JP2017131036A - 切替回路及び電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切替回路10は、第1、第2スイッチ12−1,12−2と、整流手段としてのダイオード13−1と、を備えている。スイッチ制御部44の第1、第2切替信号S1,S2により、第1スイッチ12−1がオンした時には、第1直流電源21から出力される第1直流電力を負荷3へ供給し、第1スイッチ12−1がオフしてから第2スイッチ12−2がオンする間は、ダイオード13−1を介して第1直流電力を負荷3へ供給し、第1スイッチ12−1がオフすると共に第2スイッチ12−2がオンした時には、第2直流電源22から出力される第2直流電力を負荷3へ供給する。
【選択図】図1A
Description
図1Aは、本発明の実施例1における電源システムの概略の構成を示す回路図である。
図1Bは、図1A中の第1、第2スイッチ12−1,12−2がオフの場合を示す回路図である。図1Cは、図1A中の第1スイッチ12−1がオフ、第2スイッチ12−2がオンの場合を示す回路図である。
図3Aは、図1A〜図1Cにおける1系放電開始から2系切り替え放電までの制御処理を示すフローチャートである。
Pb1=Vb1*Ib
Wb1(n)=Wb1(n−1)+Pb1(n)*t
但し、Pb1(n);現在のサンプリング時刻tの1系放電電力
Wb1(n−1);1サンプリング時刻前の1系放電電力量
Pb2=Vb2*Ib
Wb2(n)=Wb2(n−1)+Pb2(n)*t
但し、Pb2(n);現在のサンプリング時刻tの2系放電電力
Wb2(n−1);1サンプリング時刻前の2系放電電力量
第1スイッチ12−1に対してダイオード13−1を並列に接続しているので、第1スイッチ12−1が1系直流電源21側に接続されている場合は、ダイオード13−1が導通せず、従来回路と同様に、第1スイッチ12−1を介して負荷3へ電力供給が行われる。その後、1系直流電源21が放電して、電池放電電圧の最低規定電圧Vbminまで低下した際に、第1、第2スイッチ12−1,12−2を2系直流電源22に切り替える動作に入るが、この時、瞬間的に回路オープンの状態が発生する。従来回路では、1系直流電源21及び2系直流電源22が共に負荷3から完全に切り離されてしまうため、スイッチ切り替え中に瞬断が発生する。
図3Bは、図1A〜図1Cにおける2系充電開始から1系切り替え充電までの制御処理を示すフローチャートである。
−Pb2=Vb2*(−Ib)
Wb2(n)=Wb2(n−1)−Pb2(n)*t
但し、−Pb2(n);現在のサンプリング時刻tの2系充電電力
Wb2(n−1);1サンプリング時刻前の2系放電電力量
−Pb1=Vb1*(−Ib)
Wb1(n)=Wb1(n−1)−Pb1(n)*t
但し、−Pb1(n);現在のサンプリング時刻tの1系充電電力
Wb1(n−1);1サンプリング時刻前の1系放電電力量
本実施例1によれば、次の(a)〜(c)のような効果がある。
図4は、本発明の実施例2における電源システムの概略の構成を示す回路図であり、実施例1を示す図1A中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図5は、図4におけるスイッチ切り替え動作時の出力電圧推移を示す波形図である。図2と同様に、図5の横軸は計測サンプリング時刻(t)、縦軸は出力電圧Vout、電池電圧Vb1,Vb2、及び第1〜第4スイッチ12−1〜12−4のオン/オフ状態である。Vfはダイオード13−1の電圧降下値、Vbminは電池放電電圧の最低規定電圧である。
本実施例2によれば、実施例1と略同様の効果がある。更に、1系放電期間H1から2系放電期間H3へ切り替わる際に、1系直流電源21が完全に過放電状態になる前に、2系直流電源22側へ切り替わる。そのため、2系直流電源22が満充電になった後、1系充電期間H6へ切り替わる際に、仮に、直流電源装置1が停止しても、1系直流電源21から負荷3へ電力供給が可能である。これにより、2系直流電源22から1系直流電源21へ切り替わる際にも、無瞬断での切り替えが可能になる、といった効果がある。
図6は、本発明の実施例3における電源システムの概略の構成を示す回路図であり、実施例2を示す図4中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例3の追加された切替回路10Bでは、実施例2の切替回路10Aと同様の動作が行われる。これにより、実施例1、2と同様の効果を奏することができ、直流電源の系統が増えても対応が可能になる。
本発明は、上記実施例1〜3に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(1)〜(5)のようなものがある。
3 負荷
10,10A,10B 切替回路
11 共通端子
12−1〜12−8 第1〜第8スイッチ
13−1,13−2 ダイオード
21,22,23 第1、第2、第3直流電源
21a,21b,22a,22b,23a,23b 電源端子
21−1〜21−N,22−1〜22−N 蓄電池
30 電流計測部
31,32,33 電圧計測部
40,40A,40B 監視制御部
41 電流監視部
42 電圧監視部
43 演算部
44,44A,44B スイッチ制御部
Claims (8)
- 共通端子と第1直流電源の電源端子との間を、第1切替信号によってオン/オフする第1スイッチと、
前記第1直流電源に対して並列に接続される第2直流電源の電源端子と前記共通端子との間を、第2切替信号によってオン/オフする第2スイッチと、
入力端子及び出力端子を有し、前記入力端子が前記第1直流電源の電源端子に接続され、前記出力端子が前記共通端子に接続され、前記入力端子から前記出力端子へ一方向に電流を流す整流手段と、
を備え、
前記第1スイッチがオンした時には、前記第1直流電源の電源端子から出力される第1直流電力を負荷へ供給し、前記第1スイッチがオフしてから前記第2スイッチがオンする間は、前記整流手段を介して前記第1直流電力を前記負荷へ供給し、前記第1スイッチがオフすると共に前記第2スイッチがオンした時には、前記第2直流電源の電源端子から出力される第2直流電力を前記負荷へ供給する、
ことを特徴とする切替回路。 - 請求項1記載の切替回路は、更に、
前記整流手段1の前記入力端子と前記第1直流電源の電源端子との間を、第3切替信号によってオン/オフする第3スイッチと、
前記整流手段の前記入力端子と前記第2直流電源の電源端子との間を、第4切替信号によってオン/オフする第4スイッチと、
を備えることを特徴とする切替回路。 - 請求項2記載の切替回路は、更に、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、前記第3スイッチ、前記第4スイッチ、及び前記整流手段からなる回路と同様の1つ又は複数の回路を備え、
前記1つ又は複数の回路は、
前記第1直流電源及び前記第2直流電源に対して並列に接続される1つ又は複数の第3直流電源の電源端子と、前記第2直流電源の電源端子と、の間に接続されていることを特徴とする切替回路。 - 前記第1直流電源と前記第2直流電源とは、
並列接続された複数の蓄電池、又は分散型電源のいずれか1つにより、それぞれ構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の切替回路。 - 前記第1直流電源と、前記第2直流電源と、前記1つ又は複数の第3直流電源とは、
並列接続された複数の蓄電池、又は分散型電源のいずれか1つにより、それぞれ構成されていることを特徴とする請求項3記載の切替回路。 - 請求項1記載の切替回路と、
前記共通端子を流れる電流値と、前記第1直流電源の電源端子及び前記第2直流電源の電源端子の電圧値と、に基づき前記第1切替信号及び前記第2切替信号を生成して所定のタイミングで出力する制御部と、
直流電力を出力する直流電源装置と、
を備え、
通常時は、前記直流電源装置から出力される前記直流電力を前記負荷へ供給し、
前記直流電源装置が停止する異常時は、前記第1直流電力又は前記第2直流電力を前記負荷へ供給する、
ことを特徴とする電源システム。 - 請求項2記載の切替回路と、
前記共通端子を流れる電流値と、前記第1直流電源の電源端子及び前記第2直流電源の電源端子の電圧値と、に基づき前記第1切替信号、前記第2切替信号、前記第3切替信号、及び前記第4切替信号を生成して所定のタイミングで出力する制御部と、
直流電力を出力する直流電源装置と、
を備え、
通常時は、前記直流電源装置から出力される前記直流電力を前記負荷へ供給し、
前記直流電源装置が停止する異常時は、前記第1直流電力又は前記第2直流電力を前記負荷へ供給する、
ことを特徴とする電源システム。 - 請求項3記載の切替回路と、
前記共通端子を流れる電流値と、前記第1直流電源の電源端子、前記第2直流電源の電源端子、及び前記第3直流電源の電源端子の電圧値と、に基づき前記第1切替信号、前記第2切替信号、前記第3切替信号、前記第4切替信号、及び前記1つ又は複数の回路内のスイッチの切替信号を生成して所定のタイミングで出力する制御部と、
直流電力を出力する直流電源装置と、
を備え、
通常時は、前記直流電源装置から出力される前記直流電力を前記負荷へ供給し、
前記直流電源装置が停止する異常時は、前記第1直流電力、前記第2直流電力、又は、前記第3直流電源の電源端子から出力される直流電力、のいずれか1つを前記負荷へ供給する、
ことを特徴とする電源システム。
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