JP2000354377A - 突入電流抑制回路 - Google Patents

突入電流抑制回路

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JP2000354377A
JP2000354377A JP11162810A JP16281099A JP2000354377A JP 2000354377 A JP2000354377 A JP 2000354377A JP 11162810 A JP11162810 A JP 11162810A JP 16281099 A JP16281099 A JP 16281099A JP 2000354377 A JP2000354377 A JP 2000354377A
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JP
Japan
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circuit
power
short
current
switch
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JP11162810A
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Inventor
Akitaka Takouda
晃孝 田高田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電源投入時はもちろんのこと、停
電復帰時に流れる突入電流をも効果的に抑制することが
できる突入電流防止回路を提供する。 【解決手段】 電源装置に対する交流電力の入力ライン
に複数個直列に接続された突入電流を抑制するパワーサ
ーミスタTH1、TH2と、前記各パワーサーミスタT
H1、TH2に並列に接続され、各パワーサーミスタT
H1、TH2の短絡及び短絡解放を行うのスイッチ回路
13、14と、前記入力ラインに接続され交流電力の有
無を検知して交流電力有りの時前記複数個のスイッチ回
路13、14の順次短絡制御を行うダイオードブリッジ
回路11、電圧検出回路12からなる電流抑制素子制御
回路とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、突入電流抑制回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常コンデンサインプット型の電源装置
に入力電圧を加えた場合、入力部のコンデンサを充電す
る為の突入電流が流れる。これは入力時の電圧位相が9
0度の時に最大になる。
【0003】また、医療機器用の電源装置の入力部には
通常、安全・ノイズ低減等の目的で商用トランスが実装
されている。このような場合、入力条件によっては商用
トランスのコアが飽和する場合がある。
【0004】商用トランスのコアが飽和すると、入力ラ
インのインピーダンスが極端に減るために、過大な突入
電流が流れる。
【0005】図3はコンデンサインプット型電源装置の
入力電圧波形、入力電流波形の一例を示し、図4は商用
トランスのコアが飽和した時の入力電圧波形、入力電流
波形の一例を示すものである。
【0006】そして時にはその突入電流により、電源系
統のスイッチの接点部が溶着してしまったり、ブレーカ
がオフしてしまったりするという不具合が発生する。
【0007】そこで、通常電源装置では、図5に示すよ
うな突入電流抑制回路を備え、突入電流の抑制を行うよ
うにしている。
【0008】この電源装置は、ACプラグ31からAC
スイッチ32、電流抑制用の抵抗Rを経てAC/DCコ
ンバータ33に電力(交流電力)を供給するように構成
している。
【0009】ACスイッチ32を投入後、突入電流抑制
回路を構成するダイオードブリッジ回路41、電圧検出
回路42により電力が供給されていることを検知し、電
圧検出回路42によりある時間が経過した後(突入電流
が流れ終わり、定常電流が流れ始めるまでの間の低入力
電流期間)に電磁リレー等により構成されるスイッチ回
路43を動作させ、電流抑制用の抵抗Rの両端を短絡
し、抵抗Rによる電力損失を無くすようにしている。
【0010】また、このような動作は、ACスイッチ3
2の投入時の他、停電回復時にも行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電源装置の場合、下記の様に電流抑制抵抗Rの
大きさにはある程度の制限がでてくる等の問題があっ
た。
【0012】即ち、突入電流をより小さく抑えようとし
た時には抵抗Rをそれに対応させて大きくしなくてはい
けない。
【0013】ACスイッチ32をオンした時に流れる突
入電流を抑制するだけならば、その突入電流が流れ終わ
ってからスイッチ回路43がオンとなる間の入力電流が
わずかしか流れていない期間に、図6に示すように抵抗
Rの両端を短絡すればさほど問題はない。
【0014】しかし、数ms程度の瞬停が起きたとき、
入力がなくなったことを検知した電圧検出回路42から
の検知信号によりスイッチ回路43はオフする。
【0015】その後、停電が回復した時、AC/DCコ
ンバータがオフしていれば通常の立ち上がりとなるが、
AC/DCコンバータ33内の入力部の電解コンデンサ
の電力供給動作のためにこのAC/DCコンバータ33
がオフ状態なっていない場合には、AC/DCコンバー
タ33に瞬停時前に流れこんでいた電流と同じ値の電流
が抵抗Rに流れてしまう。
【0016】この結果、抵抗Rの両端には例えば数十V
程度の電圧降下が発生する。
【0017】このような状態の時に、スイッチ回路43
により抵抗Rの両端を短絡することになる為、AC/D
Cコンバータ33にとっては急激な入力変動が生じるこ
とになり、これにより過大な突入電流が流れてしまう。
【0018】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、電源投入時はもちろんのこと、停電復
帰時に流れる突入電流をも効果的に抑制することができ
る突入電流防止回路を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の突
入電流抑制回路は、電源装置に対する交流電力の入力ラ
インに複数個直列に接続された突入電流を抑制するパワ
ーサーミスタを用いた電流抑制素子と、前記各電流抑制
素子に並列に接続され、各電流抑制素子の短絡及び短絡
解放を行う複数個のスイッチ回路と、前記入力ラインに
接続され、交流電力の有無を検知して交流電力有りの時
前記複数個のスイッチ回路の順次短絡制御を行う電流抑
制素子制御回路とを有することを特徴とするものであ
る。
【0020】この発明によれば、突入電流を抑制する電
流抑制素子をパワーサーミスタとしかつ複数個の電流抑
制素子を電流抑制素子制御回路の制御により順々に短絡
するように構成したものであるから、瞬停後又は電源立
ち上げ時の電源装置に対する突入電流を小さくなるよう
に抑制し、急激な入力変動をなくすことができる。
【0021】請求項2記載の発明の突入電流抑制回路
は、電源装置に対する交流電力の入力ラインに直列に接
続された突入電流を抑制するパワーサーミスタを用いた
N(Nは正の整数)個の電流抑制素子と、前記N個の電
流抑制素子のうちの(N−1)個の電流抑制素子に並列
に接続され、各電流抑制素子の短絡及び短絡解放を行う
(N−1)個のスイッチ回路と、前記N個の電流抑制素
子全ての短絡及び短絡解放を行う全体スイッチ回路と、
前記入力ラインに接続され、交流電力の有無を検知して
交流電力有りの時前記(N−1)個のスイッチ回路の順
次短絡制御を行った後前記全体スイッチ回路の短絡制御
を行う電流抑制素子制御回路とを有することを特徴とす
るものである。
【0022】この発明によれば、突入電流を抑制する素
子をパワーサーミスタとし、かつ(N−1)個の電流抑
制素子を順々に短絡し、最終的に1個の全体スイッチ回
路によってN個の電流抑制素子全てを短絡するものであ
るから、瞬停後又は電源立ち上げ時の電源装置に対する
突入電流を小さくなるように抑制し、急激な入力変動を
なくすことができるとともに、(N−1)個の電流抑制
素子用の各スイッチ回路の回路損失を低減することもで
きる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【0024】図1は、本発明の実施の形態1の突入電流
抑制回路を備えた電源装置を示すものであり、この電源
装置は、ACプラグ1からACスイッチ2、電流抑制素
子であるパワーサーミスタTH1、パワーサーミスタT
H2を経てAC/DCコンバータ3に電力(交流電力)
を供給するように構成している。
【0025】また、突入電流抑制回路は、電力が供給さ
れていることを検知するダイオードブリッジ回路11及
び電圧検出回路12からなる電流抑制素子制御回路と、
前記パワーサーミスタTH1を短絡する例えば電磁リレ
ーを用いたスイッチ回路13と、パワーサーミスタTH
2を短絡する例えば電磁リレーを用いたスイッチ回路1
4とを具備している。
【0026】スイッチ回路13は、電圧検出回路12か
らの電力供給有りを意味する検知信号によりオンして前
記パワーサーミスタTH1を短絡するようになってい
る。同様に、スイッチ回路14も、電圧検出回路12か
らの電力供給有りを意味する検知信号によりオンして前
記パワーサーミスタTH2を短絡するようになってい
る。
【0027】また、スイッチ回路13は、電圧検出回路
12からの電力供給無しを意味する検知信号によりオフ
し、スイッチ回路14も、電圧検出回路12からの電力
供給無しを意味する検知信号によりオフするようになっ
ている。
【0028】図1中、13aはスイッチ回路13のスイ
ッチ部、14aはスイッチ回路13のスイッチ部であ
る。
【0029】次に、本発明の実施の形態1の電源装置の
動作を説明する。
【0030】この電源装置において、前記スイッチ回路
13、14がオン状態となっている通常動作時において
は、前記パワーサーミスタTH1、TH2はいずれも短
絡されており、電流が流れていないので、これらの抵抗
値はいずれも初期値であり、突入電流を所望の大きさに
抑えられるだけの値となっている。
【0031】瞬停が発生すると、電圧検出回路12の動
作で前記スイッチ回路13、14はオフとなり、瞬停復
帰の状態になると前記スイッチ回路13、14はオンと
なるが、瞬停復帰直後は前記パワーサーミスタTH1、
TH2を通って入力電流は流れる。
【0032】すると、パワーサーミスタTH1、TH2
は自己発熱により、各々自己の抵抗値を下げる。従っ
て、パワーサーミスタTH1、TH2の抵抗値が下がっ
ている状態で電圧検出回路12の制御で前記スイッチ回
路13、14が順にオンするような制御することによ
り、その時パワーサーミスタTH1、TH2の両端にか
かる電圧は小さくて済み、AC/DCコンバータ3の入
力変動の幅を小さくすることができる。
【0033】即ち、図1に示すように、2個のパワーサ
ーミスタTH1、TH2を入力ラインに直列に接続し
て、電圧検出回路12の制御により1個づつを順番に短
絡していけば、2個を一度に短絡する時よりも、AC/
DCコンバータ3に対する突入電流を小さく抑制するこ
とができる。
【0034】また、この電源装置の立上げ時には、AC
スイッチ2の投入後、ダイオードブリッジ回路11及び
電圧検出回路12により電力が供給されていることを検
知し電圧検出回路12により、ある時間(突入電流が流
れ終わり、定常電流が流れ始めるまでの間の低入力電流
期間)が経過した後にまずスイッチ回路13を動作させ
てパワーサーミスタTH1の両端を短絡し、その後スイ
ッチ回路14を動作させてパワーサーミスタTH2の両
端を短絡することで、上述した場合と同様、AC/DC
コンバータ3に対する突入電流を小さくすることができ
る。
【0035】尚、パワーサーミスタの個数は上述した2
個の他、3個、4個等さらに多数とすることも可能で、
これにより、AC/DCコンバータ3の入力変動をさら
に緩やかにすることができる。
【0036】次に、図2を参照して実施の形態2につい
て説明する。
【0037】図2に示す実施の形態2の電源装置は、基
本的構成は実施の形態1の電源装置と同様であるが、突
入電流抑制回路の構成を変更したことが特徴である。
尚、図2に示す電源装置において、実施の形態1の電源
装置と同一の要素には同一の符号を付して示す。
【0038】図2に示す電源装置は、前記電圧検出回路
12により制御されるスイッチ回路13によりN(Nは
正の整数)個、例えば2個構成のうちの1個のパワーサ
ーミスタTH1の両端を短絡し、同じく電圧検出回路1
2により制御される全体スイッチ回路14Aによりパワ
ーサーミスタTH1及びパワーサーミスタTH2全体及
びスイッチ回路13のスイッチ部13aを一挙に短絡す
るように構成したものである。
【0039】この実施の形態2の電源装置において、A
Cスイッチ2の投入後、ダイオードブリッジ回路11及
び電圧検出回路12により電力が供給されていることを
検知し、電圧検出回路12により、ある時間が経過した
後にまずスイッチ回路13を動作させてパワーサーミス
タTH1の両端を短絡し、その後全体スイッチ回路14
を動作させてパワーサーミスタTH1及びパワーサーミ
スタTH2と、スイッチ回路13のスイッチ部13aを
一挙に短絡し、これにより、パワーサーミスタTH1及
びパワーサーミスタTH2、スイッチ回路13のスイッ
チ部13aに大電流が流れないようにするものである。
【0040】このように、1個のパワーサーミスタTH
1の短絡に続いてパワーサーミスタTH1及びパワーサ
ーミスタTH2の全体短絡を行うことによって、AC/
DCコンバータ3に対する突入電流の抑制が可能とな
り、また、前記スイッチ回路13には通常時に大電流が
流れることがなくなるので、このスイッチ回路13での
発熱よる損失を抑え回路寿命を延ばすことが可能とな
る。
【0041】尚、実施の形態2においても、パワーサー
ミスタの個数は上述した2個の他、3個、4個等さらに
多数とする構成も可能であり、この場合にも図2に示す
場合と同様な回路構成とすることで、AC/DCコンバ
ータ3の入力変動をさらに緩やかにするとともに、全体
を短絡するスイッチ回路以外の個々のスイッチ回路の回
路寿命を延ばすことが可能となる。
【0042】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、瞬停後又
は電源立ち上げ時の電源装置に対する突入電流を小さく
なるように抑制し、急激な入力変動をなくすことができ
る突入電流抑制回路を提供することができる。
【0043】請求項2記載の発明によれば、瞬停後又は
電源立ち上げ時の電源装置に対する突入電流を小さくな
るように抑制し、急激な入力変動をなくすことができる
とともに、(N−1)個の電流抑制素子用の各スイッチ
回路の回路損失を低減することもできる電流抑制回路を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の電源装置を示す回路図
である。
【図2】本発明の実施の形態2の電源装置を示す回路図
である。
【図3】コンデンサインプット型電源装置の入力電圧波
形、入力電流波形の一例を示す波形図である。
【図4】商用トランスのコアが飽和した時の入力電圧波
形、入力電流波形の一例を示す波形図である。
【図5】従来の突入電流抑制回路を備えた電源装置の一
例を示す回路図である。
【図6】従来の突入電流抑制回路を備えた電源装置のス
イッチ回路のオン、オフと突入電流との関係を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 ACプラグ 2 ACスイッチ 3 AC/DCコンバータ 11 ダイオードブリッジ回路 12 電圧検出回路 13 スイッチ回路 13a スイッチ部 14 スイッチ回路 14a スイッチ部 14A 全体スイッチ回路 TH1 パワーサーミスタ TH2 パワーサーミスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源装置に対する交流電力の入力ライン
    に複数個直列に接続された突入電流を抑制するパワーサ
    ーミスタを用いた電流抑制素子と、 前記各電流抑制素子に並列に接続され、各電流抑制素子
    の短絡及び短絡解放を行う複数個のスイッチ回路と、 前記入力ラインに接続され、交流電力の有無を検知して
    交流電力有りの時前記複数個のスイッチ回路の順次短絡
    制御を行う電流抑制素子制御回路と、 を有することを特徴とする突入電流抑制回路。
  2. 【請求項2】 電源装置に対する交流電力の入力ライン
    に直列に接続された突入電流を抑制するパワーサーミス
    タを用いたN(Nは正の整数)個の電流抑制素子と、 前記N個の電流抑制素子のうちの(N−1)個の電流抑
    制素子に並列に接続され、各電流抑制素子の短絡及び短
    絡解放を行う(N−1)個のスイッチ回路と、 前記N個の電流抑制素子全ての短絡及び短絡解放を行う
    全体スイッチ回路と、 前記入力ラインに接続され、交流電力の有無を検知して
    交流電力有りの時前記(N−1)個のスイッチ回路の順
    次短絡制御を行った後前記全体スイッチ回路の短絡制御
    を行う電流抑制素子制御回路と、 を有することを特徴とする突入電流抑制回路。
JP11162810A 1999-06-09 1999-06-09 突入電流抑制回路 Pending JP2000354377A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084402A (ko) * 2001-04-30 2002-11-07 삼성전기주식회사 쇄도전류 제어장치
JP2006149963A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Toshiba Corp 医用絶縁形電力供給装置及びそれを用いた可搬形医用機器

Cited By (3)

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KR20020084402A (ko) * 2001-04-30 2002-11-07 삼성전기주식회사 쇄도전류 제어장치
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