专利名称：防止冲流用电阻器之保护方法
技术领域：
本发明涉及具有电容输入式整流电路电源装置的，在电源投入时防止冲流用电阻器的保护方法。
已知技术迄今电容输入式整流电路的电源装置，如图8所示，为防止电源投入时之冲流，在平滑电容器4之前设置防止冲流用电阻3，对平滑电容器4之充电结束后，用继电器2等使防止冲流用电阻3短路而构成。在图8中，1为整流电路、5为用以检测电源投入、切断的检出电路、6为使用例如微电脑等的运算电路、7为继电器驱动电路，而10为交流电源、11为使交流电源开关之接触器。
用接触器11将交流电源10投入后，使平滑电容器4充电之电流，流经防止冲流用电阻3。继电器2在平滑电容器充电完成后，设置成使前述防止冲流用电阻3短路，电源装置通常运转时，不发生因前述流经防止冲流用电阻3之电流，而使电压降低或电力损失。
交流电源10投入时，对平滑电容器4充电的能量E以下列公式供给E＝(1/2)·CV2(1)在此，C为电容器之容量(F)，V为整流平滑后之直流电源电压(V)，现在，假设在某一时间间隔t(sec)内，进行N次投入、切断，此时之平均电力P(W)可以公式(2)表示P＝EN/t (2)此电力之大部分为防止冲流用电阻3所消耗。因而，在频繁反复不断将交流电源10投入、切断时，公式(2)所示之电力P(W)超过防止冲流用电阻3所能容许之电力，可能造成烧毁或断线。
本发明所欲解决的课题但是在前述之传统防止冲流用电阻器3之保护方法中，在频繁反复不断将交流电源10投入、切断时，公式(2)所示之电力P(W)超过防止冲流用电阻3所能容许之电力，可能造成烧毁或断线。因为防止冲流用电阻3之电力容量(W)，通常是仅限于电源投入时使用方法，对于过载之耐量虽然高，其电力容量大多使用较小者。因而在反复频繁开关电源时，因温度上升过高，造成防止冲流用电阻3烧毁或断线之问题，此为本发明所欲解决之课题。
因此，本发明之目的为具有电容输入式整流电路之电源装置，将限制向平滑电容器的冲流用电阻器之烧毁或断线防范于未然。
发明之提示本发明由电容输入式整流电路的平滑电容器的容量与整流平滑直流电压值，算出电源投入时对平滑电容器充电的能量，再依前述能量与某个规定时间内所进行之电源投入切断次数算出平均电力，若此平均电力超过防止电源投入时的冲流之电阻的容许电力时，则用警告显示或警告器输出进行警告，使电源不投入那样进行互锁或停止负载侧装置之驱动。
预先知道平滑电容器之容量与整流平滑直流电压值时，用公式(1)及(2)计算在一定时间内允许的电源开关次数，若此电源开关次数超过规定之次数，则以警告表示或警告器输出进行警告。
附图之简单说明
图1是本发明之第一实施例之说明图。
图2是本发明之第二实施例之说明图。
图3是本发明之第三实施例之说明图。
图4是能量计算程序之说明图。
图5是本发明之第四实施例之说明图。
图6是本发明之第五实施例之说明图。
图7是本发明之第六实施例之说明图。
图8是公知技术例之说明图。
本发明之最佳实施形态以下参照图1说明本发明之第一实施例。与说明公知技术之图8相同之符号，其说明则省略之。本实施例用运算电路6存储电源投入切断次数，用公式(2)得到的电力，超过防止冲流用电阻3所许可之电力时，则以警告显示器或警告输出电路8进行警告显示或警告输出。而预先知道平滑电容器之容量与直流电源电压值时，只计数一定时间内进行的电源开关次数，若超过规定次数时，则以警告显示或警告器输出进行警告。此外，关于应该演算之时间间隔，可通过求出防止冲流用电阻3之过载耐量设定之。而且图1所示之继电器2并不限定为继电器，可用闸流晶体管等半导体开关，或电力大时也可用接触器代替继电器。本继电器之投入切断时间，接受电源投入切断检测电路5的信号后，用运算电路6进行控制。
亦即，电源投入切断检测电路5，在电源投入时输出L电平之信号，切断时则输出H电平之信号。运算电路6在电源投入时，接收电源投入切断检测电路5之L电平之信号，用防止冲流用电阻3的电阻值与平滑电容器4之容量相乘之积求出时间常数，在够长时间后，将继电器2之投入信号给予继电器驱动电路7。并同时存储电源投入之次数。进而依电源切断时之H电平之信号，将继电器2之切断信号给予继电器驱动电路7。如此，运算电路6在将控制信号给予继电器驱动电路7之同时，存储电源投入切断之次数，依公式(2)计算电力，超过防止冲流用电阻3所许可之电力时，则用警告显示器或警告输出电路8发出警告。
图2示出电源装置之第二实施例。它具有这样的电路结构，即不仅以警告显示器显示警告或以警告输出电路输出警告，而且在进行超过防止冲流用电阻器所容许电力的电源投入、切断时，借助继电器9使交流电源无法继续供给。
以下说明图2之动作。首先，交流电源10通过接触器11的导通而被投入。电源投入切断检测电路5检测出交流电源10已被投入时，运算电路6立即将接入继电器9用的信号送至继电器驱动电路7。从而使继电器9导通。继电器9导通而使平滑电容器4被充电后，运算电路6输出使继电器2导通的信号。而电源被切断时，将切断继电器2与继电器9之信号送给继电器驱动电路7。电源投入切断频率升高，依公式(2)所供给之电力超过防止冲流用电阻器之容许电力时，运算电路6用警告显示器或警告输出电路8输出警告显示，与此同时将切断继电器2与继电器9之信号送给继电器驱动电路7。在电源旁边，以接触器11取代继电器9，因为以闸刀开关之类进行手动控制之情形很多，最好选用操作性能良好之继电器9。
又，在图1与图2中，虽是表示单相交流电源的整流电路之情形，但整流电路并不限于用单相交流电源，即使在三相交流电源、多相交流电源的情况下也同样能构成。
以下按照图3说明本发明第三实施例。在此图中，12是测定平滑电容器之端子电源用的电压检测器。
在接触器11中一旦接通交流电源，则使平滑电容器4充电之电流便流经防止冲流用电阻器3。此时对平滑电容器4充电时间常数用下式给出。
T＝RC此处之R为防止冲流用电阻3之电阻值(Ω)，C为平滑电容器之容量(F)。因而，若已知时间常数T与电阻值R，则可算出C值。一般而言，因R值与平滑电容器之容量值相比，其偏差较小，可以用设计值代替。时间常数T可由电源投入时之平滑电容器之端子电压之过渡性变化量求得。亦即，假设平滑直流电压输出在无负载时之正常电压为V(V)，则通过计测平滑电容器之端子电压到达约0.63V(V)所须之时间，依此即可求出T值，V则可用电压检测电路检测出。
交流电源10接入时，对电容器充电之能量，依图4之程序算出。
以下按照图4说明能量E之算出程序。
用电源投入切断检测电路5与运算电路6监视交流电源10是否接入(第一步)。其次，运算电路6读入电压检测电路12之值，测定平滑电容器之端子电压(第二步)。用运算电路6判定平滑电容器之端子电压是否到达0.63V(V)(第三步)。再用运算电路6算出达到此一电压所须之时间(第四步)。其后在演算回路6中，由第四步所算出之时间求出时间常数T，算出平滑电容器之容量C(第五步)。然后用运算电路6算出能量E(第六步)。
图5示出电源装置之第四实施例。其电路构成为，不仅以警告显示器表示警告或以警告输出电路8输出警告，而且在进行超过防止冲流用电阻器所容许的电力的电源的投入、切断时，借助继电器9使交流电源无法继续供给。
以下说明图5之动作。首先，交流电源10通过接触器11导通而接入。电源投入切断检测电路5检测到交流电源10已被接入时，即向运算电路6输出信号。运算电路6将接入继电器9用的信号送至继电器驱动电路7，而继电器9便导通。继电器9导通后，平滑电容器4便被充电，此时，同时用上述第一步至第五步之程序求出平滑电容器4之容量，算出充电能量。其后，与平滑电容器4之充电时间常数相比经过足够长时间后，运算电路6输出使继电器2导通的信号。而电源被切断时，将切断继电器2与继电器9之信号送给继电器驱动电路7。电源投入切断频率升高，由公式(1)求出的电力超过防止冲流用电阻器3之容许电力时，运算电路6用警告显示器或警告输出电路8显示警告或输出警告，与此同时将切断继电器2、9之信号送给继电器驱动电路7。
其次以图6与图7表示第五实施例及第六实施例。在图6与图7中，送出至继电器驱动电路7的，不仅是继电器驱动信号，将负载侧装置之驱动停止信号等控制信号送出之I/O端口机能也包含在内。负载侧装置13是DC/DC变换器或驱动马达的反演电路。在负载侧装置13中也包含交流电源10断开时，也包含用以将平滑电容器4之充电电荷放电的电路。
于第五、第六实施例中，并不特别限定负载侧(包含受动负载、能动负载及其他装置)。若可控制负载侧之驱动时，使平滑直流电压输出处于无负荷状态，而在第二次接入交流电源10时，平滑电容器仍残留着充电电荷，故冲流值较小。因此，通过反复将电源投入切断而使平均电力超过防止冲流用电阻器3之容许电力时，可以停止负载侧装置之驱动，减轻下一次投入电源时之冲流能量，并减轻防止冲流用电阻器之负荷。停止负载侧装置之驱动，与单单只有表示警告或输出警告之情形相比，较容易注意到异常之发生，这是其优点。又及，按照来自运算电路6之指令，经由继电器驱动电路7将驱动停止信号送至负载侧装置13。
于产业上利用之可能性如以上所说明，本发明即使在频繁重复将电源开关时，也可避免防止冲流用电阻器3烧坏或断线，因而可防止因防止冲流用电阻3之损毁而产生之电源装置之致命事故，例如火灾等之发生。
而即使是不致发生烧毁事故，仅只断线之情形，在下次接入电源时，由于无法避免因防止冲流用电阻3产生的冲流，因而在平滑电容器充电时，通过防止冲流用电阻短路用之继电器2流过过大电流，可能破坏整流用之二极管，发生继电器2熔毁等二次破坏。本发明也可防止此种二次破坏之危险的发生。
并且，通过检测平滑电容器4之端子电压，由于不受输入交流电源电压之变动、电容器容量不一致等之影响，故可正确求得电容器之充电能量，选定最适当的防止冲流用电阻3的设计上的界限。
而100伏特系列与200伏特系列之交流电源共用时之电源装置之情形，因为可避免演算常数之设计失误等所造成之问题，故能提供可靠性更高的电源装置。
权利要求
1.一种防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为由电容输入式整流电路之平滑电容器之容量与整流平滑直流电压值，算出电源投入时对平滑电容器充电的能量，再依前述能量与所定时间内所进行之电源投入切断次数算出平均电力，若此平均电力超过电源投入时防止冲流的电阻器之容许电力时，则以警告显示或警告器输出进行警告。
2.一种防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为由电容输入式整流电路之平滑电容器的容量与整流平滑直流电压的值，算出电源投入时对平滑电容器充电的能量，再依前述能量与所定时间内所进行之电源投入切断次数算出平均电力，若此平均电力超过电源投入时防止冲流的电阻器之容许电力时，进行互锁以使电源不能投入。
3.一种防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为由电容输入式整流电路之平滑电容器之容量与整流平滑直流电压值，算出电源投入时对平滑电容器充电的能量，再依前述能量与所定时间内所进行之电源投入切断次数算出平均电力，若此平均电力超过电源投入时防止冲流之电阻器之容许电力时，则停止负载侧装置之驱动。
4.一种电源装置的防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为在具备电容输入式整流电路之电源装置中，计数一定时间内进行的电源投入切断次数，若此电源投入切断次数超过所定之次数，则以警告显示或警告器输出进行警告。
5.一种电源装置的防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为在具备电容输入式整流回路之电源装置中，计数一定时间内进行的电源投入切断次数，若此电源投入切断次数超过所定之次数，则进行互锁以使电源不能投入。
6.一种电源装置的防止冲流用电阻器之保护方法，其特征为在具备电容输入式整流电路之电源装置中，计数一定时间内进行的电源投入切断次数，若此电源投入切断次数超过所定之次数，则停止负载侧装置之驱动。
全文摘要
一种防止冲流用电阻器之保护方法,其目的为:在频繁反复不断将交流电源投入、切断时,预防防止冲流用电阻3之烧毁或断线之发生,由电容输入式整流电路之平滑电容器4之容量与整流平滑直流电压值,算出电源投入时对平滑电容器4充电的能量,再依前述能量与所定时间内所进行之电源投入切断次数算出平均电力,若此平均电力超过电源投入时防止冲流的防止冲流用电阻3的容许电力时,则以警告显示或警告器输出进行警告、电源不投入之闭锁、停止负载侧装置之驱动。预先知道平滑电容器4之容量与整流平滑直流电压值时,计数一定时间内之电源开关次数,若超过所定之次数,则以警告显示或警告器输出进行警告、电源不投入之闭锁、停止负载侧装置之驱动。
文档编号H02M7/06GK1241320SQ9718088
公开日2000年1月12日 申请日期1997年12月18日 优先权日1996年12月20日
发明者広濑歉次, 小野彰久 申请人:株式会社安川电机