JP5972972B2 - 直流電力供給装置 - Google Patents
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Description
− 自身が備えている2つの端子間に公称電圧Vmを出力する、感電死を引き起こし得る直流電圧源と、
− 直流電圧源の絶縁欠陥を検出するための検出装置であって、
・ 直流電圧源の2つの端子の各1つにそれぞれ接続されている第1および第2の入力端子、
・ 第1の入力端子と第2の入力端子との間で、互いに直列に接続されており、標準化されている安全閾値によって定められる最大絶縁欠陥電流をImaxとすると、Zmin=Vm/Imaxで定義されるZminと、Zmax=1.5×Vm/Imaxで定義されるZmaxとの間の範囲のインピーダンス値Zをそれぞれに有している第1および第2のインピーダンス素子、および
・ 第1のインピーダンス素子と第2のインピーダンス素子との間の中間点と、電気的接地部との間に接続されている電流検出回路を有している検出装置。
電流検出回路は、中間点から来る絶縁欠陥電流に比例した電圧を受ける入力端子を有するマイクロコントローラを備えており、この入力端子は、第3のインピーダンス素子を介して、直流電圧源の電圧レベルの1/10倍未満の電圧レベルVccを有する電圧供給源に接続されており、この入力端子は、さらに、第4のインピーダンス素子を介して、電気的接地部に接続されており、マイクロコントローラは、その入力端子に印加される電圧の関数として、絶縁欠陥の大きさを特定するように構成されており、第3および第4のインピーダンス素子の各々は、Ztmin=Z×Vcc/で定義されるZtminと、Ztmax=Z×Vcc/(2Vm)で定義されるZtmaxとの間の範囲のインピーダンス値Ztを有している。
− 第1の入力端子と中間点との間で、第1のインピーダンス素子に直列に接続されている第3の断続器と、
− 第2の入力端子と中間点との間で、第2のインピーダンス素子に直列に接続されている第4の断続器と、
− 第3および第4の断続器のうちの一方を開いておくとともに、第3および第4の断続器のうちの他方を閉じておくことができるようになっている制御回路。
− 第3のインピーダンス素子に並列に接続されており、第3のインピーダンス素子のインピーダンス値より低いインピーダンス値を有している第5のインピーダンス素子と、
− 第4のインピーダンス素子に並列に接続されており、第4のインピーダンス素子のインピーダンス値より低いインピーダンス値を有している第6のインピーダンス素子と、
− 第5のインピーダンス素子に直列に接続されている第1の断続器と、
− 第6のインピーダンス素子に直列に接続されている第2の断続器。
− 直流電圧源がバッテリである上述の電力供給装置と、
− 直流/直流インターフェイスおよび交流/交流インターフェイスを有し、直流/直流インターフェイスにバッテリの2つの端子を接続されているインバータと、
− インバータの交流/交流インターフェイスに接続されているモータ。
− TT方式:電源側で機器の中性線が大地に接地され、機器側で金属性の機器本体(保護導体)が大地に接地される。
− TN方式:電源側で機器の中性線が大地に接地され、機器側で金属性の機器本体が中性線に接続される。
− IT方式:電源側で機器の中性線が大地から絶縁されるか、または高インピーダンスを介して大地に接続され、機器側で金属性の機器本体が大地の接続部に接地される。
2 直流電圧源(バッテリ)
3 保護回路
4 検出装置
5 電力結合回路
6 インバータ
7 モータ
8 制御回路
41、42 インピーダンス素子
43、44、51、52、463、464、467、468 断続器
45 絶縁欠陥電流検出回路
47、48 入力端子
49 中間点
92 ボディシェル
93 車体
95、96 電力コネクタ
453 マイクロコントローラ
454、455 ダイオード
456、457、461、462、465、466 抵抗
491 入力
Claims (14)
- − 自身の2つの端子間に公称電圧Vmを出力する直流電圧源(2)と、
− 前記直流電圧源(2)の絶縁欠陥を検出するための検出装置(4)であって、
・ 前記直流電圧源の2つの端子の各1つにそれぞれ接続されている第1および第2の入力端子(47、48)、
・ 前記第1の入力端子(47)と第2の入力端子(48)との間で、互いに直列に接続されており、標準化されている安全閾値によって定められる最大絶縁欠陥電流をImaxとすると、Zmin=Vm/Imaxで定義されるZminと、Zmax=1.5×Vm/Imaxで定義されるZmaxとの間の範囲のインピーダンス値Zをそれぞれに有している第1および第2のインピーダンス素子(41、42)、および
・ 前記第1のインピーダンス素子(41)と第2のインピーダンス素子(42)との間の中間点(49)と、電気的接地部との間に接続されている電流検出回路(45)を
有している検出装置(4)とを備えている直流電力供給装置であって、
前記電流検出回路(45)は、前記中間点(49)から来る絶縁欠陥電流に比例した電圧を受ける入力端子を有するマイクロコントローラ(453)を備えており、該入力端子は、第3のインピーダンス素子(456)を介して、前記直流電圧源の電圧レベルの1/10倍未満の電圧レベルVccを有する電圧供給源に接続されており、該入力端子は、さらに、第4のインピーダンス素子(457)を介して、前記電気的接地部(93)に接続されており、前記マイクロコントローラ(453)は、その入力端子に印加される電圧の関数として、前記絶縁欠陥の大きさを特定するように構成されており、前記第3および第4のインピーダンス素子の各々は、Ztmin=Z×Vcc/(4Vm)で定義されるZtminと、Ztmax=Z×Vcc/(2Vm)で定義されるZtmaxとの間の範囲のインピーダンス値Ztを有していることを特徴とする直流電力供給装置。 - 前記第1および第2のインピーダンス素子(41、42)は、前記バッテリの端子の1つが前記電気的接地部に短絡しているときに、3.5mA未満の最大電流までしか流れないような定格を有している、請求項1に記載の直流電力供給装置。
- − 前記第1の入力端子と前記中間点との間で、前記第1のインピーダンス素子に直列に接続されている第3の断続器(43)と、
− 前記第2の入力端子と前記中間点との間で、前記第2のインピーダンス素子に直列に接続されている第4の断続器(44)と、
− 前記第3および第4の断続器のうちの一方を開いておくとともに、前記第3および第4の断続器のうちの他方を閉じておくことができるように構成されている制御回路(8)とを備えている、請求項1または2に記載の直流電力供給装置。 - 前記第3のインピーダンス素子に並列に接続されている第1のダイオード(454)、および前記第4のインピーダンス素子に並列に接続されている第2のダイオード(455)を備えている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。
- 前記第3のインピーダンス素子(456)と第4のインピーダンス素子(457)とは、実質的に同一の特性を有する抵抗である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。
- − 前記第3のインピーダンス素子に並列に接続されており、前記第3のインピーダンス素子のインピーダンス値より低いインピーダンス値を有している第5のインピーダンス素子(461)と、
− 前記第4のインピーダンス素子に並列に接続されており、前記第4のインピーダンス素子のインピーダンス値より低いインピーダンス値を有している第6のインピーダンス素子(462)と、
− 前記第5のインピーダンス素子に直列に接続されている第1の断続器(463)と、
− 前記第6のインピーダンス素子に直列に接続されている第2の断続器(464)とを備えている、請求項1〜5のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。 - 前記第1の断続器(463)と第2の断続器(464)とを、一時的かつ同時に閉じることができるように構成されている制御回路(8)を備えている、請求項6に記載の直流電力供給装置。
- 前記制御回路(8)は、前記絶縁欠陥の大きさが、ある閾値を超過したことを特定することができるように構成されており、かつこの特定がなされると、前記第1および第2の断続器を一時的に閉じるように構成されている、請求項7に記載の直流電力供給装置。
- 前記マイクロコントローラ(453)は、前記中間点(49)における電圧に比例した信号を発生させ、この発生させた信号を前記制御回路に供給する、請求項7または8に記載の直流電力供給装置。
- 前記電圧供給源の電圧レベルは25V未満である、請求項1〜9のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。
- 前記第1および第2のインピーダンス素子(41、42)は、100kΩ以上のインピーダンス値を有している、請求項1〜10のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。
- 前記第1のインピーダンス素子と第2のインピーダンス素子とは、実質的に同一の特性を有する抵抗である、請求項1〜11のいずれか1つに記載の直流電力供給装置。
- − 直流電圧源がバッテリである、請求項1〜12のいずれか1つに記載の直流電力供給装置と、
− 直流/直流インターフェイスおよび交流/交流インターフェイスを有しており、該直流/直流インターフェイスに前記バッテリの2つの端子を接続されているインバータ(6)と、
− 前記インバータ(6)の交流/交流インターフェイスに接続されているモータ(7)とを備えている電動システム(1)。 - 前記バッテリ(2)の端子間電圧は、100Vを超えている、請求項13に記載の直流電動システム。
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