(57)【要約】【課題】電源起動時の突入電流を防ぐために設けられる突入電流制限抵抗素子と並列に接続されるスイッチがリーク電流により誤動作しないようにした電源装置を提供する。【解決手段】交流電源のＨｏｔ側とＣｏｌｄ側の両方に交流電流を検出する電流検出手段を設け、これら２つの電流検出手段の出力をＡＮＤ回路に供給し、このＡＮＤ回路の出力でリレーを作動させて、突入電源制限抵抗素子と並列に接続したスイッチを開放することにより、確実にリレーを作動させる。ＡＮＤ回路を設けたことによりリレーがリーク電流で誤動作することがない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源を整流平滑化して直流電圧をうる整流平滑手段と、
前記商用交流電源の起動時に流入する突入電流を制限するための突入電流制限素子と、
前記突入電流制限素子をバイパスする経路を形成するバイパス手段と、
前記商用交流電源のＣｏｌｄ側の電源線に接続される電源スイッチと、前記整流平滑手段と前記商用交流電源のアース間に接続されるバイパスコンデンサと、
前記商用交流電源のＨｏｔ側の電源線に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、前記商用交流電源のＣｏｌｄ側の電源線に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１及び第２の電流検出手段の出力が供給される論理積回路と、を備え、前記論理積回路の出力によって前記バイパス手段を作動させて突入電流制限素子をバイパスする経路を形成することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記バイパス手段は、リレー回路とスイッチで形成され、前記論理積回路の出力によって前記リレー回路を作動させて前記スイッチを閉成させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に関し、特に電源起動時に生じる突入電流を制限するための突入電流防止回路を設け、リーク電流によるリレー誤動作を防止するようにした電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外部交流電源から外部機器に対して電源を供給する場合に、特に電源起動時の突入電流を小さくするため、電源起動時のみ電源線や出力線に突入電流防止用の抵抗素子を挿入するものが知られている（例えば、電源線に挿入するものは特許文献１、出力線に挿入するものは特許文献２を参照。）。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、全波整流回路に接続される商用電源の２つの電源線の一つに、電源起動時の突入電流を制限するための抵抗素子を直列に挿入し、この抵抗の両端を短絡するスイッチを抵抗素子と並列に配設することにより、突入電流を防止する機構が示されている。この特許文献１に記載の電源装置では、抵抗素子と並列に挿入したスイッチが電源起動時にはオフとなっており、交流電源の投入時は抵抗素子が電源線に直列に挿入されるため、電源起動時の突入電流が制限される。そして、電源の起動後、所定時間が経過すると、制御回路によりリレーを作動させて抵抗素子と並列に接続したスイッチをオンすることにより、電源線に直列接続された抵抗素子をバイパスするようにしている。
【０００４】
特許文献２に記載の電源装置は、電源起動時に生じる突入電流を制限する突入電流制限抵抗をブリッジ整流回路の出力線に挿入している。すなわち、ブリッジ整流回路の２つの出力線の１つに突入電流制限抵抗を挿入し、これと並列に接続したスイッチを電源起動後にオンすることにより、電源起動時のみ突入電流制限抵抗がブリッジ整流回路の出力線に挿入されるようにしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のいずれの電源装置においても、ノイズ対策用のバイパスコンデンサを設けていない。一般に、スイッチング電源の場合、スイッチングコンバータから発生するノイズを吸収してアースに逃がすためのバイパスコンデンサが整流回路の一端とアース間に挿入されるのが普通である。図２は、ノイズ対策用のバイパスコンデンサが設けられている従来の電源装置の例であり、以下、この電源装置について説明する。
【０００６】
図２に示される従来の電源装置では、商用交流電源１からの電流が供給される電源線２はＨｏｔ側とＣｏｌｄ側に区別されている。Ｈｏｔ側の電源線２は、突入電流制限抵抗素子４の一端に接続され、突入電流制限抵抗素子４の他端はブリッジ整流回路５の第１の入力端に接続される。また、商用交流電源１のＣｏｌｄ側の電源線２は、電源スイッチ（片切スイッチ）３の一端に接続され、電源スイッチ３の他端はブリッジ整流回路５の第２の入力端に接続されている。
【０００７】
ブリッジ整流回路５の第１の出力端は、リップル分を除去する平滑コンデンサ６の一端に供給され、不図示のスイッチングコンバータ回路へ供給される。また、ブリッジ整流回路５の第２の出力端は前記平滑コンデンサ６の他端に接続されるとともに、バイパスコンデンサ１６を経由して商用交流電源１のＣｏｌｄ側に接続され、接地される。
【０００８】
ブリッジ整流回路５の第１の入力端及び第２の入力端には、それぞれダイオード９と１０のアノードが接続され、それらのカソードは結線されて抵抗器１１、１２の直列回路を経由してコンデンサ１３と抵抗器１４からなる平滑回路に接続されている。そして、この平滑回路の一端は電界効果トランジスタ１５のゲート電極に接続され、他端は平滑コンデンサ６とバイパスコンデンサ１６の接続点に接続されている。
【０００９】
以下、この従来の電源装置の動作について説明し、その問題点を述べる。
図２において、電源スイッチ３がオンされると、商用交流電源１より電源線２を経由してブリッジ整流回路５に交流電力が供給され、ブリッジ整流回路５の第１の出力端から整流された信号が平滑コンデンサ６を経由して不図示のスイッチングコンバータ回路に供給される。
【００１０】
突入電流制限抵抗素子４の両端には、リレー８でオン−オフ制御されるスイッチ７が並列に接続されているが、このスイッチ７は、電源起動時はオフ状態になっているので、電源スイッチ３がオンされてしばらくの間は、突入電流制限抵抗素子４が電源線２に直列に接続される。このため、電源起動時にブリッジ整流回路５に極端に大きな電流（突入電流）が流れるのを防ぐことができる。
【００１１】
電源スイッチ３がオンされて、不図示のスイッチングコンバータへ電流が流れ出すと、ダイオード９、１０及び抵抗器１１、１２を経由して電流が流れ、コンデンサ１３が充電を開始する。コンデンサ１３への充電が開始してから抵抗器１４の両端電圧が所定電圧まで上昇すると、電界効果トランジスタ１５がオンとなり、リレー８が作動して、スイッチ７がオンされる。この結果、突入電流制限抵抗素子４は電源線２からバイパスされ、ブリッジ整流回路５にはその分、大きな電流が流れ込むことになる。
【００１２】
ここで、ブリッジ整流回路５の第２の出力端は、ノイズ対策上設けられたバイパスコンデンサ１６に接続されており、これにより、交流電源１のＨｏｔ側電源線２からＣｏｌｄ側電源線２に至る閉回路が形成される。すなわち、Ｈｏｔ側電源線２から、突入電流制限抵抗素子４、ダイオード９、抵抗器１１、１２、コンデンサ１３と抵抗器１４の並列回路、バイパスコンデンサ１６、Ｃｏｌｄ側電源線２（アース）に至る、閉じた経路が形成される。ここで、電源スイッチ３は、電源線２のＨｏｔ側に配置されているが、わが国のように商用電源用のコンセントにＨｏｔ側とＣｏｌｄ側の区別がない場合には、そのコンセントの差し込み状態により、電源スイッチ３がＣｏｌｄ側になったり、Ｈｏｔ側になったりする。したがって、図１のように、電源スイッチ３がＣｏｌｄ側にある確率は５０％である。なお、電源スイッチ３が、電源線２のＨｏｔ側に接続された場合は、上記のような閉じた経路は形成されない。なお、電源線２に接続される突入電流制限抵抗素子４は、必ずしも電源線２のＨｏｔ側である必要はなく、Ｃｏｌｄ側であってもよい。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−３２５４５２号公報（特に、図１）
【特許文献２】
特開平１０−１６４８２４号公報（図１〜図４）
【００１４】
【発明が解決すべき課題】
このように、図２にしめすような従来の電源装置においては、電源スイッチ３がオフ状態であっても、上述したように、Ｈｏｔ側電源線２から、突入電流制限抵抗素子４、ダイオード９、抵抗器１１、１２、コンデンサ１３と抵抗器１４の並列回路、バイパスコンデンサ１６、Ｃｏｌｄ側電源線（アース）２に至る、閉じた経路が形成されるため、リーク電流Ｉｒが図示の矢印の方向に流れる。そして、このリーク電流Ｉｒによってコンデンサ１３の充電が起こるので、電界効果トランジスタ１５がこのリーク電流を電源スイッチ３のオンと誤判断してリレー８がオン／オフ動作を繰り返えしてしまうという問題が生じる。このため、電源スイッチ３がオフであるにもかかわらずリレー８がカタカタと音を立てるという問題があった。
【００１５】
本発明は、電源スイッチ３が、Ｃｏｌｄ側に接続された場合であっても、上述のようなリレーが誤動作してカタカタ音を立てることのない電源装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、本発明の電源装置は、商用交流電源を整流平滑化して直流電圧をうる整流平滑手段と、商用交流電源の起動時に流入する突入電流を制限するための突入電流制限素子と、突入電流制限素子をバイパスする経路を形成するバイパス手段と、商用交流電源のＣｏｌｄ側の電源線に接続される電源スイッチと、整流平滑手段と商用交流電源のアース間に接続されるノイズ防止用のバイパスコンデンサと、商用交流電源のＨｏｔ側の電源線に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、商用交流電源のＣｏｌｄ側の電源線に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、これら第１及び第２の電流検出手段の出力が供給される論理積回路（ＡＮＤ回路）とを備え、この論理積回路の出力によってバイパス手段を作動させて突入電流制限素子をバイパスする経路を形成することを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、電源線のＨｏｔ側とＣｏｌｄ側のそれぞれに独立して電流を検出する第１及び第２の電流検出手段を設け、これら２つの電流検出手段の出力が加えられる論理積回路の出力でリレーを動作させているので、電源スイッチがオフで、Ｃｏｌｄ側に電流が流れないときには、リレーが作動することがなく、したがってカタカタ音を立てることもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１を用いて本発明の実施の形態の例を説明する。図１に示す本発明の実施の形態は、図２に示される従来例の構成の全てを共通に備えているので、その構成部分については同一符号を付して説明し、また、図１において記述した構成部分についてはその説明を省略する。
【００１９】
図２の本発明の実施の形態においては、商用交流電源１のＨｏｔ側の電源線２、すなわちブリッジ整流回路５の第１の入力端は、整流用のダイオード９、抵抗器１１、１２の直列回路を経由して、抵抗器１３とコンデンサ１４からなる平滑回路（このダイオード９からコンデンサ１４までで構成される回路が第１の電流検出手段を構成している。）に接続されている。また、商用交流電源１のＣｏｌｄ側の電源線２は電源スイッチ３を介してブリッジ整流回路５の第２の入力端に接続されているが、このブリッジ整流回路５の第２の入力端は、整流用のダイオード１０、抵抗器１７、１８の直列回路を経由して、抵抗器１９とコンデンサ２０の平滑回路（このダイオード１０からコンデンサ２０までで構成される回路が第２の電流検出手段である。）に接続されている。
【００２０】
そして、上記Ｈｏｔ側の交流電流が供給されるコンデンサ１３と抵抗器１４からなる電流平滑回路の出力、及び上記Ｃｏｌｄ側の交流電流が供給されるコンデンサ２０と抵抗器１９からなる電流平滑回路の出力はＡＮＤ（論理積）回路２１に供給されている。このＡＮＤ回路２１の出力は、電界効果トランジスタ１５のゲート電極に接続されており、電界効果トランジスタ１５のソース電極はリレー８を経て不図示のリレー駆動用電源に接続され、ドレイン電極はバイパスコンデンサ１６を経由して接地されている。
【００２１】
以下、図１に示す本発明の実施の形態の例についてその動作を説明する。
電源スイッチ３がオンされると、商用交流電源１からの交流は、ブリッジ整流回路４で整流され、平滑コンデンサ６でリップル分が除かれた後、直流としてスイッチングコンバータ回路等の、不図示の外部接続機器へ供給される。そして、この交流電流が流れ出すと、まず、商用交流電源１のＨｏｔ側の電源線２からダイオード９及び抵抗器１１、１２を経由して整流された半波電流が流れ、コンデンサ１４の充電が開始される。このコンデンサ１４の充電電圧が上昇すると抵抗器１３の両端電圧が上がり、この出力がＡＮＤ回路２１の一方の入力に加えられる。
【００２２】
また、商用交流電源１のＣｏｌｄ側の電源線２からダイオード１０及び抵抗器１７、１８を経由して整流された半波電流が流れ、コンデンサ２０の充電が開始される。そして、Ｌｉｖｅ  側で説明したのと同様に、コンデンサ２０の充電電圧が上昇すると抵抗器１９の両端電圧が上がり、この出力がＡＮＤ回路２１の他方の入力に加えられる。
【００２３】
ＡＮＤ回路２１は、入力される２入力がともにＨｉｇｈレベルのとき出力を発し、抵抗器２２の両端電圧を上げて、電界効果トランジスタ１５をオンにする。その結果、リレー８に電流が流れ、スイッチ７がオフとなるので、突入電流制限抵抗素子４はパイパスされ、実質的に回路から取り除かれる。
【００２４】
次に、電源スイッチ３がオフになっている場合について説明する。本例の場合、電源スイッチ３がオフであっても、図２の従来例と同様に、Ｈｏｔ側電源線２からＣｏｌｄ側電源線２に至る閉回路は形成される。すなわち、Ｈｏｔ側電源線２、突入電流制限抵抗素子４、整流用ダイオード９、抵抗器１１、１２、コンデンサ１３と抵抗器１４の並列回路、バイパスコンデンサ１６、Ｃｏｌｄ側電源線２（アース）に至る、閉じた経路が形成され、リーク電流Ｉｒが流れる。  このリーク電流Ｉｒにより、図２の説明で述べたのと同様に、コンデンサ１３の充電が開始され、その結果、ＡＮＤ回路２１の一方の入力がＨｉｇｈ状態となる。
【００２５】
しかしながら、この場合、電源スイッチ３がオフとなっているので、ブリッジ整流回路５の第２の入力端には、商用交流電源１からの交流信号が入力されない。その結果、整流用ダイオード１０、抵抗器１７、１８には電流が流れず、コンデンサ２０への充電は生じない。したがって、コンデンサ２０の一端が接続されるＡＮＤ回路２１の他方の入力はＬｏｗ状態であるから、上述のようにリーク電流により、コンデンサ１３が充電され、ＡＮＤ回路２１の一方の入力がＨｉｇｈ状態となっても、ＡＮＤ回路２１の出力はＬｏｗ状態を維持する。このため、電界効果トランジスタ１５はオンすることがないので、リレー８が作動してスイッチ７をオンすることはない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、リレー８を作動させる電界効果トランジスタ１５の前段にＡＮＤ回路２１を設け、ＡＮＤ回路２１の２つの入力がＨｉｇｈ状態のときのみ、リレー８を作動させるようにしたので、ＡＮＤ回路２１の他方の入力がＬｏｗとなる電源スイッチ３がオフ状態の時は、バイパスコンデンサ１６を流れるリーク電流Ｉｒによって、リレーが作動してカタカタ音を立てることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源装置の実施の形態の例を示す回路図である。
【図２】従来の電源装置の実施の形態の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１・・・商用交流電源、２・・・電源線、３・・・電源スイッチ（片切スイッチ）、４・・・突入電流制限抵抗素子、５・・・ブリッジ整流回路、６、１３、２０・・・平滑用コンデンサ、７・・・バイパス用スイッチ、８・・・リレー、９、１０・・・ダイオード、１６・・・バイパスコンデンサ、１５・・・電界効果トランジスタ、２１・・・ＡＮＤ（論理積）回路
【図１】
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【図２】
2004320903.tif 000004