JP2011211785A

JP2011211785A - 電流分配装置

Info

Publication number: JP2011211785A
Application number: JP2010075078A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Hoshi; 秀和星; Tadatoshi Babasaki; 忠利馬場崎; Katsuhiko Kozuka; 勝彦小塚; Nobuyuki Yoshizawa; 宣幸吉澤; Kensuke Murai; 謙介村井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】コンデンサへの充電完了後の抵抗素子の交換作業を不要にすること。
【解決手段】本発明の電流分配装置１０は、直流電源装置２０と並列に接続されたコンデンサ１２と、直流電源装置２０と並列にかつ直流電源装置２０の正極側でコンデンサ１２と直列に接続され、コンデンサ１２の放電方向にのみ電流が流れるように制限するダイオード１３と、ダイオード１３に並列に接続された高抵抗素子１４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置から出力された電流を複数の通信装置に分配する電流分配装置に関する。

複数の通信装置に対して直流電流を供給するために、直流電源装置から出力された直流電流を複数の通信装置に分配する電流分配装置が用いられている。

電流分配装置においては、新たな通信装置が接続された場合、その新たな通信装置内の入力コンデンサを充電するために過大な電流が流れ、この電流により、既に電流分配装置に接続されていた通信装置には過渡的な電圧変動が生じる。この過渡的な電圧変動を抑制するために、電流分配装置にはコンデンサが設けられている。

図５に、過渡的な電圧変動を抑制するためにコンデンサを設けた従来の電流分配装置の構成を示す。

図５に示すように、従来の電流分配装置１０は、直流電源装置２０から出力された直流電流を２つの通信装置３０−１，３０−２へ出力する２つの給電系統にそれぞれ設けられたヒューズ１１−１，１１−２と、上記給電系統の前段において、直流電源装置２０と並列に接続されたコンデンサ１２と、を有している。

ここで、コンデンサ１２を充電する際には、充電電流によるコンデンサ１２のショートを回避するために、直流電源装置２０と並列にかつ直流電源装置２０の正極側においてコンデンサ１２と直列に、高抵抗素子（例えば、電源４８Ｖ系で５００Ω程度）１９Ａを挿入する。

そして、充電完了後は、運用中における通信装置３０−１，３０−２の過渡的な電圧変動の抑制のためにコンデンサ１２を放電させるために、高抵抗素子１９Ａを低抵抗素子１９Ｂ（例えば、電源４８Ｖ系で数ｍΩ程度）に交換する。

なお、非特許文献１には、高抵抗素子１９Ａおよび低抵抗素子１９Ｂとして、ヒューズを用いることが開示されている。

"充電用テストランプ"、大東通信機株式会社、［平成２２年３月８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.daitotusin.co.jp/contents/set/juuden/juuden.pdf＞

上述のように、図５に示した従来の電流分配装置１０においては、コンデンサ１２の充電時は、コンデンサ１２のショート回避のために高抵抗素子１９Ａを挿入し、充電完了後は、運用中における通信装置３０−１，３０−２の過渡的な電圧変動を抑制するために、高抵抗素子１９Ａを低抵抗素子１９Ｂに交換する必要があるという課題があった。

そこで、本発明の目的は、コンデンサへの充電完了後の抵抗素子の交換作業を不要にすることができる電流分配装置を提供することにある。

本発明の電流分配装置は、
電源装置から出力された電流を分配する電流分配装置であって、
前記電源装置と並列に接続されたコンデンサと、
前記電源装置と並列にかつ前記電源装置の正極側で前記コンデンサと直列に接続され、前記コンデンサの放電方向にのみ電流が流れるように制限する電流制限素子と、前記電流制限素子に並列に接続された高抵抗素子と、からなる並列回路と、
を有することを特徴とする。

本発明の電流分配装置においては、コンデンサの充電時には、高抵抗素子を介して充電が行われ、コンデンサからの放電時には、電流制限素子を介して放電が行われる。

そのため、本構成のままでも、コンデンサがショートしないようにコンデンサを充電することができ、また、過渡的な電圧変動を抑制するためにコンデンサを放電させることができる。

したがって、従来の電流分配装置（図５参照）で行われていた、コンデンサの充電完了後における抵抗素子の交換作業が不要になるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態の電流分配装置の構成の一例を示す図である。図１に示した、直流電源装置、高抵抗素子、およびコンデンサからなる閉回路を抜き出した図である。図２に示した閉回路の回路特性を示す図である。本発明の第２の実施形態の電流分配装置の構成の一例を示す図である。従来の電流分配装置の構成の一例を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態の電流分配装置１０の構成の一例を示す。なお、図１において、図５に示した従来の電流分配装置１０と同様の部分には同一の符号を付す。

図１に示すように、本実施形態の電流分配装置１０は、直流電源装置２０と並列にかつ直流電源装置２０の正極側でコンデンサ１２と直列に接続され、コンデンサ１２の放電方向にのみ電流が流れるように制限する電流制限素子であるダイオード１３と、ダイオード１３に並列に接続された高抵抗素子１４と、からなる並列回路１５を設けた構成となっている。

ここでは、一例として、直流電源装置２０の電源電圧Ｅが４００Ｖ、コンデンサ１２の容量Ｃが４．７ｍＦ、高抵抗素子１４の抵抗Ｒが１０ｋΩとする。また、ダイオード１３は、０．６５Ｖを超える順方向電圧が印加されると、極めて低抵抗になるものとする。

本実施形態においては、コンデンサ１２の充電時には、ダイオード１３には逆方向電圧が印加されることになり、直流電源装置２０からの充電電流は高抵抗素子１４のみに流れ込むことから、高抵抗素子１４を介した小さな充電電流により充電が行われる。

また、運用中における通信装置３０−１，３０−２の過渡的な電圧変動を抑制するためのコンデンサ１２からの放電時には、ダイオード１３には順方向電圧が印加されることになり、コンデンサ１２からの放電電流はダイオード１３側に流れ込むことから、ダイオード１３を介して放電が行われる。

したがって、本構成のままでも、コンデンサ１２がショートしないようにコンデンサ１２を充電することができ、また、通信装置３０−１，３０−２の過渡的な電圧変動を抑制するためにコンデンサ１２を放電させることができる。

そのため、図５に示した従来の電流分配装置で行われていた、コンデンサ１２の充電完了後における抵抗素子の交換作業が不要になるという効果が得られる。

なお、本実施形態においては、高抵抗素子１４の抵抗Ｒを１０ｋΩとして説明したが、抵抗Ｒは、時定数τ（＝Ｃ＊Ｒ）と高抵抗素子１４の発熱とを勘案して決定されるものであり、１０ｋΩに限定されるものではない。

ここで、高抵抗素子１４の抵抗値の決定方法について図２および図３を参照して説明する。図２は、図１から、直流電源装置２０、高抵抗素子１４、およびコンデンサ１２なる閉回路を抜き出したものである。図３は、図２の閉回路の回路特性を示したものであり、上図は時定数−電流特性であり、下図は時定数−電圧特性である。
・時定数との関係
コンデンサ１２が充電電流によりショートしないためには、図３の上図において、電流Ｉｃをある値（このときのτをτ_Aとする）よりも小さくする必要がある。その一方で、コンデンサ１２の充電時間を早くするには、図３の上図において、電流Ｉｃをある値（このときのτをτ_Bとする）よりも大きくする必要がある。

よって、時定数との関係では、Ｒは以下の（１）式を満たす必要がある。

τ_A＜Ｃ＊Ｒ＜τ_B・・・（１）
なお、τ_Aとτ_Bは、電流分配装置１０の仕様等に応じて任意に設定可能である。
・発熱との関係
高抵抗素子１４の抵抗Ｒを小さくすると、発熱も大きくなる。したがって、抵抗Ｒは、高抵抗素子１４の定格電力Ｐ（＝Ｅ²／Ｒ）を超えないよう設定する必要がある。

よって、発熱との関係では、Ｒは以下の（２）式を満たす必要がある。

Ｒ＞Ｅ²／Ｐ・・・（２）
以上より、高抵抗素子１４の抵抗Ｒは、上記の（１）式と（２）式を満たす値に決定される。
（第２の実施形態）
図４に、本発明の第２の実施形態の電流分配装置１０の構成の一例を示す。なお、図４において、図１に示した第１の実施形態の電流分配装置１０と同様の部分には同一の符号を付す。

図４に示すように、本実施形態の電流分配装置１０は、図１に示した第１の実施形態と比較して、直流電源装置２０と並列にかつ直流電源装置２０の正極側で並列回路１５と直列に接続されたヒューズ１６を設けた点が異なる。

ここで、ヒューズ１６は、低抵抗ヒューズ（例えば、電源４８Ｖ系で数ｍΩ程度）とする。

本実施形態においては、ヒューズ１６を設けているため、通信装置３０−１，３０−２に短絡が発生したとしても、その短絡電流によりヒューズ１６が溶断し、それにより、コンデンサ１２を保護することができるという効果が得られる。

また、停電が発生した場合、復電時にコンデンサ１２の再充電が行われるが、この場合も高抵抗素子１４を介して充電が行われる。したがって、充電電流は、ヒューズ１６の抵抗値に拘わらず、小さくなるため、ヒューズ１６を低抵抗ヒューズにすることができ、また、充電電流によりヒューズ１６が溶断するリスクがないという効果が得られる。

その他の効果は第１の実施形態と同様である。

なお、上述した第１および第２の実施形態においては、電流制限素子の一例としてダイオード１３を利用した構成について説明したが、電流制限素子はダイオード１３に限定されず、コンデンサ１２の放電方向にのみ電流が流れるように制限する素子であればよい。

１０電流分配装置
１１−１，１１−２ヒューズ
１２コンデンサ
１３ダイオード
１４高抵抗素子
１５並列回路
１６ヒューズ
２０直流電源装置
３０−１，３０−２通信装置

Claims

電源装置から出力された電流を分配する電流分配装置であって、
前記電源装置と並列に接続されたコンデンサと、
前記電源装置と並列にかつ前記電源装置の正極側で前記コンデンサと直列に接続され、前記コンデンサの放電方向にのみ電流が流れるように制限する電流制限素子と、前記電流制限素子に並列に接続された高抵抗素子と、からなる並列回路と、
を有する電流分配装置。
前記電源装置と並列にかつ前記電源装置の正極側で前記並列回路と直列に接続されたヒューズをさらに有する、
請求項１に記載の電流分配装置。
前記電流制限素子はダイオードである、
請求項１または２に記載の電流分配装置。