JPS61280712A

JPS61280712A - 電源装置

Info

Publication number: JPS61280712A
Application number: JP60121010A
Authority: JP
Inventors: 鷹觜　紀雄
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-12-11

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】産業上の利用分野本発明は電源装置に関し、特に入力端子に整流平滑回路
が接続されている電源装置に関する。

従来の技術電子機−の中には、電圧変動の小さい安定した直流電源
を必要とする機器が少なくない。例えば、電子計算機、
高級オーディオ増幅器などが挙げられる。これらの機器
の電源装置としては各種のものが用いられているが、小
型化が可能で、しかも電力損失が小さくてすむという特
徴を有するスイッチングレギュレータが注目され、多用
されつつある。

そこで、スイッチングレギュレータを例にとって、従来
の電源装置の構成を説明する。

第２図は従来のスイッチングレギュレータの構成を示す
ブロック図である。すなわち、一対の入力端子１ａ、１
ｂを整流素子２の入力端子に接続し、整流素子２の出力
端子に平滑コンデンサ４の両端を接続し、この平滑コン
デンサ４の両端電圧をスイッチング回Ｖｌ＠　５に入力
させる。さらに、スイッチング回路５の出力をトランス
６の１次巻線に接続し、トランス６の２次巻線に高電圧
整流回路７を接続している。

かかる電源・装置は次のように機能する。

まず、整流素子２がブリッジ形ダイオードからなる場合
は、整流素子２は、入力端子１ａ、１ｂから入力した交
流電圧■を全波整流する。平滑コンデンサ４は、整流素
子２の出力に含まれているりプル成分を減衰させて良好
な直流電圧を得る。

その平滑コンデンサ４の両端に得られた直流電圧を受け
るスイッチング回路５は、高電圧整流回路７から入力す
る帰還信号Ｓによって伝達された出力電圧レベル■。ｕ
ｔ　と予め設定されている基準電圧レベル■ｓｔとを比
較し、その比較結果に基づいたデユーティ比に、予め設
定されている周波数で内部の制御トランジスタ（あるい
はサイリスク等）をスイッチングすることにより、入力
直流電圧をパルス波形に変換する。なお、電源投入時に
は、パルスのデユーティ比は予め定められた初期値に設
定される。トランス６は、スイッチング回路５から入力
するパルス電圧を昇圧する。さらに、高電圧整流回路７
は、トランス６で昇圧されたパルスを整流して、その結
果得られる直流高電圧を出力端子８ａ、８ｂに出力する
とともに、出力電圧のレベル■。ｕｔを示す帰還信号Ｓ
をスイッチング回路５に出力する。

かくして、入力端子１ａ、ｌｂに交流電圧■を印加する
と、交流電圧■は整流素子２と平滑コンデンサ４により
一旦整流された後、スイッチング回路５によって周波数
２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ程度のパルス電圧に変換される
。このとき、高電圧整流回路７からスイッチング回路５
に入力する帰還信号Ｓが、基準電圧レベル■１より低い
出力電圧レベル■。０．を示している場合には、制御ト
ランジスタのスイッチング周期内において導通時間が長
くされ、逆の場合には遮断時間が長くされる。このよう
にして得られたパルス電圧はトランス６により昇圧され
、さらに高電圧整流回路７で整流されて、出力端子８ａ
、８ｂに直流高電圧が発生する。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、電源投入時において、交流電圧■が入力
端子１ａ、ｌｂに印加され、整流素子２によって全波整
流された電圧が平滑コンデンサ４の両端に加えられると
、平滑コンデンサ４に所定の電荷が充電されるまで平滑
コンデンサ４は過渡的に短絡状態となる。従って、入力
端子１ａ、１ｂおよび整流素子２に一時的に大電流が流
れることになり、その結果、これらの部品の劣化あるい
は破損を引き起こすことがある。さらに、スイッチング
回路５にまで一時的な大電流が流れて、スイッチング回
路５が破損し、短絡した場合には、整流素子２に過大電
流が流れ続けて異常発熱し、焼損事故となることがある
。

このように、入力端子に直接、整流平滑回路が接続され
ている電源装置においては、電源投入時の過渡電流によ
って、整流素子やスイッチング回路等の装置の劣化およ
び破損を引き起こすことがあるという問題があった。

かくして、本胤明の目的は、電源投入時の過渡電流の小
さい電源装置を提供することにある。

本発明を解決するための手段本発明の電源装置は、入力端子と、該入力端子から入力
された交流を整流する整流平滑回路とを少なくとも備え
た電源装置において、前記入力端子と、前記整流平滑回路との間に設けられた
負特性サーミスタを有することを特徴とする。

罫」負特性サーミスタは、負の抵抗温度係数を有しており、
高温になるほど、その抵抗値が小さくなる。また、常温
域で動作する負特性サーミスタは主にＭｎ、　Ｃｏ、　
Ｎｉ、　Ｆｅなど２種以上の遷移金属酸化物の複合焼結
体から作られ、これら材料組成および焼結条件等を選択
することによって、所望の温度特性を得ることができる
。

そこで、常温では例えば１０Ω程度以上の高い抵抗値を
示し、交流入力電圧を印加して温度が平衡になったとき
には例えば１Ω以下の低い抵抗値を示す負特性サーミス
タを本発明の電源装置に用いる。以上のような負特性サ
ーミスタを入力端子と整流平滑回路との間に直列に接続
することにより、電源投入時には常温であるのでサーミ
スタは高い抵抗値を示し、入力端子および整流素子に流
れる過渡電流を小さく抑制することができる。例えば、
サーミスタの常温における抵抗値を１０Ω、交流入力電
圧を１００■とすると、過渡電流はＩＯＡ以下に抑制さ
れる。従って、過渡電流による各部品の劣化あるいは破
損を防止することができる。また、定常状態ではサーミ
スタを流れる電流により発熱してその温度が常温より高
く上昇して、サーミスタは非常に低い抵抗値を示すので
、サーミスタによる電力損失は極めて小さく、電源装置
の効率を低下させることはない。

なお、負特性サーミスタは、遷移金属酸化物の複合焼結
体の他、ガラス質の■・Ｐ−Ｂａ酸化物やＦｅ−Ｂａ−
５ｉ酸化物等から構成することもできる。

実施例次に、本発明の実施例について添付図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の１実施例に係る電源装置の構成を示す
ブロック図である。本実施例では、一つの入力端子１ａ
にサーミスタ３の一端を接続し、サーミスタ３の他端お
よびもう一つの入力端子１ｂに整流素子２の入力端を接
続し、この整流素子２の出力端に平滑コンデンサ４０両
端を接続する。

これら整流素子２および平滑コンデンサ４により整流平
滑回路を構成している。

さらに、平滑コンデンサ４の両端にスイッチング回路５
の入力端を接続し、その出力端にトランス６の１次巻線
を接続する。一方、トランス６の２次巻線は高電圧整流
回路７の入力端に接続され、高電圧整流回路７０２つの
出力端を出力端子３ａ。

８ｂとしている。また、高電圧整流回路７から出力され
る帰還信号Ｓはスイッチング回路５に入力される。

すなわち、本実施例は第２図に示す従来のスイッチング
レギュレータにおいて、入力端子１ａと整流素子２の入
力端との間にサーミスタ３を挿入したものである。

サーミスタ３は、Ｍｎ　−Ｃｏ−Ｃｕ　−ＡＩ酸化物焼
結体より構成され、負の抵抗温度係数を、有している。

そのため、常温では高い抵抗値Ｒ０を示しているが、交
流電流がサーミスタ３に流されて発熱することによりサ
ーミスタ３の温度が上昇すると、次第にその抵抗値が低
下し、温度が平衡状態になったときには、低い抵抗値Ｒ
１を示す。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、電源が投入されて、交流電圧■が入力端子ｌａお
よび１ｂに印加される。このとき、サーミスタ３の温度
はまだ常温であるので、サーミスタ３は高い抵抗値Ｒ８
を有しており、サーミスタ３および整流素子２にはＩ　
＝　Ｖ　／　Ｒａ以下の小さな交流電流が流れるだけで
ある。

また、その結果、整流素子２および平滑コンデンサ４で
整流平滑された直流電圧のレベルは小さなものとなる。

従って、この直流電圧がスイッチング回路５により予め
設定されている周波数およびデユーティ比でスイッチン
グされ、トランス６により昇圧され、さらに高電圧整流
回路７によって整流された結果得られる出力電圧レベル
■。。。

も小さくなる。そこで、スイッチング回路５が、高電圧
整流回路７から出力された帰還信号Ｓが示す出力電圧レ
ベル■。。、とスイッチング回路５内部に設定されてい
る基準電圧レベル■、との比較を行ない、スイッチング
のデユーティ比がフィードバック制御される。

一方、サーミスタ３は交流電流によって発熱し、次第に
温度が上昇してサーミスタ３の抵抗値が低下してくる。

従って、整流素子２を流れる交流電流が大きくなり、そ
の結果、出力端子８ａ、８ｂに現われる出力電圧も大き
くなる。そして、出力電圧レベル■。、が基準電圧レベ
ルＶｓｔに達すると、以後、スイッチング回路５では、
出力電圧レベル■。５ｔと基準電圧レベル■１との比較
結果に基づいて、制御トランジスタの導通時間および遮
断時間が制御される。また、サーミスタ３に加えられる
電力は大きいものであるから、サーミスタ３の温度は急
速に上昇し、短時間で平衡状態となる。

そして、サーミスタ３の温度が平衡状態になると、サー
ミスタ３は十分低い抵抗値Ｒ１を示すので、サーミスタ
３による電力損失が非常に小さくなる。そして、基準電
圧レベルＶｓｔの安定した直流電圧が出力端子８ａおよ
び８ｂから出力される。

このように、本実施例では、電源投入時に入力端子１ａ
、１ｂおよび整流素子２に流れる過渡電流が小さいので
、入力端子１ａ、１ｂ、整流素子２およびスイッチング
回路５等が劣化あるいは破損することはない。

なお、本実施例では、トランス６がパルス電圧を昇圧し
て、出力端子８ａ、８ｂに直流高電圧を発生させたが、
逆にトランス６が電圧を下げて直流低電圧を発生させて
もよい。

さらに、本実施例はスイッチングレギュレータを例にと
ったが、これに限るものではなく、本発明は入力端子に
整流平滑回路が接続されている他の電源装置にも適用す
ることができる。

発明の詳細な説明したように本発明によれば、電源投入時に装置内
を流れる過渡電流を小さくすることができるので、過渡
電流による入力端子および整流平滑回路等の劣化あるい
は破損が防止される。従って、本発明の電源装置は、安
定した電源を必要とする数多くの電子機器において非常
に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電源装置の構成を示すブ
ロック図、第２図は従来の電源装置の構成を示すブロック図である
。（主な参照番号）１ａ、１ｂ・・入力端子、　２・・整流素子、３・・サ
ーミスタ、　　４・・平滑コンデンサ、５・・スイッチ
ング回路、６・・トランス、　７・・高電圧整流回路、８ａ、８ｂ
・・出力端子

Claims

【特許請求の範囲】入力端子と、該入力端子から入力された交流を整流する
整流平滑回路とを少なくとも備えた電源装置において、前記入力端子と、前記整流平滑回路との間に設けられた
負特性サーミスタを有することを特徴とする電源装置。