JP4214122B2 - Inrush current prevention circuit - Google Patents

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Description

本発明は、直流電源から負荷に対して電源電圧を印加するときに、電源ラインに突入電流が流れることを防止する突入電流防止回路に関する。   The present invention relates to an inrush current prevention circuit that prevents an inrush current from flowing in a power supply line when a power supply voltage is applied from a DC power supply to a load.

直流電源から供給される電源電圧(直流電圧)で駆動する機器(負荷)は、負荷変動に対する電源電圧の安定化を図るための平滑コンデンサが、電源ラインに並列に接続されている。一方、このような平滑コンデンサは、直流電源から電源電圧が印加されると、電荷の充電を完了するまでに、直流電源から平滑コンデンサの間(これを、「電源ライン」と呼ぶ)に過渡的な電流(これを、「突入電流」と呼ぶ)を流してしまう。   In a device (load) driven by a power supply voltage (DC voltage) supplied from a DC power supply, a smoothing capacitor for stabilizing the power supply voltage against load fluctuation is connected in parallel to the power supply line. On the other hand, when a power supply voltage is applied from a DC power supply, such a smoothing capacitor is transient between the DC power supply and the smoothing capacitor (this is referred to as a “power supply line”) until the charge charging is completed. Current (this is called “inrush current”).

このような突入電流は、定常的な電流よりも大きい電流であり、直流電源の動作に支障を与えてしまうため好ましくない。そこで、従来から、直流電源で駆動する機器では、前述したような突入電流が流れることを防止する突入電流防止回路が用いられている。以下、従来の突入電流防止回路について、図3を用いて説明する。   Such an inrush current is a current larger than a steady current and is not preferable because it impedes the operation of the DC power supply. Therefore, conventionally, in an apparatus driven by a DC power supply, an inrush current prevention circuit that prevents the inrush current as described above from flowing is used. Hereinafter, a conventional inrush current preventing circuit will be described with reference to FIG.

図3に示す突入電流防止回路は、直流電源と負荷の間(電源ライン)に導通素子である導通FETを接続し、導通FETのゲートソース間及びゲートドレイン間に抵抗成分と容量成分により決定される時定数τ1及びτ2に応じて充電する第1及び第2の充電回路と、を備える構成である。   The inrush current prevention circuit shown in FIG. 3 is connected by a conduction FET, which is a conduction element, between a DC power supply and a load (power supply line), and is determined by a resistance component and a capacitance component between the gate source and the gate drain of the conduction FET. And first and second charging circuits that charge in accordance with time constants τ1 and τ2.

導通FETは、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であり、直流電源に接続されるソース(直流電源端子)と、負荷に接続されるドレイン(負荷端子)と、ゲート(制御端子)と、を有し、ゲートソース間電圧に応じた抵抗値でソースとドレインとの間を導通する。   The conduction FET is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a source (DC power supply terminal) connected to a DC power supply, a drain (load terminal) connected to a load, a gate (control terminal), The source and drain are electrically connected with a resistance value corresponding to the gate-source voltage.

第1の充電回路は、導通FETのゲートソース間に接続され、充電素子であるコンデンサC1を有し、後述する抵抗R1を含む抵抗成分と、コンデンサC1を含む容量成分と、により決定される第1の時定数τ1に応じて電荷を充電する。また、第2の充電回路は、導通FETのゲートドレイン間に接続され、充電素子であるコンデンサC2を有し、後述する導通FETの内部抵抗(及び抵抗R3)を含む抵抗成分と、コンデンサC2を含む容量成分と、から決定される第2の時定数τ2に応じて電荷を充電する。   The first charging circuit is connected between the gate and source of the conducting FET, has a capacitor C1 as a charging element, and is determined by a resistance component including a resistor R1 described later and a capacitance component including the capacitor C1. Charge is charged according to a time constant τ1 of 1. The second charging circuit includes a capacitor C2 connected between the gate and drain of the conduction FET and serving as a charging element. The second charging circuit includes a resistance component including an internal resistance (and resistance R3) of the conduction FET described later, and the capacitor C2. The charge is charged in accordance with the second time constant τ2 determined from the capacitance component included.

抵抗R1及び抵抗R2は、導通FETのソースとGND間に直流電源から電源電圧が印加されたときに、各々の抵抗値に応じて電源電圧を分圧し、分圧した電圧を導通FETのゲートソース間に印加する。また、抵抗R3は、第2の充電回路の時定数τ2を調整するための抵抗である。平滑コンデンサC3は電源ラインに並列に接続され、電源ラインの電圧を平滑化する。次に、従来の突入電流防止回路の動作について詳細に説明する。   Resistor R1 and resistor R2 divide the power supply voltage according to each resistance value when the power supply voltage is applied from the DC power supply between the source of the conduction FET and GND, and the divided voltage is the gate source of the conduction FET. Apply between. The resistor R3 is a resistor for adjusting the time constant τ2 of the second charging circuit. The smoothing capacitor C3 is connected in parallel to the power supply line and smoothes the voltage of the power supply line. Next, the operation of the conventional inrush current prevention circuit will be described in detail.

導通FETのソースとGNDの間に直流電源からの電源電圧(負の直流電圧)が印加されると、導通FETのソースとGNDとの間に直列接続された抵抗R1及び抵抗R2に電源電圧が印加される。抵抗R1には、コンデンサC1が並列に接続されているため、抵抗R1の両端には、コンデンサC1の充電に応じた電圧(両端電圧)が印加される。コンデンサC1は、抵抗R1を含む抵抗成分と、コンデンサC1を含む容量成分と、により決定される時定数τ1に応じて徐々に電荷を充電する。これにより、抵抗R1に印加される両端電圧(電位差)は、電源電圧を抵抗R2との分圧比に応じて分圧した電圧になるまで、徐々に上昇する。   When a power supply voltage (negative DC voltage) is applied between the source of the conduction FET and GND, the power supply voltage is applied to the resistors R1 and R2 connected in series between the source of the conduction FET and GND. Applied. Since the capacitor C1 is connected in parallel to the resistor R1, a voltage (a voltage between both ends) corresponding to the charging of the capacitor C1 is applied to both ends of the resistor R1. Capacitor C1 gradually charges up according to a time constant τ1 determined by a resistance component including resistor R1 and a capacitance component including capacitor C1. Thereby, the both-ends voltage (potential difference) applied to resistance R1 rises gradually until it becomes the voltage which divided the power supply voltage according to the voltage dividing ratio with resistance R2.

抵抗R1は、導通FETのゲートソース間に接続されているため、抵抗R1の両端電圧(電位差)が徐々に上昇することにより、導通FETのゲートソース間電圧(電位差)が徐々に上昇する。そして、導通FETのゲートソース間電圧が徐々に上昇して導通FETのしきい値電圧を越えると、導通FETのドレインソース間が導通する。ドレインソース間が導通した導通FETは、ゲートソース間電圧の上昇に伴い導通FETの内部抵抗が徐々に低下する。   Since the resistor R1 is connected between the gate and source of the conducting FET, the voltage across the resistor R1 (potential difference) gradually increases, so that the gate-source voltage (potential difference) of the conducting FET gradually increases. When the gate-source voltage of the conducting FET gradually increases and exceeds the threshold voltage of the conducting FET, the drain-source of the conducting FET conducts. In a conducting FET in which the drain and the source are conducted, the internal resistance of the conducting FET gradually decreases as the gate-source voltage increases.

導通FETが導通することにより、抵抗R1と、コンデンサC2及び導通FETの内部抵抗(及び抵抗R3)と、が接続される。また、導通FETが導通されることにより、直流電源端子と負荷端子が内部抵抗を介して接続される。これにより、コンデンサC2及び導通FETの内部抵抗(及び抵抗R3)に、コンデンサC1に充電されている電圧が印加される。すなわち、コンデンサC1を、(充電された電圧を発生する)電源とみなすと、この電源(コンデンサC1)に、コンデンサC2及び導通FETの内部抵抗(及び抵抗R3)から構成される積分回路が接続されたことと等価となる(すなわち、第2の充電回路は、コンデンサC2及び導通FETの内部抵抗を含む積分回路である)。   When the conducting FET conducts, the resistor R1 is connected to the capacitor C2 and the internal resistance of the conducting FET (and the resistor R3). Further, when the conducting FET is conducted, the DC power supply terminal and the load terminal are connected via an internal resistor. Thereby, the voltage charged in the capacitor C1 is applied to the internal resistance (and the resistance R3) of the capacitor C2 and the conduction FET. That is, when the capacitor C1 is regarded as a power source (generating a charged voltage), an integrating circuit composed of the capacitor C2 and the internal resistance of the conduction FET (and the resistor R3) is connected to the power source (capacitor C1). (That is, the second charging circuit is an integrating circuit including the capacitor C2 and the internal resistance of the conducting FET).

従って、コンデンサC2と導通FETの内部抵抗の接続点である導通FETのドレイン電圧は、この積分回路である第2の充電回路の時定数τ2に応じて徐々に導通FETのソース電圧に収束していく。このとき、コンデンサC2は、抵抗R1に印加されている両端電圧と同じ両端電圧になるまで、導通FETの内部抵抗(及び抵抗R3)を含む抵抗成分と、コンデンサC2を含む容量成分と、により決定される第2の時定数τ2に応じて徐々に電荷を充電する。   Therefore, the drain voltage of the conducting FET, which is the connection point between the capacitor C2 and the internal resistance of the conducting FET, gradually converges to the source voltage of the conducting FET according to the time constant τ2 of the second charging circuit that is this integration circuit. Go. At this time, the capacitor C2 is determined by the resistance component including the internal resistance (and the resistance R3) of the conduction FET and the capacitance component including the capacitor C2 until the voltage across the same voltage as the voltage across the resistor R1 is applied. The electric charge is gradually charged according to the second time constant τ2.

これにより、コンデンサC2が接続された導通FETのゲートドレイン間電圧(電位差)が徐々に上昇する。コンデンサC2が電荷を充電することにより、コンデンサC2の一方の端子(抵抗R3が接続された端子)は、導通FETのゲート電圧と同じ電圧になるよう徐々に収束し、他方の端子(導通FETのソースに接続された端子)が、導通FETのソース電圧(すなわち電源電圧)と同じ電圧になるよう徐々に収束する。これにより、平滑コンデンサC3に印加される電圧が徐々に電源電圧に収束するよう電圧が印加される。   As a result, the gate-drain voltage (potential difference) of the conducting FET to which the capacitor C2 is connected gradually increases. When the capacitor C2 charges the electric charge, one terminal of the capacitor C2 (terminal to which the resistor R3 is connected) gradually converges so as to be the same voltage as the gate voltage of the conducting FET, and the other terminal (of the conducting FET). The terminal) connected to the source gradually converges so as to be the same voltage as the source voltage (ie, power supply voltage) of the conducting FET. Thereby, a voltage is applied so that the voltage applied to the smoothing capacitor C3 gradually converges to the power supply voltage.

そして、導通FETの内部抵抗は、導通FETのゲートソース間電圧(電位差)の上昇に伴い減少し(これに伴い導通FETの内部抵抗も低下するため、時定数τ2も減少し)、コンデンサC3の充電が完了し、負荷へ電源電圧が供給されているときに最も小さく(略ゼロオームに)なる。このように、従来の突入電流防止回路では、直流電源から負荷へ電源電圧を投入するときに、平滑コンデンサC3に印加する電圧を徐々に電源電圧に収束させることにより、平滑コンデンサC3への電荷の充電を徐々に行い、電源ラインに突入電流が流れることを防止している。   Then, the internal resistance of the conducting FET decreases as the gate-source voltage (potential difference) of the conducting FET increases (with this, the internal resistance of the conducting FET also decreases, so the time constant τ2 also decreases), and the capacitor C3 It becomes the smallest (approximately zero ohms) when charging is completed and the power supply voltage is supplied to the load. As described above, in the conventional inrush current prevention circuit, when the power supply voltage is applied from the DC power supply to the load, the voltage applied to the smoothing capacitor C3 is gradually converged to the power supply voltage, whereby the charge to the smoothing capacitor C3 is Charging is performed gradually to prevent inrush current from flowing through the power line.

しかしながら、従来の突入電流防止回路には、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときには、電源ラインに突入電流が流れるのを防止することが難しくなるという課題がある。これについて、以下に詳細に説明する。   However, the conventional inrush current prevention circuit has a problem that it becomes difficult to prevent an inrush current from flowing through the power supply line when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeatedly fluctuates in a short time. . This will be described in detail below.

従来の突入電流防止回路では、導通FETのソースへの電源電圧の印加がなくなると、各々の充電回路のコンデンサが放電を開始する。そして、各々のコンデンサが放電しきった(初期化された)のちに、再度、導通FETのソースに電源電圧を印加すると、突入電流防止回路は、導通FETのソースに印加された電源電圧を、導通FETのドレインに徐々に印加することにより、平滑コンデンサに突入電流が流れるのを防止することができる。   In the conventional inrush current prevention circuit, when the power supply voltage is no longer applied to the source of the conducting FET, the capacitor of each charging circuit starts discharging. After each capacitor is completely discharged (initialized), when a power supply voltage is applied to the source of the conducting FET again, the inrush current prevention circuit conducts the power supply voltage applied to the source of the conducting FET. By gradually applying to the drain of the FET, it is possible to prevent inrush current from flowing through the smoothing capacitor.

ところが、前述したような時定数τ1及びτ2は、各々の充電回路のコンデンサが徐々に充電されるように設定されているため、各々のコンデンサは、充電時と同様に徐々にしか放電できない。各々のコンデンサが放電しきれていない状態で(導通FETが導通されたままで)、再度、導通FETのソースに電源電圧を印加してしまうと、導通FETの内部抵抗が低下しているため時定数τ2が小さく、放電により電圧が降下しているコンデンサC3が、導通FETのソースに印加された電源電圧との電位差を埋めるよう急激な充電をしてしまい、電源ラインに突入電流(再突入電流)を流してしまう。   However, since the time constants τ1 and τ2 as described above are set so that the capacitors of the respective charging circuits are gradually charged, each capacitor can only be gradually discharged as in the case of charging. If each capacitor is not fully discharged (while the conducting FET is still conducting) and the power supply voltage is applied again to the source of the conducting FET, the internal resistance of the conducting FET is reduced, so the time constant Capacitor C3, where τ2 is small and the voltage drops due to discharge, suddenly charges to fill the potential difference with the power supply voltage applied to the source of the conducting FET, and inrush current (re-inrush current) enters the power supply line. Shed.

本発明の目的は、以上の課題を解決することにあり、具体的には、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときに再突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路を実現することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems. Specifically, it prevents the re-entry current from flowing when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeatedly fluctuates in a short time. The purpose is to realize an inrush current prevention circuit.

本発明は、直流電源に接続される直流電源端子と、負荷に接続される負荷端子と、制御端子と、を有し、前記制御端子に印加される電圧に応じた抵抗値で直流電源端子と負荷端子との間を導通する導通素子と、前記直流電源端子と制御端子との間に接続され、直流電源端子に直流電圧が印加されたときに、前記直流電圧に応じた電圧を抵抗成分と容量成分により決定される第1の時定数となる容量成分を有する第1のコンデンサに充電しつつ制御端子に印加する第1の充電回路と、前記制御端子と負荷端子との間に接続され、前記導通素子が導通した後に、前記第1の充電回路に充電された電圧に応じた電圧を抵抗成分と容量成分により決定される第2の時定数となる容量成分を有する第2のコンデンサに充電しつつ負荷端子に印加する第2の充電回路と、を備え、前記直流電源端子に直流電圧が印加されたときに、前記負荷端子に直流電源から供給された直流電圧を徐々に印加することにより、前記負荷端子に並列接続された平滑コンデンサに突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路であって、前記第1のコンデンサにスイッチを介して並列に接続される第1の放電抵抗を有する第1の放電回路と、前記第2のコンデンサの電荷を放電する第2の放電回路と、を備え、前記第1の放電回路は、前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないときに、前記スイッチをオンすることで前記第1の時定数を低下させて前記第1の充電回路の容量成分に充電された電圧の放電を促進させ、制御端子に印加される電圧の初期化を早めることで、再突入電流を防止することを特徴とする。 The present invention includes a DC power supply terminal connected to a DC power supply, a load terminal connected to a load, and a control terminal, and the DC power supply terminal has a resistance value corresponding to a voltage applied to the control terminal. A conductive element that conducts between the load terminal and the DC power supply terminal and the control terminal; when a DC voltage is applied to the DC power supply terminal, a voltage corresponding to the DC voltage is used as a resistance component. is connected between the first charging circuit to be applied to the control terminal while charging the first capacitor having a capacitance component as a first time constant determined by the capacity component, the control terminal and the load terminal, After the conducting element is turned on, a voltage corresponding to the voltage charged in the first charging circuit is charged into a second capacitor having a capacitance component that becomes a second time constant determined by a resistance component and a capacitance component. While applying the second to the load terminal A smoothing circuit connected in parallel to the load terminal by gradually applying a DC voltage supplied from a DC power source to the load terminal when a DC voltage is applied to the DC power terminal. An inrush current preventing circuit for preventing an inrush current from flowing through the capacitor, the first discharge circuit having a first discharge resistor connected in parallel to the first capacitor via a switch, and the second A second discharge circuit for discharging the electric charge of the capacitor, wherein the first discharge circuit turns on the switch when a DC voltage is not applied to the DC power supply terminal. Reducing the time constant of the first charging circuit to promote the discharge of the voltage charged in the capacitive component of the first charging circuit, and to accelerate the initialization of the voltage applied to the control terminal, thereby preventing the re-inrush current. Features and That.

また、前記第2の放電回路は、前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないときに、前記第2の時定数を低下させて前記第2の充電回路の容量成分に充電された電圧の放電を促進させ、負荷端子に印加される電圧の初期化を早めることが望ましい。 Further, the second discharge circuit reduces the second time constant and reduces the voltage charged in the capacitance component of the second charging circuit when no DC voltage is applied to the DC power supply terminal. It is desirable to promote discharge and accelerate the initialization of the voltage applied to the load terminal .

また、前記第2の放電回路は、前記第2のコンデンサに並列にスイッチを介して接続される第2の放電抵抗を有し、前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないとき前記スイッチをオンすることが望ましい。 The second discharge circuit has a second discharge resistor connected in parallel to the second capacitor via a switch, and the switch is turned on when a DC voltage is not applied to the DC power supply terminal. It is desirable to turn it on .

本発明によれば、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときに再突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize an inrush current prevention circuit that prevents a re-inrush current from flowing when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeatedly fluctuates in a short time.

以下、本実施形態に係る突入電流防止回路について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る突入電流防止回路の構成を表す回路図である。また、図2は、本発明の第2の実施形態に係る突入電流防止回路の構成を表す回路図である。   Hereinafter, the inrush current prevention circuit according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an inrush current preventing circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an inrush current preventing circuit according to the second embodiment of the present invention.

なお、本実施形態で説明する突入電流防止回路は、通信回線毎の複数の通信ユニットと、コネクタを介して電源ラインを共有し、通信装置本体が動作している状態で通信ユニットの挿抜をすることにより、通信回線の増設や保守等をすることができる電話交換機等の通信装置、又は、それに収容される通信ユニットに搭載されているものとする。まず、本発明の第1の実施形態に係る突入電流防止回路について図1を用いて詳細に説明する。なお、図3に示した従来回路と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。   Note that the inrush current prevention circuit described in this embodiment shares a power supply line via a connector with a plurality of communication units for each communication line, and inserts and removes the communication unit while the communication device main body is operating. Thus, it is assumed that it is mounted on a communication device such as a telephone exchange or the communication unit accommodated therein, which can add or maintain a communication line. First, the inrush current preventing circuit according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to the conventional circuit shown in FIG. 3, and description is abbreviate | omitted.

「第1の実施形態」
図1に示す突入電流防止回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときに、第1の時定数τ1を低下させ、コンデンサC1の放電を促進するための第1の放電回路と、導通FETのソースに印加された電源電圧を検出するための電圧検出回路と、を新たに備えている。
“First Embodiment”
The inrush current prevention circuit shown in FIG. 1 includes a first discharge circuit for reducing the first time constant τ1 and promoting the discharge of the capacitor C1 when the power supply voltage is not applied to the source of the conducting FET. And a voltage detection circuit for detecting a power supply voltage applied to the source of the conduction FET.

第1の放電回路は、コンデンサC1と並列に接続され、電圧検出回路で電源電圧を検出したときにオンになるスイッチSW1と、コンデンサC1に充電された電荷を放電するための放電抵抗R4と、が直列に接続されることにより構成されている。なお、抵抗R4の抵抗値は、スイッチSW1がオンしたときに第1の充電回路の時定数τ1を低下させ、コンデンサC1に充電された電荷の放電を促進させるよう、抵抗R1よりも小さい値(R1>>R4)に設定されている。   The first discharge circuit is connected in parallel with the capacitor C1 and is turned on when the power supply voltage is detected by the voltage detection circuit; the discharge resistor R4 for discharging the charge charged in the capacitor C1; Are connected in series. Note that the resistance value of the resistor R4 is smaller than the resistor R1 so as to reduce the time constant τ1 of the first charging circuit when the switch SW1 is turned on and promote the discharge of the charge charged in the capacitor C1 ( R1 >> R4).

電圧検出回路は、導通FETのソース側に接続され、導通FETのソースに印加された電源電圧を検出する。この電源検出回路は、直列接続された抵抗R6とリレーK1から構成されている。抵抗R6は、電源電圧が印加されたときに電流を流すための抵抗である。また、リレーK1は、抵抗R6に電流が流れたときに、リレーK1の接点であるスイッチSW1をオフにし、電流が流れていないときに、スイッチSW1をオンにするリレーである。   The voltage detection circuit is connected to the source side of the conduction FET and detects a power supply voltage applied to the source of the conduction FET. This power supply detection circuit is composed of a resistor R6 and a relay K1 connected in series. The resistor R6 is a resistor for allowing a current to flow when a power supply voltage is applied. The relay K1 is a relay that turns off the switch SW1, which is a contact of the relay K1, when a current flows through the resistor R6, and turns on the switch SW1 when no current flows.

これにより、本発明の第1の実施形態に係る突入電流防止回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときに、コンデンサC1に充電された電荷を即座に放電させ、導通FETのゲートソース間電圧を初期化(ゼロボルトにする)を素早くすることができる。次に、第1の実施形態に係る突入電流防止回路の動作について、詳細に説明する。   Thus, the inrush current prevention circuit according to the first embodiment of the present invention immediately discharges the charge charged in the capacitor C1 when the power supply voltage is not applied to the source of the conduction FET, The gate-source voltage can be quickly initialized (to zero volts). Next, the operation of the inrush current prevention circuit according to the first embodiment will be described in detail.

直流電源から導通FETのソースに電源電圧が印加されると、電圧検出回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていることを検出してスイッチSW1をオフにする。このとき、第1の実施形態に係る突入電流防止回路は、第1及び第2の充電回路が従来の突入電流防止回路と同様に、第1及び第2の時定数τ1及びτ2に応じて電荷の充電を徐々にすることにより、電源ラインに突入電流が流れるのを防止することができる。   When the power supply voltage is applied from the DC power source to the source of the conduction FET, the voltage detection circuit detects that the power supply voltage is applied to the source of the conduction FET and turns off the switch SW1. At this time, in the inrush current prevention circuit according to the first embodiment, the first and second charging circuits are charged in accordance with the first and second time constants τ1 and τ2, similarly to the conventional inrush current prevention circuit. By gradually charging the battery, inrush current can be prevented from flowing through the power supply line.

次に、直流電源から導通FETのソースに電源電圧が印加されなくなると、電圧検出回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないことを検出し、スイッチSW1をオンにする。前述したように放電抵抗R4は、スイッチSW1がオンしたときに、第1の時定数τ1が低下するような値に設定されている。このため、コンデンサC1は、充電したときよりも電荷を早く放電をすることができる。   Next, when the power supply voltage is no longer applied from the DC power source to the source of the conducting FET, the voltage detection circuit detects that the power source voltage is not applied to the source of the conducting FET and turns on the switch SW1. As described above, the discharge resistance R4 is set to such a value that the first time constant τ1 decreases when the switch SW1 is turned on. For this reason, the capacitor C1 can discharge electric charges earlier than when it was charged.

コンデンサC1に充電された電荷が早く放電されることにより、導通FETのゲートソース間電圧が早く低下する。導通FETは、ゲートソース間電圧が早く低下することにより、ドレインソース間の内部抵抗が早く上昇し、ゲートソース間電圧がしきい値以下になると導通しなくなる。   As the electric charge charged in the capacitor C1 is quickly discharged, the voltage between the gate and the source of the conducting FET is quickly reduced. In the conducting FET, the internal resistance between the drain and the source rises quickly due to the early drop of the gate-source voltage, and the conduction FET becomes non-conductive when the gate-source voltage falls below the threshold value.

このように導通FETのドレインソース間が導通していない状態で、再度、導通FETのソースに電源電圧を印加しても、導通FETの内部抵抗が十分に大きいため、従来の突入電流防止回路のように、平滑コンデンサC3が、導通FETのソースに印加された電源電圧との電位差を埋めるよう急激な充電をすることはない。従って、本発明の第1の実施形態に係る突入電流防止回路は、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときに再突入電流が流れるのを防止することができる。   Thus, even if the power supply voltage is applied to the source of the conducting FET again in a state where the drain and source of the conducting FET are not conducting, the internal resistance of the conducting FET is sufficiently large. As described above, the smoothing capacitor C3 is not rapidly charged so as to fill the potential difference from the power supply voltage applied to the source of the conducting FET. Therefore, the inrush current prevention circuit according to the first embodiment of the present invention can prevent re-inrush current from flowing when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeats fluctuation in a short time. .

「第2の実施形態」
第1の実施形態で説明した突入電流防止回路を、さらに改善したのが図2に示す突入電流防止回路である。第1の実施形態で説明した突入電流防止回路は、コンデンサC2については、従来と同じく充電時と放電時の時定数が同じであるため、コンデンサC2に充電された電荷は徐々にしか放電されない。そこで、第2の実施形態に示す突入電流防止回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときに、第2の時定数τ2を低下させ、コンデンサC2に充電された電荷の放電を促進することにより、突入電流防止回路の初期化をより早める構成とした。本発明の第2の実施形態に係る突入電流防止回路について、図2を用いて以下に詳細に説明する。
“Second Embodiment”
The inrush current prevention circuit shown in FIG. 2 is further improved from the inrush current prevention circuit described in the first embodiment. In the inrush current prevention circuit described in the first embodiment, the capacitor C2 has the same time constant at the time of charging and discharging as in the conventional case, so that the charge charged in the capacitor C2 is discharged only gradually. Therefore, the inrush current prevention circuit shown in the second embodiment reduces the second time constant τ2 when the power supply voltage is not applied to the source of the conduction FET, and discharges the charge charged in the capacitor C2. By promoting the configuration, the inrush current prevention circuit can be initialized more quickly. The inrush current preventing circuit according to the second embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

図2に示す突入電流防止回路は、新たに、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときの第2の時定数τ2を低下させるための第2の放電回路を備えている。第2の放電回路は、コンデンサC2と並列に接続され、電圧検出回路で電源電圧を検出したときにオンになるスイッチSW2と、コンデンサC2に充電された電荷を放電するための放電抵抗R5と、が直列に接続されることにより構成されている。なお、抵抗R5の抵抗値は、任意の設計事項であり、スイッチSW2がオンしたときに第2の充電回路の時定数τ2を低下させ、コンデンサC2に充電された電荷の放電を促進させる値に設定されている。   The inrush current prevention circuit shown in FIG. 2 newly includes a second discharge circuit for reducing the second time constant τ2 when the power supply voltage is not applied to the source of the conducting FET. The second discharge circuit is connected in parallel with the capacitor C2 and is turned on when the power supply voltage is detected by the voltage detection circuit, a discharge resistor R5 for discharging the charge charged in the capacitor C2, Are connected in series. Note that the resistance value of the resistor R5 is an arbitrary design matter, and is a value that reduces the time constant τ2 of the second charging circuit when the switch SW2 is turned on and promotes the discharge of the charge charged in the capacitor C2. Is set.

これにより、本発明の第2の実施形態に係る突入電流防止回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときに、コンデンサC2に充電された電荷を早く放電させ、突入電流防止回路の初期化をより早くすることができる。次に、第2の実施形態に係る突入電流防止回路の動作について説明する。   As a result, the inrush current prevention circuit according to the second embodiment of the present invention quickly discharges the charge charged in the capacitor C2 when the power supply voltage is not applied to the source of the conducting FET. Can be initialized more quickly. Next, the operation of the inrush current prevention circuit according to the second embodiment will be described.

直流電源から導通FETのソースに電源電圧が印加されると、電圧検出回路が導通FETのソースに電源電圧が印加されていることを検出し、スイッチSW2(及びスイッチSW1)がオフになる。このとき、第2の実施形態に係る突入電流防止回路は、第1及び第2の充電回路が従来の突入電流防止回路と同様に、第1及び第2の時定数τ1及びτ2に応じて電荷の充電を徐々にすることにより、電源ラインに突入電流が流れるのを防止する。   When the power supply voltage is applied from the DC power source to the source of the conducting FET, the voltage detection circuit detects that the power source voltage is applied to the source of the conducting FET, and the switch SW2 (and the switch SW1) is turned off. At this time, in the inrush current preventing circuit according to the second embodiment, the first and second charging circuits are charged in accordance with the first and second time constants τ1 and τ2, similarly to the conventional inrush current preventing circuit. By gradually charging the battery, inrush current is prevented from flowing through the power supply line.

直流電源から導通FETのソースに電源電圧が印加されなくなると、電圧検出回路が導通FETのソースに電源電圧が印加されていないことを検出し、スイッチSW2(及びスイッチSW1)がオンになる。前述したように放電抵抗R5は、スイッチSW2がオンしたときに、第2の時定数τ2が低下するような値に設定されている。このため、コンデンサC2は、充電したときよりも電荷を早く放電することができる。   When the power supply voltage is no longer applied from the DC power source to the source of the conducting FET, the voltage detection circuit detects that the power source voltage is not applied to the source of the conducting FET, and the switch SW2 (and the switch SW1) is turned on. As described above, the discharge resistance R5 is set to such a value that the second time constant τ2 decreases when the switch SW2 is turned on. For this reason, the capacitor C2 can discharge electric charges earlier than when it was charged.

これにより、第2の放電回路は、コンデンサC2に充電された電荷を早く放電させ、突入電流防止回路の初期化を早めることができる。従って、本発明の第2の実施形態に係る突入電流防止回路は、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときに再突入電流が流れるのを防止することができる。   As a result, the second discharge circuit can quickly discharge the electric charge charged in the capacitor C2 and accelerate the initialization of the inrush current prevention circuit. Therefore, the inrush current prevention circuit according to the second embodiment of the present invention can prevent the reinrush current from flowing when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeats fluctuations in a short time. .

以上説明したように、本実施形態に係る突入電流防止回路は、導通FETのソースに電源電圧が印加されていないときに第1の時定数τ1を低下させてコンデンサC1に充電された電荷の放電を促進する第1の放電回路と、第2の時定数τ2を低下させてコンデンサC2に充電された電荷の放電を促進する第2の放電回路と、を備えることにより、突入電流防止回路の初期化を早め、導通FETのソースに印加される電源電圧が短時間に変動を繰り返したときに再突入電流が流れることを防止することができる。   As described above, the inrush current prevention circuit according to the present embodiment reduces the first time constant τ1 when the power supply voltage is not applied to the source of the conducting FET, and discharges the charge charged in the capacitor C1. And a second discharge circuit that accelerates the discharge of the electric charge charged in the capacitor C2 by reducing the second time constant τ2, thereby providing an initial inrush current prevention circuit. It is possible to prevent the re-entry current from flowing when the power supply voltage applied to the source of the conducting FET repeatedly fluctuates in a short time.

なお、本実施形態では、電話交換機等の通信装置、又は、それに収容される通信ユニットに搭載される突入電流防止回路について説明したが、本発明の趣旨はそれに限定されるものではないことは言うまでも無い。また、本実施形態では、時定数の切り替えにリレーを使っているが、切り替え手段はリレーに限定されるものではなく、半導体スイッチであっても良い。K1と直列に外部スイッチSWを設けることにより、外部スイッチSWからリモートON/OFFさせる機能を加える事も出来る。突入電流を防止することによって導通FETにかかるストレスが小さくなり突入電流防止回路の信頼性も向上する。さらに、システム全体においても電圧の安定化、電流容量の低減という点で、信頼性が向上する。   In addition, although this embodiment demonstrated the inrush current prevention circuit mounted in communication apparatuses, such as a telephone switchboard, or the communication unit accommodated in it, it says that the meaning of this invention is not limited to it. Not too long. In this embodiment, a relay is used for switching the time constant. However, the switching means is not limited to the relay, and may be a semiconductor switch. By providing an external switch SW in series with K1, it is possible to add a function for remote ON / OFF from the external switch SW. By preventing the inrush current, the stress applied to the conduction FET is reduced, and the reliability of the inrush current prevention circuit is improved. Further, the reliability of the entire system is improved in terms of voltage stabilization and current capacity reduction.

本発明の第1の実施形態に係る突入電流防止回路を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an inrush current preventing circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る突入電流防止回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the inrush current prevention circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の突入電流防止回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional inrush current prevention circuit.

符号の説明Explanation of symbols

R1,R2,R3,R4,R5,R6 抵抗、C1,C2,C3 コンデンサ、FET 導通FET、K1 リレー。   R1, R2, R3, R4, R5, R6 resistor, C1, C2, C3 capacitor, FET conduction FET, K1 relay.

Claims (3)

直流電源に接続される直流電源端子と、負荷に接続される負荷端子と、制御端子と、を有し、前記制御端子に印加される電圧に応じた抵抗値で直流電源端子と負荷端子との間を導通する導通素子と、
前記直流電源端子と制御端子との間に接続され、直流電源端子に直流電圧が印加されたときに、前記直流電圧に応じた電圧を抵抗成分と容量成分により決定される第1の時定数となる容量成分を有する第1のコンデンサに充電しつつ制御端子に印加する第1の充電回路と、
前記制御端子と負荷端子との間に接続され、前記導通素子が導通した後に、前記第1の充電回路に充電された電圧に応じた電圧を抵抗成分と容量成分により決定される第2の時定数となる容量成分を有する第2のコンデンサに充電しつつ負荷端子に印加する第2の充電回路と、
を備え、
前記直流電源端子に直流電圧が印加されたときに、前記負荷端子に直流電源から供給された直流電圧を徐々に印加することにより、前記負荷端子に並列接続された平滑コンデンサに突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路であって、
前記第1のコンデンサにスイッチを介して並列に接続される第1の放電抵抗を有する第1の放電回路と、前記第2のコンデンサの電荷を放電する第2の放電回路と、を備え、
前記第1の放電回路は、
前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないときに、前記スイッチをオンすることで前記第1の時定数を低下させて前記第1の充電回路の容量成分に充電された電圧の放電を促進させ、制御端子に印加される電圧の初期化を早めることで、再突入電流を防止することを特徴とする突入電流防止回路。
A DC power supply terminal connected to the DC power supply, a load terminal connected to the load, and a control terminal; and a resistance value corresponding to a voltage applied to the control terminal between the DC power supply terminal and the load terminal. A conducting element that conducts between;
A first time constant that is connected between the DC power supply terminal and the control terminal and that determines a voltage corresponding to the DC voltage by a resistance component and a capacitance component when a DC voltage is applied to the DC power supply terminal ; A first charging circuit that applies to a control terminal while charging a first capacitor having a capacitance component of:
A second time is connected between the control terminal and the load terminal, and after the conducting element is turned on, a voltage corresponding to the voltage charged in the first charging circuit is determined by a resistance component and a capacitance component. a second charging circuit for applying to the load terminal while charging the second capacitor having a capacitance component is a constant,
With
When a DC voltage is applied to the DC power supply terminal, an inrush current flows through a smoothing capacitor connected in parallel to the load terminal by gradually applying a DC voltage supplied from the DC power supply to the load terminal. Inrush current prevention circuit for preventing
A first discharge circuit having a first discharge resistor connected in parallel to the first capacitor via a switch; and a second discharge circuit for discharging the charge of the second capacitor;
The first discharge circuit includes:
When a DC voltage is not applied to the DC power supply terminal, the switch is turned on to lower the first time constant and promote the discharge of the voltage charged in the capacitive component of the first charging circuit. And an inrush current prevention circuit that prevents re-inrush current by speeding up initialization of the voltage applied to the control terminal.
請求項1に記載の突入電流防止回路であって、
前記第2の放電回路は、
前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないときに、前記第2の時定数を低下させて前記第2の充電回路の容量成分に充電された電圧の放電を促進させ、負荷端子に印加される電圧の初期化を早めることを特徴とする突入電流防止回路。
The inrush current prevention circuit according to claim 1,
The second discharge circuit includes:
When a DC voltage is not applied to the DC power supply terminal, the second time constant is reduced to promote the discharge of the voltage charged in the capacitive component of the second charging circuit and applied to the load terminal. Inrush current prevention circuit characterized by speeding up initialization of voltage .
請求項に記載の突入電流防止回路であって、
前記第2の放電回路は、前記第2のコンデンサに並列にスイッチを介して接続される第2の放電抵抗を有し、前記直流電源端子に直流電圧が印加されていないとき前記スイッチをオンすることを特徴とする突入電流防止回路。
The inrush current prevention circuit according to claim 2 ,
The second discharge circuit includes a second discharge resistor connected in parallel to the second capacitor via a switch, and turns on the switch when a DC voltage is not applied to the DC power supply terminal. An inrush current prevention circuit.
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