JPH04308432A - Dc power supply system - Google Patents
Dc power supply systemInfo
- Publication number
- JPH04308432A JPH04308432A JP3071988A JP7198891A JPH04308432A JP H04308432 A JPH04308432 A JP H04308432A JP 3071988 A JP3071988 A JP 3071988A JP 7198891 A JP7198891 A JP 7198891A JP H04308432 A JPH04308432 A JP H04308432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- converter
- load
- rectifier
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 19
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
Landscapes
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ビルディング施設や通
信用設備等の電力系統として使用される直流電力供給シ
ステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply system used as a power system for building facilities, communication equipment, etc.
【０００２】0002
【従来の技術】ビルディング施設や通信設備等の負荷に
対しては一定電圧で電力を供給できることが重要である
。この種の技術としては、図３に示す従来例がある。
この従来例は、直流負荷に対し常時および停電時にも一
定電圧の直流電力を供給する直流電力供給システムであ
る。この従来例を構成する部分として、図中の１は交流
（ＡＣ）電源、２は交流（ＡＣ）電力を直流（ＤＣ）電
力に変換する整流装置、４は絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバー
タ、５は直流負荷、８は充電器、９は蓄電池、１０はバ
イパス用ダイオードである。2. Description of the Related Art It is important to be able to supply power at a constant voltage to loads such as building facilities and communication equipment. As this type of technology, there is a conventional example shown in FIG. This conventional example is a DC power supply system that supplies DC power at a constant voltage to a DC load at all times and even during a power outage. In the figure, 1 is an alternating current (AC) power supply, 2 is a rectifier that converts alternating current (AC) power into direct current (DC) power, 4 is an isolated DC-DC converter, and 5 is an isolated DC-DC converter. A DC load, 8 a charger, 9 a storage battery, and 10 a bypass diode.
【０００３】これらの構成部分の接続構成において、商
用電源または交流発電装置などの交流電源１は交流電力
を直流電力に変換する整流装置２の入力端子に接続され
、その整流装置２の出力端子に直流負荷５が接続される
とともに、その出力端子の正極側には蓄電池９の正極側
が接続され、蓄電池９の両端に絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ４の入力の両端が接続される。この絶縁形ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ４の出力の正極側は蓄電池９の負極側に接
続され、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力の負極側
は整流装置２の出力端子の負極側に接続され、絶縁形Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ４の出力側は両端間にはバイパス用
ダイオード１０が接続されている。上記蓄電池９の入力
は充電器８の出力に接続され、充電器８の入力は交流電
源１に接続されている。In the connection configuration of these components, an AC power source 1 such as a commercial power source or an AC generator is connected to an input terminal of a rectifier 2 that converts AC power into DC power, and an output terminal of the rectifier 2 is connected to an input terminal of a rectifier 2 that converts AC power into DC power. A DC load 5 is connected, and the positive side of a storage battery 9 is connected to the positive side of its output terminal, and both ends of the input of an isolated DC-DC converter 4 are connected to both ends of the storage battery 9. This insulation type DC-D
The positive side of the output of the C converter 4 is connected to the negative side of the storage battery 9, and the negative side of the output of the insulated DC-DC converter 4 is connected to the negative side of the output terminal of the rectifier 2.
A bypass diode 10 is connected between both ends of the output side of the C-DC converter 4. The input of the storage battery 9 is connected to the output of the charger 8, and the input of the charger 8 is connected to the AC power supply 1.
【０００４】このような構成の従来例は、以下のように
動作する。まず、交流電源１と整流装置２が正常である
場合は、整流装置２から直流負荷５に直流電力が供給さ
れる。また、充電器８は交流電源１より交流電力を受け
て蓄電池９を充電する。整流装置２の出力電圧は充電器
８の出力電圧より高く設定されており、このためバイパ
ス用ダイオード１０は逆バイアスされ、充電器８が直流
負荷５に直流電力を供給することはない。この状態では
絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４は待機中である。A conventional example of such a configuration operates as follows. First, when the AC power supply 1 and the rectifier 2 are normal, DC power is supplied from the rectifier 2 to the DC load 5 . Further, the charger 8 receives AC power from the AC power supply 1 to charge the storage battery 9. The output voltage of the rectifier 2 is set higher than the output voltage of the charger 8, so the bypass diode 10 is reverse biased and the charger 8 does not supply DC power to the DC load 5. In this state, the isolated DC-DC converter 4 is on standby.
【０００５】次に、上記の状態で交流電源１が停止し、
整流装置２と充電器８の出力がなくなると、蓄電池９が
直ちにバイアス用ダイオード１０を介し放電し、無瞬断
で直流負荷５に直流電力を供給する。この状態で蓄電池
９の端子電圧は放電とともに低下していく。蓄電池９の
端子電圧からバイアス用ダイオード１０の降下電圧を差
し引いた電圧が、直流負荷５が必要となる電圧以下にな
る前に絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４は待機中から出力
動作に移る。絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４が出力動作
を始めると、バイパス用ダイオード１０は逆バイアスと
なり、蓄電池９は絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４を介し
て直流負荷５に直流電力を供給する。直流負荷５の入力
電圧は蓄電池９の端子電圧と絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバー
タ４の出力電圧の和となる。このため、蓄電池９の端子
電圧が放電するにつれて低下しても、絶縁形ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４が出力電圧を蓄電池９の端子電圧の低下分
を補い、直流負荷５の入力電圧を一定に保つことができ
る。Next, the AC power supply 1 stops in the above state, and
When the output of the rectifier 2 and the charger 8 disappears, the storage battery 9 immediately discharges through the bias diode 10 and supplies DC power to the DC load 5 without momentary interruption. In this state, the terminal voltage of the storage battery 9 decreases as it discharges. The isolated DC-DC converter 4 shifts from standby to output operation before the voltage obtained by subtracting the voltage drop across the bias diode 10 from the terminal voltage of the storage battery 9 becomes less than the voltage required by the DC load 5. When the isolated DC-DC converter 4 starts output operation, the bypass diode 10 becomes reverse biased, and the storage battery 9 supplies DC power to the DC load 5 via the isolated DC-DC converter 4. The input voltage of the DC load 5 is the sum of the terminal voltage of the storage battery 9 and the output voltage of the isolated DC-DC converter 4. Therefore, even if the terminal voltage of the storage battery 9 decreases as it discharges, the insulated DC-DC
The converter 4 compensates for the decrease in the terminal voltage of the storage battery 9 by changing the output voltage, and the input voltage of the DC load 5 can be kept constant.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料等を必
要とせず、保守が容易で、安定な電力を長期にわたって
供給できる直流電力発生装置として自然エネルギーを利
用する太陽電池がある。これを前述の従来例に用いれば
契約電力量の削減が期待できる。また、発電効率が高く
、発電に伴う排出ガスがクリーンで低公害であり、発電
に伴って発生する熱が空調や給湯等に利用できる直流発
電装置として、燃料電池が近年脚光をあびている。この
燃料電池を同じく前述の従来例に用いれば、燃料電池の
電気エネルギーと熱エネルギーを有効に利用できること
が期待される。By the way, there is a solar cell that utilizes natural energy as a direct current power generation device that does not require fuel, is easy to maintain, and can supply stable power over a long period of time. If this is applied to the conventional example described above, a reduction in the contracted power amount can be expected. In addition, fuel cells have been attracting attention in recent years as a DC power generation device that has high power generation efficiency, produces clean and low-pollution exhaust gases from power generation, and can use the heat generated during power generation for air conditioning, hot water heating, etc. If this fuel cell is similarly used in the conventional example described above, it is expected that the electrical energy and thermal energy of the fuel cell can be used effectively.
【０００７】しかしながら、直流負荷の入力電圧を一定
に保つ前述の従来例の回路構成において、蓄電池９と充
電器８の代わりに、上記太陽電池または燃料電池などの
常用発電が可能な直流電力発生装置を接続して使用する
と、交流電源１と整流装置２が正常である場合には、以
下のような問題がある。However, in the circuit configuration of the conventional example that maintains the input voltage of the DC load constant, instead of the storage battery 9 and charger 8, a DC power generation device capable of regular power generation such as the above solar cell or fuel cell is used. If the AC power supply 1 and the rectifier 2 are normal, the following problems may occur.
【０００８】太陽電池を用いた場合、日中に太陽電池よ
り発生した直流電力を直流負荷に供給することができな
いため、太陽電池の発生する直流電力を用いて日中の消
費電力のピーク値を下げ、契約電力量を削減することが
できない。When using solar cells, the DC power generated by the solar cells during the day cannot be supplied to the DC load, so the peak power consumption during the day can be reduced using the DC power generated by the solar cells. It is not possible to reduce the contract power amount.
【０００９】燃料電池を用いた場合、燃料電池は停止状
態から給電可能な状態になるまでに数時間を要するため
、交流電源１の停止に備え、給電可能な状態で待機する
必要があり、燃料電池は無負荷運転状態で待機すること
になる。しかし、無負荷運転状態では、燃料電池の発生
する熱エネルギーは小さく、このためビルディング内の
給湯，空調用熱交換器へ充分な温水や熱エネルギーを供
給することができない。[0009] When a fuel cell is used, it takes several hours for the fuel cell to go from a stopped state to a state in which power can be supplied. Therefore, it is necessary to stand by in a state in which power can be supplied in preparation for the interruption of the AC power supply 1. The battery will stand by in a no-load operating state. However, in a no-load operating state, the thermal energy generated by the fuel cell is small, and therefore sufficient hot water and thermal energy cannot be supplied to the hot water supply and air conditioning heat exchangers in the building.
【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、太陽電池または燃料電
池などの直流電力発生装置のエネルギーを有効に利用可
能とし、かつ常時および停電時にも直流負荷に一定電圧
の直流電力を供給可能な直流電力供給システムを提供す
ることにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to make it possible to effectively utilize the energy of a DC power generation device such as a solar cell or a fuel cell, and to make it possible to effectively utilize the energy of a DC power generation device such as a solar cell or a fuel cell. Another object of the present invention is to provide a DC power supply system capable of supplying constant voltage DC power to a DC load.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の直流電力供給システムにおいては、交流電
源に接続されて該交流電源の交流電力を直流電力に変換
する整流装置と、その整流装置の出力側の一端に逆流防
止用ダイオードを介し出力の一端が接続されるとともに
該整流装置の出力側の他端に出力の他端が接続された直
流電力発生装置と、上記整流装置の出力側の一端に入力
の一端が接続されかつ該整流装置の出力側の他端に入力
の他端が接続されるとともに出力の一端が上記直流電力
発生装置の出力側の一端に接続された絶縁形ＤＣ−ＤＣ
コンバータと、上記整流装置の出力側の一端と上記絶縁
形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の他端の間に接続され
たバイパス用ダイオードとから構成され、直流負荷の一
端を上記絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の他端に
接続するとともに該直流負荷の他端を上記絶縁形ＤＣ−
ＤＣコンバータの出力側の他端と上記直流電力発生装置
の出力側の他端とに接続して該直流負荷に直流電力を供
給することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the DC power supply system of the present invention includes a rectifier that is connected to an AC power source and converts the AC power of the AC power source into DC power; A DC power generation device in which one end of the output is connected to one end of the output side of the rectifier via a backflow prevention diode, and the other end of the output is connected to the other end of the output side of the rectifier; one end of the input is connected to one end of the output side, the other end of the input is connected to the other end of the output side of the rectifier, and one end of the output is connected to one end of the output side of the DC power generator; Model DC-DC
a converter, and a bypass diode connected between one end of the output side of the rectifier and the other end of the output side of the isolated DC-DC converter, and one end of the DC load is connected to the isolated DC-DC converter. Connect the other end of the output side of the converter and connect the other end of the DC load to the above-mentioned isolated DC-
It is characterized in that it is connected to the other output end of the DC converter and the other output end of the DC power generator to supply DC power to the DC load.
【００１２】0012
【作用】本発明の直流電力供給システムでは、定常時は
交流電源の交流電力を整流装置により変換した直流電力
を入力とする絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧に
直流電力発生装置の出力電圧を加え合わせた後、直流負
荷に直流電力を供給する。交流電源が停止した場合には
絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの入力を直流電力発生装置
の直流電力に切り替え、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの
出力電圧を加え合わせた後、直流負荷に直流電力を供給
する。これにより、定常時に交流電源の停電時にもＤＣ
−ＤＣコンバータの作用で直流負荷にほぼ一定電圧の電
力を供給可能にするとともに、太陽電池や燃料電池等の
直流電力発生装置を常に稼動状態で使用可能にする。さ
らに、直流電力発生装置が停止した場合には交流電源の
交流電力を整流装置によって直流電力に変換した後直接
直流電力を供給可能にして信頼度を高めている。[Function] In the DC power supply system of the present invention, during steady state, the output voltage of the DC power generation device is set to the output voltage of the isolated DC-DC converter, which inputs the DC power obtained by converting the AC power of the AC power supply by the rectifier. After the addition, DC power is supplied to the DC load. When the AC power supply stops, the input of the isolated DC-DC converter is switched to the DC power of the DC power generator, and after adding the output voltage of the isolated DC-DC converter, DC power is supplied to the DC load. . As a result, even in the event of a power outage of AC power during normal operation, DC
- It is possible to supply almost constant voltage power to a DC load by the action of a DC converter, and it is also possible to use a DC power generation device such as a solar cell or a fuel cell in a constantly operating state. Furthermore, when the DC power generator stops, the AC power from the AC power supply is converted into DC power by a rectifier, and then DC power can be directly supplied, thereby increasing reliability.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は本発明の一実施例を示す装置構成図
である。本実施例の構成部分として、図中の１は交流電
源、２は整流装置、３は直流電力発生装置、４は絶縁形
ＤＣ−ＤＣコンバータ、５は直流負荷、６は逆流防止ダ
イオード、７はバイパス用ダイオードを示す。なお、本
実施例の上記構成部分のうち、図３の従来例と共通する
部分には同一番号を付してある。FIG. 1 is a block diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier, 3 is a DC power generator, 4 is an isolated DC-DC converter, 5 is a DC load, 6 is a backflow prevention diode, and 7 is a component of this embodiment. A bypass diode is shown. It should be noted that, among the above-mentioned constituent parts of this embodiment, the parts common to those of the conventional example shown in FIG. 3 are given the same numbers.
【００１５】以上の構成部分から成る本実施例の接続構
成において、商用電源または交流発電装置などの交流電
源１は、整流装置２に入力側に接続され、整流装置２に
て直流電力に変換された後、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバー
タ４に入力される、直流電力発生装置３の出力の正極（
＋）側は逆流防止用ダイオード６を介して整流装置２の
出力の正極（＋）側に接続され、直流電力発生装置３の
出力の負極（−）側は整流装置２の出力の負極（−）側
に接続される。逆流防止用ダイオード６は直流電力発生
装置３から整流装置２の方向に対して順方向とする。
ここで、整流装置２の出力電圧を直流電力発生装置３の
出力電圧より高く設定することにより、交流電源１が正
常時には逆流防止用ダイオード６は整流装置２の出力電
圧によって逆バイアスされるようにする。絶縁形ＤＣ−
ＤＣコンバータ４の出力の正極（＋）側は直流負荷５の
入力の正極（＋）側に接続され、絶縁形ＤＣ−ＤＣコン
バータ４の出力の負極（−）側は直流電力発生装置３の
出力の正極（＋）側に接続される。なお、直流負荷５の
負極（−）側は直流電力発生装置３の負極（−）側に接
続される。バイパス用ダイオード７は絶縁形ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４の入力の正極（＋）側と絶縁形ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４の出力の正極（＋）側の間に接続される。
バイパス用ダイオード７は整流装置２から直流負荷５の
方向に対して順方向とする。In the connection configuration of this embodiment consisting of the above-described components, an AC power source 1 such as a commercial power source or an AC generator is connected to the input side of the rectifier 2, and is converted into DC power by the rectifier 2. After that, the positive terminal (
The +) side is connected to the positive (+) side of the output of the rectifier 2 via the backflow prevention diode 6, and the negative (-) side of the output of the DC power generator 3 is connected to the negative (-) side of the output of the rectifier 2. ) side. The backflow prevention diode 6 is arranged in the forward direction from the DC power generator 3 to the rectifier 2 . Here, by setting the output voltage of the rectifier 2 higher than the output voltage of the DC power generator 3, the reverse current prevention diode 6 is reverse biased by the output voltage of the rectifier 2 when the AC power supply 1 is normal. do. Insulated DC-
The positive (+) side of the output of the DC converter 4 is connected to the positive (+) side of the input of the DC load 5, and the negative (-) side of the output of the isolated DC-DC converter 4 is connected to the output of the DC power generator 3. Connected to the positive (+) side of the Note that the negative (-) side of the DC load 5 is connected to the negative (-) side of the DC power generator 3. Bypass diode 7 is isolated DC-DC
Positive (+) side of input of converter 4 and isolated DC-DC
It is connected between the positive (+) side of the output of converter 4. The bypass diode 7 is directed in the forward direction from the rectifier 2 to the DC load 5.
【００１６】次に、上記実施例の中のＤＣ−ＤＣコンバ
ータ４の構成例を図２の回路図に示す。本構成例では、
パルス幅制御形フォワードＤＣ−ＤＣコンバータを例と
して挙げている。図において、４１は入力コンデンサ、
４２は高周波トランス、４３は整流ダイオード回路、４
４は出力フィルタ、４５はスイッチング・トランジスタ
、４６はパルス幅制御回路である。Next, an example of the configuration of the DC-DC converter 4 in the above embodiment is shown in the circuit diagram of FIG. In this configuration example,
A pulse width controlled forward DC-DC converter is taken as an example. In the figure, 41 is an input capacitor;
42 is a high frequency transformer, 43 is a rectifier diode circuit, 4
4 is an output filter, 45 is a switching transistor, and 46 is a pulse width control circuit.
【００１７】高周波トランス４２の一次巻線は、スイッ
チング・トランジスタ４５と直列に接続されて入力端子
に接続される。その入力端子には並列に入力コンデンサ
４１が接続される。また、高周波トランス４２の二次巻
線は、整流ダイオード回路４３を通し、次にコイルとコ
ンデンサなどから成る出力フィルタ４４を通して出力端
子に接続される。さらに、上記のスイッチング・トラン
ジスタ４５の制御端子には、パルス幅制御回路４６が接
続されている。The primary winding of the high frequency transformer 42 is connected in series with a switching transistor 45 and connected to an input terminal. An input capacitor 41 is connected in parallel to the input terminal. Further, the secondary winding of the high frequency transformer 42 is connected to the output terminal through a rectifier diode circuit 43, and then through an output filter 44 consisting of a coil and a capacitor. Furthermore, a pulse width control circuit 46 is connected to the control terminal of the switching transistor 45 described above.
【００１８】このように構成されたＤＣ−ＤＣコンバー
タでは、高周波トランス４２の一次巻線に流れる電流を
スイッチング・トランジスタ４５で断続し、その二次巻
線に昇圧あるいは降圧した交流を得、整流ダイオード回
路４３で整流した後、出力フィルタ４４で平滑して所望
の形式の直流電力を得ている。この直流電力の電圧，電
流の制御は、パルス幅制御回路４６によるスイッチング
・トランジスタ４５のスイッチングにおけるパルス幅の
制御でなされる。In the DC-DC converter configured as described above, the current flowing through the primary winding of the high-frequency transformer 42 is interrupted by the switching transistor 45, and a stepped-up or stepped-down alternating current is provided to the secondary winding, and the rectifier diode After being rectified by a circuit 43, it is smoothed by an output filter 44 to obtain a desired type of DC power. The voltage and current of this DC power are controlled by controlling the pulse width in switching of the switching transistor 45 by a pulse width control circuit 46.
【００１９】次に、図１の直流電力発生装置の例として
は、太陽電池を使用する場合と、燃料電池を使用する場
合が挙げられる。これらは、現在実用化されている公知
のものが使用できる。以下、上記二つの例について上記
実施例の動作を説明する。Next, as examples of the DC power generation device shown in FIG. 1, there are cases where a solar cell is used and a case where a fuel cell is used. As these, known ones that are currently in practical use can be used. The operation of the above embodiment will be explained below with respect to the above two examples.
【００２０】まず、直流電力発生装置３として太陽電池
を用いた場合について、実施例の動作を説明する。太陽
電池３が直流電力を供給可能な日中では、整流装置２の
直流電力を入力として絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４を
動作させ、その出力を太陽電池３の出力電圧に加え合せ
た後、直流負荷５に直流電力を供給する。このとき、直
流負荷５の入力電圧が整流装置２の出力電圧より高くな
るよう、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧を制
御あるいは設定すれば、バイパス用ダイオード７は逆バ
イアスされるので、整流装置２から直流負荷５に直流電
力が供給されることはない。この時、逆流防止用ダイオ
ード６も逆バイアスされており、整流装置２の出力電流
が太陽電池３に流れ込むこともない。次いで夜間となり
、太陽電池３の出力電圧が低下した場合、絶縁形ＤＣ−
ＤＣコンバータ４の出力に加え合わされていた太陽電池
３の出力電圧が低下するため、直流負荷５の入力電圧は
低下して行き、遂には逆バイアスされたバイパス用ダイ
オード７が導通し、整流装置２から直流負荷５に直接直
流電力が供給される。この時、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ４は太陽電池３の出力が回復するまで運転を停止す
る。First, the operation of the embodiment will be described in the case where a solar cell is used as the DC power generation device 3. During the day when the solar cell 3 can supply DC power, the isolated DC-DC converter 4 is operated using the DC power of the rectifier 2 as input, and after adding the output to the output voltage of the solar cell 3, the DC power is DC power is supplied to the load 5. At this time, if the output voltage of the isolated DC-DC converter 4 is controlled or set so that the input voltage of the DC load 5 is higher than the output voltage of the rectifier 2, the bypass diode 7 is reverse biased, so the rectifier DC power is not supplied from the device 2 to the DC load 5. At this time, the backflow prevention diode 6 is also reverse biased, and the output current of the rectifier 2 does not flow into the solar cell 3. Then, at night, when the output voltage of the solar cell 3 decreases, the isolated DC-
Since the output voltage of the solar cell 3, which was added to the output of the DC converter 4, decreases, the input voltage of the DC load 5 decreases, and finally the reverse biased bypass diode 7 becomes conductive, and the rectifier 2 DC power is directly supplied to the DC load 5 from the DC power source. At this time, the isolated DC-DC converter 4 stops operating until the output of the solar cell 3 is recovered.
【００２１】本実施例は上記のように、電力需要の大き
な日中に、太陽電池３の発生する直流電力を直流負荷５
に供給することにより、契約電力量を夜間消費電力量の
ピーク値に抑えることが可能である。さらに、直流負荷
５の入力電圧と整流装置２の出力電圧との差がバイパス
用ダイオード７の逆バイアスに必要な電圧となるように
絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧を制御あるい
は設定することにより、太陽電池３の運転時の直流負荷
５の入力電圧と太陽電池３が停止した場合の入力電圧の
差をダイオード７の逆バイアスに必要な電圧程度にする
ことができる。これにより、直流負荷５の入力電圧をほ
ぼ一定にすることが可能である。また、太陽電池３が動
作している日中において、交流電源１が停電したりして
も、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の入力が太陽電池３の出力
に切り替わって動作し、直流負荷５には引き続き一定電
圧で直流電力が供給できる。As described above, in this embodiment, the DC power generated by the solar cell 3 is transferred to the DC load 5 during the day when the power demand is high.
By supplying electricity to the customer, it is possible to suppress the contracted power amount to the peak value of nighttime power consumption. Furthermore, the output voltage of the isolated DC-DC converter 4 is controlled or set so that the difference between the input voltage of the DC load 5 and the output voltage of the rectifier 2 becomes the voltage necessary for reverse biasing the bypass diode 7. Accordingly, the difference between the input voltage of the DC load 5 when the solar cell 3 is in operation and the input voltage when the solar cell 3 is stopped can be set to about the voltage required for reverse biasing the diode 7. Thereby, it is possible to keep the input voltage of the DC load 5 substantially constant. In addition, even if the AC power supply 1 experiences a power outage during the day when the solar cell 3 is operating, the input of the DC-DC converter 4 switches to the output of the solar cell 3 and operates, and the DC load 5 continues to operate. DC power can be supplied at a constant voltage.
【００２２】次に、直流電力発生装置３として燃料電池
を適用した場合について本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described in the case where a fuel cell is applied as the DC power generation device 3.
【００２３】交流電源１および燃料電池３が正常な場合
、整流装置２の直流電力を入力として絶縁形ＤＣ−ＤＣ
コンバータ４は動作し、その出力は燃料電池３の出力電
圧と加え合わされた後、直流負荷５に直流電力として供
給される。直流負荷５の入力電圧が整流装置２の出力電
圧より高くなるよう、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４の
出力電圧を制御あるいは設定すれば、バイパス用ダイオ
ード７は逆バイアスされるので、整流装置２から直流負
荷５に直流電力が供給されることはない。この時、逆流
防止用ダイオード６も逆バイアスされており、整流装置
２の出力電流が燃料電池３に流れ込むこともない。When the AC power supply 1 and the fuel cell 3 are normal, the DC power of the rectifier 2 is input to the isolated DC-DC
Converter 4 operates, and its output is added to the output voltage of fuel cell 3, and then supplied to DC load 5 as DC power. If the output voltage of the isolated DC-DC converter 4 is controlled or set so that the input voltage of the DC load 5 is higher than the output voltage of the rectifier 2, the bypass diode 7 is reverse biased, so that the input voltage of the rectifier 2 is higher than the output voltage of the rectifier 2. DC power is not supplied to the DC load 5. At this time, the backflow prevention diode 6 is also reverse biased, and the output current of the rectifier 2 does not flow into the fuel cell 3.
【００２４】ここで、交流電源１のみが停止した場合、
整流装置２の出力電圧が低下し、逆バイアスされていた
逆流防止用ダイオード６は導通し、絶縁形ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４の入力は整流装置２の出力から燃料電池３の
出力に切り替わり、直流負荷５には絶縁形ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４を介して燃料電池３より直流電力が供給され
る。この時、直流負荷５の入力電力は燃料電池３の出力
電圧より高いため、バイパス用ダイオード７は逆バイア
スされている。[0024] Here, if only the AC power supply 1 stops,
The output voltage of the rectifier 2 decreases, the reverse biased reverse current prevention diode 6 becomes conductive, and the input of the isolated DC-DC converter 4 is switched from the output of the rectifier 2 to the output of the fuel cell 3, and the DC load is reduced. 5 is supplied with DC power from the fuel cell 3 via the isolated DC-DC converter 4 . At this time, since the input power of the DC load 5 is higher than the output voltage of the fuel cell 3, the bypass diode 7 is reverse biased.
【００２５】次いで、燃料電池のみが停止した場合、絶
縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力に加え合わされてい
た燃料電池３の出力電圧が低下するため、直流負荷５の
入力電圧は低下していき、遂には逆バイアスされていた
バイパス用ダイオード７が導通し、整流装置２から直流
負荷５に直流電力が直接に供給される。この時、絶縁形
ＤＣ−ＤＣコンバータ４は燃料電池３の出力が回復する
まで運転を停止する。Next, when only the fuel cell stops, the output voltage of the fuel cell 3 that has been added to the output of the isolated DC-DC converter 4 decreases, so the input voltage of the DC load 5 decreases. Finally, the reverse-biased bypass diode 7 becomes conductive, and DC power is directly supplied from the rectifier 2 to the DC load 5. At this time, the isolated DC-DC converter 4 stops operating until the output of the fuel cell 3 is restored.
【００２６】本実施例は上記のように、交流電源１およ
び燃料電池３が正常な場合、交流電源１の交流電力を整
流装置２により変換した直流電力を入力として絶縁形Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータを動作させ、絶縁形ＤＣ−ＤＣコン
バータの出力と燃料電池３の出力を加え合わせた後、直
流負荷５へ直流電力を供給し、交流電源１のみが停止し
た場合、燃料電池３の直流電力を入力として絶縁形ＤＣ
−ＤＣコンバータを動作させ、絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの出力と燃料電池３の出力を加え合わせ直流負荷５
へ給電を行うことができる。また、燃料電池３が停止し
た場合においても、交流電源１の交流電力を整流装置２
により変換した直流電力を直流負荷５へ直接に給電でき
、交流電源１と燃料電池３はお互いにバックアップが可
能であるため、高信頼な直流電力供給システムを提供す
ることができる。また、交流電源１から得られる直流電
力と燃料電池３から得られる直流電力にて直流負荷５に
給電を行うため、燃料電池３を定格出力付近で運転する
ことが可能となり、熱エネルギーを効率良く利用できる
とともに電気エネルギーも有効利用することができる。
さらに、直流負荷５の入力電圧と整流装置２の出力電圧
との差がバイパス用ダイオード７の逆バイアスに必要な
電圧となるように絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電
圧を制御，あるいは設定することにより、燃料電池３の
運転時の直流負荷５の入力電圧と燃料電池３が停止した
場合の入力電圧の差をダイオード７の逆バイアスに必要
な電圧程度にすることができる。これにより、直流負荷
の入力電圧をほぼ一定にすることが可能である。As described above, in this embodiment, when the AC power supply 1 and the fuel cell 3 are normal, the DC power obtained by converting the AC power of the AC power supply 1 by the rectifier 2 is input to the isolated type D
After operating the C-DC converter and adding the output of the isolated DC-DC converter and the output of the fuel cell 3, DC power is supplied to the DC load 5. If only the AC power supply 1 stops, the fuel cell 3 Isolated DC with input DC power
- Operate the DC converter, add the output of the isolated DC-DC converter and the output of the fuel cell 3, and add the DC load 5.
It is possible to supply power to Furthermore, even if the fuel cell 3 stops, the AC power from the AC power source 1 is transferred to the rectifier 2.
The DC power converted by can be directly supplied to the DC load 5, and the AC power source 1 and the fuel cell 3 can back up each other, so a highly reliable DC power supply system can be provided. In addition, since the DC power obtained from the AC power supply 1 and the DC power obtained from the fuel cell 3 are used to supply power to the DC load 5, the fuel cell 3 can be operated near its rated output, and thermal energy can be efficiently used. At the same time, electric energy can also be used effectively. Furthermore, the output voltage of the isolated DC-DC converter is controlled or set so that the difference between the input voltage of the DC load 5 and the output voltage of the rectifier 2 becomes the voltage necessary for reverse biasing the bypass diode 7. As a result, the difference between the input voltage of the DC load 5 when the fuel cell 3 is in operation and the input voltage when the fuel cell 3 is stopped can be made approximately the voltage required for reverse biasing the diode 7. Thereby, it is possible to keep the input voltage of the DC load substantially constant.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
直流電力供給システムは、太陽電池や燃料電池のような
自立型の直流電力発生装置を交流電源とともに常時運転
して、常時および交流電源の停電時においても、直流負
荷に対し直流電力を一定電圧で供給することができる。
また、本発明によれば、直流電力発生装置が停止した場
合においても、交流電源から直流負荷へ給電できるため
、高信頼な直流電力供給システムを提供することができ
る。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the DC power supply system of the present invention constantly operates an independent DC power generation device such as a solar cell or a fuel cell together with an AC power supply, Even during a power outage, DC power can be supplied to the DC load at a constant voltage. Further, according to the present invention, even when the DC power generation device is stopped, power can be supplied from the AC power supply to the DC load, so that a highly reliable DC power supply system can be provided.
【００２８】さらに、請求項２の発明によれば、直流電
力発生装置として太陽電池を用いた場合には、特に契約
電力量の削減が可能であるという利点が得られる。一方
、直流電力発生装置として燃料電池を用いた場合には、
特にその熱エネルギーと電気エネルギーを効率良く利用
可能な状態で燃料電池を常時運転できる利点が得られる
。Furthermore, according to the second aspect of the invention, when a solar cell is used as the DC power generation device, there is an advantage that the contract power amount can be particularly reduced. On the other hand, when a fuel cell is used as a DC power generator,
In particular, there is an advantage that the fuel cell can be constantly operated in a state where its thermal energy and electrical energy can be used efficiently.
【図１】本発明の一実施例を示す装置構成図FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】上
記実施例中の絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示
す回路図[Fig. 2] A circuit diagram showing a configuration example of the isolated DC-DC converter in the above embodiment.
【図３】従来例を示す装置構成図[Figure 3] Device configuration diagram showing a conventional example
１…交流電源、２…整流装置、３…直流電力発生装置、
４…絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータ、５…直流負荷、６…
逆流防止用ダイオード、７…バイパス用ダイオード。1... AC power supply, 2... Rectifier, 3... DC power generator,
4...Isolated DC-DC converter, 5...DC load, 6...
Diode for backflow prevention, 7... Diode for bypass.
Claims (2)
流電力を直流電力に変換する整流装置と、その整流装置
の出力側の一端に逆流防止用ダイオードを介し出力の一
端が接続されるとともに該整流装置の出力側の他端に出
力の他端が接続された直流電力発生装置と、上記整流装
置の出力側の一端に入力の一端が接続されかつ該整流装
置の出力側の他端に入力の他端が接続されるとともに出
力の一端が上記直流電力発生装置の出力側の一端に接続
された絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータと、上記整流装置の
出力側の一端と上記絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力
側の他端の間に接続されたバイパス用ダイオードとから
構成され、直流負荷の一端を上記絶縁形ＤＣ−ＤＣコン
バータの出力側の他端に接続するとともに該直流負荷の
他端を上記絶縁形ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の他端
と上記直流電力発生装置の出力側の他端とに接続して該
直流負荷に直流電力を供給することを特徴とする直流電
力供給システム。Claim 1: A rectifier connected to an AC power source to convert AC power from the AC power source into DC power; one end of the output of the rectifier connected to one end of the output side of the rectifier via a backflow prevention diode; a DC power generation device having the other end of the output connected to the other end of the output side of the rectifier; and one end of the input connected to the other end of the output side of the rectifier, and the other end of the output side of the rectifier. an isolated DC-DC converter to which the other end of the input is connected and one end of the output is connected to one end of the output side of the DC power generator; and one end of the output side of the rectifier and the isolated DC-DC converter. and a bypass diode connected between the other ends of the output side of the converter, and one end of the DC load is connected to the other end of the output side of the isolated DC-DC converter, and the other end of the DC load is connected to the other end of the output side of the isolated DC-DC converter. A DC power supply system, characterized in that it is connected to the other end of the output side of the isolated DC-DC converter and the other end of the output side of the DC power generator to supply DC power to the DC load.
直流電力発生装置を太陽電池または燃料電池としたこと
を特徴とする直流電力供給システム。Claim 2: In the DC power supply system,
A DC power supply system characterized by using a solar cell or a fuel cell as a DC power generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071988A JPH04308432A (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | Dc power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3071988A JPH04308432A (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | Dc power supply system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308432A true JPH04308432A (en) | 1992-10-30 |
Family
ID=13476355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3071988A Pending JPH04308432A (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | Dc power supply system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04308432A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007066795A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel battery system |
| US7459799B2 (en) | 2001-12-20 | 2008-12-02 | Microgen Energy Limited | Domestic combined heat and power unit |
| US8603687B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-12-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3071988A patent/JPH04308432A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7459799B2 (en) | 2001-12-20 | 2008-12-02 | Microgen Energy Limited | Domestic combined heat and power unit |
| WO2007066795A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel battery system |
| JP2007184243A (en) * | 2005-12-07 | 2007-07-19 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system |
| US8343675B2 (en) | 2005-12-07 | 2013-01-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| US8574777B2 (en) | 2005-12-07 | 2013-11-05 | Toyota Jodosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| US8603687B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-12-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5929538A (en) | Multimode power processor | |
| EP1387462B1 (en) | Co-generated power supply system | |
| AU2011323988B2 (en) | System and method for bidirectional DC-AC power conversion | |
| US6452289B1 (en) | Grid-linked power supply | |
| US8106535B2 (en) | Power conditioner | |
| US8928176B2 (en) | Energy storage system | |
| WO2011039599A1 (en) | Power distribution system | |
| JP2006254694A (en) | Distributed power feeding system | |
| Ryu et al. | Test bed implementation of 380V DC distribution system using isolated bidirectional power converters | |
| KR100844401B1 (en) | Uninterrupted power supply apparatus with a solar generating apparatus | |
| CN110061559B (en) | Off-line uninterrupted power supply and control method thereof | |
| JP3936092B2 (en) | AC uninterruptible power supply system | |
| CN113315220A (en) | Uninterrupted direct current power supply device and control method | |
| CN211183508U (en) | Power supply control device | |
| JPH04308432A (en) | Dc power supply system | |
| JP2003092831A (en) | Power supply system and its operation method | |
| JP4624717B2 (en) | Power system | |
| JP2004336933A (en) | Power supplying system | |
| CN110061560B (en) | Off-line uninterrupted power supply and control method thereof | |
| KR100740764B1 (en) | Line change type un-interruptible power hybrid inverter system having a booster function and a parallel converter function | |
| TWI755807B (en) | Apparatus of integrating grid with parallel power-generating solid oxide fuel cell | |
| Baek et al. | A study on the DC distribution system for small scale residential buildings | |
| CN112636355B (en) | AC/DC hybrid power supply system and AC/DC hybrid power supply method | |
| CN218940750U (en) | Off-line uninterrupted power supply | |
| JP2003009425A (en) | Power supply system and control method |