JP4147837B2 - AC receiving DC supply system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムに係り、特に、二系統の直流生成装置のライン抵抗に差があっても負荷に供給する電流が遮断されることがなく、又、安全な交流受電直流供給システムに関する。
通信装置や情報処理装置は多くの場合直流によって電力を供給されて動作する。一方、商用電源は交流であるので、交流を受電して直流を生成して通信装置や情報処理装置などの負荷に電力を供給する交流受電直流供給システムが必要になる。
【0002】
しかも、交流受電直流供給システムが電力を供給することができないと通信装置や情報処理装置は動作が不可能になるので、交流受電直流供給システムの信頼度を向上させるために、交流電源の出力を漏電遮断機能付ブレーカを介して受けて電力供給用整流器によって直流化する直流生成装置を、該電力供給用整流器の出力側において並列接続して負荷に電力を供給する交流受電直流供給システムが適用されることが多い。
【0003】
しかし、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにも、設置条件によっては問題が生ずる恐れがあるので、いかなる設置条件でも高信頼度を保つことができ、且つ、安全な交流受電直流供給システムの実現が望まれている。
【0004】
【従来の技術】
図5は、従来の交流受電直流供給システムの構成とその問題点(その1)である。
図5において、1は一方の端子を接地された交流電源、2は漏電遮断機能付ブレーカ(この種のブレーカの一般名称がノン・フューズ・ブレーカ(Non FuseBraker) であるため、図5では「NFB」と略記している。以降、図では同様に記載する。)、3は電力供給用整流器(図では英語の「Rectifier 」の一部文字を使用して「RECT」と記載している。以降、図では同様に記載する。)、4は平滑コンデンサで、交流電源1、漏電遮断機能付ブレーカ2、電力供給用整流器3及び平滑コンデンサ4によって二系統の直流生成装置の内0系(「0系」とは、二系統で構成される装置の一方の装置を示す通例の呼び方である。場合によっては、「0系」は二系統で構成される装置の内運用系又は現用系を意味することがあるが、ここでは運用系又は現用系に限定はしない。)の直流生成装置を構成する。
【0005】
又、1aは一方の端子を接地された交流電源、2aは漏電遮断機能付ブレーカ、3aは電力供給用整流器、4aは平滑コンデンサで、交流電源1a、漏電遮断機能付ブレーカ2a、電力供給用整流器3a及び平滑コンデンサ4aによって二系統の直流生成装置の内1系(「1系」とは、二系統で構成される装置のもう一方の装置を示す通例の呼び方である。場合によっては、「1系」は二系統で構成される装置の内非運用系又は待機系を意味することがあるが、ここでは非運用系又は待機系には限定しない。)の直流生成装置を構成する。
【0006】
又、9は二系統の直流生成装置が電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力側で並列に接続された点に配置される平滑コンデンサである。そして、上記二系統の直流生成装置と平滑コンデンサ9によって交流受電直流供給システムが構成される。
更に、10は交流受電直流供給システムの負荷で、通信装置や情報処理装置などである。
【0007】
尚、電力供給用整流器3及び3aの構成には限定がなく、例えば、ダイオード・ブリッジによる整流器でもよい。
図5の構成の交流受電直流供給システムは、独立な二系統の交流電源から受電して直流を生成し、生成した直流を結合して負荷10に電力を供給するので、一系統の直流生成装置が断になっても負荷10に安定に電力を供給することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図5の交流受電直流供給システムにおいて、一般に電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3a以降負荷10までは同一の架又は筐体に実装されており、電力供給用整流器3から負荷10までの配線材と配線長は電力供給用整流器3aから負荷10までの配線材及び配線長と同一に設計される。
【0009】
一方、交流電源1から電力供給用整流器3までの配線と交流電源1aから電力供給用整流器3aまでの配線においては、必ずしも配線材と配線長が同一であるとは限らず、配線抵抗が等しいとは限らない。ここで、交流電源からの配線は工場やビルディングのインフラ・ストラクチャとして設置されるものであるが、設置工事の時期の違いによって線材などの配線条件が違ったり、線材などの配線条件が同じでも二系統の配線ルートが異なることがあるので、配線抵抗が等しくなるとは限らないのである。
【0010】
上記の如く、二系統の配線抵抗が異なると、漏電遮断機能付ブレーカ2及び漏電遮断機能付ブレーカ2aの接地側の電流と非接地側の電流とに差が生ずる。
例えば、図5の交流受電直流供給システムにおいて0系側の配線抵抗が1系側の配線抵抗より大きいとすると、漏電遮断機能付ブレーカ2の非接地側の電流がI1 で漏電遮断機能付ブレーカ2aの非接地側の電流がI2 である時に、漏電遮断機能付ブレーカ2の接地側の電流がI1 −ΔI、漏電遮断機能付ブレーカ2aの接地側の電流がI2 +ΔIとなって、双方の漏電遮断機能付ブレーカにおいて非接地側と接地側の電流のバランスがΔIだけずれることになる。
【0011】
尚、上記ΔIはアースを経由して2つの交流電源間を流れるので、交流電源1の非接地側の電流はI1 に保たれ、交流電源1aの非接地側の電流はI2 に保たれる。
ところで、漏電遮断機能付ブレーカは、非接地側と接地側の端子電流のバランスのずれを検知すると漏電が生じているものと判定して電流を遮断するので、上記ΔIが遮断条件以上の電流になると、図5の構成において漏電遮断機能付ブレーカ2と漏電遮断機能付ブレーカ2aは共に電流を遮断することになり、図5の交流受電直流供給システムは負荷に電力を供給することができなくなる。これは、負荷となる装置側からすれば動作停止という大問題になる。
【0012】
図6は、従来の交流受電直流供給システムの構成とその問題点(その2)である。
図6の構成は、交流電源1及び交流電源1aの双方の端子を接地していないことを除いて図5の構成と同じであるので、図6については構成の説明を省略する。
【0013】
上記の如く、交流電源1及び交流電源1aの双方の端子を接地していないので、二系統の配線抵抗に差があっても漏電遮断機能付ブレーカ2及び漏電遮断機能付ブレーカ2aにおいて2つのラインで電流のバランスのずれが生ずることがなく、漏電遮断機能が働かないために二系統の配線抵抗の差如何にかかわらず負荷に電力を供給することができる。
【0014】
しかし、交流電源1及び交流電源1aの双方の端子を接地していない(フローティング)ので、配線に電圧が誘導される恐れがあり、しかも、環境によって誘導電圧が高圧になる恐れがある。これでは、図6の交流受電直流供給システム及び負荷となる装置の運用と保守にあたる担当者の身の安全に大問題が生ずる。従って、たとえ二系統の配線抵抗の差如何にかかわらず負荷に電力を供給することができても、このようなシステムを使用することはできない。
【0015】
本発明は、かかる問題点に鑑み、二系統の直流生成装置のライン抵抗に差があっても負荷に供給する電流が遮断されることがなく、しかも、安全な交流受電直流供給システムを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、一方の端子を接地された交流電源の出力を漏電遮断機能付ブレーカを介して受けて電力供給用整流器によって直流化する二系統の直流生成装置を、該電力供給用整流器の出力側において並列接続して負荷に電力を供給する交流受電直流供給システムにおいて、双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置し、該第一のスイッチ素子の開閉状態は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、該第二のスイッチ素子の開閉状態は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態にする制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御することを特徴とする交流受電直流供給システムである。
【0017】
第一の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には閉状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には開状態に制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0018】
第二の発明は、一方の端子を接地された交流電源の出力を漏電遮断機能付ブレーカを介して受けて電力供給用整流器によって直流化する二系統の直流生成装置を、該電力供給用整流器の出力側において並列接続して負荷に電力を供給する交流受電直流供給システムにおいて、双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置すると共に、それぞれの直流生成装置に対して、該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器を配置し、該第一のスイッチ素子の開閉状態は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、該第二のスイッチ素子の開閉状態は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該制御用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器の出力によって閉状態にする制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御することを特徴とする交流受電直流供給システムである。
【0019】
第二の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には閉状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には開状態に制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0020】
第三の発明は、一方の端子を接地された交流電源の出力を漏電遮断機能付ブレーカを介して受けて、電力供給用整流器によって直流化する二系統の直流生成装置を、該電力供給用整流器の出力側において並列接続して負荷に電力を供給する交流受電直流供給システムにおいて、双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置すると共に、該第一のスイッチ素子が配置される直流生成装置に対して、該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器を配置し、該第一のスイッチ素子の開閉状態は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器又は該電力供給用整流器のいずれかが所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該制御用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態にする制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御することを特徴とする交流受電直流供給システムである。
【0021】
第三の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器又は該電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には閉状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器又は該電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には開状態に制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0022】
第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの交流受電直流供給システムであって、上記制御素子は、上記第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器の出力端子間に配置される発光ダイオードと、電流流入端子が上記第二のスイッチ素子の制御端子に接続されると共に電流流出端子が該第二のスイッチ素子の電流流出端子に接続されるフォト・トランジスタとを備えるフォト・カプラであることを特徴とする交流受電直流供給システムである。
【0023】
第四の発明によれば、該制御素子が、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用整流器の出力端子間に並列に配置される発光ダイオードと、電流流入端子が上記第二のスイッチ素子の制御端子に接続されると共に電流流出端子が該第二のスイッチ素子の電流流出端子に接続されるフォト・トランジスタとを備えるフォト・カプラであるので、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該第二のスイッチ素子を開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子を閉状態に制御する。従って、二系統の直流生成装置のいずれか一方は直流供給動作を停止させるので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以降、図面も併用して本発明の技術を詳細に説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態である。
図1において、1は一方の端子を接地された交流電源、2は漏電遮断機能付ブレーカ、3は電力供給用整流器、4は平滑コンデンサで、交流電源1、漏電遮断機能付ブレーカ2、電力供給用整流器3及び平滑コンデンサ4によって二系統の直流生成装置の内0系の直流生成装置を構成する。
【0025】
1aは一方の端子を接地された交流電源、2aは漏電遮断機能付ブレーカ、3aは電力供給用整流器、4aは平滑コンデンサで、交流電源1a、漏電遮断機能付ブレーカ2a、電力供給用整流器3a及び平滑コンデンサ4aによって二系統の直流生成装置の内1系の直流生成装置を構成する。
8は該0系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図1の構成では抵抗81、82及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83によって構成される。
【0026】
8aは該1系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図1の構成では抵抗81a、82a及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83aによって構成される。
7は該0系の直流生成装置の出力によってスイッチ回路8aの開閉を制御する制御回路で、抵抗71、ツェナー・ダイオード72、及び、フォト・ダイオード73とフォト・トランジスタ74を備えるフォト・カプラによって構成される。
【0027】
9は二系統の直流生成装置が電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力側で並列に接続された点に配置される平滑コンデンサである。そして、上記二系統の直流生成装置と平滑コンデンサ9によって交流受電直流供給システムが構成される。
10は交流受電直流供給システムの負荷で、通信装置や情報処理装置などである。
【0028】
尚、電力供給用整流器3及び3aの構成には限定がなく、例えば、ダイオード・ブリッジによる電力供給用整流器でもよい。
図1の構成は、下記のように動作する。
二系統の交流電源1及び交流電源1aから交流を受電しており、二系統の漏電遮断機能付ブレーカ2、2a及び二系統の電力供給用整流器3、3aが正常である場合、該0系の直流生成装置と1系の直流生成装置は共に所定の直流を出力(暫くの間は、この出力電圧が正であるものとする。)する。
【0029】
ここで、抵抗81と抵抗82の抵抗値の比と、抵抗81aと抵抗82aの抵抗値の比は、二系統の直流生成装置が所定の直流を出力する時に、それぞれ、Nチャネル電界効果トランジスタ83とNチャネル電界効果トランジスタ83aをオンさせ得るように設定しておく。
又、抵抗71の値とツェナー・ダイオード72のブレーク・ダウン電圧は、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力する時にフォト・ダイオード73が発光してフォト・トランジスタ74がオンになる電流を流し得るように設定しておく。従って、該0系の直流生成装置の出力電圧が低い場合にはツェナー・ダイオード72の代わりに順方向ダイオードを用いたり、或いは、ツェナー・ダイオードや順方向ダイオード等の定電圧素子を削除する等の設計変更を行なうことが求められる。
【0030】
今は、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力することを想定しているので、Nチャネル電界効果トランジスタ83はオン(閉状態)に制御される。
又、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力することを想定しているので、フォト・トランジスタ74がオンになる。この結果、フォト・トランジスタ74の微小な端子電圧がNチャネル電界効果トランジスタ83aのゲート・ソース間に供給されて、Nチャネル電界効果トランジスタ83aはオフ(開状態)に制御される。
【0031】
従って、二系統の交流電源1及び交流電源1aから受電しており、二系統の漏電遮断機能付ブレーカ2、2a及び二系統の電力供給用整流器3、3aが正常である場合、該0系の直流生成装置の出力のみが負荷10に供給され、該1系の直流生成装置は負荷から切り離される。このため、交流電源1から受電して該0系の直流生成装置で生成された直流のみが負荷に供給される形になるので、交流電源1の出力電流に等しい電流が交流電源1に戻ってくる。
【0032】
つまり、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、漏電遮断機能付ブレーカ2及び漏電遮断機能付ブレーカ2aが電流のバランスのずれを検出することがなく、この場合には、該0系の直流生成装置から安定に直流を供給することができる。
次に、一系統の交流電源1から交流を受電しており、一系統の漏電遮断機能付ブレーカ2及び電力供給用整流器3が正常である場合、該0系の直流生成装置は所定の直流を出力する。
【0033】
ここで、抵抗81と抵抗82の抵抗値の比は、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力する時にNチャネル電界効果トランジスタ83をオンさせ得るように設定してあり、又、抵抗71の値とツェナー・ダイオード72のブレーク・ダウン電圧は、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力する時にフォト・ダイオード73が発光してフォト・トランジスタ74がオンになる電流を流し得るように設定してあるので、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力する場合にはNチャネル電界効果トランジスタ83はオン(閉状態)に制御される。
【0034】
又、該0系の直流生成装置が所定の直流を出力する場合には、フォト・トランジスタ74がオンになってフォト・トランジスタ74の微小な端子電圧がNチャネル電界効果トランジスタ83aのゲート・ソース間に供給される。同時に、今の場合には該1系の直流生成装置が所定の直流を出力しないので、元々、Nチャネル電界効果トランジスタ83aのゲート・ソース間電圧はNチャネル電界効果トランジスタ83aをオンさせ得るものではない。従って、Nチャネル電界効果トランジスタ83aはこの場合にもオフ(開状態)に制御される。
【0035】
従って、一系統の交流電源1から受電しており、一系統の漏電遮断機能付ブレーカ2及び電力供給用整流器3が正常である場合、該0系の直流生成装置の出力のみが負荷10に供給され、該1系の直流生成装置は負荷から切り離される。このため、交流電源1から受電して該0系の直流生成装置で生成された直流のみが負荷に供給され、交流電源1の出力電流に等しい電流が交流電源1に戻ってくる。
【0036】
つまり、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、漏電遮断機能付ブレーカ2及び漏電遮断機能付ブレーカ2aは電流のバランスのずれを検出することがなく、この場合には、該0系の直流生成装置から安定に直流を供給することができる。
更に、交流電源1から受電していないか、漏電遮断機能付ブレーカ2又は電力供給用整流器3のいずれかが正常ではなく、該0系の直流生成装置が停止しており、該1系の直流生成装置のみが所定の直流を供給し得る場合には、Nチャネル電界効果トランジスタ83はオフ(開状態)になると共に、フォト・トランジスタ74もオフになる。
【0037】
一方、フォト・トランジスタ74がオフであり、該1系の直流生成装置が所定の直流を出力するので、Nチャネル電界効果トランジスタ83aのゲート・ソース間にはオンになり得る電圧が供給され、Nチャネル電界効果トランジスタ83aはオン(閉状態)になる。
従って、一系統の交流電源1aから受電しており、一系統の漏電遮断機能付ブレーカ2a及び電力供給用整流器3aが正常である場合、該1系の直流生成装置の出力のみが負荷10に供給され、該0系の直流生成装置は負荷から切り離される。このため、交流電源1aから受電して該1系の直流生成装置で生成された直流のみが負荷に供給され、交流電源1aの出力電流に等しい電流が交流電源1aに戻ってくる。
【0038】
つまり、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、漏電遮断機能付ブレーカ2及び漏電遮断機能付ブレーカ2aは電流のバランスのずれを検出することがなく、この場合には、該1系の直流生成装置から安定に直流を供給することができる。
従って、二系統受電、0系受電1系断、0系断1系受電のいずれのケースにおいても、一系統の直流生成装置のみから負荷に電力が供給され、電力供給に寄与しない直流生成装置は切り離されるので、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、負荷には安定に電力を供給することができる。
【0039】
しかも、いずれのケースも、交流電源1及び1aの一端を接地しておくことができるので、交流受電直流供給システム及び負荷10の配線に高圧が誘導されることがなく、運用者又は保守者にとって安全な交流受電直流供給システムとなっている。
図2は、図1の構成の2つのスイッチ素子の開閉状態を示す表で、二系統受電、0系受電1系断、0系断1系受電の各ケースに対する第一のスイッチ素子(図1のNチャネル電界効果トランジスタ83)と第二のスイッチ素子(図1のNチャネル電界効果トランジスタ83a)の開閉状態を記載してある。図2の表の記載内容は図1の説明において詳細に記載した内容と同じであるので、重複説明は省略する。
【0040】
尚、電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力電圧が正であるものとしたので、Nチャネル電界効果トランジスタ83及びNチャネル電界効果トランジスタ83aを電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの帰線側の出力ラインに挿入する構成としたが、電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力電圧が負である場合には、スイッチ素子としてPチャネル電界効果トランジスタを適用し、電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの帰線側ではない出力ラインに挿入すればよい。そして、Nチャネル電界効果トランジスタを用いる場合とPチャネル電界効果トランジスタを用いる場合についてフォト・トランジスタと第二のスイッチ素子となる電界効果トランジスタの接続を一般的に表現すると「電流流入端子が上記第二のスイッチ素子の制御端子に接続されると共に電流流出端子が該第二のスイッチ素子の電流流出端子に接続されるフォト・トランジスタ」となる。この件については、以降に説明する他の発明の実施の形態においても同様である。
【0041】
図3は、本発明の第二の実施の形態である。
図3において、1は一方の端子を接地された交流電源、2は漏電遮断機能付ブレーカ、3は電力供給用整流器、4は平滑コンデンサで、交流電源1、漏電遮断機能付ブレーカ2、電力供給用整流器3及び平滑コンデンサ4によって二系統の直流生成装置の内0系の直流生成装置を構成する。
【0042】
1aは一方の端子を接地された交流電源、2aは漏電遮断機能付ブレーカ、3aは電力供給用整流器、4aは平滑コンデンサで、交流電源1a、漏電遮断機能付ブレーカ2a、電力供給用整流器3a及び平滑コンデンサ4aによって二系統の直流生成装置の内1系の直流生成装置を構成する。
5及び5aは制御用整流器、6及び6aは平滑コンデンサである。ここで、制御用整流器5は電力供給用整流器3の入力側において並列に接続される共に出力側は帰線同志を接続され、制御用整流器5aは電力供給用整流器3aの入力側において並列に接続されると共に出力側は帰線同志を接続される。
【0043】
そして、制御用整流器5と電力供給用整流器3の出力電圧は等しくなくてもよく、同様に、制御用整流器5aと電力供給用整流器3aの出力電圧は等しくなくてもよい。
8は該0系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図3の構成では抵抗81、82及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83によって構成され、抵抗81の一端は制御用整流器5の帰線側ではない出力端子に接続される。
【0044】
8aは該1系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図3の構成では抵抗81a、82a及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83aによって構成され、抵抗81aの一端は制御用整流器5の帰線側ではない出力端子に接続される。
7は制御用整流器5の出力によってスイッチ回路8aの開閉を制御する制御回路で、抵抗71、ツェナー・ダイオード72とフォト・ダイオード73及びフォト・トランジスタ74を備えるフォト・カプラによって構成される。
【0045】
9は二系統の直流生成装置が電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力側で並列に接続された点に配置される平滑コンデンサである。そして、上記二系統の直流生成装置と平滑コンデンサ9によって交流受電直流供給システムが構成される。
10は交流受電直流供給システムの負荷で、通信装置や情報処理装置などである。
【0046】
図3の構成においては、スイッチ回路8及び制御回路7が制御用整流器5の出力によって制御され、スイッチ回路8aが制御用整流器5aの出力によって制御されることが図1の構成と違うだけで、動作自体は図1の構成と同じである。従って、重複した記載は省略する。
動作の説明は省略したが、図3の構成により、二系統受電、0系受電1系断、0系断1系受電のいずれのケースにおいても、一系統の直流生成装置のみから負荷に電力が供給され、電力供給に寄与しない直流生成装置は切り離されるので、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、負荷には安定に電力を供給することができる。
【0047】
しかも、いずれのケースも、交流電源1及び1aの一端を接地しておくことができるので、交流受電直流供給システム及び負荷10の配線に高圧が誘導されることがなく、しかも、運用者又は保守者にとって安全な交流受電直流供給システムとなっている。
ここで、図3の構成は、制御用整流器5及び5aを新たに配置する必要があるが、制御用整流器5及び制御用整流器5aの出力電圧を電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力電圧と独立に設定でき、制御回路7とスイッチ回路8及び8aのバイアス電流を負荷電流と分離することができるので、回路設計に柔軟性を持たせ得る利点を有する。
【0048】
図4は、本発明の第三の実施の形態である。
図4において、1は一方の端子を接地された交流電源、2は漏電遮断機能付ブレーカ、3は電力供給用整流器、4は平滑コンデンサで、交流電源1、漏電遮断機能付ブレーカ2、電力供給用整流器3及び平滑コンデンサ4によって二系統の直流生成装置の内0系の直流生成装置を構成する。
【0049】
1aは一方の端子を接地された交流電源、2aは漏電遮断機能付ブレーカ、3aは電力供給用整流器、4aは平滑コンデンサで、交流電源1a、漏電遮断機能付ブレーカ2a、電力供給用整流器3a及び平滑コンデンサ4aによって二系統の直流生成装置の内1系の直流生成装置を構成する。
5は制御用整流器、6は平滑コンデンサである。ここで、制御用整流器5は電力供給用整流器3の入力側において並列に接続される共に出力側は帰線同志を接続される。
【0050】
そして、制御用整流器5と電力供給用整流器3の出力電圧は等しくなくてもよい。
8は該0系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図4の構成では抵抗81、82及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83によって構成され、抵抗81の一端は制御用整流器5の帰線側ではない出力端子に接続される。
【0051】
8aは該1系の直流生成装置の出力を負荷に供給したり停止するスイッチ回路で、図4の構成では抵抗81a、82a及びスイッチ素子であるNチャネル電界効果トランジスタ83aによって構成され、Nチャネル電界効果トランジスタ83aの開閉状態は電力供給用整流器3a出力によって制御される。
7は制御用整流器5の出力によってスイッチ回路8aの開閉を制御する制御回路で、抵抗71、ツェナー・ダイオード72とフォト・ダイオード73及びフォト・トランジスタ74を備えるフォト・カプラによって構成される。
【0052】
9は二系統の直流生成装置が電力供給用整流器3及び電力供給用整流器3aの出力側で並列に接続された点に配置される平滑コンデンサである。そして、上記二系統の直流生成装置と平滑コンデンサ9によって交流受電直流供給システムが構成される。
10は交流受電直流供給システムの負荷で、通信装置や情報処理装置などである。
【0053】
図4の構成においては、スイッチ回路8及び制御回路7が制御用整流器5の出力によって制御され、スイッチ回路8aが電力供給用整流器3aの出力によって制御されることが図1及び図3の構成と違うだけで、動作自体は図1及び図3の構成と同じである。従って、重複した記載は省略する。
動作の説明は省略したが、図3の構成により、二系統受電、0系受電1系断、0系断1系受電のいずれのケースにおいても、一系統の直流生成装置のみから負荷に電力が供給され、電力供給に寄与しない直流生成装置は切り離されるので、二系統の直流生成装置の配線抵抗に差があっても、負荷には安定に電力を供給することができる。
【0054】
しかも、いずれのケースも、交流電源1及び1aの一端を接地しておけるので、交流受電直流供給システム及び負荷10の配線に高圧が誘導されることがなく、安全な交流受電直流供給システムとなっている。
ここで、図4の構成は、図1の構成と図3の構成の中間的構成であるといえる。尚、図4では、スイッチ回路8を制御用整流器5の出力によって制御する構成を示しているが、電力供給用整流器3の出力によって制御するようにしてもよい。
【0055】
さて、図1、図3及び図4の構成の説明においては、制御回路に用いる制御素子はフォト・カプラであると決めつけたかのような記載をしているが、制御素子にフォト・カプラを用いることは重要であるので、この点に関する説明を補充しておきたい。
例えば、図1の構成において、電力供給用整流器3の出力によって単純に開閉状態を制御するのであれば、制御素子として例えばNチャネル電界効果トランジスタを用いることが可能なように思われる。しかし、この構成では、Nチャネル電界効果トランジスタのゲートを電力供給用整流器3の出力端子に並列に配置した回路に接続し、該Nチャネル電界効果トランジスタのソースを異なる系統の電力供給用整流器の帰線側の出力端子に接続することになり、二系統の電力供給用整流器の帰線側の出力端子の絶対電位が異なる場合(電力供給用整流器の出力端子における脈流の位相に差があれば二系統の電力供給用整流器の帰線側の出力端子の絶対電位にも差が生ずる。)には、制御素子としてのNチャネル電界効果トランジスタの開閉状態は電力供給用整流器3の出力以外の要因によっても制御されることになり、正確な制御を行なうことができなくなる恐れがある。
【0056】
これに対して、フォト・カプラを制御素子として適用すれば、フォト・ダイオードとフォト・トランジスタの間が完全に絶縁されているので、フォト・トランジスタの開閉状態を電力供給用整流器3の出力のみによって正確な制御をすることが可能になる。即ち、制御素子としてフォト・カプラを適用することに特徴が存在するのである。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明により、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムに関し、二系統の直流生成装置のライン抵抗に差があっても負荷に供給する電流が遮断されることがなく、又、安全な交流受電直流供給システムを実現することができ、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムの信頼度を向上させることが可能になる。
【0058】
即ち、第一の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態及び開状態を制御するので、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には閉状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には開状態に制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0059】
又、第二の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器の出力によって閉状態及び開状態を制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0060】
又、第三の発明によれば、一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第一のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器又は該電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には閉状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器又は該電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には開状態に制御される。一方、もう一方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に配置される該第二のスイッチ素子は、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器の出力によって開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器と入力側が接続される制御用電力供給用整流器の出力によって閉状態に制御される。従って、いずれか一方の直流生成装置は直流供給動作を停止しているので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【0061】
更に、第四の発明によれば、該制御素子が、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用電力供給用整流器の出力端子間に並列に配置される発光ダイオードと、電流流入端子が上記第二のスイッチ素子の制御端子に接続されると共に電流流出端子が該第二のスイッチ素子の電流流出端子に接続されるフォト・トランジスタとを備えるフォト・カプラであるので、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第二のスイッチ素子を開状態に、該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器に入力側で接続される制御用電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子を閉状態に制御する。従って、二系統の直流生成装置のいずれか一方は直流供給動作を停止させるので、二系統の直流生成装置よりなる交流受電直流供給システムにおいてライン抵抗に差があっても遮断されることがない交流受電直流供給システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態。
【図2】 図1の構成の2つのスイッチ素子の開閉状態。
【図3】 本発明の第二の実施の形態。
【図4】 本発明の第三の実施の形態。
【図5】 従来の交流受電直流供給システムの構成とその問題点(その1)。
【図6】 従来の交流受電直流供給システムの構成とその問題点(その2)。
【符号の説明】
1 交流電源
2 漏電遮断機能付ブレーカ(NFB)
3 電力供給用整流器(RECT)
4 平滑コンデンサ
5 制御用整流器(RECT)
6 平滑コンデンサ
7 制御回路
8 スイッチ回路
9 平滑コンデンサ
10 負荷
1a 交流電源
2a 漏電遮断機能付ブレーカ(NFB)
3a 電力供給用整流器(RECT)
4a 平滑コンデンサ
5a 制御用整流器(RECT)
6a 平滑コンデンサ
8a スイッチ回路
71 抵抗
72 ツェナー・ダイオード
74 フォト・トランジスタ
81、82 抵抗
83 Nチャネル電界効果トランジスタ
81a、82a 抵抗
83a Nチャネル電界効果トランジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC receiving DC supply system composed of two systems of DC generators, and in particular, even if there is a difference in line resistance between the two systems of DC generators, the current supplied to the load is not interrupted, The present invention also relates to a safe AC power receiving / DC supplying system.
In many cases, communication devices and information processing devices operate with power supplied by direct current. On the other hand, since the commercial power supply is alternating current, an alternating current receiving direct current supply system that receives alternating current to generate direct current and supplies power to a load such as a communication device or an information processing device is required.
[0002]
In addition, if the AC receiving DC supply system cannot supply power, the communication device and the information processing device cannot operate. Therefore, in order to improve the reliability of the AC receiving DC supply system, the output of the AC power supply must be An AC receiving DC supply system for supplying power to a load by connecting in parallel a DC generator that receives via a breaker with a leakage breaker function and converts it into DC by a power supply rectifier is applied to the output side of the power supply rectifier. Often.
[0003]
However, there is a risk that problems may occur depending on the installation conditions even in an AC receiving DC supply system comprising two systems of DC generators. Therefore, high reliability can be maintained under any installation conditions, and a safe AC receiving DC Realization of a supply system is desired.
[0004]
[Prior art]
FIG. 5 shows the configuration of a conventional AC receiving DC supply system and its problems (No. 1).
In FIG. 5, 1 is an AC power source with one terminal grounded, and 2 is a breaker with a leakage breaker function (the general name of this type of breaker is non-fuse breaker (Non FuseBraker). In the following, the same applies in the figure.) 3 is a rectifier for power supply (in the figure, “RECT” is used by using a part of English “Rectifier”. , 4 is a smoothing capacitor, and the
[0005]
Also, 1a is an AC power supply with one terminal grounded, 2a is a breaker with a leakage breaker function, 3a is a rectifier for power supply, 4a is a smoothing capacitor, AC power supply 1a, a breaker 2a with a leakage breaker function, and a rectifier for power supply Of the two systems of DC generators 3a and the smoothing capacitor 4a, "
[0006]
Further,
[0007]
The configuration of the
The AC power receiving / DC supplying system configured as shown in FIG. 5 generates DC by receiving power from two independent AC power sources, and combines the generated DC to supply power to the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the AC receiving DC supply system of FIG. 5, generally, the
[0009]
On the other hand, in the wiring from the
[0010]
As described above, if the wiring resistances of the two systems are different, a difference occurs between the ground-side current and the non-ground-side current of the
For example, assuming that the wiring resistance on the 0-system side is larger than the wiring resistance on the 1-system side in the AC receiving and DC supply system of FIG. 1 The current on the non-ground side of the breaker 2a with the earth leakage breaker function is I 2 When the current on the ground side of the
[0011]
Note that ΔI flows between the two AC power supplies via the ground, so the current on the non-grounded side of the
By the way, if the breaker with a leakage breaker function detects a deviation in the balance between the terminal currents on the ungrounded side and the grounded side, it determines that a leakage has occurred and blocks the current. Then, in the configuration of FIG. 5, both the
[0012]
FIG. 6 shows the configuration of a conventional AC receiving DC supply system and its problems (No. 2).
The configuration of FIG. 6 is the same as the configuration of FIG. 5 except that both terminals of the
[0013]
As described above, since both terminals of the
[0014]
However, since both terminals of the
[0015]
In view of such problems, the present invention provides a safe AC receiving DC supply system in which the current supplied to the load is not interrupted even if there is a difference in line resistance between the two systems of DC generators. For the purpose.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a two-system DC generator that receives an output of an AC power supply with one terminal grounded through a breaker with a leakage interrupt function and converts the output into a DC by a power supply rectifier. In an AC receiving DC supply system that supplies power to a load by connecting in parallel on the output side, first and second switch elements are arranged in series in the output lines of both power supply rectifiers, respectively, The open / closed state of the switch element is a power supply rectifier to which the first switch element is connected Output a predetermined direct current, the ratio of the respective resistance values of the two resistors provided in front of the first switch element is Therefore, the closed state is controlled, and the open / close state of the second switch element is determined when the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current. When the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, the second switch element is connected. The control element that is closed by the output of the power supply rectifier Between the gate and source of the second switch element It is an alternating current receiving direct current supply system characterized by intervening control.
[0017]
According to the first invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers is such that the power supply rectifier to which the first switch element is connected has a predetermined direct current. When output, the closed state is controlled, and when the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, the open state is controlled. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier is configured such that the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current. Is opened by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected, and when the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, The closed state is controlled by the output of the rectifier for power supply to which the second switch element is connected. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a two-system DC generator that receives the output of an AC power supply with one terminal grounded through a breaker with a leakage interrupt function and converts the output into a DC by a power supply rectifier. In the AC receiving DC supply system that supplies power to the load by connecting in parallel on the output side, the first and second switch elements are arranged in series in the output lines of both power supply rectifiers, respectively. A control rectifier connected in parallel on the input side of the rectifier for power supply is arranged with respect to the DC generator, and the open / closed state of the first switch element is the power to which the first switch element is connected. Control rectifier connected on the input side of the supply rectifier Outputs a predetermined direct current, depending on the ratio of the resistance values of the two resistors provided in the preceding stage of the first switch element. The open / closed state of the second switch element is controlled in a closed state. The control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current. If the control rectifier connected to the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected is not outputting a predetermined direct current in the open state by the output of the control rectifier A control element that is closed by an output of a control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the second switch element is connected; Interposed between the gate and source of the second switch element. It is an alternating current receiving direct current supply system characterized by controlling.
[0019]
According to the second invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the input side. When the control rectifier outputs a predetermined direct current, the power supply rectifier connected to the first switch element and the control rectifier connected to the input side output the predetermined direct current in a closed state. If not, it is controlled to open. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier includes a power supply rectifier to which the first switch element is connected and a control rectifier to which the input side is connected. When outputting a predetermined direct current, the first switch element is connected to the open state by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the control rectifier to which the input side is connected. When the control rectifier connected to the power supply rectifier and the input side does not output a predetermined direct current, the power supply rectifier connected to the second switch element and the control rectifier connected to the input side The output is controlled to be closed. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a two-system DC generator that receives an output of an AC power supply having one terminal grounded via a breaker with a leakage interrupt function and converts the output into a DC by a power supply rectifier. In the AC receiving DC supply system that supplies power to the load by connecting in parallel on the output side of the first and second switch elements in series with the output lines of both power supply rectifiers, A control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier is arranged with respect to the DC generator in which the first switch element is arranged, and the open / closed state of the first switch element is Either the control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which one switch element is connected or the power supply rectifier Outputs a predetermined direct current, depending on the ratio of the resistance values of the two resistors provided in the preceding stage of the first switch element. When the control device is controlled to be closed, and the second switch element outputs a predetermined direct current from the control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected When the control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current by the output of the control rectifier. Is a control element that is closed by the output of the power supply rectifier to which the second switch element is connected. Interposed between the gate and source of the second switch element. It is an alternating current receiving direct current supply system characterized by controlling.
[0021]
According to the third invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the input side. When the control rectifier or the power supply rectifier outputs a predetermined direct current, the control rectifier is connected to the input side and the power supply rectifier to which the first switch element is connected in the closed state. When the power supply rectifier does not output a predetermined direct current, the power supply rectifier is controlled to an open state. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier includes a power supply rectifier to which the first switch element is connected and a control rectifier to which the input side is connected. When outputting a predetermined direct current, the first switch element is connected to the open state by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the control rectifier to which the input side is connected. When the control rectifier connected to the power supply rectifier and the input side does not output a predetermined direct current, the power supply rectifier connected to the second switch element and the control rectifier connected to the input side The output is controlled to be closed. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0022]
A fourth invention is the AC power receiving / DC supply system according to any one of the first to third inventions, wherein the control element is a power supply rectifier to which the first switch element is connected or the power. A light emitting diode disposed between the output terminals of the control rectifier connected in parallel on the input side of the supply rectifier, a current inflow terminal connected to the control terminal of the second switch element, and a current outflow terminal An AC receiving / DC supplying system comprising: a photocoupler including a phototransistor connected to a current outflow terminal of a second switch element.
[0023]
According to the fourth invention, the control element is connected in parallel between the output terminals of the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control rectifier connected to the power supply rectifier on the input side. A photo diode comprising a light emitting diode disposed and a phototransistor having a current inflow terminal connected to the control terminal of the second switch element and a current outflow terminal connected to the current outflow terminal of the second switch element Since it is a coupler, the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control rectifier connected to the power supply rectifier on the input side outputs a predetermined direct current. When the second switch element is in an open state and the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control rectifier connected to the power supply rectifier on the input side does not output a predetermined direct current Controls said second switching element in a closed state. Accordingly, since one of the two systems of DC generators stops the DC supply operation, even if there is a difference in line resistance in the AC receiving DC supply system composed of the two systems of DC generators, the AC is not cut off. A receiving DC supply system can be realized.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the technique of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an AC power supply with one terminal grounded, 2 is a breaker with a leakage breaker function, 3 is a rectifier for power supply, 4 is a smoothing capacitor,
[0025]
1a is an AC power supply with one terminal grounded, 2a is a breaker with a leakage breaker function, 3a is a rectifier for power supply, 4a is a smoothing capacitor, AC power supply 1a, breaker 2a with a leakage breaker function, power supply rectifier 3a, A smoothing capacitor 4a constitutes one of the two systems of DC generators.
A
[0026]
Reference numeral 8a denotes a switch circuit that supplies or stops the output of the one-system DC generator to the load. In the configuration shown in FIG. 1, the switch circuit 8a includes resistors 81a and 82a and an N-channel field effect transistor 83a that is a switch element.
[0027]
[0028]
The configuration of the
The configuration of FIG. 1 operates as follows.
When AC is received from the two systems of
[0029]
Here, the ratio of the resistance values of the resistor 81 and the
Also, the value of the resistor 71 and the breakdown voltage of the
[0030]
Now, since it is assumed that the zero-system DC generator outputs a predetermined DC, the N-channel field effect transistor 83 is controlled to be on (closed state).
Further, since it is assumed that the zero-system DC generator outputs a predetermined DC, the
[0031]
Accordingly, when the two systems of
[0032]
That is, even if there is a difference in the wiring resistance between the two systems of DC generators, the
Next, when AC is received from one system of
[0033]
Here, the ratio of the resistance values of the resistor 81 and the
[0034]
When the zero-system DC generator outputs a predetermined direct current, the
[0035]
Therefore, when receiving power from the
[0036]
In other words, even if there is a difference in the wiring resistance between the two DC generators, the
Furthermore, it is not receiving power from the
[0037]
On the other hand, since the
Accordingly, when the power is received from the AC power supply 1a of one system and the circuit breaker 2a with the leakage cutoff function and the power supply rectifier 3a are normal, only the output of the DC generator of the first system is supplied to the
[0038]
In other words, even if there is a difference in the wiring resistance between the two DC generators, the
Therefore, in any case of the two-system power reception, the 0-system power reception 1-system disconnection, and the 0-system power-off 1-system power reception, power is supplied to the load from only one system DC generation apparatus, and the DC generation apparatus that does not contribute to the power supply is Since they are disconnected, even if there is a difference in wiring resistance between the two systems of DC generators, power can be stably supplied to the load.
[0039]
In addition, in either case, one end of the
FIG. 2 is a table showing the open / closed states of the two switch elements having the configuration shown in FIG. 1, and the first switch element (FIG. 1) for each case of two-system power reception, 0-system power reception 1-system disconnection, and 0-system power disconnection 1-system power reception. The N channel field effect transistor 83) and the second switch element (N channel field effect transistor 83a in FIG. 1) are described. 2 are the same as those described in detail in the description of FIG. 1, and redundant description is omitted.
[0040]
Since the output voltages of the
[0041]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
In FIG. 3, 1 is an AC power supply with one terminal grounded, 2 is a breaker with a leakage breaker function, 3 is a rectifier for power supply, 4 is a smoothing capacitor,
[0042]
1a is an AC power supply with one terminal grounded, 2a is a breaker with a leakage breaker function, 3a is a rectifier for power supply, 4a is a smoothing capacitor, AC power supply 1a, breaker 2a with a leakage breaker function, power supply rectifier 3a, A smoothing capacitor 4a constitutes one of the two systems of DC generators.
[0043]
The output voltages of the
A
[0044]
Reference numeral 8a denotes a switch circuit that supplies or stops the output of the 1-system DC generator to the load. In the configuration of FIG. 3, the switch circuit 8a includes resistors 81a and 82a and an N-channel field effect transistor 83a that is a switch element. One end is connected to an output terminal which is not the return side of the
[0045]
[0046]
3 is different from the configuration of FIG. 1 in that the
Although explanation of the operation is omitted, with the configuration of FIG. 3, in any case of two-system power reception, zero-system power reception / one-system disconnection, and zero-system power reception / one-system power reception, power is supplied to the load from only one system DC generator. Since the DC generator that is supplied and does not contribute to the power supply is disconnected, even if there is a difference in wiring resistance between the two systems of DC generators, power can be stably supplied to the load.
[0047]
In addition, in either case, one end of the
Here, in the configuration of FIG. 3, it is necessary to newly arrange the
[0048]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
In FIG. 4, 1 is an AC power supply with one terminal grounded, 2 is a breaker with a leakage breaker function, 3 is a rectifier for power supply, 4 is a smoothing capacitor,
[0049]
1a is an AC power supply with one terminal grounded, 2a is a breaker with a leakage breaker function, 3a is a rectifier for power supply, 4a is a smoothing capacitor, AC power supply 1a, breaker 2a with a leakage breaker function, power supply rectifier 3a, A smoothing capacitor 4a constitutes one of the two systems of DC generators.
[0050]
The output voltages of the
A
[0051]
Reference numeral 8a denotes a switch circuit that supplies or stops the output of the 1-system DC generator to a load. In the configuration shown in FIG. 4, the switch circuit 8a includes resistors 81a and 82a and an N-channel field effect transistor 83a that is a switch element. The open / close state of the effect transistor 83a is controlled by the output of the power supply rectifier 3a.
[0052]
[0053]
In the configuration of FIG. 4, the
Although explanation of the operation is omitted, with the configuration of FIG. 3, in any case of two-system power reception, zero-system power reception / one-system disconnection, and zero-system power reception / one-system power reception, power is supplied to the load from only one system DC generator. Since the DC generator that is supplied and does not contribute to the power supply is disconnected, even if there is a difference in wiring resistance between the two systems of DC generators, power can be stably supplied to the load.
[0054]
In addition, in either case, one end of the
4 can be said to be an intermediate configuration between the configuration of FIG. 1 and the configuration of FIG. Although FIG. 4 shows a configuration in which the
[0055]
In the description of the configuration of FIGS. 1, 3 and 4, it is described that the control element used in the control circuit is determined to be a photo coupler. However, a photo coupler is used as the control element. Is important, so I would like to supplement the explanation on this point.
For example, in the configuration of FIG. 1, if the open / close state is simply controlled by the output of the
[0056]
On the other hand, if a photo coupler is applied as a control element, the photo diode and the photo transistor are completely insulated, so that the open / close state of the photo transistor is determined only by the output of the
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention relates to an AC receiving DC supply system including two DC generators, and even if there is a difference in line resistance between the two DC generators, the current supplied to the load is cut off. In addition, a safe AC receiving / DC supplying system can be realized, and the reliability of the AC receiving / DC supplying system including two systems of DC generators can be improved.
[0058]
That is, according to the first invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers depends on the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected. Since the closed state and the open state are controlled, when the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current, the first switch element is connected to the closed state. When the power supply rectifier does not output a predetermined direct current, the power supply rectifier is controlled to be open. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier is configured such that the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current. Is opened by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected, and when the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, The closed state is controlled by the output of the rectifier for power supply to which the second switch element is connected. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0059]
According to the second invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the input side. The closed state and the open state are controlled by the output of the connected control power supply rectifier. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier is a control power supply in which the input side is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected. When the rectifier for output is outputting a predetermined direct current, the first rectifier is opened by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the control power supply rectifier to which the input side is connected. A power supply rectifier to which the switch element is connected and a control power supply rectifier to which the input side is connected do not output a predetermined direct current; The closed state is controlled by the output of the control power supply rectifier connected to the input side. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0060]
According to the third invention, the first switch element arranged in series with the output line of one of the power supply rectifiers is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the input side. When the connected control power supply rectifier or the power supply rectifier outputs a predetermined direct current, the input side is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected in the closed state. When the control power supply rectifier or the power supply rectifier is not outputting a predetermined direct current, the control power supply is controlled to be open. On the other hand, the second switch element arranged in series with the output line of the other power supply rectifier is a control power supply in which the input side is connected to the power supply rectifier to which the first switch element is connected. When the rectifier for output is outputting a predetermined direct current, the first rectifier is opened by the output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected and the control power supply rectifier to which the input side is connected. A power supply rectifier to which the switch element is connected and a control power supply rectifier to which the input side is connected do not output a predetermined direct current; The closed state is controlled by the output of the control power supply rectifier connected to the input side. Accordingly, since either one of the DC generators has stopped the DC supply operation, the AC power reception that is not interrupted even if there is a difference in line resistance in the AC power reception DC supply system composed of two systems of DC generators. A DC supply system can be realized.
[0061]
Further, according to the fourth invention, the control element is an output of the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control power supply rectifier connected to the power supply rectifier on the input side. A light emitting diode arranged in parallel between the terminals, a current inflow terminal connected to the control terminal of the second switch element, and a current outflow terminal connected to the current outflow terminal of the second switch element. Since the photocoupler includes a transistor, the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control power supply rectifier connected to the power supply rectifier on the input side outputs a predetermined direct current. If the second switch element is open, the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control power supply regulator connected to the power supply rectifier on the input side. Vessel is if not output a predetermined DC control said second switching element in a closed state. Accordingly, since one of the two systems of DC generators stops the DC supply operation, even if there is a difference in line resistance in the AC receiving DC supply system composed of the two systems of DC generators, the AC is not cut off. A receiving DC supply system can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an open / closed state of two switch elements configured as shown in FIG.
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows the configuration of a conventional AC receiving DC supply system and its problems (No. 1).
FIG. 6 shows the configuration of a conventional AC receiving DC supply system and its problems (No. 2).
[Explanation of symbols]
1 AC power supply
2 Breaker with ground fault interrupt function (NFB)
3 Power supply rectifier (RECT)
4 Smoothing capacitor
5 Control rectifier (RECT)
6 Smoothing capacitor
7 Control circuit
8 Switch circuit
9 Smoothing capacitor
10 Load
1a AC power supply
2a Breaker with ground fault interrupt function (NFB)
3a Rectifier for power supply (RECT)
4a Smoothing capacitor
5a Control rectifier (RECT)
6a Smoothing capacitor
8a switch circuit
71 resistance
72 Zener diode
74 Phototransistor
81, 82 resistance
83 N-channel field effect transistor
81a, 82a resistance
83a N-channel field effect transistor
Claims (4)
双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置し、
該第一のスイッチ素子の開閉状態は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、
該第二のスイッチ素子の開閉状態は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって開状態に、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態にする制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御する
ことを特徴とする交流受電直流供給システム。Two systems of DC generators that receive the output of an AC power supply with one terminal grounded through a breaker with a leakage breaker function and convert it into direct current using a power supply rectifier are connected in parallel on the output side of the power supply rectifier. In the AC receiving DC supply system that supplies power to the load,
In series with the output lines of both power supply rectifiers, respectively, the first and second switch elements are arranged,
The open / close state of the first switch element is:
The ratio in the thus closed the resistance values of two resistors provided in front of said first switching element when the power supply rectifier said first switching element is connected is outputting a predetermined DC Control to the state,
The open / close state of the second switch element is:
When the power supply rectifier to which the first switch element is connected is outputting a predetermined direct current, the power supply rectifier to which the first switch element is connected is opened by the output,
When the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, the control element to be closed by the output of the power supply rectifier to which the second switch element is connected An AC receiving / DC supplying system, wherein the second switching element is controlled by being interposed between a gate and a source .
双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置すると共に、
それぞれの直流生成装置に対して、該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器を配置し、
該第一のスイッチ素子の開閉状態は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、
該第二のスイッチ素子の開閉状態は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該制御用整流器の出力によって開状態に、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器の出力によって閉状態に
する制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御する
ことを特徴とする交流受電直流供給システム。Two systems of DC generators that receive the output of an AC power supply with one terminal grounded through a breaker with a leakage breaker function and convert it into direct current using a power supply rectifier are connected in parallel on the output side of the power supply rectifier. In the AC receiving DC supply system that supplies power to the load,
The first and second switch elements are arranged in series with the output lines of both power supply rectifiers, respectively.
For each DC generator, arrange a control rectifier connected in parallel on the input side of the rectifier for power supply,
The open / close state of the first switch element is:
When the control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current, two resistors provided in front of the first switch element The closed state is controlled by the ratio of the respective resistance values of
The open / close state of the second switch element is:
When the control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected is outputting a predetermined direct current, it is opened by the output of the control rectifier,
The power supply rectifier to which the second switch element is connected when the control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current An AC power receiving / DC supplying system characterized in that a control element that is closed by an output of a control rectifier connected on the input side is interposed between the gate and source of the second switch element .
双方の電力供給用整流器の出力ラインに直列に、それぞれ、第一及び第二のスイッチ素子を配置すると共に、
該第一のスイッチ素子が配置される直流生成装置に対して、該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器を配置し、
該第一のスイッチ素子の開閉状態は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において接続される制御用整流器又は該電力供給用整流器のいずれかが所定の直流を出力している場合には該第一のスイッチ素子の前段に設けた2つの抵抗のそれぞれの抵抗値の比によって閉状態に制御し、
該第二のスイッチ素子は、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器が所定の直流を出力している場合には該制御用整流器の出力によって開状態に、
該第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器が所定の直流を出力していない場合には該第二のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器の出力によって閉状態にする制御素子を該第二のスイッチ素子のゲート・ソース間に介在させて制御することを特徴とする交流受電直流供給システム。Two systems of DC generators that receive the output of an AC power supply with one terminal grounded through a breaker with a leakage breaker function and convert it into direct current using a power supply rectifier are connected in parallel on the output side of the power supply rectifier. In the AC receiving DC supply system that supplies power to the load,
The first and second switch elements are arranged in series with the output lines of both power supply rectifiers, respectively.
A control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier is arranged for the DC generator in which the first switch element is arranged,
The open / close state of the first switch element is:
When either the control rectifier connected on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the power supply rectifier outputs a predetermined direct current, the first switch The closed state is controlled by the ratio of the resistance values of the two resistors provided in the previous stage of the element ,
The second switch element is
When the control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected outputs a predetermined direct current, it is opened by the output of the control rectifier,
When the control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier to which the first switch element is connected does not output a predetermined direct current, the power supply to which the second switch element is connected An AC power receiving / DC supplying system characterized in that a control element that is closed by an output of a rectifier is interposed between a gate and a source of the second switch element .
上記制御素子は、
上記第一のスイッチ素子が接続される電力供給用整流器又は該電力供給用整流器の入力側において並列に接続される制御用整流器の出力端子間に挿入される発光ダイオードと、
電流流入端子が上記第二のスイッチ素子の制御端子に接続されると共に電流流出端子が該第二のスイッチ素子の電流流出端子に接続されるフォト・トランジスタとを備えるフォト・カプラである
ことを特徴とする交流受電直流供給システム。It is an alternating current receiving direct current supply system in any one of Claims 1 thru | or 3, Comprising:
The control element is
A light-emitting diode inserted between the output terminals of the power supply rectifier to which the first switch element is connected or the control rectifier connected in parallel on the input side of the power supply rectifier;
A photocoupler comprising: a phototransistor having a current inflow terminal connected to the control terminal of the second switch element and a current outflow terminal connected to the current outflow terminal of the second switch element. AC power receiving DC supply system.
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