JP2000209772A - Current limiter - Google Patents

Current limiter

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JP2000209772A
JP2000209772A JP11002929A JP292999A JP2000209772A JP 2000209772 A JP2000209772 A JP 2000209772A JP 11002929 A JP11002929 A JP 11002929A JP 292999 A JP292999 A JP 292999A JP 2000209772 A JP2000209772 A JP 2000209772A
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JP
Japan
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resistor
current limiter
resistance value
electric resistance
circuit
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Application number
JP11002929A
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Japanese (ja)
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Isao Okutomi
功 奥富
Takanobu Nishimura
隆宣 西村
Atsushi Yamamoto
敦史 山本
Takashi Kusano
貴史 草野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Shibafu Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Shibafu Engineering Corp
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Application filed by Toshiba Corp, Shibafu Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current limiter the current limiting element of which will not be fractured, even when a large overcurrent flow to the element, and maintains a high current limiting ratio. SOLUTION: A current limiter 1 is constituted of a main circuit 2, in which a resistor R1 the electric resistance value which has a positive temperature coefficient is arranged and an auxiliary circuit 3 in which a resistor R2, the electric resistance value of which has a negative temperature coefficient is arranged in parallel with the resistor R1, and the auxiliary circuit 3 is grounded via a switch Sw. In a normal state, most of the electrical current flows to a load 4 through the main circuit 2, but when an overcurrent occurs, the electric current is inhibited from flowing to the load 4, because the ratio between the resistance values of the resistors R1 and R2 is switched so that most of the electrical current flows to the grounded auxiliary circuit 3. Therefore, the current limiter 1 can limit the overcurrent without causing its current limiting element to breakdown.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器に流れる
過電流を制限して回路を保護する電流制限器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiter for protecting a circuit by limiting an overcurrent flowing in an electric device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気設備の大容量化に伴い、短絡
事故などで発生する過電流は、増大する傾向にある。こ
のような場合、短絡容量を十分満足する大形遮断器を用
意することは経済的に大きな負担となっている。最近で
は、従来からの遮断容量が比較的小さなの遮断器を多数
直列に配した構成の電流制限器を接続することによっ
て、電流を制限し、大きな遮断容量を確保することが行
われている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in capacity of electrical equipment, overcurrent generated due to a short circuit accident or the like tends to increase. In such a case, it is economically burdensome to prepare a large circuit breaker that sufficiently satisfies the short-circuit capacity. Recently, it has been practiced to connect a current limiter having a configuration in which a large number of circuit breakers having a relatively small breaking capacity are arranged in series, thereby limiting the current and securing a large breaking capacity.

【0003】従来の電流制限器は、例えばFe、Fe−
Co合金のように常温で比較的低い比抵抗を有し、高温
では高い比抵抗となるような大きな電気抵抗の温度係数
を有する材料を用い、この両端に接続用端子を固着する
と共に絶縁被覆をしたもので、遮断器に直列に接続し、
過電流が流れた場合に発生するジュール熱により発生し
た温度で抵抗を増大させ、過電流を制限させるものであ
る。
Conventional current limiters include, for example, Fe, Fe-
Use a material that has a relatively low specific resistance at room temperature, such as a Co alloy, and has a large temperature coefficient of electrical resistance so that it has a high specific resistance at high temperatures. Connected in series with the circuit breaker,
The resistance is increased at a temperature generated by Joule heat generated when an overcurrent flows, thereby limiting the overcurrent.

【0004】一方、最近の大容量の電流制限において
は、定常時での常温と、短絡時での高温の比抵抗の比率
は、100倍から1000倍といった大きな抵抗変化が
要求される。
On the other hand, in recent large-capacity current limiting, a large resistance change such as 100 to 1000 times the specific resistance ratio between normal temperature in a steady state and high temperature in a short circuit is required.

【0005】しかしながら従来のFe、Fe−Co合金
を用いた電流制限器では、常温での比抵抗は、それぞれ
10μΩcm、6μΩcm程度でかなり低抵抗値である
が、300℃でのそれは常温の8倍程度に過ぎない。そ
のために十分な電流制限効果が得られなかった。
However, in the conventional current limiters using Fe and Fe-Co alloys, the specific resistance at room temperature is considerably low at about 10 μΩcm and about 6 μΩcm, respectively, but that at 300 ° C. is eight times that at room temperature. Only about. Therefore, a sufficient current limiting effect could not be obtained.

【0006】大きい抵抗の変化率を得る他の技術として
は、正の電気抵抗の温度係数材料(PTC)として用い
られる代表的なものにSr、Pb、Ceなどの微量添加
物を含有したBaTi03 セラミックスがある。しか
し、これらは常温時の比抵抗が約10Ωcmと高いため
電圧降下が大きくなり大電力用途に用いることは困難で
ある。また、そのPTC現象が粒界層に起因する機構に
依っているため大電流用途に用いることは困難である。
[0006] Other techniques for obtaining the rate of change of high resistance, Sr positive typical used as the temperature coefficient material of the electrical resistance (PTC), Pb, BaTi0 containing dopants such as Ce 3 There are ceramics. However, since these materials have a high specific resistance of about 10 Ωcm at normal temperature, the voltage drop becomes large, and it is difficult to use them for high power applications. Further, since the PTC phenomenon depends on a mechanism caused by the grain boundary layer, it is difficult to use the PTC phenomenon for a large current application.

【0007】また、CrやAlを微量含有するV23
セラミックスもPTC抵抗体であることが知られてい
る。しかしながら、同材料は定常電流から過電流に移行
した時、電流の集中化が起こり、集中した部分が急激に
加熱し、破断するという現象が見られる。そのために電
流制限動作終了後に定常状態に復帰させることが出来な
くなるという問題があった。
Further, V 2 O 3 containing a small amount of Cr or Al
Ceramics are also known to be PTC resistors. However, when the same material shifts from a steady current to an overcurrent, the current is concentrated, and the concentrated portion is rapidly heated and ruptured. For this reason, there is a problem that it is not possible to return to the steady state after the current limiting operation is completed.

【0008】以上説明したように、電流制限器として従
来から二、三の技術が開発され、いずれも実用に供せら
れてはいるが、最近の大容量化、信頼性向上要求に対し
改良が必要となっている。すなわち、上記したFe、F
e−Co系電流制限素子では、経済性、作業性、定常時
の低抵抗値など優れた特性のため、現在も多用されてい
るが、一層大きな電流制限比を要求される大電流分野へ
の適用には不向きである。
As described above, a few techniques have been developed as a current limiter and all of them have been put to practical use. However, improvements have been made in response to recent demands for larger capacity and higher reliability. Is needed. That is, the above Fe, F
e-Co-based current limiting elements are frequently used at present due to their excellent characteristics such as economy, workability, and low resistance at steady state. Not suitable for application.

【0009】また、上記したBaTiO3 系やV23
系などのセラミックスPTC抵抗体は、過電流時に大き
な電流制限比が得られるものの、過電流により破断する
といった致命的な欠陥があり、このままでは大容量用途
の電流制限器としては使用できない。
The above-mentioned BaTiO 3 or V 2 O 3
Although a ceramic PTC resistor such as a system can obtain a large current limiting ratio at the time of overcurrent, it has a fatal defect such as breakage due to overcurrent, and cannot be used as a current limiter for large capacity use as it is.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、現在
の高い電流制限比を有するBaTiO3 やV23 など
のセラミックス系PTC抵抗体においては過電流によっ
て素子が破損するという問題がある。そこで本発明の目
的は、大きな過電流が流れた場合でも電流制限素子が破
断することなく、かつ、高い電流制限比を有する電流制
限器を提供することである。
As described above, in ceramic-based PTC resistors such as BaTiO 3 and V 2 O 3 having a high current limiting ratio at present, there is a problem that the element is damaged by overcurrent. Therefore, an object of the present invention is to provide a current limiter that does not break the current limiting element even when a large overcurrent flows and has a high current limiting ratio.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る電流制限器は、電気抵抗値が正の温度係数を有す
る第1の抵抗体からなる主回路と、電気抵抗値が負の温
度係数を有する第2の抵抗体からなる副回路とを並列に
し、副回路に接地を配することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a current limiter having a main circuit including a first resistor having a positive temperature coefficient and a negative resistance. And a sub-circuit composed of a second resistor having a temperature coefficient of?

【0012】このような構成により、定常時と過電流が
発生したときに並列に配した主回路と副回路の電流密度
の配分が切り替わり、過電流が主回路側に流れないよう
にすることができる。従って、一つの抵抗体素子に大き
な負荷をかけること無く過電流を制限できることから素
子の破壊を防止し、たとえ副回路が破損しても、主回路
は回復できる。
With such a configuration, the distribution of the current densities of the main circuit and the sub-circuit arranged in parallel during normal operation and when an overcurrent occurs is switched, so that the overcurrent does not flow to the main circuit. it can. Therefore, the overcurrent can be limited without applying a large load to one resistor element, thereby preventing destruction of the element and recovering the main circuit even if the sub-circuit is broken.

【0013】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の電流制限器において、定常時における第1の抵抗体
の電気抵抗値r1と第2の抵抗体の電気抵抗値r2との
比r1/r2が0.1以下であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the current limiter according to the first aspect, wherein the electric resistance value r1 of the first resistor and the electric resistance value r2 of the second resistor in a steady state are changed. The ratio r1 / r2 is 0.1 or less.

【0014】請求項3に記載の本発明は、請求項1に記
載の電流制限器において、定常時の3倍以上の電流が流
れた時の前記第1の抵抗体の電気抵抗値r3と前記第2
の抵抗体の電気抵抗値r4との比r3/r4が10以上
であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the current limiter according to the first aspect, wherein the electric resistance value r3 of the first resistor when the current flows three times or more of the steady state and the electric resistance r3 of the first resistor. Second
Wherein the ratio r3 / r4 of the resistor to the electrical resistance value r4 is 10 or more.

【0015】請求項4に記載の本発明に係る電流制限器
は、電気抵抗値が正の温度係数を有する第1の抵抗体と
発熱用の第3の抵抗体が並列に配された主回路と、電気
抵抗値が負の温度係数を有する第2の抵抗体からなる副
回路とを並列にし、副回路に接地を配することを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a current limiter having a main circuit in which a first resistor having a positive temperature coefficient and a third resistor for heat generation are arranged in parallel. And a sub-circuit composed of a second resistor having a negative temperature coefficient and having a negative electric resistance value is arranged in parallel, and the sub-circuit is grounded.

【0016】このような構成により、定常時と過電流が
発生したときに並列に配した主回路と副回路の電流密度
の配分が切り替わり、過電流が主回路側に流れないよう
にすることができる。従って、一つの抵抗体素子に大き
な負荷をかけること無く過電流を制限できることから素
子の破壊を防止し、たとえ副回路が破損しても、主回路
は回復できる。
With this configuration, the distribution of the current density between the main circuit and the sub-circuit arranged in parallel at the time of steady state and when an overcurrent occurs is switched, so that the overcurrent does not flow to the main circuit side. it can. Therefore, the overcurrent can be limited without applying a large load to one resistor element, thereby preventing destruction of the element and recovering the main circuit even if the sub-circuit is broken.

【0017】請求項5に記載の本発明は、請求項4に記
載の電流制限器において、定常時における第1の抵抗体
の電気抵抗値r1と、第2の抵抗体の電気抵抗値r2
と、第3の抵抗体の電気抵抗値r5との比r1:r2:
r5が、1:10以上:5以上であることを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the current limiter according to the fourth aspect, the electric resistance value r1 of the first resistor and the electric resistance value r2 of the second resistor in the steady state are set.
And the ratio r1: r2: of the electrical resistance value r5 of the third resistor to the third resistor.
r5 is 1:10 or more: 5 or more.

【0018】請求項6に記載の本発明は、請求項4に記
載の電流制限器において、定常時の3倍以上の電流が流
れたときの第1の抵抗体の電気抵抗値r3と、第2の抵
抗体の電気抵抗値r4と、第3の抵抗体の電気抵抗値r
6との比r3:r4:r6が、1:0.1以下:0.5
以下であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the current limiter according to the fourth aspect, the electric resistance value r3 of the first resistor when the current flows at least three times the steady state, and The electrical resistance r4 of the second resistor and the electrical resistance r of the third resistor
The ratio r3: r4: r6 to 6 is 1: 0.1 or less: 0.5
It is characterized by the following.

【0019】請求項7に記載の本発明に係る電流制限器
は、電気抵抗値が正の温度係数を有する第1の抵抗体と
発熱用の第3の抵抗体とを並列に配することを特徴とす
る。このような構成により、過電流制限動作の迅速性を
向上させることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the current limiter, a first resistor having a positive temperature coefficient and a third resistor for heat generation are arranged in parallel. Features. With such a configuration, the speed of the overcurrent limiting operation can be improved.

【0020】請求項8に記載の本発明は、請求項1また
は請求項4または請求項7に記載の電流制限器におい
て、各抵抗体が絶縁体を介して近接し、さらにこれらの
抵抗体を束ねた外周が断熱材で覆われていることを特徴
とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the current limiter according to the first or fourth or seventh aspect, the resistors are close to each other via an insulator. The bundled outer circumference is covered with a heat insulating material.

【0021】請求項9に記載の本発明は、請求項1また
は請求項4または請求項7に記載の電流制限器におい
て、第1の抵抗体は、室温(例えば、−30℃〜+30
℃)での固有抵抗が40μΩcm以上、10Ωcm以下
であり、室温から800℃までの温度上昇に伴う電気抵
抗の増大率が5倍以上の抵抗体であることを特徴とす
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the current limiter according to the first or fourth or seventh aspect, the first resistor is connected at room temperature (for example, from -30 ° C to + 30 ° C).
(C) is not less than 40 μΩcm and not more than 10 Ωcm, and the rate of increase in electric resistance with increasing temperature from room temperature to 800 ° C. is 5 times or more.

【0022】請求項10に記載の本発明は、請求項9に
記載の電流制限器において、第1の抵抗体が、鉄、N
i、Co、B、Fe−Co合金、またはFe−Ni合金
であることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the current limiter of the ninth aspect, the first resistor is made of iron, N
i, Co, B, Fe-Co alloy, or Fe-Ni alloy.

【0023】請求項11に記載の本発明は、請求項9に
記載の記載の電流制限器において、第1の抵抗体が、B
aTiO3 系酸化物、またはV23 系酸化物であるこ
とを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the current limiter according to the ninth aspect, the first resistor includes a B resistor.
It is characterized by being an aTiO 3 -based oxide or a V 2 O 3 -based oxide.

【0024】請求項12に記載の本発明は、請求項9に
記載の電流制限器において、第1の抵抗体が、ポリマー
樹脂と導電粒子の複合材であることを特徴とする。請求
項13に記載の本発明は、請求項1または請求項4に記
載の電流制限器において、第2の抵抗体は、室温(例え
ば、−30℃〜+30℃)での固有抵抗が0.4Ωcm
以上106 Ωcm以下であり、室温から200℃までの
温度上昇に伴う電気抵抗低下率が10分の1以下である
ことを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the current limiter of the ninth aspect, the first resistor is a composite material of a polymer resin and conductive particles. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the current limiter according to the first or fourth aspect, the second resistor has a specific resistance of 0.5 at room temperature (for example, −30 ° C. to + 30 ° C.). 4Ωcm
The resistivity is not more than 10 6 Ωcm and the rate of decrease in electric resistance with a temperature rise from room temperature to 200 ° C. is 1/10 or less.

【0025】請求項14に記載の本発明は、請求項13
に記載の電流制限器において、第2の抵抗体が、VO2
系酸化物であることを特徴とする。請求項15に記載の
本発明は、請求項13に記載の電流制限器において、第
2の抵抗体が、LiCo系酸化物、Se系金属間化合
物、またはSb系金属間化合物であることを特徴とす
る。
The present invention according to claim 14 provides the invention according to claim 13
3. The current limiter according to claim 2, wherein the second resistor is VO 2
It is characterized by being a system oxide. According to a fifteenth aspect of the present invention, in the current limiter of the thirteenth aspect, the second resistor is a LiCo-based oxide, a Se-based intermetallic compound, or an Sb-based intermetallic compound. And

【0026】請求項16に記載の本発明は、請求項13
に記載の電流制限器において、第2の抵抗体が、Ag2
S系硫化物であることを特徴とする。請求項17に記載
の本発明は、請求項13に記載の電流制限器において、
第2の抵抗体が、ボロンであることを特徴とする。
The present invention according to claim 16 provides the invention according to claim 13
2. The current limiter according to claim 1, wherein the second resistor is Ag 2
It is an S-based sulfide. The present invention according to claim 17 is the current limiter according to claim 13,
The second resistor is made of boron.

【0027】請求項18に記載の本発明は、請求項4ま
たは請求項7に記載の電流制限器において、第3の抵抗
体は、室温付近での固有抵抗値が0.2Ωcm以上、5
00Ωcm以下であり、定常時および過電流時の温度で
第1の抵抗体の電気抵抗値と第2の抵抗体の電気抵抗値
との間の電気抵抗値であることを特徴とする。
According to the present invention, in the current limiter according to the fourth or seventh aspect, the third resistor has a specific resistance of about 0.2 Ωcm or more at around room temperature.
The resistance value is equal to or less than 00 Ωcm, and is an electric resistance value between the electric resistance value of the first resistor and the electric resistance value of the second resistor at the temperature at the time of steady state and overcurrent.

【0028】請求項19に記載の本発明は、請求項18
に記載の電流制限器において、第3の抵抗体が、Ni−
Cr系合金、Ba−Ti系酸化物、またはSiCである
ことを特徴とする。
The present invention described in claim 19 provides the present invention according to claim 18.
3. The current limiter according to claim 2, wherein the third resistor is Ni-
It is a Cr-based alloy, Ba-Ti-based oxide, or SiC.

【0029】請求項20に記載の本発明は、請求項6に
記載の本発明は、請求項1または請求項4に記載の電流
制限器において、副回路の接地を切り離すことが可能な
手段を設けることにより、主回路のみが負荷と電源との
間に直列に挿入された回路に切替え可能とすることを特
徴とする電流制限器。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a current limiter according to the first or fourth aspect, wherein the current limiter according to the first or fourth aspect includes means capable of disconnecting the ground of the sub-circuit. A current limiter characterized in that only a main circuit can be switched to a circuit inserted in series between a load and a power supply by providing the circuit.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図におい
て、同符号は同一部分または対応部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the same symbols indicate the same or corresponding parts.

【0031】(第1の実施形態)まず、本発明の第1の
実施形態に係る電流制限器の構成を、図1を用いて説明
する。
(First Embodiment) First, the configuration of a current limiter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0032】図1において、電流制限器1は、抵抗体R
1を配した主回路2と、これに並列に抵抗体R2を配し
た副回路3で構成された抵抗器であり、主回路2は電気
製品などの負荷4に接続されており、一方の副回路3
は、スイッチSwを介して接地されている。
In FIG. 1, a current limiter 1 includes a resistor R
1 and a sub-circuit 3 in which a resistor R2 is disposed in parallel with the main circuit 2. The main circuit 2 is connected to a load 4 such as an electric product. Circuit 3
Are grounded via the switch Sw.

【0033】定常時は大部分の電流が主回路2を通して
負荷4に流れるが、過電流発生時は、大部分の電流が接
地した副回路3に流れるように、主回路2の抵抗体R1
と副回路3の抵抗体R2の抵抗値の比率が切り替わるよ
うな動作をするもので構成されている。
In a steady state, most of the current flows to the load 4 through the main circuit 2. However, when an overcurrent occurs, the resistor R1 of the main circuit 2 is connected so that most of the current flows to the sub-circuit 3 which is grounded.
The operation is such that the ratio of the resistance value of the resistor R2 of the sub-circuit 3 is switched.

【0034】その結果、過電流発生時に負荷4へ電流が
流れることを阻止するものである。上記の電流制限器1
において主回路2と副回路3への電流の配分が切り替わ
る動作を、図2を用いて説明する。
As a result, the current is prevented from flowing to the load 4 when an overcurrent occurs. The above current limiter 1
The operation in which the distribution of the current to the main circuit 2 and the sub-circuit 3 is switched will be described with reference to FIG.

【0035】まず、主回路2の抵抗体R1は、定常時は
比較的常温に近い温度域で低い抵抗値r1を有する。過
電流の発生により抵抗体R1はジュール熱により自己発
熱し、温度が定常時の温度T1から過電流発生時の温度
T2に上昇する。この抵抗体R1は温度上昇により抵抗
値が増大する材料で構成されている。いわば、抵抗体R
1はその電気抵抗値が正の温度係数を有するPTC素子
である。
First, the resistor R1 of the main circuit 2 has a low resistance value r1 in a temperature range relatively close to normal temperature in a steady state. Due to the occurrence of the overcurrent, the resistor R1 self-heats due to the Joule heat, and the temperature rises from the steady-state temperature T1 to the overcurrent-occurring temperature T2. The resistor R1 is made of a material whose resistance value increases with a rise in temperature. So to speak, resistor R
Reference numeral 1 denotes a PTC element whose electric resistance has a positive temperature coefficient.

【0036】一方、副回路3の抵抗体R2は定常時の温
度T1では高い抵抗値r2であるが、過電流発生時にR
1からの熱伝達により温度T2になると急激に抵抗値が
r4まで低下するような負の温度係数を有する抵抗体材
料で構成されている。いわば、NTC素子およびCTC
(急変抵抗体)素子である。
On the other hand, the resistor R2 of the sub-circuit 3 has a high resistance value r2 at the temperature T1 in a steady state, but has a high resistance value R2 when an overcurrent occurs.
It is made of a resistor material having a negative temperature coefficient such that the resistance value drops sharply to r4 when the temperature reaches T2 due to heat transfer from 1. So to speak, NTC element and CTC
(Rapidly changing resistor) element.

【0037】上記の抵抗値r1ないしr4までの抵抗値
は、電流制限器1の用途に応じて適正レベルが設定され
る。抵抗値r1は、定常時に電圧ロスなしであることが
理想であり、十分に低い値が要求される。一方、抵抗値
r2は抵抗体R2には電流がほとんど流れないことが理
想であり、r1/r2の比率が十分に小さいことが必要
である。過電流発生時は、抵抗体1と抵抗体R2は逆転
し、抵抗値r3が高く、r4が十分に低いことが理想で
ある。つまり、r3/r4比が十分に大きいことが良
い。r3の抵抗側には電流が流れなくなると抵抗体R1
のジュール熱は発生しなくなるので、電流制限器1全体
の温度は低下し、やがて抵抗値が定常時の状態に復帰す
るとともに主回路2と副回路3の電流の配分も復帰す
る。
The resistance values of the resistance values r1 to r4 are set to appropriate levels according to the use of the current limiter 1. Ideally, the resistance value r1 should have no voltage loss in a steady state, and a sufficiently low value is required. On the other hand, the resistance value r2 is ideally such that almost no current flows through the resistor R2, and the ratio of r1 / r2 needs to be sufficiently small. When an overcurrent occurs, it is ideal that the resistor 1 and the resistor R2 are reversed, and the resistance value r3 is high and r4 is sufficiently low. That is, it is preferable that the r3 / r4 ratio is sufficiently large. When current stops flowing on the resistance side of r3, the resistor R1
As a result, the temperature of the entire current limiter 1 decreases, and the resistance value returns to a steady state, and the current distribution of the main circuit 2 and the sub circuit 3 also returns.

【0038】ここで、抵抗体R1は、例えば、室温での
固有抵抗が40μΩcm以上、10Ωcm以下であり、
室温から800℃までの温度上昇に伴う電気抵抗の増大
率が5倍以上の抵抗体を用いる。また、抵抗体R2は、
例えば、室温での固有抵抗が0.4Ωcm以上106 Ω
cm以下であり、室温から200℃までの温度上昇に伴
う電気抵抗低下率が10分の1以下の抵抗体を用いる。
Here, the resistor R1 has, for example, a specific resistance at room temperature of 40 μΩcm or more and 10 Ωcm or less,
A resistor whose electrical resistance increases with a temperature rise from room temperature to 800 ° C. at least 5 times is used. Also, the resistor R2 is
For example, the specific resistance at room temperature is 0.4 Ωcm or more and 10 6 Ω
cm or less, and a rate of decrease in electrical resistance with a temperature rise from room temperature to 200 ° C. is 1/10 or less.

【0039】従来のPTC抵抗体のみを用いるタイプの
電流制限器の場合、大電流で急激に昇温するとPTC素
子にクラックが発生して破壊し、復帰できないといった
問題があったが、大電流はCTC(NTC)素子に流れ
るため破壊しない。
In the case of a conventional current limiter using only a PTC resistor, there is a problem that if the temperature is rapidly increased with a large current, the PTC element is cracked and destroyed and cannot be recovered. It does not break down because it flows to the CTC (NTC) element.

【0040】たとえ、副回路3の抵抗体R2が損なわれ
ても、主回路2は通電可能であり、復帰時の負荷4の停
電による大きな損害を回避できる。また、従来のPTC
素子の代表的な材料であるBaTiO3 は、そのPTC
現象が粒界の電位障壁に基づいているため電圧依存性が
あり、電力用のような大電流には使用できなかったが、
この電流制限器1の構成での抵抗体R1には、大電流が
制限されるので使用が可能となる。
Even if the resistor R2 of the sub-circuit 3 is damaged, the main circuit 2 can be energized and large damage due to a power failure of the load 4 at the time of recovery can be avoided. In addition, conventional PTC
BaTiO 3 , which is a typical material of the device, has its PTC
Since the phenomenon is based on the potential barrier at the grain boundary, it has a voltage dependency, and could not be used for large currents such as power.
The resistor R1 in the configuration of the current limiter 1 can be used because a large current is limited.

【0041】図2の定常時の温度T1は室温(例えば、
−30℃〜+30℃)が一般的であるが、使用条件によ
り設定された温度で考えても良い。この温度T1での各
抵抗値の比r1:r2としては、1:10以上、好まし
くは1:50以上である。
The temperature T1 in the steady state shown in FIG.
(−30 ° C. to + 30 ° C.) in general, but a temperature set according to use conditions may be used. The ratio r1: r2 of each resistance value at the temperature T1 is 1:10 or more, preferably 1:50 or more.

【0042】また、過電流発生時の温度T2も使用条件
により設定が決まる。例えば、定常時の3倍以上の電流
が流れた時の温度T2での各抵抗値の比r3:r4は1
0以上:1であり、好ましくは50以上:1である。
The setting of the temperature T2 at the time of occurrence of overcurrent is also determined by the use conditions. For example, the ratio r3: r4 of each resistance value at the temperature T2 when a current more than three times the steady state flows is 1
It is 0 or more, and preferably 1 or more.

【0043】副回路3の抵抗体R2の材料としては、お
よそ60℃付近から数百℃の範囲での臨界温度で急激に
電気抵抗が低下するCTC抵抗体であることが望まし
い。このようなCTC抵抗体としては、VO2 系とAg
2 S系がある。
The material of the resistor R2 of the sub-circuit 3 is desirably a CTC resistor whose electric resistance rapidly decreases at a critical temperature in the range of about 60 ° C. to several hundreds ° C. As such a CTC resistor, a VO 2 system and an Ag
There is a 2 S system.

【0044】VO2 系はV25 にCaO、SrO、B
aO、PbOなどの塩基性酸化物とP25 、SiO
2 、B23 などの酸性酸化物を混合して溶解し、適当
な弱還元性雰囲気で熱処理した後急冷することによって
得られる。
[0044] VO 2 system CaO to V 2 O 5, SrO, B
Basic oxides such as aO, PbO and P 2 O 5 , SiO
2 , it is obtained by mixing and dissolving acidic oxides such as B 2 O 3 , heat-treating in an appropriate weak reducing atmosphere, and then quenching.

【0045】これで得られたVO2 を昇温すると約70
℃付近で半導体と金属の転移を起こし、電気抵抗が急激
に低下する。この実施形態における抵抗体R2として
は、V6040系酸化物を用いた。室温付近の電気抵抗は
3×104 Ωであり、70℃付近で急激に降下し、10
0℃で約0.7Ωまで低下する。
When the temperature of the obtained VO 2 is raised,
The transition between the semiconductor and the metal occurs around ℃, and the electric resistance sharply decreases. As the resistor R2 in this embodiment, a V 60 B 40- based oxide was used. The electric resistance around room temperature is 3 × 10 4 Ω, and it drops sharply around 70 ° C.
It drops to about 0.7Ω at 0 ° C.

【0046】この抵抗体がVO2 単結晶の場合は上記の
転移で結晶が崩壊してしまうが、この実施形態のような
複合酸化物の場合はVO2 微細結晶の間隙に半ガラス状
の酸化物が存在する構造であるため、転移でも崩壊しな
い特徴がある。
When the resistor is a VO 2 single crystal, the crystal collapses due to the above transition. However, in the case of the composite oxide as in this embodiment, a semi-glass-like oxide is formed in the gap between the VO 2 fine crystals. It has a characteristic that it does not collapse even when it is displaced because it has a structure with objects.

【0047】VO2 −B系酸化物と同様に、CTC抵抗
体にはVO2 −P系酸化物(V8411Ca5 −O、V74
21Ba5 −Oなど)、VO2 −Si系酸化物やAg2
S系硫化物も適用できる。また、CTCではないが、電
気抵抗値が負の温度係数であるNTCにおいて抵抗値低
下率が大きな材料も実施可能である。Li8 Co92酸化
物、Li8 Co46Ni46酸化物などの遷移金属酸化物、
あるいはWSe、ReSe2 などのセレン化合物やMg
3 Sb2 といった金属間化合物が使用できる。金属材料
としてはB(ボロン)も有効なNTC特性を有する。
Like the VO 2 -B-based oxide, the CTC resistor includes VO 2 -P-based oxides (V 84 P 11 Ca 5 -O, V 74
P 21 Ba 5 —O), VO 2 —Si-based oxides and Ag 2
S-based sulfides are also applicable. Further, it is possible to use a material which is not CTC but has a large rate of decrease in resistance in NTC in which the electric resistance has a negative temperature coefficient. Transition metal oxides such as Li 8 Co 92 oxide and Li 8 Co 46 Ni 46 oxide;
Alternatively, selenium compounds such as WSe and ReSe 2 or Mg
Intermetallic compounds such as 3 Sb 2 can be used. B (boron) also has an effective NTC property as a metal material.

【0048】一方、主回路2の抵抗体R1の材料として
は、室温付近の定常時の抵抗が低く、数百℃に温度上昇
するに伴い電気抵抗が増大するPTC抵抗体である。こ
の実施形態における抵抗体R2のVO2 −B系酸化物C
TCが100℃以上で1オーム以下であるため、抵抗体
R1の電気抵抗値は100オーム以上であれば主回路に
配分される電流密度は約1%となる。
On the other hand, the material of the resistor R1 of the main circuit 2 is a PTC resistor that has a low resistance in a steady state near room temperature and increases in electrical resistance as the temperature rises to several hundred degrees centigrade. The VO 2 -B-based oxide C of the resistor R2 in this embodiment
Since TC is 1 ohm or less at 100 ° C. or more, if the electric resistance of the resistor R1 is 100 ohm or more, the current density distributed to the main circuit is about 1%.

【0049】常温では10Ωcm以下としては、鉄、N
i、Co、B、Fe−Co合金、Fe−Ni合金等の金
属材料があり、酸化物系材料としては、V23 系やB
aTiO3 系がある。
At room temperature, iron or N
There are metal materials such as i, Co, B, Fe—Co alloy, and Fe—Ni alloy. As oxide-based materials, V 2 O 3 and B
There is the aTiO 3 system.

【0050】V23 系ではVの一部をCrで置換した
(V0.997 Cr0.00323 があり、BaTiO3
ではBaの一部をPbで置換した(Ba50Pb50)Ti
3がある。
In the V 2 O 3 system, there is (V 0.997 Cr 0.003 ) 2 O 3 in which part of V is substituted with Cr, and in the BaTiO 3 system, Ba is partially substituted with Pb (Ba 50 Pb 50 ) Ti.
O 3 there is.

【0051】ポリマー系では、ポリエチレン樹脂、シリ
コン樹脂等のポリマー樹脂に導電粒子を複合化した材料
も顕著なPTC特性を示す。導電粒子としては、Cu、
Ag、C、Ni、Alがある。ポリエチレン樹脂に導電
粒子としてカーボンを50wt%分散させた複合材は室
温での0.4Ωcmから約130℃の温度での400Ω
cmまで抵抗値が増大する。
In the polymer system, a material in which conductive particles are composited with a polymer resin such as a polyethylene resin or a silicone resin also exhibits remarkable PTC characteristics. As the conductive particles, Cu,
There are Ag, C, Ni, and Al. A composite material in which 50 wt% of carbon is dispersed as conductive particles in a polyethylene resin is from 0.4 Ωcm at room temperature to 400 Ωcm at a temperature of about 130 ° C.
cm.

【0052】以上説明した抵抗体R1および抵抗体R2
用の材料を用いて、電流制限器1を構成するには過電流
発生時に短時間で抵抗体R1に発生した熱を抵抗体R2
に伝達する必要がある。そのために抵抗体R1と抵抗体
R2は絶縁体を介して近接させ、それらの周囲を断熱材
で覆って熱発散を防ぐ構造とする。つまり、抵抗体同士
はエナメル膜のような絶縁薄膜でコーティングされて重
ね合わせてあり、それらを束ねた外周はセラミックス繊
維などの断熱材で被覆されている。
The resistors R1 and R2 described above.
In order to configure the current limiter 1 by using the material for the resistor R1, heat generated in the resistor R1 in a short time when an overcurrent occurs is generated by the resistor R2.
Need to be communicated to For this purpose, the resistor R1 and the resistor R2 are brought close to each other with an insulator interposed therebetween, and the periphery thereof is covered with a heat insulating material to prevent heat dissipation. That is, the resistors are coated with an insulating thin film such as an enamel film and overlapped, and the outer periphery of the bundle is covered with a heat insulating material such as a ceramic fiber.

【0053】以上のような構成の電流制限器は、事故発
生時に事故点への電流供給を抑制するために副回路3を
通して電流が接地に流れ、大きな電圧降下となる。それ
が、システム全体としては問題である場合にもこの実施
形態の電流制限器の接続ができるようにするには、図1
に示すように、副回路3の接地を切り離すスイッチSw
を設けておけば良い。
In the current limiter configured as described above, when an accident occurs, the current flows to the ground through the sub-circuit 3 in order to suppress the current supply to the accident point, resulting in a large voltage drop. In order to enable the connection of the current limiter of this embodiment even when it is a problem for the whole system, FIG.
, The switch Sw for disconnecting the ground of the sub-circuit 3
Should be provided.

【0054】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態に係る電流制限器の構成を、図3を用いて説明
する。
(Second Embodiment) Next, a configuration of a current limiter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0055】図3においては、図1に示す第1の実施形
態における電流制限器1の主回路2に、抵抗体R1と並
列に抵抗体R3が配列されている。この抵抗体R3は発
熱回路5である。この発熱回路5の抵抗体R3を加える
ことにより、過電流が主回路2に流れる時、抵抗体R1
と抵抗体R2の温度を急速に上昇させることができる。
In FIG. 3, a resistor R3 is arranged in parallel with the resistor R1 in the main circuit 2 of the current limiter 1 in the first embodiment shown in FIG. This resistor R3 is the heating circuit 5. By adding the resistor R3 of the heating circuit 5, when an overcurrent flows through the main circuit 2, the resistor R1
And the temperature of the resistor R2 can be rapidly increased.

【0056】ここで、抵抗体R1と抵抗体R2は、例え
ば、第1の実施形態における抵抗体R1と抵抗体R2に
適用できる抵抗体を用いることとし、第3の抵抗体は、
例えば、室温付近での固有抵抗値が0.2Ωcm以上、
500Ωcm以下であり、定常時および過電流時の温度
で抵抗体R1の電気抵抗値と抵抗体R2の電気抵抗値と
の間の電気抵抗値のものを用いる。
Here, as the resistors R1 and R2, for example, resistors applicable to the resistors R1 and R2 in the first embodiment are used, and the third resistor is
For example, the specific resistance around room temperature is 0.2 Ωcm or more,
It is 500 Ωcm or less, and has an electric resistance value between the electric resistance value of the resistor R1 and the electric resistance value of the resistor R2 at normal and overcurrent temperatures.

【0057】この構成における各抵抗体R1、R2、R
3の抵抗値の比率の変化を図4を用いて説明する。図4
において、定常時の温度T1で、発熱回路5の抵抗体R
3の抵抗値r5は主回路2の抵抗体R1の抵抗値r1に
比べて高いものであり、発熱しない。過電流が流れると
抵抗体R3が発熱して温度T2になる。温度T2では抵
抗体R3の抵抗値r6は、抵抗体R2の抵抗値r4に比
べて十分に高い値であり、流れる電流密度は小さくなる
ので発熱は少なくなっていき、やがて定常温度T1に復
帰する。
Each of the resistors R1, R2, R
The change in the ratio of the resistance values of No. 3 will be described with reference to FIG. FIG.
At the steady-state temperature T1, the resistance R
The resistance value r5 of No. 3 is higher than the resistance value r1 of the resistor R1 of the main circuit 2 and does not generate heat. When an overcurrent flows, the resistor R3 generates heat to reach the temperature T2. At the temperature T2, the resistance value r6 of the resistor R3 is sufficiently higher than the resistance value r4 of the resistor R2, and since the flowing current density becomes smaller, the heat generation decreases, and eventually the temperature returns to the steady temperature T1. .

【0058】定常時の温度T1での抵抗値r1:r2:
r5の比は、1:10以上:5以上であり、好ましくは
1:100以上:50以上である。さらに過電流時、例
えば、定常時の3倍以上の電流が流れた時の温度T2で
は抵抗値r3:r4:r6の比は、1:0.1以下:
0.5以下であり、好ましくは1:0.01以下:0.
05以下である。
Resistance values r1 and r2 at steady-state temperature T1:
The ratio of r5 is 1:10 or more: 5 or more, preferably 1: 100 or more: 50 or more. Further, at an overcurrent, for example, at a temperature T2 when a current more than three times the steady state flows, the ratio of the resistance values r3: r4: r6 is 1: 0.1 or less:
0.5 or less, preferably 1: 0.01 or less.
05 or less.

【0059】この実施形態は、過電流発生時に抵抗体R
1のジュール熱よりも短時間に発熱できる抵抗体R3を
採用したものであるが、抵抗体R3の材料としては、発
熱効率の良好なNiCr合金が経済的である。
In this embodiment, when an overcurrent occurs, the resistor R
Although a resistor R3 capable of generating heat in a shorter time than Joule heat of 1 is employed, a NiCr alloy having good heat generation efficiency is economical as a material of the resistor R3.

【0060】その他、抵抗値が比較的高いPTC抵抗体
を用いることで発熱と共に抵抗が大きくなり、瞬時に抵
抗体R1および抵抗体R2を加熱でき、事故の拡大を防
止できる。そのような抵抗材料としては、BaTiO3
系サーミスタやSiCがある。
In addition, by using a PTC resistor having a relatively high resistance value, the resistance increases with heat generation, and the resistors R1 and R2 can be heated instantaneously, thereby preventing the accident from spreading. BaTiO 3 is used as such a resistance material.
Series thermistors and SiC.

【0061】図4において、抵抗体R3の抵抗値は、定
常時の温度T1と過電流発生時の温度T2のいずれにお
いても抵抗体R1と抵抗体R2の間であることが必要で
ある。温度T1では、抵抗値r5を抵抗値r1に対して
5倍以上に大きくすることで発熱を抑える。また、抵抗
値r5を抵抗値r2よりも小さくすることで、主回路2
の抵抗を小さくして、発熱損失と抵抗値r2の抵抗体R
2へのロスを防ぐ。
In FIG. 4, the resistance value of the resistor R3 needs to be between the resistor R1 and the resistor R2 at both the steady-state temperature T1 and the overcurrent occurrence temperature T2. At the temperature T1, heat generation is suppressed by increasing the resistance value r5 to at least five times the resistance value r1. By making the resistance value r5 smaller than the resistance value r2, the main circuit 2
To reduce the heat loss and the resistance R of the resistance value r2.
Prevent loss to 2.

【0062】温度T2では抵抗値r6を抵抗値r4より
大きくすることで主回路2への電流を回避する。また、
抵抗値r6を抵抗値r3より小さくすることで発熱分の
電流を確保する。
At the temperature T2, the current flowing to the main circuit 2 is avoided by making the resistance value r6 larger than the resistance value r4. Also,
By making the resistance value r6 smaller than the resistance value r3, a current for heat generation is secured.

【0063】なお、この第2の実施形態においても、第
1の実施形態と同様に、抵抗体R1、抵抗体R2、及び
抵抗体R3は絶縁体を介して近接させ、それらを束ねた
外周をセラミックス繊維などの断熱材で被覆する。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the resistors R1, R2, and R3 are brought close to each other via an insulator, and the outer periphery of the bundle is bundled. Coated with a heat insulating material such as ceramic fiber.

【0064】また、この第2の実施形態においても、過
電流発生時にシステム全体への電圧降下を防止する必要
がある場合に対処できるように副回路3の接地を切り離
すスイッチSwを設ける。
Also in the second embodiment, a switch Sw for disconnecting the ground of the sub-circuit 3 is provided so as to cope with a case where it is necessary to prevent a voltage drop to the entire system when an overcurrent occurs.

【0065】以上説明したように第1及び第2の実施形
態の電流制限器は、定常時と過電流が発生したときに並
列に配した主回路と副回路の電流密度の配分が切り替わ
り、過電流が主回路側に流れないようにすることを実現
するものであり、一つの抵抗体素子に大きな負荷をかけ
ること無くできることから素子の破壊を防止し、たとえ
副回路が破損しても、主回路は回復できるという信頼性
の高い電流制限器を得ることができる。
As described above, in the current limiters of the first and second embodiments, the distribution of the current density of the main circuit and the sub-circuit arranged in parallel at the time of steady state and when an overcurrent occurs is switched. This is to prevent current from flowing to the main circuit side.This can be done without applying a large load to one resistor element, preventing element destruction. A reliable current limiter that the circuit can recover can be obtained.

【0066】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態に係る電流制限器の構成を、図5を用いて説明
する。
(Third Embodiment) Next, the configuration of a current limiter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0067】図5に示すように、この第3の実施形態の
電流制限器1は、主回路2の抵抗体R1と、発熱回路5
としての抵抗体R3だけを並列に接合した電流制限器で
ある。
As shown in FIG. 5, the current limiter 1 of the third embodiment comprises a resistor R1 of the main circuit 2 and a heating circuit 5
Is a current limiter in which only the resistor R3 is connected in parallel.

【0068】この構成における各抵抗体R1、R3の抵
抗値の比率の変化を図6を用いて説明する。図6に示す
ように、定常時の温度T1での抵抗値r1:r5の比
は、例えば1:100以上であるため、抵抗体R3には
微少電流しか流れないが、過電流発生時には、抵抗体R
3のジュール熱により急速に温度T2に到達する。これ
により、抵抗体R1のジュール熱による抵抗値の増大速
度を増幅する。この結果、異常時の抵抗値は、r3*r
5/(r3+r5)となる。
The change in the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R3 in this configuration will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the ratio of the resistance values r1: r5 at the temperature T1 in the steady state is, for example, 1: 100 or more, so that only a very small current flows through the resistor R3. Body R
The temperature T2 is quickly reached by the Joule heat of 3. This amplifies the rate of increase in the resistance value of the resistor R1 due to Joule heat. As a result, the resistance value at the time of abnormality is r3 * r
5 / (r3 + r5).

【0069】即ち、この第3の実施形態の電流制限器
は、反応の迅速性を向上させることに特徴がある。な
お、これらの各抵抗体R1、R3に使用される材料は、
前述の各実施形態における各抵抗体R1、R3に適用で
きる材料を用いることができる。
That is, the current limiter of the third embodiment is characterized in that the speed of the reaction is improved. The materials used for these resistors R1 and R3 are as follows:
A material applicable to each of the resistors R1 and R3 in each of the above embodiments can be used.

【0070】また、この第3の実施形態においても、前
述の各実施形態と同様に、抵抗体R1、及び抵抗体R3
は絶縁体を介して近接させ、それらを束ねた外周をセラ
ミックス繊維などの断熱材で被覆する。
Also, in the third embodiment, similarly to the above-described embodiments, the resistors R1 and R3 are used.
Are placed close to each other via an insulator, and the outer periphery of the bundle is covered with a heat insulating material such as ceramic fiber.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る主回
路と副回路からなる電流制限器を電源と負荷の間に直列
に挿入することにより、事故で過電流が発生した時、主
回路の抵抗体のジュール熱により、接地した副回路の抵
抗体の電気抵抗が主回路の抵抗体よりも低下することに
より、過電流を負荷に流れることを防止できる。この
際、従来のPTC型抵抗体のみの直列配列では、加熱に
より抵抗体が崩壊する問題があったが、CTCあるいは
NTC抵抗体への電流の配分により、抵抗体の崩壊を防
止できる。また、副回路の接地への接続を切替えできる
ようにすることで、全体システムヘの電圧降下による損
害を防止することも可能にできる。また、本発明に係る
過電流を制限する抵抗体に発熱用の抵抗体を並列に配し
た電流制限器によれば、過電流制限動作の迅速性を向上
させることができる。
As described above, by inserting the current limiter comprising the main circuit and the sub-circuit according to the present invention in series between the power supply and the load, when an overcurrent occurs due to an accident, The electrical resistance of the grounded sub-circuit resistor is lower than that of the main circuit resistor due to the Joule heat of the resistor, thereby preventing an overcurrent from flowing to the load. At this time, in the conventional serial arrangement of only the PTC type resistors, there was a problem that the resistors collapsed by heating, but the collapse of the resistors can be prevented by distributing the current to the CTC or NTC resistor. Further, by enabling the connection of the sub-circuit to the ground to be switched, it is possible to prevent the damage due to the voltage drop to the entire system. Further, according to the current limiter according to the present invention in which a resistor for heating is arranged in parallel with a resistor for limiting overcurrent, the speed of the overcurrent limiting operation can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る電流制限器の第1の実施形態の
回路構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of a current limiter according to the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態における抵抗体の抵
抗値−温度の関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between resistance value and temperature of a resistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明に係る電流制限器の第2の実施形態の
回路構成図。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of the current limiter according to the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施形態における抵抗体の抵
抗値−温度の関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between resistance value and temperature of a resistor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明に係る電流制限器の第3の実施形態の
回路構成図。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a current limiter according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第3の実施形態における抵抗体の抵
抗値−温度の関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between resistance value and temperature of a resistor according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電流制限器 2…主回路 3…副回路 4…負荷 5…発熱回路 Sw…スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current limiter 2 ... Main circuit 3 ... Sub circuit 4 ... Load 5 ... Heat generation circuit Sw ... Switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 隆宣 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 5G013 AA01 AA02 AA04 AA09 BA01 CA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takanori Nishimura 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Plant, Inc. 72) Inventor Takashi Kusano 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo F-term in the Fuchu factory of Toshiba Corporation (reference) 5G013 AA01 AA02 AA04 AA09 BA01 CA02

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気抵抗値が正の温度係数を有する第1の
抵抗体からなる主回路と、電気抵抗値が負の温度係数を
有する第2の抵抗体からなる副回路とを並列にし、前記
副回路に接地を配することを特徴とする電流制限器。
1. A main circuit comprising a first resistor having an electric resistance having a positive temperature coefficient and a sub-circuit comprising a second resistor having an electric resistance having a negative temperature coefficient are arranged in parallel. A current limiter, wherein a ground is provided in the sub-circuit.
【請求項2】請求項1に記載の電流制限器において、定
常時における前記第1の抵抗体の電気抵抗値r1と前記
第2の抵抗体の電気抵抗値r2との比r1/r2が0.
1以下であることを特徴とする電流制限器。
2. The current limiter according to claim 1, wherein a ratio r1 / r2 between an electric resistance value r1 of said first resistor and an electric resistance value r2 of said second resistor in a steady state is zero. .
Current limiter characterized by being 1 or less.
【請求項3】請求項1に記載の電流制限器において、定
常時の3倍以上の電流が流れた時の前記第1の抵抗体の
電気抵抗値r3と前記第2の抵抗体の電気抵抗値r4と
の比r3/r4が10以上であることを特徴とする電流
制限器。
3. The electric current limiter according to claim 1, wherein an electric resistance value r3 of said first resistor and an electric resistance value of said second resistor when a current more than three times that in a normal state flows. A current limiter, wherein a ratio r3 / r4 to a value r4 is 10 or more.
【請求項4】電気抵抗値が正の温度係数を有する第1の
抵抗体と発熱用の第3の抵抗体が並列に配された主回路
と、電気抵抗値が負の温度係数を有する第2の抵抗体か
らなる副回路とを並列にし、前記副回路に接地を配する
ことを特徴とする電流制限器。
4. A main circuit in which a first resistor having an electric resistance value having a positive temperature coefficient and a third resistor for heat generation are arranged in parallel, and a first circuit having an electric resistance value having a negative temperature coefficient. A current limiter, wherein a sub-circuit comprising two resistors is arranged in parallel, and the sub-circuit is grounded.
【請求項5】請求項4に記載の電流制限器において、定
常時における前記第1の抵抗体の電気抵抗値r1と、前
記第2の抵抗体の電気抵抗値r2と、前記第3の抵抗体
の電気抵抗値r5との比r1:r2:r5が、1:10
以上:5以上であることを特徴とする電流制限器。
5. The current limiter according to claim 4, wherein an electric resistance value r1 of said first resistor, an electric resistance value r2 of said second resistor, and said third resistor in a steady state. The ratio r1: r2: r5 to the electrical resistance value r5 of the body is 1:10
Above: A current limiter characterized by being 5 or more.
【請求項6】請求項4に記載の電流制限器において、定
常時の3倍以上の電流が流れたときの前記第1の抵抗体
の電気抵抗値r3と、前記第2の抵抗体の電気抵抗値r
4と、前記第3の抵抗体の電気抵抗値r6との比r3:
r4:r6が、1:0.1以下:0.5以下であること
を特徴とする電流制限器。
6. The current limiter according to claim 4, wherein an electric resistance value r3 of said first resistor and an electric resistance of said second resistor when a current of at least three times the steady state flows. Resistance value r
4 and the electric resistance value r6 of the third resistor r3:
A current limiter wherein r4: r6 is 1: 0.1 or less: 0.5 or less.
【請求項7】電気抵抗値が正の温度係数を有する第1の
抵抗体と発熱用の第3の抵抗体とを並列に配することを
特徴とする電流制限器。
7. A current limiter wherein a first resistor having a positive temperature coefficient and a third resistor for heat generation are arranged in parallel.
【請求項8】請求項1または請求項4または請求項7に
記載の電流制限器において、前記各抵抗体が絶縁体を介
して近接し、さらにこれらの抵抗体を束ねた外周が断熱
材で覆われていることを特徴とする電流制限器。
8. The current limiter according to claim 1, 4 or 7, wherein each of said resistors is close to each other via an insulator, and an outer periphery of said resistors bundled is a heat insulating material. A current limiter characterized by being covered.
【請求項9】請求項1または請求項4または請求項7に
記載の電流制限器において、前記第1の抵抗体は、室温
での固有抵抗が40μΩcm以上、10Ωcm以下であ
り、室温から800℃までの温度上昇に伴う電気抵抗の
増大率が5倍以上の抵抗体であることを特徴とする電流
制限器。
9. The current limiter according to claim 1, wherein said first resistor has a specific resistance at room temperature of 40 μΩcm or more and 10 Ωcm or less, and is between room temperature and 800 ° C. A current limiter characterized in that the rate of increase in electric resistance with the temperature rise is 5 times or more.
【請求項10】請求項9に記載の電流制限器において、
前記第1の抵抗体が、鉄、Ni、Co、B、Fe−Co
合金、またはFe−Ni合金であることを特徴とする電
流制限器。
10. The current limiter according to claim 9, wherein
The first resistor is made of iron, Ni, Co, B, Fe-Co.
A current limiter characterized by being an alloy or an Fe-Ni alloy.
【請求項11】請求項9に記載の記載の電流制限器にお
いて、前記第1の抵抗体が、BaTiO3 系酸化物、ま
たはV23 系酸化物であることを特徴とする電流制限
器。
11. The current limiter according to claim 9, wherein said first resistor is a BaTiO 3 -based oxide or a V 2 O 3 -based oxide. .
【請求項12】請求項9に記載の電流制限器において、
前記第1の抵抗体が、ポリマー樹脂と導電粒子の複合材
であることを特徴とする電流制限器。
12. The current limiter according to claim 9, wherein
A current limiter, wherein the first resistor is a composite material of a polymer resin and conductive particles.
【請求項13】請求項1または請求項4に記載の電流制
限器において、前記第2の抵抗体は、室温での固有抵抗
が0.4Ωcm以上106 Ωcm以下であり、室温から
200℃までの温度上昇に伴う電気抵抗低下率が10分
の1以下であることを特徴とする電流制限器。
13. The current limiter according to claim 1, wherein the second resistor has a specific resistance at room temperature of 0.4 Ωcm or more and 10 6 Ωcm or less, from room temperature to 200 ° C. A current limiter characterized in that the rate of decrease in electrical resistance with temperature rise is 1/10 or less.
【請求項14】請求項13に記載の電流制限器におい
て、前記第2の抵抗体が、VO2 系酸化物であることを
特徴とする電流制限器。
14. The current limiter according to claim 13, wherein said second resistor is a VO 2 -based oxide.
【請求項15】請求項13に記載の電流制限器におい
て、前記第2の抵抗体が、LiCo系酸化物、Se系金
属間化合物、またはSb系金属間化合物であることを特
徴とする電流制限器。
15. The current limiter according to claim 13, wherein said second resistor is a LiCo-based oxide, a Se-based intermetallic compound, or an Sb-based intermetallic compound. vessel.
【請求項16】請求項13に記載の電流制限器におい
て、前記第2の抵抗体が、Ag2 S系硫化物であること
を特徴とする電流制限器。
16. The current limiter according to claim 13, wherein said second resistor is made of an Ag 2 S-based sulfide.
【請求項17】請求項13に記載の電流制限器におい
て、前記第2の抵抗体が、ボロンであることを特徴とす
る電流制限器。
17. The current limiter according to claim 13, wherein said second resistor is boron.
【請求項18】請求項4または請求項7に記載の電流制
限器において、前記第3の抵抗体は、室温付近での固有
抵抗値が0.2Ωcm以上、500Ωcm以下であり、
定常時および過電流時の温度で前記第1の抵抗体の電気
抵抗値と前記第2の抵抗体の電気抵抗値との間の電気抵
抗値であることを特徴とする電流制限器。
18. The current limiter according to claim 4, wherein the third resistor has a specific resistance of about 0.2 Ωcm to about 500 Ωcm near room temperature,
A current limiter having an electric resistance value between an electric resistance value of the first resistor and an electric resistance value of the second resistor at a constant temperature and an overcurrent temperature.
【請求項19】請求項18に記載の電流制限器におい
て、前記第3の抵抗体が、Ni−Cr系合金、Ba−T
i系酸化物、またはSiCであることを特徴とする電流
制限器。
19. The current limiter according to claim 18, wherein said third resistor is made of a Ni--Cr alloy, Ba--T
A current limiter comprising an i-based oxide or SiC.
【請求項20】請求項1または請求項4に記載の電流制
限器において、前記副回路の接地を切り離すことが可能
な手段を設けることにより、前記主回路のみが負荷と電
源との間に直列に挿入された回路に切替え可能とするこ
とを特徴とする電流制限器。
20. The current limiter according to claim 1 or 4, wherein means for disconnecting the ground of said sub-circuit is provided so that only said main circuit is connected in series between a load and a power supply. A current limiter capable of switching to a circuit inserted in the current limiter.
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WO2018008524A1 (en) * 2016-07-04 2018-01-11 株式会社デンソー Semiconductor chip and semiconductor device

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