JP2697965B2 - 突入電流防止回路を備えた回路ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突入電流防止回路を備
えた回路ユニットに関し、本体装置の電源が、電源端子
から電源供給用スイッチング素子を介して負荷に加えら
れ、この電源印加時の前記電源供給用スイッチング素子
の動作に所定の時定数を与えるための制御用コンデンサ
が充電用抵抗を介して前記電源端子に接続され、かつ放
電用スイッチング素子が前記制御用コンデンサに接続さ
れている突入電流防止回路を備えた回路ユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電源が常時入っているコンピュ
ータ本体などの本体装置に各種の回路ユニットを接続す
る際、この回路ユニットの負荷に本体装置側の電源が瞬
時に加わると突入電流が発生するので、当該電源が負荷
に対して瞬時に加わるといったことのないように、突入
電流防止回路を回路ユニット中に設けている。

【０００３】図６を用いて、従来の突入電流防止回路を
備えた回路ユニットを説明する。図において、80は回路
ユニット，81は電源端子，82は接地端子，83は制御用コ
ンデンサ，84は充電用抵抗、85および86は電源供給用ス
イッチング素子を構成するトランジスタ，87は負荷，88
は電源バイパスコンデンサ，90はコンピュータ本体など
の本体装置をそれぞれ示している。

【０００４】回路ユニット80の電源端子81を本体装置90
に接続すると制御用コンデンサ83が充電用抵抗84を介し
て徐々に充電され、トランジスタ86のベース電位が上昇
していく。そのため、トランジスタ86およびトランジス
タ85のコレクタ・エミッタ間のインピーダンスが低くな
っていき、トランジスタ85のコレクタ電流および負荷電
圧が徐々に増加することになる（図７参照）。

【０００５】そして、この回路ユニット80を取り外して
本体装置90から電源端子81への電源電圧の供給がなくな
ると、制御用コンデンサ83および電源バイパスコンデン
サ88はそれぞれ放電動作を行なうことになる。なお、こ
の電源端子81への電源電圧の供給がなくなった状態では
負荷87側からの逆方向電流がトランジスタ85、制御用コ
ンデンサ83に流れる。

【０００６】また、このときの放電時定数は、電源バイ
パスコンデンサ88のほうが制御用コンデンサ83よりも小
さいので、電源バイパスコンデンサ88の放電が終了して
も制御用コンデンサ83は放電動作中といった期間が生
じ、この間に電源端子81が本体装置90の対応端子に再び
接触したりすると、制御用コンデンサ83の残留電圧のた
めにコレクタ・エミッタ間インピーダンスが低いままの
トランジスタ85に対して電源電圧が供給され、再突入電
流が発生することになる（図８参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の突
入電流防止回路では、回路ユニット80を本体装置90から
取り外した後の制御用コンデンサ83は放電動作中に当該
回路ユニットの電源端子81が本体装置側の対応端子に再
び接触すると、トランジスタ85のコレクタ・エミッタ間
インピーダンスについての制御用コンデンサ83による本
来の制御が行なわない状態で本体装置90からの電源が負
荷87側に供給されることになって、図７に示すような再
突入電流が発生するという問題点があった。

【０００８】そこで、本発明では、本体装置から電源を
供給される回路ユニットに設けた突入電流防止回路の電
源供給用スイッチング素子の動作を規定する制御用コン
デンサに放電用スイッチング素子を接続し、かつ、これ
の前段側に、回路ユニットを本体装置から外すときに電
源端子よりも先に電源の供給が断たれるような形状の制
御端子を設ける、または電源端子電圧と定電圧素子との
電位差によって動作する制御用スイッチング素子および
これに対する補償用コンデンサを接続することにより、
回路ユニット取り外し時に放電用スイッチング素子を確
実に動作させ、すなわち制御用コンデンサを充分に放電
して再突入電流が発生しないようにすることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために次の構成からなる回路ユニットを 用
いている。 本体装置の電源が、電源端子から電源供給用スイッチ
ング素子を介して負荷に加えられ、この電源印加時の前
記電源供給用スイッチング素子の動作に所定の時定数を
与えるための制御用コンデンサが充電用抵抗を介して前
記電源端子に接続され、かつ放電用スイッチング素子が
前記制御用コンデンサに接続されている突入電流防止回
路を備えた回路ユニットにおいて、前記電源が加えられ
る端子として、前記電源端子の外に、本体装置から回路
ユニットを外すときに前記電源端子よりも先に前記電源
の供給が断たれるような形状の制御端子を設け、この外
すときに生じる前記電源端子と前記制御端子との電位差
によって前記放電用スイッチング素子が動作するように
したことを特徴とする突入電流防止回路を備えた回路ユ
ニット 本体装置の電源が、電源端子から電源供給用スイッチ
ング素子を介して負荷に加えられ、この電源印加時の前
記電源供給用スイッチング素子の動作に所定の時定数を
与えるための制御用コンデンサが充電用抵抗を介して前
記電源端子に接続され、かつ放電用スイッチング素子が
前記制御用コンデンサに接続されている突入電流防止回
路を備えた回路ユニットにおいて、前記放電用スイッチ
ング素子の前段に、定電圧素子で規定される電圧と前記
電源端子の電圧との電位差によって動作する制御用スイ
ッチング素子を接続し、前記電源端子には補償用コンデ
ンサを接続し、当該補償用コンデンサを、本体装置から
回路ユニットを取り外したときの前記定電圧素子および
前記制御用スイッチング素子の駆動源として用いるよう
にしたことを特徴とする突入電流防止回路を備えた回路
ユニット

【００１０】

【作用】このように、本発明では、電源供給用スイッチ
ング素子の制御用コンデンサに放電用スイッチング素子
を接続し、回路ユニットを本体装置から外したときの電
位変化で放電用スイッチング素子をオンにして時定数の
小さい放電ループを形成するようにしている。

【００１１】したがって、回路ユニットを本体装置から
外すときのチャタリングなどで回路 ユニットの電源端子
が本体装置側に再接触しても、制御用コンデンサの放電
動作はすでに終了しているため、当該制御用コンデンサ
の充電動作は初期状態から所定の時定数で行なわれて負
荷に供給される電流も徐々に増加することになり、再突
入電流が発生することはない（図２参照）。

【００１２】

【実施例】図１〜図５を参照して本発明の実施例を説明
する。図１はコネクタ検出形の突入電流防止回路を、ま
た図３は電圧検出形の突入電流防止回路をそれぞれ備え
た回路ユニットであり、31は電源端子，32は電源端子31
よりも短い形状の制御端子，33は接地端子，34，34′は
制御用スイッチング素子を構成するトランジスタ（制御
用トランジスタ），35は放電用スイッチング素子を構成
するトランジスタ（エミッタ・コレクタ間飽和電圧の小
さい放電用トランジスタ），36は制御用コンデンサ, 37
は制御用コンデンサ36の充電時定数を決定する抵抗, 38
および39は電源供給用スイッチング素子を構成するトラ
ンジスタ（電源供給用トランジスタ）, 40は負荷, 41は
電源バイパスコンデンサ，42はツェナーダイオード，50
は補償用コンデンサをそれぞれ示している。

【００１３】ここで、電源端子31を本体装置（図示省
略）側の対応する端子に接続すると、従来の突入電流防
止回路と同じように抵抗37を介して制御用コンデンサ36
への充電が行われ、このときの充電電圧の上昇に応じて
電源供給用トランジスタ38のベース電位、すなわち当該
トランジスタのエミッタ・コレクタ間のインピーダンス
が変化して負荷40に供給される電流が徐々に増加してい
く。

【００１４】このとき、図１の突入電流防止回路におい
ては制御端子32にも電源電圧が供給されて制御用トラン
ジスタ34のベース・エミッタ間が逆バイアス状態とな
り、図３の突入電流防止回路においては制御用トランジ
スタ34′のエミッタがツェナーダイオード42で定電圧化
されているため制御用トランジスタ34′のベース・エミ
ッタ間が逆バイアス状態となり、制御用トランジスタ3
4，34′および放電用トランジスタ35はともにオフとな
る。

【００１９】そして、図１の回路ユニットを本体装置か
ら取り外すときには、制御端子32だけが外れて電源端子
31は外れていないといった時点で制御用トランジスタ34
のベース・エミッタ間が順バイアス状態となり、制御用
トランジスタ34および放電用トランジスタ35がともにオ
ンとなって制御用コンデンサ36の放電ループが形成され
る。

【００２０】図２は、図１の回路ユニットを本体装置か
ら取り外すときの負荷電圧、制御用コンデンサの電圧な
どの変化を示す説明図であり、制御端子32が本体装置か
ら外れるとすぐに制御用コンデンサ36は放電し、電源端
子31と本体装置とが再接触したときには制御用コンデン
サ36が初期状態から充電されることを表している。

【００２１】図３の回路ユニットを本体装置から取り外
すときには、電源端子31が外れると電源バイパスコンデ
ンサ41の電圧により電源供給用トランジスタ38のコレク
タ・ベース間が順バイアス状態となるため、当該トラン
ジスタ38に負荷側からの逆方向電流が流れて電源端子31
には（本体装置からの電源電圧に代わって）電源バイパ
スコンデンサ41の電圧が供給され、当該電圧の減少にし
たがって制御用トランジスタ34′のベース電位も下が
り、ある時点で制御用トランジスタ34′および放電用ト
ランジスタ35がともにオンとなって制御用コンデンサ36
の放電ループが形成される。

【００２２】また、図３の回路ユニットの場合、本体装
置から外す途中での電源端子31の接触不良に対応するた
めの補償用コンデンサ50を電源端子31と接地端子33との
間に接続して、この放電ループの形成を確実なものにし
ている。

【００２３】すなわち、当該補償用コンデンサなしの回
路ユニットを本体装置から取り外す途中で電源端子31の
接触不良が生じて電源端子電圧が低下すると、電源供給
用トランジスタ38が一時的にオフとなって負荷40の電圧
が下がっていき、電源端子31が本体装置から完全に抜け
たとき（図４のａ点）に負荷40の電圧が制御用トラン ジ
スタ34′の動作範囲電圧を下回ることがあり（図４参
照）、この場合には制御用トランジスタ34′がオンにな
るといったことは生じないので制御用コンデンサ36は完
全に放電せずに残留電圧が残り、再突入電流が生じる原
因となる。

【００２４】図３の回路ユニットの場合は、本体装置に
接続されているときに補償用コンデンサ50が電源端子31
を介して本体装置側から充電されるので、前記のような
接触不良による負荷電圧の低下があった後で電源端子31
が本体装置から完全に抜けたとき（図５のｂ点）にも、
補償用コンデンサ50によって約 3.8Ｖの電源端子電圧が
確保され、その後、電源端子電圧は当該コンデンサの放
電時定数にしたがって下がっていき、制御用コンデンサ
36の前記放電ループが形成される。

【００２５】このように、図１および図３の回路ユニッ
トを本体装置から外すときには制御用コンデンサ36に接
続された放電用トランジスタ35がオンするため、制御用
コンデンサ36のそれまでの充電電荷は短い時定数で完全
に放電される。

【００２６】例えば、制御用コンデンサの容量３μＦ，
電源電圧５Ｖ，負荷電流10Ａ，電源バイパスコンデンサ
の容量40μＦのとき、放電用スイッチング素子のオン抵
抗を0.5オームとして制御用コンデンサの放電時定数は
1.5μＳとなる。また、電源バイパスコンデンサの放電
時定数は20μＳである。

【００２７】したがって、回路ユニットを本体装置から
外した後で両者が再接触しても制御用コンデンサ36は初
期状態からの充電動作を行って電源供給用トランジスタ
38のエミッタ・コレクタ間のインピーダンスも徐々に変
化することになり、再突入電流が生じることはない。

【００２８】図４は、図３の補償用コンデンサ50を省略
した形の回路ユニットを本体装置から取り外すときの負
荷電圧、制御用コンデンサの電圧などの変化を示す説明
図であり、前述のように、回路ユニットの取外し途中で
電源端子31と本体装置との接触不良が生じて負荷40の電
圧が下がっていき、電源端子31が本体装置から完全に 抜
けたとき（ａ点）に負荷40の電圧が制御用トランジスタ
34′の動作範囲電圧を下回っていることを表している。

【００２９】図５は、図３の回路ユニットを本体装置か
ら取り外すときの負荷電圧、制御用コンデンサの電圧な
どの変化を示す説明図であり、取り外し終了時のｂ点で
制御用トランジスタ34′の動作範囲電圧が補償用コンデ
ンサ50によって確保されていることを表している。

【００３０】すなわち、回路ユニットを本体装置から外
す途中での電源端子31と本体装置側との接触不良による
負荷電圧の低下があっても、本体装置から外された電源
端子31には負荷電圧に代わって（約 4.4Ｖに充電されて
いる）補償用コンデンサ50の電圧が供給されるので、制
御用トランジスタ34′のベース電位は回路ユニットを外
してから一定の時間だけ動作範囲レベルとなり、放電用
トランジスタ35が確実にオンとなって制御用コンデンサ
36の放電路が形成される。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、このように、本体装置から電
源を供給される回路ユニットに設けた突入電流防止回路
の電源供給用スイッチング素子の動作を規定する制御用
コンデンサに放電用スイッチング素子を接続し、かつ、
これの前段側に、回路ユニットを本体装置から外すとき
に電源端子よりも先に電源の供給が断たれるような形状
の制御端子を設け、または、電源端子電圧（負荷電圧）
と定電圧素子との電位差によって動作する制御用スイッ
チング素子、およびこの定電圧素子や制御用スイッチン
グ素子に対する補償用コンデンサを接続している。

【００３２】そのため、回路ユニットを本体装置から取
り外すとき、 ・前記制御端子を設けた突入電流防止回路の場合は、電
源端子および制御端子が本体装置から離脱するときの時
間差によって、 ・前記定電圧素子や前記制御用スイッチング素子を設け
た突入電流防止回路の場合は、回路ユニットと本体装置
との接触不良によって負荷側電圧が減少している として
も、補償用コンデンサでこれらの素子を制御用コンデン
サの放電状態に設定することによって、いずれの回路ユ
ニットも放電用スイッチング素子が確実に動作し、いっ
たん取り外された電源端子が本体装置の対応端子に再接
触してもそのときの制御用コンデンサに残留電圧はな
く、電源供給用スイッチング素子のインピーダンス制御
が本来の形で行なわて再突入電流の発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコネクタ検出形の突入電流防止回路を
備えた回路ユニットを示す説明図である。

【図２】図１の回路ユニットを本体装置から外すときの
負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの変化を示す説
明図である。

【図３】本発明の電圧検出形の突入電流防止回路を備え
た回路ユニットを示す説明図である。

【図４】図３の補償用コンデンサを省略した形の回路ユ
ニットを本体装置から外すときに、両者間で接触不良が
あった場合の負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの
変化を示す説明図である。

【図５】図３の回路ユニットを本体装置から外すときの
負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの変化を示す説
明図である。

【図６】従来の突入電流防止回路を備えた回路ユニット
を示す説明図である。

【図７】図６の回路ユニットを本体装置に接続したとき
の負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの変化を示す
説明図である。

【図８】図６の回路ユニットにおいて再突入電流が発生
する様子を示す説明図である。

【符号の説明】

３１・・・電源端子 ３２・・・制御端子 ３３・・・接地端子 ３４、３４′・・・制御用スイッチング素子を構成する
トランジスタ ３５・・・放電用スイッチング素子を構成するトランジ
スタ ３６・・・制御用コンデンサ ３７・・・充電時定数を決定する抵抗 ３８、３９・・・電源供給用スイッチング素子を構成す
るトランジスタ ４０・・・負荷 ４１・・・電流バイパスコンデンサ ４２・・・ツェナーダイオード（定電圧素子） ５０・・・補償用コンデンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体装置の電源が、電源端子から電源供
   給用スイッチング素子を介して負荷に加えられ、この電
   源印加時の前記電源供給用スイッチング素子の動作に所
   定の時定数を与えるための制御用コンデンサが充電用抵
   抗を介して前記電源端子に接続され、かつ放電用スイッ
   チング素子が前記制御用コンデンサに接続されている突
   入電流防止回路を備えた回路ユニットにおいて、前記電源が加えられる端子として、前記電源端子の外
   に、本体装置から回路ユニットを取り外すときに前記電
   源端子よりも先に前記電源の供給が断たれるような形状
   の制御端子を設け、 この取り外し時に生じる前記電源端子と前記制御端子と
   の電位差によって前記放電用スイッチング素子が動作す
   る ようにしたことを特徴とする突入電流防止回路を備え
   た回路ユニット。
2. 【請求項２】 本体装置の電源が、電源端子から電源供
   給用スイッチング素子を介して負荷に加えられ、この電
   源印加時の前記電源供給用スイッチング素子の動作に所
   定の時定数を与えるための制御用コンデンサが充電用抵
   抗を介して前記電源端子に接続され、かつ放電用スイッ
   チング素子が前記制御用コンデンサに接続されている突
   入電流防止回路を備えた回路ユニットにおいて、 前記放電用スイッチング素子の前段に、定電圧素子で規
   定される電圧と前記電源端子の電圧との電位差によって
   動作する制御用スイッチング素子を接続し、 前記電源端子には補償用コンデンサを接続し 、当該補償用コンデンサを、本体装置から回路ユニットを
   取り外したときの前記定電圧素子および前記制御用スイ
   ッチング素子の駆動源として用いるようにしたことを特
   徴とする突入電流防止回路を備えた回路ユニット。