０４、第３抵抗５０５の順に直列に接続されている。 The first resistor 501 is connected to the first electrode 401 of the smoothing capacitor 4. The third resistor 505 is connected to the second electrode 402 of the smoothing capacitor 4. The first resistor 501, the first Zener diode 502, the second Zener diode 503, the second resistor 504, and the third resistor 505 are connected in series in the order of the first resistor 501, the first Zener diode 502, the second Zener diode 503, the second resistor 504, and the third resistor 505.
平滑コンデンサ４の電圧の値が、第１ツェナーダイオード５０２のツェナー電圧の値Ｖ２と第２ツェナーダイオード５０３のツェナー電圧の値Ｖ３とを加算した値以上である場合に、第１ツェナーダイオード５０２および第２ツェナーダイオード５０３に電流が流れる。したがって、第１ツェナーダイオード５０２のツェナー電圧の値Ｖ２と第２ツェナーダイオード５０３のツェナー電圧の値Ｖ３とを加算した値が、電圧検出部５が検出する予め設定された値Ｖ１になる。 When the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than the sum of the Zener voltage value V2 of the first Zener diode 502 and the Zener voltage value V3 of the second Zener diode 503, a current flows through the first Zener diode 502 and the second Zener diode 503. Therefore, the sum of the Zener voltage value V2 of the first Zener diode 502 and the Zener voltage value V3 of the second Zener diode 503 becomes the preset value V1 detected by the voltage detection unit 5.
発光部６は、抵抗６０１と、発光ダイオード６０２と、を有している。抵抗６０１は、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。発光ダイオード６０２は、発光スイッチング部７に接続されている。抵抗６０１および発光ダイオード６０２は、互いに直列に接続されている。抵抗６０１によって、発光ダイオード６０２に供給される電流の値が決められている。 The light-emitting unit 6 has a resistor 601 and a light-emitting diode 602. The resistor 601 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch unit 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3. The light-emitting diode 602 is connected to the light-emitting switching unit 7. The resistor 601 and the light-emitting diode 602 are connected in series with each other. The value of the current supplied to the light-emitting diode 602 is determined by the resistor 601.
発光スイッチング部７は、トランジスタから構成されている。発光スイッチング部７は、ベースＢと、エミッタＥと、コレクタＣと、を有している。 The light-emitting switching unit 7 is composed of a transistor. The light-emitting switching unit 7 has a base B, an emitter E, and a collector C.
発光スイッチング部７のベースＢは、電圧検出部５における第２抵抗５０４と第３抵抗５０５との間の部分に接続されている。発光スイッチング部７のエミッタＥは、平滑コンデンサ４の第２電極４０２に接続されている。 The base B of the light-emitting switching unit 7 is connected to the portion between the second resistor 504 and the third resistor 505 in the voltage detection unit 5. The emitter E of the light-emitting switching unit 7 is connected to the second electrode 402 of the smoothing capacitor 4.
平滑コンデンサ４の電圧の値が、第１ツェナーダイオード５０２のツェナー電圧の値Ｖ２と第２ツェナーダイオード５０３のツェナー電圧の値Ｖ３とを加算した値以上である場合に、第３抵抗５０５に電圧が印加される。第３抵抗５０５に電圧が印加されることによって、第３抵抗５０５に印加された電圧と同一の電圧が発光スイッチング部７におけるベースＢとエミッタＥとの間に印加される。 When the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than the sum of the Zener voltage value V2 of the first Zener diode 502 and the Zener voltage value V3 of the second Zener diode 503, a voltage is applied to the third resistor 505. By applying a voltage to the third resistor 505, a voltage equal to the voltage applied to the third resistor 505 is applied between the base B and the emitter E of the light-emitting switching unit 7.
第３抵抗５０５に印加される電圧の値は、発光スイッチング部７をオンさせることができる程度の電圧の値になっている。したがって、第３抵抗５０５に印加された電圧と同一の電圧が発光スイッチング部７におけるベースＢとエミッタＥとの間に印加されることによって、発光スイッチング部７がオンされる。発光スイッチング部７がオンされることによって、発光スイッチング部７におけるコレクタＣとエミッタＥとが互いに導通される。 The voltage applied to the third resistor 505 is a voltage value that can turn on the light-emitting switching unit 7. Therefore, when the same voltage as that applied to the third resistor 505 is applied between the base B and emitter E of the light-emitting switching unit 7, the light-emitting switching unit 7 is turned on. When the light-emitting switching unit 7 is turned on, the collector C and emitter E of the light-emitting switching unit 7 are mutually conductive.
発光スイッチング部７のコレクタＣは、発光部６の発光ダイオード６０２に接続されている。したがって、発光スイッチング部７がオンされることによって、入力電源装置１１から発光ダイオード６０２に電流が供給され、発光ダイオード６０２が光を発する。 The collector C of the light-emitting switching unit 7 is connected to the light-emitting diode 602 of the light-emitting unit 6. Therefore, when the light-emitting switching unit 7 is turned on, a current is supplied from the input power supply device 11 to the light-emitting diode 602, and the light-emitting diode 602 emits light.
言い換えれば、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出した場合に、発光スイッチング部７は、発光部６に光を発せさせる。 In other words, when the voltage detection unit 5 detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1, the light-emitting switching unit 7 causes the light-emitting unit 6 to emit light.
フォトダイオード８は、発光部６から発せられた光を受けるように配置されている。フォトダイオード８は、正電極と、負電極と、を有している。フォトダイオード８の正電極は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２のゲートＧに接続されている。フォトダイオード８の負電極は、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。 The photodiode 8 is arranged to receive the light emitted from the light emitting section 6. The photodiode 8 has a positive electrode and a negative electrode. The positive electrode of the photodiode 8 is connected to the gate G of the N-channel FET 2. The negative electrode of the photodiode 8 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch section 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3.
発光部６から発せられた光をフォトダイオード８が受けることによって、フォトダイオード８の正電極の電圧は、フォトダイオード８の負電極の電圧よりも高くなる。発光部６から発せられた光をフォトダイオード８が受けることによってフォトダイオード８における正電極と負電極との間に発生する電圧の値は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２をオンさせることができる程度の電圧の値になっている。したがって、発光部６から発せられた光をフォトダイオード８が受けることによって、フォトダイオード８がＮチャンネル型ＦＥＴ２をオンさせる。 When the photodiode 8 receives the light emitted from the light-emitting unit 6, the voltage of the positive electrode of the photodiode 8 becomes higher than the voltage of the negative electrode of the photodiode 8. The value of the voltage generated between the positive and negative electrodes of the photodiode 8 when the photodiode 8 receives the light emitted from the light-emitting unit 6 is a voltage value that can turn on the N-channel FET 2. Therefore, when the photodiode 8 receives the light emitted from the light-emitting unit 6, the photodiode 8 turns on the N-channel FET 2.
検出遅延部９は、コンデンサ９０１と、抵抗９０２と、を有している。コンデンサ９０１および抵抗９０２は、互いに並列に接続されている。コンデンサ９０１は、第１ツェナーダイオード５０２と第２ツェナーダイオード５０３との間の部分に接続されている。また、コンデンサ９０１は、平滑コンデンサ４の第２電極４０２に接続されている。 The detection delay unit 9 has a capacitor 901 and a resistor 902. The capacitor 901 and the resistor 902 are connected in parallel to each other. The capacitor 901 is connected to the portion between the first Zener diode 502 and the second Zener diode 503. The capacitor 901 is also connected to the second electrode 402 of the smoothing capacitor 4.
平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上になることによって、第１ツェナーダイオード５０２および第２ツェナーダイオード５０３に電流が流れる。第１ツェナーダイオード５０２および第２ツェナーダイオード５０３に電流が流れることによって、第１抵抗５０１、第２抵抗５０４および第３抵抗５０５に電流が流れる。コンデンサ９０１は、第２抵抗５０４および第３抵抗５０５に電流が流れることを遅延させる。第３抵抗５０５に電流が流れることが遅延することによって、検出遅延部９は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出することを遅延させる。 When the voltage value of the smoothing capacitor 4 becomes equal to or greater than the preset value V1, a current flows through the first Zener diode 502 and the second Zener diode 503. When a current flows through the first Zener diode 502 and the second Zener diode 503, a current flows through the first resistor 501, the second resistor 504, and the third resistor 505. The capacitor 901 delays the flow of current through the second resistor 504 and the third resistor 505. By delaying the flow of current through the third resistor 505, the detection delay unit 9 delays the voltage detection unit 5 from detecting that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than the preset value V1.
抵抗９０２は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１よりも小さくなった場合に、コンデンサ９０１を放電させる。 Resistor 902 discharges capacitor 901 when the voltage value of smoothing capacitor 4 becomes smaller than a preset value V1.
保護回路部１０は、ダイオード１０１と、抵抗１０２と、を有している。ダイオード１０１および抵抗１０２は、互いに並列に接続されている。 The protection circuit section 10 has a diode 101 and a resistor 102. The diode 101 and the resistor 102 are connected in parallel with each other.
ダイオード１０１の正電極は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２のゲートＧに接続されている。ダイオード１０１の負電極は、入力スイッチ部１、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。これにより、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２において、ソースＳに印加される電圧の値がゲートＧに印加される電圧の値を超えることが防止されている。 The positive electrode of the diode 101 is connected to the gate G of the N-channel FET 2. The negative electrode of the diode 101 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the input switch section 1, the N-channel FET 2, and the limiting resistor 3. This prevents the value of the voltage applied to the source S of the N-channel FET 2 from exceeding the value of the voltage applied to the gate G.
抵抗１０２は、フォトダイオード８がＮチャンネル型ＦＥＴ２をオンしていない場合に、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２においてゲートＧの電圧の値をソースＳの電圧の値に一致させる。 When the photodiode 8 does not turn on the N-channel FET 2, the resistor 102 makes the voltage value of the gate G of the N-channel FET 2 equal to the voltage value of the source S.
次に、実施の形態１に係る突入電流防止回路の動作について説明する。図２は、図１の突入電流防止回路における平滑コンデンサへの電流経路の切り替えを示すタイミングチャートである。図２では、入力スイッチ部１がオフからオンに切り替えられる時刻ｔ１と、平滑コンデンサ４の電圧と、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２がオフからオンに切り替えられる時刻ｔ２と、入力電源装置１１から平滑コンデンサ４への電流経路との関係が示されている。 Next, the operation of the inrush current prevention circuit according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the switching of the current path to the smoothing capacitor in the inrush current prevention circuit of FIG. 1. FIG. 2 shows the relationship between the time t1 when the input switch unit 1 is switched from off to on, the voltage of the smoothing capacitor 4, the time t2 when the N-channel FET 2 is switched from off to on, and the current path from the input power supply device 11 to the smoothing capacitor 4.
入力スイッチ部１が時刻ｔ１においてオンされると、入力電源装置１１から制限抵抗３を介して平滑コンデンサ４に電流が供給される。これにより、平滑コンデンサ４の電圧が増加するとともに、入力電源装置１１から平滑コンデンサ４に突入電流が流れることが防止される。 When the input switch unit 1 is turned on at time t1, a current is supplied from the input power supply unit 11 to the smoothing capacitor 4 via the limiting resistor 3. This increases the voltage of the smoothing capacitor 4 and prevents an inrush current from flowing from the input power supply unit 11 to the smoothing capacitor 4.
平滑コンデンサ４の電圧の増加が継続することによって、時刻ｔ２において、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上になる。平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上になることによって、電圧検出部５は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを検出する。 As the voltage of smoothing capacitor 4 continues to increase, at time t2, the voltage value of smoothing capacitor 4 becomes equal to or greater than a preset value V1. As the voltage value of smoothing capacitor 4 becomes equal to or greater than a preset value V1, voltage detection unit 5 detects that the voltage value of smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1.
平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出することによって、発光スイッチング部７は、発光部６に光を発せさせる。 When the voltage detection unit 5 detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1, the light-emitting switching unit 7 causes the light-emitting unit 6 to emit light.
発光部６が光を発することによって、フォトダイオード８は、発光部６から発せられた光を受ける。これにより、フォトダイオード８は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２をオンさせる。 When the light-emitting unit 6 emits light, the photodiode 8 receives the light emitted from the light-emitting unit 6. This causes the photodiode 8 to turn on the N-channel FET 2.
Ｎチャンネル型ＦＥＴ２がオンすることによって、入力電源装置１１からＮチャンネル型ＦＥＴ２を介して平滑コンデンサ４に電流が供給される。これにより、入力電源装置１１から制限抵抗３を介して平滑コンデンサ４に電流が流れることが抑制される。その結果、突入電流防止回路の消費電力が低減される。 When the N-channel FET 2 is turned on, a current is supplied from the input power supply 11 to the smoothing capacitor 4 via the N-channel FET 2. This prevents current from flowing from the input power supply 11 to the smoothing capacitor 4 via the limiting resistor 3. As a result, the power consumption of the inrush current prevention circuit is reduced.
以上説明したように、実施の形態１に係る突入電流防止回路は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２と、制限抵抗３と、平滑コンデンサ４と、電圧検出部５と、発光部６と、発光スイッチング部７と、フォトダイオード８と、を備えている。Ｎチャンネル型ＦＥＴ２は、入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。制限抵抗３は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２に並列に接続されている。平滑コンデンサ４は、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して入力電源装置１１の正極端子１１１に接続されている。電圧検出部５は、平滑コンデンサ４に並列に接続されており、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを検出する。発光部６は、光を発する。発光スイッチング部７は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出した場合に発光部６に光を発せさせる。フォトダイオード８は、発光部６から発せられた光を受ける。発光部６から発せられた光をフォトダイオード８が受けることによって、フォトダイオード８がＮチャンネル型ＦＥＴ２をオンさせる。この構成によれば、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上である場合に、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２がオンされて、入力電源装置１１からＮチャンネル型ＦＥＴ２を介して平滑コンデンサ４に電流が供給される。これにより、電圧印加対象装置１２の出力側に突入電流防止回路が接続されることなく突入電流防止回路を設置することができる。 As described above, the inrush current prevention circuit according to the first embodiment includes an N-channel FET 2, a limiting resistor 3, a smoothing capacitor 4, a voltage detection unit 5, a light emitting unit 6, a light emitting switching unit 7, and a photodiode 8. The N-channel FET 2 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11. The limiting resistor 3 is connected in parallel to the N-channel FET 2. The smoothing capacitor 4 is connected to the positive terminal 111 of the input power supply device 11 via the N-channel FET 2 and the limiting resistor 3. The voltage detection unit 5 is connected in parallel to the smoothing capacitor 4 and detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1. The light emitting unit 6 emits light. The light emitting switching unit 7 causes the light emitting unit 6 to emit light when the voltage detection unit 5 detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1. The photodiode 8 receives the light emitted from the light emitting unit 6. When the photodiode 8 receives the light emitted from the light emitting unit 6, the photodiode 8 turns on the N-channel FET 2. According to this configuration, when the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1, the N-channel FET 2 is turned on and a current is supplied from the input power supply device 11 to the smoothing capacitor 4 via the N-channel FET 2. This allows the inrush current prevention circuit to be installed without connecting the inrush current prevention circuit to the output side of the voltage application target device 12.
また、実施の形態１に係る突入電流防止回路は、検出遅延部９を備えている。検出遅延部９は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出することを遅延させる。この構成によれば、電圧検出部５は、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることをより正確に検出することができる。 The inrush current prevention circuit according to the first embodiment also includes a detection delay unit 9. The detection delay unit 9 delays the detection by the voltage detection unit 5 that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than the preset value V1. With this configuration, the voltage detection unit 5 can more accurately detect that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than the preset value V1.
また、実施の形態１に係る突入電流防止回路では、フォトダイオード８は、負電極がＮチャンネル型ＦＥＴ２および制限抵抗３を介して入力電源装置１１の正極端子１１１に接続され、正電極がＮチャンネル型ＦＥＴ２のゲートＧに接続されている。この構成によれば、Ｎチャンネル型ＦＥＴ２のゲートＧとソースＳとの間に電圧を印加するために新たな電源装置を設置する必要がない。これにより、突入電流防止回路の構成を簡素化することができる。 In addition, in the inrush current prevention circuit according to the first embodiment, the photodiode 8 has a negative electrode connected to the positive terminal 111 of the input power supply 11 via the N-channel FET 2 and the limiting resistor 3, and a positive electrode connected to the gate G of the N-channel FET 2. With this configuration, there is no need to install a new power supply device to apply a voltage between the gate G and source S of the N-channel FET 2. This simplifies the configuration of the inrush current prevention circuit.
なお、実施の形態１に係る突入電流防止回路では、発光スイッチング部７がトランジスタから構成されている突入電流回路防止回路の構成について説明した。しかしながら、発光スイッチング部７は、トランジスタに限らず、平滑コンデンサ４の電圧の値が予め設定された値Ｖ１以上であることを電圧検出部５が検出した場合に発光部６に光を発せさせることができる部材であればよい。 In the inrush current prevention circuit according to the first embodiment, the configuration of the inrush current prevention circuit has been described in which the light-emitting switching unit 7 is composed of a transistor. However, the light-emitting switching unit 7 is not limited to a transistor, and may be any member that can cause the light-emitting unit 6 to emit light when the voltage detection unit 5 detects that the voltage value of the smoothing capacitor 4 is equal to or greater than a preset value V1.
また、実施の形態１に係る突入電流防止回路では、検出遅延部９が抵抗９０２を有している構成について説明した。しかしながら、検出遅延部９が抵抗９０２を有していない構成であってもよい。 In addition, in the inrush current prevention circuit according to the first embodiment, the detection delay unit 9 has a resistor 902. However, the detection delay unit 9 may not have a resistor 902.
また、実施の形態１に係る突入電流防止回路では、発光部６が発光ダイオード６０２を有している構成について説明した。しかしながら、発光部６は、発光ダイオード６０２に限らず、電流が供給されることによって光を発する部材を有していればよい。 In addition, in the inrush current prevention circuit according to the first embodiment, the light-emitting unit 6 has a light-emitting diode 602. However, the light-emitting unit 6 is not limited to the light-emitting diode 602, and may have any member that emits light when a current is supplied thereto.
以上、好ましい実施の形態１に係る突入電流防止回路について説明したが、上述した実施の形態１に係る突入電流防止回路に制限されることはない。特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態１に係る突入電流防止回路に種々の変形および変換を加えることができる。 The above describes the inrush current prevention circuit according to the preferred embodiment 1, but the present invention is not limited to the inrush current prevention circuit according to the above-mentioned embodiment 1. Various modifications and alterations can be made to the inrush current prevention circuit according to the above-mentioned embodiment 1 without departing from the scope of the claims.
１ 入力スイッチ部、２ Ｎチャンネル型ＦＥＴ、３ 制限抵抗、４ 平滑コンデンサ、５ 電圧検出部、６ 発光部、７ 発光スイッチング部、８ フォトダイオード、９ 検出遅延部、１０ 保護回路部、１１ 入力電源装置、１２ 電圧印加対象装置、１０１ ダイオード、１０２ 抵抗、１１１ 正極端子、１１２ 負極端子、１２１ 正極端子、１２２ 負極端子、４０１ 第１電極、４０２ 第２電極、５０１ 第１抵抗、５０２ 第１ツェナーダイオード、５０３ 第２ツェナーダイオード、５０４ 第２抵抗、５０５ 第３抵抗、６０１ 抵抗、６０２ 発光ダイオード、９０１ コンデンサ、９０２ 抵抗。 1 Input switch section, 2 N-channel FET, 3 Limiting resistor, 4 Smoothing capacitor, 5 Voltage detection section, 6 Light emitting section, 7 Light emitting switching section, 8 Photodiode, 9 Detection delay section, 10 Protection circuit section, 11 Input power supply device, 12 Voltage application target device, 101 Diode, 102 Resistor, 111 Positive terminal, 112 Negative terminal, 121 Positive terminal, 122 Negative terminal, 401 First electrode, 402 Second electrode, 501 First resistor, 502 First Zener diode, 503 Second Zener diode, 504 Second resistor, 505 Third resistor, 601 Resistor, 602 Light emitting diode, 901 Capacitor, 902 Resistor.
Claims (3)
前記Ｎチャンネル型ＦＥＴ(2)に並列に接続された制限抵抗(3)と、
前記Ｎチャンネル型ＦＥＴ(2)および前記制限抵抗(3)を介して前記正極端子(111)に接続された平滑コンデンサ(4)と、
前記平滑コンデンサ(4)に並列に接続され、前記平滑コンデンサ(4)の電圧の値が予め設定された値以上であることを検出する電圧検出部(5)と、
光を発する発光部(6)と、
前記平滑コンデンサ(4)の電圧の値が前記予め設定された値以上であることを前記電圧検出部(5)が検出した場合に前記発光部(6)に光を発せさせる発光スイッチング部(7)と、
前記発光部(6)から発せられた光を受けるフォトダイオード(8)と、
を備え、
前記発光部(6)から発せられた光を前記フォトダイオード(8)が受けることによって、前記フォトダイオード(8)が前記Ｎチャンネル型ＦＥＴ(2)をオンさせる突入電流防止回路。 An N-channel FET (2) connected to a positive terminal (111) of the input power supply device (11);
a limiting resistor (3) connected in parallel to the N-channel FET (2);
a smoothing capacitor (4) connected to the positive terminal (111) via the N-channel FET (2) and the limiting resistor (3);
a voltage detection unit (5) connected in parallel to the smoothing capacitor (4) and detecting that a voltage value of the smoothing capacitor (4) is equal to or greater than a preset value;
A light-emitting unit (6) that emits light;
a light-emitting switching unit (7) that causes the light-emitting unit (6) to emit light when the voltage detection unit (5) detects that the voltage value of the smoothing capacitor (4) is equal to or greater than the preset value;
a photodiode (8) that receives light emitted from the light emitting portion (6);
Equipped with
An inrush current prevention circuit in which the photodiode (8) receives light emitted from the light emitting portion (6) and the photodiode (8) turns on the N-channel FET (2).
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