JP6920855B2 - Power supply and inverter - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、及びインバータに関する。 The present invention relates to a power supply device and an inverter.
近年、インバータが生成した交流電力を負荷に給電するインバータ給電と、商用電源から供給される交流電力を負荷に給電するバイパス給電とを切り替えて出力可能な電源装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このような電源装置では、インバータの出力と負荷との間に接続される出力リレーと、商用電源と負荷との間に接続される出力スイッチとを導通状態又は非導通状態に制御することで、インバータ給電とバイパス給電との切り替えの制御を行っている。 In recent years, a power supply device capable of switching between an inverter power supply that supplies AC power generated by an inverter to a load and a bypass power supply that supplies AC power supplied from a commercial power source to a load has been known (for example, a patent). See Document 1). In such a power supply device, the output relay connected between the output and the load of the inverter and the output switch connected between the commercial power supply and the load are controlled to be in a conductive state or a non-conducting state. It controls switching between inverter power supply and bypass power supply.
ところで、バイパス給電からインバータ給電に切り替える場合には、負荷への出力が途切れないようにするために、出力スイッチを導通状態にしたまま、出力リレーを導通状態に切り換える必要がある。ただし、出力リレーと出力スイッチとが共に導通状態となると、インバータからの出力と商用電源からの出力とが衝突して、インバータと商用電源との間で過電流が発生する。そのため、電源装置は、出力リレーが導通状態に切り替わった場合に、インバータの出力を一旦停止して過電流を抑制する必要がある。ただし、出力リレーが自身の状態情報を送出する接点がないタイプである場合には、電源装置は、出力リレーが導通状態に切り替わったことを検出することができない。そのため、出力リレーの状態情報を検出する検出回路を別途設ける必要があり、高コストである。 By the way, when switching from the bypass power supply to the inverter power supply, it is necessary to switch the output relay to the conductive state while keeping the output switch in the conductive state so that the output to the load is not interrupted. However, when both the output relay and the output switch are in a conductive state, the output from the inverter and the output from the commercial power supply collide with each other, and an overcurrent is generated between the inverter and the commercial power supply. Therefore, the power supply device needs to temporarily stop the output of the inverter to suppress the overcurrent when the output relay is switched to the conductive state. However, if the output relay is of a type that does not have a contact for transmitting its own state information, the power supply device cannot detect that the output relay has been switched to the conductive state. Therefore, it is necessary to separately provide a detection circuit for detecting the state information of the output relay, which is expensive.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストの構成で、出力リレーを導通状態に切り替わった場合に発生する過電流を抑制する電源装置、及びインバータを提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device and an inverter which suppress an overcurrent generated when an output relay is switched to a conductive state in a low-cost configuration. It is to be.
本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線との間に接続される第1のスイッチと、直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換部と、前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、前記DC/AC変換部の出力と前記出力線との間に接続される第2のスイッチと、前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出する状態検出部と、を備え、前記出力電圧制御部は、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止することを特徴とする電源装置である。
また、本発明の一態様は、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と交流出力の出力線との間に接続される第1のスイッチと、直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換部と、前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、前記DC/AC変換部の出力と前記出力線との間に接続される第2のスイッチと、前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出する状態検出部と、前記第1のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第2の制御部と、を備え、前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動することを特徴とする電源装置である。
One aspect of the present invention is a first switch connected between a bypass power supply line to which AC power is supplied from the outside and an AC output output line, and a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power. The output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit, the second switch connected between the output of the DC / AC conversion unit and the output line, and the DC / AC conversion. After the DC / AC conversion unit is activated by the current measurement unit that measures the current flowing through the output of the unit and the output voltage control unit, the current measurement unit measures when the first switch is in a conductive state. The output voltage control unit includes a state detection unit that detects that the second switch has switched from a non-conducting state to a conductive state when the current to be applied exceeds a predetermined value. The power supply device is characterized in that the DC / AC conversion unit is stopped when a switch from the non-conducting state to the conducting state is detected in the switch.
Further, one aspect of the present invention is a first switch connected between a bypass power supply line to which AC power is supplied from the outside and an AC output output line, and a DC / AC that converts DC power into AC power. A conversion unit, an output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit, a second switch connected between the output of the DC / AC conversion unit and the output line, and the DC / The current measuring unit that measures the current flowing through the output of the AC conversion unit, and the current measuring unit when the first switch is in a conductive state after the DC / AC conversion unit is started by the output voltage control unit. When the current measured by is equal to or higher than a predetermined value, the state detection unit that detects that the second switch has switched from the non-conducting state to the conducting state, and the first switch are in the conducting state and the non-conducting state. The output voltage control unit includes a second control unit capable of switching to and when the state detection unit detects a switch from the non-conducting state to the conducting state in the second switch. The DC / AC conversion unit is stopped, and the second control unit causes the first switch to be non-conducting from the conductive state when the DC / AC conversion unit is stopped by the output voltage control unit. The output voltage control unit restarts the DC / AC conversion unit when the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state under the control of the second control unit. It is a power supply device characterized by.
本発明の一態様は、上述の電源装置であって、前記出力電圧制御部は、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止する。 One aspect of the present invention is the power supply device described above, and when the output voltage control unit detects a change from the non-conducting state to the conducting state in the second switch, the DC / AC Stop the conversion unit.
本発明の一態様は、上述の電源装置であって、前記第2のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第1の制御部を備え、前記第1の制御部は、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第2のスイッチを非導通状態から導通状態に切り換える。
One aspect of the present invention is the power supply device described above, which includes a first control unit capable of switching the second switch between a conductive state and a non-conducting state, and the first control unit is the first control unit . When the
本発明の一態様は、上述の電源装置であって、前記第1のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第2の制御部を備え、前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動する。 One aspect of the present invention is the power supply device described above, which includes a second control unit capable of switching the first switch between a conductive state and a non-conducting state, and the output voltage control unit detects the state. When the unit detects the switching from the non-conducting state to the conducting state in the second switch, the DC / AC conversion unit is stopped, and the second control unit is the output voltage control unit. When the DC / AC conversion unit is stopped, the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state , and the output voltage control unit controls the first switch by the control of the second control unit. Is switched from the conductive state to the non-conducting state, the DC / AC conversion unit is restarted.
本発明の一態様は、直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換部と、前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、前記DC/AC変換部の出力と交流出力の出力線との間に接続される第2のスイッチの状態を検出する状態検出部と、前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、を備え、前記状態検出部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、外部からの交流電力が前記DC/AC変換部を介さずに前記出力線に供給されている状態で前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出し、外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と前記出力線との間に接続される第1のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第2の制御部を備え、前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動することを特徴とするインバータである。 One aspect of the present invention is a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power, an output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit, and an output and AC of the DC / AC conversion unit. The state detection unit is provided with a state detection unit that detects the state of the second switch connected to the output line of the output and a current measurement unit that measures the current flowing through the output of the DC / AC conversion unit. After activating the DC / AC conversion unit by the output voltage control unit, the unit measures the current in a state where AC power from the outside is supplied to the output line without going through the DC / AC conversion unit. When the current measured by the unit exceeds a predetermined value, it is detected that the second switch has switched from the non-conducting state to the conducting state, and the bypass power supply line and the output line to which AC power is supplied from the outside are detected. The output voltage control unit includes a second control unit capable of switching the first switch connected to and from the current state and the non-conducting state, and the state detection unit is used in the second switch. When the switch from the non-conducting state to the conducting state is detected, the DC / AC conversion unit is stopped, and in the second control unit, the DC / AC conversion unit is stopped by the output voltage control unit. When this is done, the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state, and the output voltage control unit switches the first switch from the conductive state to the non-conducting state under the control of the second control unit. The inverter is characterized in that the DC / AC conversion unit is restarted when the voltage is changed.
以上説明したように、本発明によれば、低コストの構成で、出力リレーを導通状態に切り替わった場合に発生する過電流を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress an overcurrent that occurs when the output relay is switched to the conductive state with a low-cost configuration.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the inventions that fall within the scope of the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention. In the drawings, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations. In addition, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電源装置Aの一例を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、電源装置Aは、開閉スイッチ1、半導体スイッチ2、及び出力スイッチ3、制御部4(第2の制御部)、及びインバータ部5を備える。なお、開閉スイッチ1は、本発明の「第1のスイッチ」の一例である。なお、インバータ部5は、本発明の「インバータ」の一例である。
Hereinafter, the power supply device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a power supply device A according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the power supply device A includes an open /
電源装置Aは、直流電源100(外部)から供給される直流電力をインバータ部5が変換した交流電力と、商用電源200(外部)から供給される交流電力とを切り替えて出力可能な電源装置である。ここで、商用電源200は、例えば、100V(ボルト)の交流電源である。
The power supply device A is a power supply device capable of switching between AC power converted by the
なお、以下の説明において、商用電源200から供給された交流電力を、電源装置Aの出力線に供給することをバイパス給電と称し、インバータ部5で変換した交流電力を電源装置Aの出力線に供給することをインバータ給電と称する。また、商用電源200から交流電力が供給される電源供給線をバイパス給電線L1と称し、電源装置Aの出力線である交流出力の出力線を交流出力線L3と称する。
In the following description, supplying the AC power supplied from the
開閉スイッチ1は、例えば、リレースイッチや開閉器などの機械的に接点を開閉するスイッチである。開閉スイッチ1は、商用電源200から交流電力が供給されるバイパス給電線L1と交流出力線L3との間に接続されている。
開閉スイッチ1は、制御部4から供給される制御信号に基づいて、オフ状態(非導通状態)とオン状態(導通状態)とが切り替えられる。なお、開閉スイッチ1は、機械的に接点を開閉するため、制御信号により、オフ状態又はオン状態に制御された際に、実際に制御された状態になるまでに遅延時間(タイムラグ)が生じる。
The open /
The open /
半導体スイッチ2は、例えば、サイリスタやトライアックなどのスイッチであり、開閉スイッチ1と並列に接続されている。すなわち、半導体スイッチ2は、バイパス給電線L1と交流出力線L3との間に接続されている。半導体スイッチ2は、制御部4から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
The
半導体スイッチ2は、制御信号によってオン状態に制御された際に、開閉スイッチ1よりも遅延時間(タイムラグ)が短いため、交流出力線L3への給電が途切れないように、開閉スイッチ1と並列に接続されている。また、半導体スイッチ2は、制御信号によってオフ状態に制御された際には、オフ状態になるまでに、交流電流が0(ゼロ)になるまでの期間(交流電流が反転するまでの期間)の遅延時間(タイムラグ)が生じるものとする。すなわち、半導体スイッチ2は、オフ状態に制御された際に、オフ状態になるまでに所定の時間を要し、オフ状態になったか否かを示す状態信号が出力されないスイッチである。
Since the
出力スイッチ3は、例えば、リレースイッチや開閉器などの機械的に接点を開閉するスイッチである。出力スイッチ3は、インバータ部5の出力線L2と交流出力線L3との間に接続されている。出力スイッチ3は、制御部4から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。
The output switch 3 is, for example, a switch such as a relay switch or a switch that mechanically opens and closes contacts. The output switch 3 is connected between the output line L2 of the
制御部4は、例えば、インバータ部5の動作を制御するとともに、バイパス給電とインバータ給電との切り替えを制御する。具体的には、制御部4は、開閉スイッチ1、及び半導体スイッチ2のそれぞれのオン状態とオフ状態との切り替えを制御する。また、制御部4は、出力スイッチ3のオン状態とオフ状態との切り替えを制御する。
The
制御部4は、例えば、CPUなどを含むプロセッサであり、電源装置Aを統括的に制御する。制御部4は、例えば、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、開閉スイッチ1及び半導体スイッチ2をオフ状態にし、半導体スイッチ2の両端の電圧差が所定の閾値以上(例えば、数V程度以上)になった場合に、インバータ給電を開始させる。
The
具体的に、制御部4は、バイパス給電からインバータ給電に切り替える際に、半導体スイッチ2をオフ状態にするとともに、出力スイッチ3をオン状態にし、半導体スイッチ2の両端の電圧差が所定の閾値以上になった場合に、インバータ部5の変換を開始させることによりインバータ給電を開始させる。すなわち、制御部4は、半導体スイッチ2の両端の電圧差が所定の閾値以上になった場合に、インバータ部5に出力許可信号を出力する。なお、制御部4は、例えば、不図示のADC(Analog to Digital Converter)を有しており、当該ADCにより、半導体スイッチ2の両端の電圧を検出する。
Specifically, when switching from bypass power supply to inverter power supply, the
インバータ部5は、直流電源100から供給された直流電力を交流電力に変換する。インバータ部5は、制御部4が出力する制御信号(例えば、出力許可信号などを含む)に基づいて制御され、変換した交流電力を出力線L2に出力する。なお、インバータ部5は、例えば、CAN(Controller Area Network)によって、制御部4との間で通信し、制御部4によって制御されてもよい。
The
インバータ部5は、DC/AC変換部51、交流フィルタ部52、電流測定部53、出力リレー54、及びインバータ制御部55を備える。なお、出力リレー54は、本発明の「第2のスイッチ」の一例である。
The
DC/AC変換部51は、直流電源100から供給された直流電圧Vdcを、例えば、100V、50Hz(ヘルツ)(又は60Hz)の交流電圧Vacに変換する。DC/AC変換部51は、不図示のスイッチング素子を備え、インバータ制御部55からの制御により、スイッチング素子をスイッチングすることにより、直流電圧(直流電力)を交流電圧(交流電力)に変換する。
The DC /
交流フィルタ部52は、例えば、LCフィルタであり、DC/AC変換部51が変換した交流電圧からリップルを除去する。
The
電流測定部53は、DC/AC変換部51の出力側に設けられる。本実施形態では、電流測定部53は、交流フィルタ部52の出力と、出力リレー54との間に設けられる。
電流測定部53は、DC/AC変換部51の出力に流れる電流Ioutを測定する。ここで、DC/AC変換部51の出力に流れる電流とは、DC/AC変換部51の出力から出力線L2に出力される電流と、出力線L2からDC/AC変換部51の出力に流入する電流との、少なくともいずれかである。電流測定部53は、測定した電流Ioutをインバータ制御部55に出力する。
The
The
出力リレー54は、DC/AC変換部51の出力と出力線L2との間に接続される。
出力リレー54は、例えば、リレースイッチであり、交流フィルタ部52の出力と、交流電圧Vacの出力線L2との間に接続されている。出力リレー54は、インバータ制御部55から供給される制御信号に基づいて、オフ状態とオン状態とが切り替えられる。また、出力リレー54は、オン状態になったか否かを示す状態信号が出力されないスイッチである。
The
The
インバータ制御部55は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含むプロセッサであり、インバータ部5を統括的に制御する。
The
図1に示すように、本実施形態に係るインバータ制御部55は、状態検出部551、制御部552(第1の制御部)、及び出力電圧制御部553を備える。
As shown in FIG. 1, the
状態検出部551は、電流測定部53が測定した電流Ioutに基づいて、出力リレー54の状態を検出する。具体的には、電流測定部53が測定した電流Ioutが所定値以上になった場合に、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わったことを検出する。状態検出部551は、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わったことを検出すると、その旨を示す検出信号を出力電圧制御部553に出力する。
The
制御部552は、出力リレー54をオン状態とオフ状態とのいずれかに切り替える。具体的には、制御部552は、出力電圧制御部553によりDC/AC変換部51を起動させた後に、出力リレー54をオフ状態からオン状態に切り換える。
The
出力電圧制御部553は、DC/AC変換部51の出力電圧を制御する。例えば、出力電圧制御部553は、交流フィルタ部52の出力電圧(交流電圧Vac)を検出し、検出した当該電圧(交流電圧Vac)が、目標の交流電圧になるように、DC/AC変換部51のスイッチングを制御する。
The output
出力電圧制御部553は、制御部4からユニット運転指令を取得した場合には、DC/AC変換部51を起動する。ユニット運転指令とは、DC/AC変換部51を起動させることを指示する信号であって、例えば、インバータ部5内の異常が解消された場合に、制御部4から出力電圧制御部553に出力される。なお、インバータ部5内の異常が検出されている間は、商用電源200から電源装置Aの交流出力線L3に交流電力を供給するバイパス給電とする。一方、インバータ部5内の異常が解消された場合には、バイパス給電からインバータ給電に切り替えられる。すなわち、出力電圧制御部553は、ユニット運転指令を取得した場合には、インバータ部5で変換した交流電力を電源装置Aの出力線に供給するための制御を行う。
The output
出力電圧制御部553は、状態検出部551から検出信号を取得した場合には、DC/AC変換部51を停止する。すなわち、出力電圧制御部553は、状態検出部551により出力リレー54における、オフ状態からオン状態への切り替わりを検出した場合に、DC/AC変換部51を停止する。
When the output
出力電圧制御部553は、半導体スイッチ2がオン状態からオフ状態に切り換わった場合に、DC/AC変換部51を再起動する。すなわち、出力電圧制御部553は、制御部4から出力許可信号を取得した場合に、DC/AC変換部51を再起動する。
The output
以下に、本発明の一実施形態に係るバイパス給電からインバータ給電に切り替える動作について、図2〜図6を用いて説明する。なお、初期状態として、制御部4がインバータ部5内の異常を検出しており、バイパス給電しているものとする(図4)。すなわち、開閉スイッチ1がオン状態、半導体スイッチ2がオフ状態であり、インバータ部5が動作を停止しており、出力スイッチ3がオフ状態であるものとする。そのため、初期状態として、商用電圧Vin_acが電源装置Aの出力電圧(交流出力電圧Vac_out)として電源装置Aから出力されている。なお、図3に示す電圧、電流波形において、点線が商用電源200から出力される電圧、電流の波形を示し、実線がインバータ部5から出力される電圧、電流の波形を示す。
Hereinafter, the operation of switching from the bypass power supply to the inverter power supply according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6. As an initial state, it is assumed that the
制御部4は、インバータ部5内の異常が解消したと判定した場合には(時刻T1)、インバータ部5にユニット運転指令(L状態の信号)を送信する(ステップS101)。
When the
制御部4は、開閉スイッチ1をオン状態からオフ状態に切り替えるために、開閉スイッチ1に制御信号を出力する(時刻T2)。制御部4は、半導体スイッチ2をオフ状態からオン状態に切り替えるために、半導体スイッチ2に制御信号を出力する(時刻T2)。制御部4は、出力スイッチ3をオフ状態からオン状態に切り替えるために、出力スイッチ3に制御信号を出力する(時刻T2)。
The
これにより、時刻T3において、開閉スイッチ1がオフ状態となり、出力スイッチ3がオン状態となる(ステップS102)。なお、半導体スイッチ2は、開閉スイッチ1よりも遅延時間(タイムラグ)が短いため、時刻T2でオン状態となる。
As a result, at time T3, the open /
ここで、出力スイッチ3がオン状態であるため、出力リレー54の外側に商用電圧Vin_acが印加される(図5)。ただし、出力リレー54はオフ状態であるため、インバータ部5内に商用電流が流れることはない。
Here, since the output switch 3 is in the ON state, the commercial voltage Vin_ac is applied to the outside of the output relay 54 (FIG. 5). However, since the
出力電圧制御部553は、時刻T4において、制御部4からユニット運転指令を取得すると、DC/AC変換部51を起動する(ステップS103)。これにより、DC/AC変換部51は、直流電源100から供給された直流電圧Vdcを交流電圧Vacに変換する。これにより、交流フィルタ部52と出力リレー54との間に交流電圧Vacが印加される。なお、出力電圧制御部553は、可能な限り、交流電圧Vacを商用電圧Vin_acと同電圧、且つ同位相になるようにDC/AC変換部51を制御する。
When the output
出力電圧制御部553は、DC/AC変換部51を起動すると、DC/AC変換部51を起動したことを示す起動信号を制御部552に出力する。
When the DC /
制御部552は、出力電圧制御部553から起動信号を取得すると、出力リレー54をオフ状態からオン状態に切り替えるために、制御信号(L状態の制御信号)を出力リレー54に出力する。これにより、時刻T5において、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わる(ステップS104)。
ここで、出力リレー54がオン状態になると、商用電源200からの商用電圧Vin_acと、DC/AC変換部51からの交流電圧Vacとが衝突して、DC/AC変換部51と商用電源200との間で過電流が発生する(図6)。
When the
Here, when the
状態検出部551は、電流測定部53が測定した電流Ioutの絶対値が所定値以上か否かを判定する(ステップS105)。状態検出部551は、電流測定部53が測定した電流Ioutの絶対値が所定値以上であると判定した場合には、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わったことを検出する。
The
一方、状態検出部551は、電流測定部53が測定した電流Ioutの絶対値が所定値未満であると判定した場合には、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わっていないことを検出する。
On the other hand, when the
このように、状態検出部551は、出力リレー54がオン状態になると、商用電源200からの商用電圧Vin_acと、DC/AC変換部51からの交流電圧Vacとが衝突して、DC/AC変換部51と商用電源200との間で過電流が発生することを利用して、出力リレー54がオン状態に切り替わった否かを判定する。すなわち、状態検出部551は、電流Ioutを所定周期ごとに監視し、そのIoutの絶対値が一定値以上の電流値になった場合は、過電流が流れた、すなわち出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わったと判定する。
In this way, when the
状態検出部551は、出力リレー54がオフ状態からオン状態に切り替わったことを検出すると、検出信号を出力電圧制御部553に出力する。
出力電圧制御部553は、状態検出部551から検出信号を取得した場合には、DC/AC変換部51を一旦停止する(ステップS106)。これにより、インバータ部5内には、商用電圧Vin_acが印加されることになる。ただし、DC/AC変換部51が停止されているため、インバータ部5内に電流が流れることがない。すなわち、出力リレー54がオン状態であるが、上記過電流が防止されている状態となる。
When the
When the output
出力電圧制御部553は、DC/AC変換部51を一旦停止すると、その旨を示す停止信号を制御部4に送信する。
制御部4は、出力電圧制御部553から停止信号を受信すると、バイパス給電からインバータ給電に切り替えるために、半導体スイッチ2をオン状態からオフ状態に切り替える制御信号を半導体スイッチ2に出力する(時刻T6)。これにより、半導体スイッチ2は、オン状態からオフ状態に切り替わる(ステップS107。ただし、半導体スイッチ2は、交流電流が0(ゼロ)になるまでオフ状態にはならない。そのため、交流電流が反転するまでの期間の間は、半導体スイッチ2に商用電流が流れ続ける。
Once the DC /
When the
出力電圧制御部553は、半導体スイッチ2がオン状態からオフ状態に切り換わった場合に、DC/AC変換部51を再起動する(ステップS108)。具体的には、出力電圧制御部553は、半導体スイッチ2がオフ状態に切り替わった後における半周期後のゼロクロスのタイミングでDC/AC変換部51を起動する。例えば、出力電圧制御部553は、制御部4から上記タイミングを示す信号(出力許可信号)を取得した場合に、DC/AC変換部51を再起動する。
The output
これにより、電源装置Aは、バイパス給電からインバータ給電に出力が途切れずに切り替えることができる(時刻T7)。 As a result, the power supply device A can switch from the bypass power supply to the inverter power supply without interruption (time T7).
上述したように、本発明の一実施形態に係る電源装置Aは、DC/AC変換部51から出力される出力電流に基づいて、出力リレー54の状態を検出する。これにより、出力リレー54の状態情報を検出する検出回路が不要となる。したがって、低コストの構成で、出力リレー54がオン状態に切り替わった場合に発生する過電流を抑制することができる。
As described above, the power supply device A according to the embodiment of the present invention detects the state of the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態の電源装置Aは、一つのインバータ部5を備える例を説明したが、これに限定されない。例えば、電源装置Aは、複数のインバータ部5を備え、各インバータ部5が並列に接続される構成であってもよい。これにより、電源装置Aは、インバータ供給可能な交流電力を増大させることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) Although the example in which the power supply device A of the above embodiment includes one
(2)上記実施形態の電源装置Aは、バイパス給電として、100Vの商用電源を直接供給する例を説明したが、200Vなどの交流電圧をバイパス給電として供給してもよい。 (2) Although the example in which the power supply device A of the above embodiment directly supplies a commercial power supply of 100 V as a bypass power supply has been described, an AC voltage such as 200 V may be supplied as a bypass power supply.
(3)上記実施形態において、制御部4や制御部552が出力する制御信号のH状態により制御される状態とL状態により制御される状態とは、上述した実施形態に限定されるものではなく、逆の論理状態により制御されてもよい。
(3) In the above embodiment, the state controlled by the H state and the state controlled by the L state of the control signal output by the
(4)上記実施形態のインバータ部5において、DC/AC変換部51は、直流電源100から供給された直流電圧Vdcを交流電圧Vacに変換する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、直流電源100とDC/AC変換部51との間に、DC/DC変換部、及び直流フィルタ部(例えば、LCフィルタ)を設けてもよい。
例えば、DC/DC変換部は、直流電源100から供給されたVdcを所定の直流電圧に変換する。そして、直流フィルタ部は、DC/DC変換部が変換した直流電圧からリップルを除去する。DC/AC変換部51は、直流フィルタ部で除去された直流電圧を交流電圧Vacに変換する。
(4) In the
For example, the DC / DC converter converts the Vdc supplied from the
A 電源装置
1 開閉スイッチ(第1のスイッチ)
2 半導体スイッチ(第1のスイッチ)
3 出力スイッチ
4 制御部(第2の制御部)
5 インバータ部
51 DC/AC変換部
52 交流フィルタ部
53 電流測定部
54 出力リレー(第2のスイッチ)
55 インバータ制御部
551 状態検出部
552 制御部(第1の制御部)
553 出力電圧制御部
A
2 Semiconductor switch (first switch)
3
5
55
553 Output voltage control unit
Claims (5)
直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換部と、
前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、
前記DC/AC変換部の出力と前記出力線との間に接続される第2のスイッチと、
前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出する状態検出部と、
を備え、
前記出力電圧制御部は、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止する
ことを特徴とする電源装置。 The first switch connected between the bypass feed line to which AC power is supplied from the outside and the output line of the AC output,
A DC / AC converter that converts DC power to AC power,
An output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit,
A second switch connected between the output of the DC / AC converter and the output line,
A current measuring unit that measures the current flowing through the output of the DC / AC conversion unit, and a current measuring unit.
After the DC / AC conversion unit is started by the output voltage control unit, when the current measured by the current measurement unit becomes a predetermined value or more when the first switch is in a conductive state, the first switch is used. A state detection unit that detects that the switch of 2 has switched from a non-conducting state to a conducting state, and
Equipped with a,
The output voltage control unit stops the DC / AC conversion unit when it detects a change from the non-conducting state to the conducting state in the second switch.
The power supply device comprising a call.
直流電力を交流電力に変換するDC/AC変換部と、
前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、
前記DC/AC変換部の出力と前記出力線との間に接続される第2のスイッチと、
前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出する状態検出部と、
前記第1のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第2の制御部と、
を備え、
前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、
前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、
前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動する
ことを特徴とする電源装置。 The first switch connected between the bypass feed line to which AC power is supplied from the outside and the output line of the AC output,
A DC / AC converter that converts DC power to AC power,
An output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit,
A second switch connected between the output of the DC / AC converter and the output line,
A current measuring unit that measures the current flowing through the output of the DC / AC conversion unit, and a current measuring unit.
After the DC / AC conversion unit is started by the output voltage control unit, when the current measured by the current measurement unit becomes a predetermined value or more when the first switch is in a conductive state, the first switch is used. A state detection unit that detects that the switch of 2 has switched from a non-conducting state to a conducting state, and
A second control unit that can switch the first switch to the conductive state and a non-conductive state,
With
The output voltage control unit stops the DC / AC conversion unit when the state detection unit detects a change from the non-conducting state to the conducting state in the second switch.
The second control unit switches the first switch from the conductive state to the non-conducting state when the DC / AC conversion unit is stopped by the output voltage control unit.
The output voltage control unit restarts the DC / AC conversion unit when the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state under the control of the second control unit.
A power supply that is characterized by that.
前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、
前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、
前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動する、請求項1に記載の電源装置。 A second control unit capable of switching the first switch between a conductive state and a non-conducting state is provided.
The output voltage control unit stops the DC / AC conversion unit when the state detection unit detects a change from the non-conducting state to the conducting state in the second switch.
The second control unit switches the first switch from the conductive state to the non-conducting state when the DC / AC conversion unit is stopped by the output voltage control unit.
The output voltage control unit restarts the DC / AC conversion unit when the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state under the control of the second control unit, according to claim 1 . The power supply described.
前記第1の制御部は、前記第1のスイッチが導通状態である場合において前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、前記第2のスイッチを非導通状態から導通状態に切り換える、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電源装置。 A first control unit capable of switching the second switch between a conductive state and a non-conducting state is provided.
When the first switch is in a conductive state, the first control unit activates the DC / AC conversion unit by the output voltage control unit, and then moves the second switch from a non-conducting state to a conductive state. the switching power supply apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記DC/AC変換部の出力電圧を制御する出力電圧制御部と、
前記DC/AC変換部の出力と交流出力の出力線との間に接続される第2のスイッチの状態を検出する状態検出部と、
前記DC/AC変換部の出力に流れる電流を測定する電流測定部と、
を備え、
前記状態検出部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部を起動させた後に、外部からの交流電力が前記DC/AC変換部を介さずに前記出力線に供給されている状態で前記電流測定部が測定する電流が所定値以上になった場合に、前記第2のスイッチが非導通状態から導通状態に切り替わったことを検出し、
外部から交流電力が供給されるバイパス給電線と前記出力線との間に接続される第1のスイッチを導通状態と非導通状態とに切り替え可能な第2の制御部を備え、
前記出力電圧制御部は、前記状態検出部が、前記第2のスイッチにおける、前記非導通状態から前記導通状態への切り替わりを検出した場合に、前記DC/AC変換部を停止し、
前記第2の制御部は、前記出力電圧制御部により前記DC/AC変換部が停止された場合に、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り換え、
前記出力電圧制御部は、前記第2の制御部の制御により前記第1のスイッチが導通状態から非導通状態に切り換わった場合に、前記DC/AC変換部を再起動する
ことを特徴とするインバータ。 A DC / AC converter that converts DC power to AC power,
An output voltage control unit that controls the output voltage of the DC / AC conversion unit,
A state detection unit that detects the state of the second switch connected between the output of the DC / AC conversion unit and the output line of the AC output, and a state detection unit.
A current measuring unit that measures the current flowing through the output of the DC / AC conversion unit, and a current measuring unit.
With
In the state detection unit, after the DC / AC conversion unit is activated by the output voltage control unit, AC power from the outside is supplied to the output line without going through the DC / AC conversion unit. When the current measured by the current measuring unit exceeds a predetermined value, it is detected that the second switch has switched from the non-conducting state to the conducting state.
It is provided with a second control unit capable of switching the first switch connected between the bypass feed line to which AC power is supplied from the outside and the output line into a conductive state and a non-conducting state.
The output voltage control unit stops the DC / AC conversion unit when the state detection unit detects a change from the non-conducting state to the conducting state in the second switch.
The second control unit switches the first switch from the conductive state to the non-conducting state when the DC / AC conversion unit is stopped by the output voltage control unit.
The output voltage control unit restarts the DC / AC conversion unit when the first switch is switched from the conductive state to the non-conducting state under the control of the second control unit.
Inverter which is characterized a call.
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