JP2680581B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電源装置、特に交流入力を整流して平滑コン
デンサに入力するコンデンサインプット型の電源装置で
あって、しかも平滑コンデンサの出力直流がスイッチン
グトランスに入力される電源装置に関するものである。 ［従来の技術］ 従来よりコンデンサインプット型のスイッチングレギ
ュレータなどにおいて、入力電圧投入時に平滑コンデン
サが充電されるまでの期間に平滑コンデンサに流れ込む
突入電流を小さく抑えるため、サイリスタなどのスイッ
チング素子を用いた入力制御が行なわれている。このサ
イリスタは電源の入力ラインにシャント抵抗が挿入さ
れ、電源投入後の所定時間の間非導通に制御される。 このため、サイリスタが導通するまで平滑コンデンサ
はこの抵抗を介して充電されることになり、突入電流が
小さく抑えられる。サイリスタは時定数回路によって電
源投入から所定の遅延時間後に導通され、これによって
整流出力が直接サイリスタを介して平滑コンデンサに接
続される。 ［発明が解決しようとする問題点］ 特にスイッチングレギュレータとしてスイッチングト
ランスの一次側の励振回路に給電するための補助電源用
の巻線と、突入電流防止用のサイリスタのトリガ用巻線
を共通化した装置が知られている。 このような装置では電源がいったん遮断されてから次
に投入されるまでの時間が長い場合にはサイリスタによ
る突入電流防止回路が良好に機能するが、電源が遮断さ
れてから次に投入されるまでの時間が短い場合には、サ
イリスタをトリガする時定数回路のコンデンサの放電が
不十分であるため、サイリスタが早期に導通して、突入
電流が大きくなってしまうという問題があった。 また、この点に鑑みて、サイリスタを制御する時定数
回路のコンデンサを電源遮断に同期して強制的に放電さ
せるトランジスタなどを設ける構造が考えられている。
ところが、このような構造を用いる場合には、電源遮断
を検出するためのツェナーダイオードあるいは抵抗など
を用いた回路が必要になり、回路が複雑になるという問
題があった。また、スイッチング電源では、電源遮断時
にすみやかにスイッチングトランスの励振を停止させる
のが望ましいが、そのための電圧検出回路も別に必要で
あるという問題があった。 ［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては交
流入力を整流して平滑コンデンサに入力した後、平滑コ
ンデンサの出力直流をスイッチングトランスに入力する
電源装置において、前記平滑コンデンサから前記スイッ
チングトランスに対する直流入力を制御する手段と、こ
の制御手段を駆動する手段と、前記平滑コンデンサへの
突入電流を防止するために所定の遅延時間の間遅延され
るスイッチング手段と、このスイッチング手段の遅延時
間を設定する時定数回路と、電源遮断後の装置を構成す
る回路中の所定点の電圧降下を検出する手段と、この検
出手段の出力に応じて前記時定数回路を初期化する手段
と、前記検出手段の出力に応じて前記制御手段を駆動す
る駆動手段の動作を停止させるスイッチング制御手段を
設けた構成を採用した。 ［作 用］ 以上の構成によれば、電源遮断後、前記検出回路によ
り検出される所定点の電圧降下に応じて、すみやかに突
入電流防止用のスイッチング手段の遅延時間を設定する
時定数回路を電源遮断時の電圧降下に応じて初期化でき
るので、次の電源投入までの電源遮断期間が短くても、
常に十分な遅延時間をもってスイッチング手段を動作さ
せることができる。また、前記検出回路は交流入力電圧
が降下した場合のスイッチングの停止制御にも用いられ
る。 ［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説
明する。 第１図は本発明を採用した電源装置の構成を示してお
り、図において符号１で示されるものは商用電源あるい
はこれを変圧して得た交流電源で、スイッチ２を介して
ブリッジダイオード３に入力される。ブリッジダイオー
ド３の出力端子から出力される全波整流出力は入力平滑
コンデンサ４に入力され、平滑される。平滑された直流
出力は変圧用のトランス６の一次巻線の一端に入力され
る。 一次巻線の他端〜共通電位間には、FETから構成され
たスイッチング素子８が接続される。このスイッチング
素子８のベースに発振器、ないし安定化制御回路を含む
駆動回路10からの駆動パルスを与えることによって、ト
ランス６の一次巻線に印加される直流電圧を断続し、ト
ランス６の二次側に、巻線比に応じて変圧された交流出
力を得ることができる。この交流出力はそのまま、ある
いは図示のようにダイオードなどで整流して負荷７に給
電される。 駆動回路10の電源を供給するため、また突入電流防止
用のサイリスタ12をトリガするためにトランス６にはも
う１つ二次巻線が設けられ、この巻線の出力はダイオー
ド9a、コンデンサ9bとともに補助電源９を構成する。ダ
イオード9a、コンデンサ9bから成る半波整流，平滑回路
の直流出力は、逆流防止用のダイオード9dを介して駆動
回路10に給電される。 トランス６の駆動状態が十分でない場合には補助電源
９から駆動回路10への電源供給を行なえないので、装置
の起動段階では抵抗などから構成された起動回路５を介
してトランス入力電圧が逆流防止用のダイオード9eを介
して駆動回路10に供給される。 トランス６の一次側の共通電位ラインには、抵抗11お
よび突入電流防止用のサイリスタ12の並列回路が挿入さ
れている。このサイリスタ12は電源投入後、所定時間遮
断され、この間に抵抗11を介して入力平滑コンデンサ４
が充電される。 補助電源９の出力はサイリスタ12のトリガのためにも
用いられる。すなわち、補助電源９の出力は逆流防止用
のダイオード9c、抵抗16を介してコンデンサ17に入力さ
れる。コンデンサ17の端子電圧は抵抗13、14の直列接続
による分圧回路に入力されている。電解コンデンサから
成るコンデンサ17の−端子、および抵抗13の端部は抵抗
11、サイリスタ12のカソードとブリッジダイオード３の
−側の出力端子の接続点に共通に接続されている。 従って、コンデンサ17は抵抗16とともに時定数回路を
構成する。すなわち、コンデンサ17が抵抗16を介して充
電され、その充電電位を抵抗13、14による分圧値が所定
値に達するまでの間サイリスタ12は遮断され、抵抗11に
よって突入電流を低減しつつ、ゆっくり入力平滑コンデ
ンサ４を充電する。電源投入後コンデンサ17が充電さ
れ、抵抗13、14による分圧値が所定値を越えるとサイリ
スタ12が導通してブリッジダイオード３の出力が直接入
力平滑コンデンサ４に入力される。 上記の遅延時間は抵抗16、コンデンサ17の時定数およ
び抵抗13、14の分圧比によって、入力平滑コンデンサ４
の容量、必要な突入電流制限値に応じて決定される。 以上までに説明した構成のみでは、電源が遮断された
後コンデンサ17に充電された電荷は抵抗13、14を介して
放電される。前記のように電源遮断期間が長ければコン
デンサ17は完全に放電され、サイリスタを所定時間遅延
させ、トリガすることができる。ところが、電源を遮断
してから次に投入するまでの期間が短いとコンデンサ17
を十分放電できず、十分な遅延時間を形成する前にサイ
リスタが導通し、大きな突入電流が流れてしまう。 そこで、本実施例では破線のブロック23を設けてあ
る。この回路は電源の投入期間と投入期間の間の遮断期
間が短い場合でも十分な遅延時間を保証するとともに、
入力平滑コンデンサ４の電圧を検出し、電源遮断に応じ
て駆動回路10の動作を停止するために用いられる。ブロ
ック23内には入力平滑コンデンサ４の両端の電圧を検出
する抵抗21、22の分圧回路が含まれる。この分圧はダイ
オード20を介してトランジスタ18のベースに接続されて
いる。 PNPトランジスタ18のコレクタ、エミッタはコンデン
サ17の−および＋端子に接続されている。トランジスタ
18のベース、エミッタ間には、ベース電圧を発生させる
ための抵抗19が設けられている。また、抵抗21、22の分
圧はダイオード24を介して制御回路25に入力されてい
る。この場合、ダイオード24はカソード側が抵抗21、22
の分圧点に接続される。 制御回路25はオペアンプなどを用いた電圧検出回路な
どから構成され、その出力は駆動回路10の動作を停止ま
たは能動化するように動作する。この場合、抵抗21、22
の分圧が所定値よりも低下した場合にダイオード24が導
通し、駆動回路10の動作を停止させるような制御が行な
われる。 次に、以上の構成における動作について説明する。ス
イッチ２を投入して装置の電源をオンにすると、前述の
動作によってコンデンサ17が徐々に充電され、コンデン
サ17の端子電圧の抵抗13、14による分圧が所定値に達す
るまでの時間サイリスタが遮断され、突入電流が小さく
抑えられる。このとき、抵抗21、22の分圧は十分高い値
であり、ダイオード20は導通せず、従ってトランジスタ
18はコンデンサ17の充電動作に影響を与えない。 ところがスイッチ２を遮断すると、入力平滑コンデン
サ４の放電に伴って抵抗21、22の分圧が低下するので、
これによってダイオード20を介してトランジスタ18のベ
ース電流が流れ、トランジスタ18が導通する。これによ
って、コンデンサ17に蓄積された電荷がトランジスタ18
によって急激に放電される。 従って、スイッチ２を遮断した後すぐに再度投入して
も、コンデンサ17がリセットされているので、常にサイ
リスタ12が導通するまでに所定の遅延時間を保証するこ
とができる。 一方、抵抗21、22の分圧低下によってダイオード24も
導通するので、制御回路25も動作し、電源遮断に同期し
てすみやかに駆動回路10を停止させ、トランス６の一次
側のスイッチングをすみやかに遮断することができる。
すなわち、本実施例では突入電流防止用の時定数をリセ
ットさせるためのトランジスタを動作させる電圧検出回
路と、駆動回路10によるスイッチング制御を停止させる
ための電圧検出回路が兼ねられており、従来のようにこ
れらの電圧検出回路を別々に設ける必要がなく、装置の
構成が簡単、安価になる。 以上では、突入電流防止用のサイリスタ12の遅延時間
を設定するコンデンサがトランスの補助電源出力によっ
て充電される構成を示したが、このコンデンサは他の位
置に設けられてもよい。例えば、このコンデンサは起動
回路５内に設けられていても、ブロック23によるリセッ
ト動作を行なうことができる。 また、ブロック23の電圧検出回路は入力平滑コンデン
サ４の入力（出力）電圧を検出する抵抗21、22によって
構成しているが、トランス６の他の巻線の出力を検出す
ることによっても同様の機能を実現できる。もちろん、
補助電源９を構成する巻線の電圧降下を検出してトラン
ジスタ18による放電を行なっても構わない。 以上ではスイッチング電源を例示したが、他の方式の
コンデンサインプット型の電源装置にも同様の構成を適
用することができる。また、突入電流防止用のスイッチ
ング素子はサイリスタ以外の素子を用いても構わない。 ［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、交流入力
を整流して平滑コンデンサに入力した後、平滑コンデン
サの出力直流をスイッチングトランスに入力する電源装
置において、前記平滑コンデンサから前記スイッチング
トランスに対する直流入力を制御する手段と、この制御
手段を駆動する手段と、前記平滑コンデンサへの突入電
流を防止するために所定の遅延時間の間遅延されるスイ
ッチング手段と、このスイッチング手段の遅延時間を設
定する時定数回路と、電源遮断後の装置を構成する回路
中の所定点の電圧降下を検出する手段と、この検出手段
の出力に応じて前記時定数回路を初期化する手段と、前
記検出手段の出力に応じて前記制御手段を駆動する駆動
手段の動作を停止させるスイッチング制御手段を設けた
構成を採用しているので、突入電流防止用の時定数回路
を電源遮断とともにすみやかに初期化することができ、
従って装置の電源遮断期間が短くても常に電源投入時に
突入電流防止を確実に行なうことができる。また、時定
数回路を初期化する電圧検出回路と、スイッチング電源
の制御回路を電源遮断に伴って停止させる電圧検出回路
が共通化されているため、部品点数を減少し、回路構成
を簡単、安価にできるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を採用した電源装置の回路図である。 １……交流電源、２……スイッチ ３……ブリッジダイオード ４……入力平滑コンデンサ ５……起動回路、６……トランス ７……負荷、８……スイッチング素子 ９……補助電源、10……駆動回路 12……サイリスタ、25……制御回路

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．交流入力を整流して平滑コンデンサに入力した後、
   平滑コンデンサの出力直流をスイッチングトランスに入
   力する電源装置において、前記平滑コンデンサから前記
   スイッチングトランスに対する直流入力を制御する手段
   と、この制御手段を駆動する手段と、前記平滑コンデン
   サへの突入電流を防止するために所定の遅延時間の間遅
   延されるスイッチング手段と、このスイッチング手段の
   遅延時間を設定する時定数回路と、電源遮断後の装置を
   構成する回路中の所定点の電圧降下を検出する手段と、
   この検出手段の出力に応じて前記時定数回路を初期化す
   る手段と、前記検出手段の出力に応じて前記制御手段を
   駆動する駆動手段の動作を停止させるスイッチング制御
   手段を設けたことを特徴とする電源装置。