JPS63206168A - 電源回路 - 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】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、電子機器などに用いられる電源回路に関す
る。

（ｂ）従来の技術 従来、電子機器に用いられる電源回路は、負荷の特性や
要求に応じて種々のタイプのものが設計されているが、
電源回路に要求される特性の一つとして、電源投入時の
突入電流の値が問題とされる。すなわち、コンデンサ入
力型平滑回路を用いた電源回路においては、電源投入時
に、平滑コンデンサに流れる充電電流は、電源の内部イ
ンピーダンス、整流回路動作抵抗、電源内部の布線イン
ピーダンスの和と電源のＥｓ　ｉｎωｔで定まり、突入
電流となる。また、経済的なＩ・ランスでは、定常最大
入力電圧で最大磁束密度となるように設計されているた
め、トランスの起動時にも突入電流が流れる。

第３図はこのような突入電流を制限する回路を備えた従
来一般に使用されている電源回路を表している。図にお
いてＡＣは交流入力電源、Ｄｌは整流用ダイオードブリ
ッジ、Ｃ１は平滑コンデンサ、Ｒ３はＣ１の放電用抵抗
、ＲＯは一次突入電流防止用抵抗を表している。補助電
源回路１はＤ１によって整流された直流電源を電源とし
て作動し、発振制御回路２を駆動する電源回路である。

発振制御回路２はトランジスタＱ１のスイッチング制御
を行う回路であり、トランスＴ２．抵抗Ｒ４およびダイ
オードＤ３を介してトランジスタＱ１のベースエミッタ
間に矩形波パルスを出力する。トランジスタＱ１はトラ
ンスＴ１のコイルＥ１に接続されている。トランスＴ１
のコイルＥ３には整流ダイオードＤ６．平滑コンデンサ
Ｃ７，出力電圧検出用抵抗ＶＲが接続されている。また
、トランスＴ１にはスイッチ素子制御用巻線Ｅ４が設け
られていて、その出力電圧はダイオードＤ２、抵抗Ｒ１
，コンデンサＣ２によって整流平滑される。上記−次突
入電流防止用抵抗ＲｏにはトライアックＴＲが並列に接
続され、そのゲートがゲート抵抗Ｒ２を介して上記コン
デンサＣ２に接続されている。

以上のような電源回路において、交流電源ＡＣが投入さ
れると、突入電流防止用抵抗ＲＯとダイオードブリッジ
Ｄ１を通して平滑コンデンサｃ１に充電が開始される。

すなわち−次突入電流が流れ徐々にＣＩが充電される。

ある充電電圧に達すると、補助電源回路１は作動を開始
し、発振制御回路２に電源を供給する。発振制御回路２
はある電圧以上の電源電圧が供給されると、発振を開始
し、出力トランジスタＱ１をオンオフさせトランスＴ１
を駆動させる。これにより、コイルＥ２゜Ｒ３，Ｒ４に
電圧が誘起し、コイルＥ４に誘起した電圧は、Ｄ２．Ｒ
１を通して０２を充電させる。この充電電圧がトライア
ックＴＲのデー１−作動電圧以上になると、ＴＲは作動
して一次突入電流防止用抵抗ＲＯの両端をバイパスし、
ＲＯによる電圧降下を無くす。このとき二次突入電流が
流れる。

以上のようにして電源投入後、平滑コンデンサ１の充電
電圧がある一定値に達するまで突入電流防止用抵抗を介
して電源を入力し、その後突入電流防止用抵抗をバイパ
スさせることによって電源投入時の一次突入電流を制限
している。

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 電源投入時の突入電流は、その電源回路に影響を与える
だけでなく、ＡＣラインに接続されている他の機器にも
影響を与えるため、多数の電子機器とともに使用される
現在の電子機器類においてはこの突入電流はできるだけ
少ない値が要求されている。電源投入時の突入電流すな
わち一次突入電流を低くするには、第３図に示した一次
突入電流防止用抵抗ＲＯの抵抗値を大きくしなければな
らない。また、大容量の電源においては平滑コンデンサ
Ｃ１の値が大きくなる。このように−次突入電流防止用
抵抗と平滑コンデンサの時定数が大きい場合、電源投入
から二次突入までの時間を大きくしなければ、二次突入
電流が大きくなる問題がある。従来の電源回路において
二次突入を遅らせるためには、第３図において抵抗Ｒ１
とコンデンサＣ２との時定数を大きくし、トランスＴ１
の作動後、一定時間遅らせてトライアックＴＲをオンさ
せることによって可能であるが、−次突入電流防止用抵
抗Ｒｏによる電圧降下の影響で平滑コンデンサＣ１の端
子電圧が低く、出力立ち上がり時に最大電力が要求され
る電源では立ち上がり時間が長くなるという問題があっ
た。第４図は電源の立ち上がり特性を表す図であり、Ａ
は平滑コンデンサＣ１の充電電圧、ＢはトランスＴ１の
出力電圧の変化を表している。まず、ｔｏでＡＣ電源が
投入されると、コンデンサの充電が開始され、充電電圧
がＶａに達した時補助電源回路が作動を開始し、一定時
間後ｔ２で発振制御回路が発振制御を開始する。これに
伴い出力電圧が立ち上がるが、ｔ２から一定時間経過し
たｔ３で一次突入電流防止用抵抗ＲＯがバイパスされ二
次突入となる、出力電圧の１０％から９０％に達するま
での時間を立ち上がり時間とすると、この時間が長くな
り、電源電圧の不安定な状態が続く。特にノイズマージ
ンの狭いＩＣ回路等においてはこのような不安定な電圧
レベルは速やかに立ち上がることが要求され、上述の方
法では支障を来す。この発明の目的は、−次突入電流と
二次突入電流を低減し、しかも立ち上がり時間を短縮し
た電源回路を提供することにある。

ｆｄ１問題点を解決するための手段 この発明の電源回路は、入力交流電圧を整流する整流回
路および整流出力を直接平滑する平滑コンデンサと、平
滑された直流出力が供給されて駆動されトランスの一次
巻線に直列に接続された出力トランジスタと、補助電源
回路で駆動され出力トランジスタに発振出力を供給する
発振制御回路と、電源入力線に直列に接続された一次突
入電流防止用抵抗と、この抵抗に並列に接続されたスイ
ッチ素子と、トランスに設けられたスイッチ素子制御用
巻線と、を備えた電源回路において、前記補助電源回路
に、発振出力を遅延させる遅延回路を設けたことを特徴
としている。

（８１作用 この発明の電源回路においては、発振制御回路を駆動す
る補助電源回路に遅延回路が設けられたため、電源投入
直後から平滑コンデンサは充電が開始されるが、補助電
源回路は一定時間経過するまで発振制御回路に電源を供
給せず、したがってトランスからは出力が発生しない。

平滑コンデンサの充電電圧が充分高くなった時点で補助
電源回路は作動を開始し、トランスから出力が供給され
る。これによりスイッチ素子制御用巻線に電圧が誘起さ
れ、スイッチ素子が速やかにオンされる。

このように平滑コンデンサに充分に充電が行われるまで
電圧が出力されないため、二次突入電流が増大すること
なく電源の立ち上がり時間が短縮する。

（ｆｌ実施例 第１図はこの発明の実施例である電源回路を表す図であ
る。従来技術の説明で用いた第３図と異なり、補助電源
回路について具体的な回路図を表　′している。

補助電源回路１においてＴ３はコンバータトランスであ
り、このコンバータトランスの一次巻線Ｎｃにこの一次
巻線をスイッチングするトランジスタＱ２が直列に接続
されている。正帰還巻線ＮｂとトランジスタＱ２のベー
ス間にはコンデンサＣ４抵抗Ｒ７からなる時定数回路が
接続され、リンギングチョークコンバータを構成してい
る。抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３は時定数回路を構成し、
ツェナーダイオードＺＤＩはＣ３の充電電圧がある一定
電圧に達した時導通する。上記コンデンサＣ３には並列
に放電抵抗Ｒ６が接続されている。

トランスＴ３の正帰還巻線Ｎｂには整流ダイオードＤ４
と平滑コンデンサＣ５が接続され、Ｃ５とＣ２のベース
間にツェナーダイオードＺＤ２が接続されている。トラ
ンスＴ３の二次側には整流用ダイオードＤ５と平滑コン
デンサｃ６が接続されている。

次に上記補助電源回路の動作について説明する。ＡＣ電
源が投入されて、平滑コンデンサｃ１の充電電圧が上昇
するにともない、Ｒ５を通して０３に充電が開始される
。Ｃ３の充電電圧はＺＤＩのツェナー電圧を越えた時、
トランジスタＱ２がオンし巻線Ｎｃにコレクタ電流が流
れ始める。Ｃ２が飽和状態となった時、巻線Ｎｂの誘起
電圧が低下することによりＣ２のベース電位が低下して
Ｃ２はオフする。この時トランスＴ３に蓄積されｆ、−
６ｍ気エネルギが二次巻線Ｎａより放出される。

その後トランジスタＱ２のベース電位が再び上昇し、オ
ン状態となる。以上の動作を繰り返して発振制御回路２
に対して電源供給を行う。なお、巻線Ｎｂの出力電圧が
一定値を超えたとき、Ｃ５の充電電圧がＺＤ２のツェナ
ー電圧を超え、Ｃ２のベースを負に引き込む。これによ
り、Ｃ２がオフし、トランスＴ３の出力電圧を安定化す
る。

第２図は第１図に示した電源回路の立ち上がり特性を表
す図であり、Ａは平滑コンデンサＣ１の充電電圧、Ｂは
出力回路３に供給される出力電圧をそれぞれ表している
。ｔｏでＡＣ電源が投入されると、コンデンサＣ１が徐
々に充電され、補助電源回路１におけるツェナーダイオ
ードＺＤＩのツェナー電圧（Ｖｚ）に達した時補助電源
回路１は自動発振動作を開始し、発振制御回路２に対し
て電源を供給する。これにより、一定時間違れたｔ２か
ら電源が立ち上がる。これによりトランスＴＩの巻線Ｅ
４に電圧が誘起され、Ｄ２により整流され、Ｒ１を介し
てＣ２に充電される。Ｒ１とＣ２からなる時定数回路の
時定数は小さく設定されていて、Ｃ２の充電電圧は電源
の立ち上がりとともに速やかに上昇する。この充電電圧
が一定値に達した時、すなわちｔ３の時点でトライアッ
クＴＲがオンする。これにより一次突入電流防止用抵抗
Ｒｏによる電圧降下が無くなるため、その後は電源が速
やかに立ち上がる。しかもこの時コンデンサＣ１の充電
電圧は十分上昇していて、二次突入電流は小さい。

以上のようにして電源投入後平滑コンデンサＣ１に十分
充電された時、始めて補助電源回路が発振制御回路に対
して電源供給を行い、その後は電源の立ち上がりの初期
の段階で一次突入電流防止用抵抗Ｒｏをバイパスして立
ち上がり時間を短縮している。しかも電源投入後、二次
突入までの間はトランスＴ１が作動しないため、平滑コ
ンデンサの充電は短時間で終了する。

（酌発明の効果 以上のようにこの発明によれば、−次突入電流防止用抵
抗の抵抗値が高く、また平滑コンデンサの容量が大きな
大容量の電源回路であっても、−次突入電流と二次突入
電流のいずれも小さくし、しかも電源の立ち上がり時間
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である電源回路を表す図、第
２図は同電源回路の立ち上がり特性を表す図、第３図は
従来の電源回路を表す図、第４図は従来の電源回路の立
ち上がり特性を表す図である。 １−補助電源回路、 ２−発振制御回路、 Ｄｌ−ダイオードブリッジ（整流回路）、Ｃ１−平滑コ
ンデンサ、 Ｑｌ−出力トランジスタ、 Ｒｏ−一次突入電流防止用抵抗、 ＴＲ−トライアック（スイッチ素子）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力交流電圧を整流する整流回路および整流出力
   を直接平滑する平滑コンデンサと、平滑された直流出力
   が供給されて駆動されトランスの一次巻線に直列に接続
   された出力トランジスタと、補助電源回路で駆動され出
   力トランジスタに発振出力を供給する発振制御回路と、
   電源入力線に直列に接続された一次突入電流防止用抵抗
   と、この抵抗に並列に接続されたスイッチ素子と、トラ
   ンスに設けられたスイッチ素子制御用巻線と、を備えた
   電源回路において、 前記補助電源回路に、発振出力を遅延させる遅延回路を
   設けたことを特徴とする電源回路。