(57)【要約】【課題】  負荷部への突入電流を抑制と電子機器の小形化を目的とする。【解決手段】  電源部と、前記電源部から供給される電源電圧を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部で変換された電圧が供給されることで突入電流を発生させる負荷部とを有し、前記電圧変換部は前記負荷部への電力供給を開始するときに、前記負荷部の駆動電圧よりも低い予備電圧を所定時間だけ前記負荷部に供給したのち、前記負荷部の駆動電圧を前記負荷部に供給するように制御する。【選択図】  図１
2010016980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、
前記電源部から供給される電源電圧を変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部で変換された電圧が供給されることで突入電流を発生させる負荷部とを有し、
前記電圧変換部は前記負荷部への電力供給を開始するときに、前記負荷部の駆動電圧よりも低い予備電圧を所定時間だけ前記負荷部に供給したのち、前記負荷部の駆動電圧を前記負荷部に供給するように制御することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電圧変換部は前記予備電圧が供給されることで電荷が蓄積されるコンデンサと、前記コンデンサに蓄積される電荷によってオン・オフすることで前記電圧変換部の出力電圧を前記予備電圧から前記駆動電圧に切り換えるスイッチング素子とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記負荷部はフィラメントを発熱させて発光させるランプであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、特に突入電流抑制機能を有する電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球やハロゲンランプなどの負荷に対し電力を供給する場合、フィラメントが冷めた状態でランプを点灯させたい設定電圧を印加すると、図３の様に突入電流が流れる。突入電流は、ランプの寿命を縮めたり回路の不具合を起こす原因となるため、突入電流を抑制する回路が必要である。従来の突入電流を抑制する回路には、電流制限抵抗と前記抵抗を短絡するスイッチからなる回路がある。（例えば、特許文献１参照。）
電力供給ラインに電流制限抵抗を挿入し、突入電流を抑え、時間が経過した後、ＭＯＳ  ＦＥＴなどのスイッチで電流制限抵抗をショートし、負荷部へ電力を供給する方法である。
【特許文献１】特許第２６４６６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例では、負荷部への電力供給ラインに挿入される電流制限抵抗や抵抗を短絡するスイッチを流れる電流が損失となっていた。
【０００４】
また、電流制限抵抗は電流を流している間発熱するため、許容損失に余裕をみた抵抗を選択する必要があった。
【０００５】
損失が増えると放熱面積を大きくする必要があり、大きい許容損失の抵抗は部品の実装面積も大きく、機器の小形化の妨げになっていた。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決する為になされたものであり、負荷部への突入電流を抑制と機器の小形化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子機器は、電源部と、前記電源部から供給される電源電圧を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部で変換された電圧が供給されることで突入電流を発生させる負荷部とを有し、前記電圧変換部は前記負荷部への電力供給を開始するときに、前記負荷部の駆動電圧よりも低い予備電圧を所定時間だけ前記負荷部に供給したのち、前記負荷部の駆動電圧を前記負荷部に供給するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、電流制限抵抗や抵抗を短絡するスイッチを設けることなく、突入電流を抑制することができる。また、突入電流抑制のための回路部分での損失を改善することにより発熱量が抑えられ、電子機器を小形化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下にこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明を適用した電子機器の構成を示す回路図である。
直流電源１０１は、バッテリーや直流に制御された電源部である。
【００１１】
電圧変換回路は、電源制御ＩＣ  １０２、ＭＯＳ  ＦＥＴ１０３、インダクタ１０４、コンデンサ１０５、抵抗１０６，１０７で構成されている。電源制御ＩＣ  １０２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の電圧を監視し、ＭＯＳ  ＦＥＴ１０３の制御を行うＤＣ−ＤＣコンバーター用制御ＩＣである。ＭＯＳ  ＦＥＴ１０３は、スイッチング素子である。インダクタ１０４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ用のインダクタである。
【００１２】
コンデンサ１０５は、電界コンデンサやセラミックコンデンサ、タンタルコンデンサなどで、出力の整流を行う。抵抗１０６，抵抗１０７は、出力電圧を設定する抵抗であり、抵抗１０６，１０７で分圧された中点を制御ＩＣ１０２が監視し、出力電圧を制御する。
【００１３】
出力電圧設定変更回路は、トランジスタ１０８、抵抗１０９で構成されおり、制御ＩＣ  １０２の出力電圧を監視している抵抗に接続されている。トランジスタ１０８は、オン・オフするスイッチ素子でありその他の素子として、ＦＥＴやリレーを用いても良い。
【００１４】
遅延回路は、抵抗１１０、コンデンサ１１１で構成されている。コンデンサ１１１と、トランジスタ１０８のベース、エミッタは接続されているため同じ電圧になり、トランジスタ１０８のベース、エミッタ電圧が約０．６Ｖまで上昇すると、トランジスタがＯＮする。トランジスタがＯＮするまでの時間が遅延時間となり、コンデンサ１１１の容量と、コンデンサ１１１にチャージする電流を制限する抵抗１１０の定数を調整する事により任意の時間を設定することができる。本実施形態では、電圧変換回路、出力電圧設定変更回路および遅延回路をあわせて電源変換部という。
【００１５】
ランプ１１２は、電圧が供給されることで突入電流を発生させる負荷部である。ランプ１１２は、ハロゲンランプやキセノンランプ、白熱電球などでありランプ内のフィラメントを発熱させて発光させる。フィラメントは、温度が低い時は抵抗値が低く突入電流が流れやすいが、電流を流してフィラメントの温度が高くなると抵抗値が高くなり突入電流は流れにくくなる。
【００１６】
図１は、ＤＣ−ＤＣコンバーターの代表的な回路図であるが、ＡＣ電源を入力としてＤＣを出力とするＡＣ−ＤＣコンバーターに応用する事も可能である。
【００１７】
図１の電源制御ＩＣ１０２は、出力電圧を監視し、ＭＯＳ  ＦＥＴ１０３の駆動を制御しているが、同じ機能を単機能の部品で構成する事もできる。また、電源制御ＩＣ  １０２の機能として一定期間かけて徐々に電圧を上げていくソフトスタート機能を持つものがある。そのソフトスタート機能を持つ電源制御ＩＣと組み合わせても本発明は有効に作用し、突入電流を抑制することが可能である。
【００１８】
次に、図２を用いて本発明を適用した電子機器の電圧、電流の様子を説明する。
【００１９】
図２（ａ）において、設定電圧２は、ランプ１１２を点灯駆動させるための駆動電圧であり、設定電圧１は、突入電流を抑える為にランプ１１２を温める予備電圧である。設定電圧１は設定電圧２の３割程度の電圧値に設定される。
【００２０】
ランプ１１２を発光させる制御を実行すると、直流電源１０１の電源電圧が電圧変換されてランプ１１２へ供給される。このとき、トランジスタ１０８がオフしているので、ランプ１１２へ供給される出力電圧は抵抗１０６と抵抗１０７の中点の電圧によって設定される。ランプ１１２へ供給される出力電圧が設定電圧１となるように、抵抗１０６と抵抗１０７の値は決められている。すなわち、電圧変換部はランプ１１２への電力供給を開始するときに、ランプ１１２の駆動電圧よりも低い予備電圧がランプ１１２に供給される。
【００２１】
設定電圧１の電圧がランプ１１２へ供給されると、図２（ｂ）に示すように、１回目の突入電流が流れる。本実施形態のように、駆動される負荷がランプの場合、フィラメントの温度が低い時は低い抵抗値であるので、設定電圧１を低く設定すれば突入電流を抑えることが出来る。
【００２２】
設定電圧１の電圧がランプ１１２に供給されると同時に、コンデンサ１１１に抵抗１１０を通して電荷が蓄積される。そして、コンデンサ１１１に電荷が蓄積されると、トランジスタ１０８がオンする。トランジスタ１０８がオンすると、抵抗１０７と並列に抵抗１０９がトランジスタによって接続され、出力電圧を設定している抵抗１０６と抵抗１０７の中点の電圧が下がり、電源制御ＩＣ１０２は、出力電圧を上げるように制御する。したがって、設定電圧１よりも高い設定電圧２の電圧がランプ１１２に供給される。設定電圧２の電圧がランプ１１２に供給されると、図２（ｂ）に示すように、２回目の突入電流が流れる。
【００２３】
その後は、ランプ１１２を点灯駆動させるための駆動電圧である設定電圧２でランプを点灯させる。
【００２４】
設定電圧１が予め供給されることによって、ランプ１１２のフィラメントは温められ、ランプ１１２の抵抗値が上がっているので、２回目の突入電流は１回目の突入電流よりも小さくものとなる。したがって、２回目の突入電流は、フィラメントが冷めた状態で設定電圧２の出力をランプ１１２供給するするときと比べても低く抑えられる。
【００２５】
設定電圧１の電圧が供給されてから設定電圧２の電圧が供給されるまでの所定時間は、遅延回路のコンデンサ１１１と抵抗１１０の値を調整することで実現している。この所定時間は、一般的には数ミリ秒から数秒の任意の時間に設定することが可能であるが、本実施形態では、所定時間が３００ミリ秒となるようにコンデンサ１１１と抵抗１１０の値を決定している。この所定時間は、設定電圧１で十分にフィラメントが温められる時間に設定してあり、数１０ミリ秒から数秒程度である。この回路では、フィラメントの特性に合わせて設定電圧１の電圧値、遅延時間を調整することにより、仕様が異なるランプに対しても突入電流を抑制することが可能である。
【００２６】
以上説明したように制御することにより、突入電流抑制回路がない時に比べ突入電流を抑制することが出来る。また、適用できる負荷として上記で説明したランプのフィラメントの他に、電解コンデンサやインダクタ、モーターの突入電流対策にもそれぞれに合わせた設定電圧、所定時間を調整することにより有効に作用する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態である電子機器の構成例を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態の電圧、電流波形を説明する図である。
【図３】ランプに電力を供給した時の電圧、電流波形を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０１  直流電源
１０２  電源制御ＩＣ
１０３  ＭＯＳ  ＦＥＴ
１０４  インダクタ
１０５  コンデンサ
１０６  抵抗
１０７  抵抗
１０８  トランジスタ
１０９  抵抗
１１０  抵抗
１１１  コンデンサ
１１２  ランプ
【図１】
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【図２】
2010016980.tif 000004
【図３】
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