JPS6166530A - 突入電流制限回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子装置の投入時の突入？に流をＩＢ１ノ限
する回路に係り、特に抵抗による突入電流制限を行うに
好適な突入電流制限回路に関する。

〔発明の背景〕

最近の電子装置内の直流電源には効率の良いＡＣ−ＤＣ
コンバータ方式の一つであるスイッチング方式電源が使
用されることが多くなっている。この電源は特にライン
のＡＣを直接整流しコンデンサによる平滑を行う方式で
つるため、入力投入時に過大な突入電流が匠れる。また
これ以外にトランスなどを使用し７’Ｃ装置でもトラン
スの励磁１ＪＬ６１＋Ｌ　ｒこより、通常電流の数十倍
の起動電流が故サイクルの期間流ｎる。一方、′１ｄ力
供給設備は上記の突入電流を吸収しかつ宏定ｌ【電力供
給能力ｒ設えるには、その切々がエロ大するため、通常
の′４力供給能力ＶＣ’％少の晒裕を持たせた程度にし
、省資源化しているのが現状であり、その負荷となる成
子装Ｗ　ｉｎどでは、どうしてもその内部で投入時の過
渡的な突入４流を制限することが必要である。その制限
の方法として各種の工夫がなされている。ここでは、そ
の中で最もシングルで信頼性のあるリレー接点のシーク
ンス動作を利用した突入電流制限回路方式に関する発明
でありそれらＶＣついて説明する。

第１図はりレーン−タンスを利用した一般的な突入電流
制限回路である。図中入力端子１及び２ＶＣは交流入力
電源が供給されている。（直流入力電源でもよい）負荷
装置１０に入力電源を供給するには、まずスイッチ３を
閉にすることによりリレー４が駆動され、その接点であ
る接点６は閉となる。そこで負荷装置１０には抵抗９を
通して電源が供給される。ここで抵抗９全通しているた
めに負荷装［１０の電源投入初期の入力インピーダンス
が低くともこの只の挿入により入力端子以降のインピー
ダンスは抵抗９の抵抗値以上を示し突入電流が制限され
る。その後リレー接点７の閉によりリレー５が駆動され
、その接点であるリレー接点８が閉となり、入力゛電源
と負荷装置はリレー接点８を通して接続され正常な′電
源供給状態となる。ここで負荷装置１００投入時の突入
電流が流れる時間に応じて突入電流制限時間を設定する
にはリレー５の動作時間を調整できるものにすればよく
リレー５を遅延動作形で構成されば可能である。

これらの各リレー動作については第２図にその動作状況
を示すがこの様な間車な形で突入電流を防止できるがこ
の回路方式の場合次の様な欠点がある。それは、リレー
接点７の接触不良リレ−５自体の故障でリレー５が不動
作の場合やリレー接点８の接触不良時には抵抗９には負
荷装置１０の定常時入力電流に相当する電流が常時流れ
ることになる。そのため９の抵抗（Ｒ１）はそれらに耐
える電力容量を持つものを使用するか、短時間の突入電
流時に耐えうる電力容量品を使用し、上記常時の過大電
力消費時にはその温度を検出し、それによりリレー４の
駆動を停止する方法を取る必要がおる欠点があった。

第１図の回路方式の欠点であるリレーの不動作とその接
点の接触不良などの異常に対しても抵抗９の不必要な電
力容量品の使用や温度検知器を設える必要のない方法と
しては第１図のリレー４を一定期間のみ動作させ、その
時間の電力容量に耐える抵抗器を使用すれば良いことに
なる。この様な動作をさせるにはりレーシークンスでは
なく電子回路を使用しリレーのコイルを半導体で駆動す
る方法が原価面でもＭ利であり一般に使用されており、
この方式につぎ第６図で説明する。

Ｍ３図でまず３のスイッチ３を閉にすることによりワイ
シ目ットマルチバイブレータ回路１１の人力に信号が印
刀口されるとその出力には一定時間の信号が出る。この
信号はトランジスタ１５のベースに印加されトランジス
タ１５はそのベースに信号が印加されている時間内はタ
ーンオン姑れ、すｖ−４が駆動される。そこでリレー４
の接点でるるリレー接点６が閉となる。そこで負荷装置
１０には抵抗９を通して電源が供給される。この動作に
よる突入電流制限動作は第１図の回路動作と同様であシ
ここでは省略する。一方、スイッチＳの閉状態による信
号は遅延回路１２に入力されておりその出方にはその後
一定時間経過した後信号が出される。との出力信号はト
ランジスタ１４のベースに印加されトランジスタ１４は
ターンオンされる。これにょシリレー５が駆動される。

そこでリレー５の接点であるリレー接点８が閉となり、
入力電源と負荷装置はリレー接点８を通して接続され正
常な電源供給状態となる。ここで負荷装置１００投入時
の突入電流が流れる時間に応じて突入電流制限時間を設
定するには、ワンシｌットマルチバ（７’Ｌ／−タ１１
の出力信号時間と遅延回路１２の遅延時間を１１整する
ことで可能であり、この場合リレー４の駆動停止前にリ
レー５の駆動が開始される時間設定が必要である。

これらの一連の動作状況を第４図で示すが、この回路方
式の場合９の抵抗（Ｒ１）に流れる電流の時間はワンン
９ットマルチバイフレータ１１の出力信号時間以内に制
限され、もしリレー接点８の接触不良によっても抵抗９
１Ｃは長時間負荷装置１００通當屯流が流れ続くという
欠点はなくなシ、抵抗１１の電力谷量増大力為ね度検知
器の心安性はなくなる。

しかし本回路方式には第１図で示したリレーの不動作や
その接点の接触不良による異常状態による不具合からは
解決できるがリレー駆動回路が電子回路で構成てれてい
るがゆえに次の様な欠点がある。それはワン／璽ットマ
ルチバイプレータ１１の破損によりトランジスタ１３の
ペースへ信号が常時送られる異常、トランジスタ１５の
コレクタとエミッタ間の７−Ｊ−トモードの破損などは
大いに考えられる。この様な異常ではリレー４は常時駆
動されたままになる。このためその接点であるリレー接
点６は、スイッチ５が開となり、リレー接点８も開とな
りても閉のままで抵抗？ＩＣは常時負荷装置１０の定常
′電流が流れ続くことになシ、第１図で示した回路方式
で示したと同様な処置が必要となる。また構成部品の故
障の中で％にリレー接点の接触不良や半導体素子の破損
現象は抵抗やコンデンｆなどの素子に比較し特に多いこ
とを考えると以上説明した欠点の解決は必須条件となる
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記で説明した従来技術の欠点であっ
た。リレーの故障や電子回路の故障に対しても突入電流
を制限する目的で設けられた抵抗に負荷装置の定常電流
が連続して流れることを確実に防止できる突入電流制限
回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

従来回路では抵抗を挿入したラインのリレー接点が一定
期間閉となる状態が確保できない場合があることが欠点
であシこの確保をより確実にするための方法として第２
図に示した回路で４のリレーと１３のトランジスタのコ
レクタ間に故障がより発生しにくいコンデンサを挿入し
、そのコンデンサにより１３のトランジスタの短絡モー
ドの故障やペースへの信号の印加続行時にも４のリレー
が駆動され続けないようにすることで解決するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第５図により説明する。第５
図で１．２は入力端子で交流入力または直流入力電源が
供給されている。１ｏはその入力電源を受は動作する負
荷装置であり、６と８Ｖ′ｉリレ一接点９は抵抗であゃ
、この３点で１０の負荷装置の投入時の突入電流を制限
する役目を行う。３は電源投入用のスイッチでらりこれ
により１０の負荷装置への入力電源の投入が開始される
。また１２は信号遅延回路で信号が入力されるとその出
力には信号印加時より一定の遅延時間をもって信号が出
る回路である。１３と１４はそれぞれ４と５のリレーを
駆動するためのトランジスタであり１５は本発明にかか
わるコンデンサーである。ここで１６の抵抗は１５のコ
ンデンサの充−ＩＩｔＩｔ流を不必要時放電するための
ものである。

次にこの回路の動作につき説明する。まずスイッチ３を
閉にすることで本回路の動作が開始される。スイッチ５
が閉になると′ＨＬ源電圧ＶＣＣが抵抗１７及び１８で
分割された電圧信号としてトランジスタ１３のペースに
印加される。するとトランジスタ１３はターンオンしそ
のコレクタとエミッタは導通状態となる。するとコンデ
ンサ１５には、電の１α圧ＶＣＣからリレーコイル４を
通り充電電流が流れる。この電流は同時にリレーコイル
４Ｖｃも流れコイルを励磁する。するとリレー接点６は
閉となり、入力電源は抵抗９７に通し負荷装置１０に：
供給される。この間の突入電流が制限される動作は第１
図の回路動作と同様でありここでは省略する。一方スイ
ッチ３の閉状態による信号は遅延回路３に入力される。

出力には入力に信号が印加された一定時間後信号が発生
しトランジスタ１４０ペースに印加すれ、トランジスタ
１４のコレクターエミッタ間が導通状態となりリレー５
が励磁されリレー接点８が閉となり、入力電源と負荷装
置１０はリレー接点８全通して接続され正常な電源供給
状態となる。

次にコンデンｔ１５への充電電流が充電開始後の経過を
、コンデンサ１１の容量を（ＣｕＦ）、ＩＪシレーイル
４の抵抗を（Ｒ２Ｏ）、抵抗１６は無視すると仮定した
場合での電流（１）の賀化にしてとなり時間経過と共に
充ｉｔ流は小さくなる。

このためりＶ−コイル４へ流れる１流も（１）式の値で
変化しリレー接点６を閉状態に保てなくななる環流値と
なる時間後リレー−接点６は開となる。この時間はリレ
ーコイル４の接点閉状態確保゛直流値とその抵抗呟、電
源４圧ＶＣＣ，コンデンサ１５の容量値によって決るが
、時間設定にはコ／デンｆ１５の各通値を増減するのが
最良である。この様な形で負荷装置１００投入時の突入
電光時間に応じて突入″ｄ流制限時間を設定するには、
コンデ／１１５の容量と遅延回路１２の遅延時間を１Ｉ
ｉｌ整することで可能である。ここで遅延回路１２の遅
延時間はリレー接点６が開となる前にリレー接点８が閉
となるよう設定することが必要でりる。次にその後スイ
ッチ６が開となるとトランジスタ１３のベースへの信号
印加が停止されトランジスタ１３のコレクターコミ２タ
間は非導通となる。ここでコンデンサ１５の充電電力は
抵抗１６を通シ放電される。またリレーコイル４への電
流はすて１’（流れなくなりている。同時に遅延回路１
２への入力への信号印加も停止されその出力からの信号
も停止しトランジスタ１４のペースへの信号印加も停止
しトランジスタ１４のコレクターエミッタ間は非導通と
なる。そこでリレー５への電圧印加が停止され、リレー
接点８は開となる。こｒＬにより負荷装置ｉ１０への入
力電源の供給が停止逼れることになる。尚抵抗１６の役
目であるがこれはコンデンサ−１５の充電電力を放電す
るものであシスイッチ３を開状態から閉にするまでにコ
ンデンサー１５内の充電力を全て放電できる抵抗値に設
定することが必要である。さて第１図と第２図の回路で
説明した不具合であったリレー　接点の接触不良と′４
電子路、および半導体の短絡モードに対しリレー接点６
が閉状態を持続するかどうかという点については本回路
ではコンデンサ１５の充電電流を利用し突入電流制限用
抵抗値に電流を流す６のリレー接点を駆動しているため
再度コンデン−ｙ″１５の充゛＃ＩｔｍＣ力を放電しな
いかぎりその接点は閉とはならぬことにある。

すなわちトランジスタ１３のコレクターエミッタ間が導
通状態を示すとこれ以降一度非導通状態となりコンデン
ｆ１５が放電しその後導通状態とならぬかぎりリレー接
点６は閉とはならぬっまたもし上記の現象が発生しても
リレー接点６は（１）式で示した時間内の閉状態が発生
するのみで抵抗？ＶＣ負荷装置１０の定常電流が流れ続
くことはなく抵抗９の容量の増加や温度検知器の設置は
不必要である。尚リレー接点６が閉状態を持続する異常
はコンデンサ１５が短絡しかつトランジスタ１６の短絡
が同時に発生した場合は考えられるが２重故障でかつコ
ンデンサの短絡モード故障の確率から見ると皆無に近い
と言える。

〔発明の効果〕

本発明によれば突入電流制限回路の構成部品中特に故障
が多い接点の接触不良、電子回路の不動作、リレー駆動
用半導体の短絡モード故障などの異常状態時突入電流制
限用抵抗に負荷装置の定常１流が流れつづけることがな
くなり、突入電流防止用抵抗の電力容量を増の口したシ
、抵抗の温度検知の必要がなくなる。また、コンデンサ
ー挿入はワン７Ｗツトマルチバイプレータの役目も合わ
せて持っており第４図で示したワンシ１ットマルチバイ
ブレータ回路は不要となり突入電流制限回路の簡略化も
達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリレー構成による突入電流制限回路を示
す図、第２図は第１図の動作を示した図、第３図は、リ
レー動作を電子回路で構成した従来回路を示す図、第４
図はその動作を示す図、第５図は本発明の一実施例を示
した回路図、第６図はその動作説明図。 １・・・入力端子、　　　　　２・・・入力端子、５川
電源投入スイツチ、　　４・・・リレーコイル、５゛・
・リレーコイル、　　　　６・・・４のリレー接点７・
・・４のリレー接点、　　　８・・・５のリレー接点９
・・・突入電流制限抵抗、１ｏ・・・負荷装置、１１・
・・ワン７Ｗツトマルチバイプレータ回路、１２・・・
遅延回路、１３・・・トランジスタ、１４・・・トラン
ジスタ、１５・・・コンデンサ、１６・・・抵抗、　　
　　　　　１７　、１８・・抵抗。 第１閏 ｆＺ　　図 ｖｚ−ｒ４ＬＱ峡　−」ゝ８←−−ロ二−１０・：疋帛
電久第３図 ム 第４区 第５図 才す図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装置投入時の突入電流を制限する抵抗とそれに直列に接
   続されたリレー接点と定常電流を流すリレー接点より成
   る突入電流制限回路において、該抵抗に直列に接続され
   たリレー接点を動作させるコイルの一方極にコンデンサ
   ーを直列に接続し、コイルの他方極とコンデンサのコイ
   ル極との接続とは反対の極にスイッチ素子によりステッ
   プ電圧を印加し、コンデンサーの充電電流を該リレーコ
   イルに流し該リレーコイルの接点を一時的に閉にするこ
   とを特徴とする電子装置の突入電流制限回路。