(57)【要約】【課題】直列接続された平滑コンデンサの低電位側の電圧を検出して、いずれか一方のコンデンサに短絡破壊が生じた場合において、他方のコンデンサが過電圧破壊することを防止する。【解決手段】交流電源１を、リレー９を介して整流手段６により整流し、平滑コンデンサ７ａ、７ｂにより平滑して負荷１１へ電力供給を行う回路において、低電位側の平滑コンデンサ７ｂに電圧検出手段を接続し、第一の基準電圧を上回る場合、あるいは第二の基準電圧を下回る場合に、リレー１９の駆動信号を遮断することにより、平滑コンデンサ７ａ、７ｂのいずれか一方が短絡破壊をした場合であっても、他方の平滑コンデンサが連鎖的に破壊することを防止することが可能な過電圧保護回路を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、前記交流電源から第一の開閉手段を介して交流入力端に接続される整流回路と、第二の開閉手段と電流抑制素子が直流接続されて成る突入電流抑制手段と、前記整流回路の直流接続端に直列二段接続される平滑コンデンサと、前記整流回路の直流接続端に接続され電力供給される負荷と、前記平滑コンデンサの低電位側の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の検出出力を入力とし、第一の基準電圧と比較する第一の比較手段と、同様に第二の基準電圧と比較する第二の比較手段と、前記第一の開閉手段を駆動する制御回路とを有し、前記第一の基準電圧が前記第二の基準電圧より高く設定され、前記電圧検出手段の出力が前記第一の基準電圧を上回る、あるいは前記第二の基準電圧を下回る場合には、前記第一の開閉手段を開放とすることを特徴とした、過電圧保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路素子の破壊時に連鎖的に他の素子が破壊することを防止する、保護回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、整流回路の直流接続端に接続された平滑コンデンサの破壊防止として、コンデンサ両端電圧を検出し、所定の電圧値を超えた場合に整流回路の入力側に設けられたリレーを開放し、過電圧印加を防止する構成が広く知られている（例えば、特許文献１の実施の形態１を参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の保護回路について説明する。図２は特許文献１に記載されている保護回路の構成図である。図２において１は交流電源であり、リレー１９、および力率改善用のリアクタ８を介してダイオード２〜５から成る整流回路６の交流入力端に接続される。整流回路６の直流出力端には平滑コンデンサ７および負荷１１が並列に接続され、電圧検出手段１１により検出された直流電圧は、比較器１８により所定の過電圧設定値と比較され、過電圧と判定されるとリレー１９を開放し、平滑コンデンサ７への過電圧印加を防止する。
【０００４】
一方、交流電源１の電圧が高く、平滑コンデンサ７の定格電圧を上げる必要が生じる場合に、図３に示すように平滑コンデンサ７ａ、７ｂを二段の直列接続とする場合がある。例えば線間電圧４００Ｖ系統の交流電源の場合、整流回路の直流出力端の電圧はおよそ５７０Ｖとなるため、平滑コンデンサとしてプリント基板に搭載して用いられる一般的な電解コンデンサの定格電圧４５０Ｖを上回るため、３３０Ｖ定格などの電解コンデンサを直列２段接続にして、平滑コンデンサを構成する。
【０００５】
このような場合に平滑コンデンサの破壊防止手段として、従来と同一構成を適用した場合、平滑コンデンサ７ａ、７ｂそれぞれに電圧検出手段１５ａ、１５ｂを接続し、所定の電圧値を超えた場合に制御装置１４から出力されるリレー１９の駆動信号を遮断することで、平滑コンデンサ７ａ、７ｂの過電圧破壊を防止することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら前記従来の構成では、電圧検出手段が二回路必要になる上、高電位側、すなわち平滑コンデンサ７ａ側の両端電圧を検出する電圧検出手段は、基準電位が低電位側、すなわち平滑コンデンサ７ｂの正極側と同電位となるため、電圧検出手段１５ａおよび１５ｂ間は絶縁処理を行う必要があり、回路構成が複雑になるとともに、回路部品のコストアップを招き、かつ実装面積の増大を招くことになる。
【０００８】
また、従来同様に図４に示すように整流回路６の直流出力端の電圧検出を行うことで、電源電圧１の電圧上昇に伴う平滑コンデンサ７ａ、７ｂへの過電圧印加は防止可能であるが、コンデンサ７ａ、７ｂのいずれか一方が短絡破壊を生じた場合、残りの一方に全ての電圧が印加されるため、過電圧による破壊を生じることになり、いわゆる連鎖破壊が生じるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、電圧検出回路の追加を必要とせず、かつ、直列接続されたいずれか一方のコンデンサに短絡破壊が生じた場合においても、他方のコンデンサを過電圧破壊させることなく保護することのできる、過電圧保護回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の過電圧保護回路は、直列接続された平滑コンデンサの低電位側のコンデンサの両端電圧を電圧検出手段により検出し、第一の基準電圧を上回る場合、あるいは第二の基準電圧を下回る場合に、交流電源と整流回路間に設けられたリレーを開放することにより、高電位側のコンデンサが短絡故障した場合には低電位側のコンデンサで過電圧検出を行い、低電位側のコンデンサが短絡破壊した場合には、短絡破壊自体を検出することで、高電位側のコンデンサに過電圧が印加されることを帽子することが可能となり、いずれか一方のコンデンサが短絡破壊した場合において、他方のコンデンサの過電圧破壊を防止することが可能になる。
【００１１】
また、低電位側のコンデンサに印加される電圧は、高電位側のコンデンサの容量との比率で一義的に決まるため、交流電源１の異常上昇による平滑コンデンサへの過電圧印加についても、従来と同様に検出することが可能になり、過電圧による平滑コンデンサの破壊を防止可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の過電圧保護回路は、直列接続された平滑コンデンサの低電位側のコンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段を設け、検出された電圧が第一の基準電圧を上回る場合、および第二の基準電圧を下回る場合に、交流電源と整流回路間に設けられたリレーを開放とすることにより、低電位側コンデンサの過電圧と、低電位側コンデンサの短絡破壊を一つの電圧検出手段で検出することが可能になるため、高電位側コンデンサ、低電位側コンデンサのいずれか一方が短絡故障した場合においても、他方のコンデンサへの過電圧印加を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における過電圧保護回路の回路構成図
【図２】従来の過電圧保護回路の回路構成図
【図３】従来のインバータ装置の回路構成図
【図４】従来のインバータ装置の電圧検出部の他の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、交流電源と整流回路の交流入力端間に、充電リレーと限流抵抗からなる突入電流抑制回路を設けるとともに突入電流抑制回路と並列にリレーを設け、整流回路の直流出力端に、コンデンサの二段直列接続からなる平滑コンデンサを接続し、直列接続されたコンデンサの低電位側のコンデンサの両端電圧を検出する電圧検出手段を設け、電圧検出手段による検出電圧を、第一の基準電圧および、第二の基準電圧と比較する第一の比較器および、第二の比較器に入力し、第一の基準電圧を上回る場合、もしくは第二の基準電圧を下回る場合には、制御装置から出力されるリレー出力信号を遮断しリレーを開放することを特徴とした過電圧保護回路であり、直列接続されたコンデンサのいずれか一方が破壊した場合において他方のコンデンサへの過電圧印加を防止することが可能になる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明における過電圧保護回路の構成の一実施例を示す。
【００１７】
図１において、１は交流電源、６は整流回路、９はノーマルオープン型の充電リレー９ａと限流抵抗９ｂからなる突入電流抑制回路であり、交流電源１と整流回路６の交流入力端間に接続される。１９はノーマルオープン型のリレーであり、突入電流抑制回路９に並列に接続され、制御装置１４からの駆動信号によって駆動することで閉状態となる。
【００１８】
７ａ、７ｂはコンデンサであり、整流回路６の直流出力端に直列接続されて平滑回路を構成するとともに、並列に接続された負荷１１に電力を供給する。電圧検出手段１５は低電位側のコンデンサ７ｂに並列に接続され、検出された電圧出力は第一の比較器１８ａの反転入力と第二の比較器１８ｂの非反転入力に入力される。一方、第一の比較器１８ａの非反転入力には第一の基準電圧１７ａが、第二の比較器１８ｂの反転入力には第二の基準電圧１７ｂが入力され、第一の比較器１８ａの出力と第二の比較器１８ｂの出力はＯＲ接続され、制御装置１４から出力されるリレー１９の駆動信号に対して、ＡＮＤ接続される。すなわち、第一の比較器１８ａおよび第二の比較器１８ｂからの出力信号は、制御装置１４からのリレー１９駆動信号に対して、動作許可を与える働きを持つことになる。
【００１９】
以上の構成において、第一の基準電圧１７ａは第二の基準電圧１７ｂより高く設定されており、電圧検出手段１５による検出電圧が第一の基準電圧１７ａを上回る場合、あるいは検出電圧が第二の基準電圧１７ｂを下回る場合には、制御装置１４からのリレー１９駆動信号は遮断されて、リレー１９は開放となる。
【００２０】
また、突入電流抑制回路９は、制御装置１４が充電リレー９ａの駆動信号を与えることによって、充電リレー９ａがオンとなり平滑コンデンサ７ａ、７ｂが充電される。この後にリレー１９がオンとなり、負荷１１への供給電流はリレー１９を通ることになるため、充電リレー９ａはオフとなる。
【００２１】
以上の構成において、平滑コンデンサ７ａが短絡故障した場合においては、整流回路６の直流出力端の電圧は、平滑コンデンサ７ｂに全て印加されることになるため、第一の基準電圧１７ａをこの電圧に設定しておくことで、電圧検出手段１５、比較器１８ａからなる回路でリレー１９の駆動信号を遮断することができ、平滑コンデンサ７ｂの過電圧破壊を防止することが可能になる。
【００２２】
また、平滑コンデンサ７ｂが短絡故障した場合においては、電圧検出手段１５の検出電圧は略０Ｖとなるため、第二の基準電圧１７ｂを０Ｖ付近に設定することで、電圧検出手段１５、第二の比較器１８ｂからなる回路でリレー１９の駆動信号を遮断することができ、平滑コンデンサ７ａの過電圧破壊を防止することが可能になる。
【００２３】
なお、第一の基準電圧１７ａ、第二の基準電圧１７ｂを、それぞれ定格電圧、略０Ｖから余裕度を持って設定しても同様の効果を得ることが可能である。
【００２４】
また、平滑コンデンサ７ａ、７ｂへの充電時には、突入電流抑制回路９の故障により平滑コンデンサ７ａ、７ｂが充電されない場合が考えられるが、この場合においても電圧検出手段１５の出力電圧は略０Ｖとなるため、リレー１９の駆動信号は遮断され、リレー１９がオンすることはできなくなる。これにより、本発明の過電圧保護回路は、突入電流抑制回路９の故障検知を兼用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明にかかる過電圧保護回路は、平滑コンデンサにコンデンサを直列
接続した構成を用いても電圧検出手段の増加を必要とせずに、いずれか一方のコンデンサに短絡破壊が生じても、他方のコンデンサへの過電圧印加を防止することが可能になり、コンデンサの異常が生じた場合において、部品の連鎖破壊を防止することが可能となるので、３００Ｖクラス超の高電圧の交流電源を用いる電源回路／装置の小型化に適する。
【符号の説明】
【００２６】
１  交流電源
２〜５  ダイオード
６  整流回路
７ａ、７ｂ  平滑コンデンサ
９  突入電流抑制回路
９ａ  充電リレー
９ｂ  限流抵抗
１１  負荷
１４  制御装置
１５  電圧検出手段
１７ａ  第一の基準電圧
１７ｂ  第二の基準電圧
１８ａ  第一の比較器
１８ｂ  第二の比較器
１９  リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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