JP2981410B2

JP2981410B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP2981410B2
Application number: JP7088154A
Authority: JP
Inventors: 正康大▲崎▼; 勲清水
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH08289460A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源投入時の突入電流
を抑制する保護抵抗を備えた電源装置に係り、特に通常
動作時には保護抵抗を短絡するようなスイッチ手段を備
えた電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スイッチング電源をはじめとす
る電源装置では、電源投入時に入力される過大な突入電
流からスイッチング素子などを保護するための突入電流
防止回路を備えている。図１０は突入電流防止回路２を
示した回路図である。この突入電流防止回路２は、電源
装置の入力側において直列に接続される保護抵抗４と、
この保護抵抗４に対して並列に接続されるスイッチ手段
６とから主に構成されている。スイッチ手段６は電源投
入の際にオフ状態となって、入力される突入電流を保護
抵抗４に入力させ抑制させる。その後電源装置が通常動
作に移った際には、スイッチ手段６はオン状態となって
保護抵抗４を短絡し、供給電源が入力される迂回路５を
形成するようになっている。

【０００３】ところで、上記スイッチ手段６としては例
えばサイリスタなどの半導体スイッチ素子からリレーな
ど幅広く具体的に挙げられる。しかしながら、これらの
スイッチ手段６においては何らかの原因による動作不良
が考えられる。上記原因としては、例えば、リレーでは
巻線の断線、スイッチ素子では破損、あるいはスイッチ
の制御回路の動作停止などが考えられる。これらの事故
などによってスイッチ手段６の動作が停止すると、電源
装置は通常動作時になっても迂回路５が形成されず、供
給電源が保護抵抗４を介して入力され続けていた。これ
によって、保護抵抗４においては過大なパワーロスが生
じて、保護抵抗４が発熱し発火もしくは焼損する虞があ
った。そこで従来では、フェール・セーフとして保護抵
抗４の近傍に温度検知手段、即ち温度ヒューズ８を配し
て保護抵抗４を監視させ、保護抵抗４の過熱を検知する
と電源装置の動作を停止させる停止手段（図示外）が作
動するようなしくみになっていた。また、上記温度ヒュ
ーズ８は、図１１に示すように保護抵抗４に対し直列に
接続され、保護抵抗４の過熱時には電源供給ラインを遮
断させるようにもなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
源装置の組立はハンダなどを用いて行われており、上記
温度ヒューズ８のように装置構成部品の中に温度を感知
して作動するものがあると、組立中の温度管理に大変気
を配らなければならなかった。殊に、一般的な電源装置
においては、この温度ヒューズ８が保護抵抗４の監視用
以外に用いられていないため、わざわざこのために温度
管理を行わなければならず、大変に煩わしかった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、突入電流防止回路のスイッチ手
段の動作不良によって引き起こす保護抵抗の過熱を、温
度ヒューズなどの温度検知手段を用いることなく防止す
ることが可能な電源装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第１の電源装置では、入力される供給
電源を所望の電源に変換して出力する電源装置本体と、
該電源装置本体の入力側に直列に接続されて電源投入時
の突入電流を抑制する保護抵抗と、該保護抵抗に対し並
列に接続されて突入電流入力後にオンして該保護抵抗の
両端を短絡するスイッチ手段とを備えた電源装置におい
て、該スイッチ手段は、非動作時にオフ状態となるよう
に設定されたメーク接点であって動作時にはオン状態と
なって該保護抵抗の両端を短絡する第１の接点と、該第
１の接点における接点状態の切換動作に連動して切り換
わって該第１の接点と同じあるいは相反する接点状態と
なる第２の接点とを備えた接点リレーで構成されるとと
もに、該第２の接点には、該第１の接点がオンしなかっ
たときに、該電源装置本体の動作を停止させる停止手段
が接続されていることを特徴とする。

【０００７】好ましくは、本発明に係る第２の電源装置
では、入力される供給電源を所望の電源に変換して出力
する電源装置本体と、該電源装置本体の入力側に直列に
接続されて電源投入時の突入電流を抑制する保護抵抗
と、該保護抵抗に対し並列に接続されて突入電流入力後
にオンして該保護抵抗の両端を短絡するスイッチ手段と
を備えた電源装置において、該スイッチ手段は、非動作
時にオフ状態となるように設定されたメーク接点であっ
て動作時にはオン状態となって該保護抵抗の両端を短絡
する第１の接点と、該第１の接点における接点状態の切
換動作に連動して切り換わって該第１の接点と同じある
いは相反する接点状態となる第２の接点とを備えた接点
リレーで構成されるとともに、該第２の接点には、該第
１の接点がオンしなかったときに、該電源装置本体に入
力される入力電流を低減制御する制御手段が接続されて
いることを特徴とする。

【０００８】また、好ましくは、前記第２の接点は前記
第１の接点とは相反する接点状態に切り換わるブレーク
接点であって、前記接点リレーは前記第１の接点及び前
記第２の接点の何れか一方を択一的にオン状態にする切
換接点リレーである。

【０００９】

【作用】以上の構成により本発明に係る第１の電源装置
にあっては、電源装置が通常動作を行っている際に、突
入電流防止用保護抵抗の短絡用に用いられる接点リレー
の第１の接点が何らかの原因によってオンしなくなった
としても、第１の接点がメーク接点であるため確実にオ
フ状態になり、このオフ状態になったことに連動して第
２の接点がオフまたはオン状態に切り換わる。この切り
換わりに応じて、第２の接点に接続された停止手段が作
動し、電源装置本体の動作を停止させるので、供給電源
からの入力は停止され、保護抵抗の過熱は防止される。

【００１０】また、本発明に係る第２の電源装置にあっ
ては、上述と同様、第１の接点がオンされなくなって
も、第２の接点に接続された制御手段が作動し、電源本
体に入力される入力電流を低減させるので、保護抵抗の
発熱が抑制され、保護抵抗の過熱は防止される。

【００１１】

【実施例】以下に本発明に係る電源装置の実施例を添付
図面に基づき詳述する。図１は、本実施例に係る電源装
置１０の回路図を示したものである。尚、従来例と同一
の構成要素には同一符号を付してある。本実施例の電源
装置１０は、商用電源などから供給される正弦波状など
の交流入力を適宜な直流に変換して出力するものであ
る。この電源装置１０では、交流入力側に突入電流防止
回路２が設けられ、電源投入の際入力される急峻な突入
電流が防止される。この突入電流防止回路２を介して入
力される交流入力は、ダイオードブリッジで構成された
整流回路１２に入力されて全波整流され直流に変換され
る。整流回路１２の直流出力はコンデンサＣ１によって
平滑され、トランス１４の１次巻線１４ａとスイッチン
グ素子Ｑ１との直列回路に印加される。ここで、スイッ
チング素子Ｑ１は、制御部１６から出力された制御パル
スによって交流入力より十分高い周波数でオン／オフ駆
動される。このスイッチング素子Ｑ１のオン／オフによ
り１次巻線１４ａ側には間欠的に電流が流れ、この電流
に応じてトランス１４の２次巻線１４ｂ側には電流が生
じる。この電流は、ダイオードＤ１を通じてインダクタ
Ｌに蓄積され、その蓄積エネルギーはスイッチング素子
Ｑ１がオフした際にダイオードＤ２を通じて出力部１８
に出力される。

【００１２】突入電流防止回路２について詳述する。こ
の突入電流防止回路２は、交流入力側に直列に接続され
る保護抵抗４と、この保護抵抗４に対し並列に接続され
るスイッチ手段６とから構成されている。スイッチ手段
６は電源投入時にオフ状態となって、突入電流を保護抵
抗４に入力させて抑制させている。また、このスイッチ
手段６は、突入電流入力後、電源装置１０が通常動作に
移るとオン状態となり、保護抵抗４を短絡する。この短
絡によって、保護抵抗４には並列に迂回路５が形成さ
れ、交流入力は迂回路５を通じて入力されることにな
る。

【００１３】本実施例の突入電流防止回路２では、上記
スイッチ手段６が動作不良になって保護抵抗４が過熱状
態にならないように後述するような構成を備えている。
即ち、スイッチ手段６は、２つ以上の接点２２，２４を
備えた接点リレー２０で構成されている。この接点リレ
ー２０は、電源投入時に動作信号を出力する図示されて
いない制御手段によって制御される。第１の接点２２は
メーク接点となっていて、電源装置自体が動作を停止し
ている時や上記制御手段からの動作信号がない時には接
点を開きオフ状態になるように設定されている。また、
第２の接点２４は、第１の接点２２の切換り動作に連動
してオンあるいはオフ状態に接点が切り換わるようにな
っている。

【００１４】このような接点リレー２０としては、図１
または図２に示すような切換式の接点リレー２０があ
る。この接点リレー２０は、３つの接点端子２６ａ，２
６ｂ，２６ｃを有し、これらによって２つの接点２２，
２４が形成されている。第１の接点２２は、２つの接点
端子２６ａ，２６ｂが上記保護抵抗４の両端に各々接続
されて形成されている。また、第２の接点２４は、第１
の接点２２と相互共通な接点端子２６ａと残りの接点端
子２６ｃとから形成されている。この相互に共通な接点
端子２６ａには可動部２８が接続されていて、接点端子
２６ｂあるいは接点端子２６ｃ何れか一方に当接され
て、第１の接点２２あるいは第２の接点２４何れか一方
を択一的に閉じるようになっている。そして、この可動
部２８は、上記制御手段から出力された動作電流が図示
されていない巻線コイルに流れると、巻線コイルの励磁
力が発生し、これによって第２の接点２４を開いて第１
の接点２２を閉じるように動作する。

【００１５】上記第２の接点２４の接点端子２６ｃに
は、上記制御部１６の動作を停止させる制御部停止回路
３０が接続されている。即ち、制御部１６はスイッチン
グ素子Ｑ１に対する制御パルスの出力動作を制御する制
御端子１６ａを備えている。この制御端子１６ａは、端
子が開放されるＨモードと、端子が短絡されるＬモード
との２モードを有し、これが何れかのモードに設定され
ることによって制御部１６が制御される。そして、この
制御端子１６ａがＬモードに設定されると、制御部１６
は制御パルスの出力動作を停止するようになっている。
この制御端子１６ａには、これを短絡あるいは開放する
制御部停止回路３０のスイッチ素子Ｑ２が接続されてい
る。このスイッチ素子Ｑ２には、抵抗Ｒ１とＲ２とＲ
３、コンデンサＣ２及びダイオードＤ３からなるドライ
ブ回路３２が接続され、スイッチ素子Ｑ２をオン／オフ
する。そして、上記第２の接点２４が閉じたとき、すな
わち、この第２の接点２４の接点状態が、第１の接点２
２がオフ状態であることを示しているときに、これを通
じてドライブ回路３２は電源供給されてスイッチ素子Ｑ
３をオンするように作動する。これによって、制御部１
６の制御端子１６ａは短絡されてＬモードに設定され
て、制御部１６による制御パルスの出力動作は停止され
る。尚、前記モードの設定においてはＨモードで制御パ
ルスの出力動作が停止されるようになっていても良い。

【００１６】以上から本実施例の作用について述べる
と、保護抵抗４に対し並列に接続される接点リレー２０
が、電源装置１０の通常動作時に何らかの原因によって
第１の接点２２がオンしなくなり、交流入力の迂回路５
が形成されなくなった際、第２の接点２４がこれに連動
してオンされる。これによって、制御部停止回路３０が
作動して、制御部１６による制御パルスの出力動作が停
止されるので、交流電源の入力は停止され、保護抵抗４
の過熱を防止することができる。

【００１７】また、上記接点リレー２０としては、図３
（ａ）及び（ｂ）に示すような接点リレー２０ａ，２０
ｂであっても良い。これらの接点リレー２０ａ，２０ｂ
では、図１に示す接点リレー２０のように第１の接点２
２と第２の接点２４とが相互に共通な接点端子２６ｃが
なく、各々全く互い独立した接点をオン／オフすること
ができるようになっている。図３（ａ）の接点リレー２
０ａは、可動部２８を接点毎に複数備え、第２の接点２
４の可動部２８ｂが第１の接点２４の可動部２８ａに連
動して動作する。つまり、第１の接点２２が開くと、こ
れに連動して第２の接点２４も開くようになっている。
他方、図３（ｂ）では、第１の接点２２及び第２の接点
２４が共に共通の単一の可動部２８ｃにより開閉され
る。つまり、第１の接点２２が開くと、これとは反対に
第２の接点２４は閉じるようになっている。

【００１８】図４は、図３（ａ）の接点リレー２０ａが
配置された電源装置１０の回路図である。この図４に示
された接点リレー２０ａの第２の接点２４は、後述する
３箇所のうち少なくとも１箇所に配置されて、上記制御
部１６の動作を停止させて電源本体１０の動作を停止さ
せる。まず、１箇所目の第２の接点２４ａは、制御部１
６の制御端子１６ａを短絡するスイッチ素子Ｑ３の制御
電圧の印加部間に配置される。そして、この第２の接点
２４ｂは、第１の接点２２の開放に連動して、閉じて短
絡していた印加部間を開放し、スイッチ素子Ｑ３をオン
させることで、制御部１６の作動を停止させる。また、
２箇所目の第２の接点２４ｂは、制御部１６に供給され
る動作電源の供給ライン１６ｂ上に配置され、第１の接
点２２の開放に応じて供給ライン１６ｂを遮断させるこ
とで、制御部１６の作動を停止させる。さらに、３箇所
目の第２の接点２４ｃは、制御部１６の制御パルスの出
力ライン１６ｃ上に配置されて、第１の接点２２の開放
に応じて出力ライン１６ｃを遮断させることで、制御部
１６の作動を停止させる。

【００１９】また、図５のように、制御部１６とスイッ
チング素子Ｑ１とがトランス１５で絶縁されている電源
装置１０ａでも、図４の回路と同様、制御端子１６ａを
短絡するスイッチ素子Ｑ４の制御電圧の印加部間に配置
された第２の接点２４ｅ、若しくは制御部１６の供給ラ
イン１６ｂ上に配置された第２の接点２４ｆ、若しくは
制御部１６の制御パルスの出力ライン１６ｃ上に配置さ
れた第２の接点２４ｇによって、制御部１６の動作停止
が可能になる。

【００２０】さらにまた、上記接点リレー２０ａの第２
の接点２４が、図６に示されているようにトランス１４
の１次側の入力ライン３４上や、または図７に示されて
いるようにトランス１４の２次側の出力ライン３６上に
配置され、上記第１の接点２２の開放に応じて各々ライ
ン３４，３６を遮断させるようにしても良い。

【００２１】また、その他、図８に示すように、本実施
例の電源装置１０の出力側に接続されて電源供給される
外部システム３８を、第２の接点２４に接続された制御
端子４０に接続して、第２の接点２４の開閉に応じてそ
の外部システム３８をオン／オフさせるようにしても良
い。

【００２２】尚、以上においては、図３（ａ）に示され
た接点リレー２０ａを備えた電源装置１０を説明した
が、図３（ｂ）に示された接点リレー１０ｂでも、第２
の接点の接点状態を反転させるようなロジック回路を付
加すれば、図３（ａ）の接点リレー２０ａの場合と同様
に動作させることができる。

【００２３】上述した電源装置１０では、接点リレー２
０に動作不良が生じた場合、電源装置１０の動作を完全
に停止させるようになっているが、このほかに、保護抵
抗４に入力される入力電流を低減制御することによっ
て、保護抵抗４の発熱を抑制し、過熱を防止するように
しても良い。

【００２４】即ち、図９に示されるように、スイッチン
グ素子Ｑ１に対し制御パルスを出力する制御部１６は、
制御パルスのパルス幅を調節できる。この制御パルスが
ある一定の幅を越えないようにその上限を定められるリ
ミット端子４２を備えている。このリミット端子４２に
は、外部から設定電圧が印加され、これに応じて上記上
限が定められるようになっている。このようなリミット
端子４２には、接点リレー２０の第２の接点２４の接点
端子２６ｃにおいて、図１の制御部停止回路３０に替え
て上限設定回路４４が接続されている。

【００２５】この上限設定回路４４では、通常動作時に
おいては、抵抗Ｒ４とＲ５との直列回路から得られる分
圧を設定電圧として上記リミット端子４２に出力するよ
うになっている。抵抗Ｒ５にはスイッチ素子Ｑ５と抵抗
Ｒ６との直列回路が並列に接続されている。スイッチ素
子Ｑ５には、図１に示されたドライブ回路３２が接続さ
れていて、第２の接点２４が閉じたとき、すなわち第２
の接点２４の接点状態が、第１の接点２２がオフ状態で
あることを示しているときに、スイッチ素子Ｑ５をオン
するようになっている。このことから、電源装置１０の
通常動作時に、第１の接点２２が何らかの事故によりオ
ンされなくなると、スイッチ素子Ｑ５がオンされて、抵
抗Ｒ５に対し抵抗Ｒ６が並列に接続される。このため、
リミット端子４２に印加される設定電圧は、抵抗Ｒ５と
Ｒ６とが合成抵抗になったために低下される。従って、
制御部１６からは、ある一定の幅を越えるような制御パ
ルスが出力されることはなく、これにより保護抵抗４に
流れる入力電流はセーブされて、保護抵抗４の過熱を防
止することができる。

【００２６】従って、接点リレー２０が、電源装置１０
の通常動作時に何らかの原因によって第１の接点２２が
オンしなくなり、交流入力の迂回路５が形成されなくな
っても、保護抵抗４に入力される入力電流が低減制御さ
れるので、保護抵抗４の過熱を防止できるつつ、限られ
た範囲内において電源装置１０を動作させることが可能
である。

【００２７】

【発明の効果】以上、実施例で説明したように本発明に
係る第１の電源装置によれば、突入電流防止用保護抵抗
の短絡に用いられるスイッチ手段が接点リレーで構成さ
れれば、保護抵抗を短絡する第１の接点として非動作時
にはオフするメーク接点を当て、かつ第１の接点の接点
状態を識別できる第２の接点を形成することができる。
これによって、電源装置の通常動作時に、第１の接点が
何らかの原因でオンしなくなってもオフ状態になるの
で、これを第２の接点の接点状態から第１の接点の識別
が可能となる。このことから、第１の接点オフ時に応じ
て電源本体の動作を停止させる停止手段を設ければ、保
護抵抗の過熱を未然に防止でき、電源装置の安全性を向
上させることができる。

【００２８】また、本発明に係る第２の電源装置によれ
ば、上記第２の接点に対し、上記停止手段に替えて、電
源本体に入力される入力電流を低減制御する制御手段を
接続すれば、電源装置の動作を全く停止させなくとも、
保護抵抗の過熱を防止でき、電源装置の安全性を向上さ
せることができる上、保護抵抗の過熱防止を図りつつ限
られた範囲内において電源装置自体を動作させることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置を示した回路図である。

【図２】図１の接点リレーを示した要部拡大図である。

【図３】（ａ）本発明の電源装置に備えられる接点リレ
ーの一例を示した模式図である。（ｂ）本発明の電源装置の備えられる接点リレーの一例
を示した模式図である。

【図４】図３（ａ）に示された接点リレーを備えた電源
装置の回路図である。

【図５】図３（ａ）に示された接点リレーを備えた電源
装置の回路図である。

【図６】図３（ａ）に示された接点リレーを備えた電源
装置の回路図である。

【図７】図３（ａ）に示された接点リレーを備えた電源
装置の回路図である。

【図８】図３（ａ）に示された接点リレーを備えた電源
装置の回路図である。

【図９】本発明に係る電源装置を示した回路図である。

【図１０】従来の電源装置の突入電流防止回路を示す回
路図である。

【図１１】従来の電源装置の突入電流防止回路を示す回
路図である。

【符号の説明】

２突入電流防止回路２４第２の接点４保護抵抗２６接点端子６スイッチ手段２８可動部１０電源装置３０制御部停止
回路１２整流回路３２ドライブ回
路１４トランス３４入力ライン１６制御部３６出力ライン１６ａ制御端子３８外部システ
ム１８出力部４０制御端子２０接点リレー４２リミット端
子２２第１の接点４４上限設定回
路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される供給電源を所望の電源に変換
して出力する電源装置本体（１０）と、該電源装置本体
（１０）の入力側に直列に接続されて電源投入時の突入
電流を抑制する保護抵抗（４）と、該保護抵抗（４）に
対し並列に接続されて突入電流入力後にオンして該保護
抵抗（４）の両端を短絡するスイッチ手段（６）とを備
えた電源装置において、該スイッチ手段（６）は、非動
作時にオフ状態となるように設定されたメーク接点であ
って動作時にはオン状態となって該保護抵抗（４）の両
端を短絡する第１の接点（２２）と、該第１の接点（２
２）における接点状態の切換動作に連動して切り換わっ
て該第１の接点（２２）と同じあるいは相反する接点状
態となる第２の接点（２４）とを備えた接点リレーで構
成されるとともに、該第２の接点（２４）には、該第１
の接点（２２）がオンしなかったときに、該電源装置本
体（１０）の動作を停止させる停止手段（３０）が接続
されていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】入力される供給電源を所望の電源に変換
して出力する電源装置本体（１０）と、該電源装置本体
（１０）の入力側に直列に接続されて電源投入時の突入
電流を抑制する保護抵抗（４）と、該保護抵抗（４）に
対し並列に接続されて突入電流入力後にオンして該保護
抵抗（４）の両端を短絡するスイッチ手段（６）とを備
えた電源装置において、該スイッチ手段（６）は、非動
作時にオフ状態となるように設定されたメーク接点であ
って動作時にはオン状態となって該保護抵抗（４）の両
端を短絡する第１の接点（２２）と、該第１の接点（２
２）における接点状態の切換動作に連動して切り換わっ
て該第１の接点（２２）と同じあるいは相反する接点状
態となる第２の接点（２４）とを備えた接点リレーで構
成されるとともに、該第２の接点（２４）には、該第１
の接点（２２）がオンしなかったときに、該電源装置本
体（１０）に入力される入力電流を低減制御する制御手
段（４４）が接続されていることを特徴とする電源装
置。
【請求項３】前記第２の接点（２４）は前記第１の接
点（２２）とは相反する接点状態に切り換わるブレーク
接点であって、前記接点リレー（２０）は該第１の接点
（２２）及び該第２の接点（２４）の何れか一方を択一
的にオン状態にする切換式の接点リレー（２０）である
ことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。