JP2003173727A - Dc switch - Google Patents
Dc switchInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流回路を開閉す
る直流開閉器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC switch that opens and closes a DC circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の直流開閉器は主スイッチのみを用
いて構成されていたが、直流は交流と異なり電流ゼロと
なる時点がないため、その主スイッチとして機械式スイ
ッチを用いる場合には、機械的接点を開く際にアークが
生じ開路を妨げるという問題があった。そこで、主スイ
ッチとして、機械的接点間に生じたアークを消弧室にて
消滅させるものか、あるいは半導体スイッチを用いたも
のが使用されていた。半導体スイッチは機械的な接点を
持たないため小型化も容易であった。2. Description of the Related Art A conventional DC switch has been constructed using only a main switch. However, unlike DC, DC does not have a time when the current becomes zero. Therefore, when a mechanical switch is used as the main switch, There was a problem that an arc was generated when the mechanical contact was opened to prevent the opening. Therefore, as the main switch, one that extinguishes the arc generated between the mechanical contacts in the arc extinguishing chamber or one that uses a semiconductor switch has been used. Since the semiconductor switch has no mechanical contact, it was easy to miniaturize it.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体スイ
ッチを用いる場合には、半導体スイッチをオフした後に
その半導体スイッチが短絡故障して通電状態になると、
そのとき負荷の入力端子に触れる等の作業をすると感電
の恐れがあった。また、半導体スイッチが故障している
か否かを判断する手段がないために、同様な感電の恐れ
があった。However, in the case of using a semiconductor switch, when the semiconductor switch is short-circuited and becomes conductive after the semiconductor switch is turned off,
At that time, there was a risk of electric shock if touching the input terminal of the load. Further, since there is no means for judging whether or not the semiconductor switch is out of order, there is a fear of a similar electric shock.
【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、本発明の第１の目的は、主スイ
ッチとして半導体スイッチを使用した場合において、そ
の半導体スイッチをオフした後に当該半導体スイッチが
短絡故障しても負荷端での感電の恐れがない直流開閉器
を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、
半導体スイッチが故障しているか否かを判断できる直流
開閉器を提供することにある。The present invention has been made in order to solve such a problem, and a first object of the present invention is to use a semiconductor switch as a main switch after turning off the semiconductor switch. It is an object of the present invention to provide a DC switch which is free from electric shock at the load end even if the semiconductor switch has a short circuit failure. The second object of the present invention is to
It is to provide a DC switch capable of determining whether or not a semiconductor switch has failed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
入力側に直流電圧源が接続される半導体スイッチと、該
半導体スイッチの負荷側に直列接続される機械式スイッ
チと、前記半導体スイッチのオン／オフを制御する半導
体スイッチ駆動スイッチと、前記半導体スイッチと前記
機械式スイッチの間の電圧状態を表示する第１の表示手
段と、前記機械式スイッチの負荷側の電圧状態を表示す
る第２の表示手段とを具備することを特徴とする直流開
閉器とした。The invention according to claim 1 is
A semiconductor switch having a DC voltage source connected to the input side; a mechanical switch serially connected to the load side of the semiconductor switch; a semiconductor switch drive switch for controlling on / off of the semiconductor switch; and the semiconductor switch A DC switch comprising: first display means for displaying a voltage state between the mechanical switches; and second display means for displaying a voltage state on the load side of the mechanical switch. did.
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記機械式スイッチと前記半導体スイッチ
駆動スイッチを機械的に連動させると共に、前記半導体
スイッチ駆動スイッチでオン／オフが制御される機械式
リレーの接点を前記機械式スイッチに並列接続し、且つ
前記半導体スイッチがオフした後に前記機械式リレーの
接点がオフする手段を設けたことを特徴とする直流開閉
器とした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the mechanical switch and the semiconductor switch driving switch are mechanically interlocked with each other, and ON / OFF is controlled by the semiconductor switch driving switch. A direct current switch is characterized in that a contact of a mechanical relay is connected in parallel to the mechanical switch, and means for turning off the contact of the mechanical relay is provided after the semiconductor switch is turned off.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、図面を
参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１
は、本発明の第１の実施形態の直流開閉器の構成を示す
ブロック図である。図中、１は直流電圧源、２はその直
流電圧源１に入力側が接続された主スイッチとしての半
導体スイッチ、３はその半導体スイッチ２の負荷側に一
端が直列接続された機械式スイッチ、４は半導体スイッ
チ駆動用スイッチ、５は半導体スイッチ駆動用電圧源、
６，７は電圧確認用のランプ、８は機械式スイッチ３の
他端に接続される負荷である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [First Embodiment] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a DC switch according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a DC voltage source, 2 is a semiconductor switch as a main switch whose input side is connected to the DC voltage source 1, 3 is a mechanical switch whose one end is connected in series to the load side of the semiconductor switch 2, 4 Is a switch for driving the semiconductor switch, 5 is a voltage source for driving the semiconductor switch,
Reference numerals 6 and 7 are lamps for confirming the voltage, and 8 is a load connected to the other end of the mechanical switch 3.
【０００８】本発明の第１の実施形態の直流開閉器の動
作を、図１を参照しながら以下に説明する。直流電圧源
１の電力を負荷８に供給するためには、まず、機械式ス
イッチ３をオンする。続いて、半導体スイッチ駆動用ス
イッチ４をオンする。半導体スイッチ駆動用スイッチ４
のオンにより半導体スイッチ駆動用電圧源５の電圧が半
導体スイッチ２のゲートに印加され、半導体スイッチ２
がターンオンする。これにより、ランプ６，７が点灯
し、負荷８に直流電力が供給される。The operation of the DC switch according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In order to supply the electric power of the DC voltage source 1 to the load 8, first, the mechanical switch 3 is turned on. Then, the semiconductor switch driving switch 4 is turned on. Semiconductor switch drive switch 4
When the semiconductor switch 2 is turned on, the voltage of the semiconductor switch driving voltage source 5 is applied to the gate of the semiconductor switch 2.
Turns on. As a result, the lamps 6 and 7 are turned on, and DC power is supplied to the load 8.
【０００９】直流電圧源１から負荷８への電力供給を遮
断するためには、まず、半導体スイッチ駆動用スイッチ
４をオフする。これにより、半導体スイッチ２がターン
オフする。半導体スイッチ２のターンオフにより、ラン
プ６，７が消灯し、負荷８への電力供給が遮断される。
ランプ６，７の消灯を確認後、機械式スイッチ３をオフ
する。このように、負荷への電力供給遮断時は、半導体
スイッチ２をオフさせてから機械式スイッチ３をオフさ
せることで、機械式スイッチ３でのアーク発生が防止さ
れる。In order to cut off the power supply from the DC voltage source 1 to the load 8, first, the semiconductor switch driving switch 4 is turned off. As a result, the semiconductor switch 2 is turned off. When the semiconductor switch 2 is turned off, the lamps 6 and 7 are turned off and the power supply to the load 8 is cut off.
After confirming that the lamps 6 and 7 are off, the mechanical switch 3 is turned off. As described above, when the power supply to the load is cut off, the semiconductor switch 2 is turned off and then the mechanical switch 3 is turned off, so that the occurrence of an arc in the mechanical switch 3 is prevented.
【００１０】以上の動作により、半導体スイッチ２およ
び機械式スイッチ３がオフした後に、ノイズ等の原因に
より半導体スイッチ２が短絡故障した場合でも、機械式
スイッチ３がオフしているので負荷８に電力が供給され
ることはなく、負荷端に接触して感電するようなことは
起こらない。この場合、ランプ６が点灯するがランプ７
は消灯しているので、半導体スイッチ２が故障している
ことを知ることができる。また、機械式スイッチ３をオ
フする前に、半導体スイッチ２が故障した場合には、ラ
ンプ６，７が点灯しているので、ランプ６の点灯により
半導体スイッチ２が故障していることを知ることができ
る。By the above operation, even if the semiconductor switch 2 is short-circuited due to noise or the like after the semiconductor switch 2 and the mechanical switch 3 are turned off, the mechanical switch 3 is turned off, so that the load 8 is powered. Is not supplied, and there is no possibility of touching the load end and receiving an electric shock. In this case, the lamp 6 lights up, but the lamp 7
Since is off, it is possible to know that the semiconductor switch 2 is out of order. If the semiconductor switch 2 fails before the mechanical switch 3 is turned off, the lamps 6 and 7 are turned on. Therefore, it is necessary to know that the lighting of the lamp 6 causes the semiconductor switch 2 to fail. You can
【００１１】以上のように、ランプ６が点灯している限
り、半導体スイッチ２が正常異常にかかわらずオンして
いることを知ることができ、また、ランプ７が点灯して
いる限り、負荷８側に電力供給が行われていることを知
ることができるので、感電事故を未然に防ぐことができ
る。As described above, as long as the lamp 6 is on, it can be known that the semiconductor switch 2 is on regardless of whether it is normal or abnormal, and as long as the lamp 7 is on, the load 8 Since it is possible to know that power is being supplied to the side, it is possible to prevent electric shock accidents.
【００１２】［第２の実施形態］図２は、本発明の第２
の実施形態の直流開閉器の構成を示すブロック図であ
る。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、重複説
明を省略する。図中、３’は機械式スイッチ、４’は半
導体スイッチ駆動用スイッチ、９は半導体スイッチ駆動
用スイッチ４’で制御され接点が機械式スイッチ３’に
並列接続された機械式リレー、１０は機械式リレー９の
逆起電力吸収用のダイオード、１１はコンデンサ、１２
は抵抗である。コンデンサ１１、抵抗１２は半導体スイ
ッチ２や機械式リレー９の動作に遅延を与える手段を構
成する。特に、機械式リレー９のオフ動作には半導体ス
イッチ２のオフ動作よりも大きな遅延を与える。機械式
スイッチ３’と半導体スイッチ駆動用スイッチ４’は機
械的に連動しており、一方をオンすると他方もオンし、
−方をオフすると他方もオフするような構造になってい
る。[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of the DC switch of embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In the figure, 3'is a mechanical switch, 4'is a semiconductor switch driving switch, 9 is a mechanical relay controlled by a semiconductor switch driving switch 4 ', and contacts are connected in parallel to the mechanical switch 3', 10 is a machine For absorbing back electromotive force of the relay 9 of the formula, 11 is a capacitor, 12
Is resistance. The capacitor 11 and the resistor 12 constitute means for delaying the operation of the semiconductor switch 2 and the mechanical relay 9. In particular, the OFF operation of the mechanical relay 9 is delayed more than the OFF operation of the semiconductor switch 2. The mechanical switch 3'and the semiconductor switch driving switch 4'are mechanically interlocked, and when one is turned on, the other is also turned on.
-When one is turned off, the other is also turned off.
【００１３】直流電圧源１の電力を負荷８に供給するた
めには、まず、機械式スイッチ３’をオンする。機械式
スイッチ３’は半導体スイッチ駆動用スイッチ４’と連
動しているため、機械式スイッチ３’のオンと同時に半
導体スイッチ駆動用スイッチ４’もオンする。半導体ス
イッチ駆動用スイッチ４’のオンにより半導体スイッチ
駆動用電圧源５の電圧が抵抗１２とコンデンサ１１を介
して半導体スイッチ２のゲートに印加され、半導体スイ
ッチ駆動用スイッチ４’のオンから少し遅れて半導体ス
イッチ２がターンオンする。これにより、ランプ６，７
が点灯し、負荷８に直流電力が供給される。また、機械
式リレー９に電流が供給されるため機械式リレー９の接
点がオンする。In order to supply the electric power of the DC voltage source 1 to the load 8, first, the mechanical switch 3'is turned on. Since the mechanical switch 3'is interlocked with the semiconductor switch driving switch 4 ', the semiconductor switch driving switch 4'is turned on at the same time when the mechanical switch 3'is turned on. When the semiconductor switch driving switch 4'is turned on, the voltage of the semiconductor switch driving voltage source 5 is applied to the gate of the semiconductor switch 2 through the resistor 12 and the capacitor 11, and a little after the turning on of the semiconductor switch driving switch 4 '. The semiconductor switch 2 is turned on. As a result, the lamps 6, 7
Lights up, and DC power is supplied to the load 8. Further, since the current is supplied to the mechanical relay 9, the contact of the mechanical relay 9 is turned on.
【００１４】直流電圧源１から負荷８への電力供給を遮
断するためには、まず、機械式スイッチ３’をオフす
る。機械式スイッチ３’は半導体スイッチ駆動用スイッ
チ４’と連動しているため機械式スイッチ３’のオフと
同時に半導体スイッチ駆動用スイッチ４’もオフする。
半導体スイッチ２は、抵抗１２とコンデンサ１１の作用
により、半導体スイッチ駆動スイッチ４’のオフから少
し遅れてターンオフする。半導体スイッチ２のターンオ
フにより、ランプ６、７が消灯し、負荷８への電力供給
が遮断される。また、機械式リレー９の接点は、抵抗１
２とコンデンサ１１の作用により、半導体スイッチ２の
ターンオフから少し遅れてオフする。このように、機械
式スイッチ３’が先にオフしても半導体スイッチ２がタ
ーンオフし電流が遮断されてから機械式リレー９の接点
がオフするので、機械式リレー９の接点でアークが発生
することはない。In order to cut off the power supply from the DC voltage source 1 to the load 8, first, the mechanical switch 3'is turned off. Since the mechanical switch 3'is interlocked with the semiconductor switch driving switch 4 ', the semiconductor switch driving switch 4'is turned off at the same time when the mechanical switch 3'is turned off.
The semiconductor switch 2 is turned off by the action of the resistor 12 and the capacitor 11 with a slight delay from the turning off of the semiconductor switch drive switch 4 ′. When the semiconductor switch 2 is turned off, the lamps 6 and 7 are turned off, and the power supply to the load 8 is cut off. Moreover, the contact of the mechanical relay 9 has a resistance of 1
By the action of 2 and the capacitor 11, the semiconductor switch 2 is turned off with a little delay from the turn-off. In this way, even if the mechanical switch 3 ′ is turned off first, the semiconductor switch 2 is turned off and the contact of the mechanical relay 9 is turned off after the current is cut off, so that an arc is generated at the contact of the mechanical relay 9. There is no such thing.
【００１５】以上の動作により、半導体スイッチ２、機
械式スイッチ３’および機械式リレー９の接点がオフし
た後に、ノイズ等の原因により半導体スイッチ２が短絡
故障した場合でも、機械式スイッチ３’と機械式リレー
９の接点がともにオフしているので負荷８に電力が供給
されることはなく、負荷端に接触して感電するようなこ
とはない。この場合、ランプ６は点灯するが、ランプ７
は消灯しているので、半導体スイッチ２が故障している
ことを知ることができる。また、機械式リレー９の接点
がオフする前に半導体スイッチ２が短絡故障した場合に
は、ランプ６、７が点灯しているので、ランプ６の点灯
により半導体スイッチ２が故障していることを知ること
ができる。By the above operation, even if the semiconductor switch 2, the mechanical switch 3'and the mechanical relay 9 are turned off and then the semiconductor switch 2 is short-circuited due to noise or the like, the mechanical switch 3 ' Since the contacts of the mechanical relay 9 are both off, no electric power is supplied to the load 8 and no electric shock is caused by contacting the load end. In this case, the lamp 6 lights up, but the lamp 7
Since is off, it is possible to know that the semiconductor switch 2 is out of order. Further, if the semiconductor switch 2 has a short circuit failure before the contact of the mechanical relay 9 is turned off, the lamps 6 and 7 are lit, so that the lighting of the lamp 6 causes the semiconductor switch 2 to fail. I can know.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、半導
体スイッチをオフした後に半導体スイッチが短絡故障し
ても負荷端での感電の恐れがなく、また第１、第２の表
示手段の点灯により半導体スイッチが故障しているか否
かを容易に判断できる利点がある。As described above, according to the present invention, even if the semiconductor switch is short-circuited after the semiconductor switch is turned off, there is no risk of electric shock at the load end, and the first and second display means are provided. There is an advantage that it is possible to easily determine whether or not the semiconductor switch has a failure by lighting.
【図１】 本発明の第１の実施形態の直流開閉器の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a DC switch according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第２の実施形態の直流開閉器の構成
を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a DC switch according to a second embodiment of the present invention.
１・・・直流電圧源、２・・・半導体スイッチ、３、
３’・・・機械式スイッチ、４，４’・・・半導体スイ
ッチ駆動用スイッチ、５・・・半導体スイッチ駆動用電
圧源、６，７・・・ランプ、８・・・負荷、９・・・機
械式リレー、１０・・・ダイオード、１１…コンデン
サ、１２・・・抵抗。1 ... DC voltage source, 2 ... Semiconductor switch, 3,
3 '... mechanical switch, 4, 4' ... semiconductor switch driving switch, 5 ... semiconductor switch driving voltage source, 6, 7 ... lamp, 8 ... load, 9 ... -Mechanical relay, 10 ... Diode, 11 ... Capacitor, 12 ... Resistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷内 利明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山下 暢彦 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山崎 幹夫 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 竹内 章 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 平岡 靖史 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5G028 AA03 FB06 FB07 FC03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Toshiaki Taniuchi 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Nobuhiko Yamashita 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Mikio Yamazaki 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Akira Takeuchi 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yasushi Hiraoka 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 5G028 AA03 FB06 FB07 FC03
Claims (2)
イッチと、該半導体スイッチの負荷側に直列接続される
機械式スイッチと、前記半導体スイッチのオン／オフを
制御する半導体スイッチ駆動スイッチと、前記半導体ス
イッチと前記機械式スイッチの間の電圧状態を表示する
第１の表示手段と、前記機械式スイッチの負荷側の電圧
状態を表示する第２の表示手段とを具備することを特徴
とする直流開閉器。1. A semiconductor switch having a DC voltage source connected to an input side, a mechanical switch connected in series to a load side of the semiconductor switch, and a semiconductor switch driving switch for controlling ON / OFF of the semiconductor switch. A first display means for displaying a voltage state between the semiconductor switch and the mechanical switch, and a second display means for displaying a voltage state on the load side of the mechanical switch. DC switch to do.
を機械的に連動させると共に、前記半導体スイッチ駆動
スイッチでオン／オフが制御される機械式リレーの接点
を前記機械式スイッチに並列接続し、且つ前記半導体ス
イッチがオフした後に前記機械式リレーの接点がオフす
る手段を設けたことを特徴とする直流開閉器。2. The mechanical switch according to claim 1, wherein the mechanical switch and the semiconductor switch drive switch are mechanically interlocked with each other, and a contact of a mechanical relay whose on / off is controlled by the semiconductor switch drive switch is mechanically operated. A DC switch which is connected in parallel with a switch, and is provided with means for turning off a contact of the mechanical relay after the semiconductor switch is turned off.
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| JP2001371703A JP3933922B2 (en) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | DC switch |
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