JPH0284057A - 直流電源装置 - 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】 この発明は、インバータ回路と整流平滑回路とを組み合
わせて直流出力を得る直流電源装置において、入力電力
に瞬断が発生した場合や、入力スイッチを短時間でオン
・オフした場合に流れる突入電流により、直流電源装置
の人力ラインに有るヒユーズが溶断したり、開閉スイッ
チの接点が溶着するのを防止することを目的とした突入
電流防止回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来の直流Ｔｉ源装置の構成図であり（１）
は交流電力を供給する１次電源、（２）は直流電源装置
の異常から１次電源（１）を保護するための開閉スイッ
チ、（３）は交流入力を直流へ変換するためのダイオー
ド群、（４）は負荷（１６）へ供給される電圧を制御す
るための制御回路、（５）はコンデンサ（９）へ流れる
電流のピーク値を制限する電流制限抵抗、（６）は電流
制限抵抗（５）での損失を最小に抑えるためのサイリス
ク、　（７）、　（８）はトランス（１１）の補助巻線
出力をサイリスク（６）のゲートへ供給するための抵抗
とダイオード、（９）はトランジスタ（１０）のスイッ
チ動作に伴って、トランス（１１）にパルス電力を供給
するためのコンデンサ、　（１０）はトランス（１１）
に流れる電流のオン・オフを行うトランジスタ、　　（
ＩＩ）はトランス、　（１２）、　＜１３）はトランス
（１１）の２次巻線出力を整流するダイオード、　（１
４）（１５）はダイオード（１２）、　（＋３）の出力
を平滑するチョークコイルとコンデンサ、　（１６）は
負荷である。

従来のこの種の装置においては、１次電源（１）から供
給される交流電力をダイオード（３）によって直流に変
換後トランジスタ（１０）及びトランス（１１）によっ
てパルス状の電力に変換されトランス（１１）の２次側
に電力が伝送される。トランス（Ｉりにより規定の電圧
に降圧又は昇圧した場合はダイオード（１２）、　（１
３）で整流した後、さらにチョークコイル（１４）、　
　コンデンサ（＋５）にて平滑し負荷（１６）に供給さ
れる電圧は、制御回路（４）にてモニタされ、トランジ
スタ（１０）のオン・オフ期間を制御することにより、
安定化されている。

ここで第４図は、第３図に示すように構成された直流電
源装置において、正常な入力投入後、瞬断が発生した場
合の各部の波形を示したもので。

（ア）は１次電源電圧波形、（イ）はコンデンサ（９）
の電圧電圧波形、（つ）はサイリスタ（６）のゲート信
号波形、（１）は１次電源（１）からの入力電流波形図
である。

（ア）〜（１）の波形図の前半に示す様に２人力が正常
に投入された場合は、電流制限抵抗（５）を通してコン
デンサ（９）を充電するため１人力の電流は電流制限抵
抗（５）により決まるピーク値を越えることはない。そ
の後、コンデンサ（９）が十分に充電された後、トラン
ジスタ（１０）が動作を開始するたメ、トランス（１■
）の補助巻線出力が、サイリスク（６）のゲートに供給
され、サイリスタ（６）がオンしても、大きな突入電流
は流れない。又、サイリスク（６）のオン後の入力電流
はサイリスク（６）を流れるため、電流制限用抵抗（５
）での損失はなくなる。

ここで（ア）〜（１）の波形図の後半に示す様に。

１次電源（１）の瞬断が発生した場合、トランジスタ（
１０）は、コンデンサ（９）に蓄積されたエネルギーを
消費しながら動作しつづけるため、サイリスタ（６）の
ゲートへ信号を出力したままの状態となり、１次電源が
復帰した瞬間に、波形（１）にＩ□Ｐで示す大きなコン
デンサ充電電流がサイリスタ（６）を通して流れる。そ
のため、開閉スイッチ（２）の溶着ダイオード群（３）
の破損などの不具合を発生するという欠点を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の直流電源装置における突入電流防止回路は、前述
のように構成されているため、１次電源（υが瞬断した
場合や人力スイッチを短時間でオン・オフさせた時に、
突入電流防止回路が十分に動作しないため、入力ライン
に過大な電流が流れ開閉スイッチ（２）の溶着、ダイオ
ード群（３）の破損等が発生するという課題があった。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、突入電流防止回路の特性改善に関するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る直流電源装置は、１次電源（１）に瞬断
が発生した場合等に流れる突入電流を防ＩＦするため、
１次電源（１）の発生する電圧によって所定の電圧を得
るトランス（２６）とサイリスク（６）のゲート入力電
圧をオン・オフするスイッチ回路（＋８）を付加したも
のである。

〔作用〕

この発明においては直流電源装置に１次電源（１）の出
力電圧によって所定の電圧を得るトランス（２６）とサ
イリスタ（６）のゲート電圧をオン・オフするスイッチ
回路（１８）を設けることにより、１次ｉ源（１）に瞬
断が発生した場合等に流れる突入電流を防止するもので
ある。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であり、（１）〜（１６）
は上記従来装置と同−又は相当するもので、　（１７）
はサイリスク突入電流制限回路、　（１ｇ）はスイッチ
回路、　（１９）、　（２０）はダイオード、　（２１
）、（２２）、（２３）は抵抗、　（２４）はコンデン
サ、　（２５）はトランジスタ（２６）はトランスであ
る。

上記のように構成された直流電源装置においては、１次
電源（１）から供給される交流電力はダイオード群（３
）によって直流に変換される。又、コンデンサ（９）に
蓄えられたエネルギは、トランス（１１）の１次巻線に
接続されたトランジスタ（１０）のオンオフ動作により
、トランス（１１）の２次側にエネルギが伝送される。

そして、ダイオード（１２）、　ダイオード（１３）に
より整流され、チョークコイル（１４）コンデンサ（１
５）により７涜されて、負荷（１６）に電力が供給され
る。

一方、１次電源（１）から交流電力が加わった直後では
交流電力がダイオード群（３）によって整流され、サイ
リスタ（６）のアノード側に電圧が加わるがサイリスタ
（６）のゲートには電圧がなく、サイリスタ（６）はオ
フ状態である。このために、コンデンサ（９）は抵抗（
５）を通して充電され、コンデンサ（９）へ大きな突入
電流が流れることはない。その後、コンデンサ（９）が
所定の電圧に充電されると、制御回路（４）の動作によ
り、トランジスタ（１Ｇ）がオン・オフし、トランス（
１１）よりパルス電力が供給されダイオード（８）、抵
抗（７）を通してサイリスタ（６）のゲートに電圧が加
わる。この時、トランス（２６）の２次巻線出力はダイ
オード（１９）、　　ダイオード（２０）で整流され、
抵抗（２１）を通してトランジスタ（２５）のブースに
電圧を供給する。このブース電圧はエミッタ電圧より大
きいのでトランジスタ（２５）はオフ状態である。した
がって、サイリスタ（６）はオン状態となり、電力はサ
イリスタ（６）を通して供給されることになる。このよ
うな通常の動作は従来の直流電源装置と同一となる。

ここで、第２図は、第１図に示すように構成された直流
電源装置において、正常な入力投入後、瞬断が発生した
場合の各部の波形を示したもので。

（ア）は１次電源（１）の電圧波形、（イ）はコンデン
サ（９）の電圧電圧波形、（つ）はサイリスタ（６）の
ゲート電圧波形、（１）はトランジスタ（２５）のブー
ス電圧波形、（オ）は１次電源（１）からの入力電流波
形を示す図である。

１次電源（１）より正常に入力が投入された場合は前記
に記載したとおり、コンデンサ（９）への充電は抵抗（
５）を通して行われるため１次電＃（１）よりの入力電
流は抵抗（５）により決まるピーク値を越えることはな
い。

ここで、第２図の（ア）に示すように、１、次電源（１
）に瞬断が発生した場合、トランジスタ（１０）は動作
し続け、コンデンサ（９）の蓄積エネルギを消費しなが
ら負荷（１６）に所定の電力を供給し続ける。

方、トランス（２６）の出力は零となり、第２図の（１
）に示すようにトランジスタのブース電圧もほとんど零
に近い値となる。このためにトランジスタ（２５）はオ
ン状態となり２サイリスク（６）のゲートとカソード間
を短絡するので、第２図の（つ）に示すようにゲート電
圧も零となる。したがって、サイリスタ（６）は入力電
流もなく、ゲート電圧も零なのでオフ状態を維持する。

つぎに、１次電源（１）からの入力が復帰した場合トラ
ンス（２６）からの出力が抵抗（２１）を通してコンデ
ンサ（２４）を充電し、トランジスタ（２５）のブース
電圧を増加させて、トランジスタ（２５）をオフ状態に
した時、サイリスク（６）のゲートには電圧が加えられ
、サイリスク（６）は再びオン状態となる。１次電源（
１）が復帰し、サイリスタ（６）がオン状態となるまで
は、コンデンサ（９）は抵抗（５）を通して充電される
ことになり、１次電源（１）が瞬断後、復帰した時でも
、コンデンサ（９）に大きな突入電流が流れることはな
い。なお、１次電源（１）が瞬断後、復帰しサイリスタ
（６）がオン状態となるまでの時間は抵抗（２１）、　
（２２）、コンデンサ（２４）の値により決定される。

このように１次電源（１）に瞬断が発生しても、コンデ
ンサ（９）に大きな突入電流が流れることはなく、ダイ
オード群（３）の破損や開閉スイッチの接点の溶着など
という不具合の発生を防止できる。

なお、上記実施例では１次電源（１）の出力はｌ相の交
流電源として述べたが、３相の交流電源の場合について
も同様の効果が期待できる。又、スイッチ素子としてト
ランジスタ（１Ｇ）を複数使用するプッシュプル型の直
流電源についても同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、直流電源装置の突入電
流制限回路（１７）にスイッチ回路（１８）を設け、１
次電源（１）の出力の有無を検出する機能を有するトラ
ンス（２６）を設けることにより、ＩＱ電源（１）の瞬
断などがあった場合に、１次Ｔｉ源（１）からの大きな
突入電流を防止することができ、ダイオード群（３）の
破損、開閉スイッチ（２）の接点の溶着などの不具合の
発生を防止することが出来る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した直流電源装置の回路例を示
す図、第２図はこの発明の詳細な説明するための図、第
３図は従来の回路例を示す図、第４図は従来の回路の動
作を示す図である。 図中、（１）は１次電源、（２）は開閉スイッチ、（３
）はダイオード群、（４）は制御回路、（５）は抵抗、
（６）はサイリスタ、（７）は抵抗、（８）はダイオー
ド、（９）はコンデンサ、（１０）はトランジスタ、（
１１）はトランス、（１２）はダイオード、　（１３）
はダイオード、　（１４）はチョークコイル、（１５）
はコンデンサ、（＋６）は負荷、　（１７）はサイリス
ク突入電流制限回路、　＜１８＞はスイッチ回路（１９
）はダイオード、　（２０）はダイオード、　（２１）
は抵抗（２２）は抵抗、　（２３）は抵抗、　（２４）
はコンデンサ、　（２５）はトランジスタ、　（２８）
はトランスである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷への供給電圧を検出し、パルス信号のパルス幅を制
   御する制御回路と、前記制御回路の出力信号によりスイ
   ッチ動作を行うスイッチ素子と１次巻線の一端が前記ス
   イッチ素子の一端に接続され、少なくとも１つ以上の２
   次巻線を有するトランスと、前記トランスの１次巻線の
   他の一端に接続されパルス電流を供給するコンデンサと
   、前記コンデンサへの突入電流を防止するためのサイリ
   スタ突入電流制限回路と、交流入力電力を整流し前記サ
   イリスタ突入電流制限回路へ出力を供給する複数のダイ
   オードと、前記トランスの２次巻線出力を整流平滑する
   複数のダイオード、チョークコイル、コンデンサと、前
   記サイリスタ突入電流制限回路のサイリスタのゲート入
   力電圧を開閉するスイッチ回路と、１次巻線が交流入力
   電源に接続され、２次巻線が前記スイッチ回路に接続さ
   れたトランスを備えたことを特徴とする直流電源装置。