JP2011160560A

JP2011160560A - 直流配電機器の入力保護装置

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Publication number: JP2011160560A
Application number: JP2010020071A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Tsutsumi; 全康堤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】施工時に交流電源や直流電源の誤接続される可能性がある直流配電機器において、直流配電機器の破損の防止を目的とする。
【解決手段】施工時に交流電源の誤接続を検知する交流電圧検知手段２と、直流電源が正常極性で検知する直流電圧検知手段３と、前記交流電圧検知手段２と直流電圧検知手段３の検知信号で電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段４と、前記切換え手段４に並列接続された交流半波電圧防止手段５を設けた構成にしたことにより、交流電源や直流電源の誤接続で、前記切換え手段４と前記交流半波電圧防止手段５により直流配電機器の破損の防止した直流配電機器の入力保護装置を得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、施工時に直流電源の供給で動作可能な機器に使用される入力保護装置に関するものである。

従来、この種の直流配電機器の入力保護装置は、直流電源を接続する電源端子に直列にダイオードを接続することでの電力損失や、直流電源を接続する電源端子に直列に電流ヒューズと並列にダイオードを接続することで直流駆動回路を保護するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その直流配電機器の入力保護装置について図１２を参照しながら説明する。

図１２に示すように、負荷回路１０１と並列にダイオード１０２と抵抗１０３を接続し、このダイオード１０２は直流電源が逆極性の場合に回路電流が流れる方向に接続し、電源部１０４と前記負荷回路１０１の間には直列に電流ヒューズ１０５を備える。

直流電源が逆極性の場合は、前記ダイオード１０２と前記抵抗１０３を通して、前記電流ヒューズ１０５に電流が流れる。

また、前記抵抗１０３は逆極性の接続にて前記電流ヒューズ１０５を溶断できる抵抗値にすることにより、直流電源の逆極性で瞬時に前記電流ヒューズ１０５が溶断されて、前記負荷回路１０１の保護ができる。

また、この種の直流配電機器の入力保護装置には、ＦＥＴを使用して直流駆動回路を保護しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その直流配電機器の入力保護装置について図１３を参照しながら説明する。

図１３に示すように、ＰｃｈのＦＥＴ１０６が電源の極性が正常接続された方向に電源部１０４と負荷回路１０１に直列に接続された構成で、直流電源が逆極性の場合は、前記ＦＥＴ１０６が回路電流を阻止することで、前記負荷回路１０１を保護する。

特開平１０−３２０９４号公報特開２０００−３４１８４８号公報

このような従来の直流配電機器の入力保護装置においては、施工時に家庭内等での配線工事で、直流電圧の逆極性接続や商用電源であるＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖの交流電圧を誤って接続してしまい、直流配電機器の破損や機器の交換が発生してしまうという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、施工時に家庭内等での配線工事での誤接続による破損をなくした直流配電機器の入力保護装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は直流電源の供給で動作可能な機器において、直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に家庭内等の交流電源が誤接続された場合に検知する交流電圧検知手段と、前記交流電圧検知手段と同様に機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が正常極性に接続された場合に検知する直流電圧検知手段と、直流電源を接続する電源端子と負荷回路側の間に直列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段と、前記切換え手段に並列接続された交流半波電圧防止手段を設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

また本発明は機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源の電圧が機器の定格電圧で動作する電圧範囲に接続された場合に検知する直流電圧範囲検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び前記直流電圧範囲検知手段のいずれかの検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた。

また本発明は直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が逆極性に接続された場合に検知する直流逆電圧検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流逆電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた。

また本発明は交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた。

また本発明は交流電源が誤接続された場合の前記交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた。

また本発明は交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた。

また本発明は交流電源が誤接続された場合の前記交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた。

また本発明は一次電池と、前記交流電圧検知手段や前記直流逆電圧検知手段の検知信号で前記交流表示手段や前記直流逆表示手段、または前記交流報知手段や前記直流逆報知手段が表示や報知中に主電源を切っても表示や報知を継続するための前記一次電池の電源供給するための誤接続電源供給手段を設けた。

本発明によれば、施工時交流電源が誤接続された場合に検知する交流電圧検知手段と、直流電源が正常極性に接続された場合に検知する直流電圧検知手段と、前記交流電圧検知手段及び直流電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段と、前記切換え手段に並列接続された交流半波電圧防止手段を設けた直流配電機器の入力保護装置の構成にしたことにより、施工時に誤って交流電源を接続した場合や直流電源の逆接続をした場合に、負荷回路に交流電圧の直接印加や直流電圧の逆電圧の印加がされなくなるので、直流配電機器の破損等を防止できるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、施工時に直流電源が逆極性に接続された場合に検知する直流逆電圧検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流逆電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた直流配電機器の入力保護装置の構成にしたことにより、正常接続時には前記交流電圧検知手段と前記直流逆電圧検知手段の回路には導通がなく、それぞれの回路電力の消費がない。誤接続した時のみ回路電力を消費することで、省エネな直流配電機器の入力保護装置を提供できるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、施工時に交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた直流配電機器の入力保護装置の構成にしたことにより、直流配電機器に通電した場合に施工者が誤接続と表示により判断できるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、施工時に交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた直流配電機器の入力保護装置の構成にしたことにより、直流配電機器に通電した場合に施工者が誤接続と報知音で判断できるという効果を得ることができる。

また本発明によれば、一次電池と、前記交流表示手段や前記直流逆表示手段、または前記交流報知手段や前記直流逆報知手段が表示や報知中に主電源を切っても表示や報知を継続するための前記一次電池の電源供給するための誤接続電源供給手段を設けた直流配電機器の入力保護装置の構成にしたことにより、直流配電機器に通電を取り止めても、施工者が誤接続の原因を表示や報知音で判断できるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図同各リレー接点の動作接続図本発明の実施の形態２の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図同各リレー接点の動作接続図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図同各リレー接点の動作接続図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図本発明の実施の形態３の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図従来の直流配電機器の入力保護装置を示すブロック図同ブロック図

本発明の請求項１記載の直流配電機器の入力保護装置は、直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に家庭内等の交流電源が誤接続された場合に検知する交流電圧検知手段と、前記交流電圧検知手段と同様に機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が正常極性に接続された場合に検知する直流電圧検知手段と、直流電源を接続する電源端子と負荷回路側の間に直列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段と、前記切換え手段に並列接続された交流半波電圧防止手段を設けた構成を有する。

これにより、誤って交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知により前記切換え手段と前記交流半波電圧防止手段により、負荷回路に交流電圧の直接印加がされなくなるので、直流配電機器の破損等を防止できるという効果を奏する。

また、誤って直流電源を逆接続した場合、前記直流電圧検知手段の検知により前記切換え手段と前記交流半波電圧防止手段により、負荷回路に直流電圧の逆電圧の印加がされなくなるので、直流配電機器の破損等を防止できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項２記載の直流配電機器の入力保護装置は、機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源の電圧が機器の定格電圧範囲に接続された場合を検知する直流電圧範囲検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び前記直流電圧範囲検知手段のいずれかの検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた構成を有する。

また、誤って直流電源を逆接続した場合や複数の直流電源系統がある場合、前記直流電圧範囲検知手段の検知により前記切換え手段と前記交流半波電圧防止手段により、負荷回路に直流電圧の逆電圧や最適な直流電圧範囲以外の印加がされなくなるので、直流配電機器の破損等を防止できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項３記載の直流配電機器の入力保護装置は、直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が逆極性に接続された場合に検知する直流逆電圧検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流逆電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた構成を有する。

また、誤って直流電源を逆接続した場合、前記直流逆電圧検知手段の検知により前記切換え手段と前記交流半波電圧防止手段により、負荷回路に直流電圧の逆電圧の印加がされなくなるので、直流配電機器の破損等を防止できるという効果を奏する。

さらに、前記交流電圧検知手段および前記直流逆電圧検知手段の回路は、誤接続した時のみ回路電力を消費することで、省エネな入力保護装置を提供できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項４記載の直流配電機器の入力保護装置は、交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた構成を有する。

これにより、直流配電機器の破損等を防止と直流配電機器に通電した場合、施工者が誤接続の表示により判断できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項５記載の直流配電機器の入力保護装置は、交流電源が誤接続された場合の前記交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた構成を有する。

さらに、前記交流電圧検知手段および前記直流逆電圧検知手段の回路は誤接続した時のみ回路電力を消費することで、省エネな入力保護装置を提供できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項６記載の直流配電機器の入力保護装置は、交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた構成を有する。

これにより、直流配電機器の破損等を防止と直流配電機器に通電した場合、施工者が誤接続の報知音により判断できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項７記載の直流配電機器の入力保護装置は、交流電源が誤接続された場合の前記交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた構成を有する。

また、本発明の請求項８記載の直流配電機器の入力保護装置は、一次電池と、前記交流電圧検知手段や前記直流逆電圧検知手段の検知信号で前記交流表示手段や前記直流逆表示手段、または前記交流報知手段や前記直流逆報知手段が表示や報知中に主電源を切っても表示や報知を継続するための前記一次電池の電源供給するための誤接続電源供給手段を設けた構成を有する。

これにより、直流配電機器の破損等を防止と直流配電機器に通電した場合、施工者が誤接続の表示や報知音により判断できるという効果を奏する。

さらに、直流配電機器に通電を取り止めても、施工者が誤接続の原因を表示や報知音で判断できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の直流配電機器の入力保護装置は、直流配電機器の直流電源を接続する電源端子１に並列接続され、施工時に家庭内等の交流電源が誤接続された場合に検知する交流電圧検知手段２と、前記交流電圧検知手段２と同様に機器の直流電源を接続する電源端子１に並列接続され、施工時に直流電源が正常極性に接続された場合に検知する直流電圧検知手段３と、直流電源を接続する電源端子１と負荷回路６側の間に直列接続され、前記交流電圧検知手段２及び直流電圧検知手段３の検知信号により負荷回路６側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段４と、前記切換え手段４に並列接続された交流半波電圧防止手段５が設けられている。

また、前記交流電圧検知手段２は、リレーコイル２ａと抵抗２ｂとコンデンサ２ｃの直列接続から構成される。前記リレーコイル２ａは交流電圧の励磁で接点を開閉するもので、前記コンデンサ２ｃは交流電圧だけを前記リレーコイル２ａに印加するためで、前記抵抗２ｂと前記コンデンサ２ｃは誤接続される交流電圧と前記リレーコイル２ａの交流電圧で適正に動作するための交流電圧の分圧を調整するものである。

また、前記直流電圧検知手段３は、リレーコイル３ａと抵抗３ｂとダイオード３ｃの直列接続から構成される。前記リレーコイル３ａは直流電圧の励磁で接点を開閉するもので、前記ダイオード３ｃは機器の直流電圧の極性が正しい時にだけ前記リレーコイル３ａに電圧を印加するためで、前記抵抗３ｂと前記ダイオード３ｃは極性が正しい直流電圧で前記リレーコイル３ａに印加される電圧で適正に動作するための直流電圧を調整するものである。

また、図では省略したが前記リレーコイル３ａが商用電源の誤接続時には、交流電圧の半波電圧が印加されるため、リレーコイル３ａにはツェナーダイオード等を並列に接続してリレーコイルの定格外電圧印加の過電圧保護を設ける。

また、前記切換え手段４は、前記リレーコイル２ａの励磁により開閉動作するリレー接点４ａと、前記リレーコイル３ａの励磁により開閉動作するリレー接点４ｂが直列に接続されている。

そして、図１の各リレーの接点の接続構成としては、各リレーのコイルが無励磁の状態を示し、無励磁にはノーマルクローズであるＮＣ接点側、励磁ではノーマルオープンであるＮＯ接点側に接続される。

また、前記交流半波電圧防止手段５は、ダイオード５ａと抵抗５ｂの直列接続から構成される。前記ダイオード５ａは機器の直流電圧が逆極性の時に、負荷回路６に電流が流れないように接続され、前記抵抗５ｂは交流電圧が誤接続された場合に、交流の半波電圧、すなわち前記ダイオード５ａが順方向の負荷回路６に電圧供給ができる場合に負荷回路６の破損防止のために、前記抵抗５ｂと負荷回路６とを交流電圧の分圧で形成し、負荷回路６が破損しない電圧まで下げるために前記抵抗５ｂを設ける。つまり、交流半波電圧防止手段５は、負荷回路６に対して逆方向には遮断し、順方向には高抵抗となる特性を有する。

上記構成において、図２にて各リレー接点の動作を一覧表に示し、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、以下に各接続での動作を説明する。

まず、直流電圧の極性が正しく接続された場合について説明する。

前記直流電圧検知手段３の前記リレーコイル３ａは直流電圧が印加されるため励磁され、リレー接点４ｂがＮＯ接点側となり、前記切換え手段４と並列に接続された前記交流半波電圧防止手段５を短絡する構成となり、直流電源からは前記切換え手段４が負荷回路６に直列接続された状態となり、直流電圧をそのまま負荷回路６に印加するため前記ダイオード５ａ等の電力損失がなく、正常に動作するようになる。

次に、交流電圧を誤接された場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２の前記リレーコイル２ａは交流電圧のため励磁され、前記切換え手段４のリレー接点４ａがＮＯ接点側となり、交流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が前記負荷回路６に直列接続された状態になる。また、前記直流電圧検知手段３も交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード３ｃに回路電流が流れる時にリレーコイル３ａに直流電圧が印加され励磁されるため、リレー接点４ｂがＮＯ接点側となるが、前記リレー接点４ａがＮＯ接点の状態のため、交流電源からの前記交流半波電圧防止手段５と前記負荷回路６の直列接続は変わりない。

そして、前記交流半波電圧防止手段５は前記負荷回路６との交流電圧の分圧で、負荷回路６が破損しない電圧まで下げることで、直流配電機器の破損の防止をする。

最後に、直流電圧の極性を誤って接続した場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２と前記直流電圧検知手段３のいずれのリレーコイルにも励磁されないため、前記切換え手段４はリレー接点４ｂでＮＣ接点側になり、直流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が負荷回路６に直列接続された状態になり、前記ダイオード５ａにより逆極性での回路電圧の印加を防止し、直流は配電機器の破損の防止をする。

（実施の形態２）
図３において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

前記交流電圧検知手段２と同様に機器の直流電源を接続する電源端子１に並列接続され、施工時に直流電源の電圧が機器の定格電圧範囲に接続された場合に検知する前記直流電圧範囲検知手段７と、直流電源を接続する電源端子１と負荷側の間に直列接続され、前記交流電圧検知手段２及び直流電圧範囲検知手段７のいずれかの検知信号により負荷回路６側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段８と、前記切換え手段８に並列接続された前記交流半波電圧防止手段５が設けられている。

前記直流電圧範囲検知手段７を設ける主たる目的は、直流電源の電圧が施工時に２系統以上が存在する時で、例えば直流電源の電圧がＤＣ２４ＶとＤＣ４８Ｖの配線工事がされる場合である。

また、前記直流電圧範囲検知手段７は、ダイオード７ａと抵抗７ｂと抵抗７ｃとの直列接続と、抵抗７ｂと抵抗７ｃとの分圧電圧を検知する比較手段７ｄと、直流電圧が印加されて励磁するリレーコイル７ｅと、リレーコイル７ｅを駆動する駆動手段７ｆから構成される。

また、前記切換え手段８は前記リレーコイル２ａの励磁により開閉動作するリレー接点８ａと、前記リレーコイル７ｅの励磁により開閉動作するリレー接点８ｂとが直列に接続されている。

そして、前記ダイオード７ａにより、機器の直流電圧の極性が正しい時にだけ前記抵抗７ｂと抵抗７ｃによる分圧電圧が発生する。負荷回路６が動作できる所定電圧範囲を比較検知する前記比較手段７ｄは前記抵抗の分圧電圧により、前記駆動手段７ｆに出力して前記リレーコイル７ｅを励磁させる。これにより、前記切換え手段８の前記リレー接点８ｂをＮＯ接点側に動作させる。

上記構成において、図４にて各リレー接点の動作を一覧表に示し、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、以下に各接続での動作を説明する。

まず、直流電圧の極性を正しく接続した場合について説明する。

前記直流電圧範囲検知手段７は前記比較手段７ｄが適正電圧と判断した時に前記リレーコイル７ｅは直流電圧が印加されるため励磁され、リレー接点８ｂがＮＯ接点側となる。

そのため、前記切換え手段８と並列に接続された前記交流半波電圧防止手段５を短絡する構成となり、直流電源からは前記切換え手段８が負荷回路６に直列接続された状態となり、直流電圧をそのまま負荷回路６に印加するため前記ダイオード５ａ等の電力損失がなく、正常に負荷回路６が動作するようになる。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

実施形態１と同様な動作で、前記交流電圧検知手段２の前記リレーコイル２ａは交流電圧のため励磁され、前記切換え手段８のリレー接点４ａがＮＯ接点側となり、交流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が負荷回路６に直列接続された状態になる。

また、前記直流電圧範囲検知手段７も交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード７ａに回路電流が流れ、比較手段７ｄが適正電圧と判断した時にリレーコイル７ｅに直流電圧が印加され励磁されるため、リレー接点８ｂがＮＯ接点側となるが、前記リレー接点４ａがＮＯ接点の状態のため、交流電源からの前記交流半波電圧防止手段５と負荷回路６の直列接続は変わりない。

そして、交流半波電圧防止手段５は負荷回路６との交流電圧の分圧で、負荷回路６が破損しない電圧まで下げることで、直流配電機器の破損の防止をする。

前記交流電圧検知手段２と直流電圧範囲検知手段７のいずれのリレーコイルにも励磁されないため、切換え手段８はリレー接点８ｂでＮＣ接点側になり、直流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が負荷回路６に直列接続された状態になり、前記ダイオード５ａにより逆極性での回路電圧の印加を防止し、直流配電機器の破損の防止をする。

（実施の形態３）
図５において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

直流配電機器の直流電源を接続する電源端子１に並列接続され、施工時に直流電源が逆極性に接続された場合に検知する直流逆電圧検知手段９と、前記交流半波電圧防止手段５に並列接続され、前記交流電圧検知手段２及び直流逆電圧検知手段９の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段１０が設けられている。

また、前記直流逆電圧検知手段９はリレーコイル９ａと抵抗９ｂとダイオード９ｃの直列接続から構成される。前記リレーコイル９ａは直流電圧の励磁で接点を開閉するもので、前記ダイオード９ｃは機器の直流電圧の逆極性の時にだけ前記リレーコイル９ａに電圧を印加するためで、すなわち実施形態１での前記直流電圧検知手段３のダイオード３ｃを逆接続することで、前記抵抗９ｂと前記ダイオード９ｃは逆極性の直流電圧で前記リレーコイル９ａに印加される電圧で適正に動作するための直流電圧の分圧を調整するものである。

また、前記切換え手段１０は、前記リレーコイル２ａの励磁により開閉動作するリレー接点１０ａと前記リレーコイル９ａの励磁により開閉動作するリレー接点１０ｂが直列に接続されている。

そして、図１の接続構成と同様、各リレーのコイルが無励磁の状態を示し、無励磁にはノーマルクローズであるＮＣ接点側、励磁ではノーマルオープンであるＮＯ接点側に接続される。

上記構成において、図６にて各リレー接点の動作を一覧表に示し、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、以下に各接続での動作を説明する。

前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９のいずれのリレーコイルにも励磁されないため、前記切換え手段１０と並列に接続された前記交流半波電圧防止手段５を短絡する構成となり、直流電圧をそのまま負荷回路６に印加するため前記ダイオード５ａ等の電力損失がなく、正常に負荷回路６が動作するようになる。

また、前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９の回路には導通がなく、それぞれの回路電力の消費がない、誤接続した時のみ回路電力を消費することで、省エネな直流配電機器の入力保護装置を提供できる。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

実施形態１と同様な動作で、前記交流電圧検知手段２の前記リレーコイル２ａは交流電圧のため励磁され、前記切換え手段１０のリレー接点１０ａがＮＯ接点側となり、交流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が負荷回路６に直列接続された状態になる。また、前記直流逆電圧検知手段９も交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード９ｃに回路電流が流れる時にリレーコイル９ａに直流電圧が印加され励磁されるため、リレー接点１０ｂがＮＯ接点側となるが、前記リレー接点１０ａがＮＯ接点の状態のため、交流電源からの交流半波電圧防止手段５と負荷回路６の直列接続は変わりない。

前記直流逆電圧検知手段９の前記リレーコイル９ａは直流電圧が印加されるため励磁され、リレー接点１０ｂがＮＯ接点側となり、直流電源からは前記交流半波電圧防止手段５が負荷回路６に直列接続された状態になり、前記ダイオード５ａにより逆極性での回路電圧の印加を防止し、直流配電機器の破損の防止をする。

（実施の形態４）
図７において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段２の検知信号より、これを施工者に表示するための交流表示手段１１と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段４のリレー接点の切換え構成により施工者に表示するための直流逆電圧表示手段１２が接続部近傍に設けられている。

また、前記直流逆電圧表示手段１２は電源端子１に直流電圧が逆接続された時にＬＥＤ等で表示させるようにして、前記電源端子１の−極から前記直流逆電圧表示手段１２を通り、前記リレー接点４ａのＮＣ接点側から前記電源端子１の＋極に回路電流が流れる構成に接続され、この時に前記直流逆電圧表示手段１２より施工者に表示ができるようにする。

上記構成において、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、誤接続時の直流配電機器の保護は前記実施の形態１または２と同様のため、以下に各接続での表示動作を説明する。

前記交流電圧検知手段２の検知信号が働かないため、前記交流表示手段１１は表示しない。

そして、前記直流逆電圧表示手段１２は前記負荷回路６と並列接続された状態になるが、直流電圧が逆極性の時にだけ表示するため、直流電圧の極性が正しい場合には表示しない。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２の前記リレーコイル２ａは交流電圧が印加され、この交流電圧で駆動できるＬＥＤ等により表示をさせる。

この時、前記直流逆電圧表示手段１２はリレー接点４ａがＮＯ接点側、リレー接点４ｂは交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード３ｃに回路電流が流れない時にはリレー接点４ｂがＮＣ接点側となるため、交流電圧からは切り離された状態となる。逆に前記ダイオード３ｃに回路電流が流れる時にはリレー接点４ｂがＮＣ接点側となる。この場合は前記負荷回路６と前記直流逆電圧表示手段１２は並列接続された状態になるが、前記交流半波電圧防止手段５により回路電流が流れないため、ＬＥＤ等が表示することはない。

前記交流電圧検知手段の検知信号が働かないため、前記交流表示手段１１は表示しない。

そして、上記で説明したように前記直流逆電圧表示手段１２は表示する。

（実施の形態５）
図８において、図５および図７と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

前記交流表示手段１１と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段９の検知信号より、これを施工者に表示するための直流逆電圧表示手段１３が接続部近傍に設けられている。

上記構成において、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、誤接続時の直流配電機器の保護は前記実施の形態３と同様のため、以下に各接続での表示動作を説明する。

前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９のいずれの検知信号はなく、前記交流表示手段１１と前記直流逆電圧表示手段１３は表示しない。

また、前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９の回路には導通がなく、それぞれの回路電力の消費がない。誤接続した時のみ回路やＬＥＤ表示の電力を消費することで、省エネな直流配電機器の入力保護装置と誤接続表示を提供できる。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２は実施形態４と同様な動作で、前記リレーコイル２ａは交流電圧が印加され、この交流電圧で駆動できるＬＥＤ等により表示をさせる。

また、前記直流逆電圧検知手段９も交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード９ｃに回路電流が流れる時に検知信号が出されるが、前記直流逆電圧表示手段１３にてＬＥＤ等が電源の交流周期での点滅を防止する、具体的には５０Ｈｚの交流電圧では１０ｍｓ以上の検知信号でＬＥＤ等を点灯表示することで、施工者に点灯と点滅の紛らわしい判断を防止できる。

そして、前記直流逆電圧検知手段９の検知信号でＬＥＤ等により表示をさせる。

（実施の形態６）
図９において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段２の検知信号より、これを施工者に表示するための交流報知手段１４と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段４の切換え構成により施工者に表示するための直流逆電圧報知手段１５が接続部近傍に設けられている。

また、前記直流逆電圧報知手段１５は電源端子１に直流電圧が逆接続された時にＬＥＤ等で表示させるようにして、前記電源端子１の−極から前記直流逆電圧報知手段１５を通り、前記リレー接点４ａのＮＣ接点側から前記電源端子１の＋極に回路電流が流れる構成に接続される。

上記構成において、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、誤接続時の直流配電機器の保護は前記実施の形態１または２と同様のため、以下に各接続での報知動作を説明する。

前記交流電圧検知手段２の検知信号が働かないため、前記交流報知手段１４は報知しない。

そして、前記直流逆電圧報知手段１５は前記負荷回路６と並列接続された状態になるが、直流電圧が逆極性の時にだけ表示するため、直流電圧の極性が正しい場合には表示しない。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２の前記リレーコイル２ａは交流電圧が印加され、この交流電圧で駆動できるブザー等により報知する。

この時、前記直流逆電圧報知手段１５はリレー接点４ａがＮＯ接点側、リレー接点４ｂは交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード３ｃに回路電流が流れない時にはリレー接点４ｂがＮＣ接点側となるため、交流電圧からは切り離された状態となる。逆に前記ダイオード３ｃに回路電流が流れる時にはリレー接点４ｂがＮＣ接点側となる。この場合は前記負荷回路６と前記直流逆電圧報知手段１５は並列接続された状態になるが、前記交流半波電圧防止手段５により回路電流が流れないため、ブザー等が報知することはない。

そして、上記で説明したように前記直流逆電圧報知手段１５は報知する。

（実施の形態７）
図１０において、図３および図９と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

前記交流報知手段１４と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段９の検知信号により、これを施工者に報知するための直流逆電圧報知手段１６が接続部近傍に設けられている。

上記構成において、施工時に想定される接続は交流電圧の誤接続、直流電圧の極性の誤接続、直流電圧の極性の正常接続の３つのパターンがあり、誤接続時の直流配電機器の保護は前記実施の形態３と同様のため、以下に各接続での報知動作を説明する。

前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９のいずれの検知信号もなく、前記交流報知手段１４と前記直流逆電圧報知手段１６は報知しない。

また、前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９の回路には導通がなく、それぞれの回路電力の消費がない。誤接続した時のみ回路やブザー報知の電力を消費することで、省エネな直流配電機器の入力保護装置と誤接続報知を提供できる。

次に、交流電圧を誤接した場合について説明する。

前記交流電圧検知手段２は実施形態４と同様な動作で、前記リレーコイル２ａは交流電圧が印加され、前記交流報知手段１４は、この交流電圧で駆動できるブザー等により報知をさせる。

また、前記直流逆電圧検知手段９も交流電圧の半波成分、詳しくは前記ダイオード９ｃに回路電流が流れる時に検知信号が出されるが、前記直流逆電圧報知手段１６にてブザー等が電源の交流周期での報知を防止する、具体的には５０Ｈｚの交流電圧では１０ｍｓ以上の検知信号でブザー等を報知することで、施工者に報知音の紛らわしい判断を防止できる。

そして、前記直流逆電圧検知手段９の検知信号で前記直流逆電圧報知手段１６のブザー等により報知をさせる。

（実施の形態８）
図１１において、図３および図５と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

一次電池１７と、前記交流電圧検知手段２や前記直流逆電圧検知手段９の検知信号で前記交流表示手段１１や前記直流逆電圧表示手段１３、または前記交流報知手段１４や前記直流逆電圧報知手段１６が表示や報知中に主電源を切っても表示や報知を継続するための前記一次電池１７の電源供給するための誤接続電源供給手段１８を設けられている。

上記構成において、前記交流電圧検知手段２や前記直流逆電圧検知手段９の検知信号で、前記誤接続電源供給手段１８は前記一次電池１７から前記交流表示手段１１や前記直流逆電圧表示手段１３、または前記交流報知手段１４や前記直流逆電圧報知手段１６に電源供給をすることで、主電源を切っても表示や報知を継続することができる。

また、正常接続時には前記交流電圧検知手段２と前記直流逆電圧検知手段９の回路には導通がなく、それぞれの回路電力の消費がなく、誤接続した時のみ回路やブザー報知の電力を消費することで、省エネな直流配電機器の入力保護装置と誤接続報知を提供できる。

特に複数台の施工時には電源ブレーカを切っても誤接続機器が簡単に判定できる。

また、図には示さなかったが表示や報知により、施工者が誤接続を認識した場合、表示や報知音の継続を止めるリセットスイッチ、もしくは前記一次電池１７を取り外すことができる構成にする。

本実施の形態では主な目的が施工時のため、機器の商品出荷から施工されるまでの期間を想定し、安価な一次電池を使用したが、充電可能な二次電池でもその作用効果に差異を生じない。

なお、実施の形態８では表示と報知を同時にしても、その作用効果に差異を生じない。

なお、実施の形態４では交流表示手段１１をＬＥＤにしたが、交流で点灯するネオンランプを用いても、その作用効果に差異を生じない。

なお、実施の形態５では前記交流表示手段１１をなくして、直流逆電圧検知手段９の交流電圧の半波成分で、直流逆電圧表示手段１３の表示のみにして、点滅では交流の誤接続、点灯では直流の誤接続である旨を工事説明書等に記載することで、その作用効果に差異を生じない。

本発明にかかる直流配電機器の入力保護装置は、近年家庭内のさらなる省エネの促進のため、住宅に設置された太陽光発電設備等により発電・蓄電された直流電力を、電力変換ロスの低減のために家庭内で使用する機器、例えばＬＥＤ照明や換気扇等に直流電圧を直接供給して駆動させるシステムが検討されている。

また、施工時の直流電圧用の屋内配線の種類は商用電源時に使用する一般のビニル外装ケーブル等でも問題なく、直流配電機器の電源接続部、例えばネジ端子台にコンセントプラグを介さずに直接接続が想定される。

また、直流電圧も複数の系統の電圧を配線することも想定される。

そのため、施工時での配線工事では、施工者は機器が直流配電機器と理解していても、接続する配線を誤って交流電圧を接続し、通電することで機器の破壊をしまうことになる。

施工時に直流配電機器が誤って商用電源に誤接されても、機器の破壊防止を可能とするものであるので、施工時の直流配電機器の入力保護装置等として有用である。

２交流電圧検知手段
３直流電圧検知手段
４切換え手段
５交流半波電圧防止手段
７直流電圧範囲検知手段
８切換え手段
９直流逆電圧検知手段
１０切換え手段
１１交流表示手段
１２直流逆電圧表示手段
１３直流逆電圧表示手段
１４交流報知手段
１５直流逆電圧報知手段
１６直流逆電圧報知手段
１７一次電池
１８誤接続電源供給手段

Claims

直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に家庭内等の交流電源が誤接続された場合に検知する交流電圧検知手段と、前記交流電圧検知手段と同様に機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が正常極性に接続された場合に検知する直流電圧検知手段と、直流電源を接続する電源端子と負荷回路側の間に直列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段と、前記切換え手段に並列接続された交流半波電圧防止手段を設けた直流配電機器の入力保護装置。
機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源の電圧が機器の定格電圧範囲に接続された場合を検知する直流電圧範囲検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び前記直流電圧範囲検知手段のいずれかの検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた請求項１記載の直流配電機器の入力保護装置。
直流配電機器の直流電源を接続する電源端子に並列接続され、施工時に直流電源が逆極性に接続された場合に検知する直流逆電圧検知手段と、前記交流半波電圧防止手段に並列接続され、前記交流電圧検知手段及び直流逆電圧検知手段の検知信号により負荷回路側への電圧供給の開閉できる接点を有した切換え手段を設けた請求項１に記載の直流配電機器の入力保護装置。
交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた請求項１または２に記載の直流配電機器の入力保護装置。
交流電源が誤接続された場合の前記交流表示手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者に表示するための直流逆電圧表示手段を接続部近傍に設けた請求項３に記載の直流配電機器の入力保護装置。
交流電源が誤接続された場合、前記交流電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記切換え手段の切換え構成により施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた請求項１または２に記載の直流配電機器の入力保護装置。
交流電源が誤接続された場合の前記交流報知手段と、直流電源の極性が逆に接続された場合、前記直流逆電圧検知手段の検知信号により、これを施工者にブザー音等で報知するための直流逆電圧報知手段を接続部近傍に設けた請求項３に記載の直流配電機器の入力保護装置。
一次電池と、前記交流電圧検知手段や前記直流逆電圧検知手段の検知信号で前記交流表示手段や前記直流逆表示手段、または前記交流報知手段や前記直流逆報知手段が表示や報知中に主電源を切っても表示や報知を継続するための前記一次電池の電源供給するための誤接続電源供給手段を設けた、請求項５または７に記載の直流配電機器の入力保護装置。