TW379476B - Protection method for inrush current preventing resistor - Google Patents

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經濟部中央捸準局負工消费合作社印笨 A7 B7 五、發明説明（·| ) 【發明所屬之技術領域】 本發明與具有電容器輸入式整流迴路之電源裝置，於 電源投入時之防止衝流用電阻器之保護方法有關。 【習知技術】 按習知之電容器輸入式整流迴路之電源裝置，如圖8 所示，爲防止電源投入時之衝流，於平滑電容器4之前設 防止衝流用電阻3 ,平滑電容器4之充電完後了，以繼電 器2等使防止衝流用電阻3短路而構成。於圖8中，1爲 整流迴路、5爲檢出電源投入切斷之檢出迴路、6爲使用 例如微電腦等之演算迴路、7爲繼電器驅動裝置，而1 0 爲交流電源、11爲將交流電源開闔之接觸器。 以接觸器1 1將交流電源1 0投入後，將平滑電容器 4充電之電流，流經防止衝流用電阻3。繼電器2於平滑 電容器充電完成後，使前述防止衝流用電阻3短路，電源 裝置正常'運轉時，以前述流經防止衝流用電阻3之電流， 防止電流降低或電力損失之發生。 交流電源1 0投入時，平滑電容器4之充電能量E以 下列公式供給： E = (1/2) · CV2 (1) 於此，C爲電容之容量〔F〕 ，V爲整流平滑後之直 流電源電壓〔V〕，現在，假設某一時間間隔t內，投入 度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) W. l·訂.： 經濟部中央標準局貝工消f合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 、切斷N次，此時之平均電力P〔W〕可以（2)公式表 示： P = E N / t ( 2 ) 此電力之大部分爲防止衝流用電阻3所消耗。因而， 在頻繁反覆不斷將交流電源10投入、切斷時，公式（2 )所示之電力P〔 W〕超過防止衝流用電阻3所能容許'之 電力，可能造成燒毀或斷線。 【本發明所欲解決之課題】 但是於前述之傳統防止衝流用電阻器之保護方法中， 在頻繁反覆不斷將交流電源1 0投入、切斷時，公式（2 )所示之電力P〔W〕超過防止衝流用電阻3所能容許之 電力，可能造成燒毀或斷線。因爲防止衝流用電阻3之電 力容量〔’W〕，通常是僅限於電源投入時之使用方法，對 於過載之耐量雖然高，其電力容量大多使用較小者。因而 在反覆頻繁開闓交流電源時，因溫度上升過高，造成防止 衝流用電阻3燒毀或斷線之問題，此爲本發明所欲解決之 課題。 因此，本發明之目的爲：具有電容器輸入式整流迴路 之電源裝置，將限制平滑電容器衝流用電阻器之燒毀或斷 線防範於未然。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} ---------vlr (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 卜__訂： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 【本發明之開示】 本發明由電容器輸入式整流迴路之平滑電容器之容量 與整流平滑直流電壓値，算出電源投入時送入平滑電容器 之充電能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投 入切斷次數算出平均電力，若此平均電力超過防止電源投 入衝流之防止衝流用電阻之容許電力時，則以警告器表示 或警告器輸出警告，使電源不投入之互鎖，停止負載側裝 置之驅動。 ' 預先知道平滑電容器之容量與整流平滑直流電壓値時 ，用公式（1 )及（2 )計數一定時間內之電源開關次數 ，若此電源開關次數超過所定之次數，則以警告器表示或 警告器輸出警告。‘ ' 【本發明之最佳實施形態】 以下參照本發明之第一實施例之說明圖說明本發明之 實施形態’。於說明習之技術之圖8相同之符號，在此則省 略之。本實施例以演算迴路6記憶電源之投入切斷次數， 依公式（2 )所得之電力，超過防止衝流用電阻3所許可 之電力時，則以警告器表示或警告輸出迴路8表示警告或 輸出警告。而預先知道平滑電容器之容暈與整流平滑直流 電壓値時，計數一定時間內之電源開關次數，若超過所定 之次數，則以警告器表示或警告器輸出警告。又，關於應 該演算之時間間隔，可依先求出防止衝流用電阻3之過載 耐量設定之》又及，圖1所示之繼電器2並不限定爲繼電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS VA4規格（210X297公釐） (諳先閱讀背τδ之注意事項再填寫本頁) ，装. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _._^_ B7_ 五、發明説明（4 ) 器，可用閘流電晶體等半導體開關，或電力大時也可用接 觸器代替繼電器。本繼電器之投入切斷時機，於接受電源 投入切斷檢出迴路5信號後，以演算迴路6控制。 亦即，電源投入切斷檢出迴路5，於電源投入時輸出 L位階之信號，切斷時則輸出Η位階之信號。演算迴路6 於電源投入時，接收電源投入切斷檢出迴路5之L位階之 信號，以防止衝流用電阻3與平滑電容器4之容量相乘之 積求出時間常數，於夠長之時間後，將繼電器2之投入1信 號給予繼電器驅動裝置7。並同時記憶電源投入之次數。 進而依電源切斷時之Η位階之信號，將繼電器2之切斷信 號給予繼電器驅動裝置7。如此，演算迴路6在將控制信 號給予繼電器驅動裝置7之同時，記憶電源投入切斷之次 數’依公式（2 )計算電力，超過防止衝流用電阻3所許 可之電力時，則以警告器表示或警告輸出迴路8表示警告 或輸出警告。 圖2'所示爲電源裝置之第二實施例。不僅以警告器表 示警告或以警告輸出迴路輸出警告，超過防止衝流用電阻 器所容許之電源之投入、切斷發生時，以繼電器9使交流 電源無法繼續供給之迴路所構成。 以下說明圖2之動作。首先，交流電源1 0以接觸器 1 1之ο η動作投入》電源投入切斷檢出迴路5檢査出交 流電源1 0已被投入，演算迴路6立即將投入繼電器9之 信號送出至繼電器驅動裝置7，而繼電器9便成爲on狀 態。繼電器9成爲ο η狀態，平滑電容器4被充電後，演 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7__ 五、發明説明（5 ) I ' 算迴路6輸出使繼電器2成爲ο η之信號。而電源被切斷 時，將繼電器2與繼電器9切斷之信號送給繼電器驅動裝 置7。電源投入切斷頻率升高，依公式（2 )所供給之電 力超過防止衝流用電阻器之容許電力時，演算迴路6以警 告器表示警告或以警告輸出迴路8輸出警告，與此同時將 繼電器2與繼電器9切斷之信號送給繼電器驅動裝置7。 在電源旁邊，以接觸器1 1取代繼電器9，因爲以閘刀開 關之類進行手動控制之情形很多，最好選用操作性能良好 之繼電器9。_ 又，圖1與圖2中所示，雖是單相交流電源之整流迴 路之情形，但整流迴路並不限於單相交流電源用，三相交 流電源、多相交流電源之情形也同樣能構成。 以下以圖3說明本發明之第三實施例。此圖中，1 2 爲測定平滑電容器之端子電壓之電壓檢出器。 接觸器11以將交流電源投入，使平滑電容器4充零 之電流便’流經防止衝流用電阻器3。此時平滑電容器4充 電之時間常數以下列公式供給。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

T = R C 此處之R爲防止衝流用電阻3之電阻値〔Ω〕，C爲 平滑電容器之容量〔F〕。因而，若已知時間常數Τ與電 阻値R，則可算出C値。一般而言，因R値與平滑電容器 之容量値相比，其個別間之差異較小，可以設計値代替。 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 B7 _ 五、發明説明（6 ) 時間常數T可由電源投入時之平滑電容器之端子電壓之過 渡性變化量求得。亦即，假設平滑直流電壓輸出於無負載 時之定常電壓爲v〔v〕，計測平滑電容器之端子電壓到 達0 . 63V〔V〕所須之時間，依此即可求出T値，V 則可以電壓檢出迴路檢測出。 交流電源1 0投入時，充電於電容器之能量，依圖4 之程序算出。 以下依圖4說明能量E之算出程序。 ' 於電源投入切斷檢出迴路5與演算迴路6監視交流電 源10是否投入（第一步）。其次，演算迴路6將電壓檢 出迴路1 2之値讀入，測定平滑電容器之端子電壓（第二 步）。以演算迴路6判定平滑電容器之端子電壓是否到達 0.6 3VCV〕（第三步）。再以演算迴路6算出達到 此一電壓所須之時間（第四步）。其後於演算迴路6將第 四步所算出之時間求出時間常數T，算出平滑電容器之容 量c (第’五步）。然後以演算迴路6算出能量E (第六步 )。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5所示爲電源裝置之第四實施例。不僅以警告器表 示警告或以警告輸出迴路8輸出警告，超過防止衝流用電 阻器所容許之電源之投入、切斷發生時，以繼電器9使交 流電源無法繼續供給之迴路所構成。 以下說明圖5之動作。首先，交流電源1 0以接觸器 1 1之ο η動作投入。電源投入切斷檢出迴路5檢査出交 流電源1 0已被投入，即向演算迴路6輸出信號。演算迴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐〉~_ ^ - Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 路6將投入繼電器9之信號送出至繼電器驅動裝置7 ’而 繼電器9便成爲〇 η狀態。繼電器9成爲〇 η狀態’平滑 電容器4便被充電，此時，同時依上述第一步至第五步之 程序求出平滑電容器4之容量，算出充電能量。其後’較 平滑電容器4之充電時間常數長之相當長時間經過後’演 算迴路6輸出使繼電器2成爲ο η之信號。而電源被切斷 時，將繼電器2與繼電器9切斷之信號送給繼電器驅動裝 置7。電源投入切斷頻率升高，依公式（1 )所供給之電 力超過防止衝流用電阻器3之容許電力時，演算迴路6以 警告器表示警告或以警告輸出迴路8輸出警告，與此同時 將繼電器2與繼電器9切斷之信號送給繼電器驅動裝置7 〇 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (对先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次以圖6與圖7表示第五實施例及第六實施例。於 圖6與圖7中，送出至繼電器驅動裝置7的，不僅是繼電 器驅動信號，將負載側裝置之驅動停止信號等控制信號送 出之I /'0埠機能也包含在內。負載側裝置1 3可爲D C /D C變換器或驅動馬達之換流迴路等。而將平滑電容器 4之充電電荷放電之迴路也包含在內。 於第五、第六實施例中，並不特別限定負載側（包含 受動負載、能動負載及其他裝置）。若可控制負載側之驅 動時，將平滑直流電壓輸出置於無負荷狀態，依此第二次 投入交流電源1 0時，平滑電容器仍殘留著充電電荷，故 衝流値較小。因此，反覆將電源投入切斷而使平均電力超 過防止衝流用電阻器3之容許電力時，可以停止負載側裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 A7 _ B7 ._ 五、發明説明（8 ) 置之驅動，減輕下一次投入電源時之衝流能量，並減輕防 止衝流用電阻器之負荷。停止負載側裝置之驅動，與單單 只有表示警告或輸出警告之情形相比，較容易注意到異常 之發生，這是其優點。又及，送至負載側裝置13之驅動 停止信號爲：來自演算迴路6之指令，經由繼電器驅動裝 置7所給予》 【於產業上利用之可能性】 ' 如以上所說明，本發明於頻繁重複將電源開闔時，可 防止衝流用電阻器3燒壞或斷線，因而可防止因防止衝流 用電阻3之損毀而產生之電源裝置之致死事件，防止如火 災等之發生。 ' 而即使是不致發生燒毀事故，僅只斷線之情形，於下 次投入電源時，無法以防止衝流用電阻3防止衝流衝入， 因而於平滑電容器充電時，過大電流流經使防止衝流用電 阻短路所m之繼電器2，可能破壞整流用之二極體，發生 繼電器2熔毀等二次破壞。本發明也可防止此種二次破壞 之危險發生。 並且，檢測出平滑電容器4之端子電壓，並不受輸入 交流電源電壓之變動、電容器容量不一致等之影響，故可 正確求得電容器之充電能量，選定最適當的防止衝流用電 阻3的界限設計。 而1 0 0伏特系列與2 0 0伏特系列之交流電源共用 時之電源裝置之情形，因爲可迴避演算常數之設定失誤等 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐} " ^ ~~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 所造成之問題，故能提供更具信賴性之電源裝置。 【圖面之簡單說明】 圖1係本發明之第一實施例之說明圖。 圖2係本發明之第二實施例之說明圖》 圖3係本發明之第三實施例之說明圖》 圖4係能量算出程序之說明圖。 圖5係本發明之第四實施例之說明圖。 圖6係本發明之第五實施例之說明圖。 圖7係本發明之第六實施例之說明圖》 圖8係習知技術例之說明圖。 主要元件對照表 1 整流迴路 2 繼電器 3 ’防止衝流用電阻 4 平滑電容器 5 電源檢出迴路 6 演算迴路 7 繼電器驅動裝置 8 警告器 9 繼電器 I 〇 交流電源 | II 接觸器 i紙尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公釐) " ' ----_----------- {諳先Μ讀背面之注意事頰再填寫本頁) 訂·---- A7 B7 五、發明説明（1〇) '1 2 電壓檢出迴路 13 負載側裝置 V 定常電壓 T 時間常數 R 電阻値 {讀先M讀背面之注意事項再填其本頁) 111 . 、-口 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）-13 -

Claims (1)

1. 871 070 0 9 六、申請專利範圍 1 .—種防止衝流用電阻器之保護方法，其特徵爲： 具備由電容器輸入式整流迴路之平滑電容器之容量與整流 平滑直流電壓値，算出電源投入時送入平滑電容器之充電 能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷 次數算出平均電力，若此平均電力超過防止電源投入衝流 之防止衝流用電阻器之容許電力時，則以警告器表示或警 告器輸出警告之防止衝流用電阻器之保護方法。 2. —種防止衝流用電阻器之保護方法，其特徵爲‘： 具備由電容器輸入式整流迴路之平滑電容器之容量與整流 平滑直流電壓値，算出電源投入時送入平滑電容器之充電 能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷 次數算出平均電力，若此平均電力超過防止電源投入衝流 之防止衝流用電阻器之容許電力時，則使電源不能投入之 互鎖動作之防止衝流用電阻器之保護方法。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 . —種防止衝流用電阻器之保護方法，其特擻爲： 具備由電容器輸入式整流迴路之平滑電容器之容量與整流 平滑直流電壓値，算出電源投入時送入平滑電容器之充電 能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷 次數算出平均電力，若此平均電力超過防止電源投入衝流 之防止衝流用電阻器之容許電力時，則停止負載側裝置之 驅動之防止衝流用電阻器之保護方法。 4 . 一種防止衝流用電阻器之保護方法，其特徵爲： 於具備電容器輸入式整流迴路之電源裝置中，計數一定時 間內所爲之電源投入切斷次數，若此電源投入切斷次數超 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 Βδ C8 D8 S 7 9.4 7 6 六、申請專利範圍 過所定之次數，則以警告器表示或警告 衝流用電阻器之保護方法。 5. —種防止衝流用電阻器之保護 於具備電容器輸入式整流迴路之電源裝 間內所爲之1電源投入切斷次數，若此電 過所定之次數，則使電源不能投入之互 用電阻器之保護方法》 · 6. —種防止衝流用電阻器之保護 於具備電容器輸入式整流迴路之電源裝 間內所爲之電源投入切斷次數，若此電 過所定之次數，則停止負載側裝置之驅 阻器之保護方法。 · 器輸出警告之防止 方法，其特徵爲： 置中，計數一定時 源投入切斷次數超 鎖動作之防止衝流 方法，其特徵爲 置中，計數一定時 源投入切斷次數超 動之防止衝流用電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)"^