JPH07147738A - Reverse-current protector and solar cell protective device - Google Patents

Reverse-current protector and solar cell protective device

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JPH07147738A
JPH07147738A JP5314000A JP31400093A JPH07147738A JP H07147738 A JPH07147738 A JP H07147738A JP 5314000 A JP5314000 A JP 5314000A JP 31400093 A JP31400093 A JP 31400093A JP H07147738 A JPH07147738 A JP H07147738A
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current
coil
contact
diode
reverse
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Ikuo Minamino
郁夫 南野
Hideaki Tsuji
秀明 辻
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Omron Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a reverse-current protector for detecting and eliminating reverse-current, which can suppress an energy loss as low as possible. CONSTITUTION:In a reverse-current protector 5 which is connected between a solar cell 1 and a battery 2 is series, a normally-opened contact 7 is connected to a reverse-blocking diode 6 in parallel and a current coil 8 which performs the switching control of the contact 7 is connected to the diode 6 in series. Further, a diode 10 is connected to the current coil 8 in parallel. The polarity of the diode 10 is such that a reverse current flows. With this constitution, while a current flows from the solar cell 1 to the battery 2 (forward direction), a current is applied to the coil 8 (in which little power is consumed) and the contact 7 is closed and a current flows through the contact 7. When a reverse current appears, the contact 7 is opened and the reverse-current is securely blocked by the reverse-blocking diode 6. Even if the current flow is suddenly changed from the forward direction to the reverse direction, the change is suppressed by the diode 10 and the contact is opened without fail.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、逆流防止装置及び太陽
電池保護装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backflow prevention device and a solar cell protection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常太陽光発電を行う場合には、光エネ
ルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池を電源と
し、そこにおいて発生する電力を負荷に供給するように
なっている。さらに、係る負荷と並列に蓄電池を接続
し、昼間は太陽光発電を行い負荷に電力を供給しつつそ
の蓄電池を充電して電力を蓄えるようになっている。と
ころで朝夕の日照量が少ない時や夜間の日照量のない時
には、太陽電池群の出力電圧が蓄電池の端子電圧より低
くなる。すると充電処理ができなくなるので、蓄電池に
蓄えた電力を用いて負荷に電力を供給するようにするの
であるが、この時、蓄電池から流れ出た電流が太陽電池
側に流れ込むのを防止するため、太陽電池と蓄電池との
間に逆流防止用のダイオードを直列に接続し、太陽電池
の保護を図るとともに蓄電池の電気エネルギーが負荷側
に供給されるようにしている。
2. Description of the Related Art Normally, when solar power generation is performed, a solar cell that converts light energy into electric energy is used as a power source, and the electric power generated therein is supplied to a load. Further, a storage battery is connected in parallel with the load, and photovoltaic power generation is performed during the daytime to supply power to the load and charge the storage battery to store power. By the way, when the amount of sunlight in the morning and evening is small or when there is no amount of sunlight in the night, the output voltage of the solar cell group becomes lower than the terminal voltage of the storage battery. Then, since the charging process cannot be performed, the power stored in the storage battery is used to supply power to the load.At this time, however, the current flowing out of the storage battery is prevented from flowing into the solar cell side. A diode for preventing backflow is connected in series between the battery and the storage battery to protect the solar cell and to supply the electric energy of the storage battery to the load side.

【0003】しかし、上記した従来の装置では、太陽光
発電を行っている日中の太陽電池からの電力供給時に、
太陽電池から流れ出る電流が必ずダイオードを通過する
ため、そのダイオードにおける電圧降下(0.5V)に
よるエネルギー損失が常時発生してしまい、発電効率の
低下の一因となる。
However, in the above-mentioned conventional device, when power is supplied from the solar cell during the daytime when solar power generation is performed,
Since the current flowing out from the solar cell always passes through the diode, energy loss is always generated due to the voltage drop (0.5 V) in the diode, which is one of the causes of the decrease in power generation efficiency.

【0004】また、このようにダイオードは、上記太陽
電池の保護装置に限ることなく、機械的劣化がないこと
から、種々の電気回路中の逆流防止素子として使用され
ているが、上記と同様の理由から順方向に電流が流れて
いる時には、その電流に上記電圧降下分を掛けた値の電
力損失が常時発生しており、近年の低電圧化等にともな
い、その損失の与える影響が大きくなるという問題を有
している。
Further, the diode is used as a backflow prevention element in various electric circuits because it is not limited to the above-mentioned solar cell protection device and has no mechanical deterioration, but is similar to the above. For that reason, when a current is flowing in the forward direction, there is always a power loss of a value obtained by multiplying the current by the above voltage drop, and the influence of the loss increases with the recent decrease in voltage. I have a problem.

【0005】係る問題を解決するため、例えば、特開平
2−168819号公報に開示される直流電源装置があ
る。この発明は、逆流防止ダイオードと並列に常閉接点
を有するリレースイッチを設け、順方向に電流が流れて
いる通常時は接点を閉じて逆流防止ダイオードの両端を
短絡し、この逆流防止ダイオードをバイパスさせ、そこ
における無駄な電力消費の発生を抑止している。
In order to solve such a problem, for example, there is a DC power supply device disclosed in JP-A-2-168819. According to the present invention, a relay switch having a normally closed contact is provided in parallel with a backflow prevention diode, and when the current is normally flowing in the forward direction, the contact is closed to short-circuit both ends of the backflow prevention diode and bypass the backflow prevention diode. This prevents unnecessary power consumption.

【0006】そして、電流が逆方向に流れようとした場
合には、前記リレーを構成するコイルに通電して接点を
開き、逆流防止ダイオードにより電流の逆流を抑制する
ようになっている。そして、係る逆流状態は、一次側電
源の停電や瞬停により生じることに着目し、一次側電源
の出力電圧を監視し、それが低下したのを検出した場合
に上記コイルへの通電を行うようにしている。
When the current is going to flow in the reverse direction, the coil forming the relay is energized to open the contact and the backflow prevention diode suppresses the backflow of the current. Then, paying attention to the fact that such a reverse current state occurs due to a power failure or momentary power failure of the primary power supply, the output voltage of the primary power supply is monitored, and when it is detected that the output voltage has dropped, the coil is energized. I have to.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、以下の理由により逆流防止機能を十
分に発揮することができなかった。すなわち、電圧が低
下することを検出しているため、電流の逆流状態を正確
に検出することは困難であり、誤差動を生じるおそれが
ある。そして、この従来の装置を太陽光発電システムに
実装して蓄電池から太陽電池への逆流防止を図ろうとす
ると、太陽電池の出力電圧は、明るさに関係なくほぼ一
定となるので、上記電圧の低下を検出することが極めて
困難となる。
However, in the above-mentioned conventional device, the backflow preventing function cannot be sufficiently exerted for the following reason. That is, since it is detected that the voltage drops, it is difficult to accurately detect the reverse current state of the current, which may cause an error. When the conventional device is mounted on a solar power generation system to prevent backflow from the storage battery to the solar cell, the output voltage of the solar cell becomes almost constant regardless of the brightness, so that the above voltage drops. Is extremely difficult to detect.

【0008】また、瞬停,停電時に接点を開くために、
コイルに対し瞬断検出回路,ダイオードを介して通電し
ているため、そのダイオード等で新たな電力損失を招
く。そして、逆流を防止するためには、コイルに電流を
流し続ける必要があるので、そのダイオードでの損失の
積算量は無視できない。特に、太陽電池の場合には、夜
間はもちろんのこと日照量の少ない昼間等、逆流防止機
能を発揮させる(接点を開いておく)時間が長くなるの
で、上記損失の問題は顕著となる。
Further, in order to open the contact at the time of momentary power failure or power failure,
Since the coil is energized through the instantaneous disconnection detection circuit and the diode, the diode causes a new power loss. Then, in order to prevent the backflow, it is necessary to keep the current flowing through the coil, so the integrated amount of loss in the diode cannot be ignored. In particular, in the case of a solar cell, the problem of the above-mentioned loss becomes remarkable because the time for exhibiting the backflow prevention function (opening the contact) becomes long not only in the nighttime but also in the daytime when the amount of sunlight is small.

【0009】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、順方向に電流が流れ
ている時に発生する損失を可及的に抑えることができ、
しかも、逆流状態を確実に検出して所望の時に逆流防止
機能を発揮するとともに、係る逆流を抑制しているとき
の電力消費をも可及的に抑えることのできる逆流防止装
置及び太陽電池保護装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to reduce the loss generated when a current flows in the forward direction as much as possible.
Moreover, the backflow prevention device and the solar cell protection device can surely detect the backflow state and exert the backflow prevention function at a desired time, and can also suppress the power consumption while suppressing the backflow as much as possible. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る逆流防止装置では、コイルと、こ
のコイルに一定方向に電流が流れた時に閉状態となる接
点とを直列に接続するとともに、前記接点に順方向にダ
イオードを並列接続し、さらに電流が逆方向に反転した
際に前記コイルに流れる電流を抑制するコイル電流抑制
回路を設けた。そして好ましくは、前記コイル電流抑制
回路が、前記コイルに並列かつ逆方向に接続されたダイ
オードから構成することである。また、コンデンサまた
はダイオードと、前記コイルとは逆方向の磁界を発生さ
せる補助コイルとからなる直列回路を、前記コイルに並
列接続することによりコイル電流抑制回路を構成するこ
ともできる。さらに他の方式としては、前記コイルと直
列にインダクタンスを接続するようにしても良い。
In order to achieve the above object, in a backflow prevention device according to the present invention, a coil and a contact which is closed when a current flows through the coil in a certain direction are connected in series. A coil current suppressing circuit is provided which is connected and a diode is connected in parallel to the contact in the forward direction, and further suppresses the current flowing through the coil when the current is reversed in the reverse direction. And, preferably, the coil current suppressing circuit is composed of a diode connected in parallel and in the reverse direction to the coil. Further, the coil current suppressing circuit can be configured by connecting a series circuit including a capacitor or a diode and an auxiliary coil that generates a magnetic field in a direction opposite to that of the coil in parallel to the coil. As another method, an inductance may be connected in series with the coil.

【0011】一方、本発明に係る太陽電池保護装置で
は、太陽電池と、蓄電池との間に前記逆流防止回路を配
置し、前記蓄電池から前記太陽電池に向けて流れる電流
を阻止するようにすることである。
On the other hand, in the solar cell protection device according to the present invention, the backflow prevention circuit is arranged between the solar cell and the storage battery so as to block the current flowing from the storage battery toward the solar cell. Is.

【0012】[0012]

【作用】例えば太陽電池と蓄電池の間に逆流防止装置を
実装する(太陽電池から蓄電池側に流れる電流を順方向
とする)と、太陽電池の出力電圧が蓄電池のバッテリー
電圧より高くなると、太陽電池から蓄電池側に向けて電
流が流れる。すると、その電流がコイルに流れ、接点が
閉じる。そして、上記電流は接点を通って蓄電池に至り
充電される。この時、コイル内を電流が流れることによ
り接点の閉状態が維持される。そして、接点における電
圧降下はほとんどなく、またコイルも接点を閉状態に保
つだけのエネルギーがあればよいため、そこに流す電流
は非常に少ない。よって、本装置で発生するエネルギー
損失はほとんどない。また、太陽電池から発生する電圧
が蓄電池のバッテリー電圧以下となると、蓄電池から太
陽電池側に電流が流れようとする。その途中で電流が0
或いは0に近い低電流値になるため、コイルにより発生
する磁界が弱く、接点を閉状態に維持するに必要な保持
力が得られない。よって、接点が開き、逆流防止ダイオ
ードによる逆流防止機能が働く。
If, for example, a backflow prevention device is installed between the solar cell and the storage battery (the current flowing from the solar cell to the storage battery side is in the forward direction), if the output voltage of the solar cell becomes higher than the battery voltage of the storage cell, the solar cell Current flows from the storage battery to the storage battery side. Then, the current flows through the coil and the contacts close. Then, the above current reaches the storage battery through the contacts and is charged. At this time, the closed state of the contacts is maintained by the current flowing through the coil. Further, there is almost no voltage drop at the contact, and the coil needs only enough energy to keep the contact closed, so that the current flowing therethrough is very small. Therefore, there is almost no energy loss generated in this device. Further, when the voltage generated from the solar cell becomes equal to or lower than the battery voltage of the storage battery, current tends to flow from the storage battery to the solar cell side. The current is 0 on the way
Alternatively, since the current value becomes a low current value close to 0, the magnetic field generated by the coil is weak and the holding force necessary to maintain the contact in the closed state cannot be obtained. Therefore, the contact opens, and the backflow prevention function by the backflow prevention diode works.

【0013】ところで、順方向に流れている電流が反転
して逆方向に急に流れようとした場合には、コイルに流
れる電流(絶対値)が短時間だけ0付近となり、すぐに
大きくなる。すると、リレーの機械的遅れにより上記保
持力が低下して接点が開こうとしても、実際に開かれる
前に逆方向の電流が大きく流れると、それにより発生す
る磁界により接点が閉じた状態を維持するおそれがあ
る。しかし、本例ではコイル電流抑制回路により、逆方
向に流れる電流の急激な変動や、その変動量を抑えるた
め、たとえリレーの機械的遅れを生じても逆流時には確
実に接点が開かれ、逆流防止を行う。
When the current flowing in the forward direction is reversed and suddenly flows in the opposite direction, the current (absolute value) flowing in the coil becomes near 0 for a short time and immediately increases. Then, even if the holding force decreases due to the mechanical delay of the relay and the contact tries to open, if a large amount of current flows in the opposite direction before it is actually opened, the magnetic field generated by it keeps the contact closed. May occur. However, in this example, the coil current suppression circuit suppresses abrupt fluctuations in the current flowing in the reverse direction and the amount of such fluctuations.Therefore, even if there is mechanical delay in the relay, the contacts will be opened reliably during reverse flow, preventing reverse flow. I do.

【0014】また、接点が閉じた瞬間に逆流防止回路の
抵抗値が低下するため電流値が上昇し、接点がより強固
に閉じることになり、逆に電流値が下がり接点を保持で
きなくなった場合には、接点が開くが、この時逆流防止
回路の抵抗値が上昇するため電流値が減少し、電磁力が
より低下する。よって、接点のチャタリングが生じな
い。
In addition, when the resistance value of the backflow prevention circuit decreases at the moment when the contact is closed, the current value rises, and the contact closes more firmly. Conversely, when the current value decreases and the contact cannot be held. The contact opens, but at this time, the resistance value of the backflow prevention circuit increases, so the current value decreases, and the electromagnetic force further decreases. Therefore, contact chattering does not occur.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明に係る逆流防止装置及び太陽電
池保護装置の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述
する。図1は本発明の第1実施例を示している。本例で
は、逆流防止装置を太陽電池保護装置として用いた例を
示している。同図に示すように、太陽電池1に、蓄電池
2並びに負荷3を並列接続し、太陽電池1で発電された
電力を蓄電池2に供給して充電するとともに負荷3に供
給するようにしている。さらに本例では、太陽電池1の
両端子間にスイッチング素子4を連結し、所定のタイミ
ングでその両端子間を短絡できるようにしている。具体
的には、図示省略の短絡制御回路により、蓄電池2が満
充電になったならそれを検知してスイッチング素子4を
オンにして導通させ、太陽電池1からの電力供給を遮断
し、蓄電池2が過充電状態になるのを抑制している。そ
して太陽電池1と蓄電池2との間に、本発明に係る逆流
防止装置(保護装置)5が直列に配置する。なお、蓄電
池2は、内部抵抗を有しており、その抵抗値は例えば
0.18Ω程度である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the backflow prevention device and the solar cell protection device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In this example, the backflow prevention device is used as a solar cell protection device. As shown in the figure, the storage battery 2 and the load 3 are connected in parallel to the solar cell 1, and the electric power generated by the solar cell 1 is supplied to the storage battery 2 to be charged and also supplied to the load 3. Further, in this example, the switching element 4 is connected between both terminals of the solar cell 1 so that both terminals can be short-circuited at a predetermined timing. Specifically, a short-circuit control circuit (not shown) detects when the storage battery 2 is fully charged, turns on the switching element 4 to make it conductive, shuts off the power supply from the solar cell 1, Is prevented from becoming overcharged. Then, the backflow prevention device (protection device) 5 according to the present invention is arranged in series between the solar cell 1 and the storage battery 2. The storage battery 2 has an internal resistance, and its resistance value is, for example, about 0.18Ω.

【0016】ここで逆流防止装置5は、逆流防止ダイオ
ード6を設けるとともに、この逆流防止ダイオード6の
両端子間に接点(常開)7を並列接続している。そし
て、これら逆流防止ダイオード6と、接点7で形成され
る並列回路に対して直列にコイル8を配置している。こ
のコイル8は、例えば抵抗値が0.002Ωのように非
常に小さい巻線を用いて形成している。そして、前記接
点7は、コイル8に所定量の電流が流れることにより閉
じるようになっている。すなわち、接点7とコイル8と
で電流リレーが構成される。逆流防止ダイオード6の定
格は、本例では1.0Vのものを用いている。
Here, the backflow prevention device 5 is provided with a backflow prevention diode 6, and a contact (normally open) 7 is connected in parallel between both terminals of the backflow prevention diode 6. The coil 8 is arranged in series with respect to the parallel circuit formed by the backflow prevention diode 6 and the contact 7. The coil 8 is formed by using a winding having a very small resistance value of 0.002Ω, for example. The contact 7 is closed by flowing a predetermined amount of current through the coil 8. That is, the contact 7 and the coil 8 constitute a current relay. In this example, the rating of the backflow prevention diode 6 is 1.0V.

【0017】さらに、上記コイル8と並列かつ逆向き
に、コイル電流抑制回路たるダイオード10を設置して
いる。これにより、システム全体における順方向電流が
流れている(太陽電池1から蓄電池2,負荷3へ電流が
流れる)ときは、ダイオード10にとっては逆方向であ
るので電流が流れず、コイル8に流れる。すなわち、係
る時はこの逆流防止装置5は、ダイオード10を設置し
ないものと等価となる。一方、システム全体における逆
方向電流が流れる場合には、上記ダイオード10にも電
流が流れるが、その両端の端子間電圧、すなわちコイル
8にかかる電圧は−0.5Vとなる。なお、本例では、
このダイオード10の定格を逆料防止ダイオードのそれ
よりも小さくしたが、本発明は必ずしも小さくする必要
はなく、同一でも或いは逆に大きくても良い。但し、ダ
イオード10の定格は小さくした方が、逆流時にコイル
8に係る電圧を低く抑えることができ、確実に接点を閉
じることができるので好ましい。
Further, a diode 10 as a coil current suppressing circuit is installed in parallel with and opposite to the coil 8. As a result, when a forward current flows in the entire system (current flows from the solar cell 1 to the storage battery 2 and the load 3), the current does not flow to the diode 10 because it is in the reverse direction, and the current flows to the coil 8. That is, at this time, the backflow prevention device 5 is equivalent to the device without the diode 10. On the other hand, when a reverse current flows through the entire system, a current also flows through the diode 10, but the voltage across the terminals of the diode 10, that is, the voltage applied to the coil 8 is -0.5V. In this example,
Although the rating of the diode 10 is made smaller than that of the reverse protection diode, the present invention does not necessarily have to be made small, and may be the same or conversely large. However, it is preferable to reduce the rating of the diode 10 because the voltage applied to the coil 8 can be suppressed to a low level during reverse flow, and the contacts can be reliably closed.

【0018】そして、この電流リレーの特性は、定格電
流が10Aとすると、コイル8に流れる電流値が7A程
度で接点7が閉じ、一度閉じると1A程度に下がったと
きに接点が開くような所定のヒステリシス特性を有して
いる。したがって、図2(A)に示すように、電流値に
対するエネルギー損失は、逆流防止ダイオードに電流が
流れ続けるとすると損失は電流値に比例するため、同図
中実線で示すような特性となる。また、同様に電流値に
対するコイル8で生じる損失は、電流の2乗に比例する
ため同図中破線(接点閉)で示すような特性となる(I
2 Rより)。但し、図から明らかなように、コイル8の
抵抗値がもともと非常に小さいためダイオードの損失に
比し極めて小さい。そして、逆流防止装置全体の損失
は、上記ダイオード6での損失とコイル8での損失の和
となる。
The characteristic of this current relay is that when the rated current is 10 A, the contact 7 closes when the current value flowing through the coil 8 is about 7 A, and once closed, the contact opens when it drops to about 1 A. It has a hysteresis characteristic of. Therefore, as shown in FIG. 2A, the energy loss with respect to the current value has a characteristic as shown by the solid line in the figure because the loss is proportional to the current value if the current continues to flow through the backflow prevention diode. Similarly, the loss that occurs in the coil 8 with respect to the current value is proportional to the square of the current, and thus has the characteristic shown by the broken line (contact closed) in the figure (I
2 R). However, as is clear from the figure, since the resistance value of the coil 8 is originally very small, it is extremely small compared to the loss of the diode. The loss of the entire backflow prevention device is the sum of the loss in the diode 6 and the loss in the coil 8.

【0019】従って、接点7が閉じる7Aまでは、両者
の損失の和となるが、7Aになり接点7が閉じるとその
瞬間に損失は、ほぼコイル8によるものとなり非常に小
さくなる。そしてこの接点が閉じた瞬間に逆流防止回路
の抵抗値が低下するため図中矢印で示すように電流値が
上昇し、接点がより強固に閉じる方向に力が働く。な
お、本例では、電流リレーがヒステリシスを有している
ため、一度接点7が閉じたなら、その後電流値が減少し
て7A以下となっても直ぐに接点が開くことはなく、本
例では1A以下になって始めて接点が開く。よって、そ
れまでの間は、基本的にコイル8における損失分だけと
なる。
Therefore, the contact 7 is the sum of the losses until the contact 7 is closed, but when the contact 7 is closed and the contact 7 is closed, the loss is almost due to the coil 8 and becomes very small. The resistance value of the backflow prevention circuit decreases at the moment when this contact is closed, so that the current value increases as indicated by the arrow in the figure, and force acts in a direction to close the contact more firmly. In this example, since the current relay has hysteresis, once the contact 7 is closed, the contact does not immediately open even if the current value decreases to 7 A or less, and in this example 1 A The contact opens only when Therefore, until then, there is basically only the loss in the coil 8.

【0020】また、1A以下になって接点7が開くと、
逆流防止ダイオード6を介して電流が流れるようになる
ので、やはり図中矢印で示すように逆流防止回路の抵抗
値が上昇して電流値が減少するので、より接点が開く方
向に力が働く。よって、この接点の開閉時に生じる抵抗
値の変動現象によりチャタリングの発生が抑制され、し
かも本例ではヒステリシスを設けたため、上記効果がよ
り顕著となる。そして、このことは、蓄電池2が満充電
に近くなり、太陽電池1から流れ込む電流量が減少して
来た場合にも同様のことが言える。
When the contact 7 is opened below 1 A,
Since the current flows through the backflow prevention diode 6, the resistance value of the backflow prevention circuit rises and the current value decreases, as indicated by the arrow in the figure, so that the force acts more toward the opening of the contact. Therefore, the occurrence of chattering is suppressed due to the phenomenon of resistance value variation that occurs when the contacts are opened and closed, and since hysteresis is provided in this example, the above effect becomes more prominent. The same applies to the case where the storage battery 2 is close to being fully charged and the amount of current flowing from the solar cell 1 is decreasing.

【0021】そして、仮に1日の日照が同図(B)に示
すように正午を境に対象に増減すると、それによる太陽
電池1の発電量(電流値)は、同図(C)中破線で示す
ようになるが、計算の簡略化のために三角形に近似する
と実線で示すようになる。よって、従来のダイオードの
みの場合には常時ダイオードに電流が流れて損失を生じ
るため50Whのエネルギー損失があったのに対し(図
(D)中ハッチングで示す)、本例では発電開始当初
は、ダイオード単独よりも僅かながら損失分が大きい
が、その後はほとんどなくなるため、結局その損失はほ
ぼ同図中ハッチングの重複部分で示すものとなり13.
7Whに減少する。さらに、接点が閉じる電流値を下げ
ることにより損失分のさらなる減少を図ることができ
る。
If the sunshine on one day increases or decreases with noon as a boundary as shown in FIG. 7B, the amount of power generation (current value) of the solar cell 1 due to it is shown by a broken line in FIG. In order to simplify the calculation, a solid line is used to approximate the triangle. Therefore, in the case of only the conventional diode, there was an energy loss of 50 Wh because current always flows through the diode to cause a loss (indicated by hatching in Fig. (D)), but in this example, at the beginning of power generation, Although the loss is slightly larger than that of the diode alone, but it disappears after that, so that loss is eventually indicated by the overlapping portion of the hatching in the figure.
Reduced to 7Wh. Further, the loss can be further reduced by lowering the current value for closing the contacts.

【0022】そして本実施例では、逆流防止ダイオード
に流れる電流値は、定格よりも小さい(上記の例では7
0%)ため、従来のものに比し容量の小さなもの(小型
でかつ安価)を用いることができ、その結果、ダイオー
ドでの発熱量等も抑制することができ、放熱手段が不要
或いは縮小することができる等、付随的な効果も発揮す
る。
In this embodiment, the value of the current flowing in the backflow prevention diode is smaller than the rating (7 in the above example).
Therefore, it is possible to use a capacitor having a smaller capacity (smaller and cheaper) than the conventional one, and as a result, it is possible to suppress the amount of heat generated in the diode, etc. It also has the additional effect of being able to do so.

【0023】次に、電流の流れる向きが急に反転するよ
うな場合を考える。図2に示すように、通常の場合、電
流が零になると、上述のごとく保持力が小さくなり接点
が開くが、図3中破線で示すように、逆方向に急に大き
な電流が流れると接点7が開く前にコイル8に流れる電
流値(絶対値)が大きくなり、その逆流した電流により
接点7への保持力が発生し、接点7が閉じたまま(逆流
防止ダイオード6の両端が短絡されている)の状態とな
り、逆流防止機能が発揮しなくなるおそれがある。しか
し本例では、ダイオード10により電流の変化を遅くさ
せるとともに、コイル8に印加される電圧を−0.5V
をリミットとしたため、同図中実線で示すように電流変
化がゆっくりでしかもその変化量も小さくなる。よっ
て、確実に接点7が開くことになる。そして、一旦開く
と逆流防止ダイオード6により逆方向電流が遮断される
ため、コイル8へ電流が流れないので、接点7は開状態
を維持する。
Next, consider the case where the direction of current flow is suddenly reversed. As shown in FIG. 2, normally, when the current becomes zero, the holding force becomes small and the contact opens as described above. However, as shown by the broken line in FIG. 3, when a large current suddenly flows in the opposite direction, the contact is opened. The current value (absolute value) flowing through the coil 8 increases before the opening of the coil 7, and the reverse current causes a holding force to the contact 7, and the contact 7 remains closed (both ends of the backflow prevention diode 6 are short-circuited). There is a risk that the backflow prevention function will not work. However, in this example, the diode 10 slows down the change in current and the voltage applied to the coil 8 is -0.5V.
Since the limit is set, the current change is slow and the amount of change is small as shown by the solid line in the figure. Therefore, the contact 7 is surely opened. Then, once opened, the reverse current is cut off by the backflow prevention diode 6, so that no current flows to the coil 8, so that the contact 7 maintains the open state.

【0024】図4は本発明の第2実施例を示している。
同図に示すように、本例では、上記ダイオード10に替
えて、直列接続したコンデンサ11と補助コイル12と
からなるコイル電流抑制回路を設けている。そして、上
記補助コイル12から発生する磁界は、上記コイル8に
より発生する磁界と逆向き、すなわち、接点7を開く方
向に力が働くように調整されている。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
As shown in the figure, in this example, a coil current suppressing circuit including a capacitor 11 and an auxiliary coil 12 connected in series is provided instead of the diode 10. The magnetic field generated by the auxiliary coil 12 is adjusted so that the force acts in the direction opposite to the magnetic field generated by the coil 8, that is, in the direction of opening the contact 7.

【0025】これにより、逆流時に電流が正から負に急
激に変化するような場合には、コンデンサ11を介して
補助コイル12に電流が流れ、それにともない生じる磁
界により、コイル8により発生する磁界を相殺し、接点
7を閉じようとする力を瞬間的に小さくし、確実に外れ
るようにした。すなわち、図5に示すように、逆流時に
コイル8に流れる電流により発生する磁束が同図中破線
で示すようになっているとすると、実際に接点7に加わ
る磁束は補助コイル12により発生する磁束分だけ減少
し、同図中実線で示すように小さなものとなる。これに
より、接点7が確実に開く。そしてコイル8により発生
する磁界の強さと、補助コイル12により発生する磁界
の強さは必ずしも等しくする必要はなく、要は、逆流時
に確実に接点が開くようになっていれば良い。なお、通
常の安定状態(順方向に一定の電流が流れる)では、直
流成分はコンデンサ11により絶縁され、補助コイル1
2には通電されない。なおまた、その他の構成並びに作
用効果は上記した実施例と同様であるため、その説明を
省略する。
As a result, when the current suddenly changes from positive to negative during reverse flow, the current flows through the auxiliary coil 12 via the capacitor 11, and the magnetic field generated by the current causes the magnetic field generated by the coil 8 to change. The force that cancels out and closes the contact 7 is instantaneously reduced so that the contact 7 is reliably released. That is, as shown in FIG. 5, if the magnetic flux generated by the current flowing through the coil 8 at the time of reverse flow is as shown by the broken line in the figure, the magnetic flux actually applied to the contact 7 is the magnetic flux generated by the auxiliary coil 12. It decreases by the amount, and becomes small as shown by the solid line in the figure. This ensures that the contact 7 opens. The strength of the magnetic field generated by the coil 8 and the strength of the magnetic field generated by the auxiliary coil 12 do not necessarily have to be the same, and the point is that the contacts can be reliably opened during reverse flow. In a normal stable state (a constant current flows in the forward direction), the DC component is insulated by the capacitor 11, and the auxiliary coil 1
2 is not energized. Further, other configurations and effects are the same as those of the above-mentioned embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.

【0026】図6は本発明の第3実施例を示している。
この実施例では、上記した第2実施例と動作原理等はほ
ぼ同じ(第1実施例と第2実施例を組み合わせたもの)
で、コンデンサ11の替わりにダイオード15を設け、
このダイオード15を逆向き(逆流電流が流れる方向)
に設定した。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the operation principle and the like are substantially the same as those of the above-mentioned second embodiment (combined the first embodiment and the second embodiment).
Then, a diode 15 is provided instead of the capacitor 11,
Reverse this diode 15 (direction in which reverse current flows)
Set to.

【0027】係る構成にすることにより、順方向に電流
が流れている時は、ダイオード15により補助コイル1
2に電流が流れるのが抑制され、一方逆流時には上記と
は逆に補助コイル12に電流が流れ、接点7を確実に開
かせることになる。なお、本例におけるダイオード15
は、上記した第1実施例におけるダイオード10と同様
の機能も発揮する。なおその他の構成並びに作用効果は
上記した実施例と同様であるため、その説明を省略す
る。
With this configuration, when the current flows in the forward direction, the diode 15 causes the auxiliary coil 1 to operate.
It is possible to suppress the current from flowing to the second coil 2, while the current flows to the auxiliary coil 12 contrary to the above at the time of the reverse current to surely open the contact 7. In addition, the diode 15 in this example
Has the same function as the diode 10 in the first embodiment. Since the other configurations, functions and effects are the same as those of the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.

【0028】図7は本発明の第4実施例を示している。
この実施例では、上記した各実施例と相違して、コイル
8と直列にインダクタンス16を設けている。これによ
り、電流の変化を鈍らせ、逆流時の正から負への急激な
電流変化を生じても、そのインダクタンス16(本例で
はトロイダルコアに巻線を施して形成した)によりその
変化の度合いを小さくし、確実に接点が開くようにし
た。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, unlike the above-described embodiments, the inductance 16 is provided in series with the coil 8. As a result, the change in current is blunted, and even if there is a sudden change in current from positive to negative during reverse flow, the degree of change due to the inductance 16 (formed by winding the toroidal core in this example) Was made smaller so that the contacts would open reliably.

【0029】すなわち、図8中破線で示すように、たと
え電流の流れる方向の反転に伴う急激な電流変動があっ
たとしても、インダクタンス16を設けたことにより、
実際にコイル8に流れる電流は同図中実線で示すように
その変化がなだらかとなり、確実に接点7を開くことが
できる。なおその他の構成並びに作用効果は上記した実
施例と同様であるため、その説明を省略する。
That is, as shown by the broken line in FIG. 8, even if there is a rapid current change due to the reversal of the direction of current flow, the provision of the inductance 16 allows
The current actually flowing through the coil 8 changes gently as shown by the solid line in the figure, and the contact 7 can be opened reliably. Since the other configurations, functions and effects are the same as those of the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.

【0030】なお、上記した各実施例では、電流の流れ
る向き並びにその大きさに基づいて接点の開閉制御が行
われるため、太陽電池や蓄電池の端子電圧(定格)に関
係なく適用することができ、汎用性が高い。
In each of the above-mentioned embodiments, since the contact opening / closing control is performed based on the direction and the magnitude of the current flow, it can be applied regardless of the terminal voltage (rating) of the solar cell or the storage battery. , High versatility.

【0031】なおまた、上記した各実施例では、いずれ
も太陽電池の保護装置として用いた例について説明した
が、本発明はこれに限ることはなく、種々の逆流防止装
置として使用することができるのはもちろんである。ま
た、太陽光発電システムに実装する場合であっても、上
記した各実施例の構成(短絡用のスイッチング素子を設
置したもの)に限らず、種々のシステムに実装できるの
はいうまでもない。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, an example in which they are used as a protection device for a solar cell has been described, but the present invention is not limited to this and can be used as various backflow prevention devices. Of course. Further, even when it is mounted on a solar power generation system, it is needless to say that it can be mounted on various systems, not limited to the configuration of each of the above-described embodiments (one in which a switching element for short circuit is installed).

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る逆流防止装
置及び太陽電池保護装置では、電圧降下のほとんどない
リレーを用いたため、順方向に流れる電流により生じる
エネルギー損失が可及的に抑制される。また、逆流防止
ダイオードと接点とを並列接続するとともに、その並列
回路に直列にコイルを接続し順方向電流をコイルに通電
して接点を閉じるようにしたため、逆流時はコイルに通
電されず逆流防止ダイオードにより電力損失なく逆流防
止が行える。よって、稼働時全体を見ても、総エネルギ
ー損失を可及的に減少することができる。さらに、接点
のチャタリングの発生も抑制できる。しかも、急に逆流
状態となりしかも逆流電流の電流値が大きくなるような
場合であっても、コイル電流抑制回路により急激な変動
や、その変動幅が抑制されるので、仮にコイルと接点で
構成されるリレーの機械的遅れがあっても、逆流時に確
実に接点を開くことができる。
As described above, in the backflow prevention device and the solar cell protection device according to the present invention, since the relay having almost no voltage drop is used, the energy loss caused by the current flowing in the forward direction is suppressed as much as possible. It In addition, since the backflow prevention diode and the contact are connected in parallel, and the coil is connected in series to the parallel circuit and a forward current is applied to the coil to close the contact, the coil is not energized during backflow and the backflow is prevented. The diode can prevent backflow without power loss. Therefore, the total energy loss can be reduced as much as possible even when the entire operation is viewed. Further, chattering of the contact can be suppressed. Moreover, even in the case where the reverse current is suddenly caused and the current value of the reverse current becomes large, the coil current suppressing circuit suppresses the rapid fluctuation and the fluctuation width, so that the coil and the contact are temporarily configured. Even if there is a mechanical delay in the relay, the contact can be opened reliably during reverse flow.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の動作原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the operating principle of the first embodiment.

【図3】第1実施例の動作原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation principle of the first embodiment.

【図4】本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】第2実施例の動作原理を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the operating principle of the second embodiment.

【図6】本発明の第3実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】第4実施例の動作原理を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the operating principle of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽電池 2 蓄電池 5 逆流防止装置 6 逆流防止ダイオード 7 接点 8 コイル 10 ダイオード(コイル電流抑制回路) 11 コンデンサ(コイル電流抑制回路) 12 補助コイル(コイル電流抑制回路) 15 ダイオード(コイル電流抑制回路) 16 インダクタンス(コイル電流抑制回路) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar battery 2 Storage battery 5 Reverse current prevention device 6 Reverse current prevention diode 7 Contact point 8 Coil 10 Diode (coil current suppression circuit) 11 Capacitor (coil current suppression circuit) 12 Auxiliary coil (coil current suppression circuit) 15 Diode (coil current suppression circuit) 16 Inductance (coil current suppression circuit)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コイルと、このコイルに一定方向に電流
が流れた時に閉状態となる接点とを直列に接続するとと
もに、 前記接点に順方向にダイオードを並列接続し、 さらに前記電流が逆方向に反転した際に前記コイルに流
れる電流を抑制するコイル電流抑制回路を設けたことを
特徴とする逆流防止装置。
1. A coil and a contact that is closed when a current flows in a certain direction in the coil are connected in series, and a diode is connected in parallel to the contact in the forward direction, and the current flows in the reverse direction. A backflow prevention device comprising a coil current suppressing circuit for suppressing a current flowing through the coil when the coil is reversed.
【請求項2】 前記コイル電流抑制回路が、前記コイル
に並列かつ逆方向に接続されたダイオードからなること
を特徴とする請求項1に記載の逆流防止装置。
2. The backflow prevention device according to claim 1, wherein the coil current suppressing circuit includes a diode connected in parallel and in the reverse direction to the coil.
【請求項3】 前記コイル電流抑制回路が、コンデンサ
またはダイオードと、前記接点に対し前記コイルにより
発生する磁界と逆方向の磁界を発生させる補助コイルと
からなる直列回路を、前記コイルに並列接続して構成さ
れることを特徴とする請求項1に記載の逆流防止装置。
3. A series circuit, in which the coil current suppressing circuit includes a capacitor or a diode and an auxiliary coil that generates a magnetic field in a direction opposite to the magnetic field generated by the coil with respect to the contact, is connected in parallel to the coil. The backflow prevention device according to claim 1, which is configured as follows.
【請求項4】 前記コイル電流抑制回路が、前記コイル
と直列に接続されるインダクタンスからなることを特徴
とする請求項1に記載の逆流防止装置。
4. The backflow prevention device according to claim 1, wherein the coil current suppressing circuit includes an inductance connected in series with the coil.
【請求項5】 太陽電池と、蓄電池との間に前記請求項
1〜4のいずれか1項に記載の逆流防止回路を配置し、
前記蓄電池から前記太陽電池に向けて流れる電流を阻止
するようにした太陽電池保護装置。
5. The backflow prevention circuit according to any one of claims 1 to 4 is arranged between a solar cell and a storage battery,
A solar cell protection device configured to block a current flowing from the storage battery toward the solar cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009232639A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Tokyo Electric Power Co Inc:The Charging system for electric vehicle
JP2012151942A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Nichicon Corp Power supply unit
CN114301048A (en) * 2021-03-31 2022-04-08 华为数字能源技术有限公司 Prevent flowing backward circuit, direct current conversion circuit and direct current and fill electric pile

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