JPH0630561A - 電力変換装置の予備充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電源から整流器の直流側に接続されたコ
ンデンサ３に充電電流を供給する電力変換装置におい
て、簡単な回路構成で装置の始動時に流れる過電流を抑
制することができる予備充電回路を提供する。 【構成】 前記交流電源と直流側コンデンサ３を結ぶ充
電電流通流路に、低温時は低抵抗値となり、高温時は高
抵抗値となる、例えば酸化バナジュウムから成る限流素
子１１_U〜１１_Wと、所定の抵抗値を有する予備充電抵抗
１２_U〜１２_Wとから成る並列回路を各々介挿する。装置
の始動時は限流素子１１_U〜１１_Wを通してコンデンサ３
に充電電流が流れ、この電流により限流素子の温度は上
昇しその抵抗値が高くなる。このため突入電流等の過電
流は限流素子によって抑制されるとともに、電流は予備
充電抵抗１２_U〜１２_Wを通って流れ、コンデンサ３を充
電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータや整流器
等、内部に直流回路を有し、該直流回路に電解コンデン
サ等の大容量のコンデンサを有して成る電力変換装置の
予備充電回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に直流回路に大容量のコンデンサを
有する、インバータ等の電力変換装置では、電源投入時
にコンデンサに大きな充電電流が流れ、整流素子が過電
流により破壊したり電源に悪影響を与える等の問題があ
った。そこで従来は図３のマグネット方式や、図４のサ
イリスタ方式による予備充電回路が用いられていた。

【０００３】図３の回路は、予備充電時にマグネットコ
ンタクタ１Ｕ，１Ｖ，１Ｗを開放して抵抗２Ｕ，２Ｖ，
２Ｗを通してコンデンサ３を充電しており、抵抗２Ｕ，
２Ｖ，２Ｗによって充電電流を抑制する方式である。尚
図３において４ａ〜４ｆは整流器を構成するダイオード
である。

【０００４】図４の回路は、前記マグネットコンタクタ
の代わりにサイリスタスイッチ５を用いる方式であり、
小容量のスイッチング電源等に用いられる。図４におい
て２は抵抗、４ａ〜４ｄは整流器を構成するダイオー
ド、６は電解コンデンサである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の回路は、装置の
始動時に流れる過電流を抑制するだけのために、非常に
大きなマグネットコンタクタやサイリスタスイッチを必
要としていた。また前記マグネットコンタクタ１Ｕ，１
Ｖ，１Ｗ、サイリスタスイッチ５をオンさせるには、タ
イマーが用いられることが多い。

【０００６】しかしタイマーでは直流側に故障があると
スイッチ投入時に大電流が流れる。このため故障時のイ
ンターロックをとることや、直流電圧を検出してマグネ
ットコンタクタを投入する等の対策が講じられており、
回路が非常に複雑化していた。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、簡単な回路構成で装置の始動時に流れる過
電流を抑制することができる電力変換装置の予備充電回
路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源から
整流器の直流側に接続されたコンデンサに充電電流を供
給する電力変換装置の予備充電回路において、前記交流
電源と前記直流側コンデンサを結ぶ充電電流通流路に、
低温時は低抵抗値となり、高温時は高抵抗値となる限流
素子と、所定の抵抗値を有する抵抗とから成る並列回路
を介挿したことを特徴とし、また、前記限流素子を酸化
バナジュウムから成る限流素子で構成したことを特徴と
している。

【０００９】

【作用】電力変換装置の始動時は、交流電源から限流素
子および整流器を介してコンデンサに大きな充電電流が
流れる。この電流により限流素子の温度は上昇しその抵
抗値は高くなる。このため突入電流等の過電流は限流素
子によって抑制されるとともに、電流は抵抗を通って流
れ、コンデンサを充電する。前記コンデンサの充電が完
了すると、限流素子の温度が下がってその抵抗値が低下
し、通常の運転モードに移行する。

【００１０】限流素子には抵抗が並列に接続されている
ので、限流素子自身の熱容量を小さくすることができる
とともに、予備充電の時間を一定にすることができる。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図１において図３と同一部分は同一符号を以
て示している。図１において図３と異なる点は、交流電
源と整流器を結ぶ各相電路に、低温時は低抵抗値とな
り、高温時は高抵抗値となる限流素子（１１_U〜１１_W）
と、所定の抵抗値を有する予備充電抵抗（１２_U〜１
２_W）とから成る並列回路を各々介挿したことにあり、
その他の部分は図３と同一に構成されている。

【００１２】前記限流素子１１_U〜１１_Wは酸化バナジュ
ウム等を用いた限流素子で構成し、その特性は図２のよ
うに、通常の使用状態（電流の小さい範囲）では非常に
小さい抵抗値であるが、過電流が流れると発熱により素
子温度が高くなり抵抗値が大きくなるものである。

【００１３】上記のように構成された回路において、電
源投入時は直流側のコンデンサ３に電荷が蓄積されてい
ないので大きな電流が流れ始めるが、この電流により限
流素子１１_U〜１１_Wの温度が上がりその抵抗値は大きく
なる。限流素子１１_U〜１１_Wの抵抗値が大きくなると突
入電流が抑制されるとともに電流は予備充電抵抗１２_U
〜１２_Wを通って直流側のコンデンサ３を充電する。充
電が完了すると限流素子１１_U〜１１_Wの温度が下がり、
その抵抗値が下がって通常の運転モードに移ることがで
きる。

【００１４】ここで限流素子１１_U〜１１_Wのみを用いた
場合には、直流側に蓄積される電荷量に相当する電流が
限流素子を流れ、限流素子の容量が大きくなるととも
に、充電時間が長くなる。したがって図１のように限流
素子１１_U〜１１_Wに並列に予備充電抵抗１２_U〜１２_Wを
接続することによりこれらの問題を解決することができ
る。

【００１５】尚前記限流素子および抵抗から成る並列回
路は交流電路に介挿するに限らず、図４のように整流器
とコンデンサを結ぶ直流電路に介挿しても良い。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交流電源
と直流側コンデンサを結ぶ充電電流通流路に、低温時は
低抵抗値となり、高温時は高抵抗値となる限流素子と、
所定の抵抗値を有する抵抗とから成る並列回路を介挿し
たので、次のような優れた効果が得られる。

【００１７】（１）簡単な回路構成により予備充電回路
を構成でき、コンデンサの突入電流を防止することがで
きる。

【００１８】（２）従来用いていたマグネットコンタク
タやサイリスタスイッチ等のように制御回路を必要とし
ないので、高い信頼性が得られるとともに高電圧への適
用が容易となる。

【００１９】（３）限流素子に並列に抵抗を接続してい
るので、限流素子自身の熱容量を小さくできるととも
に、予備充電の時間を一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】限流素子の温度特性を示す特性図。

【図３】従来の予備充電回路の一例を示す回路図。

【図４】従来の予備充電回路の他の例を示す回路図。

【符号の説明】

３，６…コンデンサ ４ａ〜４ｆ…ダイオード １１_U，１１_V，１１_W…限流素子 １２_U，１２_V，１２_W…予備充電抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源から整流器の直流側に接続され
   たコンデンサに充電電流を供給する電力変換装置の予備
   充電回路において、 前記交流電源と前記直流側コンデンサを結ぶ充電電流通
   流路に、低温時は低抵抗値となり、高温時は高抵抗値と
   なる限流素子と、所定の抵抗値を有する抵抗とから成る
   並列回路を介挿したことを特徴とする電力変換装置の予
   備充電回路。
2. 【請求項２】 前記限流素子は酸化バナジュウムから成
   る限流素子であることを特徴とする前記請求項１に記載
   された電力変換装置の予備充電回路。