特開 2024-111504 充電制御装置、電力変換システム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024111504

(43)【公開日】2024-08-19

(54)【発明の名称】充電制御装置、電力変換システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20240809BHJP

   H01H 9/54 20060101ALI20240809BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240809BHJP

   H02H 9/02 20060101ALI20240809BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 309R

H01H9/54 F

H02J7/00 S

H02H9/02 D

H02J1/00 301D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016053

(22)【出願日】2023-02-06

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100135301

【弁理士】

【氏名又は名称】梶井 良訓

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100207192

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 健一

(72)【発明者】

【氏名】山口 俊行

【テーマコード（参考）】

5G013

5G034

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G013AA02

5G013AA04

5G013BA01

5G013CA07

5G034AA20

5G034AC20

5G165BB05

5G165HA07

5G165LA01

5G165NA10

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB03

5G503CA01

5G503FA17

5G503GB06

(57)【要約】

【課題】コンデンサの初期充電回路を無効化する遮断器のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減する。
【解決手段】充電制御装置は、直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する。充電制御装置において、抵抗は、直流電源からコンデンサまでの第１接続経路に配置されている。遮断器は、第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている。遮断器の主スイッチは、操作受付部が受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える。補助スイッチは、コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に主スイッチと補助スイッチを開状態にするための遮断器のトリップ回路に設けられている。所定の条件には、第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも補助スイッチが閉状態に切り替わることが含まれる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する充電制御装置であって、
前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に含まれた第１接続経路に配置された抵抗であって、前記コンデンサを充電するように前記直流電源から前記第１接続経路を経て流れる電流を制限する抵抗と、
前記第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている遮断器と、
を備え、
前記遮断器は、
前記第２接続経路の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける操作受付部と、
前記受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える主スイッチと、
前記主スイッチに連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる補助スイッチと、
を備え、
前記補助スイッチは、
前記コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に前記主スイッチと前記補助スイッチを開状態にするための前記遮断器のトリップ回路に設けられ、
前記所定の条件には、前記第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチが閉状態に切り替わることが含まれる、
充電制御装置。

【請求項2】

前記所定の条件には、前記コンデンサの直流電圧が所定の電圧を超えたことが含まれる、
請求項１に記載の充電制御装置。

【請求項3】

直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサと、
前記直流電源の負荷になる電力変換装置であって、前記平滑された後の前記直流電圧を受けて機能する電力変換装置と、
請求項１に記載の充電制御装置と、
を備えた電力変換システム。

【請求項4】

前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に、前記第１接続経路と前記第２接続経路に流れる電流の変化を軽減するリアクトル１３が設けられている、
請求項３に記載の電力変換システム。

【請求項5】

前記リアクトル１３の一端は、前記第１接続経路と前記第２接続経路との分岐点に接続され、
前記リアクトル１３の他端は、前記コンデンサに接続されている、
請求項４に記載の電力変換システム。

【請求項6】

直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する充電制御装置の制御方法であって、
前記充電制御装置は、
前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に含まれた第１接続経路に配置された抵抗であって、前記コンデンサを充電するように前記直流電源から前記第１接続経路を経て流れる電流を制限する抵抗と、
前記第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている遮断器と、
を備え、
前記遮断器は、
前記第２接続経路の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける操作受付部と、
前記受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える主スイッチと、
前記主スイッチに連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる補助スイッチと、
を備え、
前記補助スイッチは、
前記遮断器のトリップ回路に設けられていて、
前記コンデンサの初期充電中に、前記第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチが閉状態に切り替わる場合に、前記トリップ回路が前記遮断器の前記主スイッチと前記補助スイッチを開状態にすること、
を含む制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、充電制御装置、電力変換システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

直流電力と交流電力とを交換可能な電力変換システムには、電力変換装置の直流側に直流電圧を平滑化するためのコンデンサを備えるものがある。電力変換装置の起動時に直流電源からの通電を開始すると、そのコンデンサに直流電源からのラッシュ電流が流れることがある。電流制限用の抵抗を用いてコンデンサを事前に充電する初期充電回路を利用することで、このラッシュ電流を抑制できる。上記の抵抗を経由して負荷に電力を供給する場合、負荷に供給する電力が大きいほどより大きな損失がこの抵抗に生じることになる。これに対し、初期充電が完了したのちの損失を低減させるために、この抵抗に並列接続される遮断器（スイッチ）を設けて、初期充電が完了したのちに遮断器を導通状態にすることで、上記の抵抗に流れる電流をバイパスさせることができる。
この遮断器の導通状態と非導通状態とを手動で切り替えるためのレバーを、その遮断器が備えていて、コンデンサの初期充電中にこのレバーが操作されると、この操作に応じて遮断器が投入されて直流電源からのラッシュ電流が流れることがある。このようなコンデンサの初期充電中における遮断器のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減できる充電制御装置が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－４３０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、コンデンサの初期充電中に、コンデンサの初期充電回路を無効化する遮断器のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減する充電制御装置、電力変換システム及び制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の充電制御装置は、直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する。充電制御装置は、抵抗と、遮断器とを備える。抵抗は、前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に含まれた第１接続経路に配置されていて、前記コンデンサを充電するように前記直流電源から前記第１接続経路を経て流れる電流を制限する。遮断器は、前記第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている。前記遮断器は、操作受付部と、主スイッチと、補助スイッチとを備える。操作受付部は、前記第２接続経路の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける。主スイッチは、前記受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える。補助スイッチは、前記主スイッチに連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる。前記補助スイッチは、前記コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に前記主スイッチと前記補助スイッチを開状態にするための前記遮断器のトリップ回路に設けられている。前記所定の条件には、前記第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチが閉状態に切り替わることが含まれる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態の実施形態の電力変換システム１の構成図。

【図2】実施形態の初期充電の典型的な動作について説明するための図。

【図3】実施形態の初期充電中に遮断器２２が投入された場合の動作について説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の充電制御装置、電力変換システム及び制御方法を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。なお、電気的に接続されることを、単に「接続される」ということがある。

【0008】

図１は、実施形態の電力変換システム１の構成図である。
電力変換システム１は、コンデンサ１１と、電力変換装置１２と、リアクトル１３と、充電制御装置２０とを備える。

【0009】

直流電源２は、電力変換システム１に直流電力を供給する。例えば、直流電源２の正極は、電力変換システム１内の正極４１Ｐ又は正極４２Ｐを経て、電力変換装置１２の正極に接続されている。直流電源２の負極は、電力変換システム１内の負極４１Ｎ又は負極４２Ｎを経て、電力変換装置１２の負極に接続されている。

【0010】

電力変換システム１は、これに加えて制御装置３０を備えていてもよい。
制御装置３０は、コンピュータなどであって、ユーザの指示、又は予め定められたシーケンスによる運転操作を行うことで、充電制御装置２０を稼働させる。その運転制御の中にコンデンサ１１の初期充電が含まれる。制御装置３０は、コンデンサ１１の初期充電を許可する場合に、充電制御装置２０を制御して初期準電実施の制限を解き、初期準電を開始させる。

【0011】

電力変換システム１のコンデンサ１１は、例えば電解コンデンサ、電力用フィルムコンデンサなどであり、充電制御装置２０の正極と負極との間に設けられている。コンデンサ１１は、直流電源２が出力する直流電圧、つまり充電制御装置２０の正極と負極の間に掛かる直流電圧を平滑する。図１に示すコンデンサ１１のシンボルは１つであるが、コンデンサ１１を複数のブロックに分けて構成することができる。コンデンサ１１の容量、個数、直列数及び並列数は、設計的に定めるとよい。なお、正極４１Ｐと正極４２Ｐは、充電制御装置２０の正極の一例である。負極４１Ｎと負極４２Ｎは充電制御装置２０の負極の一例である。

【0012】

電力変換装置１２は、例えば複数のスイッチング素子を含むインバータである。電力変換装置１２は、図示されないコントローラによって制御され、制御により定まる所望の電力量の電力を変換する。このような電力変換装置１２は、直流電源２の負荷になる。電力変換装置１２は、コンデンサ１１によって平滑された直流電圧を受けて機能する。

【0013】

直流電源２からコンデンサ１１までの経路には、互いに並列に接続される第１接続経路と第２接続経路が含まれる。第１接続経路には、正極４１Ｐと負極４１Ｎの組が含まれる。第２接続経路には、正極４２Ｐと負極４２Ｎの組が含まれる。正極４１Ｐと負極４１Ｎの組を第１接続経路４１と呼び、正極４２Ｐと負極４２Ｎの組を第２接続経路４２と呼ぶ。

【0014】

例えば、第１接続経路４１の正極４１Ｐと第２接続経路４２の正極４２Ｐは、分岐点ＢＬＰ１と分岐点ＢＬＰ２において接続される。分岐点ＢＬＰ１と分岐点ＢＬＰ２は、正極４１Ｐと正極４２Ｐとの分岐点である。第１接続経路４１の負極４１Ｎと第２接続経路４２の負極４２Ｎは、分岐点ＢＬＮ１と分岐点ＢＬＮ２において接続される。分岐点ＢＬＮ１と分岐点ＢＬＮ２は、負極４１Ｎと負極４２Ｎとの分岐点である。分岐点ＢＬＰ１と分岐点ＢＬＮ１は、第１接続経路４１において、直流電源２から後述する遮断器２２までの間に設けられている。分岐点ＢＬＰ２と分岐点ＢＬＮ２は、第１接続経路４１において、遮断器２２からコンデンサ１１までの間、又は遮断器２２からリアクトル１３までの間に設けられている。

【0015】

リアクトル１３は、第１接続経路と第２接続経路に流れる電流の変化を軽減するように設けられている。例えば、リアクトル１３の一端は、第１接続経路４１と第２接続経路４２との分岐点ＢＬＰ２に接続されている。リアクトル１３の他端は、コンデンサ１１に接続されている。このリアクトル１３は、少なくとも直流電源２から前記コンデンサ１１までの経路に流れる電流の変化を軽減するだけの容量を有している。つまり、コンデンサ１１が設けられている位置は、リアクトル１３と電力変換装置１２との間になる。

【0016】

充電制御装置２０は、直流電源２が出力する直流電圧を平滑するコンデンサ１１の充電を制御する。充電制御装置２０は、例えば抵抗２１と、遮断器２２と、スイッチ２３と、スイッチ２４と、制御装置２５と、表示器２６と、スイッチ２７と、制御電源（不図示）を備える。

【0017】

抵抗２１は、前記直流電源２から前記コンデンサ１１までの経路に含まれた第１接続経路４１に配置されていて、前記コンデンサ１１を充電するように前記直流電源２から前記第１接続経路４１を経て流れる電流を制限する。

【0018】

遮断器２２は、前記第１接続経路４１に並列になる第２接続経路４２に設けられている。遮断器２２は、操作受付部２２１と、主スイッチ２２２と、補助スイッチ２２３とを備える。

【0019】

操作受付部２２１は、前記第２接続経路４２の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける。

【0020】

主スイッチ２２２は、例えば２極単投の両切り型である。主スイッチ２２２は、操作受付部２２１に対する操作又は通電状態により接触する接触子を有する。主スイッチ２２２は、操作受付部２２１によって受け付けられた操作と、その遮断器の通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路４２を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える。このような接触子を有する主スイッチ２２２は、通電時のインピーダンスが、半導体スイッチを用いて構成する場合に比べて小さいことにより、通電時の損失を低減させる。

【0021】

補助スイッチ２２３は、前記主スイッチ２２２に連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる。前記補助スイッチ２２３は、前記コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に前記主スイッチ２２２と前記補助スイッチ２２３を開状態にするための前記遮断器２２のトリップ回路２９内に設けられている。この所定の条件には、前記第２接続経路４２を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチ２２３が閉状態に切り替わることが含まれる。なお、この所定の条件に、コンデンサ１１の直流電圧が所定の電圧を超えたことが含まれていてもよい。

【0022】

スイッチ２３は、例えば２極単投の両切り型である。スイッチ２３は、制御装置３０の制御により通電されるコイル２３１と、この通電状態に連動する接触子２３２とを有する。スイッチ２３は、コイル２３１に電流が流れているときに、接触子２３２を閉状態にする。
接触子２３２は、第２接続経路４２の正極４２Ｐと負極４２Ｎにそれぞれ設けられている。

【0023】

スイッチ２４は、第２接続経路４２の正極４２Ｐと負極４２Ｎとの間に設けた並列回路の通電状態を切り替えるスイッチである。このスイッチ２４は、制御装置３０の制御信号によって通電状態が切り替わる。

【0024】

このように構成されたスイッチ２７とスイッチ２４は、制御装置３０の制御により、第２接続経路４２の通電を制限し、また許可するように機能する。

【0025】

制御装置２５は、コンデンサ１１の充電状態を判定する。
例えば、制御装置２５は、充電対象のコンデンサ１１の両極に掛かる電圧を測定する。
制御装置２５は、初期充電回路を遮断状態にしている場合に、表示器２６を消灯状態にして、初期充電回路を経て通電する初期充電状態にすると、表示器２６を点灯状態にする。

【0026】

その後、そのコンデンサ１１の両極に掛かる電圧の測定結果の電圧（測定電圧という。）が、直流電源２が出力する定格電圧を基準にして定めた所定の閾値電圧に満たない場合には、表示器２６の点灯状態を継続して、初期充電を継続させる。これに対し、測定電圧が所定の閾値電圧以上になった場合には、表示器２６を消灯状態にして、初期充電を中断するように、トリップ回路２９を制御する。

【0027】

トリップ回路２９には、制御電源の正極と負極の間に並列回路が設けられている。この並列回路には、スイッチ２７と、補助スイッチ２２３と、コイルとが設けられ、互いに直列に接続されている。つまり、このトリップ回路２９は、この並列回路に通電させて遮断器２２の各スイッチを開状態にする。

【0028】

以下、図２と図３を参照して、実施形態の初期充電について説明する。
図２は、実施形態の初期充電の典型的な動作について説明するための図である。
この図２に示すシーケンスは、初期充電が完了してから遮断器２２が操作された事例であり、適したタイミングに遮断器２２が操作された場合について説明するためのものである。

【0029】

図２（ａ）は、スイッチ２４の状態を示す。「０」が開状態であり、「１」が閉状態である。図２（ｂ）は、コンデンサ１１の測定電圧を示す。例えば放電によって、０Ｖ（ボルト）の状態から、初期充電回路の抵抗２１のインピーダンスなどによって充電電流が制限されることで、徐々に上昇する過渡応答電圧が生じる。

【0030】

図２（ｃ）は、表示器２６（ＩＮＧ）の状態を示す。「０」が消灯状態であり、「１」が点灯状態である。図２（ｄ）は、遮断器２２の状態を示す。「０」が開状態であり、「１」が閉状態である。図２（ｅ）は、スイッチ２７の状態を示す。「０」が開状態であり、「１」が閉状態である。

【0031】

例えば、時刻ｔ０に至るまでの初期段階にあるときに、コンデンサ１１と電力変換装置１２への通電がない状態になっている。つまり、遮断器２２とスイッチ２３とによって、通電が遮断されていて、表示器２６は消灯されている。この状態のコンデンサ１１の測定電圧は、例えば０Ｖ（ボルト）である。

【0032】

時刻ｔ０になって、制御装置３０は、その制御によりスイッチ２３を閉状態にして、初期充電状態の充電を開始させる。制御装置２５は、この充電開始後にコンデンサ１１の測定電圧を取得して、この測定電圧と閾値電圧とを対比して、その対比の結果に応じて、表示器２６と、トリップ回路２９とを制御する。
制御装置３０は、初期充電状態の充電を継続させる。

【0033】

時刻ｔ１０になると、コンデンサ１１の測定電圧が所定の閾値電圧に達する。
制御装置２５は、コンデンサ１１の測定電圧が所定の閾値電圧以上になったことを識別して、表示器２６を消灯させて、合わせてスイッチ２７を開く。これによりトリップ回路２９が無効化する。

【0034】

時刻ｔ１０から所定時間が経過したタイミングに、ユーザが操作受付部２２１を操作して、遮断器２２を閉状態にする。これにより抵抗２１を介した通電ではなく、遮断器２２を介しての通電に切り替わる。

【0035】

図３は、実施形態の初期充電中に遮断器２２が投入された場合の動作について説明するための図である。
この図３に示すシーケンスは、初期充電が完了する前に遮断器２２が操作された事例であり、適さないタイミングに遮断器２２が操作された場合について説明するためのものである。図２との相違点を中心に説明する。

【0036】

時刻ｔ０から時刻ｔ１１までが初期充電期間である。
この事例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１１に至るまでの時刻ｔ３１に遮断器２２を投入する操作がなされた場合を示す。

【0037】

時刻ｔ３１に遮断器２２が投入されると、抵抗２１を経由していた電流が遮断器２２の主スイッチ２２２を経由する状態になる。このとき、遮断器２２の補助スイッチ２２３は、主スイッチ２２２と連動して閉状態になる。これにより遮断器２２を経た比較的大きな電流が流れて、コンデンサ１１の充電電圧の変化が急になる。

【0038】

すでに、時刻ｔ０の初期充電が開始された段階で、スイッチ２７が閉状態になっていて、トリップ回路２９の機能が有効化されている。この状態で、時刻ｔ３１に補助スイッチ２２３が閉状態になることにより、トリップ回路２９に電流が流れて、遮断器２２をトリップさせることになる。

【0039】

時刻ｔ３１よりも微小時間が過ぎた時刻ｔ３２までに、上記の一連の動作が進み、トリップ回路２９が遮断器２２を開状態にする。これにより遮断器２２を経たコンデンサ１１の充電が止まり、当初の初期充電並みの電流に戻る。

【0040】

上記のように、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの期間は、時刻ｔ０から時刻ｔ３１までの電流よりも大きな電流が流れる可能性がある。ただし、リアクトル１３があることによってその電流の変化が抑制される。リアクトル１３は、電流の大きさの急変時に、その電流の変化を少なくするように作用する。この実施形態の場合、リアクトル１３がない比較例に比べて、電流の変化を少なくすること、遮断器２２の投入操作を打ち消して、遮断器２２を開状態に戻すことなどの効果を得る。

【0041】

上記の実施形態によれば、充電制御装置２０は、直流電源２が出力する直流電圧を平滑するコンデンサ１１の充電を制御する。この充電制御装置２０は、少なくとも抵抗２１と、遮断器２２とを備える。抵抗２１は、直流電源２からコンデンサ１１までの経路に含まれた第１接続経路４１に配置されている。抵抗２１は、コンデンサ１１を充電するように直流電源２から第１接続経路４１を経て流れる電流を制限する。遮断器２２は、第１接続経路４１に並列になる第２接続経路４２に設けられている。遮断器２２は、操作受付部２２１と、主スイッチ２２２と、補助スイッチ２２３とを備える。操作受付部２２１は、第２接続経路４２の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける。主スイッチ２２２は、受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで第２接続経路４２を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える。補助スイッチ２２３は、主スイッチ２２２に連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる。補助スイッチ２２３は、コンデンサ１１の初期充電中に所定の条件が満たされた場合に主スイッチ２２２と補助スイッチ２２３を開状態にするための遮断器２２のトリップ回路に設けられている。上記の所定の条件には、第２接続経路４２を通電状態にする操作に応じて少なくとも補助スイッチ２２３が閉状態に切り替わることが含まれる。
これにより、コンデンサ１１の初期充電中における遮断器２２の操作受付部２２１のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減することができる。

【0042】

上記の電力変換システム１の場合、電力変換装置１２の起動前に、コンデンサ１１を事前に充電することで起動時のラッシュ電流を抑制する初期充電が行われる。初期充電完了後に遮断器２２の主スイッチ２２２を導通することで運転を開始すれば、半導体スイッチを用いた場合のような比較的大きな導通損失が発生しない。

【0043】

この遮断器２２を手動で投入する構成にすることで、電力変換システム１の構成を簡素化できる。例えば、初期充電が完了したことを、表示器２６を消灯させることで示す。作業者は、これを確認して手動で遮断器２２を投入する構成とした。

【0044】

ただし、この場合、表示器２６の消灯を確認せずにいつでも遮断器２２の投入が可能である。コンデンサ１１の初期充電が未了であると表示器２６が消灯していない。

【0045】

例えば、充電制御装置２０の遮断器２２を下記のように構成してもよい。
遮断器２２の主スイッチ２２２は、通電状態にするための指定を受け付けた場合に、操作を受け付けてから第１所定時間よりも遅れて応答する。補助スイッチ２２３は、第２所定時間が前記第１所定時間よりも短く規定されていて、その操作を受け付けてから第２所定時間よりも遅れて応答する。補助スイッチ２２３は、主スイッチ２２２に連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わることで主スイッチ２２２が導通状態になる前にトリップ回路を導通状態にする。

【0046】

このような遮断器２２を備える充電制御装置２０は、コンデンサ１１の初期充電中に遮断器２２が投入された際に、初期充電が未了であることにより生じうるラッシュ電流が継続的に流れることを抑制する。これにより、ラッシュ電流が回路に流れて回路の信頼性に影響することを抑制する。

【0047】

遮断器２２の主スイッチ２２２（主接点）と補助スイッチ２２３（補助接点）の応答時間が同じ又は比較的近い場合に、上記のように、遮断器２２のトリップ回路が作動するまでの時間にラッシュ電流が流れることがある。これについては、主スイッチ２２２よりも早く補助スイッチ２２３が応答する機構を持つ遮断器２２を使用するとよい。これによれば、ラッシュ電流をより少なくできることから、コンデンサ１１の初期充電中に、コンデンサ１１の初期充電回路を無効化する遮断器２２のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減することができる。

【0048】

少なくとも１つの実施形態によれば、充電制御装置は、直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する。充電制御装置は、抵抗と、遮断器とを備える。抵抗は、前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に含まれた第１接続経路に配置されていて、前記コンデンサを充電するように前記直流電源から前記第１接続経路を経て流れる電流を制限する。遮断器は、前記第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている。前記遮断器は、操作受付部と、主スイッチと、補助スイッチとを備える。操作受付部は、前記第２接続経路の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける。主スイッチは、前記受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える。補助スイッチは、前記主スイッチに連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる。前記補助スイッチは、前記コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に前記主スイッチと前記補助スイッチを開状態にするための前記遮断器のトリップ回路に設けられている。前記所定の条件には、前記第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチが閉状態に切り替わることが含まれる。これにより、コンデンサの初期充電中に、コンデンサの初期充電回路を無効化する遮断器のレバー操作に応じて生じうるラッシュ電流の影響を軽減することができる。

【0049】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0050】

［１］上記の実施形態の充電制御装置は、直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサの充電を制御する。
この充電制御装置は、
前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に含まれた第１接続経路に配置された抵抗であって、前記コンデンサを充電するように前記直流電源から前記第１接続経路を経て流れる電流を制限する抵抗と、
前記第１接続経路に並列になる第２接続経路に設けられている遮断器と、
を備える。
前記遮断器は、
前記第２接続経路の通電状態と非通電状態とを切り替える操作を受け付ける操作受付部と、
前記受け付けた操作と通電状態とにより閉状態と開状態との何れかに切り替わることで前記第２接続経路を通電状態と非通電状態との何れかに切り替える主スイッチと、
前記主スイッチに連動して閉状態と開状態との何れかに切り替わる補助スイッチと、
を備える。
前記補助スイッチは、
前記コンデンサの初期充電中に所定の条件が満たされた場合に前記主スイッチと前記補助スイッチを開状態にするための前記遮断器のトリップ回路に設けられている。
前記所定の条件には、前記第２接続経路を通電状態にする操作に応じて少なくとも前記補助スイッチが閉状態に切り替わることが含まれる。

【0051】

［２］上記の［１］に記載の充電制御装置は、前記所定の条件には、前記コンデンサの直流電圧が所定の電圧を超えたことが含まれるとよい。

【0052】

［３］上記の実施形態の電力変換システムは、直流電源が出力する直流電圧を平滑するコンデンサと、
前記直流電源の負荷になる電力変換装置であって、前記平滑された後の前記直流電圧を受けて機能する電力変換装置と、
上記の［１］又は［２］に記載の充電制御装置と、
を備える。

【0053】

［４］上記の［３］に記載の電力変換システムは、前記直流電源から前記コンデンサまでの経路に、前記第１接続経路と前記第２接続経路に流れる電流の変化を軽減するリアクトル１３が設けられているとよい。

【0054】

［５］上記の［３］又は［４］に記載の電力変換システムは、
前記リアクトル１３の一端は、前記第１接続経路と前記第２接続経路との分岐点に接続され、
前記リアクトル１３の他端は、前記コンデンサに接続されているとよい。

【符号の説明】

【0055】

１…電力変換システム、
１１…コンデンサ、
１２…電力変換装置、
１３…リアクトル、
２０…充電制御装置、
２１…抵抗、
２２…遮断器、
２３…スイッチ、
２４…スイッチ、
２５…制御装置、
２６…表示器、
２７…スイッチ、
２２１…操作受付部、
２２２…主スイッチ、
２２３…補助スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】