УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ПИТАНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ Российский патент 2019 года по МПК H02M1/36 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления подачей питания и к соответствующему способу.

Уровень техники

[0002] Раскрыты устройства управления подачей питания, в которых исключён ограничительный резистор, используемый для предотвращения броска тока. В таком устройстве управления подачей питания, когда принимается инструкция ST по запуску, устройство управления, выполняет процесс предварительного заряда, в котором конденсатор C заряжается посредством включения главных системных реле SMR1 и SMR3. Здесь, поскольку не предусмотрено ограничивающих сопротивлений, устройство управления осуществляет управление напряжением затвора мощного MOSFET таким образом, что мощный MOSFET главного системного реле SMR3 работает в диапазоне, не превышающем максимальное номинальное питание, и в насыщенной области. Затем после того, как процесс предварительного заряда завершается, главное системное реле SMR2 включается, а главное системное реле SMR3 выключается (патентный документ 1).

Документы из уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. JP 2007-143221 A

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые изобретением

[0004] Тем не менее, в устройстве управления подачей питания, описанном выше, в случае, если ток, протекающий между аккумулятором и электромотором, отключён, главные реле SMR1 и SMR2 выключаются в состоянии, в котором мощный MOSFET главного реле SMR3 выключается. По этой причине возникает проблема, состоящая в том, что контактные точки главных реле SMR1 и SMR2 могут легко изнашиваться, когда ток отключён.

[0005] Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании устройства управления подачей питания или соответствующего способа, способных подавлять износ контактных точек реле.

Средство для решения задач

[0006] Согласно настоящему изобретению, переключающее устройство и реле последовательно соединены с линией тока от положительного электрода источника питания постоянного тока к отрицательному электроду источника питания постоянного тока через нагрузку, и в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, линия тока размыкается посредством установки реле в отключённое состояние и последующего переключения переключающего устройства в отключённое состояние, за счёт чего разрешается проблема, описанная выше.

Преимущества изобретения

[0007] Согласно настоящему изобретению, поскольку реле переключается в отключённое состояние до переключающего устройства в состоянии, в котором высокий ток не протекает через реле, возникает эффект подавления износа контактных точек реле.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно этому варианту осуществления.

Фиг. 2 является принципиальной схемой, описывающей пример соединения переключающих устройств в этом варианте осуществления.

Фиг. 3 является принципиальной схемой, описывающей пример соединения переключающих устройств в этом варианте осуществления.

Фиг. 4 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока является электропроводящей.

Фиг. 5 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока является электропроводящей.

Фиг. 6 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока электрически разомкнута.

Фиг. 7 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока электрически разомкнута.

Фиг. 8 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии.

Фиг. 9 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле и напряжения срабатывания переключающего устройства в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии.

Фиг. 10 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно модифицированному примеру.

Осуществление изобретения

[0009] Ниже описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

Первый вариант осуществления

[0010] Фиг. 1 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство управления подачей питания согласно этому варианту осуществления расположено на транспортном средстве и т.п. Устройство управления подачей питания представляет собой устройство, которое управляет системой, которая подаёт питание от аккумулятора, установленного в транспортном средстве, на мотор через инвертор. В описании, представленном ниже, хотя предполагается случай, при котором устройство управления подачей питания расположено на транспортном средстве, устройство управления подачей питания не ограничено расположением в транспортном средстве и может располагаться в другом устройстве. Например, устройство управления подачей питания может применяться в системе подачи питания для подачи питания от стационарного источника питания в нагрузку.

[0011] Как проиллюстрировано на фиг. 1, устройство управления подачей питания включает в себя: источник 1 питания постоянного тока; нагрузочное устройство 2; переключающее устройство 3; реле 4; устройство 5 управления срабатыванием; датчики 6A, 6B и 6C напряжения; датчики 7A и 7B тока; устройство 8 управления; и линии P и N подачи питания. Здесь, устройство 8 управления не обязательно может представлять собой конфигурацию устройства управления подачей питания. Помимо этого, хотя устройство 5 управления срабатыванием и устройство 8 управления проиллюстрированы как отдельные на фиг. 1, устройство 5 управления срабатыванием и устройство 8 управления могут быть выполнены в виде одного устройства управления. На фиг. 1 пунктирные стрелки представляют управляющие сигналы.

[0012] Источник 1 питания постоянного тока представляет собой устройство, которое подаёт питание в нагрузочное устройство 2, и включает в себя аккумулятор 11 и кожух 12. Аккумулятор 11 сформирован посредством соединения множества вторичных элементов, таких как литий-ионные аккумуляторы. Аккумулятор 11 включает в себя положительный электрод и отрицательный электрод. Положительный электрод и отрицательный электрод аккумулятора 11 соединены с нагрузочным устройством 2 через одну пару линий P и N подачи питания. Кожух 12 представляет собой кожух, выполненный из металла, используемого для размещения аккумулятора 11. Помимо этого, источник 1 питания постоянного тока также имеет функцию для накопления питания, вырабатываемого посредством рекуперации нагрузочного устройства 2 в аккумуляторе 11.

[0013] Нагрузочное устройство 2 представляет собой устройство, которое потребляет питание от источника 1 питания постоянного тока, и включает в себя инвертор 21 и кожух 22. Нагрузочное устройство 2 электрически соединено с источником 1 питания постоянного тока через линии P и N подачи питания. Инвертор 21 представляет собой устройство преобразования питания, которое преобразует питание от аккумулятора 11 и подаёт преобразованное питание в электромотор, не проиллюстрированный на чертеже. Входная сторона (сторона постоянного тока) инвертора 21 соединена с аккумулятором 11 через линии подачи питания, и выходная сторона (сторона переменного тока) инвертора 21 соединена с электромотором. Кожух 22 представляет собой кожух, выполненный из металла, используемого для корпуса инвертора 21. Нагрузочное устройство 2 не ограничено наличием инвертора 21 и может включать в себя электромотор и может иметь нагрузку (например, нагревательный провод), отличную от инвертора 21.

[0014] Линии P и N подачи питания представляют собой одну пару электрических проводов, соединяющих источник 1 питания постоянного тока и нагрузочное устройство 2. Помимо этого, линии P и N подачи питания формируют линию тока от положительного электрода источника 1 питания постоянного тока к отрицательному электроду источника 1 питания постоянного тока через нагрузочное устройство 2.

[0015] Переключающее устройство 3 представляет собой полупроводниковое устройство, имеющее функцию переключения. В этом варианте осуществления, переключающее устройство 3 представляет собой MOSFET с каналом p-типа. Переключающее устройство 3 соединено с линией N подачи питания на стороне отрицательного электрода (на стороне отрицательного электрода). Переключающее устройство 3 не ограничено MOSFET и может представлять собой IGBT. Помимо этого, переключающее устройство 3 может представлять собой переключающее устройство, имеющее униполярную или биполярную структуру, выполненную из широкозонного полупроводникового материала, такого как Si, SiC или GaN.

[0016] В случае, если направление из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2 установлено как прямое направление, устройство управления подачей питания согласно этому варианту осуществления выполнено с возможностью отключения тока, протекающего в прямом направлении. По этой причине переключающее устройство 3 соединено таким образом, что проводящее направление P-канального полевого транзистора представляет собой прямое направление линии N подачи питания. В случае, если рекуперационный ток в обратном направлении выполнен с возможностью отключения с использованием переключающего устройства 3, переключающее устройство 3 может быть соединено при том, что сток и исток переключающего устройства 3, проиллюстрированного на фиг. 1, меняются местами.

[0017] Помимо этого, в случае, если ток прямого направления и ток обратного направления должны быть отключены, как проиллюстрировано на фиг. 2, множество переключающих устройств 3, не имеющих рабочих характеристик обратного пробоя, могут быть последовательно соединены. Фиг. 2 является принципиальной схемой, которая иллюстрирует пример соединения переключающих устройств 3, допускающих отключение токов обоих направлений. Как проиллюстрировано на фиг. 2, два переключающих устройства 3 представляют собой MOSFET с каналом p-типа и последовательно соединены в противоположных направлениях.

[0018] Помимо этого, в качестве другого примера соединения, допускающего отключение токов обоих направлений, как проиллюстрировано на фиг. 3, переключающие устройства 3, имеющие рабочие характеристики напряжения обратного пробоя, могут быть параллельно соединены. Фиг. 3 является принципиальной схемой, которая иллюстрирует пример соединения переключающих устройств 3, допускающих отключение токов обоих направлений. Как проиллюстрировано на фиг. 3, два переключающих устройства 3 представляют собой IGBT и соединены параллельно в противоположных направлениях.

[0019] Реле 4 представляет собой механический переключатель. В качестве реле 4, например, используется электромагнитное реле. Реле 4, отличающееся от переключающего устройства 3, включает в себя одну пару контактных точек, которые механически перемещаются согласно включению/выключению переключателя. Из одной пары контактных точек, по меньшей мере, одна контактная точка может динамически работать. Реле 4 соединено с линией P подачи питания на стороне положительного электрода (на стороне положительного электрода). Реле 4 включает в себя катушку и имеет структуру, в которой контактные точки приводятся в действие согласно электромагнитной индукции. Поток тока через катушку формирует электромагнитную индукцию.

[0020] Как описано выше, в устройстве управления подачей питания согласно этому варианту осуществления, линии P и N подачи питания формируют линию тока для проведения тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2. Чтобы выполнять переключение между электропроводностью и размыканием, реле 4 и переключающее устройство 3 соединены с линиями P и N подачи питания. Обычно, одна пара релейных переключателей соединена с линией подачи питания на стороне положительного электрода и линией подачи питания на стороне отрицательного электрода таким образом, что включение/выключение выполняется между источником питания постоянного тока, имеющим высокое напряжение, и нагрузкой. С другой стороны, в настоящем изобретении, роль релейного переключателя, соединённого со стороной положительного электрода, также может добавляться в реле 4, и роль релейного переключателя, соединённого со стороной отрицательного электрода, также может добавляться в переключающее устройство 3. Другими словами, в этом варианте осуществления, реле 4 представляет собой переключатель, обеспечивающий независимое включение/выключение линии тока любого из положительного электрода и отрицательного электрода.

[0021] В случае, если разность электрических потенциалов (далее называемая в этом документе «первой разностью электрических потенциалов») между положительной пластиной аккумулятора 11 и кожухом 12 отличается от разности электрических потенциалов (далее называемой в этом документе «второй разностью электрических потенциалов») между отрицательным электродом аккумулятора 11 и кожухом, переключающее устройство 3 соединено таким образом, что оно находится рядом со стороной электрода, имеющей меньшую разность электрических потенциалов. Например, в случае, если вторая разность электрических потенциалов меньше первой разности электрических потенциалов, переключающее устройство 3 соединено с линией N подачи питания, расположенной на стороне отрицательного электрода, и реле 4 соединено с линией P подачи питания, расположенной на стороне положительного электрода. Такая форма соединения представляет собой форму соединения, проиллюстрированную на фиг. 1. С другой стороны, в случае, если первая разность электрических потенциалов меньше второй разности электрических потенциалов, переключающее устройство 3 соединено с линией P подачи питания, расположенной на стороне положительного электрода, и реле 4 соединено с линией N подачи питания, расположенной на стороне отрицательного электрода.

[0022] Переключающее устройство 3 имеет вероятность того, что ток утечки формируется в устройстве также в отключённом состоянии. По мере того, как напряжение увеличивается, ток утечки увеличивается. По этой причине, посредством соединения переключающего устройства 3 с линией подачи питания, имеющей более низкую разность электрических потенциалов из первой разности электрических потенциалов и второй разности электрических потенциалов, может подавляться ток утечки, протекающий из кожуха и т.п. в переключающее устройство 3.

[0023] Устройство 5 управления срабатыванием представляет собой контроллер, который управляет включением/выключением переключающего устройства 3 и реле 4. Устройство 5 управления срабатыванием выполняет переключение между включением/выключением переключающего устройства 3 и реле 4 на основании сигнала разрешения подачи питания, передаваемого из устройства 8 управления. Помимо этого, устройство 5 управления срабатыванием выполняет переключение между включением/выключением переключающего устройства 3 и реле 4 на основании значений определения датчиков 6A-6C напряжения и датчиков 7A и 7B тока. Кроме того, устройство 5 управления срабатыванием также имеет функцию самодиагностики для переключающего устройства 3 и реле 4.

[0024] Датчик 6A напряжения обнаруживает напряжение входной стороны на линии тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2. Из двух контактных выводов датчика 6A напряжения, контактный вывод на стороне высокого электрического потенциала соединён с линией P подачи питания между положительным электродом аккумулятора 11 и реле 4, и контактный вывод на стороне низкого электрического потенциала соединён с линией N подачи питания.

[0025] Датчик 6B напряжения обнаруживает напряжение выходной стороны на линии тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2. Из обоих контактных выводов датчика 6B напряжения, контактный вывод на стороне высокого электрического потенциала соединён с линией P подачи питания между реле 4 и инвертором 21, и контактный вывод на стороне низкого электрического потенциала соединён с линией N подачи питания между переключающим устройством 3 и инвертором 21.

[0026] Датчик 6C напряжения обнаруживает напряжение выходной стороны реле 4 на линии тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2. Из обоих контактных выводов датчика 6C напряжения, контактный вывод на стороне высокого электрического потенциала соединён с линией P подачи питания между реле 4 и инвертором 21, и контактный вывод на стороне низкого электрического потенциала соединён с линией N подачи питания между переключающим устройством 3 и отрицательным электродом аккумулятора 11.

[0027] Датчик 7A тока представляет собой датчик, который обнаруживает ток линии P подачи питания и соединён с линией P подачи питания между положительным электродом аккумулятора 11 и реле 4. Датчик 7B тока представляет собой датчик, который обнаруживает ток линии N подачи питания и соединён с линией N подачи питания между отрицательным электродом аккумулятора 11 и переключающим устройством 3.

[0028] Обнаруженные напряжения, которые обнаружены посредством датчиков 6A, 6B и 6C напряжения, и обнаруженные токи, которые обнаружены посредством датчиков 7A и 7B тока, выводятся в устройство 5 управления срабатыванием.

[0029] Устройство 8 управления представляет собой контроллер, который управляет общей работой транспортного средства. Устройство 8 управления может обмениваться данными с устройством 5 управления срабатыванием с использованием управляющих сигналов. Помимо этого, устройство 8 управления передаёт сигнал разрешения подачи питания в устройство 5 управления срабатыванием в соответствии с состоянием главного переключателя транспортного средства. Когда сигнал разрешения подачи питания включается, он представляет, что подача питания из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2 разрешена. С другой стороны, когда сигнал разрешения подачи питания отключён, он указывает на то, что подача питания из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2 не разрешена. Например, когда главный переключатель транспортного средства переключается из выключенного во включённое состояние в соответствии с пользовательской операцией, устройство 8 управления устанавливает сигнал разрешения подачи питания таким образом, что он находится во включённом состоянии, посредством задания уровня сигнала разрешения подачи питания высоким. С другой стороны, когда главный переключатель переключается из включённого в выключенное состояние, устройство 8 управления устанавливает сигнал разрешения подачи питания таким образом, что он находится в отключённом состоянии, посредством задания уровня сигнала разрешения подачи питания низким.

[0030] Ниже подробно описано управление устройством 5 управления срабатыванием. Сначала описано управление, выполняемое, когда устройство управления подачей питания запускается (начинает работу). Устройство 5 управления начинает работу системы для подачи питания посредством электропроводности линии тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2. Более конкретно, в случае, если сигнал разрешения тока, который находится во включённом состоянии, принимается из устройства 8 управления, устройство 5 управления срабатыванием осуществляет управление в следующей последовательности таким образом, что линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 является электропроводящей.

[0031] Фиг. 4 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 является электропроводящей. На графиках, проиллюстрированных на фиг. 4, горизонтальная ось представляет время. Напряжение срабатывания реле 4 представляет напряжение, приложенное к катушке реле 4 на основании управляющего сигнала устройства 5 управления срабатыванием. Реле 4 находится во включённом состоянии, когда напряжение срабатывания составляет V_ON, и реле 4 находится в отключённом состоянии, когда напряжение срабатывания составляет V_OFF. Напряжение срабатывания переключающего устройства 3 соответствует напряжению затвора переключающего устройства 3. Помимо этого, на графиках, проиллюстрированных на фиг. 5-9, вертикальная ось и горизонтальная ось являются аналогичными вертикальной оси и горизонтальной оси графиков, проиллюстрированных на фиг. 4.

[0032] В случае, если сигнал подачи питания отключён, переключающее устройство 3 и реле 4 находятся в отключённых состояниях. Другими словами, в случае, если ток не должен протекать между источником 1 питания постоянного тока, как нагрузочное устройство 2, так и переключающее устройство 3 и реле 4 поддерживают отключённые состояния. Соответственно, импеданс линии тока поддерживается высоким, и может повышаться безопасность системы. Помимо этого, в случае, если высокий импеданс линии тока может поддерживаться посредством установки одного переключателя переключающего устройства 3 и реле 4 во включённое состояние, только одно из переключающего устройства 3 и реле 4 может устанавливаться таким образом, что оно находится в отключённом состоянии.

[0033] Как проиллюстрировано на фиг. 4, в начальном состоянии, сигнал подачи питания отключён, и напряжение срабатывания реле 4 и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 составляют V_OFF. Во время t₁, когда сигнал подачи питания переключается из выключенного во включённое состояние, устройство 5 управления срабатыванием повышает напряжение срабатывания реле 4 от V_OFF до V_ON во время t₂, которое находится после истечения заданного времени от времени t₁, за счёт этого переключая реле 4 из выключенного состояния во включённое состояние. Во время t₃ после истечения заданного от времени t₂, устройство 5 управления срабатыванием повышает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_OFF. Затем во время t₄, напряжение срабатывания переключающего устройства 3 становится V_ON, и переключающее устройство 3 переключается во включённое состояние.

[0034] В случае, если линия тока является электропроводящей, и питание подаётся из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2, ток протекает из места, имеющего высокий электрический потенциал, в место, имеющее низкий электрический потенциал. В случае, если схемный элемент, имеющий паразитную ёмкость или компонент ёмкости, соединён с местом, имеющим низкий электрический потенциал, например, в случае, если сглаживающий конденсатор соединён с входной стороной (стороной постоянного тока) нагрузочного устройства 2 в начальном состоянии во время электропроводности линии тока, бросок тока протекает из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2. Чем меньше импеданс тока, тем больше становится бросок. В случае, если большой бросок тока протекает через реле 4, вызывается фиксация контактных точек реле 4 или отрицательный эффект на переключающее устройство 3. Помимо этого, существует такая проблема, что перенапряжение формируется согласно индуктивности линии тока и броска тока. По этой причине, в случае, если линия тока является электропроводящей, ток должен протекать между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 при ограничении тока, протекающего из источника 1 питания постоянного тока в линию тока.

[0035] Как описано выше, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока является электропроводящей, устройство 5 управления срабатыванием переключает реле 4 во включённое состояние и затем переключает переключающее устройство 3 во включённое состояние. Поскольку переключающее устройство 3 представляет собой MOSFET, устройство 5 управления срабатыванием может регулировать сопротивление во включённом состоянии переключающего устройства 3 посредством управления напряжением затвора, и может произвольно изменять величину тока, протекающего по линии тока. Реле 4 уже находится во включённом состоянии в момент времени для времени t₃. По этой причине, посредством переключения переключающего устройства 3 во включённое состояние при регулировании напряжения затвора таким образом, что сопротивление во включённом состоянии переключающего устройства 3 увеличивается, может подавляться бросок тока, протекающий из источника 1 питания постоянного тока на линию тока.

[0036] Помимо этого, в этом варианте осуществления, напряжение срабатывания переключающего устройства 3 постепенно повышается из состояния низкого уровня от времени t₃. Соответственно, сопротивление во включённом состоянии переключающего устройства 3 может постепенно регулироваться из состояния высокого уровня в состояние низкого уровня, за счёт чего может подавляться бросок тока.

[0037] Помимо этого, в период от времени t₃ до времени t₄, устройство 5 управления срабатыванием может регулировать напряжение затвора таким образом, что оно является оптимальным для предотвращения броскового тока, при управлении током, протекающим из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, посредством использования датчиков 6A-6C напряжения или датчиков 7A и 7B тока. Ток, протекающий из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, например, может обнаруживаться посредством разности напряжений между обнаруженным напряжением, обнаруженным посредством датчика 6A напряжения, и обнаруженным напряжением, обнаруженным посредством датчика 6B напряжения, обнаруженным напряжением, обнаруженным посредством датчика 6C напряжения, или обнаруженными токами, обнаруженными посредством датчиков 7A и 7B тока.

[0038] Чтобы регулировать напряжение затвора, устройство 5 управления срабатыванием может регулировать напряжение затвора таким образом, что ток, протекающий по линии тока, не превышает разрешённое значение тока каждого устройства, соединённого с линией тока. Помимо этого, устройство 5 управления срабатыванием может регулировать напряжение затвора таким образом, что температура каждого устройства не выше разрешённой температуры, или напряжение, приложенное к каждому устройству, выше допустимого значения в соответствии с током, протекающим по линии тока. Температура и напряжение каждого устройства могут управляться посредством размещения отдельных датчиков и с использованием обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков, или могут управляться посредством получения оценённых значений из обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, посредством арифметических операций. Значение напряжения затвора во время регулирования может задаваться заранее или может задаваться в реальном времени на основании обнаруженного значения, обнаруженного посредством датчиков.

[0039] Помимо этого, чем короче заданное время от времени t₁ до времени t₂, и чем короче заданное время от времени t₂ до времени t₃, тем короче может быть время запуска системы.

[0040] В этом варианте осуществления, когда система подачи питания запускается, устройство 5 управления срабатыванием может выполнять самодиагностику переключающего устройства 3 и реле 4. Ниже описана управляющая последовательность устройства 5 управления срабатыванием со ссылкой на фиг. 5.

[0041] Фиг. 5 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если самодиагностика переключающего устройства 3 и реле 4 выполняется в то время, когда линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 является электропроводящей.

[0042] В начальном состоянии, сигнал подачи питания отключён, и напряжение срабатывания реле 4 и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 составляют V_OFF. Сигнал подачи питания переключается из выключенного во включённое состояние во время t₁, напряжение срабатывания реле 4 повышается от V_OFF до V_ON во время t₂, напряжение срабатывания переключающего устройства 3 постепенно повышается от V_OFF во время t₃, и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 становится V_ON во время t₄, что является аналогичным управлению в последовательности, описанной со ссылкой на фиг. 4.

[0043] Устройство 5 управления срабатыванием осуществляет управление переключающим устройством 3 таким образом, что напряжение срабатывания переключающего устройства 3 временно повышается в пределах заданного периода от времени t₁ до времени t₂ и, после того, как напряжение срабатывания повышается, напряжение срабатывания понижается до V_OFF. Устройство 5 управления срабатыванием, во время t_a, которое находится после времени t₁, повышает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_OFF. Когда напряжение срабатывания становится V_ON во время t_b, которое находится после времени t_a, устройство 5 управления срабатыванием понижает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_ON. Затем во время t_c, напряжение срабатывания становится V_OFF. Соответственно, в случае, если линия тока является проводящей, устройство 5 управления срабатыванием устанавливает переключающее устройство 3 таким образом, что оно находится во включённом состоянии в течение периода от времени t_a до времени t_c до переключения реле 4 во включённое состояние.

[0044] Устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 и реле 4 в течение периода от времени t₁ до времени t_c на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока. В случае, если реле 4 является нормальным, в течение периода от времени t_a до времени t_c, даже когда напряжение срабатывания переключающего устройства 3 выше V_OFF, ток не протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. По этой причине, в течение периода от времени t_a до времени t_c, отсутствует изменение обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, или имеются небольшие величины изменений обнаруженных значений даже в случае, если имеются изменения. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания (фиксация включённого состояния) реле 4 возникает, в течение периода от времени t_a до времени t_c, когда напряжение срабатывания переключающего устройства 3 выше V_OFF, ток начинает протекать из источника 1 питания постоянного тока на линию тока.

[0045] Устройство 5 управления срабатыванием, в течение периода от времени t_a до времени t_c, сравнивает обнаруженные значения, обнаруженные посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженные значения, обнаруженные посредством датчиков 7A и 7B тока, с пороговыми значениями и определяет, существует ли неисправность в реле 4, на основании результата сравнения. Здесь, пороговые значения являются значениями, заданными заранее для диагностики неисправностей реле 4.

[0046] Когда диагностика неисправностей выполняется, устройство 5 управления срабатыванием не должно обязательно использовать обнаруженные значения, обнаруженные посредством всех датчиков из числа датчиков 6A-6C напряжения и датчиков 7A и 7B тока, а может использовать, по меньшей мере, одно обнаруженное значение. В случае, если диагностика неисправностей реле 4 выполняется с использованием обнаруженного значения, которое увеличивается согласно неисправности реле 4, устройство 5 управления срабатыванием определяет, что существует неисправность в реле 4 в случае, если обнаруженное значение выше порогового значения. С другой стороны, в случае, если диагностика неисправностей реле 4 выполняется с использованием обнаруженного значения, которое уменьшается согласно неисправности реле 4, устройство 5 управления срабатыванием определяет, что существует неисправность в реле 4 в случае, если обнаруженное значение ниже порогового значения. Выбор обнаруженного значения во время выполнения диагностики неисправностей и критерий определения в случае, если обнаруженное значение сравнивается с пороговым значением, не ограничены применением к диагностике неисправностей реле 4 и также могут применяться во время выполнения диагностики неисправностей переключающего устройства 3, описанной ниже. Обнаруженные значения по сравнению с пороговым значением могут быть обнаруженными значениями, обнаруженными посредством датчиков 6A-6C напряжения и датчиков 7A и 7B тока, но могут быть разностью между обнаруженными значениями, обнаруженными посредством датчиков.

[0047] Помимо этого, чем короче период от времени t_a до времени t_c, тем короче время запуска системы, и может подавляться резервное питание. Помимо этого, когда неисправность в виде возникновения короткого замыкания реле 4 возникает в течение периода от времени t_a до времени t_c, ток протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Затем в течение периода от времени t_b до времени t_c ток отключается, и, соответственно, существует проблема, формирования перенапряжения согласно изменению величины тока. По этой причине период от времени t_b до времени t_c предпочтительно является максимально возможно коротким, так что отсутствует отрицательный эффект перенапряжения на устройства при рассмотрении выдерживаемого напряжения каждого устройства на линии тока и индуктивности линии тока.

[0048] Таким образом, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока является электропроводящей, устройство 5 управления срабатыванием, до переключения реле 4 во включённое состояние, в течение периода от времени t_b до времени t_c, устанавливает переключающее устройство 3 таким образом, что оно находится во включённом состоянии, и в период от времени t_b до времени t_c, выполняет диагностику неисправностей реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков. Соответственно, защита схемных устройств и т.п. достигается при том, что обеспечивается безопасность системы.

[0049] Устройство 5 управления срабатыванием может выполнять диагностику неисправностей переключающего устройства 3 после времени t₂. Устройство 5 управления срабатыванием, в течение периода от времени t₂ до времени t₃, выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока. В случае, если переключающее устройство 3 является нормальным, в течение периода от времени t₂ до времени t₃, даже когда реле 4 переключается во включённое состояние, ток не протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Затем в течение периода от времени t₂ до времени t₃, отсутствует изменение обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, либо величины изменений обнаруженных значений являются небольшими даже в случае, если имеются изменения. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания переключающего устройства 3 возникает, в течение периода от времени t₂ до времени t₃, ток начинает протекать из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием, в течение периода от времени t₂ до времени t₃, может диагностировать неисправность переключающего устройства 3 на основании результата сравнения при сравнении обнаруженных значений, обнаруженных с использованием датчиков, с пороговыми значениями, заданными заранее.

[0050] Таким образом, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока является электропроводящей, устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков в период от момента времени (время t2), в который реле 4 переключается во включённое состояние, до момента времени (время t3), в который переключающее устройство 3 установлено таким образом, что оно находится во включённом состоянии. Таким образом, защита схемных устройств и т.п. может достигаться при том, что повышается безопасность системы.

[0051] Помимо этого, устройство 5 управления срабатыванием может выполнять диагностику неисправностей переключающего устройства 3 и реле 4 после времени t₃. Устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 и реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в течение заданного периода после времени t₃. В случае, если переключающее устройство 3 и реле 4 являются нормальными, после времени t₃, в соответствии с увеличением напряжения срабатывания переключающего устройства 3, ток протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Помимо этого, также после того, как напряжение срабатывания переключающего устройства 3 становится V_ON, ток протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Затем по мере того, как ток протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, обнаруженные значения, обнаруженные посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженные значения, обнаруженные посредством датчиков 7A и 7B тока, изменяются. С другой стороны, в случае, если любая из неисправности в виде возникновения размыкания переключающего устройства 3 и неисправности в виде возникновения размыкания реле 4 возникает, ток не протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Помимо этого, отсутствует изменение обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, или имеются небольшие величины изменений обнаруженных значений, даже когда существуют изменения. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием может диагностировать неисправности переключающего устройства 3 и реле 4 на основании результата сравнения при сравнении обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков, с пороговыми значениями, заданными заранее, в течение заданного периода после времени t₃.

[0052] Таким образом, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока электрически соединена, устройство 5 управления срабатыванием переключает реле 4 во включённое состояние, и после этого выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 и реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков. Соответственно, защита схемных устройств и т.п. может достигаться при том, что повышается безопасность системы.

[0053] Ниже описано управление во время завершения работы устройства управления подачей питания. Когда сигнал подачи питания отключённого состояния принимается в состоянии, в котором переключающее устройство 3 и реле 4 включены, устройство 5 управления срабатыванием осуществляет управление переключающим устройством 3 и реле 4 таким образом, чтобы электрически разомкнуть линию тока. Сигнал подачи питания отключённого состояния передаётся из устройства 8 управления в устройство 5 управления срабатыванием независимо от проводящего состояния тока, протекающего по линии тока. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием устанавливает переключающее устройство 3 и реле 4 в отключённые состояния в состоянии, в котором ток протекает по линии тока. В это время, в состоянии, в котором высокий ток протекает через реле 4, реле 4 переключается из включённого в выключенное состояние, характеристики контактных точки реле 4 ухудшаются вследствие теплообразования в контактных точках реле 4 и т.п., существует такая проблема, что контактное сопротивление увеличивается. Помимо этого, оно также может вызывать фиксацию контактных точек и т.п. В этом варианте осуществления, чтобы предотвратить износ реле 4, устройство 5 управления срабатыванием управляет переключающим устройством 3 и реле 4 в следующей последовательности, когда линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 электрически разомкнута.

[0054] Фиг. 6 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 электрически разомкнута.

[0055] Как проиллюстрировано на фиг. 6, в качестве начального состояния перед электрическим размыканием линии тока, сигнал подачи питания включается, и напряжение срабатывания реле 4 и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 составляют V_ON. Во время t₅, когда сигнал подачи питания переключается из включённого в выключенное состояние, устройство 5 управления срабатыванием, во время t₆, которое находится после истечения заданного времени от времени t₅, понижает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_ON до V_OFF, за счёт этого переключая переключающее устройство 3 из включённого состояния в выключенное состояние. Затем устройство 5 управления срабатыванием, во время t₇, которое находится после истечения заданного времени от времени t₆, понижает напряжение срабатывания реле 4 от V_ON до V_OFF, за счёт этого переключая реле 4 из включённого состояния в выключенное состояние.

[0056] В этом варианте осуществления, в случае, если линия тока электрически разомкнута, устройство 5 управления срабатыванием переключает переключающее устройство 3 в отключённое состояние, и после этого переключает реле 4 в отключённое состояние. Соответственно, может предотвращаться износ контактных точек реле 4, и может повышаться надёжность устройства управления подачей питания.

[0057] Помимо этого, когда линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 электрически разомкнута, устройство 5 управления срабатыванием может управлять переключающим устройством 3 и реле 4 в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 7, вместо последовательности, проиллюстрированной на фиг. 6.

[0058] Фиг. 7 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если линия тока между источником 1 питания постоянного тока и нагрузочным устройством 2 электрически разомкнута.

[0059] На фиг. 7, уровень сигнала подачи питания понижается от включённого до выключенного состояния во время t₅, и напряжение срабатывания реле 4 понижается от V_ON до V_OFF во время t₇, что является аналогичным последовательности, проиллюстрированной на фиг. 6. Устройство 5 управления срабатыванием, до переключения реле 4 в отключённое состояние, когда напряжение срабатывания переключающего устройства 3 понижается, постепенно понижает напряжение срабатывания в соответствии с истечением времени. Другими словами, устройство 5 управления срабатыванием постепенно понижает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_ON во время t₆ и понижает напряжение срабатывания реле 4 до V_OFF во время t_d. Соответственно, в этом варианте осуществления, когда ток на линии тока отключён (когда переключающее устройство 3 выключается), может подавляться формирование перенапряжения согласно изменению тока. Здесь, предпочтительно сокращать период от времени t₆ до времени t_d в максимально возможной степени таким образом, что отсутствует отрицательный эффект перенапряжения на устройства с учётом выдерживаемого напряжения каждого устройства на линии тока и индуктивности линии тока. Помимо этого, чтобы сокращать время запуска системы, период от времени t₅ до времени t₆ и период от времени t_d до времени t₇ предпочтительно являются максимально возможно короткими.

[0060] Ниже описано управление устройством 5 управления срабатыванием для случая, в котором линия тока находится в непроводящем состоянии. Непроводящее состояние (состояние отсутствия тока) представляет собой состояние, в котором ток, протекающий из источника 1 питания постоянного тока или нагрузочного устройства 2 на линию тока, ниже заданного порогового значения, и представляет собой состояние, в котором ток, протекающий по линии тока, является нулевым или близким к нулю. Устройство 5 управления срабатыванием обнаруживает ток на линии тока посредством использования датчиков 6A-6C напряжения или датчиков 7A и 7B тока. Устройство 5 управления срабатыванием сравнивает обнаруженный ток с пороговым значением тока, и в случае, если обнаруженный ток ниже порогового значения тока, определяет непроводящее состояние. Непроводящее состояние представляет собой состояние, в котором ток не должен подаваться из источника 1 питания постоянного тока в нагрузочное устройство 2, и может рассматриваться в качестве состояния, в котором ток не должен подаваться в источник 1 питания постоянного тока посредством рекуперации нагрузочного устройства 2. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием, в непроводящем состоянии, управляет переключающим устройством 3 и реле 4 в следующей последовательности и выполняет самодиагностику переключающего устройства 3 и реле 4.

[0061] Фиг. 8 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, и выполняется самодиагностика переключающего устройства 3 и реле 4.

[0062] Как проиллюстрировано на фиг. 8, в качестве начального состояния до того, как выполняется самодиагностика переключающего устройства 3 и реле 4, сигнал подачи питания включается, и напряжение срабатывания реле 4 и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 составляют V_ON. Устройство 5 управления срабатыванием, перед временем t₈, определяет, находится ли состояние линии тока в непроводящем состоянии, на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков. Затем в случае, если состояние линии тока представляет собой непроводящее состояние, устройство 5 управления срабатыванием передаёт управляющий сигнал, представляющий непроводящее состояние, в устройство 8 управления. Когда управляющий сигнал принимается, устройство 8 управления определяет, отсутствует ли влияние на работу нагрузочного устройства 2, заряд/разряд источника питания постоянного тока и т.п., посредством размыкания линии тока. В случае, если отсутствует влияние на работу нагрузочного устройства 2, заряд/разряд источника питания постоянного тока и т.п., устройство 8 управления передаёт сигнал разрешения подачи питания «выключен» в устройство 5 управления срабатыванием в качестве сигнала ответа на управляющий сигнал.

[0063] Устройство 5 управления срабатыванием принимает сигнал разрешения подачи питания "выключен" во время t₈, понижает напряжение срабатывания реле 4 от V_ON до V_OFF во время t₉, которое находится после истечения заданного времени от времени t₈, за счёт этого переключая реле 4 из включённого состояния в выключенное состояние. Затем устройство 5 управления срабатыванием понижает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_ON до V_OFF, чтобы выполнять переключение переключающего устройства 3 из включённого состояния в отключённое состояние во время t₁₀, которое находится после истечения заданного времени от времени t₉. Помимо этого, поскольку высокий ток не протекает через реле 4 в непроводящем состоянии, даже когда реле 4 переключается в отключённое состояние до переключающего устройства 3, имеется низкая вероятность того, что теплообразование и т.п. возникает в контактных точках реле 4.

[0064] Устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в течение периода от времени t₉ до времени t₁₀.

[0065] Сглаживающий конденсатор соединён с входной стороной (стороной постоянного тока) инвертора 21, и разрядный резистор и т.п. конденсатора также соединены с линией тока. По этой причине, например, в случае, если конденсатор разряжается, и результирующий ток потребляется через разрядный резистор, когда линия тока приходит в непроводящее состояние, даже в непроводящем состоянии, ток согласно разряду конденсатора протекает по линии тока. Помимо этого, в качестве примера, отличного от разряда конденсатора, например, в случае, если энергия потребляется посредством нагрузочного устройства 2, или в случае, если путь утечки между положительным электродом и отрицательным электродом источника 1 питания постоянного тока присутствует на линии тока, ток протекает даже в непроводящем состоянии. Когда реле 4 переключается из включённого состояния в отключённое состояние, такой ток не протекает в соответствии с размыканием линии тока. По этой причине, в случае, если реле 4 является нормальным, реле переключается в отключённое состояние во время t₉ и, соответственно, ток не протекает по линии тока после времени t₉. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания реле 4 возникает, ток протекает по линии тока в течение периода от времени t₉ до времени t₁₀. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием, в течение периода от времени t₉ до времени t₁₀, может диагностировать неисправность реле 4 на основании результата сравнения при сравнении обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков, с пороговыми значениями, заданными заранее.

[0066] Таким образом, в этом варианте осуществления, устройство 5 управления срабатыванием обнаруживает непроводящее состояние с использованием датчиков, и в случае, если линия тока находится в проводящем состоянии, устанавливает реле 4 таким образом, что оно находится в отключённом состоянии, и затем переключает переключающее устройство в отключённое состояние, за счёт этого размыкая линию тока. Таким образом, линия тока может размыкаться в то время, когда контактные точки реле 4 защищены.

[0067] Помимо этого, в этом варианте осуществления, устройство 5 управления срабатыванием, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, выполняет диагностику неисправностей реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков в течение периода от момента времени, в который реле 4 установлено в отключённое состояние, до момента времени, в который переключающее устройство 3 установлено таким образом, что оно находится в отключённом состоянии. Таким образом, защита схемных устройств и т.п. может достигаться при том, что повышается безопасность системы.

[0068] В случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, устройство 5 управления срабатыванием может выполнять самодиагностику переключающего устройства 3 и реле 4 в течение периода от времени t₈ до времени t₉ и периода после времени t₁₀. Ниже описана управляющая последовательность устройства 5 управления срабатыванием со ссылкой на фиг. 9.

[0069] Фиг. 9 представляет графики, иллюстрирующие включённое/выключенное состояние сигнала подачи питания и характеристики напряжения срабатывания реле 4 и напряжения срабатывания переключающего устройства 3 в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, и выполняется самодиагностика переключающего устройства 3 и реле 4.

[0070] Сигнал подачи питания "выключен" принимается во время t₈, напряжение срабатывания реле 4 понижается от V_ON до V_OFF во время t₉, и напряжение срабатывания переключающего устройства 3 понижается от V_ON до V_OFF во время t₁₀, что является аналогичным управлению, выполняемому в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 8.

[0071] Устройство 5 управления срабатыванием понижает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_ON во время t_e, которое находится после времени t₈. Когда напряжение срабатывания становится V_OFF во время t_f, которое находится после времени t_e, устройство 5 управления срабатыванием повышает напряжение срабатывания переключающего устройства 3 от V_OFF. Затем напряжение срабатывания становится V_ON во время t_g. Соответственно, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии до того, как реле 4 переключается в отключённое состояние, устройство 5 управления срабатыванием устанавливает переключающее устройство 3 таким образом, что оно находится в отключённом состоянии (выключается и включается) в течение периода от времени t_e до времени t_g.

[0072] Устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в течение периода от времени t_e до времени t_g. В случае, если переключающее устройство 3 является нормальным, в течение периода от времени t_e до времени t_g, когда напряжение срабатывания переключающего устройства ниже V_ON, ток, который протекает, изменяется в момент времени для времени t_e. Ток, который протекает перед временем t_e, представляет собой ток, протекающий по линии тока в соответствии с разрядом конденсатора и т.п. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания переключающего устройства 3 возникает, даже когда напряжение срабатывания переключающего устройства 3 становится ниже V_ON, состояние, в котором линия тока представляет собой замкнутую схему, продолжается, и соответственно, ток, протекающий в момент времени для времени t_e, не изменяется, или величина изменения тока является небольшой. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием может диагностировать неисправность переключающего устройства 3 на основании результата сравнения при сравнении обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков, с пороговыми значениями, заданными заранее, в течение периода от времени t_e до времени t_g.

[0073] Помимо этого, устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в течение периода от времени t₉ до времени t₁₀. В случае, если реле 4 является нормальным, когда реле 4 находится в отключённом состоянии во время t₉, ток, который протекает в момент времени для времени t₉, изменяется. Ток, который протекает перед временем t₉, аналогично описанию, представленному выше, представляет собой ток, протекающий по линии тока в соответствии с разрядом конденсатора и т.п. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания реле 4 возникает, даже когда напряжение срабатывания реле 4 ниже V_ON, ток, который протекает в момент времени для времени t₉, не изменяется, или величина изменения тока является небольшой. По этой причине, устройство 5 управления срабатыванием может диагностировать неисправность реле 4 на основании результата сравнения при сравнении обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков, с пороговыми значениями, заданными заранее, в течение периода от времени t₉ до времени t₁₀.

[0074] Таким образом, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, устройство 5 управления срабатыванием, до переключения реле 4 в отключённое состояние, в течение заданного периода, устанавливает переключающее устройство 3 таким образом, что оно находится в отключённом состоянии, и выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков. Таким образом, защита схемных устройств и т.п. может достигаться при том, что повышается безопасность системы.

[0075] Помимо этого, в этом варианте осуществления, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, устройство 5 управления срабатыванием выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков в период от момента времени (время t9), в который реле 4 переключается в отключённое состояние, до момента времени (время t₁₀), в который переключающее устройство 3 установлено таким образом, что оно находится в отключённом состоянии. Таким образом, может обеспечиваться защита схемных устройств и при этом повышается безопасность системы.

[0076] Помимо этого, в этом варианте осуществления, реле 4 может быть соединено с линией N подачи питания, расположенной на стороне отрицательного электрода, и переключающее устройство 3 может быть соединено с линией P подачи питания, расположенной на стороне положительного электрода.

[0077] Помимо этого, в этом варианте осуществления, устройство 5 управления срабатыванием может выполнять диагностику неисправностей переключающего устройства 3 и реле 4 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в течение периода от времени t₃ до времени t₄, проиллюстрированного на фиг. 4. В случае, если переключающее устройство 3 и реле 4 являются нормальными, ток, протекающий из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, постепенно увеличивается согласно увеличению напряжения затвора переключающего устройства 3 в период от времени t₃ до времени t₄. С другой стороны, в случае, если возникает неисправность в виде возникновения короткого замыкания переключающего устройства 3, в случае, если возникает неисправность в виде возникновения размыкания переключающего устройства 3, или в случае, если возникает неисправность в виде возникновения размыкания (фиксация выключенного состояния) реле 4, даже когда устройство 5 управления срабатыванием осуществляет управление переключающим устройством 3 таким образом, чтобы повышать напряжение затвора переключающего устройства 3, ток не протекает из источника 1 питания постоянного тока на линию тока. Устройство 5 управления срабатыванием проверяет то, протекает ли ток по линии тока, посредством использования датчиков в состоянии, в котором переключающее устройство 3 управляется с возможностью повышать напряжение затвора переключающего устройства 3. Затем в случае, если проверяется то, что ток не протекает по линии тока, устройство 5 управления срабатыванием определяет, что существует неисправность в одном переключателе из переключающего устройства 3 и реле 4.

[0078] Помимо этого, в этом варианте осуществления, устройство 5 управления срабатыванием может диагностировать изменения напряжений затвора переключающего устройства 3 и характеристики сопротивления во включённом состоянии переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков в период от времени t₃ до времени t₄, проиллюстрированный на фиг. 4.

[0079] Помимо этого, в этом варианте осуществления, устройство 5 управления срабатыванием может выполнять диагностику неисправностей переключающего устройства 3 на основании обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 6A-6C напряжения, или обнаруженных значений, обнаруженных посредством датчиков 7A и 7B тока, в период от времени t₆ до времени t₇, проиллюстрированный на фиг. 6 или 7. В случае, если переключающее устройство 3 является нормальным, ток, протекающий из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, постепенно снижается согласно уменьшению напряжения затвора переключающего устройства 3. С другой стороны, в случае, если неисправность в виде возникновения короткого замыкания переключающего устройства 3 возникает, даже когда устройство 5 управления срабатыванием осуществляет управление переключающим устройством 3 таким образом, чтобы понижать напряжение затвора переключающего устройства 3, ток, протекающий по линии тока, не уменьшается. Устройство 5 управления срабатыванием проверяет, уменьшается ли ток, посредством использования датчиков в состоянии, в котором переключающее устройство 3 управляется с возможностью понижать напряжение затвора переключающего устройства 3. Затем в случае, если проверено, что ток на линии тока не уменьшается, или величина уменьшения тока является небольшой, устройство 5 управления срабатыванием определяет, что неисправность возникает в переключающем устройстве 3.

[0080] Помимо этого, в последовательности, описанной со ссылкой на фиг. 9, предпочтительно сокращать период от времени t_e до времени t_f в максимально возможной степени таким образом, что отсутствует отрицательный эффект перенапряжения на устройство с учётом выдерживаемого напряжения каждого устройства на линии тока и индуктивности линии тока. Помимо этого, в течение периода от времени t_f до времени t_g, устройство 5 управления срабатыванием может регулировать напряжение затвора таким образом, что оно является оптимальным для предотвращения броскового тока при управлении током, протекающим из источника 1 питания постоянного тока на линию тока, посредством использования датчиков 6A-6C напряжения или датчиков 7A и 7B тока. Помимо этого, чтобы сокращать время запуска системы, предпочтительно, чтобы период от времени t₈ до времени t_e и период со времени t_g во время t₉ был максимально возможно коротким.

[0081] Помимо этого, в случае, если самодиагностика выполняется, когда устройство управления питанием завершает работу, устройство 5 управления срабатыванием поддерживает результат самодиагностики до следующего запуска в качестве информации присутствия/отсутствия неисправности. Соответственно, последовательность периода от времени t_a до времени t_c, проиллюстрированного на фиг. 5, является необязательной, и самодиагностика переключающего устройства 3 и реле 4 может выполняться в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 4, во время запуска устройства, и в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 8, во время завершения работы устройства. Таким образом, время запуска и время завершения работы устройства может сокращаться.

[0082] Помимо этого, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, и самодиагностика выполняется в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 8 или 9, при следующем запуске устройства, самодиагностика может выполняться в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 5. В последовательности, проиллюстрированной на фиг. 8 или 9, информация неисправности в виде возникновения короткого замыкания реле 4 не может получаться, и соответственно, посредством выполнения самодиагностики в последовательности, проиллюстрированной на фиг. 5, при следующем запуске устройства, неисправность в виде возникновения короткого замыкания реле 4 может диагностироваться на ранней стадии. Как результат, может быть реализована система, имеющая высокую степень избыточности.

[0083] Помимо этого, в качестве модифицированного примера этого варианта осуществления, кожух 12 может располагаться в источнике 1 питания постоянного тока таким образом, что электрический потенциал кожуха 12 является одинаковым с электрическим потенциалом одного электрода из положительного электрода и отрицательного электрода источника питания постоянного тока. В таком случае, шум может подавляться.

[0084] Кожух 12, описанный выше, соответствует «кожуху источника питания» согласно настоящему изобретению, и коух 22 соответствует «кожуху нагрузки» согласно настоящему изобретению.

[0085] Второй вариант осуществления

Фиг. 10 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления, положение соединения переключающего устройства 3 отлично от положения соединения согласно первому варианту осуществления, описанному выше. Другие конфигурации одинаковы с конфигурациями согласно первому варианту осуществления, описанному выше, и их описание включено путём ссылки.

[0086] Переключающее устройство 3 соединено с линией P подачи питания. Переключающее устройство 3 и реле 4 последовательно соединены. Другими словами, последовательная схема переключающего устройства 3 и реле 4 соединена со стороной положительного электрода. Помимо этого, первая разность электрических потенциалов (разность электрических потенциалов между положительным электродом аккумулятора 11 и кожухом 12) превышает вторую разность электрических потенциалов (разность электрических потенциалов (разность электрических потенциалов между отрицательным электродом аккумулятора 11 и кожухом)).

[0087] В этом варианте осуществления, последовательная схема переключающего устройства 3 и реле 4, которая представляет собой высокоимпедансную схему, соединена со стороной высокого электрического потенциала (стороной положительного электрода). Соответственно, может подавляться ток утечки, протекающий из кожуха 12 и т.п. Помимо этого, в этом варианте осуществления, реле 4 соединено между источником 1 питания постоянного тока и переключающим устройством 3 на линии тока. Таким образом, реле 4 может быть размещено на стороне рядом с источником 1 питания постоянного тока, и соответственно, может подавляться ток утечки.

[0088] Помимо этого, в случае, если второй электрический потенциал превышает первую разность электрических потенциалов, последовательная схема переключающего устройства 3 и реле 4 может быть соединено с линией N подачи питания.

[0089] Третий вариант осуществления

Фиг. 11 является блок-схемой устройства управления подачей питания согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере, электрические потенциалы кожуха 12, линии N подачи питания и кожуха 22 являются одинаковыми, что отличается от первого варианта осуществления, описанного выше. Другие конфигурации одинаковы с конфигурациями согласно первому варианту осуществления, и описание первого варианта осуществления или второго варианта осуществления надлежащим образом включены путём ссылки.

[0090] Поскольку кожух 12 линия N подачи питания и кожух 22 заземляются (заземляются на землю), электрические потенциалы кожуха 12, линии N подачи питания и кожуха 22 являются одинаковыми. Соответственно, импедансная схема (реле 4) соединена со стороной высокого электрического потенциала (стороной положительного электрода), и за счёт этого может подавляться ток утечки, протекающий из кожуха 12 и т.п.

[0091] Помимо этого, в качестве модифицированного примера устройства управления подачей питания согласно этому варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 12, переключающее устройство 3 может быть соединено с линией P подачи питания. Соответственно, последовательная схема переключающего устройства 3 и реле 4, которая представляет собой высокоимпедансную схему, соединена со стороной высокого электрического потенциала (стороной положительного электрода), и за счёт этого может подавляться ток утечки, протекающий из кожуха 12 и т.п.

Описание условных обозначений

[0092] 1 - источник питания постоянного тока

2 - нагрузочное устройство

3 - переключающее устройство

4 - реле

5 - устройство управления срабатыванием

6A, 6B и 6C - датчик напряжения

7A и 7B - датчик тока

8 - устройство управления

9 - реле

11 - аккумулятор

12 - кожух

21 - инвертор

22 - кожух

P и N - линия подачи питания.

Изобретение относится к области электротехники. Устройство управления подачей питания включает в себя источник питания постоянного тока, включающий в себя положительный электрод и отрицательный электрод, нагрузку, электрически соединённую с источником питания постоянного тока, реле, последовательно соединённое с линией тока от положительного электрода к отрицательному электроду через нагрузку, переключающее устройство, последовательно соединённое с линией тока, и контроллер, управляющий реле и переключающим устройством. Контроллер, в случае, если линия тока должна быть электрически разомкнута, переключает переключающее устройство в отключённое состояние и затем переключает реле в отключённое состояние. Технический результат – подавление износа контактов реле. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство управления подачей питания, содержащее:

- источник питания постоянного тока, который электрически соединён с нагрузкой и имеет положительный электрод и отрицательный электрод;

- реле, которое последовательно соединено с линией тока от положительного электрода к отрицательному электроду через нагрузку;

- переключающее устройство, которое последовательно соединено с линией тока;

- датчик, который соединён с линией тока; и

- контроллер, который управляет реле и переключающим устройством,

- при этом контроллер обнаруживает состояние, в котором ток, протекающий по линии тока, ниже заданного порогового значения тока, в качестве непроводящего состояния посредством использования упомянутого датчика, и в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, размыкает линию тока посредством установки реле в отключённое состояние и последующего переключения переключающего устройства в отключённое состояние.

2. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока должна быть электрически разомкнута, переключает переключающее устройство в отключённое состояние и затем переключает реле в отключённое состояние.

3. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, выполняет диагностику неисправностей реле на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика в период от момента времени, в который реле установлено в отключённое состояние, до момента времени, в который переключающее устройство установлено в отключённое состояние.

4. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, до переключения реле в отключённое состояние, устанавливает переключающее устройство в отключённое состояние в течение первого заданного периода и выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика в первый заданный период.

5. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии, выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика в период от момента времени, в который реле установлено в отключённое состояние, до момента времени, в который переключающее устройство установлено в отключённое состояние.

6. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока должна быть электропроводящей, переключает реле во включённое состояние и затем переключает переключающее устройство во включённое состояние.

7. Устройство управления подачей питания по п. 6,

в котором контроллер, в случае, если линия тока должна быть электропроводящей, до переключения реле во включённое состояние устанавливает переключающее устройство во включённое состояние в течение второго заданного периода и выполняет диагностику неисправностей реле на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика во второй заданный период.

8. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока должна быть электропроводящей, выполняет диагностику неисправностей реле на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика в период от момента времени, в который реле установлено во включённое состояние, до момента времени, в который переключающее устройство установлено во включённое состояние.

9. Устройство управления подачей питания по п. 1, в котором контроллер, в случае, если линия тока должна быть электропроводящей, переключает реле во включённое состояние, и после этого, в течение периода включения переключающего устройства, выполняет диагностику неисправностей переключающего устройства и реле на основании обнаруженного значения, которое обнаружено посредством датчика.

10. Устройство управления подачей питания по п. 1, дополнительно содержащее кожух источника питания, который вмещает источник питания постоянного тока,

- при этом реле соединено с одной стороной электрода из стороны положительного электрода и стороны отрицательного электрода,

- при этом переключающее устройство соединено с другой стороной электрода из стороны положительного электрода и стороны отрицательного электрода, и

- при этом разность электрических потенциалов между другим электродом и кожухом источника питания меньше разности электрических потенциалов между одним электродом и кожухом источника питания.

11. Устройство управления подачей питания по п. 1, дополнительно содержащее кожух источника питания, который вмещает источник питания постоянного тока,

- при этом последовательная схема реле и переключающего устройства соединена с одной стороной электрода из стороны положительного электрода и стороны отрицательного электрода, и

- при этом разность электрических потенциалов между одним электродом и кожухом превышает разность электрических потенциалов между кожухом источника питания и другим электродом из стороны положительного электрода и стороны отрицательного электрода.

12. Устройство управления подачей питания по п. 11, в котором реле соединено между источником питания постоянного тока и переключающим устройством на линии тока.

13. Устройство управления подачей питания по п. 1, дополнительно содержащее:

- кожух источника питания, который вмещает источник питания постоянного тока; и

- кожух нагрузки, который вмещает нагрузку,

- при этом электрический потенциал кожуха источника питания и электрический потенциал кожуха нагрузки являются одинаковыми.

14. Устройство управления подачей питания по любому из пп. 1-13, дополнительно содержащее кожух источника питания, который вмещает источник питания постоянного тока,

- при этом электрический потенциал кожуха источника питания является одинаковым с одним из электрического потенциала линии тока на стороне положительного электрода и электрического потенциала линии тока на стороне отрицательного электрода.

15. Способ управления устройством управления подачей питания, включающим в себя реле, которое последовательно соединено с линией тока от положительного электрода источника питания постоянного тока к отрицательному электроду источника питания постоянного тока через нагрузку, переключающее устройство, которое последовательно соединено с линией тока, датчик, который соединён с линией тока, и контроллер, который управляет реле и переключающим устройством, при этом способ содержит этапы, на которых:

- обнаруживают состояние, в котором ток, протекающий по линии тока, ниже заданного порогового значения тока, в качестве непроводящего состояния посредством использования упомянутого датчика; и

- размыкают линию тока посредством установки реле в отключённое состояние и последующего переключения переключающего устройства в отключённое состояние в случае, если линия тока находится в непроводящем состоянии.