JPS6234321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電源投入時に流れる突入電流を抑制す
るための回路に関する。

従来の突入電流抑制回路として、第１図に直流
電源装置の例を示し説明する。

第１図において、配線用遮断器２を閉じること
により継電器コイル８の両端に交流電源１の電圧
V₁が印加され、継電器接点３，４，６が閉そく
される。電流は、交流電源１−配線用遮断器２−
継電器接点３−直流電源回路１１−継電器接点７
−抵抗７−交流電源１のループで流れる。遮断器
投入の頭初は、直流電源回路のインピーダンスが
低い為、交流電源の電圧V₁は、殆んど全て抵抗
７にかかる。したがつて、この時点で流れる電流
つまり突入電流の値は主に抵抗７によつて決ま
る。なお、突入電流の値は遮断器２のトリツプ電
流値より小さな値になるように抵抗７の抵抗値が
決められている。その後、直流電源回路１１のイ
ンピーダンスが上昇するに伴い、抵抗７にかかる
電圧が減少していく。直流電源回路１１の入力端
子Ｃ，C′間の電圧V₂の時間的推移を第２図に示
す。図でV₁とV₂の差が抵抗７にかかる電圧に相
当する。

一方、継電器接点６が閉そくしてからある一定
時間T₁を経過した時点でデイレー回路１０が動
作し、継電器巻線９に電圧を印加し、継電器接点
５を閉そくさせる。継電器接点５の閉そくにより
抵抗７の両端が短絡され、抵抗７を通過していた
電流は全て継電器接点５でバイパスされ、交流電
源電圧V₁と直流電源回路の入力電圧V₂とは等し
くなり、また抵抗７での電力消費は零となり発熱
しない。

いままでは正常時における動作を説明してきた
が直流電源回路１１の入力端子Ｃ−C′間が低イ
ンピーダンスにて短絡している状態で配線用遮断
器２を閉じた場合、経過時間にかかわらず直流電
源回路１１のインピーダンスが増大しない為、抵
抗７にほぼ交流電源電圧の殆んど全てが印加され
この状態がデイレー回路１０の設定時間T₁まで
継続することとなる。この場合、抵抗７での電力
損失は正常時よりも相当に大きくなるため、抵抗
７が赤熱焼損する恐れがある。また、回路外部に
も悪影響が及びおそれがある。このような不都合
を防止するために、抵抗７の近傍にサーモスタツ
ト１２が設けられている。抵抗７が赤熱し、サー
モスタツト１２が動作温度に達すると、サーモス
タツト１２の接点が閉じて継電器巻線９に電圧を
印加し、デイレータイム（T₁）以前に継電器接点
５を閉じる。これにより、配線用遮断器２のトリ
ツプ電流値を越える電流が流れ、遮断器２がトリ
ツプする。このように、従来は電流制限用の抵抗
７発熱を検出して遮断器２をトリツプさせるもの
であるから、抵抗７の過熱による損耗を必然的に
伴なうという欠点がある。勿論、抵抗７の電力定
格を充分に大きくしたり抵抗値を大きくすれば
（抵抗値の上限は直流電源回路１１側の条件で自
ずと決まるが）、抵抗７の赤熱等は防止可能であ
るが、抵抗７の体積が著しく大きくなりまた価格
も大幅に上昇するため実用的でない。

したがつて本考案の目的は、叙上の如き問題を
解決できる突入電流抑制回路を提供することにあ
る。

しかして本考案の主たる特徴は、負荷（前述の
場合は直流電源回路）にかかる電圧値を検出する
回路を設け、負荷電圧が規定のレベルに達しない
場合には電源投入から所定時間経過する以前に電
流制限用抵抗の両端を短絡し、これによつて遮断
器をトリツプさせる構成にある。

第３図に本考案の一実施例のブロツク図を示
す。尚、第１図と同等部分には同符号を付して説
明する。

図において、１３は直流電源回路１１の入力電
圧V₂にしたがつてデイレー回路１０の動作を制
御するために設けられたトラツプ回路であり、そ
の具体的回路構成をデイレー回路１０とともに第
４図に示す。

平常時（直流電源回路１１の入力端子Ｃ−
C′間が短絡していない時）には、次に示す動作
を行う。配線用遮断器２を閉じると、継電器接点
３，４，６が閉じ、抵抗７を含む電流路に電流が
通じる。また接点６の閉成によつて、デイレー回
路１０内のコンデンサ２０が抵抗１７，１８を介
して一定の直流電圧点（＋Vs）に接続され、抵
抗１７，１８の並列合成抵抗値に依存する充電時
定数でコンデンサ２０の充電が始まる。その後、
直流電源回路１１の入力端子Ｃ−C′の間の電圧
V₂がある規定値より上昇すると、抵抗１５およ
びダイオード１４を通じてフオトカプラー１６の
発光ダイオード２５に電流が流れ、光エネルギー
がフオトカプラー１６のフオトトランジスタ２６
のベースに達し、フオトトランジスタ２６が導通
する。その結果、抵抗１７を通じてのコンデンサ
２０への充電は停止され、コンデンサ２０の充電
は抵抗１８を通じてのみ行なわれる。抵抗１８は
抵抗１７に比し数倍の抵抗値である。したがつ
て、コンデンサ２０の端子間電圧Vcは、第５図
の実線で示すカーブに沿つて上昇する。この端子
間電圧Vcが定電圧ダイオード１９の定格電圧値
とサイリスタ２２のゲート・カソード間電圧値の
和Vfに達すると（第５図中のt₂時点）、サイリス
タ２２が点弧しアノード・カソード間が導通し、
継電器巻線２３に電圧が印加されその接点２４が
閉じる。これにより継電器巻線９に電圧V₁が印
加され、その接点５を閉じて抵抗７の両端を短絡
し、定常動作となる。つまり、突入電流抑制動作
を終了する。尚、ダイオード２７はコンデンサ２
０の電荷が抵抗２８を通じて放電することを防止
する目的で設けられ、ダイオード１４は交流電圧
V₂を整流しフオトカプラ１６の発光ダイオード
２５に直流電流を流す為のものであり、抵抗２１
はサイリスタ２２の誤点弧防止を意図として設け
られている。

次に直流電源回路１１の入力端子Ｃ，C′間が
短絡している場合の動作を説明する。この場合、
遮断器２を閉じた後も電圧V₂は上昇せず、フオ
トカプラー１６の発光ダイオード２５に電流が通
じない。よつて、フオトトランジスタ２６も導通
せず、コンデンサ２０は抵抗１７，１８の両方を
通じて充電されることになる。抵抗１７は抵抗１
８よりも抵抗値が相当に小さいのでコンデンサ２
０の充電時定数も相当に短く、コンデンサ２０の
両端の電圧Vcは第５図の破線で示すような急勾
配のカーブを描いて上昇し、t₁時点でサイリスタ
２２が点弧する。これで、継電器接点２４が閉
じ、それに引続いて継電器接点５が閉じる。その
結果、遮断器２のトリツプ電流値を越える電流が
流れ、遮断器２がトリツプし、かくして抵抗７は
保護される。

このように、コンデンサ２０の充電時定数を抵
抗１７，１８の定数を適当に選定することによ
り、正常時の突入電流の抑制及び異常時の電流制
限抵抗の発煙防止を簡単に行える。

以上に詳述したように、本考案の突入電流抑制
回路は、電流制限用抵抗の発熱を検出して入力遮
断動作をするのではなく、負荷電圧に基づいて入
力を遮断するものであるから、負荷の短絡等の異
常に対して電流制限用抵抗を赤熱ないし発煙する
以前に早期に保護でき、したがつて電流制限用抵
抗の電力定格をむやみに大きくする必要もなくな
り、またその寿命をも伸ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の突入電流抑制回路を示すブロツ
ク図、第２図は第１図回路における入力電圧と負
荷電圧との時間的変化を説明する波形図、第３図
は本考案の一実施例を示すブロツク図、第４図は
同上実施例の要部の詳細構成例を示す回路図、第
５図は第４図に示すデイレー回路内のコンデンサ
の充電特性を示す図である。 １……交流電源、２……配線用遮断器、３，
４，５，６，２４……継電器接点、７……突入電
流制限用抵抗、８，９，２３……継電器巻線、１
０……デイレー回路、１１直流電源回路（負
荷）、１３……トラツプ回路、１４，２７……ダ
イオード、１６……フオトカプラ、１９……定電
圧ダイオード、２２……サイリスタ、２５……発
光ダイオード、２６……フオトトランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力電源と負荷との間の電流路に直列に接続さ
   れた抵抗および遮断器と、該抵抗器と並列接続さ
   れたスイツチと、該遮断器の投入から時定数回路
   のコンデンサの充電を開始し、該コンデンサの端
   子間電圧が所定値を越えた時点で該スイツチを閉
   成する回路と、該負荷にかかる電圧値が所定電圧
   を越えたときは該時定数回路の充電時定数を第１
   の時定数とし、所定電圧を越えていないときは該
   第１の時定数より小さい第２の時定数とする回路
   とを具備する突入電流抑制回路。