JP2015162908A - DC voltage supply circuit and ground fault detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電圧供給回路および地絡検出回路に関し、特に、地絡により生じる電流を用いて地絡検出を行う直流電圧供給回路および地絡検出回路に関する。 The present invention relates to a DC voltage supply circuit and a ground fault detection circuit, and more particularly to a DC voltage supply circuit and a ground fault detection circuit that perform ground fault detection using a current generated by a ground fault.
地絡による事故等を回避するために、地絡検出回路を用いた地絡の検出が行われる。地絡とは、たとえば、電気回路およびグランド間の絶縁が破壊され、両者が低いインピーダンスで電気的に接続された状態を言う。地絡は、電気回路に損傷を与えるとともに、感電および火災の原因となる場合がある。 In order to avoid an accident caused by a ground fault, a ground fault is detected using a ground fault detection circuit. A ground fault means the state by which the insulation between an electric circuit and a ground was destroyed and both were electrically connected by low impedance, for example. Ground faults can damage electrical circuits and cause electric shocks and fires.
地絡検出回路の一例として、たとえば、特許文献1(特開2010−213450号公報)の図5には、以下のような回路が開示されている。すなわち、地絡検出回路は、P極およびN極間に直列に接続された、等しい抵抗値を有する2つの分圧抵抗と、中性点Mおよび接地点G間に直列に接続された地絡検出抵抗および地絡検出リレーとにより構成される。 As an example of the ground fault detection circuit, for example, the following circuit is disclosed in FIG. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-213450. That is, the ground fault detection circuit includes two voltage dividing resistors having the same resistance value connected in series between the P pole and the N pole, and a ground fault connected in series between the neutral point M and the ground point G. It comprises a detection resistor and a ground fault detection relay.
当該地絡検出回路は、直流電源と負荷との間に設けられている。たとえば、直流電源の正側端が地絡した場合、地絡電流が、地絡箇所からグランドへ流れ、さらにグランドから接地点Gを通じて地絡検出リレーを通して流れる。当該地絡検出回路は、地絡検出リレーを通して流れる電流を用いて地絡を検出する。 The ground fault detection circuit is provided between the DC power supply and the load. For example, when the positive side end of the DC power supply has a ground fault, a ground fault current flows from the ground fault location to the ground, and further flows from the ground through the ground point G through the ground fault detection relay. The ground fault detection circuit detects a ground fault using a current flowing through the ground fault detection relay.
ここで、直流電源、負荷および地絡検出回路を備える上記の回路において、直流電源と地絡検出回路との間に、新たに非絶縁型の電圧変換回路を設けた構成について考える。当該電圧変換回路は、直流電源の出力を、たとえば昇圧して負荷に供給する。また、当該電圧変換回路の入出力間は絶縁されていないため、直流電源の負側端とN極とは同電位となっている。 Here, in the above circuit including a DC power supply, a load, and a ground fault detection circuit, a configuration in which a non-insulated voltage conversion circuit is newly provided between the DC power supply and the ground fault detection circuit will be considered. The voltage conversion circuit boosts the output of the DC power supply, for example, and supplies it to the load. In addition, since the input and output of the voltage conversion circuit are not insulated, the negative side end of the DC power supply and the N pole are at the same potential.
いま、直流電源の両端の電位差が100Vであり、負荷の両端の電位差、すなわちP極およびN極間の電位差が200Vであるとする。このとき、中性点Mの電圧は、接地点Gの電圧と同じであるため、ゼロボルトである。そして、2つの分圧抵抗の抵抗値は互いに等しいため、N極の電圧はマイナス100ボルトである。 Now, it is assumed that the potential difference between both ends of the DC power supply is 100V, and the potential difference between both ends of the load, that is, the potential difference between the P pole and the N pole is 200V. At this time, since the voltage at the neutral point M is the same as the voltage at the ground point G, it is zero volts. Since the resistance values of the two voltage dividing resistors are equal to each other, the voltage at the N pole is minus 100 volts.
また、直流電源の負側端とN極とは同電位であるため、直流電源の負側端の電圧もマイナス100Vである。そして、直流電源の両端の電位差は100Vであるため、直流電源の正側端の電圧はゼロボルトである。このとき、直流電源の正側端とグランドとは同電位となっている。 Further, since the negative end of the DC power supply and the N pole are at the same potential, the voltage at the negative end of the DC power supply is also minus 100V. And since the electric potential difference of both ends of DC power supply is 100V, the voltage of the positive side end of DC power supply is zero volt. At this time, the positive side end of the DC power supply and the ground are at the same potential.
直流電源の正側端とグランドとが同電位の場合、直流電源の正側端が何らかの理由により地絡したとしても、地絡箇所およびグランド間に地絡電流は流れない。したがって、地絡検出リレーにも電流が流れないため、地絡検出回路は地絡を検出することができない。 When the positive side end of the DC power supply and the ground are at the same potential, even if the positive side end of the DC power supply has a ground fault for some reason, no ground fault current flows between the ground fault location and the ground. Therefore, since no current flows through the ground fault detection relay, the ground fault detection circuit cannot detect the ground fault.
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、より確実に地絡を検出することが可能な直流電圧供給回路および地絡検出回路を提供することである。 This invention was made in order to solve the above-mentioned subject, and the objective is to provide the DC voltage supply circuit and ground fault detection circuit which can detect a ground fault more reliably.
(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る直流電圧供給回路は、互いの正側線および負側線がそれぞれ接続された複数の直流回路と、前記正側線および前記負側線間の中間ノードと各前記直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する地絡検出回路とを備え、前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている。 (1) In order to solve the above-described problem, a DC voltage supply circuit according to an aspect of the present invention includes a plurality of DC circuits each having a positive side line and a negative side line connected to each other, and between the positive side line and the negative side line. A ground fault detection circuit for detecting a current flowing between the intermediate node of each of the DC circuits and a reference potential node of each DC circuit, and the voltage of the intermediate node is an absolute value of an input voltage or an output voltage of each DC circuit The absolute value is set to be smaller than the smallest absolute value.
(5)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る地絡検出回路は、複数の直流回路の正側線に電気的に接続された第1の接続ノードと、各前記直流回路の負側線に電気的に接続された第2の接続ノードと、前記第1の接続ノードおよび前記第2の接続ノード間の中間ノードと前記各直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する電流検出回路とを備え、前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている。 (5) In order to solve the above-described problem, a ground fault detection circuit according to an aspect of the present invention includes a first connection node electrically connected to positive lines of a plurality of DC circuits, and each of the DC circuits. A current flowing between a second connection node electrically connected to the negative side line, an intermediate node between the first connection node and the second connection node, and a reference potential node of each DC circuit is detected. The voltage of the intermediate node is set to be an absolute value smaller than the minimum absolute value of the absolute values of the input voltage or output voltage of each DC circuit.
本発明によれば、より確実に地絡を検出することができる。 According to the present invention, a ground fault can be detected more reliably.
最初に、本発明の実施の形態の内容を列記して説明する。 First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1)本発明の実施の形態に係る直流電圧供給回路は、互いの正側線および負側線がそれぞれ接続された複数の直流回路と、前記正側線および前記負側線間の中間ノードと各前記直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する地絡検出回路とを備え、前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている。 (1) A DC voltage supply circuit according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of DC circuits each having a positive side line and a negative side line connected to each other; an intermediate node between the positive side line and the negative side line; A ground fault detection circuit that detects a current flowing between a reference potential node of the circuit and the voltage of the intermediate node is smaller than the absolute value of the absolute value of the input voltage or the output voltage of each DC circuit. Is set to be a small absolute value.
このような構成により、複数の直流回路における各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードと異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、地絡箇所および基準電位ノード間に地絡電流が流れる。したがって、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, since each positive side line and each negative side line in a plurality of DC circuits have voltages different from the reference potential node, a ground fault occurs in any location of each of the positive side line and each negative side line. Even in this case, a ground fault current flows between the ground fault location and the reference potential node. Therefore, a ground fault can be detected more reliably.
(2)好ましくは、前記地絡検出回路は、前記正側線に電気的に接続された第1の抵抗と、前記負側線に電気的に接続された第2の抵抗と、前記第1の抵抗および前記第2の抵抗と前記基準電位ノードとの間に接続された第3の抵抗とを含む。 (2) Preferably, the ground fault detection circuit includes a first resistor electrically connected to the positive side line, a second resistor electrically connected to the negative side line, and the first resistor. And a third resistor connected between the second resistor and the reference potential node.
このような構成により、簡易な回路で、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, a ground fault can be detected more reliably with a simple circuit.
(3)好ましくは、前記直流電圧供給回路は、さらに、前記直流回路に対応して設けられ、対応の前記直流回路の電圧を変換する電圧変換回路を備え、前記地絡検出回路は、前記電圧変換回路の前記直流回路に対して反対側に電気的に接続されている。 (3) Preferably, the DC voltage supply circuit further includes a voltage conversion circuit that is provided corresponding to the DC circuit and converts the voltage of the corresponding DC circuit, and the ground fault detection circuit includes the voltage The conversion circuit is electrically connected to the opposite side of the DC circuit.
このような構成により、入力電圧または出力電圧の異なる複数の直流回路を共通の地絡検出回路に接続することができ、また、各直流回路における正側線および負側線のいずれもが基準電位ノードと異なる電圧となるため、各正側線および各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, a plurality of DC circuits having different input voltages or output voltages can be connected to a common ground fault detection circuit, and both the positive side line and the negative side line in each DC circuit are connected to the reference potential node. Since the voltages are different, the ground fault can be detected more reliably even when a ground fault occurs at any location of each positive side line and each negative side line.
(4)より好ましくは、前記電圧変換回路において、前記直流回路側の回路と前記地絡検出回路側の回路とは、電気的に絶縁されていない。 (4) More preferably, in the voltage conversion circuit, the circuit on the DC circuit side and the circuit on the ground fault detection circuit side are not electrically insulated.
このような構成により、直流回路側の回路が地絡した場合でも、地絡箇所とグランドとの間で電流が地絡検出回路を通して流れ、また、各直流回路における正側線および負側線のいずれもが基準電位ノードと異なる電圧となるため、各正側線および各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, even if the circuit on the DC circuit side has a ground fault, current flows between the ground fault location and the ground through the ground fault detection circuit, and both the positive side line and the negative side line in each DC circuit are Since the voltage is different from the reference potential node, it is possible to detect the ground fault more reliably even when a ground fault occurs at any location of each positive side line and each negative side line.
(5)本発明の実施の形態に係る地絡検出回路は、複数の直流回路の正側線が電気的に接続された第1の接続ノードと、各前記直流回路の負側線が電気的に接続された第2の接続ノードと、前記第1の接続ノードおよび前記第2の接続ノード間の中間ノードと各前記直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する電流検出回路とを備え、前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている。 (5) In the ground fault detection circuit according to the embodiment of the present invention, the first connection node in which the positive side lines of the plurality of DC circuits are electrically connected to the negative side line of each of the DC circuits is electrically connected. And a current detection circuit for detecting a current flowing between the first connection node, an intermediate node between the second connection nodes, and a reference potential node of each of the DC circuits. The voltage at the intermediate node is set to an absolute value smaller than the minimum absolute value of the absolute values of the input voltage or output voltage of each DC circuit.
このような構成により、複数の直流回路の各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードと異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、地絡箇所および基準電位ノード間に地絡電流が流れる。したがって、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, since each positive side line and each negative side line of the plurality of DC circuits has a voltage different from the reference potential node, a ground fault occurs at any location of each of the positive side line and each negative side line. Even in this case, a ground fault current flows between the ground fault location and the reference potential node. Therefore, a ground fault can be detected more reliably.
本発明は、このような特徴的な処理部を備える直流電圧供給回路または地絡検出回路として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、直流電圧供給回路または地絡検出回路の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、直流電圧供給回路または地絡検出回路を含むシステムとして実現したりすることができる。 The present invention can be realized not only as a DC voltage supply circuit or a ground fault detection circuit including such a characteristic processing unit, but also as a method using such characteristic processing as a step, It can be realized as a program to be executed by a computer. Further, it can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the DC voltage supply circuit or the ground fault detection circuit, or can be realized as a system including the DC voltage supply circuit or the ground fault detection circuit.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. Moreover, you may combine arbitrarily at least one part of embodiment described below.
<第1の実施の形態>
[構成および基本動作]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路の概略構成を示す図である。
<First Embodiment>
[Configuration and basic operation]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a DC voltage supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
図1を参照して、直流電圧供給回路10は、負荷部9に電圧を供給する。直流電圧供給回路10は、直流回路1,2と、地絡検出回路4と、電圧変換回路5,6とを備える。負荷部9は、インバータ91と、負荷92とを備える。
Referring to FIG. 1, DC
直流回路1,2は、たとえば、太陽電池モジュールまたは蓄電池を含む直流回路である。電圧変換回路5は、たとえば、直流回路1から直流電圧を受けて、受けた直流電圧のレベルを変換して負荷部9へ供給する。電圧変換回路6は、たとえば、直流回路2から直流電圧を受けて、受けた電圧のレベルを変換して負荷部9へ供給する。電圧変換回路5の出力側と電圧変換回路6の出力側とは互いに接続されている。
The
なお、たとえば、直流回路2が蓄電池を含む回路である場合であって、当該蓄電池が充電されるときには、電圧変換回路6は、電圧変換回路5から受けた直流電圧のレベルを変換して当該蓄電池に供給してもよい。
For example, when the
地絡検出回路4は、電圧変換回路5および電圧変換回路6と負荷部9との間に配置され、電圧変換回路5および電圧変換回路6の出力側とグランドとの間に接続されている。地絡検出回路4は、直流電圧供給回路10において地絡が発生した場合に、自己を通して流れる電流に基づいて地絡を検出する。
The ground
なお、地絡検出回路4を電圧変換回路5および電圧変換回路6と負荷部9との間に配置する構成ではなく、直流回路1と電圧変換回路5との間、および直流回路2と電圧変換回路6との間にそれぞれ配置する構成も考えられる。但し、電圧変換回路5および電圧変換回路6と負荷部9との間に地絡検出回路4を配置する構成の方が、部品数を少なくすることができ、たとえばコストを抑えることができる。
The ground
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention.
図2を参照して、直流回路1は、直流電源E14を含む。直流回路2は、直流電源E24を含む。直流電源E14および直流電源E24は、たとえば、太陽電池モジュールまたは蓄電池である。
Referring to FIG. 2,
電圧変換回路5は、キャパシタC15と、インダクタL16と、スイッチSW17と、ダイオードD18と、キャパシタC29とを含む。スイッチSW17は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
電圧変換回路6は、キャパシタC25と、インダクタL26と、スイッチSW27と、ダイオードD28と、キャパシタC29とを含む。スイッチSW27は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
地絡検出回路4は、抵抗(第1の抵抗)R31と、抵抗(第2の抵抗)R32と、電流検出回路36とを備える。電流検出回路36は、抵抗(第3の抵抗)R33と、電圧計測部34と、警報部35とを含む。
The ground
地絡検出回路4は、電圧変換回路5の直流回路1に対して反対側であって、電圧変換回路6の直流回路2に対して反対側に電気的に接続されている。
The ground
以下、回路または回路要素が「接続されている」とは、これらが直接接続されている状態に限らず、他の回路または回路要素を介して、電気的に接続されている状態も含む。 Hereinafter, “connected” of a circuit or a circuit element includes not only a state in which they are directly connected but also a state in which they are electrically connected via another circuit or circuit element.
電圧変換回路5において、直流電源E14の正側端と、キャパシタC15の第1端と、インダクタL16の第1端とが接続されている。直流電源E14の負側端と、キャパシタC15の第2端と、スイッチSW17の第2端とが接続されている。インダクタL16の第2端と、スイッチSW17の第1端と、ダイオードD18のアノードとが接続されている。ダイオードD18のカソードと、キャパシタC29の第1端とが接続されている。スイッチSW17の第2端と、キャパシタC29の第2端とが接続されている。キャパシタC29の第1端は、負荷部9の正側端に接続されている。キャパシタC29の第2端は、負荷部9の負側端に接続されている。
In the
電圧変換回路6において、直流電源E24の正側端と、キャパシタC25の第1端と、インダクタL26の第1端とが接続されている。直流電源E24の負側端と、キャパシタC25の第2端と、スイッチSW27の第2端とが接続されている。インダクタL26の第2端と、スイッチSW27の第1端と、ダイオードD28のアノードとが接続されている。ダイオードD28のカソードと、キャパシタC29の第1端とが接続されている。スイッチSW27の第2端と、キャパシタC29の第2端とが接続されている。
In the
電圧変換回路5は、直流回路1に対応して設けられ、スイッチSW17をスイッチングすることにより、直流回路1の出力電圧を変換する。
The
また、電圧変換回路6は、直流回路2に対応して設けられ、スイッチSW27をスイッチングすることにより、直流回路2の出力電圧を変換する。
The
より詳細には、たとえば、電圧変換回路5において、インダクタL16は、スイッチSW17がオンしたときに、自己を通して流れる電流を増加させてエネルギーを蓄積する。そして、インダクタL16に蓄積されたエネルギーは、スイッチSW17がオフしたときにダイオードD18を通してキャパシタC29へ放出され、キャパシタC29を充電する。これにより、電圧変換回路5は、直流回路1から受けた直流電圧を、所定レベルの直流電圧に変換して出力することができる。電圧変換回路6においても同様である。
More specifically, for example, in the
電圧変換回路5において、直流回路1側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。また、電圧変換回路6において、直流回路2側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。つまり、電圧変換回路5および電圧変換回路6は、非絶縁型の電圧変換回路である。
In the
以下、直流回路1の正側の出力端子と接続され、直流回路1の正側の出力端子と同電位になる配線を直流回路1の正側線とも称する。また、直流回路1の負側の出力端子と接続され、直流回路1の負側の出力端子と同電位になる配線を直流回路1の負側線とも称する。
Hereinafter, the wiring that is connected to the positive output terminal of the
また、直流回路2の正側の出力端子と接続され、直流回路2の正側の出力端子と同電位になる配線を直流回路2の正側線とも称する。また、直流回路2の負側の出力端子と接続され、直流回路2の負側の出力端子と同電位になる配線を、直流回路2の負側線とも称する。
The wiring connected to the positive output terminal of the
直流回路1および直流回路2の正側線は互いに接続されている。具体的には、直流回路1および直流回路2の正側線は、電圧変換回路5および電圧変換回路6を介して互いに接続されている。また、直流回路1および直流回路2の負側線は互いに接続されている。
The positive side lines of the
抵抗R31は、正側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第1端は、電圧変換回路5を介して、直流回路1の正側線に接続されており、電圧変換回路6を介して、直流回路2の正側線に接続されている。
The resistor R31 is electrically connected to the positive side line. More specifically, the first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R31の第1端は、接続ノード(第1の接続ノード)N41において、直流回路1の正側線および直流回路2の正側線と接続されている。つまり、接続ノードN41は、直流回路1および直流回路2の正側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN41は、電圧変換回路5を介して、直流回路1の正側線に接続され、電圧変換回路6を介して、直流回路2の正側線に接続されている。接続ノードN41は、たとえば、ケーブルの接続端子またはプリント基板の配線の接続箇所である。また、接続ノードN41は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R32は、負側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R32の第1端は、電圧変換回路5を介して、直流回路1の負側線に接続されており、電圧変換回路6を介して、直流回路2の負側線に接続されている。
The resistor R32 is electrically connected to the negative side line. More specifically, the first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R32の第1端は、接続ノード(第2の接続ノード)N42において、直流回路1の負側線および直流回路2の負側線と接続されている。つまり、接続ノードN42は、直流回路1および直流回路2の負側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN42は、電圧変換回路5を介して、直流回路1の負側線に接続され、電圧変換回路6を介して、直流回路2の負側線に接続されている。接続ノードN42は、たとえば、ケーブルの接続端子またはプリント基板の配線の接続箇所である。また、接続ノードN42は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R31の第2端および抵抗R32の第2端は、正側線および負側線間の中間のノードである中間ノードにおいて接続される。正側線および負側線間の電圧は、抵抗R31および抵抗R32により分圧される。したがって、中間ノードの電圧は、正側線の電圧と負側線の電圧との間の電圧である。中間ノードは、たとえば、ケーブルの接続端子またはプリント基板の配線の接続箇所である。 The second end of the resistor R31 and the second end of the resistor R32 are connected at an intermediate node that is an intermediate node between the positive side line and the negative side line. The voltage between the positive side line and the negative side line is divided by the resistor R31 and the resistor R32. Therefore, the voltage of the intermediate node is a voltage between the voltage of the positive side line and the voltage of the negative side line. The intermediate node is, for example, a connection point of a cable connection terminal or a printed circuit board wiring.
抵抗R33は、抵抗R31および抵抗R32と、直流電圧供給回路10の基準電位ノードN44との間に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第2端と、抵抗R32の第2端と、抵抗R33の第1端とが、中間ノードN43において接続されている。また、抵抗R33の第2端と、基準電位ノードN44とが接続されている。
The resistor R33 is connected between the resistors R31 and R32 and the reference potential node N44 of the DC
基準電位ノードN44は、たとえばグランドに接続されており、直流回路1,2、地絡検出回路4、電圧変換回路5,6および負荷部9の基準電位となっている。
The reference potential node N44 is connected to, for example, the ground, and serves as a reference potential for the
また、電圧計測部34の第1端は、中間ノードN43に接続され、電圧計測部34の第2端は、基準電位ノードN44に接続されている。
The first end of the
電流検出回路36は、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間を流れる電流、すなわち抵抗R33を通して流れる電流を検出する。より詳細には、電圧計測部34は、抵抗R33を通して電流が流れることにより生じる抵抗R33の両端の電圧を測定し、測定結果を警報部35へ出力する。警報部35は、電圧計測部34から受けた抵抗R33の両端の電圧の測定結果に基づいて、地絡が発生したか否かを判断する。そして、地絡が発生したと判断した場合には警報を発する。
The
たとえば、電流検出回路36は、所定の閾値を用いて地絡を検出する。具体的には、たとえば警報部35が、電圧計測部34から受けた抵抗R33の両端電圧の測定結果と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて地絡を検出する。
For example, the
図3は、図2に示す直流電圧供給回路における地絡の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a ground fault in the DC voltage supply circuit shown in FIG.
図3を参照して、直流回路2の負側線が地絡している。より詳細には、直流電源E24の負側端が、地絡抵抗R50を介して、基準電位ノードN44に接続されている。
Referring to FIG. 3, the negative side line of
このように、直流回路2の負側線が地絡した場合、地絡電流I1が、基準電位ノードN44から地絡抵抗50を通って直流回路2の負側線へ流れる。具体的には、たとえば、地絡電流I1は、直流電源E24から出力され、抵抗R31および抵抗R33を通って基準電位ノードN44へ流れ、基準電位ノードN44から地絡抵抗R50を通って直流電源E24へ戻る。
Thus, when the negative side line of the
このとき、抵抗R33の両端には、地絡電流I1によって電位差が生じる。電流検出回路36は、抵抗R33の両端に生じた電位差に基づいて、地絡を検出する。
At this time, a potential difference is generated at both ends of the resistor R33 due to the ground fault current I1. The
図4は、図2に示す直流電圧供給回路における地絡の他の例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing another example of the ground fault in the DC voltage supply circuit shown in FIG.
図4を参照して、直流回路2の正側線が地絡している。具体的には、直流電源E24の正側端が、地絡抵抗R50を介して、基準電位ノードN44に接続されている。
Referring to FIG. 4, the positive side line of
このように、直流回路2の正側線が地絡した場合、地絡電流I2が、直流回路2の正側線から地絡抵抗R50を通って基準電位ノードN44へ流れる。具体的には、たとえば、地絡電流I2は、直流電源E24から出力され、地絡抵抗R50を通って基準電位ノードN44へ流れ、基準電位ノードN44から抵抗R33および抵抗R32を通って直流電源E24へ戻る。
Thus, when the positive side line of the
このとき、抵抗R33の両端には、地絡電流I2によって電位差が生じる。電流検出回路36は、抵抗R33の両端に生じた電位差に基づいて、地絡を検出する。
At this time, a potential difference is generated at both ends of the resistor R33 due to the ground fault current I2. The
ここで、直流電圧供給回路10のいずれの箇所も地絡していない場合であって、直流電源E14の出力電圧の絶対値、つまり直流電源E14の両端の電位差の絶対値が50Vであり、直流電源E24の出力電圧の絶対値、つまり直流電源E24の両端の電位差の絶対値が100Vであり、負荷部9に印加される電圧の絶対値が200Vであり、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値が40kΩであり、抵抗R33の抵抗値が1kΩである場合について考える。以下、特に文中に示した場合を除き、基準電位ノードN44の電位をゼロボルトとする。
Here, there is no ground fault in any part of the DC
直流電圧供給回路10のいずれの箇所も地絡していない場合、中間ノードN43および基準電位ノードN44間には電流が流れない。つまり、抵抗R33には電流が流れないため、中間ノードN43の電圧はゼロボルトである。
When no part of the DC
抵抗R31および抵抗R32の抵抗値は同じであり、負荷部9に印加される電圧の絶対値は200Vであるため、接続ノードN41の電圧は100Vであり、接続ノードN42の電圧はマイナス100Vである。
Since the resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are the same, and the absolute value of the voltage applied to the
また、直流電源E24の負側端の電圧は、接続ノードN42の電圧と同じであるため、マイナス100Vである。 The voltage at the negative end of the DC power supply E24 is minus 100 V because it is the same as the voltage at the connection node N42.
直流電源E24の負側端の電圧はマイナス100Vであり、直流電源E24の出力電圧の絶対値は100Vであるため、直流電源E24の正側端の電圧は、直流電源E24の負側端の電圧より100V高いゼロボルトである。つまり、直流電源E24の正側端は、基準電位ノードN44と同電位である。 Since the voltage at the negative end of the DC power supply E24 is minus 100V, and the absolute value of the output voltage of the DC power supply E24 is 100V, the voltage at the positive end of the DC power supply E24 is the voltage at the negative end of the DC power supply E24. Zero volts higher than 100V. That is, the positive side end of the DC power supply E24 has the same potential as the reference potential node N44.
この場合において、たとえば図4に示すように、直流回路2の正側線が地絡したとしても、直流電源E24の正側端は基準電位ノードN44と同電位であるため、地絡電流I2は流れない。つまり、直流回路2の正側線が地絡したとしても、直流回路2の正側線および中間ノードN43は同電位であるため、地絡電流I2は、抵抗R33を通して流れない。
In this case, for example, as shown in FIG. 4, even if the positive side line of the
したがって、抵抗R33の両端には電位差が生じないため、電流検出回路36は、地絡を検出することができない。
Therefore, since a potential difference does not occur at both ends of the resistor R33, the
すなわち、電流検出回路36は、地絡箇所の電圧の絶対値と、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値とが同じである場合、地絡を検出できないことがある。
In other words,
そこで、直流電圧供給回路10では、地絡が発生した場合に、電圧計測部34がより確実に地絡を検出することができる様に、地絡検出回路4の回路定数を設定する。具体的には、地絡していない状態において、負側線を基準とした中間ノードN43の電圧、すなわち中間ノードN43および負側線の電位差が、直流回路1および直流回路2の出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定する。
Therefore, in the DC
より具体的には、たとえば上記のように、直流電源E14の出力電圧の絶対値が50Vであり、直流電源E24の出力電圧の絶対値が100Vである場合であって、直流電圧供給回路10のいずれの箇所も地絡していない状態のときに、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値が50Vより小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定する。 More specifically, for example, as described above, the absolute value of the output voltage of the DC power supply E14 is 50V, and the absolute value of the output voltage of the DC power supply E24 is 100V. The resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are set so that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is smaller than 50 V when none of the locations is grounded.
ここで、直流電圧供給回路10のいずれの箇所も地絡していない状態において、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値を|Vn|とし、負荷部9に印加される電圧の絶対値を|Vz|とし、R31およびR32の抵抗値をそれぞれRa31およびRa32とすると、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値|Vn|は、以下の式で表される。
|Vn|=|Vz|×Ra32/(Ra31+Ra32)
Here, in a state where no part of the DC
| Vn | = | Vz | × Ra32 / (Ra31 + Ra32)
たとえば、負荷部9に印加される電圧の絶対値|Vz|が200Vである場合に、抵抗値Ra31を82kΩに設定し、抵抗値Ra32を12kΩに設定したときには、上記の式より、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値|Vn|は、約25.5Vとなり、直流電源E14の出力電圧の絶対値の50Vより小さくなる。
For example, when the absolute value | Vz | of the voltage applied to the
このとき、中間ノードN43の電圧はゼロボルトであって、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値は25.5Vであるため、負側線の電圧は、中間ノードN43の電圧より25.5V低いマイナス25.5Vである。 At this time, the voltage of the intermediate node N43 is zero volts, and the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is 25.5V. Therefore, the voltage of the negative side line is minus 25.5V lower than the voltage of the intermediate node N43. 25.5V.
直流電源E24の負側端の電圧は、負側線の電圧と同じであるため、マイナス25.5Vである。 Since the voltage at the negative side end of the DC power supply E24 is the same as the voltage at the negative side line, it is minus 25.5V.
直流電源E24の出力電圧の絶対値は100Vであるため、直流電源E24の正側端の電圧は、直流電源E24の負側端の電圧より100V高い74.5Vである。 Since the absolute value of the output voltage of the DC power supply E24 is 100V, the voltage at the positive side end of the DC power supply E24 is 74.5V, which is 100V higher than the voltage at the negative side end of the DC power supply E24.
また、直流電源E14の負側端の電圧は、負側線の電圧と同じであるため、マイナス25.5Vである。 Further, the voltage at the negative side end of the DC power supply E14 is the same as the voltage at the negative side line, and is minus 25.5V.
直流電源E14の出力電圧の絶対値は50Vであるため、直流電源E14の正側端の電圧は、直流電源E14の負側端の電圧より50V高い24.5Vである。 Since the absolute value of the output voltage of the DC power supply E14 is 50V, the voltage on the positive side end of the DC power supply E14 is 24.5V, which is 50V higher than the voltage on the negative side end of the DC power supply E14.
このように、たとえば、直流回路1および直流回路2の各出力電圧の絶対値のうちの最小値より、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値が小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定することによって、直流電源E14の正側端および直流電源E24の正側端の電圧を、基準電位ノードN44と同じゼロボルトにならないようにすることができる。
Thus, for example, the resistance R31 and the resistance R32 are set such that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is smaller than the minimum value among the absolute values of the output voltages of the
そして、これにより、直流回路1または直流回路2の正側線が地絡した場合でも、地絡箇所、基準電位ノードN44および抵抗R33を通して地絡電流が流れ、抵抗R33の両端に電位差が生じるため、電流検出回路36は、より確実に地絡電流を検出することができる。つまり、地絡検出回路4は、直流電圧供給回路10において地絡が生じた場合には、より確実に地絡を検出することができる。
As a result, even when the positive side line of the
なお、直流回路1および直流回路2の出力電圧が変動する場合、すなわち、直流回路1および直流回路2の出力電圧の絶対値が変動する場合には、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値が、直流回路1および直流回路2の出力電圧の絶対値の変動範囲における最小値よりも小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定する。
When the output voltages of
図5は、図3および図4における直流電圧供給回路の地絡電流の大きさを求めるためのモデル化した回路の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a modeled circuit for obtaining the magnitude of the ground fault current of the DC voltage supply circuit in FIGS. 3 and 4.
図5を参照して、直流回路290は、抵抗R31と、抵抗R32と、抵抗R33と、地絡抵抗R50と、直流電源E190とを備える。
Referring to FIG. 5,
直流電源E190の正側端は、R31の第1端と接続されている。直流電源E190の負側端は、負側線を介して抵抗R32の正側端と接続されている。抵抗R31および抵抗R32の第2端は、中間ノードN43において抵抗R33の第1端と接続されている。抵抗R33の第2端は、基準電位ノードN44を介して地絡抵抗R50の第2端と接続されている。 The positive side end of the DC power supply E190 is connected to the first end of R31. The negative side end of the DC power supply E190 is connected to the positive side end of the resistor R32 via a negative side line. The second ends of the resistor R31 and the resistor R32 are connected to the first end of the resistor R33 at the intermediate node N43. The second end of the resistor R33 is connected to the second end of the ground fault resistor R50 via the reference potential node N44.
接続点Xは、図3および図4における直流電圧供給回路10と地絡抵抗R50との接続箇所、すなわち直流電圧供給回路10の地絡箇所に対応する。Vxは、負側線に対する接続点Xの電圧である。Vdcは、直流電源E190が出力する電圧であり、図3および図4において負荷部9に印加される電圧に対応する。接続ノードN41および接続ノードN42間には、電圧Vdcが印加されている。また、地絡電流I9は、図3または図4における地絡電流I1またはI2に対応し、抵抗R33の第1端側から第2端側へ抵抗R33を通して流れる。
The connection point X corresponds to a connection point between the DC
図6は、図5の直流回路を変形した直流回路の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a DC circuit obtained by modifying the DC circuit of FIG.
図6を参照して、直流回路291は、図5に示す直流回路290と比べて、さらに、接続点Xおよび負側線間に直流電源E191を備える。直流電源E191の正側端は、地絡抵抗R50の第1端と接続点Xにおいて接続されている。直流電源E191の負側端は、負側線と接続されている。直流電源E191は、電圧Vxを出力する。直流回路291における直流電源E191以外の各回路要素の接続は、直流回路290における各回路要素の接続と同様である。
Referring to FIG. 6,
以下、抵抗R31,R32,R33の抵抗値をそれぞれ抵抗値Ra31,Ra32,Ra33とし、地絡抵抗R50の抵抗値をRa50とする。 Hereinafter, the resistance values of the resistors R31, R32, and R33 are referred to as resistance values Ra31, Ra32, and Ra33, respectively, and the resistance value of the ground fault resistor R50 is referred to as Ra50.
図7は、図6に示す直流回路の等価回路への置き換えを示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating replacement of the DC circuit illustrated in FIG. 6 with an equivalent circuit.
図7(a)は、図6の直流回路291から導いた等価回路の構成を示す。図7(b)は、図7(a)の回路から導いた等価回路の構成を示す。図7(c)は、図7(b)の回路から導いた等価回路の構成を示す。図7(d)は、図7(c)の回路から導いた等価回路を示す。
FIG. 7A shows a configuration of an equivalent circuit derived from the
図7(a)を参照して、等価回路292は、抵抗R31と、抵抗R32と、直流電源E190と、直流電源E191と、抵抗R195とを備える。
Referring to FIG. 7A,
等価回路292において、直流電源E190の正側端と抵抗R31の第1端とが接続されている。抵抗R31の第2端と、抵抗R32の第1端と、抵抗R195の第1端とが接続されている。抵抗R195の第2端と、直流電源E191の正側端とが接続されている。直流電源E190の負側端と、抵抗R32の第2端と、直流電源E191の負側端とが接続されている。地絡電流I9は、抵抗R195の第1端側から第2端側へ抵抗R195を通して流れる。
In the
抵抗R195は、図6に示す回路おいて直列接続されている抵抗R33および地絡抵抗R50を1つの抵抗で表したものである。したがって、抵抗R195の抵抗値をRa195とすると、抵抗値Ra195は、以下の式で表される。
Ra195=Ra33+Ra50
The resistor R195 represents the resistor R33 and the ground fault resistor R50 connected in series in the circuit shown in FIG. 6 as a single resistor. Therefore, when the resistance value of the resistor R195 is Ra195, the resistance value Ra195 is expressed by the following equation.
Ra195 = Ra33 + Ra50
図7(b)を参照して、等価回路293は、直流電流源g1と、直流電源E191と、抵抗R31と、抵抗R32と、抵抗R195とを備える。
Referring to FIG. 7B, the
等価回路293において、直流電流源g1の正側端と、抵抗R31の第1端と、抵抗R32の第1端と、抵抗R195の第1端とが接続されている。抵抗R195の第2端と、直流電源E191の正側端とが接続されている。直流電流源g1の負側端と、抵抗R31の第2端と、抵抗R32の第2端と、直流電源E191の負側端とが接続されている。地絡電流I9は、抵抗R195の第1端側から第2端側へ抵抗R195を通して流れる。
In the
並列接続されている直流電流源g1および抵抗R31は、図7(a)において直列接続されている直流電源E190および抵抗R31を等価変換したものである。したがって、直流電流源g1の出力電流をIgとすると、電流Igは以下の式で表される。
Ig=Vdc/Ra31
The DC current source g1 and the resistor R31 connected in parallel are equivalently converted from the DC power source E190 and the resistor R31 connected in series in FIG. Therefore, when the output current of the DC current source g1 is Ig, the current Ig is expressed by the following equation.
Ig = Vdc / Ra31
図7(c)を参照して、等価回路294は、直流電流源g1と、直流電源E191と、抵抗R195と、抵抗R196とを備える。
Referring to FIG. 7C, the
等価回路294において、直流電流源g1の正側端と、抵抗R196の第1端と、抵抗R195の第1端とが接続されている。直流電源E191の正側端と、抵抗R195の第2端とが接続されている。直流電流源g1の負側端と、抵抗R196の第2端と、直流電源E191の負側端とが接続されている。地絡電流I9は、抵抗R195の第1端側から第2端側へ抵抗R195を通して流れる。
In the
抵抗R196は、図7(b)において並列接続されている抵抗R31および抵抗R32を1つの抵抗で表したものである。したがって、抵抗R196の抵抗値をRa196とすると、抵抗値Ra196は、以下の式で表される。
Ra196=Ra31×Ra32/(Ra31+Ra32)
The resistor R196 represents the resistors R31 and R32 connected in parallel in FIG. 7B as one resistor. Accordingly, when the resistance value of the resistor R196 is Ra196, the resistance value Ra196 is expressed by the following equation.
Ra196 = Ra31 × Ra32 / (Ra31 + Ra32)
図7(d)を参照して、等価回路295は、直流電源E191と、直流電源E192と、抵抗R195と、抵抗R196とを備える。
Referring to FIG. 7D,
等価回路295において、直流電源E192の正側端と、抵抗R196の第1端とが接続されている。抵抗R196の第2端と、抵抗R195の第1端とが接続されている。抵抗R195の第2端と、直流電源E191の正側端とが接続されている。直流電源E192の負側端と、直流電源E191の負側端とが接続されている。地絡電流I9は、抵抗R195の第1端側から第2端側へ抵抗R195を通して流れる。
In the
直列接続されている直流電源E192および抵抗R196は、図7(c)において並列接続されている直流電流源g1および抵抗R196を等価変換したものである。したがって、直流電源E192の出力電圧をVwとすると、電圧Vwは以下の式で表される。
Vw=Ig×Ra196
=Vdc×Ra32/(Ra31+Ra32)
The DC power supply E192 and the resistor R196 connected in series are equivalently converted from the DC current source g1 and the resistor R196 connected in parallel in FIG. 7C. Therefore, when the output voltage of the DC power supply E192 is Vw, the voltage Vw is expressed by the following equation.
Vw = Ig × Ra196
= Vdc × Ra32 / (Ra31 + Ra32)
以上より、地絡電流I9は、以下に示す式(1)で表される。
抵抗値Ra31,Ra32,Ra33は、それぞれ抵抗R31,R32,R33の抵抗値であるため一定である。さらに、電圧Vdcおよび抵抗値Ra50が一定であるとすると、地絡電流I9は、以下の式で表される。ここで、aおよびbは定数である。
I9=−a×Vx+b
The resistance values Ra31, Ra32, and Ra33 are constant because they are the resistance values of the resistors R31, R32, and R33, respectively. Furthermore, assuming that voltage Vdc and resistance value Ra50 are constant, ground fault current I9 is expressed by the following equation. Here, a and b are constants.
I9 = −a × Vx + b
すなわち、電圧Vdcおよび抵抗値Ra50が一定の場合、地絡電流I9は、電圧Vxの一次式で表される。 That is, when voltage Vdc and resistance value Ra50 are constant, ground fault current I9 is expressed by a linear expression of voltage Vx.
図8は、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路における地絡電流の大きさを説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the magnitude of the ground fault current in the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention.
グラフG1およびグラフG2は、式(1)における電圧Vdcおよび抵抗値Ra50の各々を一定値とした場合の地絡電流I9と電圧Vxとの関係を示す。グラフG1およびグラフG2は、電圧Vdcが等しく、抵抗値Ra50が異なる。 The graph G1 and the graph G2 show the relationship between the ground fault current I9 and the voltage Vx when the voltage Vdc and the resistance value Ra50 in Equation (1) are set to constant values. The graph G1 and the graph G2 have the same voltage Vdc and different resistance values Ra50.
グラフG1およびグラフG2は、抵抗値Ra50が大きくなるにしたがって、その傾きが小さくなる。グラフG1は、たとえば、抵抗値Ra50が20kΩである場合の地絡電流I9と電圧Vxとの関係を示す。グラフG2は、たとえば、抵抗値Ra50が1MΩである場合の地絡電流I9と電圧Vxとの関係を示す。 The gradients of the graph G1 and the graph G2 decrease as the resistance value Ra50 increases. The graph G1 shows the relationship between the ground fault current I9 and the voltage Vx when the resistance value Ra50 is 20 kΩ, for example. Graph G2 shows the relationship between ground fault current I9 and voltage Vx when resistance value Ra50 is 1 MΩ, for example.
グラフG1を参照して、地絡電流I9は、Vx=0のとき、レベルh11であり、Vxが大きくなるにしたがって小さくなる。地絡電流I9は、Vx=Vxcにおいてゼロアンペアとなり、Vx=Vxpにおいてレベルh14となる。 Referring to graph G1, ground fault current I9 is level h11 when Vx = 0, and decreases as Vx increases. The ground fault current I9 becomes zero ampere when Vx = Vxc, and becomes the level h14 when Vx = Vxp.
レベルh11は、負側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。また、レベルh14は、電圧Vxpの正側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。 The level h11 is a level of the ground fault current I9 when the negative side line has a ground fault. The level h14 is the level of the ground fault current I9 when the positive side line of the voltage Vxp has a ground fault.
グラフG2を参照して、地絡電流I9は、Vx=0のとき、レベルh12であり、Vxが大きくなるにしたがって小さくなる。地絡電流I9は、Vx=Vxcにおいてゼロアンペアとなり、Vx=Vxpにおいてレベルh13となる。 Referring to graph G2, ground fault current I9 is level h12 when Vx = 0, and decreases as Vx increases. The ground fault current I9 becomes zero ampere when Vx = Vxc, and becomes the level h13 when Vx = Vxp.
レベルh12は、負側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。また、レベルh13は、回路における電圧Vxpの箇所が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。 The level h12 is the level of the ground fault current I9 when the negative side line has a ground fault. Further, the level h13 is the level of the ground fault current I9 when the location of the voltage Vxp in the circuit is grounded.
I9=0となるときの電圧Vx、すなわち電圧Vxcは、式(1)に基づいて以下に示す式(2)で表される。
Vx=Vdc×Ra32/(Ra31+Ra32) ・・・(2)
The voltage Vx when I9 = 0, that is, the voltage Vxc is expressed by the following equation (2) based on the equation (1).
Vx = Vdc × Ra32 / (Ra31 + Ra32) (2)
式(2)より、たとえば図6に示す直流回路291において、負側線を基準とした、接続点Xの電圧と抵抗R31および抵抗R32の接続箇所の電圧とが等しい場合に、地絡電流I9が流れないことが分かる。
From Equation (2), for example, in the
再び図3および図4を参照して、負側線が地絡した場合に抵抗R33を通して流れる地絡電流I1と、正側線が地絡した場合に抵抗R33を通して流れる地絡電流I2とでは、流れる方向が反対である。したがって、図6に示す直流回路291において、地絡電流I9は、負側線が地絡した場合と、正側線が地絡した場合とで流れる方向が反対となる。
Referring to FIGS. 3 and 4 again, the ground fault current I1 that flows through the resistor R33 when the negative side line is grounded and the ground fault current I2 that flows through the resistor R33 when the positive side line is grounded are flowing directions. Is the opposite. Therefore, in the
ここで、図3および図4に示す警報部35が、前述のように閾値を用いて地絡を検出する場合、警報部35は、たとえば、地絡電流I1に対応する第1の閾値と地絡電流I2に対応する第2の閾値とを用いる。
Here, when the
より詳細には、警報部35は、中間ノードN43から基準電位ノードN44へ向かって流れる地絡電流I1が第1の閾値より大きい場合、または基準電位ノードN44から中間ノードN43へ向かって流れる地絡電流I2が第2の閾値より大きい場合に、直流電圧供給回路10において地絡が発生したと判定する。たとえば、第1の閾値のレベルの絶対値と第2の閾値のレベルの絶対値とは同じである。
More specifically, the
図6において、第1の閾値は、地絡電流I9が正の場合に対応し、第2の閾値は、地絡電流I9が負の場合に対応する。図8において、たとえば、第1の閾値をレベルh11に設定し、第2の閾値をレベルh14に設定した場合、地絡電流I9がレベルh11以上またはレベルh14以下となったときに地絡が検出される。 In FIG. 6, the first threshold corresponds to the case where the ground fault current I9 is positive, and the second threshold corresponds to the case where the ground fault current I9 is negative. In FIG. 8, for example, when the first threshold is set to level h11 and the second threshold is set to level h14, a ground fault is detected when the ground fault current I9 is equal to or higher than level h11 or lower than level h14. Is done.
図9は、本発明の第1の実施の形態に係る地絡検出回路が地絡検出に用いる閾値の設定の一例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of setting a threshold used by the ground fault detection circuit according to the first embodiment of the present invention for ground fault detection.
グラフG3およびグラフG4は、式(1)における電圧Vdcおよび抵抗値Ra50の各々を一定値とした場合の地絡電流I9と電圧Vxとの関係を示す。グラフG3およびグラフG4は、電圧Vdcが異なり、抵抗値Ra50が等しい。 The graph G3 and the graph G4 show the relationship between the ground fault current I9 and the voltage Vx when the voltage Vdc and the resistance value Ra50 in the expression (1) are constant values. The graph G3 and the graph G4 have different voltages Vdc and equal resistance values Ra50.
グラフG3およびグラフG4は、電圧Vdcが大きくなるにしたがって地絡電流I9が増加する方向へ平行に移動する。具体的には、たとえば、グラフG3は、パラメータである電圧Vdcをある値大きくするとグラフG4の位置へ移動する。 The graph G3 and the graph G4 move in parallel in the direction in which the ground fault current I9 increases as the voltage Vdc increases. Specifically, for example, the graph G3 moves to the position of the graph G4 when the parameter voltage Vdc is increased by a certain value.
グラフG3を参照して、地絡電流I9は、Vx=0のとき、レベルh22であり、Vxが大きくなるにしたがって小さくなる。地絡電流I9は、Vx=Vx3においてゼロアンペアとなり、Vx=Vxpにおいてレベルh24となる。 Referring to graph G3, ground fault current I9 is level h22 when Vx = 0, and decreases as Vx increases. The ground fault current I9 becomes zero ampere when Vx = Vx3, and becomes the level h24 when Vx = Vxp.
レベルh22は、負側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。また、レベルh24は、電圧Vxpの正側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。 The level h22 is a level of the ground fault current I9 when the negative side line is grounded. The level h24 is the level of the ground fault current I9 when the positive side line of the voltage Vxp has a ground fault.
グラフG4を参照して、地絡電流I9は、Vx=0のとき、レベルh21であり、Vxが大きくなるにしたがって小さくなる。地絡電流I9は、Vx=Vx4においてゼロアンペアとなり、Vx=Vxpにおいてレベルh23となる。 Referring to graph G4, ground fault current I9 is level h21 when Vx = 0, and decreases as Vx increases. The ground fault current I9 becomes zero ampere when Vx = Vx4 and becomes level h23 when Vx = Vxp.
レベルh21は、負側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。また、レベルh23は、電圧Vxpの正側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。 The level h21 is a level of the ground fault current I9 when the negative side line is grounded. The level h23 is the level of the ground fault current I9 when the positive side line of the voltage Vxp has a ground fault.
電圧Vdcが変化すると地絡電流I9の値も変化するため、第1の閾値および第2の閾値は、電圧Vdcの変化を考慮して設定してもよい。具体的には、Vdcが変化した場合であっても確実に地絡を検出することができるように各閾値を設定する。たとえば、地絡電流I9がグラフG3およびグラフG4に挟まれた範囲において変化する場合、第1の閾値をh22に設定し、第2の閾値をh23に設定する。 Since the value of the ground fault current I9 also changes when the voltage Vdc changes, the first threshold value and the second threshold value may be set in consideration of the change in the voltage Vdc. Specifically, each threshold value is set so that a ground fault can be reliably detected even when Vdc changes. For example, when the ground fault current I9 changes in a range between the graph G3 and the graph G4, the first threshold is set to h22 and the second threshold is set to h23.
図10は、本発明の第1の実施の形態に係る地絡検出回路が地絡検出に用いる閾値の設定の他の例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating another example of setting of a threshold used by the ground fault detection circuit according to the first embodiment of the present invention for ground fault detection.
グラフは、式(1)における電圧Vdcおよび抵抗値Ra50の各々を一定値とした場合の地絡電流I9と電圧Vxとの関係を示す。 The graph shows the relationship between the ground fault current I9 and the voltage Vx when the voltage Vdc and the resistance value Ra50 in Equation (1) are set to constant values.
グラフを参照して、地絡電流I9は、Vx=0においてレベルh31であり、Vxが大きくなるにしたがって小さくなる。地絡電流I9は、Vx=Vxp1においてレベルh32となり、Vx=Vxp2においてレベルh33となる。 Referring to the graph, ground fault current I9 is level h31 when Vx = 0, and decreases as Vx increases. The ground fault current I9 becomes level h32 when Vx = Vxp1, and becomes level h33 when Vx = Vxp2.
レベルh31は、負側線が地絡した場合の地絡電流I9のレベルである。また、レベルh32は、正側線における地絡箇所の電圧がVxp1の場合の地絡電流I9のレベルである。レベルh33は、正側線における地絡箇所の電圧がVxp2の場合の地絡電流I9のレベルである。 The level h31 is the level of the ground fault current I9 when the negative side line has a ground fault. The level h32 is the level of the ground fault current I9 when the voltage at the ground fault location on the positive side line is Vxp1. The level h33 is the level of the ground fault current I9 when the voltage at the ground fault location on the positive side line is Vxp2.
地絡箇所の電圧が変化する場合、第2の閾値はVxの変化を考慮して設定されてもよい。たとえば、地絡箇所の電圧がVxp1からVxp2の範囲で変化する場合、第2の閾値は、Vxp1に対応するレベルh32に設定する。 When the voltage at the ground fault location changes, the second threshold value may be set in consideration of the change in Vx. For example, when the voltage at the ground fault location changes in the range from Vxp1 to Vxp2, the second threshold value is set to the level h32 corresponding to Vxp1.
図11は、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路がノイズフィルタを備える構成を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration in which the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention includes a noise filter.
図11を参照して、直流電圧供給回路13は、図2に示す直流電圧供給回路10と比べて、さらに、直流回路2および電圧変換回路6の間にノイズフィルタ120を備える。
Referring to FIG. 11, DC
ノイズフィルタ120は、キャパシタC141,C142,C143,C144と、インダクタL145,L146とを含む。
ノイズフィルタ120において、キャパシタC141の第1端と、キャパシタC143の第1端と、インダクタL145の第1端と、直流回路2における直流電源E24の正側端とが接続されている。キャパシタC142の第1端と、キャパシタC143の第2端と、インダクタL146の第1端と、直流回路2における直流電源E24の負側端とが接続されている。インダクタL146の第2端と、キャパシタC144の第2端と、電圧変換回路6におけるキャパシタC25の第2端とが接続されている。インダクタL145の第2端と、キャパシタC144の第1端と、電圧変換回路6におけるキャパシタC25の第1端とが接続されている。キャパシタC141の第2端と、キャパシタC142の第2端とが、基準電位ノードN44に接続されている。
In the
ここで、たとえば、直流電源E24の出力電圧が急激に上昇した場合、キャパシタC141に充電電流I10が流れる。具体的には、充電電流I10は、直流電源E24から出力され、キャパシタC141を通って基準電位ノードN44へ流れ、基準電位ノードN44から抵抗R33、抵抗R32およびインダクタL146を通って直流電源E24へ戻る。 Here, for example, when the output voltage of DC power supply E24 suddenly rises, charging current I10 flows through capacitor C141. Specifically, the charging current I10 is output from the DC power supply E24, flows to the reference potential node N44 through the capacitor C141, and returns from the reference potential node N44 to the DC power supply E24 through the resistor R33, the resistor R32, and the inductor L146. .
充電電流I10は、抵抗R33を通るため、電流検出回路36が誤って地絡を検出する場合がある。
Since the charging current I10 passes through the resistor R33, the
しかしながら、充電電流I10は、短時間しか流れない。そこで、たとえば、電圧計測部34が、抵抗R33の両端電圧の測定結果をローパスフィルタ経由で警報部35へ送る。これにより、電流検出回路36における地絡の誤検出を回避することができる。
However, the charging current I10 flows only for a short time. Therefore, for example, the
なお、電圧計測部34は、抵抗R33の両端電圧の測定結果をローパスフィルタ経由で警報部35へ送る構成に限らず、当該測定結果に対して平均化処理を行って警報部35へ送る構成であってもよいし、当該測定結果を実効値換算して警報部35へ送る構成であってもよい。
The
ところで、特許文献1の図5に示される回路の直流電源と地絡検出回路との間に、新たに非絶縁型の電圧変換回路を設けた構成においては、地絡検出回路が地絡を検出することができない場合がある。
By the way, in the configuration in which a non-insulated voltage conversion circuit is newly provided between the DC power supply of the circuit shown in FIG. 5 of
これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路では、直流回路1および直流回路2は、互いの正側線および負側線がそれぞれ接続される。地絡検出回路4は、当該正側線および当該負側線間の中間ノードN43と直流回路1および直流回路2の基準電位ノードN44との間を流れる電流を検出する。中間ノードN43の電圧は、直流回路1および直流回路2の出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定される。
On the other hand, in the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention, the
このような構成により、直流回路1および直流回路2における各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードN44と異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、地絡箇所および基準電位ノードN44間に地絡電流が流れる。したがって、より確実に地絡を検出することができる。
With such a configuration, each positive side line and each negative side line in the
また、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路では、地絡検出回路4において、抵抗R31は、直流回路1および直流回路2の正側線に電気的に接続される。抵抗R32は、直流回路1および直流回路2の負側線に電気的に接続される。抵抗R33は、抵抗R31および抵抗R32と基準電位ノードN44との間に接続される。
In the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention, in the ground
このような構成により、簡易な回路で、より確実に地絡を検出することができる。 With such a configuration, a ground fault can be detected more reliably with a simple circuit.
また、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路では、電圧変換回路5および電圧変換回路6は、直流回路1および直流回路2にそれぞれ対応して設けられ、対応の直流回路の電圧を変換する。地絡検出回路4は、電圧変換回路5および電圧変換回路6の直流回路1および直流回路2に対して反対側に電気的に接続される。
In the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention, the
このような構成により、出力電圧の異なる直流回路1および直流回路2を地絡検出回路4に接続することができる。また、直流回路1および直流回路2における各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードN44と異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、より確実に地絡を検出することができる。
With such a configuration, the
また、本発明の第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路では、電圧変換回路5および電圧変換回路6において、直流回路1および直流回路2側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。
In the DC voltage supply circuit according to the first embodiment of the present invention, in the
このような構成により、直流回路1および直流回路2側の回路が地絡した場合でも、地絡に起因する電流が地絡検出回路4に流れる。また、直流回路1および直流回路2における各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードN44と異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、より確実に地絡を検出することができる。
With such a configuration, even when a circuit on the
また、本発明の第1の実施の形態に係る地絡検出回路では、接続ノードN41は、直流回路1および直流回路2の各正側線と電気的に接続される。接続ノードN42は、直流回路1および直流回路2の各負側線と電気的に接続される。電流検出回路36は、接続ノードN41および接続ノードN42間の中間ノードN43と直流回路1および直流回路2の基準電位ノードN44との間を流れる電流を検出する。中間ノードN43は、直流回路1および直流回路2の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定される。
In the ground fault detection circuit according to the first embodiment of the present invention, the connection node N41 is electrically connected to each positive side line of the
このような構成により、直流回路1および直流回路2の各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードN44と異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線のいずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、地絡箇所および基準電位ノードN44間に地絡電流が流れる。したがって、より確実に地絡を検出することができる。
With such a configuration, each of the positive side line and each negative side line of
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第2の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と比べて、電圧変換回路の構成が異なる直流電圧供給回路に関する。以下で説明する内容以外は、第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と同様である。
<Second Embodiment>
The present embodiment relates to a DC voltage supply circuit having a configuration of a voltage conversion circuit different from that of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment.
図12は、本発明の第2の実施の形態に係る直流電圧供給回路の構成を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a DC voltage supply circuit according to the second embodiment of the present invention.
図12を参照して、直流電圧供給回路11は、図2に示す直流電圧供給回路10と比べて、電圧変換回路5の代わりに電圧変換回路7を備え、電圧変換回路6の代わりに電圧変換回路8を備える。
Referring to FIG. 12, the DC
電圧変換回路7は、キャパシタC75と、インダクタL76と、スイッチSW77と、ダイオードD78と、キャパシタC89とを含む。スイッチSW77は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
電圧変換回路8は、キャパシタC85と、インダクタL86と、スイッチSW87と、ダイオードD88と、キャパシタC89とを含む。スイッチSW87は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
地絡検出回路4は、電圧変換回路7の直流回路1に対して反対側であって、電圧変換回路8の直流回路2に対して反対側に接続されている。
The ground
電圧変換回路7において、直流電源E14の正側端と、キャパシタC75の第1端と、スイッチSW77の第1端とが接続されている。直流電源E14の負側端と、キャパシタC75の第2端と、インダクタL76の第1端とが接続されている。インダクタL76の第2端と、スイッチSW77の第2端と、ダイオードD78のカソードとが接続されている。ダイオードD78のアノードと、キャパシタC89の第2端とが接続されている。スイッチSW77の第1端と、キャパシタC89の第1端とが接続されている。キャパシタC89の第1端は、負荷部9の正側端に接続されている。キャパシタC89の第2端は、負荷部9の負側端に接続されている。
In the
電圧変換回路8において、直流電源E24の正側端と、キャパシタC85の第1端と、スイッチSW87の第1端とが接続されている。直流電源E24の負側端と、キャパシタC85の第2端と、インダクタL86の第1端とが接続されている。インダクタL86の第2端と、スイッチSW87の第2端と、ダイオードD88のカソードとが接続されている。ダイオードD88のアノードと、キャパシタC89の第2端とが接続されている。スイッチSW87の第1端と、キャパシタC89の第1端とが接続されている。
In the
電圧変換回路7は、直流回路1に対応して設けられ、スイッチSW77をスイッチングすることにより、直流回路1の電圧を変換する。
The
また、電圧変換回路8は、直流回路2に対応して設けられ、スイッチSW87をスイッチングすることにより、直流回路2の電圧を変換する。
The
より詳細には、たとえば、電圧変換回路7において、インダクタL76は、スイッチSW77がオンしたときに、自己を通して流れる電流を増加させてエネルギーを蓄積する。そして、インダクタL76に蓄積されたエネルギーは、スイッチSW77がオフしたときにキャパシタC89へ放出され、キャパシタC89を充電する。これにより、電圧変換回路7は、直流回路1から受けた直流電圧を、所定レベルの直流電圧に変換して出力することができる。電圧変換回路8においても同様である。
More specifically, for example, in the
電圧変換回路7において、直流回路1側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。また、電圧変換回路8において、直流回路2側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。つまり、電圧変換回路7および電圧変換回路8は、非絶縁型の電圧変換回路である。
In the
直流回路1および直流回路2の正側線は互いに接続されている。また、直流回路1および直流回路2の負側線は接続されている。具体的には、直流回路1および直流回路2の負側線は、電圧変換回路7および電圧変換回路8を介して接続されている。
The positive side lines of the
抵抗R31は、正側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第1端は、電圧変換回路7を介して、直流回路1の正側線に接続されており、電圧変換回路8を介して、直流回路2の正側線に接続されている。
The resistor R31 is electrically connected to the positive side line. More specifically, the first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R31の第1端は、接続ノードN41において、直流回路1の正側線および直流回路2の正側線と接続されている。つまり、接続ノードN41は、直流回路1および直流回路2の正側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN41は、電圧変換回路7を介して、直流回路1の正側線に接続され、電圧変換回路8を介して、直流回路2の正側線に接続されている。接続ノードN41は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R32は、負側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R32の第1端は、電圧変換回路7を介して、直流回路1の負側線に接続されており、電圧変換回路8を介して、直流回路2の負側線に接続されている。
The resistor R32 is electrically connected to the negative side line. More specifically, the first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R32の第1端は、接続ノードN42において、直流回路1の負側線および直流回路2の負側線と接続されている。つまり、接続ノードN42は、直流回路1および直流回路2の負側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN42は、電圧変換回路7を介して、直流回路1の負側線に接続され、電圧変換回路8を介して、直流回路2の負側線に接続されている。接続ノードN42は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R33は、抵抗R31および抵抗R32と、直流電圧供給回路10の基準電位ノードN44との間に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第2端と、抵抗R32の第2端と、抵抗R33の第1端とが、中間ノードN43において接続されている。また、抵抗R33の第2端と、基準電位ノードN44とが接続されている。
The resistor R33 is connected between the resistors R31 and R32 and the reference potential node N44 of the DC
基準電位ノードN44は、たとえばグランドに接続されており、直流回路1,2、地絡検出回路4、電圧変換回路7,8および負荷部9の基準電位となっている。
The reference potential node N44 is connected to the ground, for example, and serves as a reference potential for the
図13は、図12に示す直流電圧供給回路における地絡の一例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of a ground fault in the DC voltage supply circuit shown in FIG.
図13を参照して、直流回路2の負側線が地絡している。具体的には、直流電源E24の負側端が、地絡抵抗R50を介して、直流電圧供給回路11の基準電位に接続されている。
Referring to FIG. 13, the negative side line of
このように、直流回路2の負側線が地絡した場合、地絡電流I3が、基準電位ノードN44から地絡抵抗R50を通って直流回路2の負側線へ流れる。具体的には、たとえば、地絡電流I3は、直流電源E24から出力され、抵抗R31および抵抗R33を通って基準電位ノードN44へ流れ、基準電位ノードN44から地絡抵抗R50を通って直流電源E24へ戻る。
In this way, when the negative side line of the
このとき、抵抗R33の両端には、地絡電流I3によって電位差が生じる。電流検出回路36は、抵抗R33の両端に生じた電位差に基づいて地絡を検出する。
At this time, a potential difference is generated at both ends of the resistor R33 due to the ground fault current I3. The
ここで、直流電圧供給回路11のいずれの箇所も地絡していない場合であって、直流電源E14の出力電圧の絶対値、つまり直流電源E14の両端の電位差の絶対値が50Vであり、直流電源E24の出力電圧の絶対値、つまり直流電源E24の両端の電位差の絶対値が100Vであり、負荷部9に印加される電圧の絶対値が200Vであり、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値が40kΩであり、抵抗R33の抵抗値が1kΩである場合について考える。以下、特に文中に示した場合を除き、基準電位ノードN44の電位をゼロボルトとする。
Here, there is no ground fault in any part of the DC
直流電圧供給回路11のいずれの箇所も地絡していない場合、中間ノードN43および基準電位ノードN44間には電流が流れない。つまり、抵抗R33には電流が流れないため、中間ノードN43の電圧はゼロボルトである。
When no part of the DC
抵抗R31および抵抗R32の抵抗値は同じであり、負荷部9に印加される電圧の絶対値は200Vであるため、接続ノードN41の電圧は100Vであり、接続ノードN42の電圧はマイナス100Vである。また、直流電源E24の正側端の電圧は、接続ノードN41の電圧と同じであるため、100Vである。
Since the resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are the same, and the absolute value of the voltage applied to the
直流電源E24の正側端の電圧は100Vであり、直流電源E24の出力電圧の絶対値は100Vであるため、直流電源E24の負側端の電圧は、直流電源E24の正側端の電圧より100V低いゼロボルトである。つまり、直流電源E24の負側端は、基準電位ノードN44と同電位である。 Since the voltage at the positive end of the DC power supply E24 is 100V and the absolute value of the output voltage of the DC power supply E24 is 100V, the voltage at the negative end of the DC power supply E24 is greater than the voltage at the positive end of the DC power supply E24. Zero volts, 100V lower. That is, the negative side end of the DC power supply E24 has the same potential as the reference potential node N44.
この場合において、たとえば図13に示すように、直流回路2の負側線が地絡したとしても、直流電源E24の負側端は基準電位ノードN44と同電位であるため、地絡電流I3は流れない。つまり、直流回路2の負側線が地絡したとしても、直流回路2の正側線および中間ノードN43は同電位であるため、地絡電流I3は、抵抗R33を通して流れない。
In this case, for example, as shown in FIG. 13, even if the negative side line of the
したがって、抵抗R33の両端には電位差が生じないため、電流検出回路36は、地絡を検出することができない。
Therefore, since a potential difference does not occur at both ends of the resistor R33, the
すなわち、電圧計測部34は、地絡箇所の電圧の絶対値と、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値とが同じである場合、地絡を検出できないことがある。
That is, the
そこで、直流電圧供給回路11では、地絡が発生した場合に、電圧計測部34がより確実に地絡を検出することができる様に、地絡検出回路4の回路定数を設定する。具体的には、地絡していない状態において、正側線を基準とした中間ノードN43の電圧、すなわち中間ノードN43および正側線の電位差が、直流回路1および直流回路2の出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定する。
Therefore, in the DC
より具体的には、たとえば、上記のように、直流電源E14の出力電圧の絶対値が50Vであり、直流電源E24の出力電圧電位差の絶対値が100Vである場合であって、直流電圧供給回路11のいずれの箇所も地絡していない状態のときに、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値が50Vより小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定する。 More specifically, for example, as described above, the absolute value of the output voltage of the DC power supply E14 is 50V, and the absolute value of the output voltage potential difference of the DC power supply E24 is 100V. The resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are set so that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the positive side line is smaller than 50 V when none of the 11 points is grounded.
ここで、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値を|Vm|とし、負荷部9の両端の電位差の絶対値を|Vz|とし、R31およびR32の抵抗値をそれぞれRb31およびRb32とすると、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値|Vm|は、以下の式で表される。
|Vm|=|Vz|×Rb31/(Rb31+Rb32)
Here, if the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the positive line is | Vm |, the absolute value of the potential difference between both ends of the
| Vm | = | Vz | × Rb31 / (Rb31 + Rb32)
たとえば、負荷部9に印加される電圧の絶対値|Vz|が200Vである場合に、抵抗値Rb31を12kΩに設定し、抵抗値Rb32を82kΩに設定したときには、上記の式より、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値|Vm|は、約25.5Vとなり、直流電源E14の出力電圧の絶対値の50Vより小さくなる。
For example, when the absolute value | Vz | of the voltage applied to the
このとき、中間ノードN43の電圧はゼロボルトであり、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値は25.5Vであるため、正側線の電圧は、中間ノードN43の電圧より25.5V高い25.5Vである。 At this time, the voltage of the intermediate node N43 is zero volts, and the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the positive side line is 25.5V. Therefore, the voltage of the positive side line is 25.5V higher than the voltage of the intermediate node N43. 5V.
直流電源E24の正側端の電圧は、正側線の電圧と同じであるため、25.5Vである。直流電源E24の出力電圧の絶対値は100Vであるため、直流電源E24の負側端の電圧は、直流電源E24の正側端の電圧より100V低いマイナス74.5Vである。 Since the voltage at the positive end of the DC power supply E24 is the same as the voltage at the positive line, it is 25.5V. Since the absolute value of the output voltage of the DC power supply E24 is 100V, the voltage at the negative side end of the DC power supply E24 is minus 74.5V, which is 100V lower than the voltage at the positive side end of the DC power supply E24.
また、直流電源E14の正側端の電圧は、正側線の電圧と同じであるため、25.5Vである。直流電源E14の出力電圧の絶対値は50Vであるため、直流電源E14の負側端の電圧は、直流電源E14の正側端の電圧より50V低いマイナス24.5Vである。 Further, the voltage at the positive side end of the DC power supply E14 is 25.5V because it is the same as the voltage at the positive side line. Since the absolute value of the output voltage of the DC power supply E14 is 50V, the voltage at the negative side end of the DC power supply E14 is minus 24.5V, which is 50V lower than the voltage at the positive side end of the DC power supply E14.
このように、たとえば、直流回路1および直流回路2の各出力電圧の絶対値のうちの最小値より、中間ノードN43および正側線の電位差の絶対値が小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定することによって、直流電源E14の負側端および直流電源E24の負側端の電圧を、基準電位ノードN44と同じゼロボルトにならないようにすることができる。
Thus, for example, the resistance R31 and the resistance R32 are set such that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the positive side line is smaller than the minimum value among the absolute values of the output voltages of the
そして、これにより、直流回路1または直流回路2の負側線が地絡した場合でも、地絡箇所、基準電位ノードN44および抵抗R33を通して地絡電流が流れ、抵抗R33の両端に電位差が生じるため、電流検出回路36は、より確実に地絡電流を検出することができる。つまり、地絡検出回路4は、直流電圧供給回路11において地絡が生じた場合には、より確実に地絡を検出することができる。
As a result, even when the negative side line of the
その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。 Since other configurations and operations are the same as those of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第3の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と比べて、1つの直流電源から複数の直流回路へ電圧が供給される直流電圧供給回路に関する。以下で説明する内容以外は、第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と同様である。
<Third Embodiment>
The present embodiment relates to a DC voltage supply circuit in which a voltage is supplied from one DC power source to a plurality of DC circuits as compared with the DC voltage supply circuit according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment.
図14は、本発明の第3の実施の形態に係る直流電圧供給回路の構成を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a DC voltage supply circuit according to the third embodiment of the present invention.
図14を参照して、直流電圧供給回路12は、直流回路101,102と、電圧変換回路105,106と、地絡検出回路4とを備える。直流回路101は、負荷Z114を含む。直流回路102は、負荷Z124を含む。
Referring to FIG. 14, DC
電圧変換回路105は、キャパシタC115と、インダクタL116と、スイッチSW117と、ダイオードD118と、キャパシタC129とを含む。スイッチSW117は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
電圧変換回路106は、キャパシタC125と、インダクタL126と、スイッチSW127と、ダイオードD128と、キャパシタC129とを含む。スイッチSW127は、トランジスタまたはFET等のスイッチ素子である。
地絡検出回路4は、抵抗R31と、抵抗R32と、電流検出回路36とを備える。電流検出回路36は、抵抗R33と、電圧計測部34と、警報部35とを含む。地絡検出回路4は、電圧変換回路105の直流回路101に対して反対側であって、電圧変換回路106の直流回路102に対して反対側に接続されている。
The ground
電圧変換回路105において、負荷Z114の正側端と、キャパシタC115の第1端と、インダクタL116の第1端とが接続されている。負荷Z114の負側端と、キャパシタC115の第2端と、ダイオードD118のアノードとが接続されている。インダクタL116の第2端と、ダイオードD118のカソードと、スイッチSW117の第1端とが接続されている。スイッチSW117の第2端と、キャパシタC129の第1端とが接続されている。ダイオードD118のアノードと、キャパシタC129の第2端とが接続されている。キャパシタC129の第1端と、直流電源E109の正側端とが接続されている。キャパシタC129の第2端と、直流電源E109の負側端とが接続されている。
In the
電圧変換回路106において、負荷Z124の正側端と、キャパシタC125の第1端と、インダクタL126の第1端とが接続されている。負荷Z124の負側端と、キャパシタC125の第2端と、ダイオードD128のアノードとが接続されている。インダクタL126の第2端と、ダイオードD128のカソードと、スイッチSW127の第1端とが接続されている。スイッチSW127の第2端と、キャパシタC129の第1端とが接続されている。ダイオードD128のアノードと、キャパシタC129の第2端とが接続されている。
In the
電圧変換回路105は、直流回路101に対応して設けられ、スイッチSW117をスイッチングすることにより、直流回路101の入力端間に印加される電圧を変換する。
The
また、電圧変換回路106は、直流回路102に対応して設けられ、スイッチSW127をスイッチングすることにより、直流回路102の入力端間に印加される電圧を変換する。
The
より詳細には、たとえば、電圧変換回路105において、スイッチSW117がオンしたとき、インダクタL116には、直流電源E109の出力電圧と逆方向に自己誘導起電力が生じるため、キャパシタC115は、直流電源E109の出力電圧より低い電圧により充電される。また、インダクタL116は、自己を通して流れる電流を増加させてエネルギーを蓄積する。そして、スイッチSW117がオフしたとき、直流電源E109からキャパシタC115への電圧の供給は遮断される一方、インダクタL116に蓄積されたエネルギーがキャパシタC115を充電する。これにより、電圧変換回路105は、直流電源E109から受けた直流電圧を、所定レベルの直流電圧に変換して直流回路101の入力端間に印加する。電圧変換回路106においても同様である。
More specifically, for example, in the
以下、直流回路101の正側の入力端子と接続され、直流回路101の正側の入力端子と同電位になる配線を直流回路101の正側線とも称する。また、直流回路101の負側の入力端子と接続され、直流回路101の負側の入力端子と同電位になる配線を直流回路101の負側線とも称する。
Hereinafter, the wiring connected to the positive input terminal of the
また、直流回路102の正側の入力端子と接続され、直流回路102の正側の入力端子と同電位になる配線を直流回路102の正側線とも称する。また、直流回路102の負側の入力端子と接続され、直流回路102の負側の入力端子と同電位になる配線を、直流回路102の負側線とも称する。
A wire connected to the positive input terminal of the
電圧変換回路105において、直流回路101側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。また、電圧変換回路106において、直流回路102側の回路と地絡検出回路4側の回路とは、電気的に絶縁されていない。つまり、電圧変換回路105および電圧変換回路106は、非絶縁型の電圧変換回路である。
In the
直流回路101および直流回路102の正側線は互いに接続されている。具体的には、直流回路101および直流回路102の正側線は、電圧変換回路105および電圧変換回路106を介して接続されている。また、直流回路101および直流回路102の負側線は互いに接続されている。
The positive side lines of the
抵抗R31は、正側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第1端は、電圧変換回路105を介して、直流回路101の正側線に接続されており、電圧変換回路106を介して、直流回路102の正側線に接続されている。
The resistor R31 is electrically connected to the positive side line. More specifically, the first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R31の第1端は、接続ノードN41において、直流回路101の正側線および直流回路102の正側線と接続されている。つまり、接続ノードN41は、直流回路101および直流回路102の正側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN41は、電圧変換回路105を介して、直流回路101の正側線に接続され、電圧変換回路106を介して、直流回路102の正側線に接続されている。接続ノードN41は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R31 is connected to the positive side line of the
抵抗R32は、負側線に電気的に接続されている。より詳細には、抵抗R32の第1端は、電圧変換回路105を介して、直流回路101の負側線に接続されており、電圧変換回路106を介して、直流回路102の負側線に接続されている。
The resistor R32 is electrically connected to the negative side line. More specifically, the first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R32の第1端は、接続ノードN42において、直流回路101の負側線および直流回路102の負側線と接続されている。つまり、接続ノードN42は、直流回路101および直流回路102の負側線に電気的に接続されている。より詳細には、接続ノードN42は、電圧変換回路105を介して、直流回路101の負側線に接続され、電圧変換回路106を介して、直流回路102の負側線に接続されている。接続ノードN42は、地絡検出回路4に含まれる。
The first end of the resistor R32 is connected to the negative side line of the
抵抗R33は、抵抗R31および抵抗R32と、たとえばグランドに接続された基準電位ノードN44との間に接続されている。より詳細には、抵抗R31の第2端と、抵抗R32の第2端と、抵抗R33の第1端とが、正側線および負側線間の中間のノードである中間ノードN43において接続され、抵抗R33の第2端と、基準電位ノードN44とが接続されている。 The resistor R33 is connected between the resistors R31 and R32 and a reference potential node N44 connected to, for example, the ground. More specifically, the second end of the resistor R31, the second end of the resistor R32, and the first end of the resistor R33 are connected to each other at the intermediate node N43 that is an intermediate node between the positive side line and the negative side line. The second end of R33 and the reference potential node N44 are connected.
基準電位ノードN44の電位は、直流電圧供給回路12の基準電位である。すなわち基準電位ノードN44は、直流回路101および直流回路102の基準電位ノードである。
The potential of the reference potential node N44 is the reference potential of the DC
図15は、図14に示す直流電圧供給回路における地絡の一例を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a ground fault in the DC voltage supply circuit illustrated in FIG. 14.
図15を参照して、直流回路102の正側線が地絡している。具体的には、負荷Z124の正側端が、地絡抵抗R50を介して、基準電位ノードN44に接続されている。
Referring to FIG. 15, the positive side line of
このように、直流回路102の正側線が地絡した場合、地絡電流I4が、直流回路102の正側線から地絡抵抗R50を通って基準電位ノードN44へ流れる。具体的には、たとえば、地絡電流I4は、直流電源E109から出力され、地絡抵抗50を通って基準電位ノードN44へ流れ、基準電位ノードN44から抵抗R33および抵抗R32を通って直流電源E109へ戻る。
Thus, when the positive side line of
このとき、抵抗R33の両端には、地絡電流I4によって電位差が生じる。電流検出回路36は、抵抗R33の両端に生じた電位差に基づいて、地絡を検出する。
At this time, a potential difference is generated at both ends of the resistor R33 due to the ground fault current I4. The
ここで、直流電圧供給回路12のいずれの箇所も地絡していない場合であって、直流電源E109の出力電圧の絶対値、つまり直流電源E109の両端の電位差の絶対値が200Vであり、負荷Z114に印加される電圧の絶対値が50Vであり、負荷Z124に印加される電圧の絶対値が100Vであり、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値が40kΩであり、抵抗R33の抵抗値が1kΩである場合について考える。以下、特に文中に示した場合を除き、基準電位ノードN44の電位をゼロボルトとする。
Here, there is no ground fault in any part of the DC
直流電圧供給回路12のいずれの箇所も地絡していない場合、中間ノードN43および基準電位ノードN44間には電流が流れない。つまり、抵抗R33には電流が流れないため、中間ノードN43の電圧はゼロボルトである。
When no part of the DC
抵抗R31および抵抗R32の抵抗値は同じであり、直流電源E109の出力電圧の絶対値は200Vであるため、接続ノードN41の電圧は100Vであり、接続ノードN42の電圧はマイナス100Vである。 Since the resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are the same and the absolute value of the output voltage of the DC power supply E109 is 200V, the voltage of the connection node N41 is 100V, and the voltage of the connection node N42 is minus 100V.
また、負荷Z124の負側端の電圧は、接続ノードN42の電圧と同じであるため、マイナス100Vである。 Further, the voltage at the negative end of the load Z124 is the same as the voltage at the connection node N42, and thus is minus 100V.
負荷Z124の負側端の電圧はマイナス100Vであり、負荷Z124に印加される電圧の絶対値は100Vであるため、負荷Z124の正側端の電圧は、負荷Z124の負側端の電圧より100V高いゼロボルトである。つまり、負荷Z124の正側端は、基準電位ノードN44と同電位である。 Since the voltage at the negative side end of the load Z124 is minus 100V and the absolute value of the voltage applied to the load Z124 is 100V, the voltage at the positive side end of the load Z124 is 100V from the voltage at the negative side end of the load Z124. High zero volts. In other words, the positive side end of the load Z124 has the same potential as the reference potential node N44.
この場合において、たとえば図15に示すように、直流回路102の正側線が地絡したとしても、負荷Z124の正側端は基準電位ノードN44と同電位であるため、地絡電流I4は流れない。つまり、直流回路102の正側線が地絡したとしても、直流回路102の正側線および中間ノードN43は同電位であるため、地絡電流I4は、抵抗R33を通して流れない。
In this case, for example, as shown in FIG. 15, even if the positive side line of the
したがって、抵抗R33の両端には電位差が生じないため、電流検出回路36は、地絡を検出することができない。
Therefore, since a potential difference does not occur at both ends of the resistor R33, the
すなわち、電圧計測部34は、地絡箇所の電圧の絶対値と、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値とが同じである場合、地絡を検出できないことがある。
That is, the
そこで、直流電圧供給回路12では、地絡が発生した場合に、電流検出回路36がより確実に地絡を検出することができる様に、地絡検出回路4の回路定数を設定する。具体的には、地絡していない状態において、負側線を基準とした中間ノードN43の電圧、すなわち中間ノードN43および負側線の電位差が、直流回路101および直流回路102の入力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定する。
Therefore, the DC
より具体的には、たとえば上記のように、負荷Z114に印加される電圧の絶対値が50Vであり、負荷Z124に印加される電圧の絶対値が100Vである場合であって、直流電圧供給回路12のいずれの箇所も地絡していない状態のときに、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値が50Vより小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定する。 More specifically, for example, as described above, when the absolute value of the voltage applied to the load Z114 is 50V and the absolute value of the voltage applied to the load Z124 is 100V, the DC voltage supply circuit The resistance values of the resistor R31 and the resistor R32 are set so that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is less than 50V when none of the 12 points is grounded.
ここで、直流電圧供給回路12のいずれの箇所も地絡していない状態において、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値を|Vp|とし、直流電源E109の出力電圧の絶対値を|Ve|とし、R31およびR32の抵抗値をそれぞれRc31およびRc32とすると、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値|Vp|は、以下の式で表される。
|Vp|=|Ve|×Rc32/(Rc31+Rc32)
Here, in a state where no part of the DC
| Vp | = | Ve | × Rc32 / (Rc31 + Rc32)
たとえば、直流電源E109の出力電圧の絶対値|Ve|が200Vである場合に、抵抗値Rc31を82kΩに設定し、抵抗値Rc32を12kΩに設定したときには、上記の式より、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値|Vp|は、約25.5Vとなり、負荷Z114に印加される電圧の絶対値の50Vより小さくなる。 For example, when the absolute value | Ve | of the output voltage of the DC power supply E109 is 200 V, when the resistance value Rc31 is set to 82 kΩ and the resistance value Rc32 is set to 12 kΩ, the intermediate node N43 and the negative The absolute value | Vp | of the potential difference between the side lines is about 25.5 V, which is smaller than the absolute value of 50 V applied to the load Z114.
このとき、中間ノードN43の電圧はゼロボルトであって、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値は25.5Vであるため、負側線の電圧は、中間ノードN43の電圧より25.5V低いマイナス25.5Vである。 At this time, the voltage of the intermediate node N43 is zero volts, and the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is 25.5V. Therefore, the voltage of the negative side line is minus 25.5V lower than the voltage of the intermediate node N43. 25.5V.
負荷Z124の負側端の電圧は、負側線の電圧と同じであるため、マイナス25.5Vである。負荷Z124に印加される電圧の絶対値は100Vであるため、負荷Z124の正側端の電圧は、負荷Z124の負側端の電圧より100V高い74.5Vである。 Since the voltage on the negative side end of the load Z124 is the same as the voltage on the negative side line, it is minus 25.5V. Since the absolute value of the voltage applied to the load Z124 is 100V, the voltage on the positive side end of the load Z124 is 74.5V, which is 100V higher than the voltage on the negative side end of the load Z124.
また、負荷Z114の負側端の電圧は、負側線の電圧と同じであるため、マイナス25.5Vである。負荷Z114に印加される電圧の絶対値は50Vであるため、負荷Z114の正側端の電圧は、負荷Z114の負側端の電圧より50V高い24.5Vである。 Moreover, since the voltage at the negative side end of the load Z114 is the same as the voltage at the negative side line, it is minus 25.5V. Since the absolute value of the voltage applied to the load Z114 is 50V, the voltage on the positive side end of the load Z114 is 24.5V, which is 50V higher than the voltage on the negative side end of the load Z114.
このように、たとえば、直流回路101および直流回路102の各入力電圧の絶対値のうちの最小値より、中間ノードN43および負側線の電位差の絶対値が小さくなるように、抵抗R31および抵抗R32の抵抗値を設定することによって、負荷Z114の正側端および負荷Z124の正側端の電圧を、基準電位ノードN44の電位と同じゼロボルトにならないようにすることができる。
Thus, for example, the resistance R31 and the resistance R32 are set such that the absolute value of the potential difference between the intermediate node N43 and the negative side line is smaller than the minimum value among the absolute values of the input voltages of the
そして、これにより、直流回路101または直流回路102の正側線が地絡した場合でも、地絡箇所、基準電位ノードN44および抵抗R33を通して地絡電流が流れ、抵抗R33の両端に電位差が生じるため、電流検出回路36は、より確実に地絡電流を検出することができる。つまり、地絡検出回路4は、直流電圧供給回路12において地絡が生じた場合には、より確実に地絡を検出することができる。
As a result, even when the positive side line of the
以上のように、本発明の第3の実施の形態に係る直流電圧供給回路では、直流回路101および直流回路102は、互いの正側線および負側線がそれぞれ接続されている。地絡検出回路4は、当該正側線および当該負側線間の中間ノードN43と直流回路101および直流回路102の基準電位ノードN44との間を流れる電流を検出する。中間ノードN43の電圧は、直流回路101および直流回路102の入力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている。
As described above, in the DC voltage supply circuit according to the third embodiment of the present invention, the
このような構成により、直流回路101および直流回路102における各正側線および各負側線のいずれもが基準電位ノードN44と異なる電圧となるため、当該各正側線および当該各負側線いずれの箇所において地絡が発生した場合であっても、地絡箇所および基準電位ノードN44間に地絡電流が流れる。したがって、より確実に地絡を検出することができる。
With such a configuration, each of the positive side line and the negative side line in the
その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る直流電圧供給回路と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。 Since other configurations and operations are the same as those of the DC voltage supply circuit according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.
なお、本発明の実施の形態において、地絡検出回路4は、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間を流れる電流を検出するために、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間に抵抗R33を備える構成としたが、このような構成に限らず、たとえば、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間にカレントトランスを備える構成であってもよいし、リレーを備える構成であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the ground
具体的には、たとえば、地絡検出回路4が抵抗R33の代わりにカレントを備える場合、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間に当該カレントトランスの一次側巻線が接続される。地絡検出回路4は、当該カレントトランスの二次側巻線を通して流れる電流に基づいて地絡を検出する。
Specifically, for example, when the ground
また、地絡検出回路4が抵抗R33の代わりにリレーを備える場合、中間ノードN43と基準電位ノードN44との間に当該リレーの巻線が接続される。地絡検出回路4は、当該リレーの接点のオンまたはオフの状態に基づいて地絡を検出する。
Further, when the ground
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。 The above description includes the following features.
[付記1]
互いの正側線および負側線がそれぞれ接続された複数の直流電源と、
前記正側線および前記負側線間の中間ノードと各前記直流電源の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する地絡検出回路とを備え、
前記中間ノードの電圧は、前記各直流電源の出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている、直流電源供給回路。
[Appendix 1]
A plurality of DC power sources each connected to the positive side line and the negative side line;
A ground fault detection circuit for detecting a current flowing between an intermediate node between the positive side line and the negative side line and a reference potential node of each DC power supply;
The DC power supply circuit, wherein the voltage of the intermediate node is set to be an absolute value smaller than a minimum absolute value of absolute values of output voltages of the DC power supplies.
[付記2]
互いの正側線および負側線がそれぞれ接続された複数の負荷と、
前記正側線および前記負側線間の中間ノードと各前記負荷の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する地絡検出回路とを備え、
前記中間ノードの電圧は、前記各負荷の入力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている、直流電源供給回路。
[Appendix 2]
A plurality of loads each having a positive line and a negative line connected to each other;
A ground fault detection circuit for detecting a current flowing between an intermediate node between the positive side line and the negative side line and a reference potential node of each load;
The DC power supply circuit, wherein the voltage of the intermediate node is set to be an absolute value smaller than a minimum absolute value of absolute values of input voltages of the loads.
1,2,90,91,290,291 直流回路
4 地絡検出回路
5,6,7,8,105,106 電圧変換回路
9 負荷部
10,11,12,13 直流電圧供給回路
34 電圧計測部
35 警報部
36 電流検出回路
50 地絡抵抗
91 インバータ
92 負荷
101 直流回路
102 直流回路
120 ノイズフィルタ
292,293,294,295 等価回路
C15,C25,C29,C75,C85,C89,C115,C125,C129,C141,C142,C143,C144 キャパシタ
D18,D28,D78,D88,D118,D128 ダイオード
E14,E24,E109,E190,E191,E192 直流電源
g1 直流電流源
I1,I2,I3,I4 地絡電流
L16,L26,L76,L86,L116,L145,L146,L126 インダクタ
N41 接続ノード
N42 接続ノード
N43 中間ノード
N44 基準電位ノード
R31,R32,R33,R50,R195,R196 抵抗
SW17,SW27,SW77,SW87,SW117,SW127 スイッチ
Z114,Z124 負荷
1, 2, 90, 91, 290, 291
Claims (5)
前記正側線および前記負側線間の中間ノードと各前記直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する地絡検出回路とを備え、
前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている、直流電圧供給回路。 A plurality of DC circuits in which the positive and negative lines are connected to each other;
A ground fault detection circuit for detecting a current flowing between an intermediate node between the positive side line and the negative side line and a reference potential node of each of the DC circuits;
The DC voltage supply circuit, wherein the voltage of the intermediate node is set to be an absolute value smaller than the minimum absolute value of the absolute values of the input voltage or output voltage of each DC circuit.
前記正側線に電気的に接続された第1の抵抗と、
前記負側線に電気的に接続された第2の抵抗と、
前記第1の抵抗および前記第2の抵抗と前記基準電位ノードとの間に接続された第3の抵抗とを含む、請求項1に記載の直流電圧供給回路。 The ground fault detection circuit is
A first resistor electrically connected to the positive side line;
A second resistor electrically connected to the negative side line;
2. The DC voltage supply circuit according to claim 1, comprising: the first resistor, the second resistor, and a third resistor connected between the reference potential node. 3.
前記直流回路に対応して設けられ、対応の前記直流回路の電圧を変換する電圧変換回路を備え、
前記地絡検出回路は、前記電圧変換回路の前記直流回路に対して反対側に電気的に接続されている、請求項1または請求項2に記載の直流電圧供給回路。 The DC voltage supply circuit further includes:
A voltage conversion circuit that is provided corresponding to the DC circuit and converts the voltage of the corresponding DC circuit;
The DC voltage supply circuit according to claim 1, wherein the ground fault detection circuit is electrically connected to an opposite side of the voltage conversion circuit with respect to the DC circuit.
各前記直流回路の負側線に電気的に接続された第2の接続ノードと、
前記第1の接続ノードおよび前記第2の接続ノード間の中間ノードと前記各直流回路の基準電位ノードとの間を流れる電流を検出する電流検出回路とを備え、
前記中間ノードの電圧は、前記各直流回路の入力電圧または出力電圧の絶対値のうちの最小の絶対値よりも小さい絶対値となるように設定されている、地絡検出回路。 A first connection node electrically connected to the positive side wires of the plurality of DC circuits;
A second connection node electrically connected to the negative side line of each DC circuit;
A current detection circuit for detecting a current flowing between an intermediate node between the first connection node and the second connection node and a reference potential node of each DC circuit;
The ground fault detection circuit, wherein the voltage of the intermediate node is set to be an absolute value smaller than the minimum absolute value of the absolute values of the input voltage or output voltage of each DC circuit.
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