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公開番号2025072689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023182891
出願日2023-10-25
発明の名称突入電流防止回路及び電力変換回路
出願人新電元工業株式会社
代理人めぶき弁理士法人
主分類H02M 7/06 20060101AFI20250501BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】駆動用電源電圧が安定し、かつ、駆動消費電力が大きくなることを防ぎ、かつ、電力変換回路を小型化することが可能な突入電流防止回路を提供する。
【解決手段】スイッチQ1、インダクタL1及びダイオードD1を有するコンバータ20への突入電流を防止する突入電流防止回路30であって、インダクタL1と、スイッチQ1及びダイオードD1の接続点との間に接続されている突入電流防止抵抗R1と、突入電流防止抵抗R1と並列に接続されているバイパススイッチQ2と、駆動電源VCCと接続され、バイパススイッチQ2に電力を供給するブートストラップ回路31とを備える突入電流防止回路1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチ、インダクタ、ダイオード及びコンデンサを有するコンバータへの突入電流を防止する突入電流防止回路であって、
前記インダクタと、前記スイッチ及び前記ダイオードの接続点との間に接続されている突入電流防止抵抗と、
前記突入電流防止抵抗と並列に接続されているバイパススイッチと、
駆動電源と接続され、前記バイパススイッチに電力を供給するブートストラップ回路とを備えることを特徴とする突入電流防止回路。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記駆動電源は、前記スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路に電力を供給する電源であることを特徴とする請求項１に記載の突入電流防止回路。
【請求項３】
前記ブートストラップ回路は、ブートストラップコンデンサ及びブートストラップダイオードを有し、
前記ブートストラップダイオードのアノード電極は前記駆動電源と電気的に接続されており、
前記ブートストラップダイオードのカソード電極と前記ブートストラップコンデンサとの接続点は、前記バイパススイッチのゲート電極と接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の突入電流防止回路。
【請求項４】
前記バイパススイッチは、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の突入電流防止回路。
【請求項５】
前記バイパススイッチは、サイリスタ又はトライアックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の突入電流防止回路。
【請求項６】
整流回路と、
インダクタ、スイッチ、ダイオード及びコンデンサを有するコンバータと、
駆動電源に接続され、前記スイッチのスイッチング動作を制御する制御回路と、
請求項１又は２に記載の突入電流防止回路とを備え、
前記駆動電源は、前記突入電流防止回路のブートストラップ回路と接続されていることを特徴とする電力変換回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、突入電流防止回路及び電力変換回路に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、入力電圧を投入したときに発生することがある突入電流を所定の電流値以下に抑制する突入電流防止回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような突入電流防止回路は、図３に示すような電力変換回路８に用いることができる。従来の電力変換回路８は、整流回路８１０と、コンバータ８２０と、突入電流防止回路８３０と、制御回路８４０と、フィルタコンデンサＣ４とを備える。コンバータ８２０は、スイッチＱ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、及び、入力コンデンサＣ１を有し、制御回路８４０は、駆動電源ＶＣＣから電力が供給されており、スイッチＱ１のスイッチング動作を制御する。
【０００４】
突入電流防止回路８３０は、突入電流防止抵抗Ｒ１と、サイリスタＳＣＲと、インダクタＬ１と対向する位置に設けられた補助巻線Ｌ２とを備える。突入電流防止回路８３０は、交流電源ＡＣから入力電圧が投入されたときに突入電流防止抵抗Ｒ１によって突入電流を防止する。このとき、サイリスタＳＣＲはオフになっている。
【０００５】
電圧が安定してくると、インダクタＬ１に電流が流れることで補助巻線Ｌ２に誘起される電圧を利用してサイリスタＳＣＲをオンする。これにより、突入電流防止抵抗Ｒ１をバイパスして電流が流れるようになる。従って、回路が動作している間中、突入電流防止抵抗Ｒ１に電流が流れることを防ぐことができ、導通損失を低減することができる。
【０００６】
従来の突入電流防止回路８３０において、突入電流防止抵抗Ｒ１は、整流回路８１０とコンバータ８２０のインダクタＬ１との間に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－１４２０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の電力変換回路８において、インダクタＬ１の電圧変化は、交流電源ＡＣの変化によって生じることから、補助巻線Ｌ２に誘導される電力が安定せず、サイリスタＳＣＲに供給される駆動用電源電圧が安定しない、すなわち、インダクタＬ１に流れる電流のゼロクロス付近（図４（ａ）の破線Ａで囲まれた領域参照）においては、誘導される電圧が低下し、サイリスタＳＣＲがオンできなくなるおそれがあり、駆動用電源電圧が安定しない、という課題がある。
【０００９】
これを防ぐためには、交流電源ＡＣの電圧を大きくすることが考えられるが、この場合には導通損失が大きくなり、駆動消費電力が大きくなる、という課題や、構成部品が大型化してしまい、電力変換回路を小型化することが難しい、という課題がある。
【００１０】
なお、補助巻線Ｌ２の極性（巻き方）を逆にした場合には、インダクタＬ１に流れる電流のゼロクロス付近（図４（ｂ）の破線Ｂで囲まれた領域参照）で、補助巻線Ｌ２に過剰に電流が誘導され、導通損失が大きくなり、インダクタＬ１に流れる電流が大きくなると、誘導される電圧が低下し、サイリスタＳＣＲがオンできなくなるおそれがあることから、従来の電力変換回路８と同様の課題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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