JP3188629B2 - 独立電源システムの主回路制御装置 - Google Patents
独立電源システムの主回路制御装置Info
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Description
た単一の電源システム(例えば太陽光発電電源設備等)
の主回路を開閉制御する独立電源システムの主回路制御
装置に関するものである。
に適合した電源と、その電源の品質保証によって、その
機能を正確に維持するように設計されている。特に、近
年においては、電子制御技術の発達により、各種の制御
装置の内部に、機能制御用電子回路と主回路用の強電回
路とが、同一の装置内に組み込まれている。
置に供給される電源の品質が、許容限度を越えて変動す
ると、その制御装置は、その影響を受けて、場合によっ
てはその制御機能の一部に誤動作を生じ、ひいては制御
装置全体の制御機能を消失させてしまう難点がある。
独立した単一の電源システムの場合において、電源変動
を生じた際に、電子制御回路を誤動作させることが多
く、この電子制御回路によって制御される各種の制御装
置を、常に正常な状態で作動させるためのメンテナンス
作業に莫大な経費を要する等の難点がある。
ムにおいては、太陽電池と蓄電池とを組合せてそれぞれ
充・放電制御を円滑に行うことが重要である。この場
合、前記蓄電池の充・放電制御を行う電子制御回路を設
けて、指定される電圧の検出を行うことが重要となる。
そこで、この蓄電池の性能を維持するための充放電電圧
の検出に際しては、一般に半導体素子の1つであるツェ
ナーダイオード(定電圧ダイオード)とオペアンプ(演
算増幅器)を使用し、標準電圧(特定のツェナー電圧)
と被検出電圧との対比を行う検出方式が適用されてい
る。
例えばツェナー電圧を発生させる主電源が、負荷への電
力供給と共用の場合、主電源の電圧降下が標準電圧の許
容範囲を逸脱して低下すると、標準電圧は低下した状態
の標準電圧となり、これと対比される被検出電圧も低下
した状態の被検出電圧として検出され、この電圧は誤っ
た比較結果として所要のIC回路によって検知される結
果となる。
電池機能維持の限度外の電圧降下を招来することにな
り、主電源としての機能復帰を殆ど不能とする電圧に至
ることが多い。
電池とを組合せた電源システムにおいては、過充電・過
放電防止機能付きの制御器(チャージコントローラ)の
誤動作を生じ、この電源システムは機能不全という結果
を生じることが多い。
制御回路の電圧レベルが主回路と同一であっても、その
電流は、主回路(強電回路)の1/10から1/20程
度の小勢力の大きさに過ぎない。
源が蓄電池による場合であれば、直流12Vで、主回路
に直流12V/120Wの負荷を接続すると、負荷電流
は10Aとなる。そこで、もしも蓄電池の電荷の残量が
少ない場合、蓄電池の供給電圧は、短時間経過で直流1
2Vの電圧が70〜80%に降下する。しかし、負荷の
接続を解除すれば、電圧は即刻に原状の電圧(直流12
V)まで復帰する。
場合、従来の電圧変化の検出方式を適用して、前記のよ
うな状態の検出を行うと、小勢力の負荷としての検出回
路の消費電流はきわめて小さい(数100mA)ため、
電荷残量の殆どない蓄電池でも、電圧降下は生じること
なく、検出回路は「使用に差支えなし」との誤判定を行
う結果が多くなる。
して主回路の動作を常に安定に維持し、簡単な構成でし
かも低コストでの製作の実現が可能な独立電源システム
の主回路制御装置を提供することにある。
め、本発明に係る独立電源システムの主回路制御装置
は、補完電源のない独立した単一の電源システムの主回
路に電磁開閉器の開閉接点を接続配置し、この開閉接点
により前記主回路を開閉制御する独立電源システムの主
回路制御装置において、前記電磁開閉器の付勢コイルと
直列にその負担電圧を調節するための可変抵抗器と前記
電磁開閉器の開閉接点のハンチングを抑制するためのイ
ンダクタンスの作用をするコイルとを接続し、これら付
勢コイルと可変抵抗器とインダクタンスの作用をするコ
イルとの直列接続回路と並列にコンデンサを接続したこ
とを特徴とする。
回路を第1の主回路と第2の主回路とから構成すると共
に、前記第1の主回路に太陽電池を接続し、前記第2の
主回路に蓄電池を接続してなる太陽光発電設備として構
成し、前記第1の主回路に接続される電磁開閉器の開閉
接点を過充電防止用開閉接点として構成すると共に、前
記第2の主回路に接続される電磁開閉器の開閉接点を過
放電防止用開閉接点として構成することができる。
路制御装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
置(以下、本装置という)の基本原理を示す概略結線図
である。すなわち、図1において、参照符号A、Bは所
要の独立電源システムからなる本装置を作動させるため
の主回路の接続端子を示し、また参照符号A1、B1は
前記主回路の開閉制御を行うための電磁開閉器MG1を
接続した本装置の接続端子をそれぞれ示す。なお、前記
主回路の接続端子A、B間には、前記電磁開閉器MG1
によって開閉操作される開閉接点(常開接点)aが接続
される。
間には、前記電磁開閉器MG1と直列に、可変抵抗器V
R1と過渡状態におけるハンチング防止用のインダクタ
ンスの作用をするコイルL1が接続され、これらの直列
接続回路と並列に電圧変動を安定化するための所要定格
のコンデンサC1が接続され、さらにこれらの直・並列
接続回路と直列に電流方向を規定するためのダイオード
ISDが適宜接続されている。
定格電圧をE1として、本装置の接続端子A1、B1間
に電圧E1を印加する。この時、電磁開閉器MG1は付
勢されて、その開閉接点aを閉じて主回路を閉路する。
次いで、可変抵抗器VR1の抵抗値を増加させると、電
磁開閉器MG1の付勢コイルの負担電圧は次第に低下
し、これに伴い前記付勢コイルの電磁吸引力が低下す
る。そして、前記付勢コイルの電磁吸引力が、電磁石と
しての接点閉路維持限界電圧(E1−α)に達すると、
電磁石の鉄片開放により開閉接点aを開いて、主回路を
開路する。
1 −α)は、開放限界電圧接近により、開閉接点aがハ
ンチング(接触不良ビート現象)を生じるが、コンデン
サC1 およびコイルL1 の作用により抑制することがで
きる。
定格外電圧増加(E+α)の場合においても、同一の作
用および効果が得られる。
と過放電防止制御回路の具体例について説明する。
ち、図2において、参照符号10は過充電防止制御回路
の接続端子A1、B1間に接続された過充電防止制御回
路の制御部を示す。また、前記制御部10と並列に、所
要定格電圧の電磁開閉器MG1と可変抵抗器VR1との
直列接続回路が接続される。そして、前記電磁開閉器M
G1によって開閉操作される開閉接点(常閉接点)b1
が、主回路の接続端子A、B間に接続される。
A1、B1間に所要の電圧V01(=VM1+VR1)
を印加し、可変抵抗器VR1の抵抗値を調節して電磁開
閉器MG1の付勢コイルの負担電圧(VM1)を調整
し、電磁開閉器MG1の定格電圧範囲外の上方電圧(E
1+α1)における開閉動作を検出して、主回路の開閉
操作に利用することができる。
防止電圧V01を、電磁開閉器Mg1の定格電圧範囲外の
上方電圧V01=14.5Vとした場合、可変抵抗器VR
1 の抵抗値を適当な値に設定して、例えば可変抵抗器V
R1 の負担電圧VR1を7.7V、電磁開閉器Mg1 の付
勢コイルの負担電圧VM1を6.8Vと設定することによ
り、主回路の電圧が14.5Vを越えた際に、この電磁
開閉器Mg1 の開閉接点b1 を開放操作することができ
た。
ち、図3において、参照符号12は過放電防止制御回路
の接続端子A2、B2間に接続された過放電防止制御回
路の制御部を示す。また、前記制御部12と並列に、所
要定格電圧の電磁開閉器MG2と可変抵抗器VR2との
直列接続回路が接続される。そして、前記電磁開閉器M
G2によって開閉操作される開閉接点(常開接点)a2
が、主回路の接続端子A′、B′間に接続される。
A2、B2間に所要の電圧V02(=VM2+VR2)
を印加し、可変抵抗器VR2の抵抗値を調節して電磁開
閉器MG2の付勢コイルの負担電圧(VM2)を調整
し、電磁開閉器MG2の定格電圧範囲外の下方電圧(E
2−α2)における開閉動作を検出して、主回路の開閉
操作に利用することができる。
防止電圧V02を、定格電圧範囲外の下方電圧V02=1
0.5Vとした場合、可変抵抗器VR2 の抵抗値を適当
な値に設定して、例えば可変抵抗器VR2 の負担電圧V
R2を4.8V、電磁開閉器Mg2 の付勢コイルの負担電
圧VM2を5.7Vと設定することにより、主回路の電圧
が10.5V以下となった際に、この電磁開閉器Mg2
の開閉接点a2 を開放操作することができた。
陽光発電設備における本装置(過充電防止用開閉接点と
過放電防止用開閉接点との接続配置)の応用例を示すも
のである。すなわち、本実施例においては、太陽電池2
0に接続される第1の主回路21の接続端子Ps、Ns
と、蓄電池22に接続される第2の主回路23の接続端
子PB、NBとを有する。
防止用開閉接点(常閉接点)10bと太陽電池電圧検出
器DS1とその開閉接点(常開接点)as1が適宜接続配置
されると共に、負荷接続端子PL 、NL が設けられてい
る。また、第2の主回路23には、過放電防止用開閉接
点(常開接点)12aが適宜接続配置されると共に、前
記第1の主回路21に設けられた負荷接続端子PL 、N
L に接続されている。
太陽電池電圧検出器DS2とその開閉接点as2(常開
接点)およびbs2(常閉接点)を設け、前記開閉接点
as2を日出・入検出信号を出力する出力端子A1、A
1′およびA2、A2′に接続する。また、前記開閉接
点bs2は、前記一方の負荷接続端子NLと導通接続さ
せて、別の負荷接続端子NL′(夜間専用)を設ける。
動作について、図5を参照しながら説明する。すなわ
ち、図4に示すシステム構成においては、日中におい
て、第1の主回路21における太陽電池20により所要
の電気エネルギが出力されると、この電気エネルギを第
2の主回路23における蓄電池22に充電しておき、夜
間になると、前記蓄電池22に充電された電気エネルギ
により、前記主回路の負荷接続端子PL 、NL ′間に接
続された所要の負荷(夜間照明器具等)を付勢するよう
に構成される。勿論、昼間は、浮動充電方式であるた
め、負荷接続端子PL、NL に負荷を接続して、使用す
ることができる。
太陽電池電圧検出器の動作後における蓄電池充電エネル
ギが発生する時刻:例えば午前8時)から日の入り時刻
(前記蓄電池充電エネルギが消滅する時刻:例えば午後
7時)までの間において、日の出の開始と共に太陽電池
に誘起される電圧を、太陽電池電圧検出器DS1、DS2に
より検出し、前記誘起電圧が予め設定した所定電圧を超
えた際に、第1の主回路21の常開接点as1を閉じて、
これを閉回路とする。なお、この時、前記太陽電池電圧
検出器DS1によって、その常開接点as1を閉じることに
より、第2の主回路23も閉回路となり、太陽電池20
に誘起される電気エネルギによる蓄電池22の充電が開
始される。
って、その常開接点as2を閉じることにより、所定の
出力端子A1、A1′およびA2、A2′から日出・入
検出信号が出力される。そこで、例えば前記日出・入検
出信号に基づいて、過放電防止制御回路の制御部12
(図3)を作動させて、電磁開閉器(Mg2)を適宜補
助電源により付勢し、投入するように構成することがで
きる。この補助電源による前記電磁開閉器(Mg2)の
所定のタイミングでの付勢投入に伴い、過放電防止用開
閉接点12aが閉じられて、この過放電防止用開閉接点
12aを含む第2の主回路23が形成される。
電池電圧検出器DS1が閉回路となることにより、太陽電
池20に誘起される電気エネルギは、蓄電池22に充電
されて、その充電電圧は次第に高められていく。
4.5Vを超えると、過充電防止制御回路の制御部10
(図2)の電磁開閉器(Mg1)を付勢して、過充電防
止用開閉接点10bを開き、第1の主回路21を開回路
とする。なお、この場合、タイマを動作させて、第1の
主回路21の開回路状態を一定時間遅延保持させる。
V以下であれば、再度第1の主回路21を閉回路とし
て、蓄電池22の充電を行い、夕方の日の入りまで前記
操作を繰り返す。
検出器DS1、DS2からの出力信号が遮断され、第1
の主回路21の常開接点as1が開いて、第1の主回路
21を開回路とし、蓄電池22への充電操作を終了す
る。この場合、過放電防止制御回路の制御部12(図
3)の電磁開閉器(Mg2)の閉路を維持するための電
源は、蓄電池22に切り替えられており、そのまま投入
が維持され、過放電防止用開閉接点12aは閉じたまま
第2の主回路23を閉回路に維持する。
の出力信号が遮断され、その常開接点as2が開き、常閉
接点bs2が閉じることにより、夜間専用の負荷接続端子
NL′が負荷接続端子NL と導通接続されることによ
り、前記夜間専用の負荷接続端子NL ′と負荷接続端子
PL との間に接続されている夜間照明器具等の負荷に対
し、蓄電池22に充電されている電圧を印加することが
できる。
り、充電電圧が10.5V以下になると、過放電防止制
御回路の制御部12(図3)の電磁開閉器(Mg2)の
付勢動作が解除され、過放電防止用開閉接点12aを開
き、第2の主回路23を開回路とする。これにより、前
記負荷に対する電源を遮断して、蓄電池22の過放電を
防止することができる。
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
発明に係る独立電源システムの主回路制御装置は、電磁
開閉器の付勢コイルと直列にその負担電圧を調節するた
めの可変抵抗器と前記電磁開閉器の開閉接点のハンチン
グを抑制するためのインダクタンスの作用をするコイル
とを接続し、これら付勢コイルと可変抵抗器とインダク
タンスの作用をするコイルとの直列接続回路と並列にコ
ンデンサを接続したことにより、補完電源のない独立し
た単一電源システム、例えば太陽光発電設備等におい
て、電源の変動に対してその主回路の動作を常に安定に
維持することができる。
は、極めて簡単な構成でしかも低コストで製造すること
ができる等の利点がある。
ない場所に設置される太陽光発電設備等の独立した電源
システムにおいて、特に蓄電池等を含む主回路制御装置
を使用する場合、その充・放電サイクルの寿命を長期間
に亘って保証するには、前記構成からなる本発明の主回
路制御装置は、極めて有効かつ適切な効果を発揮させる
ことができる。
池と蓄電池とを組合せた独立した単一電源システムとし
ての利用であって、具体的には道路標識装置、山間部や
僻地における照明装置、海上等に設置する航路標識、固
定無線局等の電源システムに、極めて有効に適用するこ
とができる。
置の基本原理を示す概略結線図である。
係る主回路制御装置の回路図である。
係る主回路制御装置の回路図である。
に係る主回路制御装置の回路図である。
例を示すタイムチャート図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 補完電源のない独立した単一の電源シス
テムの主回路に電磁開閉器の開閉接点を接続配置し、こ
の開閉接点により前記主回路を開閉制御する独立電源シ
ステムの主回路制御装置において、 前記電磁開閉器の付勢コイルと直列にその負担電圧を調
節するための可変抵抗器と前記電磁開閉器の開閉接点の
ハンチングを抑制するためのインダクタンスの作用をす
るコイルとを接続し、これら付勢コイルと可変抵抗器と
インダクタンスの作用をするコイルとの直列接続回路と
並列にコンデンサを接続したことを特徴とする独立電源
システムの主回路制御装置。 - 【請求項2】 前記単一の電源システムは、主回路を第
1の主回路と第2の主回路とから構成すると共に、前記
第1の主回路に太陽電池を接続し、前記第2の主回路に
蓄電池を接続してなる太陽光発電設備として構成し、前
記第1の主回路に接続される電磁開閉器の開閉接点を過
充電防止用開閉接点として構成すると共に、前記第2の
主回路に接続される電磁開閉器の開閉接点を過放電防止
用開閉接点として構成することを特徴とする請求項1記
載の独立電源システムの主回路制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17253096A JP3188629B2 (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 独立電源システムの主回路制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17253096A JP3188629B2 (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 独立電源システムの主回路制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1021809A JPH1021809A (ja) | 1998-01-23 |
JP3188629B2 true JP3188629B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=15943630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17253096A Expired - Fee Related JP3188629B2 (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 独立電源システムの主回路制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3188629B2 (ja) |
-
1996
- 1996-07-02 JP JP17253096A patent/JP3188629B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH1021809A (ja) | 1998-01-23 |
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