JPH05168242A - コンデンサ充電回路 - Google Patents

コンデンサ充電回路

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JPH05168242A
JPH05168242A JP32489491A JP32489491A JPH05168242A JP H05168242 A JPH05168242 A JP H05168242A JP 32489491 A JP32489491 A JP 32489491A JP 32489491 A JP32489491 A JP 32489491A JP H05168242 A JPH05168242 A JP H05168242A
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Shigeo Yamagata
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コンデンサを先ず限流抵抗を介して充電した後
にこの限流抵抗を短絡するようにしているコンデンサ充
電回路で、電源電圧が変動してもコンデンサの充電が円
滑に行えるようにすることにある。 【構成】限流抵抗を介してコンデンサの充電を開始し、
コンデンサ電圧が充電切替え電圧まで上昇すれば限流抵
抗を短絡して電源からの全電圧をコンデンサに印加し、
当該コンデンサの充電を完了するようにしているコンデ
ンサ充電回路で、電源電圧が変動すればこの電圧変動に
対応して充電切替え電圧を変化させることにより、充電
未完了状態が継続したり、限流抵抗短絡時に大きな充電
電流が突入したりする不具合を回避するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電源電圧が変動する
場合でもコンデンサの充電を円滑に行うことが出来るコ
ンデンサ充電回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はコンデンサ充電回路の従来例を示
した回路図である。この図3において、交流電源2が出
力する交流電力をダイオードのブリッジ接続で構成した
整流器5で直流電力に変換し、この直流電力を負荷7へ
供給する場合、整流器5が出力する直流電力にはリップ
ル分が含まれて脈動しているので、整流器5の直流出力
側には大容量の平滑コンデンサ6を接続してこのリップ
ル分を吸収し、負荷7へ供給する直流電力を平滑にして
いる。しかしながら、整流器5を起動するべく交流電源
2を直接この整流器5に接続すると、極めて大きな充電
電流が平滑コンデンサ6へ突入するので、整流器5が過
電流で破損したり、この突入電流による電圧降下で交流
電源2に接続している他の負荷に悪影響を与える等の不
都合を生じる。そこで限流抵抗3と短絡接触器4との並
列接続回路を交流電源2と整流器5との間に接続し、限
流抵抗3が挿入されている状態(即ち短絡接触器4が開
路の状態)にして電流を制限しつつ平滑コンデンサ6を
充電し、コンデンサ電圧検出器11の検出するコンデン
サ電圧が充電切替え電圧設定器12で設定した値まで上
昇すれば、コンパレータ13からの指令で短絡接触器4
を閉路して限流抵抗3を短絡する。かくして交流電源2
の出力全電圧が平滑コンデンサ6に印加されることにな
り、充電完了となるのは周知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に電源
の出力電圧は負荷の変化や回路力率の変化等が原因で変
動するので、電源電圧が多少変動しても負荷は支障無く
運転出来るようにしている。ここで電源電圧は定格電圧
に対してプラス・マイナス15%(即ち定格電圧の85%か
ら 115%)の範囲を許容電圧変動範囲とすることが多
い。ところで図3に示している従来例回路において、交
流電源2が定格電圧のときに充電切替え電圧設定器12
を例えば定格電圧の95%に設定すれば平滑コンデンサ6
の充電が円滑に行えるものとすれば、交流電源2の出力
電圧が許容変動範囲の下限即ち定格電圧の85%まで低下
している場合にはコンパレータ13は作動せず、限流抵
抗3が回路に挿入されたままの状態即ち平滑コンデンサ
6の充電未完了の状態が継続する不都合がある。このよ
うな不都合は充電切替え電圧設定器12の設定値を電圧
変動の許容下限値よりも低い値に設定すれば解決するけ
れども、短絡接触器4が閉路して限流抵抗3を短絡した
ときの平滑コンデンサ6の充電電圧が低く、交流電源2
の出力電圧との差が大きくなるので、限流抵抗3を短絡
した瞬間に平滑コンデンサ6へ大きな充電電流が突入す
る不都合を発生してしまう。特に交流電源2の出力電圧
がその許容上限値(定格電圧の 115%)近くまで上昇し
ている場合の突入電流は極めて大きな値になってしま
う。
【0004】そこでこの発明の目的は、コンデンサを先
ず限流抵抗を介して充電した後にこの限流抵抗を短絡す
るようにしているコンデンサ充電回路で、電源電圧が変
動してもコンデンサの充電が円滑に行えるようにするこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明のコンデンサ充電回路は、出力電圧が許容
範囲内で変動する電源と、この電源に接続して充電する
コンデンサと、これら電源とコンデンサとの間に挿入し
た抵抗と、この抵抗を短絡する短絡手段と、前記コンデ
ンサの端子電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、
充電切替え電圧を設定する充電切替え電圧設定手段と、
コンデンサ電圧が充電切替え電圧に到達すれば前記短絡
手段に抵抗短絡指令を発するコンパレータとを備えてい
るコンデンサ充電回路において、前記電源の電圧を検出
する電源電圧検出手段と、この電源電圧の変化に対応し
て前記コンパレータに与える充電切替え電圧設定値を変
化させる充電切替え電圧変更手段とを備えるものとする
が、この充電切替え電圧変更手段は、前記電源の許容電
圧下限値を設定値とする第1電圧設定手段と、この第1
電圧設定手段の設定値と前記電源の出力電圧値との偏差
を演算する第1加算手段と、前記電源の許容電圧下限値
から一定値を差し引いた値を設定値とする第2電圧設定
手段と、この第2電圧設定手段の設定値と前記第1加算
手段の加算演算結果とを加算する第2加算手段とで構成
するものとする。
【0006】
【作用】この発明は、限流抵抗を介してコンデンサの充
電を開始し、コンデンサ電圧が充電切替え電圧まで上昇
すれば限流抵抗を短絡して電源からの全出力電圧をコン
デンサに印加し、当該コンデンサの充電を完了するよう
にしているコンデンサ充電回路で、電源電圧が変動すれ
ばこの電圧変動に対応して充電切替え電圧を変化させる
ことにより、充電未完了状態が継続したり、限流抵抗短
絡時に大きな充電電流が突入したりする不具合を回避す
るものである。
【0007】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
あるが、この第1実施例回路に図示している交流電源
2、限流抵抗3、短絡接触器4、整流器5、平滑コンデ
ンサ6、負荷7、コンデンサ電圧検出器11、及びコン
パレータ13の名称・用途・機能は図3で既述の従来例
回路の場合と同じであるから、これらの説明は省略す
る。
【0008】図1に示している第1実施例回路では、交
流電源2の出力電圧を検出するための計器用変圧器21
と電源電圧検出器22とを備えており、これらにより検
出した電圧を充電切替え電圧変更回路20へ与えてい
る。交流電源2の出力電圧が変動すると、この電圧変動
に連動してコンパレータ13へ与える充電切替え電圧も
変化するので、限流抵抗3を短絡する際の充電切替え電
圧の電源電圧に対する比率はほぼ一定した値となる。
【0009】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であるが、この第2実施例回路に図示している交流電源
2、限流抵抗3、短絡接触器4、整流器5、平滑コンデ
ンサ6、負荷7、コンデンサ電圧検出器11、及びコン
パレータ13の名称・用途・機能は図3で既述の従来例
回路の場合と同じであり、計器用変圧器21及び電源電
圧検出器22の名称・用途・機能は図1で既述の第1実
施例回路の場合と同じであるから、これらの説明は省略
する。
【0010】この図2に示す第2実施例回路では、電源
電圧検出器22が出力する交流電源2の出力電圧と第1
電圧設定器23が設定する電圧との差を第1加算器24
で演算するのであるが、第1電圧設定器23の設定値は
交流電源2の許容電圧変動範囲の下限値に選定してい
る。例えば交流電源2の定格電圧が 200ボルトだとする
と、第1電圧設定器23はK× 200×0.85= 229.5ボル
ト(ここで定数Kの値は3相全波整流の場合1.35であ
る)なる値に設定する。よって交流電源2の出力電圧が
許容変動範囲の下限値の場合は第1加算器24の演算結
果は零となるが、交流電源2の出力電圧が許容変動範囲
の上限値の場合はK×(1.15 ×200 −0.85×200)=81ボ
ルトを第1加算器24が出力する。
【0011】第2電圧設定器26の設定値は交流電源2
の許容電圧変動範囲の下限値から一定値を差し引いた値
を設定する。一定値を10ボルトとするとこの設定値は1.
35×200×0.85−10= 219.5ボルトである。この第2電
圧設定器26の設定値と、阻止ダイオード25を介して
得られる第1加算器24の加算演算結果とを第2加算器
27で加算した結果をコンパレータ13へ与えている。
よって、コンパレータ13が短絡接触器4へ限流抵抗3
の短絡を指令する電圧(即ち第2加算器27の加算演算
結果)は、交流電源2の出力電圧が定格値の85%の場合
は 0+ 219.5=219.5ボルトであって、この出力電圧( 2
00 ×0.85×1.35= 229.5ボルト) の約96%となる。
又、交流電源2の出力電圧が定格値の 115%の場合は81
+ 219.5=300.5ポルトであってこの出力電圧( 200 ×
1.15×1.35= 310.5ボルト) の約97%となる。即ち交流
電源2の出力電圧が変動しても、短絡接触器4が動作す
る電圧の出力電圧に対する比率はほぼ一定である。
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、コンデンサを先ず限
流抵抗を介して充電したのちこの限流抵抗を短絡して充
電を完了するコンデンサ充電回路で、電源電圧の変動が
あっても限流抵抗を短絡する時点のコンデンサ電圧の電
源電圧に対する比率が常に一定になるように充電切替え
電圧変更回路を設けることにより、限流抵抗が短絡され
ず充電未完了状態が継続したり、或いは限流抵抗を短絡
する際に大きな充電電流が突入したりする不都合を回避
することが出来るので、コンデンサの充電が円滑に行え
る効果が得られると共に、大きな突入電流による整流器
や電源の破損、他の負荷への悪影響の回避等の効果も合
わせて得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】本発明の第2実施例を表した回路図
【図3】コンデンサ充電回路の従来例を示した回路図
【符号の説明】
2 交流電源 3 限流抵抗 4 短絡接触器 5 整流器 6 平滑コンデンサ 11 コンデンサ電圧検出器 12 充電切替え電圧設定器 13 コンパレータ 20 充電切替え電圧変更回路 21 計器用変圧器 22 電源電圧検出器 23 第1電圧設定器 24 第1加算器 25 阻止ダイオード 26 第2電圧設定器 27 第2加算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力電圧が許容範囲内で変動する電源と、
    この電源に接続して充電するコンデンサと、これら電源
    とコンデンサとの間に挿入した抵抗と、この抵抗を短絡
    する短絡手段と、前記コンデンサの端子電圧を検出する
    コンデンサ電圧検出手段と、充電切替え電圧を設定する
    充電切替え電圧設定手段と、コンデンサ電圧が充電切替
    え電圧に到達すれば前記短絡手段に抵抗短絡指令を発す
    るコンパレータとを備えているコンデンサ充電回路にお
    いて、 前記電源の出力電圧を検出する電源電圧検出手段と、こ
    の電源電圧の変化に対応して前記コンパレータに与える
    充電切替え電圧設定値を変化させる充電切替え電圧変更
    手段とを備えていることを特徴とするコンデンサ充電回
    路。
  2. 【請求項2】請求項2に記載のコンデンサ充電回路にお
    いて、前記充電切替え電圧変更手段は、前記電源の許容
    電圧下限値を設定値とする第1電圧設定手段と、この第
    1電圧設定手段の設定値と前記電源の出力電圧値との偏
    差を演算する第1加算手段と、前記電源の許容電圧下限
    値から一定値を差し引いた値を設定値とする第2電圧設
    定手段と、この第2電圧設定手段の設定値と前記第1加
    算手段の加算演算結果とを加算する第2加算手段とで構
    成し、前記コンデンサの端子電圧がこの第2加算手段の
    加算演算結果に到達すれば前記コンパレータは前記短絡
    手段に抵抗短絡指令を発することを特徴とするコンデン
    サ充電回路。
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