專利名稱：防止沖流用電阻器之保護方法
技術領域：
本發明涉及具有電容輸入式整流電路電源裝置的，在電源投入時防止沖流用電阻器的保護方法。
已知技術迄今電容輸入式整流電路的電源裝置，如圖8所示，為防止電源投入時之沖流，在平滑電容器4之前設置防止沖流用電阻3，對平滑電容器4之充電結束后，用繼電器2等使防止沖流用電阻3短路而構成。在圖8中，1為整流電路、5為用以檢測電源投入、切斷的檢出電路、6為使用例如微電腦等的運算電路、7為繼電器驅動電路，而10為交流電源、11為使交流電源開關之接觸器。
用接觸器11將交流電源10投入后，使平滑電容器4充電之電流，流經防止沖流用電阻3。繼電器2在平滑電容器充電完成后，設置成使前述防止沖流用電阻3短路，電源裝置通常運轉時，不發生因前述流經防止沖流用電阻3之電流，而使電壓降低或電力損失。
交流電源10投入時，對平滑電容器4充電的能量E以下列公式供給E＝(1/2)·CV2(1)在此，C為電容器之容量(F)，V為整流平滑后之直流電源電壓(V)，現在，假設在某一時間間隔t(sec)內，進行N次投入、切斷，此時之平均電力P(W)可以公式(2)表示P＝EN/t (2)此電力之大部分為防止沖流用電阻3所消耗。因而，在頻繁反復不斷將交流電源10投入、切斷時，公式(2)所示之電力P(W)超過防止沖流用電阻3所能容許之電力，可能造成燒毀或斷線。
本發明所欲解決的課題但是在前述之傳統防止沖流用電阻器3之保護方法中，在頻繁反復不斷將交流電源10投入、切斷時，公式(2)所示之電力P(W)超過防止沖流用電阻3所能容許之電力，可能造成燒毀或斷線。因為防止沖流用電阻3之電力容量(W)，通常是僅限于電源投入時使用方法，對于過載之耐量雖然高，其電力容量大多使用較小者。因而在反復頻繁開關電源時，因溫度上升過高，造成防止沖流用電阻3燒毀或斷線之問題，此為本發明所欲解決之課題。
因此，本發明之目的為具有電容輸入式整流電路之電源裝置，將限制向平滑電容器的沖流用電阻器之燒毀或斷線防范于未然。
發明之提示本發明由電容輸入式整流電路的平滑電容器的容量與整流平滑直流電壓值，算出電源投入時對平滑電容器充電的能量，再依前述能量與某個規定時間內所進行之電源投入切斷次數算出平均電力，若此平均電力超過防止電源投入時的沖流之電阻的容許電力時，則用警告顯示或警告器輸出進行警告，使電源不投入那樣進行互鎖或停止負載側裝置之驅動。
預先知道平滑電容器之容量與整流平滑直流電壓值時，用公式(1)及(2)計算在一定時間內允許的電源開關次數，若此電源開關次數超過規定之次數，則以警告表示或警告器輸出進行警告。
附圖之簡單說明
圖1是本發明之第一實施例之說明圖。
圖2是本發明之第二實施例之說明圖。
圖3是本發明之第三實施例之說明圖。
圖4是能量計算程序之說明圖。
圖5是本發明之第四實施例之說明圖。
圖6是本發明之第五實施例之說明圖。
圖7是本發明之第六實施例之說明圖。
圖8是公知技術例之說明圖。
本發明之最佳實施形態以下參照圖1說明本發明之第一實施例。與說明公知技術之圖8相同之符號，其說明則省略之。本實施例用運算電路6存儲電源投入切斷次數，用公式(2)得到的電力，超過防止沖流用電阻3所許可之電力時，則以警告顯示器或警告輸出電路8進行警告顯示或警告輸出。而預先知道平滑電容器之容量與直流電源電壓值時，只計數一定時間內進行的電源開關次數，若超過規定次數時，則以警告顯示或警告器輸出進行警告。此外，關于應該演算之時間間隔，可通過求出防止沖流用電阻3之過載耐量設定之。而且圖1所示之繼電器2并不限定為繼電器，可用閘流晶體管等半導體開關，或電力大時也可用接觸器代替繼電器。本繼電器之投入切斷時間，接受電源投入切斷檢測電路5的信號后，用運算電路6進行控制。
亦即，電源投入切斷檢測電路5，在電源投入時輸出L電平之信號，切斷時則輸出H電平之信號。運算電路6在電源投入時，接收電源投入切斷檢測電路5之L電平之信號，用防止沖流用電阻3的電阻值與平滑電容器4之容量相乘之積求出時間常數，在夠長時間后，將繼電器2之投入信號給予繼電器驅動電路7。并同時存儲電源投入之次數。進而依電源切斷時之H電平之信號，將繼電器2之切斷信號給予繼電器驅動電路7。如此，運算電路6在將控制信號給予繼電器驅動電路7之同時，存儲電源投入切斷之次數，依公式(2)計算電力，超過防止沖流用電阻3所許可之電力時，則用警告顯示器或警告輸出電路8發出警告。
圖2示出電源裝置之第二實施例。它具有這樣的電路結構，即不僅以警告顯示器顯示警告或以警告輸出電路輸出警告，而且在進行超過防止沖流用電阻器所容許電力的電源投入、切斷時，借助繼電器9使交流電源無法繼續供給。
以下說明圖2之動作。首先，交流電源10通過接觸器11的導通而被投入。電源投入切斷檢測電路5檢測出交流電源10已被投入時，運算電路6立即將接入繼電器9用的信號送至繼電器驅動電路7。從而使繼電器9導通。繼電器9導通而使平滑電容器4被充電后，運算電路6輸出使繼電器2導通的信號。而電源被切斷時，將切斷繼電器2與繼電器9之信號送給繼電器驅動電路7。電源投入切斷頻率升高，依公式(2)所供給之電力超過防止沖流用電阻器之容許電力時，運算電路6用警告顯示器或警告輸出電路8輸出警告顯示，與此同時將切斷繼電器2與繼電器9之信號送給繼電器驅動電路7。在電源旁邊，以接觸器11取代繼電器9，因為以閘刀開關之類進行手動控制之情形很多，最好選用操作性能良好之繼電器9。
又，在圖1與圖2中，雖是表示單相交流電源的整流電路之情形，但整流電路并不限于用單相交流電源，即使在三相交流電源、多相交流電源的情況下也同樣能構成。
以下按照圖3說明本發明第三實施例。在此圖中，12是測定平滑電容器之端子電源用的電壓檢測器。
在接觸器11中一旦接通交流電源，則使平滑電容器4充電之電流便流經防止沖流用電阻器3。此時對平滑電容器4充電時間常數用下式給出。
T＝RC此處之R為防止沖流用電阻3之電阻值(Ω)，C為平滑電容器之容量(F)。因而，若已知時間常數T與電阻值R，則可算出C值。一般而言，因R值與平滑電容器之容量值相比，其偏差較小，可以用設計值代替。時間常數T可由電源投入時之平滑電容器之端子電壓之過渡性變化量求得。亦即，假設平滑直流電壓輸出在無負載時之正常電壓為V(V)，則通過計測平滑電容器之端子電壓到達約0.63V(V)所須之時間，依此即可求出T值，V則可用電壓檢測電路檢測出。
交流電源10接入時，對電容器充電之能量，依圖4之程序算出。
以下按照圖4說明能量E之算出程序。
用電源投入切斷檢測電路5與運算電路6監視交流電源10是否接入(第一步)。其次，運算電路6讀入電壓檢測電路12之值，測定平滑電容器之端子電壓(第二步)。用運算電路6判定平滑電容器之端子電壓是否到達0.63V(V)(第三步)。再用運算電路6算出達到此一電壓所須之時間(第四步)。其后在演算回路6中，由第四步所算出之時間求出時間常數T，算出平滑電容器之容量C(第五步)。然后用運算電路6算出能量E(第六步)。
圖5示出電源裝置之第四實施例。其電路構成為，不僅以警告顯示器表示警告或以警告輸出電路8輸出警告，而且在進行超過防止沖流用電阻器所容許的電力的電源的投入、切斷時，借助繼電器9使交流電源無法繼續供給。
以下說明圖5之動作。首先，交流電源10通過接觸器11導通而接入。電源投入切斷檢測電路5檢測到交流電源10已被接入時，即向運算電路6輸出信號。運算電路6將接入繼電器9用的信號送至繼電器驅動電路7，而繼電器9便導通。繼電器9導通后，平滑電容器4便被充電，此時，同時用上述第一步至第五步之程序求出平滑電容器4之容量，算出充電能量。其后，與平滑電容器4之充電時間常數相比經過足夠長時間后，運算電路6輸出使繼電器2導通的信號。而電源被切斷時，將切斷繼電器2與繼電器9之信號送給繼電器驅動電路7。電源投入切斷頻率升高，由公式(1)求出的電力超過防止沖流用電阻器3之容許電力時，運算電路6用警告顯示器或警告輸出電路8顯示警告或輸出警告，與此同時將切斷繼電器2、9之信號送給繼電器驅動電路7。
其次以圖6與圖7表示第五實施例及第六實施例。在圖6與圖7中，送出至繼電器驅動電路7的，不僅是繼電器驅動信號，將負載側裝置之驅動停止信號等控制信號送出之I/O端口機能也包含在內。負載側裝置13是DC/DC變換器或驅動馬達的反演電路。在負載側裝置13中也包含交流電源10斷開時，也包含用以將平滑電容器4之充電電荷放電的電路。
于第五、第六實施例中，并不特別限定負載側(包含受動負載、能動負載及其他裝置)。若可控制負載側之驅動時，使平滑直流電壓輸出處于無負荷狀態，而在第二次接入交流電源10時，平滑電容器仍殘留著充電電荷，故沖流值較小。因此，通過反復將電源投入切斷而使平均電力超過防止沖流用電阻器3之容許電力時，可以停止負載側裝置之驅動，減輕下一次投入電源時之沖流能量，并減輕防止沖流用電阻器之負荷。停止負載側裝置之驅動，與單單只有表示警告或輸出警告之情形相比，較容易注意到異常之發生，這是其優點。又及，按照來自運算電路6之指令，經由繼電器驅動電路7將驅動停止信號送至負載側裝置13。
于產業上利用之可能性如以上所說明，本發明即使在頻繁重復將電源開關時，也可避免防止沖流用電阻器3燒壞或斷線，因而可防止因防止沖流用電阻3之損毀而產生之電源裝置之致命事故，例如火災等之發生。
而即使是不致發生燒毀事故，僅只斷線之情形，在下次接入電源時，由于無法避免因防止沖流用電阻3產生的沖流，因而在平滑電容器充電時，通過防止沖流用電阻短路用之繼電器2流過過大電流，可能破壞整流用之二極管，發生繼電器2熔毀等二次破壞。本發明也可防止此種二次破壞之危險的發生。
并且，通過檢測平滑電容器4之端子電壓，由于不受輸入交流電源電壓之變動、電容器容量不一致等之影響，故可正確求得電容器之充電能量，選定最適當的防止沖流用電阻3的設計上的界限。
而100伏特系列與200伏特系列之交流電源共用時之電源裝置之情形，因為可避免演算常數之設計失誤等所造成之問題，故能提供可靠性更高的電源裝置。
權利要求
1.一種防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為由電容輸入式整流電路之平滑電容器之容量與整流平滑直流電壓值，算出電源投入時對平滑電容器充電的能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷次數算出平均電力，若此平均電力超過電源投入時防止沖流的電阻器之容許電力時，則以警告顯示或警告器輸出進行警告。
2.一種防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為由電容輸入式整流電路之平滑電容器的容量與整流平滑直流電壓的值，算出電源投入時對平滑電容器充電的能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷次數算出平均電力，若此平均電力超過電源投入時防止沖流的電阻器之容許電力時，進行互鎖以使電源不能投入。
3.一種防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為由電容輸入式整流電路之平滑電容器之容量與整流平滑直流電壓值，算出電源投入時對平滑電容器充電的能量，再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷次數算出平均電力，若此平均電力超過電源投入時防止沖流之電阻器之容許電力時，則停止負載側裝置之驅動。
4.一種電源裝置的防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為在具備電容輸入式整流電路之電源裝置中，計數一定時間內進行的電源投入切斷次數，若此電源投入切斷次數超過所定之次數，則以警告顯示或警告器輸出進行警告。
5.一種電源裝置的防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為在具備電容輸入式整流回路之電源裝置中，計數一定時間內進行的電源投入切斷次數，若此電源投入切斷次數超過所定之次數，則進行互鎖以使電源不能投入。
6.一種電源裝置的防止沖流用電阻器之保護方法，其特征為在具備電容輸入式整流電路之電源裝置中，計數一定時間內進行的電源投入切斷次數，若此電源投入切斷次數超過所定之次數，則停止負載側裝置之驅動。
全文摘要
一種防止沖流用電阻器之保護方法,其目的為:在頻繁反復不斷將交流電源投入、切斷時,預防防止沖流用電阻3之燒毀或斷線之發生,由電容輸入式整流電路之平滑電容器4之容量與整流平滑直流電壓值,算出電源投入時對平滑電容器4充電的能量,再依前述能量與所定時間內所進行之電源投入切斷次數算出平均電力,若此平均電力超過電源投入時防止沖流的防止沖流用電阻3的容許電力時,則以警告顯示或警告器輸出進行警告、電源不投入之閉鎖、停止負載側裝置之驅動。預先知道平滑電容器4之容量與整流平滑直流電壓值時,計數一定時間內之電源開關次數,若超過所定之次數,則以警告顯示或警告器輸出進行警告、電源不投入之閉鎖、停止負載側裝置之驅動。
文檔編號H02M7/06GK1241320SQ9718088
公開日2000年1月12日 申請日期1997年12月18日 優先權日1996年12月20日
發明者広瀨歉次, 小野彰久 申請人:株式會社安川電機