JPH0314952Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、整流回路及びこの整流回路の出力を
平滑する平滑コンデンサを備えた電源装置に関
し、更に詳しくは、入力投入時における突入電流
を低減させた電源装置に関するものである。

（従来技術） スイツチングレギユレータ等に用いられる、交
流入力を直接整流、平滑する形の整流平滑回路で
は、入力投入時に平滑コンデンサを充電するため
の大電流（突入電流）が流れ、これが問題とな
る。

第７図は、このような突入電流の対策を施した
従来の電源装置の構成接続図である。図におい
て、BRは交流信号VACを整流する整流回路、C₁
は平滑用コンデンサ、１は平滑用コンデンサC₁
の両端に得られた直流電圧Vcを入力とするDC／
DCコンバータ、R₁は整流回路BRと平滑コンデ
ンサＣ１との間に直列に挿入した突入電流制限用
抵抗、S₁は抵抗Ｒ１と並列に接続したサイリスタ
等のスイツチ素子、２はこのスイツチ素子S₁、及
びDC／DCコンバータ１の制御回路、OPは電圧
比較器で、平滑コンデンサC₁の両端に得られる
直流電圧V_Cを抵抗Ｒ２，Ｒ３で分割した電圧Vd
と、基準電圧Vr₁とを比較し、その比較結果を制
御回路２に出力させている。

第８図は、第７図装置の動作波形図である。イ
は整流回路BRに印加される交流信号VACの波形
である。制御回路２は、はじめにスイツチ素子Ｓ
１をオフとするように制御しており、交流信号
VACが投入された時点Ａ付近では、抵抗R₁で制
限されたロに示すような電流I₁が給電回路（整流
回路を含む入力側回路）に流れる。電流I₁の振幅
は抵抗R₁の値で調整される。平滑コンデンサC₁
には、はじめ抵抗R₁によつて制限された電流I₁が
流れて充電され、その両端にハに示すように徐々
に増大する直流電圧V_Cを発生する。

電圧比較器OPは、分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧
された電圧Vdと基準電圧Vr１とを比較してお
り、コンデンサC₁の両端電圧V_Cが所定の電圧
VTHに達した時点Ｂで、その出力を反転し、制
御回路２は、この時点Ｂでスイツチ素子S₁を導通
させる。

スイツチ素子Ｓ１が導通すると、今度は、この
スイツチ素子Ｓ１を介して平滑コンデンサＣ１に
電流I₂が流れ、この平滑コンデンサC₁が充電され
る。この時点での充電電流I₂は、平滑コンデンサ
C₁の両端電圧V_C（＝VTH）と、入力交流信号の
波高値V_Pとの差で決まる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、このような従来装置においては、ス
イツチ素子Ｓ１をオンとした時流れる充電電流I₂
は、整流回路BRを構成しているダイオード及び
スイツチ素子Ｓ１の順方向インピーダンス（これ
らの値は通常１Ω前後である）等によつて制限さ
れるだけで、その値は大きい。特に、入力電圧範
囲が広い電源では、所定電圧VTHは最低入力電
圧をもとに設定してあり、それ故に入力電圧が高
くなるに従い充電電流I₂は増大し、給電系に影響
を与えるという問題点がある。

本考案は、従来装置におけるこのような問題点
に鑑みてなされたもので、その目的は、入力電圧
が高い時においても、入力投入時の突入電流を小
さく抑えることのできる広入力電圧範囲の電源装
置を実現しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、整流回
路、この整流回路の出力を平滑するコンデンサ、
前記コンデンサと回路を成す入力回路側に挿入接
続した突入電流制限用の抵抗、この抵抗と並列に
接続したスイツチ素子、前記整流回路の出力を入
力し当該入力電圧の波高値が所定値より低い場合
一定な値の基準電圧を発生し波高値が所定値より
大きい場合この波高値に応じた値の基準電圧を発
生する基準電圧発生回路、この基準電圧発生回路
から出力される基準電圧と前記平滑コンデンサに
得られる電圧との比較結果に応じて前記スイツチ
素子のオン、オフを制御する制御回路を備えた構
成される。

（実施例） 第１図は、本考案に係る装置の一例を示す構成
接続図である。この図において、第７図従来装置
の各部分に対応する部分には同一符号を付して示
す。本考案装置においては、整流回路BRで整流
された整流信号を入力し、交流信号VACの波高
値V_Pに対応した基準電圧Vroを作る基準電圧発
生回路３を設け、電圧比較器OPは、平滑コンデ
ンサC₁の両端電圧V_Cと基準電圧発生回路３から
の基準電圧Vr０とを比較し、制御回路２はこの
電圧比較器OPからの信号に基づいて、スイツチ
素子Ｓ１を制御するように構成したものである。

第２図は、基準電圧発生回路３から出力される
基準電圧Vr０とそこに入力される信号の波高値
V_Pとの関係を示す線図である。

入力電圧の波高値V_Pが、動作可能な最低入力
電圧の波高値V_P０より低い状態では、一定な基
準電圧V₁を発生し、V_PがV_P０を越えると、V_Pの
増加に応じて増大する(1)式で示される基準電圧
Vr０を発生する。

Vr0＝Ｋ（V_P−V₁） (1) ただし、Ｋ：定数 第３図及び第４図は、基準電圧発生回路３の具
体的接続例を示す構成接続図である。

第３図の実施例では、ダイオードＤ３、コンデ
ンサＣ２で入力電圧（整流回路BRの出力）の波
高値VPを取り出し、これをツエナーダイオード
Ｄ６（ツエナー電圧V_D６）を介して抵抗Ｒ４，
Ｒ５で分割して、(2)式に示すようにV_Pに対応し
た電圧Vr２を得る。ここでC₂はC₁に比べて十分
小さく、これへの突入電流は問題とならない。

Vr2＝（V_P−V_D6）・R4／R5＋R4） (2) この電圧Vr２はダイオードＤ４を介して電圧
比較器OPの一方の入力端（−）に印加される。
Vr１は第２図における一定電圧V₁に相当する基
準電圧であり、ダイオードＤ５を介して、電圧比
較器OPの一方の入力端（−）に印加される。

ダイオードＤ４，Ｄ５は、電圧Vr１、電圧Vr
２のいずれか高い方の電圧を取り出すものであつ
て、電圧比較器OPの一方の入力端（−）には、
V_Pに応じて、第２図に示すような特性の基準電
圧Vr０が印加される。

第５図は、第３図装置の動作を説明するための
波形図で、イは、入力交流信号V_AC、ロは給電回
路に流れる電流、ハは平滑コンデンサC₁の両端
に得られる電圧V_CのR₂，R₃での分割値Vdをそれ
ぞれ示す。イ〜ハにおいて、実線は入力交流信号
が小さく、従つて、波高値V_P1が小さい場合であ
り、破線は入力交流信号が大きく、従つて、波高
値V_P2が大きい場合である。

入力交流信号VACが小さい場合（波高値V_P1）、
基準電圧発生回路３からは、一定電圧V₁が出力
され、この一定電圧V₁とハの実線に示す電圧V_C
に比例した電圧Vdが電圧比較器OPで比較され、
制御回路２はこの電圧比較器OPの出力に基づい
て、スイツチ素子Ｓ１を制御する。すなわち、
Vd＜V₁の間（T₁）は、スイツチ素子Ｓ１をオフ
とし、抵抗Ｒ１が回路に挿入されて、突入電流を
ロの実線に示すように小さな値に制限する。Vd
＞V₁となると、スイツチ素子Ｓ１をオンとし、
回路電流I₁をスイツチ素子S₁を介して流す。

入力交流信号V_ACが大きい場合は、基準電圧発
生回路３からは、波高値V_P2に対応した基準電圧
Vr２が出力される。この結果、制御回路２は、
スイツチ素子Ｓ１をVd＜Vr２の間（T₂）オフと
し、この間抵抗Ｒ１によつて突入電流をロの破線
に示すように小さな値に制限する。

ここで、基準電圧発生回路３からの基準電圧が
変化しないものとすれば、ハのＣ時点でスイツチ
素子S₁がオンとなり、ロの一点鎖線に示すような
大きな突入電流が流れることとなる。

第４図の実施例では、第３図装置において、抵
抗Ｒ５に並列にトランジスタＱ１を接続し、この
トランジスタQ₁を、制御回路２からの信号によ
り、V_Cが上昇していつて電圧比較器OPの出力が
反転した時点でオンとし、基準電圧がＶ１に低下
するように構成したものである。

第６図は、第４図装置の動作波形図で、イは入
力交流信号V_AC、ロは平滑コンデンサＣ１の両端
電圧V_Cの分割値Vdの信号波形を示す。

入力投入時のスイツチ素子Ｓ１の動作は、第３
図装置と同様であるが、スイツチ素子S₁をオンと
した以後は、基準電圧発生回路３からの基準電圧
はV₁になる。入力交流信号VACが、イに示すt₂
の時点で、例えば停電となると、V_Cは徐々に低
下する。第３図装置においては、ロにおいて、t₃
の時点（Vd≦Vr２）で停電と判断するが、第４
図装置では、t₄の時点（Vd≦V₁）で停電と判断
するようにしている。

なお、上記の実施例では、スイツチ素子として
サイリスタを使用した場合を示したが、他のスイ
ツチ素子を用いてもよい。また入力電圧に比例し
た基準電圧Vr２の発生は他に入力電圧の波高値
に対応する電圧が得られていれば、そこから作り
出しても良い。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、入力電
圧が高い場合（波高値が高い）でも、入力投入時
の突入電流を小さく抑えることのできる広い入力
電圧範囲の電源装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る装置の一例を示す構成
接続図、第２図は第１図装置における基準電圧発
生回路の特性を示す線図、第３図及び第４図は基
準電圧発生回路の具体的接続例を示す構成接続
図、第５図は第３図装置の動作波形図、第６図は
第４図装置の動作波形図、第７図は従来装置の構
成接続図、第８図はその動作波形図である。 BR……整流回路、C₁……平滑コンデンサ、Ｒ
１……抵抗、１……DC／DCコンバータ、２……
制御回路、３……基準電圧発生回路、OP……電
圧比較器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 整流回路、この整流回路の出力を平滑するコ
   ンデンサ、前記コンデンサと回路を成す入力回
   路側に挿入接続した突入電流制限用の抵抗、こ
   の抵抗と並列に接続したスイツチ素子、前記整
   流回路の出力を入力し当該入力電圧の波高値が
   所定値より低い場合一定な値の基準電圧を発生
   し波高値が所定値より大きい場合この波高値に
   応じた値の基準電圧を発生する基準電圧発生回
   路、この基準電圧発生回路から出力される基準
   電圧と前記平滑コンデンサに得られる電圧の比
   較結果に応じて前記スイツチ素子のオン、オフ
   を制御する制御回路とを備えた電源装置。 (2) 基準電圧発生回路はスイツチ素子がオフから
   オンに制御された後出力基準電圧を元の一定な
   値の基準電圧に戻すように構成されている実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の電源装置。