JPH06209567A - Dc/dcコンバータの突入電流防止回路 - Google Patents

Dc/dcコンバータの突入電流防止回路

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JPH06209567A
JPH06209567A JP178193A JP178193A JPH06209567A JP H06209567 A JPH06209567 A JP H06209567A JP 178193 A JP178193 A JP 178193A JP 178193 A JP178193 A JP 178193A JP H06209567 A JPH06209567 A JP H06209567A
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JP
Japan
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circuit
time
voltage
switch
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP178193A
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English (en)
Inventor
Toshio Mizuno
利夫 水野
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Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、DC/DCコンバータの突入電流
防止回路に関し、入力スイッチの投入から直流インピー
ダンス素子の短絡までの時間を所定の値にするのに必要
な時定数回路のコンデンサの静電容量を小さくすること
を目的とする。 【構成】 入力スイッチと、電力変換部と、入力コンデ
ンサと、入力スイッチと並列接続の入力コンデンサ及び
電力変換部との間に直列に接続された並列接続の第1の
スイッチ素子及び直流インピーダンス素子と、入力スイ
ッチの閉成後に出力の電圧が所定の値に達したとき、ス
イッチ素子を閉成させる時定数回路とを有するDC/D
Cコンバータにおいて、時定数回路を直流電源間に接続
させる接続路に介設された第2のスイッチ素子と、前記
入力コンデンサの端子間電圧が予め決められた電圧に達
したとき閉成信号を前記第2のスイッチ素子の開閉制御
入力へ出力する電圧検出回路とを設けたことを特徴す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力コンデンサに印加
する電圧が所定の値に達した後に、時定数回路の動作を
開始させるDC−DCコンバータの突入電流防止回路に
関する。
【0002】通信用電源として、DC−DCコンバータ
が用いられている。そのDC−DCコンバータには、直
流電源側に大きな容量の入力コンデンサを用いたものが
ある。その形式のDC−DCコンバータにおいて、直流
電源スイッチを投入したとき、大きな直流電流の流入を
防止するために、突入電流防止回路を設けている。
【0003】
【従来の技術】その突入電流防止回路20は、図4に示
すような構成を有する。この突入電流防止回路20は、
電流制限抵抗R3 と、電流制限抵抗R3 の挿抜を行うス
イッチ素子(電界効果形トランジスタ)Q1 と、スイッ
チ素子Q1 の開閉を行う時定数回路R1 ,R2 ,C
1 (以下、時定数回路21として参照する。)と、スイ
ッチ素子Q1 の動作点調整用ツェナーダイオードD
1 と、スイッチ素子Q1 のゲート保護用ツェナーダイオ
ードD2 とから成る。前記時定数回路21の時定数は、
主として抵抗R1 及びコンデンサC1 の静電容量によっ
て決まる。
【0004】突入電流防止回路20は、入力スイッチS
W1の投入時にはスイッチ素子Q1は、オフしているか
ら、入力スイッチSW1の投入時に図5の(1) に示すよ
うなスパイク状の充電電流(突入電流)が直流電源Vin
から電流制限抵抗R3 を経て入力コンデンサC2 へ流入
する。前記突入電流が流れた後の前記充電電流は、電流
制限抵抗R3 の抵抗値と、入力コンデンサC2 の静電容
量とで決まる時定数に従って漸減されつつ、入力コンデ
ンサC2 は充電されて行く(図5の(3) 参照)。この充
電と共に、時定数回路21の電圧Vc (接続点22の電
圧)は抵抗R1,R2 の抵抗値と、コンデンサC1 の静
電容量で決まる時定数に従って上昇する(図5の(2) 参
照)。
【0005】この時定数時間t1 (図5の(3) 参照)
は、コンデンサC2 の静電容量、及び突入電流を規定す
る電流制限抵抗R3 の抵抗値により決定されるが、前記
突入電流の値を小さくしようとすると、電流制限抵抗R
3 の抵抗値を大きくする必要がある。時定数回路21に
おいて、前記時間t1 を与えるのは、主としてコンデン
サC1 及び抵抗R1 である。
【0006】時定数回路21の電圧Vc が、ツェナーダ
イオードD1 のツェナー電圧と、スイッチ素子Q1 のし
きい値との和に達したとき(図5の(2) 参照)、スイッ
チ素子Q1 は閉成して電流制限抵抗による電流制限を解
除する。電圧Vc は、ツェナーダイオードD2 のツェナ
ー電圧まで上昇する。
【0007】このスイッチ素子Q1 の閉成のときも、入
力スイッチSW1の投入の時よりも小さいスパイク状の
充電電流(突入電流)が直流電源Vinからスイッチ素子
1を経て入力コンデンサC2 へ流入する(図5の(1)
参照)。
【0008】前記スイッチ素子Q1 の閉成後所定時間経
過後に、電力変換部24による変換動作が開始される。
入力スイッチSW1を開放すると、時間t2 の経過後
に、電力変換部24の動作は停止する。そして、突入電
流防止回路20の時定数回路21の出力電圧Vcは、該
時定数回路21の時定数に従って減衰して行く。電力変
換部24の変換動作停止からt3 時間経過後に、再びツ
ェナーダイオードD1 のツェナー電圧と、スイッチ素子
1 のしきい値との和に達するので、スイッチ素子Q1
は開成して突入電流防止回路20の抵抗値と入力コンデ
ンサC2 の静電容量とで決まる時定数に従って前記電圧
Vccの減衰は続く。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す従来の突入
電流防止回路20の動作は、前述した通りであるが、前
記突入電流の値を小さくしようとすると、抵抗R3 の抵
抗値を大きくする必要がある。すると、時間t1 は長い
時間となり、この時間を設定する時定数回路21の時定
数を大きくする必要がある。そのためには、前記時定数
を決める抵抗R1,2 、及びコンデンサC1 の値を大き
くしなければならないが、抵抗R1 は、ツェナーダイオ
ードD1,2 の動作電流、コンデンサC1 、及び抵抗R
2 の電流を賄わなくてはならないから、抵抗R1 の値を
大きくすることはできず、コンデンサC1 の値を大きく
する必要がある。
【0010】前述のように、前記時定数回路21の出力
電圧Vc が、前述のツェナーダイオードD1 のツェナー
電圧と、スイッチ素子Q1 のしきい値との和に達するま
での時間t1 が長くなると、それに伴って、入力スイッ
チSW1を開成した後の、突入電流防止回路20のリセ
ット時間t2 +t3 も長くなる。
【0011】そのため、そのリセット時間内に入力スイ
ッチSW1の再投入が行われると、突入電流が規格外に
なってしまう。又、出力電圧Vc が零ボルトとなる前
に、入力スイッチSW1を突入すると、前述の時間t1
とは異なった時間で突入電流防止回路が動作してしま
い、突入電流が規格外となる可能性が多くなる。
【0012】本発明は、斯かる技術的課題に鑑みて創作
されたもので、入力スイッチの投入から直流インピーダ
ンス素子の短絡までの時間を所定の値にするのに時定数
回路のコンデンサの静電容量が小さくて済み、しかもリ
セット時間を短くし得るDC/DCコンバータの突入電
流防止回路を提供することをその目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理ブ
ロック図を示す。本発明は、入力スイッチ2と、電力変
換部4と、該電力変換部4に並列接続された入力コンデ
ンサ6と、前記入力スイッチ2と前記並列接続の入力コ
ンデンサ6及び電力変換部4との間に直列に接続された
並列接続の第1のスイッチ素子8及び直流インピーダン
ス素子10と、前記入力スイッチ2を介して直流電源に
並列接続されると共に、出力が前記第1のスイッチ素子
8の開閉制御入力へ供給され、前記第1の入力スイッチ
8の閉成後に前記出力の電圧が所定の値に達したとき、
前記スイッチ素子2を閉成させる時定数回路12とを有
するDC/DCコンバータにおいて、前記時定数回路1
2を前記直流電源間に接続させる接続路14に介設され
た第2のスイッチ素子16と、前記入力コンデンサ6の
端子間電圧が予め決められた電圧に達したとき閉成信号
を前記第2のスイッチ素子16の開閉制御入力へ出力す
る電圧検出回路18とを設けたことを特徴する。
【0014】
【作用】入力スイッチ2を閉成させたときには、第1の
スイッチ素子8の開閉制御入力には、その閉成を生ぜし
める電圧は、供給さていないから、入力コンデンサ6
は、直流電源から直流インピーダンス素子10を経てそ
の回路系の時定数に従って充電さて行く。その入力コン
デンサ6の端子間の電圧は、電圧検出回路18へ印加さ
れている。
【0015】入力コンデンサ6の端子間電圧が予め決め
られた電圧に達したとき、電圧検出回路18から閉成信
号が出力され、該閉成信号は、第2のスイッチ素子16
の開閉制御入力へ供給されて該第2のスイッチ素子16
の閉成を生じさせる。その閉成により、時定数回路12
の動作を生ぜしめる。
【0016】その時定数回路12に設定された時定数時
間経過後に、該時定数回路12の出力に第1のスイッチ
素子8を閉成させる電圧を出力する。入力スイッチ2の
閉成から第1のスイッチ素子8の閉成までの時間の多く
は、電圧検出回路18によって負担されるから、時定数
回路12は、その残りの時間だけの時間に相当する時定
数を有すればよいから、時定数回路12に設けなければ
ならないコンデンサの静電容量は少なくて済む。これ
は、又突入電流防止回路のリセット時間の短縮となる。
そのため、短い時間間隔での入力スイッチ2の突入開放
時でも、突入電流を規格外にしてしまうのを回避するこ
とできる。
【0017】
【実施例】図2は、本発明の一実施例を示す。図2に示
す実施例は、図4に示す従来の回路において実施する例
を示す。従って、図2において、図4の構成要素に付し
た参照番号が付されている構成要素は、図4と同一の構
成要素を示すので、その説明は繰り返さない。
【0018】図2中の抵抗R4 ,R5 、及びツェナーダ
イオードD3 は、電圧検出回路26を構成している。ス
イッチ素子(PNP形トランジスタ)Q2 は、直流電源
Vinの正側を電力変換部24へ供給する線28と、突入
電流防止回路20の抵抗R1との間に介設されている。
トランジスタQ2 のべースは、電圧検出回路26の抵抗
4 と抵抗R5 との接続点23に接続されている。
【0019】図2において、入力スイッチSW1は、図
1の入力スイッチ2に対応し、電力変換部24は、図1
の電力変換部4に対応する。入力コンデンサC2 は、図
1の入力コンデンサ6に対応し、電界効果形トランジス
タQ1 は、図1の第1のスイッチ素子8に対応する。電
流制限抵抗R3 は、図1の直流インピーダンス素子10
に対応し、時定数回路21は、図1の時定数回路12に
対応する。線28は、図1の接続路14に対応し、電圧
検出回路26は、図1の電圧検出回路18に対応する。
【0020】この電圧検出回路26と、トランジスタQ
2 とを新たに設けたDC/DCコンバータの突入電力防
止回路の動作を以下に説明する。入力スイッチSW1が
投入されたとき、突入電流防止回路20の時定数回路2
1の出力電圧Vc は、トランジスタQ1 をオンさせるだ
けの電圧まで上昇していないから、従来の突入電流防止
回路20と同様に入力コンデンサC2 への充電電流は、
図4に示す従来回路と同様に、電流制限抵抗R3 で制限
されつつ入力コンデンサC2 へ流れる(図3の(1) 参
照)。従って、入力コンデンサC2 の端子間の電圧Vcc
は、電流制限抵抗R3 の抵抗値と、入力コンデンサC2
の静電容量とで決まる時定数に従って上昇して行く。
【0021】この電圧Vccが、ツェナーダイオードD3
のツェナー電圧とトランジスタQ2のべース−エミッタ
電圧VBEとの和に相当する値まで上昇したことを、電圧
検出回路26が検出すると、トランジスタQ2 はオンす
る。入力スイッチSW1の投入から前記トランジスタQ
2 がオンするまでの時間をt1aとする。
【0022】このトランジスタQ2 がオンするまでは、
突入電流防止回路20は、動作しないから、突入電流防
止回路20の時定数回路21の出力電圧Vc は零であ
る。トランジスタQ2 がオンすると、図3の(2) に示す
ように、出力電圧Vc は、前記時定数回路21の時定数
に従って上昇する。出力電圧Vc が、前述の場合と同様
にツェナーダイオードD1 のツェナー電圧とトランジス
タQ1 のしきい値との和に達したとき、図4の従来の投
入電流防止回路について説明したと同様にトランジスタ
1 はオンする。トランジスタQ2 がオンしてからこの
トランジスタQ1がオンするまでの時間をt1bとする。
【0023】前記時間t1aと、前記時間をt1bとが、入
力スイッチSW1を投入してからトランジスタQ1 をオ
ンさせるまでの時間である。従って、前記時間t1aを前
記時間t1 の大部分を占めるようにすれば、前記時間を
1bは小さくて済むから、前記時間をt1bを定めるコン
デンサC1 の静電容量は小さくて済む。従って、所定の
時間t1 を得るのに要するコンデンサC1 は、小容量で
足りる。コンデンサC 1 の静電容量が小さくなると、そ
れに伴って、出力電圧Vc を零にリセットするまでの時
間を短くすることができるから、スイッチSW1の短時
間内の投入、開放を繰り返しても、突入電流を規格内に
抑えることができる。
【0024】トランジスタQ1 がオンした後、出力電圧
Vc は、ツェナーダイオードD2 のツェナー電圧まで上
昇してその値で一定なる(図3の(2) 参照)。DC/D
Cコンバータの動作を停止させるために、入力スイッチ
SW1をオフにすると、コンデンサC2 に蓄積されてい
た電荷が、トランジスタQ2 及び突入電流防止回路と、
電力変換回路24を経て放電するので、電圧Vccは、図
3の(3) に示すように漸減して行く。電圧検出回路26
が、ツェナーダイオードD3 のツェナー電圧とトランジ
スタQ2 のべース−エミッタ電圧VBEとの和に達する
と、トランジスタQ2 をオフさせ、このとき電力変換部
24も停止するような回路パラメータの条件となってい
るものとする。従って、出力電圧Vc は、コンデンサC
1 の静電容量と抵抗R2 との積で決まる時定数に従って
漸減する(図3の(2) 参照)。この動作をするときの時
間t2 及びt3 は、時間t1 よりもかなり短く、検出電
圧に同期している時間t1bに依存性を有するから、時間
2 及びt3を短くすることができる。従って、入力ス
イッチSW1の投入を繰り返しても、その各投入時の突
入電流を規格外にしてしまうのを前記時間t2 及びt3
の時間短縮の程度に応じた値まで抑えることができる。
【0025】なお、図3においては、電力変換部24が
動作を停止する時刻と、トランジスタQ2 のオフになる
時刻とが一致する回路パラメータの条件を示している
が、一致していない回路パラメータの条件であっても良
い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力コンデンサの電圧が所定の値まで上昇したことを検出
する電圧検出回路の出力で、突入電流防止回路を動作さ
せるスイッチ素子の閉成を生じさせることにより、従来
突入電力防止回路の時定数回路に設定していた電流制限
抵抗の短絡時刻までの時間の大部分を電圧検出回路で負
担することができるから、前記時定数回路の時定数の設
定に用いられるコンデンサを小さくすることができる。
これは、又前記コンデンサの放電に要する時間の短縮と
なるから、突入電流防止回路のリセット時間を短縮させ
ることが出来る。このリセット時間の短縮は、直流電源
を短時間内に繰り返して電力変換部へ接続しても、突入
電力を規格外にしてしまうのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図である。
【図3】図2に示す実施例の動作タイミングチャートを
示す図である。
【図4】従来の突入電流防止回路を示す図である。
【図5】図4に示す突入電流防止回路の動作タイミング
チャートを示す図である。
【符号の説明】
2 入力スイッチ 4 電力変換部 6 入力コンデンサ 8 第1のスイッチ素子 10 直流インピーダンス素子 12 時定数回路 14 接続路 16 第2のスイッチ素子 18 電圧検出回路 21 時定数回路 24 電力変換部 26 電圧検出回路 28 線 SW1 入力スイッチ C2 入力コンデンサ Q1 電界効果形トランジスタ R3 電力制限抵抗 Q2 PNP形トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力スイッチ(2)と、電力変換部
    (4)と、該電力変換部(4)に並列接続された入力コ
    ンデンサ(6)と、前記入力スイッチ(2)と前記並列
    接続の入力コンデンサ(6)及び電力変換部(4)との
    間に直列に接続された並列接続の第1のスイッチ素子
    (8)及び直流インピーダンス素子(10)と、前記入
    力スイッチ(2)を介して直流電源に並列接続されると
    共に、出力が前記第1のスイッチ素子(8)の開閉制御
    入力へ供給され、前記入力スイッチ(2)の閉成後に前
    記出力の電圧が所定の値に達したとき、前記第1のスイ
    ッチ素子(8)を閉成させる時定数回路(12)とを有
    するDC/DCコンバータにおいて、 前記時定数回路(12)を前記直流電源間に接続させる
    接続路(14)に介設された第2のスイッチ素子(1
    6)と、 前記入力コンデンサ(6)の端子間電圧が予め決められ
    た電圧に達したとき閉成信号を前記第2のスイッチ素子
    (16)の開閉制御入力へ出力する電圧検出回路(1
    8)とを設けたことを特徴するDC/DCコンバータの
    突入電流防止回路。
JP178193A 1993-01-08 1993-01-08 Dc/dcコンバータの突入電流防止回路 Pending JPH06209567A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255339A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Hioki Ee Corp 測定用プローブおよび測定装置
US6829110B2 (en) 1999-03-08 2004-12-07 Seiko Epson Corporation Adjustment mechanism and projector employing the same
JP2015035847A (ja) * 2013-08-07 2015-02-19 新電元工業株式会社 突入電流防止回路

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