JP5394868B2 - 突入電流防止装置及び突入電流防止装置の短絡診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、出力端に接続される電気回路に突入電流が流れ込むことを防止する突入電流防止装置及び突入電流防止装置の短絡診断方法に関する。

ＤＣ−ＤＣコンバータのような電気回路の場合、異常発生時に電気回路と電源とを遮断する電源リレーが電気回路の入力端に接続され、電気回路が故障することを防止している。ここで、電気回路の起動時に多くの電流が電気回路の入力端に流れ込む突入電流が発生することがあり、この突入電流で電源リレーが故障することがある。このため、電源リレー単独ではなく、電源リレーと突入電流の発生を防止する突入電流防止スイッチとが直列に接続されている突入電流防止装置が電気回路の入力端に接続される。

突入電流防止装置の突入電流防止スイッチが故障して短絡していると、突入電流を防止できなくなり、電源リレーや電気回路を故障させる恐れがある。このため、突入電流防止スイッチの短絡診断を行う必要がある。図２は、従来の突入電流防止装置１０２を説明する電気回路図である。突入電流防止装置１０２は、電源リレー３３を導通し、突入電流防止スイッチ３５を遮断しておき、入力端３１に点検電圧を印加した状態で、突入電流防止スイッチ３５の両端の電位差を測定することで短絡診断を行っていた（例えば、特許文献１を参照。）。

特開平９−２７５６７９号公報

しかし、突入電流防止スイッチ３５が故障していた場合、点検電圧を入力端３１に印加すれば、大きな電流が電源リレー３３と突入電流防止スイッチ３５に流れることになり、短絡診断で電源リレー３３が故障してしまうという課題があった。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、突入電流防止スイッチが短絡した状態で短絡診断を行っても電源リレーを保護することができる突入電流防止装置及び突入電流防止装置の短絡診断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る突入電流防止装置は、短絡診断回路を電源リレーに並列させることとした。

具体的には、本発明に係る突入電流防止装置は、一端が入力端に接続され、異常発生時に前記一端から他端への電気経路を遮断する電源リレーと、前記電源リレーの前記他端と出力端とを接続し、前記出力端に接続される電気回路に突入電流が流れ込むことを防止する突入電流防止スイッチと、前記電源リレーと並列に接続される短絡診断回路と、前記短絡診断回路の導通と遮断を制御するとともに、前記電源リレーの他端と前記出力端との電位差を測定する制御回路と、を備える。

本発明に係る突入電流防止装置は、短絡診断を行う際に、電源リレーを導通させるのではなく短絡診断回路を導通させる。このため、突入電流防止スイッチが短絡した状態であっても電流は短絡診断回路を流れるため、電源リレーが故障することがない。従って、本発明は、突入電流防止スイッチが短絡した状態で短絡診断を行っても電源リレーを保護することができる突入電流防止装置を提供することができる。

本発明に係る突入電流防止装置の前記制御回路は、前記短絡診断回路を導通させ前記電源リレーの他端を前記入力端の電位とし、前記電位差に基づいて前記突入電流防止スイッチに短絡が生じているか否かの短絡診断をすることを特徴とする。突入電流防止スイッチが短絡している場合、前記電位差が突入電流防止スイッチが短絡していない状態より小さくなる。従って、本発明に係る突入電流防止装置は、突入電流防止スイッチの短絡を判断することができる。

本発明に係る突入電流防止装置の短絡診断方法は、前記短絡診断回路を導通させ前記電源リレーの他端を前記入力端の電位とし、前記電位差に基づいて前記突入電流防止スイッチに短絡が生じているか否かの短絡診断をすることを特徴とする。本発明に係る突入電流防止装置の短絡診断方法は、短絡診断を行う際に、電源リレーを導通させるのではなく短絡診断回路を導通させる。このため、突入電流防止スイッチが短絡した状態であっても電流は短絡診断回路を流れるため、電源リレーが故障することがない。また、突入電流防止スイッチが短絡している場合、前記電位差が突入電流防止スイッチが短絡していない状態より小さくなり、突入電流防止スイッチの短絡を判断することができる。従って、本発明は、突入電流防止スイッチが短絡した状態で短絡診断を行っても電源リレーを保護することができる突入電流防止装置の短絡診断方法を提供することができる。

本発明は、突入電流防止スイッチが短絡した状態で短絡診断を行っても電源リレーを保護することができる突入電流防止装置及び突入電流防止装置の短絡診断方法を提供することができる。

本発明に係る突入電流防止装置を説明する電気回路図である。 従来の突入電流防止装置を説明する電気回路図である。 本発明に係る突入電流防止装置の短絡診断方法のフローチャートである。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図１は、本実施形態の突入電流防止装置１０１を説明する図である。突入電流防止装置１０１は、一端が入力端３１に接続され、異常発生時に一端から他端への電気経路を遮断する電源リレー３３と、電源リレー３３の他端と出力端３８とを接続し、出力端３８に接続される電気回路３０１に突入電流が流れ込むことを防止する突入電流防止スイッチ３５と、電源リレー３３と並列に接続される短絡診断回路４１と、短絡診断回路４１の導通と遮断を制御するとともに、電源リレー３３の他端と出力端３８との電位差を測定する制御回路４２と、を備える。

突入電流防止スイッチ３５は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。突入電流防止スイッチ３５は、抵抗値を徐々に下げたり、ＰＷＭ制御するパルス幅を徐々に広げることによって、突入電流を防止する。また、突入電流防止スイッチ３５は、制御回路４２からの信号で電流を導通及び遮断することができる。短絡診断回路４１は、抵抗とそれに直列に接続された半導体スイッチから構成される。短絡診断回路４１の半導体スイッチは、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はトランジスタ等であり、制御回路４２のマイクロコンピュータ４５によって導通・遮断の制御がなされる。

図３は、突入電流防止装置１０１の短絡診断方法のフローチャートである。突入電流防止装置１０１は、電源リレー３３の短絡診断を次のように行う。なお、制御回路４２がこの短絡診断の各ステップの実施を指示してもよい。まず、電源リレー３３及び突入電流防止スイッチ３５を遮断する。次いで、点検電圧を入力端３１に印加し、短絡診断回路４１を導通させる（ステップＳ１３）。例えば、制御回路４２は、電圧源（不図示）を用いて入力端３１に所定の点検電圧を印加することができる。

次に、制御回路４２は、時間ｔ０を計測する（ステップＳ１４）。ｔ１はａ点の電位を入力端３１の電位と等しくするために十分な時間、且つ、要求される診断時間から設定される時間である。例えば、ｔ１は２ｍｓｅｃ以上５０ｍｓｅｃ以下に設定できる。

続いて、制御回路４２は、ａ点の電位（Ｖａ）を電圧検出回路４３を用いて測定し、ｂ点の電位（Ｖｂ）を電圧検出回路４４を用いて測定する（ステップＳ１６）。さらに、制御回路４２は、ａ点とｂ点との電位差（Ｖａ−Ｖｂ）が所定値Ｖ１より大きいか否かを確認する（ステップＳ１７）。所定値Ｖ１は、突入電流防止スイッチ３５の短絡を確認するために充分な電圧である。例えば、所定値Ｖ１は、１Ｖ以上４Ｖ以下である。

ここで、突入電流防止スイッチ３５が正常であれば、入力端３１に印加された点検電圧は突入電流防止スイッチ３５で遮断されるため、ａ点とｂ点との電位差（Ｖａ−Ｖｂ）は所定値Ｖ１より大きくなる。制御回路４２は、電位差（Ｖａ−Ｖｂ）は所定値Ｖ１より大きければ突入電流防止スイッチ３５が正常であると判断する（ステップＳ１８）。

ところが、突入電流防止スイッチ３５が短絡している場合、突入電流防止スイッチ３５は入力端３１に印加された点検電圧を遮断できず、ｂ点の電位が上昇する。このため、ａ点とｂ点との電位差（Ｖａ−Ｖｂ）は所定値Ｖ１より小さくなる。制御回路４２は、電位差（Ｖａ−Ｖｂ）は所定値Ｖ１以下となれば突入電流防止スイッチ３５が短絡していると判断する（ステップＳ１９）。

突入電流防止装置１０１は、短絡診断の際に、ａ点の電圧を上げるために、電源リレー３３を導通するのではなく、短絡診断回路４１を導通させている。これにより、突入電流防止スイッチ３５が短絡していても、入力端３１からの電流で電源リレー３３が故障するおそれはなくなる。さらに、突入電流防止スイッチ３５が短絡していても、短絡診断回路４１は内部に抵抗を持つことで電気回路３０１に大電流が流れることを防止できる。

３１：入力端
３３：電源リレー
３５：突入電流防止スイッチ
３８：出力端
３９：共通電圧線
４１：短絡診断回路
４２：制御回路
４３、４４：電圧検出回路
４５：マイクロコンピュータ
１０１、１０２：突入電流防止装置

Claims (2)

1. 一端が入力端に接続され、異常発生時に前記一端から他端への電気経路を遮断する電源リレーと、
   前記電源リレーの前記他端と出力端とを接続し、前記出力端に接続される電気回路に突入電流が流れ込むことを防止する突入電流防止スイッチと、
   前記電源リレーと並列に接続される短絡診断回路と、
   前記短絡診断回路の導通と遮断を制御するとともに、前記電源リレーの前記他端と前記出力端との電位差を測定し、前記短絡診断回路を導通させ前記電源リレーの前記他端を前記入力端の電位とし、前記電位差に基づいて前記突入電流防止スイッチに短絡が生じているか否かの短絡診断をする制御回路と、
   を備える突入電流防止装置。
2. 請求項１に記載される突入電流防止装置の短絡診断方法であって、
   前記短絡診断回路を導通させ前記電源リレーの前記他端を前記入力端の電位とし、前記電位差に基づいて前記突入電流防止スイッチに短絡が生じているか否かの短絡診断をすることを特徴とする突入電流防止装置の短絡診断方法。

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