(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及びコンデンサ（Ｃ３）と、このコンデンサ（Ｃ３）に並列に接続された抵抗（Ｒ６）と、前記抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、このトランジスタ（Ｑ１）のソース電極とドレイン電極間に抵抗（Ｒ１）を設けたことを特徴とする突入電流抑止装置。
【請求項２】
主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及び抵抗（Ｒ６）と、これら抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、前記ソース電極とドレイン電極間に接続された抵抗（Ｒ１）と、前記トランジスタ（Ｑ１）のゲートと抵抗Ｒ（６）の接続点にドレイン電極が接続され前記主電源の負側にソース電極が接続されたトランジスタ（Ｑ２）と、前記主電源投入の有無を検出するコンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）からなる微分手段に前記トランジスタ（Ｑ２）のゲート電極が接続されたことを特徴とする突入電流抑止装置。
【請求項３】
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたことを特徴とする請求項２記載の突入電流抑止装置。
【請求項４】
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端が前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けたことを特徴とする請求項２記載の突入電流抑止装置。
【請求項５】
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端が前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けるとともに前記抵抗（Ｒ８）と前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートの間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたことを特徴とする請求項２記載の突入電流抑止装置。
【請求項６】
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）に並列にコンデンサ（Ｃ５）を設けたことを特徴とする請求項５記載の突入電流抑止装置。
【請求項７】
前記抵抗（Ｒ８）と前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートの間に一端が接続され、他端が前記電源の負側に接続するコンデンサ（Ｃ６）を設けたことを特徴とする請求項５記載の突入電流抑止装置。
【請求項８】
前記主電源に設けられた電流感応型遮断装置（Ｆ１）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の後段に設けられた制御回路（５）と、この制御回路（５）の出力がゲート端子に接続され、前記主電源からのスイッチング動作を行うトランジスタ（Ｑ３）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に一端が接続され、他端が前記抵抗（Ｒ５）の一端に接続されたスイッチング回路（６）と、前記トランジスタ（Ｑ１）のドレイン端子と、抵抗Ｒ１の一端に接続された温度感応型遮断装置（Ｆ２）を備えたことを特徴とする請求項１乃至７記載の突入電流抑止装置。
【請求項９】
前記スイッチング回路（６）のスイッチ制御部にツェナーダイオードのカソード側が接続されアノードが前記とトランジスタ（Ｑ１）のドレイン端子間に接続されたことを特徴とする請求項８記載の突入電流抑止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器の電源回路において、主電源スイッチを投入したときに発生する突入電流を抑止するための突入電流抑止装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
突入電流は主電源スイッチを投入したときや、瞬時の停電が発生したときに発生する。突入電流が大きいと電源スイッチが溶着することがあり、これを小さくする必要がある。
【０００３】
突入電流を抑止する従来技術としては図１２，図１３に示すものが知られている。図１２において、１は主電源、２は突入電流抑止手段、３は電子回路であり、この例では突入電流が流れる経路の正側と負側に直列に抵抗Ｒ１およびＲ２を接続している。Ｃ１は電子回路３がスイッチング電源である場合にリップル電流を除去するためのコンデンサである。この様な回路では電子回路３に含まれるコンデンサＣ１等が原因となって、突入電流が発生する。なお、抵抗Ｒ１およびＲ２の内いずれかは省略する場合もある。
【０００４】
図１３は他の従来例を示すもので、図１２の抵抗のうち一方をサーミスタとしたもので、温度が上昇すると抵抗値が減少することを利用している。この例では、電源初期投入時はサーミスタの温度が低く抵抗値が高いので、その抵抗成分によって突入電流を抑止する。 そして定常動作中は自己の発熱によって抵抗値が下がるので損失を抑えることができる。図では抵抗Ｒ１を組み合せているが、抵抗を省略しても良く、サーミスタと抵抗の接続位置を逆にしてもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示す従来例の回路においては消費電力が小さい電子回路の場合は有効であるが、定常使用時に流れる電流値が大きい（電子回路３の消費電力が大きい）回路では定常使用時に突入電流防止抵抗での発熱および損失が大きくなってしまう。又、この様な（損失の大きい）回路では、定格電力の大きな抵抗を突入電流防止抵抗に使う必要がある。しかし、定格電力が大きな抵抗は物理的に大きくなる傾向があるので機器の中で大きな容積を占めるようになる。即ち、発熱および損失を小さくすれば突入電流が大きくなり、突入電流を小さくしようとして抵抗を大きくすると発熱、損失が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、図１３に示す従来例の回路においては、基板面積の小さな単純な電子回路では有効であるが、温度が高い状態では抵抗Ｒ２の抵抗値が低いので突入電流の抑止効果が小さい。そのため、周囲温度が高い場合や、自己発熱によって温度が高くなっている状態でスイッチを投入した場合は、突入電流が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、このような点を改善するためになされたもので、
１）電子回路に含まれるコンデンサ等の電子部品や回路構成等によって発生する大きな突入電流を抑えること。
２）定常使用時の損失を小さくすること。
３）広い入力電圧範囲に対応すること。
４）サーミスタを用いた場合に発生する特性のばらつきや温度条件を考慮する必要がないこと。
等の対策を施した突入電流抑止装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、請求項１においては、
主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及びコンデンサ（Ｃ３）と、このコンデンサ（Ｃ３）に並列に接続された抵抗（Ｒ６）と、前記抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、このトランジスタ（Ｑ１）のソース電極とドレイン電極間に抵抗（Ｒ１）を設けたことを特徴としている。
請求項２においては、
主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及び抵抗（Ｒ６）と、これら抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、前記ソース電極とドレイン電極間に接続された抵抗と、前記トランジスタ（Ｑ１）のゲートと抵抗Ｒ（６）の接続点にドレイン電極が接続され前記主電源の負側にソース電極が接続されたトランジスタ（Ｑ２）と、前記主電源投入の有無を検出するコンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）からなる微分手段に前記トランジスタ（Ｑ２）のゲート電極が接続されたことを特徴としている。
請求項３においては、請求項２記載の突入電流抑止装置において、
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたことを特徴としている。
請求項４においては、請求項２記載の突入電流抑止装置において、
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端が前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けたことを特徴としている。
請求項５においては、請求項２記載の突入電流抑止装置において、
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端が前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けるとともに前記抵抗（Ｒ８）と前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートの間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたことを特徴としている。
請求項６においては、請求項５記載の突入電流抑止装置において、
前記コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）に並列にコンデンサ（Ｃ５）を設けたことを特徴としている。
請求項７においては、請求項５記載の突入電流抑止装置において、
前記抵抗（Ｒ８）と前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートの間に一端が接続され、他端が前記電源の負側に接続するコンデンサ（Ｃ６）を設けたことを特徴としている。
請求項８においては、請求項１乃至８記載の突入電流抑止装置において、
前記主電源に設けられた電流感応型遮断装置（Ｆ１）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の後段に設けられた制御回路（５）と、この制御回路（５）の出力がゲート端子に接続され、前記主電源からのスイッチング動作を行うトランジスタ（Ｑ３）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に一端が接続され、他端が前記抵抗（Ｒ５）の一端に接続されたスイッチング回路（６）と、前記トランジスタ（Ｑ１）のドレイン端子と
抵抗Ｒ１の一端に接続された温度感応型遮断装置（Ｆ２）を備えたことを特徴としている。
請求項９においては、請求項１乃至８記載の突入電流抑止装置において、
前記スイッチング回路（６）のスイッチ制御部にツェナーダイオードのカソード側が接続されアノードが前記とトランジスタ（Ｑ１）のドレイン端子間に接続されたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明の請求項１に関する実施形態の一例を示すものである。図１において、１は主電源、２ｃは突入電流抑止手段、３は電子回路であり、この実施例では電子回路３の前段に配置されたＤＣ／ＤＣコンバータ４を含んで突入電流抑止手段２ｃを構成している。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４と電源１の負側に設けられたコンデンサＣ８は交流成分カット素子として機能する。
【００１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力は抵抗Ｒ５を介してコンデンサＣ３の一端に接続されており、このコンデンサＣ３の他端が電源１の基準点Ａに接続され、抵抗Ｒ６はコンデンサＣ３に並列に接続されている。抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３の間にはトランジスタＱ１のゲート電極が接続され、このトランジスタＱ１のソース電極とドレイン電極は基準点Ａに接続されており、トランジスタＱ１のソース電極とドレイン電極間には抵抗Ｒ１が接続されている。
【００１１】
ここで、例えば入力電圧を３２Ｖ，Ｒ１＝１Ω，Ｑ１のオン抵抗＝０．０３Ωオフ抵抗＝∞とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力を１８Ｖに設計すると、突入電流抑止回路のタイムチャートは図２（ａ）〜（ｈ）に示すようなものとなる。なお、最下段の数値は時間（数ｍ〜数十ｍ）の経過を示している。図において、
【００１２】
（ａ）は入力電圧であり、スイッチＳＷ投入時に３２Ｖに達する。
（ｂ）は抵抗Ｒ１の両端電圧で、この抵抗Ｒ１の両端電圧は（コンデンサＣ１が充電されるに従い）Ｒ１に流れる電流が減るので時間の経過と共に低下する（トランジスタＱ１のゲート・ソース電圧が閾値を超えることでＱ１が導通するとＲ１の両端電圧がほぼ完全に零となる）。
（ｃ）はコンデンサＣ１の両端の電圧で、所定の時間１２を経過した時入力電圧と同じ電圧３２Ｖとなる。
【００１３】
（ｄ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧で、時間３が経過した時点で設計電圧１８Ｖとなる。
（ｅ）はＤＣ／ＤＣコンバータ４の両端の電圧で時間７が経過した時点で設計電圧１８Ｖとなる。
【００１４】
（ｆ）はトランジスタＱ１のゲートとソース間の電圧で、閾値を超えた時点でオンとなる。
【００１５】
（ｇ）はトランジスタＱ１のドレイン−ソースを流れる電流で、所定の時間１２を経過しトランジスタＱ１がオンとした時から流れはじめる。（ｈ）はスイッチＳＷをオンとしたときに回路に流れる全流入電流Ｉinである。
【００１６】
図１において、主電源のスイッチＳＷを投入するとＤＣ／ＤＣコンバータ４が動作し、このＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力でトランジスタＱ１が動作するが、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ５の時定数によってトランジスタＱ１がオンになるまでの時間を調整する。従って、突入電流は最初、抵抗Ｒ１のみを流れ一定時間経過後、トランジスタＱ１を流れることになる。
【００１７】
このことにより、スイッチ投入の瞬間は電流は突入電流抑止抵抗として機能する抵抗Ｒ１を流れるので、電流のピーク値が抑えられることになる。そして、定常的な動作時においてはトランジスタＱ１のオン抵抗が抵抗Ｒ１に比較して極めて小さいので、電流は主にトランジスタＱ１の方に流れる。
【００１８】
その結果、抵抗だけを用いた回路に比較して損失を少なくすることができる。また、トランジスタＱ１をＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力で駆動するので入力電圧にかかわらず、電源スイッチＳＷをオンしてトランジスタＱ１がオフの期間を経過した後、トランジスタＱ１を動作させるにあたって、理想的なバイアス条件で（安定的に）オンとすることができる。
【００１９】
ところで、図１に示す実施例においては、コンデンサＣ１の電圧がある程度まで（例えば４Ｖ程度）下がっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４はその電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４の動作範囲内であれば出力を続ける。このため、外部の電源が瞬間的に停電した場合や、電源スイッチＳＷを投入してしばらくたった状態から短時間オフとし、あるタイミング（例えばコンデンサＣ１の電圧が下がった状態でかつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が動作している状態）で電源スイッチＳＷを再投入したような場合は、Ｑ１がずっとオンのままなので突入電流を抑えきれないという問題がある。
【００２０】
図３は抵抗Ｒ５とトランジスタＱ１とＤＣ／ＤＣコンバータ４を用いた場合に、スイッチＳＷをオフした後短時間でオンした場合の各部の電圧変化を示す図である。図に示すようにＡで示す時点で電源スイッチＳＷがオフになると、コンデンサＣ１の電荷は放電され
るが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力は一定時間継続する。そして一定時間経過するとこのコンバータ４の出力も零となるが、停止する直前にスイッチＳＷが再投入されると（トランジスタＱ１のゲートはまだオンとなっているので）、電流は抵抗Ｒ１を通らず抵抗値の低いトランジスタＱ１のドレイン・ソース間を流れることになる。従ってそのような場合は突入電流の抑止効果がない。
【００２１】
図４は請求項２乃至５に関する実施形態の一例を示すもので、外部の電源が瞬間的に停電した場合や、電源スイッチＳＷを投入してしばらくたった状態から短時間オフとし、あるタイミングで電源スイッチＳＷを再投入しても突入電流を抑えるようにしたものである。なお、２点鎖線で囲ったＢ部以外は図１に示す図と同じなのでここでの説明は省略する。
【００２２】
図４において、トランジスタＱ１のゲート電極にはトランジスタＱ２のドレイン電極が接続され、トランジスタＱ２のゲート電極には抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ４と抵抗Ｒ７の一端が接続されている。コンデンサＣ４の他端は電源の正側に抵抗Ｒ７の他端は負側に接続されており、直列に接続されたコンデンサＣ４と抵抗Ｒ７で微分回路を構成している。また、トランジスタＱ２のゲートにはツェナーダイオードＤ１のカソードが接続され、アノード側は負側に接続されている。
【００２３】
ここでトランジスタＱ２はゲート・ソース間の最大定格ＶＧＳが２０Ｖ程度の通信用の小電力ＦＥＴで動作スピードの速いものを使用する。抵抗Ｒ８はトランジスタＱ２のゲート保護用で、過電圧防止抵抗として機能する。微分回路の時定数は抵抗Ｒ７とコンデンサＣ４により決定される。このコンデンサＣ４の容量はコンデンサＣ１の５０００μＦ程度の容量に比較して例えば１μＦ程度の小さなものを使用する。
【００２４】
ここで、抵抗Ｒ７の両端電圧をＶＲ７，トランジスタＱ１のゲート・ソース間電圧をＶＱ１ｇｓ，Ｑ２のゲート・ソース間電圧をＶＱ２ｇｓ，Ｑ１のゲートのスレッショルドレベルをＶＱ１ｔｈ（＝約１．５Ｖ），Ｑ２のゲートのスレッショルドレベルをＶＱ２ｔｈ（＝約１．５Ｖ）として検討する。
【００２５】
はじめに、Ｒ８をショート、ツェナーダイオードＤ１をオープンと仮定してＶＲ７＝ＶＱ２ｇｓとして考える（図５参照）。電源スイッチ１が投入されるとＶＲ７＝Ｖｉｎになり、時間の経過と共にＶＲ７の両端電圧は低下する。ここでＶＲ７＞ＶＱ２ｔｈの期間（数十ｍＳ）はＱ２がオンなので、Ｑ１のゲートとソースがショートする。
【００２６】
従って、ＶＱ１ｇｓ＝０，Ｑ１はオフのまま、ＩＲ１＝Ｉｉｎとなる。スイッチ１をオンとした後数十ｍＳの時間が経過すると、ＶＲ７＜ＶＱ２ｔｈとなり、Ｑ２がオフとなる。
【００２７】
その頃にはコンデンサＣ１の充電がほぼ完了してＶＣ１は≒Ｖｉｎになっている。そして、Ｉｉｎはかなり小さく（数Ａ以下）になっていて、ＶＲ１＝ＩＲ１×Ｒ１≒０と考える。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力が１８Ｖで安定しているので、ＶＱ１ｇｓはＶｃｎｖ１をＲ６とＲ５で分圧することで決まり、
（１８＋ＶＲ１）×Ｒ６／（Ｒ６＋Ｒ５）≒１８×Ｒ６／（Ｒ６＋Ｒ５）＞ＶＱ１ｔｈ
となるので、Ｑ１がオンとなり、ＩＤＳ（Ｑ１の電流）＞＞ＩＲ１となる。
【００２８】
ここで、抵抗Ｒ８とツェナーダイオードＤ１を加えて考えると、ダイオードＤ１のツェナー電圧を例えば１２Ｖに設計したとすると、これを超える電圧がＶｉｎに加わってもＶＱ２ＧＳ≦１２Ｖになり、Ｑ２のゲート・ソース間の最大定格は２０Ｖ程度なのでＱ２のゲートが保護されることになる。
【００２９】
図６はＶＣ１＝０の状態からスイッチＳＷをオンとした時の図４に示す回路の動作タイミングを示す概念図である。図に示すようにスイッチＳＷオンによりＩｉｎが回路に流れ（ｂ）コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１が上昇し始める（ａ）。同時にトランジスタＱ２のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳが素早く上昇しトランジスタＱ２がオンとなる（ｃ）。トランジスタＱ２がオンの間はトランジスタＱ１はオフなので突入電流はＲ１を流れる。（ｄ）はトランジスタＱ１のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳ。（e）はＤＣ／ＤＣコンバータの出力である。その結果、突入電流を数十Ａ以下に抑えることができる。
【００３０】
図７はスイッチＳＷをオフとした後に短時間で再投入したときの回路の動作タイミングを示す概念図である。はじめＡで示す時点でスイッチＳＷをオフとしたとする。その時点からコンデンサＣ１の電荷が放電されはじめる（ａ）。スイッチＳＷをオフする前は、回路にはＩｉｎ（数Ａ）の定常的な消費電流が流れており、オフ後は零Ａとなる（ｂ）。トランジスタＱ２のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳはオフ（ｃ）、トランジスタＱ１のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳはオン（ｄ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力はオンとなっている（ｅ）。
【００３１】
そして、Ｂで示す時点でスイッチを再投入すると、その時点で回路にはＩｉｎの突入電流が流れる（ｂ）、その結果、コンデンサＣ１の電荷が充電されはじめる（ａ）。このときトランジスタＱ２のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳはオンとなり（ｃ）、トランジスタＱ１のゲート・ソース間の電圧ＶＧＳはオフとなる（ｄ）。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力はオンを維持する（ｅ）。
【００３２】
図８は請求項６に関する実施形態の一例を示すもので、図４で示す回路の抵抗Ｒ７の両端にコンデンサＣ５を付加したものである。この様な構成によれば非常に高い電圧が入力しても分圧が可能となりツェナーダイオードＤ１やトランジスタＱ２の保護回路として機能する。
図９は請求項７に関する実施形態の一例を示すもので、図４で示す回路のツェナーダイオードＤ１の両端にコンデンサＣ６を付加したもので、この様な構成によれば更に回路の安定化を図ることができる。
【００３３】
図１０は請求項２〜５に関する実施形態の一例を示すもので、突入電流抑止回路２ｇを直流電源駆動型の電子機器に用いた１例を示す回路図である。図１０全体で一つのＤＣ−ＤＣコンバータ（スイッチング電源）を構成している。スイッチング電源ではトランスに流れる電流をトランジスタでＯＮ−ＯＦＦして交流をつくり、トランスの磁界を通して２次側にエネルギーを伝達する。２次側では伝達されたエネルギーをダイオードとコンデンサで整流して、直流を得ている。
【００３４】
２次側電圧をなんらかの方法で検出し、１次側のＯＮ−ＯＦＦ間隔を調整することで、２次側直流電圧を一定に保つことになる。なお、この実施例では補助巻線（トランス端子５−６）を使って２次側の電圧を検出して、Ｑ３をＯＮ−ＯＦＦする時間をコントロールしている。
【００３５】
ここではスイッチング用トランジスタＱ３がショートモードとなった場合の対策を施すものである。トランジスタＱ３がショートすると、コンデンサＣ１の両端電圧が０ＶになってＤＣ−ＤＣコンバータ４が停止する。すると、突入電流抑止回路２ｇに含まれるＱ１がＯＦＦとなる。
【００３６】
その結果、電流経路はスイッチＳＷの端子１からＱ３を通り、抵抗Ｒ１→スイッチＳＷの端子３へ流れる。この時トランジスタＱ１はＯＦＦなので、抵抗Ｒ１の両端に入力電圧が印加され、抵抗Ｒ１だけで電力を消費して発熱することとなる。ところでヒューズＦ１の定格を６．３Ａとし、抵抗Ｒ１の抵抗を１Ωで、たとえば２４Ｖが入力したとすると、２４Ｖ÷１＝２４Ａなので、一瞬でヒューズ（Ｆ１）が遮断して、安全を保つことができる。
【００３７】
しかし、入力が８Ｖであった場合、流れる電流は８Ａとなる。この場合、ヒューズの溶断特性上、Ｆ１が遮断するのは数十分から１時間を要する。その間、抵抗は６４Ｗで発熱を続け、危険な状態となる。また、電力供給源（主電源）１に過電流保護機能が設定されている場合も同様なことが起こり得る。例えば、電圧設定を２４Ｖ、過電流保護機能の設定を８Ａとしている主電源において（Ｑ３のショートによって）保護動作が働き、電流経路が遮断されるまでは８Ａの電流が流れ続ける場合も同様に危険な状態となる。
【００３８】
図１１は上記問題点を解決するための本発明の請求項９に関する実施形態の一例を示すもので、この実施例においては、突入電流抑止回路２ｆを構成するＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力をスイッチングするスイッチング回路６を介して抵抗Ｒ５に接続し、更にトランジスタＱ１のドレイン電極と抵抗Ｒ１の接続を温度感応型遮断装置（以下温度ヒューズという）Ｆ２を介して行っている（抵抗Ｒ１とヒューズＦ２の位置は逆であっても良い）。実施例ではスイッチング回路６のスイッチング素子としてフォトカプラ２０ａを用いているが、バイポーラトランジスタ、フイールドイフェクトトランジスタ、電磁リレー、半導体リレー等のスイッチであってもよい。
【００３９】
スイッチング回路６を構成するフォトカプラ２０ａとトランジスタＱ１のドレイン端子間には抵抗Ｒ９を介してツェナーダイオードＤ２のアノードが接続されている（抵抗Ｒ９とツェナーダイオードＤ２の位置は逆であってもよい）。抵抗Ｒ１と温度ヒューズＦ２は熱的に充分結合している必要があるが、例えば温度ヒューズ内蔵抵抗を用いることができる。
【００４０】
上記の構成において、メインスイッチング用トランジスタＱ３がショートすると、先ずコンデンサＣ１の両端電圧が減少し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力がオフとなるのでトランジスタＱ１がオフとなる。この後、抵抗Ｒ１は電流によって発熱し、その熱を受けて温度ヒューズＦ２が溶断する。
【００４１】
温度ヒューズＦ２の溶断直後にトランジスタＱ１のゲート電位が一瞬だけ上昇するので、スイッチング回路６がない場合はトランジスタＱ１が中途半端にオンとなって破損することがある。しかし、スイッチング回路６の働きによって温度ヒューズＦ２の溶断直後もトランジスタＱ１のゲート電位はソース電位と同じに保たれるのでトランジスタＱ１はオフの状態を維持することができる。
【００４２】
上述において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力がゆっくりと低下した場合はスイッチング回路６がゆっくりとオフになりトランジスタＱ１もゆっくりとオフになる。トランジスタＱ１に電流が流れていると状態でトランジスタＱ１がゆっくりとオフになると、安全動作領域を越えてＱ１が壊れることがある。その対策としてツェナーダイオードＤ２を入れると有効に働く。即ち、ツェナーダイオードＤ２はＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力がゆっくりと低下した場合短時間でオフできるので、Ｑ１の安全動作領域が問題になる場合に電流経路を素早く遮断して安全性が確保できるという効果がある。
【００４３】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、請求項１においては、主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及びコンデンサ（Ｃ３）と、このコンデンサ（Ｃ３）に並列に接続された抵抗（Ｒ６）と、前記抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、このトランジスタ（Ｑ１）のソース電極とドレイン電極間に抵抗（Ｒ１）を設けたので、抵抗だけを用いた回路に比較して損失を少なくすることができる。また、トランジスタＱ１をＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力で駆動するので入力電圧にかかわらず、安定した条件でトランジスタＱ１を駆動することができる。
【００４５】
また、請求項２においては、主電源（１）からの直流電圧を突入電流抑止手段（２）を介して後段に接続された電子回路（３）に供給するようにした突入電流抑止装置において、前記突入電流抑止手段は、前記主電源と前記電子回路の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ（４）と、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と前記主電源の負側間に直列に接続された抵抗（Ｒ５）及び抵抗（Ｒ６）と、これら抵抗（Ｒ５）と（Ｒ６）の接続点にゲート電極が接続され、ソース電極とドレイン電極が前記主電源の負側に接続されたトランジスタ（Ｑ１）と、前記ソース電極とドレイン電極間に接続された抵抗と、前記トランジスタ（Ｑ１）のゲートと抵抗Ｒ（６）の接続点にドレイン電極が接続され前記主電源の負側にソース電極が接続されたトランジスタ（Ｑ２）と、前記主電源投入の有無を検出するコンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）からなる微分手段に前記トランジスタ（Ｑ２）のゲート電極が接続されているので、コンデンサ（Ｃ１）に電荷が溜まっていない状態で電源スイッチを投入したとき（初期投入したとき）に突入電流を抑えることができる。
【００４６】
これに加えて、電源スイッチをオフにした直後で、まだコンデンサＣ１に電荷が残っていて、そのためＤＣ／ＤＣコンバータ（４）が動作していてトランジスタＱ１がオンの状態というタイミングにスイッチＳＷを再投入したときに発生する突入電流も抑えることができる。更に、請求項１と同様定常使用時の損失を小さく、広い入力電圧範囲に対応することができ、サーミスタを用いた場合に発生する特性のばらつきや温度条件を考慮する必要のない突入電流抑止装置を実現することができる。
【００４７】
また、請求項３においては請求項２の突入電流抑止装置にコンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたので、Ｑ２のゲートを保護することができる。
【００４８】
また、請求項４においては、請求項２の突入電流抑止装置にコンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端がトランジスタ（Ｑ３）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けたので、Ｑ２のゲートを保護することができる。
【００４９】
また、請求項５においては、コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）の間に一端が接続され、他端が前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートに接続する抵抗（Ｒ８）を設けるとともに前記抵抗（Ｒ８）と前記トランジスタ（Ｑ２）のゲートの間にカソードが接続され、アノードが前記電源の負側に接続するツェナーダイオード（Ｄ１）を設けたので、微分点（抵抗Ｒ７とコンデンサＣ４の接続点）の電圧が突発的に上昇した場合にも動作が不安定になることを防止することができる。
【００５０】
また、請求項６においては、請求項５記載の突入電流抑止装置に、コンデンサ（Ｃ４）と抵抗（Ｒ７）に並列にコンデンサ（Ｃ５）を設けたので、回路の安定化を図ることができる。
【００５１】
また、請求項７においては、請求項５記載の突入電流抑止装置に抵抗（Ｒ８）とトランジスタ（Ｑ３）のゲートの間に一端が接続され、他端が前記電源の負側に接続するコンデンサ（Ｃ６）を設けたので、回路の安定化を図ることができる。
【００５２】
また、請求項８においては、請求項２乃至７記載の突入電流抑止装置に主電源に設けられた電流感応型遮断装置（Ｆ１）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の後段に設けられた制御回路（５）と、この制御回路（５）の出力がゲート端子に接続され、前記主電源からのスイッチング動作を行うトランジスタ（Ｑ３）と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に一端が接続され、他端が前記抵抗（Ｒ５）の一端に接続されたスイッチング回路（６）と、前記トランジスタ（Ｑ２）のドレイン端子と抵抗Ｒ１の一端に接続された温度感応型遮断装置（Ｆ２）を備えたので、トランジスタＱ３がショートモードで故障したときに、抵抗Ｒ１が発熱体の役目を果たし、抵抗Ｒ１の発熱の影響を受けて温度感応型遮断装置Ｆ２により電流経路を遮断することができる。
また、請求項９においては、請求項８の回路にツェナーダイオードＤ２を付加することにより、トランジスタＱ１の安全動作領域が問題になる場合に電流経路を素早く遮断して安全性が確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る突入電流抑止装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る突入電流抑止装置のタイムチャートである。
【図３】抵抗とトランジスタとＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合に、スイッチＳＷをオフした後短時間でオンした場合の各部の電圧変化を示す図である。
【図４】本発明に係る突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【図５】本発明に係る突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【図６】スイッチＳＷをオンとした時の図５に示す回路の動作タイミングを示す概念図である。
【図７】スイッチＳＷをオフとした後に短時間で再投入したときの回路の動作タイミングを示す概念図である。
【図８】本発明に係る突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【図９】本発明に係る突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【図１０】突入電流抑止回路を直流電源駆動型の電子機器に用いた１例を示す回路図である。
【図１１】本発明に係る突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【図１２】従来の突入電流抑止装置の構成を示す回路図である。
【図１３】従来の突入電流抑止装置の他の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  主電源
２  突入電流抑止手段
３  電子回路
４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５  制御回路
６  スイッチング回路
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３  トランジスタ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８  コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９  抵抗
Ｄ１，Ｄ２  ツェナーダイオード
【図１】
0003564694.tif 000002
【図２】
0003564694.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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