JP2016024978A - 開閉器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機械式スイッチ2の回路接点に双方向の半導体スイッチ3を並列接続し、機械式スイッチ2の開極時に主回路電流を半導体スイッチ3に転流させた上で、この半導体スイッチ3をOFF制御して主回路電流を遮断するようにした開閉器において、2個の逆阻止型IGBT4−1,4−2を逆並列接続した双方向スイッチを機械式スイッチ2に並列接続し、機械式スイッチ2の開極時に発生する接点間のアーク電圧を逆阻止型IGBTのゲートに印加して半導体スイッチをON,OFF制御するようにするとともに、そのゲートドライブ回路9には一対の逆流阻止ダイオード10−1,10−2を逆極性に直列接続する。
【選択図】図1
Description
前記半導体スイッチとして、逆方向の耐圧性能を有する2個の逆阻止型IGBT(RB−IGBT:Reverse Blocking Insulated Gate Bipolar Transistor)を逆並列接続してなる双方向スイッチを前記機械式スイッチに並列接続し、かつ該双方向スイッチはゲートドライブ回路を介して前記機械式スイッチの開極動作時にその回路接点間に発生するアーク電圧を逆阻止型IGBTのゲートに印加してON/OFF制御させるようにするとともに、前記ゲートドライブ回路には、機械式スイッチの開極状態で逆阻止型IGBTのゲートに主回路の電源電圧対応する順バイアス電圧が印加されるのを防ぐ逆流阻止ダイオードを接続する(請求項1)。
(1)前記双方向スイッチのゲートドライブ回路は、機械式スイッチの接点間に発生したアーク電圧を入力として、その分圧出力を各逆阻止型IGBTのゲート端子に印加するよう分圧抵抗をT字接続して前記アーク電圧の入力端と双方向スイッチの両端端子との間に接続した分圧回路と、該分圧回路のT字接続点を挟んでその分圧抵抗間に逆極性に直列接続した一対の逆流阻止ダイオードとから構成する(請求項2)。
(2)前記機械式スイッチの回路接点として、1極当たり2個の固定接点と橋絡可動接点からなる双接点形の電気接点を備え、該電気接点の橋絡可動接点に前記ゲートドライブ回路のアーク電圧入力端を接続する(請求項3)。
(3)前記機械式スイッチには、2極に分けてその間を直列接続した2組の主回路接点を備え、その主回路接点相互間の接続部位に前記ゲートドライブ回路のアーク電圧入力端を接続する(請求項4)。
(1)先ず、機械式スイッチに並列接続する半導体スイッチとして、2個の逆阻止型IGBT同士を逆並列接続した双方向スイッチを使用し、さらにこの双方向スイッチに対して機械式スイッチの開極動作時にその回路接点間に発生するアーク電圧を逆阻止型IGBTのゲートに加えてON,OFF制御するようにしたことにより、従来型のIGBTにダイオードを組み合わせて構成した従来の双方向スイッチ(図5参照)と較べて、機械式スイッチの発生アークによる接点消耗を軽減して開閉器の長寿命化を達成できるほか、従来型のIGBTに接続していたダイオードの省略により、電力損失の低減化と併せて双方向スイッチを構成する素子数を削減して開閉器に搭載する半導体スイッチの小型,軽量、およびコスト低減化が可能となる。
(2)また、前記双方向スイッチの逆阻止型IGBTをON/OFF制御するゲートドライブ回路について、その抵抗分圧回路中に一対の逆流阻止ダイオードを逆極性に直列接続したことにより、機械式スイッチから転流した主回路電流を遮断した状態で、主回路の電源電圧に対応する順方向のバイアス電圧がIGBTのゲートに印加されて誤点弧するのを防ぐことができて電流遮断機能の向上化が図れる。
(3)さらに、機械式スイッチの回路接点については、該回路接点を双接点形接点としてその橋絡可動接点にゲートドライブ回路の入力端を接続するか、もしくは接点を2極に分けて直列接続した2組の回路接点を備えた上で、その接点相互間の接続部位にゲートドライブ回路の入力端を接続する方式があり、ここで、2極の回路接点を備えた後者の方式を採用することにより、ゲートドライブ回路の信号入力配線が機械式スイッチの開極,閉極動作の動きを妨げるおそれなしに、機械式スイッチの主回路接点から外部に引き出した開閉器の接続端子を使って簡単に配線できる。
11,12 主回路端子
2 機械式スイッチ
21,21−1,21−2 回路接点
3 半導体スイッチ
4−1,4−2 逆阻止型IGBT(半導体スイッチング素子)
5,6−1,6−2 分圧抵抗
7 ツェナーダイオード
9 ゲートドライブ回路
10−1,10−2 逆流阻止ダイオード
Claims (4)
- 直流系統の主回路に接続した機械式スイッチの回路接点に半導体スイッチを並列接続し、前記機械式スイッチの開極時に主回路電流を半導体スイッチに転流させて遮断するようにした直流回路用の開閉器において、
前記半導体スイッチとして、逆方向の耐圧性能を有する2個の逆阻止型IGBT(RB−IGBT:Reverse Blocking Insulated Gate Bipolar Transistor)を逆並列接続してなる双方向スイッチを前記機械式スイッチに並列接続し、該双方向スイッチはゲートドライブ回路を介して前記機械式スイッチの開極動作時に前記回路接点間に発生するアーク電圧を逆阻止型IGBTのゲートに印加してON/OFF制御させるようにするとともに、前記ゲートドライブ回路には、機械式スイッチの開極状態で逆阻止型IGBTのゲートに主回路の電源電圧に対応する順バイアス電圧が印加されるのを防ぐ逆流阻止ダイオードを接続したことを特徴とする開閉器。 - 請求項1に記載の開閉器において、双方向スイッチのゲートドライブ回路は、機械式スイッチの接点間に発生したアーク電圧を入力として、その分圧出力を各逆阻止型IGBTのゲート端子に印加するよう分圧抵抗をT字接続して前記アーク電圧の入力端と双方向スイッチの両端端子との間に接続した分圧回路と、該分圧回路のT字接続点を挟んでその分圧抵抗間に逆極性に直列接続した一対の逆流阻止ダイオードとからなるとを特徴とする開閉器。
- 請求項1に記載の開閉器において、機械式スイッチには、1極当たり2個の固定接点と橋絡可動接点からなる双接点形の電気接点を備え、該電気接点の橋絡可動接点に前記ゲートドライブ回路のアーク電圧入力端を接続したことを特徴とする開閉器。
- 請求項1に記載の開閉器において、機械式スイッチには、2極に分けてその間を直列接続した2組の回路接点を備え、その回路接点相互間の接続部位に前記ゲートドライブ回路のアーク電圧入力端を接続したことを特徴とする開閉器。
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CN108270344A (zh) * | 2017-01-03 | 2018-07-10 | 意法半导体株式会社 | 电平偏移电路 |
CN114026756A (zh) * | 2019-07-03 | 2022-02-08 | 伊顿智能动力有限公司 | 具有开关设备和滑入式单元的保护系统以及将滑入式单元插入开关设备的方法 |
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JPH08106839A (ja) * | 1994-10-05 | 1996-04-23 | Alps Electric Co Ltd | 機械式スイッチの接点間アークの消去装置 |
US20100007997A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | Goodwell Electric Corp. | Electronic arc extinguishing device |
JP2013041782A (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 消弧装置および開閉器 |
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CN114026756A (zh) * | 2019-07-03 | 2022-02-08 | 伊顿智能动力有限公司 | 具有开关设备和滑入式单元的保护系统以及将滑入式单元插入开关设备的方法 |
CN114026756B (zh) * | 2019-07-03 | 2024-02-06 | 伊顿智能动力有限公司 | 具有开关设备和滑入式单元的保护系统以及将滑入式单元插入开关设备的方法 |
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