JPS62166779A - 突入電流抑制回路 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は整流回路の出力側に設けられる平滑コンデンサ
への突入電流を抑制するだめの突入電流抑制回路に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、例えばインバータ装置の電源回路は、整流用ダイ
オードをブリッジ接続してなる整流回路と、その整流回
路の出力側に接続した平滑コンデンサとからｔ＋ｓ”ｊ
成されている。この種の構成では、平滑コンデンサへ突
入電流と呼ばれる過大な充電電流が流れることが知られ
ている。

この問題の解決を図ったものとして、特開昭５９−１５
６１６１号公報に記載された突入電流抑制回路がある。

これは、整流回路と平滑コンデンサとの間に電流制限抵
抗を、役けると共にこの電流制限抵抗に並列に短絡用ス
イッチを設ける一方、平滑コンデンサの端子電圧を検出
する充電電圧検出回路とその充電電圧検出回路からの検
出信号に基づき短絡用スイッチを閉成させる駆動回路と
を設けて構成されている。このように構成すると、電源
投入直後には平滑コンデンサの充電電流が電流制限抵抗
で抑制され、その後、平滑コンデンサの端子１嘔圧か上
ｙＩ’　して所定のｕ４ξ電圧に達した時には充電電圧
検出回路から駆動回路に検出信号が出力されて短絡用ス
イッチが閉成され、以て電流制限抵抗が無効化される。

上記構成において、短絡用スイッチを閉成させる際の基
準電圧は、電源電圧の変動の影響を避けるため、その整
流回路の出力電圧に比較して十分に低い電圧となるよう
に設定されている。この基準電圧を高く設定してしまう
と、電源電圧が低い場合には平滑コンデンサの端子電圧
が基準電圧に至らず、その為にいつまでも短絡用スイッ
チが閉成しなくなってしまうからである。このため従来
では、整流回路の出力電圧と上記基轄電圧との間の比較
的大きな電位差に起因して短絡用スイッチの開成時に二
次的な突入電流が発生するという問題があった。この二
次突入電流は、電源のラインインピーダンスが低い場合
や平滑コンデンサの容量が大きい場合には、一層大きく
なって整流用ダイオードの破損等の重大な事故を起す虞
れがある。

［発明の目的］ 本発明は」二記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、電流制限抵抗に並列に設けた短絡用スイッチの
閉成１１，１ｊに発生する二次突入電流の発生を十分に
抑制し得る突入電流抑制回路を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明は、平滑コンデンサの端子電圧を検出する充電電
圧検出回路により検出された平滑コンデンサの端子電圧
が所定値に上昇してから所定の遅延時間経過した時に電
流制限抵抗に並列に設けられた短絡用スイッチを閉成さ
せる遅延回路を設け、以て遅延期間中において平滑コン
デンサが十分に充電されるようにしたところに特徴を有
する。

［発明の実施例］ 以下、本発明をインバータ装置に適用した第１実施例に
つき第１図及び第２図に基づいて説明する。

１は整流用ダイオードをブリッジ接続してなる整流回路
で、これの入力側に３相の交流電源２か接続されている
。３及び４は液流回路１の出力側に接続された平滑コン
デンサ及びインバータ主回路、５はインバータ主回路４
の出力側に接続された電動機である。６は平滑コンデン
サ３への突入電流を抑制する電流制限抵抗で、これは整
流回路１と平滑コンデンサ３との間を結ぶ負極側の接続
ラインに設けられている。７は電流制限抵抗６に！１ｆ
２列に接続された短絡用スイッチである。８は・βｍコ
ンデンサ３の端子電圧を検出する充電電圧検出回路で、
これは平滑コンデンサ３の負極側にフォトカブラ９の発
光ダイオード９ａのカソード側を１と続する一方、平滑
コンデンサ３の正極側に抵抗１０を介して発光ダイオー
ド９ａのアノード側を接続して構成されている。充電゛
５ｕ圧険出回路８は交流電源２の投入後平滑コンデンサ
３の端子電圧が基ｑ電圧Ｖ１になるとフ第１・カプラ９
の発光ダイオード９ａが点灯するようになっている。

さて、１１は遅延回路で、これは平’（Ｖｋコンデンサ
３の端子電圧か基準電圧Ｖ１に上昇した後に前ｌ？ｃ！
ｙσ絡用スイッチ７を閉じるまでの遅延時間を形成する
ものであ−〕て、以下これにつき詳述する。

１２はコンデンサで、これはマイナス電源ラインーＶと
グランドラインＧＮＤとの間に充電抵抗１３を直列に介
して接続されている。コンデンサ１２にはフ第１・トラ
ンジスタ９ｂ及びｈｊＬ電低抗抵抗の直列回路か並列に
接続されている。１５は遅延時間、規整用の可変抵抗で
、これはプラス電源ライン＋ＶとグランドラインＧＮＤ
との間に抵抗１６を介して直列に接続されている。１７
及び１８はその各抵抗値が舌しい抵抗で、これらは可変
抵抗１５の可動端子と前記フォトカブラ９のフォトトラ
ンジスタ９ｂのコレクタとの間に直列に接続されている
。１９はオペアンプで、その反転入力側子は低し’Ｉ：
１７と抵抗１８との共通接続点に接続され、非反転入力
側子は抵抗２０を介してグランドラインＧＮＤに接続さ
れている。２１はダイオードで、そのアノード端子はオ
ペアンプ１９の反転入力側子に接続され、カソード端子
は抵抗２２、抵抗２０を直列に介してグランドラインＧ
ＮＤに接続されている。ダイオード２１のカソードと抵
抗２２との共通接続点はオペアンプ１９の出力端子に接
続されている。

次に、２３は遅延回路１１からの出力に応じて前記短絡
用スイッチ７を開閉する駆動回路で、次の通りの構成で
ある。２４はＮＰＮ形のトランジスタで、これのコレク
タは励磁コイル２５を介してプラス電源ライン＋Ｖに接
続され、エミッタはグランドラインＧＮＤに接続されて
いる。トランジスタ２４のベースは抵抗２６を介して遅
延回路１１のオペアンプ１９の出力端子に接続されてい
る。２７は短絡用スイッチ７をその常開接点として有す
る電磁接触器で、これは励磁コイル２５により開閉され
る常開接点２５ａをＣα列に介して交流型ａ＋Ｋ　２の
１号線間に接続されている。

次に」−記幅成の作用を説明する。交流電源２の投入に
より平滑コンデンサ３は電流制限抵抗６を介して充電さ
れ、その充電電流は電流制限抵抗６により抑制される。

平滑コンデンサ３への充電によりその端子電圧は、第２
図（Ｂ）に示すように、電源役人時点（１１，ν刻ｔｏ
）から徐々に立上る。端子電圧か１．Ｉ、塾電圧Ｖ１に
達しない期間では充電電圧検出口路８の発光ダイオード
９ａが消灯状、聾にあるため、フォトトランジスタ９ｂ
がオフ状態にあり、遅延回路１１のコンデンサ１２がＡ
点側を正とし、マイナス電源ラインーＶ側を負とした充
電状態にある。このため、オペアンプ１９の反転入力側
子（Ｂ点）の電位は正のレベルにあり、従ってその出力
端子はゼロレベルにある。このため、平滑コンデンサ３
の端子電圧が基阜電圧Ｖヱ以下にある期間は、駆動回路
２３のトランジスタ２４がオフ状態にあって短絡用スイ
ッチ７は開放状、聾を維持する。

この後、充電が進んで平滑コンデンサ３の端子電圧が基
、１電圧Ｖ１を越えると充電電圧検出回路８の発光ダイ
オード９ａが点灯するため、遅延回路１１のフォトトラ
ンジスタ９ｂがオン状態となり（時刻ｔ１）、放電抵抗
１４を介するコンデンサ１２の放電が開始される。この
放電により、Ａ点の電位が第２図（Ｃ）に示すように負
側に向けて順次下降し、平滑コンデンサ３の端子７代圧
が基準電圧ｖ１に達してから所定の遅延時間経過時（時
刻ｔ２　′）に−Ｖｃ　　（Ｖｃは０点の電位）を下回
る。このため、Ｂ点の電位が負のレベルとなって、オペ
アンプ１９の出力端子が正のレベルとなる。これにより
、駆動回路２３のトランジスタ２４が第２図（Ｄ）で示
すようにオフ状態がらオン状態となるため、励磁コイル
２５が励磁されてその常開接点２５ａが閉じ、これにて
短絡用スイッチ７が閉じて電流制限抵抗６の両端が短絡
される（時刻（２）。ここで、トランジスタ２４のオン
（時刻ｔ２　′）から短絡用スイッチ７のオン（時刻ｔ
２）までの時間差は常開接点２５ａと短絡用スイッチ７
の動作遅れ時間によるものである。

このように本実施例によれば、平滑コンデンサ３の端子
電圧が所定の基喀電圧■１に達して直ちに電流制限抵抗
６の短絡用スイッチ７を閉成することなく、所定の遅延
時間（時刻ｔ１がら時刻ｔ２までの間）経過時にそれを
閉成するようにしたから、遅延期間中における下請コン
デンサ３への充電により゛１′−滑コンデンサ３の端子
電圧が十分に」−昇する。このため、短絡用スイッチ７
の開成時において修流回路１の出力電圧と平滑コンデン
サ３の端子電圧との電位差が少なくなり、これにて二次
突入電流を小さな値に抑えることができる。

また、このように平滑コンデンサ３の端子電圧が基準電
圧Ｖ１．に達してから遅延して短絡用スイッチ７を閉成
する構成であるから、遅延時間を長くすることにより電
源電圧の変動の影響を受けない程度に基準電圧Ｖ１を十
分低く設定することが可能で、これにて電源電圧が低い
場合に平滑コンデンサ３の端子電圧が、Ｊ、ｕ準電圧ｖ
１に達せず、いつまでも短絡用スイッチ７が閉成しなく
なるという事態の発生を確実に防止することができる。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示す。

第１図に示す前記第１実施例との相違は、電源電圧の有
無を検出するための電源電圧検出回路２８を設け、交流
型）ｊＸ　２の遮断時にその電源電圧検出回路２８によ
り遅延回路１１の遅延動作を初期化できるようにした点
にある。電源電圧検出回路２８は、交流電源２の母線間
にダイオード２９、抵抗３０及びコンデンサ３１とフォ
トカプラ３２の発光ダイオード３２ａとの並列回路を直
列に接続すると共に、前記フォトカブラ３２のフォトト
ランジスタ３２ｂを遅延回路１１のフォトトランジスタ れている。尚、第３図において第１実施例と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。

上記構成によれば、交流電源２を投入すると、電源電圧
検出回路２８の発光ダイオード３２ａが点灯すると同時
に、前記第１実施例と同様に平滑コンデンサ３が電流制
限抵抗６を介して充電される（第４図時刻ｔｏ）。そし
て、平滑コンデンサ３の端子電圧が上昇して基亭電圧ｖ
１に達すると、充電電圧検出回路８の発光ダイオード９
ａが点灯してフォトトランジスタ９ｂがオン状態に転す
る（時刻１１）。この状態では、電源電圧検出回路２８
の発光ダイオード３２ａが点灯していてフォトトランジ
スタ３２ｂがオン状態にあるから、遅延回路１１のコン
デンサ１２が放電を開始し、所定の遅延時間（時刻ｔ１
から時刻ｔ２までの間）経過時に短絡用スイッチ７が閉
じる。この場合も、第１実施例と同様に遅延期間中に平
滑コンデンサ３の端子電圧が十分に上昇しているから、
二次突入電流の発生は抑えられる。このようにしてイン
バータ装置の運転を開始した後、一時的に交）ん電源２
が遮断されて（時刻ｔ３）その後書役人されたとする（
時刻ｔ４）。時刻ｔ３では、交流型ン：（２の遮断によ
り電源電圧検出回路２８の発光ダイオード３２ａが消灯
すると共に、駆動回路２３の電磁接触２：３　２　７が
非励磁となり短絡用スイッチ７が開放される。時刻ｔ３
から時刻ｔ４の断電期間中、平滑コンデンサ３の端子電
圧は極めて徐々にしか下降せず基ヘヘ電圧Ｖ工を下回ら
ないため、充電電圧検出回路８の発光ダイオード９ａは
点灯状態を維持して遅延回路１１のフォトトランジスタ
９ｂはオン状態のままである。しかし、交流電源２の遮
断と同時に電源電圧検出回路２８の発光ダイオード３２
ａが消灯してフォトトランジスタ９ｂと直列に設けられ
たフォトトランジスタ３２ｂがオフ状態になるから、コ
ンデンサ１２が充電抵抗１３を介して充電され、Ａ点の
７ｄ位が負から正となって遅延回路１１の初期化が行わ
れ、駆動回路２３のトランジスタ２４がオフ状態に転じ
て常開接点２５ａが開く。この後、交流型＃．２の再投
入時点（時刻ｔ４）°では電？ｆＡ電圧検出口路２８の
フォトトランジスタ３２ｂがオン状態に転するが遅延回
路１１は初期化されてＡ点が正１と位にあるから、短絡
用スイッチ７は直ちに閉じることなく開放状態に維持さ
れる。従って、平滑コンデンサ３は電流制限抵抗６を介
して充電されるから、この場合もＮ１４滑コンデンサ３
への突入電流が抑制される。そして、交流電源２の再投
入によりフォトトランジスタ その時点からコンデンサ１２の放電が開始され、所定の
遅延時間経過時（時刻ｔｓ）に短絡用スイッチ７が閉成
されて電流制限抵抗６の両端が）、ｏ絡される。

このように本実施例によれば、平滑コンデンサ３の端子
電圧が確立した後に交流電源２が一時的に遮断された場
合には、直ちに短絡用スイッチ７が開放すると共にコン
デンサ１２が充電されて遅延回路１１の初期化が行われ
る。このため、平滑コンデンサ３の端子電圧が基章電圧
Ｖ１より高い状態で交流電源２が再投入されても、直ち
に短絡用スイッチ７が閉じることなく平滑コンデンサ３
が電流制限抵抗６を介して充電される。従って、前記第
１実施例と同様に短絡用スイッチ７の閉成時における二
次突入電流の発生を防止できることは勿論のこと、平滑
コンデンサ３の端子電圧確立後に一時断電があって電源
が再投入された場合における突入電流も十分抑えること
ができる。

第５図は本発明の第３実施例を示す。前記第２実施例と
の相違は、充電抵抗１３と並列にＮＰＮ形のトランジス
タ３３を設けると共に、マイナス電源ラインーＶとグラ
ンドラインＧＮＤとの間に電源電圧検出回路２８のフォ
トトランジスタｂと抵抗３４との直列回路を接続してフ
ォトトランジスタ ンジスタ３３のベースに接続した点にある。尚、その池
の点は第２実施例と同一のため説明を省略する。

これによれば、交流電源２が一時的に遮断された場合、
電源電圧検出回路２８の発光ダイオード３２ａが消灯し
てフォトトランジスタ３２ｂがオフ状態に転するからコ
ンデンサ１２がトランジスタ３３を介して瞬時に充電さ
れ、遅延回路１１の初期化を第２実施例に比べて一層短
時間で行うことができる。

尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
例えば第６図に示す第４実施例に示すように、短絡用ス
イッチ７をトランジスタ３５から構成し、このトランジ
スタ３５を遅延回路１１からの出力に応じて駆動回路３
６により制御するようにしてもよい。

［発明の効果〕 本発明は以上述べたように、平滑コンデンサの端子電圧
が所定値に上昇してから所定の遅延時間経過した時に電
流制限抵抗の短絡用スイッチを閉成させるようにしたの
で、遅延期間中に平滑コンデンサが十分に充電されて短
絡用スイッチの閉成時に発生する二次突入電流の発生を
十分に抑制することができるという優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は回路図、第２図は各部の電圧をトランジスタの
オン・オフ状態と共に示す電圧波形図、第３図及び第４
図は本発明の第２実施例を示す夫々第１図及び第２図相
当図、第５図は本発明の第３実施例を示す回路図、第６
図は本発明の第４実施例を示す第１図相当図である。 図面中、１は整流回路、３は平滑コンデンサ、６は電流
制限抵抗、７は短絡用スイッチ、８は充電電圧検出回路
、１１は遅延回路を示す。 出願人　　　株式会社　　東　　　２ 第１　図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、整流回路の出力側に設けられる平滑コンデンサへの
   突入電流を抑制するためのものであって、前記平滑コン
   デンサの入力側に電流制限抵抗を設けると共に、この電
   流制限抵抗に並列に短絡用スイッチを設け、前記平滑コ
   ンデンサの端子電圧の上昇後に前記短絡用スイッチを閉
   じるようにしたものにおいて、前記平滑コンデンサの端
   子電圧を検出する充電電圧検出回路により検出された平
   滑コンデンサの端子電圧が所定値に上昇してから所定の
   遅延時間経過した時に前記短絡用スイッチを閉成させる
   遅延回路を設けたことを特徴とする突入電流抑制回路。