WO2016121140A1 - 電流制限回路、直流電力供給コネクタ及び直流電源装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a current limiting circuit, a DC power supply connector, and a DC power supply device.
  • a new and improved current limit circuit capable of suppressing the occurrence of arc discharge at the time of cutting off DC power with a small-scale configuration without reducing the power efficiency when supplying DC power, and DC power Proposed supply connector and DC power supply.
  • the terminal on the power receiving side through which current flows when the DC power is supplied contacts the electrode.
  • the contact between the second contact provided at the position and the terminal is released, the current flowing to the terminal through the second contact is reduced, and the terminal is in contact with the first contact Does not pass current and a current limiting circuit is provided that reduces the current flowing to the terminal through the second contact only when the terminal is in contact with the second contact.
  • At least one of the positive electrode and the negative electrode that supply DC power is provided, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is the first contact and the DC power is supplied.
  • a current limiting circuit that reduces a current flowing to the terminal through two contacts, and the current limiting circuit does not pass a current when the terminal is in contact with the first contact, and the terminal
  • a DC power supply connector is provided that reduces the current flowing through the second contact to the terminal only when in contact with the second contact.
  • At least a DC power source that supplies DC power, and a positive electrode and a negative electrode that supply DC power from the DC power source, at least of the positive electrode or the negative electrode are provided.
  • a current limiting circuit for reducing a current flowing to the terminal through the second contact before the contact with the second contact is released, wherein the current limiting circuit has the terminal as the first contact.
  • a direct current power supply device that reduces the current flowing to the terminal through the second contact only when the terminal is in contact with the second contact only when the terminal is in contact with the second contact.
  • a novel and improved configuration that can suppress the occurrence of arc discharge with a small-scale configuration at the time of cutting off DC power without reducing the power efficiency when supplying DC power.
  • a current limiting circuit, a DC power supply connector, and a DC power supply device can be provided.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply device 100.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a specific configuration example of a DC power supply device 100.
  • FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing a state where the plug 11 is inserted into the plug receiver 20. It is explanatory drawing which shows the state from which the plug 11 is extracted from the plug receptacle 20.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a state in which a plug 11 is inserted into a DC power supply device 100.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a voltage change of a voltage V1 across the current limiting circuit 30 and a voltage change of a voltage V2 applied to a load 10 depending on the relationship with the insertion position of a plug 11.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a modification of the DC power supply device 100.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a modification of the DC power supply device 100.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration example when a plurality of plug receivers 20 are present in the DC power supply device 100. It is explanatory drawing which shows the structural example in the case of connecting two DC power supply devices 100a and 100b. It is explanatory drawing which shows the structural example of the DC power supply device 100 which concerns on one Embodiment of this indication.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a voltage change of a voltage V1 across the current limiting circuit 30 and a voltage change of a voltage V2 applied to a load 10 depending on the relationship with the insertion position of a plug 11. It is explanatory drawing which shows the function structural example of the electric drive body provided with the current limiting circuit 30 which concerns on one Embodiment of this indication.
  • Patent Documents 1 and 2 In the case of direct current power supply, there are other Patent Documents 1 and 2 as other techniques for suppressing the occurrence of arc discharge when power is cut off.
  • Patent Document 1 discloses a technique for suppressing the occurrence of arc discharge by providing a switching element on a path through which a current flows during DC power supply and turning off the switching element when the plug is removed from the plug receptacle. Yes.
  • Patent Document 2 also suppresses the occurrence of arc discharge by providing an arc absorption circuit including a switching element on a path through which a current flows during DC power supply, and turning off the switching element when the plug is removed from the plug receptacle.
  • the technology is disclosed.
  • the present disclosure has intensively studied a technology that can suppress the occurrence of arc discharge with a small-scale configuration when cutting off DC power without reducing the power efficiency when supplying DC power. went.
  • the present disclosure provides two contacts on the positive electrode, and suppresses the voltage generated between the electrodes when the DC power is cut off when switching the contact with the power receiving electrode.
  • the inventors have devised a technique that can suppress the occurrence of arc discharge with a small-scale configuration when the DC power is cut without reducing the power efficiency when supplying DC power.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a DC power supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a DC power supply system 1 that includes a DC power supply device 100 that supplies DC power and a load 10 that receives DC power from the DC power supply device 100.
  • the DC power supply device 100 is a power supply device that supplies DC power.
  • the DC power supply device 100 may include a storage battery inside and supply DC power to the load 10, such as sunlight, wind power, geothermal heat, biomass, and other natural energy.
  • the power generated by the power supply may be fed to the load 10 as DC power.
  • the plug 11 When the load 10 receives DC power from the DC power supply device 100, the plug 11 is inserted into the plug receiver 20. When the supply of DC power from the DC power supply device 100 is stopped, the plug 11 is removed from the plug receiver 20. If suppression of arc discharge is not taken into consideration when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20, the plug 11 and the plug receptacle 20 are damaged as described above.
  • the DC power supply device 100 has a load from the DC power supply device 100 when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20 in order to suppress arc discharge when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20.
  • 10 is provided with a current limiting circuit for suppressing the current flowing into the circuit 10.
  • the current limiting circuit In the DC power supply device 100, when the plug 11 is completely inserted into the plug receptacle 20 and DC power is supplied from the DC power supply device 100 to the load 10, current is supplied to the current limiting circuit provided in the DC power supply device 100. It has a configuration that does not flow. Further, when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20, the current limiting circuit reduces the current flowing from the DC power supply device 100 to the load 10 while flowing the current from the DC power supply device 100 to the load 10 through the current limiting circuit. It works in the direction of
  • the DC power supply device 100 by providing the DC power supply device 100 with the current limiting circuit as described above, it is possible to suppress the occurrence of arc discharge when the DC power is cut without reducing the power efficiency when supplying DC power. Moreover, since the current limiting circuit according to the present embodiment can be a small-scale circuit as will be described later, it is possible to suppress the occurrence of arc discharge when the DC power is cut off without increasing the circuit scale.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the DC power supply device 100.
  • the DC power supply device 100 includes a current limiting circuit 30.
  • the positive electrode side of the plug receptacle 20 provided in the DC power supply device 100 includes two contacts 20a and 20b, and the negative electrode side includes one contact 20c.
  • the current limiting circuit 30 allows a current to flow from the DC power supply device 100 to the load 10 through the current limiting circuit 30 while the plug 11 is completely removed from the plug receiver 20. Is a circuit that functions in such a way that the current flowing from the DC power supply device 100 to the load 10 decreases to such an extent that no arc discharge occurs.
  • the current limiting circuit 30 is configured such that no current flows when the plug 11 is completely inserted into the plug receptacle 20 and DC power is supplied from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of the DC power supply device 100.
  • the DC power supply device 100 includes a current limiting circuit 30.
  • the positive electrode side of the plug receptacle 20 provided in the DC power supply device 100 includes two contacts 20a and 20b, and the negative electrode side includes one contact 20c.
  • the plug 11 of the load 10 includes a positive terminal 11a and a negative terminal 11b.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the plug 11 is inserted into the plug receiver 20.
  • the positive electrode side terminal 11a is first connected to the contact 20b, connected to the contact 20b, and then connected to the contact 20a as shown in FIG. Ru
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the plug 11 is removed from the plug receptacle 20.
  • the positive terminal 11a is connected to the contact 20b as shown in FIG. 20 is completely removed.
  • the current limiting circuit 30 In the current limiting circuit 30, no current flows when the plug 11 is completely inserted into the plug receiver 20 and the positive terminal 11 a is short-circuited between the contact 20 a and the contact 20 b, and the positive terminal 11 a is the contact. A current flows in a state connected to 20b. Therefore, since the current does not flow through the current limiting circuit 30 in a state where the plug 11 is completely inserted into the plug receiver 20, the DC power supply device 100 supplies the DC power to the load 10 without reducing the power efficiency when supplying DC power. Can be fed.
  • the current limiting circuit 30 includes a MOSFET T1, a capacitor C1, a resistor R1, and a diode D1.
  • the current limiting circuit 30 functions as a voltage integrating circuit.
  • the MOSFET T1 uses an n-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and the DC power supply is in a state where the positive terminal 11a of the plug 11 is connected to the contact 20b of the plug receiver 20. It is provided on a path through which current flows from the apparatus 100 to the load 10.
  • the capacitor C1 is provided between the drain terminal and the gate terminal of the MOSFET T1.
  • the resistor R1 is provided between the gate terminal and the source terminal of the MOSFET T1.
  • the capacitor C1 and the resistor R1 are connected in series.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the load 10 including the plug 11 is inserted into the plug receiver 20 of the DC power supply device 100 from the lateral direction.
  • FIG. 6 shows a state where the positive terminal 11a is in contact with both the contact 20a and the contact 20b.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of changes in current and voltage when the plug 11 is removed from the plug receiver 20.
  • the positive terminal 11a is in contact with both the contact 20a and the contact 20b, and the contact 20a and the contact 20b are short-circuited. No current flows through the current limiting circuit 30.
  • both ends of the current limiting circuit 30 are short-circuited by the positive terminal 11a, so that the MOSFET T1 is also in the off state.
  • the voltage generated between the contact 20a and the contact 20b induces the gate voltage of the MOSFET T1 through the capacitor C1, and turns on the MOSFET T1.
  • a current flows in a direction to decrease the voltage between the contact 20a and the contact 20b.
  • the MOSFET T1 is turned on, and a current flows in a direction to decrease the voltage between the contact 20a and the contact 20b, whereby the potential difference between the positive terminal 11a and the contact 20a is reduced.
  • the voltage between the drain terminal and the source terminal of MOSFET T1 falls within the voltage along the transfer function of the FET gate voltage.
  • the capacitor C1 is charged by the voltage generated between the contact 20a and the contact 20b after the positive terminal 11a is separated from the contact 20a, the gate voltage of the MOSFET T1 decreases and the MOSFET T1 is turned off. The current stops flowing through the MOSFET T1. Even if the positive electrode side terminal 11a is separated from the contact 20b after the MOSFET T1 is shifted to the off state, no electric current flows through the MOSFET T1, so that no arc discharge occurs.
  • the diode D1 connected in parallel to the resistor R1 of the current limiting circuit 30 is provided when the positive terminal 11a contacts both the contact 20a and the contact 20b and the contact 20a and the contact 20b are short-circuited. In order to discharge the electric charge accumulated in the capacitor C1 without going through the resistor R1, in a short time.
  • the diode D1 is provided in parallel with the resistor R1, so that even if the connection between the contact 20a and the contact 20b causes chattering or the like, the voltage integration function of the current limiting circuit 30 is short. It is possible to return in time.
  • the resistor R1 supplies a voltage to the gate terminal of the MOSFET T1, and the voltage supply time is determined by the product relationship between the capacitance of the capacitor C1 and the resistance value of the resistor R1.
  • FIG. 7 shows the voltage change of the voltage V1 across the current limiting circuit 30 and the voltage change of the voltage V2 applied to the load 10 depending on the relationship with the insertion position of the plug 11.
  • FIG. 7 shows changes in the current i1 flowing on the contact 20a side and the current i2 flowing on the contact 20b side, depending on the relationship with the insertion position of the plug 11.
  • the voltage V1 across the current limiting circuit 30 maintains a constant voltage, but as the plug 11 is removed, the voltage V1 gradually rises and the load The voltage V2 applied to 10 gradually decreases.
  • the current i1 flowing to the contact 20a decreases rapidly to 0A, and the current i2 flowing to the contact 20b increases rapidly from 0A.
  • the current i1 rapidly decreases to 0A and the current i2 rapidly increases from 0A, so that the current limiting circuit 30 suppresses the generation of a potential difference between the positive terminal 11a and the contact 20a.
  • an n-type MOSFET is used as the MOSFET T1
  • the current limiting circuit 30 having a voltage integration function is disposed on the positive electrode side.
  • a current limiting circuit 30 having a voltage integration function may be arranged on the negative electrode using a p-type MOSFET.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a modification of the DC power supply device 100.
  • FIG. 8 shows an example in which the start and stop of the DC power supply from the DC power supply device 100 is performed by operating the switch 22 including the terminals 22a and 22b.
  • the switch 22 shown in FIG. first, the terminal 22b is separated from the contact 21b, and after the terminal 22b is separated from the contact 21b, the terminal 22a is separated from the contact 21a by an elastic force such as a spring.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a modification of the DC power supply device 100.
  • FIG. 9 shows an example in which the DC power supply apparatus 100 includes a DC relay 31 and the DC relay 31 starts and stops the DC power supply from the DC power supply apparatus 100.
  • the MOSFET T1 When starting and stopping the DC power supply from the DC power supply device 100 by the DC relay 31 as shown in FIG. 9, the MOSFET T1 is turned on at the moment when the capacitor C1 is charged, and an excessive current flows to the load 10. there is a possibility.
  • the DC relay 31 makes a detour at the make contact. By diverting the current due to the electric charge charged to the capacitor C1 at the make contact of the DC relay 31, it is possible to suppress an excessive current from flowing to the load 10.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration example in the case where a plurality of plug receptacles 20 are present in the DC power supply device 100. As shown in FIG. 10, even when there are a plurality of plug receptacles 20 in the DC power supply device 100, one current limiting circuit 30 generates arc discharge when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20. Can be suppressed.
  • each DC power supply device is provided with a current limiting circuit so that each DC power supply device can perform arc discharge when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20. Can be suppressed.
  • each DC power supply device is provided with a current limiting circuit, so that the plug The occurrence of arc discharge when the plug 11 is removed from the receptacle 20 can be suppressed.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration example when two DC power supply devices 100a and 100b are connected.
  • the DC power supply device 100a includes contacts 20a, 20b, and 20c, and also includes a positive electrode side terminal 11c and a negative electrode side terminal 11d of the plug.
  • the DC power supply device 100b includes contacts 20d, 20e, and 20f, and includes a positive terminal 11a and a negative terminal 11b of the plug.
  • the positive electrode side terminal 11a and the negative electrode side terminal 11b of the plug are inserted into the DC power supply device 100a.
  • the DC power supply device 100b stops supplying power from the DC power supply device 100a the positive electrode side terminal 11a and the negative electrode side terminal 11b of the plug are extracted from the DC power supply device 100a. Functions, and the occurrence of arc discharge between the positive terminal 11a and the contacts 20a, 20b is suppressed.
  • the DC power supply device 100a when the DC power supply device 100a is connected to the DC power supply device 100b and supplied with power from the DC power supply device 100b, the positive electrode side terminal 11c and the negative electrode side terminal 11d of the plug are inserted into the DC power supply device 100b.
  • the DC power supply device 100a When the power supply from the DC power supply device 100b is stopped, the DC power supply device 100a has the positive terminal 11c and the negative terminal 11d of the plug removed from the DC power supply device 100b.
  • the current limiting circuit 30 functions when the positive electrode side terminal 11c and the negative electrode side terminal 11d of the plug are removed from the DC power supply device 100b, and the occurrence of arc discharge between the positive electrode side terminal 11c and the contacts 20d and 20e is suppressed. Is done.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the DC power supply device 100 shown in FIG. 12 includes a current limiting circuit 40 for suppressing the occurrence of a spark (thermal arc) that occurs when the plug 11 is inserted into the plug receiver 20.
  • the current limiting circuit 40 is a circuit for adjusting the current to gradually flow from the DC power supply device 100 to the load 10 when the plug 11 is inserted into the plug receiver 20, and includes a MOSFET T1, resistors R2, R3, And a capacitor C2.
  • the resistors R2 and R3 and the capacitor C2 constitute a current integrating circuit.
  • a direct current power source is formed by a current integrating circuit composed of resistors R2 and R3 and a capacitor C2. Current gradually flows from the device 100 to the load 10.
  • the current by the current integrating circuit composed of the resistors R2 and R3 and the capacitor C2 decreases, and the gate voltage of the MOSFET T1 decreases.
  • the MOSFET T1 is turned off. Since the shunt current to the current limiting circuit 40 is eliminated when the MOSFET T1 is turned off, the DC power supply device 100 shown in FIG. 12 can efficiently supply power from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • the DC power supply apparatus 100 shown in FIG. 12 causes the current limiting circuit 40 to gradually flow a current from the DC power supply apparatus 100 to the load 10, so that the plug receiver 20 Generation of a spark (thermal arc) when the plug 11 is inserted can be suppressed.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the DC power supply device 100 shown in FIG. 13 suppresses the occurrence of a spark (thermal arc) when the plug 11 is inserted into the plug receptacle 20 and the occurrence of arc discharge when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20.
  • a current limiting circuit 50 is provided.
  • the plug receiver 20 shown in FIG. 13 is also provided with two contacts 20c and 20d on the negative electrode side.
  • the current limiting circuit 50 is a circuit combining the current limiting circuit 30 shown in FIG. 3 and the like and the current limiting circuit 40 shown in FIG. That is, the current limiting circuit 50 is a circuit for functioning so that a current gradually flows from the DC power supply device 100 to the load 10 when the plug 11 is inserted into the plug receiver 20, and the plug 11 from the plug receiver 20 This is a circuit for functioning so that the current gradually decreases from the DC power supply device 100 to the load 10 at the time of removal.
  • the current limiting circuit 50 includes a MOSFET T1, resistors R1, R2, and R3, capacitors C1 and C2, a diode D1, and a switch SW1.
  • the switch SW1 has a structure in which the gate terminal of the MOSFET T1 is connected to the resistor R2 when the plug 11 is inserted into the plug receiver 20, and the gate terminal of the MOSFET T1 is connected to the resistor R1 when the plug 11 is removed from the plug receiver 20. It is.
  • the switch SW1 When the insertion of the plug 11 into the plug receptacle 20 is started, the switch SW1 is connected to the one that connects the gate terminal of the MOSFET T1 to the resistor R2 in accordance with the frictional force according to the insertion of the plug 11 into the plug receptacle 20 or the like. Performs switching operation. On the contrary, when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20, the switching is performed to connect the gate terminal of the MOSFET T1 to the resistor R1 according to the frictional force according to the insertion of the plug 11 into the plug receptacle 20. Perform the action.
  • the current limiting circuit 50 causes the current to gradually flow from the DC power supply device 100 to the load 10 when the plug 11 is inserted into the plug receiver 20. It functions so that current flows gradually from the DC power supply device 100 to the load 10 when the plug 11 is removed from the plug receptacle 20.
  • the current limiting circuit 50 is provided with a resistor R3 for protecting the MOSFET T1 on the gate terminal side, and a Zener diode Dz1 for protecting the MOSFET T1 is connected to the gate terminal of the MOSFET T1. You may provide between source terminals.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 shows a configuration example of a DC power supply apparatus 100 that performs DC power supply with three terminals. 15 includes electrodes 120a, 120b, and 120c into which plug terminals 111a, 111b, and 111c are inserted, respectively.
  • the terminals 111b and 111c When the plug terminals 111a, 111b, and 111c are inserted into the electrodes 120a, 120b, and 120c, the terminals 111b and 111c first contact the electrodes 120b and 120c at the same time, and the terminals 111b and 111c come into contact with the electrodes 120b and 120c at the same time. After the contact, the terminal 111a contacts the electrode 120a.
  • the terminal 111a is first separated from the electrode 120a, and then the terminals 111b and 111c are substantially simultaneously electroded after the terminal 111a is separated from the electrode 120a. It leaves
  • the current limiting circuit 30 starts to function so that the current gradually decreases from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 shows a configuration example of a DC power supply apparatus 100 that performs DC power supply using four terminals.
  • the DC power supply device 100 shown in FIG. 16 includes electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d into which plug terminals 111a, 111b, 111c, and 111d are inserted, respectively.
  • the terminals 111a, 111b, 111c, and 111d When the plug terminals 111a, 111b, 111c, and 111d are inserted into the electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d, the terminals 111b, 111c, and 111d first contact the electrodes 120b, 120c, and 120d at the same time, and the terminals 111b, After the terminals 111c and 111d contact the electrodes 120b, 120c, and 120d substantially simultaneously, the terminal 111a contacts the electrode 120a. When the terminal 111a is sent from the other terminals 111b, 111c, and 111d and contacts the electrode 120a, the current limiting circuit 50 starts to function so that a current gradually flows from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • the terminal 111a is first separated from the electrode 120a, and then the terminals 111b and 111c are separated from the electrode 120a. , 111d are separated from the electrodes 120b, 120c, 120d substantially simultaneously. Then, when the terminal 111 a is separated from the electrode 120 a, the current limiting circuit 50 starts to function so that the current gradually decreases from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • the direct-current power supply device 100 also has a direct-current power supply in contact with three or more terminals and electrodes, as well as a direct-current power supply in contact with two terminals and electrodes. Generation of arc discharge and spark (thermal arc) can be suppressed by the current limiting circuit.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows a configuration example of the DC power supply device 100 using the single-pole double-throw switch SW2 when the load 10 is disconnected from the DC power supply device 100.
  • the example shown in FIG. 17 is characterized in that the b-contact of the single-pole double-throw switch SW2 is connected to a point between the capacitor C1 and the resistor R1 of the current limiting circuit 30. Even when the single-pole double-throw switch SW2 is used when disconnecting the load 10 from the DC power supply device 100, the current limiting circuit 30 can suppress the occurrence of arc discharge and spark (thermal arc).
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing a transition example of current and voltage in the configuration example of the DC power supply device 100 shown in FIG.
  • the DC power supply device 100 shown in FIG. 17 prevents the current limiting circuit 30 from operating when the voltage V0 of the DC power supply device 100 is applied to the load 10 as an initial state.
  • the DC power supply device 100 shown in FIG. 17 can secure a distance where the conductive plate is sufficiently separated from the contact a during the OFF operation of the single-pole double-throw switch SW2, and no arc discharge occurs even if the contact plate b is separated.
  • the operation of the current limiting circuit 30 is stopped to suppress unnecessary power consumption and to suppress the heat generation of the MOSFET T1 that is a switching element.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 shows a configuration example of a DC power supply apparatus 100 that performs DC power supply with four terminals. 19 includes electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d into which plug terminals 111a, 111b, 111c, and 111d are inserted, respectively.
  • the terminals 111b, 111c, and 111d When the plug terminals 111a, 111b, 111c, and 111d are inserted into the electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d, the terminals 111b, 111c, and 111d first contact the electrodes 120b, 120c, and 120d at the same time, and the terminals 111b, After the terminals 111c and 111d contact the electrodes 120b, 120c, and 120d substantially simultaneously, the terminal 111a contacts the electrode 120a.
  • the terminal 111a is first separated from the electrode 120a, and then the terminals 111b and 111c are separated from the electrode 120a. , 111d are separated from the electrodes 120b, 120c, 120d substantially simultaneously.
  • the current limiting circuit 30 starts to function so that the current gradually decreases from the DC power supply device 100 to the load 10.
  • the terminals 111a and 111c of the plug do not contact the electrodes 120a and 120c at the same time.
  • the leading and terminal positions of the terminals are different between the plug terminals 111a and 111c, and the positions of the electrodes 120a and 120c are such that the plug terminals 111a and 111c do not simultaneously contact the electrodes 120a and 120c. It has become.
  • the current limiting circuit 30 prevents the occurrence of arc discharge and spark (thermal arc). it can.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 shows a configuration example of the DC power supply device 100 that uses the switch SW3 when the load 10 is disconnected from the DC power supply device 100.
  • FIG. 20 shows a configuration in which the conduction plate of the switch SW3 is switched between the contact a and the contact b by the contact between the plug terminal 11a and the switch SW3. Further, the example shown in FIG. 20 is characterized in that the b contact of the switch SW3 is connected to a point between the capacitor C1 and the resistor R1 of the current limiting circuit 30.
  • the contact 20a and the terminal 11a are brought into contact with the contact 20b and the terminal 11b, respectively. Further, when the plug is inserted into the DC power supply device 100, a minute current flows to the capacitor C1 through the contact b of the switch SW3 due to the contact between the contact 20a and the terminal 11a, and the capacitor C1 is charged. .
  • the plug is further inserted into the DC power supply device 100, and the switch SW3 is switched from the contact point b to the contact point a by the contact with the terminal 11a.
  • the conduction plate of the switch SW3 is switched to the contact a
  • the DC power from the DC power supply device 100 is supplied to the load 10 through the contact a.
  • the conduction plate of the switch SW3 is switched to the contact point a, the charge stored in the capacitor C1 is rapidly discharged through the diode D1.
  • the switch SW3 When the plug is removed from the DC power supply device 100, the switch SW3 is first switched from the contact point a to the contact point b by releasing the contact with the terminal 11b. When the conductive plate of the switch SW3 is disconnected from the contact a, the current limiting circuit 30 operates and the current from the DC power supply device 100 is diverted to the current limiting circuit 30, thereby suppressing the occurrence of arc discharge.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the DC power supply device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 shows a configuration example of the DC power supply device 100 including the current limiting circuit 30 using the thermistor 150 instead of the resistor R1.
  • the thermistor 150 is a NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value is inversely proportional to temperature.
  • the current limiting circuit 30 shown in FIG. 21 uses the effect that the thermistor 150 self-heats due to the current flowing in the thermistor 150, which is an NTC thermistor, and the resistance value at room temperature decreases rapidly. It is shortened.
  • the current limiting circuit 30 shown in FIG. 21 uses a resistance change due to self-heating of the thermistor 150, which is an NTC thermistor, shortens the charging time of the capacitor C1, and the MOSFET regardless of the power supply voltage difference of the DC power supply The arc discharge condition can be suppressed while suppressing the heat generation due to the power consumption of T1.
  • FIG. 22 shows a voltage change example of the voltage V1 across the current limiting circuit 30 and a voltage change of the voltage V2 applied to the load 10 depending on the relationship with the insertion position of the plug 11 in the power control apparatus 100 shown in FIG. It is explanatory drawing.
  • FIG. 22 also shows a current change example of the current i1 flowing on the contact 20a side and the current i2 flowing on the contact 20b side, depending on the relationship with the insertion position of the plug 11.
  • voltages V1 and V2 and currents i1 and i2 in the voltage change graph shown in FIG. 7 are indicated by broken lines as pressures V1 'and V2' and currents i1 'and i2', respectively.
  • the current limiting circuit 30 shown in FIG. 21 shortens the charging time of the capacitor C1, thereby shortening the operating time of the MOSFET T1 regardless of the power supply voltage, and suppressing the heat generation due to the power consumption of the MOSFET T1, while maintaining the arc. The occurrence of discharge can be suppressed.
  • FIG. 22 also shows the transition of the power consumption P of the MOSFET T1 according to the relationship with the insertion position of the plug 11.
  • the power consumption P of the MOSFET T1 also changes from P ′ to P. That is, the current limiting circuit 30 shown in FIG. 21 can suppress the power consumption of the MOSFET T1 by using the thermistor 150 which is an NTC thermistor.
  • the thermistor 150 shown in FIG. 21 uses an NTC thermistor, but a CTR (Critical Temperature Resistor) thermistor instead of the NTC thermistor has the effect of suppressing the generation of arc discharge while suppressing the heat generation due to the power consumption of the MOSFET T1. I can expect.
  • the CTR thermistor is a thermistor whose resistance decreases abruptly when a certain temperature is exceeded. Even if a CTR thermistor is used instead of an NTC thermistor whose resistance value is inversely proportional to temperature, the current limiting circuit 30 shortens the charging time of the capacitor C1. It can be made.
  • thermistor 150 which is the NTC thermistor shown in FIG. 21, in parallel with a resistor or a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor, it is possible to suppress a variation in integration time due to the operating environment temperature of the current limiting circuit 30.
  • the PTC thermistor is a thermistor whose resistance rapidly increases when a certain temperature is exceeded.
  • the current limiting circuit 30 shown in FIG. 21 can shorten the cutoff time of the MOSFET T1. Further, the DC limiting circuit 30 shown in FIG. 21 does not increase the power consumption of the MOSFET T1 in proportion to the increase of the voltage even when the voltage of the DC power supply changes by a factor of two when the DC is cut off. , MOSFET T1 heat dissipation can be reduced.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the moving object 200 including the current limiting circuit 30.
  • the moving body 200 may be, for example, a moving body that uses gasoline as a power source, such as a gasoline car, and uses a chargeable / dischargeable battery as a main power source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and an electric motorcycle. It may be a body.
  • FIG. 23 illustrates an example in which the moving body 200 includes a battery 210 and a driving unit 220 that is driven by electric power supplied from the battery.
  • the drive unit 220 may include, for example, equipment included in a vehicle such as a wiper, a power window, a light, a car navigation system, and an air conditioner, and a device that drives the moving body 200 such as a motor.
  • a current limiting circuit 30 is provided in the middle of a path through which DC power is supplied from the battery 210 to the driving unit 220.
  • the moving body 200 shown in FIG. 23 is provided with a current limiting circuit 30 on a path through which DC power is supplied from the battery 210 to the driving unit 220, so that, for example, when the battery 210 is temporarily attached or detached, arc discharge is performed. Generation can be suppressed.
  • FIG. 23 illustrates an example of the moving body 200 provided with only one current limiting circuit 30, the present disclosure is not limited to such an example. That is, a plurality of current limiting circuits 30 may be provided in the middle of a path through which DC power is supplied. Further, the current limiting circuit 30 may be provided not only in the middle of the path through which the DC power is supplied from the battery 210 to the drive unit 220 but also in other places, for example, in the middle of the path when charging the battery 210 with the DC power. good.
  • the mobile unit 200 can safely charge the battery 210 with DC power by providing the current limiting circuit 30 in the middle of the path when charging the battery 210 with DC power.
  • the DC power supply device 100 when the plug 11 is removed from the DC power supply device 100 while the DC power supply is being performed from the DC power supply device 100 to the load 10, the DC power supply device 100 There is provided a DC power supply device 100 including a current limiting circuit 30 that functions to gradually reduce the current flowing to the load 10 and can suppress the occurrence of arc discharge when the plug 11 is removed from the DC power supply device 100. .
  • the current limiting circuit 30 In the current limiting circuit 30, no current flows when the plug 11 is completely inserted into the DC power supply device 100.
  • the current limiting circuit 30 consumes power when DC power is supplied from the DC power supply device 100 to the load 10 because no current flows when the plug 11 is completely inserted into the DC power supply device 100. Therefore, the power supply efficiency is not reduced.
  • the current limiting circuit 30 accumulates charges in the capacitor C1 due to a current generated by a potential difference generated between the drain and source of the MOSFET T1 when the plug 11 is removed from the DC power supply device 100, and accumulates the charge in the capacitor C1. As a result, the gate voltage of the MOSFET T1 is increased to turn on the MOSFET T1.
  • the current limiting circuit 30 allows the current from the DC power supply 100 to the load 10 to flow through the MOSFET T1 when the MOSFET T1 is turned on by the accumulation of electric charge in the capacitor C1, so that the electrode of the plug 11 is in contact with the current limit circuit 30 until then. It is possible to suppress the occurrence of a potential difference between the contactor and the arc discharge when the plug 11 is removed from the DC power supply device 100.
  • the plug 11 and the plug receiver 20 according to the embodiment of the present disclosure may be applied to a male connector and a female connector of USB (Universal Serial Bus), respectively.
  • USB Universal Serial Bus
  • the DC limiting circuit 30 according to the embodiment of the present disclosure is provided in a device including a USB port, so that the USB female connector The occurrence of arc discharge when the male connector is removed can be suppressed.
  • the current limiting circuit according to (4) further including a resistance element that sets a time for applying a voltage to the gate terminal of the switching element together with the capacitance element.
  • the current limiting circuit according to (5) wherein the resistance element is an element whose resistance value decreases with increasing temperature.
  • the resistance element is an element whose resistance value decreases with increasing temperature.
  • the current flowing to the terminal through the second contact is gradually increased.
  • the current limiting circuit according to (7) further including a switch for switching.
  • At least a positive electrode and a negative electrode for supplying DC power At least one of the positive electrode or the negative electrode is: A first contact; A second contact provided at a position where a terminal on the power receiving side through which a direct current flows when the DC power is supplied contacts the first contact; A current limiting circuit for reducing a current flowing to the terminal through the second contact before the contact between the terminal and the second contact is released; With The current limiting circuit does not pass current when the terminal is in contact with the first contact, and passes through the second contact only when the terminal is in contact with the second contact.
  • the current limiting circuit reduces a potential difference between a positive electrode and a negative electrode of a device that receives the DC power by gradually increasing a potential difference between the first contact and the second contact,
  • the current limiting circuit is turned on when the terminal is no longer connected to the first contact, and is connected to the terminal through the second contact with the terminal connected only to the second contact.
  • the current limiting circuit starts charging when the terminal is not connected to the first contact, and increases the gate voltage of the switching element in a state where the terminal is connected only to the second contact.
  • the current limiting circuit includes a resistance element that sets a time for applying a voltage to the gate terminal of the switching element together with the capacitance element.
  • the resistance element is an element whose resistance value decreases with increasing temperature.
  • the current limiting circuit gradually increases a current that flows to the terminal through the second contact when the terminal contacts the second contact before contacting the first contact.
  • the DC power supply connector according to any one of (1) to (14).
  • the current limiting circuit includes a case where the terminal contacts the second contact before the terminal contacts the first contact, and a case where the terminal contacts the first contact after the terminal contacts the first contact.
  • the current limiting circuit reduces a potential difference between a positive electrode and a negative electrode of a device that receives the DC power by gradually increasing a potential difference between the first contact and the second contact,
  • the DC power supply device according to (17) wherein a current flowing between a second contact and the terminal is reduced.
  • (19) Switching that turns on when the terminal is no longer connected to the first contact, and reduces the current flowing to the terminal through the second contact with the terminal connected only to the second contact
  • the current limiting circuit starts charging when the terminal is not connected to the first contact, and increases the gate voltage of the switching element in a state where the terminal is connected only to the second contact.
  • the direct current power supply device including a capacitive element.
  • the DC power supply device (20), wherein the current limiting circuit includes a resistance element that sets a time for applying a voltage to the gate terminal of the switching element together with the capacitance element.
  • the direct-current power supply device 21), wherein the resistance element is an element whose resistance value decreases with increasing temperature.
  • the current limiting circuit gradually increases a current flowing to the terminal through the second contact when the terminal contacts the second contact before contacting the first contact.
  • the current limiting circuit includes a case where the terminal contacts the second contact before the terminal contacts the first contact, and a case where the terminal contacts the first contact after the terminal contacts the first contact.
  • the direct-current power supply device further including a switch that switches a function with a case where the function is performed.
  • a switch that switches a function with a case where the function is performed.
  • a moving body comprising the current limiting circuit according to any one of (1) to (8).
  • (31) A battery for supplying DC power; A drive unit driven by DC power supplied from the battery; At least one current limiting circuit according to claim 1, provided between the battery and the drive unit;
  • a power supply system comprising: (32) The power supply system according to (31), wherein the power supply system is provided in a moving body.
  • the current limiting circuit reduces a potential difference between a positive electrode and a negative electrode of a device that receives the DC power by gradually increasing a potential difference between the first contact and the second contact,
  • (34) Switching that turns on when the terminal is no longer connected to the first contact, and reduces the current flowing to the terminal through the second contact with the terminal connected only to the second contact
  • the current limiting circuit starts charging when the terminal is not connected to the first contact, and increases the gate voltage of the switching element in a state where the terminal is connected only to the second contact.
  • the current limiting circuit includes a resistance element that sets a time for applying a voltage to the gate terminal of the switching element together with the capacitance element.
  • the resistance element is an element whose resistance value decreases as the temperature increases.
  • the current limiting circuit gradually increases a current that flows to the terminal through the second contact when the terminal contacts the second contact before contacting the first contact.
  • the current limiting circuit includes a case where the terminal contacts the second contact before the terminal contacts the first contact, and a case where the terminal contacts the first contact after the terminal contacts the first contact.
  • DC power supply system 10 Load 11: Plug 11a: Positive terminal 11b: Negative terminal 11c: Positive terminal 11d: Negative terminal 20: Plug receptacles 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 21a, 21b: contact 22: switches 22a, 22b: terminals 30, 40, 50: current limiting circuit 31: DC relays 100, 100a, 100b: DC power supply devices 111a, 111b, 111c, 111d: terminals 120a, 120b, 120c, 120d : Electrode 200: Moving object 210: Battery 220: Drive unit

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Abstract

 直流電力の供給時に該直流電力を供給する電極に設けられる第1の接点(20a)に接触する前に、前記電極における該直流電力の供給時に電流が流れる受電側の端子(11a)が接触する位置に設けられる第2の接点(20b)と前記端子(11a)との接触が解除される前に、前記第2の接点(20b)を通じて前記端子(11a)へ流れる電流を減少させ、前記端子(11a)が前記第1の接点(20a)に接触している場合は電流を流さず、前記端子(11a)が前記第2の接点(20b)に接触している場合にのみ前記第2の接点(20b)を通じて前記端子(11a)へ流れる電流を減少させる、電流制限回路(30)が提供される。

Description

電流制限回路、直流電力供給コネクタ及び直流電源装置
 本開示は、電流制限回路、直流電力供給コネクタ及び直流電源装置に関する。
 直流給電でも交流給電でも、電力の切断時にはアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎(例えば10ミリ秒毎)に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内(例えば10ミリ秒以内)に自然に止まる。しかし直流給電では、ゼロ電圧となる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。
 そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている(特許文献1,2等参照)。
特開2003-203721号公報 特表2014-522088号公報
 直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることはもちろんであるが、アーク放電の発生を抑えるための構成が大規模なものになるのは好ましくなく、またアーク放電の発生を抑えるための構成を加えることで直流給電の最中に電力供給効率を低下させるのも好ましくない。従って、直流電力供給時の電力効率を低下させずに、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが望ましい。
 そこで本開示では、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な、新規かつ改良された電流制限回路、直流電力供給コネクタ及び直流電源装置を提案する。
 本開示によれば、直流電力の供給時に該直流電力を供給する電極に設けられる第1の接点に接触する前に、前記電極における該直流電力の供給時に電流が流れる受電側の端子が接触する位置に設けられる第2の接点と前記端子との接触が解除される前に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させ、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、電流制限回路が提供される。
 また、本開示によれば、直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極を少なくとも備え、前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、第1の接点と、前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、を備え、前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電力供給コネクタが提供される。
 また、本開示によれば、直流電力を供給する直流電源と、前記直流電源からの直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極と、を少なくとも備え、前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、第1の接点と、前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、を備え、前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電源装置が提供される。
 以上説明したように本開示によれば、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な、新規かつ改良された電流制限回路、直流電力供給コネクタ及び直流電源装置を提供することが出来る。
 なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例を示す説明図である。 直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 直流電源装置100の具体的な構成例を示す説明図である。 プラグ11がプラグ受け20に挿入された状態を示す説明図である。 プラグ11がプラグ受け20から抜去されていく状態を示す説明図である。 プラグ11が直流電源装置100に挿入された状態を模式的に示した説明図である。 プラグ11の挿入位置との関係による、電流制限回路30の両端電圧V1の電圧変化と、負荷10にかかる電圧V2の電圧変化を示した説明図である。 直流電源装置100の変形例を示す説明図である。 直流電源装置100の変形例を示す説明図である。 直流電源装置100にプラグ受け20が複数存在する場合の構成例を示す説明図である。 2つの直流電源装置100a、100bを接続する場合の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 図17に示した直流電源装置100の構成例における電流及び電圧の推移例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。 プラグ11の挿入位置との関係による、電流制限回路30の両端電圧V1の電圧変化と、負荷10にかかる電圧V2の電圧変化を示した説明図である。 本開示の一実施形態に係る電流制限回路30が備えられた電動駆動体の機能構成例を示す説明図である。
 以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
 なお、説明は以下の順序で行うものとする。
 1.本開示の一実施形態
  1.1.背景
  1.2.構成例
 2.まとめ
 <1.本開示の一実施形態>
 [1.1.背景]
 本開示の一実施形態について詳細に説明する前に、まず本開示の一実施形態の背景について説明する。
 直流給電でも交流給電でも、電力の切断時には、電圧と電流がある所定の値以上になると、電極間の電位差によるスパークやアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎(例えば10ミリ秒毎)に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内(例えば10ミリ秒以内)に自然に止まる。
 しかし直流給電では、交流給電と違って電圧がゼロとなる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。アーク放電は、金属の溶断や溶着といった接点の劣化を発生させ、電力給電の信頼性が低下するおそれがある。
 そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている。例えば、コンデンサと抵抗とを用いたスナバ回路を揺動接触子の間に接続して回避する技術が従来から提案されている。
 しかし、直流給電の場合にスナバ回路を用いてアーク放電を防ぐためには、容量の大きなコンデンサと小さな抵抗を用いなければ十分な効果が得られず、十分な効果を得ようとするとスナバ回路が大型化してしまう。また、スナバ回路を用いてアーク放電を防ぐ場合、直流電力の切断後に直流電源に再度接続しようとすると、容量の大きなコンデンサにチャージされた電荷によるショート電流が大きくなり、接点が溶着してしまう。
 また差込プラグをプラグ受けに抜き差しすることによって直流給電を行う場合において、アーク放電の発生を防ぐために差込プラグに機械的スイッチを設け、差込プラグをプラグ受けから抜去する際にその機械的スイッチを操作することでアーク放電の発生を防ぐ技術もある。しかし、この技術では差込プラグの抜去時に機械的スイッチの操作という煩雑な操作を利用者に強いる必要が生じる。
 機械的にアーク放電を除去する方法もある。しかし機械的にアーク放電を除去するためには、接点の引き剥がし速度を上げたり、磁気回路によってアークを引き剥がしたりするなどの構造が必要となり、アーク放電を除去するための回路が大型化してしまう。
 直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術として、他に上記特許文献1,2等がある。
 上記特許文献1は、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。
 しかし、特許文献1に開示されている技術では、直流給電時に電流がスイッチング素子を流れるために、直流給電時にスイッチング素子において電力が消費されるとともに、直流給電時にスイッチング素子が発熱する。
 上記特許文献2も、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を備えるアーク吸収回路を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。
 しかし、特許文献2で開示されている技術では、アーク吸収回路として2つのスイッチング素子や、スイッチング素子をオフにするためのタイマを設けており、アーク電力を一時的に蓄えて、その蓄えた電力を放出するための回路が必要になり、回路が大型化する。
 そこで本件開示者は、上述した背景に鑑み、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で説明するように、正極側の電極に2つの接点を設け、受電側の電極との接点の切り替え時に直流電力の切断時に電極間で生じる電圧を抑制することで、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な技術を考案するに至った。
 以上、本開示の一実施形態の背景について説明した。続いて、本開示の実施の形態について詳細に説明する。
 [1.2.構成例]
 まず、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例を示す説明図である。以下、図1を用いて、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例について説明する。
 図1には、直流電力を給電する直流電源装置100と、直流電源装置100からの直流電力を受電する負荷10と、を含む直流電力供給システム1の構成例が示されている。直流電源装置100は、直流電力を給電する電源装置であり、例えば内部に蓄電池を備えて直流電力を負荷10へ給電するものであってもよく、太陽光、風力、地熱、バイオマスその他の自然エネルギーによって発電された電力を直流電力として負荷10へ給電するものであってもよい。
 負荷10は、直流電源装置100から直流電力の給電を受ける際には、プラグ11がプラグ受け20に挿入される。そして直流電源装置100からの直流電力の給電を停止する際には、プラグ11はプラグ受け20から抜去される。プラグ11がプラグ受け20から抜去される際に、アーク放電の抑制が考慮されていないと、上述したようにプラグ11やプラグ受け20の破損等に繋がる。
 そこで本実施形態では、直流電源装置100は、プラグ11がプラグ受け20から抜去される際のアーク放電を抑制するために、プラグ11がプラグ受け20から抜去される際に直流電源装置100から負荷10へ流れる電流を抑制するための電流制限回路を備える。
 直流電源装置100は、プラグ11がプラグ受け20に完全に挿入され、直流電源装置100から負荷10へ直流電力が給電されている際には、直流電源装置100に備えられる電流制限回路に電流が流れないような構成を有している。また、プラグ11がプラグ受け20から抜去される際には、電流制限回路を通じて直流電源装置100から負荷10へ電流を流しつつ、電流制限回路は、直流電源装置100から負荷10へ流れる電流を減少させる方向に機能する。
 本実施形態では、直流電源装置100に上述したような電流制限回路を備えることで、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を抑制することが出来る。また本実施形態に係る電流制限回路は、後述するように小規模の回路とすることが出来るので、回路規模を増大させること無く、直流電力の切断時にアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 図2は、直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図2に示したように、直流電源装置100は電流制限回路30を備える。また直流電源装置100が備えているプラグ受け20の正極側は2つの接触子20a、20bを、負極側は1つの接触子20cを、それぞれ備えている。
 電流制限回路30は、プラグ11がプラグ受け20から抜去される際に、電流制限回路30を通じて直流電源装置100から負荷10へ電流を流しつつ、プラグ11がプラグ受け20から完全に抜去される際には、直流電源装置100から負荷10へ電流を流れる電流がアーク放電を生じさせない程度まで減少する方向に機能する回路である。そして電流制限回路30は、プラグ11がプラグ受け20に完全に挿入され、直流電源装置100から負荷10へ直流電力が給電されている際には電流が流れないような構成となっている。
 図3は、直流電源装置100の具体的な構成例を示す説明図である。図3に示したように、直流電源装置100は電流制限回路30を備える。また直流電源装置100が備えているプラグ受け20の正極側は2つの接触子20a、20bを、負極側は1つの接触子20cを、それぞれ備えている。
 負荷10のプラグ11は、正極側端子11aと、負極側端子11bと、を備えている。図4は、プラグ11がプラグ受け20に挿入された状態を示す説明図である。プラグ11がプラグ受け20に挿入される際には、正極側端子11aは、まず接触子20bに接続され、接触子20bに接続された後に、図4に示したように接触子20aに接続される
 図5は、プラグ11がプラグ受け20から抜去されていく状態を示す説明図である。プラグ11がプラグ受け20から抜去される際には、正極側端子11aが接触子20aに接続された状態から、抜去に伴って図5に示したように接触子20bに接続され、その後プラグ受け20から完全に抜去される。
 電流制限回路30には、プラグ11がプラグ受け20に完全に挿入され、正極側端子11aが接触子20aと接触子20bとがショートされた状態では電流が流れず、正極側端子11aが接触子20bに接続された状態で電流が流れる。従って、プラグ11がプラグ受け20に完全に挿入された状態では電流制限回路30に電流が流れないので、直流電源装置100は、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力を負荷10へ給電することが出来る。
 電流制限回路30は、MOSFET T1と、コンデンサC1と、抵抗R1と、ダイオードD1と、を含んで構成される。電流制限回路30は電圧積分回路として機能する。
 MOSFET T1は、本実施形態ではn型のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) を用いており、プラグ11の正極側端子11aがプラグ受け20の接触子20bと接続している状態で、直流電源装置100から負荷10へ電流が流れる経路上に設けられる。コンデンサC1は、MOSFET T1のドレイン端子とゲート端子との間に設けられる。また抵抗R1は、MOSFET T1のゲート端子とソース端子との間に設けられる。そしてコンデンサC1と抵抗R1とは直列に接続されている。
 電流制限回路30の機能について、図6、図7も併せて用いて説明する。図6は、プラグ11を備える負荷10が直流電源装置100のプラグ受け20に挿入された状態を横方向から模式的に示した説明図である。図6では正極側端子11aが接触子20a及び接触子20bの両方に接触している状態が示されている。また図6は、プラグ11からプラグ受け20から抜去される際の電流及び電圧の推移の例を示す説明図である。
 上述したようにプラグ11がプラグ受け20に完全に挿入され、正極側端子11aが接触子20aと接触子20bとの両方に接触して接触子20aと接触子20bとがショートされた状態では、電流制限回路30に電流が流れない。プラグ11がプラグ受け20から抜去され始めると、電流制限回路30の両端は正極側端子11aによりショートされているため、MOSFET T1もオフ状態にある。
 その後、さらにプラグ11がプラグ受け20から抜去され続け、位置X1において正極側端子11aが接触子20aに接触しなくなり、接触子20bだけに接触するようになると、正極側端子11aと接触子20aとの接触点の一部に電流集中が発生し、その電流集中による電圧が接触子20aと接触子20bとの間に発生する。
 接触子20aと接触子20bとの間に発生した電圧はコンデンサC1を介してMOSFET T1のゲート電圧を誘起させて、MOSFET T1をオン状態にする。MOSFET T1がオン状態になると、接触子20aと接触子20bとの間の電圧を低下させる方向に電流が流れる。
 MOSFET T1がオン状態になり、接触子20aと接触子20bとの間の電圧を低下させる方向に電流が流れることにより、正極側端子11aと接触子20aとの電位差が低減される。正極側端子11aと接触子20aとの電位差が低減されることによって、正極側端子11aが接触子20aから離れてもアーク放電の発生に至ることはない。
 MOSFET T1のドレイン端子とソース端子との間の電圧は、FETのゲート電圧による伝達関数に沿った電圧に収まる。正極側端子11aが接触子20aから離れてから、接触子20aと接触子20bとの間で発生した電圧によってコンデンサC1の充電が進むと、MOSFET T1のゲート電圧が低下し、MOSFET T1はオフ状態に移行することでMOSFET T1に電流が流れなくなる。MOSFET T1がオフ状態に移行した後に正極側端子11aが接触子20bから離れても、MOSFET T1に電流が流れていないので、アーク放電の発生に至ることはない。
 電流制限回路30の抵抗R1に並列に接続されたダイオードD1は、正極側端子11aが接触子20aと接触子20bとの両方に接触して接触子20aと接触子20bとがショートされた場合に、抵抗R1を介さずコンデンサC1に蓄積された電荷を短時間に放電するために設けられる。
 電流制限回路30において、ダイオードD1が抵抗R1と並列に設けられることで、例えば接触子20aと接触子20bとの接続がチャタリングなどの現象を起こしても、電流制限回路30の電圧積分機能が短時間で復帰できるようにしている。抵抗R1は、MOSFET T1のゲート端子に電圧を供給するが、電圧の供給時間はコンデンサC1の容量と抵抗R1の抵抗値との積の関係で決まる。
 図7は、プラグ11の挿入位置との関係による、電流制限回路30の両端電圧V1の電圧変化と、負荷10にかかる電圧V2の電圧変化を示している。また図7は、プラグ11の挿入位置との関係による、接触子20a側に流れる電流i1と接触子20b側に流れる電流i2の電流変化を示している。
 正極側端子11aが接触子20aから離れるX1の位置では、電流制限回路30の両端電圧V1は定電圧を維持するが、プラグ11の抜去が進むと、両端電圧V1は徐々に上昇するとともに、負荷10にかかる電圧V2が徐々に低下する。
 また、正極側端子11aが接触子20aから離れるX1の位置では、接触子20a側に流れる電流i1は0Aまで急激に低下するとともに、接触子20b側に流れる電流i2が0Aから急激に上昇する。電流i1は0Aまで急激に低下するとともに、電流i2が0Aから急激に上昇することで、電流制限回路30は、正極側端子11aと接触子20aとの間の電位差の発生を抑止している。
 そして正極側端子11aが接触子20bから離れるX2の位置では、負荷10にかかる電圧V2及び電流i2の低下が進んでおり、正極側端子11aと接触子20bとの間の電流集中が発生する条件が無くなっている。従って、正極側端子11aが接触子20bから離れても、アーク放電の発生に至ることはない。
 なお、上述した例ではMOSFET T1としてn型のMOSFETを用いており、正極側に電圧積分機能を有する電流制限回路30を配置していたが、本開示は係る例に限定されるものではない。p型のMOSFETを用いて、負極に電圧積分機能を有する電流制限回路30を配置してもよい。
 また、上述した例では正極と負極とによる2線式での直流電力の給電の場合を示したが、正極、中性、負極による3線式での直流電力の給電の場合にも電圧積分機能を有する電流制限回路30を配置してもよい。3線式での直流電力の給電の場合は、正極と負極の両極に電流制限回路30を配置することで、プラグの抜去時のアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 プラグ11の挿抜によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止が行われる例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。図8は、直流電源装置100の変形例を示す説明図である。図8に示したのは、端子22a、22bを備えるスイッチ22の操作によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止が行われる例である。
 図8に示したスイッチ22は、直流電源装置100からの直流給電を開始する際には端子22a、22bが接触子21a、21bの両方に接触し、直流電源装置100からの直流給電を停止する際には、まず端子22bが接触子21bから離れ、端子22bが接触子21bから離れた後にバネ等の弾性力により端子22aが接触子21aから離れる構成となっている。
 図8に示したようにスイッチ22によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止が行われる場合であっても、電流制限回路30を配置することで、スイッチ22をオフする際のアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 図9は、直流電源装置100の変形例を示す説明図である。図9に示したのは、直流電源装置100にDCリレー31を備え、DCリレー31によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止が行われる例である。
 図9のようにDCリレー31によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止を行う場合は、コンデンサC1に電荷がチャージされる瞬間にMOSFET T1がオンして過大な電流が負荷10へ流れる可能性がある。
 そこで、コンデンサC1に電荷がチャージされる瞬間にMOSFET T1がオンして過大な電流が負荷10へ流れるのを回避するため、図9に示したように、コンデンサC1にチャージされる電荷による電流をDCリレー31のメーク接点で迂回させている。コンデンサC1にチャージされる電荷による電流をDCリレー31のメーク接点で迂回させていることで、過大な電流が負荷10へ流れるのを抑制することができる。
 図10は、直流電源装置100にプラグ受け20が複数存在する場合の構成例を示す説明図である。図10に示したように、直流電源装置100にプラグ受け20が複数存在する場合であっても、1つの電流制限回路30によって、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 直流電力を給電する直流電源装置同士を接続する場合にも、それぞれの直流電源装置に電流制限回路を備えることで、それぞれの直流電源装置は、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生を抑制することが出来る。例えば、バッテリを備える直流電源装置同士を接続し、一方の直流電源装置から他方の直流電源装置のバッテリを充電するような場合に、それぞれの直流電源装置は、電流制限回路を備えることで、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 図11は、2つの直流電源装置100a、100bを接続する場合の構成例を示す説明図である。直流電源装置100aは接触子20a、20b、20cを備えるとともに、プラグの正極側端子11c、負極側端子11dを備えている。直流電源装置100bは接触子20d、20e、20fを備えるとともに、プラグの正極側端子11a、負極側端子11bを備えている。
 例えば直流電源装置100bを直流電源装置100aに接続して直流電源装置100aから電力の供給を受ける場合、プラグの正極側端子11a、負極側端子11bが、直流電源装置100aに挿入される。そして直流電源装置100bは直流電源装置100aから電力の供給を停止する場合はプラグの正極側端子11a、負極側端子11bが直流電源装置100aから抜去されるが、抜去される際に電流制限回路30が機能し、正極側端子11aと接触子20a、20bとの間のアーク放電の発生が抑制される。
 直流電源装置100aを直流電源装置100bに接続して直流電源装置100bから電力の供給を受ける場合も同様に、プラグの正極側端子11c、負極側端子11dが直流電源装置100bに挿入される。そして直流電源装置100aは、直流電源装置100bから電力の供給が停止される場合はプラグの正極側端子11c、負極側端子11dが直流電源装置100bから抜去される。プラグの正極側端子11c、負極側端子11dが直流電源装置100bから抜去される際に電流制限回路30が機能し、正極側端子11cと接触子20d、20eとの間のアーク放電の発生が抑制される。
 なお、2つの直流電源装置100a、100bを接続する場合は、電流制限回路30のMOSFET T1のドレイン電極側にダイオードD2を設けることで、電流の逆流を防ぐことが望ましい。
 図11に示したようにバッテリを備える直流電源装置100a、100b同士を接続し、一方の直流電源装置から他方の直流電源装置のバッテリを充電するような場合に、直流電源装置100a、100bに電流制限回路30を備えることで、接触子からのプラグの端子の抜去時に、アーク放電が発生するのを抑制することが出来る。
 ここまでは、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生を抑制するための構成例を示してきた。次に、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時にスパーク(熱アーク)の発生を抑止するための構成例を説明する。
 図12は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図12に示した直流電源装置100は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時に発生するスパーク(熱アーク)の発生を抑止するための電流制限回路40を備えている。
 電流制限回路40は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時に、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れるように調整するための回路であり、MOSFET T1と、抵抗R2、R3と、コンデンサC2と、を含んで構成される。
 プラグ11が図12のX3の位置まで挿入されると、抵抗R2、R3と、コンデンサC2とで電流積分回路が構成される。プラグ11が図12のX3の位置まで挿入された後に、プラグ11が図12のX2の位置まで挿入されると、抵抗R2、R3と、コンデンサC2とで構成された電流積分回路により、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れる。
 そして、最終的にプラグ11が図12のX1の位置まで挿入されると、抵抗R2、R3と、コンデンサC2とで構成された電流積分回路による電流が低下して、MOSFET T1のゲート電圧が低下することにより、MOSFET T1がオフ状態になる。MOSFET T1がオフ状態になることで電流制限回路40への分流がなくなるので、図12に示した直流電源装置100は、直流電源装置100から負荷10へ効率良く電力を供給することが出来る。
 従って、図12に示した直流電源装置100は、プラグ受け20へプラグ11が挿入される際に、電流制限回路40によって直流電源装置100から負荷10へ電流を徐々に流すことで、プラグ受け20へプラグ11が挿入される際のスパーク(熱アーク)の発生を抑止することができる。
 ここで、図3等に示した電流制限回路30と、図12に示した電流制限回路40とを組み合わせることで、プラグ受け20へプラグ11が挿入される際のスパーク(熱アーク)の発生と、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生とを併せて抑制することが可能になる。図3等に示した電流制限回路30と、図12に示した電流制限回路40とを組み合わせた場合の例を説明する。
 図13は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図13に示した直流電源装置100は、プラグ受け20へプラグ11が挿入される際のスパーク(熱アーク)の発生と、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時のアーク放電の発生とを抑止するための電流制限回路50を備えている。また図13に示したプラグ受け20は、負極側にも2つの接触子20c、20dが設けられている。
 電流制限回路50は、図3等に示した電流制限回路30と、図12に示した電流制限回路40とを組み合わせた回路である。すなわち、電流制限回路50は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時に直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れるように機能するための回路であるとともに、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時に直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に減少するように機能するための回路である。
 電流制限回路50は、MOSFET T1と、抵抗R1、R2、R3と、コンデンサC1、C2と、ダイオードD1と、スイッチSW1と、を含んで構成される。スイッチSW1は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時にはMOSFET T1のゲート端子が抵抗R2に繋がり、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時にはMOSFET T1のゲート端子が抵抗R1に繋がるような構造のスイッチである。
 プラグ受け20へのプラグ11の挿入が開始されると、スイッチSW1は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入に応じた摩擦力などに応じてMOSFET T1のゲート端子を抵抗R2に接続する方へスイッチング動作を行なう。逆に、プラグ受け20からのプラグ11の抜去が開始されると、プラグ受け20へのプラグ11の挿入に応じた摩擦力などに応じてMOSFET T1のゲート端子を抵抗R1に接続する方へスイッチング動作を行なう。
 図13に示したスイッチSW1が、上述したようにスイッチング動作を行なうことで、電流制限回路50は、プラグ受け20へのプラグ11の挿入時に直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れるよう機能するとともに、プラグ受け20からのプラグ11の抜去時に直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れるように機能する。
 なお電流制限回路50は、図14に示したように、MOSFET T1を保護するための抵抗R3をゲート端子側に設けるとともに、同じくMOSFET T1を保護するためのツェナーダイオードDz1をMOSFET T1のゲート端子とソース端子との間に設けても良い。
 ここまでは、2つの端子と電極との接触で直流給電が行われる場合、すなわち、負荷10のプラグ11が2端子である場合の例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。3つ以上の端子と電極との接触で直流給電が行われる場合にも、同様に電流制限回路によりアーク放電やスパーク(熱アーク)の発生を抑止できる。すなわち、負荷10のプラグや直流電源装置100の電極は3端子以上であっても良い。
 図15は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図15に示したのは、3つの端子によって直流給電を行なう直流電源装置100の構成例が示されている。図15に示した直流電源装置100は、プラグの端子111a、111b、111cがそれぞれ挿入される電極120a、120b、120cを備える。
 プラグの端子111a、111b、111cが電極120a、120b、120cに挿入される際には、まず端子111b、111cが略同時に電極120b、120cに接触し、端子111b、111cが略同時に電極120b、120cに接触した後に端子111aが電極120aに接触する。
 そしてプラグの端子111a、111b、111cが電極120a、120b、120cから抜去される際には、まず端子111aが電極120aから離れ、端子111aが電極120aから離れた後に端子111b、111cが略同時に電極120b、120cから離れる。そして端子111aが電極120aから離れることで、電流制限回路30が、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に減少するように機能し始める。
 図16は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図16に示したのは、4つの端子によって直流給電を行なう直流電源装置100の構成例が示されている。図16に示した直流電源装置100は、プラグの端子111a、111b、111c、111dがそれぞれ挿入される電極120a、120b、120c、120dを備える。
 プラグの端子111a、111b、111c、111dが電極120a、120b、120c、120dに挿入される際には、まず端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dに接触し、端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dに接触した後に端子111aが電極120aに接触する。端子111aが他の端子111b、111c、111dから送れて電極120aに接触することで、電流制限回路50が、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に流れるよう機能し始める。
 そしてプラグの端子111a、111b、111c、111dが電極120a、120b、120c、120dから抜去される際には、まず端子111aが電極120aから離れ、端子111aが電極120aから離れた後に端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dから離れる。そして端子111aが電極120aから離れることで、電流制限回路50が、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に減少するように機能し始める。
 上述したように、直流電源装置100は、3つ以上の端子と電極との接触で直流給電が行われる場合にも、2つの端子と電極との接触で直流給電が行われる場合と同様に、電流制限回路によってアーク放電やスパーク(熱アーク)の発生を抑止できる。
 図17は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図17に示したのは、直流電源装置100から負荷10を切り離す際に単極双投スイッチSW2を用いている直流電源装置100の構成例である。図17に示した例では、単極双投スイッチSW2のb接点を、電流制限回路30のコンデンサC1と抵抗R1との間の点と接続したことを特徴としている。直流電源装置100から負荷10を切り離す際に単極双投スイッチSW2を用いる場合であっても、電流制限回路30によってアーク放電やスパーク(熱アーク)の発生を抑止できる。
 図18は、図17に示した直流電源装置100の構成例における電流及び電圧の推移例を示す説明図である。
 直流電源装置100から負荷10へ直流給電が行われていない電源OFFの状態、すなわち、単極双投スイッチSW2がb接点の方に接続されている状態で、直流電源装置100に電圧が掛かる時、その電圧V2はコンデンサC1に掛かり、充電電流が流れる。コンデンサC1の容量が0.1μF程度の場合、微小な電流は負荷10に直接流れ、MOSFET T1はOFF状態を維持する。従って、MOSFET T1はOFF状態となっていることで、直流電源装置100から負荷10へ大きな電流は流れない。
 図18の時刻t1の時点で単極双投スイッチSW2が押されて、導通板がa接点に接続されると直流電源装置100の電圧V0は全て負荷10にかかり、電圧V0と負荷10の電圧V1とが同等の値になると、電流制限回路30はショート状態となる。電流制限回路30はショート状態となると、コンデンサC1に蓄積された電荷は、ダイオードD1を介して急速に放電される。
 図18の時刻t2の時点で単極双投スイッチSW2が押されて、導通板とa接点との接続が解除されると、MOSFET T1のドレイン-ソース間電圧である電圧V2が上昇し始め、コンデンサC1に電流i3が流れる。コンデンサC1に電流i3が流れることで抵抗R1には電圧が発生し、MOSFET T1のゲート電圧VgがVg-onまで上昇するとMOSFET T1がONする。MOSFET T1がONすると、コンデンサC1の充電電圧が徐々に上昇していき、直流電源装置100から負荷10へ流れる電流i2が減少していく。
 単極双投スイッチSW2の切り替え動作が終わると、図18の時刻t3の時点で単極双投スイッチSW2の導通板とb接点とが接続され、MOSFET T1のゲート電圧Vgが0Vとなり、直流電源装置100から負荷10へ流れる電流i2が遮断される。
 上述した一連の動作により、図17に示した直流電源装置100は、初期状態として負荷10に直流電源装置100の電圧V0が掛かった時に電流制限回路30が動作することを防いでいる。また、図17に示した直流電源装置100は、単極双投スイッチSW2のOFF動作時は導通板が接点aから十分離れ、接点bまで離れてもアーク放電が発生しない距離を確保できるとともに、電流制限回路30の動作を止めて、余計な電力消費を抑えるとともに、スイッチング素子であるMOSFET T1の発熱を抑えている。
 上述した一連の動作は、図9に示した、直流電源装置100にDCリレー31を備え、DCリレー31によって直流電源装置100からの直流給電の開始と停止が行われる構成例でも同様である。
 図19は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図19に示したのは、4つの端子によって直流給電を行なう直流電源装置100の構成例が示されている。図19に示した直流電源装置100は、プラグの端子111a、111b、111c、111dがそれぞれ挿入される電極120a、120b、120c、120dを備える。
 プラグの端子111a、111b、111c、111dが電極120a、120b、120c、120dに挿入される際には、まず端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dに接触し、端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dに接触した後に端子111aが電極120aに接触する。
 そしてプラグの端子111a、111b、111c、111dが電極120a、120b、120c、120dから抜去される際には、まず端子111aが電極120aから離れ、端子111aが電極120aから離れた後に端子111b、111c、111dが略同時に電極120b、120c、120dから離れる。そして端子111aが電極120aから離れることで、電流制限回路30が、直流電源装置100から負荷10へ電流が徐々に減少するように機能し始める。
 図19に示した例では、プラグの端子111a、111cが同時に電極120a、120cに接触することはない。端子の先頭位置と末端位置とが、プラグの端子111a、111cとで異なっており、またに電極120a、120cの位置も、プラグの端子111a、111cが同時に電極120a、120cに接触しないような位置となっている。
 図19に示したようにプラグの端子111a、111b、111c、111d及び電極120a、120b、120c、120dが設けられることによっても、電流制限回路30によりアーク放電やスパーク(熱アーク)の発生を抑止できる。
 図20は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図20に示したのは、直流電源装置100から負荷10を切り離す際にスイッチSW3を用いている直流電源装置100の構成例である。図20には、プラグの端子11aとスイッチSW3との接触によりスイッチSW3の導通板が接点aと接点bとの間で切り替えられる構成が示されている。また、図20に示した例では、スイッチSW3のb接点を、電流制限回路30のコンデンサC1と抵抗R1との間の点と接続したことを特徴としている。
 プラグが直流電源装置100に挿入される際には、接触子20aと端子11aとが、接触子20bと端子11bとが、それぞれ接触される。またプラグが直流電源装置100に挿入される際には、接触子20aと端子11aとの接触によって、スイッチSW3のb接点を介して、微小の電流がコンデンサC1へ流れ、コンデンサC1が充電される。
 その後、さらにプラグが直流電源装置100に挿入され、スイッチSW3が端子11aとの接触によって導通板が接点bから接点aへ切り替えられる。スイッチSW3の導通板が接点aへ切り替えられると、接点aを介して直流電源装置100からの直流電力が負荷10に供給される。またスイッチSW3の導通板が接点aへ切り替えられると、コンデンサC1に蓄えられていた電荷が、ダイオードD1を介して急速に放電される。
 プラグが直流電源装置100から抜去される際には、まずスイッチSW3が端子11bとの接触の解除によって導通板が接点aから接点bへ切り替えられる。スイッチSW3の導通板が接点aから切り離されると、電流制限回路30が動作し、直流電源装置100からの電流を電流制限回路30へ迂回することで、アーク放電の発生が抑制される。
 そしてスイッチSW3の導通板が接点bと接続されると、MOSFET T1のゲート電圧が低下することでMOSFET T1がオフ状態となる。MOSFET T1がオフ状態となることで、直流電源装置100から負荷10へ流れる電流がゼロとなる。
 図21は、本開示の一実施形態に係る直流電源装置100の構成例を示す説明図である。図21に示したのは、抵抗R1の替わりにサーミスタ150を用いた電流制限回路30を備える直流電源装置100の構成例である。
 サーミスタ150は、抵抗値が温度に反比例するNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタである。図21に示した電流制限回路30は、NTCサーミスタであるサーミスタ150に流れる電流によりサーミスタ150が自己発熱し、常温の時の抵抗値が急激に減少する効果を用いて、コンデンサC1の充電時間を短縮している。
 図21に示した電流制限回路30は、コンデンサC1の充電時間を短縮できることで、MOSFET T1の動作時間を短縮させることができる。また、図21に示した電流制限回路30は、NTCサーミスタであるサーミスタ150の自己発熱による抵抗変化を利用し、コンデンサC1の充電時間を短くするとともに、直流電源の電源電圧の違いに関わらずMOSFET T1の電力消費による発熱を抑えながらアーク放電条件を抑圧することが出来る。
 図22は、図21に示した電力制御装置100における、プラグ11の挿入位置との関係による、電流制限回路30の両端電圧V1の電圧変化と、負荷10にかかる電圧V2の電圧変化例を示す説明図である。また図22は、プラグ11の挿入位置との関係による、接触子20a側に流れる電流i1と接触子20b側に流れる電流i2の電流変化例も示している。なお図22には、図7で示した電圧変化のグラフにおける電圧V1、V2及び電流i1、i2が、それぞれ圧V1’、V2’及び電流i1’、i2’として破線で示されている。
 図21に示した電流制限回路30は、NTCサーミスタであるサーミスタ150を用いることで、電圧V1、V2及び電流i1、i2が図22で示したグラフのように変化する。図21に示した電流制限回路30は、コンデンサC1の充電時間を短くすることで、電源電圧の違いに関わらずMOSFET T1の動作時間を短縮させ、MOSFET T1の電力消費による発熱を抑えながら、アーク放電の発生を抑制することが出来る。
 図22には、プラグ11の挿入位置との関係によるMOSFET T1の消費電力Pの推移も示されている。電圧V1、V2及び電流i1、i2が図22で示したグラフのように変化することで、MOSFET T1の消費電力PもP’からPに変化する。すなわち、図21に示した電流制限回路30は、NTCサーミスタであるサーミスタ150を用いることで、MOSFET T1の消費電力量を抑えることが出来る。
 なお、図21に示したサーミスタ150はNTCサーミスタを用いたが、NTCサーミスタに替えてCTR(Critical Temperature Resistor)サーミスタでもMOSFET T1の電力消費による発熱を抑えながら、アーク放電の発生を抑制する効果が期待できる。CTRサーミスタは、ある温度を超えると急激に抵抗が減少するサーミスタであり、抵抗値が温度に反比例するNTCサーミスタの替わりにCTRサーミスタを用いても、電流制限回路30はコンデンサC1の充電時間を短縮させることが出来る。
 また、図21に示したNTCサーミスタであるサーミスタ150に並列に、抵抗またはPTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタを組み合わせることで、電流制限回路30の動作環境温度による積分時間の変動を抑えることもできる。PTCサーミスタは、CTRサーミスタと反対に、ある温度を超えると急激に抵抗が上昇するサーミスタである。NTCサーミスタとPTCサーミスタとを並列に組み合わせることで、電流制限回路30の動作環境温度が変動しても並列に組み合わされたサーミスタ全体としての抵抗値に大きな変動を生じさせないようにすることができる。
 図21に示した電流制限回路30は、直流電源の電圧変化に対して積分時間が比例しないので、MOSFET T1の遮断時間を短縮することが出来る。また図21に示した直流制限回路30は、直流の遮断を行うにあたり、直流電源の電圧が2倍に変化してもMOSFET T1の消費電力がその電圧の増加に比例して大きくなることはなく、MOSFET T1の放熱を軽減することが出来る。
 図23は、電流制限回路30を備えた移動体200の機能構成例を示す説明図である。移動体200は、例えば、ガソリン車のようにガソリンを動力源とする移動体であってもよく、電気自動車、ハイブリッド車、電気オートバイ等の、充放電可能なバッテリを主な動力源とする移動体であってもよい。図23には、移動体200に、バッテリ210と、バッテリから供給される電力により駆動する駆動部220と、が備えられた場合の例が示されている。駆動部220には、例えばワイパー、パワーウィンドウ、ライト、カーナビゲーションシステム、エアーコンディショナのような車両に備えられる装備品や、モーター等の移動体200を駆動させる装置などが含まれうる。
 そして図23に示した移動体200には、バッテリ210から駆動部220へ直流電力が供給される経路の途中に、電流制限回路30が設けられている。図23に示した移動体200は、バッテリ210から駆動部220へ直流電力が供給される経路上に、電流制限回路30が設けられることで、例えばバッテリ210を一時着脱させる際等にアーク放電の発生を抑えることが出来る。
 なお図23には、電流制限回路30が1つだけ備えられている移動体200の例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。すなわち、電流制限回路30は直流電力が供給される経路の途中に複数設けられても良い。また電流制限回路30は、バッテリ210から駆動部220へ直流電力が供給される経路の途中だけでなく、他の場所、例えばバッテリ210を直流電力で充電する際の経路の途中に設けられても良い。移動体200は、バッテリ210を直流電力で充電する際の経路の途中に電流制限回路30を設けることで、安全にバッテリ210を直流電力で充電することができる。
 <2.まとめ>
 以上説明したように本開示の一実施形態によれば、直流電源装置100から負荷10へ直流給電が行われている際に直流電源装置100からプラグ11が抜去されると、直流電源装置100から負荷10へ流れる電流を徐々に低下させる方向に機能し、直流電源装置100からプラグ11が抜去された際のアーク放電の発生を抑制できる電流制限回路30を備えた直流電源装置100が提供される。
 電流制限回路30は、直流電源装置100にプラグ11が完全に挿入された状態では電流が流れない。電流制限回路30は、直流電源装置100にプラグ11が完全に挿入された状態では電流が流れないことで、直流電源装置100から負荷10へ直流給電が行われている際に電力を消費することが無いので、電力の供給効率を低下させることが無い。
 そして電流制限回路30は、直流電源装置100からプラグ11が抜去される際にMOSFET T1のドレイン-ソース間に発生する電位差により生じる電流によって電荷をコンデンサC1で蓄積し、コンデンサC1での電荷の蓄積によってMOSFET T1のゲート電圧を上昇させて、MOSFET T1をオンする。
 電流制限回路30は、コンデンサC1での電荷の蓄積によってMOSFET T1がオンされることによって直流電源装置100から負荷10への電流をMOSFET T1を通じて流すことで、それまでプラグ11の電極が接触していた接触子との間の電位差の発生を抑止して、直流電源装置100からプラグ11が抜去された際のアーク放電の発生を抑制することが出来る。
 本開示の実施形態に係るプラグ11及びプラグ受け20は、それぞれUSB(Universal Serial Bus)のオス型コネクタ及びメス型コネクタに適用されても良い。USBのメス型コネクタからオス型コネクタへ直流の電力が供給される場合に、本開示の実施の形態に係る直流制限回路30がUSBポートを備える機器に設けられることで、USBのメス型コネクタからオス型コネクタが抜去された際のアーク放電の発生を抑えることが出来る。
 以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
 なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
 直流電力の供給時に該直流電力を供給する電極に設けられる第1の接点に接触する前に、前記電極における該直流電力の供給時に電流が流れる受電側の端子が接触する位置に設けられる第2の接点と前記端子との接触が解除される前に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させ、
 前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、電流制限回路。
(2)
 前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、前記(1)に記載の電流制限回路。
(3)
 前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、前記(2)に記載の電流制限回路。
(4)
 前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、前記(3)に記載の電流制限回路。
(5)
 前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、前記(4)に記載の電流制限回路。
(6)
 前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、前記(5)に記載の電流制限回路。
(7)
 前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、前記(1)~(6)のいずれかに記載の電流制限回路。
(8)
 前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、前記(7)に記載の電流制限回路。
(9)
 直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極を少なくとも備え、
 前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、
 第1の接点と、
 前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、
 前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、
を備え、
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電力供給コネクタ。
(10)
 前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、前記(9)に記載の直流電力供給コネクタ。
(11)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、前記(10)に記載の直流電力供給コネクタ。
(12)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、前記(11)に記載の直流電力供給コネクタ。
(13)
 前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、前記(12)に記載の直流電力供給コネクタ。
(14)
 前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、前記(13)に記載の電流制限コネクタ。
(15)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、前記(9)~(14)のいずれかに記載の直流電力供給コネクタ。
(16)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、前記(15)に記載の電流制限コネクタ。
(17)
 直流電力を供給する直流電源と、
 前記直流電源からの直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極と、
を少なくとも備え、
 前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、
 第1の接点と、
 前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、
 前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、
を備え、
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電源装置。
(18)
 前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、前記(17)に記載の直流電源装置。
(19)
 前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、前記(18)に記載の直流電源装置。
(20)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、前記(19)に記載の直流電源装置。
(21)
 前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、前記(20)に記載の直流電源装置。
(22)
 前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、前記(21)に記載の直流電源装置。
(23)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、前記(17)~(22)のいずれかに記載の直流電源装置。
(24)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、前記(23)に記載の直流電源装置。
(25)
 直流電力の供給を受ける端子がドレイン側の接点と接続しなくなった時点でオン状態になり、前記端子がソース側の接点にのみ接続された状態で前記ソース側の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子と、
 端子が前記ドレイン側の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記ソース側の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子と、
 前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子と、
を備える、電流制限回路。
(26)
 前記ドレイン側の接点と前記ソース側の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記ソース側の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、前記(25)に記載の電流制限回路。
(27)
 前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、前記(25)または(26)に記載の電流制限回路。
(28)
 前記端子が前記ドレイン側の接点と接触する前に前記ソース側の接点と接触する際に、前記ソース側の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、前記(25)~(27)のいずれかに記載の電流制限回路。
(29)
 前記端子が前記ドレイン側の接点と接触する前に前記ソース側の接点と接触する場合と、前記端子が前記ドレイン側の接点と接触してから前記ソース側の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、前記(28)に記載の電流制限回路。
(30)
 前記(1)~(8)のいずれかに記載の電流制限回路を備える、移動体。
(31)
 直流電力を供給するバッテリと、
 前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
 前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも1つの、請求項1に記載の電流制限回路と、
を備える、電力供給システム。
(32)
 前記電力供給システムは、移動体に備えられる、前記(31)に記載の電力供給システム。
(33)
 前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、前記(31)または(32)に記載の電力供給システム。
(34)
 前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、前記(33)に記載の電力供給システム。
(35)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、前記(34)に記載の電力供給システム。
(36)
 前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、前記(35)に記載の電力供給システム。
(37)
 前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、前記(36)に記載の電力供給システム。
(38)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、前記(31)~(37)のいずれかに記載の電力供給システム。
(39)
 前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、前記(38)に記載の電力供給システム。
1    :直流電力供給システム
10   :負荷
11   :プラグ
11a  :正極側端子
11b  :負極側端子
11c  :正極側端子
11d  :負極側端子
20   :プラグ受け
20a、20b、20c、20d、20e、20f、21a、21b  :接触子
22   :スイッチ
22a、22b  :端子
30、40、50   :電流制限回路
31   :DCリレー
100、100a、100b :直流電源装置
111a、111b、111c、111d :端子
120a、120b、120c、120d :電極
200   :移動体
210   :バッテリ
220   :駆動部

Claims (39)

  1.  直流電力の供給時に該直流電力を供給する電極に設けられる第1の接点に接触する前に、前記電極における該直流電力の供給時に電流が流れる受電側の端子が接触する位置に設けられる第2の接点と前記端子との接触が解除される前に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させ、
     前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、電流制限回路。
  2.  前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、請求項1に記載の電流制限回路。
  3.  前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、請求項2に記載の電流制限回路。
  4.  前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、請求項3に記載の電流制限回路。
  5.  前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、請求項4に記載の電流制限回路。
  6.  前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、請求項5に記載の電流制限回路。
  7.  前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、請求項1に記載の電流制限回路。
  8.  前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、請求項7に記載の電流制限回路。
  9.  直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極を少なくとも備え、
     前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、
     第1の接点と、
     前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、
     前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、
    を備え、
     前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電力供給コネクタ。
  10.  前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、請求項9に記載の直流電力供給コネクタ。
  11.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、請求項10に記載の直流電力供給コネクタ。
  12.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、請求項11に記載の直流電力供給コネクタ。
  13.  前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、請求項12に記載の直流電力供給コネクタ。
  14.  前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、請求項13に記載の電流制限コネクタ。
  15.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、請求項9に記載の直流電力供給コネクタ。
  16.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、請求項15に記載の電流制限コネクタ。
  17.  直流電力を供給する直流電源と、
     前記直流電源からの直流電力を供給する正極側電極及び負極側電極と、
    を少なくとも備え、
     前記正極側電極または負極側電極の少なくともいずれかは、
     第1の接点と、
     前記直流電力の供給時に直流電流が流れる受電側の端子が前記第1の接点に接触する前に接触する位置に設けられる第2の接点と、
     前記端子と前記第2の接点との接触が解除される前に前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる電流制限回路と、
    を備え、
     前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接触している場合は電流を流さず、前記端子が前記第2の接点に接触している場合にのみ前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させる、直流電源装置。
  18.  前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、請求項17に記載の直流電源装置。
  19.  前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、請求項18に記載の直流電源装置。
  20.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、請求項19に記載の直流電源装置。
  21.  前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、請求項20に記載の直流電源装置。
  22.  前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、請求項21に記載の直流電源装置。
  23.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、請求項17に記載の直流電源装置。
  24.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、請求項23に記載の直流電源装置。
  25.  直流電力の供給を受ける端子がドレイン側の接点と接続しなくなった時点でオン状態になり、前記端子がソース側の接点にのみ接続された状態で前記ソース側の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子と、
     端子が前記ドレイン側の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記ソース側の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子と、
     前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子と、
    を備える、電流制限回路。
  26.  前記ドレイン側の接点と前記ソース側の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記ソース側の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、請求項25に記載の電流制限回路。
  27.  前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、請求項25に記載の電流制限回路。
  28.  前記端子が前記ドレイン側の接点と接触する前に前記ソース側の接点と接触する際に、前記ソース側の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、請求項25に記載の電流制限回路。
  29.  前記端子が前記ドレイン側の接点と接触する前に前記ソース側の接点と接触する場合と、前記端子が前記ドレイン側の接点と接触してから前記ソース側の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、請求項28に記載の電流制限回路。
  30.  請求項1に記載の電流制限回路を備える、移動体。
  31.  直流電力を供給するバッテリと、
     前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
     前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも1つの、請求項1に記載の電流制限回路と、
    を備える、電力供給システム。
  32.  前記電力供給システムは、移動体に備えられる、請求項31に記載の電力供給システム。
  33.  前記電流制限回路は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電位差を徐々に上昇させることで前記直流電力を受電する機器の正極と負極との間の電位差を減少させ、前記第2の接点と前記端子との間に流れる電流を減少させる、請求項31に記載の電力供給システム。
  34.  前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点でオン状態になり、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を減少させるスイッチング素子を備える、請求項33に記載の電力供給システム。
  35.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点に接続されなくなった時点で充電が開始され、前記端子が前記第2の接点にのみ接続された状態で前記スイッチング素子のゲート電圧を上昇させる容量素子を備える、請求項34に記載の電力供給システム。
  36.  前記電流制限回路は、前記スイッチング素子のゲート端子に電圧を印加する時間を、前記容量素子と共に設定する抵抗素子を備える、請求項35に記載の電力供給システム。
  37.  前記抵抗素子は、抵抗値が温度上昇に伴い低下する素子である、請求項36に記載の電力供給システム。
  38.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する際に、前記第2の接点を通じて前記端子へ流れる電流を徐々に増加させる、請求項31に記載の電力供給システム。
  39.  前記電流制限回路は、前記端子が前記第1の接点と接触する前に前記第2の接点と接触する場合と、前記端子が前記第1の接点と接触してから前記第2の接点と接触する場合との機能を切り替えるスイッチを備える、請求項38に記載の電力供給システム。
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