JPS6015400Y2 - 突入電流制限回路を有する電気回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は定電圧又は定電流制御装置等において起動時に
例えばコンデンサ等の突入電流が流れることを制限する
ための突入電流制限回路を有する電気回路装置に関する
ものである。

起動時の過電流を自動的に制限する回路を備えた従来の
電源装置を示す第１図に於いては、商用電源又はインバ
ータ電源等に接続される一対の交流入力端子１，２に整
流回路３が接続され、この整流回路３の出力段の一対の
直流電源線４，５の一方の電源線４に直列に電流制限抵
抗６が接続され、この電流制限抵抗６に並列にトライア
ック又はＳＣＲからなるサイリスタ７が接続されている
。

従って起動時のみサイリスタ７をオフにすることによっ
て抵抗６で制限した電流を流すことが出来る。

ところで、サイリスタ７を自動的に制御することが好ま
しいので、この第１図の装置では、補助電源の出力によ
ってサイリスタ７が制御されている。

補助電源及びこれによるサイリスタ７の制御を更に詳し
く述べると、一対の直流電源線４，５には、平滑用コン
デンサ８、及び主電気回路装置としての電圧又は電流制
御回路９の他に、補助電源用自励発振型コンバータ１０
が接続されている。

主電気回路装置としての電圧又は電流制御回路９は、点
線で説明的に示すようにスイッチング制御素子１１と、
これを駆動するための制御回路１２とを有し、制御回路
１２には、主直流電源線４゜５間の電圧よりも低い値の
駆動電圧を要求するので、制御電源線１３．１４と主直
流電源線４．５との間に補助電源としてのコンバータ１
０が接続されている。

この実施例の場合、コンバータ１０は、トランジスタブ
ロッキング発振器と整流回路とから戊る自励発振型であ
って、まず、主直流電源線４，５に結合された分岐電源
線１５．１６の間に出カドランス１７の１次巻線１８と
変換用トランジスタ１９との直列回路が接続されている
。

またトランジスタ１９のベースと分岐電源線１５との間
に起動抵抗２０が接続され、またこのトランジスタ１９
のベースとエミッタとの間に０．６Ｖ程度の立上り電圧
の両方向性バリスタ２１と抵抗２２とを介してトランス
の３次巻線２３が接続されている。

またコンバータ１０から略一定の出力電圧を得るために
、トランジスタ１９のベース・エミッタ間には定電圧ダ
イオード２４とコンデンサ２５との直列回路が接続され
、コンデンサ２５と定電圧ダイオード２４と接続点と３
次巻線２３の一端との間に整流ダイオード２６が接続さ
れている。

トランス１次巻線１８に並列接続された、ダイオード２
７とコンデンサ２８との直列回路はトランジスタ１９の
コレクタに過大電圧が印加されることを制限するための
サージ吸収回路即ちコレクタ電圧ピークカット回路であ
り、このコンデンサ２８に並列接続された抵抗２９は放
電用抵抗である。

トランス２次巻線３０には整流ダイオード３１と平滑コ
ンデンサ３２とから成る整流回路が設けられ、この整流
回路の出力ラインが制御電源線１３．１４となっている
。

そして、サイリスタ７の制御信号も得るために、整流出
力ラインには遅延回路３３の遅延出力でトリガされる発
振器３４、及び発振器出力でゲート信号を得るためのト
ランジスタ３５とトランス３６とが設けられ、第１図に
は接続が省略されているが、トランス３６の出力端子３
７．３８がサイリスタ７の制御端子３９．４０に結合さ
れている。

このように構成された装置で電源が投入されると、最初
はサイリスタ７がオフであるので、抵抗６を介して起動
電流が流れる。

これにより、補助電源としてのコンバータ１０が動作し
、主回路における電圧又は電流制御回路９が動作を開始
すると共に、遅延回路３３の遅延出力によって発振器３
４が動作し、サイリスタ７にゲート信号が付与され、サ
イリスタ７がオンになる。

従って一定遅延時間後には起動抵抗６に無関係な電力供
給即ち損失の少ない電力供給が開始される。

この第１図に示すように構成しても勿論サイリスタ７を
自動的に制御することが可能になるが、サイリスタ７を
制御するために、遅延回路３３、発振器３４、トランジ
スタ３５、トランス３６が必要となり、コスト高になる
という欠点があった。

そこで、本考案の目的は、極めて簡単な回路構成で突入
電流の制限を行うことが可能な突入電流制限回路を有す
る電気回路装置を提供することにある。

上記目的を遠戚するための本考案は、交流入力端子に接
続された整流回路と、前記整流回路の出力段の一方の直
流電源線と他方の直流電源線との間に接続された平滑用
コンデンサと、前記整流回路と前記コンデンサとの間に
前記一方の直流電源線に直列に接続された電流制限抵抗
と、前記電流制限抵抗によって前記コンデンサの突入電
流を制限した後に前記電流制限抵抗を実質的に短絡する
ように前記電流制限抵抗に並列接続されたサイリスクと
、前記サイリスタよりも出力側の直流電源線に接続され
た電気回路装置と、巻線一端と巻線他端とを有し且つ前
記巻線一端が前記電流制限抵抗の出力側における前記一
方の直流電源線に接続されているトランスの１次巻線と
、前記１次巻線の前記巻線他端と前記他方の直流電源線
との間に接続されたスイッチングトランジスタと、前記
トランスの２次巻線と、前記電気回路装置に補助電源電
圧を供給するために前記２次巻線と前記電気回路装置の
補助電源線との間に接続された整流平滑回路と、前記１
次巻線及び前記２次巻線に電磁結合され且つ前記交流入
力端子の交流入力の周波数よりも十分に高い周波数で自
励発振させるために前記トランジスタのベース・エミッ
タ間に接続された３次巻線と、前記一方の直流電源線と
前記トランジスタのベースとの間に接続された起動抵抗
と、前記１次巻線と前記トランジスタとの接続中点と前
記サイリスタのゲート［極との間に接続された整流ダイ
オードとサージ吸収用コンデンサとの直列回路から成る
サージ吸収回路と、前記サージ吸収用コンデンサに並列
接続された放電用抵抗と、前記トランスと前記トランジ
スタとから戊る自励発振回路を遅延起動するように接続
された遅延回路とから成る突入電流制限回路を有する電
気回路装置に係わるものである。

上記考案によれは次の作用効果が得られる。

（イ） トランス１次巻線とサージ吸収回路とサイリス
タのゲート電極とから成る閉回路によってサージ電流が
サイリスタのゲート電極に供給される。

従って、極めて簡単な回路でサイリスタをオン制御する
ことが出来る。

（ロ）補助電源としてのコンバータを利用してサイリス
タのトリガ信号を供給するので、回路構成を簡単にする
ことが出来る。

以下、図面を参照して本考案の実施例について述べる。

但し、以下の実施例に於いて符号１〜３２で示す部分は
第１図で同一符号で示した部分と同−構成及び同一機能
を有するものであるので、その説明を省略する。

第２図に示す本考案の実施例に係わる装置では、ＳＣＲ
構成のサイリスタ７を制御するための特別なゲート制御
回路を設けずに、トランス１次巻線１８に並列的に接続
されるサージ吸収回路即ちコレクタ電圧ピークカット回
路がサイリスタ７のゲート４１に接続されている。

即ちダイオード２７とコンデンサ２８とから戒るサージ
吸収回路の一端がゲート４１に接続されている。

従って、ダイオード２７とコンデンサ２８とから成るサ
ージ吸収回路は１次巻線１８に直接に並列接続されず、
サイリスタ７のゲート、そのカソード、電源線１５を介
して並列接続され、サージ電流はこの回路で流れる。

尚サイリスタ７のゲート・カソード間に並列に保護抵抗
４２が接続されている。

サイリスタ７を一定時間遅延させてオンにするために、
ブロッキング発振器のトランジスタ１９のベース駆動回
路４３が接続されている。

即ち電源線１５と起動抵抗２０との間に抵抗４４を接続
し、抵抗４４と抵抗２０との接続点ど電源線１６との間
に遅延コンデンサ４５を接続することによって遅延回路
４３が設けられている。

−上述の如き装置において、入力端子１，２を交流電源
を接続し、電源を投入すると、サイリスタ７はまだオフ
であるから、起動抵抗６を介してコンデンサ８の充電が
行われる。

このため、コンデンサ８の突入電流が過大になることは
ない。

また１主電気回路装置としての電圧又は電流制御回路９
にコンデンサが含まれている場合にも、抵抗６で制限さ
れて突入電流即ち起動電流が流れる。

補助電源のための分岐電源線１５．１６はコンデンサ８
の両端に接続されているので、コンデンサ８が；充電さ
れると、分岐電源線１５．１６にも電圧が印加される。

しかし、この実施例では、トランジスタ１９が直ちに駆
動されず、遅延回路４３の遅延を伴なって駆動される。

遅延を伴なってトランジスタ１９のベースに電流が流れ
ると、トランジスタ１９はオンになり、ブロッキング発
振器の発振が開始する。

そして、補助電源線１３．１４に所定の電圧が印加され
る。

またトランジスタ１９がオフになる時に発生するサージ
電圧即ちトランジスタ１９のコレクタにおけるピーク電
圧がサージ吸収回路で吸収され、サージ吸収回路を介し
てサイリスタ７にトリガー信号が付与され、サイリスタ
７がオンになる。

このため抵抗６はサイリスタ７で短絡され、電力損失の
少ない状態で電力供給が開始される。

サイリスタ７がオンになる時にはコンデンサ８が既に充
電され且つ制御回路９が駆動されているので、過大電流
が流れることはない。

次にコンバータ１０の動作を更に詳しく説明する。

電源が投入されるとトランジスタ１９に起動抵抗２０を
介してベース電流が流れるが、この際バリスタ２１が設
けられているので、３次巻線２３に流れる電流が制限さ
れ、円滑に起動する。

トランジスタ１９がオンになって１次巻線１８とトラン
ジスタ１９との直列回路に電流が流れると、２次巻線３
０及び３次巻線２３に巻数比に応じて電圧が誘起する。

３次巻線２３はトランジスタ１９がオンの時にこのトラ
ンジスタ１９にベース電流を供給する極性に設けられて
いるので、３次巻線２３から抵抗２２とバリスタ２１と
を介してベースｔｔ、流が供給される。

トランジスタ１９のコレクタ電流は、■次巻線１８のイ
ンダクタンスのために除々に増大する。

しかし、コレクタ電流がベース電流の電流増幅率倍まで
増大すると、最早それ以上増大することが不可能となり
、トランジスタ１９は未飽和動作状態に移行し、トラン
ジスタ１９は急速にオフ状態となる。

この実施例ではトランジスタ１９のオン期間に２次巻線
３０に誘起する電圧がダイオード３１でカットされるよ
うに構成されているので、トランジスタ１９がオフにな
ると、２次巻線３０にダイオード３１をオンにする向き
の電圧が発生し、トランジスタ１９がオンの期間に蓄積
されたエヌルギーによってコンデンサ３２の充電が行わ
れ、補助電源出力となる。

尚トランジスタ１９がオフの期間には３次巻線２３にト
ランジスタ１９を逆バイアスする向きの電圧が発生する
。

トランス１７に蓄積されたエネルギーの放出が終了する
と、トランジスタ１９が逆バイアスされることがなくな
るので、再びトランジスタ１９がオンになり、同様な動
作を繰返す。

上述の如きトランジスタ１９の動作において、トランジ
スタ１９が急激にオフになり、１次巻線１８の電流が急
激にカットされると、比較的高い電圧が発生し、コレク
タに過大な電圧が印加されようとするが、この実施例の
装置ではサージ吸収回路を設けているので、これが吸収
される。

即ち、コンデンサ２８の充電電圧よりもトランジスタ１
９のコレクタ電圧が高くなると、ダイオード２７が順方
向バイアスされて導通状態となり、１次巻線で発生した
電圧によってコンデンサ２８が充電され、サージ吸収が
行われる。

この時、当然コンデンサ２８に充電電流即ちサージ吸収
電流が流れ、コンデンサ２８に直列に接続されたサイリ
スタ７のゲート４１にもこの電流が流れる。

このため、サイリスタ７はこのサージ電流でトリガーさ
れオンになる。

尚ダイオード２７がオフの期間には、コンデンサ２８の
電荷は抵抗２９に放出される。

従って、トランジスタ１９のオフに同期してサイリスタ
７にトリガ信号を付与することが出来る。

そして、サイリスタ７の入力電圧が全波又は半波整流波
形を有するものであっても、トランジスタ１９によるブ
ロッキング発振器の発振周波数は入力端子１，２に供給
される例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源周波数よりも
大幅に高いので、サイリスタ７を連続的にオンに保つこ
とが可能になる。

このため、第１図における発振器３４に相当するものは
不要となる。

このコンバータ１０の出力電圧が上昇しとたすれば、ト
ランジスタ１９のオフ期間に３次巻線２３に誘起される
電圧も上昇し、コンデンサ２５が今迄よりも高い電圧に
電される。

このため、トランジスタ１９のオン期間にトランジスタ
１９に供給しようとするベース電流の一部が定電圧ダイ
オード２４に今迄よりも多く分流し、トランジスタ１９
のベース電流が減少し、コレクタ電流も低い値に抑えら
れて出力電圧が低下する。

コンバータ１０の出力電圧が所定値より低下した場合に
は、上述と逆の動作で出力電圧が上昇する。

上述から明らかなように、この実施例では、サージ吸収
回路の電流をサイリスタフに流すことによってサイリス
タ７をオンにしているので、サイリスタ７を制御するた
めの特別な回路が不要となり、装置の小形化、低スト化
が可能となる。

次に本考案の別の実施例を示す第３図について述べる。

この実施例の回路ではサイリスタ７としてトライアック
が使用されている。

トライアックが使用されている。

トライアックの場合はゲート４１から電流が流れ出る方
向でゲート信号が付与されても導通状態となる。

このため、サージ吸収回路のコンデンサ２８の一端はゲ
ート４１に接続されずに、サイリスタ７の第１端子４６
に接続されている。

また１次巻線１８の一端はゲート４１に接続され、且つ
抵抗４２を介して電源線４に接続されている。

この回路では抵抗４４．２０を介してトランジスタ１９
にベース電流が流れて、これがオンになると、抵抗４２
と１次巻線１８とを介してコレクタ電流が流れ、トラン
ジスタ１９がオフになると、サージ吸収回路のダイオー
ド２７とコンデンサ２８を介してサイリスタフにゲート
信号が付与され、サイリスタが導通する。

従って、この実施例によっても、第２図の実施例と同様
な作用効果を得ることが出来る。

以上、本考案の実施例について述べたが、本考案は上述
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。

例えば第２図のサイリスタ７をＳＣＲではなくトライア
ックとしてもよい。

またコンバータ１０を例えばトランジスタがオンの期間
に出力電圧を送出する形式としてもよい。

また電流制限抵抗６とサイリスタ７とを電源線５に設け
てもよい。

また電圧又は電流制御回路９をインバータを含む電圧又
は電流制御装置としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電源装置の回路図である。 第２図は本考案の実施例に係わる電源装置の回路図であ
る。 第３図は本考案の別の実施例に係わる電源装置の回路図
である。 尚図面に用いられている符号において、４，５は直流電
源線、６は電流制限抵抗、７はサイリスタ、８は平滑用
コンデンサ、９電圧又は電流制御回路、１０は自励発振
型コンバータ、１７はトランス、１８は１次巻線、１９
はトランジスタ、２０は起動抵抗、２３は３次巻線、２
７はサージ吸収用ダイオード、２８はサージ吸収用コン
デンサである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流入力端子に接続された整流回路と、前記整流回路の
   出力段の一方の直流電源線と他方の直流電源線との間に
   接続された平滑用コンデンサと、前記整流回路と前記コ
   ンデンサとの間の前記一方の直流電源線に直列に接続さ
   れた電流制限抵抗と、 前記電流制限抵抗によって前記コンデンサの突入電流を
   制限した後に前記電流制限抵抗を実質的に短絡するよう
   に前記電流制限抵抗に並列接続されたサイリスクと、 前記サイリスクよりも出力側の直流電源線に接続された
   電気回路装置と、 巻線一端と巻線他端とを有し且つ前記巻線一端が前記電
   流制限抵抗の出力側における前記一方の直流電源線に接
   続されているトランスの１次巻線と、 前記１次巻線の前記巻線他端と前記他方の直流電源線と
   の間に接続されたスイッチングトランジスタと、 前記トランスの２次巻線と、 前記電気回路装置に補助電源電圧を供給するために前記
   ２次巻線と前記電気回路装置の補助電源線との間に接続
   された整流平滑回路と、 前記１次巻線及び前記２次巻線に電磁結合され且つ前記
   交流入力端子の交流入力の周波数よりも十分に高い周波
   数で自励発振させるために前記トランジスタのベース・
   エミッタ間に接続された３次巻線と、 前記一方の直流電源線と前記トランジスタのベースとの
   間に接続された起動抵抗と、 前記１次巻線と前記トランジスタとの接続中点と前記サ
   イリスクのゲート電極との間に接続された整流ダイオー
   ドとサージ吸収用コンデンサとの直列回路から成るサー
   ジ吸収回路と、 前記サージ吸収用コンデンサに並列接続された放電用抵
   抗と、 前記トランスと前記トランジスタとから戒る自励発振回
   路を遅延起動するように接続された遅延回路と、 から成る突入電流制限回路を有する電気回路装置。