JP3508553B2 - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、商用電源と整流回路との間に設
けられた電源スイッチのオン時に流れる突入電流のピー
ク値を抑制する機能を備えた直流電源装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来の直流電源装置の回路図であ
り、図において、１は商用電源ＡＣをオン／オフするた
めの電源スイッチ、２は商用電源ＡＣの交流電圧を整流
する整流回路、３は平滑コンデンサＣ２を有し、整流回
路２によって整流された電圧を直流電圧に変換する平滑
回路、４は一端が整流回路２の正極側に、他端がその回
路２の負極側にそれぞれ接続され、電源スイッチ１のオ
ンにより整流回路２の出力電圧（脈流）が印加されたと
き、商用電源ＡＣの交流電圧のゼロ位相をその脈流から
検出するゼロ位相検出回路である。 【０００３】Ｒ１は一端がゼロ位相検出回路４の出力側
に、他端が整流回路２の負極側にそれぞれ接続された抵
抗、Ｃ１は抵抗Ｒ１に並列に接続された平滑用のコンデ
ンサ、Ｑ１は整流回路２と平滑回路３との間の負極ライ
ンに挿入され、ゲートがゼロ位相検出回路４の出力側に
接続されたMOS-FET である。 【０００４】前記のように構成された従来の直流電源装
置においては、電源スイッチ１がオンされると、整流回
路２が商用電源ＡＣの交流電圧を整流し、ゼロ位相検出
回路４に印加する。ゼロ位相検出回路４は、整流回路２
の出力の脈流を通して交流電圧のゼロ位相の検出に入
り、そのゼロ位相を検出したときは脈流電圧をコンデン
サＣ１に平滑させてMOS-FET Ｑ１のゲート・ソース間に
印加し、MOS-FET Ｑ１をオン状態にする。この時、整流
回路２の脈流電圧は平滑回路３により直流電圧に変換さ
れる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】前述した従来の直流電
源装置では、MOS-FET Ｑ１を交流電圧のゼロ位相でオン
するように制御しているが、MOS-FET Ｑ１のオフからオ
ンへの移行が瞬時であるため、この瞬間に平滑コンデン
サＣ２に流入する電流のピーク値が比較的大きくなり、
電源スイッチ１には、図４に示すように交流電圧の１周
波の半サイクルでピーク値ＩR31 の突入電流が流れ、接
点の溶着や電源ブレーカのトリップの要因となってい
た。 【０００６】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、整流回路と平滑回路とをMOS-FET で接続
するようにしても電源スイッチの接点が溶着したり、電
源ブレーカがトリップすることのない直流電源装置を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る直流電源装
置は、商用電源をオン／オフするための電源スイッチ
と、商用電源の交流電圧を整流する整流回路と、大容量
の平滑コンデンサを有し、整流回路により整流される電
圧を直流電圧に変換する平滑回路と、整流回路と平滑回
路とを結ぶライン上に挿入されたMOS-FET と、電源スイ
ッチのオンにより交流電圧が整流回路に印加されたとき
商用周波数の数サイクルの間、MOS-FET を能動領域で動
作させ、その後は、そのMOS-FET を飽和領域で動作させ
る素子駆動回路とを備え、前記の素子駆動回路が、整流
回路の出力電圧を分圧する分圧回路及びその分圧回路の
出力電圧を充電するコンデンサからなる積分回路と、積
分回路とMOS-FET のゲートとの間に挿入された抵抗とで
構成されている。 【０００８】 【０００９】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す直
流電源装置の回路図であり、なお、図３で説明した従来
例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略す
る。図において、５は積分回路で、整流回路２の両極間
に設けられた直列接続の抵抗Ｒ２，Ｒ３と、抵抗Ｒ３に
並列に接続されたコンデンサＣ３とで構成されている。
Ｒ４は積分回路５の出力端とMOS-FET Ｑ１のゲートとの
間に挿入され、積分回路５からMOS-FET Ｑ１のゲート・
ソース間に流れる電流を制限する抵抗である。前述した
積分回路５と抵抗Ｒ４とで素子駆動回路が構成されてい
る。 【００１０】次に、本実施形態に係る直流電源装置の動
作を図２の波形図を参照しながら説明する。図２は本実
施形態における電源スイッチのオン時に流れる突入電流
の波形図で、図中（ａ）は商用電源の交流電圧の波形
図、（ｂ）はゼロ電圧位相でMOS-FET Ｑ１がオンし始め
たときの突入電流の波形図、（ｃ）はピーク電圧位相で
MOS-FET Ｑ１がオンし始めたときの突入電流の波形図で
ある。 【００１１】電源スイッチ１のオンにより、整流回路２
に商用電源ＡＣの交流電圧が印加されると、整流回路２
は、入力される交流電圧を整流し積分回路５に印加す
る。積分回路５は、整流回路２によって整流された電圧
を抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧して、コンデンサＣ３への充電
を開始し、コンデンサＣ３の両端に生じる電圧を抵抗Ｒ
４を介してMOS-FET Ｑ１のゲート・ソース間に印加す
る。この時は、ゲート・ソース間の電圧が低いので、MO
S-FET Ｑ１のドレイン・ソース間には電流が流れない
が、コンデンサＣ３への充電が進むにつれ、ゲート・ソ
ース間の電圧が徐々に高くなってオン電圧に達すると、
抵抗Ｒ４による電流制限によりMOS-FET Ｑ１が徐々にオ
ンし始める（能動領域）。 【００１２】この時、商用電源ACのゼロ電圧位相でMOS-
FET Ｑ１がオンし始めた場合は、図２（ｂ）に示すよう
に電源スイッチ１にピーク値ＩR11 の抑えられた突入電
流が流れ、その後、ピーク値がＩR12 →ＩR13 と減少す
る。また、商用電源ACのピーク電圧位相でMOS-FET Ｑ１
がオンし始めた場合は、図２（ｃ）に示すような波形の
突入電流ＩR21 , ＩR22 , ＩR23 が電源スイッチ１に流
れる。そして、コンデンサＣ３が満充電になり抵抗Ｒ４
を介してMOS-FET Ｑ１に十分なゲート電流が流れると
（飽和領域）、電源スイッチ１に流れる電流のピーク値
は「Ｉ」、即ち通常の電流波形となる。 【００１３】このように、電源スイッチ１をオンしたと
き、積分回路５が整流回路２の出力電圧（脈流電圧）を
徐々に上げ、かつ、積分回路５の出力側の抵抗Ｒ４がMO
S-FET Ｑ１のゲート・ソースに流れる電流を徐々に増加
するようにしたので、電源スイッチ１に流れる突入電流
のピーク値を抑えることが可能になり、このため、突入
電流による電源スイッチ１の接点の溶着を防止でき、電
源ブレーカがトリップするということがなくなるという
効果がある。 【００１４】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源スイ
ッチをオンしたとき商用周波数の数サイクルの間、積分
回路が整流回路の出力電圧を徐々に上げ、かつ、積分回
路の出力側の抵抗がMOS-FET のゲート・ソースに流れる
電流を徐々に増加するようにしたので、電源スイッチに
流れる突入電流のピーク値を抑えることが可能になり、
このため、突入電流による電源スイッチの接点の溶着を
防止でき、電源ブレーカがトリップするということがな
くなるという効果がある。 【００１５】
けられた電源スイッチのオン時に流れる突入電流のピー
ク値を抑制する機能を備えた直流電源装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来の直流電源装置の回路図であ
り、図において、１は商用電源ＡＣをオン／オフするた
めの電源スイッチ、２は商用電源ＡＣの交流電圧を整流
する整流回路、３は平滑コンデンサＣ２を有し、整流回
路２によって整流された電圧を直流電圧に変換する平滑
回路、４は一端が整流回路２の正極側に、他端がその回
路２の負極側にそれぞれ接続され、電源スイッチ１のオ
ンにより整流回路２の出力電圧（脈流）が印加されたと
き、商用電源ＡＣの交流電圧のゼロ位相をその脈流から
検出するゼロ位相検出回路である。 【０００３】Ｒ１は一端がゼロ位相検出回路４の出力側
に、他端が整流回路２の負極側にそれぞれ接続された抵
抗、Ｃ１は抵抗Ｒ１に並列に接続された平滑用のコンデ
ンサ、Ｑ１は整流回路２と平滑回路３との間の負極ライ
ンに挿入され、ゲートがゼロ位相検出回路４の出力側に
接続されたMOS-FET である。 【０００４】前記のように構成された従来の直流電源装
置においては、電源スイッチ１がオンされると、整流回
路２が商用電源ＡＣの交流電圧を整流し、ゼロ位相検出
回路４に印加する。ゼロ位相検出回路４は、整流回路２
の出力の脈流を通して交流電圧のゼロ位相の検出に入
り、そのゼロ位相を検出したときは脈流電圧をコンデン
サＣ１に平滑させてMOS-FET Ｑ１のゲート・ソース間に
印加し、MOS-FET Ｑ１をオン状態にする。この時、整流
回路２の脈流電圧は平滑回路３により直流電圧に変換さ
れる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】前述した従来の直流電
源装置では、MOS-FET Ｑ１を交流電圧のゼロ位相でオン
するように制御しているが、MOS-FET Ｑ１のオフからオ
ンへの移行が瞬時であるため、この瞬間に平滑コンデン
サＣ２に流入する電流のピーク値が比較的大きくなり、
電源スイッチ１には、図４に示すように交流電圧の１周
波の半サイクルでピーク値ＩR31 の突入電流が流れ、接
点の溶着や電源ブレーカのトリップの要因となってい
た。 【０００６】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、整流回路と平滑回路とをMOS-FET で接続
するようにしても電源スイッチの接点が溶着したり、電
源ブレーカがトリップすることのない直流電源装置を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る直流電源装
置は、商用電源をオン／オフするための電源スイッチ
と、商用電源の交流電圧を整流する整流回路と、大容量
の平滑コンデンサを有し、整流回路により整流される電
圧を直流電圧に変換する平滑回路と、整流回路と平滑回
路とを結ぶライン上に挿入されたMOS-FET と、電源スイ
ッチのオンにより交流電圧が整流回路に印加されたとき
商用周波数の数サイクルの間、MOS-FET を能動領域で動
作させ、その後は、そのMOS-FET を飽和領域で動作させ
る素子駆動回路とを備え、前記の素子駆動回路が、整流
回路の出力電圧を分圧する分圧回路及びその分圧回路の
出力電圧を充電するコンデンサからなる積分回路と、積
分回路とMOS-FET のゲートとの間に挿入された抵抗とで
構成されている。 【０００８】 【０００９】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す直
流電源装置の回路図であり、なお、図３で説明した従来
例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略す
る。図において、５は積分回路で、整流回路２の両極間
に設けられた直列接続の抵抗Ｒ２，Ｒ３と、抵抗Ｒ３に
並列に接続されたコンデンサＣ３とで構成されている。
Ｒ４は積分回路５の出力端とMOS-FET Ｑ１のゲートとの
間に挿入され、積分回路５からMOS-FET Ｑ１のゲート・
ソース間に流れる電流を制限する抵抗である。前述した
積分回路５と抵抗Ｒ４とで素子駆動回路が構成されてい
る。 【００１０】次に、本実施形態に係る直流電源装置の動
作を図２の波形図を参照しながら説明する。図２は本実
施形態における電源スイッチのオン時に流れる突入電流
の波形図で、図中（ａ）は商用電源の交流電圧の波形
図、（ｂ）はゼロ電圧位相でMOS-FET Ｑ１がオンし始め
たときの突入電流の波形図、（ｃ）はピーク電圧位相で
MOS-FET Ｑ１がオンし始めたときの突入電流の波形図で
ある。 【００１１】電源スイッチ１のオンにより、整流回路２
に商用電源ＡＣの交流電圧が印加されると、整流回路２
は、入力される交流電圧を整流し積分回路５に印加す
る。積分回路５は、整流回路２によって整流された電圧
を抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧して、コンデンサＣ３への充電
を開始し、コンデンサＣ３の両端に生じる電圧を抵抗Ｒ
４を介してMOS-FET Ｑ１のゲート・ソース間に印加す
る。この時は、ゲート・ソース間の電圧が低いので、MO
S-FET Ｑ１のドレイン・ソース間には電流が流れない
が、コンデンサＣ３への充電が進むにつれ、ゲート・ソ
ース間の電圧が徐々に高くなってオン電圧に達すると、
抵抗Ｒ４による電流制限によりMOS-FET Ｑ１が徐々にオ
ンし始める（能動領域）。 【００１２】この時、商用電源ACのゼロ電圧位相でMOS-
FET Ｑ１がオンし始めた場合は、図２（ｂ）に示すよう
に電源スイッチ１にピーク値ＩR11 の抑えられた突入電
流が流れ、その後、ピーク値がＩR12 →ＩR13 と減少す
る。また、商用電源ACのピーク電圧位相でMOS-FET Ｑ１
がオンし始めた場合は、図２（ｃ）に示すような波形の
突入電流ＩR21 , ＩR22 , ＩR23 が電源スイッチ１に流
れる。そして、コンデンサＣ３が満充電になり抵抗Ｒ４
を介してMOS-FET Ｑ１に十分なゲート電流が流れると
（飽和領域）、電源スイッチ１に流れる電流のピーク値
は「Ｉ」、即ち通常の電流波形となる。 【００１３】このように、電源スイッチ１をオンしたと
き、積分回路５が整流回路２の出力電圧（脈流電圧）を
徐々に上げ、かつ、積分回路５の出力側の抵抗Ｒ４がMO
S-FET Ｑ１のゲート・ソースに流れる電流を徐々に増加
するようにしたので、電源スイッチ１に流れる突入電流
のピーク値を抑えることが可能になり、このため、突入
電流による電源スイッチ１の接点の溶着を防止でき、電
源ブレーカがトリップするということがなくなるという
効果がある。 【００１４】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源スイ
ッチをオンしたとき商用周波数の数サイクルの間、積分
回路が整流回路の出力電圧を徐々に上げ、かつ、積分回
路の出力側の抵抗がMOS-FET のゲート・ソースに流れる
電流を徐々に増加するようにしたので、電源スイッチに
流れる突入電流のピーク値を抑えることが可能になり、
このため、突入電流による電源スイッチの接点の溶着を
防止でき、電源ブレーカがトリップするということがな
くなるという効果がある。 【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を示す直流電源装置の回路
図である。 【図２】 本実施形態における電源スイッチのオン時に
流れる突入電流の波形図である。 【図３】 従来の直流電源装置の回路図である。 【図４】 従来技術における電源スイッチのオン時に流
れる突入電流の波形図である。 【符号の説明】 １ 電源スイッチ、２ 整流回路、３ 平滑回路、４
ゼロ位相検出回路、５ 積分回路、Ｑ１ ＭＯＳ・ＦＥ
Ｔ。
図である。 【図２】 本実施形態における電源スイッチのオン時に
流れる突入電流の波形図である。 【図３】 従来の直流電源装置の回路図である。 【図４】 従来技術における電源スイッチのオン時に流
れる突入電流の波形図である。 【符号の説明】 １ 電源スイッチ、２ 整流回路、３ 平滑回路、４
ゼロ位相検出回路、５ 積分回路、Ｑ１ ＭＯＳ・ＦＥ
Ｔ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小川 勇
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(72)発明者 正親 功
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(72)発明者 前田 忠司
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(72)発明者 柴田 浩治
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(72)発明者 濱崎 健治
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(72)発明者 西川 弘明
神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三
菱電機照明株式会社内
(56)参考文献 特開 平10−108358（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−80141（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−222845（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−18269（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/06
G05F 1/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 商用電源をオン／オフするための電源ス
イッチと、 商用電源の交流電圧を整流する整流回路と、 大容量の平滑コンデンサを有し、前記整流回路により整
流される電圧を直流電圧に変換する平滑回路と、 前記整流回路と平滑回路とを結ぶライン上に挿入された
MOS-FET と、 前記電源スイッチのオンにより交流電圧が前記整流回路
に印加されたとき商用周波数の数サイクルの間、前記MO
S-FET を能動領域で動作させ、その後は、そのMOS-FET
を飽和領域で動作させる素子駆動回路とを備え、 前記素子駆動回路が、前記整流回路の出力電圧を分圧す
る分圧回路及び該分圧回路の出力電圧を充電するコンデ
ンサからなる積分回路と、該積分回路と前記 MOS-FET の
ゲートとの間に挿入された抵抗とで構成されている こと
を特徴とする直流電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18171998A JP3508553B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 直流電源装置 |
| TW87114401A TW437148B (en) | 1998-06-29 | 1998-08-31 | DC power apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18171998A JP3508553B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 直流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000014152A JP2000014152A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3508553B2 true JP3508553B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=16105684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18171998A Expired - Lifetime JP3508553B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 直流電源装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508553B2 (ja) |
| TW (1) | TW437148B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7804257B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-09-28 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Control circuit for identifying power adaptor and method for use thereof |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18171998A patent/JP3508553B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-31 TW TW87114401A patent/TW437148B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000014152A (ja) | 2000-01-14 |
| TW437148B (en) | 2001-05-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
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