JPH0937454A - 穏やかな始動回路装置 - Google Patents
穏やかな始動回路装置Info
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- JPH0937454A JPH0937454A JP8148744A JP14874496A JPH0937454A JP H0937454 A JPH0937454 A JP H0937454A JP 8148744 A JP8148744 A JP 8148744A JP 14874496 A JP14874496 A JP 14874496A JP H0937454 A JPH0937454 A JP H0937454A
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- starting circuit
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- capacitor bank
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
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- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高出力モジュールのキャパシタ・バンクを事
前充電し、高出力モジュールの動作を妨害せず、安全、
高信頼性、低コストで穏やかに始動する回路装置を提供
する。 【解決手段】 高出力モジュール用の穏やかな始動回路
で、電源スイッチの作動前にキャパシタ・バンク３４、
４４、１４４の細流充電ができ、パワーアップ時の多量
の電流の急激な流入が回避される。アクチュエータ、そ
の他の電源スイッチ３３、４３のスイッチ素子または極
を介して正温度係数サーミスタ・デバイス３６、４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが分流接続される。三相交流電力を
供給される電源モジュールでは３つの出力導体が、前記
４４、１４４および高出力ＲＦ増幅器等の負荷デバイス
に結合された直流出力を有する多相整流器ブリッジ４５
または１４５に、三極導体４３を通じて結合される。Ｐ
ＴＣ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは接点の各極を介して１極
毎に１つずつ分流接続される。ＰＴＣの代わりに金属被
膜キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃの使用がで
きる。
前充電し、高出力モジュールの動作を妨害せず、安全、
高信頼性、低コストで穏やかに始動する回路装置を提供
する。 【解決手段】 高出力モジュール用の穏やかな始動回路
で、電源スイッチの作動前にキャパシタ・バンク３４、
４４、１４４の細流充電ができ、パワーアップ時の多量
の電流の急激な流入が回避される。アクチュエータ、そ
の他の電源スイッチ３３、４３のスイッチ素子または極
を介して正温度係数サーミスタ・デバイス３６、４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが分流接続される。三相交流電力を
供給される電源モジュールでは３つの出力導体が、前記
４４、１４４および高出力ＲＦ増幅器等の負荷デバイス
に結合された直流出力を有する多相整流器ブリッジ４５
または１４５に、三極導体４３を通じて結合される。Ｐ
ＴＣ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは接点の各極を介して１極
毎に１つずつ分流接続される。ＰＴＣの代わりに金属被
膜キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃの使用がで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高出力デバイスに
関し、詳細には、高出力モジュールが大規模なキャパシ
タ記憶バンクを含む電子デバイスに関するものである。
さらに詳細には、本発明は、過度のパワーアップ時にお
ける電流の流入を回避する回路および技術に関するもの
である。
関し、詳細には、高出力モジュールが大規模なキャパシ
タ記憶バンクを含む電子デバイスに関するものである。
さらに詳細には、本発明は、過度のパワーアップ時にお
ける電流の流入を回避する回路および技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高出力ＲＦ増幅器などの高出力デバイス
では、大規模なキャパシタ・バンクを使用してレベル直
流電力をそれぞれの負荷デバイスに印加する。高出力デ
バイスをオフにすると、キャパシタ・バンクが放電す
る。このキャパシタ・バンクは、パワーアップ時に完全
に放電される。電源スイッチを接続すると、放電された
キャパシタ・バンクが短絡回路として働き、数百アンペ
ア程度の大量の電流が流入する。この多量の電流の流入
は、入力構成要素を損傷させ、また、他の機器に影響を
及ぼすこともある。
では、大規模なキャパシタ・バンクを使用してレベル直
流電力をそれぞれの負荷デバイスに印加する。高出力デ
バイスをオフにすると、キャパシタ・バンクが放電す
る。このキャパシタ・バンクは、パワーアップ時に完全
に放電される。電源スイッチを接続すると、放電された
キャパシタ・バンクが短絡回路として働き、数百アンペ
ア程度の大量の電流が流入する。この多量の電流の流入
は、入力構成要素を損傷させ、また、他の機器に影響を
及ぼすこともある。
【０００３】この種の機器に関連する電流の急激な流入
の問題は周知であり、特にかなり大規模なキャパシタ・
バンクを含む電子機器に関して周知である。この問題に
対処すべく、従来から回路の設計者は、この電流の急激
な流入を制限する穏やかな始動機構を多数試みている。
の問題は周知であり、特にかなり大規模なキャパシタ・
バンクを含む電子機器に関して周知である。この問題に
対処すべく、従来から回路の設計者は、この電流の急激
な流入を制限する穏やかな始動機構を多数試みている。
【０００４】あるかなり厄介な手法では、キャパシタ・
バンクに印加される線間電圧正弦波の割合を次第に増加
させる複雑な回路が使用される。この場合、波形の割合
は、キャパシタ・バンクに蓄積される電荷に基づいて零
から１００％まで次第に増加する。この構成では、かな
り複雑な他の回路アセンブリが使用され、製品のコスト
が大幅に増大する。
バンクに印加される線間電圧正弦波の割合を次第に増加
させる複雑な回路が使用される。この場合、波形の割合
は、キャパシタ・バンクに蓄積される電荷に基づいて零
から１００％まで次第に増加する。この構成では、かな
り複雑な他の回路アセンブリが使用され、製品のコスト
が大幅に増大する。
【０００５】この問題に対する他の手法では、電力導体
中でキャパシタ・バンクの前方にて負温度係数（ＮＴ
Ｃ）サーミスタ・デバイスが直列接続される。パワーア
ップの瞬間には、ＮＴＣサーミスタは低温であり、その
抵抗値は比較的高い。この高い抵抗によって、初期の電
流の流入は制限される。デバイスを通過する電流によっ
てデバイスが加熱され、ＮＴＣデバイスの温度が上昇す
るにつれて、その抵抗が減少し、それによってＮＴＣデ
バイスがさらに加熱されるのが防止される。しかし、Ｎ
ＴＣデバイス自体は始動時に高エネルギー・インパルス
を受け、電力導体内で直列接続されたデバイスが存在す
るために、製品の信頼性が著しく低下することがある。
中でキャパシタ・バンクの前方にて負温度係数（ＮＴ
Ｃ）サーミスタ・デバイスが直列接続される。パワーア
ップの瞬間には、ＮＴＣサーミスタは低温であり、その
抵抗値は比較的高い。この高い抵抗によって、初期の電
流の流入は制限される。デバイスを通過する電流によっ
てデバイスが加熱され、ＮＴＣデバイスの温度が上昇す
るにつれて、その抵抗が減少し、それによってＮＴＣデ
バイスがさらに加熱されるのが防止される。しかし、Ｎ
ＴＣデバイス自体は始動時に高エネルギー・インパルス
を受け、電力導体内で直列接続されたデバイスが存在す
るために、製品の信頼性が著しく低下することがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】他の手法は、全電力を
印加する前に受動構成素子を使用してキャパシタ・バン
クを細流充電し、キャパシタ・バンク自体上の電荷によ
って大量の電流の流入を防止することである。このため
の１つの可能な手法では、抵抗器、リレー、タイマが使
用される。キャパシタ・バンクは、最初、大型の電力抵
抗器を通じてパワーアップされ、ある期間の後、タイマ
がリレーを作動させて、抵抗器を短絡させる。この手法
では、大型の熱拡散抵抗器が必要であり、機器が完全に
作動可能であるときに電力抵抗器が励起されたままであ
る場合に、発煙または火災、あるいはその両方に対処す
る追加的な安全機器も必要とされる。
印加する前に受動構成素子を使用してキャパシタ・バン
クを細流充電し、キャパシタ・バンク自体上の電荷によ
って大量の電流の流入を防止することである。このため
の１つの可能な手法では、抵抗器、リレー、タイマが使
用される。キャパシタ・バンクは、最初、大型の電力抵
抗器を通じてパワーアップされ、ある期間の後、タイマ
がリレーを作動させて、抵抗器を短絡させる。この手法
では、大型の熱拡散抵抗器が必要であり、機器が完全に
作動可能であるときに電力抵抗器が励起されたままであ
る場合に、発煙または火災、あるいはその両方に対処す
る追加的な安全機器も必要とされる。
【０００７】他の手法では、小型の補助変圧器およびブ
リッジ整流器を使用して、キャパシタ・バンクを事前に
充電させる。この技術では、追加的な構成素子が使用さ
れ、この場合も前述の安全機能が必要である。
リッジ整流器を使用して、キャパシタ・バンクを事前に
充電させる。この技術では、追加的な構成素子が使用さ
れ、この場合も前述の安全機能が必要である。
【０００８】従って、本発明の目的は、高出力モジュー
ルのキャパシタ・バンクを事前充電し、しかも高出力モ
ジュールの動作を妨害せず、また安全面での問題もな
い、信頼性が高く、低コストで穏やかに始動する回路装
置を提供することである。
ルのキャパシタ・バンクを事前充電し、しかも高出力モ
ジュールの動作を妨害せず、また安全面での問題もな
い、信頼性が高く、低コストで穏やかに始動する回路装
置を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、最小限の追加的素子
を使用し、追加的な能動素子を必要としない、穏やかに
始動する回路構図を提供することである。
を使用し、追加的な能動素子を必要としない、穏やかに
始動する回路構図を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的によって、穏
やかに始動する装置を含む高出力モジュールが提供され
る。このモジュール自体は、電力入力導体を有し、電力
入力導体に接続された負荷デバイスと、電力入力導体を
介して結合された記憶キャパシタ・バンクとを含む。電
源スイッチを導体の少くとも１つと直列に介在させ、そ
の一方の側をキャパシタ・バンクに接続し、もう一方を
電源に接続する。電力は、直流でも、単相交流でも、多
相交流でもよい。穏やかに始動する事前充電を行うに
は、電源スイッチを介して事前充電デバイスを分流結合
して、電源スイッチを開放したとき、即ち、接続したと
き、キャパシタ・バンクを低電力で充電することができ
るようにする。その場合、キャパシタ・バンクは電源ス
イッチを作動させたときにほぼ完全に充電され、パワー
・アップ時の電力サージが回避される。直流回路または
単相交流回路では、事前充電装置は好ましくは、正温度
係数（ＰＴＣ）サーミスタである。三相交流回路には、
好ましくは、それぞれ、各ライン相に結合された、３つ
のスイッチ素子と、それぞれのスイッチ素子を介して分
流結合された事前充電デバイスとがある。三相構造また
はその他の多相構造の場合、それぞれの電気相に接続さ
れたそれぞれの交流入力側と、負荷デバイスおよびキャ
パシタ・バンクに電力を供給する直流出力側とを有する
多相整流器が使用される。穏やかな始動回路装置は、そ
れぞれのスイッチ素子を介してＰＴＣサーミスタを使用
することも、あるいはそれぞれのスイッチ素子を介して
金属被膜キャパシタを使用することもできる。
やかに始動する装置を含む高出力モジュールが提供され
る。このモジュール自体は、電力入力導体を有し、電力
入力導体に接続された負荷デバイスと、電力入力導体を
介して結合された記憶キャパシタ・バンクとを含む。電
源スイッチを導体の少くとも１つと直列に介在させ、そ
の一方の側をキャパシタ・バンクに接続し、もう一方を
電源に接続する。電力は、直流でも、単相交流でも、多
相交流でもよい。穏やかに始動する事前充電を行うに
は、電源スイッチを介して事前充電デバイスを分流結合
して、電源スイッチを開放したとき、即ち、接続したと
き、キャパシタ・バンクを低電力で充電することができ
るようにする。その場合、キャパシタ・バンクは電源ス
イッチを作動させたときにほぼ完全に充電され、パワー
・アップ時の電力サージが回避される。直流回路または
単相交流回路では、事前充電装置は好ましくは、正温度
係数（ＰＴＣ）サーミスタである。三相交流回路には、
好ましくは、それぞれ、各ライン相に結合された、３つ
のスイッチ素子と、それぞれのスイッチ素子を介して分
流結合された事前充電デバイスとがある。三相構造また
はその他の多相構造の場合、それぞれの電気相に接続さ
れたそれぞれの交流入力側と、負荷デバイスおよびキャ
パシタ・バンクに電力を供給する直流出力側とを有する
多相整流器が使用される。穏やかな始動回路装置は、そ
れぞれのスイッチ素子を介してＰＴＣサーミスタを使用
することも、あるいはそれぞれのスイッチ素子を介して
金属被膜キャパシタを使用することもできる。
【００１１】これらの実施例のどれでも、能動構成素子
は、全線間電圧が印加される前にキャパシタ・バンクを
細流充電する。接点の極とすることのできる入力電力ス
イッチ素子を接続する前に、充電装置、即ちＰＴＣサー
ミスタまたは金属被膜キャパシタは、キャパシタ・バン
クに細流充電電流を供給する。キャパシタ・バンク上の
電荷レベルは、多量の電流の流入を回避するのに十分な
ものである。デバイス（即ち、ＰＴＣサーミスタまたは
金属被膜キャパシタ）が大量の電流インパルスではな
く、比較的少量の細流充電電流しか送らないので、この
完全な組立体の信頼性は大幅に高められる。ＰＴＣデバ
イスは、初期電流レベルを送ることができるようにする
必要がある。動作時には、主電流が、接続したスイッチ
素子を通じてデバイスに平行に流れる。ＰＴＣデバイス
は、基本的に電流制限機能を有し、温度上昇による電流
の流れを制限するものであるため、吸熱手段は不要であ
る。接点が完全には接続しない場合、ＰＴＣデバイス
は、制限された電流を送り、デバイスの抵抗が非常に大
きくなる。このため、出力モジュールは、その全能力の
一部のみで動作することができる。金属被膜キャパシタ
は低損失デバイスであり、何らの保護措置も必要としな
い。
は、全線間電圧が印加される前にキャパシタ・バンクを
細流充電する。接点の極とすることのできる入力電力ス
イッチ素子を接続する前に、充電装置、即ちＰＴＣサー
ミスタまたは金属被膜キャパシタは、キャパシタ・バン
クに細流充電電流を供給する。キャパシタ・バンク上の
電荷レベルは、多量の電流の流入を回避するのに十分な
ものである。デバイス（即ち、ＰＴＣサーミスタまたは
金属被膜キャパシタ）が大量の電流インパルスではな
く、比較的少量の細流充電電流しか送らないので、この
完全な組立体の信頼性は大幅に高められる。ＰＴＣデバ
イスは、初期電流レベルを送ることができるようにする
必要がある。動作時には、主電流が、接続したスイッチ
素子を通じてデバイスに平行に流れる。ＰＴＣデバイス
は、基本的に電流制限機能を有し、温度上昇による電流
の流れを制限するものであるため、吸熱手段は不要であ
る。接点が完全には接続しない場合、ＰＴＣデバイス
は、制限された電流を送り、デバイスの抵抗が非常に大
きくなる。このため、出力モジュールは、その全能力の
一部のみで動作することができる。金属被膜キャパシタ
は低損失デバイスであり、何らの保護措置も必要としな
い。
【００１２】本発明の上記および多数の他の目的、特
徴、利点は、下記の選択されたいくつかの好ましい実施
例を説明する添付図面から明らかになる。
徴、利点は、下記の選択されたいくつかの好ましい実施
例を説明する添付図面から明らかになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、負温度係数
（ＮＴＣ）サーミスタ・デバイスを使用する、従来技術
の通常の穏やかな始動回路が示されている。この場合、
説明を簡略化するために、電源モジュール１０は、電源
（図示せず）に接続された正導体１１および負導体１２
を含む直流デバイスとして構成されている。電力導体１
１は電源スイッチ１３が直列接続され、導体１１、１２
は、キャパシタ・バンク１４および関連する負荷デバイ
ス１５に接続される。負荷デバイスは、例えば高出力Ｒ
Ｆ増幅器である。この従来技術の装置では、穏やかな始
動機能は、電源スイッチ１３に直列接続された負温度係
数（ＮＴＣ）サーミスタ・デバイスの形をとる。ＮＴＣ
デバイスは、負の抵抗／温度特性を有し、そのため、最
初、即ちデバイスが低温であるときに高い抵抗を有す
る。スイッチ１３が接続され、ＮＴＣサーミスタ１６内
を電流が流れ始めると、デバイスが自己加熱し、温度が
臨界温度を超える値まで上昇すると、抵抗が急激に、数
オーム以下まで低下する。
（ＮＴＣ）サーミスタ・デバイスを使用する、従来技術
の通常の穏やかな始動回路が示されている。この場合、
説明を簡略化するために、電源モジュール１０は、電源
（図示せず）に接続された正導体１１および負導体１２
を含む直流デバイスとして構成されている。電力導体１
１は電源スイッチ１３が直列接続され、導体１１、１２
は、キャパシタ・バンク１４および関連する負荷デバイ
ス１５に接続される。負荷デバイスは、例えば高出力Ｒ
Ｆ増幅器である。この従来技術の装置では、穏やかな始
動機能は、電源スイッチ１３に直列接続された負温度係
数（ＮＴＣ）サーミスタ・デバイスの形をとる。ＮＴＣ
デバイスは、負の抵抗／温度特性を有し、そのため、最
初、即ちデバイスが低温であるときに高い抵抗を有す
る。スイッチ１３が接続され、ＮＴＣサーミスタ１６内
を電流が流れ始めると、デバイスが自己加熱し、温度が
臨界温度を超える値まで上昇すると、抵抗が急激に、数
オーム以下まで低下する。
【００１４】この装置は、始動時の高電流の流入を回避
するが、この回路には、他の問題もある。ＮＴＣデバイ
ス１６は、常に電流出力導体１１と直列接続される。こ
の素子は、焼損し、または誤動作し、システムの信頼性
を低下させることがある。また、サーミスタ１６は、常
に入力モジュール内に存在し、動作時に少くとも若干の
電力を吸収して、システムの効率を低下させる。
するが、この回路には、他の問題もある。ＮＴＣデバイ
ス１６は、常に電流出力導体１１と直列接続される。こ
の素子は、焼損し、または誤動作し、システムの信頼性
を低下させることがある。また、サーミスタ１６は、常
に入力モジュール内に存在し、動作時に少くとも若干の
電力を吸収して、システムの効率を低下させる。
【００１５】この場合はリレーおよび細流充電抵抗器を
使用する電力モジュール２０の従来技術の他の装置を図
２に示す。図１の装置の場合と同様に、入力電力導体２
１および２２と、一方の導体２１に直列接続された電源
スイッチ２３と、スイッチ２３の後に続くキャパシタ・
バンク２４と、負荷デバイス２５とがある。この装置で
は、穏やかな始動機能部分には、リレー２７と、スイッ
チ２３の後方にて出力導体２１に直列接続されるリレー
の電気接点（この場合は、常時開放接点）とが含まれ
る。スイッチ２３を接続して、作動させたときに、キャ
パシタ・バンク２４に細流充電電流を送るためにリレー
２７に電力放散抵抗器２８が並列結合される。電力モジ
ュールを励起するための所定の遅延間隔が経過すると、
遅延タイマ２９がリレー２７を作動させる。この装置で
は、遅延タイマが故障し、あるいは過度に早い時間に信
号を発する場合に生じる問題と同様に、抵抗器２８中の
熱放散の問題に対処する必要がある。機器が作動可能で
あるときに電力抵抗器２８が完全に励起された場合に、
発煙または火災、あるいはその両方を防止するための追
加的な安全機能も必要とされる。
使用する電力モジュール２０の従来技術の他の装置を図
２に示す。図１の装置の場合と同様に、入力電力導体２
１および２２と、一方の導体２１に直列接続された電源
スイッチ２３と、スイッチ２３の後に続くキャパシタ・
バンク２４と、負荷デバイス２５とがある。この装置で
は、穏やかな始動機能部分には、リレー２７と、スイッ
チ２３の後方にて出力導体２１に直列接続されるリレー
の電気接点（この場合は、常時開放接点）とが含まれ
る。スイッチ２３を接続して、作動させたときに、キャ
パシタ・バンク２４に細流充電電流を送るためにリレー
２７に電力放散抵抗器２８が並列結合される。電力モジ
ュールを励起するための所定の遅延間隔が経過すると、
遅延タイマ２９がリレー２７を作動させる。この装置で
は、遅延タイマが故障し、あるいは過度に早い時間に信
号を発する場合に生じる問題と同様に、抵抗器２８中の
熱放散の問題に対処する必要がある。機器が作動可能で
あるときに電力抵抗器２８が完全に励起された場合に、
発煙または火災、あるいはその両方を防止するための追
加的な安全機能も必要とされる。
【００１６】本明細書では図示していないが、他の従来
型の装置では、小型変圧器、およびブリッジ整流器を使
用してキャパシタ・バンクが事前に充電される。この技
術では、電力を消費し、前述の回路で必要とされたのと
同じ安全機能を必要とする２つの追加的な素子が使用さ
れる。
型の装置では、小型変圧器、およびブリッジ整流器を使
用してキャパシタ・バンクが事前に充電される。この技
術では、電力を消費し、前述の回路で必要とされたのと
同じ安全機能を必要とする２つの追加的な素子が使用さ
れる。
【００１７】本発明の改良は、図３を参照すると分かる
ように、関連するスイッチ素子を介して分流接続された
正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ・デバイスを、電源ス
イッチの１極毎に１つずつ使用するものである。ＰＴＣ
デバイスを使用した場合、多量の電流の流入が回避され
るが、従来技術の装置で必要とされた追加的な安全措置
は何ら必要とされない。
ように、関連するスイッチ素子を介して分流接続された
正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ・デバイスを、電源ス
イッチの１極毎に１つずつ使用するものである。ＰＴＣ
デバイスを使用した場合、多量の電流の流入が回避され
るが、従来技術の装置で必要とされた追加的な安全措置
は何ら必要とされない。
【００１８】図示したように、導体３１と回路接続され
た電源スイッチ３３を有する入力電力導体３１および３
２は、前述の装置の場合と同様に、キャパシタ・バンク
３４および負荷デバイス３５に入力電力を供給する。こ
の場合、電源スイッチ３３を介してＰＴＣサーミスタ・
デバイス３６が分流結合される。回路遮断器（図示せ
ず）によって入力電圧が印加された直後に、キャパシタ
・バンク３４はＰＴＣデバイス３６を通じて充電を開始
する。電源スイッチ３３が接続されるまでに、キャパシ
タ・バンクは、多量の電流の流入を回避するのに十分な
程度に事前充電されている。ＰＴＣデバイス３６が大量
の電流パルスではなく、比較的少量の細流充電電流しか
キャパシタに送らないので、この電力モジュールの信頼
性は大幅に高められる。ＰＴＣデバイス３６は、基本的
に自己電流制限機能を有するものなので、デバイス３６
は吸熱手段が不要である。デバイス３６の温度上昇も自
己制限される。電源スイッチが、予期されたときに接続
しなかった場合のための追加的な安全機能は必要とされ
ない。電源スイッチが故障した場合、ＰＴＣデバイス３
６の抵抗は、電力モジュールがその全能力のうちのごく
一部しか動作しないようにするのに十分な大きさに増大
する。
た電源スイッチ３３を有する入力電力導体３１および３
２は、前述の装置の場合と同様に、キャパシタ・バンク
３４および負荷デバイス３５に入力電力を供給する。こ
の場合、電源スイッチ３３を介してＰＴＣサーミスタ・
デバイス３６が分流結合される。回路遮断器（図示せ
ず）によって入力電圧が印加された直後に、キャパシタ
・バンク３４はＰＴＣデバイス３６を通じて充電を開始
する。電源スイッチ３３が接続されるまでに、キャパシ
タ・バンクは、多量の電流の流入を回避するのに十分な
程度に事前充電されている。ＰＴＣデバイス３６が大量
の電流パルスではなく、比較的少量の細流充電電流しか
キャパシタに送らないので、この電力モジュールの信頼
性は大幅に高められる。ＰＴＣデバイス３６は、基本的
に自己電流制限機能を有するものなので、デバイス３６
は吸熱手段が不要である。デバイス３６の温度上昇も自
己制限される。電源スイッチが、予期されたときに接続
しなかった場合のための追加的な安全機能は必要とされ
ない。電源スイッチが故障した場合、ＰＴＣデバイス３
６の抵抗は、電力モジュールがその全能力のうちのごく
一部しか動作しないようにするのに十分な大きさに増大
する。
【００１９】デバイス３６の抵抗対温度の典型的な特性
チャートが図４に示してある。このデバイスは、典型的
に、温度閾値Ｔｃよりも低い負の温度係数を有し、次い
でその遷移温度よりも高くなると正の温度係数を有し、
温度係数値は急速に増加していく。この領域では、抵抗
は低温抵抗に対して数桁も増加する程度に増大すること
がある。典型的な適用例では、初期低温抵抗（２５℃）
が１０オーム乃至１００オーム、例えば５０オームであ
るＰＴＣデバイスを選択することができる。このデバイ
スは、典型的な遷移温度Ｔｃ５０℃乃至１００℃を有す
ることができ、これよりも高い温度では、抵抗は１００
０オーム以上に増大する。スイッチ３３が適切に機能し
ない場合、デバイス３６が自己加熱し、その高い抵抗の
ために入力電圧が低安全レベルに維持され、デバイス
は、通常の電力の一部でしか作動しない。
チャートが図４に示してある。このデバイスは、典型的
に、温度閾値Ｔｃよりも低い負の温度係数を有し、次い
でその遷移温度よりも高くなると正の温度係数を有し、
温度係数値は急速に増加していく。この領域では、抵抗
は低温抵抗に対して数桁も増加する程度に増大すること
がある。典型的な適用例では、初期低温抵抗（２５℃）
が１０オーム乃至１００オーム、例えば５０オームであ
るＰＴＣデバイスを選択することができる。このデバイ
スは、典型的な遷移温度Ｔｃ５０℃乃至１００℃を有す
ることができ、これよりも高い温度では、抵抗は１００
０オーム以上に増大する。スイッチ３３が適切に機能し
ない場合、デバイス３６が自己加熱し、その高い抵抗の
ために入力電圧が低安全レベルに維持され、デバイス
は、通常の電力の一部でしか作動しない。
【００２０】本発明の穏やかな始動機能部分４０の実際
的な実施例が図５に示してある。この場合、電力モジュ
ールは、三相交流電力による作動用として構成され、そ
れぞれの交流電力相に結合された３つの交流入力導体４
１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃがある。三極交流４２が三極電源
スイッチ４３の前方に介在され、三極電源スイッチは、
この場合、電気制御される接点の形をとる。接点は、３
つの極またはスイッチ素子４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを有
する。接点の後方で、交流入力導体は、三相ブリッジ整
流器４５のそれぞれの交流入力に接続される。三相ブリ
ッジ整流器は、キャパシタ・バンク４４および負荷デバ
イスに接続された直流出力対を有する。負荷デバイスは
この図には図示されていない。それぞれのＰＴＣサーミ
スタ・デバイス４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは、スイッチ素
子４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃのうちの関連するスイッチ素
子に分流接続される。接点コイル４７は、図示しない制
御機構によって励起され、接点スイッチ素子を接続す
る。この場合、遮断器４２が接続された直後に、ＰＴＣ
デバイス４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃがキャパシタ・バンク
４４を細流充電する。次いで、接点４３が作動するとき
には、キャパシタ・バンク４４は事前充電されており、
多量の電流の流入が回避される。
的な実施例が図５に示してある。この場合、電力モジュ
ールは、三相交流電力による作動用として構成され、そ
れぞれの交流電力相に結合された３つの交流入力導体４
１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃがある。三極交流４２が三極電源
スイッチ４３の前方に介在され、三極電源スイッチは、
この場合、電気制御される接点の形をとる。接点は、３
つの極またはスイッチ素子４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを有
する。接点の後方で、交流入力導体は、三相ブリッジ整
流器４５のそれぞれの交流入力に接続される。三相ブリ
ッジ整流器は、キャパシタ・バンク４４および負荷デバ
イスに接続された直流出力対を有する。負荷デバイスは
この図には図示されていない。それぞれのＰＴＣサーミ
スタ・デバイス４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは、スイッチ素
子４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃのうちの関連するスイッチ素
子に分流接続される。接点コイル４７は、図示しない制
御機構によって励起され、接点スイッチ素子を接続す
る。この場合、遮断器４２が接続された直後に、ＰＴＣ
デバイス４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃがキャパシタ・バンク
４４を細流充電する。次いで、接点４３が作動するとき
には、キャパシタ・バンク４４は事前充電されており、
多量の電流の流入が回避される。
【００２１】穏やかな始動装置１４０の他の実施例が図
６に示してある。この場合、図５の実施例の部材に類似
している部材は、１００番台の同一の図面参照番号で識
別されており、それらの装置の詳細な説明は繰り返さな
い。前述の実施例のＰＴＣサーミスタとは異なり、接点
の極またはスイッチ素子１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ
のうちの関連する素子を介して分流接続されたバイパス
・キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃが使用され
る。キャパシタ１４６Ａ乃至１４６Ｃは、交流電流の細
流電荷を整流器ブリッジ１４５、従ってキャパシタ・バ
ンク１４４へ送る役割を有する。バイパス・キャパシタ
１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃは典型的に、バンク１４
４よりも遥かに小さい容量を有し、従って、大部分の入
力細流電荷電圧はバイパス・キャパシタを介して現れ
る。このため、接点１４３が作動する前に入力電流が低
細流電荷レベルに制限される。接点が適切に接続しない
場合、バイパス・キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４
６Ｃは、電力モジュールがその全電力のうちのごく一部
でしか作動しないようにする。
６に示してある。この場合、図５の実施例の部材に類似
している部材は、１００番台の同一の図面参照番号で識
別されており、それらの装置の詳細な説明は繰り返さな
い。前述の実施例のＰＴＣサーミスタとは異なり、接点
の極またはスイッチ素子１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ
のうちの関連する素子を介して分流接続されたバイパス
・キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃが使用され
る。キャパシタ１４６Ａ乃至１４６Ｃは、交流電流の細
流電荷を整流器ブリッジ１４５、従ってキャパシタ・バ
ンク１４４へ送る役割を有する。バイパス・キャパシタ
１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃは典型的に、バンク１４
４よりも遥かに小さい容量を有し、従って、大部分の入
力細流電荷電圧はバイパス・キャパシタを介して現れ
る。このため、接点１４３が作動する前に入力電流が低
細流電荷レベルに制限される。接点が適切に接続しない
場合、バイパス・キャパシタ１４６Ａ、１４６Ｂ、１４
６Ｃは、電力モジュールがその全電力のうちのごく一部
でしか作動しないようにする。
【００２２】好適な形態では、キャパシタ１４６Ａ、１
４６Ｂ、１４６Ｃはモータ作動キャパシタとして使用さ
れることの多い型式のボックス型金属ポリプロピレン被
膜キャパシタでよい。この例では、金属被膜キャパシタ
は、交流定格が交流４００Ｖ以上の１０．０マイクロフ
ァラド・デバイスでよい。これらのキャパシタは、非常
に低損失のデバイスであり、吸熱手段は不要である。典
型的に、ケース温度は７０℃以下である。
４６Ｂ、１４６Ｃはモータ作動キャパシタとして使用さ
れることの多い型式のボックス型金属ポリプロピレン被
膜キャパシタでよい。この例では、金属被膜キャパシタ
は、交流定格が交流４００Ｖ以上の１０．０マイクロフ
ァラド・デバイスでよい。これらのキャパシタは、非常
に低損失のデバイスであり、吸熱手段は不要である。典
型的に、ケース温度は７０℃以下である。
【００２３】この実施例では、多相交流電力が三相交流
として提供され、３つの導体が三角形の装置として構成
される。３極接点または４極接点を含むＹ字形の装置を
使用することも可能である。本発明は、所与の適用例の
必要に応じて、これよりも多く、あるいはこれよりも少
ない相の多相交流構造で実施することもできる。
として提供され、３つの導体が三角形の装置として構成
される。３極接点または４極接点を含むＹ字形の装置を
使用することも可能である。本発明は、所与の適用例の
必要に応じて、これよりも多く、あるいはこれよりも少
ない相の多相交流構造で実施することもできる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、高出
力モジュールのキャパシタ・バンクを事前充電し、かつ
高出力モジュールの動作を妨害せず、さらに安全面での
問題もない、信頼性が高く、低コストで穏やかに始動す
る回路装置を提供することができる。
力モジュールのキャパシタ・バンクを事前充電し、かつ
高出力モジュールの動作を妨害せず、さらに安全面での
問題もない、信頼性が高く、低コストで穏やかに始動す
る回路装置を提供することができる。
【００２５】あらに本発明によれば、最小限の追加的素
子を使用し、追加的な能動素子を必要としない、穏やか
に始動する回路構図を提供することができる。
子を使用し、追加的な能動素子を必要としない、穏やか
に始動する回路構図を提供することができる。
【図１】従来技術による穏やかな始動装置の概略図であ
る。
る。
【図２】従来技術による穏やかな始動装置の概略図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例による穏やかな始動装置の簡略
化された回路概略図である。
化された回路概略図である。
【図４】図３の実施例で使用される型式のＰＴＣサーミ
スタ・デバイスの抵抗・温度特性チャートである。
スタ・デバイスの抵抗・温度特性チャートである。
【図５】本発明の実施例による多相穏やかな始動装置の
回路概略図である。
回路概略図である。
【図６】本発明の実施例によるキャパシタ・ベースの穏
やかな始動装置の回路の概略図である。
やかな始動装置の回路の概略図である。
３０ 電源モジュール ３１ 入力電力導体 ３２ 入力電力導体 ３３ 電源スイッチ ３４ キャパシタ・バンク ３５ 負荷デバイス ３６ ＰＴＣサーミスタ・デバイス ４０ 穏やかな始動機能部分 ４１Ａ 交流入力導体 ４１Ｂ 交流入力導体 ４１Ｃ 交流入力導体 ４２ 三極交流 ４３ 三極電源スイッチ ４３Ａ スイッチ素子 ４３Ｂ スイッチ素子 ４３Ｃ スイッチ素子 ４４ キャパシタ・バンク ４５ 三相ブリッジ整流器 ４６Ａ ＰＴＣサーミスタ・デバイス ４６Ｂ ＰＴＣサーミスタ・デバイス ４６Ｃ ＰＴＣサーミスタ・デバイス ４７ 接点コイル
Claims (10)
- 【請求項１】 電力入力導体と、前記電力入力導体に接
続された負荷デバイスと、前記電力入力導体を介して結
合された記憶キャパシタ・バンクと、１つの辺がキャパ
シタ・バンクおよび負荷デバイスに接続され、他の辺が
電源に接続された前記導体のうちの１つに直列接続され
た電源スイッチと、該電源スイッチを作動させたとき前
記キャパシタ・バンクに多量の電流が急激に流入するの
を防止する前記電源スイッチに結合された限流デバイス
とを含む高出力モジュール用の穏やかな始動回路装置に
おいて、前記電流制限デバイスは、前記電源スイッチが
開放されたときに前記キャパシタ・バンクが徐々に充電
されるように前記電源スイッチ（３３）を介して分流結
合された充電デバイス（３６）を含むことを特徴とする
穏やかな始動回路装置。 - 【請求項２】 前記電源が、交流電力を提供し、前記高
出力モジュールが、前記電源スイッチと前記キャパシタ
・バンクおよび負荷デバイスとの間に介在された整流器
装置（４５、１４５）をさらに含むことを特徴とする請
求項１に記載の穏やかな始動回路装置。 - 【請求項３】 前記充電デバイスが、前記電源スイッチ
（４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ）を介して結合された正温度
係数サーミスタ（４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ）をさらに含
むことを特徴とする請求項１または２に記載の穏やかな
始動回路装置。 - 【請求項４】 前記充電デバイスが、前記電源スイッチ
（１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ）を介して分流結合さ
れたキャパシタ（１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６Ｃ）をさ
らに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の穏
やかな始動回路装置。 - 【請求項５】 前記キャパシタがさらに金属被膜キャパ
シタであることを特徴とする請求項４に記載の穏やかな
始動回路装置。 - 【請求項６】 複数の電力入力導体が、直流出力を有す
る多相整流器の交流入力に交流電力を印加する多相交流
電源のそれぞれの相に結合され、キャパシタ・バンク
が、前記直流出力を介して結合された負荷デバイスに直
流電力を供給する前記直流出力を介して結合され、複数
のスイッチが、多相交流電源と前記多相整流器との間で
前記入力導体のそれぞれに直列配設され、前記複数のス
イッチに結合されたそれぞれの電流制限デバイスが、前
記電源スイッチが作動したとき、前記キャパシタ・バン
クに多量の電流が急激に流入するのを防止する、高出力
モジュール用の穏やかな始動回路装置において、前記電
流制限デバイスは、それぞれ、前記電源スイッチが開放
されたときにキャパシタ・バンク（４４または１４４）
が徐々に充電されるように前記切替デバイス（４３Ａ、
４３Ｂ、４３Ｃまたは１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ）
のうちの関連するデバイスを介して分流配設された、充
電デバイス（４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃまたは１４６Ａ、
１４６Ｂ、１４６Ｃ）を含むことを特徴とする穏やかな
始動回路装置。 - 【請求項７】 前記各充電デバイスが正温度係数サーミ
スタ（４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ）であることを特徴とす
る請求項６に記載の穏やかな始動回路装置。 - 【請求項８】 前記各充電デバイスが、関連する電源ス
イッチ（１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ）を介して分流
結合されたキャパシタ（１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６
Ｃ）であることを特徴とする請求項６に記載の穏やかな
始動回路装置。 - 【請求項９】 前記各キャパシタが金属被膜キャパシタ
であることを特徴とする請求項９に記載の穏やかな始動
回路装置。 - 【請求項１０】 前記各キャパシタが、金属ポリプロピ
レン・ボックス型式のキャパシタであることを特徴とす
る請求項９に記載の穏やかな始動回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/445,341 | 1995-05-19 | ||
| US08/445,341 US5627738A (en) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Low cost, high reliability soft start arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0937454A true JPH0937454A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=23768547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8148744A Pending JPH0937454A (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-20 | 穏やかな始動回路装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5627738A (ja) |
| JP (1) | JPH0937454A (ja) |
| KR (1) | KR100263957B1 (ja) |
| DE (1) | DE19620019A1 (ja) |
| GB (1) | GB2300982B (ja) |
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| JP2013504995A (ja) * | 2009-09-10 | 2013-02-07 | ビーイー・エアロスペース・インコーポレーテッド | 多相交流変圧器の突入電流制限のためのシステムおよび方法 |
| JP2023523313A (ja) * | 2020-04-27 | 2023-06-02 | ヤザキ ノース アメリカ，インコーポレイテッド | バッテリストレス緩和システム |
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| GB2300982B (en) | 1999-12-01 |
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