JP3214201B2 - Backflow prevention device and solar cell protection device - Google Patents
Backflow prevention device and solar cell protection deviceInfo
- Publication number
- JP3214201B2 JP3214201B2 JP31400093A JP31400093A JP3214201B2 JP 3214201 B2 JP3214201 B2 JP 3214201B2 JP 31400093 A JP31400093 A JP 31400093A JP 31400093 A JP31400093 A JP 31400093A JP 3214201 B2 JP3214201 B2 JP 3214201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- current
- backflow prevention
- contact
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【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 photovoltaic power is generated, a solar cell that converts light energy into electric energy is used as a power source, and the power generated there is supplied to a load. Further, a storage battery is connected in parallel with the load, and during the daytime, solar power is generated and the storage battery is charged while storing power while supplying power to the load. 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, power is supplied to the load using the power stored in the storage battery.At this time, in order to prevent the current flowing out of the storage battery from flowing into the solar cell, A diode for preventing backflow is connected in series between the battery and the storage battery to protect the solar battery and to supply the electrical 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-described conventional apparatus, when power is supplied from a solar cell during daytime when solar power is generated,
Since the current flowing from the solar cell always passes through the diode, an energy loss due to a voltage drop (0.5 V) in the diode always occurs, which causes a reduction 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。[0004] In addition, the diode is used as a backflow preventing element in various electric circuits because it has no mechanical deterioration without being limited to the above-described solar cell protection device. For a reason, when a current flows in the forward direction, a power loss of a value obtained by multiplying the current by the voltage drop always occurs, and the influence of the loss increases with a recent decrease in voltage. There is a problem that.
【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。[0005] In order to solve such a problem, for example, there is a DC power supply device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-168819. The present invention provides a relay switch having a normally closed contact in parallel with the backflow prevention diode, closes the contact at normal times when current is flowing in the forward direction, short-circuits both ends of the backflow prevention diode, and bypasses the backflow prevention diode. In this case, unnecessary power consumption is suppressed.
【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 a current is to flow in the reverse direction, the coil constituting the relay is energized to open a contact, and a reverse current preventing diode suppresses the reverse current. Focusing on the fact that such a reverse current state is caused by a power failure or momentary power failure of the primary side power supply, monitoring the output voltage of the primary side power supply, and energizing the coil when detecting a decrease in the output voltage. 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-described conventional apparatus, the backflow preventing function cannot be sufficiently exerted for the following reasons. That is, since it is detected that the voltage drops, it is difficult to accurately detect the reverse current state of the current, and there is a possibility that an error may occur. When this conventional device is mounted on a solar power generation system to prevent backflow from a storage battery to a solar battery, the output voltage of the solar battery becomes almost constant regardless of brightness, and thus the voltage drop is reduced. 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 a contact at the time of a momentary power failure or power failure,
Since power is supplied to the coil through the instantaneous interruption detection circuit and the diode, a new power loss is caused by the diode and the like. In order to prevent the backflow, it is necessary to keep the current flowing through the coil, so that the integrated loss of the diode cannot be ignored. In particular, in the case of a solar cell, the problem of the above-described loss becomes prominent because the time for which the backflow prevention function is exhibited (contacts are opened) is prolonged not only at night but also during the daytime when the amount of sunshine 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 minimize the loss that occurs when a current flows in the forward direction.
In addition, a backflow prevention device and a solar cell protection device capable of reliably detecting a backflow state, exhibiting a backflow prevention function when desired, and also minimizing power consumption when the backflow is suppressed. Is 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. In addition to the connection, a diode is connected in parallel to the contact in the forward direction, and a coil current suppression circuit is provided for suppressing the current flowing through the coil when the current is reversed in the reverse direction. And preferably, the coil current suppression circuit is constituted by a diode connected in parallel and in the opposite direction to the coil. In addition, a coil current suppression 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 the coil to the coil in parallel. As still 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 a current flowing from the storage battery toward the solar cell. It 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。For example, when a backflow prevention device is mounted between a solar battery and a storage battery (current flowing from the solar battery to the storage battery is in the forward direction), when the output voltage of the solar battery becomes higher than the battery voltage of the storage battery, the solar battery From the battery flows toward the storage battery. Then, the current flows through the coil, and the contact closes. Then, the current flows to the storage battery through the contact and is charged. At this time, the closed state of the contact is maintained by the current flowing in the coil. Then, there is almost no voltage drop at the contact, and the coil only needs to have enough energy to keep the contact closed, so that the current flowing therethrough is very small. Therefore, there is almost no energy loss occurring in the present device. Also, when the voltage generated from the solar cell falls below the battery voltage of the storage battery, current tends to flow from the storage battery to the solar cell. On the way, the current becomes 0
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 required to maintain the contacts in the closed state cannot be obtained. Therefore, the contact is opened and the backflow prevention function by the backflow prevention diode operates.
【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 reverse direction, the current (absolute value) flowing through the coil becomes near 0 for a short time and immediately increases. Then, even if the above-mentioned holding force is reduced due to the mechanical delay of the relay and the contact is about to open, if a large amount of current flows in the opposite direction before the contact is actually opened, the magnetic field generated thereby keeps the contact closed. There is a possibility that. However, in this example, the coil current suppression circuit suppresses sudden fluctuations in the current flowing in the reverse direction and the amount of the fluctuation. 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。Further, at the moment when the contact is closed, the resistance value of the backflow prevention circuit is reduced, so that the current value is increased, so that the contact is more firmly closed. Conversely, the current value is decreased, and the contact cannot be held. In this case, the contact is opened, but at this time, the resistance value of the backflow prevention circuit increases, so that the current value decreases and the electromagnetic force further decreases. Therefore, chattering of the contact 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 a backflow prevention device and a solar cell protection device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This example shows an example in which the backflow prevention device is used as a solar cell protection device. As shown in FIG. 1, a storage battery 2 and a load 3 are connected in parallel to a solar cell 1, and the power generated by the solar cell 1 is supplied to the storage battery 2 to be charged and to the load 3. Further, in this example, the switching element 4 is connected between both terminals of the solar cell 1 so that the terminals can be short-circuited at a predetermined timing. More specifically, when the storage battery 2 is fully charged, the short-circuit control circuit (not shown) detects that the storage battery 2 is fully charged, turns on the switching element 4 to make it conductive, and cuts off the power supply from the solar cell 1. Is suppressed from being overcharged. Then, a 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. In addition, 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 has a backflow prevention diode 6 and a contact (normally open) 7 is connected in parallel between both terminals of the backflow prevention diode 6. A coil 8 is arranged in series with a parallel circuit formed by the backflow prevention diode 6 and the contact 7. The coil 8 is formed using a winding having a very small resistance value, for example, 0.002Ω. The contact 7 is closed when a predetermined amount of current flows through the coil 8. That is, the contact 7 and the coil 8 constitute a current relay. The rating of the backflow prevention diode 6 is 1.0 V in this example.
【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 provided in parallel with and in the opposite direction to the coil 8. Accordingly, 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 flows in the coil 8 without flowing because the diode 10 is in the reverse direction. That is, in such a case, the backflow prevention device 5 is equivalent to a device in which the diode 10 is not provided. On the other hand, when a reverse current flows in the entire system, a current also flows in the diode 10, but a voltage between terminals at both ends thereof, that is, a 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 charge prevention diode, the present invention is not necessarily required to be made smaller, and may be the same or conversely larger. However, it is preferable to reduce the rating of the diode 10 because the voltage applied to the coil 8 at the time of backflow can be suppressed and the contact can be surely 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 characteristics of this current relay are such that when the rated current is 10 A, the contact 7 closes when the current flowing through the coil 8 is about 7 A, and once closed, the contact 7 opens when the current drops to about 1 A. Has the following hysteresis characteristics. Therefore, as shown in FIG. 2A, if the current continues to flow through the backflow prevention diode, the energy loss with respect to the current value is proportional to the current value. Similarly, the loss caused by the coil 8 with respect to the current value is proportional to the square of the current, and thus has a characteristic shown by a broken line (contact closed) in FIG.
Than 2 R). However, as is apparent from the figure, since the resistance value of the coil 8 is originally very small, it is extremely small as compared with the loss of the diode. The total loss of the 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, until the contact 7 closes 7A, the loss is the sum of the two. However, when the contact 7 closes and the contact 7 closes, the loss is almost completely due to the coil 8 and becomes very small. At the moment when the contact is closed, the resistance value of the backflow prevention circuit is reduced, so that the current value is increased as shown by the arrow in the figure, and a force is exerted in a direction to close the contact more firmly. In this example, since the current relay has hysteresis, once the contact 7 is closed, even if the current value decreases and becomes 7 A or less, the contact does not open immediately. The contacts open 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。Also, when the contact 7 is opened at 1 A or less,
Since the current flows through the backflow prevention diode 6, the resistance value of the backflow prevention circuit also increases and the current value decreases as indicated by the arrow in the drawing, so that a force acts in the direction in which the contacts open more. Therefore, the occurrence of chattering is suppressed due to the change in the resistance value that occurs when the contact is opened and closed. In addition, in the present embodiment, the effect is more remarkable because the hysteresis is provided. The same can be said for the case where the storage battery 2 is almost 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 of one day increases or decreases at noon as shown in FIG. 3B, the power generation (current value) of the solar cell 1 due to the increase or decrease is indicated by a broken line in FIG. , But when it is approximated to a triangle for simplification of calculation, it is shown by a solid line. Therefore, in the case of only the conventional diode, the current always flows through the diode, causing a loss, and thus there was an energy loss of 50 Wh (indicated by hatching in FIG. (D)). Although the loss is slightly larger than that of the diode alone, it is almost eliminated thereafter, so that the loss is almost as shown by the hatched portion in FIG.
7Wh. Further, by reducing the current value at which the contacts close, the loss can be further reduced.
【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 through the backflow prevention diode is smaller than the rated value (7 in the above example).
0%), it is possible to use a smaller capacity (smaller and less expensive) than the conventional one, and as a result, it is possible to suppress the amount of heat generated by the diode and to eliminate or reduce the heat radiation means. It also has ancillary effects such as 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 a case where the direction in which the current flows suddenly reverses. As shown in FIG. 2, in a normal case, when the current becomes zero, the holding force is reduced and the contact is opened as described above, but as shown by a broken line in FIG. The current value (absolute value) flowing through the coil 8 increases before the opening of the contact 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). ), And the backflow prevention function may not be exhibited. However, in this example, the change in current is slowed down by the diode 10 and the voltage applied to the coil 8 is -0.5 V
, The current change is slow and the amount of change is small as shown by the solid line in FIG. Therefore, the contact 7 is reliably opened. Once opened, the reverse current is interrupted by the backflow prevention diode 6, so that no current flows to the coil 8, and the contact 7 remains open.
【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 drawing, in this example, a coil current suppression circuit including a capacitor 11 and an auxiliary coil 12 connected in series is provided in place of the diode 10. The magnetic field generated from the auxiliary coil 12 is adjusted so that a force acts in a direction opposite to the magnetic field generated by the coil 8, that is, in a direction to open 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。In the case where the current suddenly changes from positive to negative at the time of reverse flow, a 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 for canceling and closing the contact 7 was instantaneously reduced to ensure that the contact 7 was disconnected. 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 a 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 smaller as shown by the solid line in FIG. Thereby, the contact 7 is reliably opened. The strength of the magnetic field generated by the coil 8 and the strength of the magnetic field generated by the auxiliary coil 12 are not necessarily required to be equal. 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. In addition, the other configuration and operation and effect are the same as those of the above-described embodiment, and 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 almost the same as those of the above-described second embodiment (combination of the first embodiment and the second embodiment).
Thus, a diode 15 is provided in place of the capacitor 11,
The diode 15 is turned in the reverse direction (direction in which the 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 a current is flowing in the forward direction, the auxiliary coil 1 is
2, the current flows through the auxiliary coil 12 in the opposite direction to the above, and the contact 7 is reliably opened. Note that the diode 15 in this example is
Exhibits the same function as the diode 10 in the first embodiment. Note that the other configuration, operation, and effect are the same as those of the above-described embodiment, and thus the description thereof is 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 embodiments, an inductance 16 is provided in series with the coil 8. This slows down the current change, and even if a sudden current change from positive to negative occurs at the time of backflow, the degree of the change is caused by the inductance 16 (formed by winding the toroidal core in this example). Was reduced to ensure that the contacts were opened.
【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 sudden current change due to the reversal of the direction in which the current flows, the provision of the inductance 16
The current actually flowing through the coil 8 changes gradually as shown by the solid line in FIG. Note that the other configuration, operation, and effect are the same as those of the above-described embodiment, and thus the description thereof is 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-described embodiments, the opening and closing of the contacts is controlled based on the direction and magnitude of the current flow, so that the present invention can be applied irrespective of the terminal voltage (rating) of the solar cell or 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-described embodiments, an example was described in which each was used as a protection device for a solar cell. However, the present invention is not limited to this and can be used as various backflow prevention devices. Of course. Further, even in the case of mounting on a photovoltaic power generation system, it goes without saying that the present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments (where a short-circuiting switching element is installed), but can be mounted on various systems.
【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 forward flowing current is suppressed as much as possible. You. In addition, a reverse current prevention diode and a contact are connected in parallel, and a coil is connected in series with the parallel circuit so that a forward current flows through the coil to close the contact. The diode prevents backflow without power loss. Therefore, the total energy loss can be reduced as much as possible even when viewing the entire operation. Further, occurrence of chattering at the contact can be suppressed. In addition, even in the case where the reverse current suddenly occurs and the current value of the reverse current increases, the coil current suppressing circuit suppresses the rapid fluctuation and the fluctuation width. Even if there is a mechanical delay of the relay, the contact can be reliably opened at the time of backflow.
【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 illustrating an operation 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 illustrating 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 operation 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 operation principle of the fourth embodiment.
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) REFERENCE SIGNS LIST 1 solar cell 2 storage battery 5 backflow prevention device 6 backflow prevention diode 7 contact 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)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 7/ 00-7/12 H02J 7 /34-7/36
Claims (5)
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 through the coil in a certain direction are connected in series, a diode is connected in parallel to the contact in a forward direction, and the current flows in a reverse direction. A backflow prevention device comprising a coil current suppression circuit for suppressing a current flowing through the coil when the current is reversed.
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 suppression circuit includes a diode connected to the coil in parallel and in a reverse direction.
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. The coil current suppressing circuit is connected in parallel to the coil in a series circuit including a capacitor or a diode and an auxiliary coil for generating a magnetic field in a direction opposite to a magnetic field generated by the coil at the contact. The backflow prevention device according to claim 1, wherein the backflow prevention device is configured by:
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 suppression circuit comprises an inductance connected in series with the coil.
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. A backflow prevention circuit according to claim 1, which 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31400093A JP3214201B2 (en) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Backflow prevention device and solar cell protection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31400093A JP3214201B2 (en) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Backflow prevention device and solar cell protection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147738A JPH07147738A (en) | 1995-06-06 |
| JP3214201B2 true JP3214201B2 (en) | 2001-10-02 |
Family
ID=18048015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31400093A Expired - Fee Related JP3214201B2 (en) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Backflow prevention device and solar cell protection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214201B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232639A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Charging system for electric vehicle |
| JP5656255B2 (en) * | 2011-01-17 | 2015-01-21 | ニチコン株式会社 | Power supply |
| CN114301048B (en) * | 2021-03-31 | 2024-10-18 | 华为数字能源技术有限公司 | A backflow prevention circuit, a DC conversion circuit and a DC charging pile |
| CN113602135A (en) * | 2021-08-26 | 2021-11-05 | 西安星源博睿新能源技术有限公司 | Anti-backfill electric vehicle charging module, charging pile and charging system |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP31400093A patent/JP3214201B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07147738A (en) | 1995-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6320769B2 (en) | Interconnection power converter and power generation apparatus using the same | |
| US6051954A (en) | Charge control apparatus | |
| JP3329168B2 (en) | Backflow prevention device | |
| US5726505A (en) | Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system | |
| CN108604607A (en) | Protection circuit for photovoltaic (PV) modules, method for operating the protection circuit and photovoltaic (PV) system comprising such protection circuit | |
| CN110571883A (en) | Lithium battery charging current limiting system | |
| JPH09261861A (en) | Backflow prevention device, rectifier and solar power generation system | |
| CN110061559B (en) | Off-line uninterrupted power supply and control method thereof | |
| CN1104073C (en) | Charge and discharge coatrol circuit | |
| JP3214201B2 (en) | Backflow prevention device and solar cell protection device | |
| JP3289394B2 (en) | Backflow prevention device and solar cell protection device | |
| JP3517708B2 (en) | Power supply using solar cells | |
| JPS6358034B2 (en) | ||
| JP2909820B2 (en) | Load starting method using AC uninterruptible power supply | |
| SU1480017A1 (en) | Load power supply arrangement | |
| CN106451326B (en) | A kind of 10kV distribution lines CT electric power supply control systems | |
| JP3536425B2 (en) | Inrush current prevention circuit for voltage type inverter | |
| JP3285160B2 (en) | Secondary battery protection circuit | |
| JP2003134668A (en) | Photovoltaic power generation device and controlling method therefor | |
| JP2800374B2 (en) | Power converter overcurrent protection device | |
| JP3319307B2 (en) | Self-excited reactive power compensator | |
| JP2000175376A (en) | Operating method of power supply device for communication device and power supply device for communication device | |
| JP3188629B2 (en) | Main circuit controller for independent power supply system | |
| JPH03203530A (en) | Charge control system for solar generator unit | |
| JPS59139829A (en) | Solar battery generating circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010626 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |