WO2021005793A1

WO2021005793A1 - 直流分電盤

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Publication number: WO2021005793A1
Application number: PCT/JP2019/027561
Authority: WO
Inventors: 研一福野; 拓志地道
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-14
Also published as: EP3998684A4; US12015266B2; CN114128067A; JPWO2021005793A1; EP3998684B1; US20220190592A1; JP7183421B2; CN114128067B; EP3998684A1

Abstract

一つのフィーダで短絡電流が発生した場合でも、短絡電流が発生したフィーダのみを遮断し、健全なフィーダに接続された負荷装置の動作を継続させることができる直流分電盤を提供することを目的とする。　正極入力端子および負極入力端子を備えた入力端子（１５）と、正極入力端子および負極入力端子からそれぞれ複数に分岐された正極電路（１６ａ）および負極電路（１６ｂ）の少なくとも一方に接続された短絡電流遮断部（２１）を有する遮断器（５１、５２、５３）と、複数の遮断器の正極出力端子および負極出力端子を備えた出力端子（７１、７２、７３）とを備えた直流分電盤である。さらに、複数の遮断器の少なくとも一つの遮断器は、正極電路を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部（２２）を備えている。

Description

直流分電盤

　本願は、直流分電盤に関する。

　直流分電盤は、直流配電システムにおいて、直流電源などの整流装置と負荷装置との間に設置される。この直流分電盤は、整流装置から入力された直流電力を複数のフィーダに分岐し、それぞれのフィーダに接続された負荷装置に電力を供給する機能を有している。直流分電盤は、負荷装置で短絡などの不具合が発生した場合に多大な短絡電流が流れることを防ぐために複数のフィーダに対応した複数の遮断器を備えているものがある。

　従来の直流分電盤として、各フィーダに対応してそれぞれ備えられた複数の半導体遮断器と、これらの半導体遮断器の近傍に配置された遮断器コンデンサと、半導体遮断器と並列に接続された分電盤コンデンサとを備えた直流分電盤が開示されていた（例えば、特許文献１参照）。

　従来の直流分電盤は、負荷装置での短絡に起因してフィーダに短絡電流が流れたときに、半導体遮断器をオフにすることで短絡電流を遮断することができる。また、従来の直流分電盤は、遮断器コンデンサを備えているので、負荷装置での短絡に起因して半導体遮断器に過電圧が印加されることを抑制することができる。

特開２０１５－１５７９８号公報

　直流分電盤は、出力側の複数のフィーダに負荷装置が接続されている。一つの負荷装置で短絡が発生した場合、短絡が発生していない負荷装置が接続されたフィーダから逆電流が直流分電盤へ流れ込む場合がある。逆電流が直流分電盤に流れ込むと、短絡が発生していないフィーダに対応した遮断器が遮断動作する場合がある。従来の直流分電盤では、短絡が発生したフィーダの短絡電流を遮断することはできるが、短絡が発生していないフィーダからの逆電流を遮断することができない。その結果、従来の直流分電盤では、短絡が発生していないフィーダ、つまり健全なフィーダも遮断されるという問題があった。

　本願は、上述のような課題を解決するためになされたもので、一つのフィーダで短絡電流が発生した場合でも、短絡電流が発生したフィーダのみを遮断し、健全なフィーダに接続された負荷装置の動作を継続させることができる直流分電盤を提供することを目的とする。

　本願の直流分電盤は、正極入力端子および負極入力端子を備えた入力端子と、正極入力端子および負極入力端子からそれぞれ複数に分岐された正極電路および負極電路の少なくとも一方に短絡電流遮断部を有する複数の遮断器と、複数の遮断器の正極出力端子および負極出力端子を備えた出力端子とを備えている。さらに、本願の直流分電盤において、複数の遮断器の少なくとも一つの遮断器は、正極電路を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部を備えている。

　本願の直流分電盤は、複数の遮断器の少なくとも一つの遮断器が正極電路を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部を備えているので、短絡電流が発生したフィーダのみを遮断し、健全なフィーダに接続された負荷装置の動作を継続させることができる。

実施の形態１に係る直流分電盤を適用した直流配電システムの模式図である。実施の形態１に係る直流分電盤の模式図である。実施の形態１に係る直流配電システムの模式図である。実施の形態１に係る負荷装置の構成図である。実施の形態２に係る直流分電盤の模式図である。実施の形態３に係る直流分電盤の模式図である。実施の形態４に係る直流分電盤の模式図である。実施の形態４に係る負荷装置の構成図である。

　以下、本願を実施するための実施の形態に係る直流分電盤について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る直流分電盤を適用した直流配電システムの模式図である。本実施の形態の直流配電システム１は、交流電源２からの出力である交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器３と、変換された直流電力を３系統のフィーダ４１、４２および４３に分配する直流分電盤５と、フィーダ４１、４２および４３にそれぞれ接続された負荷装置６１、６２および６３とで構成されている。図１に示した直流配電システム１では、ＡＣ／ＤＣ変換器３を１台としたが、信頼性の向上あるいは電力容量の増加を目的に、２台以上のＡＣ／ＤＣ変換器を用いてもよい。また、直流分電盤５の出力側のフィーダを３系統としたが、２系統以上であればよい。なお、負荷装置６１、６２および６３としては、照明設備、空調設備、太陽光発電などの発電設備、バッテリーなどの蓄電設備など直流電力で駆動される装置が挙げられる。

　図２は、本実施の形態に係る直流分電盤の模式図である。本実施の形態の直流分電盤５は、入力端子１５と、この入力端子１５から３系統に分岐された分岐電路のそれぞれに接続された遮断器５１、５２および５３と、この遮断器５１、５２および５３のそれぞれの出力端子７１、７２および７３を備えている。入力端子１５は、正極入力端子１５ａと負極入力端子１５ｂとで構成されている。出力端子７１は、正極出力端子７１ａと負極出力端子７１ｂとで構成されている。同様に、出力端子７２は正極出力端子７２ａおよび負極出力端子７２ｂとで構成されており、出力端子７３は正極出力端子７３ａおよび負極出力端子７３ｂとで構成されている。

　直流分電盤の内部の電路は入力端子１５から３系統に分岐されており、正極入力端子１５ａは正極電路１６ａを経由して、出力端子の正極出力端子に接続されており、負極入力端子１５ｂは負極電路１６ｂを経由して、出力端子の負極出力端子に接続されている。

　図２に示すように、遮断器５１は、短絡電流遮断部２１と、逆電流遮断部２２とを備えている。逆電流遮断部２２は、短絡電流遮断部２１の出力端子側に接続されている。短絡電流遮断部２１は、正極電路１６ａおよび負極電路１６ｂのどちらか一方あるいは両方に過大な電流が流れたときに、電路を遮断する遮断機構を有し、例えば機械式の遮断機構、ヒューズなどを用いることができる。なお、短絡電流遮断部２１は、正極電路１６ａおよび負極電路１６ｂの両方に設けられているが、どちらか一方だけに設けられていてもよい。この短絡電流遮断部２１の遮断機構は正常動作時には閉じられており、遮断器５１の出力端子７１に接続されたフィーダで短絡が発生したときに開かれて、過大な短絡電流を遮断する機能を有する。なお、これ以降、正極電路１６ａおよび負極電路１６ｂは、逆電流遮断部２２を境として、入力端子側を入力側の正極電路および入力側の負極電路と記載し、出力端子側を出力側の正極電路および出力側の負極電路と記載する。

　逆電流遮断部２２は、半導体スイッチング素子２２１と、この半導体スイッチング素子２２１に逆並列に接続された第１ダイオード２２２と、半導体スイッチング素子２２１に直列に接続された第２ダイオード２２３と、半導体スイッチング素子２２１と第２ダイオード２２３との直列接続に対して並列に接続されたコンデンサ２２４とを備えている。半導体スイッチング素子２２１は、エミッタが入力側の正極電路１６ａに、コレクタが出力側の正極電路１６ａに接続されている。第１ダイオード２２２は、カソードが出力側の正極電路１６ａに、アノードが入力側の正極電路１６ａに接続されている。第２ダイオード２２３は、カソードが入力側の正極電路１６ａに、アノードが入力側の負極電路１６ｂに接続されている。コンデンサ２２４は、出力側の正極電路１６ａと出力側の負極電路１６ｂとの間に接続されている。

　逆電流遮断部２２は、制御回路２３で制御される。制御回路２３は、電流センサ２４で検出された電流値に基づいて逆電流が発生したか否かを判定する判定回路２３１と、判定回路２３１で逆電流が発生したと判定された場合に逆電流遮断部２２の半導体スイッチング素子２２１をオフにするゲート駆動回路２３２とを備えている。電流センサ２４は、正極電路１６ａを流れる電流を検出する位置に備えられている。なお、電流センサ２４は、負極電路１６ｂを流れる電流を検出する位置であってもよい。
　ここまで、遮断器５１の構成を説明したが、入力端子１５から３系統に分岐された分岐電路のそれぞれに接続された他の遮断器５２および５３も遮断器５１と同じ構成である。

　次に、本実施の形態の直流分電盤５の動作について説明する。始めに逆電流の発生要因について説明する。
　図３は、遮断器が短絡電流遮断部のみを備えた直流分電盤で構成された直流配電システムの模式図である。また、図４は、負荷装置の一例として蓄電設備の構成を示す構成図である。図３に示す直流配電システムは、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器３と、短絡電流遮断部２１のみを備えた遮断器５１、５２および５３を有する直流分電盤５と、３つの遮断器の出力系統のフィーダ４１、４２および４３にそれぞれ接続された負荷装置６１、６２および６３とで構成されている。図４に示す蓄電設備は、コンデンサ９１と、このコンデンサ９１に並列に接続された２つの半導体スイッチング素子９２と、この２つの半導体スイッチング素子９２の中点に接続されたインダクタンス素子９３および蓄電池９４とによって構成されている。コンデンサ９１の両端の入力端子９５ａおよび９５ｂがそれぞれ直流分電盤の正極出力端子および負極出力端子に接続される。図３に示す直流配電システムでは負荷装置６１、６２および６３として、図４に示した蓄電設備が接続されていると仮定する。

　図３において、負荷装置６１が故障して短絡が発生したと想定する。この場合、交流電源２からＡＣ／ＤＣ変換器３および直流分電盤５を経由して負荷装置６１に向かって短絡電流８１が流れる。この短絡電流８１は、負荷装置６１の故障の拡大、フィーダ４１の故障などの問題を引き起こす原因となる。それを防ぐために、遮断器５１の短絡電流遮断部２１で短絡電流が遮断される。

　しかしながら、図３で示したように、短絡が発生したフィーダ４１のインピーダンスが急激に低下したことに起因して、故障していない負荷装置６２および６３が備えるコンデンサ９１から遮断器５２および５３の内部を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流８２および８３が発生し、この逆電流８２および８３が短絡電流８１に重畳してフィーダ４１に向かって流れる。この電流を回り込み電流ともいう。逆電流８２および８２の電流が大きい場合この逆電流は、遮断器５２および５３の短絡電流遮断部２１の遮断を誘発する。その結果、故障が発生していない負荷装置６２および６３が接続されているフィーダ４２および４３への電力供給が遮断されることになり、直流配電システム全体が停止してしまう。

　本実施の形態の直流分電盤５は、この廻り込み電流を抑制するために逆電流遮断部を備えている。図２および図３を参照して本実施の形態の直流分電盤５の動作について説明する。短絡が発生していないフィーダ４２および４３に関係した遮断器５２および５３の制御回路２３は、電流センサ２４で検出された電流値に基づいて、正極電路１６ａに過大な逆電流が発生したか否かを判定回路２３１で判定し、過大な逆電流が発生したと判定した場合は、半導体スイッチング素子２２１をオフするためにゲート駆動回路２３２にオフ指令を与える。直流分電盤５は、半導体スイッチング素子２２１をオフにすることで、フィーダ４２および４３に発生した逆電流を遮断することができる。判定回路２３１は、予め電流閾値を記憶しておき、電流センサ２４で検出された電流値がその電流閾値よりも大きい場合に過大な逆電流が発生したと判定する。

　さらに、直流分電盤５は、遮断器５２および５３の半導体スイッチング素子２２１がオフ状態であっても、逆並列に接続されたダイオード２２２が存在するため、遮断器５１の短絡電流遮断部２１によって短絡が発生したフィーダ４１が遮断された後、遮断器５２および５３では速やかに交流電源から負荷装置６２および６３に電力供給を行うことができる。

　このように構成された直流分電盤は、遮断器内部の正極電路を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部を備えているので、短絡電流が発生したフィーダのみを遮断し、健全なフィーダに接続された負荷装置の動作を継続させることができる。

　なお、判定回路２３１の電流閾値は、半導体スイッチング素子２２１の逆バイアス安全動作領域ＲＢＳＯＡ（Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｂｉａｓ　Ｓａｆｅ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ａｒｅａ）の最大電流よりも低く設定することが好ましい。このように設定することで、半導体スイッチング素子２２１の故障を確実に防ぐができる。

　さらに、半導体スイッチング素子２２１として、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ－Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧＣＴ（Ｇａｔｅ　Ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ　Ｔｕｒｎ－ｏｆｆ　ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができる。ただし、半導体スイッチング素子２２１には、通常動作時には常に電流が流れるので、電圧降下の小さいＭＯＳＦＥＴなどのユニポーラ素子が好ましい。

　また、本実施の形態においては、電流センサ２４は正極電路１６ａを流れる電流を検出する位置に備えられている。この位置の電流センサは、正極電路を出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を直接検知している。しかし、負極電路にも正極電路を流れる逆電流に比例した電流が入力端子側から出力端子側へ流れるので、電流センサは、は負極電路１６ｂを流れる電流を検出する位置であってもよい。

　また、第２ダイオード２２３は、半導体スイッチング素子２２１および第１ダイオード２２２の両端の電圧を安定させる目的で用いられるため、半導体スイッチング素子２２１と比較して、ほとんど電流が流れない。そのため、第２ダイオード２２３の定格電流は、半導体スイッチング素子２２１の定格電流および第１ダイオード２２２の定格電流よりも低くてよい。定格電流の低い第２ダイオードを用いることで、直流分電盤の小型化および低コスト化が可能となる。

　電流センサ２４、判定回路２３１およびゲート駆動回路２３２に電源を供給するために、制御回路２３は、制御電源２３４を備えていることが好ましい。図２に示すように、制御電源２３４は、出力側の正極電路および負極電路から電力を得ることができる。

　さらに、直流分電盤に電力が供給されない場合があることを考慮して、半導体スイッチング素子２２１、第１ダイオード２２２および第２ダイオード２２３は、電力が不要な自然空冷で冷却可能な素子を用いることが好ましい。

実施の形態２．
　図５は、実施の形態２に係る直流分電盤の模式図である。本実施の形態の直流分電盤は、実施の形態１で説明した直流分電盤に突入電流防止部が追加されたものである。

　実施の形態１の図４に示したように、負荷装置にはコンデンサが内在している。さらに、直流分電盤は、逆電流遮断部２２にコンデンサ２２４を備えている。負荷装置のコンデンサあるいは直流分電盤のコンデンサが電荷を蓄えていない状態、例えば直流分電盤を最初にＡＣ／ＤＣ変換器に接続した状態でＡＣ／ＤＣ変換器の直流電力の出力を開始した状態では、コンデンサが充電されるために直流分電盤には短時間に過大な電流が流れる場合がある。このような電流は突入電流と呼ばれている。この突入電流は、逆電流遮断部２２の半導体スイッチング素子２２１、第１ダイオード２２２などの故障の原因となる。

　本実施の形態の直流分電盤５は、図５に示すように、短絡電流遮断部２１と逆電流遮断部２２との間の正極電路１６ａに突入電流防止部２５を備えている。突入電流防止部２５は、抵抗２５１とバイパススイッチ２５２とが正極電路１６ａに並列に接続されている。また、直流分電盤５は、逆電流遮断部２２のコンデンサ２２４の充電電圧を測定する電圧センサ２６を備えている。電圧センサ２６は、コンデンサ２２４の充電電圧を制御回路２３の判定回路２３１に出力する。さらに、制御回路２３は、バイパススイッチ２５２の開閉を制御するスイッチ駆動回路２３５を備えている。スイッチ駆動回路２３５は、判定回路２３１に接続されている。判定回路２３１は、電圧センサ２６から送られてくるコンデンサ２２４の充電電圧の検出値からコンデンサ２２４の充電が完了したか否かを判定し、充電が完了したと判定したときはスイッチ駆動回路２３５にバイパススイッチ２５２を閉じるための指令を出す。

　次にこの直流分電盤の動作について説明する。突入電流防止部２５のバイパススイッチ２５２がオープンの状態で直流電力の入力が開始されると、正極電路１６ａの電流は突入電流防止部２５の抵抗２５１を介してコンデンサ２２４に充電される。判定回路２３１は、電圧センサ２６で検出されたコンデンサ２２４の充電電圧に基づいてコンデンサ２２４の充電が完了したか否かを判定し、充電が完了したと判定したときはスイッチ駆動回路２３５にバイパススイッチ２５２を閉じるための指令を出す。スイッチ駆動回路２３５は、バイパススイッチ２５２を閉じる。このような動作によって、コンデンサが充電されるときの突入電流は抵抗２５１を介して流れるので、突入電流の電流値を抑制することができる。

　このように構成された直流分電盤は、実施の形態１と同様に、遮断器内部の正極電路の出力端子側から入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部を備えているので、短絡電流が発生したフィーダのみを遮断し、健全なフィーダに接続された負荷装置の動作を継続させることができる。

　また、この直流分電盤は、突入電流防止部を備えているので、コンデンサを充電するときに発生する突入電流の電流値を抑制することができる。その結果、過大な突入電流に起因する半導体スイッチング素子、第１ダイオードなどの故障を回避することができる。

　ここで、抵抗２５１の抵抗値について説明する。抵抗２５１の抵抗値をＲ、第１ダイオード２２２の定格電流をＩｒ、コンデンサ２２４の充電電圧をＶとする。このコンデンサ２２４の充電電圧は、フィーダの定格電圧でもある。この場合、抵抗２５１の抵抗値Ｒは、次の式を満足することが好ましい。
　　Ｒ≧Ｖ／Ｉｒ
　この式を満足する抵抗を用いることで、第１ダイオード２２２を流れる電流値が第１ダイオード２２２の定格電流値よりも小さくなるので、半導体スイッチング素子２２１および第１ダイオード２２２の故障を確実に防ぐことができる。

　なお、バイパススイッチ２５２は、無操作状態で開いていることが好ましいので、ノーマリオープン形のスイッチを用いることが好ましい。

　また、本実施の形態においては、突入電流防止部は正極電路に備えられていたが、突入電流防止部は負極電路に備えられていてもよい。

実施の形態３．
　図６は、実施の形態３に係る直流分電盤の模式図である。本実施の形態の直流分電盤は、実施の形態１で説明した直流分電盤にインダクタンス素子が追加されたものである。

　実施の形態１で説明したように、制御回路２３は、電流センサ２４で検出された電流値に基づいて、過大な逆電流が発生したか否かを判定回路２３１で判定し、過大な逆電流が発生したと判定した場合は、半導体スイッチング素子２２１をオフするためにゲート駆動回路２３２にオフ指令を与える。しかし、実際には電流センサ２４、判定回路２３１およびゲート駆動回路２３２で遅延時間が発生するため、即座に半導体スイッチング素子２２１をオフすることはできない。この遅延時間の間に逆電流は増加する。フィーダの定格電圧をＶ、直流分電盤の内部の正極電路のインダクタンスをＬ、遅延時間をＴとすると、逆電流の増加量△Ｉは次の式で表すことができる。
　　ΔＩ＝（Ｖ／Ｌ）×Ｔ

　したがって、直流分電盤の内部の電路のインダクタンスが小さい場合には、△Ｉが大きくなり短い時間で逆電流が瞬時に増加し、半導体スイッチング素子２２１および第１ダイオード２２２などが故障する恐れがある。

　本実施の形態の直流分電盤は、図６に示すように、短絡電流遮断部２１と逆電流遮断部２２との間の正極電路１６ａにインダクタンス素子２７を備えている。このインダクタンス素子２７で直流分電盤の内部の正極電路のインダクタンスを大きくしている。そして、直流分電盤の内部の正極電路のインダクタンスを大きくすることで、遅延時間内の逆電流の増加量を小さくしている。インダクタンス素子２７としては、例えばコイル、蛇行した電路などが挙げられる。

　また、この直流分電盤は内部の正極電路にインダクタンス素子を備えているので、逆電流が発生してから半導体スイッチング素子をオフにするまでの逆電流の増加量を小さくすることができる。その結果、過大な逆電流に起因する半導体スイッチング素子、第１ダイオードなどの故障を回避することができる。

　なお、判定回路２３１における過電流設定値をＩｏｃ、半導体スイッチング素子２２１の逆バイアス安全動作領域ＲＢＳＯＡの最大電流をＩｍａｘとすると、インダクタンス素子２７のインダクタンス値Ｌが次の式を満足することが好ましい。ここで、判定回路２３１における過電流設定値Ｉｏｃは、逆電流の方向に対して負荷装置の定格電流（回生方向の定格電流）よりも大きな値に設定される。
　　Ｌ≧｛Ｖ／（Ｉｍａｘ－Ｉｏｃ）｝×Ｔ

この式を満足するようなインダクタンス素子を用いれば、半導体スイッチング素子を流れる電流値が半導体スイッチング素子の逆バイアス安全動作領域の最大電流値よりも確実に小さくなるので、半導体スイッチング素子２２１の故障などを防止することができる。

　また、本実施の形態においては、インダクタンス素子は正極電路に備えられていたが、インダクタンス素子は負極電路に備えられていてもよい。また、インダクタンス素子は、短絡電流遮断部２１と逆電流遮断部２２との間に備えられていたが、直流分電盤は内部の電路であればどこの位置でもよい。

実施の形態４．
　実施の形態１の直流分電盤は、３つの遮断器すべてが短絡電流遮断部と逆電流遮断部とを備えていた。実施の形態４に係る直流分電盤においては、逆電流遮断部を必要としないフィーダに対応する遮断器は短絡電流遮断部のみを備えたものである。

　図７は、本実施の形態に係る直流分電盤の模式図である。本実施の形態の直流分電盤５においては、３つ備えた遮断器のうち遮断器５３は短絡電流遮断部２１のみを備えており、逆電流遮断部を備えていない。

　図８は、遮断器５３の出力端子７３に接続される負荷装置の構成図である。図８に示す負荷装置は、実施の形態の図４に示した蓄電設備と同様であるが、入力端子９５ａとコンデンサ９１との間に逆流防止ダイオード９６を備えている。この逆流防止ダイオード９６は、コンデンサ９１からフィーダ側へ放電電流が逆流するのを防止するために備えられている。このような逆流防止ダイオードは、照明設備などの回生機能を有さない装置で使用される場合がある。

　このような逆流防止ダイオードを備えた負荷装置が出力端子７３に接続されている場合、例えば出力端子７１に接続された負荷装置で短絡が発生しても、出力端子７３に接続された負荷装置から直流分電盤５へ逆電流は流れ込まない。したがって、出力端子７３に対応する遮断器５３は、逆電流遮断部を備える必要がない。

　また、逆電流が発生しないフィーダに対応する遮断器は、短絡電流遮断部のみが備えられており逆電流遮断部は備えられていないので、小型で低コストの直流分電盤を実現することができる。

　本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

　１　直流配電システム、　２　交流電源、　３　ＡＣ／ＤＣ変換器、　　５　直流分電盤、　１５　入力端子、１６ａ　正極電路、　１６ｂ　負極電路、　２１　短絡電流遮断部、　２２　逆電流遮断部、　２３　制御回路、　２４　電流センサ、　２５　突入電流防止部、　２６　電圧センサ、　２７　インダクタンス素子、　４１、４２、４３　フィーダ、　５１、５２、５３　遮断器、　６１、６２、６３　負荷装置、　７１、７２、７３　出力端子、　８１　短絡電流、　８２、８３　逆電流、　９１　コンデンサ、　９２　半導体スイッチング素子、　９３　インダクタンス素子、　９４　蓄電池、　９５ａ、９５ｂ　入力端子、　９６　逆流防止ダイオード。

Claims

　正極入力端子および負極入力端子を備えた入力端子と、
　前記正極入力端子および前記負極入力端子からそれぞれ複数に分岐された正極電路および負極電路の少なくとも一方に短絡電流遮断部を有する複数の遮断器と、
　複数の前記遮断器の正極出力端子および負極出力端子を備えた出力端子と
を備えた直流分電盤であって、
　複数の前記遮断器の少なくとも一つの遮断器は、前記正極電路を前記出力端子側から前記入力端子側へ流れる逆電流を遮断する逆電流遮断部を備えたことを特徴とする直流分電盤。
　前記遮断器は、
　前記正極電路および前記負極電路の少なくとも一方に突入電流防止部を有することを特徴とする請求項１に記載の直流分電盤。
　前記遮断器は、
　前記正極電路および前記負極電路の少なくとも一方にインダクタンス素子を有することを特徴とする請求項１または２に記載の直流分電盤。
　前記逆電流遮断部は、
　半導体スイッチング素子と、
　この半導体スイッチング素子に逆並列に接続された第１ダイオードと、
　前記半導体スイッチング素子に直列に接続された第２ダイオードと、
　前記半導体スイッチング素子と前記第２ダイオードとの直列接続に対して並列に接続されたコンデンサとを有することを特徴とする請求項１に記載の直流分電盤。
　前記遮断器は、
　前記遮断器内部の前記正極電路または前記負極電路を流れる電流値を検出する電流センサと、
　この電流センサで検出された電流値とあらかじめ設定された電流閾値とを比較して前記逆電流の発生を判定する判定回路と、
　この判定回路で逆電流が発生したと判定された場合に前記半導体スイッチング素子をオフにするゲート駆動回路とを有することを特徴とする請求項４に記載の直流分電盤。
　前記遮断器は、
　前記電流センサ、判定回路およびゲート駆動回路に電力を供給する制御電源を有し、
　前記制御電源の駆動電力は、前記出力端子側の前記正極電路および前記負極電路から供給されることを特徴とする請求項５に記載の直流分電盤。
　前記遮断器は、前記正極電路および前記負極電路の少なくとも一方に突入電流防止部を有し、
　前記突入電流防止部は、抵抗と、この抵抗に並列に接続されたバイパススイッチとで構成されたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の直流分電盤。
　前記抵抗の抵抗値は、前記第１ダイオードを流れる電流値が前記第１ダイオードの定格電流値よりも小さくなる条件を満足する値に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の直流分電盤。
　前記遮断器は、前記正極電路および前記負極電路の少なくとも一方にインダクタンス素子を有し、
　前記インダクタンス素子のインダクタンス値は、前記半導体スイッチング素子を流れる電流値が前記半導体スイッチング素子の逆バイアス安全動作領域の最大電流値よりも小さくなる条件を満足する値に設定されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の直流分電盤。