JP2908017B2 - フィルターキャパシタプレチャージング装置 - Google Patents

フィルターキャパシタプレチャージング装置

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JP2908017B2 JP2511929A JP51192990A JP2908017B2 JP 2908017 B2 JP2908017 B2 JP 2908017B2 JP 2511929 A JP2511929 A JP 2511929A JP 51192990 A JP51192990 A JP 51192990A JP 2908017 B2 JP2908017 B2 JP 2908017B2
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ウィリアム ピッカリング
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般的にはフィルターキャパシタプレチャ
ージング装置に関するものであり、より詳細には、一組
の接点が閉包する前にフィルターキャパシタをチャージ
ングするためのリフトトラックに内蔵されているプレチ
ャージング装置に関するものである。
背景技術 コンタクタ、例えば、電気機械的に操作されるような
コンタクタは、一般的には、一つかあるいは複数の組の
接点およびその接点を閉じるよう付勢させるコイルを備
えている。一般的には、機械的あるいは電気的なスイッ
チのいずれかがコイルと直列に接続されている。スイッ
チが開かれたり、閉じたりすると、それに応じてコイル
は付勢されるか消勢される。例えば、電気式リフトトラ
ックのような電気式車両は、一般的には、複数のモータ
及び様々の機能を発揮する他の装置を備えており、それ
らの他の装置の各々はそれに対応するコンタクタの制御
の下で電力が供給される。
上記コンタクタにおける一つの問題は、接点が閉包す
る前にその接点に高電位が生じ、このことが過度のアー
クを起こす原因となり得ることである。この場合、接点
は適度のアークのために焼き切れてしまい、その結果と
してコンタクタが破壊する。さらに、接点も溶けて相互
にくっついてしまうことがあり、その場合にはモータは
命令を受けても応答しない。
従って、接点が閉包する前に接点に高電位が生じない
ようにすることが望ましい。
本発明は上記述べたような一つあるいはそれ以上の問
題点を解決するものである。
発明の開示 本発明に係るフィルターキャパシタ用プレチャージン
グ装置は、コイルと、該コイルの付勢に応じて開位置か
ら閉位置に移動できる少なくとも一組の接点とを備えた
コンタクタを有している。コイルは陽端子及び陰端子を
備えたバッテリーにより付勢され、接点およびフィルタ
ーキャパシタは陽バッテリー端子と陰バッテリー端子と
の間で直列に接続されている。スイッチが開状態の第一
の位置及びスイッチが開状態の第二の位置を備えたスイ
ッチが陽バッテリー端子とコイルとの間に接続されてい
る。論理装置は、スイッチが第一の位置から第二の位置
に切り換わることに応じて予め設定された長さの時間に
おいて、トリガ信号を発生する。駆動回路はそのトリガ
信号を受けると、それに応じてチャージング信号を発生
する。チャージング回路はそのチャージング信号を受け
ると、それに応じて、コイルが付勢される前に、フィル
ターキャパシタをチャージングする。
本発明に係る方法は、コイルと、該コイルの付勢に応
じて開位置から閉位置へ移動できる少なくとも一組の接
点とを備えたコンタクタ、及び、スイッチが開状態の第
一の位置とスイッチが閉状態の第二の位置を備えたスイ
ッチとを有するシステムにおけるフィルタキャパシタを
プレチャージングする方法である。この方法は、スイッ
チが第一の位置から第二の位置に切り換わることに応じ
て、予め設定された長さの時間において、トリガ信号を
発生する過程と、そのトリガ信号を受けると、それに応
じてチャージング信号を発生し、そしてチャージング信
号を受けると、それに応じて、コイルが付勢される前
に、フィルタキャパシタをチャージングする過程から成
る。
従来の回路は、接点が閉包する前にその接点に高電圧
差が生じ、その結果として、一組の接点に対して大量の
アークを生じさせていた。本発明は、接点が閉包する前
に、一組の接点に対して低電圧差を生じさせ、アークを
防止するものである。
図面の簡単な説明 図１は本発明の実施例における配電図である。
発明を実施するための最良の形態 図１は、複数のモータ105が設けられたモータ制御装
置を備えた、例えばリフトラックのような電気式車両に
使用できるようにプレチャージング装置100を示してい
る。装置100は、コイル110と、コイル110の付勢に応じ
て開位置から閉位置に移動可能な少なくとも一組の接点
115とを備えたコンタクタを含んでいる。コイル110は陽
端子及び陰端子を備えたバッテリー120により付勢され
る。本実施例においては、接点115とフィルタキャパシ
タ125は陽バッテリー端子と陰バッテリー端子との間で
直列に接続されている。さらに、フライバックダイオー
ド127は、コイル110がその磁界を破壊できるように、コ
イル110と並列に接続されている。
スイッチ130は、本スイッチが開状態の第一の位置お
よび本スイッチが閉状態の第二の位置を有している。ス
イッチ130は、陽バッテリー端子とコイル110との間に接
続されている。スイッチ130は、例えば、一般的なキー
スイッチ、シート操作スイッチ、或いは、リフトトラッ
クの操作を開始するように選択されたそれらの組み合わ
せである。
論理手段135は、スイッチ130が第一の位置から第二の
位置に切り換わることに応じて、予め設定された長さの
時間において、トリガ信号を発生させる。より詳しく述
べれば、トリガ信号は、予め設定されたデユーティサイ
クルを有するパルス幅変調信号である。論理手段135は
プログラム可能なマイクロプロセッサ（MPU）140を備え
ている。また、スイッチ130の位置を検出する感知抵抗
分割器145が備えられている。感知抵抗分割器145はスイ
ッチ130とマイクロプロセッサ140の間に接続されてい
る。
駆動手段150はトリガ信号を受けると、それに応じ
て、チャージング信号を発生する。駆動手段150は第一
のセミコンダクタスイッチ155を備えている。セミコン
ダクタスイッチ155はコイル110と陰バッテリー端子との
間に接続されており、トリガ信号を受けるようになって
いる。本実施例では、第一のセミコンダクタスイッチ15
5は、コイル110に接続されているコレクタ、陰バッテリ
ー端子に接続されているエミッタ及びプログラム可能な
マイクロプロセッサ140に接続されているベースを備え
たnpn式トランジスタである。トリガ信号は予め設定さ
れた長さの時間において第一のセミコンダクタスイッチ
155をオン、オフさせる。
駆動装置150はまた、コイル110に第一のセミコンダク
タスイッチ155を接続するジャンクションと陰バッテリ
ー端子との間に接続されている第二のセミコンダクタス
イッチ160を備えている。より詳しく述べれば、第二の
セミコンダクタスイッチ160は、第一の電圧分割器165を
介して陽バッテリー端子に接続されているコレクタ、ツ
エナーダイオード170を介して第一のセミコンダクタス
イッチ155のコレクタに接続されているエミッタ、及
び、直列に接続されている二つの抵抗器の間に配置され
ているジャンクションに接続されているベースを備えた
npn式トランジスターである。直列に接続された抵抗器
は、陽バッテリー端子とツエナーダイオード170の陽極
の間に接続されている第二の電圧分割器175を形成して
いる。ツエナーダイオード170は第二のセミコンダクタ
スイッチ160に、予め設定されたエミッタ電圧を与え、
このことにより、第二のセミコンダクタスイッチ160を
より早く切ることができるようにしている。
蓄電圧回路は、記憶キャパシタ180、電流制限抵抗器1
85及びブロッキングダイオード190を備えている。記憶
キャパシタ180は陽バッテリー端子とツエナーダイオー
ド170の陽電極との間に接続されている。電流制限抵抗
器185はツエナダイオード170の陽電極に接続され、さら
に、ブロッキングダイオード190を介して第一のセミコ
ンダクタスイッチ155のコレクタに接続されている。こ
の蓄電圧回路は、トリガ信号が発生している間は、直流
電圧を第二のセミコンダクタスイッチ160のベースに与
える。このようにして、第一のセミコンダクタスイッチ
155がオンとオフの何れかに作用したとしても、第二の
セミコンダクタスイッチ160はオンのままである。
チャージング手段191はチャージング信号を受ける
と、それに応じて、コイル110が付勢される前にフィル
タキャパシタ125をチャージングする。チャージング手
段191は、抵抗エレメント195と直列に接続されている第
三のセミコンダクタスイッチ193を備えている。直列に
接続されたこの組み合わせは接点115と並列に接続され
ている。第三のセミコンダクタスイッチ193は抵抗エレ
メント195を陽バッテリー端子に対して制御可能に接続
したり断接したりする。より詳しく述べると、第三のセ
ミコンダクタスイッチ193は、陽バッテリー端子に接続
されるコレクタ、抵抗エレメント195に接続されるエミ
ッタ及び第四のセミコンダクタスイッチ197を介して陽
バッテリー端子に接続されるベースを備えたnpn式トラ
ンジスタである。第四のセミコンダクタスイッチ197
は、陽バッテリー端子に接続されるエミッタ、第三のセ
ミコンダクタスイッチ193のベースに接続されるコレク
タ、および、第一の電圧分割器165を構成している直列
に接続された抵抗器の間のジャンクションに接続されて
いるベースを備えたpnp式トランジスタである。第三及
び第四のセミコンダクタスイッチ193及び197は、本技術
分野では周知である方法により高電流ゲインを与える複
合pnp型配置で接続されている。
好ましくは、抵抗エレメント195は、第三のセミコン
ダクタスイッチ193を通って流れる電流を制限する正温
度係数器である。より詳しく述べると、抵抗エレメント
195は、その温度が所定値よりも高くなるにつれて抵抗
を増していく。抵抗エレメント195の温度は、抵抗エレ
メント195を通って流れる電流に比例している。
産業上の利用可能性 典型的には、車両のオペレターは、スイッチ130を第
一の位置からスイッチが閉状態の第二の位置に変える。
これに応じて、電圧ポテンシャルが感知抵抗分割器145
に生じ、これに対応する電圧信号がマイクロプロセッサ
140に送信される。このようにして、この電圧信号はス
イッチ130が第二の位置にあることを示している。他の
例をあげれば、スイッチ130は一連のスイッチであって
もよい（図示されていない）。例えば、シートスイッチ
をキースイッチと直列に接続されてもよく、この場合に
は、この直列に接続されたスイッチは陽バッテリー端子
と感知抵抗分割器145との間に配置される。しかしなが
ら、車両のオペレータがキースイッチを閉じても、オペ
レータが閉位置にシートスイッチを繋げるまで、電圧信
号は発生しない。このようにして、キースイッチとシー
トスイッチの組み合わせはスイッチ130の役割をはたし
得る。
次に、マイクロプロセッサ140は、それに応答して、
トリガ信号を発生し、このトリガ信号は第一のセミコン
ダクタスイッチ155が受信する。このトリガ信号は第１
のセミコンダクタスイッチ155をオン、オフさせるパル
ス信号である。しかしながら、トリガ信号デューティサ
イクルは、接点115を開状態から閉状態に変えるレベル
にまでコイル110を付勢するには不十分である。より詳
しく述べれば、デューティサイクルの「高」の状態は
「低」の状態に較べると、短時間であり、このためコイ
ル110は十分に付勢されない。しかしながら、第二のセ
ミコンダクタスイッチ160はトリガ信号が発生している
間、オン状態である。さらに詳しく述べれば、トリガ信
号が「高」のときには、第一のセミコンダクタスイッチ
155はオンの状態であり、電流路は第一と第二の電圧分
割器165および175を介して、陰バッテリー端子へと通じ
る。この結果、第二のセミコンダクタスイッチ160はオ
ンの状態に付勢される。逆に、トリガ信号が「低」のと
きには、第一のセミコンダクタスイッチ155はオフの状
態に付勢される。この状態が起こると、記憶キャパシタ
180に蓄積された電圧は第二のセミコンダクタスイッチ1
60をオンの状態にしたたまま、第一と第二の電圧分割器
165および175を通して放電される。
第三と第四のセミコンダクタスイッチ193と197は複合
pnp型トランジスタを形成している。第四のセミコンダ
クタスイッチ197は第三のセミコンダクタスイッチ193を
導電の状態に駆動する。第二のセミコンダクタスイッチ
160がオンの状態であるかぎり、第四のセミコンダクタ
スイッチ197はオンの状態である。先に述べたように、
第四のセミコンダクタスイッチ197は第三のセミコンダ
クタスイッチ193を駆動し、電流が第三のセミコンダク
タスイッチ193と抵抗エレメント195を通って流れ、フィ
ルタキャパシタ125をチャージすることができるように
する。このようにして、フィルタキャパシタ125は実質
的にバッテリー電圧と等しい十分な量の電圧を得ること
ができる。
予め設定された時間が過ぎた後、論理手段135はトリ
ガ信号の発生を止め、次に付勢信号を発生する。さらに
詳しく述べれば、トリガ信号が発生する予め設定された
長さの時間は、フィルタキャパシタ125を十分にチャー
ジングするように、フィルタキャパシタ125および抵抗
エレメント195のRC時定数に基づいている。付勢信号は
一定値であり、第一のセミコンダクタスイッチ155をオ
ンの状態に付勢し、それに応じて、コイル110を付勢す
る。しかしながら、従来のシステムとは違って、接点11
5が閉じるときには、アークは生じない。これは、接点1
15が閉じる前に接点115に小さい電圧差を起こす電圧値
を保持するフィルタキャパシタ125の作用による。
本発明の態様、目的および利益は図面、明細書および
特許請求の範囲から明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピッカリング ウィリアム アメリカ合衆国 オハイオ州 44118 ユニヴァーシティ ハイツ イートン ロード 2608 (72)発明者 ワイルド アーサー アメリカ合衆国 オハイオ州 44086 トンプソン ショート ロード 2020 (56)参考文献 特開 昭61−277320（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 9/54

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コイル（110）およびこのコイル（110）の
    付勢により開位置から閉位置へ移動可能な少なくとも一
    対の接点（115）を有するコンタクタを持ったフィルタ
    キャパシタ（125）用のプレチャージング装置（100）で
    あって、前記コイル（110）は正および負の端子を有す
    るバッテリー（120）により付勢され、前記接点および
    フィルタキャパシタ（125）は前記正のバッテリー端子
    を前記負のバッテリー端子との間に直列接続されたもの
    において、 開状態の第１の位置および閉状態である第２の位置を有
    するスイッチ（130）であって、前記正のバッテリー端
    子と前記コイル（110）との間に接続されたスイッチ（1
    30）と、 前記第１の位置から前記第２の位置へ前記スイッチ（13
    0）の変化に応じて予め定められた長さの時間だけトリ
    ガ信号を形成する論理回路（135）であって、前記トリ
    ガ信号の予め定められたデューティサイクルは、前記コ
    イル（110）を付勢して前記接点（115）を前記開位置か
    ら前記閉位置へ動かすには不十分であるような論理回路
    （135）と、 前記トリガ信号を受けて充電信号を形成する駆動手段
    （150）と、 前記充電信号を受けて前記フィルタキャパシタ（125）
    を前記コイル（110）の付勢前に充電する充電手段と をそなえたことを特徴とするフィルタキャパシタプレチ
    ャージング装置。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 前記トリガ信号は、予め設定されたデューティサイクル
    を有するパルス幅信号であるプレチャージング装置。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 前記駆動手段（150）は、前記コイル（110）と前記負の
    バッテリー端子との間に接続され、前記トリガ信号を受
    けるようにされている第１の半導体スイッチ（160）を
    有するプレチャージング装置。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 前記論理手段（135）は、前記第１の半導体スイッチ（1
    55）に接続されているプログラム可能なマイクロプロセ
    ッサ（140）を有するプレチャージング装置。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 前記駆動手段（150）は、前記第１の半導体スイッチ（1
    55）を前記コイル（110）に接続するジャンクションと
    前記正のバッテリー端子との間に接続されている第２の
    半導体スイッチ（160）を有するプレチャージング装
    置。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 チャージング手段（191）を有し、このチャージング手
    段（191）は抵抗素子（195）と直列に接続された第３の
    半導体スイッチ（193）を備えており、これらの直列に
    接続された組み合わせは前記接点（115）と並列に接続
    されているプレチャージング装置。
  7. 【請求項７】請求の範囲第６項記載のプレチャージング
    装置において、 前記第３の半導体スイッチ（193）は、前記抵抗素子（1
    95）を前記正のバッテリー端子に制御可能に接、断でき
    るプレチャージング装置。
  8. 【請求項８】請求の範囲第７項記載のプレチャージング
    装置において、 前記抵抗素子（195）は、正温度係数を持つプレチャー
    ジング装置。
  9. 【請求項９】請求の範囲第１項記載のプレチャージング
    装置において、 前記論理手段（135）は、前記予め定められた長さの時
    間が過ぎると付勢信号を発生するプレチャージング装
    置。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第６項記載のプレチャージン
    グ装置において、 前記第１の半導体スイッチ（155）は、前記付勢信号を
    受け、それに応じて前記コイル（110）を付勢するプレ
    チャージング装置。
  11. 【請求項１１】コイル（110）およびこのコイル（110）
    の付勢により開位置から閉位置へ移動可能な少なくとも
    一対の接点（115）を有するコンタクタを持ったフィル
    タキャパシタ（125）用のプレチャージング装置（100）
    であって、前記コイル（110）は正および負の端子を有
    するバッテリー（120）により付勢され、前記接点およ
    びフィルタキャパシタ（125）は前記正のバッテリー端
    子を前記負のバッテリー端子との間に直列接続されたも
    のにおいて、 開状態の第１の位置および閉状態である第２の位置を有
    するスイッチ（130）であって、前記正のバッテリー端
    子と前記コイル（110）との間に接続されたスイッチ（1
    30））と、 前記コイル（110）と前記負のバッテリー端子との間に
    接続される第１の半導体スイッチ（155）と、 前記第１の半導体スイッチ（155）に接続されているプ
    ログラム可能な開黒プロセッサ（140）と、 前記第１の半導体スイッチ（155）を前記コイル（110）
    に接続するジャンクションと前記正のバッテリー端子と
    の間に接続された第２の半導体スイッチ（160）と、 抵抗素子（195）と直列に接続されている第３の半導体
    スイッチ（193）とをそなえ、これらの直列に接続され
    ている組み合わせは前記接点（115）と並列に接続され
    ているプレチャージング装置。
  12. 【請求項１２】コイル（110）およびこのコイル（110）
    の付勢により開位置から閉位置へ移動可能な少なくとも
    一対の接点（115）を有するコンタクタを持ったフィル
    タキャパシタ（125）用のプレチャージング装置（100）
    であって、前記コイル（110）は正および負の端子を有
    するバッテリー（120）により付勢され、前記接点およ
    びフィルタキャパシタ（125）は前記正のバッテリー端
    子を前記負のバッテリー端子との間に直列接続されたも
    のにおいて、 前記正のバッテリー端子と前記コイル（110）との間に
    接続されたスイッチ（130）と、 前記コイル（110）と前記負のバッテリー端子との間に
    接続された第１の半導体スイッチ（155）と、 前記第１の半導体スイッチ（155）と前記感知抵抗分割
    器（145）との間に接続されたプログラム可能なマイク
    ロプロセッサ（140）であって、前記プログラム可能な
    マイクロプロセッサ（140）および前記感知抵抗分割器
    （145）は、前記スイッチ（130）の前記第１の位置から
    前記第２の位置への動きに応じて予め定められた時間だ
    けトリガ信号を形成し、前記トリガ信号の予め定められ
    たデューティサークルは、前記コイル（110）を付勢し
    て前記接点（115）を前記開位置から前記閉位置に動か
    すには不十分であるようなプログラム可能なマイクロプ
    ロセッサ（140）と、 前記第１の半導体スイッチ（155）を前記コンタクタコ
    イル（110）に接続するジャンクションと前記正のバッ
    テリー端子との間を接続する第２の半導体スイッチ（16
    0）と、 抵抗素子（195）と直列に接続され、前記接点（115）と
    並列に接続された第３の半導体スイッチ（193）と、 をそなえたフィルタキャパシタプレチャージング装置。
  13. 【請求項１３】コイル（110）およびこのコイル（110）
    の付勢により開位置から閉位置へ移動可能な少なくとも
    一対の接点（115）を有するコンタクタ、および前記ス
    イッチが開である第１の位置および前記スイッチが閉で
    ある第２の位置を持ったスイッチ（130）を持った装置
    におけるフィルタキャパシタ（125）をプレチャージン
    グする方法において、 前記第１の位置から前記第２の位置への前記スイッチ
    （130）の変化に応じて予め定められた長さの時間だけ
    トリガ信号を形成するステップであって、前記トリガ信
    号の予め定められたデューティサイクルは、前記コイル
    （110）が付勢されて前記接点（115）を開位置から閉位
    置へ動かすには不十分であるステップと、 前記トリガ信号を受けて充電信号を形成するステップ
    と、 前記充電信号を受けて前記フィルタキャパシタ（125）
    を前記コイル（110）を付勢する前に充電するステップ
    と、 をそなえたことを特徴とするフィルタキャパシタをプレ
    チャージングする方法。
JP2511929A 1990-06-04 1990-08-23 フィルターキャパシタプレチャージング装置 Expired - Fee Related JP2908017B2 (ja)

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