JP2011217498A - 半導体遮断器及び直流給電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過電流発生時にそれが短絡等の事故電流であるか否かを判定するために、半導体スイッチ部31を流れる電流を検出する電流センサ32と負荷側の電圧を検出する電圧センサ33を設けると共に、過電流判定用の電流閾値と事故判定用の電圧閾値を設定する。そして、検出された電流が電流閾値以上の過電流と判定された場合、その過電流と判定された時から判定時間T1が経過するのを待つ。そして、判定時間T1が経過した時に、その時の負荷側の電圧をみて、電圧閾値を下回っていた場合には、短絡等による事故電流と判定して、半導体スイッチ部31を継続的にオフする。
【選択図】図1
Description
しかし、そのようにすると、本当に短絡事故が発生して事故電流が流れている場合にも、設定した時間が経過するまではリトライ動作が繰り返されることになり、短絡事故であるとの判定や半導体スイッチング素子を完全にオフさせるタイミングが遅れてしまう。
次に、請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の半導体遮断器であって、リトライ制御手段は、過電流判断手段により過電流と判断されたことによってリトライ動作を開始した後、電圧判断手段によって、判定所要期間が経過するまでに電圧検出手段により検出される電圧が継続遮断不要条件を満たすと判断された場合は、予め設定されたリトライ停止条件の成立後にリトライ動作を停止する。
リトライ制御手段は、そもそも、過電流と判断された場合にリトライ動作を開始するものであるから、リトライ動作を行うべきか否かは、本来、過電流状態であるか否かによって決めるのが適切であるとも言える。そのため、電流が電流閾値を下回った場合(即ち過電流状態ではなくなった場合)にリトライ動作を停止させるようにすれば、より適切なタイミングでのリトライ動作の停止が可能となる。
[第1実施形態]
(1)直流給電システムの構成
図1に、本発明が適用された実施形態の直流給電システムの概略構成を表す。図1に示すように、本実施形態の直流給電システム1は、電源装置3からの直流電力を電力供給線7,8を介して複数の負荷装置21,22,23・・・へ供給するよう構成されたものである。
次に、上記のように構成された半導体遮断器11の動作について、図2を用いて説明する。図2(a)は、負荷装置21へコンデンサの充電電流が流れたことによって過電流が発生した場合の動作例を表し、図2(b)は、負荷装置21側の短絡等の事故による事故電流が流れたことによって過電流が発生した場合の動作例を表す。
次に、半導体遮断器11を上記のように動作させるために制御部44が実行する過電流保護制御処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。図3のフローチャートは、半導体スイッチ部31がオンされることにより負荷装置21への定常的な電力供給が開始された後の処理を示すものである。
以上説明した本実施形態の半導体遮断器11では、過電流発生時にそれが短絡等の事故電流であるか否かを判定するために、半導体スイッチ部31を流れる電流を検出する電流センサ32と負荷側の電圧を検出する電圧センサ33を設けると共に、過電流判定用の電流閾値と事故判定用の電圧閾値が設定されている。
上記第1実施形態では、電流Idが電流閾値以上の過電流状態となった場合に、その過電流状態となった時から判定時間T1が経過した時の電圧Vdが電圧閾値以上となっているか否かに基づいて、事故電流であるか否かの判定を行うようにした(図3のS160〜S180等参照)。
上記第1実施形態では、電流Idが電流閾値以上の過電流状態となった場合、判定時間T1が経過するまでは待機して、判定時間T1が経過した時に、その時の電圧Vdに基づいて事故電流であるか否かの判定が行われる構成であった(図3のS160〜S180参照)。また、過電流状態となったものの事故電流とは判定されなかった場合には、過電流状態となってからリトライ時間T2が経過するまではリトライ動作を継続し、リトライ時間T2が経過したらリトライ動作を停止して定常状態(オン継続)へ移行する構成であった(図3のS190〜S210参照)。
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。
Claims (8)
- 電源装置から電力供給線を介して負荷装置へ直流電力を供給する直流給電システムにおいて、前記電源装置と前記負荷装置の間を導通・遮断するために前記電力供給線に設けられた半導体遮断器であって、
前記電力供給線上に挿入され、該電力供給線を導通・遮断するための、半導体スイッチング素子からなる半導体スイッチ手段と、
前記電源装置から前記負荷装置へ前記半導体スイッチ手段を介して流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流が予め設定された電流閾値以上である過電流であるか否か判断する過電流判断手段と、
前記過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、所定のタイミングで前記半導体スイッチ手段のオン・オフを繰り返すリトライ動作を行うリトライ制御手段と、
前記電力供給線を介して前記負荷装置へ出力されている電圧を検出する電圧検出手段と、
前記過電流判断手段により前記過電流と判断された場合に、該判断されてから予め設定された判定所要期間が経過するまでに前記電圧検出手段により検出される電圧が予め設定された継続遮断不要条件を満たすか否か判断する電圧判断手段と、
前記電圧判断手段により、前記判定所要期間が経過するまでに前記電圧検出手段により検出される電圧が前記継続遮断不要条件を満たすと判断されなかった場合に、前記半導体スイッチ手段を継続的にオフさせる遮断手段と、
を備えたことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項1に記載の半導体遮断器であって、
前記継続遮断不要条件は、前記過電流判断手段により前記過電流と判断されてから前記判定所要期間が経過するまでに、前記電圧検出手段により検出される電圧が予め設定された電圧閾値以上となることである
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項1に記載の半導体遮断器であって、
前記継続遮断不要条件は、前記過電流判断手段により前記過電流と判断されてから前記判定所要期間が経過するまでに、前記電圧検出手段により検出される電圧の変化量が予め設定された電圧変化量閾値以上となることである
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の半導体遮断器であって、
前記判定所要期間は、予め設定された判定時間が経過するまでの期間、又は前記リトライ制御手段による前記リトライ動作が予め設定された判定回数行われる期間である
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の半導体遮断器であって、
前記リトライ制御手段は、前記過電流判断手段により前記過電流と判断されたことによって前記リトライ動作を開始した後、前記電圧判断手段によって、前記判定所要期間が経過するまでに前記電圧検出手段により検出される電圧が前記継続遮断不要条件を満たすと判断された場合は、予め設定されたリトライ停止条件の成立後に前記リトライ動作を停止する
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項5に記載の半導体遮断器であって、
前記リトライ停止条件は、前記リトライ動作の開始から予め設定されたリトライ時間以上が経過すること、又は前記リトライ動作の開始から予め設定されたリトライ回数以上前記リトライ動作を行うことである
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 請求項5に記載の半導体遮断器であって、
前記リトライ停止条件は、前記電流検出手段により検出された電流が前記電流閾値を下回ることである
ことを特徴とする半導体遮断器。 - 電源装置から複数の負荷装置へ直流電力を供給する直流給電システムであって、
前記電源装置からの直流電力を複数の系統に分配して該系統毎にそれぞれ電流供給線を介して一又は複数の負荷装置へ直流電力を供給するよう構成されており、
前記各電流供給線の少なくとも1つに、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の半導体遮断器が設けられている
ことを特徴とする直流給電システム。
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