スイッチング電源装置
【課題】突入防止回路に設けたサイリスタの雷サージに対する保護を簡単な回路で確実にできるようにする。
【解決手段】突入電流防止回路３は、アクティブフィルタ回路４の入力ラインに設けた電流制限抵抗Ｒ１に並列的に接続されたサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を有し、アクティブフィルタ回路４の動作開始で生成される補助巻線Ｌ１の出力に基づくトリガ信号によりサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２をオン通制御して電流制限抵抗をバイパスする。サージ保護回路１２ａ，１２ｂは、入力側に加わる雷サージ１３のサージ電圧によりツェナーダイオードＺＤ１，ＤＺ２をオンしてトリガ電流をゲートに流し、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を強制的にオンしてサージ保護を図る。
【解決手段】突入電流防止回路３は、アクティブフィルタ回路４の入力ラインに設けた電流制限抵抗Ｒ１に並列的に接続されたサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を有し、アクティブフィルタ回路４の動作開始で生成される補助巻線Ｌ１の出力に基づくトリガ信号によりサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２をオン通制御して電流制限抵抗をバイパスする。サージ保護回路１２ａ，１２ｂは、入力側に加わる雷サージ１３のサージ電圧によりツェナーダイオードＺＤ１，ＤＺ２をオンしてトリガ電流をゲートに流し、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を強制的にオンしてサージ保護を図る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流制限抵抗に並列接続したサイリスタを電源起動後にオンする突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置に関し、特に突入電流防止回路のサイリスタを雷サージから保護するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスイッチング電源装置にあっては、落雷時など異常に高いサージ電圧が交流電圧に重畳して加わることでインバータのスイッチング素子を破損する恐れがあることから、インバータの入力側にサージ吸収回路を設けている。
【０００３】
このサージ吸収回路としては、サージアブソーバ等のサージ吸収素子の配置、異常電圧除去フィルタの配置などもあるが、サージ吸収効果やコスト面で問題があることから、ツェナーダイオードによりサージ電圧を検出してサイリスタをオンすることで、サージ電流をインバータの入力段に設けた大容量の入力コンデンサに流してサージ電圧を吸収するようにしたスイッチング電源装置が提案されている。
【０００４】
また近年、容量の大きなスイッチング電源装置にあっては、電磁妨害波（ＥＭＩ）対策としてスイッチングレギュレータの交流入力段にアクティブフィルタを設け、インバータのスイッチング制御で交流電圧と交流電流の位相を一致させて力率を改善しており、アクティブフィルタを設けた場合には、交流電源を投入した際に大きな突入電流が流れることから、突入電流防止回路を設けるようにしている。
【０００５】
突入電流防止回路は、アクティブフィルタの入力ラインに電流制限抵抗を設けてインバータが起動するまでに過渡的に流れる突入電流を制限し、起動が完了したらインバータコイルの補助巻線の発生電圧を使用してサイリスタをオンし、電流制限抵抗をバイパスして電力損失を防ぐようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１０１６５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置にあっては、突入電流防止回路に設けたサイリスタを駆動するトリガ信号を、インバータに設けた昇圧チョークコイル又はトランスの補助巻線電圧を整流し、インバータのスイッチングに同期したパルス的なトリガ信号を得るようにしていたため、交流入力位相や負荷の重さによってトリガ信号の発生状態が変化し、特に交流電圧又は全波整流電圧となる入力電圧のゼロクロス近傍でアノード・カソード間の順方向電圧が導通維持電圧以下となるためオフし、このオフ期間に雷サージ電圧が加わるとサイリスタの耐圧オーバが発生して破損する恐れがある。
【０００７】
このため、交流入力ラインの相間にサージ吸収素子を接続して相間に加わるサージ電圧を減衰したり、サイリスタのアノード・カソード間にサージ吸収素子を接続してサージ電圧を抑制しているが、サージ吸収部品が大型になり、コストアップや装置の大型化などの問題があった。
【０００８】
本発明は、突入電流防止回路に設けたサイリスタの雷サージに対する保護を簡単な回路で確実にできるようにしたスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、交流入力を整流して直流出力する際に、交流電圧と交流電流の位相を一致させるようにインバータをスイッチング制御するアクティブフィルタ回路と、記アクティブフィルタ回路からの直流入力をインバータによるスイッチングで一定電圧の直流出力に変換して負荷に供給するスイッチングレギュレータ回路とを備えたスイッチング電源装置に於いて、アクティブフィルタ回路の入力ラインに設けた電流制限抵抗に並列的に接続されたサイリスタを有し、アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路の動作開始で生成される補助電源の出力に基づきサイリスタを導通制御して電流制限抵抗をバイパスする突入電流防止回路と、アクティブフィルタ回路の入力ラインに加わるサージ電圧を検出した際に、サージ電圧を信号源として突入電流防止回路のサイリスタを導通制御するサージ保護回路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、サージ保護回路は、サイリスタのアノード端子とゲート端子間に、サージ電圧を整流してゲート端子にトリガ信号を供給するダイオード、所定のツェナー電圧を超えるサージ電圧の印加で導通するツェナーダイオード、及びゲート端子に流れるトリガ電流を制限する抵抗を直列接続したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のスイッチング電源装置は、突入電流防止回路をアクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の整流出力ラインに設ける。この場合、突入電流防止回路のサイリスタは一方向サイリスタである。
【００１２】
また本発明のスイッチング電源装置は、突入電流防止回路をアクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の交流入力ラインに設けるようにしても良い。この場合、突入電流防止回路のサイリスタは双方向サイリスタとして機能するトライアックである。
【００１３】
突入電流防止回路の補助電源は、アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路に設けたインバータ用コイルの補助巻線である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、突入電流防止回路のサイリスタのアノード・ゲート間に、ダイオード、ツェナーダイオード及び抵抗を直列接続し、全波整流電圧又は交流電圧のゼロクロス近傍でサイリスタがオフしている期間に、雷サージなどが入ってサイリスタの耐圧を超えそうになると、サージ電圧を利用してツェナーダイオードを導通させ、サイリスタのゲートにトリガ電流を流し込み、サイリスタを強制的にオンさせることによって、サージによる順方向電圧のブレークオーバを防止し、雷サージ耐量を向上させる。このためサイリスタに対しサージ吸収素子を設けることを不要にし、またサイリスタのトリガ回路としてインバータの補助巻線信号を全波整流するという簡単な回路で実現し、コストダウンとダウンサイジングが達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図である。図１において、本発明のスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ，１ｂに続いて２回路のダイオードブリッジ２ａ，２ｂを設けており、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂのプラス側整流出力ラインを、電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４に入力接続している。
【００１６】
また電流制限抵抗Ｒ１に対するバイパス用の並列ラインとして、交流入力端子１ａ，１ｂからのラインに、それぞれサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を接続している。サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しては、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の発生電圧をダイオードＤ５で整流し、これをトリガ信号としてゲート端子に加えている。
【００１７】
この電流制限抵抗Ｒ１、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２、補助巻線Ｌ１、ダイオードＤ５によって、突入電流防止回路３が構成されている。また交流入力端子１ａ，１ｂ間にはサージ吸収素子ＳＫ１が接続され、相間に加わるサージ電圧を減衰している。サージ吸収素子ＳＫ１としては、ギャップ式放電素子、シリコンＰＮ接合素子、酸化亜鉛バリスタ、モリブデン素子など、適宜のサージ吸収素子が使用できる。
【００１８】
突入電流防止回路３に続いて設けられたアクティブフィルタ回路４は、昇圧チョークコイルＣＨ１、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ１、制御回路６及びスイッチング素子としてのトランジスタ７を備え、昇圧インバータを構成している。制御回路６はトランジスタ７をスイッチング制御し、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂ及びサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２より入力される全波整流電圧の電圧波形に対し、トランジスタ７のスイッチングにより高周波のスイッチング電流を流し、スイッチング電流の平均電流による交流電流の位相が全波整流の交流電圧の位相と一致するように制御することで、力率を１に制御し、電磁波妨害を抑えている。
【００１９】
昇圧チョークコイルＣＨ１は、トランジスタ７のスイッチングによる電力エネルギーの変換出力でダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に昇圧した電圧をチャージする。例えば入力電圧が１００ボルトであれば、コンデンサＣ１の電圧は例えば１４０ボルトとなる。
【００２０】
ダイオードＤ２は、交流電源を投入した際の起動時におけるコンデンサＣ１のチャージを行う。アクティブフィルタ回路４のインバータが起動するとコンデンサＣ１の電圧が入力電圧を超えることで、ダイオードＤ２は逆バイアスを受けてオフする。
【００２１】
アクティブフィルタ回路４に続いて設けたスイッチングレギュレータ回路５は、１次巻線８ａと２次巻線８ｂを備えたインバータトランス８、スイッチング素子としてのＦＥＴ９、制御回路１０、整流回路を構成するダイオードＤ３，Ｄ４、チョークコイルＣＨ２及び平滑用のコンデンサＣ２で構成される。制御回路１０は、負荷に対する出力端子１１ａ，１１ｂの出力電圧を一定電圧に保つように、ＦＥＴ９をスイッチング制御している。
【００２２】
なお、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂ及びサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を２回路設けることで、スイッチング電源装置の効率を高めている。
【００２３】
このような突入電流防止回路３、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５で構成されるスイッチング電源装置について、本発明にあっては更に、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しサージ保護回路１２ａ，１２ｂを設けている。
【００２４】
サージ保護回路１２ａを例にとると、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１のアノード・ゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直列接続している。この点はサージ保護回路１２ｂについても同様であり、サイリスタＳＣＲ２のアノード・ゲート間にダイオードＤ８、ツェナーダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ３を直列接続している。
【００２５】
サージ保護回路１２ａ，１２ｂのツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、交流入力端子１ａ，１ｂに加わる雷サージ１３によるサージ電圧が所定のツェナー電圧を超えたときに導通し、サージ電圧を信号源としてサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子にトリガ電流を流し、強制的にサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を導通状態とする。
【００２６】
ダイオードＤ７，Ｄ８は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２の導通により供給するトリガ電流を整流する。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子に流すトリガ電流を制限している。
【００２７】
次に図１の実施形態の動作を説明する。交流入力端子１ａ，１ｂに交流電源をスイッチ操作などにより入力すると、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂの整流出力が電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４に供給され、まずダイオードＤ２を通してコンデンサＣ１を充電し、更に制御回路６がスイッチング動作を開始する。
【００２８】
同様にスイッチングレギュレータ回路５にあっても、コンデンサＣ１の充電に伴う電源供給を受けて制御回路１０が動作し、ＦＥＴ９のスイッチング制御によるインバータ動作を開始する。
【００２９】
このアクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の電源投入直後となる起動時の過渡状態にあっては、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂの整流出力ラインより過大な突入電流が流れようとするが、この入力ラインには電流制限抵抗Ｒ１が設けられているため、起動に伴う突入電流が制限される。
【００３０】
電源投入直後において、アクティブフィルタ回路４のインバータは停止しているため、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しトリガ信号は供給されず、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２はオフ状態となっている。
【００３１】
アクティブフィルタ回路４の制御回路６によるトランジスタ７のスイッチング制御でインバータ動作が開始されると、トランジスタ７のスイッチングに伴い昇圧チョークコイルＣＨ１に流れるスイッチング電流に応じて補助巻線Ｌ１に電圧が誘起される。
【００３２】
この補助巻線Ｌ１の誘起電圧をダイオードＤ５で整流することで、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲートにトランジスタ７のスイッチングに同期したパルス的なトリガ信号が供給され、インバータの起動が完了した段階でサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２がトリガ信号によりオンされ、オンしたサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２が電流制限抵抗Ｒ１をバイパスする全波整流回路を形成する。
【００３３】
ここでサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のアノード・カソード間には交流電圧が加わっており、交流電圧が順方向に加わるプラス電圧の半サイクル期間については、トリガ信号によるオン状態を維持するが、交流電圧が逆方向に加わるマイナス電圧の半サイクル期間につては、トリガ信号に関わらずオフ状態となっている。
【００３４】
一方、スイッチング電源装置の動作中に雷サージ１３による過大なサージ電圧が加わったとすると、サージ保護回路１２ａに設けているツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２が導通し、サージ電圧を信号源として、ダイオードＤ７，Ｄ８、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ２，Ｒ３のそれぞれの直列回路を通って、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲートにトリガ電流が流れ、もしサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２がオフ期間あったとしても、強制的にオン状態となり、サージ電圧に伴う電流がオン状態のサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２からアクティブフィルタ回路４に設けているダイオードＤ２を通って大容量のコンデンサＣ１に流れることで、サージを吸収する。
【００３５】
このため、突入電流防止回路３のサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に従来のように並列的にそれぞれサージ吸収素子を接続してサージ保護を図る必要がなく、ダイオードＤ７，Ｄ８、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２及び抵抗Ｒ２，Ｒ３といった簡単な直列回路を設けるだけで、雷サージに対しサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２の順方向耐圧のブレークオーバーを防止して、確実に保護することができる。
【００３６】
図２は本発明のスイッチング電源装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート回路としてスイッチングレギュレータ回路５のインバータトランス８に補助巻線８ｃを設け、この補助巻線８ｃの発生電圧をダイオードＤ５で整流して、トリガ信号としてサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を駆動制御するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２に対して設けたサージ保護回路１２ａ，１２ｂ、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の構成及び動作は、図１の実施形態と同じである。
【００３８】
図３は本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態にあっては、交流入力段のダイオードブリッジの整流出力ラインに突入電流防止回路を設けるようにしたことを特徴とする。
【００３９】
図３において、交流入力端子１ａ，１ｂに続いて１回路のダイオードブリッジ２が設けられ、ダイオードブリッジ２のプラス側の整流出力ラインに電流制限抵抗Ｒ１を設け、電流制限抵抗Ｒ１を介して、整流出力をアクティブフィルタ回路４に入力している。
【００４０】
電流制限抵抗Ｒ１に対しては並列にサイリスタＳＣＲ１が接続される。サイリスタＳＣＲ１のゲート回路は、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１と整流用のダイオードＤ５で構成されている。
【００４１】
ここで突入電流防止回路３は、電流制限抵抗Ｒ１、サイリスタＳＣＲ１、補助巻線Ｌ１、ダイオードＤ５で構成される。アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５は、図１の実施形態と同じである。
【００４２】
突入電流防止回路３に設けたサイリスタＳＣＲ１に対しては、サージ保護回路１２が設けられる。サージ保護回路１２は、サイリスタＳＣＲ１のアノード・ゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直列接続している。
【００４３】
図３の実施形態における動作は、交流入力端子１ａ，１ｂに交流電源をスイッチオンなどにより供給すると、このときサイリスタＳＣＲ１はオフであることから、ダイオードブリッジ２の整流出力は電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５に供給される。このため起動時に流れる突入電流を電流制限抵抗Ｒ１により抑制することができる。
【００４４】
アクティブフィルタ回路４は、起動時はダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１を充電し、この状態で制御回路６が動作して、トランジスタ７のスイッチングによりインバータ動作を開始する。またスイッチングレギュレータ回路５にあっては、制御回路１０がＦＥＴ９のスイッチング制御で出力電圧を一定電圧とするインバータ動作を開始する。
【００４５】
電源投入直後の過渡状態を過ぎてアクティブフィルタ回路４が動作状態になると、トランジスタ７による昇圧チョークコイルＣＨ１のスイッチングで補助巻線Ｌ１に電圧が発生し、ダイオードＤ５の整流によるトリガ信号がサイリスタＳＣＲ１のゲートに加わり、サイリスタＳＣＲ１のオン制御が行われ、電流制限抵抗Ｒ１をバイパスした入力ラインが形成される。
【００４６】
動作中に雷サージ１３によるサージ電圧が加わると、サージ保護回路１２のツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ２を介して、サイリスタＳＣＲ１のゲートにトリガ電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１が強制的にオン状態となって、サイリスタＳＣＲ１のオフ状態で加わる順方向電圧のブレークオーバーを阻止し、サージ電流を強制的に導通状態としたサイリスタＳＣＲ１からダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１に流すことで、サージ吸収を図る。
【００４７】
なお、図３の実施形態は、ダイオードブリッジ２とサイリスタＳＣＲ１を1回路設けるだけであることから、これらを２回路設けた図１，図２の実施形態に比べるとスイッチング電源装置の効率は低めになる。
【００４８】
図４は本発明のスイッチング電源装置の他の実施形態の回路図であり、この実施形態にあっては、図３の突入電流防止回路３に設けたサイリスタＳＣＲ１に対するトリガ回路として、チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の代わりにスイッチングレギュレータ回路５に設けているインバータトランス８の補助巻線８ｃを使用するようにしたことを特徴とする。それ以外の構成及び動作は図３の実施形態と同じである。
【００４９】
図５は本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態にあっては入力側のダイオードブリッジに対する交流入力ラインに突入電流防止回路及びサージ保護回路を設けるようにしたことを特徴とする。
【００５０】
図５において、交流入力端子１ａ，１ｂのダイオードブリッジ２に対する入力ラインの一方には電流制限抵抗Ｒ１が設けられ、電流制限抵抗Ｒ１と並列に双方向サイリスタとして機能するトライアックＴＲ１を接続している。
【００５１】
トライアックＴＲ１のゲートに対するトリガ回路としては、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の発生電圧をダイオードＤ５で整流してトリガ信号を供給している。
【００５２】
またトライアックＴＲ１に対してはサージ保護回路１２が設けられ、サージ保護回路１２はトライアックＴＲ１のカソードとゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直接に接続している。
【００５３】
ダイオードブリッジ２の整流出力は、アクティブフィルタ回路４及びこれに続くスイッチングレギュレータ回路５に供給されている。アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の構成及び動作は図１の実施形態と同じである。
【００５４】
図５の実施形態における動作は、交流入力端子１ａ，１ｂにスイッチ操作などによる交流電源を供給すると、ダイオードブリッジ２に対する交流入力は電流制限抵抗Ｒ１を介して流れることで、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５に対するダイオードブリッジ２からの整流出力に伴う交流入力としての突入電流が、電流制限抵抗Ｒ１による交流電流の制限によって抑制される。
【００５５】
アクティブフィルタ回路４のインバータ動作が開始されると、チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１に電圧が発生し、ダイオードＤ５の整流出力によるトリガ信号を受けてトライアックＴＲ１がオン制御され、電流制限抵抗Ｒ１をバイパスしてダイオードブリッジ２に交流入力を供給し、電流制限が解除される。
【００５６】
またスイッチング電源装置の動作中に雷サージ１３によりサージ電圧が加わると、サージ保護回路１２のツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ２を通って、サージを信号源とするトリガ電流がトライアックＴＲ１のゲートに流れ、トライアックＴＲ１が強制的にオンされることで、トライアックＴＲ１のオフ状態で加わるサージ電圧による耐圧ブレークオーバーを抑え、トライアックＴＲ１の強制オンによりサージ電流を流して吸収する。
【００５７】
図６は本発明の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態は、突入電流防止回路３のトリガ回路に、スイッチングレギュレータ回路５に設けているインバータトランス８の補助巻線８ｃを用いたことを特徴とし、それ以外の構成及び動作は図５の実施形態と同じになる。
【００５８】
なお本発明は、突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置であれば、適宜のスイッチング電源装置で良く、サージ電圧を受けた際に導通して強制的に突入電流防止回路のサイリスタをオンするサージ保護回路を設ければ良い。
【００５９】
また上記の実施形態は、アクティブフィルタ回路とスイッチングレギュレータ回路を備えたスイッチング電源装置を例にとるものであったが、アクティブフィルタ回路を持たないスイッチングレギュレータ回路のみの装置についても、そのまま適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】突入電流防止回路を２回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図２】突入電流防止回路を２回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【図３】突入電流防止回路を１回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図４】突入電流防止回路を１回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【図５】交流入力ラインに突入電流防止回路を備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図６】交流入力ラインに突入電流防止回路を備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【符号の説明】
【００６１】
１ａ，１ｂ：交流入力端子
２，２ａ，２ｂ：ダイオードブリッジ
３：突入電流防止回路
４：アクティブフィルタ回路
５：スイッチングレギュレータ回路
６，１０：制御回路
７：トランジスタ
８：インバータトランス
９：ＦＥＴ
１１ａ，１１ｂ：出力端子
１２，１２ａ，１２ｂ：サージ保護回路
１３：雷サージ
ＳＣＲ１，ＳＣＲ２：サイリスタ
ＴＲ１：トライアック
Ｒ１：電流制限抵抗
ＺＤ１，ＺＤ２：ツェナーダイオード
ＣＨ１：昇圧チョークコイル
Ｌ１，８ｃ：補助巻線
ＳＫ１：サージ吸収素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流制限抵抗に並列接続したサイリスタを電源起動後にオンする突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置に関し、特に突入電流防止回路のサイリスタを雷サージから保護するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスイッチング電源装置にあっては、落雷時など異常に高いサージ電圧が交流電圧に重畳して加わることでインバータのスイッチング素子を破損する恐れがあることから、インバータの入力側にサージ吸収回路を設けている。
【０００３】
このサージ吸収回路としては、サージアブソーバ等のサージ吸収素子の配置、異常電圧除去フィルタの配置などもあるが、サージ吸収効果やコスト面で問題があることから、ツェナーダイオードによりサージ電圧を検出してサイリスタをオンすることで、サージ電流をインバータの入力段に設けた大容量の入力コンデンサに流してサージ電圧を吸収するようにしたスイッチング電源装置が提案されている。
【０００４】
また近年、容量の大きなスイッチング電源装置にあっては、電磁妨害波（ＥＭＩ）対策としてスイッチングレギュレータの交流入力段にアクティブフィルタを設け、インバータのスイッチング制御で交流電圧と交流電流の位相を一致させて力率を改善しており、アクティブフィルタを設けた場合には、交流電源を投入した際に大きな突入電流が流れることから、突入電流防止回路を設けるようにしている。
【０００５】
突入電流防止回路は、アクティブフィルタの入力ラインに電流制限抵抗を設けてインバータが起動するまでに過渡的に流れる突入電流を制限し、起動が完了したらインバータコイルの補助巻線の発生電圧を使用してサイリスタをオンし、電流制限抵抗をバイパスして電力損失を防ぐようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１０１６５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置にあっては、突入電流防止回路に設けたサイリスタを駆動するトリガ信号を、インバータに設けた昇圧チョークコイル又はトランスの補助巻線電圧を整流し、インバータのスイッチングに同期したパルス的なトリガ信号を得るようにしていたため、交流入力位相や負荷の重さによってトリガ信号の発生状態が変化し、特に交流電圧又は全波整流電圧となる入力電圧のゼロクロス近傍でアノード・カソード間の順方向電圧が導通維持電圧以下となるためオフし、このオフ期間に雷サージ電圧が加わるとサイリスタの耐圧オーバが発生して破損する恐れがある。
【０００７】
このため、交流入力ラインの相間にサージ吸収素子を接続して相間に加わるサージ電圧を減衰したり、サイリスタのアノード・カソード間にサージ吸収素子を接続してサージ電圧を抑制しているが、サージ吸収部品が大型になり、コストアップや装置の大型化などの問題があった。
【０００８】
本発明は、突入電流防止回路に設けたサイリスタの雷サージに対する保護を簡単な回路で確実にできるようにしたスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、交流入力を整流して直流出力する際に、交流電圧と交流電流の位相を一致させるようにインバータをスイッチング制御するアクティブフィルタ回路と、記アクティブフィルタ回路からの直流入力をインバータによるスイッチングで一定電圧の直流出力に変換して負荷に供給するスイッチングレギュレータ回路とを備えたスイッチング電源装置に於いて、アクティブフィルタ回路の入力ラインに設けた電流制限抵抗に並列的に接続されたサイリスタを有し、アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路の動作開始で生成される補助電源の出力に基づきサイリスタを導通制御して電流制限抵抗をバイパスする突入電流防止回路と、アクティブフィルタ回路の入力ラインに加わるサージ電圧を検出した際に、サージ電圧を信号源として突入電流防止回路のサイリスタを導通制御するサージ保護回路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、サージ保護回路は、サイリスタのアノード端子とゲート端子間に、サージ電圧を整流してゲート端子にトリガ信号を供給するダイオード、所定のツェナー電圧を超えるサージ電圧の印加で導通するツェナーダイオード、及びゲート端子に流れるトリガ電流を制限する抵抗を直列接続したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のスイッチング電源装置は、突入電流防止回路をアクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の整流出力ラインに設ける。この場合、突入電流防止回路のサイリスタは一方向サイリスタである。
【００１２】
また本発明のスイッチング電源装置は、突入電流防止回路をアクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の交流入力ラインに設けるようにしても良い。この場合、突入電流防止回路のサイリスタは双方向サイリスタとして機能するトライアックである。
【００１３】
突入電流防止回路の補助電源は、アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路に設けたインバータ用コイルの補助巻線である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、突入電流防止回路のサイリスタのアノード・ゲート間に、ダイオード、ツェナーダイオード及び抵抗を直列接続し、全波整流電圧又は交流電圧のゼロクロス近傍でサイリスタがオフしている期間に、雷サージなどが入ってサイリスタの耐圧を超えそうになると、サージ電圧を利用してツェナーダイオードを導通させ、サイリスタのゲートにトリガ電流を流し込み、サイリスタを強制的にオンさせることによって、サージによる順方向電圧のブレークオーバを防止し、雷サージ耐量を向上させる。このためサイリスタに対しサージ吸収素子を設けることを不要にし、またサイリスタのトリガ回路としてインバータの補助巻線信号を全波整流するという簡単な回路で実現し、コストダウンとダウンサイジングが達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図である。図１において、本発明のスイッチング電源装置は、交流入力端子１ａ，１ｂに続いて２回路のダイオードブリッジ２ａ，２ｂを設けており、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂのプラス側整流出力ラインを、電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４に入力接続している。
【００１６】
また電流制限抵抗Ｒ１に対するバイパス用の並列ラインとして、交流入力端子１ａ，１ｂからのラインに、それぞれサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を接続している。サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しては、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の発生電圧をダイオードＤ５で整流し、これをトリガ信号としてゲート端子に加えている。
【００１７】
この電流制限抵抗Ｒ１、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２、補助巻線Ｌ１、ダイオードＤ５によって、突入電流防止回路３が構成されている。また交流入力端子１ａ，１ｂ間にはサージ吸収素子ＳＫ１が接続され、相間に加わるサージ電圧を減衰している。サージ吸収素子ＳＫ１としては、ギャップ式放電素子、シリコンＰＮ接合素子、酸化亜鉛バリスタ、モリブデン素子など、適宜のサージ吸収素子が使用できる。
【００１８】
突入電流防止回路３に続いて設けられたアクティブフィルタ回路４は、昇圧チョークコイルＣＨ１、ダイオードＤ１，Ｄ２、コンデンサＣ１、制御回路６及びスイッチング素子としてのトランジスタ７を備え、昇圧インバータを構成している。制御回路６はトランジスタ７をスイッチング制御し、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂ及びサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２より入力される全波整流電圧の電圧波形に対し、トランジスタ７のスイッチングにより高周波のスイッチング電流を流し、スイッチング電流の平均電流による交流電流の位相が全波整流の交流電圧の位相と一致するように制御することで、力率を１に制御し、電磁波妨害を抑えている。
【００１９】
昇圧チョークコイルＣＨ１は、トランジスタ７のスイッチングによる電力エネルギーの変換出力でダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１に昇圧した電圧をチャージする。例えば入力電圧が１００ボルトであれば、コンデンサＣ１の電圧は例えば１４０ボルトとなる。
【００２０】
ダイオードＤ２は、交流電源を投入した際の起動時におけるコンデンサＣ１のチャージを行う。アクティブフィルタ回路４のインバータが起動するとコンデンサＣ１の電圧が入力電圧を超えることで、ダイオードＤ２は逆バイアスを受けてオフする。
【００２１】
アクティブフィルタ回路４に続いて設けたスイッチングレギュレータ回路５は、１次巻線８ａと２次巻線８ｂを備えたインバータトランス８、スイッチング素子としてのＦＥＴ９、制御回路１０、整流回路を構成するダイオードＤ３，Ｄ４、チョークコイルＣＨ２及び平滑用のコンデンサＣ２で構成される。制御回路１０は、負荷に対する出力端子１１ａ，１１ｂの出力電圧を一定電圧に保つように、ＦＥＴ９をスイッチング制御している。
【００２２】
なお、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂ及びサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を２回路設けることで、スイッチング電源装置の効率を高めている。
【００２３】
このような突入電流防止回路３、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５で構成されるスイッチング電源装置について、本発明にあっては更に、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しサージ保護回路１２ａ，１２ｂを設けている。
【００２４】
サージ保護回路１２ａを例にとると、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１のアノード・ゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直列接続している。この点はサージ保護回路１２ｂについても同様であり、サイリスタＳＣＲ２のアノード・ゲート間にダイオードＤ８、ツェナーダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ３を直列接続している。
【００２５】
サージ保護回路１２ａ，１２ｂのツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、交流入力端子１ａ，１ｂに加わる雷サージ１３によるサージ電圧が所定のツェナー電圧を超えたときに導通し、サージ電圧を信号源としてサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子にトリガ電流を流し、強制的にサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を導通状態とする。
【００２６】
ダイオードＤ７，Ｄ８は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２の導通により供給するトリガ電流を整流する。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート端子に流すトリガ電流を制限している。
【００２７】
次に図１の実施形態の動作を説明する。交流入力端子１ａ，１ｂに交流電源をスイッチ操作などにより入力すると、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂの整流出力が電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４に供給され、まずダイオードＤ２を通してコンデンサＣ１を充電し、更に制御回路６がスイッチング動作を開始する。
【００２８】
同様にスイッチングレギュレータ回路５にあっても、コンデンサＣ１の充電に伴う電源供給を受けて制御回路１０が動作し、ＦＥＴ９のスイッチング制御によるインバータ動作を開始する。
【００２９】
このアクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の電源投入直後となる起動時の過渡状態にあっては、ダイオードブリッジ２ａ，２ｂの整流出力ラインより過大な突入電流が流れようとするが、この入力ラインには電流制限抵抗Ｒ１が設けられているため、起動に伴う突入電流が制限される。
【００３０】
電源投入直後において、アクティブフィルタ回路４のインバータは停止しているため、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に対しトリガ信号は供給されず、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２はオフ状態となっている。
【００３１】
アクティブフィルタ回路４の制御回路６によるトランジスタ７のスイッチング制御でインバータ動作が開始されると、トランジスタ７のスイッチングに伴い昇圧チョークコイルＣＨ１に流れるスイッチング電流に応じて補助巻線Ｌ１に電圧が誘起される。
【００３２】
この補助巻線Ｌ１の誘起電圧をダイオードＤ５で整流することで、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲートにトランジスタ７のスイッチングに同期したパルス的なトリガ信号が供給され、インバータの起動が完了した段階でサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２がトリガ信号によりオンされ、オンしたサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２が電流制限抵抗Ｒ１をバイパスする全波整流回路を形成する。
【００３３】
ここでサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のアノード・カソード間には交流電圧が加わっており、交流電圧が順方向に加わるプラス電圧の半サイクル期間については、トリガ信号によるオン状態を維持するが、交流電圧が逆方向に加わるマイナス電圧の半サイクル期間につては、トリガ信号に関わらずオフ状態となっている。
【００３４】
一方、スイッチング電源装置の動作中に雷サージ１３による過大なサージ電圧が加わったとすると、サージ保護回路１２ａに設けているツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２が導通し、サージ電圧を信号源として、ダイオードＤ７，Ｄ８、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ２，Ｒ３のそれぞれの直列回路を通って、サイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲートにトリガ電流が流れ、もしサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２がオフ期間あったとしても、強制的にオン状態となり、サージ電圧に伴う電流がオン状態のサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２からアクティブフィルタ回路４に設けているダイオードＤ２を通って大容量のコンデンサＣ１に流れることで、サージを吸収する。
【００３５】
このため、突入電流防止回路３のサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２に従来のように並列的にそれぞれサージ吸収素子を接続してサージ保護を図る必要がなく、ダイオードＤ７，Ｄ８、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２及び抵抗Ｒ２，Ｒ３といった簡単な直列回路を設けるだけで、雷サージに対しサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２の順方向耐圧のブレークオーバーを防止して、確実に保護することができる。
【００３６】
図２は本発明のスイッチング電源装置の他の実施形態であり、この実施形態にあっては、突入電流防止回路３に設けているサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２のゲート回路としてスイッチングレギュレータ回路５のインバータトランス８に補助巻線８ｃを設け、この補助巻線８ｃの発生電圧をダイオードＤ５で整流して、トリガ信号としてサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２を駆動制御するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
サイリスタＳＣＲ１、ＳＣＲ２に対して設けたサージ保護回路１２ａ，１２ｂ、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の構成及び動作は、図１の実施形態と同じである。
【００３８】
図３は本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態にあっては、交流入力段のダイオードブリッジの整流出力ラインに突入電流防止回路を設けるようにしたことを特徴とする。
【００３９】
図３において、交流入力端子１ａ，１ｂに続いて１回路のダイオードブリッジ２が設けられ、ダイオードブリッジ２のプラス側の整流出力ラインに電流制限抵抗Ｒ１を設け、電流制限抵抗Ｒ１を介して、整流出力をアクティブフィルタ回路４に入力している。
【００４０】
電流制限抵抗Ｒ１に対しては並列にサイリスタＳＣＲ１が接続される。サイリスタＳＣＲ１のゲート回路は、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１と整流用のダイオードＤ５で構成されている。
【００４１】
ここで突入電流防止回路３は、電流制限抵抗Ｒ１、サイリスタＳＣＲ１、補助巻線Ｌ１、ダイオードＤ５で構成される。アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５は、図１の実施形態と同じである。
【００４２】
突入電流防止回路３に設けたサイリスタＳＣＲ１に対しては、サージ保護回路１２が設けられる。サージ保護回路１２は、サイリスタＳＣＲ１のアノード・ゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直列接続している。
【００４３】
図３の実施形態における動作は、交流入力端子１ａ，１ｂに交流電源をスイッチオンなどにより供給すると、このときサイリスタＳＣＲ１はオフであることから、ダイオードブリッジ２の整流出力は電流制限抵抗Ｒ１を介してアクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５に供給される。このため起動時に流れる突入電流を電流制限抵抗Ｒ１により抑制することができる。
【００４４】
アクティブフィルタ回路４は、起動時はダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１を充電し、この状態で制御回路６が動作して、トランジスタ７のスイッチングによりインバータ動作を開始する。またスイッチングレギュレータ回路５にあっては、制御回路１０がＦＥＴ９のスイッチング制御で出力電圧を一定電圧とするインバータ動作を開始する。
【００４５】
電源投入直後の過渡状態を過ぎてアクティブフィルタ回路４が動作状態になると、トランジスタ７による昇圧チョークコイルＣＨ１のスイッチングで補助巻線Ｌ１に電圧が発生し、ダイオードＤ５の整流によるトリガ信号がサイリスタＳＣＲ１のゲートに加わり、サイリスタＳＣＲ１のオン制御が行われ、電流制限抵抗Ｒ１をバイパスした入力ラインが形成される。
【００４６】
動作中に雷サージ１３によるサージ電圧が加わると、サージ保護回路１２のツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ２を介して、サイリスタＳＣＲ１のゲートにトリガ電流が流れ、サイリスタＳＣＲ１が強制的にオン状態となって、サイリスタＳＣＲ１のオフ状態で加わる順方向電圧のブレークオーバーを阻止し、サージ電流を強制的に導通状態としたサイリスタＳＣＲ１からダイオードＤ３を介してコンデンサＣ１に流すことで、サージ吸収を図る。
【００４７】
なお、図３の実施形態は、ダイオードブリッジ２とサイリスタＳＣＲ１を1回路設けるだけであることから、これらを２回路設けた図１，図２の実施形態に比べるとスイッチング電源装置の効率は低めになる。
【００４８】
図４は本発明のスイッチング電源装置の他の実施形態の回路図であり、この実施形態にあっては、図３の突入電流防止回路３に設けたサイリスタＳＣＲ１に対するトリガ回路として、チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の代わりにスイッチングレギュレータ回路５に設けているインバータトランス８の補助巻線８ｃを使用するようにしたことを特徴とする。それ以外の構成及び動作は図３の実施形態と同じである。
【００４９】
図５は本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態にあっては入力側のダイオードブリッジに対する交流入力ラインに突入電流防止回路及びサージ保護回路を設けるようにしたことを特徴とする。
【００５０】
図５において、交流入力端子１ａ，１ｂのダイオードブリッジ２に対する入力ラインの一方には電流制限抵抗Ｒ１が設けられ、電流制限抵抗Ｒ１と並列に双方向サイリスタとして機能するトライアックＴＲ１を接続している。
【００５１】
トライアックＴＲ１のゲートに対するトリガ回路としては、アクティブフィルタ回路４に設けている昇圧チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１の発生電圧をダイオードＤ５で整流してトリガ信号を供給している。
【００５２】
またトライアックＴＲ１に対してはサージ保護回路１２が設けられ、サージ保護回路１２はトライアックＴＲ１のカソードとゲート間に、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１及び抵抗Ｒ２を直接に接続している。
【００５３】
ダイオードブリッジ２の整流出力は、アクティブフィルタ回路４及びこれに続くスイッチングレギュレータ回路５に供給されている。アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５の構成及び動作は図１の実施形態と同じである。
【００５４】
図５の実施形態における動作は、交流入力端子１ａ，１ｂにスイッチ操作などによる交流電源を供給すると、ダイオードブリッジ２に対する交流入力は電流制限抵抗Ｒ１を介して流れることで、アクティブフィルタ回路４及びスイッチングレギュレータ回路５に対するダイオードブリッジ２からの整流出力に伴う交流入力としての突入電流が、電流制限抵抗Ｒ１による交流電流の制限によって抑制される。
【００５５】
アクティブフィルタ回路４のインバータ動作が開始されると、チョークコイルＣＨ１の補助巻線Ｌ１に電圧が発生し、ダイオードＤ５の整流出力によるトリガ信号を受けてトライアックＴＲ１がオン制御され、電流制限抵抗Ｒ１をバイパスしてダイオードブリッジ２に交流入力を供給し、電流制限が解除される。
【００５６】
またスイッチング電源装置の動作中に雷サージ１３によりサージ電圧が加わると、サージ保護回路１２のツェナーダイオードＺＤ１が導通し、ダイオードＤ７、ツェナーダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ２を通って、サージを信号源とするトリガ電流がトライアックＴＲ１のゲートに流れ、トライアックＴＲ１が強制的にオンされることで、トライアックＴＲ１のオフ状態で加わるサージ電圧による耐圧ブレークオーバーを抑え、トライアックＴＲ１の強制オンによりサージ電流を流して吸収する。
【００５７】
図６は本発明の他の実施形態を示した回路図であり、この実施形態は、突入電流防止回路３のトリガ回路に、スイッチングレギュレータ回路５に設けているインバータトランス８の補助巻線８ｃを用いたことを特徴とし、それ以外の構成及び動作は図５の実施形態と同じになる。
【００５８】
なお本発明は、突入電流防止回路を備えたスイッチング電源装置であれば、適宜のスイッチング電源装置で良く、サージ電圧を受けた際に導通して強制的に突入電流防止回路のサイリスタをオンするサージ保護回路を設ければ良い。
【００５９】
また上記の実施形態は、アクティブフィルタ回路とスイッチングレギュレータ回路を備えたスイッチング電源装置を例にとるものであったが、アクティブフィルタ回路を持たないスイッチングレギュレータ回路のみの装置についても、そのまま適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】突入電流防止回路を２回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図２】突入電流防止回路を２回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【図３】突入電流防止回路を１回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図４】突入電流防止回路を１回路備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【図５】交流入力ラインに突入電流防止回路を備えた本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図
【図６】交流入力ラインに突入電流防止回路を備えた本発明によるスイッチング電源装置の他の実施形態を示した回路図
【符号の説明】
【００６１】
１ａ，１ｂ：交流入力端子
２，２ａ，２ｂ：ダイオードブリッジ
３：突入電流防止回路
４：アクティブフィルタ回路
５：スイッチングレギュレータ回路
６，１０：制御回路
７：トランジスタ
８：インバータトランス
９：ＦＥＴ
１１ａ，１１ｂ：出力端子
１２，１２ａ，１２ｂ：サージ保護回路
１３：雷サージ
ＳＣＲ１，ＳＣＲ２：サイリスタ
ＴＲ１：トライアック
Ｒ１：電流制限抵抗
ＺＤ１，ＺＤ２：ツェナーダイオード
ＣＨ１：昇圧チョークコイル
Ｌ１，８ｃ：補助巻線
ＳＫ１：サージ吸収素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力を整流して直流出力する際に、交流電圧と交流電流の位相を一致させるようにインバータをスイッチング制御するアクティブフィルタ回路と、
前記アクティブフィルタ回路からの直流入力をインバータによるスイッチングで一定電圧の直流出力に変換して負荷に供給するスイッチングレギュレータ回路と、
を備えたスイッチング電源装置に於いて、
前記アクティブフィルタ回路の入力ラインに設けた電流制限抵抗に並列的に接続されたサイリスタを有し、前記アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路の動作開始で生成される補助電源の出力に基づき前記サイリスタを導通制御して前記電流制限抵抗をバイパスする突入電流防止回路と、
前記アクティブフィルタ回路の入力ラインに加わるサージ電圧を検出した際に、サージ電圧を信号源として前記突入電流防止回路のサイリスタを導通制御するサージ保護回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記サージ保護回路は、前記サイリスタのアノード端子とゲート端子間に、サージ電圧を整流してゲート端子にトリガ信号を供給するダイオード、所定のツェナー電圧を超えるサージ電圧の印加で導通するツェナーダイオード、及び前記ゲート端子に流れるトリガ電流を制限する抵抗を直列接続したことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路を前記アクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の整流出力ラインに設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項４】
請求項３記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路のサイリスタは一方向サイリスタであることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路を前記アクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の交流入力ラインに設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項６】
請求項５記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路のサイリスタは双方向サイリスタとして機能するトライアックであることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項７】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路の補助電源は、前記アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路に設けたインバータ用コイルの補助巻線であることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項１】
交流入力を整流して直流出力する際に、交流電圧と交流電流の位相を一致させるようにインバータをスイッチング制御するアクティブフィルタ回路と、
前記アクティブフィルタ回路からの直流入力をインバータによるスイッチングで一定電圧の直流出力に変換して負荷に供給するスイッチングレギュレータ回路と、
を備えたスイッチング電源装置に於いて、
前記アクティブフィルタ回路の入力ラインに設けた電流制限抵抗に並列的に接続されたサイリスタを有し、前記アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路の動作開始で生成される補助電源の出力に基づき前記サイリスタを導通制御して前記電流制限抵抗をバイパスする突入電流防止回路と、
前記アクティブフィルタ回路の入力ラインに加わるサージ電圧を検出した際に、サージ電圧を信号源として前記突入電流防止回路のサイリスタを導通制御するサージ保護回路を設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記サージ保護回路は、前記サイリスタのアノード端子とゲート端子間に、サージ電圧を整流してゲート端子にトリガ信号を供給するダイオード、所定のツェナー電圧を超えるサージ電圧の印加で導通するツェナーダイオード、及び前記ゲート端子に流れるトリガ電流を制限する抵抗を直列接続したことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路を前記アクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の整流出力ラインに設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項４】
請求項３記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路のサイリスタは一方向サイリスタであることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路を前記アクティブフィルタ回路の入力側に設けた全波整流回路の交流入力ラインに設けたことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項６】
請求項５記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路のサイリスタは双方向サイリスタとして機能するトライアックであることを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項７】
請求項１記載のスイッチング電源装置に於いて、前記突入電流防止回路の補助電源は、前記アクティブフィルタ回路又はスイッチングレギュレータ回路に設けたインバータ用コイルの補助巻線であることを特徴とするスイッチング電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１２１８０８（Ｐ２００６−１２１８０８Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０６３５８（Ｐ２００４−３０６３５８）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００１０３２０８）コーセル株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００１０３２０８）コーセル株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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