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JPH03150022A - 給電装置 - Google Patents

給電装置

Info

Publication number
JPH03150022A
JPH03150022A JP2273483A JP27348390A JPH03150022A JP H03150022 A JPH03150022 A JP H03150022A JP 2273483 A JP2273483 A JP 2273483A JP 27348390 A JP27348390 A JP 27348390A JP H03150022 A JPH03150022 A JP H03150022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
semiconductor switch
power supply
resistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2273483A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Losel
ヴァルテル　レゼル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH03150022A publication Critical patent/JPH03150022A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • H02H3/247—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage having timing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/908—Inrush current limiters

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、入力供給電圧端子と、出力端子における蓄積
コンデンサとの間に第１半導体スイッチを有する流入電
流制限回路を具え、前記第１半導体スイッチの切換パス
に並列に並列抵抗を設け、且つ前記スイッチの制御パス
に並列に第１コンデンサと第１抵抗並びに第２半導体ス
イッチの切換パスを具えている並列回路を設けた給電装
置に関するものである。
〔背景技術〕
データ伝送システム用の給電装置は、例えば交換機バテ
リ又は幹線電圧から整流して取り出される直流電圧（供
給電圧）を直流電圧変換器により安定化出力電圧に変換
する。直流電圧変換器の前に蓄積コンデンサを接続して
短期間の供給電圧の不良を橋絡させるようにする。この
結果、給電装置をスイッチ・オンさせると、高い流入電
流が蓄積コンデンサに流れ、供給電圧が下がることにな
る。さらに、高い流入電流は給電装置のスイッチ・オン
処理中に安全なカット−アウトを誤ってトリガさせるこ
とになる。
西独国特許明細書第３５３５８６４号には蓄積コンデン
サを具える負荷回路を保護する限流回路が開示されてお
り、短期間の過電圧及び過電流の場合に負荷回路が斯か
る限流回路を介して接続されるようにしている。このた
め、電界効果トランジスタを用い、このトランジスタの
切換パス（路）を並列抵抗によって分路し、又それには
電流測定抵抗を直列に接続する。電界効果トランジスタ
を制御するために、電流評価回路を電流測定抵抗に接続
する。電流評価回路には電流成分も評価されるように並
列抵抗を接続する。電界効果トランジスタがカット−オ
フされると全負荷電流が並列抵抗を経て流れる。電流評
価回路はバイポーラトランジスタで構成され、このトラ
ンジスタのエミッタは電流測定抵抗に接続し、ベースは
抵抗を介して電界効果トランジスタのソース電極に接続
する。電流測定抵抗の両端間の電圧降下が所定の最大値
以上となる場合に、トランジスタは導通する。これによ
り電界効果トランジスタの制御電圧（ゲート−ソース）
がゼロとなり、この電界効果トランジスタは完全にカッ
ト・オフする。この場合に、全電流は並列抵抗を経て流
れる。電流測定抵抗の両端間の電圧降下が最大値以下で
あれば、電界効果トランジスタは電圧降下に比例する電
流成分を引き継ぎ、残りの電流成分は並列抵抗を経て流
れる。
他の変形回路では、コンデンサと抵抗との並列回路から
成る遅延ユニットを設けて電界効果トランジスタのスイ
ッチ・オン時点を遅延させるようにする。供給電圧の不
良が生じた後には限流回路の回復時間を短くするために
、蓄積コンデンサを迅速に放電させる必要がある。この
ためには、ＰＴＣ抵抗を蓄積コンデンサに並列に接続す
る。全負荷電流は電流測定抵抗を経て流れ、これにより
かなりの損失が生ずることになる。
本発明の目的は冒頭に述べた種類の給電装置を改善する
ことにある。この給電装置における流入電流制限回路は
電力損を低くする必要があり、供給電圧の低下が頻繁に
、しかも迅速に生ずる場合でも供給電圧が遅延なく再度
作動し得るようにする必要がある。
〔発明の開示〕
上述した目的を達成するために本発明によれば、冒頭に
述べた種類の給電装置において、前記第２半導体スイッ
チの制御電極を第１分圧器のタップ点に接続し、該第１
分圧器に第２コンデンサを並列に接続し、前記第２半導
体スイッチの制御パスに第３半導体スイッチの切換パス
を並列に接続し、供給電圧がしきい値に達しない場合に
、しきい値回路によって供給される制御電流に応じて前
記第３半導体スイッチをカット・オフさせるようにした
ことを特徴とする特 ＊実施例〕 以下図面を参照して実施例につき説明する。
第１図に示す実施例では流入電流を制限するための回路
を、例えば交換機バテリ又は幹線整流器から取り出され
る直流電圧（供給電圧０１）を供給する電圧供給源１と
、入力端子に蓄積コンデンサＣの両端間にも存在する作
動電圧ｕ２が供給される直流電圧変換器２との間に位置
させる。流入電流制限回路は電子式の第１半導体スイッ
チＦ１を具えており、このスイッチはｎチャネルＨｏｓ
　を界効果トランジスタとして構成され、しかもその切
換パス（ドレイン−ソース）に並列に接続される並列抵
抗Ｒを有している。第１電界効果トランジスタＦ１のド
レイン電極は作動電圧ｕ２の負極Ｅ２−に接続する−ソ
ース電極の電位はＥ−であり、この電極はダイオードＤ
を介して供給電圧０１の負極Ｅ−に接続する。ダイオー
ドＤは供給電圧Ｕ１の電圧が低下する場合に蓄積コンデ
ンサＣが放電しないようにし、このダイオードは降服電
圧が約０．３ｖで、従って損失の低いショットキーダイ
オードとして構成するのが有利である。第１電界効果ト
ランジスタＦ１の制御パス（ゲート−ソース）には第１
コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１との並列回路から成る遅
延ユニットを配置する。又、この遅延ユニットＲ１゜Ｃ
Ｉは第２半導体スイッチＦ２の切換パスに並列に配置す
る。コンデンサＣ１は定電流源４によって充電され、こ
の電流源４は基準電位Ｅ＋に接続し、且つ図示の例では
第４電界効果トランジスタＦ４と第４抵抗Ｒ４とによっ
て形成する。このため、第４電界効果トランジスタＦ４
のドレイン電極は基準電位Ｅ＋に接続し、ゲート電極は
遅延ユニッ）Ｒ１，ＣＩに接続すると共に第４抵抗Ｒ４
を介して第４電界効果トランジスタＦ４のソース電極に
接続する。第２電界効果トランジスタＦ２の制御電極は
２個の抵抗Ｒ９，ＲＩＧによって形成される第１分圧器
のタップ点に接続する。この第１分圧器には第２コンデ
ンサＣ２を並列に接続する。第２コンデンサＣ２は第５
抵抗Ｒ５を介して基準電位Ｅ＋にも接続する。図示以外
の例では、第５抵抗Ｒ５をダイオードを介して基準電位
Ｅ＋に接続して、作動電圧ｕ２の電圧が低下する場合に
コンデンサＣ２が抵抗Ｒ９を介して放電しないようにす
ることができる。第２半導体スイッチＦ２の制御パスに
は第３電界効果トランジスタＦ３の切換パス（ドレイン
−ソース）を並列に配置する。この第３電界効果トラン
ジスタのゲート電極は一方では第６抵抗Ｒ６を介して電
位Ｅ−に、他方では第２抵抗Ｒ２を介してｐｎｐ　）ラ
ンジスタＴのコレクタに接続する。トランジスタＴのエ
ミッタはツェナーダイオードＺを介して基準電圧Ｅ＋に
接続すると共に、第３抵抗Ｒ３を介して供給電圧ｕ１の
負極Ｅｌ−に接続する。トランジスタＴのベースは、２
個の抵抗Ｒ７とＲ８とで構成され、しかも入力側に配置
される第２分圧器の中央タップに接続する。斯くしてト
ランジスタＴと、第２分圧器Ｒフ。
Ｒ８と、第３抵抗Ｒ３と、ツェナーダイオード２とによ
ってしきい値回路３を構成する。このしきい値回路は供
給電圧ｕ１がしきい値以下に降下するときに制御電流Ｉ
ｓを供給する。他の例では、抵抗Ｒ３とＲ７の接続点と
、供給電圧ｕ１の負極Ｅｌ−との間にダイオードを接続
して、供給電圧［１の極性を間違えた場合にトランジス
タＴを保護する。
給電装置をスイッチ・オンする前には蓄積コンデンサＣ
及びコンデンサＣＩ、　Ｃ２は充電されない。
半導体スイツチＦｌ、　Ｆ２．　Ｆ３を図示の実施例で
はエンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタとして構成するため、これらのスイッチはスイ
ッチ・オン以前にはカット・オフされている。従って、
負荷電流はスイッチ・オンされている期間中は並列抵抗
Ｒを経て流れ、この並列抵抗によって有効に限定される
。給電装置をスイッチ・オンした後に第１コンデンサＣ
１は定電流源４により充電され、従って第１電界効果ト
ランジスタＦｌのゲート−ソースパスにおける制御電圧
がゆっくり高くなり、トランジスタが次第に導通し、最
終的に並列抵抗Ｒを完全に分路するようになる。
このように、第１電界効果トランジスタＦ１をゆっ（リ
スイッチ・オンさせる（「ソフトスタート」）ことによ
ってスイッチ・オン時における負荷電流が有効に制限さ
れる。スイッチ・オンの期間中、全負荷電流は先ず並列
抵抗Ｒを流れ、その後定電流源から取り出される定電流
と、第１コンデンサＣＩの値とによって決定される長さ
のスイッチ・オン遅延時間後に上記全負荷電流は直接、
即ち低損失で第１電界効果トランジスタＦｌのドレイン
−ソースパスを経て流れる。
図示の実施例では供給電圧［１をしきい値回路３によっ
てモニタする。第２分圧器の抵抗Ｒ７、　Ｒ８及びツェ
ナーダイオード２の定格をここではトランジスタＴが供
給電圧［Ｊｌのしきい値以上で導通するように規定する
。トランジスタＴは、このトランジスタを導通状態に切
り換えるのに必要な約０．６ｖのベース−エミッタ電圧
以上となる際に導通し、この電圧は抵抗Ｒ８にリリース
される電圧とツェナーダイオードＺにリリースされる電
圧との差（基準電圧）から得られる。第３抵抗Ｒ３は、
トランジスタＴがカット・オフされると、ツェナーダイ
オードＺ及びこの抵抗Ｒ３に流れて、トランジスタＴを
導通状態に切り換えるのに必要な基準電圧がツェナーダ
イオード２にリリースされるようにする。
実際の回路では、正規の作動期間中の供給電圧ＵｌＯ値
を６０Ｖとし、又しきい値を５５Ｖとする。給電装置が
スイッチ・オン後に正規に作動する場合、即ち供給電圧
ｕ１の低下、又は遮断がない場合には、トランジスタＴ
がしきい値以上の供給電圧で導通し、即ちコレクタ電流
が制御電流Ｉｓの形態で流れる。この制御電流は第３電
界効果トランジスタＦ３の制御パスに並列の第６抵抗Ｒ
６の両端間の電圧を降下させる。これにより電界効果ト
ランジスタＦ３は導通するように制御される。従って、
第２電界効果トランジスタＦ２の制御パス（ゲート−ソ
ース）が第３電界効果トランジスタＦ３の切換パス（ド
レイン−ソース）により低オーム抵抗で分路されるため
、第２電界効果トランジスタＦ２がカット・オフされる
ことになる。この正規の作動状態においてはさらに、第
２コンデンサＣ２が第５抵抗Ｒ５を経て充電され、又第
１コンデンサＣ１が定電流源４により充電される。第２
電界効果トランジスタＦ２はカット・オフされるため、
第１電界効果トランジスタＦｌのゲートとソース電極と
の間には遅延ユニットＲ１，ｃｔにおける電圧が存在し
、この電圧は第１電界効果トランジスタＦ１を導通させ
るような大きな電圧である。従って、並列抵抗Ｒは正規
の作動期間中第１電界効果トランジスタｐｔのドレイン
−ソースパスにより低いオーム抵抗で分路される。
供給電圧ｕ１が幹線電圧の低下により回路３によって決
定されるしきい値以下（例えば５５Ｖ以下）に降下する
と、トランジスタＴを導通状態に切り換えるのに必要と
されると共に抵抗Ｒ８とツェナーダイオードＺとによっ
て決定されるベース−エミッタ電圧が所定値に達しなく
なるためにトランジスタＴはカット・オフされる。この
ことは第３電界効果トランジスタＦ３が最早制御されな
くなり、即ち制御電流ｒｓが第６抵抗Ｒ６を経てもう流
れなくなることを意味する。従って、第３電界効果トラ
ンジスタＦ３のゲートとソース電極との間の制御電圧が
０値にまで低減するため、このトランジスタはカット・
オフされる。この第３電界効果トランジスタＦ３が非導
通状態になった後には第２コンデンサＣ２が第１分圧器
の抵抗Ｒ９，ＲＩＯを経て放電する。この放電により第
２電界効果トランジスタＦ２の制御パスにおける電圧が
降下するため、このトランジスタＦ２が導通するように
なる。第２電界効果トランジスタＦ２は、抵抗Ｒ１０間
の電圧降下がこのトランジスタを導通状態に切り換える
のに必要な制御電圧以上である限り導通し続ける。第２
電界効果トランジスタＦ２が導通するから、第１コンデ
ンサＣｌは第２電界効果トランジスタＦ２のドレイン−
ソースパスを経て放電する。これにより第１電界効果ト
ランジスタＦｌのゲートとソースとの間の電圧が降下し
、このトランジスタは最終的にカット・オフする。従っ
て、先ず全負荷電流は第２電界効果トランジスタＦ２が
カット・オフされたままである限り正規の作動状態では
導通している第１電界効果トランジスタＦｌのドレイン
−ソースパスを経て低オーム抵抗で流れる。しかし、供
給電圧０１が低下するか、又は遮断する場合には、第２
コンデンサＣ２の放電により第２電界効果トランジスタ
Ｆ２が導通し、又第１電界効果トランジスタＦ１が同程
度にカット・オフされるため、全負荷電流が最終的に並
列抵抗Ｒによって制限されることになる。
第１コンデンサＣ１の放電後には第１電界効果トランジ
スタＦ１が再びカット・オフされ、流入電流制限回路が
直ちに再び作動に供する。これがため、スイッチ・オン
処理を再び始めると、負荷電流が再び先ずは並列抵抗Ｒ
を経て流れ、やがて第１コンデンサＣ１の充電処理の後
に第１電界効果トランジスタＦｌのドレイン−ソースパ
スを経て直接流れるようになる。このことは供給電圧が
頻繁に、しかも急速に低下する場合にも流入電流制限回
路が再び遅延なしに作動に供することを意味する。
実際の回路では、第１コンデンサＣ１の値をｌμＦとし
、定電流源４によって供給される定電流を０．５〜１ａ
ｍＡとする。第１分圧器の抵抗Ｒ９，ＲＩＯの定格は電
界効果トランジスタＦ２を保護する抵抗ＲＩＧ間の電圧
が供給電圧０１の最大値で最大２０Ｖに達するような値
とする。
図示の回路は、第１電界効果トランジスタＦ１に必要な
制御電力が極めて低く、しかもこのトランジスタＰ１の
作動中の電力損が低いために低損失で作動する。このこ
とは第１電界効果トランジスタＦｌを追加的に冷却する
必要がないと云う利点を有する。さらに、負荷電流回路
は正規の作動中の電流制限状態における並列抵抗Ｒ又は
第１電界効果トランジスタＦ１のドレイン−ソースパス
と、蓄積コンデンサＣに対する放電防止として必要なダ
イオード以外の電力損を伴う他の回路部品を何等含んで
いない、第１電界効果トランジスタＦ１を経て伝送され
る電力を高めるために、このトランジスタに他の電界効
果トランジスタを並列に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は流入電流制限回路を有する本発明による給電装
置の一例を示す回路図である。 １・・・電圧供給源 ２・・・直流電圧変換器 ３・・・しきい値回路 ４・・・定電流源 Ｃ・・・蓄積コンデンサ Ｒ・・・並列抵抗 Ｆ１．　Ｆ２．　Ｆ３−・・半導体スイッチＦ４・・・
電界効果トランジスタ （Ｒｌ、　ＣＩ）・・Ｊ遅延ユニット Ｒｌ−ＲＩＧ・・・抵抗 Ｃ１，Ｃ２・・・コンデンサ Ｄ・・・ダイオード Ｚ・・・ツェナーダイオード Ｔ・・電界効果トランジスタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、入力供給電圧端子と、出力端子における蓄積コンデ
    ンサとの間に第１半導体スイッチを有する流入電流制限
    回路を具え、前記第１半導体スイッチの切換パスに並列
    に並列抵抗を設け、且つ前記スイッチの制御１パスに並
    列に第１コンデンサと第１抵抗並びに第２半導体スイッ
    チの切換パスを具えている並列回路を設けた給電装置に
    おいて、前記第２半導体スイッチの制御電極を第１分圧
    器のタップ点に接続し、該第１分圧器に第２コンデンサ
    を並列に接続し、前記第２半導体スイッチの制御パスに
    第３半導体スイッチの切換パスを並列に接続し、供給電
    圧がしきい値に達しない場合に、しきい値回路によって
    供給される制御電流に応じて前記第３半導体スイッチを
    カット・オフさせるようにしたことを特徴とする給電装
    置。 ２、前記しきい値回路（３）がバイポーラトランジスタ
    （Ｔ）を具え、該トランジスタのベースを入力側に配置
    した第２分圧器（Ｒ７、Ｒ８）のタップ点に接続し、前
    記トランジスタ（Ｙ）のコレクタを第２抵抗（Ｒ２）を
    介して前記第３半導体スイッチ（Ｆ３）の制御電極に接
    続し、且つ前記トランジスタ（Ｙ）のエミッタをツェナ
    ーダイオード（Ｚ）を介して共通の基準電位（Ｅ＋）に
    接続すると共に第３抵抗（Ｒ３）を介して基準電位（Ｅ
    ＋）に基づく供給電圧（Ｕ１）の第１極（Ｅ１−）に接
    続したことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。 ３、前記半導体スイッチ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）をエンハ
    ンスメント形のｎチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ
    として構成し、これらトランジスタのソース電極をダイ
    オード（Ｄ）を介して供給電圧（Ｕ１）の第１極（Ｅ１
    −）に接続される電位（Ｅ−）に接続すると共に並列抵
    抗（Ｒ）を介して、蓄積コンデンサ（Ｃ２）に供給され
    、且つ基準電位（Ｅ＋）に基づく作動電圧（Ｕ２）の第
    １極（Ｅ２−）に接続したことを特徴とする請求項１又
    は２に記載の給電装置。 ４、前記第１コンデンサ（Ｃ１）を基準電位（Ｅ＋）に
    接続した定電流源（４）によって充電するようにしたこ
    とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給電装
    置。 ５、前記定電流源（４）が第４電界効果トランジスタ（
    Ｆ４）を具え、該トランジスタのドレイン電極を基準電
    位（Ｅ＋）に接続し、且つ前記トランジスタ（Ｆ４）の
    ゲート電極を第１コンデンサ（Ｃ１）に接続すると共に
    第４抵抗（Ｒ４）を介して前記トランジスタ（Ｆ４）の
    ソース電極に接続したことを特徴とする請求項１〜４の
    いずれかに記載の給電装置。 ６、前記第２コンデンサ（Ｃ２）を基準電位（Ｅ＋）に
    接続した第５抵抗（Ｒ５）を介して充電するようにした
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の給電
    装置。 ７、前記第１半導体スイッチ（Ｆ１）に少なくとも１個
    の他の半導体スイッチを並列に接続したことを特徴とす
    る請求項１〜５のいずれかに記載の給電装置。
JP2273483A 1989-10-17 1990-10-15 給電装置 Pending JPH03150022A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3934577A DE3934577A1 (de) 1989-10-17 1989-10-17 Stromversorgungseinrichtung mit einschaltstrombegrenzungsschaltung
DE3934577.7 1989-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03150022A true JPH03150022A (ja) 1991-06-26

Family

ID=6391613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2273483A Pending JPH03150022A (ja) 1989-10-17 1990-10-15 給電装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5087871A (ja)
EP (1) EP0423885B1 (ja)
JP (1) JPH03150022A (ja)
DE (2) DE3934577A1 (ja)

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