JP2008228400A - Power supply device for electric apparatus and compact ship - Google Patents

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Toshiyuki Takagi
敏幸 高木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for an electric apparatus which can use an air conditioner requiring large power in a relatively compact ship, and the compact ship. <P>SOLUTION: The power supply device for the compact ship includes ship propulsion engines 11A, 11B for the small-sized ship with alternators 12A, 12B, and is constituted in such a manner that main batteries 13A, 13B are charged with DC generated currents output from the alternators 12A, 12B, and also a sub-battery 16 is charged with the DC generated currents through battery sub-chargers 14A, 14B, 15A and 15B. A DC current output from the sub-battery 16 is converted to an AC current by a DC current inverter 17, and fed to the air conditioner 18 provided to the compact ship. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、比較的小型の船舶において大きな電力を必要とする空気調和機等の電力負荷が大きい電気機器を使用することができる電気機器用電力供給装置及び小型船舶に関するものである。   The present invention relates to a power supply device for an electrical device and a small boat that can use an electrical device having a large power load such as an air conditioner that requires a large amount of power in a relatively small boat.

大型レジャーボートでは、船舶用発電機を装備し、発電機から電気機器へ電力を供給しているか、或いは、船舶用発電機からサブバッテリへ充填し、サブバッテリからインバータを介してエアコン、冷蔵庫、電子レンジなどの電気機器へ供給している(例えば特許文献1、2参照)。   The large leisure boat is equipped with a marine generator and supplies power from the generator to the electrical equipment, or the marine generator is charged into the sub-battery, and the sub-battery is connected to the air conditioner, refrigerator, It is supplied to electrical equipment such as a microwave oven (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

これに対して、中小型レジャーボートでは、船舶用発電機を搭載しようとすると、設置スペースがなかったり、コストが高くなるという問題がある。従って、中小型レジャーボートでは、船舶用発電機を装備せずに、船舶推進用エンジンに装備されるオルタネータからサブバッテリへ充電し、サブバッテリからインバータを介して電気機器へ電気を供給する電力供給システムを採用している。   On the other hand, in a small and medium-sized leisure boat, there is a problem that there is no installation space or a high cost when attempting to mount a marine generator. Therefore, in small and medium-sized leisure boats, power is supplied to the sub-battery from the alternator installed in the marine vessel propulsion engine without using the marine generator, and electricity is supplied from the sub-battery to the electrical equipment via the inverter. The system is adopted.

そして、前記インバータは通常、保護回路を有しているので、電気負荷が瞬間的に大きくなり、インバータ出力容量を超えた場合には、出力を停止してインバータが故障しないようにしている。
特表2003−523862号公報 特開2006−291927号公報
And since the said inverter has a protection circuit normally, when an electric load becomes large momentarily and exceeds inverter output capacity, an output is stopped so that an inverter may not break down.
Special table 2003-523862 JP 2006-291927 A

しかしながら、中小型レジャーボートで採用している前記電力供給システムにあっては、大きな電力を必要とする空気調和機には適用できなかった。   However, the power supply system used in small and medium-sized leisure boats cannot be applied to an air conditioner that requires a large amount of power.

また、バッテリが過放電となった場合には、電気負荷が瞬間的大きくなるとインバータの入力電圧が瞬間的に、例えば8.5ボルト以下に降下する。その場合には制御回路(マイクロコンピュータ)の動作電圧(一例として8.5ボルト)を確保できなくなり、制御不能となるため、過電流がインバータ回路に流れると、インバータ回路が故障する場合があり、これについて図2を用いて説明する。   In addition, when the battery is overdischarged, the input voltage of the inverter instantaneously drops to, for example, 8.5 volts or less when the electrical load increases momentarily. In that case, the operating voltage (8.5 volts as an example) of the control circuit (microcomputer) cannot be secured, and control becomes impossible, and if the overcurrent flows through the inverter circuit, the inverter circuit may break down. This will be described with reference to FIG.

図2は、サブバッテリからインバータへ入力する電圧の変化を示すものである。インバータの入力電圧は、電気機器(例えば空気調和機)の使用開始直後に一時的に大きく低下する特性がある。インバータの保護回路の作動電圧は9.5ボルトであり、インバータの保護回路を動するマイクロコンピュータは8.5ボルト付近で制御不能になる。   FIG. 2 shows changes in the voltage input from the sub battery to the inverter. The input voltage of the inverter has a characteristic that it temporarily decreases greatly immediately after the start of use of an electric device (for example, an air conditioner). The operating voltage of the inverter protection circuit is 9.5 volts, and the microcomputer that operates the inverter protection circuit becomes uncontrollable around 8.5 volts.

まず、グラフ線Aは、サブバッテリが満充電に近い状態で電気負荷が大きい電気機器の使用開始する時の電圧の変化を示す。ここでは、使用開始時の電圧は例えば、12.5ボルトであり、11.0ボルトに一時的に降下し、11.7ボルトに復帰して安定するケースを示している。この場合、電気機器の使用開始直後にインバータの入力電圧が一時的に降下するが、このときの入力電圧は11.0ボルトであり充分に高いので、電気負荷が瞬間的に増大してもインバータの保護回路が働きインバータに障害は起こらない。   First, the graph line A shows a change in voltage when the use of an electric device having a large electric load is started in a state where the sub battery is nearly fully charged. Here, the voltage at the start of use is, for example, 12.5 volts, and shows a case where the voltage drops temporarily to 11.0 volts, returns to 11.7 volts, and stabilizes. In this case, the input voltage of the inverter temporarily drops immediately after the start of use of the electric device. However, since the input voltage at this time is 11.0 volts and is sufficiently high, the inverter is not affected even if the electric load increases momentarily. The protection circuit works and the inverter does not fail.

次に、グラフ線Bは、サブバッテリの蓄電量が減ってきた状態で電気負荷が大きい電気機器の使用開始する時の電圧の変化を示す。ここでは、使用開始時の電圧は例えば、10.5ボルトであり、9.1ボルトに一時的に降下し、9.7ボルトに復帰して安定するケースを示している。この場合、インバータに保護回路があるので、電気機器の使用開始直後にインバータの入力電圧が一時的に9.1ボルトまで降下する前の9.5ボルトに降下すると、インバータの保護回路の作動して電気機器への出力を遮断するので、インバータ17に障害は起こらない。   Next, the graph line B shows a change in voltage when the use of an electric device having a large electric load is started in a state where the storage amount of the sub-battery is decreasing. Here, the voltage at the start of use is, for example, 10.5 volts, and shows a case where the voltage drops temporarily to 9.1 volts, returns to 9.7 volts, and stabilizes. In this case, since the inverter has a protection circuit, if the input voltage of the inverter temporarily drops to 9.5 volts immediately before the start of use of the electrical equipment, the inverter protection circuit is activated. Thus, the output to the electric equipment is cut off, so that the inverter 17 does not fail.

次に、グラフ線Cは、サブバッテリが過放電状態で電気負荷が大きい電気機器の使用開始する時の電圧の変化を示す。ここでは、使用開始時の電圧は、例えば、9.55ボルトであり、電気負荷が瞬間的に大きくなると、8.0ボルトに一時的に降下し、インバータへの入力電圧が瞬間的に低下し、上記のように、9.55ボルトから8.0ボルト以下へ電圧降下する。この電圧降下が起きたときには、インバータの保護回路のマイクロコンピュータが制御不能になり、このためにインバータの出力容量を超えた過電流がインバータに流れると、インバータの回路が故障する可能性がある。   Next, the graph line C shows a change in voltage when the use of an electric device having a large electric load is started when the sub-battery is in an overdischarged state. Here, the voltage at the start of use is, for example, 9.55 volts, and when the electric load momentarily increases, the voltage temporarily drops to 8.0 volts, and the input voltage to the inverter decreases momentarily. As described above, the voltage drops from 9.55 volts to 8.0 volts or less. When this voltage drop occurs, the microcomputer of the inverter protection circuit becomes uncontrollable. For this reason, if an overcurrent exceeding the output capacity of the inverter flows through the inverter, the inverter circuit may break down.

そこで、この発明は、比較的小型の船舶において高価な船舶用発電機を装備しなくても、大きな電力を必要とする空気調和機を使用することができ、船上で快適に過ごすことができる電気機器用電力供給装置及び小型船舶を提供することを課題としている。   Therefore, the present invention can use an air conditioner that requires a large amount of electricity without being equipped with an expensive marine generator in a relatively small vessel, and can be used on the ship comfortably. It is an object to provide a power supply device for equipment and a small ship.

かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、オルタネータを装備する小型船舶用の船舶推進エンジンと、前記オルタネータが出力する電流により充電されるメインバッテリと、電気機器用電源であるサブバッテリと、前記メインバッテリへの充電を優先させつつ前記サブバッテリの充電を行う充電制御装置と、前記サブバッテリより放電する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータと、前記インバータにより給電されて稼働する空気調和機とを備えた電気機器用電力供給装置としたことを特徴とする。   In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is a marine vessel propulsion engine equipped with an alternator, a main battery charged by a current output from the alternator, and a power source for electrical equipment. A sub-battery, a charge control device that charges the sub-battery while giving priority to charging the main battery, an inverter that converts a direct current discharged from the sub-battery into an alternating current, and a power supply by the inverter The electric power supply device for an electric device provided with an air conditioner that is operated.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記サブバッテリから前記インバータへ給電する配線中にリレースイッチが介設された遮断リレーと、前記サブバッテリの電圧を検知するようになっていて該電圧が所定電圧以下になったことを検知してスイッチオフ信号を出力する電圧検知回路と、前記スイッチオフ信号を入力して自己のリレースイッチをオフにすることにより前記遮断リレーのリレースイッチをオフにする電圧検知リレーとを備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, an interruption relay in which a relay switch is interposed in a wiring for supplying power from the sub battery to the inverter, and a voltage of the sub battery are detected. And a voltage detection circuit for detecting that the voltage has fallen below a predetermined voltage and outputting a switch-off signal; and inputting the switch-off signal to turn off the relay switch to turn off the relay And a voltage detection relay for turning off a relay switch of the relay.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記電圧検知回路が、前記サブバッテリの電圧が前記インバータの保護回路の作動電圧まで電圧降下する前段階の所定電圧以下になったことを検知して前記電圧検知リレーをオフにするように構成されたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the second aspect, the voltage detection circuit causes the voltage of the sub-battery to be equal to or lower than a predetermined voltage before the voltage drops to the operating voltage of the protection circuit of the inverter. It is configured to detect that the voltage detection relay has been turned off and to turn off the voltage detection relay.

請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の構成に加え、前記電圧検知回路が、前記サブバッテリの電圧が該サブバッテリの満充電に近い電圧である第2の閾値電圧以上であることを検知して前記電圧検知リレーをスイッチオンにするように構成されたことを特徴とする。   According to the invention described in claim 4, in addition to the configuration described in claim 2 or 3, the voltage detection circuit includes a second threshold value at which the voltage of the sub-battery is a voltage close to a full charge of the sub-battery. It is configured to detect that the voltage is higher than the voltage and to switch on the voltage detection relay.

請求項5に記載の発明は、オルタネータを装備する船舶推進エンジンと前記オルタネータより出力する直流の発電電流により充電されるメインバッテリを備えた小型船舶において、空気調和機を備えると共に、前記オルタネータより出力する直流の発電電流を充電制御装置を介してサブバッテリに充電するように構成され、このサブバッテリから出力する直流電流をインバータで交流電流に変換して前記空気調和機に給電するように構成された小型船舶としたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in a small vessel including a marine vessel propulsion engine equipped with an alternator and a main battery charged by a DC generated current output from the alternator, the marine vessel includes an air conditioner and outputs from the alternator. It is configured to charge a sub-battery through a charging control device with a DC generated current, and is configured to convert the DC current output from the sub-battery into an AC current by an inverter and to supply power to the air conditioner. It is characterized by a small ship.

請求項1及び5に記載の発明によれば、比較的小型の船舶において、高価な船舶用発電機を装備しなくても、大きな電力を必要とする空気調和機を使用することができ、船上で快適に過ごすことができる。   According to the inventions of claims 1 and 5, in a relatively small ship, an air conditioner that requires a large amount of electric power can be used without being equipped with an expensive ship generator. You can spend a comfortable time there.

請求項2に記載の発明によれば、空気調和機の稼働時間が長くなり、インバータが自己制御不能となる電圧レベルまでサブバッテリが過放電状態になる前に、遮断リレーがサブバッテリからインバータへの給電を遮断するので、保護回路が作動不能な状態におけるインバータへの過電流の供給がなくなる。従って、大きな電力を必要とする空気調和機を使用してもインバータの故障を防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, before the sub-battery is overdischarged to a voltage level at which the operating time of the air conditioner becomes long and the inverter becomes uncontrollable, the interruption relay is switched from the sub-battery to the inverter. Therefore, the overcurrent is not supplied to the inverter when the protection circuit is inoperable. Therefore, even if an air conditioner that requires a large amount of power is used, the inverter can be prevented from malfunctioning.

請求項3に記載の発明によれば、遮断リレーの遮断電圧をインバータの保護回路の作動電圧よりも高くすることでインバータを確実に保護できると共に、定格や回路構成に異なる各種インバータにも対応可能であり、インバータ選択の自由度が向上する。   According to the third aspect of the present invention, the inverter can be reliably protected by making the cutoff voltage of the cutoff relay higher than the operating voltage of the inverter protection circuit, and can also handle various inverters with different ratings and circuit configurations. Thus, the degree of freedom in selecting the inverter is improved.

請求項4に記載の発明によれば、サブバッテリが過放電状態になりサブバッテリからインバータへの給電の復帰が自動的に行われる。   According to the fourth aspect of the present invention, the sub-battery is overdischarged, and power supply from the sub-battery to the inverter is automatically restored.

以下、この発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

[発明の実施の形態1]
図1に、発明の実施の形態1に係る小型船舶の電気機器用電力供給装置が示されている。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 shows a power supply device for electric equipment of a small boat according to Embodiment 1 of the invention.

まず、構成を説明する。図1に示すように、この実施の形態の電気機器用電力供給装置10は、オルタネータ12Aを装備する左舷エンジン11Aと、オルタネータ12Bを装備する右舷エンジン11Bと、左舷エンジン11Aに対応する左舷用メインバッテリ13Aと、右舷エンジン11Bに対応する右舷用メインバッテリ13Bとを備えた小型船舶に適用された例を示す。   First, the configuration will be described. As shown in FIG. 1, a power supply apparatus 10 for an electrical device according to this embodiment includes a port engine 11A equipped with an alternator 12A, a starboard engine 11B equipped with an alternator 12B, and a port main corresponding to the port engine 11A. The example applied to the small ship provided with the battery 13A and the starboard main battery 13B corresponding to the starboard engine 11B is shown.

オルタネータ12A,12Bは、永久磁石式発電機に整流器が付設された構成であり、発電機のロータをエンジン11A,11Bのクランク軸の回転により駆動されて交流電流を発電し整流器で整流して電流を出力する。   The alternators 12A and 12B have a configuration in which a rectifier is attached to a permanent magnet generator, and the generator rotor is driven by the rotation of the crankshaft of the engines 11A and 11B to generate an alternating current and rectify the current by the rectifier. Is output.

この実施の形態の電気機器用電力供給装置10は、電力負荷が大きい電気機器として例えば空気調和機18が備えられ、この空気調和機18の電力源として、左舷用メインバッテリ13Aと右舷用メインバッテリ13Bを使用せず、サブバッテリ16を使用する。   The electric equipment power supply apparatus 10 of this embodiment includes, for example, an air conditioner 18 as an electric equipment having a large electric power load, and a port main battery 13A and a starboard main battery are used as power sources of the air conditioner 18. The sub-battery 16 is used without using 13B.

サブバッテリ16を使用する場合に、サブバッテリ16の充電を優先すると、左舷用メインバッテリ13Aと右舷用メインバッテリ13Bが過放電になる惧れが生じて、航行等に支障を来すので、左舷用メインバッテリ13Aと右舷用メインバッテリ13Bへの充電が優先されるシステムとして構成されている。   If the sub battery 16 is used and priority is given to the charging of the sub battery 16, the port main battery 13A and the starboard main battery 13B are likely to be over-discharged, which may hinder navigation and the like. The main battery 13A and the starboard main battery 13B are configured to be prioritized for charging.

詳述すると、左舷側のオルタネータ12Aのプラス端子及びマイナス端子と、左舷側のメインバッテリ13Aのプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路を形成するように配線接続されると共に、右舷側のオルタネータ12Bのプラス端子及びマイナス端子とメインバッテリ13Bのプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路を形成するように配線接続される。   More specifically, the positive and negative terminals of the port side alternator 12A and the positive and negative terminals of the port side main battery 13A are wired to form a closed circuit, and the starboard side alternator is also connected. The positive terminal and the negative terminal of 12B and the positive terminal and the negative terminal of the main battery 13B are wired to form a closed circuit.

左舷側のオルタネータ12Aのプラス端子及びマイナス端子と、左舷側の2つのバッテリサブチャージャ(充電制御装置)14A,14Bの一次側のプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路接続され、さらに左舷側の2つのバッテリサブチャージャ14A,14Bの二次側のプラス端子及びマイナス端子と、サブバッテリ16のプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路接続されている。   A closed circuit is connected between the positive and negative terminals of the alternator 12A on the port side and the positive and negative terminals on the primary side of the two battery subchargers (charge control devices) 14A and 14B on the port side. Are connected in a closed circuit between the positive and negative terminals on the secondary side of the two battery subchargers 14A and 14B and the positive and negative terminals of the sub battery 16.

また、右舷側のオルタネータ12Bのプラス端子及びマイナス端子と、右舷側の2つのバッテリサブチャージャ(充電制御装置)15A,15Bの一次側のプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路接続され、さらに右舷側の2つのバッテリサブチャージャ15A,15Bの二次側のプラス端子及びマイナス端子と、前記サブバッテリ16のプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路接続されている。   In addition, a closed circuit is connected between the plus and minus terminals of the starboard side alternator 12B and the primary side plus and minus terminals of the two starboard side battery subchargers (charge control devices) 15A and 15B. A closed circuit connection is established between the secondary positive terminal and negative terminal of the two starboard side battery subchargers 15A and 15B and the positive terminal and negative terminal of the sub battery 16.

さらに、サブバッテリ16のプラス端子及びマイナス端子と、インバータ17の一次側のプラス端子及びマイナス端子との間で閉回路接続されていると共に、インバータ17の二次側の端子と空気調和機18とが閉回路接続されている。   Further, the positive terminal and the negative terminal of the sub-battery 16 are connected in a closed circuit between the primary terminal and the negative terminal of the inverter 17, and the secondary terminal of the inverter 17 and the air conditioner 18 are connected. Is closed circuit connected.

バッテリサブチャージャ14A,14Bとバッテリサブチャージャ15A,15Bは、メインバッテリ13A又はメインバッテリ13Bの蓄電圧を検知するようになっていて、メインバッテリ13A又はメインバッテリ13Bが充電を必要としている要蓄電圧に低下したときは、サブバッテリ16との導通を遮断し、オルタネータ12A又はオルタネータ12Bが発電する直流電流をメインバッテリ13A又はメインバッテリ13Bの充電を優先させる。   The battery subchargers 14A and 14B and the battery subchargers 15A and 15B are configured to detect the storage voltage of the main battery 13A or the main battery 13B, and the main battery 13A or the main battery 13B needs to be charged. When the voltage drops to, the conduction with the sub-battery 16 is cut off, and the DC current generated by the alternator 12A or the alternator 12B is prioritized for charging the main battery 13A or the main battery 13B.

そして、バッテリサブチャージャ14A,14Bとバッテリサブチャージャ15A,15Bは、メインバッテリ13A又はメインバッテリ13Bが充電を必要としない準充満電圧以上になったときは、サブバッテリ16に導通して、オルタネータ12A又はオルタネータ12Bが発電する直流電流によりサブバッテリ16の充電を行うように構成されている。   The battery subchargers 14A and 14B and the battery subchargers 15A and 15B are electrically connected to the sub battery 16 when the main battery 13A or the main battery 13B becomes equal to or higher than a semi-charge voltage that does not require charging, and the alternator 12A. Alternatively, the sub-battery 16 is charged with a direct current generated by the alternator 12B.

上記構成において、バッテリサブチャージャ14A,14B,15A,15Bとサブバッテリ16と遮断リレー(19a、19b)はエンジン室に配置される。
インバータ17は船室のソファー下や家具内に設置され、空気調和機18も船室に設置される。電圧検知リレーの作動復帰を手動式に構成するときは、船室内の運転者等が操作できる位置に電圧検知リレーを配置するのが好ましい。なお、配電盤において、電力供給する機器のオン・オフ操作を行えるように構成されている。
In the above configuration, the battery subchargers 14A, 14B, 15A, 15B, the sub battery 16 and the cutoff relays (19a, 19b) are arranged in the engine compartment.
The inverter 17 is installed under the sofa in the cabin or in the furniture, and the air conditioner 18 is also installed in the cabin. When the operation return of the voltage detection relay is configured manually, it is preferable to arrange the voltage detection relay at a position where a driver or the like in the cabin can operate. In addition, the switchboard is configured to be able to turn on / off a device that supplies power.

この回路構成によれば、エンジン11A,11Bを駆動すると、オルタネータ12A,12Bが発電してメインバッテリ13A,13Bに充電される。バッテリサブチャージャ14A,14B,15A,15Bは、メインバッテリ13A,13Bの電圧を検知し、メインバッテリ13A,13Bが充電を必要としない準充満電圧以上になったときから要蓄電圧に低下するまでの間、サブバッテリ16に充電を行う。サブバッテリ16に充電された電力は、インバータ17で交流に変換されて空気調和機18に供給される。これにより、大電力を必要とする空気調和機18が使用可能である。   According to this circuit configuration, when the engines 11A and 11B are driven, the alternators 12A and 12B generate electricity and charge the main batteries 13A and 13B. The battery subchargers 14A, 14B, 15A, and 15B detect the voltages of the main batteries 13A and 13B, and when the main batteries 13A and 13B become equal to or higher than a semi-full voltage that does not require charging, until the required storage voltage is reduced. During this time, the sub-battery 16 is charged. The electric power charged in the sub-battery 16 is converted into alternating current by the inverter 17 and supplied to the air conditioner 18. Thereby, the air conditioner 18 which requires large electric power can be used.

従って、この電気機器用電力供給装置によれば、オルタネータを装備する小型船舶用の船舶推進エンジンを備え、オルタネータより出力する直流の発電電流を、メインバッテリに充電すると共に充電制御装置を介してサブバッテリに充電するように構成され、このサブバッテリから出力する直流電流をインバータで交流電流に変換して小型船舶に装備される空気調和機の給電するように構成されている。   Therefore, according to the electric power supply apparatus for electrical equipment, the ship propulsion engine for a small ship equipped with an alternator is provided, and a direct-current generated current output from the alternator is charged to the main battery and sub-charged via the charge control apparatus. The battery is configured to be charged, and a DC current output from the sub-battery is converted into an AC current by an inverter to supply power to an air conditioner installed in a small vessel.

インバータ17は、過電流が流れても壊れないように保護回路を備えている。この保護回路は、マイクロコンピュータを備え、このマイクロコンピュータの機能により、10.5ボルト以下の電圧を検知し、9.5ボルトに電圧が降下したときに電源を遮断するように構成されているので、マイクロコンピュータに対する給電電流の電圧が8.5ボルトまで降下すると、該マイクロコンピュータが制御不能になり、このときに、過電流がインバータ17に流れると、インバータ17が回路破壊されることになる。   The inverter 17 is provided with a protection circuit so that it does not break even if an overcurrent flows. This protection circuit is equipped with a microcomputer, and by the function of this microcomputer, a voltage of 10.5 volts or less is detected, and the power supply is cut off when the voltage drops to 9.5 volts. When the voltage of the current supplied to the microcomputer drops to 8.5 volts, the microcomputer becomes uncontrollable. At this time, if an overcurrent flows to the inverter 17, the inverter 17 is broken.

そこで、本願発明では、インバータ17の保護回路を補完するセーフティ回路19がサブバッテリ16とインバータ17とを接続する配線中に設けられる。   Therefore, in the present invention, a safety circuit 19 that complements the protection circuit of the inverter 17 is provided in the wiring that connects the sub battery 16 and the inverter 17.

このセーフティ回路19は、サブバッテリ16とインバータ17とを繋ぐプラス側の給電線中に設けられる遮断リレースイッチ19aと、励磁されることにより遮断リレースイッチ19aをオンにするリレーコイル19bと、リレーコイル19bの給電線に設けられる電圧検知リレースイッチ19cと、励磁されることにより電圧検知リレースイッチ19cをオンにする電圧検知リレーコイル19dと、及び電圧検知リレーコイル19dの給電線に設けられる電圧検知回路20とからなる。   The safety circuit 19 includes a cut-off relay switch 19a provided in a positive power supply line connecting the sub-battery 16 and the inverter 17, a relay coil 19b that turns on the cut-off relay switch 19a when excited, and a relay coil The voltage detection relay switch 19c provided in the power supply line 19b, the voltage detection relay coil 19d that turns on the voltage detection relay switch 19c when excited, and the voltage detection circuit provided in the power supply line of the voltage detection relay coil 19d 20

電圧検知回路20は、被検出電圧(サブバッテリ16とインバータ17と繋いでいるプラス側の給電線の電圧=サブバッテリ16の電圧)をマイクロコンピュータ20aのANポートに入力し、マイクロコンピュータ20aにおいて、ANポートの入力電圧をA/D変換したデジタル値を閾値(例えば0ボルトをデジタル値「0」、満蓄電圧の13.5ボルトをデジタル値「256」として比例換算するときの11.0ボルトに対応するデジタル値)と比較し、閾値よりも大きいときではI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流し、閾値以下ではI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流さない(遮断信号)ようになっている。マイクロコンピュータ20a及びトランジスタ20bには例えば3端子レギュレータ20cで定電圧とされた6ボルトが給電されるようになっている。符号20d、20eは抵抗であり、抵抗20d、20eの中点にサブバッテリ16の給電電流の電圧が入力するようになっている。   The voltage detection circuit 20 inputs a detected voltage (the voltage of the positive power supply line connected to the sub battery 16 and the inverter 17 = the voltage of the sub battery 16) to the AN port of the microcomputer 20a. 11.0 volt when the digital value obtained by A / D converting the input voltage of the AN port is proportionally converted to a threshold value (for example, 0 volt is a digital value “0” and the fully stored voltage 13.5 volt is a digital value “256”). When the value is larger than the threshold value, current flows from the I / O port to the base of the transistor 20b. When the value is less than the threshold value, no current flows from the I / O port to the base of the transistor 20b (cut-off signal). ) The microcomputer 20a and the transistor 20b are fed with, for example, 6 volts, which is a constant voltage by a three-terminal regulator 20c. Reference numerals 20d and 20e denote resistors, and the voltage of the feeding current of the sub-battery 16 is input to the middle point of the resistors 20d and 20e.

さらに、マイクロコンピュータ20aは、12.0ボルトの高い方の閾値も持っていて、I/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流さない状態では、ANポートの入力電圧をA/D変換したデジタル値を高い方の閾値と比較して、閾値よりも小さいときではI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流さないようになっていると共に、閾値以上に復帰するときにはI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流すようになっている。   Further, the microcomputer 20a also has a higher threshold value of 12.0 volts, and in a state where no current flows from the I / O port to the base of the transistor 20b, the input voltage of the AN port is A / D converted digitally. When the value is compared with the higher threshold value, current is prevented from flowing from the I / O port to the base of the transistor 20b when the value is smaller than the threshold value. A current is supplied to the base of 20b.

従って、空気調和機18の電源スイッチをオンにすると、電圧検知回路20が、被検出電圧を検出し、閾値の12.0ボルトよりも大きいときは、マイクロコンピュータがI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流す。   Therefore, when the power switch of the air conditioner 18 is turned on, the voltage detection circuit 20 detects the detected voltage and when the threshold voltage is greater than 12.0 volts, the microcomputer connects the transistor 20b from the I / O port. Apply current to the base.

これにより、トランジスタ20bは、コレクタからエミッタに電流を流すので、電圧検知リレーコイル19dが励磁して電圧検知リレースイッチ19cをオンにし、さらに、電圧検知リレーコイル19dが励磁して遮断リレースイッチ19aをオンになり、サブバッテリ16からインバータ17へ直流電流が供給され、インバータ17から空気調和機18へ交流電流が供給され、空気調和機18が稼動する。   As a result, since the transistor 20b passes a current from the collector to the emitter, the voltage detection relay coil 19d is excited to turn on the voltage detection relay switch 19c, and further, the voltage detection relay coil 19d is excited to turn off the cutoff relay switch 19a. The sub battery 16 is turned on, a direct current is supplied from the sub battery 16 to the inverter 17, an alternating current is supplied from the inverter 17 to the air conditioner 18, and the air conditioner 18 is operated.

エンジンが停止した状態で空気調和機18を長時間経過稼働し、サブバッテリ16の蓄電圧が11.0ボルトまで下がると、マイクロコンピュータ20aが、被検出電圧が閾値の11.0ボルト以下になったことを検出して、I/Oポートからトランジスタ20bのベースへ流していた電流を流さなくする(遮断信号の出力を停止する)。   When the air conditioner 18 is operated for a long time with the engine stopped, and the stored voltage of the sub-battery 16 drops to 11.0 volts, the microcomputer 20a causes the detected voltage to fall below the threshold value of 11.0 volts. Is detected, and the current flowing from the I / O port to the base of the transistor 20b is stopped (output of the cutoff signal is stopped).

これにより、電圧検知リレーコイル19dが消磁して電圧検知リレースイッチ19cをオフになり、さらに、電圧検知リレーコイル19dが消磁して遮断リレースイッチ19aをオフになり、サブバッテリ16からインバータ17へ直流電流の供給が停止されるので、空気調和機18が稼動停止する。   As a result, the voltage detection relay coil 19d is demagnetized to turn off the voltage detection relay switch 19c, and the voltage detection relay coil 19d is demagnetized to turn off the cutoff relay switch 19a. Since the supply of current is stopped, the air conditioner 18 stops operating.

空気調和機18が稼動停止すると、引き続きバッテリサブチャージャからサブバッテリ16への充電が行われると共に、引き続き、電圧検知回路20が被検出電圧を検出を続行する。サブバッテリ16の蓄電圧が12.0ボルトに回復すると、マイクロコンピュータ20aが再びI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ電流を流す(復帰信号を出力する)ので、サブバッテリ16からインバータ17への給電が自動的に回復する。空気調和機18の稼動再開は、自動的であっても手動であってもどちらでも良い。   When the air conditioner 18 stops operating, charging from the battery subcharger to the sub-battery 16 is continued, and the voltage detection circuit 20 continues to detect the detected voltage. When the storage voltage of the sub-battery 16 is restored to 12.0 volts, the microcomputer 20a again flows a current from the I / O port to the base of the transistor 20b (outputs a return signal). The power supply automatically recovers. The resumption of the operation of the air conditioner 18 may be either automatic or manual.

この実施の形態の電気機器用電力供給装置10によれば、マイクロコンピュータ20aがI/Oポートからトランジスタ20bのベースへ流す電流を流さなくする閾値を11.0ボルトとしたので、図2におけるグラフ線B、Cの場合はなくなる。   According to the electric power supply apparatus 10 for electrical equipment of this embodiment, since the threshold value at which the microcomputer 20a does not flow the current flowing from the I / O port to the base of the transistor 20b is 11.0 volts, the graph in FIG. The case of lines B and C disappears.

従って、この電気機器用電力供給装置10によれば、サブバッテリ16からインバータ17へ流れる直流電流の電圧がインバータ17の保護回路の作動電圧まで電圧降下する前段階の所定電圧以下になったことを感知して回路を遮断するセーフティ回路19を備えたので、空気調和機18の稼働時間が長くなりサブバッテリ16が過放電状態になったときに、インバータ17が自己制御不能レベルになるまでサブバッテリ16からの供給電流の電圧が低下した場合は、遮断リレースイッチ19aがオフになり、サブバッテリ16からインバータ17への給電を遮断するので、保護回路が作動不能な状態であるインバータ17に過電流の供給が行われることがないから、大きな電力を必要とする空気調和機を使用してもインバータ17の故障を防止することができる。   Therefore, according to the electric power supply apparatus 10 for electrical equipment, the voltage of the direct current flowing from the sub-battery 16 to the inverter 17 becomes equal to or lower than the predetermined voltage at the previous stage when the voltage drops to the operating voltage of the protection circuit of the inverter 17. Since the safety circuit 19 that senses and shuts down the circuit is provided, when the operating time of the air conditioner 18 becomes long and the sub battery 16 is in an overdischarged state, the sub battery is kept until the inverter 17 reaches a self-control impossible level. When the voltage of the supply current from 16 drops, the cut-off relay switch 19a is turned off, and the power supply from the sub battery 16 to the inverter 17 is cut off. Is not performed, so even if an air conditioner that requires a large amount of power is used, the inverter 17 may fail. It is possible to stop.

またこの電気機器用電力供給装置10によれば、電圧検知回路20のマイクロコンピュータの閾値電圧をインバータの保護回路の作動電圧よりも高くすることでインバータ17を確実に保護できる。また、上記遮断回路を設けることにより、定格や回路構成に異なる各種インバータにも対応可能であり、インバータ選択の自由度が向上する。   Moreover, according to this electric power supply apparatus 10 for electric equipment, the inverter 17 can be reliably protected by making the threshold voltage of the microcomputer of the voltage detection circuit 20 higher than the operating voltage of the protection circuit of the inverter. In addition, by providing the cutoff circuit, it is possible to cope with various inverters having different ratings and circuit configurations, and the degree of freedom in selecting the inverter is improved.

なお、本発明は、上記一実施形態に限られるものではなく、その趣旨と技術思想の範囲を逸脱しない範囲でさらに種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the technical idea.

上記実施の形態では、オルタネータ12A,12Bの発電電流をそれぞれ2つのバッテリサブチャージャ14A,14A、14B,14Bを介してサブバッテリ16に充電するようになっているが、バッテリサブチャージャの容量が大きければ、それぞれ1つであっても良い。また、オルタネータとバッテリサブチャージャが各1基であっても良い。   In the above embodiment, the sub-battery 16 is charged with the generated currents of the alternators 12A and 12B via the two battery subchargers 14A, 14A, 14B, and 14B, respectively, but the capacity of the battery subcharger is large. For example, there may be one each. One alternator and one battery subcharger may be provided.

上記実施の形態において、リレースイッチと、遮断リレーと、電圧検知リレーは、いずれも、接点リレーと、半導体リレー回路の両方を含むものである。   In the said embodiment, all of a relay switch, an interruption | blocking relay, and a voltage detection relay include both a contact relay and a semiconductor relay circuit.

この発明の実施の形態に係る電気機器用電力供給装置の概略の回路図Schematic circuit diagram of a power supply device for electrical equipment according to an embodiment of the present invention 電力負荷が大きい電気機器の使用開始時におけるサブバッテリからインバータの入力する電圧の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage which an inverter inputs from a sub battery at the time of the start of use of the electric equipment with large electric power load

符号の説明Explanation of symbols

10 電気機器用電力供給装置
11A 左舷エンジン
11B 右舷エンジン
12A オルタネータ
12B オルタネータ
13A 左舷用メインバッテリ
13B 右舷用メインバッテリ
14A,14B バッテリサブチャージャ(充電制御装置)
15A,15B バッテリサブチャージャ(充電制御装置)
16 サブバッテリ
17 インバータ
18 空気調和機(電力負荷が大きい電気機器)
19 セーフティ回路
19a 遮断リレースイッチ
19b 遮断リレーコイル
19c 電圧検知リレースイッチ
19d 電圧検知リレーコイル
20 電圧検知回路
20a マイクロコンピュータ
20b トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power supply apparatus 11A Port side engine 11B Starboard engine 12A Alternator 12B Alternator 13A Main battery for starboard 13B Main battery for starboard 14A, 14B Battery subcharger (charge control device)
15A, 15B Battery subcharger (Charge control device)
16 Sub-battery 17 Inverter 18 Air conditioner (Electric equipment with large electric power load)
19 Safety Circuit 19a Isolation Relay Switch 19b Isolation Relay Coil 19c Voltage Detection Relay Switch 19d Voltage Detection Relay Coil 20 Voltage Detection Circuit 20a Microcomputer 20b Transistor

Claims (5)

オルタネータを装備する小型船舶用の船舶推進エンジンと、前記オルタネータが出力する電流により充電されるメインバッテリと、電気機器用電源であるサブバッテリと、前記メインバッテリへの充電を優先させつつ前記サブバッテリの充電を行う充電制御装置と、前記サブバッテリより放電する直流電流を交流電流に変換して出力するインバータと、前記インバータにより給電されて稼働する電気機器とを備えたことを特徴とする電気機器用電力供給装置。   A marine vessel propulsion engine equipped with an alternator, a main battery charged by a current output from the alternator, a sub-battery serving as a power source for electrical equipment, and the sub-battery while prioritizing charging to the main battery An electrical apparatus comprising: a charge control device that charges the battery; an inverter that converts a direct current discharged from the sub-battery into an alternating current and outputs; and an electrical apparatus that is powered and operated by the inverter Power supply equipment. 前記サブバッテリから前記インバータへ給電する配線中にリレースイッチが介設された遮断リレーと、前記サブバッテリの電圧を検知するようになっていて該電圧が所定電圧以下になったことを検知してスイッチオフ信号を出力する電圧検知回路と、前記スイッチオフ信号を入力して自己のリレースイッチをオフにすることにより前記遮断リレーのリレースイッチをオフにする電圧検知リレーとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気機器用電力供給装置。   An interruption relay in which a relay switch is interposed in the wiring for supplying power from the sub-battery to the inverter, and a voltage of the sub-battery are detected to detect that the voltage has become a predetermined voltage or less. A voltage detection circuit that outputs a switch-off signal; and a voltage detection relay that turns off the relay switch of the cutoff relay by inputting the switch-off signal and turning off its own relay switch. The electric power supply apparatus for electrical equipment according to claim 1. 前記電圧検知回路が、前記サブバッテリの電圧が前記インバータの保護回路の作動電圧まで電圧降下する前段階の所定電圧以下になったことを検知して前記電圧検知リレーをオフにするように構成されたことを特徴とする請求項2に記載の電気機器用電力供給装置。   The voltage detection circuit is configured to detect that the voltage of the sub-battery has become equal to or lower than a predetermined voltage before the voltage drop to the operating voltage of the inverter protection circuit, and to turn off the voltage detection relay. The electric power supply apparatus for electric equipment according to claim 2, wherein 前記電圧検知回路が、前記サブバッテリの電圧が該サブバッテリの満充電に近い電圧である第2の閾値電圧以上であることを検知して前記電圧検知リレーをスイッチオンにするように構成されたことを特徴とする請求項2又は3に記載の電気機器用電力供給装置。   The voltage detection circuit is configured to switch on the voltage detection relay upon detecting that the voltage of the sub-battery is equal to or higher than a second threshold voltage that is a voltage close to a full charge of the sub-battery. The electric power supply apparatus for electrical equipment according to claim 2 or 3. オルタネータを装備する船舶推進エンジンと前記オルタネータより出力する直流の発電電流により充電されるメインバッテリを備えた小型船舶において、
空気調和機を備えると共に、前記オルタネータより出力する直流の発電電流を充電制御装置を介してサブバッテリに充電するように構成され、このサブバッテリから出力する直流電流をインバータで交流電流に変換して前記空気調和機に給電するように構成されたことを特徴とする小型船舶。
In a small vessel equipped with a ship propulsion engine equipped with an alternator and a main battery charged by a DC generated current output from the alternator,
An air conditioner is provided, and a DC power generation current output from the alternator is configured to be charged into a sub-battery via a charging control device. The DC current output from the sub-battery is converted into an AC current by an inverter. A small vessel configured to supply power to the air conditioner.
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