JPS6037019A - コンデンサの突入電流制御回路 - 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】 く技術分野〉 本発明は、例えばスイッチング・レギュレーション形の
直流安定化電源回路のように、電源入力端子に並列にコ
ンデンサを有する回路のための、電源投入時のコンデン
サの突入電流を制御する回路に関するものである。

〈従来例〉 この種の回路の従来例としては、第１図のような１〕の
がある。第１図において、１は、例えばスイッチング・
レギュレーション形の電圧安定化回路であって、Ｃ１が
その人ノノコンデン１ノ、ＣＯは出１）コンデンサであ
る。２は、突入電流制御回路７：′Ｊうって、電源供給
ラインに直列に接続されたトランジスタＱを、演ｎ増幅
器△の出ツノ信号ぐフィードバック制御することにより
、入力コンデンサＣ１の突入電流を制御り−るＪζうに
なっている。

この回路において、電源電圧ＥｉＬよ、抵抗Ｒ１を通じ
てコンデ゛ンサＣ１にも充電され、この二１ンデンサＣ
１に充電された電圧が、演算増幅器Ａの一ブｊの入ツノ
端子に制御の基準値としＣｔシえられる。

人りコンデンザＣ１の両端電圧Ｆ２は、抵抗によっ（分
圧されて、演算増幅器／＼の他方の入力端子に！ｊえら
れる。両入力電圧の差に基づく演算増幅器Δの出ツノ信
号と、それに従うトランジスタＱの制御作用により、１
〜ランジスタＱが線形動作づる範囲においては、入力コ
ンデンサＣ１の両端電圧の分圧値がコンデンサＣ１の電
圧に一致でるように制御される。

コンデンサＣ１の電圧は、電源の投入後、一定の時定数
をもって増加するので、入力コンデンサＣｉの両端電圧
Ｅ２も同じ時定数をもって−Ｅ昇Ｊるが、やがてトラン
ジスタＱが飽和するとともに、電源電圧Ｅｉに一致して
上昇が止まる。

ここで、分圧比を小さく選ぶことにより、コンデンサＣ
１の電圧が直線的に上昇している間に１−ランジスタＱ
の飽和が起きるようにすれば、入力コンデンサＣｉの両
端電圧は、第２図（ａ＞のように、直線的に増加して電
源電圧の定常値Ｖｃｃに到達する。したがって、このよ
うな電圧の上昇期間中に入力コンデンサＣｉに流入づる
電流は、第２図（ｂ）のように、一定振幅の矩形波とな
り、スパイク状の突入電流が流れることはない。

この例においては、入力コンデンサＣｉに流入する一定
電流の振幅は、 Ｉｔ）＝Ｖｃｃ−Ｃｉ／に−Ｒ１・Ｃ１で与えられる。

この値は、時定数Ｒ１・ｃｌと分圧比にの値を適当に選
ぶことにより、定常状態の入力電流と同程痕にすること
ができる。

このような従来の回路にＪ３いては、時定数回路Ｒ１・
Ｃ１のコンデンサの電圧上昇に基づいて、入力コンデン
サＣｉの両端電圧の上昇を規制し、それによって入力コ
ンデン゛リ−０１の流入電流を規制しているので、流入
電流の振幅は上記の式のように、電源電圧Ｖｃｃの影響
を受ける。このため、電源電圧Ｅ２が商用交流電圧を整
流しｌζだけの、大さな脈動を含むものである場合は、
流入電流が変動し、一定どならない。

〈目的〉 本発明の目的は、電源電圧の変動に無関係に、入力コン
デンサの突入電流を常に一定にする突入電流制御回路を
提供づ−ることにある。

〈要点〉 本発明は、入力コンデンサの両端電圧の変化分を検出し
、この検出信号と一定の基準信号との差によって電流制
御素子を制御するＪ：うにしたものＣ″ある。

〈実施例〉 以下、実施例によって本発明の詳細な説明づる。

〈構成〉 本発明の１つの実施例の構成を第３図にしめす。

第３図の回路は、第１図の回路と同様に、演算増幅器へ
の出力信号でトランジスタＱを制ｍ−ｔすることにより
、入力コンデンサＣ＋の突入電流を制御づ−るものであ
るが、演算増幅器△に対する入力信号の与えがたが第１
図の場合とは異なっている。

づなわち、演算増幅器Ａの正入力端子はコモンに接続さ
れ、負入力端子には、入力コンデンサＣｉの両端電圧Ｅ
２と一定の負の基準電圧Ｖｒが、それぞれコンデンサＣ
および抵抗Ｒを介して与えられるようになっている。

〈動作〉 このように構成された回路の動作は次の通りである。動
作説明図を第４図に示す。

第４図（ａ）のように電源電圧が投入されとき、トラン
ジスタＱはまず線形領域で動作するため、演算増幅器Ａ
の入力側では入力信号が平衡し、次式の関係が成立する
。なお、基準電圧Ｖｒは電源市川と同時に投入されるも
のとりる。

Ｃ−ｄＥ２／ｄｔ−Ｖｒ／Ｒ＝Ｏ（１）・二　１し　よ
　リ　、 ｄ　Ｆ　２　／　ｄ　ｔ　＝　Ｖ　ｒ　／　Ｃ−Ｒ（２
）となり、入力コンデンサＣ１の電圧Ｅ２の変化率が一
定化される。これから、 ＬＥ２＝Ｖｒ・し／Ｃ−Ｒ（３） と４ｉイ）。

一ブノ、入力コンデンサＣ１に流入する電流は、ｊ　ｉ
　ｎ＝ｃ　ｉ　−ｄＥ２／ｄ　ｔ　（４）↑与えられる
から、これに（２）式の関係を導入すると Ｉ　ｉ　ｎ＝Ｃｉ　−Ｖｒ／Ｃ−Ｒ（５）となる。

す２（わら、入力コンデンサＣ１に流入づる電流１よ、
電源電圧Ｖｃｃに無関係に一定化される。

このような動作が、トランジスタＱの線形動作期間内に
行われ、トランジスタＱの飽和とともに終了ザる。この
状況を図示ηねば、第４図の（ｂ）のようになる。

くその他の実施例〉 本発明の他の実施例を第５図に示す。この実施例におい
ては、演韓増幅器Ａに対する入力信号の与えがたをさら
に工夫しており、正入力端子には、正の基準電圧ｖｒが
、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からなる時定数回路を通じ
て与えられ、負入力端子には、コンデンサＣ１を通じて
入力コンデンサＣ１の両端電圧が与えられるとともに、
抵抗Ｒ１を通じて出力信号の負帰還が施されるようにな
っている。この回路は、基準電圧源が正の電源でよいの
で、前記の実施例よりも製作がしやすい。なお、時定数
Ｒ１・Ｃ１とＲ２・Ｃ２は値が等しく定められる。

このように構成された回路において、電源電圧と基準電
圧が同時に投入されると、最初トランジスタＱは線形領
域で動作するため演算増幅器Ａの入力回路におりては信
号の平衡が成立し、コンデンサＣ１に流れる電流を１、
演界増幅器Ａの出力電圧をｖＯとすれば、次式の関係が
成立する。

１−（Ｒ２−Ｖｒ／（１＋ｊωＣ２・Ｒ’２））・　ｊ
ωＣ１（６） Ｖｏ＝Ｖｒ／（１＋ｊωＣ２・Ｒ２）−Ｒ１−ｉ（７） （７）式に（６）式の関係を導入すると次式の関係がｔ
ｌられる。

Ｖｏ＝−ＪωＣ１−Ｒ１・Ｅ２＋Ｖｒ　（１＋１ωＣ１
・Ｒ１）／（１＋ｊωＣ２・Ｒ２）（８） いま、Ｒ１・Ｃ１＝Ｒ２・Ｃ２であるから、＝−ｊωＣ
１−Ｒ１・ＦＴ２＋Ｖｒ　（９）どなる。

この出力電圧■０がトランジスタＱのゲイン倍されて入
力コンデンサＣｔの両端電圧Ｅ２となるから、１〜ラン
ジスタＱのゲインをＧどり゛ると、１Ｅ２＝Ｇ−Ｖｏ　
（１０） これより、 Ｖｏ＝Ｅ２／Ｇ　（１１） となるが、ゲインＧを十分大きいとすると、実質的に ＶＯ−０となるから、（９）式より、 ｊωＥ２＝Ｖｒ／Ｃｌ−Ｒ１（１２） となる。

ここで、ｊωはｄ／ｄｔに相当するから、（１２）式は
、前記（２）式と同様な関係を表わす。

従って、入力コンデンサＣ１に流入する電流は、（ｉ　
ｎ＝ＪωＥ２　・Ｃ１ ＝Ｃｉ−Ｖｒ／ＣＩ　・Ｒ１ となり一定化される。

〈効果〉 以上のように、本発明は、入力コンデンサの両端電圧の
変化分を検出し、この検出信号と一定の基準信号との差
によって電流制御素子を制御するようにしたので、電源
電圧の変動の無関係に、入力コンデンサの突入電流を常
に一定にする突入電流制御回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例の電気的構成図、 第２図は、第１図の回路の動作説明図、筑３図は、未発
明実施例の電気的構成図、第４図は、第３図の回路の動
作説明図、第５図は、本発明の他の実施例の電気的構成
図である。 １・・・コンデンサ入力形回路 ２・・・突入電流制御回路 Ｃｔ・・・入力コンデンサ ０・・・トランジスタ △・・・演算増幅器 ｖｒ・・・基準電圧 Ｒ−Ｒ２・・・抵抗 Ｃ−０２・・・コンデンサ 尾１図 篤２図 革４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンデンサに対する電圧供給ラインの一方にエミッタ・
   コレクタ回路が直列に接続されたトランジスタ、および
   、コンデンサの両端電圧の変化率信号と一定の基準信号
   とを入力とし、これらの差に応じた出力信号を生じて前
   記トランジスタのベースに与えることによりコンデンサ
   の両端電圧をフィードバック制御する演算増幅器を具備
   したコンデンサの突入電流制御回路。