JP2000224761A - Dc power supply system - Google Patents
Dc power supply systemInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば宇宙ステ
ーションのような、シャーシ(機器構造体)自体が帯電
する環境下で使用される機器での直流電力供給装置にお
ける、電力系統リターンとシャーシとの接続に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply for a device used in an environment where a chassis (device structure) itself is charged, such as a space station. It is about connection.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4に、従来の直流電力供給装置(以下
直流電力系統という)の構成を示す。図において、1は
電源装置、2a〜2nはスイッチ装置、3a 〜3n は系
統負荷である。4a 〜4n は、スイッチ装置2a 〜
2n を構成する遮断器であり、系統運用に応じて開閉
動作できる他、過電流を検出すると自動的に遮断(OF
F)する機能を持つ。5a 〜5n は、スイッチ装置2
a 〜2n を構成するフライホイールダイオードであ
り、遮断器4a 〜4n がOFFした際に、系統負荷3
a 〜3n が持つインダクタンスによって発生する誘導
起電圧のパス経路として機能する。6は、電源装置1か
らスイッチ装置2a 〜2n の分岐点までの、系統ホッ
ト側ワイヤであり、同様に7は系統リターン側ワイヤで
ある。そして従来の直流電力系統では、電源装置1の出
力点Aにおいて、出力リターンとシャーシとが接続され
ている。この接続は、系統に接続される機器の電気設計
基準や取り扱い上の安全性のために、直流電力系統のリ
ターン電位を固定する意味を持つ。特に、宇宙ステーシ
ョンのように、シャーシ(機器構造体)自体が帯電する
場合、シャーシと電力系統との間の電位差を無くして放
電を防ぐという点で重要である。ただし、シャーシ自体
を電流経路としないために、この接続は、通常1ケ所の
みで行われる。なお、1a 〜1n は、系統負荷3a
〜3n に流れ込む負荷電流であり、IRTN はスイッチ
装置2a 〜2n の分岐点より電源装置1に戻っていく
リターン電流である。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a configuration of a conventional DC power supply device (hereinafter referred to as a DC power system). In the figure, 1 is a power supply device, 2a to 2n are switch devices, and 3a to 3n are system loads. 4a to 4n are switch devices 2a to
2n is a circuit breaker that can open and close according to system operation, and automatically shuts off when an overcurrent is detected (OF).
F) has the function of 5a to 5n are switch devices 2
a to 2n, and when the circuit breakers 4a to 4n are turned off, the system load 3
It functions as a path for the induced electromotive voltage generated by the inductance of a to 3n. Reference numeral 6 denotes a system hot side wire from the power supply device 1 to a branch point of the switch devices 2a to 2n. Similarly, reference numeral 7 denotes a system return side wire. In the conventional DC power system, at the output point A of the power supply device 1, the output return and the chassis are connected. This connection has the meaning of fixing the return potential of the DC power system for electrical design standards and safety in handling of devices connected to the system. In particular, when the chassis (equipment structure) itself is charged, as in a space station, it is important to eliminate the potential difference between the chassis and the power system to prevent discharge. However, this connection is usually made at only one location because the chassis itself is not used as a current path. Note that 1a to 1n are system loads 3a
3TN, and IRTN is a return current returning to the power supply 1 from a branch point of the switch devices 2a to 2n.
【0003】従来の直流電力系統(図4)においてシャ
ーシ短絡故障が発生した場合を図5に示す。図5におけ
るB点はシャーシ短絡故障地点である。この時の故障電
流は、B点からシャーシに流れ込み、シャーシを流れた
後(シャーシ電流IChassis)、シャーシに接続された
A点を経由して電源装置1に戻っていくことになる。FIG. 5 shows a case where a chassis short-circuit fault occurs in a conventional DC power system (FIG. 4). Point B in FIG. 5 is a chassis short-circuit failure point. The fault current at this time flows from the point B into the chassis, flows through the chassis (chassis current IChassis), and returns to the power supply device 1 via the point A connected to the chassis.
【0004】上記シャーシ短絡故障が発生した場合、B
点の上流にあるスイッチ装置2nにおいて、内部の遮断
器4n が過電流を検出して自動的にOFFする。この
時、正常な系統負荷3a 〜3n-1 に対して、スイッチ
装置2a 〜2n-1は電力を供給し続けている。When the above-mentioned chassis short-circuit fault occurs, B
In the switch device 2n upstream of the point, the internal circuit breaker 4n detects an overcurrent and turns off automatically. At this time, the switch devices 2a to 2n-1 continue to supply power to the normal system loads 3a to 3n-1.
【0005】シャーシ短絡故障に対して内部の遮断器4
n がOFFした後の様子を図6に示す。図において、
故障発生系統の遮断器4n はOFF状態である。しか
し、正常な系統の電流Ia 〜In-1 が電源装置1に戻っ
ていく際、(a)系統リターン側ワイヤ7を流れるルー
ト(IRTN )と、(b)故障系統フライホイールダイオ
ード5n を通り、B点よりシャーシを経由してA点に
戻るルート(IChassis)とに分流して流れる場合があ
る。すなわち、遮断器4n がOFFしたにもかかわら
ずB点(短絡地点)及びシャーシを電流IChassis が流
れ続ける場合がある。[0005] The internal circuit breaker 4 is
FIG. 6 shows the state after n is turned off. In the figure,
The circuit breaker 4n of the fault occurrence system is in the OFF state. However, when the currents Ia to In-1 of the normal system return to the power supply device 1, they pass through (a) the route (IRTN) flowing through the system return side wire 7 and (b) the failed system flywheel diode 5n. In some cases, the flow may be branched from point B to a route (IChassis) returning to point A via the chassis. That is, the current IChassis may continue to flow through the point B (short-circuit point) and the chassis even though the circuit breaker 4n is turned off.
【0006】ここで、シャーシ短絡において、遮断後に
上記(b)のルートで電流がシャーシを流れる原因を検
討する。まず、フライホイールダイオード5n のカソ
ード電位は、B点でシャーシに短絡し且つシャーシのイ
ンピーダンスが十分小さいため、A点の電位とほぼ等し
い。次に、正常な系統の電流1a 〜1n-1 がすべて上
記(a)ルートを通って電流IRTN として流れたとする
と、系統リターン側ワイヤ7には、ワイヤの抵抗と電流
IRTN とによる電圧降下VRWが発生する。このためフラ
イホイールダイオード5n のアノード電位は、A点に
対して電圧降下VRWだけ高くなる。従って、フライホイ
ールダイオード5n のアノードカソード間電位差は、
ほぼ電圧降下VRWに等しくなる。この時、電圧降下VRW
の値が0.6V以上あるとフライホイールダイオード5
n がONするため、正常な系統の電流Ia 〜In-1 の
一部が分流し、シャーシ電流IChassis が流れることに
なる。Here, the cause of the current flowing through the chassis along the route (b) after the interruption in the case of the chassis short circuit will be examined. First, the cathode potential of the flywheel diode 5n is almost equal to the potential of the point A because the cathode is short-circuited to the chassis at the point B and the impedance of the chassis is sufficiently small. Next, assuming that all the currents 1a to 1n-1 of the normal system flow as the current IRTN through the route (a), a voltage drop VRW due to the resistance of the wire and the current IRTN is applied to the system return side wire 7. appear. Therefore, the anode potential of the flywheel diode 5n becomes higher than the point A by the voltage drop VRW. Therefore, the potential difference between the anode and cathode of the flywheel diode 5n is
It becomes almost equal to the voltage drop VRW. At this time, the voltage drop VRW
Is greater than 0.6V, the flywheel diode 5
Since n is turned on, a part of the normal system currents Ia to In-1 is diverted, and the chassis current IChassis flows.
【0007】以上の原理で遮断器4n がOFFしたに
もかかわらず電流IChassis が流れ続ける場合、その電
流値がフライホイールダイオード5n の最大定格値よ
りも大きくなってフライホイールダイオード5n が損
傷する問題がある。また、フライホイールダイオード5
n が損傷しないまでも、継続してシャーシに電流が流
れるという安全上の問題もある。さらに、系統リターン
側ワイヤ7の抵抗値を下げることで電圧降下VRWを0.
6V以下にして電流IChassis が流れないようにする場
合、系統リターン側ワイヤ7を太くしたり、複数本のワ
イヤを並列にする必要があり、そのため寸法・重量が増
加する問題がある。If the current IChassis continues to flow despite the circuit breaker 4n being turned off according to the above principle, the current value becomes larger than the maximum rated value of the flywheel diode 5n, and the flywheel diode 5n is damaged. is there. In addition, flywheel diode 5
There is also a safety issue in that current continues to flow through the chassis, even if n is not damaged. Further, the voltage drop VRW is reduced to 0.
When the current IChassis is set to 6 V or less to prevent the current IChassis from flowing, the system return side wire 7 needs to be thickened or a plurality of wires need to be arranged in parallel, thereby increasing the size and weight.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の直流電力系統は
以上のように構成されているため、シャーシ短絡の場合
には、遮断器がOFFしても他系統からの分流電流がシ
ャーシを流れ続けるという安全上の問題点、及びその電
流によりフライホイールダイオードの損傷に至る問題点
があった。また、上記問題を解決するためにワイヤの抵
抗値を下げる場合には、ワイヤ増量により寸法・重量が
増加する問題点があった。Since the conventional DC power system is configured as described above, in the case of a chassis short circuit, a shunt current from another system continues to flow through the chassis even if the circuit breaker is turned off. There is a problem on safety and a problem that the current leads to damage of the flywheel diode. Further, when the resistance value of the wire is reduced in order to solve the above problem, there has been a problem that the size and weight increase due to the increase in the wire amount.
【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、シャーシ短絡の場合に遮断器が
OFFした後には他系統からの分流電流がシャーシを流
れ続けることのない直流電力系統を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended to prevent a shunt current from another system from continuing to flow through the chassis after the circuit breaker is turned off when the chassis is short-circuited. The purpose is to obtain strains.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】第1の発明による直流電
力系統は、電源装置の出力リターンをゼナーダイオード
によりシャーシに接続したものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC power system in which an output return of a power supply device is connected to a chassis by a zener diode.
【0011】第2の発明による直流電力系統は、上記ゼ
ナーダイオードのゼナー電圧を上記出力リターン側ワイ
ヤに発生する電圧降下よりも大きくなるように設定した
ものである。In a DC power system according to a second aspect of the present invention, the zener voltage of the zener diode is set to be larger than a voltage drop generated in the output return wire.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示す系統図であり、図において、2a
〜2nはスイッチ装置、3a 〜3n は系統負荷であ
る。8は、電源装置1の出力リターンのA点とシャーシ
との間に接続されるゼナーダイオードである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a system diagram showing Embodiment 1 of the present invention.
2n are switch devices, and 3a to 3n are system loads. Reference numeral 8 denotes a zener diode connected between point A of the output return of the power supply device 1 and the chassis.
【0013】この発明による直流電力系統(図1)にお
いてシャーシ短絡故障が発生した場合を図2に示す。図
2におけるB点はシャーシ短絡故障地点である。この
時、電源装置1の出力電圧はゼナーダイオード8のゼナ
ー電圧より十分高いため、故障電流はB点からシャーシ
に流れ込み、シャーシを流れた後(シャーシ電流IChas
sis)、ゼナーダイオード8を経由してA点より電源装
置1に戻っていくことになる。FIG. 2 shows a case where a chassis short-circuit fault occurs in the DC power system (FIG. 1) according to the present invention. Point B in FIG. 2 is a chassis short-circuit failure point. At this time, since the output voltage of the power supply device 1 is sufficiently higher than the zener voltage of the zener diode 8, the fault current flows from the point B into the chassis, and after flowing through the chassis (chassis current IChas
sis) and return to the power supply 1 from point A via the zener diode 8.
【0014】上記シャーシ短絡故障が発生した場合、B
点の上流にあるスイッチ装置2nにおいて、内部の遮断
器4n が過電流を検出して自動的にOFFする。この
時、正常な系統負荷3a 〜3n-1 に対して、スイッチ
装置2a 〜2n-1 は電力を供給し続けている。When the above-mentioned chassis short-circuit fault occurs, B
In the switch device 2n upstream of the point, the internal circuit breaker 4n detects an overcurrent and turns off automatically. At this time, the switching devices 2a to 2n-1 continue to supply power to the normal system loads 3a to 3n-1.
【0015】シャーシ短絡故障に対して内部の遮断器4
n がOFFした後の様子を図3に示す。図において、
故障発生系統の遮断器4n はOFF状態である。ま
ず、正常な系統の電流1a 〜1n-1 の一部が、故障系
統のフライホイールダイオード5n を通りシャーシか
らゼナーダイオード8を経由してA点に戻るルートに分
流すると仮定する。この時、フライホイールダイオード
5n のカソード電位は、B点でシャーシに短絡し且つ
シャーシのインピーダンスが十分小さいため、A点に対
してゼナーダイオード8のゼナー電圧VZ だけ高くな
る。同様に、フライホイールダイオード5n のアノー
ド電位は、A点に対して系統のリターン側ワイヤ7に発
生する電圧降下VRWだけ高くなる。ここで、ゼナーダイ
オード8のゼナー電圧VZ は、系統のリターン側ワイヤ
7に発生する電圧降下VRWよりも大きくなるよう設定さ
れている。従って、フライホイールダイオード5n
は、カソード電位がアノード電位より高くなるため、実
際にはONしないことになる。すなわち、シャーシ短絡
において、遮断器4n のOFF後はシャーシに電流は
流れない。Internal circuit breaker 4 for chassis short circuit fault
FIG. 3 shows the state after n is turned off. In the figure,
The circuit breaker 4n of the fault occurrence system is in the OFF state. First, it is assumed that a part of the currents 1a to 1n-1 of the normal system is diverted to the route which returns from the chassis to the point A via the Zener diode 8 through the flywheel diode 5n of the faulty system. At this time, the cathode potential of the flywheel diode 5n is short-circuited to the chassis at the point B and the impedance of the chassis is sufficiently small, so that the cathode potential becomes higher than the point A by the zener voltage VZ of the zener diode 8. Similarly, the anode potential of the flywheel diode 5n is higher than the point A by the voltage drop VRW generated in the return wire 7 of the system. Here, the zener voltage VZ of the zener diode 8 is set to be higher than the voltage drop VRW generated in the return wire 7 of the system. Therefore, the flywheel diode 5n
Does not actually turn on because the cathode potential is higher than the anode potential. That is, when the chassis is short-circuited, no current flows through the chassis after the circuit breaker 4n is turned off.
【0016】[0016]
【発明の効果】第1、第2の発明によれば、電源装置の
出力リターンとシャーシ間にゼナーダイオード接続する
ことにより、シャーシ短絡において、遮断器のOFF後
に他系統からの分流電流がシャーシを流れることが無く
なる。According to the first and second aspects of the present invention, the zener diode is connected between the output return of the power supply device and the chassis, so that when the chassis is short-circuited, the shunt current from another system is turned off after the circuit breaker is turned off. Will not flow.
【図1】 この発明による直流電力系統の実施の形態1
を示す系統図である。FIG. 1 is a first embodiment of a DC power system according to the present invention;
FIG.
【図2】 この発明による直流電力系統の実施の形態1
においてシャーシ短絡が発生した場合を示す系統図であ
る。FIG. 2 is a first embodiment of a DC power system according to the present invention;
FIG. 3 is a system diagram showing a case where a chassis short circuit occurs in FIG.
【図3】 この発明による直流電力系統の実施の形態1
においてシャーシ短絡時に遮断器がOFFした後の状況
を示す系統図である。FIG. 3 is a first embodiment of a DC power system according to the present invention;
FIG. 3 is a system diagram showing a situation after the circuit breaker is turned off when the chassis is short-circuited.
【図4】 従来の直流電力系統を示す系統図である。FIG. 4 is a system diagram showing a conventional DC power system.
【図5】 従来の直流電力系統にシャーシ短絡が発生し
た場合を示す系統図である。FIG. 5 is a system diagram showing a case where a chassis short circuit occurs in a conventional DC power system.
【図6】 従来の直流電力系統においてシャーシ短絡時
に遮断器がOFFした後の状況を示す系統図である。FIG. 6 is a system diagram showing a situation after a breaker is turned off when a chassis is short-circuited in a conventional DC power system.
1 電源装置、2 スイッチ装置、3 系統負荷、4
遮断器、5 フライホイールダイオード、6 系統ホッ
ト側ワイヤ、7 系統リターン側ワイヤ、8ゼナーダイ
オード。1 power supply device, 2 switch device, 3 system load, 4
Circuit breaker, 5 flywheel diode, 6 system hot side wire, 7 system return side wire, 8 zener diode.
Claims (2)
の負荷に分配するための複数のスイッチ装置とから構成
される直流電力供給装置において、上記電源装置の出力
リターンとシャーシ間にゼナーダイオードを接続したこ
とを特徴とする直流電力供給装置。1. A DC power supply device comprising a power supply device and a plurality of switch devices for distributing an output of the power supply device to a plurality of loads, wherein a Zener is provided between an output return of the power supply device and a chassis. A DC power supply device having a diode connected thereto.
記出力リターン側ワイヤに発生する電圧降下よりも大き
くなるように設定したことを特徴とする直流電力供給装
置。2. A DC power supply device, wherein a zener voltage of the zener diode is set to be larger than a voltage drop generated in the output return side wire.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11018541A JP2000224761A (en) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Dc power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11018541A JP2000224761A (en) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Dc power supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000224761A true JP2000224761A (en) | 2000-08-11 |
Family
ID=11974504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11018541A Pending JP2000224761A (en) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Dc power supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000224761A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9705306B2 (en) | 2014-10-23 | 2017-07-11 | Honeywell International Inc. | Non-isolated power supply output chassis ground fault detection and protection system |
-
1999
- 1999-01-27 JP JP11018541A patent/JP2000224761A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9705306B2 (en) | 2014-10-23 | 2017-07-11 | Honeywell International Inc. | Non-isolated power supply output chassis ground fault detection and protection system |
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