JP3259611B2 - 直流電源システム - Google Patents

直流電源システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源装置と、
蓄電池と負荷からなる負荷装置を接続する時の短絡事故
を防止する直流電源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の例を図4に示す。従来の直流
電源システムは、蓄電池8′と負荷9′を並列に接続し
た負荷装置7′と、内部に電力変換部2′および出力部
16を有し直流電力を供給する直流電源装置1′からな
る。直流電源装置1′に負荷装置7′を接続する場合、
電力変換部2′の出力端子Aは正極端子11′でありB
は負極端子13′であるため、出力部16の端子A′と
負荷装置7′の正極端子12′である端子A″、および
出力部16の端子B′と負荷装置7′の負極端子14′
である端子B″を出力線10′で接続する場合には正常
に接続されるので、極性検出回路4′は、前記電力変換
部2′の出力を供給する出力部16の出力スイッチ15
を動作させて出力を供給する。一方、出力部16の端子
A′と負荷装置7′の端子B″、および出力部16の端
子B′と負荷装置7′の端子A″が接続された場合は端
子が異なる極性に接続されるので、極性検出回路4′は
出力部16の接続スイッチ15を投入しないように動作
して、電力変換部2′の出力を負荷装置7′に供給しな
いようにすることで、短絡防止を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、直流電
源装置と負荷装置を接続する場合に、極性を誤って反対
に接続した場合には極性検出回路がこれを検出するため
短絡事故には至らないが、この場合には保守者が正極、
負極の出力線の接続替えを行って極性を反転する必要が
あった。直流電源装置と負荷装置の出力線の端子とは一
般的に端子と配線をボルト締めで行っていることが多
く、配線替えに労力を要していた。また、正極、および
負極端子間は装置の小型化に伴い狭くなっており、配線
替えに伴い短絡事故等の危険性があった。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、直流電源装置と負荷装置を接続する場合に、接続手
段の簡素化、かつ短絡事故防止を図ることができる直流
電源システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直流電源装置の直流出力を蓄電池と負荷か
らなる負荷装置に供給する直流電源システムにおいて、
前記直流電源装置は、電力変換部と、この電力変換部の
出力極性を切替える複数のスイッチからなる極性切替回
路と、前記直流電源装置の出力極性を検出する極性検出
回路と、前記負荷装置が接続された場合に前記蓄電池か
らの直流電力を整流して前記極性検出回路に供給するダ
イオードブロックとを有し、前記極性検出回路の極性検
出信号により前記極性切替回路のスイッチを動作させる
ことを特徴とする
【0006】本発明では直流電源装置を負荷装置に接続
する場合に直流電源装置の出力端子の極性を検出するこ
とで極性の正常化を行うことが可能となり、極性の確認
を不要とし、また誤接続時にも短絡事故とならないよう
に直流電源装置の出力投入を可能とし、接続手段の簡素
化、かつ短絡事故防止を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態
例である。直流電源装置1は、正極端子11および負極
端子13を有する電力変換部2と、電力変換部2の出力
極性を切り替えるスイッチS1,S2,S3,S4を有
する極性切替回路3と、直流電源装置1の出力端子の極
性を検出する極性検出回路4を備え、この極性検出回路
4の信号は制御回路5に入力される。極性検出回路4お
よび制御回路5への電源供給は、蓄電池8および負荷9
よりなる負荷装置7から供給され、極性が正常、異常に
もかかわらず、正常に供給されるようにダイオードブロ
ック6を介して供給される。図中、10は出力線、12
は負荷装置7の正極端子、14は負荷装置7の負極端
子、Dは逆電流防止用ダイオードである。すなわち、直
流電源装置1の出力部にたすき掛けしたスイッチS1,
S2,S3,S4を設け、直流電源装置1と負荷装置7
との接続ミスをこのスイッチS1,S2,S3,S4の
オン・オフ制御によりキャンセルできるようにする。
尚、制御回路5は電力変換部2の出力を制御するための
回路であり、本発明の必須の構成要素ではない。
【0008】次に、本発明の一実施形態例の動作につい
て詳細に説明する。前記直流電源装置1に負荷装置7が
接続されていない場合は制御回路5が不動作であり、投
入信号がないために、極性切替回路3のスイッチS1,
S4、およびS2,S3は常にオフ状態を維持してい
る。この極性切替回路3のスイッチS1〜S4は制御回
路5のオン信号によって制御される。電力変換部2のA
は正極端子11、Bは負極端子13であり、また負荷装
置7のA″は正極端子12、B″は負極端子14であ
る。極性切替回路3の出力端子A′とB′は接続される
負荷装置7の極性によって正極、負極どちらにもなりう
る。
【0009】直流電源装置1と負荷装置7を接続するこ
とにより、負荷装置7の蓄電池8からの直流電力がダイ
オードブロック6を介して極性検出回路4および制御回
路5に供給される。この場合、直流電源装置1の出力端
子A′とB′に接続される負荷装置7の極性にかかわら
ずダイオードブロック6により整流され安定化されて極
性検出回路4および制御回路5に供給される。これによ
り、電力変換部2の制御および極性切替回路3の動作が
可能となる。ここで、直流電源装置1の出力端子、つま
り極性切替回路3の出力端子A′とB′がそれぞれ負荷
装置7の正極端子A″と負極端子B″に接続された場
合、接続された端子の極性を極性検出回路4が検出し、
直流電源装置1の電力変換部2の端子Aおよび端子Bと
負荷装置7の端子A″および端子B″がそれぞれ対応し
て接続されるように、極性切替回路3のスイッチS1,
S3をオンとする信号を極性検出回路4から極性切替回
路3へ送出し、この信号によりスイッチS1,S3はオ
ン動作する。極性切替回路3のスイッチS1,S3をオ
ン状態とし、スイッチS2,S4をオフにすることによ
り、電力変換部2の正極端子AはスイッチS1を介し極
性切替回路3の出力端子A′と負荷装置7の出力端子
A″に接続され、また、電力変換部2の負極端子Bはス
イッチS3を介し極性切替回路3の出力端子B′と負荷
装置7の負極端子B″に接続される。したがって、電力
変換部2と負荷装置7の端子の極性は同一の極性となる
ので電力変換部2の出力が確立すると極性切替回路3を
介して負荷装置7に安定に電力供給ができる。
【0010】前記極性検出回路4の動作についてフォト
カプラを用いた具体例を図2に示す。極性切替回路3の
出力端子A′とB′がそれぞれ負荷装置7の正極端子
A″と負極端子B″に接続された場合、極性検出回路4
の電源はダイオードブロック6を介して供給され、極性
検出入力Voは端子A′およびB′から入力されて、
A′が正極、B′が負極となるため、順方向側のダイオ
ードを有するフォトカプラ100が動作する。フォトカ
プラ100の動作によりスイッチ300が動作し極性切
替回路3のスイッチS1,S3へ投入信号を送出する。
また、フォトカプラ200のダイオードは逆バイアスの
ため、スイッチ400は動作せず、極性切替回路3のス
イッチS2とS4へ投入信号を送出しない。
【0011】一方、図1に示す極性切替回路3の出力端
子A′とB′が上記と反対にそれぞれ負荷装置7の端子
B″とA″にそれぞれ接続された場合は、極性切替回路
3の出力端子A′が負極にB′が正極になる。この場合
には、図2に示す極性検出回路4のフォトカプラ200
が動作することにより、スイッチS2,S4をオンとす
る信号を送出することで電力変換部2の正極端子Aと、
極性切替回路3の端子B′および負荷装置7の正極端子
A″はスイッチS2により接続され、電力変換部2の負
極端子Bと、極性切替回路3の端子A′および負荷装置
7の負極端子B″はスイッチS4により接続される。従
って、電力変換部2と負荷装置7の出力端子の極性を同
一化して短絡を防止するとともに、かつ電力変換部2の
出力をスイッチS2,S4を介して負荷装置7に安定に
供給する。
【0012】以上に述べた極性検出回路4の入力Voの
極性による極性切替回路3のスイッチS1〜S4の動作
状態を図3に示す。極性切替回路3の出力端子A′と
B′がそれぞれ負荷装置7の正極端子A″と負極端子
B″に接続された場合、つまり極性検出回路4の検出電
圧Voの出力端子A′の電位が高い場合は、前記した極
性検出回路4の動作によりスイッチS1,S3をオン
し、スイッチS2,S4はオフ状態を維持する。反対に
極性切替回路3の出力端子A′とB′がそれぞれ負荷装
置7の負極端子B″と正極端子A″に接続された場合
は、極性検出回路4の検出電圧Voの出力端子B′の電
位が高くなり、スイッチS2,S4をオンし、スイッチ
S1,S3はオフ状態を維持する。
【0013】このように、直流電源装置1の出力端子に
負荷装置7の出力端子の極性を反対に接続しても、極性
検出回路4および極性切替回路3の動作により、電力変
換部2の正極端子Aおよび負極端子Bは、負荷装置7の
正極端子A″と負極端子B″に正常に接続され短絡を防
止するとともに、電力変換部2の出力を負荷装置7に供
給できる。
【0014】図2の極性検出回路4は、フォトカプラ1
00,200を用いた回路について説明したが、フォト
カプラ100,200の代わりにダイオードとリレーを
用いて構成しても良く、またスイッチ300,400は
半導体スイッチを用いて構成しても良い。また前記極性
切替回路3に用いるスイッチS1〜S4は半導体スイッ
チが望ましいが、極性検出回路4の検出信号によってオ
ン、オフが可能なリレー等のスイッチによってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明による直流電源シス
テムは、直流電源装置の出力端子に負荷装置を誤接続し
た場合、極性を入れ替えて短絡を防止して、正常に出力
することができ、直流電源装置の極性を確認しなくても
蓄電池と負荷とからなる負荷装置に接続することを可能
とした。また、複数台の直流電源装置を並列接続して負
荷装置へ供給する際にも同様に極性を切り替えることで
安全かつ容易に電力供給を可能とするものである。さら
に、配線替えに要していた多くの労力をなくすことがで
きるので、緊急時には特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例を示す構成説明図であ
る。
【図2】図1の極性検出回路の一例を示す回路図であ
る。
【図3】図1の極性切替回路のスイッチ動作の一例を示
す説明図である。
【図4】従来の直流電源装置と負荷装置の接続を示す構
成説明図である。
【符号の説明】
1…直流電源装置、2…電力変換部、3…極性切替回
路、4…極性検出回路、5…制御回路、6…ダイオード
ブロック、7…負荷装置、8…蓄電池、9…負荷、10
…出力線、11,12…正極端子、13,14…負極端
子、15…出力スイッチ、16…出力部、100…フォ
トカプラ、200…フォトカプラ、300…スイッチ、
400…スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 11/00 G05F 1/56 H02J 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源装置の直流出力を蓄電池と負荷
    からなる負荷装置に供給する直流電源システムにおい
    て、 前記直流電源装置は、電力変換部と、この電力変換部の
    出力極性を切替える複数のスイッチからなる極性切替回
    路と、前記直流電源装置の出力極性を検出する極性検出
    回路と、前記負荷装置が接続された場合に前記蓄電池か
    らの直流電力を整流して前記極性検出回路に供給するダ
    イオードブロックとを有し、 前記極性検出回路の極性検出信号により前記極性切替回
    路のスイッチを動作させることを特徴とする直流電源シ
    ステム。
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