JP3964916B2 - 突入電流低減回路および電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、高周波および低周波の突入電流の両方を低減できる突入電流低減回路および電気機器に関する。

電源使用効率の効率化が図られたインバータ技術の台頭により、一般的電気製品への適用が浸透しつつある。インバータ器具は、スイッチング周波数を高い周波数へ移すことにより、電源トランスを小型軽量化し、効率化を実現しているが、電磁雑音的にはスイッチングに伴う多数の高調波成分が発生するため、他機器への電磁妨害を防止する目的で電源フィルタを装着するのが一般的である。しかし、こういった電源フィルタは、該器具が定常的に使用される条件での特性にのみ着目して設計されている。電源利用の効率化あるいは省エネを考慮して、不要時に電源を切断して動作を停止し、必要なときのみ電源を入れる使用法が定着しており、今まで以上に電源の投入・切断が頻繁に起こることとなってきている。

電源投入により生じる突入電流を低減させるものとして、例えば、特許文献１には、電源ラインにＭＯＳＦＥＴを挿入し、そのゲート電圧を分圧手段によって調整することで、電源ラインに流れる電流（ドレイン電流）を一定にする技術が開示されている。
特開平５−１９８７９号公報

こういった状況においては、電源フィルタ回路を含めた、電源投入切断に伴う過渡妨害波は、頻繁に発生しうる状況になりつつある。機器への電源投入切断では、従来から過渡電流が発生することは知られているが、インバータ機器の突入電流の大きさについての報告は非常に少ない。突入電流は配電系統全体、電源の品質を左右するものであり、突入電流を抑制しないと安定な電力供給を行うことが困難になりうる。

定常的に発生する電磁雑音の抑制にはノイズフィルタを搭載によることで行われるが、高周波雑音の抑制のために電源側にコンデンサが見える構造にならざるを得ない。突入電源を考慮した場合、第一の突入電源発生要因がこのコンデンサである。第二には、ノイズフィルタの後段に位置するインバータ回路の大容量コンデンサとスイッチング用のインダクタンスで性格づけられる共振回路（インバータ動作のエネルギー源）があり、ここへの突入電流も大きく流れる。この電流の特徴は、変動時間が、前者の場合と異なり比較的長い（時定数が著しく異なる）。このため、前者、後者双方とも同時に、良好に、突入電流を抑制する回路は実現しにくい。

また、インバータは、高いスイッチング周波数で駆動されるトランスと、トランスからスイッチングノイズの流出を防止するノイズフィルタとを備える。ノイズフィルタは、例えば、インバータの電源ラインに挿入されたインダクタンスと電源ライン間に接続されたコンデンサとを備える。また、インバータは、ノイズフィルタの後段における電源ライン間に接続された電解コンデンサを備える。そのため、突入電流の波形に特徴がある。

図３は、インバータまたはそれを備える電気機器への突入電流の波形を示す図である。

図３に示すように、インバータなどでは、ノイズフィルタのコンデンサへの高周波の突入電流が流れる。次に、電解コンデンサへの低周波の突入電流が流れる。各突入電流は時定数が異なるので両方を低減するのは困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波および低周波の突入電流の両方を低減できる突入電流低減回路および電気機器を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、突入電流が流れようとする負荷回路が接続された交流回路に挿入された第１の突入電流低減回路および第２の突入電流低減回路を備え、前記第１の突入電流低減回路は、前記交流回路に挿入された半導体素子と、該半導体素子のバイアス制御点に接続されるとともに前記突入電流により充電されて当該バイアス制御点の電圧であるバイアス電圧を上昇させるコンデンサと、該コンデンサに並列接続された抵抗とを備える回路と、当該半導体素子への逆電流の防止のために当該回路に直列接続されたダイオードと、を備える回路を２回路備え、該２回路を並列にかつ一方の当該回路の半導体素子の順電流の向きと他方の当該回路の半導体素子の順電流の向きとが互いに逆向きになるように接続したものであり、前記第２の突入電流低減回路は、前記第１の突入電流低減回路による前記突入電流の低減後に流れる突入電流を低減させるものであり、前記交流回路に挿入された抵抗と該抵抗による突入電流の低減後に当該抵抗をバイパスするための半導体を含む回路を２回路備え、該２回路を並列にかつ一方の当該回路の半導体素子の順電流の向きと他方の当該回路の半導体素子の順電流の向きとが互いに逆向きになるように接続したものであることを特徴とする突入電流低減回路をもって解決手段とする。

請求項２の本発明は、請求項１記載の突入電流低減回路と、前記負荷回路であるインバータとを備えたことを特徴とする電気機器をもって解決手段とする。

請求項３の本発明は、前記インバータから電力を供給される駆動部を備えたことを特徴とする請求項２記載の電気機器をもって解決手段とする。

請求項４の本発明は、前記インバータから電力を供給される光源を備えたことを特徴とする請求項２記載の電気機器をもって解決手段とする。

本発明によれば、突入電流が流れようとする負荷回路が接続された交流回路に挿入された第１の突入電流低減回路および第２の突入電流低減回路を備えたことで、高周波および低周波の突入電流の両方を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る突入電流低減回路を用いた電気機器の回路図である。 この電気機器は、単相の交流電源１とともに用いられ、この交流電源１に電力を供給される、つまり交流電源１にとっては負荷回路となるインバータ２を備える。また、この電気機器は、例えば、このインバータ２に電力を供給される駆動部３（モータなどを含む）を更に備える。

交流電源１の一方の極は、両切りスイッチの一方のスイッチＳＷ１を介して、ダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１のドレインに接続され、トランジスタＱ１のソースは、ダイオードＤ２のアノードに接続されている。抵抗Ｒ１の一端がトランジスタＱ１のドレインに接続され、抵抗Ｒ１の他端がトランジスタＱ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ２の一端がトランジスタＱ１のゲートに接続され、抵抗Ｒ２の他端がトランジスタＱ１のソースに接続されている。コンデンサＣ１が抵抗Ｒ２に並列に接続されている。

ダイオードＤ２のカソードは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ２のドレインに接続され、トランジスタＱ２のソースは、両切りスイッチの他方のスイッチＳＷ２を介して、交流電源１の一方の極に接続されている。抵抗Ｒ１１の一端がトランジスタＱ２のドレインに接続され、抵抗Ｒ１１の他端がトランジスタＱ２のゲートに接続されている。抵抗Ｒ１２の一端がトランジスタＱ２のゲートに接続され、抵抗Ｒ１２の他端がトランジスタＱ２のソースに接続されている。コンデンサＣ１１が抵抗Ｒ１２に並列に接続されている。

これらのトランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、コンデンサＣ１、Ｃ１１、ダイオードＤ１およびＤ２からなる回路が、本発明の高周波突入電流低減回路を構成する。

ダイオードＤ２のアノードは、サイリスタＳ１のアノードに接続され、サイリスタＳ１のカソードは、サイリスタＳ２のアノードに接続されている。抵抗Ｒ３１の一端がサイリスタＳ１のアノードに接続され、抵抗Ｒ３１の他端がサイリスタＳ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ３２の一端がサイリスタＳ１のゲートに接続され、抵抗Ｒ２の他端がサイリスタＳ１のカソードに接続されている。抵抗Ｒ３３がサイリスタＳ１のアノード−カソード間に並列接続されている。

サイリスタＳ２のカソードは、サイリスタＳ１のアノードに接続されている。抵抗Ｒ４１の一端がサイリスタＳ２のアノードに接続され、抵抗Ｒ４１の他端がサイリスタＳ２のゲートに接続されている。抵抗Ｒ４２の一端がサイリスタＳ２のゲートに接続され、抵抗Ｒ４２の他端がサイリスタＳ２のカソードに接続されている。抵抗Ｒ４３がサイリスタＳ２のアノード−カソード間に並列接続されている。

これらのサイリスタＳ１、Ｓ２、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ４１、Ｒ４２およびＲ４３からなる回路が低周波突入電流低減回路を構成する。また、この低周波突入電流低減回路と前述の高周波突入電流低減回路とが、本発明の突入電流低減回路を構成する。

サイリスタＳ１のカソードがインバータ２の一方の交流入力節点に接続され、交流電源１の他方の極が、スイッチＳＷ２を介して、インバータ２の他方の交流入力節点に接続されている。

インバータ２では、その交流入力節点に接続された電源ラインにノイズフィルタＮＦが挿入されている。ノイズフィルタＮＦでは、各電源ラインにインダクタンスＬが挿入され、入力節点間および出力節点間にはコンデンサＣが接続されている。

また、インバータ２では、一方のインダクタンスＬがダイオードブリッジＤＢ１の一方の交流入力節点に接続され、他方のインダクタンスＬがダイオードブリッジＤＢ１の他方の交流入力節点に接続されている。

また、インバータ２では、ダイオードブリッジＤＢ１の各出力節点（脈流出力節点）間に、比較的大容量の電解コンデンサ２Ａが接続されている。

また、インバータ２は、ダイオードブリッジＤＢ１と電解コンデンサ２Ａで平滑された電圧を昇圧または降圧する電圧変換回路２Ｂを備える。

この電圧変換回路２Ｂは、高いスイッチング周波数で駆動されるトランス（図示せず）を備える。インバータ２では、このトランスを高いスイッチング周波数で駆動し、それにより電源ラインに誘起される高周波ノイズをノイズフィルタＮＦが低減するようになっている。

電圧変換回路２Ｂのマイナス側の出力節点は、図示していないが、電圧変換回路２Ｂのマイナス側の入力節点に接続され、さらに、このマイナス側の出力節点とプラス側の出力節点との間に駆動部３（モータなど）が接続されている。

（第１の実施の形態の動作）
さて、交流電源１のスイッチＳＷ１側の極の電圧の方が他方の極の電圧よりも高い場合に両切りスイッチがオフからオンになると、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ高周波の突入電流が流れようとする。このとき、まず、交流電源１からダイオードＤ１および抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の充電が始まる。

充電開始当初は、コンデンサＣ１の両端の電位差が小さく、トランジスタＱ１のゲート電圧も低いので、トランジスタＱ１はカットオフされている。

そして、充電継続により、トランジスタＱ１のゲート電圧が高くなり、トランジスタＱ１に電流が流れ始める。しかし、その時点では、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣが少なからず充電されているので、その後、トランジスタＱ１を介してノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ流れる電流（高周波の突入電流）が最大となったとき値は、トランジスタＱ１を設けない場合の値よりも低いものとなる。つまり、高周波の突入電流を低減することができる。

次に、インバータ２の電解コンデンサ２Ａに低周波の突入電流が流れようとする。当初サイリスタＳ１は、カットオフされており、よって突入電流は抵抗Ｒ３３およびＲ４３により低減される。

突入電流は、低減されてはいるものの次第に増加し、サイリスタＳ１のゲート電流がしきい値を超えると、サイリスタＳ１がオンして電流が流れ始める。しかし、その時点では、電解コンデンサ２Ａが少なからず充電されているので、その後、電解コンデンサ２Ａへの電流（低周波の突入電流）が最大となったときの値は、サイリスタＳ１を設けないときの値よりも低いものとなる。つまり、低周波の突入電流を低減することができる。

さて、交流電源１のスイッチＳＷ２側の極の電圧の方が高い場合に両切りスイッチがオンになると、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣに高周波の突入電流が流れようとする。このとき、まず、交流電源１からダイオードＤ２および抵抗Ｒ１１を介してコンデンサＣ１１の充電が始まる。

充電開始当初は、コンデンサＣ１１の両端の電位差が小さく、トランジスタＱ２のゲート電圧も低いので、トランジスタＱ２はカットオフされている。

そして、充電継続により、トランジスタＱ２のゲート電圧が大きくなり、トランジスタＱ２に電流が流れ始めるが、その時点では、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣが少なからず充電されているので、その後、トランジスタＱ２を介してノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ流れる電流（高周波の突入電流）が最大となったとき値は、トランジスタＱ２を設けない場合の値よりも低いものとなる。つまり、高周波の突入電流を低減することができる。

次に、インバータ２の電解コンデンサ２Ａに低周波の突入電流が流れようとする。当初サイリスタＳ２は、カットオフされており、よって突入電流は抵抗Ｒ３３およびＲ４３により低減される。

突入電流は、低減されてはいるものの次第に増加し、サイリスタＳ２のゲート電流がしきい値を超えると、サイリスタＳ２がオンして電流が流れる。しかし、その時点では、電解コンデンサ２Ａが少なからず充電されているので、その後、電解コンデンサ２Ａへの電流（低周波の突入電流）が最大となったときの値は、サイリスタＳ２を設けないときの値よりも低いものとなる。つまり、低周波の突入電流を低減することができる。

さて、最大値が低いながらもその電流により電解コンデンサ２Ａが充電され、これにより、電圧変換回路２Ｂの入力節点間に電圧が印加されると、電圧変換回路２Ｂはその電圧を昇圧または降圧し、その電圧を駆動部３に印加することで駆動部３を駆動する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、高周波の突入電流と低周波の突入電流が流れようとするインバータ２（負荷回路）が接続された交流回路に挿入された高周波突入電流低減回路（トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、コンデンサＣ１、Ｃ１１、ダイオードＤ１およびＤ２からなる回路）と、交流回路に挿入された低周波突入電流低減回路（サイリスタＳ１、Ｓ２、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ４１、Ｒ４２およびＲ４３からなる回路）とを備えたことで、高周波および低周波の突入電流の両方を低減することができる。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態に係る突入電流低減回路を用いた電気機器の回路図である。 この電気機器は、単相の交流電源１とともに用いられ、この交流電源１に電力を供給される、つまり交流電源１にとっては負荷回路となるインバータ２を備える。また、この電気機器は、例えば、このインバータ２に電力を供給される駆動部３を更に備える。

交流電源１の一方の極は、両切りスイッチの一方のスイッチＳＷ１を介して、ダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ１のドレインに接続され、トランジスタＱ１のソースは、ダイオードＤ２のアノードに接続されている。抵抗Ｒ１の一端がトランジスタＱ１のドレインに接続され、抵抗Ｒ１の他端がトランジスタＱ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ２の一端がトランジスタＱ１のゲートに接続され、抵抗Ｒ２の他端がトランジスタＱ１のソースに接続されている。コンデンサＣ１が抵抗Ｒ２に並列に接続されている。

ダイオードＤ２のカソードは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＱ２のドレインに接続され、トランジスタＱ２のソースは、両切りスイッチの他方のスイッチＳＷ２を介して、交流電源１の一方の極に接続されている。抵抗Ｒ１１の一端がトランジスタＱ２のドレインに接続され、抵抗Ｒ１１の他端がトランジスタＱ２のゲートに接続されている。抵抗Ｒ１２の一端がトランジスタＱ２のゲートに接続され、抵抗Ｒ１２の他端がトランジスタＱ２のソースに接続されている。コンデンサＣ１１が抵抗Ｒ１２に並列に接続されている。

これらのトランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、コンデンサＣ１、Ｃ１１、ダイオードＤ１およびＤ２からなる回路が、本発明の高周波突入電流低減回路を構成する。

ダイオードＤ２のアノードが、ノイズフィルタＮＦを構成する一方のインダクタンスＬを介して、ダイオードブリッジＤＢ２の一方の交流入力節点に接続され、ダイオードブリッジＤＢ２の他方の交流入力節点は、が、ノイズフィルタＮＦを構成する他方のインダクタンスＬならびに連動スイッチの他方のスイッチＳＷ２を介して、交流電源１の他方の極に接続されている。ノイズフィルタＮＦの入力節点間および出力節点間にはコンデンサＣが接続されている。

ダイオードブリッジＤＢ２のプラス側の出力節点（脈流出力節点）がインバータ２のプラス側の入力節点に接続され、ダイオードブリッジＤＢ２のマイナス側の出力節点は、サイリスタＳ３のカソードに接続され、サイリスタＳ３のアノードは、インバータ２のマイナス側の入力節点に接続されている。

サイリスタＳ３のゲートにツェナダイオードＺＤ１のアノードが接続され、サイリスタＳ３のゲート−カソード間にはコンデンサＣ２１が接続されている。抵抗Ｒ２２の一端がサイリスタＳ３のカソードに接続され、抵抗Ｒ２２の他端がツェナダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。

これらのサイリスタＳ３、コンデンサＣ２１、ツェナダイオードＺＤ１および抵抗Ｒ２２からなる回路が、本発明の低周波突入電流低減回路を構成する。

インバータ２では、その入力節点間に電解コンデンサ２Ａが接続され、各入力節点が電圧変換回路２Ｂの各入力節点に接続されている。

この電圧変換回路２Ｂは、高いスイッチング周波数で駆動されるトランス（図示せず）を備える。インバータ２では、このトランスを高いスイッチング周波数で駆動し、それにより電源ラインに誘起される高周波ノイズをノイズフィルタＮＦが低減するようになっている。

電圧変換回路２Ｂのプラス側の出力節点は、抵抗Ｒ２１の一端に接続され、抵抗Ｒ２１の他端は、ツェナダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。電圧変換回路２Ｂのプラス側の出力節点からツェナダイオードＺＤ１のカソードに至る回路が、本発明の制御回路を構成する。

電圧変換回路２Ｂのマイナス側の出力節点は、図示していないが、電圧変換回路２Ｂのマイナス側の入力節点に接続され、さらに、このマイナス側の出力節点とプラス側の出力節点との間に駆動部３（モータなど）が接続されている。

（第２の実施の形態の動作）
さて、交流電源１のスイッチＳＷ１側の極の電圧の方が高い場合に両切りスイッチがオンになると、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ高周波の突入電流が流れようとする。このとき、まず、交流電源１からダイオードＤ１および抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の充電が始まる。

充電開始当初は、コンデンサＣ１の両端の電位差が小さく、トランジスタＱ１のゲート電圧も低いので、トランジスタＱ１はカットオフされている。

そして、充電継続により、トランジスタＱ１のゲート電圧が高くなり、トランジスタＱ１に電流が流れ始める。しかし、その時点では、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣが少なからず充電されているので、その後、トランジスタＱ１を介してノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ流れる電流（高周波の突入電流）が最大となったとき値は、トランジスタＱ１を設けない場合の値よりも低いものとなる。つまり、高周波の突入電流を低減することができる。

次に、インバータ２の電解コンデンサ２Ａに低周波の突入電流が流れようとする。当初サイリスタＳ３はカットオフされており、これにより、突入電流が低減される。

突入電流は低減されてはいるものの、電流が抵抗Ｒ２１を通ることにより、ツェナダイオードＺＤ１を介して、コンデンサＣ１２への充電が始まる。

この充電継続により、サイリスタＳ３のゲート電流がしきい値を超えると、サイリスタＳ３がオンして電流が流れはじめる。しかし、その時点では電解コンデンサ２Ａが少なからず充電されているので、その後、電解コンデンサ２Ａへの電流（低周波の突入電流）が最大となったときの値は、サイリスタＳ３を設けないときの値よりも低いものとなる。つまり、低周波の突入電流を低減することができる。

さて、交流電源１のスイッチＳＷ２側の極の電圧の方が高い場合に両切りスイッチがオンになると、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ高周波の突入電流が流れようとする。このとき、まず、交流電源１からダイオードＤ２および抵抗Ｒ１１を介してコンデンサＣ１１の充電が始まる。

充電開始当初は、コンデンサＣ１１の両端の電位差が小さく、トランジスタＱ２のゲート電圧も低いので、トランジスタＱ２はカットオフされている。

そして、充電継続により、トランジスタＱ２のゲート電圧が高くなり、トランジスタＱ２に電流が流れ始める。しかし、その時点では、ノイズフィルタＮＦのコンデンサＣは少なからず充電されているので、その後、トランジスタＱ２を介してノイズフィルタＮＦのコンデンサＣへ流れる電流（高周波の突入電流）が最大となったときの値は、トランジスタＱ２を設けない場合の値よりも低いものとなる。

次に、インバータ２の電解コンデンサ２Ａに低周波の突入電流が流れようとする。なお、この突入電流を低減するときの動作は、交流電源１のスイッチＳＷ１側の極の電圧の方が高い場合と同様であるので、説明を省略する。

さて、最大値が低いながらもその電流により電解コンデンサ２Ａが充電され、これにより、電圧変換回路２Ｂの入力節点間に電圧が印加されると、電圧変換回路２Ｂはその電圧を昇圧または降圧し、その電圧を駆動部３に印加することで駆動部３を駆動する。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、高周波の突入電流が流れようとするノイズフィルタＮＦ（回路）が接続された交流回路に挿入されたダイオードブリッジＤＢ２の後段以降に低周波の突入電流が流れようとするインバータ２（負荷回路）が接続されており、交流回路に高周波突入電流低減回路（トランジスタＱ１、Ｑ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、コンデンサＣ１、Ｃ１１、ダイオードＤ１およびＤ２からなる回路）と、ダイオードブリッジＤＢ２からの電流が流れる回路に挿入された低周波突入電流低減回路（サイリスタＳ３、コンデンサＣ２１、ツェナダイオードＺＤ１および抵抗Ｒ２２からなる回路）とを挿入したことで、高周波および低周波の突入電流の両方を低減することができる。

なお、これらの実施の形態では、交流電源１のスイッチＳＷ１側の極の電圧の方が高い位相の期間では、ダイオードＤ２により逆電流を阻止することで、トランジスタＱ２を保護することができる。また、かかる期間では、トランジスタＱ１のドレイン−ソース間電圧を十分小さくするのが好ましい。具体的には、ゲート電圧が十分高くなるように抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値を設定し、逆位相の期間では、コンデンサＣ１が放電しないように該コンデンサＣ１の静電容量と抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値とを設定すればよい。

同様に、交流電源１のスイッチＳＷ２側の極の電圧の方が高い位相の期間では、ダイオードＤ１により逆電流を阻止することで、トランジスタＱ１を保護することができる。また、かかる期間では、トランジスタＱ２のドレイン−ソース間電圧を十分小さくするのが好ましい。具体的には、ゲート電圧が十分高くなるように抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の抵抗値を設定し、逆位相の期間では、コンデンサＣ１１が放電しないように該コンデンサＣ１１の静電容量と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の抵抗値とを設定すればよい。

なお、これらの実施の形態の電気機器は、駆動部３に代わる光源を備えてなるものであってもよい。この電気機器では、電圧変換回路２Ｂの入力節点間に電圧が印加されると、電圧変換回路２Ｂはその電圧を昇圧または降圧し、その電圧を光源に印加することで、例えばＬＥＤや蛍光管を点灯させる。これ以外の動作は同様である。よって、光源を備えた電気機器への高周波および低周波の突入電流の両方を低減することができる。

また、複数台の電気機器を同じスイッチで交流電源に接続する場合には、極めて大きな突入電流が発生していたが、それぞれの電気機器に本発明を適用することで、この突入電流を極めて低くすることができる。

また、ノイズフィルタＮＦを備えることで、動作中の電磁妨害を防ぐことができるので、電源投入時と動作中の両方において電磁妨害の少ない状態を維持することができる。

なお、これらの実施の形態では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いたが、ＮＰＮバイポーラトランジスタを用いてもよい。また、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴやＰＮＰバイポーラトランジスタを用いてもよい。

また、これらの実施の形態では、両切りスイッチを用いたが、片切りスイッチを用いてもよい。

第１の実施の形態に係る突入電流低減回路を用いた電気機器の回路図である。 第２の実施の形態に係る突入電流低減回路を用いた電気機器の回路図である。 インバータなどへの突入電流の波形を示す図である。

符号の説明

１…交流電源
２…インバータ
２Ａ…電解コンデンサ
２Ｂ…電圧変換回路
３…駆動部
Ｃ、Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１…コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２…ダイオード
ＤＢ１、ＤＢ２…ダイオードブリッジ
Ｌ…インダクタンス
ＮＦ…ノイズフィルタ
Ｑ１、Ｑ２…トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ４２、Ｒ４３…抵抗
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…サイリスタ

Claims (4)

1. 突入電流が流れようとする負荷回路が接続された交流回路に挿入された第１の突入電流低減回路および第２の突入電流低減回路を備え、
   前記第１の突入電流低減回路は、
   前記交流回路に挿入された半導体素子と、該半導体素子のバイアス制御点に接続されるとともに前記突入電流により充電されて当該バイアス制御点の電圧であるバイアス電圧を上昇させるコンデンサと、該コンデンサに並列接続された抵抗とを備える回路と、
   当該半導体素子への逆電流の防止のために当該回路に直列接続されたダイオードと、
   を備える回路を２回路備え、
   該２回路を並列にかつ一方の当該回路の半導体素子の順電流の向きと他方の当該回路の半導体素子の順電流の向きとが互いに逆向きになるように接続したものであり、
   前記第２の突入電流低減回路は、
   前記第１の突入電流低減回路による前記突入電流の低減後に流れる突入電流を低減させるものであり、前記交流回路に挿入された抵抗と該抵抗による突入電流の低減後に当該抵抗をバイパスするための半導体を含む回路を２回路備え、該２回路を並列にかつ一方の当該回路の半導体素子の順電流の向きと他方の当該回路の半導体素子の順電流の向きとが互いに逆向きになるように接続したものである
   ことを特徴とする突入電流低減回路。
2. 請求項１記載の突入電流低減回路と、
   前記負荷回路であるインバータと
   を備えたことを特徴とする電気機器。
3. 前記インバータから電力を供給される駆動部を備えたことを特徴とする請求項２記載の電気機器。
4. 前記インバータから電力を供給される光源を備えたことを特徴とする請求項２記載の電気機器。

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