JP2005251702A

JP2005251702A - 突入電流抑制機能付ヒューズ及びこれを用いた電流分配装置

Info

Publication number: JP2005251702A
Application number: JP2004064533A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takeda; 隆武田; Naoki Murakami; 直樹村上; Hidenori Matsuo; 英徳松尾
Original assignee: NTT Power and Building Facilities Inc
Current assignee: NTT Power and Building Facilities Inc
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】直流給電システムに負荷装置を新たに接続する際に手動予備充電作業を不要とし、負荷装置の電源入力側に突入電流が流入するのを抑制することができる突入電流抑制機能付ヒューズを提供する。
【解決手段】直流電源システムの出力端において、負荷装置に直列に接続される突入電流抑制機能付ヒューズ１であって、該ヒューズは、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメント２と、該ヒューズエレメント２に直列接続される抵抗値が負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタ３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流給電システムに負荷装置を接続するのに使用される突入電流抑制機能付ヒューズ及びこれを用いた電流分配装置に関する。

従来、直流給電システムに新たな負荷装置を接続する場合に、負荷装置の電源入力部に挿入されているフィルタ回路のコンデンサを充電する際の直流電源装置の出力側からの突入電流の発生を防止するために、手動予備充電を実施している。
また、負荷装置がオンしたときに、平滑コンデンサに流れる突入電流を自動的に抑制する初期充電回路が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−１１３８０２号公報

しかしながら、上述した手動予備充電作業を行う場合には、作業者は、充電部近傍で作業を行うこととなり、短絡や感電等の危険性があるという問題が有った。
また、特許文献１に示す初期充電回路のような構成を採用する場合には、回路構成が複雑となり、コスト高になるという問題が有った。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直流給電システムに負荷装置を新たに接続する際に手動予備充電作業を不要とし、負荷装置の電源入力側に突入電流が流入するのを抑制することができる突入電流抑制機能付ヒューズ及びこれを用いた電流分配装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、直流電源装置の出力端と負荷装置の入力端との間に直列に接続される突入電流抑制機能付ヒューズであって、該ヒューズは、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントに直列接続される抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、直流電源装置の出力端と複数の負荷装置の入力端との間に接続され、前記直流電源装置から出力される電流を各負荷装置に分配する電流分配装置であって、該装置は、一端が共通接続されて前記直流電源装置の出力端に接続され、他端が各負荷装置の入力端に接続される複数のヒューズを有し、該複数のヒューズの各々は、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントに直列接続される抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子とを有することを特徴とする。

以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、負荷装置に直列に接続される突入電流抑制機能付ヒューズであって、該ヒューズを、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントに抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子を直列接続するようにしたので、直流電源装置の出力端と負荷装置を接続する初期には、抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子により、負荷装置の電源入力部への突入電流の流入が抑制され、所定時間経過後に前記抵抗素子の温度が上昇することにより、抵抗値が小さくなるので、直流電源装置の出力端と負荷装置との間に通常のヒューズが接続された状態と等価な状態となり、直流電源装置の出力端と負荷装置との間にヒューズのみを接続したときと同様の回路保護機能が得られる。

また、請求項２に記載の発明によれば、直流電源装置の出力端と複数の負荷装置の入力端との間に接続され、前記直流電源装置から出力される電流を各負荷装置に分配する電流分配装置を、一端が共通接続されて前記直流電源装置の出力端に接続され、他端が各負荷装置の入力端に接続される複数のヒューズを設けることにより構成し、該複数のヒューズの各々を、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントに抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子を直列接続して構成したので、直流電源装置の出力端と負荷装置を接続する初期には、抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子により、負荷装置の電源入力部への突入電流の流入が抑制され、所定時間経過後に前記抵抗素子の温度が上昇することにより、抵抗値が小さくなるので、直流電源装置の出力端と負荷装置との間に通常のヒューズが接続された状態と等価な状態となり、直流電源装置の出力端と負荷装置との間にヒューズのみを接続したときと同様の回路保護機能が得られる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る突入電流抑制機能付ヒューズの構成を図１に示す。同図において、突入電流抑制機能付ヒューズ１は、ヒューズエレメント２と、該ヒューズエレメント２にＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）３が直列接続されて、ヒューズケース１０２内に収納されている。

ヒューズエレメント２の一端と、ＮＴＣサーミスタ３の一端は、それぞれ、ヒューズケース１０２に設けられた端子１００、１０１にそれぞれ接続されている。
ヒューズエレメント２は、所定値以上の電流が流れた際に溶断する機能を有し、
ＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）３は、抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子として機能するサーミスタである。

ＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）３の温度特性を図２に示す。同図に示すように、素子温度が低いときに抵抗値が大きく、素子温度が高くなるにつれて抵抗値が小さくなる特性を有している。

次に、本発明が適用される直流給電システムの構成を図３に示す。図３は、直流給電システムの一例であり、本発明は、負荷装置の電源スイッチ投入時、給電ケーブル接続時において他の形態の直流給電システムにも適用できるものである。
同図において、直流給電システム５０は、商用電源１０と、直流電源装置２０と、電流分配装置３０と、負荷装置４０と、直流電源装置２０の出力端と電流分配装置３０の入力端を接続する給電ケーブル５０と、電流分配装置３０の出力端と負荷装置４０の入力端を接続する給電ケーブル５１とから構成される。
直流電源装置２０は、商用電源１０から供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路２００と、整流回路２００の出力端に接続される蓄電池２０１と、平滑用コンデンサ２０２とを有している。

電流分配装置３０は、該装置は、一端が共通接続されて直流電源装置２０の出力端に給電ケーブル５０を介して接続され、他端が各負荷装置の入力端に接続される複数のヒューズ３００を有している。図３では、負荷装置の一つとして負荷装置４０が電流分配装置３０内のヒューズ３００に給電ケーブル５１を介して接続されている。負荷装置４０は、入力側に設けられた電源スイッチ４００と、入力フィルタコンデンサ４０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２と、ＬＳＩ４０３とを含んで構成されている。

図３では、説明の便宜上、ヒューズ３００は、単一のヒューズエレメントのみを示しているが、ヒューズ３００は、図１に示す突入電流抑制機能付ヒューズ１と同一構成であるものとする。
すなわち、複数のヒューズ３００の各々は、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントに直列接続される抵抗値が負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタとを有している。

上記構成において、負荷装置４０において、電源スイッチ４００を投入すると、電源投入初期には、通信装置４０の電源入力側と直流電源装置との間に接続されるヒューズ３００におけるＮＴＣサーミスタ３は、図２に示すように、素子温度がほぼ室温付近（例えば、Ｔ_１）になっているために、抵抗値が高く（例えば、Ｒ_１）、そのために、ヒューズ３００におけるＮＴＣサーミスタ３は、電流制限素子として機能する。

この結果、負荷装置４０の電源入力側への突入電流の流入が抑制される。
その後、直流電源装置２０から電流分配装置３０を介して負荷装置４０の電源入力側に電流が流れ、ヒューズ３００におけるＮＴＣサーミスタ３の素子温度が上昇する（例えば、Ｔ_２）と、ＮＴＣサーミスタ３の抵抗値が低下する（例えば、Ｒ_２）ために、ヒューズ３００は、通常の単一のヒューズと等価な状態となり、このために、電源投入後には、通常のヒューズと同様の回路保護機能が得られる。

本発明の実施形態に係る突入電流抑制機能付ヒューズの構成を示す図。図１に示した突入電流抑制機能付ヒューズを構成するＮＴＣサーミスタの温度特性を示す特性図。本発明が適用される直流給電システムの状態の一例を示す図。

符号の説明

１…突入電流抑制機能付ヒューズ
２…ヒューズエレメント
３…ＮＴＣサーミスタ
１００、１０１…端子
１０２…ヒューズケース

Claims

直流電源装置、電流分配装置、負荷装置からなる直流給電システムにおいて、
直流電源装置と負荷装置に直列に接続される突入電流抑制機能付ヒューズであって、
該ヒューズは、
所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、
該ヒューズエレメントに直列接続される抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素
子と、
を有することを特徴とする突入電流抑制機能付ヒューズ。
直流電源装置の出力端と複数の負荷装置の入力端との間に接続され、前記直流電源装置から出力される電流を各負荷装置に分配する電流分配装置であって、
該装置は、一端が共通接続されて前記直流電源装置の出力端に接続され、他端が各負荷装置の入力端に接続される複数のヒューズを有し、
該複数のヒューズの各々は、所定値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントに直列接続される抵抗値が負の温度係数を有する抵抗素子とを有することを特徴とする電流分配装置。