(57)【要約】【課題】  各種負荷条件において直流電源制御の稼働状態を検出して、直流電源が異常のときに、直流電源とその関連作業システムを過電流から保護すること。【解決手段】  調整可能なタイマー、電流検出と過電流保護装置、電圧検出と過電圧保護装置、過負荷保護装置を含む。調整可能なタイマーは、時間週期のサイクルを設定し、直流電源の稼働状況を自動検出する。その電流検出と過電流保護装置はレベルの比較・参照と電流測定に用いる。異常のときに、稼働中の電気回路を閉鎖し、直流電源装置とその関連の作業システムを過電流から保護する。【選択図】    図１
0003110462.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電気回路内蔵の保護装置により過電圧、過電流及び過負荷から保護する直流電源自動検出装置であって、
電子式時間計数装置と電子式乗数装置を併有していて、テスト周期の調整が可能なタイマー回路と、
電源検出に合わせて負荷と表示状態の切り換え機能を有する電子式切換回路とにより構成し、
前記電子式切換回路は、様々なシステム形態の直流電源を自動検出すると共に、あらかじめ設定した負荷条件に沿った等量負荷と比較して電源検出表示装置に直流電源の状態を表示する複数個の負荷装置と、
電圧状態の処理に使用される電圧信号検出装置と、
電流状態の処理に使用される電流信号検出装置と、
直流電源とその関連作業システムを保護する、直流電源保護装置とにより構成し、
前記直流電源保護装置は、
直流電源と関連作業システムを過電圧から保護する過電圧保護装置と、
直流電源と関連作業システムを過電流から保護する過電流保護装置と、
直流電源と関連作業システムを過負荷から保護する過負荷保護装置とにより構成し、
直流電源が異常のときに、稼働中の電気回路を閉鎖し、直流電源とその関連作業システムを過電流から保護するように構成した、
直流電源自動検出装置。
【請求項２】
前記直流電源は、電池システムであることを特徴とする、請求項１に記載の直流電源自動検出装置。
【請求項３】
前記直流電源は、車両用電池システムであることを特徴とする、請求項１に記載の直流電源自動検出装置。
【請求項４】
前記負荷は、受動負荷システムであることを特徴とする、請求項１に記載の直流電源自動検出装置。
【請求項５】
前記負荷は、受動負荷システムであることを特徴とする、請求項２に記載の直流電源自動検出装置。
【請求項６】
前記負荷は、受動負荷システムであることを特徴とする、請求項３に記載の直流電源自動検出装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、直流電源を検出して表示する直流電源自動検出装置に関し、特に複数の指定された負荷条件について直流電池の電源状態を検出して表示し、さらに直流電源を保護する、直流電源自動検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電源装置は産業及び生活上で多数使用されている。直流電源装置が交流電気供給システムとの間のエネルギー変換に関わることも極めて広く知られている。
直流電源の過負荷によるシステムダウンを防止するため、直流電源に対する検出、保護電気回路はこれまで長く使われてきた。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の直流電源に対する検出、保護技術にあっては、それぞれの直流電源システムの稼働状態に応じて最適化するための調整を行わなければならなかった。
【０００４】
本考案は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、各種の負荷条件における直流電源の動作状態の検出して、直流電源システム状態を表示することにより、直流電源システムの故障を防止することができる直流電源自動検出装置を提供することにある。
また本考案の目的は、車両用直流電源装置の負荷を切り離すことにより、発電機の異常や、交通事故又は電気回路の短絡による過電圧、過電流、過負荷の問題を解決できて、車両用電源保護により良い選択を提供できる直流電源自動検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の第１考案は、電気回路内蔵の保護装置により過電圧、過電流及び過負荷から保護する直流電源自動検出装置であって、電子式時間計数装置と電子式乗数装置を併有していて、テスト周期の調整が可能なタイマー回路と、電源検出に合わせて負荷と表示状態の切り換え機能を有する電子式切換回路とにより構成し、前記電子式切換回路は、様々なシステム形態の直流電源を自動検出すると共に、あらかじめ設定した負荷条件に沿った等量負荷と比較して電源検出表示装置に直流電源の状態を表示する複数個の負荷装置と、電圧状態の処理に使用される電圧信号検出装置と、電流状態の処理に使用される電流信号検出装置と、直流電源とその関連作業システムを保護する、直流電源保護装置とにより構成し、前記直流電源保護装置は、直流電源と関連作業システムを過電圧から保護する過電圧保護装置と、直流電源と関連作業システムを過電流から保護する過電流保護装置と、直流電源と関連作業システムを過負荷から保護する過負荷保護装置とにより構成し、直流電源が異常のときに、稼働中の電気回路を閉鎖し、直流電源とその関連作業システムを過電流から保護するように構成した、直流電源自動検出装置である。
本願の第２考案は、前記第１考案において、前記直流電源は、電池システムであることを特徴とする、直流電源自動検出装置である。
本願の第３考案は、前記第１考案において、前記直流電源は、車両用電池システム（バッテリーとダイナモによる車両用電源システム）であることを特徴とする、直流電源自動検出装置である。
本願の第４考案は、前記第１考案において、前記負荷は、受動負荷システム（負荷を任意に設定して付与できるシステム）であることを特徴とする、直流電源自動検出装置である。
本願の第５考案は、前記第２考案において、前記負荷は、受動負荷システム（負荷を任意に設定して付与できるシステム）であることを特徴とする、直流電源自動検出装置である。
本願の第６考案は、前記第３考案において、前記負荷は、受動負荷システム（負荷を任意に設定して付与できるシステム）であることを特徴とする、直流電源自動検出装置である。
【考案の効果】
【０００６】
本考案に係る直流電源自動検出装置は、各種の負荷条件における直流電源の動作状態の検出して、直流電源システム状態を表示することにより、直流電源システムの故障を防止することができる。
また車両用直流電源装置の負荷を切り離すことにより、発電機の異常や、交通事故又は電気回路の短絡による過電圧、過電流、過負荷の問題を解決できて、車両用電源保護により良い選択を提供できる直流電源自動検出装置を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に考案の好ましい実施例を示す。
図示した時間計数回路（タイマー回路）１０は、時間生成電気回路１０１、カウンター電気回路１０２、およびＡＮＤロジックゲート１０３を含む。
その電気的な接続関係について以下に説明する。
時間生成電気回路１０１は固定の基準時間を生成し、その時間生成電気回路１０１の出力端はカウンター電気回路１０２のカウンター入力端にカップリングさせ、カウンター電気回路１０２の出力端はＡＮＤロジックゲート１０３の入力端にカップリングさせる。
この設計例において、装置をより単純に設計するため、その時間生成電気回路１０１により生成した固定の基準時間Ｔ'を基準とし、カウンター電気回路１０２に合わせた調整可能なテスト周期Ｔ＝ｎ Ｔ'を生成して、装置が要求する様々な操作条件に合わせる。
【０００８】
この設計において、Ｔ＝ｎ Ｔ'のとき、ＡＮＤロジックゲート２０１は装置の開閉切換に使用する。
ＡＮＤロジックゲート２０１の入力端は、ＡＮＤロジックゲート１０３、電圧検出、過電圧保護電気回路３０の電圧異常保護電気回路３０２の出力端、電流検出と過電流保護電気回路４０の電流異常保護電気回路４０４の出力端と電気的なカップリングにより、操作回路２０を形成する。
その電気操作回路２０は、ＡＮＤロジックゲート１０３の電気的カップリング場所より、時間計数回路１００の入力信号を入手した後、装置を導通させ、テストを開始する。
【０００９】
その電圧検出と電圧異常保護電気回路３０は、電圧検出電気回路３０１、電圧異常保護電気回路３０２、過電圧閉鎖性電気回路３０３、および低電圧閉鎖性電気回路３０４を含む。
電圧検出電気回路３０１は、負荷電圧を検出して比較を行う。
電圧検出電気回路３０１の入力端は、直流電源連接の負荷と、参照電圧電気回路６０の電圧安定回路６０１の出力端とカップリングする。
電圧異常保護電気回路３０２は、直流電源を検出して保護する。
電圧異常保護電気回路３０２の入力端は、直流電圧と参照電圧電気回路６０の電圧安定回路６０１の出力端とカップリングする。
【００１０】
電圧検出電気回路３０１は、負荷電圧と参照電圧Ｖｒｅｆのレベル比較を行い、比較した結果、その値が基準を超える場合に、警報(warning signal)を発するため過電圧閉鎖性電気回路３０３に伝送する。
これに伴い、過電圧信号灯ＬＥＤ１が点灯し、過電圧閉鎖性電気回路３０３により、システム稼働を中止して負荷を保護し、並びに切断信号(cut-off signal)を電気操作回路２０のＡＮＤロジックゲート２０１に伝送すると同時、テストプロセスを中止させた後、放電モードに切り換えて、電池の焼損を防止する。
【００１１】
電圧異常保護電気回路３０２は負荷電圧と参照電圧Ｖｒｅｆのレベルを比較し、比較した結果が基準値を下回るとき、中止信号を電気操作回路２０のＡＮＤロジックゲート２０１に伝送して、テストプロセスを中止させるか、又は放電モードに切り換えて、電池の焼損を防止する。
【００１２】
電圧検出電気回路３０１はＯＰアンプ(amplifier)でもよい。
過電圧保護電気回路３０２はＯＰアンプでもよい。
ただし、電圧検出電気回路３０１と過電圧保護電気回路３０２はＯＰアンプの他に、電圧比較・増幅の差動式電気回路に使用されるいずれかの部品でも良い。
中止のための電気回路３０３は４０１３ＩＣを使用してもよい。
ただし、閉鎖性電気回路３０３は４０１３ＩＣの他に、システム閉鎖性(latch)の電気回路に使用されるいずれかの部品でも良い。
【００１３】
電流検出と過電流保護電気回路４０は電流検出回路４０１、電流増幅回路４０２、電流比較回路４０３を含む。
さらに、電流比較回路は一次電流比較回路４０３１、二次電流比較回路４０３２、電流異常保護電気回路４０４、電気選択回路４０５を含む。
電流検出回路４０１の入力端は直流電流にカップリングし、その出力端は電流増幅回路４０２の入力端にカップリングする。
電流増幅回路４０２の入力端は、電流検出回路４０１の出力端にカップリングし、その出力端は電流比較回路４０３にカップリングする。
電流比較回路４０３の一次電流比較回路４０３１の入力端は電流増幅回路４０２の出力端にカップリングし、その出力端と該電気選択回路４０５の入力端にカップリングする。
電流比較回路４０３の二次電流比較回路４０３２の入力端は、電流増幅回路４０２の出力端にカップリングし、その電流比較回路４０３の二次電流比較回路４０３２の出力端は、電気選択回路４０５の入力制御側とカップリングする。
過電流保護電気回路４０４の入力端は、電流増幅回路４０２の入力端にカップリングし、その過電流保護電気回路４０４の出力端は、ロジックゲート２０１の一端にカップリングする。
電気選択回路４０５の入力制御側と電流比較回路４０３１の出力端にカップリングし、電気選択回路４０５入力制御側と電流比較回路４０３２の出力端にカップリングする。
電気選択器４０５の入力端と直流電源連接負荷側電圧は接続されている。
電気選択器４０５の出力は入力端の信号により、三つの出力と負荷それぞれに、比較回路５０１、５０２、５０３とカップリングする。
【００１４】
電流検出回路４０１は直流電源の電源信号を取得し、コイルの誘導により電流信号を電圧信号に変換させる。
変換比率は一次側、二次側コイルによって決める。
さらに、電流電圧の変換機能により電気回路の隔離効果を果たして、電気制御回路の電力過負荷の影響を避けると同時に、信号伝送と電気回路の保護目的を果たす。
電流増幅回路４０２のリニアアンプは、電流検出回路４０１の検出信号をキャッチして、電流比較回路４０３による信号の比較と分類に提供するほか、出力抵抗を引き下げて、エネルギーの伝送効率を増やす。
電流比較回路４０３は電波を分類・分析するため、一次電流比較回路４０３１、二次電流比較回路４０３２を含む。
さらに、負荷電気選択回路４０５に合わせて負荷値を決定し、相対的な比較線路に相応する。
負荷電気選択回路４０５はレベル分類電気回路であり、電流比較電気回路４０３の電圧レベルを分類して選択した上で、その信号を負荷の相対的な電気回路５０に送る。
電流検出回路４０１は、ホールセンサ(Hall sensor)を用いる。
ただし、電波検出回路４０１はホールセンサの他、電流電圧の変換回路に使用されるいずれかの部品でも良い。
電流増幅回路４０２と電流比較回路４０３は、一次電流比較回路４０３１、二次電流比較回路４０３２、過電流保護電気回路４０４を含み、ＯＰアンプを使用する。
ただし、ＯＰアンプの他、電圧の比較増幅に使用されている差動式電気回路でも良い。
負荷電気選択回路４０５は、４０５１ＩＣを使用する。
ただし、負荷電気選択回路４０５は４０５１ＩＣの他、電流分類の電気回路に使用されるいずれかの部品でも良い。
４０５１ＩＣの真理値表における電流は、以下に分類される。
電流が１０アンペア未満のとき、無負荷と見なされる。
（１）電流が１０アンペア以上で２０アンペア未満のときは、一次負荷と見なされる。
（２）電流が２０アンペア以上で３０アンペア未満のときは、二次負荷と見なされる。
（３）電波が３０アンペア以上で５０アンペア未満のときは、三次負荷と見なされる。
（４）電流が５０アンペアを超えた場合、電池故障信号ＬＥＤ２を点灯させる。
【００１５】
負荷の相応電気回路５０は、一次負荷相応比較回路５０１、二次負荷相応比較回路５０２、および三次負荷相応比較回路５０３を含む。
その中、各次の負荷とも一組以上の表示電気回路と負荷電阻を含まれる。
負荷状態が異なるとき、電気選択回路４０５で比較を行い、前記の電流状態と照らし合わせて相応の電気回路を決定する。
相対の負荷の電圧に相応する信号が負荷に相応する比較器回路５０１、５０２、５０３のいずれに送られたとき、負荷電圧が参照する電圧のレベルより低いとき、相応した比較器が警報を低電圧閉鎖性回路３０４に発信して、電池故障信号灯ＬＥＤ２が点灯する。
【００１６】
参照電圧電気回路６０は電圧安定回路６０１を含み、システムに安定した参照電圧Ｖｒｅｆを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案のより良い実施例の電気回路図
【図２】本考案のフローチャート
【図３】本考案のロジックフロー図
【符号の説明】
【００１８】
１０・・・・・・時間計数回路（タイマー回路）
１０１・・・・・時間生成電気回路
１０２・・・・・カウンター電気回路
１０３・・・・・ＡＮＤロジックゲート
２０・・・・・・電気操作回路
２０１・・・・・ＡＮＤロジックゲート
３０・・・・・・過電圧保護電気回路
３０１・・・・・電圧検出電気回路
３０２・・・・・電圧異常保護電気回路
３０３・・・・・過電圧閉鎖性電気回路
３０４・・・・・低電圧閉鎖性電気回路
４０・・・・・・過電流保護電気回路
４０１・・・・・電流検出回路
４０２・・・・・電流増幅回路
４０３・・・・・電流比較回路
４０３１・・・・一次電流比較回路
４０３２・・・・二次電流比較回路
４０４・・・・・電流異常保護電気回路
４０５・・・・・電気選択回路
５０・・・・・・相応電気回路（負荷装置）
５０１・・・・・一次負荷相応比較器
５０２・・・・・二次負荷相応比較器
５０３・・・・・三次負荷相応比較器
６０・・・・・・参照電圧電気回路
６０１・・・・・電圧安定回路
【図１】
0003110462.tif 000003
【図２】
0003110462.tif 000004
【図３】
0003110462.tif 000005