(57)【要約】【課題】整流器の前段側（交流側）に電流抑制用の抵抗を配置し得る突入電流抑制回路を提供する。【解決手段】コンデンサインプット型電源装置１１における平滑用のコンデンサ１７への電流を抑制する抑制抵抗２と、抑制抵抗２に並列に接続されたリレー３の接点部３ａと、発光ダイオード４ａが抑制抵抗２に対して並列に接続されると共に発光ダイオード４ａに電流が流れているときにフォトトランジスタ４ｂがオン状態に移行する交流入力型フォトカプラ４と、フォトトランジスタ４ｂが予め決められた基準時間以上オフ状態が継続しているときにリレー３の接点部３ａをオン状態に制御して抑制抵抗２を短絡する制御回路７とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサインプット型電源装置における平滑用のコンデンサへの電流を抑制する抑制抵抗と、
当該抑制抵抗に並列に接続されたスイッチ部と、
発光ダイオードが前記抑制抵抗に対して並列に接続されると共に当該発光ダイオードに電流が流れているときにフォトトランジスタがオン状態に移行する交流入力型フォトカプラと、
前記フォトトランジスタが予め決められた基準時間以上オフ状態が継続しているときに前記スイッチ部をオン状態に制御して前記抑制抵抗を短絡する制御回路とを備えている突入電流抑制回路。
【請求項２】
請求項１記載の突入電流抑制回路と、交流ラインに供給される交流電圧を脈流電圧に変換して出力する整流器と、当該脈流電圧を平滑するコンデンサとを備えているコンデンサインプット型電源装置。
【請求項３】
前記突入電流抑制回路は、前記交流ラインに介装されている請求項２記載のコンデンサインプット型電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサインプット型電源装置における平滑用のコンデンサへの充電電流を抑制する突入電流抑制回路、およびこの突入電流抑制回路を有するコンデンサインプット型電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の突入電流抑制回路として、下記特許文献１に開示された突入電流抑制回路が知られている。この突入電流抑制回路は、交流電圧を整流する整流器とその整流電圧を平滑する平滑用コンデンサとから成るコンデンサインプット形整流回路における平滑用コンデンサへの充電主電路に直列に挿入された限流抵抗と、この限流抵抗に並列に接続されて所定の条件下で閉路する限流抵抗の短絡手段と、整流器の出力電圧に比して所定の一定電圧だけ常に小となされた参照電圧を出力する参照電圧形成手段と、この参照電圧と平滑用コンデンサの端子電圧とを比較する電圧比較手段とを備え、平滑用コンデンサの端子電圧が参照電圧以上となった場合における電圧比較手段の出力信号を以て短絡手段の閉路指令信号となすように構成されている。
【０００３】
具体的には、この突入電流抑制回路５１では、図３に示すように、平滑用コンデンサ５２に対する充電が進むにつれて、平滑用コンデンサ５２の端子電圧Ｖｃａが整流器５６の出力電圧Ｖｒｅに近づくことを利用して、端子電圧Ｖｃａを抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して得た電圧Ｖｃが、抵抗Ｒ１，Ｒ２と定電圧ダイオードＺＤとの図示順序による直列接続によって出力電圧Ｖｒｅから得られた参照電圧Ｖｂより大となったことを検出する比較器５３の出力信号でリレー５４を励磁してその接点５４ａを閉路状態にし、これによって限流抵抗５５を短絡させる。これにより、この突入電流抑制回路５１によれば、抵抗短絡時の整流器５６の出力電圧Ｖｒｅと平滑用コンデンサ５２の端子電圧Ｖｃａとの電圧差を、常に定電圧ダイオードＺＤの指定する一定値となすことができ、限流抵抗５５の短絡に伴う平滑用コンデンサの充電電流変動分の一定化が図られている。
【特許文献１】特開平６−１４１５４８号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば突入電流抑制回路を使用する電源装置の構造上の理由により、整流器５６の前段側（交流側）に限流抵抗５５を配設したいという要請もある。しかしながら、この突入電流抑制回路では、上記したように、整流器５６の出力ラインに限流抵抗５５を配置して、この限流抵抗５５の一端側の電圧である平滑用コンデンサ５２の端子電圧Ｖｃａが他端側の電圧である整流器５６の出力電圧Ｖｒｅに近づくことを利用することで、限流抵抗５５を短絡するリレー５４の動作を制御している。したがって、この突入電流抑制回路では、整流器５６の出力ラインに限流抵抗５５を配置することが必須の構成となっているため、この突入電流抑制回路には上記の要請に対応できないという問題点が存在している。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであり、整流器の前段側（交流側）に電流抑制用の抵抗を配置し得る突入電流抑制回路およびコンデンサインプット型電源装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明に係る突入電流抑制回路は、コンデンサインプット型電源装置における平滑用のコンデンサへの電流を抑制する抑制抵抗と、当該抑制抵抗に並列に接続されたスイッチ部と、発光ダイオードが前記抑制抵抗に対して並列に接続されると共に当該発光ダイオードに電流が流れているときにフォトトランジスタがオン状態に移行する交流入力型フォトカプラと、前記フォトトランジスタが予め決められた基準時間以上オフ状態が継続しているときに前記スイッチ部をオン状態に制御して前記抑制抵抗を短絡する制御回路とを備えている。
【０００７】
また、本発明に係るコンデンサインプット型電源装置は、突入電流抑制回路と、交流ラインに供給される交流電圧を脈流電圧に変換して出力する整流器と、当該脈流電圧を平滑するコンデンサとを備えている。
【０００８】
また、請求項３に係るコンデンサインプット型電源装置は、請求項２記載のコンデンサインプット型電源装置において、前記突入電流抑制回路は、前記交流ラインに介装されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る突入電流抑制回路およびコンデンサインプット型電源装置では、発光ダイオードが抑制抵抗に対して並列に接続されると共に発光ダイオードに電流が流れているときにフォトトランジスタがオン状態に移行する交流入力型フォトカプラを使用している。したがって、この突入電流抑制回路およびコンデンサインプット型電源装置によれば、交流ラインに突入電流抑制回路が介装される構成においても、投入直後において交流ラインに流れる電流をこの抑制抵抗で抑制して突入電流の発生を回避し、かつ交流ラインを流れる電流が小さくなって突入電流の発生のおそれがなくなったときにはスイッチ部をオン状態に制御して抑制抵抗を短絡させることによって抑制抵抗での損失の発生を回避しつつコンデンサへの電流の供給を続行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る突入電流抑制回路およびコンデンサインプット型電源装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
最初に、突入電流抑制回路１の構成について、図面を参照して説明する。突入電流抑制回路１は、図１に示すように、抑制抵抗２、リレー３、交流入力型フォトカプラ４（以下、「フォトカプラ４」ともいう）、フォトカプラ４の発光ダイオード４ａを流れる順電流の電流値を規定するための抵抗５、プルアップ抵抗６および制御回路７を備え、一例としてコンデンサインプット型電源装置１１（以下、「電源装置１１」ともいう）の整流・平滑部１２に組み込まれている。
【００１２】
次に、電源装置１１の整流・平滑部１２の概要について説明する。電源装置１１の整流・平滑部１２は、一例として、交流電源２１から交流電圧Ｖａｃが供給される交流ライン１３ａ，１３ｂ（電源供給ライン）、交流ライン１３ａ，１３ｂ間に接続されて交流電圧Ｖａｃを脈流電圧に変換して（整流して）直流ライン１４ａ，１４ｂに出力する整流器１５、交流ライン１３ａ，１３ｂに介装されて交流電圧Ｖａｃの整流器１５への供給をオン・オフするスイッチ１６、および直流ライン１４ａ，１４ｂ間に接続されて脈流電圧を平滑することで直流電圧Ｖｃｃを生成する平滑用のコンデンサ１７を備えて構成されている。
【００１３】
次いで、突入電流抑制回路１の各構成要素について詳細に説明する。抑制抵抗２は、電源装置１１の電源投入直後におけるコンデンサ１７への電流の電流値を抑制する（突入電流の発生を回避する）ために、図１に示すように、電源装置１１におけるコンデンサ１７への電源供給ラインに介装されている。一例として、抑制抵抗２は、電源供給ラインを構成する交流ライン１３ａに介装されている。リレー３は、接点部３ａとコイル部３ｂとを備え、本発明におけるスイッチ部である接点部３ａが抑制抵抗２に並列に接続されている。また、リレー３は、コイル部３ｂの非通電状態において接点部３ａがオフ状態となり、コイル部３ｂの通電状態において接点部３ａがオン状態となるリレーで構成されている。
【００１４】
フォトカプラ４は、その発光ダイオード４ａが、抵抗５と直列に接続された状態で、抑制抵抗２に並列に接続されている。また、フォトカプラ４は、一例としてそのフォトトランジスタ４ｂがエミッタ接地されると共に、コレクタ端子がプルアップ抵抗６で直流電圧Ｖｃｃにプルアップされている。この構成により、フォトカプラ４では、交流ライン１３ａ，１３ｂに流れる電流の電流値が所定値以上となって（具体的には、突入電流が流れて）、抑制抵抗２の両端間電圧Ｖｒが基準値（発光ダイオード４ａの順電圧）以上となったときに発光ダイオード４ａに電流が流れる。この状態では、発光ダイオード４ａが作動して、フォトトランジスタ４ｂがオン状態に移行する。これにより、フォトトランジスタ４ｂのコレクタ端子からＬｏｗレベルの検出信号Ｓ１が出力される。
【００１５】
一方、フォトカプラ４は、交流ライン１３ａ，１３ｂに流れる電流の電流値が所定値未満のときには（具体的には、突入電流が流れていないときには）、抑制抵抗２の両端間電圧Ｖｒが基準値未満となるため、発光ダイオード４ａに電流が流れない。この状態では、フォトトランジスタ４ｂはオフ状態となる。これにより、フォトトランジスタ４ｂのコレクタ端子からＨｉｇｈレベルの検出信号Ｓ１が出力される。
【００１６】
制御回路７は、直流電圧Ｖｃｃの供給を受けて作動して、検出信号Ｓ１のレベルに基づいてリレー３を制御する。一例として制御回路７は、フォトトランジスタ４ｂが予め決められた基準時間Ｔｒｅｆ以上オフ状態が継続しているときにリレー３を作動させる制御を実行する。本例では、この基準時間Ｔｒｅｆは一例として交流電圧Ｖａｃの二分の一の周期（Ｔ／２）に規定されている。また、制御回路７は、フォトトランジスタ４ｂがオン状態になったときには、リレー３の作動を停止させる制御を実行する。
【００１７】
次に、突入電流抑制回路１および電源装置１１の動作について説明する。
【００１８】
交流電圧Ｖａｃの供給状態において、スイッチ１６が投入されると（オフ状態からオン状態に移行されると）、交流ライン１３ａ，１３ｂを介して交流電圧Ｖａｃの整流器１５への供給が開始され、整流器１５は、この交流電圧Ｖａｃを整流して直流ライン１４ａ，１４ｂに出力する。これにより、コンデンサ１７の充電が開始されて、図２に示すように、直流電圧Ｖｃｃが次第に上昇する。この場合、直流電圧Ｖｃｃが交流電圧Ｖａｃの波高値に達するまでの期間Ｔａでは、交流ライン１３ａ，１３ｂおよび整流器１５を経由してコンデンサ１７には、交流電圧Ｖａｃの周期Ｔの二分の一の周期（Ｔ／２）で電流が流れるが、抑制抵抗２の存在によってその電流値が抑制される。また、この電流が流れることに起因して、交流ライン１３ａに介装された抑制抵抗２には、周期Ｔの二分の一の周期で基準電圧以上の両端間電圧Ｖｒが極性を反転させつつその電圧値を徐々に低下させながら発生する。
【００１９】
この場合、本例では、フォトカプラ４が交流入力型フォトカプラであるため、フォトカプラ４の発光ダイオード４ａは、両端間電圧Ｖｒが正極性（抑制抵抗２における整流・平滑部１２の入力側の端子の電圧が整流器１５側の端子の電圧よりも高い極性）で発生したとき、および負極性（抑制抵抗２における整流器１５側の端子の電圧が整流・平滑部１２の入力側の端子の電圧よりも高い極性）で発生したときの双方においてオン状態に移行して発光する。また、これに対応して、フォトトランジスタ４ｂも、両端間電圧Ｖｒが正極性で発生したとき、および負極性で発生したときの双方においてオン状態に移行する。このため、フォトトランジスタ４ｂは、交流電圧Ｖａｃの周期Ｔの二分の一の周期（Ｔ／２）でオン・オフ状態を繰り返す。したがって、両端間電圧Ｖｒの電圧値が徐々に低下することに起因してフォトトランジスタ４ｂのオフ状態の時間（検出信号Ｓ１のＨｉｇｈの期間）が徐々に延びるものの、期間Ｔａでは、フォトトランジスタ４ｂのオフ状態が基準時間（周期Ｔの二分の一の時間（Ｔ／２））を超えることはなく、制御回路７によるリレー３に対する作動制御は行われない。
【００２０】
一方、直流電圧Ｖｃｃが交流電圧Ｖａｃの波高値に近い値に達した後（期間Ｔａの経過後）においては、コンデンサ１７への電流の供給は続行されるものの、その電流値は小さなものとなるため、抑制抵抗２に発生する両端間電圧Ｖｒは基準電圧未満に維持される。これにより、フォトカプラ４では、発光ダイオード４ａに電流が流れない結果、フォトトランジスタ４ｂは継続してオフ状態に維持される（検出信号Ｓ１のレベルがＨｉｇｈレベルに維持される）。このため、制御回路７は、フォトトランジスタ４ｂがオン状態からオフ状態に移行した最後の時点ｔ１（期間Ｔａの期末）からの経過時間（オフ状態の継続時間）が基準時間Ｔｒｅｆ（＝Ｔ／２）に達した時点で、リレー３を作動させて接点部３ａをオフ状態からオン状態に移行させる。これにより、抑制抵抗２での損失の発生を回避した状態での交流電源２１からコンデンサ１７への電流の供給が開始される。また、接点部３ａがオン状態となった後には、電源装置１１に接続されている負荷への電力供給量が増加して、交流ライン１３ａ，１３ｂに流れる電流が増加したとしても、抑制抵抗２が接点部３ａによって短絡されているため、抑制抵抗２の両端間電圧Ｖｒは常に基準電圧未満に維持される。この結果、制御回路７によるリレー３の作動制御が続行されて、抑制抵抗２での損失の発生が継続して回避される。
【００２１】
このように、この突入電流抑制回路１および電源装置１１では、発光ダイオード４ａが抑制抵抗２に対して並列に接続されると共に発光ダイオード４ａに電流が流れているときにフォトトランジスタ４ｂがオン状態に移行する交流入力型のフォトカプラ４を使用している。したがって、この突入電流抑制回路１および電源装置１１によれば、電源装置１１における整流器１５の前段側（交流ライン１３ａ，１３ｂ）に抑制抵抗２を配設する構成においても、スイッチ１６の投入直後において交流ライン１３ａ，１３ｂに流れる電流をこの抑制抵抗２で抑制して突入電流の発生を回避し、かつ交流ライン１３ａ，１３ｂを流れる電流が小さくなって突入電流の発生のおそれがなくなったときにはリレー３の接点部３ａで抑制抵抗２を短絡させることによって抑制抵抗２での損失の発生を回避しつつコンデンサ１７への電流の供給を続行することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、抑制抵抗２を電源供給ラインとしての交流ライン１３ａに介装した例について上記したが、他の交流ライン１３ｂや、直流ライン１４ａ，１４ｂの一方に介装してもよいのは勿論である。また、フォトトランジスタ４ｂにプルアップ抵抗６を接続して検出信号Ｓ１を生成しているが、フォトトランジスタ４ｂの状態（オン・オフ状態）を検出する回路は任意の公知回路を採用することができる。また、スイッチ部はリレー３接点部３ａに限らず、サイリスタなどの各種半導体スイッチを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電源装置１１の回路図である。
【図２】突入電流抑制回路１の動作を説明するための波形図である。
【図３】従来の突入電流抑制回路５１と、突入電流抑制回路５１が組み込まれた電源装置の回路図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  突入電流抑制回路
２  抑制抵抗
３  リレー
３ａ  接点部
４  フォトカプラ
４ａ  発光ダイオード
４ｂ  フォトトランジスタ
１１  電源装置
１４ａ，１４ｂ  直流ライン
１７  コンデンサ
Ｔｒｅｆ  基準時間
【図１】
2009232484.tif 000003
【図２】
2009232484.tif 000004
【図３】
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