JPH11285253A

JPH11285253A - 電源装置

Info

Publication number: JPH11285253A
Application number: JP7900098A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Yamamoto; 通博山本; Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の寸法も大きく重量もありコストも高いチ
ョークコイルを用いず、入力系統が高低いずれであって
も突入電流を十分に抑制することができ、低い入力電圧
系統における定常時損失を低減して効率の向上を図る。【解決手段】交流電源１からの入力電圧Ｖｉｎを全波整
流回路２の入力側に印加するとともに、全波整流回路２
の入力側一端２ａと一対の平滑コンデンサ３，４の中点
との間のラインに挿入接続されるスイッチ８をオンオフ
することにより、整流方式を全波整流または倍電圧整流
に切り換えるもので、交流電源１とスイッチ８一端との
間に、第１突入電流防止抵抗７１を、全波整流回路２の
入力側一端２ａとスイッチ８一端との間に、第２突入電
流防止抵抗７２を、それぞれ、接続した構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、整流方式を全波整
流あるいは倍電圧整流に切り換えられる電源装置に係
り、より詳しくは、突入電流防止抵抗を用いて電源投入
直後における突入電流を抑制可能とした電源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、世界各国の商用電源電圧は、Ａ
Ｃ８０Ｖ〜ＡＣ２７６Ｖまでの様々な電圧値を示してお
り、同一の電源装置を世界各国で使用できるように、入
力電圧の高低に応じて整流方式を全波整流または倍電圧
整流に切り換えるようにしたものが提案されている。

【０００３】図４は、この種の電源装置の従来の回路構
成を示すものである。同図において１は交流電源、２は
ダイオードブリッジからなり、交流電源１からの入力電
圧Ｖｉｎを整流する全波整流回路であり、この全波整流
回路２からの整流出力を一対の平滑コンデンサ３，４で
平滑して、出力端子５，６間に所定の直流電圧Ｖｏｕｔ
を出力するようになっている。７は、交流電源１から全
波整流回路２の入力側一端２ａに至る入力電圧ラインの
一側に挿入接続された突入電流防止抵抗としての負特性
のサーミスタ抵抗である。このサーミスタ抵抗７は温度
が上昇するに従って抵抗値が低くなるものであり、電源
投入直後の抵抗値の高い状態において、全波整流回路２
の出力側への突入電流を抑制するとともに、定常時には
入力電流による自己発熱でその抵抗値を下げ、サーミス
タ抵抗７による損失を極力低減するようにしている。

【０００４】全波整流回路２の入力側一端２ａと、平滑
コンデンサ３，４の中点との間には、トライアックなど
のスイッチ８が接続されている。このスイッチ８は入力
電圧Ｖｉｎの高低を検出する図示していない検出回路か
らの制御信号を受けてオンオフするようになっている。
そして、例えば交流電源１がＡＣ１００Ｖ入力系統であ
ってその入力電圧ＶｉｎがＡＣ１００Ｖの場合にはオン
して全波整流回路２の入力側一端２ａと、平滑コンデン
サ３，４の中点とを短絡して倍電圧整流を行う。一方、
交流電源１がＡＣ２００Ｖ入力系統であってその入力電
圧ＶｉｎがＡＣ２００Ｖの場合には、オフして全波整流
回路２の入力側一端２ａと、平滑コンデンサ３，４の中
点とを開放して全波整流を行う。なお、２ｂ，２ｃ，２
ｄはそれぞれ全波整流回路２の入力側他端、出力側一
端、出力側他端である。

【０００５】一方、図５に示される従来の回路構成のも
の（特開平９−２９８８７６号公報参照）も提案されて
いる。

【０００６】図５を参照して説明すると、この公報で提
案されている回路では、全波整流回路２の出力側から平
滑コンデンサ３，４に至る各整流出力ラインに、高調波
抑制用チョークコイル９，１０が接続されていること、
交流電源１と全波整流回路２の入力側一端２ａとの間
に、突入電流防止抵抗としてのサーミスタ抵抗７を接続
し、このサーミスタ抵抗７と交流電源１との接続点を、
スイッチ８の一端に接続してあることで、図２の従来の
回路構成とは相違している。

【０００７】図５の回路構成においては、交流電源１が
ＡＣ１００Ｖ入力系統であってその入力電圧ＶｉｎがＡ
Ｃ１００Ｖ程度と低いと検出されると、スイッチ８がオ
ンする。これによって、全波整流回路２と両平滑コンデ
ンサ３，４の中点との間が短絡され、電源装置の整流方
式は倍電圧整流に切り換えられる。この場合、交流電源
１の入力電圧Ｖｉｎの極性に応じて、交流電源１→全波
整流回路２→チョークコイル９→平滑コンデンサ３→ス
イッチ８→交流電源１の閉回路と、交流電源１→スイッ
チ８→平滑コンデンサ４→チョークコイル１０→全波整
流回路２→交流電源１の閉回路とが半周期毎に形成さ
れ、この閉回路に沿って交流電源１からの入力電流が流
れ込み、サーミスタ抵抗７を流れ込まない。そして、交
流電源１に含まれる高調波電流は、チョークコイル９，
１０のいずれか一方によって抑制されるようにしたもの
である。

【０００８】一方、交流電源１がＡＣ２００Ｖ入力系統
であってその入力電圧ＶｉｎがＡＣ２００Ｖ程度と高い
と検出されると、スイッチ８はオフされる。これによっ
て、全波整流回路２の入力側一端２ａと両平滑コンデン
サ３，４の中点との間は開放され、電源装置の整流方式
は、全波整流に切り換えられる。この場合、交流電源１
の極性にかかわらず、交流電源１→全波整流回路２→チ
ョークコイル９→平滑コンデンサ３→平滑コンデンサ４
→チョークコイル１０→全波整流回路２→サーミスタ抵
抗７→交流電源１の閉回路に沿って、交流電源１からの
入力電流が流れ込む。そして、交流電源１に含まれる高
調波電流は、チョークコイル９，１０双方で抑制され
る。こうして、図５の回路構成においては、入力電圧Ｖ
ｉｎが低いと、この電源装置の整流方式は倍電圧整流に
切り替わり、交流電源１からの入力電流はサーミスタ抵
抗７を通過しない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図４の回路構成を有す
る電源装置においては、入力電圧Ｖｉｎの高低にかかわ
らず、入力電流がサーミスタ抵抗のような突入電流防止
抵抗を通過して流れるので、共通の突入電流防止抵抗で
突入電流を抑制することができる。しかしながら、この
ような構成では全波整流時に倍電圧整流時の２倍の突入
電流が流れてしまうという課題があるうえ、入力電流が
大きいＡＣ１００Ｖ入力系統における定常時での突入電
流防止抵抗での損失が大きく電源効率が低下するという
課題がある。この場合、突入電流防止抵抗としてたとえ
サーミスタ抵抗を用いて温度の上昇と共に抵抗値が低下
するようにしてもその残留した抵抗値分での損失が、入
力電流が大きいＡＣ１００Ｖ入力系統ではやはり多いた
めに電源効率が下がるという課題は解消されない。その
うえ突入電流防止抵抗としてサーミスタ抵抗を用いた場
合ではその寸法として高い入力電圧系統に合わせている
ために大きいものが必要となり、そのコストも高くつく
という課題がある。

【００１０】また、図５の回路構成を有する電源装置に
おいては、交流電源１がＡＣ１００Ｖ入力系統の場合で
は、サーミスタ抵抗のような突入電流防止抵抗に入力電
流が流れ込まないので図４とは相違して低い入力電圧系
統においてはその定常時における損失を皆無にできるも
のの、その低い入力電圧系統における突入電流の抑制を
寸法も大きく重量もありコストも高いチョークコイルで
行う必要があるという課題がある。

【００１１】したがって、本発明では、従来の寸法も大
きく重量もありコストも高いチョークコイルを用いず、
入力系統が高低いずれであっても突入電流を十分に抑制
することができ、低い入力電圧系統における定常時損失
を低減可能として効率の向上を図ることを解決すべき共
通課題としている。

【００１２】また、本発明は、突入電流防止のための抵
抗としてサーミスタ抵抗を用いた場合には、サーミスタ
抵抗としては寸法の小さいコストの安価なものを用いて
も十分に突入電流を抑制可能とすることを他の解決すべ
き共通課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明においては、交流
電源からの入力電圧が整流部の入力側に印加されるとと
もに、前記整流部の入力側一端と一対の平滑コンデンサ
の中点との間のラインが前記交流電源が低電圧入力系統
時には短絡されて倍電圧整流に、高電圧入力系統時には
開放されて全波整流に切り換えられる電源装置におい
て、整流方式が、倍電圧整流に切り換えられているとき
に形成される第１突入電流経路内には１つまたは複数の
第１突入電流防止抵抗が、全波整流に切り換えられてい
るときに形成される第２突入電流経路内には１つまたは
複数の第２突入電流防止抵抗がそれぞれ挿入される構成
としたことによって上述の課題を解決している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の実施の形態に係る電源装置
の回路構成を示しており、図４および図５と同一の箇所
には同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は
重複するため省略する。

【００１６】図１で示すように、本実施の形態において
は、全波整流回路２の出力側から平滑コンデンサ３，４
に至る各整流出力ラインには、従来の図５で示されてい
る高調波抑制用チョークコイル９，１０が接続されてい
ない。

【００１７】また、本実施の形態においては、交流電源
１とスイッチ８一端との間に突入電流防止のための第１
突入電流防止抵抗の一例としての第１突入電流防止抵抗
７１を、また、整流部の一例としての全波整流回路２の
入力側一端２ａとスイッチ手段の一例としてのトライア
ックなどからなるスイッチ８一端との間に同じく突入電
流防止のための第２突入電流防止抵抗の一例としての第
２突入電流防止抵抗７２をそれぞれ接続してある。

【００１８】第１突入電流防止抵抗７１は低い入力電圧
系統として交流電源１がＡＣ１００Ｖ入力系統の場合の
突入電流の防止に合うようにその抵抗値が設定されてい
る。第２突入電流防止抵抗７２は、第１突入電流防止抵
抗７１との合計の抵抗値でもって高い入力電圧系統とし
て交流電源１がＡＣ２００Ｖ入力系統の場合の突入電流
の防止に合うように抵抗値が設定されている。

【００１９】作用を説明すると、交流電源１がＡＣ１０
０Ｖ入力系統であってその入力電圧Ｖｉｎが検出される
と、スイッチ８がオンして電源装置の整流方式は倍電圧
整流に切り換えられる。この場合、交流電源１の入力電
圧Ｖｉｎの極性に応じて、交流電源１→全波整流回路２
→平滑コンデンサ３→スイッチ８→第１突入電流防止抵
抗７１→交流電源１の閉回路と、交流電源１→第１突入
電流防止抵抗７１→スイッチ８→平滑コンデンサ４→全
波整流回路２→交流電源１の閉回路とが半周期毎に形成
され、この閉回路に沿って交流電源１からの入力電流が
第１突入電流防止抵抗７１を流れ込み、ＡＣ１００Ｖ入
力系統の交流電源１の投入直後における突入電流が防止
される。

【００２０】一方、交流電源１がＡＣ２００Ｖ入力系統
であってその入力電圧Ｖｉｎが検出されると電源装置の
整流方式は、全波整流に切り換えられる。この場合、交
流電源１の極性にかかわらず、交流電源１→全波整流回
路２→平滑コンデンサ３→平滑コンデンサ４→全波整流
回路２→第２突入電流防止抵抗７２→第１突入電流防止
抵抗７１→交流電源１の閉回路に沿って、交流電源１か
らの入力電流が流れ込む。こうして、図１の回路構成に
おいては、入力電圧Ｖｉｎが低いと、この電源装置の整
流方式は倍電圧整流に切り換わり、交流電源１からの入
力電流は第１突入電流防止抵抗７１を通過し、入力電圧
Ｖｉｎが高いと、この電源装置の整流方式は全波整流に
切り換わり、交流電源１からの入力電流は両抵抗７１，
７２を通過し、それぞれの入力系統における突入電流を
防止できる。

【００２１】したがって、入力系統がＡＣ１００Ｖ、Ａ
Ｃ２００Ｖのいずれであっても突入電流を抑制できると
ともに、入力電圧Ｖｉｎが低いＡＣ１００Ｖ入力系統で
あってもＡＣ１００Ｖ入力系統に合う抵抗値の第１突入
電流防止抵抗７１で突入電流を防止するので、その入力
系統における定常時における損失を低減させて効率の向
上できる。また、この入力系統における突入電流の防止
に寸法も大きく重量もありコストも高いチョークコイル
を用いる必要がない。さらに、この場合の抵抗７１の抵
抗値も小さくて済むので、寸法の小さいコストの安価な
ものを用いられる。また、入力系統がＡＣ２００Ｖの場
合では、第１突入電流防止抵抗７１の抵抗値に第２突入
電流防止抵抗７２の抵抗値を合わせた抵抗値で突入電流
を防止できるので、第２突入電流防止抵抗７２も寸法が
小さいもので済む。

【００２２】図２は本発明の他の実施の形態に係る電源
装置の回路構成を示しており、図１と同一の箇所には同
一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は重複す
るため省略する。図２で示される本実施の形態において
は全波整流回路２の入力側一端２ａとスイッチ８一端と
の間に第１突入電流防止抵抗７１と第２突入電流防止抵
抗７２とを直列に接続するとともに、両抵抗７１，７２
の接続部を交流電源１に接続している。

【００２３】その他の構成は図１と同様であるので説明
を省略する。

【００２４】作用を説明すると、交流電源１がＡＣ１０
０Ｖ入力系統であってその入力電圧Ｖｉｎが検出される
と、スイッチ８がオンして電源装置の整流方式は倍電圧
整流に切り換えられる。この場合、交流電源１の入力電
圧Ｖｉｎの極性に応じて、交流電源１→全波整流回路２
→平滑コンデンサ３→スイッチ８→第１突入電流防止抵
抗７１→交流電源１の閉回路と、交流電源１→第１突入
電流防止抵抗７１→スイッチ８→平滑コンデンサ４→全
波整流回路２→交流電源１の閉回路とが半周期毎に形成
され、この閉回路に沿って交流電源１からの入力電流が
第１突入電流防止抵抗７１を流れ込み、ＡＣ１００Ｖ入
力系統の交流電源１の投入直後における突入電流が防止
される。

【００２５】一方、交流電源１がＡＣ２００Ｖ入力系統
であってその入力電圧Ｖｉｎが検出されると電源装置の
整流方式は、全波整流に切り換えられる。この場合、交
流電源１の極性にかかわらず、交流電源１→全波整流回
路２→平滑コンデンサ３→平滑コンデンサ４→全波整流
回路２→第２突入電流防止抵抗７２→交流電源１の閉回
路に沿って、交流電源１からの入力電流が流れ込む。

【００２６】図２の回路構成においては、入力電圧Ｖｉ
ｎが低いと、この電源装置の整流方式は倍電圧整流に切
り換わり、交流電源１からの入力電流は第１突入電流防
止抵抗７１を通過し、入力電圧Ｖｉｎが高いと、この電
源装置の整流方式は全波整流に切り換わり、交流電源１
からの入力電流は第２突入電流防止抵抗７２を通過し、
それぞれの入力系統における突入電流を防止できるな
ど、図１の回路と同様の作用効果を有する。

【００２７】図３は、本発明のさらに他の実施の形態に
係る電源装置の回路構成を示しており、図１と同一の箇
所には同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明
は重複するため省略する。図３で示される本実施の形態
においては第１突入電流防止抵抗７１と第２突入電流防
止抵抗７２とに並列にスイッチ手段としてのトライアッ
ク７３を接続し、定常時にはこのトライアック７３をオ
ンにして、定常時における損失を低減できるようにして
いる。図３によれば、定常時における損失を低減するた
めに第１突入電流防止抵抗７１、第２突入電流防止抵抗
７２それぞれにトライアックを並列接続する場合よりも
トライアックの個数を減らせるのでコストダウンが可能
となる。なお、図３においては、端子７４，７５，７６
のすべてを短絡した場合は整流方式が倍電圧整流とな
り、すべてを開放すると全波整流となる。

【００２８】なお、上述の実施の形態においては、図１
では第１突入電流防止抵抗７１を交流電源１と全波整流
回路２の入力側一端２ａとの間、図２ではスイッチ８一
端と交流電源１との間にそれぞれ１つ設けていたが、第
１突入電流防止抵抗７１の位置をそのままに、あるいは
これとは別にさらに第１突入電流防止抵抗として交流電
源１と全波整流回路２の入力側他端２ｂとの間、全波整
流回路２の出力側一端２ｃと平滑コンデンサ３との間な
どに１つまたは複数設けた構成としても構わない。この
場合、図１の第１突入電流防止抵抗７１における突入電
流経路と、交流電源１と全波整流回路２の入力側他端２
ｂとの間の突入電流経路はいずれも、整流方式が倍電圧
整流における突入電流経路と全波整流における突入電流
経路それぞれの共通の突入電流経路となる。したがっ
て、上述の実施の形態では、要するに、交流電源１が低
電圧入力系統時ではスイッチ８がオンしたときに形成さ
れる突入電流経路に１つまたは複数の第１突入電流防止
抵抗を設け、高電圧入力系統時でスイッチ８がオフした
ときに形成される突入電流経路に１つまたは複数の第２
突入電流防止抵抗を設け、前記両突入電流経路における
その共通経路内には少なくとも１つの第１突入電流防止
抵抗が挿入され、その挿入されている第１突入電流防止
抵抗が整流方式が全波整流のときの第２突入電流防止抵
抗のいずれか１つを構成するとよい。

【００２９】なお、上述の実施の形態においては、各抵
抗７１，７２のいずれか１つまたはすべてをサーミスタ
抵抗で構成しても構わない。

【００３０】なお、上述の実施の形態においては、整流
部として全波整流回路２を用いたが、これは必ずしも必
須のものではなく、半波整流などの他の整流回路であっ
ても構わない。

【００３１】なお、上述の実施の形態においては、整流
部としてはダイオード構成のものであったが、ダイオー
ドでなくても他の回路素子で整流作用のある素子を用い
ても構わない。

【００３２】なお、上述の実施の形態においては、スイ
ッチ８はトライアック以外の電子的にオンオフする素
子、回路を用いても構わないし、機械的にオンオフする
スイッチであっても構わない。また、このスイッチ８を
整流方式に応じてオンオフ制御する回路で自動的にオン
オフ制御しても構わないし、手動でオンオフ制御しても
構わない。

【００３３】なお、上述の実施の形態においては、突入
電流防止抵抗は第１および第２突入電流防止抵抗７１，
７２の２つであったが、その個数に限定されるものでは
ないし、その接続形態はこれらの複数を並列接続したも
のとか、直列接続したものでも構わない。

【００３４】なお、上述の実施の形態においては、高低
の入力電圧系統がＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖであった
が、この入力電圧に限定されるものではない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交流電源
からの入力電圧が整流部の入力側に印加されるととも
に、前記整流部の入力側一端と一対の平滑コンデンサの
中点との間のラインが前記交流電源が低電圧入力系統時
には短絡されて倍電圧整流に、高電圧入力系統時には開
放されて全波整流に切り換えられる電源装置において、
整流方式が、倍電圧整流に切り換えられているときに形
成される第１突入電流経路内には１つまたは複数の第１
突入電流防止抵抗が、全波整流に切り換えられていると
きに形成される第２突入電流経路内には１つまたは複数
の第２突入電流防止抵抗がそれぞれ挿入されるので、図
４で示される従来と比較して入力系統に応じて前記ライ
ンが短絡または開放されても突入電流を抑制できるとと
もに、入力電圧が低い入力系統では第１突入電流防止抵
抗によって突入電流を抑制でき、入力電圧が高い入力系
統では両抵抗によって突入電流を抑制できるから、それ
ぞれの抵抗の抵抗値を適宜に設定して低い入力電圧系統
における定常時における損失を低減でき、結果として効
率の向上が可能となるとともに、また図５で示される従
来と比較して突入電流を小さく抑制できるので、寸法も
大きく重量もありコストも高いチョークコイルが無くて
も実施可能であり、前記抵抗をサーミスタ抵抗としても
寸法の小さいもので実施できるので、コストの安価なサ
ーミスタ抵抗を用いることができる。

【００３６】なお、前記突入電流防止抵抗をサーミスタ
抵抗とした場合においては、サーミスタ抵抗はその寸法
が大きくなるほど単価も高くなるが、上述したように寸
法が小さくて済むからコストの安価なものを用いること
ができる一方で突入電流抑制としては十分にその機能を
発揮させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電源装置の回路図

【図２】本発明の他の実施形態に係る電源装置の回路図

【図３】本発明のさらに他の実施形態に係る電源装置の
回路図

【図４】従来の電源装置の回路図

【図５】他の従来の電源装置の回路図

【符号の説明】

１交流電源２全波整流回路３，４平滑コンデンサ５，６出力端子７１第１突入電流防止抵抗７２第２突入電流防止抵抗８スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの入力電圧が整流部の入力側
に印加されるとともに、前記整流部の入力側一端と一対
の平滑コンデンサの中点との間のラインが前記交流電源
が低電圧入力系統時には短絡されて倍電圧整流に、高電
圧入力系統時には開放されて全波整流に切り換えられる
電源装置において、整流方式が、倍電圧整流に切り換えられているときに形
成される第１突入電流経路内には１つまたは複数の第１
突入電流防止抵抗が、全波整流に切り換えられていると
きに形成される第２突入電流経路内には１つまたは複数
の第２突入電流防止抵抗がそれぞれ挿入されることを特
徴とする電源装置。
【請求項２】前記両突入電流経路における互いの共通経
路内には少なくとも１つの第１突入電流防止抵抗が挿入
されており、その挿入されている第１突入電流防止抵抗
が整流方式が全波整流のときの第２突入電流防止抵抗の
いずれか１つを構成することを特徴とする請求項１に記
載の電源装置。
【請求項３】前記各突入電流防止抵抗の少なくとも１つ
がサーミスタ抵抗であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の電源装置。