[发明专利]浪涌电流防止电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制在对电子电路接通电源时流动的浪涌电流的浪涌电流防止电路。

背景技术

当对包含电容器的电子电路接通电源时，紧接着会过渡性地流过非常大的电流即浪涌电流，以对电容器进行充电。当过大的浪涌电流流过时，存在以下担忧：不仅对电容器、负载造成损伤，对电源也会造成严重的损伤。

因此，众所周知如下一种浪涌电流防止电路：在电源接通时，将电流限制电阻等高电阻元件插入到电路中来抑制浪涌电流，在浪涌电流收敛之后利用低电阻的旁路元件对高电阻元件进行旁路，由此抑制因高电阻元件产生的无用的电力消耗。

在上述浪涌电流防止电路中，若在浪涌电流充分收敛之前利用旁路元件进行旁路，则浪涌电流会再次流过，因此要求适当地控制对高电阻元件进行旁路的时机。

为了判断浪涌电流是否已充分收敛，只要检测电容器的充电电压即可。即，只要检测电容器的充电电压并在该充电电压的值超过规定值的时机进行旁路动作，就不存在大的浪涌电流再次流入的担忧。

基于这种原理的浪涌电流防止电路例如被记载在专利文献1中。

图4示出了专利文献1所记载的浪涌电流防止电路。

在图4中，101是直流电源，102是连接器，103是作为旁路元件的FET，104是作为高电阻元件的充电电阻(电流限制电阻)，105、106是分压电阻，107、109是电容器，108是FET 103的栅极电压控制用的晶体管，110是控制电路，111是比较器，112是基准电源，113、114是输出电压的分压电阻，120是负载。

在该现有技术中，在将连接器102连接来接通电源时，在电容器109被充分充电之前的期间，FET 103处于截止状态(非导通)，流入电容器109的充电电流(浪涌电流)经由充电电阻104流动，因此浪涌电流得到抑制。

电容器109利用通过上述动作抑制后的电流来逐渐充电，当分压电阻113、114的分压值超过充电阈值(基准电源112的基准电压)时比较器111的输出反转，晶体管108和FET 103变为导通状态(导通)来对充电电阻104进行旁路。

该现有技术的特征在于，通过与电容器109的电压相当的分压值超过充电阈值，来执行利用FET 103进行的旁路动作。

另外，在图4的电路中，需要根据额定输入电压范围的下限侧来唯一地设定基于基准电源112的充电阈值，因此存在如下问题：在电路的额定输入电压范围大的情况下，无法充分地抑制FET 103从截止状态变为导通状态时的浪涌电流。

例如，在额定输入电压范围为5[V]～6[V]的情况下，如果将充电阈值设定为4.5[V]左右，则即使输入电压为最大额定电压6[V]，由于在FET 103从截止状态变为导通状态来对充电电阻104进行旁路时的该电阻104的两端电位差(FET 103的漏极-源极间电压)为1.5[V]，因此也可以说在FET 103变为导通状态时不会产生过大的浪涌电流。

然而，例如在额定输入电压范围为5[V]～15[V]的情况下，也必须将充电阈值设定为4.5[V]左右，因此在输入电压为最大额定电压15[V]时，在FET 103从截止状态变为导通状态来对充电电阻104进行旁路时的FET 103的漏极-源极间电压为10.5[V]，从而存在过大的浪涌电流经由FET 103流入这样的问题。

另一方面，在专利文献2中公开了以下技术：在利用转换器将直流电源电压升压后输出的升压电源装置中，在输入电压高的情况下对流过升压转换器的开关元件的电流进行限制来抑制浪涌电流。

图5是专利文献2所记载的升压电源装置的电路图，在升压转换器150的输出电压V_o为比较器161的阈值V_r以下的启动时(V_o≤V_r)，比较器161的“低(Low)”水平的输出信号被反转电路162反转为“高(High)”水平后被输入到启动电路140。在启动电路140中，通过驱动电路142来控制FET 151的动作以避免升压转换器150内的FET 151的漏极电压V_x超过比较器141的阈值V_th，由此抑制浪涌电流。

另外，在变为V_o>V_r的情况下，比较器161的“高”水平的输出信号经由延迟电路163被输入到控制电路164，因此由控制电路164取代上述的启动电路140来控制FET 151的动作。