JP2010119271A - Converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンバータ装置に関する。 The present invention relates to a converter device.
特許文献1には、テーブルタップが開示されている。このテーブルタップは、ネットワーク機能を持たない家電機器の電源制御を機種スイッチの操作で電源のON/OFF制御を行なうことができ、かつ容易に設置することができる。 Patent Document 1 discloses a table tap. This table tap can perform power supply ON / OFF control by operating a model switch for power control of home appliances that do not have a network function, and can be easily installed.
特許文献1に示すようなテーブルタップを、たとえば工場ラインで稼動する機器に使用する場合には、それらの機器が接続されている電源系統に対してそれぞれ一つずつ用意しなければならない。また、それらの電源系統に接続されている機器ごとに通電状態もしくは遮断状態となるように予め機種スイッチを設定しておかなければならない。特に、敷地が広い工場内では、これらの機種スイッチで設定を行なうことは非常に煩雑であり、人為的なミスを誘因すると共に、時間的なコストの増加を招来することになる。 When using the table taps as shown in Patent Document 1 for devices operating on a factory line, for example, one each must be prepared for each power supply system to which those devices are connected. In addition, a model switch must be set in advance so that each device connected to the power supply system is energized or disconnected. In particular, in a factory with a large site, setting with these model switches is very complicated, leading to human error and increasing time costs.
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、複数の電源系統を容易に制御すると共に、省電力を図るコンバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a converter device that easily controls a plurality of power supply systems and saves power.
本発明の一側面は、複数の機器の電源系統を制御するコンバータ装置であって、電力が入力される入力端子と、電力の電圧値とは異なる1または複数の電圧値に変換するコンバータ回路と、コンバータ回路により変換された電圧を出力する複数の出力端子と、コンバータ回路と複数の出力端子間の一部または全部に配置されるリレー部と、リレー部の開閉を制御することで複数の機器の電源系統を制御する制御回路と、各機器の運転停止信号または運転開始信号を入力する外部接点信号受信部と、外部から各機器のへの電力供給制御を可能とするネットワーク接続部とを備え、制御回路は、外部接点信号受信部で受信した運転停止信号もしくは運転開始信号、またはネットワーク接続部で受信した電力供給遮断信号もしくは電力供給開始信号に基づいてリレー部を開閉し、複数の機器に対して電力供給を遮断するまたは電力供給を行なうものである。 One aspect of the present invention is a converter device that controls a power supply system of a plurality of devices, an input terminal to which power is input, and a converter circuit that converts the voltage value to one or more voltage values different from the voltage value of the power. A plurality of output terminals for outputting the voltage converted by the converter circuit, a relay unit disposed in part or all between the converter circuit and the plurality of output terminals, and a plurality of devices by controlling opening and closing of the relay unit A control circuit for controlling the power supply system, an external contact signal receiving unit for inputting an operation stop signal or an operation start signal for each device, and a network connection unit for enabling power supply control to each device from the outside , The control circuit is the operation stop signal or operation start signal received by the external contact signal receiver, or the power supply cutoff signal or power supply start signal received by the network connection unit In which open and close the relay unit performs Blocked or power supply supplying power to a plurality of devices based.
また、入力端子から入力された電力を検出する電流センサと、電流センサで検出された電力の電流値を表示する表示部と、を備え、制御回路は、電流センサで検出された電力の電流値が予め定められた電流上限値に達した場合には、リレー部を開放し、電力供給を遮断するもしくは使用電力が超過している旨を表示部に表示することが好ましい。 In addition, the control circuit includes a current sensor that detects power input from the input terminal and a display unit that displays a current value of power detected by the current sensor, and the control circuit includes a current value of power detected by the current sensor. When the current reaches a predetermined current upper limit value, it is preferable to open the relay unit and to interrupt the power supply or display on the display unit that the power used is exceeded.
また、複数の出力端子は、端子台として構成されていることが好ましい。 The plurality of output terminals are preferably configured as terminal blocks.
本発明によれば、複数の電源系統を容易に制御すると共に、省電力を図るコンバータ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a converter device that easily controls a plurality of power supply systems and saves power.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るコンバータ装置の構成を、図1に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るコンバータ装置1の概略構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
The configuration of the converter device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a converter device 1 according to the first embodiment of the present invention.
コンバータ装置1は、図1に示すように、制御回路10と、入力端子11と、端子台としての出力端子12A,12B,13A,13Bと、DC/DCコンバータ回路14と、電流センサ15A、15Bと、リレー部18,19と、外部接点信号入力部20、21と、表示部22と、ディップスイッチ23と、ネットワーク接続部24と、を主要な構成要素としている。
As shown in FIG. 1, the converter device 1 includes a
制御回路10は、コンバータ装置1全体を制御する回路であり、後述する外部接点信号入力部20,21、ディップスイッチ23、ネットワーク接続部24からの信号に基づいて、リレー部18,19の開閉を行なう。すなわち、制御回路10は、外部接点信号入力部20からの入力信号により制御すべきリレー部18,19がどちらかを判断し、対象とする接点を閉めることにより通電状態とし、開くことにより遮断状態とする。また、制御回路10は、不図示の直流電源から入力端子11を介して入力されDC/DCコンバータ回路14で変換された直流電力の電流値を、電流センサ15A,15Bによって検出された値として表示部22へ出力する。また、制御回路10は、リレー部18,19の開閉を予め定められた電流上限値に基づいて制御することで、出力端子12A,12B,13A,13Bの各電源系統への電力供給を調整している。具体的には、制御回路10は、電流センサ15A,15Bによって検出された電流値が上記の電流上限値を超えた場合に、電力供給を遮断するためにリレー部18,19を開放するもしくは、電流上限値を超えている旨のメッセージを表示部22に表示する。
The
入力端子11には、不図示の直流電源が接続され、端子台としての出力端子12A,12B,13A,13Bは、不図示の機器がケーブルを介して接続されている。そして、出力端子12A,13Aには、電力供給が常時必要な機器が接続されており、出力端子12B,13Bには、電力供給が必ずしも常時必要ではない機器が接続されている。なお、不図示の機器は、本実施の形態では、工場ラインで使用されるロボット、サーボ、エンコーダ、ファンなどといった、電力の供給を受けて駆動される機器を想定している。
A DC power supply (not shown) is connected to the input terminal 11, and devices (not shown) are connected to the
DC/DCコンバータ回路14は、不図示の直流電源から供給される直流電力の電圧値を異なる複数の直流電力の電圧値に変換する多出力コンバータ回路である。本実施形態では、出力端子12A、12Bの設定電圧と、出力端子13A、13Bの設定電圧は異なっている(たとえば、出力端子12A、12Bの設定電圧は5Vとし、出力端子13A、13Bの設定電圧は12Vなど)。なお、DC/DCコンバータ回路14は、制御回路10への電力供給も行なっている。
The DC /
リレー部18は、DC/DCコンバータ回路14と出力端子12B間に配置され、上述した制御回路10によって接点の開閉の制御がなされる。リレー部19は、DC/DCコンバータ回路14と出力端子13B間に配置され、上述した制御回路10によって接点の開閉の制御がなされる。なお、リレー部18,19は、通常、オンの状態(接点が閉じている状態)とされ、不図示の直流電源から出力端子12B,13Bに接続された不図示の各機器へ直流電力が供給される。そして、リレー部18,19が、オフの状態(接点が開いている状態)とされると、不図示の直流電源から出力端子12B,13Bに接続された不図示の各機器への直流電力の供給は遮断される。
The
外部接点信号入力部20,21は、出力端子12A,12B,13A,13Bとケーブルを介してそれぞれ接続されている不図示の各機器への運転停止信号ST1もしくは運転開始信号MS1を受信する通信インターフェースである。たとえば、機器がロボットであるときは、ロボットを動作させるサーボモータの運転停止信号ST1を受信したり、ロボットのアームの運転停止信号ST1を受信したりする。この運転停止信号ST1や運転開始信号MS1は、図1に示すように対象となる機器29へ交流電池27からの電力供給を制御するためのリレー部28を開閉する信号として利用してもよい。なお、外部接点信号入力部20,21で、不図示の各機器への運転開始信号を受信した場合には、各機器の起動前に電力供給を行なう必要がある。
The external contact
ディップスイッチ23は、非常に小型のスライドスイッチで構成されている。また、このディップスイッチ23のオン・オフ状態をデジタルレベルのLOW/Hiに対応させており、コンバータ装置1の電源投入時に制御回路10で読み取って、予め定められたリレー部18,19の開閉時刻を設定することができる。ここで、予め定められたリレー部18,19の開閉時刻は、たとえば工場ラインの稼動時間(たとえば午前9時から午後5時までの8時間)だけ接点を閉じるようにすることが可能である。
The
ネットワーク接続部24は、遠隔にある端末25から中継機26を経由して電源系統の制御を行なうための接続手段である。たとえば、ネットワーク接続部24は、ネットワークエージェントカード、LANカード、USB端子を配置するように構成しても良い。ここで、ネットワークには、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネットなどを含む。なお、遠隔にある端末25は、SNMP(Sinple Network Manegement Protocol)やTELNETといったプロトコルを利用して、コンバータ装置1へログインし、出力端子12B,13Bに接続されている機器の電力供給を強制的にOFFにする電源供給遮断信号ST2もしくは強制的にONにする電源供給開始信号MT2を出力する。
The network connection unit 24 is a connection unit for controlling the power supply system from the
(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態に係るコンバータ装置の構成を、図2に基づいて説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係るコンバータ装置1Aの概略構成を示すブロック図である。本発明の第2の実施形態に係るコンバータ装置1Aは、図1に示すDC/DCコンバータ回路14ではなくAC/DCコンバータ回路14Aを設けて、不図示の交流電源からの電力供給に対応している。また、コンバータ装置1Aの各電源系統の全部にリレー部18,19を設けている構成となっている。この第2の実施形態では、出力端子12Cには休日でも止められない機器を接続し、出力端子13Cには、休日に止めても良い機器を接続している。なお、第1の実施の形態と同様の機能には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Then, the structure of the converter apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a converter apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention. The converter device 1A according to the second embodiment of the present invention is provided with an AC / DC converter circuit 14A instead of the DC /
AC/DCコンバータ回路14Aは、不図示の商用電源から入力端子11に入力された交流電力の電圧値を、複数の異なる直流電力の電圧値に変換する多出力コンバータ回路である。AC/DCコンバータ回路14Aは、図1のDC/DCコンバータ回路14と同様に制御回路10への電力供給を行っている。なお、AC/DCコンバータ回路14Aは、例えば、整流回路などによって構成されている。なお、コンバータ装置1Aでは外部接点信号受信部20には運転停止信号MS1が入力され、外部接点信号受信部21には運転停止信号ST1が入力されるようにしている。しかし、外部接点信号受信部20,21のいずれかに運転停止信号MS1および運転停止信号ST1の両方が入力されるようにしてもよい。
The AC / DC converter circuit 14A is a multi-output converter circuit that converts the voltage value of AC power input from a commercial power supply (not shown) to the input terminal 11 into a plurality of different DC power voltage values. The AC / DC converter circuit 14A supplies power to the
以上のような構成のコンバータ装置1,1Aによれば、制御回路10によりリレー部18,19を開閉し、必要な機器に対して必要な時間だけ電力を供給しているので、複数の電源系統を容易に制御すると共に、省電力を図ることができる。たとえば、出力端子12A,13A,12Cに接続されている電力供給が常時必要な機器(たとえば、エンコーダ、CPUなど)に対しては常に電力を供給すると共に、出力端子12B,13B,13Cに接続されている電力供給が必ずしも常時必要でない機器(たとえばファンなど)に対しては、平日の特定の時間帯のみ電力を供給し、休日はリレー部18,19の接点をそれぞれ開いて電力供給を遮断することで、不要な電力をカットすることができる。
According to the converter devices 1 and 1A having the above-described configuration, the
また、上述したコンバータ装置1では、DC/DCコンバータ回路14と出力端子12Aとの間にはリレー部18を設ける一方で、DC/DCコンバータ回路14と出力端子12Bとの間にはリレー部18を設けない構成とすることで、停止できる電源系統と停止できない電源系統とに分けることができる。したがって、このような構成は、通常のDC/DCコンバータ回路およびAC/DCコンバータ回路を有する構成と比較してより細かな制御をすることができる。
In the converter device 1 described above, the
加えて、コンバータ装置1,1Aは、表示部22に電流センサ15で検出した電流値を表示させると共に、予め定められた電流上限値を超えた場合に、電源供給を遮断するもしくは警告メッセージを表示部16に表示させるので、現在使用されている電流値を容易に把握することができると共に、検出された電流値に基づいて適切な電源管理を行なうことができる。
In addition, the converter devices 1 and 1A display the current value detected by the current sensor 15 on the
また、コンバータ装置1,1Aは、端子台としての出力端子12A,12B,12C,13A,13B,13Cを構成しているので、工場ラインで使用される機器のように大電流が必要な機器に対応することができる。
Moreover, since the converter devices 1 and 1A constitute the
また、コンバータ装置1,1Aは、ネットワーク接続部24を備えているので、遠隔から複数の電源系統の制御をすることができ、広大な敷地内にこの装置が設置されていても、コンバータ装置1を直接操作するために移動することもなく、各機器に対応する電源系統を容易にON/OFF制御することができる。 Further, since the converter devices 1 and 1A include the network connection unit 24, it is possible to remotely control a plurality of power supply systems, and even if this device is installed in a vast site, the converter device 1 The power supply system corresponding to each device can be easily ON / OFF-controlled without moving for direct operation.
また、コンバータ装置1Aは、AC/DCコンバータ回路14Aを備えているので、交流電力が供給される場合であってもコンバータ装置1と同様の効果を得ることができる。 In addition, since converter device 1A includes AC / DC converter circuit 14A, the same effect as converter device 1 can be obtained even when AC power is supplied.
以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、これ以外にも種々変形が可能である。以下、それについて述べる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified in addition to this. This will be described below.
上述の第1および第2の実施形態では、不図示の直流電源や商用電源(交流電源)を入力端子11に直接接続する構成を採用している。しかしながら、本発明は、この構成に限られず、たとえば、不図示の直流電源や商用電源をバックアップ電源としての無停電電源装置あるいは瞬時電圧低下保護装置に接続し、それらの機器と本発明の一実施の形態であるコンバータ装置1,1Aとを接続する構成としてもよい。このような構成を採用することで、電源トラブル時に工場ラインのシステムを安全に停止することができ、かつ電源復旧の際には容易にシステムの再始動が可能となる。具体的には、落雷による瞬停、停電などの電源トラブルが生じた場合、安全にシステムを停止し、必要な施設については、無停電電源装置あるいは瞬時電圧低下保護装置よりバックアップをする。そして、電源が復旧した際にコンバータ装置1,1Aによって行なう。また、設定によっては停電時に、コンバータ装置1,1Aにより全ての電源系統を遮断状態にした上で無停電電源装置を停止し、復電時には、コンバータ装置1,1Aにより全ての電源系統を通電状態にした上で、システムの再始動を行なうことができる。 In the first and second embodiments described above, a configuration in which a DC power source or a commercial power source (AC power source) (not shown) is directly connected to the input terminal 11 is employed. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a DC power supply or a commercial power supply (not shown) is connected to an uninterruptible power supply device or an instantaneous voltage drop protection device as a backup power supply, and those devices and one embodiment of the present invention are implemented. It is good also as a structure which connects the converter apparatuses 1 and 1A which are the forms. By adopting such a configuration, it is possible to safely stop the factory line system in the event of a power failure, and to easily restart the system when the power is restored. Specifically, when a power failure such as a momentary power failure or power failure due to lightning strikes, the system is safely stopped, and necessary facilities are backed up by an uninterruptible power supply or an instantaneous voltage drop protection device. Then, when the power supply is restored, the conversion is performed by the converter devices 1 and 1A. Also, depending on the setting, when a power failure occurs, all the power systems are shut off by converter devices 1 and 1A and then the uninterruptible power supply is stopped. When power is restored, all power systems are energized by converter devices 1 and 1A. In addition, the system can be restarted.
また、上述の第1の実施形態では、出力端子12A,13Aに、電力供給が常時必要な機器を接続すると共に、DC/DCコンバータ回路14と出力端子12B,13Bの間にリレー部18,19をそれぞれ設けて、電力供給が常時必要ではない機器を接続する構成としたが、第2の実施形態のようにAC/DCコンバータ回路14Aと全ての出力端子12C,13Cの間にリレー部18,19を設けて、すべての電源系統をリレー部18,19の開閉により制御するようにしてもよい。また、第2の実施形態におけるAC/DCコンバータ回路14Aと出力端子12Cの間にもリレー部18を設けないようにしてもよい。更に、第1の実施形態の構成において出力端子12B,13Bに電力供給が常時必要な機器を接続する構成としてもよい。
In the above-described first embodiment, devices that always require power supply are connected to the
また、上述の第1および第2の実施形態では、電源系統が2系統として説明したが、この構成に限られず、たとえば電源系統が3系統、4系統、それ以上の系統となる構成としてもよい。なお、その場合には、出力端子12A,12B,13A,13Bも電源系統数に併せて増やす必要がある。また、外部接点信号受信部20,21は、リレー部18,19と同一の数となるように2つ備える構成としたが、リレー部18,19の数と同一にしなくともよい。
In the first and second embodiments described above, the power supply system is described as two systems. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the power supply system may be configured as three systems, four systems, or more systems. . In this case, the
また、上述の第1および第2の実施形態におけるコンバータ回路(DC/DCコンバータ回路14およびAC/DCコンバータ回路14A)は、入力された電力を複数の異なる電圧値に変換する回路としたが、単一の電圧値に変換する回路であってもよい。
The converter circuits (DC /
1、1A コンバータ装置
10 制御回路
11 入力端子
12A、12B、12C 出力端子(端子台)
13A、13B、13C 出力端子(端子台)
14 DC/DCコンバータ回路(コンバータ回路)
14A AC/DCコンバータ回路(コンバータ回路)
15A、15B 電流センサ
18、19、28 リレー部
20、21 外部接点信号入力部
22 表示部
23 ディップスイッチ
24 ネットワーク接続部
25 端末
26 中継機
27 交流電池
ST1 運転停止信号
MS1 運転開始信号
ST2 電源供給遮断信号
MT2 電源供給開始信号
1,
13A, 13B, 13C Output terminal (terminal block)
14 DC / DC converter circuit (converter circuit)
14A AC / DC converter circuit (converter circuit)
15A,
Claims (3)
電力が入力される入力端子と、
上記電力の電圧値とは異なる1または複数の電圧値に変換するコンバータ回路と、
上記コンバータ回路により変換された電圧を出力する複数の出力端子と、
上記コンバータ回路と上記複数の出力端子間の一部または全部に配置されるリレー部と、
上記リレー部の開閉を制御することで上記複数の機器の電源系統を制御する制御回路と、
上記各機器の運転停止信号または運転開始信号を入力する外部接点信号受信部と、
外部から上記各機器への電力供給制御を可能とするネットワーク接続部とを備え、
上記制御回路は、上記外部接点信号受信部で受信した上記運転停止信号もしくは上記運転開始信号、またはネットワーク接続部で受信した電力供給遮断信号もしくは電力供給開始信号に基づいて上記リレー部を開閉し、上記複数の機器に対して電力供給を遮断するまたは電力供給を行なうことを特徴とするコンバータ装置。 A converter device for controlling a power supply system of a plurality of devices,
An input terminal to which power is input;
A converter circuit for converting the voltage value into one or more voltage values different from the voltage value of the power;
A plurality of output terminals for outputting the voltage converted by the converter circuit;
A relay unit disposed in part or all between the converter circuit and the plurality of output terminals;
A control circuit for controlling the power supply system of the plurality of devices by controlling opening and closing of the relay unit;
An external contact signal receiving unit for inputting an operation stop signal or an operation start signal of each of the above devices;
A network connection unit that enables power supply control to the above devices from the outside,
The control circuit opens and closes the relay unit based on the operation stop signal or the operation start signal received by the external contact signal receiver, or the power supply cutoff signal or power supply start signal received by the network connection unit, A converter device that cuts off power or supplies power to the plurality of devices.
前記入力端子から入力された電力を検出する電流センサと、
上記電流センサで検出された電力の電流値を表示する表示部と、
を備え、
前記制御回路は、上記電流センサで検出された電力の電流値が予め定められた電流上限値に達した場合には、前記リレー部を開放し、電力供給を遮断するもしくは使用電力が超過している旨を上記表示部に表示することを特徴とするコンバータ装置。 The converter device according to claim 1,
A current sensor for detecting electric power input from the input terminal;
A display unit for displaying a current value of power detected by the current sensor;
With
When the current value of the power detected by the current sensor reaches a predetermined current upper limit value, the control circuit opens the relay unit and cuts off the power supply or exceeds the power used. A converter device characterized by displaying on the display unit.
前記複数の出力端子は、端子台として構成されていることを特徴とするコンバータ装置。 The converter device according to claim 1 or 2,
The converter device, wherein the plurality of output terminals are configured as terminal blocks.
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