JP2011130610A - 電圧補償装置及び直流給電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】整流装置2から負荷3への直流電圧が低下したときのバックアップ用に、中点が接地された蓄電池10を有すると共にこの蓄電池10の正極側及び負極側の双方にそれぞれ昇降圧チョッパからなる各電力変換装置11,12が接続された、電圧補償装置5を備えている。電圧補償装置5による負荷3への電力供給時に蓄電池電圧Vbが低下すると、各昇降圧チョッパ14,15が動作して蓄電池電圧Vbの低下分を補う。各昇降圧チョッパ14,15からは、それぞれ同じ電圧値の電圧が出力されるため、蓄電池10の接地点と各電力供給線6,7の間の電圧は均一となり、接地電流が防止される。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、バックアップ用のバッテリの電圧を昇圧する昇圧回路を設け、この昇圧回路の出力電圧を2本の電力供給線間に供給する技術が記載されている。
このように構成された請求項2に記載の電圧補償装置によれば、接地電位と正極側電力供給線の間の電圧と、接地電位と負極側電力供給線の間の電圧が、同じ電圧値となるため、意図しない接地電流が流れるのを確実に防止することが可能となる。
即ち、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の電圧補償装置であって、蓄電池から各抵抗を介して接地電位側へ流れる接地電流を検出する接地電流検出手段を備えている。そして、補償電圧生成手段は、接地電流検出手段により検出される接地電流が所定の電流値以下となるように、正極側補償電圧及び負極側補償電圧の電圧値をそれぞれ個別に設定する。
[第1実施形態]
図1に、本実施形態の直流給電システムの概略構成を示す。図1に示すように、本実施形態の直流給電システム1は、負荷3への電力供給を直流で行うよう構成されたシステムであって、主として、外部から入力される三相交流電圧を所定の直流電圧(本例では400V)に変換して出力する整流装置2と、この整流装置2から出力された直流電圧を負荷3へ供給するための正極側電力供給線6及び負極側電力供給線7と、整流装置2から負荷3へ供給される直流電圧が所定電圧値より低くなった場合に負荷3を動作させるための直流電圧を補償する電圧補償装置5と、を備えている。
蓄電池10の負極側に接続されたローサイド電力変換器12は、カソードが蓄電池10の負極に接続されてアノードが負極出力端子9を介して負極側電力供給線7に接続されたダイオードD2と、蓄電池電圧Vbを元に、負極側電力供給線7の電圧を蓄電池10の負極の電位よりも所定のローサイド補償電圧VoutLだけ低くするためのローサイド昇降圧チョッパ15を備えている。
次に、第2実施形態の電圧補償装置について、図5を用いて説明する。図5に示すように、本実施形態の電圧補償装置20が第1実施形態の電圧補償装置5(図1,図2参照)と異なるのは、蓄電池10の中点と接地電位の間に、接地電流を検出するための電流検出抵抗R3が接続されていること、及び、この電流検出抵抗R3を用いて検出された接地電流に基づき、制御部21がハイサイド昇降圧チョッパ14のハイサイドスイッチ16及びローサイド昇降圧チョッパ15のローサイドスイッチ17をそれぞれ個別に制御することである。それ以外の構成については、第1実施形態の電圧補償装置5と同じであるため、第1実施形態と同じ構成要素には第1実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
そのため、図7に示したような、絶縁型の電力変換器を有する電圧補償装置40によっても、第1実施形態の電圧補償装置5と同様に、接地電流を防止することができる。
Claims (8)
- 直流電圧を出力する電源装置からの電力を、それぞれ同じ抵抗値の抵抗を介して接地された正・負の電力供給線である正極側電力供給線及び負極側電力供給線によって負荷へ供給するよう構成された直流給電システムにおいて、前記正極側電力供給線と前記負極側電力供給線の間に設けられ、前記電源装置から前記負荷へ供給される直流電圧が所定電圧値より低くなった場合に前記負荷を動作させるための直流電圧を補償する電圧補償装置であって、
前記負荷へ前記補償用の直流電圧を供給するための、正極と負極の間の中点が接地された蓄電池と、
前記蓄電池の電圧を元に、前記正極側電力供給線の電位を前記蓄電池の正極の電位よりも所定の正極側補償電圧だけ高くすると共に、前記蓄電池の電圧を元に、前記負極側電力供給線の電位を前記蓄電池の負極の電位よりも所定の負極側補償電圧だけ低くする、補償電圧生成手段を備えている
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項1に記載の電圧補償装置であって、
前記補償電圧生成手段は、前記正極側補償電圧と前記負極側補償電圧を同じ電圧値に設定する
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電圧補償装置であって、
前記蓄電池から前記各抵抗を介して接地電位側へ流れる接地電流を検出する接地電流検出手段を備え、
前記補償電圧生成手段は、前記接地電流検出手段により検出される前記接地電流が所定の電流値以下となるように、前記正極側補償電圧及び前記負極側補償電圧の電圧値をそれぞれ個別に設定する
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電圧補償装置であって、
前記補償電圧生成手段は、
前記蓄電池と前記正極側電力供給線の間に設けられ、入力される前記蓄電池の電圧を元に前記正極側補償電圧を生成して出力する正極側電力変換手段と、
前記蓄電池と前記負極側電力供給線の間に設けられ、入力される前記蓄電池の電圧を元に前記負極側補償電圧を生成して出力する負極側電力変換手段と、
を備えていることを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項4に記載の電圧補償装置であって、
前記正極側電力変換手段及び前記負極側電力変換手段の少なくとも一方は、入力側と出力側が絶縁されていない非絶縁型にて構成されている
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項5に記載の電圧補償装置であって、
前記正極側電力変換手段及び前記負極側電力変換手段は、いずれも、入力電圧を昇圧又は降圧可能であると共に入力電圧に対して正・負の極性が反転した電圧が出力される昇降圧チョッパ回路にて構成されている
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 請求項4〜請求項6の何れか1項に記載の電圧補償装置であって、
前記正極側電力変換手段及び前記負極側電力変換手段は、スイッチング方式の電力変換回路にて構成され、各々が有するスイッチング素子を、互いに位相差を持った駆動信号に従ってオン・オフさせることにより、対応する前記補償電圧を生成する
ことを特徴とする電圧補償装置。 - 直流電圧を出力する電源装置からの電力を、それぞれ抵抗を介して接地された正・負の電力供給線である正極側電力供給線及び負極側電力供給線によって負荷へ供給するよう構成された直流給電システムであって、
前記正極側電力供給線と前記負極側電力供給線の間に、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電圧補償装置が設けられている
ことを特徴とする直流給電システム。
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