JP3089019B2 - 直流電源の突入電流測定装置 - Google Patents

直流電源の突入電流測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直流電源の電源投入により発生する突入電
流を測定する直流電源の突入電流測定装置に関する。
〔従来の技術〕
交流電源を入力とするスイッチングレギュレータにお
いては、コンデンサインプット型整流平滑回路を用いて
交流を一旦、直流に変換して使うのが一般的である。
この入力平滑用コンデンサは、整流する直流電圧のリ
プル値を小さくするため、かなりの高容量で、これに脈
流が印加されるため電源投入時、かなり大きい突入電流
が流れることとなる。通常、突入電流は投入する電圧と
入力から見たインピーダンスによってきまる。また、こ
の突入電流は投入する電源の位相角によって大きくかわ
る。
突入電流を測定する一般的な方法は、人手による測定
である。これは、あらかじめ負荷抵抗および入力電圧を
設定しておき電源投入,遮断を何回か繰り返して電源投
入時の電流(ピーク値)をオシロスコープ等で測定する
ものである。
しかし、最も突入電流が大きい(波高値が高い)位相
角90度,270度に電源投入のタイミングを合わせることが
難しく10回,20回と測定しなければならない。しかも、
平滑用コンデンサの放電に時間がかかるため続けて測定
することもできない。このように人手による方法では極
めて長時間を測定に要し、なおかつ測定精度も悪い。
そこで、通電時間Ton,測定間隔Toff,投入位相角T
θ,負荷抵抗R,入力電圧Vinの各条件をあらかじめ指定
した範囲とステップのもとにあらゆる組合せで突入電流
を自動的に測定し、その結果を出力して前記の問題を解
決する装置が提示されている(特開昭63−250570号公
報)。これによれば、測定精度は向上する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、突入電流は、入力平滑用コンデンサに
流れる一次突入電流の他に、二次平滑用コンデンサ,ス
イッチング素子,二次整流素子等による二次突入電流と
があり、一次突入電流および二次突入電流の値およびタ
イミングを正確に測定することは従来は困難であった。
本発明は、これらの欠点を解決して高精度で、かつ効
率よく一次突入電流のみならず二次突入電流およびその
タイミングを測定する突入電流測定装置を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の直流電源の突入電流測定装置は、交流を直流
に変換する直流電源(6)の突入電流を測定する突入電
流測定装置において、 前記交流のゼロクロス点に同期したパルス信号を出力
するゼロクロス検出手段(7)と、 位相情報が設定される投入位相設定手段(8)と、 前記直流電源(6)への電源投入の指示に基づき、前
記パルス信号を基準に前記位相情報に応じた位相で、前
記直流電源(6)に前記交流を投入する手段(9,10)
と、 前記直流電源(6)への前記交流の入力電流を検出す
る電流検出手段(CT)と、 少くとも、前記直流電源(6)への交流投入からこれ
による直流電源における一次および二次突入電流の発生
を含む時間の間、前記電流検出手段(CT)が検出した入
力電流のピーク値を検出しホールドするピークホールド
手段(12)と、 前記ピークホールド手段(12)がホールドしているピ
ーク値を前記交流の半周期以下の周期でサンプリングし
サンプリング値を出力するサンプリング手段(13)と、 を備えることを特徴とする。
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に
示し後述する実施例の対応要素の符号を参考までに付記
した。
〔作用〕
これによれば、電源投入の指示があると、ゼロクロス
検出手段(7)が発生する交流のゼロクロス点に同期し
たパルス信号を基準に、投入位相設定手段(8)に設定
された位相情報に応じた位相で、直流電源(6)に交流
が投入される。そして、ピークホールド手段(12)が、
少くとも、直流電源(6)における一次および二次突入
電流の発生を含む時間の間、電流検出手段(CT)が検出
した電流値のピーク値を検出しホールドし、サンプリン
グ手段(13)が、そのピーク値を交流電源(5)の半周
期以下の周期(5msec)でサンプリングしメモリ(16)
に書込み、出力手段(1)がメモリ(16)に記憶された
サンプリング値を可視出力する。
従って、直流電源(6)に電源が投入された時の一次
突入電流値,二次突入電流値および一次突入電流値と二
次突入電流値の時間差を1回の測定により正確に計るこ
とができ、しかも測定時間が短縮する。
本発明の好ましい実施例は、時系列サンプリング順
に、前記サンプリング値を表示する表示手段(2)を備
える。
これによれば、サンプリング手段(13)がサンプリン
グしたデータが、時系列サンプリング順に表示手段
(2)に表示されるので、一次突入電流値,二次突入電
流値および時間との関係を容易に把握することができ
る。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。
〔実施例〕
第1図は、本発明の突入電流測定装置の一実施例を示
す。この突入電流測定装置は、装置全体をコントロール
するコントローラ1,表示部2,操作部3,プリンタ、プロッ
タ等の出力装置4,AC安定化電源5,電源同期位相(ゼロク
ロス)検出回路7,電源投入位相角設定回路8,AC安定化電
源5をオン/オフする半導体スイッチ9,電源同期位相検
出回路7からの0゜信号から電源投入位相角設定回路8
の設定角度になった時に半導体スイッチ9にオン信号を
出力するコントロール部10,入力電流検出のためのカレ
ントトランスCT,カレントトランスCTの検出電流を所定
の時間ピークホールドし、電圧として出力するピークホ
ールド回路12,ピークホールド回路12の出力を高速で読
み取るためのデジタルマルチメータ13,負荷14,15,デジ
タルマルチメータ13内蔵のメモリ16およびコントローラ
1内蔵のメモリ17等から構成されている。
この装置にスイッチングレギュレータ6が接続され、
負荷14,15はスイッチングレギュレータ6の負荷とな
る。また、AC安定化電源5はスイッチングレギュレータ
6の容量に比較してはるかに大きい容量としている。
本実施例では、コントローラ1としてパソコン20(表
示部2および操作部3を含む)を用いており、外部のAC
安定化電源5,電流投入位相設定回路8,半導体スイッチ9
のコントロール部10,デジタルマルチメータ13,負荷14、
15およびプリンタ、プロッタ4はIEEE−488バス(GPI
B)やRS232,セントロニクス等でパソコン20と接続され
る。パソコン20内のメモリ17には、あらかじめスイッチ
ングレギュレータ6の入出力仕様や測定順序が記憶され
ている。
第2図に、突入電流測定時のコントローラ1の制御機
能を示し、第3図に、突入電流測定の各波形および信号
を示す。なお、第3図において(a)は測定信号,
(b)はAC安定化電源5の出力,(c)は電源同期位相
検出回路7からの0゜信号,(d)はコントロール部10
からの半導体スイッチ9のオン信号,(e)はスイッチ
ングレギュレータ6のAC入力電圧波形,(f)はスイッ
チングレギュレータ6のAC入力電流波形,(g)はピー
クホールド回路12の出力波形および(h)はデジタルマ
ルチメータ13における測定値と測定間隔をあらわしたも
のである。
第2図を参照して、コントローラ1の動作を説明する
と、まず第3図の(a)に示すようにコントローラ1か
ら突入電流測定スタートの指示があると、初期設定を行
う(ステップ1:以下カッコ内では、ステップという語を
省略してそのNo.のみを記す)。この初期設定(1)で
はAC安定化電源5に対して第3図の(b)に示す測定電
圧(スイッチングレギュレータ6の入力電圧範囲の最大
値)の出力,電源投入位相設定回路8に対して位相角T
θ(本実施例では90゜とする)の設定,デジタルマルチ
メータ13に対して内部メモリ16使用の高速電圧読み取り
モードでの待機およびサンプリング数の設定,負荷14、
15に対して定格負荷(定抵抗モード)の設定を行う。な
お、位相角Tθは270゜としてもよい。
初期設定(1)が終了すると、半導体スイッチ9のコ
ントロール部10に電源同期位相検出回路7から第3図の
(c)に示すゼロクロス(0゜)信号が達するのを待つ
(2,3)。ゼロクロス(0゜)信号がコントロール部10
に達すると次に、電源投入位相角設定回路8から設定角
度Tθ(90゜)になったことを示す信号がコントロール
部10に達するのを待つ(4,5)。設定角度Tθ(90゜)
に達すると、半導体スイッチ9に第3図の(d)に示す
オン信号を出力する(6)。
これにより半導体スイッチ9が導通してスイッチング
レギュレータ6に電源が投入される。
電源が投入されると、デジタルマルチメータ13で測定
の読み取りを行う(7)。なお、デジタルマルチメータ
13は初期設定(1)が終了した時点で第3図の(h)に
示すように高速読み取りモード(5msec間隔の読み取り
速度)で測定を開始している。
デジタルマルチメータ13の測定では第3図の(f)に
示すような入力電流がスイッチングレギュレータ6に流
れる。まず、スイッチングレギュレータ6内の入力平滑
用コンデンサに対して投入電圧の波高値の最大値が印加
されるため数10〜数100Aと極めて高いピーク電流(一次
突入電流)が流れて入力平滑用コンデンサを充電しはじ
める。入力平滑用コンデンサが充電されてくるに従って
この一次突入電流は収束する。この入力平滑用コンデン
サの充電電圧がある電圧になるとスイッチングレギュレ
ータ6の回路が動作し始めて出力側のスイッチングレギ
ュレータ6内の二次平滑コンデンサを充電しはじめる。
この時二次突入電流が流れる。二次突入電流は、この他
にもスイッチング素子や二次整流ダイオードによるもの
と思われるスパイク状の電流が前記出力側の二次平滑コ
ンデンサに流れる二次突入電流に重畳されることもあ
り、これらを含めて二次突入電流としている。二次突入
電流も二次平滑コンデンサが充電されてくるに従って収
束し、やがて定常電流となる。
スイッチングレギュレータ6に電源が投入されてから
スイッチングレギュレータ6の回路が動作し始め、その
出力が安定し入力電流が定常電流で一定となるまでの時
間は長いものでも、数100msec以内である。従って、突
入電流測定時間としては1秒間位は必要である。測定に
当って、あらかじめ,ピークホールド回路12の出力時間
を1秒以上に設定しておく必要がある。デジタルマルチ
メータ13の測定間隔を5msec,測定時間を1秒とすればデ
ジタルマルチメータ13の測定回数は必然的に200回とな
る。第3図の(f)に示すような電流がスイッチングレ
ギュレータ6に流れるとこの電流に比例した、第3図の
(g)に示すような電圧をピークホールド回路12が出力
する。このピークホールド回路12の出力をデジタルマル
チメータ13で読んだものを、時間と読み値との関係であ
らわすと第3図の(h)に示すようになる。
デジタルマルチメータ13で測定した電流データ(電圧
値)はデジタルマルチメータ13内部のメモリ16に記憶さ
れる(8)。そしてあらかじめ設定した測定数(本実施
例では200とする)のデータを読み終えると(9,10)、
測定データはコントローラ1内部のメモリ17へ読み込ま
れる(11)。そして、ピークホールド回路12の出力が出
てから最初のデータを電源投入時(時間ゼロ)として横
軸に時間,縦軸に電流値をとって第4図に示すようなグ
ラフをコントローラ1の表示部2へ表示する(12)。第
4図のデータ出力例においては、電源投入直後に一次突
入電流20Aが流れ、その50msec後に30Aの二次突入電流が
流れたことを表している。これにより、電流投入直後の
一次突入電流はもちろん、二次突入電流の電流値および
一次突入電流と二次突入電流の時間差までもが1回の測
定で知ることが可能となる。
このようにして測定した突入電流データは必要に応じ
て前述したバスでコントロールされたプロッタ、プリン
タ4でデータが出力され(13,14)、測定は終了する。
〔発明の効果〕
以上のとおり本発明によれば、スイッチングレギュレ
ータ(6)を含む直流電源(6)に電源が投入された時
の一次突入電流値,二次突入電流値および一次突入電流
値と二次突入電流値の時間差を1回の測定により正確に
計ることができ、しかも測定時間が短縮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。 第2図は、第1図に示したコントローラ1の動作の一部
を示すフローチャートである。 第3図は、突入電流測定時における各信号波形図であ
る。 第4図は、第1図に示す表示部2が表示する時間と突入
電流の関係を示すグラフである。 1:コントローラ 2:表示部(表示手段) 3:操作部 4:プリンタ、プロッタ 5:AC安定化電源 6:スイッチングレギュレータ(直流電源) 7:電源同期位相検出回路(ゼロクロス検出手段) 8:電流投入位相角設定回路(投入位相設定手段) 9:半導体スイッチ 10:コントロール部(9,10:交流を投入する手段) 12:ピークホールド回路(ピークホールド手段) 13:デジタルマルチメータ(サンプリング手段) 14,15:負荷 16,17:メモリ 20:パソコン CT:カレントトランス(電流検出手段)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流を直流に変換する直流電源の突入電流
    を測定する突入電流測定装置において、 前記交流のゼロクロス点に同期したパルス信号を出力す
    るゼロクロス検出手段と、 位相情報が設定される投入位相設定手段と、 前記直流電源への電源投入の指示に基づき、前記パルス
    信号を基準に前記位相情報に応じた位相で、前記直流電
    源に前記交流を投入する手段と、 前記直流電源への前記交流の入力電流を検出する電流検
    出手段と、 少くとも、前記直流電源への交流投入からこれによる直
    流電源における一次および二次突入電流の発生を含む時
    間の間、前記電流検出手段が検出した入力電流のピーク
    値を検出しホールドするピークホールド手段と、 前記ピークホールド手段がホールドしているピーク値を
    前記交流の半周期以下の周期でサンプリングしサンプリ
    ング値を出力するサンプリング手段と、 を備えることを特徴とする、直流電源の突入電流測定装
    置。
  2. 【請求項2】時系列サンプリング順に、前記サンプリン
    グ値を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求
    項1に記載の直流電源の突入電流測定装置。
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KR100543031B1 (ko) * 1998-07-13 2006-03-28 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 모듈의 러쉬 전류 측정 장치

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