JPH04372582A - 整流装置のコンデンサ突入電流防止回路 - Google Patents

整流装置のコンデンサ突入電流防止回路

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JPH04372582A
JPH04372582A JP14636691A JP14636691A JPH04372582A JP H04372582 A JPH04372582 A JP H04372582A JP 14636691 A JP14636691 A JP 14636691A JP 14636691 A JP14636691 A JP 14636691A JP H04372582 A JPH04372582 A JP H04372582A
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JP
Japan
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circuit
capacitor
rectifier
integrating
diode
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JP14636691A
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Yukio Murakami
村上 幸男
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電動機の可変速度制
御用インバ−タ装置等の直流電源に用いられる整流装置
、ことにその始動時に平滑コンデンサに流入する突入電
流を抑制するために設けられる突入電流防止回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】交流電力を直流電力に変換する整流装置
において、平滑コンデンサをダイオ−ド整流ブリッジの
直流出力側に直接接続して交流電源を投入すると、平滑
コンデンサにピ−ク値が極めて大きい充電電流(突入電
流)が流れる。そのため、ダイオ−ド整流ブリッジには
サ−ジ電流定挌の大きい整流素子を用いる必要があり、
また整流装置の容量が大きい場合には充電電流により交
流電源系統の電圧が低下するなどの障害をおよぼす。そ
こで整流素子の大型化や電源系統への悪影響を排除する
ために、ダイオ−ド整流ブリッジの直流出力側にコンデ
ンサ突入電流防止回路を設けたものが知られている。
【0003】図3は整流装置の従来のコンデンサ突入電
流防止回路を示す接続図であり、交流電源系統2からの
交流電力を直流電力に変換して外部負荷に供給する整流
装置はダイオ−ド整流ブリッジ1と平滑コンデンサ3と
で構成される。また、コンデンサ突入電流防止回路10
は、ダイオ−ド整流ブリッジ1と平滑コンデンサ2との
間に直列接続された制限抵抗7とサイリスタ8との並列
回路からなる主回路9と、サイリスタ8のゲ−トGにゲ
−ト電流を供給するトリガ−回路11とで構成される。 トリガ−回路11は、平滑コンデンサ3の電圧が規定の
充電電圧に達したことを電圧検出器12で検出し、その
出力をANDゲ−ト14のゲ−ト信号として発振回路1
3の出力を絶縁トランス15の1次巻線に供給し、その
2次巻線電圧をダイオ−ド16および抵抗17を介して
サイリスタ8のゲ−トGにゲ−ト電流として供給するよ
う構成される。
【0004】したがって、電源投入直後は平滑コンデン
サ3の電圧が低いのでサイリスタ8はオフ状態にあり、
ダイオ−ド整流ブリッジ1の直流出力電流は制限抵抗7
を介して平滑コンデンサ3を充電することにより、平滑
コンデンサ3に過大な充電電流が流れることを防止でき
る。また、平滑コンデンサ3の充電電圧が規定の電圧に
到達すると、トリガ−回路11を介してサイリスタ8に
ゲ−ト電流が流れ、サイリスタ8がオンし、その後の負
荷電流はサイリスタ8を介して供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のコ
ンデンサ突入電流防止回路においては、トリガ−回路の
構成部材の数が多く回路が複雑であるため経済的不利益
を生ずるばかりか、絶縁トランスを含むために電力用半
導体素子を内蔵したモジュ−ル製品(ダイオ−ドモジュ
−ル)に内蔵させることが困難であり、したがってモジ
ュ−ルの外部回路が複雑かつ大型化するという問題があ
り、その改善が求められている。
【0006】この発明の目的は、回路の構成が簡素で、
ダイオ−ドモジュ−ルに容易に内蔵できるトリガ−回路
を有する整流装置のコンデンサ突入電流防止回路を得る
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、ダイオ−ド整流ブリッジと、そ
の直流出力側に並列接続された平滑コンデンサとからな
る整流装置が、前記ダイオ−ド整流ブリッジと平滑コン
デンサとの間に直列接続された制限抵抗およびサイリス
タの並列回路を備え、前記ダイオ−ド整流ブリッジの始
動時には前記サイリスタをオフして前記制限抵抗により
前記平滑コンデンサへの突入電流を防止するものにおい
て、前記ダイオ−ド整流ブリッジの直流出力側に並列接
続された積分コンデンサおよび抵抗器の直列体からなる
積分回路と、前記積分コンデンサの電圧を所定のレベル
で検出して前記サイリスタにゲ−ト電流を供給するトリ
ガ−回路とを備えてなるものとする。
【0008】またトリガ−回路が、サイリスタのアノ−
ド,ゲ−ト間にエミッタおよびコレクタがゲ−ト側に抵
抗を配して接続されたトランジスタと、このトランジス
タのベ−スと積分回路の中間接続点との間に接続された
ツェナ−ダイオ−ドとからなり、前記積分回路の積分電
圧が前記ツェナ−ダイオ−ドのツェナ−電圧を越えたと
き、前記トランジスタにベ−ス電流が流れ始めるよう形
成されてなるものとする。
【0009】さらに、トリガ−回路が、平滑コンデンサ
の充電電圧が所定レベルに到達するまで積分回路の動作
を抑制する遅延回路を備えてなるものとし、遅延回路が
、平滑コンデンサに並列接続された抵抗分圧器と、積分
回路にエミッタおよびコレクタが直列接続されたトラン
ジスタと、このトランジスタのベ−スと前記抵抗分圧器
の分圧端子との間に接続されたツェナ−ダイオ−ドとか
らなるものとする。
【0010】
【作用】この発明の構成において、ダイオ−ド整流ブリ
ッジと平滑コンデンサとの間に直列接続された制限抵抗
およびサイリスタの並列回路に、ダイオ−ド整流ブリッ
ジの直流出力側に並列接続された積分コンデンサおよび
抵抗器の直列体からなる積分回路と、この積分回路の積
分電圧を所定のレベルで検出してサイリスタにゲ−ト電
流を供給するトリガ−回路とを付加するよう構成したこ
とにより、積分回路の時定数の決め方によりサイリスタ
がオンするまでの時間を遅延する機能が得られ、その間
平滑コンデンサが制限抵抗を介して充電されるので、過
大な突入電流を抑制する機能が得られる。
【0011】また、トリガ−回路を、サイリスタのアノ
−ド,ゲ−ト間にエミッタおよびコレクタがゲ−ト側に
抵抗を配して接続されたトランジスタと、このトランジ
スタのベ−スと積分回路の中間接続点との間に接続され
たツェナ−ダイオ−ドとで構成し、積分回路の積分電圧
がツェナ−ダイオ−ドのツェナ−電圧を越えたとき、ト
ランジスタにベ−ス電流が流れ始めるよう形成すれば、
積分回路を含めてトリガ−回路を簡素に構成できるとと
もに、ダイオ−ドモジュ−ルへの内蔵を阻害する絶縁ト
ランスが排除されるので、コンデンサ突入電流防止回路
と整流装置とが一体化したダイオ−ドモジュ−ルを得る
ことができる。
【0012】さらに、トリガ−回路に平滑コンデンサの
充電電圧が所定レベルに到達するまで積分回路の動作を
抑制する遅延回路を付加するよう構成すれば、サイリス
タがオンするまでの遅延時間を積分回路と遅延回路とで
分担することになり、積分回路のコンデンサ容量を低減
してモジュ−ル化を一層容易にする機能が得られる。こ
とに遅延回路を、平滑コンデンサに並列接続された抵抗
分圧器と、積分回路にエミッタおよびコレクタが直列接
続されたトランジスタと、このトランジスタのベ−スと
抵抗分圧器の中間接続点との間に接続されたツェナ−ダ
イオ−ドとで構成すれば、遅延回路および積分回路のモ
ジュ−ル化も容易になる。
【0013】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明する
。図1はこの発明の実施例になる整流装置のコンデンサ
突入電流防止回路を示す接続図であり、以下、従来技術
と同じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重
複した説明を省略する。図において、平滑コンデンサ3
の突入電流防止回路20は、ダイオ−ド整流ブリッジ1
の直流出力側に並列接続された積分回路21と、積分コ
ンデンサ22と抵抗23の直列回路で構成される積分回
路21の積分電圧(積分コンデンサ22の電圧)を検知
してサイリスタ8にゲ−ト電流を供給するトリガ−回路
25とで構成される。トリガ−回路25は、エミッタE
がサイリスタ8のアノ−ドに,コレクタCが抵抗28を
介してサイリスタ8のゲ−トGにそれぞれ接続された図
の場合pnpトランジスタ26と、そのベ−スBと積分
回路21の中点との間に接続されたツェナ−ダイオ−ド
27とで構成される。
【0014】このように構成された整流装置のコンデン
サ突入電流防止回路において、ダイオ−ド整流ブリッジ
1に交流電源系統2を投入すると、投入直後はpnpト
ランジスタ26のE,B間に加わる積分コンデンサ22
の積分電圧が低く、トランジスタ26のベ−ス電流がツ
ェナ−ダイオ−ド27のツェナ−電圧により阻止され、
サイリスタ8にはゲ−ト電流が供給されないので、サイ
リスタ8はオフ状態を維持し、ダイオ−ド整流ブリッジ
1の出力電流は制限抵抗7を介して平滑コンデンサ3を
充電する。したがって、ダイオ−ド整流ブリッジの始動
直後に平滑コンデンサ3に流れる過大なピ−ク値を有す
る突入電流は、制限抵抗7によりそのピ−ク値が抑制さ
れる。積分回路21の積分電圧がその時定数によって決
まる上昇速度で上昇し、ツェナ−ダイオ−ド27のツェ
ナ−電圧に到達すると、pnpトランジスタ26にはベ
−ス電流が流れ、増幅されたコレクタ電流がゲ−ト電流
としてサイリスタ8のゲ−トGに供給されるので、サイ
リスタ8がトリガ−されて導通状態となり、ダイオ−ド
整流ブリッジ1の出力電流がサイリスタを介して平滑コ
ンデンサ3を充電するとともに、平滑化された直流電流
が外部負荷に供給される。
【0015】その結果、積分回路21の時定数と制限抵
抗7の抵抗値の決め方により平滑コンデンサ3への突入
電流を抑制できるので、ダイオ−ド整流ブリッジ1に使
用するダイオ−ドはそのサ−ジ電流定挌をことさら大き
くする必要がなく、したがってダイオ−ド整流ブリッジ
を小型かつ経済的に有利に構成できるとともに、過大な
突入電流が流れることによる交流電源系統の電圧降下等
の悪影響も排除される。また、コンデンサ突入電流防止
回路20は絶縁トランスを含まず、半導体プロセスによ
る1チップ化が可能な簡素な素子構成となるので、電力
用半導体チップを複数内蔵したダイオ−ドモジュ−ルか
らなる整流装置に内蔵させることができるとともに、外
部回路を排除または簡素化することができる。
【0016】なお、前述の実施例はトリガ−回路にpn
pトランジスタを用いた場合を例に説明したが、npn
トランジスタを用いても前述の実施例と同様の機能を有
するコンデンサ突入電流防止回路を構成することが可能
である。この場合、トランジスタのE,C端子のサイリ
スタへの接続方向、およびツェナ−ダイオ−ドの接続方
向は図1に示す方向と逆向きにする。
【0017】図2はこの発明の異なる実施例を示す接続
図であり、平滑コンデンサ3に並列接続された抵抗分圧
器32と、積分回路21にコレクタCおよびエミッタE
が直列接続されたトランジスタ(図の場合npnトラン
ジスタ)34と、そのベ−スBと抵抗分圧器32の分圧
端子間に接続されたツェナ−ダイオ−ド33とからなる
遅延回路31を付加した点が前述の実施例と異なってお
り、遅延回路31の抵抗分圧器32が平滑コンデンサ3
の充電電圧を監視し、その電圧がツェナ−ダイオ−ド3
3のツェナ−電圧に到達するまで、トランジスタ34の
ベ−ス電流の通流を阻止するので、平滑コンデンサの充
電電圧が規定の電圧値に到達するまでの間、トランジス
タ34はオフ状態を維持して積分回路21の積分動作を
阻止することになる。したがって、サイリスタ8がオフ
状態を維持する時間を積分回路21と遅延回路31とで
分担することになり、両者の時定数の選択の仕方により
、積分コンデンサ22の容量を低減し、ダイオ−ドモジ
ュ−ルへのコンデンサ突入電流防止回路の内蔵を一層容
易化することができる。
【0018】
【発明の効果】この発明は前述のように、ダイオ−ド整
流ブリッジと平滑コンデンサとの間に直列接続された制
限抵抗とサイリスタの並列回路に、ダイオ−ド整流ブリ
ッジの直流出力側に並列接続された積分コンデンサと抵
抗器の直列体からなる積分回路と、この積分回路の積分
電圧を所定のレベルで検出してサイリスタにゲ−ト電流
を供給するトリガ−回路とを付加するよう構成した。そ
の結果、積分回路の時定数の決め方によりサイリスタが
オンするまでの時間を遅延する機能が得られ、その間平
滑コンデンサが制限抵抗を介して充電されるので、過大
な突入電流を抑制することができ、したがってダイオ−
ド整流ブリッジにサ−ジ電流耐量の大きい電力半導体素
子を用いる必要性が回避され、小型化された整流装置を
経済的に有利に提供することができる。
【0019】また、トリガ−回路を、サイリスタのアノ
−ド,ゲ−ト間にエミッタおよびコレクタがゲ−ト側に
抵抗を配して接続されたトランジスタと、このトランジ
スタのベ−スと積分回路の中点との間に接続されたツェ
ナ−ダイオ−ドとで構成し、積分回路の積分電圧がツェ
ナ−ダイオ−ドのツェナ−電圧を越えたとき、トランジ
スタにベ−ス電流が流れ始めるよう形成すれば、従来技
術で問題となったコンデンサ突入電流防止回路の大型化
やダイオ−ドモジュ−ルへの内蔵を阻害する絶縁トラン
スが排除されるとともに、コンデンサ突入電流防止回路
をコンデンサ,抵抗,および小型半導体素子からなり,
ダイオ−ドモジュ−ルへの内蔵が容易で簡素な回路構成
とすることができるので、電力用半導体チップを複数内
蔵したダイオ−ドモジュ−ルからなる整流装置にコンデ
ンサ突入電流防止回路を内蔵した整流装置を提供するこ
とができる。
【0020】さらに、トリガ−回路に平滑コンデンサの
充電電圧が所定レベルに到達するまで積分回路の動作を
抑制する遅延回路を付加するよう構成すれば、サイリス
タがオンするまでの遅延時間を積分回路と遅延回路とで
分担することになり、積分回路のコンデンサ容量を低減
してモジュ−ル化を一層容易化できる。ことに、遅延回
路を、平滑コンデンサに並列接続された抵抗分圧器と、
積分回路にエミッタおよびコレクタが直列接続されたト
ランジスタと、このトランジスタのベ−スと抵抗分圧器
の中点との間に接続されたツェナ−ダイオ−ドとで構成
すれば、遅延回路および積分回路のモジュ−ル化も一層
容易になる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例になる整流装置のコンデンサ
突入電流防止回路を簡略化して示す接続図
【図2】この
発明の異なる実施例を示す接続図
【図3】整流装置の従
来のコンデンサ突入電流防止回路を示す接続図
【符号の説明】
1    ダイオ−ド整流ブリッジ 3    平滑コンデンサ 7    制限抵抗 8    サイリスタ 9    主回路 10    コンデンサ突入電流防止回路11    
トリガ−回路 20    コンデンサ突入電流防止回路21    
積分回路 22    積分コンデンサ 23    抵抗 25    トリガ−回路 26    トランジスタ 27    ツェナ−ダイオ−ド 28    抵抗 31    遅延回路 32    抵抗分圧器 33    ツェナ−ダイオ−ド 34    トランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイオ−ド整流ブリッジと、その直流出力
    側に並列接続された平滑コンデンサとからなる整流装置
    が、前記ダイオ−ド整流ブリッジと平滑コンデンサとの
    間に直列接続された制限抵抗およびサイリスタの並列回
    路を備え、前記ダイオ−ド整流ブリッジの始動時には前
    記サイリスタをオフして前記制限抵抗により前記平滑コ
    ンデンサへの突入電流を防止するものにおいて、前記ダ
    イオ−ド整流ブリッジの直流出力側に並列接続された積
    分コンデンサおよび抵抗器の直列体からなる積分回路と
    、前記積分コンデンサの積分電圧を所定のレベルで検出
    して前記サイリスタにゲ−ト信号を供給するトリガ−回
    路とを備えてなることを特徴とする整流装置のコンデン
    サ突入電流防止回路。
  2. 【請求項2】トリガ−回路が、サイリスタのアノ−ド,
    ゲ−ト間にエミッタおよびコレクタがゲ−ト側に抵抗を
    配して接続されたトランジスタと、このトランジスタの
    ベ−スと積分回路の中間接続点との間に接続されたツェ
    ナ−ダイオ−ドとからなり、前記積分回路の積分電圧が
    前記ツェナ−ダイオ−ドのツェナ−電圧を越えたとき、
    前記トランジスタにベ−ス電流が流れ始めるよう形成さ
    れてなることを特徴とする請求項1記載の整流装置のコ
    ンデンサ突入電流防止回路。
  3. 【請求項3】トリガ−回路が、平滑コンデンサの充電電
    圧が所定レベルに到達するまで積分回路の動作を抑制す
    る遅延回路を備えてなることを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載の整流装置のコンデンサ突入電流防止回
    路。
  4. 【請求項4】遅延回路が、平滑コンデンサに並列接続さ
    れた抵抗分圧器と、積分回路にエミッタおよびコレクタ
    が直列接続されたトランジスタと、このトランジスタの
    ベ−スと前記抵抗分圧器の分圧端子との間に接続された
    ツェナ−ダイオ−ドとからなることを特徴とする請求項
    3記載の整流装置のコンデンサ突入電流防止回路。
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Cited By (5)

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