JP6202186B2 - 充電電流制御回路、および充電電流制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る充電電流制御回路100を含む交流直流変換回路の回路図である。
最初に、電源投入時における充電電流制御回路100の動作を説明する。
図1に示される交流直流変換回路において、ダイオードブリッジDbが、第1スイッチング素子SCR1を経由して、平滑コンデンサCsを充電している時に、交流電圧Vinの供給が一時的に遮断されると、その遮断時間に亘り、平滑コンデンサCsが蓄積する電荷は、負荷(図示せず)への放電により減少し、平滑コンデンサCsの電圧は低下する。その後、交流電圧Vinの供給が再開された時に、充電電流制御回路100の第1スイッチング素子SCR1が導通状態を維持していると、ダイオードブリッジDbから、第1スイッチング素子SCR1を経由して、平滑コンデンサCsへ突入電流が流れる。従って、ダイオードブリッジDbが直流電圧の出力を停止した場合、その後の交流電圧Vinの供給再開に備え、第1スイッチング素子SCR1を速やかに非導通状態に設定する必要がある。
充電電流制御回路100は、タイミング制御回路10が出力する導通制御信号Sgに基づき、ダイオードブリッジDbが出力する直流電圧を平滑コンデンサCsへ供給する導通経路を、制限抵抗Rpから第1スイッチング素子SCR1へ切り替える。この導通経路の切り替えは、抵抗および容量の値で定まる時定数で変化する導通制御信号Sgに基づき行われる。構造が複雑なインダクタを使用する従来の一般的な構成に代えて、抵抗や容量という小型の電子部品で構成することで、充電電流制御回路の小型化・低価格化が実現される。
図2は、実施の形態2に係る充電電流制御回路200を含む交流直流変換回路の回路図である。
交流電圧Vinが印加されたダイオードブリッジDbは、制限抵抗Rpを経由して、平滑コンデンサCsの充電を開始する。タイミング制御回路10のノードN1およびノードN2間には、制限抵抗Rpの両端に発生する電圧が印加され、タイミング制御回路10には、第1電圧クランプ素子Znr1でクランプされたノードN1の電圧が印加される。
充電電流制御回路100の第2スイッチング素子SCR2として、サイリスタよりスイッチング速度が高速な電界効果トランジスタFETを適用することで、第1スイッチング素子SCR1の導通状態の切り替え速度を、より高速化することが可能となる。
図3は、実施の形態3に係る充電電流制御回路300を含む交流直流変換回路の回路図である。
充電電流制御回路100の第2スイッチング素子SCR2として、サイリスタよりスイッチング速度が高速なバイポーラトランジスタTR1を適用することで、第1スイッチング素子SCR1の導通状態の切り替え速度を、より高速化することが可能となる。
図4は、実施の形態4に係る充電電流制御回路400を含む交流直流変換回路の回路図である。
充電電流制御回路400が備えるタイミング制御回路20によれば、ノードN1の電圧が上昇している場合に、ノードN1およびノードN2間の導通経路を、制限抵抗Rpから第1スイッチング素子SCR1へ、より速やかに切り替えることが可能となる。
図5は、実施の形態5に係る充電電流制御回路500を含む交流直流変換回路の回路図である。
図6は、実施の形態6に係る充電電流制御回路600を含む交流直流変換回路の回路図である。
図7は、実施の形態1〜6のいずれかに係る充電電流制御回路を搭載した充電電流制御装置の斜視図である。
Claims (7)
- 整流回路で充電される平滑コンデンサの充電電流を制御する充電電流制御回路であって、
前記整流回路の出力電圧が印加される第1ノードと、
前記平滑コンデンサの正極と接続される第2ノードと、
前記第1ノードおよび前記第2ノードに、それぞれ、第1電極および第2電極が接続される第1スイッチング素子と、
第3電極が前記第1ノードと電気的に接続され、第4電極が前記第1スイッチング素子の第1制御電極と接続される第2スイッチング素子と、
前記第2スイッチング素子の前記第3電極、および前記第2ノード間に接続され、前記第2スイッチング素子の第2制御電極へ導通制御信号を出力するタイミング制御回路と、
を備え、
前記タイミング制御回路は、
前記第1ノードに印加された電圧で充電される第1タイミング容量と、
前記第1タイミング容量の蓄積電荷を放電する第1放電抵抗と、
前記第1放電抵抗と前記第2ノード間の接続を制御する放電スイッチと、
前記第1ノードに印加された電圧で充電される第2タイミング容量と、
前記第2タイミング容量と並列に接続され、前記第2タイミング容量の蓄積電荷を放電する第2放電抵抗と、を含み、
前記タイミング制御回路は、前記第1タイミング容量の電圧に基づき、前記導通制御信号を生成するように構成され、
前記導通制御信号の値が、前記第2スイッチング素子の閾値電圧以上になると、前記第2スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子は、非導通状態から導通状態に変化し、
前記導通制御信号の値が、前記第2スイッチング素子の前記閾値電圧未満になると、前記第2スイッチング素子、および前記第1スイッチング素子は、導通状態から非導通状態に変化し、
前記第2タイミング容量の電圧が所定電圧以上になると、前記放電スイッチは、導通状態から非導通状態に変化し、
前記第2タイミング容量の電圧が前記所定電圧未満になると、前記放電スイッチは、非導通状態から導通状態に変化する、充電電流制御回路。 - 前記第2スイッチング素子の前記第3電極、および前記第2ノード間に接続される電圧クランプ素子を、さらに備え、
前記電圧クランプ素子は、前記第2スイッチング素子の前記第3電極と前記第2ノード間の電圧を、所定の電圧にクランプする、請求項1に記載の充電電流制御回路。 - 前記第1スイッチング素子、および前記第2スイッチング素子は、サイリスタであり、
前記第1スイッチング素子の前記第1電極、前記第2電極、および前記第1制御電極は、それぞれ、アノード、カソード、およびゲートであり、
前記第2スイッチング素子の前記第3電極、前記第4電極、および前記第2制御電極は、それぞれ、アノード、カソード、およびゲートである、請求項1に記載の充電電流制御回路。 - 前記第1スイッチング素子は、サイリスタであり、
前記第2スイッチング素子は、電界効果トランジスタであり、
前記第1スイッチング素子の前記第1電極、前記第2電極、および前記第1制御電極は、それぞれ、アノード、カソード、およびゲートであり、
前記第2スイッチング素子の前記第3電極、前記第4電極、および前記第2制御電極は、それぞれ、ドレイン、ソース、およびゲートである、請求項1に記載の充電電流制御回路。 - 前記第1スイッチング素子は、サイリスタであり、
前記第2スイッチング素子は、バイポーラトランジスタであり、
前記第1スイッチング素子の前記第1電極、前記第2電極、および前記第1制御電極は、それぞれ、アノード、カソード、およびゲートであり、
前記第2スイッチング素子の前記第3電極、前記第4電極、および前記第2制御電極は、それぞれ、コレクタ、エミッタ、およびベースである、請求項1に記載の充電電流制御回路。 - 充電電流制御装置であって、
第1端子、第2端子、および配線基板を備え、
前記配線基板には、請求項1に記載の充電電流制御回路が搭載され、
前記第1端子、および前記第2端子は、それぞれ、前記第1ノード、および前記第2ノードと接続される、充電電流制御装置。 - 前記配線基板には、さらに、前記第1端子および前記第2端子間に接続された制限抵抗が搭載される、請求項6に記載の充電電流制御装置。
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