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JPS6022573B2 - Inrush current limit circuit - Google Patents

Inrush current limit circuit

Info

Publication number
JPS6022573B2
JPS6022573B2 JP54154819A JP15481979A JPS6022573B2 JP S6022573 B2 JPS6022573 B2 JP S6022573B2 JP 54154819 A JP54154819 A JP 54154819A JP 15481979 A JP15481979 A JP 15481979A JP S6022573 B2 JPS6022573 B2 JP S6022573B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
current
control transistor
circuit
inrush current
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.)
Expired
Application number
JP54154819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5678330A (en
Inventor
一博 日比
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.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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 FDK Corp filed Critical FDK Corp
Priority to JP54154819A priority Critical patent/JPS6022573B2/en
Publication of JPS5678330A publication Critical patent/JPS5678330A/en
Publication of JPS6022573B2 publication Critical patent/JPS6022573B2/en
Expired legal-status Critical Current

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大容量コンデンサを伴った直流負荷(容量性
負荷)、例えば直流安定化電源等の突入電流制限回路の
改良に関し、更に詳しくは制御トランジスタによって突
入電流制限抵抗を短絡するようにした回路に関するもの
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in an inrush current limiting circuit for a DC load (capacitive load) with a large capacitance, such as a DC stabilized power supply, and more particularly relates to an improvement in an inrush current limiting circuit for a DC load (capacitive load) with a large capacity capacitor, such as a DC stabilized power supply. There is one related to a circuit that short-circuits.

例えば直流安定化電源等のように、大容量コンデンサを
伴った直流負荷に直流電力を供孫合する場合には、従来
、第1図に示すように、突入電流制限抵抗R,とSCR
とを並列接続した入力側突入電流制限回路が使用されて
いる。
For example, when supplying DC power to a DC load with a large capacity capacitor, such as in a DC stabilized power supply, conventional inrush current limiting resistors R and SCR are used, as shown in Figure 1.
An input-side inrush current limiting circuit is used that connects the two in parallel.

制御素子であるSCRは、入力電圧が投入されてから容
量性電荷が充電されるまで遮断している。
The SCR, which is a control element, shuts off the input voltage until it is charged with capacitive charge.

この期間の最大入力電流、即ち突入電流linは、入力
電圧をVinとすると、lin=Vin/R,となり、
突入電流の大きさは突入制限抵抗R,により決定できる
。容量性負荷がほぼ充電されたら、トリガパルスITを
流してSCRを導通させる。すると、入力電流はほとん
どSCRに流れ、抵抗R,には流れないため、損失を小
なくすることができる。本来SCRを用い、このように
動作させることによって常に良好な結果が得られるはず
である。
The maximum input current during this period, that is, the rush current lin, where the input voltage is Vin, becomes lin=Vin/R,
The magnitude of the rush current can be determined by the rush limiting resistor R. When the capacitive load is nearly charged, a trigger pulse IT is applied to cause the SCR to conduct. Then, most of the input current flows through the SCR and does not flow through the resistor R, so that losses can be reduced. Essentially, by using SCR and operating it in this manner, good results should always be obtained.

しかし、実際には、しばしばSCRの誤動作例えばノイ
ズにより本来導通すべきでないタイミングで導通してし
まうような誤動作が問題になっている。また、SCR自
身、電流制限の機能が無く、トリガのタイミングがずれ
たときは全く突入電流を制限できないし、更に、一旦ト
リガすると、その後、何等かの原因で入力電圧が急上昇
した場合にも全く突入電流を制限できない。本発明の目
的は、叙上の如き従来技術の欠点を解消し、如何なる場
合でも突入電流を制限できることは無論のこと、駆動電
流供給のタイミングが多少ずれても格別の不都合は生じ
ず、制御素子自身も十分保護され、回路挿入による損失
も殆んど生じないような突入電流保護回路を提供するこ
とにある。
However, in reality, malfunctions of the SCR, such as malfunctions in which the SCR becomes conductive at a timing when it should not be conductive due to noise, are often a problem. In addition, the SCR itself does not have a current limiting function, so if the trigger timing is off, the inrush current cannot be limited at all.Furthermore, once the trigger is triggered, it will not be able to limit the inrush current at all even if the input voltage suddenly increases for some reason. Inrush current cannot be limited. It is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, to limit inrush current in any case, and to prevent any particular inconvenience from occurring even if the timing of drive current supply is slightly different, and to It is an object of the present invention to provide an inrush current protection circuit which is sufficiently protected and causes almost no loss due to circuit insertion.

かかる目的を達成するため、本発明では制御素子として
トランジスタを用い、この制御トランジスタを突入電流
制限抵抗と並列に接続すると共に、このトランジスタの
過電圧保護回路および過電流保護回路を付設し、それに
よって制御トランジスタが保護されるように構成されて
いる。
In order to achieve such an object, in the present invention, a transistor is used as a control element, and this control transistor is connected in parallel with an inrush current limiting resistor, and an overvoltage protection circuit and an overcurrent protection circuit are attached for this transistor, thereby controlling The transistor is configured to be protected.

更に具体的には、この発明の突入電流制限回路は、大容
量コンデンサを伴った直流負荷に電力を供給する回路に
直列に電流制限抵抗を接続した突入電流制限回路におい
て「該電流制限抵抗に並列に制御トランジスタのコレク
タ「ェミッ夕闇を接続すると共に、該制御トランジスタ
のェミツタ電流を検知してヱミッ夕霞流の過大時には該
制御トランジスタのベース電流を制限する過電流保護回
路と、該制御トランジスタのコレク夕、ヱミツタ間の電
圧を検知してこの電圧の過大時には該制御トランジスタ
のベース電流を制限する過電圧保護回賂とを付設するこ
とにより、該制御トランジスタを常に安全動作領域内で
動作させると共に、該制御トランジスタが駆動状態でも
該電流制限抵抗による突入電流の制限が自動的に行なわ
れるようにしたことを特徴とするものである。以下、図
面に基づき本発明について詳述する。
More specifically, in the inrush current limiting circuit of the present invention, in an inrush current limiting circuit in which a current limiting resistor is connected in series with a circuit that supplies power to a DC load with a large capacity capacitor, An overcurrent protection circuit connects the emitter current of the control transistor to the collector of the control transistor, detects the emitter current of the control transistor, and limits the base current of the control transistor when the emitter current is excessive; , and an overvoltage protection circuit that detects the voltage between the emitters and limits the base current of the control transistor when this voltage is excessive, so that the control transistor always operates within a safe operating area and the control transistor The present invention is characterized in that the inrush current is automatically limited by the current limiting resistor even when the transistor is in a driven state.The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例を示す回路図である。大容量
コンデンサ1を伴った直流負荷2と直流入力側との間に
電流制限抵抗R,を挿入し、それと並列に制御トランジ
スタQ,とそのェミッタ抵抗R4の直列回路を接続し、
トランジスタQ,のベースはベース抵抗R2を介して引
き出される。並列に組合せられた2個のトランジスタQ
2,Qは「それらの共通ヱミッタが負荷側に、共通コレ
クタが前記制御トランジスタQ,のベースに接続される
。更に、トランジスタQ2のベースはベース抵抗R3、
ツェナーダィオードDを介して制御トランジスタQ,の
コレクタに、またトランジスタQ3のベースは、ベース
抵抗R5を介して制御トランジスタQ,のェミツタにそ
れぞれ接続されてなる。このように構成された回路の動
作は次の如くである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. A current limiting resistor R is inserted between a DC load 2 with a large capacity capacitor 1 and the DC input side, and a series circuit of a control transistor Q and its emitter resistor R4 is connected in parallel with it.
The base of transistor Q is drawn out via base resistor R2. Two transistors Q combined in parallel
2, Q have their common emitter connected to the load side, and their common collector connected to the base of the control transistor Q.Furthermore, the base of the transistor Q2 is connected to the base resistor R3,
The collector of the control transistor Q is connected through a Zener diode D, and the base of the transistor Q3 is connected to the emitter of the control transistor Q through a base resistor R5. The operation of the circuit configured in this way is as follows.

制御トランジスタQ,は、入力電圧が没入されても容量
性負荷が充電されるまで遮断している。
The control transistor Q, shuts off even if the input voltage is applied until the capacitive load is charged.

この期間の最大入力電流、即ち突入電流linは、入力
電圧をVinとすると、従来同様、lin=Vin/R
,となり「突入電流の大きさは突入制限抵抗R,により
決定される。容量性負荷がほぼ充電されたら、駆動電流
loを流して制御トランジスタQ,を導通させる。
The maximum input current during this period, that is, the rush current lin, is lin=Vin/R as in the conventional case, where the input voltage is Vin.
, and the magnitude of the inrush current is determined by the inrush limiting resistor R. When the capacitive load is almost charged, the drive current lo is applied to make the control transistor Q conductive.

そのためには直流電圧を端子A,B間に印加すればよい
。例えば、商用周波トランスが利用できる場合には、そ
の出力を整流し直流入力のみで、またもし商用周波トラ
ンスが使えなければDC−DCコンバータを使うことに
よって「 この駆動電源とすることができる。このとき
、駆動電流を流すタイミングは「従来のSCR方式の場
合とは異なり、特に注意を払う必要はなく、駆動電源の
整流コンデンサが充電する時間で充分である。このよう
にして制御トランジスタQ,が充分飽和する駆動電流を
流せば、入力電流はほとんどトランジスタQ,側に流れ
、抵抗R,には流れないから、損失は少なく「 この回
路を使用しても装置の効率にはほとんど影響しない。
For this purpose, a DC voltage may be applied between terminals A and B. For example, if a commercial frequency transformer is available, you can rectify its output and use only DC input, or if a commercial frequency transformer is not available, you can use a DC-DC converter as the drive power source. Unlike the conventional SCR method, there is no need to pay special attention to the timing of flowing the drive current, and the time for the rectifier capacitor of the drive power supply to charge is sufficient.In this way, the control transistor Q, If a sufficiently saturated drive current is applied, most of the input current will flow to the transistor Q and not to the resistor R, so the loss will be small and the use of this circuit will have little effect on the efficiency of the device.

さて、制御トランジスタQ,の保護回路は次のように動
作する。
Now, the protection circuit for the control transistor Q operates as follows.

ツェナーダィオードD、抵抗R3、トランジスタQ2に
よって構成される過電圧保護回路は、制御トランジスタ
Q,のコレクタ。ェミッタ間電圧が異常に高くなったと
き、過電圧保護トランジスタQ2が導通して、トランジ
スタQ,のベース電流を引込んで該トランジスタQ,を
導通させないように働く。トランジスタQ.のコレクタ
電圧をVc8(Q,)「トランジスタQ2のベース電圧
をVB8(Q2)、ッェナー電圧をV2とすると「トラ
ンジスタQ2が動作する条件は、Vc8(〇,)>VB
8(Q2)十V2 …{1ーであり、制御
トランジスタQ,は加わる電圧が{1}式を満すとき「
トランジスタQ,は遮断し、それに過大な電力損失が生
じるのを阻止する。
The overvoltage protection circuit composed of a Zener diode D, a resistor R3, and a transistor Q2 is connected to the collector of the control transistor Q. When the emitter voltage becomes abnormally high, the overvoltage protection transistor Q2 becomes conductive and draws the base current of the transistor Q, thereby preventing the transistor Q from becoming conductive. Transistor Q. If the collector voltage of transistor Q2 is Vc8 (Q,), the base voltage of transistor Q2 is VB8 (Q2), and the Zener voltage is V2, then the condition for transistor Q2 to operate is Vc8 (〇,) > VB.
8(Q2)10V2...{1-, and the control transistor Q, when the applied voltage satisfies the expression {1}
Transistor Q, is cut off to prevent excessive power losses from occurring in it.

他方、抵抗R4,R5、トランジスタQで構成される回
路は、トランジスタQ,の過電流保護回路で〜抵抗R4
によりトランジスタQ,のェミッ夕電流を検出し、過電
流の場合はトランジスタQが導通して、トランジスタQ
,のベース電流を引込んで該トランジスタQ,に流れる
ェミッタ電流を制限する。トランジスタQ,のェミッタ
電流をIE(〇,)、Q3のベース電圧をVB8(Q3
)とすれば、この過電流保護回路が動作する条件は、I
E(o,)×R4ミVBEくQ3) すなわち、トランジスタQ,を流れる最大電流は、−V
BEく03) IE(o肌^x一 R4 で表わされる値に制限できる。
On the other hand, the circuit composed of resistors R4 and R5 and transistor Q is an overcurrent protection circuit for transistor Q.
detects the emitter current of transistor Q, and in case of overcurrent, transistor Q becomes conductive and
, to limit the emitter current flowing through the transistor Q. The emitter current of transistor Q, is IE (〇,), and the base voltage of Q3 is VB8 (Q3
), the condition for this overcurrent protection circuit to operate is I
E(o,)×R4miVBE×Q3) In other words, the maximum current flowing through transistor Q is -V
BEku03) It can be limited to the value expressed by IE (o skin^x-R4).

従って制御トランジスタQ,は、これらの保護回路によ
って常に安全動作領域内で動作することになる。
Control transistor Q, therefore, always operates within the safe operating area due to these protection circuits.

それ故、トランジスタQ,を駆動する電流のタイミング
がずれても突入電流は制限されるし、入力電圧のオン・
オフ間隔が変化しても突入電流は一定値以下に確実に制
限できる。第3図は本発明をコンバータ方式スイッチン
グ電源に適用した場合の一例を示すブロック図である。
Therefore, even if the timing of the current that drives transistor Q is off, the inrush current is limited, and the input voltage is turned on and off.
Even if the off interval changes, the inrush current can be reliably limited to a certain value or less. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the case where the present invention is applied to a converter type switching power supply.

交流100V入力は、スイッチ1 0を介して整流器1
1‘こ送られ、そこで整流され、本発明に係る突入電流
制限回路12に介して、大容量コンデンサ13を伴う直
流負荷に送られる。ここで直流負荷はスイッチング部1
4と負荷15からなる。スイッチング部14はスロース
タート回路をもち、本発明回路とタイミングを合わせて
ある。第4図に、突入電流制限回路に流れる電流波形を
示す。時刻t。に入力が投入されてから充電完了時t,
までの期間TRは抵抗R,を電流が流れ、制御トランジ
スタQ,の導適時t2以降(期間TO)はQ,を電流が
流れる。なおt3はスイッチング部14がオンになる時
刻である。本発明は上記のように構成されているから、
制御トランジスタが駆動されていない時はもちろんのこ
と、制御トランジスタが駆動状態でも電流制限抵抗によ
る突入電流の制限が自動的に行なえる。よって、駆動電
流供孫舎のタイミングが多少ずれても格別の不都合は生
じず、それ故、駆動回路は簡単なもので済み、制限素子
自身も十分保護され、回路挿入による損失もほとんど生
じないなど、数々のすぐれた効果を有するものである。
AC 100V input is connected to rectifier 1 through switch 10.
1', where it is rectified and sent via an inrush current limiting circuit 12 according to the invention to a DC load with a large capacitor 13. Here, the DC load is switching section 1
4 and a load 15. The switching section 14 has a slow start circuit and is synchronized with the circuit of the present invention. FIG. 4 shows the waveform of the current flowing through the inrush current limiting circuit. Time t. When charging is completed after input is applied to t,
During the period TR, a current flows through the resistor R, and after t2 when the control transistor Q is turned on (period TO), a current flows through the resistor R. Note that t3 is the time when the switching section 14 is turned on. Since the present invention is configured as described above,
Inrush current can be automatically limited by the current limiting resistor not only when the control transistor is not driven, but also when the control transistor is driven. Therefore, even if the timing of the drive current source is slightly off, there is no particular inconvenience; therefore, the drive circuit can be simple, the limiting element itself is sufficiently protected, and almost no loss occurs due to circuit insertion. , which has many excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来技術を示す回路図、第2図は本発明に係る
突入電流制限回路の一実施例を示す回路図、第3図は本
発明に係る回路をコンバータ方式スイッチング電源に適
用した場合のブロック図、第4図はその突入電流制限回
路を流れる鰭流波形図である。 Q.・・・制御トランジスタ、Q2・・・過電圧保護ト
ランジスタ、Q3・・・過電流保護トランジスタ、R.
・・・突入電流制限抵抗。 第1図 第2図 第3図 第4図
Fig. 1 is a circuit diagram showing the prior art, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the inrush current limiting circuit according to the present invention, and Fig. 3 is a circuit diagram showing an example of the inrush current limiting circuit according to the present invention, and Fig. 3 is a case where the circuit according to the present invention is applied to a converter type switching power supply. The block diagram of FIG. 4 is a waveform diagram of the fin current flowing through the inrush current limiting circuit. Q. ...Control transistor, Q2...Overvoltage protection transistor, Q3...Overcurrent protection transistor, R.
...Inrush current limiting resistance. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 大容量コンデンサを伴つた直流負荷に電力を供給す
る回路に直列に電流制限抵抗を接続した突入電流制限回
路において、該電流制限抵抗に並列に制御トランジスタ
のコレクタ、エミツタ間を接続すると共に、該制御トラ
ンジスタのエミツタ電流を検知してエミツタ電流の過大
時には該制御トランジスタのベース電流を制限する過電
流保護回路と、該制御トランジスタのコレクタ、エミツ
タ間の電圧を検知してこの電圧の過大時には該制御トラ
ンジスタのベース電流を制限する過電圧保護回路とを付
設することにより、該制御トランジスタを常に安全動作
領域内で動作させると共に、該制御トランジスタが駆動
状態でも該電流制限抵抗による突入電流の制限が自動的
に行なわれるようにしたことを特徴とする突入電流制限
回路。
1. In an inrush current limiting circuit in which a current limiting resistor is connected in series with a circuit that supplies power to a DC load with a large capacity capacitor, the collector and emitter of a control transistor are connected in parallel to the current limiting resistor, and An overcurrent protection circuit that detects the emitter current of the control transistor and limits the base current of the control transistor when the emitter current is excessive, and an overcurrent protection circuit that detects the voltage between the collector and emitter of the control transistor and controls the control transistor when this voltage is excessive. By adding an overvoltage protection circuit that limits the base current of the transistor, the control transistor is always operated within a safe operating area, and the current limiting resistor automatically limits the inrush current even when the control transistor is driven. An inrush current limiting circuit characterized in that:
JP54154819A 1979-11-29 1979-11-29 Inrush current limit circuit Expired JPS6022573B2 (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62133766U (en) * 1986-02-14 1987-08-22
JPH0415112Y2 (en) * 1987-07-27 1992-04-06
CN1302897C (en) * 2004-04-16 2007-03-07 清华大学 Variable structured crawler type wall climbing robot

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