JP3841193B2 - 電流制限機能を備えた電源装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、突入電流を防止し得る電流制限機能を備えた電源装置および電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電源装置を含む電子機器をコネクタのような電気接続器により入力電源系統に接続する場合、電子機器の入力側キャパシタンスに突入電流が流れないように、種々の方法によって突入電流を抑制することにより、電気接続器の接点の損傷防止、半導体素子などの破壊の防止、及び入力電源系統への悪影響の低減などを図っている。
【0003】
現在、通信用装置などで用いられている簡便な突入電流抑制方法として、長さの違うコネクタピンによる接触時間差、つまり接続時間差を利用する方法がある。図2は、このような従来の接続構成(特開平7−269200)について説明するものであり、オンボード電源のような電源は主回路11の一端に固定された接触時間差機能を備えた特殊なプラグコネクタをレセプタクルコネクタ(図示せず)に接続することによって他機器と接続される。一般にプラグコネクタCNTとレセプタクルコネクタとで電気接続器を構成する。接触時間差機能を備えた電気接続器のプラグコネクタCNTは長ピン1と、中ピン2と、一対の短ピン3および4を有している。中ピン2は抵抗のような電流制限手段5を通して受電電圧を受けるコネクタピンとなり、その他端は主回路11の受電端子T1に接続され る。長ピン1は接地電圧に接続される接地コネクタピンとなり、その他端は主回路11の接地他端T2に接続される。そして短ピン3は受電電圧に接続される受 電コネクタピンとなり、その他端は電流制限手段の一端aに接続される。
【0004】
また他方の短ピン4は受電端子T1に接続された主回路11の起動用スイッチ としてのMOSFET9のゲート端子に接続される。なお、図中7、8は抵抗、6はコンデンサ、10は主回路用入力コンデンサである。
【0005】
このような構成の電源装置において、まずG端子1(長ピン)が接続され、その後−48V端子2(中ピン)が接続されると、入力コンデンサ10、入力ラインスイッチFET9のドレイン・ソース間の寄生容量、並びに抵抗5を介して瞬時に突入電流が流れ込む。この電流のピーク値は入力電圧と抵抗5で決まる。入力コンデンサ10の電圧が上昇し、充電は完了する。その後、遅れて短ピン4と短ピン3が接続されると、抵抗5が短絡された状態で入力ラインスイッチFET9がオンし、主回路11が動作する。
【0006】
このような従来装置においては、−48V端子3が接続された後に端子4が接続されれば問題ないが、2つの短ピンは同じ長さなので、端子4が−48V端子3よりも先に接続された場合、抵抗8と抵抗7とコンデンサ6からなる時定数でコンデンサ6に充電され、コンデンサ6の電位がFET9のしきい値電圧(約3V)になるとFET9はオンし、主回路11が動作を開始して、出力電力に必要な入力電流が流れ込む。その際、端子4が接続されてから、−48V端子3が接続されるまでの間、抵抗5に流れる入力電流による電圧降下が発生するため、主回路11の動作が不安定となる。又電気接続器は、入力プラス端子1と入力ラインスイッチFET9用制御端子4、及び入力電流制限抵抗付き入力マイナス端子2と入力電流制限抵抗なし入力マイナス端子3の4本の端子(コンタクト)を要し、三本型のコンタクトには適用できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のものはコンタクトの接続操作時に主回路11の動作不安定となる場合があり、又コンタクトは4本を必要とし、三本コンタクトには適用できない。
【0008】
本発明は、三本のみのコネクタを備えた電気接続器を通じて受電する電力が動作する電源装置であって主回路への電流制限手段の安定した投入及び開放と活線挿入時の主回路の発振状態を防止した安定した運転及び停止を図った電源装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述のような問題を解決するため、請求項1の発明は、主回路と、該主回路に第1の受電電圧を選択的に接続する第1の長コンタクトと、該第1の長コンタクトの接続に遅れて電流制限手段を介して第2の受電電圧を該主回路に選択的に接続する第2の中コンタクトと、該主回路に第2の中コンタクトの接続に遅れて、第2の受電電圧を選択的に接続する第3の短コンタクトと、該第1の長コンタクトと第2の中コンタクトの間に接続され、該第2の中コンタクトが接続されてから該第3の短コンタクトが接続されるまでの間、該主回路の動作を停止状態に保持するラッチ手段を備えたことを特徴とする電流制限機能を備えた電源装置を提供する。
【0010】
【実施例】
図1は本発明の一実施例回路図で従来例と同一符号は同等部分を示す。本発明の電気接続器は長ピン(コンタクト)1と中ピン2と短ピン3の長、中、短の三本のコンタクトを備えており、長ピン1の他端は主回路11の受電端子T2に接 続され、中ピン2は電流制限抵抗5を介して他方の受電端子T1に接続される。 また、短ピン3の他端は電流制限抵抗5の一端aに接続される。次にLAHは本発明の要部を構成するラッチ手段で長ピン1と中ピン2との間に接続されている。17及び、15は夫々ベースとコレクタが共通接続されたPNP形トランジスタ及びNPN形トランジスタで、トランジスタ17のエミッタは長ピンを介して第1の受電電圧端に接続され、そのコレクタは抵抗18及び16を介して中ピン2に接続された電流制限抵抗5の一端aに接続されている。
【0011】
トランジスタ15のコレクタは抵抗14を通してトランジスタ17のベースに接続され、エミッタは電流制限抵抗5の他端bに接続されている。20は主回路を運転又は動作停止せめるスイッチとしてのトランジスタでそのベースは抵抗19を介してトランジスタ17のコレクタ端に接続され、コレクタ、エミッタは端子T3、端子T1間に接続されている。
【0012】
この実施例の動作は、先ず端子1が接続され、その後−48V端子2が接続されると、入力コンデンサ10、抵抗5を介して突入電流が流れ込む。この電流のピーク値は入力電圧と抵抗5で決まる。
これと同時に、トランジスタ17のベース電流が抵抗14、抵抗12を介してコンデンサ13を充電すべく電流を流し、トランジスタ17はコレクタ電流を流す。
このコレクタ電流は抵抗18、抵抗5に流れると共に、抵抗16を介してトランジスタ15にベース電流を流す。
また、抵抗19を介してトランジスタ20にベース電流を流すことで、トランジスタ20をオンし、主回路11への受電電圧を短絡又は、開放し該主回路11を動作停止状態とさせることができる。ここで抵抗18と抵抗5の比はトランジスタ15に十分なベース電流を流せるように設定する必要がある。
トランジスタ15がオンすると、コンデンサ13に充電されていた電荷を抵抗12を介し放電させると共に、抵抗14を介し、トランジスタ17のベース電流を流し、トランジスタ17はオン状態を維持する。(ラッチ状態)
この状態により、主回路11は−48V端子2が接続されてから、−48V端子3が接続されるまでの間、動作することはない。
【0013】
その後、−48V端子3が接続されると、抵抗5は−48V端子3を介して外部で短絡される。
これにより、トランジスタ17より抵抗18、抵抗16を介して流れ込んでいたトランジスタ15のベース電流は、すべて−48V端子3へ流れ込み、トランジスタ15はオフする。
これによりトランジスタ17のベース電流は抵抗14、抵抗12を介しコン デンサ13に、その時定数で再び充電を開始する。その後、コンデンサ13への充電電流が減少してくると、トランジスタ17がオン状態を保持できなくなりオフし、トランジスタ17のコレクタの電位はローレベル(−48V)となる。
このため、トランジスタ20はオフし、主回路11が動作を始める。この時には既に抵抗5は短絡されているため、主回路11の入力電流は−48V端子3を流れ、従来の問題点(不安定動作)は解決される。
【0014】
即ち、長ピン1、中ピン2及び短ピン3の全てのコンタクトが接続された後、時定数回路の抵抗12、14及びコンデンサ13の時定数の設定によりトランジスタ17は所定時間オン状態を保つ。従ってこの時定数の調整によりスイッチ20を介して主回路の動作開始時期を任意に設定できる。又、ツェナーダイオード21は主回路11が動作開始後、入力電圧が変動(上昇)した場合にトランジスタ17の誤動作(オン)による主回路の運転停止等を防止する。
又、抵抗12はトランジスタ15がオンする際に、コンデンサ13の放電電流を制限するためのもの。
トランジスタ20の代わりにフォトカプラ等で主回路11の絶縁制御も可能である。
【0015】
本発明の特徴は、入力電流制限抵抗5を用いて突入電流を抑制すると共に、その状態を維持する回路と主回路11の制御をする回路を持ち、−48V端子3の接続により前記回路の維持を解除して、任意の時定数後に主回路11の動作を開始させる。
入力に使用するピン長・中・短の3本で構成でき、尚かつ、端子接続作業の途中であっても主回路11が発振状態とならない。
コンデンサ13の接続により、トランジスタ17を瞬時オンさせることができ、入力電流制限のラッチ回路を構成した。またその後トランジスタ15のオンにより、前記瞬時オン時に蓄えられたコンデンサ13の電荷を放電させることができる。
−48V3端子を接続することで、ラッチ回路が解除される。
トランジスタ17のコレクタに主回路11の動作を制御する回路を接続することで、抵抗5が入力ライン上に入ったまま主回路が動作することはない。
抵抗12と抵抗14とコンデンサ13の定数選定により、−48V端子3が接続されてから主回路11が動作するまでの時間を任意に選択できる。
【0016】
【発明の効果】
本発明は、三本のみコンタクトを備えた電気接続器を通じて受電する電力で動作する電源装置であって主回路への電流制限手段の安定した投入及び開放と活線挿入時の主回路の発振状態を防止した安定した運転及び停止を図った電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図2】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
CNT プラグコネクタ
1 長コンタクト(ピン)
2 中コンタクト(ピン)
3,4 短コンタクト(ピン)
5 電流制限抵抗
LAH ラッチ手段
9 MOSFET
10 入力コンデンサ
11 主回路
12 抵抗
13 コンデンサ
15,17 トランジスタ
20 スイッチ(トランジスタ)
21 ツェナーダイオード
Claims (6)
- 主回路と、該主回路に第1の受電電圧を選択的に接続する第1の長コンタクトと、該第1の長コンタクトの接続に遅れて電流制限手段を介して第2の受電電圧を該主回路に選択的に接続する第2の中コンタクトと、該主回路に第2の中コンタクトの接続に遅れて、第2の受電電圧を選択的に接続する第3の短コンタクトと、該第1の長コンタクトと第2の中コンタクトの間に接続され、該第2の中コンタクトが接続されてから該第3の短コンタクトが接続されるまでの間、該主回路の動作を停止状態に保持するラッチ手段を備えたことを特徴とする電流制限機能を備えた電源装置。
- 該第3の短コンタクトの接続によりラッチ手段を解放するようにしたことを特徴とする請求項1の電流制限機能を備えた電源装置。
- 互いにベースとコレクタが共通接続された第1のトランジスタと第2のトランジスタを有し、該第1のトランジスタのエミッタは、第1の受電電圧端に接続され、コレクタは第2の受電電圧端の電流制限手段の一端に接続され、又、第2のトランジスタのエミッタは該第2の受電電圧端の電流制限手段の他端に接続され、且つ該第1のトランジスタと連動して該主回路を運転又は停止せしめるスイッチより成るラッチ手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2の電流制限機能を備えた電源装置。
- 該第1のトランジスタのエミッタと第1の受電電圧端にツェナーダイオードを接続したことを特徴とする請求項3の電流制限機能を備えた電源装置。
- 該第2のトランジスタのエミッタ、コレクタ間に並列に時定数回路を設けたことを特徴とする請求項3又は請求項4の電流制限機能を備えた電源装置。
- 該スイッチとしてホトカプラーを用いたことを特徴とする請求項3、請求項4又は請求項5の電流制限機能を備えた電源装置。
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