JP2014160324A

JP2014160324A - 突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケット

Info

Publication number: JP2014160324A
Application number: JP2013030035A
Authority: JP
Inventors: Naoto Nagaoka; 直人長岡
Original assignee: Doshisha Co Ltd
Current assignee: Doshisha Co Ltd
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-09-04

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、非常に簡易な構成で負荷への突入電流をある程度抑制することができる突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットを提供する。
【解決手段】交流電源２と負荷３との間に介装されたリレースイッチ５と、交流電源２から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後にリレースイッチ５をオンさせるリレーコイル６と、を備えたリレー回路１における負荷３への突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、所定の制限電圧以上の電圧が印加されると導通状態となる電圧制限素子７をリレーコイル６に直列接続し、当該電圧制限素子７によりリレースイッチ５がオンする時を定めることで、リレースイッチ５がオンする時における出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷への突入電流を抑制するための突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットに関する。

一般に、電気機器（負荷）の交流電源投入時には突入電流が発生することがある。突入電流は、変圧器等の鉄心が磁気飽和している際に発生する励磁突入電流と、整流回路等の平滑コンデンサが充電される際に発生する容量充電型の突入電流とに大別される。

励磁突入電流を抑制するためには、残留磁束を無視すれば交流電源の電圧が最大（交流電源の出力電圧の位相が９０°または２７０°）となる時に、負荷に電源を投入することが理想であり、容量充電型の突入電流を抑制するためには、交流電源の電圧がゼロ（交流電源の出力電圧の位相が０°または１８０°）となる時に、負荷に電源を投入することが理想である。

このため、従来の容量充電型の突入電流抑制方法では、負荷に電源を投入するためのスイッチのスイッチング動作をマイコンで高精度に制御し、交流電源の電圧がゼロとなる時に負荷に電源が投入されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。同様に、励磁突入電流抑制方法においても、マイコンによる高精度な制御が行われるようになっている。

特開２００２−３３０５３８号公報

しかしながら、上記従来の突入電流抑制方法では、マイコンが使用されるため、コストアップは避けられなかった。また、突入電流に起因するスイッチの故障や負荷の損傷を低減させるためには、必ずしも突入電流を完全に抑制する必要はなく、突入電流を許容される電流値以下（例えば、定格の５倍以下）に抑制できればよいという実情があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、コストアップを招くことなく、非常に簡易な構成で負荷への突入電流をある程度抑制することができる突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る突入電流抑制方法は、（１）交流電源と負荷との間に介装されたリレースイッチと、交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後にリレースイッチをオンさせるリレーコイルと、を備えたリレー回路における負荷への突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、所定の制限電圧以上の電圧が印加されると導通状態となる電圧制限素子をリレーコイルに直列接続し、当該電圧制限素子によりリレースイッチがオンする時を定めることで、リレースイッチがオンする時における出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにすることを特徴とする。

なお、上記目標とする位相範囲は、突入電流の許容値に基づいて決定することができる。例えば、突入電流の許容値が定格の５倍程度に設定されている場合において、最大で定格の１０倍程度の突入電流が流れるのであれば、上記目標とする位相範囲は、突入電流の最大値が半分以下となるように、０°〜３０°、１５０°〜２１０°、または３３０°〜３６０°に設定すればよい。

上記（１）の突入電流抑制方法では、（２）出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される動作遅れ時間だけ遡った時における出力電圧の電圧値に基づいて、電圧制限素子の制限電圧を設定することができる。

上記課題を解決するために、本発明に係るリレー回路は、（３）交流電源と負荷との間に介装される第１リレースイッチと、交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後に第１リレースイッチをオンさせるリレーコイルとを備えたリレー回路であって、リレーコイルに直列接続された、所定の制限電圧以上の出力電圧が印加されると導通状態となりリレーコイルが通電されるようにする電圧制限素子をさらに備え、制限電圧は、出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される動作遅れ時間だけ遡った時における出力電圧の電圧値に基づいて設定されていることを特徴とする。

上記（３）のリレー回路では、（４）電圧制限素子に並列接続された第２リレースイッチをさらに備えている場合、リレーコイルは、通電されると第１リレースイッチと同時に第２リレースイッチをオンさせることが好ましい。

上記（３）または（４）のリレー回路では、（５）電圧制限素子は、例えば、制限電圧以上の電圧が印加されると導通状態となるツェナーダイオードと、当該ツェナーダイオードに逆極性で直列接続されたダイオードとからなるものでもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るリレーソケットは、（６）交流電源と負荷との間に介装される第１リレースイッチと、交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後に第１リレースイッチをオンさせるリレーコイルと、第１リレースイッチおよびリレーコイルを収納した外装ケースとを備えたリレーソケットであって、外装ケースに収納され、かつリレーコイルに直列接続された、所定の制限電圧以上の出力電圧が印加されると導通状態となりリレーコイルが通電されるようにする電圧制限素子をさらに備え、制限電圧は、出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される動作遅れ時間だけ遡った時における出力電圧の電圧値に基づいて設定されていることを特徴とする。

上記（６）のリレーソケットは、（７）外装ケースに収納され、かつ電圧制限素子に並列接続された第２リレースイッチをさらに備えている場合、リレーコイルは、通電されると第１リレースイッチと同時に第２リレースイッチをオンさせることが好ましい。

本発明によれば、コストアップを招くことなく、非常に簡易な構成で負荷への突入電流をある程度抑制することができる突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るリレー回路のブロック図である。本発明の一実施形態における電圧制限素子の特性図であって、（Ａ）は単極性電圧制限素子、（Ｂ）は両極性電圧制限素子、（Ｃ）は抵抗を並列接続した単極性電圧制限素子の特性図である。電圧制限素子の制限電圧と負荷への電源投入のタイミングとの関係を示す図である。実験回路の概略構成を示すブロック図である。実験回路における突入電流の波形図であり、（Ａ）は負荷をＬＥＤ照明器具１台とした場合の波形図、（Ｂ）は負荷をＬＥＤ照明器具１０台とした場合の波形図である。（Ａ）は、実験回路における負荷電圧の波形図であり、（Ｂ）は実験回路における突入電流の波形図である。（Ａ）は本発明の一実施形態に係るリレー回路における突入電流の波形図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態に係るリレー回路における負荷電圧の波形図である。本発明の一実施形態に係るリレー回路における系統電圧、リレー電圧および負荷電圧の波形図であって、（Ａ）は電源スイッチがオンした時の系統電圧の位相が０°の場合、（Ｂ）は４５°の場合、（Ｃ）は６０°の場合、（Ｄ）は２７０°の場合の波形図である。本発明の一実施形態に係るリレー回路における突入電流の波形図であって、（Ａ）は電源スイッチがオンした時の系統電圧の位相が０°の場合、（Ｂ）は４５°の場合、（Ｃ）は６０°の場合、（Ｄ）は２７０°の場合の波形図である。本発明の一実施形態に係るリレー回路におけるリレー電流およびリレー電圧の波形図であって、（Ａ）は電源スイッチがオンした時の系統電圧の位相が４５°の場合、（Ｂ）は６０°の場合の波形図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットの実施形態について説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る突入電流抑制方法を実施するためのリレー回路１を示す。同図に示すように、リレー回路１は、交流電源２と負荷３との間に介装された第１リレースイッチ５と、第１リレースイッチ５をオンさせるためのリレーコイル６とを備えている。リレーコイル６は、電源スイッチ（手動スイッチ）４がオンされて交流電源２から出力された出力電圧で通電されると、動作遅れ時間が経過した後に第１リレースイッチ５をオンさせる。なお、動作遅れ時間とは、リレーコイル６が通電されてから第１リレースイッチ５がオンするまでの数ミリ秒程度の時間のことをいう。

本実施形態に係る突入電流抑制方法は、第１リレースイッチ５がオンされるとともに負荷３へ流れる突入電流（本実施形態では、容量充電型の突入電流）を抑制するための方法である。具体的には、本実施形態に係る突入電流抑制方法は、電圧制限素子７をリレーコイル６に直列接続し、当該電圧制限素子７により第１リレースイッチ５がオンされるタイミングを定めることで、第１リレースイッチ５がオンされるタイミングにおける出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにする方法である。

電圧制限素子７としては、制限電圧（ツェナー電圧）以上の電圧が印加されると導通状態となるツェナーダイオードと、当該ツェナーダイオードに逆極性で直列接続されたダイオードとからなる単極性電圧制限素子が用いられる。単極性電圧制限素子は、図２（Ａ）に示すように、所定の制限電圧Ｖ_１以上の電圧が印加されると導通状態となるが、制限電圧Ｖ_１よりも小さい順方向電圧および逆方向電圧が印加されても非導通状態のままである。

また、電圧制限素子７としては、単極性電圧制限素子に替えてサイダック（登録商標）やサージアブソーバ等の両極性電圧制限素子や、抵抗を並列接続した単極性電圧制限素子を用いてもよい。両極性電圧制限素子は、図２（Ｂ）に示すように、所定の制限電圧Ｖ_１以上（または−Ｖ_１以下）の電圧が印加されると導通状態となる。抵抗を並列接続した単極性電圧制限素子は、図２（Ｃ）に示すように、単極性電圧制限素子が非導通状態でも、抵抗を経由して電流が流れる。

図３に、電圧制限素子（単極性電圧制限素子）７の制限電圧Ｖ_１と負荷３への電源投入のタイミングとの関係を示す。リレー回路１では、時間ｔ_１において電源スイッチ４がオンされると、交流電源２の出力電圧が電圧制限素子７の制限電圧Ｖ_１に達する時（時間ｔ_２）まで、リレーコイル６は通電されない。時間ｔ_２においてリレーコイル６の通電が開始されると、動作遅れ時間経過後の時間ｔ_３において第１リレースイッチ５がオンし、負荷３に電源が投入される。

本実施形態に係る突入電流抑制方法では、出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相（例えば、１８０°）となる時（図３の時間ｔ_４）から、想定される動作遅れ時間だけ遡った時における出力電圧の電圧値に基づいて、電圧制限素子７の制限電圧を設定する。換言すれば、制限電圧が上記電圧値（または上記電圧値に近い値）となる電圧制限素子７を選定する。これにより、本実施形態に係る突入電流抑制方法によれば、コストアップを招くことなく、非常に簡易な構成で負荷３への容量充電型の突入電流をある程度抑制することができる。

なお、動作遅れ時間は、同一のリレーコイル６および第１リレースイッチ５の組み合わせにおいても、使用期間等に応じて多少変動する。例えば、使用当初は出力電圧の位相が１８０°となるタイミング（図３の時間ｔ_４）で第１リレースイッチ５がオンしていても、長期間の使用により、第１リレースイッチ５がオンするタイミングが時間ｔ_４からずれることがある。しかしながら、出力電圧の位相が９０°または２７０°となる（出力電圧が最大となる）タイミングで第１リレースイッチ５がオンしてしまうことはなく、非常に大きな突入電流が流れることは確実に防ぐことができる。

再び図１を参照して、本実施形態に係るリレー回路１は、電圧制限素子７に並列接続された第２リレースイッチ８をさらに備えている。第２リレースイッチ８は、リレーコイル６が通電されて励磁すると、当該リレーコイル６に引き寄せられて、第１リレースイッチ５とほぼ同時にオンする。また、第２リレースイッチ８がオンすることで、リレーコイル６が常に通電された状態となるので、電源スイッチ４がオフされない限り第１リレースイッチ５および第２リレースイッチ８がオフすることはない。また、第２リレースイッチ８がオンすることで、電圧制限素子７に電流が流れなくなるので、電圧制限素子７による電力損失はなくなる。

本実施形態に係るリレー回路１では、第１リレースイッチ５およびリレーコイル６を外装ケースに収納して一体化した汎用リレーを使用し、当該汎用リレーに電圧制限素子７と第２リレースイッチ８を内蔵して配線を施してもよい（本発明の「リレーソケット」に相当）。この場合、第１リレースイッチ５および第２リレースイッチ８の交換や、電圧制限素子７の交換、第２リレースイッチ８および電圧制限素子７の配線等が容易となる。また、この場合、従来のリレー回路における汎用リレーを「リレーソケット」に置き換えるだけで、本実施形態に係る突入電流抑制方法を実施することが可能となる。

［効果確認実験］
効果確認実験では、本実施形態に係るリレー回路１と、図４に示す実験回路１１における突入電流の測定を行った。いずれの場合も、交流電源２、１２には、低背後インピーダンスを想定した安定化電源ＡＡ２０００ＸＧ（Ｃａｓｅ−Ａ）、またはビル配電系統を想定した同志社大学の実験室ＹＥ３０３のコンセント（Ｃａｓｅ−Ｂ）を用いた。負荷３、１３には、定格電流が０．１３ＡのＬＥＤ照明器具（１台または１０台）を用いた。また、実験回路１１では、ＰＩＣマイコンによりスイッチ１５を任意のタイミングでオン／オフできる。なお、ＬＥＤ照明器具を用いた場合に発生する突入電流は、容量充電型の突入電流である。

（実験１）
まず、実験回路１１において、交流電源１２の出力電圧の位相が９０°（交流電源１２の電圧が最大）となった時に、スイッチ１５をオンさせて負荷１３に電源を投入した。図５（Ａ）は、負荷１３をＬＥＤ照明器具１台とした場合における突入電流の波形図であり、図５（Ｂ）は、負荷１３をＬＥＤ照明器具１０台とした場合における突入電流の波形図である。表１は、それぞれの突入電流の最大値を示したものである。なお、図５（Ａ）および（Ｂ）では、２０マイクロ秒間で移動平均をとり、高周波振動成分を除去している。

表１に示すように、負荷１３をＬＥＤ照明器具１０台とした場合における突入電流の最大値は、負荷１３をＬＥＤ照明器具１台とした場合における突入電流の最大値の約７〜１０倍となった。

（実験２）
次に、実験回路１１において、交流電源１２を安定化電源（Ｃａｓｅ−Ａ）とし、負荷１３をＬＥＤ照明器具１０台として、出力電圧の位相が３０°、４５°、６０°、９０°となった時にスイッチ１５をオンさせた。図６（Ａ）は、各位相における負荷電圧の波形図である。図６（Ｂ）は、各位相における突入電流の波形図である。表２は、各位相における突入電流の最大値を示したものである。なお、図６（Ｂ）では、１６マイクロ秒間で移動平均をとり、高周波振動成分を除去している。

負荷１３への電源投入時（ｔｉｍｅ＝０）における出力電圧の位相が０°に近いほど、図６（Ａ）に示すように、負荷１３への電源投入時における負荷電圧が小さくなり、表２に示すように、突入電流の最大値も小さくなった。

（実験３）
次に、本実施形態に係るリレー回路１において、交流電源２を実験室のコンセント（Ｃａｓｅ−Ｂ）とし、負荷３をＬＥＤ照明器具１台として、電圧制限素子７の制限電圧が３０Ｖ、３９Ｖ、５１Ｖ、６２Ｖの時の突入電流および負荷電圧を測定した。

本実験で使用したリレーコイル６の動作電圧が８０Ｖ程度であることから、電圧制限素子７の制限電圧は６０Ｖ（＝１００×√２−８０）以下にする必要がある。このため、制限電圧を６０Ｖよりも大きい６２Ｖとする場合は、４．７ｋΩの抵抗を並列接続した単極性電圧制限素子（図２（Ｃ）参照）を用いることにより、リレーコイル６が動作するよう配慮した。制限電圧が３０Ｖ、３９Ｖ、５１Ｖの電圧制限素子７としては、図１に示すように、ツェナーダイオードと、当該ツェナーダイオードに逆極性で直列接続されたダイオードとからなる単極性電圧制限素子を用いた。

図７（Ａ）は、各制限電圧における突入電流の波形図である。図７（Ｂ）は、各制限電圧における負荷電圧の波形図である。表３は、各制限電圧における突入電流の最大値を示したものである。なお、図７（Ａ）および（Ｂ）では、３０マイクロ秒間で移動平均をとり、高周波振動成分を除去している。

本実施形態に係るリレー回路１では、電圧制限素子７の制限電圧が３０Ｖ、３９Ｖ、５１Ｖ、６２Ｖの全ての場合において、突入電流の最大値が実験回路１１における突入電流の最大値（３．１８Ａ）よりも低くなった（表３および表１参照）。これは、電圧制限素子７により、第１リレースイッチ５がオンした時の交流電源（実験室のコンセント）２の出力電圧（以下、系統電圧）の位相が、９０°から離れた位相範囲に収まったためである。

さらに、図７（Ｂ）に示すように、電圧制限素子７の制限電圧を上げると、負荷３への電源投入直後における負荷電圧が小さくなった。これは、電圧制限素子７の制限電圧を上げたことにより、リレーコイル６の通電が開始されるタイミング（図３の時間ｔ_２）および第１リレースイッチ５がオンするタイミング（図３の時間ｔ_３）が遅れ、その結果、負荷３への電源投入時（第１リレースイッチ５がオンした時）における系統電圧の位相が０°に近づいたためである。より具体的には、制限電圧が３０Ｖ、３９Ｖの電圧制限素子７を用いた場合は、負荷３への電源投入時における負荷電圧が約１００Ｖであることから、負荷３への電源投入時における系統電圧の位相は約１４０°であることが分かる。また、制限電圧が５１Ｖ、６２Ｖの電圧制限素子７を用いた場合は、負荷３への電源投入時における負荷電圧が約５０Ｖであることから、負荷３への電源投入時における系統電圧の位相は約１６０°であることが分かる。

（実験４）
次に、本実施形態に係るリレー回路１において、交流電源２を実験室のコンセント（Ｃａｓｅ−Ｂ）、負荷３をＬＥＤ照明器具１台、電圧制限素子７を制限電圧が３９Ｖの単極性電圧制限素子とし、系統電圧の位相が０°、４５°、６０°、２７０°となった時に電源スイッチ４をオンさせた。

図８（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ系統電圧の位相が０°、４５°、６０°、２７０°の場合における系統電圧、リレーコイル６に印加された電圧（リレー電圧）、および負荷電圧の波形図である。図９（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ系統電圧の位相が０°、４５°、６０°、２７０°の場合における突入電流の波形図である。図１０（Ａ）は、系統電圧の位相が４５°の場合におけるリレー電圧およびリレーコイル６に流れる電流（リレー電流）の波形図であり、図１０（Ｂ）は、系統電圧の位相が６０°の場合におけるリレー電圧およびリレー電流の波形図である。なお、系統電圧は、電源スイッチ４の後段で測定した。

また、図８および図１０において、電源スイッチ４がオンされた時を時間ｔ_１とし、リレーコイル６の通電が開始された時を時間ｔ_２および時間ｔ_２’とし、第１リレースイッチ５がオンした時を時間ｔ_３および時間ｔ_３’とした。

図８（Ａ）に示すように、系統電圧の位相が０°の時（時間ｔ_１）に電源スイッチ４をオンさせた場合、電源スイッチ４をオンさせた直後は、系統電圧が制限電圧（３９Ｖ）よりも小さいためリレーコイル６は通電されず、時間ｔ_２において系統電圧が３９Ｖに達してから、リレーコイル６の通電が開始された。リレーコイル６の通電が開始されると、動作遅れ時間経過後の時間ｔ_３において第１リレースイッチ５がオンした。この時に負荷３に流れる突入電流の最大値は、約１．５Ａであった（図９（Ａ）参照）。

図８（Ｂ）に示すように、系統電圧の位相が４５°の時（時間ｔ_１）に電源スイッチ４をオンさせた場合、電源スイッチ４がオンされた時点で系統電圧が３９Ｖに達しているため、電源スイッチ４がオンされるのと同時にリレーコイル６の通電が開始された（時間ｔ_２＝時間ｔ_１）。リレーコイル６の通電が開始されると、動作遅れ時間経過後の時間ｔ_３において第１リレースイッチ５がオンした。この時に負荷３に流れる突入電流の最大値は、約１．３Ａであった（図９（Ｂ）参照）。

図８（Ａ）と図８（Ｂ）を比較すると、前者の方がリレーコイル６の通電が開始されるタイミングは早いにもかかわらず、ほぼ同じタイミング（時間ｔ_３）で第１リレースイッチ５がオンしている。これは、系統電圧の位相が０°から４５°までの間は、系統電圧の電圧値が低く、リレーコイル６に吸引力がほとんど生じなかったためと考えられる。

図８（Ｃ）に示すように、系統電圧の位相が６０°の時（時間ｔ_１）に電源スイッチ４をオンさせた場合、電源スイッチ４がオンされた時点で系統電圧が３９Ｖに達しているため、電源スイッチ４がオンされるのと同時にリレーコイル６の通電が開始された（時間ｔ_２＝時間ｔ_１）。リレーコイル６の通電が開始されると、最初の周期で第１リレースイッチ５がオンすることなく、次の周期の時間ｔ_２’において再びリレーコイル６の通電が開始されてから動作遅れ時間経過後の時間ｔ_３’において第１リレースイッチ５がオンした。この時に負荷３に流れる突入電流の最大値は、約１．７Ａであった（図９（Ｃ）参照）。

最初の周期で第１リレースイッチ５がオンしなかったのは、第１リレースイッチ５をオンさせるのに必要な吸引力がリレーコイル６に生ずる前に、系統電圧が３９Ｖを下回ってしまったためと考えられる。図１０（Ｂ）に示すように、リレーコイル６の１回目の通電では、リレーコイル６に１５ｍＡ程度のリレー電流しか流れていないが、２回目の通電では、リレーコイル６に１５ｍＡ以上の電流が流れていた。なお、図１０（Ａ）に示すように、系統電圧の位相が４５°の時に電源スイッチ４をオンさせた場合は、リレーコイル６の１回目の通電でリレーコイル６に１５ｍＡ以上の電流が流れ、第１リレースイッチ５がオンしていた。

図８（Ｄ）に示すように、系統電圧の位相が２７０°の時（時間ｔ_１）に電源スイッチ４をオンさせた場合、電源スイッチ４をオンさせた直後は、系統電圧が制限電圧（３９Ｖ）よりも小さいためリレーコイル６は通電されず、時間ｔ_２において系統電圧が３９Ｖに達してから、リレーコイル６の通電が開始された。リレーコイル６の通電が開始されると、動作遅れ時間経過後の時間ｔ_３において第１リレースイッチ５がオンした。この時に負荷３に流れる突入電流の最大値は、約２．２Ａであった（図９（Ｄ）参照）。

本実施形態に係るリレー回路１では、系統電圧の位相が０°、４５°、６０°、２７０°のいずれの時に電源スイッチ４がオンされても、突入電流の最大値が実験回路１１における突入電流の最大値（３．１８Ａ）よりも低くなった。また、本実施形態に係るリレー回路１では、突入電流の最大値は１．３Ａ〜２．２Ａの間でバラついてはいるものの、スパイク状電流を無視すれば１．５Ａ以下で、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１リレースイッチ５はいずれも系統電圧の位相が約１４０°の時にオンした。

結局、本実施形態に係るリレー回路１では、交流電源２の出力電圧（上記実験４では、系統電圧）が電圧制限素子７の制限電圧よりも小さい時に電源スイッチ４がオンされた場合（図８（Ａ）、（Ｄ）の場合）、電圧制限素子７によりリレーコイル６の通電開始時を遅らせることで、第１リレースイッチ５がオンする時における出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにすることができる。また、本実施形態に係るリレー回路１では、交流電源２の出力電圧が電圧制限素子７の制限電圧以上の時に電源スイッチ４がオンされた場合（図８（Ｂ）、（Ｃ）の場合）であっても、電圧制限素子７によりリレー電圧を抑制して第１リレースイッチ５がオンする時を遅らせることで、第１リレースイッチ５がオンする時における出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにすることができる。

したがって、本実施形態に係るリレー回路１によれば、コストアップを招くことなく、非常に簡易な構成で負荷３への容量充電型の突入電流をある程度抑制することができる。

以上、本発明に係る突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットの好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態における電圧制限素子７の構成は、リレーコイル６に印加される電圧を制限できるのであれば、任意に変更することができる。例えば、単極性電圧制限素子として、ツェナーダイオードと、当該ツェナーダイオードに逆極性で直列接続されたダイオードとからなる素子を用いた場合、ツェナーダイオードにのみ抵抗を並列接続させてもよい。

また、本発明の突入電流抑制方法、リレー回路およびリレーソケットは、励磁突入電流を抑制することもできる。具体的には、交流電源２の出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相（例えば、９０°または２７０°）となる時から、想定される動作遅れ時間だけ遡った時における出力電圧の電圧値に基づいて、電圧制限素子７の制限電圧を設定すればよい。

１リレー回路
２交流電源
３負荷
４電源スイッチ
５第１リレースイッチ
６リレーコイル
７電圧制限素子
８第２リレースイッチ

Claims

交流電源と負荷との間に介装されたリレースイッチと、前記交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後に前記リレースイッチをオンさせるリレーコイルと、を備えたリレー回路における前記負荷への突入電流を抑制する突入電流抑制方法であって、
所定の制限電圧以上の電圧が印加されると導通状態となる電圧制限素子を前記リレーコイルに直列接続し、当該電圧制限素子により前記リレースイッチがオンする時を定めることで、前記リレースイッチがオンする時における前記出力電圧の位相を目標とする位相範囲に収めるようにすることを特徴とする突入電流抑制方法。
前記出力電圧の位相が前記目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される前記動作遅れ時間だけ遡った時における前記出力電圧の電圧値に基づいて、前記電圧制限素子の前記制限電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の突入電流抑制方法。
交流電源と負荷との間に介装される第１リレースイッチと、前記交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後に前記第１リレースイッチをオンさせるリレーコイルとを備えたリレー回路であって、
前記リレーコイルに直列接続された、所定の制限電圧以上の前記出力電圧が印加されると導通状態となり前記リレーコイルが通電されるようにする電圧制限素子をさらに備え、
前記制限電圧は、前記出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される前記動作遅れ時間だけ遡った時における前記出力電圧の電圧値に基づいて設定されていることを特徴とするリレー回路。
前記電圧制限素子に並列接続された第２リレースイッチをさらに備え、
前記リレーコイルは、通電されると前記第１リレースイッチと同時に前記第２リレースイッチをオンさせることを特徴とする請求項３に記載のリレー回路。
前記電圧制限素子は、前記制限電圧以上の電圧が印加されると導通状態となるツェナーダイオードと、当該ツェナーダイオードに逆極性で直列接続されたダイオードとからなることを特徴とする請求項３または４に記載のリレー回路。
交流電源と負荷との間に介装される第１リレースイッチと、前記交流電源から出力された出力電圧で通電されると動作遅れ時間が経過した後に前記第１リレースイッチをオンさせるリレーコイルと、前記第１リレースイッチおよび前記リレーコイルを収納した外装ケースとを備えたリレーソケットであって、
前記外装ケースに収納され、かつ前記リレーコイルに直列接続された、所定の制限電圧以上の前記出力電圧が印加されると導通状態となり前記リレーコイルが通電されるようにする電圧制限素子をさらに備え、
前記制限電圧は、前記出力電圧の位相が目標とする位相範囲に含まれる任意の位相となる時から、想定される前記動作遅れ時間だけ遡った時における前記出力電圧の電圧値に基づいて設定されていることを特徴とするリレーソケット。
前記外装ケースに収納され、かつ前記電圧制限素子に並列接続された第２リレースイッチをさらに備え、
前記リレーコイルは、通電されると前記第１リレースイッチと同時に前記第２リレースイッチをオンさせることを特徴とする請求項６に記載のリレーソケット。