JPH01270727A - 突入電流制限回路 - Google Patents

突入電流制限回路

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JPH01270727A
JPH01270727A JP9733288A JP9733288A JPH01270727A JP H01270727 A JPH01270727 A JP H01270727A JP 9733288 A JP9733288 A JP 9733288A JP 9733288 A JP9733288 A JP 9733288A JP H01270727 A JPH01270727 A JP H01270727A
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Koichi Okamura
幸一 岡村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は平滑コンデンサを有する直流回路の突入電流
制限回路に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の突入電流制限回路としては第6図の回路
図に例示するものが知られている。
第6図において、1は電圧Eを有する直流電源、2は限
流抵抗、3は平滑コンデンサ、4は負荷である。また限
流抵抗2に対する短絡制御回路は平滑コンデンサ3の端
子電圧■を分圧検出する電圧検出器5と、電圧設定器6
と、電圧比較器7と、接点10aを有する電磁接触器1
0のコイル励磁用の駆動回路9とから成る。S W a
は直流スイッチである。なおIは該スイッチ閉路時に直
流電源1から流入する直流電流であり、平滑コンデンサ
3の充電電流と負荷4への負荷電流とから成る。
いま直流スイッチS W aを閉路すれば前記コンデン
サ端子電圧■は限流抵抗2を含む回路時定数に従う前記
充電電流によって昇圧し、該電圧Vの電圧検出器5によ
る検出電圧が電圧設定器6により電磁接触器lOの最低
動作電圧以上に設定された設定電圧よりも大となると、
電圧比較器7の出力信号を受けて動作する駆動回路9に
より電磁接触器IOが励磁されその接点10aは閉路す
る。
この結果限流抵抗2は短絡され該抵抗2による前記電流
■に対する限流動作は解消する。この限流動作解消時点
において、前記電源電圧Eと電圧設定器6により指定さ
れた前記端子電圧■との比V/Eが適当な値に保たれて
いる限り限流抵抗2の短絡に伴なう前記電流Iの急増は
無く、図示直流回路の電源電圧印加時の突入電流制限動
作は円滑に定常状態に移行する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記従来方式による突入電流制限回路にお
いて、限流抵抗短絡による回路突入電流の限流動作解消
から過大な過渡電流の発生を避けながら定常状態に円滑
に移行するためには、前記限流抵抗短絡時点における回
路電源電圧Eと平滑コンデンサの端子電圧■との比V/
Eが適当値に保たれている必要がある。
しかし前記抵抗短絡時点における前記電圧■の指定は電
圧設定器により行なわれ固定的であり、更にまた前記電
圧Eは一般に変動する。従って前記電圧比V/Eは一般
に変動値となり、特に前記電圧Eが定格値より増大した
場合には前記抵抗短絡時点での過大過渡電流の発生は避
けられない。
この模様を第7図の突入電流動作波形図に例示する。第
7図において、図(イ)と(ロ)及び図(ハ)と(ニ)
とはそれぞれ対をなす。図(イ)において、前記電源電
圧をE、として時刻1において電源投入し、前記端子電
圧Vが■、となる時刻t!lにおいて前記限流抵抗の短
絡を行なえば、前記回路電流1は図(ロ)に示す如くな
る。すなわち時刻t1の電源投入時の突入電流はI、い
時刻t□の限流抵抗短絡時の過渡電流はI□となる。
なお前記電流Llは前記電源電圧E+を限流抵抗値Re
にて除した値E、/Rcとして略決定される0図(ハ)
は図(イ)に対応しEx >E+ であり前記電源電圧
Eが増大した場合を示すが、前記抵抗短絡時点の電圧は
vlとして同一である0図(ハ)に対応し前記電流Iは
図(ニ)の如くなり、Irg>Iron  Ipg> 
Iron  ttz< txtとなる・上記に鑑み本発
明は前記電源電圧Eの変動にかかわらず前記各電流I、
、IPの何れもを所定値以内となす突入電流制限回路の
提供を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の突入電流制限回路
においては、限流抵抗の短絡用素子として電圧制御信号
により主回路電流制御が可能な電力用MOS形電界効果
トランジスタを設けるものである。
すなわち平滑コンデンサを有する直流回路に直列に接続
されて電源電圧印加時の前記直流回路に対する突入電流
を制限する限流抵抗と該限流抵抗の短絡の時期と期間と
を制御する短絡制御回路とから成る突入電流制限回路に
おいて、前記限流抵抗に並列に接続され且つ前記平滑コ
ンデンサの端子電圧の大きさに関連して導通制御される
MOSO3形効果トランジスタと、該トランジスタの導
通時期を規定する前記平滑コンデンサの端子電圧を指定
する電圧設定器と、該コンデンサ端子電圧を検出する電
圧検出器と、該電圧検出器による検出電圧が前記電圧設
定器による設定電圧より大となった状態を検出する電圧
比較器と、該電圧比較器の出力信号により前記MOSO
3形効果トランジスタに対し適当な一定値直流電圧のゲ
ート信号を与える定電圧回路とを前記短絡制御回路に設
けたことを特徴とするものである。
〔作用〕
前記突入電流制限回路の動作において、限流抵抗短絡時
の過渡電流の最大値I、は電源電圧Eと前記限流抵抗の
短絡時点に対応する平滑コンデンサ端子電圧の指定値V
、との差電圧を前記直流回路の固有抵抗値Rpで除した
値(E−V、’)/R2となる。従ってもし前記電圧E
が上昇し前記電流■、が過大となれば前記直流回路の固
有抵抗に直列に適当な値の抵抗を加えて前記電流II、
の抑制が必要となる。この意味で前記限流抵抗をその抵
抗値Reと短絡による抵抗値雰との2値のみにて変更調
整する従来方式の電流制限能力には限界があった。
本発明は前記限流抵抗に並列に電力用MOS形電界効果
トランジスタを接続し、そのゲート電圧を適当値にて一
定制御してそのドレイン電流の定植制御を行ない、前記
トランジスタを等価的に即応性のある可調整抵抗として
作動させ、該トランジスタと前記限流抵抗との等価合成
抵抗値を0〜Re間にて連続的に変更可能となすことに
より前記電流制限動作の定常状態への円滑な移行を図る
ものである。
〔実施例〕
以下この発明の実施例を図面により説明する。
第1図と第4図とはそれぞれこの発明の実施例を示す突
入電流制限回路の回路図である。第2図はMOS形電界
効果トランジスタ(MOS−FET)のゲート電圧■o
s (Vgsi  : l ”’ 1 +  L ・・
n)をパラメータとするドレイン電流r4対ドレイン電
圧v4の特性図である。第3図と第5図とはそれぞれ第
1図と第4図とに対応する突入電流動作波形図である。
なお第1図と第4図とにおいては第6図に示す従来技術
の実施例の場合と同一機能の構成要素に対しては同一の
表示符号を附している。
第1図は第6図に示す回路図において駆動回路9と電磁
接触器10とその接点10aとを定電圧回路8と前記M
OS −F ETとにより置換したものであり、電圧検
出器5による平滑コンデンサ3の端子電圧Vの検出値が
電圧設定器6による設定値V、より大となったことを検
出する電圧比較器7の出力信号を受は定電圧回路8が前
記MOS−FETのゲートに対し適当にその値が選択さ
れた一定値の直流電圧を与えるものである。
この場合前記MOS−FFTは、そのドレイン電圧v4
に対応する前記電源電圧Eの増大にかかわらず、第2図
に示すそのId−V、特性に従い前記一定直流電圧のゲ
ート電圧v9.の指定するドレイン電流1.を出力する
。なお該ゲート電圧■9.はドレイン電流■4の上限所
要値に対応して適当に電圧選択されて第2図に示す如<
Vgsi(i=1.2.−n)となる。また前記MOS
−FETのドレイン電圧v4°とドレイン電流■4とに
より決まるその等価抵抗は限流抵抗2の抵抗値Reに比
し極めて小であり、従って直流電源1より流入する電流
Iは前記ゲート電圧Lsiにより決定されるドレイン電
流1aにより略決定され第2図の如(上限所要電流■、
となる。
上記の動作模様を前記コンデンサ端子電圧Vと前記回路
電流Iに関し第3図の(イ)と(ロ)とにそれぞれ示す
。図(イ)に示す如く前記電圧■は時刻1.における前
記電源電圧Eの投入と共に前記限流抵抗値Rcを含む回
路時定数にて昇圧し、時刻t2において前記設定電圧■
、に至り、以後前記電圧Eを最終値として前記抵抗値R
cを含まぬ回路時定数にて更に昇圧する。次に図(ロ)
において前記電流Iは時刻1.においてI、#E/Rc
の突入電流となり以後減衰し、時刻t2における前記M
OS −F ETの動作と共にそのゲート電圧V *s
iの指定するドレイン電流I、を略その最大値とする再
度の突入電流1pとなり該最大値を期間Tにわたり41
続し、以後減衰して最終的に定常負荷電流■1に至る。
なお前記期間Tは電圧差E−V、の増大と共に長くなる
次に第4図の回路図に示す実施例について説明する。第
4図において、1.は交流電源、11は整流回路、SW
、は交流スイッチ、RI−R3は抵抗、TRはトランジ
スタ、ZD、、ZDtは定電圧ダイオードであり、他は
第1図の場合と同様である。
第4図の回路動作を第1図の場合と比較すれば、電圧検
出器5による平滑コンデンサ3の端子電圧Vの検出電圧
は抵抗R3とRオとの直列接続の中間点電圧として得ら
れ、電圧設定器6による前記設定電圧■3の設定に対応
し、定電圧ダイオードZDIのツェナ電圧V□、の変成
電圧((RI+Rz )/R+ )V−a+が前記MO
S −F ETの動作設定電圧として与えられる。また
該設定電圧よりも前記検出電圧が大となればトランジス
タTRが導通し前記MOS −F ETのゲートには定
電圧回路8と同一作用をなす定電圧ダイオードZDzの
ツェナ電圧V□2が印加されそのドレイン電流■4の抑
制を行なう。
上記動作模様を示す第5図の(イ)と(ハ)とはそれぞ
れ第3図のくイ)と(ロ)とに対応し、第5図(ロ)は
前記ゲート周定電圧V□アの印加模様を示す。なお第5
図(ハ)の電流lの変化は前記交流電源1.の整流によ
り流入する脈動電流のピーク値包絡線により示されてい
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、平滑コンデンサを有する直流回路の電
源電圧投入時の突入電流制限回路の限流抵抗に並列にM
OS形電界効果トランジスタ(MOS−FET)を接続
し、そのゲート電圧を前記突入電流の上限規制値に対応
するドレイン電流を指定する一定値に制御することによ
り前記突入電流を全期間にわたり所要値以内に規制する
ことが可能になり、前記直流回路とその関連回路との電
流関係保護が極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第4図とはそれぞれこの発明の実施例を示す突
入電流制限回路の回路図、第2図はMOS形電界効果ト
ランジスタのドレイン電流対ドレイン電圧特性図、第3
図と第5図とはそれぞれ第1図と第4図とに対応する突
入電流動作波形図であり、第6図と第7図とは従来技術
の実施例を示すものでありそれぞれ第1図と第3図とに
対応する。 1・・・直流電源、1.・・・交流電源、2・・・限流
抵抗、3・・・平滑コンデンサ、4・・・負荷、5・・
・電圧検出器、6・・・電圧設定器、7・・・電圧比較
器、8・・・定電圧回路、9・・・駆動回路、10・・
・電磁接触器、10a・・・−同接点、11・・・整流
回路、SW、・・・直流スイッチ、SW、・・・交流ス
イッチ、MOS−FET・・・MOS形電界効果トラン
ジスタ、R8−R1・・・抵抗、TR・・・トランジス
タ、ZDI、’ZDt・・・定電圧ダイオード。 第2図 ■ 第3図 第5図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)平滑コンデンサを有する直流回路に直列に接続され
    て電源電圧印加時の前記直流回路に対する突入電流を制
    限する限流抵抗と該限流抵抗の短絡の時期と期間とを制
    御する短絡制御回路とから成る突入電流制限回路におい
    て、前記限流抵抗に並列に接続され且つ前記平滑コンデ
    ンサの端子電圧の大きさに関連して導通制御されるMO
    S形電界効果トランジスタと、該トランジスタの導通時
    期を規定する前記平滑コンデンサの端子電圧を指定する
    電圧設定器と、該コンデンサ端子電圧を検出する電圧検
    出器と、該電圧検出器による検出電圧が前記電圧設定器
    による設定電圧より大となった状態を検出する電圧比較
    器と、該電圧比較器の出力信号により前記MOS形電界
    効果トランジスタに対し適当な一定値直流電圧のゲート
    信号を与える定電圧回路とを前記短絡制御回路に設けた
    ことを特徴とする突入電流制限回路。
JP63097332A 1988-04-20 1988-04-20 突入電流制限回路 Expired - Lifetime JP2646646B2 (ja)

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