JPH05316647A - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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- JPH05316647A JPH05316647A JP4115983A JP11598392A JPH05316647A JP H05316647 A JPH05316647 A JP H05316647A JP 4115983 A JP4115983 A JP 4115983A JP 11598392 A JP11598392 A JP 11598392A JP H05316647 A JPH05316647 A JP H05316647A
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- power supply
- power
- voltage
- surge voltage
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サージ電圧吸収回路の定電圧素子の容量を大
きく設定しても、サージ電圧により定電圧素子がショー
トしても、リーク電流を防止して直流電源装置の安全
性,信頼性を向上する。 【構成】 交流電源1のラインH,ラインN間にかかる
ノーマルモードのサージ電圧に対してはコンデンサ8,
9の直列回路とバリスタZVとの並列回路が、ラインH
又はラインNとフレームグランドFG間にかかるコモン
モードのサージ電圧に対しては、コンデンサ8又は9と
定電圧素子10との直列回路がそれぞれ作用してサージ
電圧を吸収する。いずれも定電圧素子10又はバリスタ
ZVが単独に作用する場合より耐圧性,電力容量が増す
と共に、いずれかがショートしてもフレームグランドF
Gにリーク電流が流れず、発火や感電の危険がない。
きく設定しても、サージ電圧により定電圧素子がショー
トしても、リーク電流を防止して直流電源装置の安全
性,信頼性を向上する。 【構成】 交流電源1のラインH,ラインN間にかかる
ノーマルモードのサージ電圧に対してはコンデンサ8,
9の直列回路とバリスタZVとの並列回路が、ラインH
又はラインNとフレームグランドFG間にかかるコモン
モードのサージ電圧に対しては、コンデンサ8又は9と
定電圧素子10との直列回路がそれぞれ作用してサージ
電圧を吸収する。いずれも定電圧素子10又はバリスタ
ZVが単独に作用する場合より耐圧性,電力容量が増す
と共に、いずれかがショートしてもフレームグランドF
Gにリーク電流が流れず、発火や感電の危険がない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は独立装置としての、あ
るいは本体電子装置に内蔵された直流電源装置に関す
る。
るいは本体電子装置に内蔵された直流電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近時、電子機器は電子回路用のみなら
ず、所要精度の向上に供って以前は交流電源により駆動
していたモータ,ソレノイド等の電動機構系まで安定化
又は準安定化した直流電力を使用するようになったた
め、直流電源装置に要求される電力容量が次第に増大し
て来ている。
ず、所要精度の向上に供って以前は交流電源により駆動
していたモータ,ソレノイド等の電動機構系まで安定化
又は準安定化した直流電力を使用するようになったた
め、直流電源装置に要求される電力容量が次第に増大し
て来ている。
【0003】そのため、直流電源装置には、小型軽量で
電力変換効率の高い(電力ロスの少ない)スイッチング
レギュレータ方式のDC−DCコンバータを採用したも
のが多い。さらに、これらの直流電源装置は、互に出力
電圧の異なる安定化又は準安定化した多出力が簡単に得
られ、また商用交流電源の範囲であれば、電圧(100
V系,200V系)や周波数(50Hz,60Hz)に
関係なく、何等の切換操作を行なわずに接続出来るとい
う優れた特徴をもっている。
電力変換効率の高い(電力ロスの少ない)スイッチング
レギュレータ方式のDC−DCコンバータを採用したも
のが多い。さらに、これらの直流電源装置は、互に出力
電圧の異なる安定化又は準安定化した多出力が簡単に得
られ、また商用交流電源の範囲であれば、電圧(100
V系,200V系)や周波数(50Hz,60Hz)に
関係なく、何等の切換操作を行なわずに接続出来るとい
う優れた特徴をもっている。
【0004】図5は、このようなスイッチングレギュレ
ータ方式のDC−DCコンバータを用いた直流電源装置
の従来例を示す回路図であり、交流電源1からの交流電
力を入力する電源フューズFSを備えたAC入力部2
と、コンデンサC1,C2,C3とチョークコイルLか
らなるノイズフィルタとサージ電圧を吸収する酸化亜鉛
バリスタ(以下単に「バリスタ」ともいう)ZVからな
るノイズ遮断部4と、交流電力を整流平滑する整流平滑
部5と、該整流平滑部5が出力する1次直流電力を所要
電圧の2次直流電力に変換して負荷7に供給するDC−
DCコンバータ6により構成されている。
ータ方式のDC−DCコンバータを用いた直流電源装置
の従来例を示す回路図であり、交流電源1からの交流電
力を入力する電源フューズFSを備えたAC入力部2
と、コンデンサC1,C2,C3とチョークコイルLか
らなるノイズフィルタとサージ電圧を吸収する酸化亜鉛
バリスタ(以下単に「バリスタ」ともいう)ZVからな
るノイズ遮断部4と、交流電力を整流平滑する整流平滑
部5と、該整流平滑部5が出力する1次直流電力を所要
電圧の2次直流電力に変換して負荷7に供給するDC−
DCコンバータ6により構成されている。
【0005】ここで、ノイズ遮断部4のノイズフィルタ
は交流電源1からの外来ノイズと、DC−DCコンバー
タ6が発生するスイッチングノイズを共に遮断する。バ
リスタZVは、落雷により誘導される又は他の大電力機
器のオン・オフによる時には10KVにも達することが
あるサージ電圧を吸収するサージ電圧吸収素子であり、
交流電力ライン間にのったノーマルモードのサージ電圧
のエネルギを吸収して、整流平滑部5,DC−DCコン
バータ6の各素子を破壊から防ぐ。
は交流電源1からの外来ノイズと、DC−DCコンバー
タ6が発生するスイッチングノイズを共に遮断する。バ
リスタZVは、落雷により誘導される又は他の大電力機
器のオン・オフによる時には10KVにも達することが
あるサージ電圧を吸収するサージ電圧吸収素子であり、
交流電力ライン間にのったノーマルモードのサージ電圧
のエネルギを吸収して、整流平滑部5,DC−DCコン
バータ6の各素子を破壊から防ぐ。
【0006】しかしながら、サージ電圧はノーマルモー
ドだけではなく、交流電力ラインのいずれかと直流電源
装置及びそれを使用する機器のフレームグランドFG
(以下「グランドFG」ともいう)との間にのってくる
コモンモードのサージ電圧もあり、このコモンモードの
サージ電圧に対しては図5に示したバリスタZVは無効
である。
ドだけではなく、交流電力ラインのいずれかと直流電源
装置及びそれを使用する機器のフレームグランドFG
(以下「グランドFG」ともいう)との間にのってくる
コモンモードのサージ電圧もあり、このコモンモードの
サージ電圧に対しては図5に示したバリスタZVは無効
である。
【0007】このようなノーマルモードやコモンモード
のサージ電圧を防ぐため、例えば実開昭63−1983
84号公報に示されたように、バリスタZV等の定電圧
素子を、交流入力相互間(ノーマルモード)、交流入力
・接地間(コモンモード)、直流電源・接地間,スイッ
チング素子の主電極間,直流出力・接地間(以上、ノー
マル,コモンに派生するモード)のいずれかに接続する
提案があった。
のサージ電圧を防ぐため、例えば実開昭63−1983
84号公報に示されたように、バリスタZV等の定電圧
素子を、交流入力相互間(ノーマルモード)、交流入力
・接地間(コモンモード)、直流電源・接地間,スイッ
チング素子の主電極間,直流出力・接地間(以上、ノー
マル,コモンに派生するモード)のいずれかに接続する
提案があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
酸化金属バリスタやガスチューブアレスタ等のサージ電
圧を吸収するための定電圧素子(特に双方向性定電圧素
子が望ましい)は、サージ電力が定格以内であれば自己
復帰性を備えているが、過大なサージ電力が印加される
と端子間がショート状態になって復帰しない場合が多
い。
酸化金属バリスタやガスチューブアレスタ等のサージ電
圧を吸収するための定電圧素子(特に双方向性定電圧素
子が望ましい)は、サージ電力が定格以内であれば自己
復帰性を備えているが、過大なサージ電力が印加される
と端子間がショート状態になって復帰しない場合が多
い。
【0009】図5に示した従来例では、バリスタZVが
交流電力ライン間をショートした状態になればAC入力
部2のフューズFSが切れて、直流電源装置及び接続さ
れた電子機器を保護し、それらの装置,機器にユーザが
触れても(サージ電圧が収まった後であれば)感電の恐
れがない。しかしながら、実開昭63−198384号
公報に示された実施例のように各個所に設けられたバリ
スタ(ZNR)のいずれかがショートすると、交流電力
ラインの片方がフレームグランドFGに短絡して、火炎
発生や感電等の重大事故が発生する恐れがある。
交流電力ライン間をショートした状態になればAC入力
部2のフューズFSが切れて、直流電源装置及び接続さ
れた電子機器を保護し、それらの装置,機器にユーザが
触れても(サージ電圧が収まった後であれば)感電の恐
れがない。しかしながら、実開昭63−198384号
公報に示された実施例のように各個所に設けられたバリ
スタ(ZNR)のいずれかがショートすると、交流電力
ラインの片方がフレームグランドFGに短絡して、火炎
発生や感電等の重大事故が発生する恐れがある。
【0010】また、ショート状態にならない場合でも、
吸収出来るサージ電力を大きくするためバリスタの容量
を大きく設定すればリーク電流も増大するから、予め定
めた直流電源装置や電子機器のリーク電流の規格をオー
バーして、感電等の危険性が高くなる。あるいは、火炎
発生にまで到らないとしても、リーク電流による発熱で
素子を損ったり、発煙事故を生じる恐れはあり、大容量
の直流電源装置では電源フューズFSの容量も大きいの
で、この程度の電流では電源フューズFSが切れること
を期待出来ない。
吸収出来るサージ電力を大きくするためバリスタの容量
を大きく設定すればリーク電流も増大するから、予め定
めた直流電源装置や電子機器のリーク電流の規格をオー
バーして、感電等の危険性が高くなる。あるいは、火炎
発生にまで到らないとしても、リーク電流による発熱で
素子を損ったり、発煙事故を生じる恐れはあり、大容量
の直流電源装置では電源フューズFSの容量も大きいの
で、この程度の電流では電源フューズFSが切れること
を期待出来ない。
【0011】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、サージ電圧吸収回路の定電圧素子の容量を大き
く設定しても、万一サージ電圧により定電圧素子がショ
ート状態になった時にもリーク電流を防止し、直流電源
装置の安全性,信頼性を向上することを目的とする。
であり、サージ電圧吸収回路の定電圧素子の容量を大き
く設定しても、万一サージ電圧により定電圧素子がショ
ート状態になった時にもリーク電流を防止し、直流電源
装置の安全性,信頼性を向上することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、電源フューズを備えた交流電源入力部
と、交流電力ライン間に接続されたサージ電圧吸収素子
を含むノイズ遮断部と、該ノイズ遮断部を通過して入力
する交流電力を整流平滑する整流平滑部と、該整流平滑
部により整流平滑された1次直流電力を所定電圧の安定
化直流電力に変換して負荷に出力するDC−DCコンバ
ータとを備えた直流電源装置において、交流電源入力部
とノイズ遮断部との間の交流電力ライン間にコンデンサ
を2個直列にして接続し、該2個のコンデンサ相互の接
続部とフレームグランドとの間に定電圧素子を接続して
なるサージ電圧吸収回路を設けたものである。
達成するため、電源フューズを備えた交流電源入力部
と、交流電力ライン間に接続されたサージ電圧吸収素子
を含むノイズ遮断部と、該ノイズ遮断部を通過して入力
する交流電力を整流平滑する整流平滑部と、該整流平滑
部により整流平滑された1次直流電力を所定電圧の安定
化直流電力に変換して負荷に出力するDC−DCコンバ
ータとを備えた直流電源装置において、交流電源入力部
とノイズ遮断部との間の交流電力ライン間にコンデンサ
を2個直列にして接続し、該2個のコンデンサ相互の接
続部とフレームグランドとの間に定電圧素子を接続して
なるサージ電圧吸収回路を設けたものである。
【0013】上記の直流電源装置において、定電圧素子
をガスチューブアレスタ、又は酸化金属バリスタ、ある
いはガスチューブアレスタと酸化金属バリスタとの直列
回路により構成するとよい。
をガスチューブアレスタ、又は酸化金属バリスタ、ある
いはガスチューブアレスタと酸化金属バリスタとの直列
回路により構成するとよい。
【0014】
【作用】上記のように構成した直流電源装置は、交流電
力ライン間にのったノーマルモードのサージ電圧に対し
てはノイズ遮断部のサージ電圧吸収素子が作用し、交流
電力ラインの一方とフレームグランドの間にのったコモ
ンモードのサージ電圧に対しては、いずれかのコンデン
サと定電圧素子とが直列になって作用する。
力ライン間にのったノーマルモードのサージ電圧に対し
てはノイズ遮断部のサージ電圧吸収素子が作用し、交流
電力ラインの一方とフレームグランドの間にのったコモ
ンモードのサージ電圧に対しては、いずれかのコンデン
サと定電圧素子とが直列になって作用する。
【0015】したがって、コモンモードのサージ電圧に
対してはコンデンサと定電圧素子が直列に作用するか
ら、サージ耐圧が増大して定電圧素子が破壊され難くな
る。もし、定電圧素子がショートしても、コンデンサが
残っているから、交流電力ラインのいずれかとフレーム
グランドとの間がショートすることはない。ノーマルモ
ードのサージ電圧によってノイズ遮断部のサージ電圧吸
収素子がショートしても、電源フューズが切れて装置を
保護し、安全性を確保する。
対してはコンデンサと定電圧素子が直列に作用するか
ら、サージ耐圧が増大して定電圧素子が破壊され難くな
る。もし、定電圧素子がショートしても、コンデンサが
残っているから、交流電力ラインのいずれかとフレーム
グランドとの間がショートすることはない。ノーマルモ
ードのサージ電圧によってノイズ遮断部のサージ電圧吸
収素子がショートしても、電源フューズが切れて装置を
保護し、安全性を確保する。
【0016】このような直流電源装置のサージ電圧吸収
回路の定電圧素子をガスチューブアレスタ又は酸化金属
バリスタにより構成すれば、それぞれの特性に応じてサ
ージ電圧を吸収する。また、定電圧素子をガスチューブ
アレスタと酸化金属バリスタとの直列回路により構成す
れば、それぞれの特性に応じてサージ電圧を分担吸収す
る。
回路の定電圧素子をガスチューブアレスタ又は酸化金属
バリスタにより構成すれば、それぞれの特性に応じてサ
ージ電圧を吸収する。また、定電圧素子をガスチューブ
アレスタと酸化金属バリスタとの直列回路により構成す
れば、それぞれの特性に応じてサージ電圧を分担吸収す
る。
【0017】
【実施例】図1はこの発明の第1実施例である直流電源
装置の構成を示す回路図である。図1に示した第1実施
例は、電源フューズFSを備えた交流電源入力部である
AC入力部2と、サージ電圧吸収回路3aと、ノイズ遮
断部4,整流平滑部5,DC−DCコンバータ6とによ
り構成されている。この第1実施例が図5に示した従来
例と異なる所は、AC入力部2とノイズ遮断部4との間
にサージ電圧吸収回路3aを設けたことであり、その他
の同一部分には同一符号を付している。
装置の構成を示す回路図である。図1に示した第1実施
例は、電源フューズFSを備えた交流電源入力部である
AC入力部2と、サージ電圧吸収回路3aと、ノイズ遮
断部4,整流平滑部5,DC−DCコンバータ6とによ
り構成されている。この第1実施例が図5に示した従来
例と異なる所は、AC入力部2とノイズ遮断部4との間
にサージ電圧吸収回路3aを設けたことであり、その他
の同一部分には同一符号を付している。
【0018】商用電源である交流電源1からAC入力部
2に接続された交流電力ラインは、大地アースGNDに
結ばれたニュートラルライン(以下「ラインN」とい
う)とホットライン(以下「ラインH」という)とから
なるが、日本における一般のコンセントでは両者を区別
していないため、AC入力部2の電源フューズFS側に
どちらのラインが接続されるか分らないから、電源フュ
ーズFSをそれぞれのラインに設けてもよい。
2に接続された交流電力ラインは、大地アースGNDに
結ばれたニュートラルライン(以下「ラインN」とい
う)とホットライン(以下「ラインH」という)とから
なるが、日本における一般のコンセントでは両者を区別
していないため、AC入力部2の電源フューズFS側に
どちらのラインが接続されるか分らないから、電源フュ
ーズFSをそれぞれのラインに設けてもよい。
【0019】図1乃至図5は、いずれもラインHが電源
フューズFS側に接続された場合を例として示している
が、サージ電圧の吸収及びノイズの遮断に関しては各素
子が対称型に配置されているから、ラインNが電源フュ
ーズFS側に接続されても同様に作用する。
フューズFS側に接続された場合を例として示している
が、サージ電圧の吸収及びノイズの遮断に関しては各素
子が対称型に配置されているから、ラインNが電源フュ
ーズFS側に接続されても同様に作用する。
【0020】AC入力部2を介して入力した交流電力
は、サージ電圧吸収回路3a,ノイズ遮断部4を通って
整流平滑部5に達し、ダイオード・ブリッジDBによっ
て両波整流された後、大容量のコンデンサC4により平
滑されて1次直流電力に変換される。
は、サージ電圧吸収回路3a,ノイズ遮断部4を通って
整流平滑部5に達し、ダイオード・ブリッジDBによっ
て両波整流された後、大容量のコンデンサC4により平
滑されて1次直流電力に変換される。
【0021】コンデンサC4に充電された1次直流電力
は、DC−DCコンバータ6に入力し、それぞれ図示し
ないDC−DCコンバータ6内のスイッチング素子によ
り50KHz乃至200KHzの高周波断続電流になっ
て1次2次間が絶縁されたトランスの1次コイルを流
れ、電圧変換された2次側電力は再び整流平滑されリプ
ルのない2次直流電力になって負荷7に供給される。そ
の2次直流電力の電圧はスイッチング素子の駆動回路に
フィードバックされ、駆動パルスのパルス幅を制御する
ことにより所定電圧に保持されることはよく知られてい
る。
は、DC−DCコンバータ6に入力し、それぞれ図示し
ないDC−DCコンバータ6内のスイッチング素子によ
り50KHz乃至200KHzの高周波断続電流になっ
て1次2次間が絶縁されたトランスの1次コイルを流
れ、電圧変換された2次側電力は再び整流平滑されリプ
ルのない2次直流電力になって負荷7に供給される。そ
の2次直流電力の電圧はスイッチング素子の駆動回路に
フィードバックされ、駆動パルスのパルス幅を制御する
ことにより所定電圧に保持されることはよく知られてい
る。
【0022】ノイズ遮断部4は、チョークコイルLと、
その入力側のアクロス・ザ・ライン・コンデンサである
コンデンサC1及びサージ電圧吸収素子である酸化亜鉛
バリスタZVと、チョークコイルLの出力側の交流電力
ラインをそれぞれフレームグランドFGと結ぶバイパス
用のコンデンサC2,C3とからなる。
その入力側のアクロス・ザ・ライン・コンデンサである
コンデンサC1及びサージ電圧吸収素子である酸化亜鉛
バリスタZVと、チョークコイルLの出力側の交流電力
ラインをそれぞれフレームグランドFGと結ぶバイパス
用のコンデンサC2,C3とからなる。
【0023】交流電源1からの交流電力ラインにのって
侵入する外来ノイズのうち、ラインH,ラインN間のノ
ーマルモードノイズはコンデンサC1をバイパスし、チ
ョークコイルLにより阻止される。ラインH又はライン
Nの一方にのったコモンモードノイズはチョークコイル
Lにより大部分が阻止され、残ったノイズはコンデンサ
C2又はC3を通ってフレームグランドFGに落される
から、外来ノイズはノイズ遮断部4で遮断され、整流平
滑部5に達しない。
侵入する外来ノイズのうち、ラインH,ラインN間のノ
ーマルモードノイズはコンデンサC1をバイパスし、チ
ョークコイルLにより阻止される。ラインH又はライン
Nの一方にのったコモンモードノイズはチョークコイル
Lにより大部分が阻止され、残ったノイズはコンデンサ
C2又はC3を通ってフレームグランドFGに落される
から、外来ノイズはノイズ遮断部4で遮断され、整流平
滑部5に達しない。
【0024】一方、DC−DCコンバータ6内のそれぞ
れ図示しないスイッチング素子により発生するスイッチ
ングノイズは、スナバ回路等により相当抑えられている
が、DC−DCコンバータ6から内部ノイズとして交流
電力ラインにリークしたノイズのうち、コモンモードノ
イズはそれぞれコンデンサC2又はC3によりフレーム
グランドFGに落され、ノーマルモードノイズはコンデ
ンサC2,C3の直列回路によりバイパスされる。さら
に残ったノイズはチョークコイルLにより阻止されるか
ら、内部ノイズもノイズ遮断部4で遮断され、交流電源
ラインには洩れない。したがって、同一の交流電源ライ
ンに接続された他の機器に障害を及ぼすことはない。
れ図示しないスイッチング素子により発生するスイッチ
ングノイズは、スナバ回路等により相当抑えられている
が、DC−DCコンバータ6から内部ノイズとして交流
電力ラインにリークしたノイズのうち、コモンモードノ
イズはそれぞれコンデンサC2又はC3によりフレーム
グランドFGに落され、ノーマルモードノイズはコンデ
ンサC2,C3の直列回路によりバイパスされる。さら
に残ったノイズはチョークコイルLにより阻止されるか
ら、内部ノイズもノイズ遮断部4で遮断され、交流電源
ラインには洩れない。したがって、同一の交流電源ライ
ンに接続された他の機器に障害を及ぼすことはない。
【0025】同一の交流電源ラインに接続された他の機
器、特に大電力機器のオン・オフにより発生するサージ
電圧、あるいは高圧線や避雷針への落雷により誘導され
たサージ電圧は、広い意味では外来ノイズの一種である
が一般のノイズに比べてそのピーク電圧が桁違いに大き
く、時には10KVにも達することがあり、またその電
力も瞬間的ではあるが大きい。
器、特に大電力機器のオン・オフにより発生するサージ
電圧、あるいは高圧線や避雷針への落雷により誘導され
たサージ電圧は、広い意味では外来ノイズの一種である
が一般のノイズに比べてそのピーク電圧が桁違いに大き
く、時には10KVにも達することがあり、またその電
力も瞬間的ではあるが大きい。
【0026】したがって、ノイズフィルタだけでは防ぎ
切れないから図示したようなバリスタZVを設けている
が、既に説明したように、ラインH,ラインN間に設け
たバリスタZVだけではノーマルモードのサージ電圧に
は有効であっても、コモンモードのサージ電圧に対して
は効果がない。
切れないから図示したようなバリスタZVを設けている
が、既に説明したように、ラインH,ラインN間に設け
たバリスタZVだけではノーマルモードのサージ電圧に
は有効であっても、コモンモードのサージ電圧に対して
は効果がない。
【0027】そのために設けたサージ電圧吸収回路3a
は、交流電力ラインであるラインH,ラインN間に接続
した2個のコンデンサ8,9からなる直列回路と、該コ
ンデンサ8,9の接続部とフレームグランドFGとの間
に接続した定電圧素子10とから構成されている。
は、交流電力ラインであるラインH,ラインN間に接続
した2個のコンデンサ8,9からなる直列回路と、該コ
ンデンサ8,9の接続部とフレームグランドFGとの間
に接続した定電圧素子10とから構成されている。
【0028】図1に示したサージ電圧吸収回路3aは、
ノーマルモードのサージ電圧に対してはコンデンサ8,
9の直列回路とノイズ遮断部4のバリスタZVとが並列
に作用して、サージ電力を吸収する。従って、従来のバ
リスタZVが単体で用いられる場合に比べてサージ耐圧
及び電力量がそれぞれ増大し、破損する確率が減少して
安全性が向上する。また、バリスタZVがショート状態
になった時は、電源フューズFSが如何に大容量であっ
ても確実にとんで、直流電源装置及び接続された機器を
保護する。
ノーマルモードのサージ電圧に対してはコンデンサ8,
9の直列回路とノイズ遮断部4のバリスタZVとが並列
に作用して、サージ電力を吸収する。従って、従来のバ
リスタZVが単体で用いられる場合に比べてサージ耐圧
及び電力量がそれぞれ増大し、破損する確率が減少して
安全性が向上する。また、バリスタZVがショート状態
になった時は、電源フューズFSが如何に大容量であっ
ても確実にとんで、直流電源装置及び接続された機器を
保護する。
【0029】ラインH(又はN)とフレームグランドF
G間にかかるコモンモードのサージ電圧に対しては、コ
ンデンサ8(又は9)と定電圧素子10とが直列回路を
形成して作用し、サージ電力を吸収する。この場合もサ
ージ耐圧及び電力量が定電圧素子10単体の場合に比し
て増大し、安全性が向上することはいうまでもない。も
し定電圧素子10がショート状態になっても、ラインH
(又はN)とフレームグランドFGとの間にはコンデン
サ8(又は9)があるから交流電源電圧による感電の危
険はない。
G間にかかるコモンモードのサージ電圧に対しては、コ
ンデンサ8(又は9)と定電圧素子10とが直列回路を
形成して作用し、サージ電力を吸収する。この場合もサ
ージ耐圧及び電力量が定電圧素子10単体の場合に比し
て増大し、安全性が向上することはいうまでもない。も
し定電圧素子10がショート状態になっても、ラインH
(又はN)とフレームグランドFGとの間にはコンデン
サ8(又は9)があるから交流電源電圧による感電の危
険はない。
【0030】図2は、第2実施例の構成を示す回路図で
あり、図1に示した第1実施例と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。図2に示した第2実施例が第
1実施例と異なる所は、第1実施例の定電圧素子10
を、第2実施例においてはガスチューブアレスタ(以下
単に「アレスタ」ともいう)12で構成したことであ
る。
あり、図1に示した第1実施例と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。図2に示した第2実施例が第
1実施例と異なる所は、第1実施例の定電圧素子10
を、第2実施例においてはガスチューブアレスタ(以下
単に「アレスタ」ともいう)12で構成したことであ
る。
【0031】ガスチューブアレスタは、その特性による
放電開始電圧までは殆んど電流が流れないが、端子間電
圧が放電開始電圧を超えるとガス放電を開始し、その端
子間電圧は放電開始電圧より低い放電電圧まで下って、
放電電流の大小に関係なく略一定の放電電圧を維持す
る。端子間電圧が放電電圧より低下すると放電が停止し
て、放電開始前の状態に戻るという自己復帰性がある。
放電開始電圧までは殆んど電流が流れないが、端子間電
圧が放電開始電圧を超えるとガス放電を開始し、その端
子間電圧は放電開始電圧より低い放電電圧まで下って、
放電電流の大小に関係なく略一定の放電電圧を維持す
る。端子間電圧が放電電圧より低下すると放電が停止し
て、放電開始前の状態に戻るという自己復帰性がある。
【0032】しかしながら、サージ電圧が異常に高いか
放電電流が大き過ぎる場合は、ガス放電でなくアーク放
電になって両端子間がショート状態になり、放電電圧よ
り低い電圧になっても放電が止らず、放電電極が融けて
破損して了うことがある。
放電電流が大き過ぎる場合は、ガス放電でなくアーク放
電になって両端子間がショート状態になり、放電電圧よ
り低い電圧になっても放電が止らず、放電電極が融けて
破損して了うことがある。
【0033】図3は、第3実施例の構成を示す回路図で
あり、図1及び図2に示した第1及び第2実施例とそれ
ぞれ同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図
3に示した第3実施例が第1実施例(図1)と異なる所
は、第1実施例の定電圧素子10を、第3実施例におい
ては酸化金属バリスタである酸化亜鉛バリスタ14で構
成したことである。
あり、図1及び図2に示した第1及び第2実施例とそれ
ぞれ同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図
3に示した第3実施例が第1実施例(図1)と異なる所
は、第1実施例の定電圧素子10を、第3実施例におい
ては酸化金属バリスタである酸化亜鉛バリスタ14で構
成したことである。
【0034】酸化亜鉛バリスタは、他の酸化金属バリス
タあるいは炭化珪素バリスタと同様に、その端子間電圧
が電流の対数に略比例する特性がある。逆にいえば、電
流は端子間電圧の指数関数に略比例して変化するから、
端子間電圧が或る閾値を超えるとバリスタを流れる電流
が急激に増大する。この特性によってバリスタは定電圧
素子として使用される。
タあるいは炭化珪素バリスタと同様に、その端子間電圧
が電流の対数に略比例する特性がある。逆にいえば、電
流は端子間電圧の指数関数に略比例して変化するから、
端子間電圧が或る閾値を超えるとバリスタを流れる電流
が急激に増大する。この特性によってバリスタは定電圧
素子として使用される。
【0035】しかしながら、ガスチューブアレスタと異
なり、低い電圧でも僅かながら電流(リーク電流)が流
れ、閾値近くなると無視出来ないリーク電流が流れるか
ら、閾値を交流電源のピーク電圧より可成高くとる必要
がある。また、サージ電力を吸収する目的から見ればガ
スチューブアレスタより遙かに小型で済む利点はある
が、サージ電圧及び電力が大きい時はその電力損失によ
る発熱のため、端子間がショート状態になって了う場合
が多い。
なり、低い電圧でも僅かながら電流(リーク電流)が流
れ、閾値近くなると無視出来ないリーク電流が流れるか
ら、閾値を交流電源のピーク電圧より可成高くとる必要
がある。また、サージ電力を吸収する目的から見ればガ
スチューブアレスタより遙かに小型で済む利点はある
が、サージ電圧及び電力が大きい時はその電力損失によ
る発熱のため、端子間がショート状態になって了う場合
が多い。
【0036】図4は、第4実施例の構成を示す図回路で
あり、図1乃至図3に示した第1乃至第3実施例とそれ
ぞれ同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図
4に示した第4実施例が第1実施例(図1)と異なる所
は、第1実施例の定電圧素子10を、第4実施例におい
てはアレスタ16とバリスタ17との直列回路で構成し
たことである。
あり、図1乃至図3に示した第1乃至第3実施例とそれ
ぞれ同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図
4に示した第4実施例が第1実施例(図1)と異なる所
は、第1実施例の定電圧素子10を、第4実施例におい
てはアレスタ16とバリスタ17との直列回路で構成し
たことである。
【0037】このサージ電圧吸収回路3dにコモンモー
ドのサージ電圧が入力し、コンデンサ8又は9を介して
アレスタ16とバリスタ17との直列回路にそのサージ
電圧が印加されると、既に説明したようにアレスタ16
は常には電流が流れていないから、立上り時のサージ電
圧は殆んどアレスタ16の端子間にかかる。サージ電圧
が放電開始電圧を超えるとアレスタ16がガス放電を開
始して、バリスタ17の端子間にはサージ電圧からアレ
スタ16の放電電圧だけ降下した電圧が印加され、電流
が流れ始める。
ドのサージ電圧が入力し、コンデンサ8又は9を介して
アレスタ16とバリスタ17との直列回路にそのサージ
電圧が印加されると、既に説明したようにアレスタ16
は常には電流が流れていないから、立上り時のサージ電
圧は殆んどアレスタ16の端子間にかかる。サージ電圧
が放電開始電圧を超えるとアレスタ16がガス放電を開
始して、バリスタ17の端子間にはサージ電圧からアレ
スタ16の放電電圧だけ降下した電圧が印加され、電流
が流れ始める。
【0038】バリスタ17の端子間電圧がその閾値を超
えると急に電流が増大するが、流れる電流の時間積分値
に応じてコンデンサ8又は9の端子間電圧が上ってゆく
から、サージ電圧がコンデンサ8又は9とアレスタ16
とバリスタ17とによって分担吸収される結果になり、
それだけ耐サージ電圧が上って各素子の破損に対する安
全性が向上する。
えると急に電流が増大するが、流れる電流の時間積分値
に応じてコンデンサ8又は9の端子間電圧が上ってゆく
から、サージ電圧がコンデンサ8又は9とアレスタ16
とバリスタ17とによって分担吸収される結果になり、
それだけ耐サージ電圧が上って各素子の破損に対する安
全性が向上する。
【0039】以上説明した第1乃至第4実施例について
まとめて考察すると、いずれもノーマルモードのサージ
電圧に対しては、サージ電圧吸収回路3a乃至3dのコ
ンデンサ8及び9の直列回路が、ノイズ遮断部4のバリ
スタZVに並列に作用するから、サージ電圧及び電力に
よってバリスタZVが破損又はショート状態になる確率
が低くなり、安全性が高まる。コモンモードのサージ電
圧に対しては、定電圧素子10(図1)、例えばアレス
タ12(図2)又はバリスタ14(図3)あるいはアレ
スタ16とバリスタ17との直列回路(図4)、とコン
デンサ8又は9とが直列回路を形成して分担吸収するか
ら、安全性が高い。
まとめて考察すると、いずれもノーマルモードのサージ
電圧に対しては、サージ電圧吸収回路3a乃至3dのコ
ンデンサ8及び9の直列回路が、ノイズ遮断部4のバリ
スタZVに並列に作用するから、サージ電圧及び電力に
よってバリスタZVが破損又はショート状態になる確率
が低くなり、安全性が高まる。コモンモードのサージ電
圧に対しては、定電圧素子10(図1)、例えばアレス
タ12(図2)又はバリスタ14(図3)あるいはアレ
スタ16とバリスタ17との直列回路(図4)、とコン
デンサ8又は9とが直列回路を形成して分担吸収するか
ら、安全性が高い。
【0040】もし、ノーマルモードの過大なサージ電圧
によりノイズ遮断部4のバリスタZVがショートすれ
ば、AC入力部2の電源フューズFSがとんで直流電源
装置及び接続された電子機器を保護する。コモンモード
の過大なサージ電圧によりサージ電圧吸収回路3a乃至
3dの定電圧素子10,12,14,16及び17がシ
ョートしても、コンデンサ8又は9によって交流電源1
からの電流がフレームグランドFGに流れることがな
い。
によりノイズ遮断部4のバリスタZVがショートすれ
ば、AC入力部2の電源フューズFSがとんで直流電源
装置及び接続された電子機器を保護する。コモンモード
の過大なサージ電圧によりサージ電圧吸収回路3a乃至
3dの定電圧素子10,12,14,16及び17がシ
ョートしても、コンデンサ8又は9によって交流電源1
からの電流がフレームグランドFGに流れることがな
い。
【0041】したがって、発煙や発火あるいは感電等の
重大事故が防止される。また、直流電源装置の各素子を
サージ電圧による破壊から確実に防護するようにバリス
タの閾値やアレスタの放電開始電圧を低く設定し、その
電流(電力)容量を大きく設定したため、バリスタの交
流電源電圧によるリーク電流が増えたとしても、フレー
ムグランドに対しては必ずコンデンサが直列に入ってい
るからリーク電流が流れず感電する恐れはない。
重大事故が防止される。また、直流電源装置の各素子を
サージ電圧による破壊から確実に防護するようにバリス
タの閾値やアレスタの放電開始電圧を低く設定し、その
電流(電力)容量を大きく設定したため、バリスタの交
流電源電圧によるリーク電流が増えたとしても、フレー
ムグランドに対しては必ずコンデンサが直列に入ってい
るからリーク電流が流れず感電する恐れはない。
【0042】実験から、例えばAC200V入力の直流
電源装置において、ガスチューブアレスタ12,16の
放電開始電圧を700V乃至2400V、酸化亜鉛バリ
スタ14,17の閾値を50V乃至470V、コンデン
サ8,9の容量を1000pF乃至4700pFの各範
囲での組合せで良好な結果が得られた。
電源装置において、ガスチューブアレスタ12,16の
放電開始電圧を700V乃至2400V、酸化亜鉛バリ
スタ14,17の閾値を50V乃至470V、コンデン
サ8,9の容量を1000pF乃至4700pFの各範
囲での組合せで良好な結果が得られた。
【0043】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明による直流
電源装置は、サージ電圧吸収回路の定電圧素子の容量を
大きく設定しても、万一サージ電圧により定電圧素子が
ショート状態になった時にもリーク電流を防止し、安全
性,信頼性を向上することが出来る。
電源装置は、サージ電圧吸収回路の定電圧素子の容量を
大きく設定しても、万一サージ電圧により定電圧素子が
ショート状態になった時にもリーク電流を防止し、安全
性,信頼性を向上することが出来る。
【図1】この発明による直流電源装置の第1実施例の構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図2】この発明による直流電源装置の第2実施例の構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図3】この発明による直流電源装置の第3実施例の構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図4】この発明による直流電源装置の第4実施例の構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図5】直流電源装置の従来例の構成を示す回路図であ
る。
る。
1 交流電源 2 AC入力部(交
流電源入力部) 3a,3b,3c,3d サージ電圧吸収回路 4 ノイズ遮断部 5 整流平滑部 6 DC−DCコンバータ 8,9 コンデンサ 10 定電圧素子 12,16 ガスチューブアレスタ(定電圧素子) 14,17 酸化亜鉛バリスタ(酸化金属バリスタ,定
電圧素子) GND 大地アース FG フレームグラ
ンド FS 電源フューズ ZV 酸化亜鉛バリスタ(サージ電圧吸収素子)
流電源入力部) 3a,3b,3c,3d サージ電圧吸収回路 4 ノイズ遮断部 5 整流平滑部 6 DC−DCコンバータ 8,9 コンデンサ 10 定電圧素子 12,16 ガスチューブアレスタ(定電圧素子) 14,17 酸化亜鉛バリスタ(酸化金属バリスタ,定
電圧素子) GND 大地アース FG フレームグラ
ンド FS 電源フューズ ZV 酸化亜鉛バリスタ(サージ電圧吸収素子)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/06 A 9180−5H H 9180−5H // H02M 3/28 C 8726−5H
Claims (4)
- 【請求項1】 電源フューズを備えた交流電源入力部
と、交流電力ライン間に接続されたサージ電圧吸収素子
を含むノイズ遮断部と、該ノイズ遮断部を通過して入力
する交流電力を整流平滑する整流平滑部と、該整流平滑
部により整流平滑された1次直流電力を所定電圧の安定
化直流電力に変換して負荷に出力するDC−DCコンバ
ータとを備えた直流電源装置において、 前記交流電源入力部と前記ノイズ遮断部との間の前記交
流電力ライン間にコンデンサを2個直列にして接続し、
該2個のコンデンサ相互の接続部とフレームグランドと
の間に定電圧素子を接続してなるサージ電圧吸収回路を
設けたことを特徴とする直流電源装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の直流電源装置において、
前記定電圧素子をガスチューブアレスタにより構成した
ことを特徴とする直流電源装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の直流電源装置において、
前記定電圧素子を酸化金属バリスタにより構成したこと
を特徴とする直流電源装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の直流電源装置において、
前記定電圧素子をガスチューブアレスタと酸化金属バリ
スタとの直列回路により構成したことを特徴とする直流
電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4115983A JPH05316647A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4115983A JPH05316647A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 直流電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05316647A true JPH05316647A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14675976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4115983A Pending JPH05316647A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05316647A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002319837A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Tohoku Ricoh Co Ltd | ノイズ防止回路およびノイズ防止用yコンデンサ |
JP4577465B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2010-11-10 | 株式会社富士通ゼネラル | インバータ装置の保護方法 |
JP2012029439A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Bosch Corp | 電源回路 |
JP2012095446A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電源装置およびその耐電圧試験方法 |
JP2016103923A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP4115983A patent/JPH05316647A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4577465B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2010-11-10 | 株式会社富士通ゼネラル | インバータ装置の保護方法 |
JP2002319837A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Tohoku Ricoh Co Ltd | ノイズ防止回路およびノイズ防止用yコンデンサ |
JP2012029439A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Bosch Corp | 電源回路 |
JP2012095446A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電源装置およびその耐電圧試験方法 |
JP2016103923A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
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