JPH03245772A - Charge protective circuit for capacitor - Google Patents
Charge protective circuit for capacitorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔座業上の利用分野〕
この発明は、コンデンサを充電する際の保護回路に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of sedentary use] This invention relates to a protection circuit when charging a capacitor.
第2図はコンデンサを充電する際の突入電流を防止する
第1従来例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first conventional example for preventing rush current when charging a capacitor.
直流母線2からの直流電力を入力して交流電力に変換す
る電圧形インバータ5は、その直流入力側に大容量のコ
ンデンサ4を備えているので、この電圧形インバータ5
を運転する際には、まずコンデンサ4を充電しなければ
ならない。The voltage source inverter 5 that inputs DC power from the DC bus 2 and converts it into AC power is equipped with a large capacity capacitor 4 on its DC input side.
When operating the motor, the capacitor 4 must be charged first.
無電圧状態のコンデンサ4を充電するべく全電圧をこれ
に印加すると、過大な充T!X電流が流れて機器を損傷
させるおそれがある。そこでこの第2図に示すように、
第2接点18Aと18Bとが開の状態でまず第1接点1
7Aと17Bとを閉路すると、コンデンサ4への充電電
流は直流母線2がら限流抵抗3を経て流れることになる
ので、この限流抵抗3により、充1iit流が過大にな
るのを抑制し、その後に第2接点18A、18Bを閉路
してコンデンサ4の充電を完了するようにしている。When the full voltage is applied to the capacitor 4 in a no-voltage state to charge it, excessive charging occurs! X current may flow and damage the equipment. Therefore, as shown in Figure 2,
While the second contacts 18A and 18B are open, the first contact 1
When 7A and 17B are closed, the charging current to the capacitor 4 will flow from the DC bus 2 through the current limiting resistor 3, so the current limiting resistor 3 suppresses the charging current from becoming excessive. Thereafter, the second contacts 18A and 18B are closed to complete charging of the capacitor 4.
すなわち、第2図に示すように、先ず充電開始を指令す
る充電指令接点10を閉路したときに、コンデンサ4の
電圧が所定埴に達していないことを電圧検出器11とコ
ンパレータ12とで検出すると、このコンパレータ12
の出力側に接続している反転素子14からの論理H信号
と、充電指令接点10からの論理H信号とにより、論理
積素子15は論理H信号を出力する。その結果第1接触
器17が励磁されて第1接点17Aと17Bとが閉とな
る。That is, as shown in FIG. 2, when the charging command contact 10 that commands the start of charging is closed, the voltage detector 11 and the comparator 12 detect that the voltage of the capacitor 4 has not reached a predetermined level. , this comparator 12
The AND element 15 outputs a logic H signal based on the logic H signal from the inverting element 14 connected to the output side of the charge command contact 10 and the logic H signal from the charging command contact 10. As a result, the first contactor 17 is excited and the first contacts 17A and 17B are closed.
コンデンサ4の電圧は、その静電容量と限流抵抗3の抵
抗値とで定まる時定数に従ってその値を徐昇させる。こ
のコンデンサ電圧があらかじめ設定した値に到達すると
いう所定条件が達成されると、コンパレータ12の出力
が反転するので、論理積素子15の出力は、それまでの
論理H信号が論理り信号に切換わって、第1接触器17
は無励磁となるが、これと同時に論理積素子16の出力
が論理H信号になって第2接触器18を励磁する。The voltage of the capacitor 4 gradually increases in value according to a time constant determined by its capacitance and the resistance value of the current limiting resistor 3. When the predetermined condition that this capacitor voltage reaches a preset value is achieved, the output of the comparator 12 is inverted, and the output of the AND element 15 changes from the previous logic H signal to a logic low signal. The first contactor 17
is de-energized, but at the same time, the output of the AND element 16 becomes a logic H signal and the second contactor 18 is energized.
その結果、第2接点18Aと18Bとが閉路して限流抵
抗3を短絡し、コンデンサ4には直流母線2の全電圧が
印加されることになり、過大な充電電流が突入すること
なくこのコンデンサ4の充電を完了できる。As a result, the second contacts 18A and 18B are closed to short-circuit the current limiting resistor 3, and the full voltage of the DC bus 2 is applied to the capacitor 4. Charging of capacitor 4 can be completed.
第3図はコンデンサを充電する際の突入電流を防止する
第2従来例を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second conventional example for preventing rush current when charging a capacitor.
この第3図に示す第2従来例回路は、充電指令接点10
の閉路で、Iti流抵抗3を経て充′gi電流が通流し
はじめると同時にタイマ13が作動を開始し、所定条件
の達成、すなわちこのタイマ13で設定した時間が経過
した時点で第2接触器18が励磁となり、限流抵抗3を
短絡するところが、第2図で既述の第1従来例と異なる
点であり、これ以外は第2図と同じであるから、その説
明は省略する。The second conventional circuit shown in FIG. 3 has a charging command contact 10.
When the current is closed, the timer 13 starts operating at the same time as the charged current starts flowing through the Iti current resistance 3, and when a predetermined condition is achieved, that is, the time set by the timer 13 has elapsed, the second contactor is activated. The difference from the first conventional example already described in FIG. 2 is that numeral 18 is energized and the current limiting resistor 3 is short-circuited, and since the rest is the same as FIG. 2, the explanation thereof will be omitted.
上述したように、コンデンサ4を充電する際は先ず限流
抵抗3を介して直流母線2の電圧を印加することで過大
な充電電流が突入するのを抑制するのであるが、このま
までは充電完了状態にはならない、そこで所定の条件、
たとえばコンデンサ電圧が所定値まで上昇したこと、あ
るいは充電指令発令から一定時間が経過したこと、など
の条件を満足すれば、このコンデンサ4に全電圧を印加
(すなわち限流抵抗3を短絡)して充電完了状態にする
。As mentioned above, when charging the capacitor 4, first the voltage of the DC bus 2 is applied through the current limiting resistor 3 to suppress the inrush of excessive charging current, but if this continues, the charging is completed. Therefore, given conditions,
For example, if conditions such as the capacitor voltage has risen to a predetermined value or a certain period of time has passed since the charging command was issued, the full voltage is applied to the capacitor 4 (that is, the current limiting resistor 3 is shorted). Make it fully charged.
しかしながら、コンデンサ4が短絡しているとか、負荷
である電圧形インバータ5が短絡しているとか、あるい
は直流母線2の電圧が低下しているような場合には所定
条件が達成されない、すなわち第2図に示す第1従来例
ではコンパレータ12による所定電圧の検出がなされな
いために、限流抵抗3と第1接点17A、17Bとを介
して大きな充tt流を流しつづけることになり、限流抵
抗3や配線を焼損してしまうおそれがあった。However, if the capacitor 4 is short-circuited, the voltage source inverter 5 that is the load is short-circuited, or the voltage of the DC bus 2 is reduced, the predetermined condition is not achieved. In the first conventional example shown in the figure, since the predetermined voltage is not detected by the comparator 12, a large current continues to flow through the current limiting resistor 3 and the first contacts 17A, 17B. 3 and the wiring could be burnt out.
また第3図に示す第2従来例の場合は、回路に上述した
異常があっても、所定時間が経過すれば限流抵抗3を短
絡してしまうので、直流母線2に短絡事故が波及してし
まうなどの不都合があった。In addition, in the case of the second conventional example shown in FIG. 3, even if the circuit has the above-mentioned abnormality, the current limiting resistor 3 is short-circuited after a predetermined time has elapsed, so that the short-circuit accident does not spread to the DC bus 2. There were some inconveniences, such as getting stuck.
そこでこの発明の目的は、コンデンサや負荷の短絡、あ
るいは直流電源電圧の低下などによりコンデンサの充電
が行われず、回路が損傷するのを防止することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent damage to the circuit due to failure of charging of the capacitor due to short-circuiting of the capacitor or load, or drop in DC power supply voltage.
上記の目的を達成するために、この発明の充電保護回路
は、充電指令に対応して、限流抵抗を介したコンデンサ
を直流電源に接続する第1スイッチと、この第1スイッ
チの閉路後に所定条件を達成したことを検出する条件達
成検出手段と、この条件達成信号で前記限流抵抗を短絡
する第2スイッチとを備えているコンデンサ充電回路に
おいて、前記充電指令発令時点から前記所定条件達成ま
での所要時間よりも長い時限を設定する限時手段と、こ
の限時手段が設定した時限を経過した時点で前記所定条
件が未達成のときに前記第1スイッチと第2スイッチと
に開路信号を与える保護手段とを備えるものとする。In order to achieve the above object, the charging protection circuit of the present invention includes a first switch that connects a capacitor to a DC power source via a current-limiting resistor in response to a charging command, and a predetermined switch after closing the first switch. In a capacitor charging circuit comprising a condition achievement detection means for detecting that a condition has been achieved, and a second switch that short-circuits the current limiting resistor using this condition achievement signal, from the time when the charging command is issued until the predetermined condition is achieved. a time limit means for setting a time limit longer than the required time; and protection for providing an open circuit signal to the first switch and the second switch when the predetermined condition is not achieved at the time when the time limit set by the time limit means has elapsed. The means shall be provided.
この発明は、限流抵抗を介してコンデンサを充電する場
合に、このコンデンサ電圧があらかじめ設定した値に到
達するまでの時間は、限流抵抗の抵抗値とコンデンサ容
量とで定まる時定数とで予測できることから、タイマで
この時間よりも長い時限を設定しておき、充電指令発令
後に、コンデンサ電圧が前記の所定値に到達する以前に
このタイマが動作すれば、回路に異常ありと判定して充
電を中止させることで、回路の保護を行うものである。In this invention, when a capacitor is charged through a current-limiting resistor, the time until the capacitor voltage reaches a preset value is predicted by a time constant determined by the resistance value of the current-limiting resistor and the capacitor capacity. Since this is possible, set a timer longer than this time, and if this timer operates before the capacitor voltage reaches the predetermined value after the charging command is issued, it will be determined that there is an abnormality in the circuit and charging will start. By stopping the process, the circuit is protected.
第1図は本発明の実施例をあられした回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
この第1図においては、充電指令が発令されると、コン
デンサ4は限流抵抗3を介して直流母線2に接続されて
充電を開始し、コンデンサ電圧が所定値まで上昇すれば
限流抵抗3を短絡する充電方式となっている。それ故、
この第1図に図示の直流母線2、限流抵抗3、コンデン
サ4、電圧形インバータ5、充電指令接点10、電圧検
出@11、コンパレータ12、反転素子14、論理積素
子15と16、第1接触器17とその接点17A、17
B、ならびに第2接触器18とその接点18A、18B
の名称・用途・機能は、第2図で既述の第1従来例回路
に使用しているものと同じであるから、これらの説明は
省略する。In FIG. 1, when a charging command is issued, the capacitor 4 is connected to the DC bus 2 via the current limiting resistor 3 to start charging, and when the capacitor voltage rises to a predetermined value, the capacitor 4 is connected to the DC bus 2 via the current limiting resistor 3 and starts charging. The charging method is short-circuited. Therefore,
The DC bus 2, current limiting resistor 3, capacitor 4, voltage source inverter 5, charging command contact 10, voltage detection @ 11, comparator 12, inverting element 14, AND elements 15 and 16, and the first Contactor 17 and its contacts 17A, 17
B, as well as the second contactor 18 and its contacts 18A, 18B
Since the names, uses, and functions of the circuit are the same as those used in the first conventional circuit described in FIG. 2, the explanation thereof will be omitted.
本発明においては、論理積素子21と24、タイマ22
ならびにフリップフロップ23とが追加されている。こ
の追加した回路による動作は次のとおりである。In the present invention, the AND elements 21 and 24, the timer 22
Also, a flip-flop 23 is added. The operation of this added circuit is as follows.
すなわち、充電指令接点10が閉路して充電指令が発令
された時点では、コンデンサ4の電圧は殆ど零であるか
ら、コンパレータ12の出力は論理I、信号である。従
って反転素子14は論理H信号を出力するので、論理積
素子21は、この反転素子14からの論理H信号と、充
電指令接点10からの論理H信号とを受けてタイマ22
の作動を開始させるが、まだこのタイマ22で設定した
時限に達しないことから、フリップフロップ23を介し
て論理積素子24は論理H信号を出力している。その結
果、論理積素子15を介して第1接触器17が励磁され
、かつ論理積素子16を介して第2接触器18は無励磁
のままであることから、コンデンサ4は限流抵抗3で充
電電流が制限されつつ、その電圧を上昇させている。That is, at the time when the charging command contact 10 is closed and the charging command is issued, the voltage of the capacitor 4 is almost zero, so the output of the comparator 12 is a logic I signal. Therefore, since the inverting element 14 outputs a logic H signal, the AND element 21 receives the logic H signal from the inverting element 14 and the logic H signal from the charging command contact 10, and the timer 22
However, since the time limit set by the timer 22 has not yet been reached, the AND element 24 outputs a logic H signal via the flip-flop 23. As a result, the first contactor 17 is energized via the AND element 15, and the second contactor 18 remains unenergized via the AND element 16. Therefore, the capacitor 4 is connected to the current limiting resistor 3. This increases the voltage while limiting the charging current.
回路に異常がなければ、コンデンサ4の電圧は順調に上
昇して所定電圧に到達すれば、コンパレータ12が動作
して第2接触器18が励磁となり、限流抵抗3が短絡さ
れて充電は完了する。If there is no abnormality in the circuit, the voltage of the capacitor 4 increases steadily and reaches a predetermined voltage, the comparator 12 operates, the second contactor 18 is energized, the current limiting resistor 3 is shorted, and charging is completed. do.
しかしながら、回路に異常があって、タイマ22が設定
する時間が経過しても、コンデンサ電圧が所定値まで上
昇していないと、このタイマ22の出力でフリップフロ
ップ23の出力が反転し、論理積素子24の出力は論理
り信号となるので、第1接触器17と第2接触器18と
は共に無wJ磁となって、コンデンサ4の充電作業は中
止となる。However, if there is an abnormality in the circuit and the capacitor voltage does not rise to a predetermined value even after the time set by the timer 22 has elapsed, the output of the flip-flop 23 is inverted by the output of the timer 22, and the logical product Since the output of the element 24 becomes a logic signal, both the first contactor 17 and the second contactor 18 become non-wJ magnetic, and the charging operation of the capacitor 4 is stopped.
この発明によれば、コンデンサを充電する際に、回路の
時定数で定まる曲線に従ってコンデンサ電圧を上昇させ
るのであるが、゛゛所定電圧に到達するまでの時間が、
あらかしめ定めた値より長くなったときは、バックアッ
プ用に設けたタイマが動作して充電作業を中止するよう
に回路を構成しているので、充電回路に異常があって充
電時間が長くなっても、限流抵抗や配線が焼損するおそ
れを未然に防止できる効果が得られる。According to this invention, when charging a capacitor, the capacitor voltage is increased according to a curve determined by the time constant of the circuit.
The circuit is configured so that if the time exceeds a predetermined value, a timer set up for backup operates and the charging operation is stopped, so it is possible that there is an abnormality in the charging circuit and the charging time becomes longer. Also, it is possible to prevent the current limiting resistor and the wiring from burning out.
第1図は本発明の実施例をあられした回路図、第2図は
コンデンサを充電する際の突入電流を防止する第1従来
例を示した回路図、第3図はコンデンサを充電する際の
突入電流を防止する第2従来例を示した回路図である。
2・・・直流母線、3・・・限流抵抗、4・・・コンデ
ンサ、5・・・電圧形インバータ、10・・・充電指令
接点、11・・・電圧検出器、12・・・コンパレータ
、13.22・・・タイマ、14・・・反転素子、15
.16.21.24・・・論理積素子、17・・・第1
接触器、17A、17B・・・第1接点、18・・・第
2接触器、18A、18B・・・第2接点、23・・・
フリノブフ1
図
暮
図Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing a first conventional example for preventing inrush current when charging a capacitor, and Fig. 3 is a circuit diagram showing a first conventional example for preventing inrush current when charging a capacitor. FIG. 7 is a circuit diagram showing a second conventional example for preventing inrush current. 2... DC bus, 3... Current limiting resistor, 4... Capacitor, 5... Voltage type inverter, 10... Charging command contact, 11... Voltage detector, 12... Comparator , 13.22... timer, 14... inversion element, 15
.. 16.21.24...Logic product element, 17...1st
Contactor, 17A, 17B...first contact, 18...second contactor, 18A, 18B...second contact, 23...
Furinobuf 1 Illustrated drawing
Claims (1)
を直流電源に接続する第1スイッチと、この第1スイッ
チの閉路後に所定条件を達成したことを検出する条件達
成検出手段と、この条件達成信号で前記限流抵抗を短絡
する第2スイッチとを備えているコンデンサ充電回路に
おいて、前記充電指令発令時点から前記所定条件達成ま
での所要時間よりも長い時限を設定する限時手段と、こ
の限時手段が設定した時限を経過した時点で前記所定条
件が未達成のときに前記第1スイッチと第2スイッチと
に開路信号を与える保護手段とを備えていることを特徴
とするコンデンサの充電保護開路。1) A first switch that connects the capacitor to a DC power source via a current limiting resistor in response to a charging command, a condition achievement detection means that detects that a predetermined condition has been achieved after the first switch is closed, and a second switch that short-circuits the current limiting resistor in response to a condition achievement signal; A protection device for charging a capacitor, comprising: a protection device that provides an open circuit signal to the first switch and the second switch when the predetermined condition is not achieved after a time limit set by the time limit device has elapsed. Open circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043056A JPH03245772A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Charge protective circuit for capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043056A JPH03245772A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Charge protective circuit for capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03245772A true JPH03245772A (en) | 1991-11-01 |
Family
ID=12653221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2043056A Pending JPH03245772A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Charge protective circuit for capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03245772A (en) |
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JP5101881B2 (en) * | 2006-02-24 | 2012-12-19 | 三菱電機株式会社 | Grid-connected inverter device |
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1990
- 1990-02-23 JP JP2043056A patent/JPH03245772A/en active Pending
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