JP6898259B2 - Power supply for electromagnet - Google Patents

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Description

本発明は、電磁石用電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for an electromagnet.

電磁石用電源装置としては、例えば、特許文献１に記載のものや、図３に示す電磁石用電源装置１０’が知られている。電磁石用電源装置１０’は、メインリレー１１と、プリチャージリレー１２と、抵抗器１３と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１４と、スイッチ回路１５と、電流検出部１６と、制御回路１７’と、を備える。制御回路１７’は、第１制御回路１８と、第２制御回路１９と、を備える。 As the electromagnet power supply device, for example, the one described in Patent Document 1 and the electromagnet power supply device 10'shown in FIG. 3 are known. The power supply device 10'for the electromagnet includes a main relay 11, a precharge relay 12, a resistor 13, an AC / DC conversion circuit 14, a switch circuit 15, a current detection unit 16, and a control circuit 17'. Be prepared. The control circuit 17'includes a first control circuit 18 and a second control circuit 19.

第１制御回路１８は、電流検出部１６で検出した電流値に基づいてフィードバック制御を行い、スイッチ回路１５の出力電流値を所定の目標値に収束させるためのＰＷＭ信号を生成する。また、第１制御回路１８は、メインリレー１１をオン状態にする第１オン信号と、プリチャージリレー１２をオン状態にする第２オン信号と、スイッチ回路１５を構成するスイッチ手段（例えば、ＦＥＴ）１５ａ〜１５ｄのスイッチングをブロック（禁止）するブロック信号と、を出力する。 The first control circuit 18 performs feedback control based on the current value detected by the current detection unit 16, and generates a PWM signal for converging the output current value of the switch circuit 15 to a predetermined target value. Further, the first control circuit 18 includes a first on signal that turns on the main relay 11, a second on signal that turns on the precharge relay 12, and a switch means (for example, FET) that constitutes the switch circuit 15. ) Outputs a block signal that blocks (prohibits) switching between 15a and 15d.

第２制御回路１９は、ブロック信号がハイレベルのときは、ＰＷＭ信号の入力の有無に関わらず、スイッチ手段１５ａ〜１５ｄのスイッチングを行わない。一方、ブロック信号がローレベルのとき（ブロックが解除されているとき）は、ＰＷＭ信号に応じてスイッチ手段１５ａ〜１５ｄをスイッチングさせる。 When the block signal is at a high level, the second control circuit 19 does not switch the switching means 15a to 15d regardless of whether or not a PWM signal is input. On the other hand, when the block signal is at a low level (when the block is released), the switching means 15a to 15d are switched according to the PWM signal.

特開２０１６−１８９７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-18973

ところで、上記従来の電磁石用電源装置１０’は、通電を開始する際、図４に示す制御シーケンスに従って動作する。すなわち、外部から第１制御回路１８に通電開始指令が入力されると（時刻ｔ０）、第１制御回路１８は、第２オン信号をハイレベルにしてプリチャージリレー１２をオン状態にし（時刻ｔ１’）、第１オン信号をハイレベルにしてメインリレー１１をオン状態にし（時刻ｔ２’）、最後にブロック信号をローレベルにしてスイッチ手段１５ａ〜１５ｄのブロックを解除する（時刻ｔ３’）。 By the way, the conventional power supply device for an electromagnet 10'operates according to the control sequence shown in FIG. 4 when starting energization. That is, when an energization start command is input to the first control circuit 18 from the outside (time t 0 ), the first control circuit 18 sets the second on signal to a high level and turns on the precharge relay 12 (time). t 1 '), the first on signal is set to a high level, the main relay 11 is turned on (time t 2 '), and finally the block signal is set to a low level to unblock the switch means 15a to 15d (time t 2'). 3 ').

時刻ｔ３’においては、メインリレー１１およびプリチャージリレー１２がオンしているので、スイッチ回路１５の入力側に一定の電圧が発生し、スイッチ回路１５は出力可能な状態になっている。このため、第１制御回路１８は、ブロック信号をローレベルにした後、スイッチ回路１５の出力電流値が実質的にゼロになるようにフィードバック制御を行う。 At time t 3 ', since the main relay 11 and the precharge relay 12 are on, a constant voltage is generated on the input side of the switch circuit 15, and the switch circuit 15 is in a state where it can be output. Therefore, the first control circuit 18 performs feedback control so that the output current value of the switch circuit 15 becomes substantially zero after lowering the block signal to a low level.

しかしながら、第１制御回路１８では、ブロック信号をローレベルにした直後（時刻ｔ３’の直後）の数秒間（例えば、１秒間）は、フィードバック制御が安定しないため、スイッチ回路１５の出力電流値をゼロに収束させるためのＰＷＭ信号が生成されず、不安定なＰＷＭ信号が生成される。第２制御回路１９が不安定なＰＷＭ信号に応じてスイッチ手段１５ａ〜１５ｄをスイッチングさせると、スイッチング時に発生した電流が突入電流として出力されてしまう可能性がある。 However, the first control circuit 18, a few seconds immediately after the block signal to a low level (immediately after time t 3 ') (e.g., 1 second), since the feedback control is not stable, the output current value of the switching circuit 15 The PWM signal for converging to zero is not generated, and an unstable PWM signal is generated. When the second control circuit 19 switches the switching means 15a to 15d in response to the unstable PWM signal, the current generated during the switching may be output as an inrush current.

電磁石３０に微小でも突入電流が流れてしまうと、電磁石３０または電磁石３０に接続された装置（例えば、電磁石３０に接続された電源）に高電圧が発生し、装置が破壊されてしまう可能性がある。 If an inrush current flows through the electromagnet 30 even if it is very small, a high voltage may be generated in the electromagnet 30 or a device connected to the electromagnet 30 (for example, a power supply connected to the electromagnet 30), and the device may be destroyed. is there.

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、通電開始時に発生する突入電流を抑制することが可能な電磁石用電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device for an electromagnet capable of suppressing an inrush current generated at the start of energization.

上記課題を解決するために、本発明に係る電磁石用電源装置は、
交流電源から供給された交流電流を直流に変換して電磁石に供給する電磁石用電源装置であって、
ＡＣ側が前記交流電源に接続されるＡＣ／ＤＣ変換回路と、
前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣ変換回路との間に介装され、開状態のときに前記交流電流を遮断する一方、閉状態のときに前記交流電流を通過させる開閉回路と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路のＤＣ側に接続されたスイッチ手段を有し、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から出力された直流電流を前記スイッチ手段でスイッチングして前記電磁石に供給するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の出力電流値に基づくフィードバック制御を行い、前記スイッチ手段のＰＷＭ信号を生成する第１制御回路と、
前記開閉回路を前記閉状態にする第１制御信号と、第１レベルのときに前記スイッチ手段のスイッチングを禁止する一方、第２レベルのときに前記スイッチ手段のスイッチングを許可する第２制御信号と、を出力する第２制御回路と、
前記第２レベルの前記第２制御信号が入力され、かつ前記ＰＷＭ信号が入力された状態で、前記ＰＷＭ信号に応じて前記スイッチ手段をスイッチングさせる第３制御回路と、
を備え、
前記第１制御回路は、前記第２制御信号が前記第１レベルから前記第２レベルに切り替わった以降に、前記フィードバック制御を開始し、
前記第２制御回路は、前記フィードバック制御が実質的に安定した後に、前記第１制御信号を出力して前記開閉回路を前記閉状態にすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the power supply device for an electromagnet according to the present invention is
An electromagnet power supply that converts alternating current supplied from an alternating current power supply into direct current and supplies it to the electromagnet.
An AC / DC conversion circuit whose AC side is connected to the AC power supply,
An switching circuit that is interposed between the AC power supply and the AC / DC conversion circuit and cuts off the AC current when it is open, while passing the AC current when it is closed.
A switch circuit having a switch means connected to the DC side of the AC / DC conversion circuit, switching a direct current output from the AC / DC conversion circuit by the switch means, and supplying the electromagnet to the electromagnet.
A first control circuit that performs feedback control based on the output current value of the switch circuit and generates a PWM signal of the switch means.
A first control signal that closes the switching circuit and a second control signal that prohibits switching of the switch means at the first level while allowing switching of the switch means at the second level. The second control circuit that outputs, and
A third control circuit that switches the switch means in response to the PWM signal in a state where the second control signal of the second level is input and the PWM signal is input.
With
The first control circuit starts the feedback control after the second control signal is switched from the first level to the second level.
The second control circuit is characterized in that after the feedback control is substantially stabilized, the first control signal is output to bring the opening / closing circuit into the closed state.

この構成によれば、スイッチ手段のスイッチングが許可された時点（第２制御信号が第２レベルになった時点）では、開閉回路が開状態であり、スイッチ回路の入力側に電圧が発生していないため、突入電流は出力されない。また、開閉回路が閉状態に切り替わった時点では、フィードバック制御が実質的に安定した状態になっているため、スイッチ回路の入力側の電圧が上昇しても、突入電流は出力されない。なお、フィードバック制御が実質的に安定した状態になるとは、例えば、第１制御回路で目標値に対応したＰＷＭ信号が生成される状態をいう。 According to this configuration, when the switching of the switch means is permitted (when the second control signal reaches the second level), the switching circuit is in the open state and a voltage is generated on the input side of the switch circuit. Since there is no inrush current, no inrush current is output. Further, when the switch circuit is switched to the closed state, the feedback control is in a substantially stable state, so that the inrush current is not output even if the voltage on the input side of the switch circuit rises. The state in which the feedback control becomes substantially stable means, for example, a state in which the first control circuit generates a PWM signal corresponding to the target value.

上記電磁石用電源装置において、
前記第１制御回路は、少なくとも前記フィードバック制御を開始してから前記開閉回路が前記閉状態になるまでの間、前記出力電流値の目標値が、前記電磁石への突入電流が実質的にゼロになるような値に設定されることが好ましい。 In the above power supply device for electromagnets
In the first control circuit, at least from the start of the feedback control until the opening / closing circuit is closed, the target value of the output current value is such that the inrush current to the electromagnet is substantially zero. It is preferable to set the value so as to be.

上記電磁石用電源装置において、
前記開閉回路は、
第１リレーと、前記第１リレーに並列接続された、第２リレーおよび抵抗器からなる直列回路と、を含み、
前記第１リレーおよび前記第２リレーの双方がオフ状態のときに前記開状態になる一方、前記第１リレーまたは前記第２リレーの少なくとも一方がオン状態のときに前記閉状態になり、
前記第１制御信号は、前記第１リレーをオン状態にする第１オン信号と、前記第２リレーをオン状態にする第２オン信号と、を含み、
前記第２制御回路は、前記フィードバック制御が実質的に安定した後に、前記第２オン信号、前記第１オン信号の順に出力して前記開閉回路を前記閉状態にするように構成することができる。 In the above power supply device for electromagnets
The opening / closing circuit
A first relay and a series circuit including a second relay and a resistor connected in parallel to the first relay are included.
When both the first relay and the second relay are in the off state, the open state is set, while when at least one of the first relay or the second relay is in the on state, the closed state is set.
The first control signal includes a first on signal that turns on the first relay and a second on signal that turns on the second relay.
The second control circuit can be configured to output the second on signal and the first on signal in this order to bring the open / close circuit into the closed state after the feedback control is substantially stabilized. ..

本発明によれば、通電開始時に発生する突入電流を抑制することが可能な電磁石用電源装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power supply device for an electromagnet capable of suppressing an inrush current generated at the start of energization.

本発明の一実施形態に係る電磁石用電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power supply device for an electromagnet which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の通電開始時における制御シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the control sequence at the time of starting the energization of this invention. 従来の電磁石用電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional power supply device for electromagnets. 従来の通電開始時における制御シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the control sequence at the time of the conventional energization start.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る電磁石用電源装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the electromagnet power supply device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１に、本発明の一実施形態に係る電磁石用電源装置１０を示す。電磁石用電源装置１０は、交流電源２０（例えば、ＡＣ２００Ｖの交流電源）から供給された交流電流を直流に変換して電磁石３０に供給する。電磁石用電源装置１０は、メインリレー１１と、プリチャージリレー１２と、抵抗器１３と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１４と、スイッチ回路１５と、電流検出部１６と、制御回路１７と、を備える。 FIG. 1 shows a power supply device 10 for an electromagnet according to an embodiment of the present invention. The electromagnet power supply device 10 converts the alternating current supplied from the alternating current power supply 20 (for example, an AC power supply of AC200V) into direct current and supplies the alternating current to the electromagnet 30. The electromagnet power supply device 10 includes a main relay 11, a precharge relay 12, a resistor 13, an AC / DC conversion circuit 14, a switch circuit 15, a current detection unit 16, and a control circuit 17.

メインリレー１１と、プリチャージリレー１２と、抵抗器１３は、本発明の「開閉回路」に相当する。メインリレー１１は、本発明の「第１リレー」に相当し、交流電源２０とＡＣ／ＤＣ変換回路１４との間に介装されている。プリチャージリレー１２は、本発明の「第２リレー」に相当し、抵抗器１３と直列に接続されている。プリチャージリレー１２および抵抗器１３の直列回路は、メインリレー１１に並列に接続されている。 The main relay 11, the precharge relay 12, and the resistor 13 correspond to the "open / close circuit" of the present invention. The main relay 11 corresponds to the "first relay" of the present invention, and is interposed between the AC power supply 20 and the AC / DC conversion circuit 14. The precharge relay 12 corresponds to the "second relay" of the present invention and is connected in series with the resistor 13. The series circuit of the precharge relay 12 and the resistor 13 is connected in parallel to the main relay 11.

メインリレー１１およびプリチャージリレー１２は、双方がオフ状態のときに交流電流を遮断する一方、少なくとも一方がオン状態のときに交流電流を通過させる。前者が「開閉回路の開状態」に相当し、後者が「開閉回路の閉状態」に相当する。 The main relay 11 and the precharge relay 12 cut off the alternating current when both are in the off state, while passing the alternating current when at least one is in the on state. The former corresponds to the "open state of the open / close circuit", and the latter corresponds to the "closed state of the open / close circuit".

ＡＣ／ＤＣ変換回路１４は、ＡＣ側がメインリレー１１やプリチャージリレー１２を介して交流電源２０に接続され、ＤＣ側がスイッチ回路１５に接続される。ＡＣ／ＤＣ変換回路１４は、ＡＣ側に入力された交流電流を直流電流に変換して、ＤＣ側から出力する。 In the AC / DC conversion circuit 14, the AC side is connected to the AC power supply 20 via the main relay 11 and the precharge relay 12, and the DC side is connected to the switch circuit 15. The AC / DC conversion circuit 14 converts the alternating current input to the AC side into a direct current and outputs it from the DC side.

スイッチ回路１５は、ブリッジ接続された４つのスイッチ手段１５ａ〜１５ｄを有する。スイッチ手段１５ａ〜１５ｄは、例えばＦＥＴからなり、制御回路１７の制御下で、スイッチング動作を行う。スイッチ回路１５は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１４のＤＣ側から出力された直流電流を、スイッチ手段１５ａ〜１５ｄでスイッチングして電磁石３０に供給する。 The switch circuit 15 has four bridge-connected switching means 15a to 15d. The switching means 15a to 15d are made of, for example, FETs, and perform a switching operation under the control of the control circuit 17. The switch circuit 15 switches the direct current output from the DC side of the AC / DC conversion circuit 14 by the switch means 15a to 15d and supplies the direct current to the electromagnet 30.

電流検出部１６は、例えばカレントトランスからなり、スイッチ回路１５から電磁石３０に供給にされる直流電流、すなわちスイッチ回路１５の出力電流値を検出する。電流検出部１６は、検出した電流値を制御回路１７に出力する。 The current detection unit 16 is composed of, for example, a current transformer, and detects a direct current supplied from the switch circuit 15 to the electromagnet 30, that is, an output current value of the switch circuit 15. The current detection unit 16 outputs the detected current value to the control circuit 17.

制御回路１７は、例えばマイコンで構成され、アナログ回路１７ａと、デジタル回路１７ｂと、ドライブ回路１７ｃと、を備える。アナログ回路１７ａは、本発明の「第１制御回路」に相当し、デジタル回路１７ｂは本発明の「第２制御回路」に相当し、ドライブ回路１７ｃは本発明の「第３制御回路」に相当する。 The control circuit 17 is composed of, for example, a microcomputer, and includes an analog circuit 17a, a digital circuit 17b, and a drive circuit 17c. The analog circuit 17a corresponds to the "first control circuit" of the present invention, the digital circuit 17b corresponds to the "second control circuit" of the present invention, and the drive circuit 17c corresponds to the "third control circuit" of the present invention. To do.

アナログ回路１７ａは、電流検出部１６で検出されたスイッチ回路１５の出力電流値に基づいてフィードバック制御を行い、出力電流値を所定の目標電流値に収束させるためのＰＷＭ信号を生成する。 The analog circuit 17a performs feedback control based on the output current value of the switch circuit 15 detected by the current detection unit 16, and generates a PWM signal for converging the output current value to a predetermined target current value.

具体的には、アナログ回路１７ａは、電流検出部１６で検出された出力電流値を電圧値に変換した電圧信号を出力する電圧信号出力部と、外部から入力された目標電流値をアナログ変換（例えば、電圧値に変換）したアナログ信号を出力するＤＡコンバータ部と、上記電圧信号と上記アナログ信号との差分信号を出力する差分信号出力部と、上記差分信号と三角波信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備える。アナログ回路１７ａは、生成したＰＷＭ信号をドライブ回路１７ｃに出力する。 Specifically, the analog circuit 17a has a voltage signal output unit that outputs a voltage signal obtained by converting the output current value detected by the current detection unit 16 into a voltage value, and an analog conversion (analog conversion) of a target current value input from the outside. For example, a DA converter unit that outputs an analog signal (converted to a voltage value), a difference signal output unit that outputs a difference signal between the voltage signal and the analog signal, and a PWM comparing the difference signal and the triangular wave signal. It includes a PWM signal generation unit that generates a signal. The analog circuit 17a outputs the generated PWM signal to the drive circuit 17c.

デジタル回路１７ｂは、メインリレー１１に対して第１オン信号を出力し、プリチャージリレー１２に対して第２オン信号を出力し、ドライブ回路１７ｃに対してブロック信号を出力する。第１オン信号および第２オン信号は本発明の「第１制御信号」に相当し、ブロック信号は本発明の「第２制御信号」に相当する。 The digital circuit 17b outputs a first on signal to the main relay 11, outputs a second on signal to the precharge relay 12, and outputs a block signal to the drive circuit 17c. The first on signal and the second on signal correspond to the "first control signal" of the present invention, and the block signal corresponds to the "second control signal" of the present invention.

第１オン信号がハイレベルのときにメインリレー１１がオン状態になる一方、第１オン信号がローレベルのときにメインリレー１１がオフ状態になる。第２オン信号がハイレベルのときにプリチャージリレー１２がオン状態になる一方、第２オン信号がローレベルのときにプリチャージリレー１２がオフ状態になる。また、ブロック信号がハイレベル（本発明の「第１レベル」に相当）のときにスイッチ手段１５ａ〜１５ｄのスイッチングが禁止される一方、ブロック信号がローレベル（本発明の「第２レベル」に相当）のときにスイッチ手段１５ａ〜１５ｄのスイッチングが許可される。 The main relay 11 is turned on when the first on signal is at a high level, while the main relay 11 is turned off when the first on signal is at a low level. The precharge relay 12 is turned on when the second on signal is at a high level, while the precharge relay 12 is turned off when the second on signal is at a low level. Further, when the block signal is at a high level (corresponding to the "first level" of the present invention), switching of the switching means 15a to 15d is prohibited, while the block signal is at a low level (corresponding to the "second level" of the present invention). At the time of (corresponding to), switching of the switching means 15a to 15d is permitted.

各種信号のハイレベルとローレベルを切り替えるタイミングは、デジタル回路１７ｂにおいて予め設定されている。また、スイッチ手段１５ａ〜１５ｄがＦＥＴの場合、ブロック信号をハイレベルからローレベルに切り替えることは、ＦＥＴのゲートブロックを解除することに相当する。 The timing for switching between the high level and the low level of various signals is preset in the digital circuit 17b. Further, when the switching means 15a to 15d are FETs, switching the block signal from the high level to the low level corresponds to releasing the gate block of the FETs.

ドライブ回路１７ｃは、ＰＷＭ信号およびブロック信号に応じて、スイッチ手段１５ａ〜１５ｄをスイッチングさせる。具体的には、ドライブ回路１７ｃは、ローレベルのブロック信号が入力された（ゲートブロックが解除された）状態でＰＷＭ信号が入力された場合、上記ＰＷＭ信号に応じたデューティおよび周波数でスイッチ手段１５ａ〜１５ｄをスイッチングさせる。また、ドライブ回路１７ｃは、ハイレベルのブロック信号が入力された（ゲートブロックが解除されていない）場合、ＰＷＭ信号の入力の有無にかかわらず、スイッチ手段１５ａ〜１５ｄをスイッチングさせない。 The drive circuit 17c switches the switching means 15a to 15d according to the PWM signal and the block signal. Specifically, in the drive circuit 17c, when the PWM signal is input while the low level block signal is input (the gate block is released), the switch means 15a has a duty and frequency corresponding to the PWM signal. ~ 15d is switched. Further, when a high-level block signal is input (the gate block is not released), the drive circuit 17c does not switch the switching means 15a to 15d regardless of whether or not the PWM signal is input.

図２に、通電開始時における制御回路１７の制御シーケンスを示す。時刻ｔ０において、外部からアナログ回路１７ａおよびデジタル回路１７ｂに通電開始指令が入力されると、時刻ｔ１において、デジタル回路１７ｂはブロック信号をローレベルにした後（ゲートブロックを解除した後）、アナログ回路１７ａはフィードバック制御を開始する。なお、ブロック信号をローレベルにするタイミングとフィードバック制御を開始するタイミングは同時でもよい。 FIG. 2 shows a control sequence of the control circuit 17 at the start of energization. At time t 0 , when an energization start command is input to the analog circuit 17a and the digital circuit 17b from the outside, at time t 1 , the digital circuit 17b lowers the block signal to a low level (after releasing the gate block). The analog circuit 17a starts feedback control. The timing of lowering the block signal and the timing of starting the feedback control may be the same.

アナログ回路１７ａは、スイッチ回路１５の出力電流値が目標電流値（本実施形態では、０Ａ）に収束するように、フィードバック制御を開始する。時刻ｔ１の時点では、メインリレー１１およびプリチャージリレー１２がオフ状態であるため、スイッチ回路１５の入力側には電圧が発生していない。このため、アナログ回路１７ａにおいてフィードバック制御が安定した状態になっていなくても、言い換えれば、スイッチ回路１５の出力電流値を実質的に０ＡにするＰＷＭ信号が生成されていなくても、スイッチ回路１５から突入電流は出力されない。 The analog circuit 17a starts feedback control so that the output current value of the switch circuit 15 converges to the target current value (0A in this embodiment). At time t 1, since the main relay 11 and precharge relay 12 is in the off state, the input side of the switch circuit 15 is not a voltage is generated. Therefore, even if the feedback control is not in a stable state in the analog circuit 17a, in other words, even if the PWM signal that makes the output current value of the switch circuit 15 substantially 0A is not generated, the switch circuit 15 No inrush current is output from.

時刻ｔ２において、デジタル回路１７ｂは、第２オン信号をハイレベルにしてプリチャージリレー１２をオン状態にする。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、フィードバック制御が実質的に安定するまでの時間、言い換えれば、スイッチ回路１５の出力電流値を実質的に０ＡにするＰＷＭ信号が生成されるまでの時間よりも長い時間である。時刻ｔ２においてプリチャージリレー１２がオン状態になると、スイッチ回路１５の入力側の電圧が０Ｖから徐々に上昇してスイッチ回路１５は出力可能な状態になるが、フィードバック制御が安定していれば（スイッチ回路１５の出力電流値を実質的に０ＡにするＰＷＭ信号が生成されていれば）、スイッチ回路１５から突入電流は出力されない。 In time t 2, the digital circuit 17b is in the ON state precharge relay 12 to the second on-signal to the high level. Here, the time from time t 1 to time t 2 is the time until the feedback control is substantially stabilized, in other words, a PWM signal is generated that makes the output current value of the switch circuit 15 substantially 0A. It is a longer time than the time until. When the precharge relay 12 is turned on at time t 2, the switch circuit 15 gradually rises from the voltage of the input side 0V switching circuit 15 becomes a state capable of outputting, if the feedback control is long stable (If a PWM signal is generated that makes the output current value of the switch circuit 15 substantially 0A), the inrush current is not output from the switch circuit 15.

時刻ｔ３において、デジタル回路１７ｂは、第１オン信号をハイレベルにしてメインリレー１１をオン状態にする。時刻ｔ３においても、アナログ回路１７ａのフィードバック制御は安定し、スイッチ回路１５の出力電流値は０Ａに制御されているので、スイッチ回路１５から突入電流は出力されない。 At time t 3, the digital circuit 17b is in the ON state of the main relay 11 and the first on-signal to the high level. Also at time t 3, the feedback control of the analog circuit 17a is stable, the output current value of the switching circuit 15 is controlled to 0A, the inrush current from the switch circuit 15 is not output.

上記の通り、本実施形態に係る電磁石用電源装置１０によれば、ブロック信号をローレベルにして（ゲートブロックを解除して）、フィードバック制御が実質的に安定した後に、プリチャージリレー１２、メインリレー１１をオン状態にするので、通電開始時に発生する突入電流を抑制することができる。 As described above, according to the electromagnet power supply device 10 according to the present embodiment, after the block signal is set to a low level (the gate block is released) and the feedback control is substantially stabilized, the precharge relay 12 and the main Since the relay 11 is turned on, the inrush current generated at the start of energization can be suppressed.

以上、本発明に係る電磁石用電源装置の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。 Although the embodiment of the power supply device for an electromagnet according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.

本発明の開閉回路は、１つの開閉手段（例えば、リレー）で構成されていてもよいし、３つ以上の開閉手段（例えば、リレー）で構成されていてもよい。 The opening / closing circuit of the present invention may be composed of one opening / closing means (for example, a relay) or may be composed of three or more opening / closing means (for example, a relay).

本発明のスイッチ回路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１４のＤＣ側に接続された少なくとも１つのスイッチ手段を有し、ＡＣ／ＤＣ変換回路１４から出力された直流電流を上記スイッチ手段でスイッチングして電磁石３０に供給するのであれば、適宜構成を変更できる。また、スイッチ手段は、ＦＥＴ以外のものを用いてもよい。 The switch circuit of the present invention has at least one switch means connected to the DC side of the AC / DC conversion circuit 14, and the direct current output from the AC / DC conversion circuit 14 is switched by the switch means to obtain an electromagnet. If it is supplied to 30, the configuration can be changed as appropriate. Moreover, you may use the switch means other than FET.

本発明の第１制御回路（上記実施形態では、アナログ回路１７ａ）は、第２制御信号がスイッチ手段のスイッチングを禁止する第１レベルからスイッチ手段のスイッチングを許可する第２レベルに切り替わった以降に、フィードバック制御を開始し、スイッチ手段のＰＷＭ信号を生成するのであれば、適宜構成を変更できる。 The first control circuit of the present invention (analog circuit 17a in the above embodiment) is after the second control signal is switched from the first level that prohibits switching of the switch means to the second level that allows switching of the switch means. , If the feedback control is started and the PWM signal of the switch means is generated, the configuration can be changed as appropriate.

本発明の第１制御回路では、フィードバック制御を開始してから開閉回路が閉状態になるまでの間における出力電流の目標値が、電磁石３０への突入電流が実質的にゼロになるような値に設定されることが好ましい。ここで、実質的にゼロになるような値とは、電磁石３０への突入電流が問題にならない（電磁石３０または電磁石３０に接続された装置が破壊されてしまう可能性が極めて低い）値であり、例えば、１ｍＡ以下の値である。 In the first control circuit of the present invention, the target value of the output current from the start of the feedback control to the closing state of the switching circuit is a value such that the inrush current to the electromagnet 30 becomes substantially zero. It is preferable to set to. Here, the value that becomes substantially zero is a value at which the inrush current to the electromagnet 30 does not matter (the possibility that the electromagnet 30 or the device connected to the electromagnet 30 is destroyed is extremely low). For example, it is a value of 1 mA or less.

本発明の第２制御回路（上記実施形態では、デジタル回路１７ｂ）は、スイッチ手段のスイッチングを許可する第２レベルの第２制御信号を出力し、フィードバック制御が実質的に安定した後に、開閉回路を閉状態にする第１制御信号を出力するのであれば、適宜構成を変更できる。 The second control circuit of the present invention (in the above embodiment, the digital circuit 17b) outputs a second level second control signal that allows switching of the switching means, and after the feedback control is substantially stabilized, the opening / closing circuit If the first control signal for closing is output, the configuration can be changed as appropriate.

本発明の第３制御回路（上記実施形態では、ドライブ回路１７ｃ）は、第２レベルの第２制御信号が入力された場合に、ＰＷＭ信号に応じてスイッチ手段をスイッチングさせるのであれば、適宜構成を変更できる。 The third control circuit (drive circuit 17c in the above embodiment) of the present invention is appropriately configured as long as the switch means is switched according to the PWM signal when the second level second control signal is input. Can be changed.

１０ 電磁石用電源装置
１１ メインリレー
１２ プリチャージリレー
１３ 抵抗器
１４ ＡＣ／ＤＣ変換回路
１５ スイッチ回路
１５ａ〜１５ｄ スイッチ手段
１６ 電流検出部
１７ 制御回路
１７ａ アナログ回路
１７ｂ デジタル回路
１７ｃ ドライブ回路
２０ 交流電源
３０ 電磁石 10 Power supply for electromagnet 11 Main relay 12 Precharge relay 13 Resistor 14 AC / DC conversion circuit 15 Switch circuit 15a to 15d Switch means 16 Current detector 17 Control circuit 17a Analog circuit 17b Digital circuit 17c Drive circuit 20 AC power supply 30 Electromagnet

Claims (3)

交流電源から供給された交流電流を直流に変換して電磁石に供給する電磁石用電源装置であって、
ＡＣ側が前記交流電源に接続されるＡＣ／ＤＣ変換回路と、
前記交流電源と前記ＡＣ／ＤＣ変換回路との間に介装され、開状態のときに前記交流電流を遮断する一方、閉状態のときに前記交流電流を通過させる開閉回路と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路のＤＣ側に接続されたスイッチ手段を有し、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から出力された直流電流を前記スイッチ手段でスイッチングして前記電磁石に供給するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の出力電流値に基づくフィードバック制御を行い、前記スイッチ手段のＰＷＭ信号を生成する第１制御回路と、
前記開閉回路を前記閉状態にする第１制御信号と、第１レベルのときに前記スイッチ手段のスイッチングを禁止する一方、第２レベルのときに前記スイッチ手段のスイッチングを許可する第２制御信号と、を出力する第２制御回路と、
前記第２レベルの前記第２制御信号が入力され、かつ前記ＰＷＭ信号が入力された状態で、前記ＰＷＭ信号に応じて前記スイッチ手段をスイッチングさせる第３制御回路と、
を備え、
前記第１制御回路は、前記第２制御信号が前記第１レベルから前記第２レベルに切り替わった以降に、前記フィードバック制御を開始し、
前記第２制御回路は、前記フィードバック制御が実質的に安定した後に、前記第１制御信号を出力して前記開閉回路を前記閉状態にする
ことを特徴とする電磁石用電源装置。 An electromagnet power supply that converts alternating current supplied from an alternating current power supply into direct current and supplies it to the electromagnet.
An AC / DC conversion circuit whose AC side is connected to the AC power supply,
An switching circuit that is interposed between the AC power supply and the AC / DC conversion circuit and cuts off the AC current when it is open, while passing the AC current when it is closed.
A switch circuit having a switch means connected to the DC side of the AC / DC conversion circuit, switching a direct current output from the AC / DC conversion circuit by the switch means, and supplying the direct current to the electromagnet.
A first control circuit that performs feedback control based on the output current value of the switch circuit and generates a PWM signal of the switch means.
A first control signal that closes the switching circuit and a second control signal that prohibits switching of the switch means at the first level while allowing switching of the switch means at the second level. The second control circuit that outputs, and
A third control circuit that switches the switch means in response to the PWM signal in a state where the second control signal of the second level is input and the PWM signal is input.
With
The first control circuit starts the feedback control after the second control signal is switched from the first level to the second level.
The second control circuit is a power supply device for an electromagnet, which outputs the first control signal to bring the opening / closing circuit into the closed state after the feedback control is substantially stabilized. 前記第１制御回路は、少なくとも前記フィードバック制御を開始してから前記開閉回路が前記閉状態になるまでの間、前記出力電流値の目標値が、前記電磁石への突入電流が実質的にゼロになるような値に設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁石用電源装置。 In the first control circuit, at least from the start of the feedback control until the opening / closing circuit is closed, the target value of the output current value is such that the inrush current to the electromagnet is substantially zero. The power supply device for an electromagnet according to claim 1, wherein the value is set to such a value. 前記開閉回路は、
第１リレーと、前記第１リレーに並列接続された、第２リレーおよび抵抗器からなる直列回路と、を含み、
前記第１リレーおよび前記第２リレーの双方がオフ状態のときに前記開状態になる一方、前記第１リレーまたは前記第２リレーの少なくとも一方がオン状態のときに前記閉状態になり、
前記第１制御信号は、前記第１リレーをオン状態にする第１オン信号と、前記第２リレーをオン状態にする第２オン信号と、を含み、
前記第２制御回路は、前記フィードバック制御が実質的に安定した後に、前記第２オン信号、前記第１オン信号の順に出力して前記開閉回路を前記閉状態にする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁石用電源装置。 The opening / closing circuit
A first relay and a series circuit including a second relay and a resistor connected in parallel to the first relay are included.
When both the first relay and the second relay are in the off state, the open state is set, while when at least one of the first relay or the second relay is in the on state, the closed state is set.
The first control signal includes a first on signal that turns on the first relay and a second on signal that turns on the second relay.
The second control circuit is characterized in that after the feedback control is substantially stabilized, the second on signal and the first on signal are output in this order to bring the open / close circuit into the closed state. The power supply device for an electromagnet according to 1 or 2.
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