JPH04331419A - 突入電流防止回路を備えた回路ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突入電流防止回路を備
えた回路ユニットに関し、特に本体装置の電源が、電源
端子から電源供給用スイッチング素子を介して負荷と電
源バイパスコンデンサとの並列回路に加えられ、かつこ
の電源印加時の電源供給用スイッチング素子の動作に所
定の時定数を与えるための制御用コンデンサが電源端子
に接続されている突入電流防止回路を備えた回路ユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電源が常時入っているコンピュ
ータ本体などの本体装置に各種の回路ユニットを接続す
る際、この回路ユニットの負荷に本体装置側の電源が瞬
時に加わると突入電流が発生するので、当該電源が負荷
に対して瞬時に加わるといったことのないように、突入
電流防止回路を回路ユニット中に設けている。

【０００３】図８を用いて、従来の突入電流防止回路を
備えた回路ユニットを説明する。図において、８０は回
路ユニット，８１は電源端子，８２は接地端子，８３は
制御用コンデンサ，８４は充電用抵抗、８５および８６
は電源供給用スイッチング素子を構成するトランジスタ
，８７は負荷，８８は電源バイパスコンデンサ，９０は
コンピュータ本体などの本体装置をそれぞれ示している
。

【０００４】ここで、回路ユニット８０を本体装置９０
に接続し、電源端子８１を介して本体装置９０からの電
源電圧が加えられると充電用抵抗８４を介して制御用コ
ンデンサ８３が徐々に充電されてトランジスタ８６のベ
ース電位が上昇していく。そのため、トランジスタ８６
およびトランジスタ８５のコレクタ・エミッタ間のイン
ピーダンスが低くなっていき、トランジスタ８５のコレ
クタ電流および負荷電圧が徐々に増加することになる（
図９参照）。

【０００５】そして、この回路ユニット８０を取り外し
て本体装置９０から電源端子８１への電源電圧の供給が
なくなると、制御用コンデンサ８３および電源バイパス
コンデンサ８８はそれぞれ放電動作を行なうことになる
。なお、この電源端子８１への電源電圧の供給がなくな
った状態では負荷８７側からの逆方向電流がトランジス
タ８５ー制御用コンデンサ８３に流れて、制御用コンデ
ンサ８３の電圧は負荷８７の電圧よりも小さな値になる
。

【０００６】また、このときの放電時定数は、電源バイ
パスコンデンサ８８のほうが制御用コンデンサ８３より
も小さいので、電源バイパスコンデンサ８８の放電が終
了しても制御用コンデンサ８３は放電動作中といった期
間が生じ、この間に電源端子８１が本体装置９０の対応
端子に再び接触したりすると、制御用コンデンサ８３の
残留電圧のためにコレクタ・エミッタ間インピーダンス
が低いままのトランジスタ８５に対して電源電圧が供給
され、再突入電流が発生することになる（図１０参照）
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の突
入電流防止回路では、回路ユニット８０を本体装置９０
から取り外した後の前記期間内に当該回路ユニットの電
源端子８１が本体装置側の対応端子に再び接触すると、
トランジスタ８５のコレクタ・エミッタ間インピーダン
スについての制御用コンデンサ８３による本来の制御が
行なわない状態で、放電済の電源バイパスコンデンサ８
８に本体装置９０から供給されることになって図１０に
示すような再突入電流が発生するという問題点があった
。

【０００８】そこで、本発明では、従来の回路ユニット
における突入電流防止回路の制御用コンデンサに、当該
回路ユニットの本体装置からの離脱に伴う電位変化を検
出して導通状態となる放電用スイッチング素子を接続す
ることにより、制御用コンデンサの放電時定数が電源バ
イパスコンデンサの放電時定数よりも小さくなるように
して、再突入電流が発生しないようにすることを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路ユニット
の電源端子が本体装置の対応端子から離脱した後で両者
が再接触するような場合にも、制御用コンデンサの所定
の放電動作が確実に行なわれるようにしたものである。

【００１０】図１は本発明の原理説明図である。図にお
いて、１は、本体装置であり、例えばコンピュータ本体
などの、常時電源が供給されている装置である。２は、
回路ユニットであり、必要に応じて本体装置１に接続さ
れる。３は、電源端子であり、この端子を本体装置１の
対応する端子に接続することにより本体装置１から回路
ユニット２に電源が供給される。４は、負荷であり、本
体装置１から電源端子３を介して電源が供給される。５
は、電源バイパスコンデンサであり、負荷４に並列に接
続されている。６は、電源供給用スイッチング素子であ
り、例えばスイッチングトランジスタで構成され、電源
端子３からの電源電圧を負荷４に供給する経路に直列に
接続されている。７は、制御用コンデンサであり、当該
コンデンサの充電電圧で電源供給用スイッチング素子６
のインピーダンスを制御している。８は、放電用スイッ
チング素子であり、例えばスイッチングトランジスタで
構成され、回路ユニット２を本体装置１から抜いたとき
の電位変化により導通状態となって制御用コンデンサ７
の放電ループを形成するためのものである。

【００１１】ここで、回路ユニット２を本体装置１に接
続すると、従来の突入電流防止回路と同じように制御用
コンデンサ７の充電電圧に応じて電源供給用スイッチン
グ素子６のインピーダンスは所定の時定数で変化してい
き、この変化に対応して徐々に増加していく電流が負荷
４に供給され、また電源バイパスコンデンサ５が充電さ
れていく。

【００１２】そして、（定常状態の）回路ユニット２を
本体装置１から外すと電源端子３の電位が変化し、この
電位の変化を検出することより放電用スイッチング素子
８がオンとなって制御用コンデンサ７の放電路を形成す
る。

【００１３】

【作用】このように、本発明では、制御用コンデンサ７
と並列に放電用スイッチング素子を接続し、回路ユニッ
ト２を本体装置１から外したときの電位変化で当該放電
用スイッチング素子をオンにして抵抗値の小さい放電ル
ープを確実に形成することにより、制御用コンデンサ７
の放電時定数を電源バイパスコンデンサ５のそれよりも
小さな値にしている。

【００１４】例えば、制御用コンデンサの容量３μＦ，
電源電圧５Ｖ，負荷電流１０Ａ，電源バイパスコンデン
サの容量４０μＦのとき、電源バイパスコンデンサ５の
放電時定数は２０μＳであり、放電用スイッチング素子
のオン抵抗を　０．５オームとして制御用コンデンサ７
の放電時定数は　１．５μＳとなる。

【００１５】したがって、回路ユニット２を本体装置１
から外すときのチャタリングなどで電源端子３が本体装
置１側に再接触しても、制御用コンデンサ７の放電動作
はすでに終了しているため、当該制御用コンデンサ７の
充電動作は初期状態から所定の時定数で行なわれて負荷
４に供給される電流も徐々に増加することになり、再突
入電流が発生することはない（図２参照）。

【００１６】

【実施例】図３〜図６を参照して本発明の実施例を説明
する。図３はコネクタ検出形の再突入電流防止回路を、
また図４は電圧検出形の再突入電流防止回路をそれぞれ
備えた回路ユニットであり、３１は電源端子，３２は制
御端子，３３は接地端子，３４は第１の制御用スイッチ
ング素子を構成するトランジスタ，３４′は第２の制御
用スイッチング素子を構成するトランジスタ，３５は放
電用スイッチング素子を構成する、エミッタ・コレクタ
間飽和電圧の小さいＮＰＮ形トランジスタ，３６は制御
用コンデンサ，　３７は制御用コンデンサ３６の充電時
定数を決定する抵抗，　３８および３９は電源供給用ス
イッチング素子を構成するトランジスタ，　４０は負荷
，　４１は電源バイパスコンデンサ，４２はツェナーダ
イオードをそれぞれ示している。なお、電源端子３１は
制御端子３２よりも長いコネクタに形成されている。

【００１７】ここで、電源端子３１を本体装置（図示省
略）側の対応する端子に接続すると、従来の突入電流防
止回路と同じように抵抗３７を介して制御用コンデンサ
３６への充電が行われ、このときの充電電圧の上昇に応
じてトランジスタ３８のベース電位、すなわち当該トラ
ンジスタのエミッタ・コレクタ間のインピーダンスが変
化して負荷４０に供給される電流が徐々に増加していく
。

【００１８】このとき、図３のコネクタ検出形の再突入
電流防止回路においては制御端子３２にも電源電圧が供
給されてトランジスタ３４のベース・エミッタ間が逆バ
イアス状態となり、また図４の電圧検出形の再突入電流
防止回路においてはトランジスタ３４′のエミッタがツ
ェナーダイオード４２で定電圧化されているためトラン
ジスタ３４′のベース・エミッタ間が逆バイアス状態と
なり、トランジスタ３４，３４′および３５はともにオ
フとなる。

【００１９】そして、この回路ユニットを本体装置から
外すとき、図３の再突入電流防止回路においては、本体
装置から制御端子３２が外れて電源端子３１は外れてい
ないといった時点でトランジスタ３４のベース・エミッ
タ間が順バイアス状態となり、トランジスタ３４および
３５がともにオンとなって制御用コンデンサ３６の放電
ループが形成される。

【００２０】また、図４の再突入電流防止回路において
は、電源端子３１が本体装置から外れた時点から電源バ
イパスコンデンサ４１の電圧によりトランジスタ３８の
コレクタ・ベース間が順バイアス状態となるため、当該
トランジスタ３８に負荷側からの逆方向電流が流れて電
源端子３１には（本体装置から電源電圧に代わって）電
源バイパスコンデンサ４１の電圧が供給され、当該電圧
の減少にしたがってトランジスタ３４′のベース電位も
下がり、ある時点でトランジスタ３４′および３５がと
もにオンとなって制御用コンデンサ３６の放電ループが
形成される。

【００２１】このように、回路ユニットを本体装置から
外す場合、制御用コンデンサ３６に並列接続されたトラ
ンジスタ３５がオンするため、それまでに制御用コンデ
ンサ３６に充電されていた電荷がトランジスタ３５を介
して短い時定数で完全に放電される。したがって、回路
ユニットを本体装置から外した後で両者が再接触しても
制御用コンデンサ３６は本来の充電動作を行ってトラン
ジスタ３８のエミッタ・コレクタ間のインピーダンスも
徐々に変化することになり、再突入電流が生じることは
ない。

【００２２】図５は、図４の再突入電流防止回路を備え
た回路ユニットを本体装置から外す途中での電源端子３
１の接触不良に対応するための補償用コンデンサ５０か
らなる補償回路であり、電源端子３１と接地端子３３と
の間に接続される。

【００２３】すなわち、図６に示すように、回路ユニッ
トを本体装置から外す途中で電源端子３１の接触不良が
生じて電源端子電圧が低下すると、トランジスタ３８が
一時的にオフとなって負荷４０の電圧が下がっていき、
電源端子３１が本体装置から完全に抜けたとき（ａ点）
に負荷４０の電圧がトランジスタ３４′の動作範囲電圧
を下回った値となっていることがあり、この場合には、
前記のような電源バイパスコンデンサ４１の電圧（負荷
４０の電圧）に基づいてトランジスタ３４′がオンにな
るといったことはなく、したがって制御用コンデンサ３
６は完全に放電せずに残留電圧が残り、再突入電流が生
じる原因となる。

【００２４】図７は、図５の補償回路を用いた電圧検出
形の突入電流防止回路における制御用コンデンサ３６の
放電状態などを示している。すなわち、回路ユニットが
本体装置に接続されているときに補償用コンデンサ５０
は電源端子３１を介して本体装置側から充電されている
ので、前記のような接触不良による負荷電圧の低下があ
った後で電源端子３１が本体装置から完全に抜けたとき
（ｂ点）にも、補償用コンデンサ５０によって約　３．
８Ｖの電源端子電圧が確保され、その後、電源端子電圧
は当該コンデンサ５０の放電時定数にしたがって下がっ
ていく。

【００２５】このように、回路ユニットを本体装置から
外す途中での電源端子３１と本体装置側との接触不良に
よる前記負荷電圧の低下があっても、本体装置から外さ
れた電源端子３１には負荷電圧に代わって（約　４．４
Ｖに充電されている）補償用コンデンサ５０の電圧が供
給されるので、トランジスタ３４′のベース電位は一定
の時間その動作範囲レベルとなり、トランジスタ３５が
確実にオンとなって制御用コンデンサ３６の放電路が形
成される。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、本体装置に回路ユニットを接
続したときの本体装置側からの電源供給の際、回路ユニ
ットの負荷への突入電流が発生しないように、回路ユニ
ットの電源端子と負荷との間に設けた電源供給用スイッ
チング素子のインピーダンスを（端子電圧で）制御する
制御用コンデンサの両端に放電用スイッチング素子を接
続し、回路ユニットを本体装置から抜いたときの電位変
化を検出することにより当該放電用スイッチング素子を
導通状態にして制御用コンデンサの放電路が確実に形成
されるようにしているので、回路ユニットを本体装置か
ら抜いた後で両者が再接触するような場合にも、制御用
コンデンサには残留電圧がなく、電源供給用スイッチン
グ素子のインピーダンスは本来の制御が行なわれること
になり再突入電流の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】図１の回路ユニットを本体装置から外したとき
の負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの変化を示す
説明図である。

【図３】本発明の、コネクタ検出形の突入電流防止回路
を備えた回路ユニットを示す説明図である。

【図４】本発明の、電圧検出形の突入電流防止回路を備
えた回路ユニット示す説明図である。

【図５】図４の突入電流防止回路に付加される補償回路
を示す説明図である。

【図６】図４の回路ユニットを本体装置から外すときに
、両者間で接触不良があった場合の制御用コンデンサの
電圧などの変化を示す説明図である。

【図７】図５の補償回路を用いたときの制御用コンデン
サの電圧などの変化を示す説明図である。

【図８】従来の、突入電流防止回路を備えた回路ユニッ
ト示す説明図である。

【図９】図８の回路ユニットを本体装置に接続したとき
の負荷電圧，制御用コンデンサの電圧などの変化を示す
説明図である。

【図１０】図８の回路ユニットにおいて再突入電流が発
生する様子を示す説明図である。

【符号の説明】

図１において、 １・・・本体装置 ２・・・回路ユニット ３・・・電源端子 ４・・・負荷 ５・・・電源バイパスコンデンサ ６・・・電源供給用スイッチング素子 ７・・・制御用コンデンサ ８・・・放電用スイッチング素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　本体装置の電源が、電源端子から電源
   供給用スイッチング素子を介して負荷と電源バイパスコ
   ンデンサとの並列回路に加えられ、かつこの電源印加時
   の前記電源供給用スイッチング素子の動作に所定の時定
   数を与えるための制御用コンデンサが、充電用抵抗を介
   して前記電源端子に接続されている突入電流防止回路を
   備えた回路ユニットにおいて、当該回路ユニットの前記
   本体装置からの離脱に伴う電位変化により導通状態とな
   る放電用スイッチング素子を前記制御用コンデンサに接
   続し、前記制御用コンデンサの放電時定数が前記電源バ
   イパスコンデンサの放電時定数よりも小さくなるように
   したことを特徴とする突入電流防止回路を備えた回路ユ
   ニット。
2. 【請求項２】　　前記電源が加えられる端子として、前
   記電源端子の外に、前記回路ユニットを前記本体装置か
   ら抜いたとき前記電源端子よりも先に前記電源の供給が
   断たれるような形状の制御用端子を設け、前記放電用ス
   イッチング素子の前段に、前記電源端子と前記制御用端
   子との電位差によってスイッチング動作を行う第１の制
   御用スイッチング素子を接続したことを特徴とする請求
   項１記載の突入電流防止回路を備えた回路ユニット。
3. 【請求項３】　　前記放電用スイッチング素子の前段に
   、定電圧素子で規定される電圧と前記電源端子の電圧と
   の電位差によってスイッチング動作を行う第２の制御用
   スイッチング素子を接続したことを特徴とする請求項１
   記載の突入電流防止回路を備えた回路ユニット。
4. 【請求項４】　　前記電源端子に補償用コンデンサを接
   続し、回路ユニットを本体装置から外したとき、当該補
   償用コンデンサの電圧によって前記定電圧素子および前
   記第２の制御用スイッチング素子を動作させるようにし
   たことを特徴とする請求項３記載の突入電流防止回路を
   備えた回路ユニット。