JP3184437B2 - DC switch - Google Patents

DC switch

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JP3184437B2
JP3184437B2 JP23514395A JP23514395A JP3184437B2 JP 3184437 B2 JP3184437 B2 JP 3184437B2 JP 23514395 A JP23514395 A JP 23514395A JP 23514395 A JP23514395 A JP 23514395A JP 3184437 B2 JP3184437 B2 JP 3184437B2
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満 斎藤
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

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、直流配電系を開閉
するのに適した直流スイッチ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 suitable for opening and closing a DC power distribution system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電灯及び動力等の屋内配線は交流
電源から供給されるが、太陽光発電や燃料電池等の実用
化に伴い、直流電源の利用が行われつつある。しかし、
現在のところ、直流電源の屋内配線等に介装される適切
な直流スイッチは存在しない。
2. Description of the Related Art Conventionally, indoor wiring such as electric lamps and motive power is supplied from an AC power supply. However, with the practical use of photovoltaic power generation and fuel cells, a DC power supply is being used. But,
At present, there is no appropriate DC switch interposed in a DC power supply indoor wiring or the like.

【0003】例えば、電灯の点滅に使用するスイッチと
しては、従来、交流用では小型のものが普及している
が、直流で使用するとその範囲は極端に小さな電流に制
限される。これは直流の場合、交流のように電流“零”
となる時点がないため、機械的接点を開く際にアークが
生じ開路できないことや接点の焼損が起こることによ
る。
[0003] For example, as a switch used for blinking an electric light, a small switch has been widely used for AC, but when it is used for DC, its range is limited to an extremely small current. In the case of DC, the current is zero like AC
Because there is no point in time when the mechanical contact is opened, an arc is generated when the mechanical contact is opened, so that the circuit cannot be opened or the contact is burned.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、太陽光発電や
燃料電池等の直流電源系においては、その配電系(例え
ば10A〜20A)を開路できる例えば壁埋め込み型の
直流スイッチの存在が不可欠である。しかるに、現在の
ところ、この要求に応えた壁埋め込み型の直流スイッチ
は存在しない。このため、実際には代替品として直流用
のブレーカーを使用する等の工夫をしているが、この直
流用ブレーカーはトリップ回路を具備するものであって
本来の用途が異なる上に、形状も大きく、操作に力を必
要とし、使用感が悪い。
However, in a DC power supply system such as a photovoltaic power generator or a fuel cell, it is essential to have a DC switch of, for example, a wall-embedded type which can open the power distribution system (for example, 10A to 20A). . However, at present, there is no DC switch of an embedded wall type that meets this demand. For this reason, in practice, a device such as a DC breaker is used as a substitute, but this DC breaker is equipped with a trip circuit. It requires power to operate and has poor usability.

【0005】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、直流配電系を開閉するのに適し、比較的大きな直流
定格電流のものが構築できる直流スイッチを提供するこ
とにある。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a DC switch suitable for opening and closing a DC power distribution system and capable of constructing a switch having a relatively large DC rated current.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明に係る直流スイッチは、連動する機
械的な接点を具備する手動操作スイッチと、互いにプラ
ス側同士及びマイナス側同士が電気的に接続された入力
端子及び出力端子と、この入出力端子間のプラス母線又
はマイナス母線中に挿入された主サイリスタと、この主
サイリスタをターンオフさせるため補助サイリスタを用
いて構成した強制転流回路と、前記主サイリスタ及び補
助サイリスタのゲート回路に対するゲートトリガ電圧回
路とを有し、前記手動操作スイッチは、連動する機械的
な接点として、前記入出力端子間のプラス母線又はマイ
ナス母線中に挿入された第1の接点と、主サイリスタの
ゲート回路に挿入された第3の接点と、補助サイリスタ
のゲート回路に挿入された第2の接点とを具備し、その
入操作時には、第1の接点ON,第3の接点ONを順に
行い、また切操作時には、第3の接点OFF,第2の接
点ON,第1の接点OFFを順に行うように構成したも
のである。
In order to achieve the above object, a DC switch according to the first aspect of the present invention includes a DC switch having a manual operation switch having an interlocking mechanical contact, and a DC switch having a positive side and a negative side. Forced commutation using electrically connected input and output terminals, a main thyristor inserted between the plus or minus bus between the input and output terminals, and an auxiliary thyristor to turn off the main thyristor Circuit, and a gate trigger voltage circuit for a gate circuit of the main thyristor and the auxiliary thyristor, wherein the manually operated switch is inserted into a positive bus or a negative bus between the input / output terminals as an interlocking mechanical contact. a first contact that is, a third contact which is inserted in the gate circuit of the main thyristor, inserted into the gate circuit of the auxiliary thyristor Second; and a contact which is, at the time of its entry operation, the first contact ON, perform sequentially the third contact ON, also at the time of switching operation, the third contact OFF, a second contact ON, first Are sequentially turned off.

【0007】少なくとも3つの連動する機械的接点を有
する手動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、
“入”操作の時は入出力端子間に挿入した第1の接点が
入ってから主サイリスタをONさせ、また“切”操作の
時は、補助サイリスタのゲート回路に挿入した第2の接
点をONして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方
向の電流を流し、これによって主サイリスタに流れる電
流が零(主サイリスタOFF)になったところで第1の
機械的接点を開く。このため、直流の場合でも、第1の
機械的接点を開く際にアークが生じさせたり接点の焼損
を起こさずに、容易に遮断することができる。なお、手
動操作スイッチの第2の接点は、“切”操作の際に補助
サイリスタをターンオンした後でOFFに戻されるか、
又は“入”操作の際に、第3の接点がONして主サイリ
スタがターンオンされる前にOFFに戻される。
Combining a manually operated switch having at least three interlocking mechanical contacts with a main thyristor,
In the case of "ON" operation, the main thyristor is turned on after the first contact inserted between the input / output terminals is entered, and in the case of "OFF" operation, the second contact inserted in the gate circuit of the auxiliary thyristor is turned ON. When turned on to activate the commutation circuit, a current flows in the main thyristor in the opposite direction. When the current flowing through the main thyristor becomes zero (main thyristor is turned off), the first mechanical contact is opened. Therefore, even in the case of direct current, the first mechanical contact can be easily cut off without causing an arc or burning out the contact when opening the first mechanical contact. The second contact of the manual operation switch is turned off after the auxiliary thyristor is turned on at the time of the “off” operation, or
Alternatively, at the time of the "ON" operation, the third contact is turned ON and returned to OFF before the main thyristor is turned on.

【0008】請求項2の発明は、請求項1記載の直流ス
イッチにおいて、ゲートトリガ電圧回路を前記プラス母
線又はマイナス母線間に設けた分圧回路から構成する一
方、省エネルギー回路を構成すべく、前記分圧回路中に
直列に半導体スイッチを設けると共に、該半導体スイッ
チを、前記手動操作スイッチの連動する機械的な接点の
一つとして設けた第4の接点によって、少なくとも入操
作の終了から切操作の開始までの期間、例えば入操作時
の第3の接点ONの直後から切操作時の第3の接点OF
Fの直前もしくは第2の接点ONの直前までの期間をO
FFするように構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the DC switch according to the first aspect, the gate trigger voltage circuit is constituted by a voltage dividing circuit provided between the positive bus or the negative bus, while the energy saving circuit is constituted. A semiconductor switch is provided in series in the voltage dividing circuit, and the semiconductor switch is connected at least from the end of the on-operation to the off-operation by a fourth contact provided as one of the mechanical contacts interlocked with the manual operation switch. A period until the start, for example, immediately after the third contact ON at the time of the ON operation, to the third contact OF at the time of the OFF operation
The period immediately before F or immediately before the second contact is turned on is O
It is configured to perform FF.

【0009】“入”操作の際に第3の接点がONし主サ
イリスタがターンオンした後は、不要な分圧回路への電
流供給が遮断され、以後“切”操作が行われるまでの期
間、つまり補助サイリスタをターンオンすべく再び分圧
回路への電流供給が必要になるまでの間、遮断され続け
る。従って、負荷への供給期間中の不要な分圧回路での
電力消費が回避され、電力及び発熱が小さく抑えられ
る。よって、例えば壁埋め込み型の直流スイッチ等とし
て構成しても安全である。
After the third contact is turned on and the main thyristor is turned on at the time of the "ON" operation, the current supply to the unnecessary voltage dividing circuit is cut off, and thereafter, the period until the "OFF" operation is performed. In other words, the interruption is continued until the current supply to the voltage dividing circuit is required again to turn on the auxiliary thyristor. Therefore, unnecessary power consumption in the voltage dividing circuit during the period of supplying to the load is avoided, and power and heat generation are reduced. Therefore, it is safe even if it is configured as, for example, a DC switch or the like embedded in a wall.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
例に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings.

【0011】図1に示す直流スイッチは、図示してない
壁埋め込み式のケーシング内に、ケーシング外から手動
で入切り操作される手動操作スイッチ1と、直流電源系
統に接続される直流入力端子A,Bと、直流負荷Lに接
続される直流出力端子C,Dとを具備している。
The DC switch shown in FIG. 1 includes a manually operated switch 1 which is manually turned on and off from the outside of a casing, and a DC input terminal A connected to a DC power supply system. , B and DC output terminals C and D connected to a DC load L.

【0012】SW1,SW2,SW3は手動操作スイッ
チ1が具備する機械的接点、ここではロータリスイッチ
の機械的接点である。
SW1, SW2 and SW3 are mechanical contacts of the manually operated switch 1, here, mechanical contacts of a rotary switch.

【0013】直流電源系統に接続される直流入力端子
A,Bと、直流負荷Lに接続される直流出力端子C,D
との間は母線2,3で接続されており、この母線2,3
のうち、一方のプラス母線2中には、上記手動操作スイ
ッチ1の機械的接点SW1が挿入され、他方のマイナス
母線3中には、半導体スイッチたるサイリスタ4(主サ
イリスタSCR1)がアノードを出力端子Dの側にして
挿入されている。
DC input terminals A and B connected to a DC power supply system and DC output terminals C and D connected to a DC load L
Are connected by buses 2 and 3, and the buses 2 and 3
The mechanical contact SW1 of the manual operation switch 1 is inserted into one positive bus 2, and the thyristor 4 (main thyristor SCR1), which is a semiconductor switch, has an anode in the other negative bus 3 as an output terminal. It is inserted on the D side.

【0014】この主サイリスタ4をターンオフさせる強
制転流回路5を構成するため、主サイリスタ4と並列に
補助サイリスタ6が設けられている。即ち、主サイリス
タ4のアノード側の母線2,3間には、抵抗R1,イン
ダクタL1及びコンデンサC1から成る直列回路が接続
されており、その抵抗R1とインダクタL1の接続点P
1に補助サイリスタ6のアノードが接続され、主サイリ
スタ4のカソード側に補助サイリスタ6のカソードが接
続されている。
An auxiliary thyristor 6 is provided in parallel with the main thyristor 4 to constitute a forced commutation circuit 5 for turning off the main thyristor 4. That is, a series circuit composed of a resistor R1, an inductor L1 and a capacitor C1 is connected between the anode-side buses 2 and 3 of the main thyristor 4, and a connection point P between the resistor R1 and the inductor L1 is connected.
The anode of the auxiliary thyristor 6 is connected to 1, and the cathode of the auxiliary thyristor 6 is connected to the cathode of the main thyristor 4.

【0015】更に、主サイリスタ4のゲート及び補助サ
イリスタ6のゲートに対する点弧電圧を作り出すため、
主サイリスタ4のカソード側の母線2,3間には、ゲー
トトリガ電圧回路として抵抗R2,R3から成る分圧回
路7が設けられ、該分圧回路7の接続点P2における電
圧が、主サイリスタ4のゲートに対しては接点SW3を
介して、また補助サイリスタ6のゲートに対しては接点
SW2を介して付与されるようになっている。
Furthermore, in order to create a firing voltage for the gate of the main thyristor 4 and the gate of the auxiliary thyristor 6,
A voltage dividing circuit 7 including resistors R2 and R3 is provided as a gate trigger voltage circuit between the buses 2 and 3 on the cathode side of the main thyristor 4, and a voltage at a connection point P2 of the voltage dividing circuit 7 The gate of the auxiliary thyristor 6 is provided via a contact SW2, and the gate of the auxiliary thyristor 6 is provided via a contact SW2.

【0016】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0017】上記手動操作スイッチ1は、その“入”操
作時には、一動作で、第1の接点SW1=ON,第3の
接点SW3=ONを順に行い、また“切”操作時には、
一動作で、第3の接点SW3=OFF,第2の接点SW
2=ON,第1の接点SW1=OFFを順に行うように
構成されている。なお、第2の接点SW2は、ここでは
“切”操作の際に補助サイリスタをターンオンした後で
OFFに戻されるが、図4に示すように“入”操作の
際、第3の接点SW3がONして主サイリスタがターン
オンされる前にOFFに戻してもよい。
When the manual operation switch 1 is turned on, the first contact SW1 is turned on and the third contact SW3 is turned on in one operation.
In one operation, the third contact SW3 = OFF, the second contact SW
2 = ON and the first contact SW1 = OFF are sequentially performed. Here, the second contact SW2 is turned off after turning on the auxiliary thyristor at the time of the "off" operation, but the third contact SW3 is turned off at the time of the "on" operation as shown in FIG. It may be turned on and returned to off before the main thyristor is turned on.

【0018】まず、直流スイッチを入れる場合について
説明する。図2において、手動操作スイッチ1を押圧し
一動作で“入”の位置にすると、まず機械的接点SW1
がONする(時刻T1)。これにより、分圧回路7に直
流電圧が印加される。続いて、主サイリスタ4(SCR
1)のゲート回路中の接点SW3がONし(時刻T
3)、これにより、分圧回路7の接続点P2における電
圧が、主サイリスタ4のゲートに付与される。従って、
主サイリスタ4がターンオンして入力端子A,Bと出力
端子C,Dが導通し、出力端子C,Dに直流電圧が現
れ、負荷Lに電流Iが流れる。
First, the case where the DC switch is turned on will be described. In FIG. 2, when the manual operation switch 1 is depressed to the "ON" position in one operation, the mechanical contact SW1 is first turned on.
Turns on (time T1). As a result, a DC voltage is applied to the voltage dividing circuit 7. Then, the main thyristor 4 (SCR
The contact SW3 in the gate circuit of 1) is turned on (time T).
3) As a result, the voltage at the connection point P2 of the voltage dividing circuit 7 is applied to the gate of the main thyristor 4. Therefore,
The main thyristor 4 is turned on, the input terminals A, B and the output terminals C, D conduct, the DC voltage appears at the output terminals C, D, and the current I flows through the load L.

【0019】次に、直流スイッチを切る場合について説
明する。図2において、手動操作スイッチ1を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず主サイリス
タ4(SCR1)のゲート回路中の接点SW3がOFF
され(時刻T4)、これと同時又はこれに続いて補助サ
イリスタ6のゲート回路中の接点SW2がONされる
(時刻T5)。従って、補助サイリスタ6(SCR2)
がターンオンして、それまでコンデンサC1に図示の極
性で蓄積されていた電荷が、接続点P1より補助サイリ
スタ6を通して主サイリスタ4の電流Iを打ち消す方向
に放電電流iとして流れる。ここで放電電流iのピーク
値が主サイリスタ4の電流Iのピーク値より大きくなる
ように設定されており、放電電流iが主サイリスタ4の
電流Iと等しくなった時点で、主サイリスタ4がターン
オフする。この後コンデンサC1には、SW1,負荷
L,C1,L1,SCR2のルートで極性が反転して充
電電流が流れるが、充電が終了した時点でゼロとなり、
補助サイリスタ6がターンオフするので、回路電流は全
てゼロになる。
Next, a case where the DC switch is turned off will be described. In FIG. 2, when the manual operation switch 1 is pressed to the opposite side and is set to the "OFF" position by one operation, first, the contact SW3 in the gate circuit of the main thyristor 4 (SCR1) is turned off.
At the same time or subsequently, the contact SW2 in the gate circuit of the auxiliary thyristor 6 is turned on (time T5). Therefore, the auxiliary thyristor 6 (SCR2)
Is turned on, and the electric charge previously stored in the capacitor C1 with the polarity shown in the figure flows from the connection point P1 through the auxiliary thyristor 6 as a discharge current i in a direction to cancel the current I of the main thyristor 4. Here, the peak value of the discharge current i is set to be larger than the peak value of the current I of the main thyristor 4, and when the discharge current i becomes equal to the current I of the main thyristor 4, the main thyristor 4 is turned off. I do. After this, the charging current flows through the capacitor C1 with the polarity reversed in the route of SW1, loads L, C1, L1 and SCR2, but becomes zero when charging is completed.
Since the auxiliary thyristor 6 is turned off, the circuit currents are all zero.

【0020】上記の後、つまり負荷電流がゼロになった
後において、機械的接点SW1がOFFする(時刻T
6)。従って、機械的接点SW1がOFFした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
After the above, that is, after the load current becomes zero, the mechanical contact SW1 is turned off (time T).
6). Therefore, even when the mechanical contact SW1 is turned off, no arc is generated between the contacts, and it is possible to easily and completely cut off the current supply from the input terminal to the output terminal.

【0021】図3は他の実施の形態を示す。これは、上
記を改良したもので、ゲートトリガ電圧回路としての分
圧回路7は、複数の抵抗体を直列に接続して成る抵抗R
3と、ツェナーダイオードZDとの直列回路から成り、
その分圧点つまり接続点P2は、抵抗R4を介して、各
サイリスタ4,6のゲートに直列に挿入された接点SW
2,SW3の接続点P3に接続されている。また、この
分圧回路7の抵抗R3に流れる電流を必要時以外は遮断
しておく省エネルギー回路8を構成するため、分圧回路
7の抵抗R3と直列(この例では接続点P2と抵抗R3
との間)に、スイッチング・トランジスタTr1が挿入
されており、そのベースは、抵抗R5及び手動操作スイ
ッチ1の機械的接点SW4から成る直列回路を介してプ
ラス母線2と接続されている。この接点SW4も上記接
点SW1〜SW3と共に連動するロータリスイッチの機
械的接点であって、図4に示すように、手動操作スイッ
チ1の“入”操作が終了した後にOFFし、“切”操作
に先立ってONに戻されるように、タイミング設定され
ている。なお、この接点SW4にはエネルギー吸収用に
インダクタL2及びコンデンサC2の直列回路が並列に
接続されている。また、プラス母線2とマイナス母線3
との間には、第1の接点SW1の直後において、サージ
保護素子9が設けられている。
FIG. 3 shows another embodiment. This is an improvement of the above, and the voltage dividing circuit 7 as the gate trigger voltage circuit includes a resistor R formed by connecting a plurality of resistors in series.
3 and a series circuit of a Zener diode ZD,
The voltage dividing point, that is, the connection point P2, is connected to a contact SW inserted in series with the gate of each of the thyristors 4 and 6 via a resistor R4.
2, SW3 is connected to a connection point P3. Further, in order to constitute the energy saving circuit 8 for blocking the current flowing through the resistor R3 of the voltage dividing circuit 7 except when necessary, the energy saving circuit 8 is connected in series with the resistor R3 of the voltage dividing circuit 7 (in this example, the connection point P2 and the resistor R3).
), A switching transistor Tr1 is inserted, and its base is connected to the positive bus 2 via a series circuit including a resistor R5 and a mechanical contact SW4 of the manually operated switch 1. This contact SW4 is also a mechanical contact of a rotary switch that works together with the contacts SW1 to SW3, and turns off after the "on" operation of the manual operation switch 1 is completed, as shown in FIG. The timing is set so as to return to ON beforehand. Note that a series circuit of an inductor L2 and a capacitor C2 is connected in parallel to the contact SW4 for energy absorption. In addition, plus bus 2 and minus bus 3
Between them, a surge protection element 9 is provided immediately after the first contact SW1.

【0022】次に図3の直流スイッチの動作について、
図4を参照しながら説明する。
Next, the operation of the DC switch shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0023】まず、直流スイッチを入れる場合から説明
する。図4において手動操作スイッチ1を押圧し一動作
で“入”の位置にすると、まず機械的接点SW1がON
する(時刻T1)。これにより、分圧回路7に直流電源
系統(例えば210V,10A)の電圧Eがそのまま印
加される。続いて、予め強制転流回路5の補助サイリス
タ2のゲート接点SW2がOFFに戻され(時刻T
2)、その後、主サイリスタ4(SCR1)のゲート回
路中の接点SW3がONする(時刻T3)。この時点に
おいては、省エネルギー回路8の接点SW4はまだON
しているので、トランジスタTr1がON状態にある。
従って、分圧回路7の接続点P2における電圧が、抵抗
R4,接点SW3を通して、主サイリスタ4のゲートに
付与される。よって、主サイリスタ4がターンオンし、
これにより入力端子A,Bと出力端子C,Dが導通して
出力端子C,Dに直流電圧が現れ、負荷L、例えば蛍光
灯に電流Iが流れる。その後、省エネルギー回路8の接
点SW4がOFFに戻されて、トランジスタTr1がO
FF状態となるので、抵抗R3に流れる電流が遮断さ
れ、負荷Lを使用している期間中における分圧回路7の
無駄な電力消費が回避される。
First, the case where the DC switch is turned on will be described. In FIG. 4, when the manual operation switch 1 is depressed to the "ON" position by one operation, the mechanical contact SW1 is first turned ON.
(Time T1). As a result, the voltage E of the DC power supply system (for example, 210 V, 10 A) is applied to the voltage dividing circuit 7 as it is. Subsequently, the gate contact SW2 of the auxiliary thyristor 2 of the forced commutation circuit 5 is returned to OFF in advance (time T
2) Then, the contact SW3 in the gate circuit of the main thyristor 4 (SCR1) is turned on (time T3). At this time, the contact SW4 of the energy saving circuit 8 is still ON.
Therefore, the transistor Tr1 is in the ON state.
Therefore, the voltage at the connection point P2 of the voltage dividing circuit 7 is applied to the gate of the main thyristor 4 through the resistor R4 and the contact SW3. Therefore, the main thyristor 4 turns on,
As a result, the input terminals A and B and the output terminals C and D conduct, a DC voltage appears at the output terminals C and D, and a current I flows through a load L, for example, a fluorescent lamp. Thereafter, the contact SW4 of the energy saving circuit 8 is turned off, and the transistor Tr1 is turned off.
Since the FF state is set, the current flowing through the resistor R3 is cut off, and wasteful power consumption of the voltage dividing circuit 7 during the period in which the load L is used is avoided.

【0024】次に、直流スイッチを切る場合について説
明する。図4において、手動操作スイッチ1を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず省エネルギ
ー回路8の接点SW4がONに戻され、トランジスタT
r1がON状態となって、分圧回路7が付勢される(時
刻T8)。続いて、主サイリスタ4(SCR1)のゲー
ト回路中の接点SW3がOFFされ(時刻T4)、これ
と同時又はこれに続いて補助サイリスタ6のゲート回路
中の接点SW2がONされる(時刻T5)。従って、補
助サイリスタ6(SCR2)がターンオンして、それま
でコンデンサC1に図示の極性で蓄積されていた電荷
が、接続点P1より補助サイリスタ6を通して主サイリ
スタ4の電流Iを打ち消す方向にLC共振電流iとして
流れる。ここでLC共振電流iのピーク値は主サイリス
タ4の電流Iのピーク値より大きくなるように設定され
ており、LC共振電流iが主サイリスタ4の電流Iと等
しくなった時点で、主サイリスタ4がターンオフする。
この後、コンデンサC1にはSW1,負荷L,C1,L
1,SCR2のルートで極性が反転して充電電流が流れ
るが、充電が終了した時点でゼロとなり、補助サイリス
タ6がターンオフするので、回路電流は全てゼロにな
る。
Next, a case where the DC switch is turned off will be described. In FIG. 4, when the manual operation switch 1 is pressed to the opposite side and set to the "OFF" position by one operation, first, the contact SW4 of the energy saving circuit 8 is turned ON, and the transistor T
r1 is turned on, and the voltage dividing circuit 7 is energized (time T8). Subsequently, the contact SW3 in the gate circuit of the main thyristor 4 (SCR1) is turned off (time T4), and simultaneously or subsequently, the contact SW2 in the gate circuit of the auxiliary thyristor 6 is turned on (time T5). . Accordingly, the auxiliary thyristor 6 (SCR2) is turned on, and the electric charge previously stored in the capacitor C1 with the polarity shown in the drawing has the LC resonance current in the direction to cancel the current I of the main thyristor 4 through the auxiliary thyristor 6 from the connection point P1. Flows as i. Here, the peak value of the LC resonance current i is set to be larger than the peak value of the current I of the main thyristor 4, and when the LC resonance current i becomes equal to the current I of the main thyristor 4, the main thyristor 4 Turns off.
After that, the capacitor C1 has SW1, load L, C1, L
The charging current flows with the polarity reversed in the route of SCR1 and SCR2, but becomes zero when charging is completed, and the auxiliary thyristor 6 is turned off, so that all circuit currents become zero.

【0025】上記の後、つまり負荷電流がゼロになった
後において、機械的接点SW1がOFFする(時刻T
6)。従って、機械的接点SW1がOFFした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
After the above, that is, after the load current becomes zero, the mechanical contact SW1 is turned off (time T).
6). Therefore, even when the mechanical contact SW1 is turned off, no arc is generated between the contacts, and it is possible to easily and completely cut off the current supply from the input terminal to the output terminal.

【0026】この図3の直流スイッチの場合、分圧回路
7の抵抗R3に流れる電流は、省エネルギー回路8の働
きにより、手動操作スイッチ1の“入”操作時、及び
“切”操作時の一時期のみ、つまり、主サイリスタ4を
ターンオンさせるに必要なゲート電圧作成時(時刻T1
〜T7)及び補助サイリスタ6をターンオンさせるに必
要なゲート電圧作成時(時刻T8〜T6)にのみ、流さ
れるだけであるから、その消費電力は非常に僅かであ
り、その発熱も小さく抑えることができる。
In the case of the DC switch shown in FIG. 3, the current flowing through the resistor R3 of the voltage dividing circuit 7 is controlled by the operation of the energy-saving circuit 8 at one time when the manual operation switch 1 is turned on and off. Only, that is, when a gate voltage required to turn on the main thyristor 4 is generated (time T1
To T7) and the gate voltage necessary to turn on the auxiliary thyristor 6 (time T8 to T6), the power is consumed only very little, and the heat generation can be kept small. it can.

【0027】なお、上記実施の形態では、接点SW4の
OFF期間を、手動操作スイッチ1の“入”操作完了時
(時刻T7)から“切”操作の開始時(時刻T8)まで
としているが、少なくともこの負荷使用期間(時刻T7
〜T8)を含むようにすれば十分であり、例えば、接点
SW4のOFF期間の開始は、主サイリスタ4がターン
オンする時刻T3の直後から“入”操作完了時(時刻T
7)までの間で任意に設定することができ、また、接点
SW4のOFF期間の終了は、“切”操作の開始時(時
刻T8)から補助サイリスタ6がターンオンする時刻T
5の直前までの間で任意に設定することができる。
In the above embodiment, the OFF period of the contact SW4 is from the time when the "ON" operation of the manual operation switch 1 is completed (time T7) to the time when the "OFF" operation is started (time T8). At least this load usage period (time T7
-T8) is sufficient. For example, the OFF period of the contact SW4 is started immediately after the time T3 at which the main thyristor 4 is turned on when the "ON" operation is completed (at the time T3).
7), and the OFF period of the contact SW4 ends at the time T when the auxiliary thyristor 6 is turned on from the start of the “OFF” operation (time T8).
5 can be set arbitrarily up to immediately before.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1の発明によ
れば、少なくとも3つの連動する機械的接点を有する手
動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、“入”
操作の時は入出力端子間に挿入した第1の接点が入って
から主サイリスタをONさせ、また“切”操作の時は、
補助サイリスタのゲート回路に挿入した第2の接点をO
Nして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方向の電
流を流し、これによって主サイリスタに流れる電流が零
(主サイリスタOFF)になったところで第1の機械的
接点を開くように構成される。このため、直流の場合で
も、第1の機械的接点を開く際にアークが生じさせたり
接点の焼損を起こさずに、容易に遮断することができ
る。なお、手動操作スイッチの第2の接点は、“切”操
作の際に補助サイリスタをターンオンした後でOFFに
戻されるか、又は“入”操作の際に、第3の接点がON
して主サイリスタがターンオンされる前にOFFに戻さ
れる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a manually operated switch having at least three interlocking mechanical contacts is combined with a main thyristor to turn on.
At the time of operation, the main thyristor is turned on after the first contact inserted between the input and output terminals enters, and at the time of "off" operation,
The second contact inserted into the gate circuit of the auxiliary thyristor is
N, the commutation circuit is activated, and a current in the opposite direction is caused to flow through the main thyristor, whereby the first mechanical contact is opened when the current flowing through the main thyristor becomes zero (main thyristor OFF). You. Therefore, even in the case of direct current, the first mechanical contact can be easily cut off without causing an arc or burning out the contact when opening the first mechanical contact. The second contact of the manual operation switch is turned off after the auxiliary thyristor is turned on at the time of the “off” operation, or the third contact is turned on at the time of the “on” operation.
Then, the main thyristor is turned off before it is turned on.

【0029】また、鉄函入りブレーカに比べ小型に構成
できると共に、ブレーカより軽い力で操作でき、比較的
大きな直流定格電流のものが構築できる。
In addition, the circuit breaker can be made smaller than a breaker containing an iron box, can be operated with a lighter force than the breaker, and can be constructed with a relatively large DC rated current.

【0030】次に、請求項2の発明によれば、少なくと
も入操作の終了から切操作の開始までの期間、不要な分
圧回路への電流供給が遮断され続ける。従って、負荷へ
の供給期間中の不要な分圧回路での電力消費が回避さ
れ、電力及び発熱が小さく抑えられる。
Next, according to the second aspect of the present invention, the current supply to the unnecessary voltage dividing circuit is continuously cut off at least during a period from the end of the ON operation to the start of the OFF operation. Therefore, unnecessary power consumption in the voltage dividing circuit during the period of supplying to the load is avoided, and power and heat generation are reduced.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る直流スイッチの回
路構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a DC switch according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の直流スイッチの機械的接点とサイリスタ
の動作とを示すタイミング図である。
FIG. 2 is a timing chart showing the mechanical contacts of the DC switch of FIG. 1 and the operation of the thyristor.

【図3】本発明の他の実施の形態に係る直流スイッチの
回路構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a DC switch according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3の直流スイッチの機械的接点とサイリスタ
の動作とを示すタイミング図である。
FIG. 4 is a timing chart showing the mechanical contacts of the DC switch of FIG. 3 and the operation of the thyristor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 手動操作スイッチ 2 プラス母線 3 マイナス母線 4 主サイリスタ 5 強制転流回路(消弧回路) 6 補助サイリスタ 7 分圧回路(ゲートトリガ電圧回路) 8 省エネルギー回路 9 サージ保護素子 A,B 直流入力端子 C,D 直流出力端子 C1,C2 コンデンサ L1,L2 インダクタ P1,P2,P3 接続点 R1〜R5 抵抗 ZD ツェナーダイオード SW1,SW2,SW3,SW4 手動操作スイッチの
機械的接点 Tr1 スイッチング・トランジスタ L 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manual operation switch 2 Positive bus 3 Minus bus 4 Main thyristor 5 Commutation circuit (arc extinguishing circuit) 6 Auxiliary thyristor 7 Voltage dividing circuit (gate trigger voltage circuit) 8 Energy saving circuit 9 Surge protection element A, B DC input terminal C , D DC output terminal C1, C2 Capacitor L1, L2 Inductor P1, P2, P3 Connection point R1 to R5 Resistance ZD Zener diode SW1, SW2, SW3, SW4 Mechanical contact of manually operated switch Tr1 Switching transistor L Load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀憲 東京都目黒区下目黒6−8−19 株式会 社明工社内 (72)発明者 渡部 文男 東京都練馬区貫井4−46−8 明工商事 株式会社内 (72)発明者 今井 敦康 東京都練馬区貫井4−46−8 明工商事 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−231835(JP,A) 特開 昭58−78334(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 33/59 H03K 17/73 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hidenori Takahashi 6-8-19 Shimomeguro, Meguro-ku, Tokyo Inside Meiko Corporation (72) Inventor Fumio Watanabe 4-46-8 Nukii, Nerima-ku, Tokyo Meikosho (72) Inventor Atsuyasu Imai 4-46-8 Nukii, Nerima-ku, Tokyo Meiko Shoji Co., Ltd. (56) References JP-A-61-231835 (JP, A) JP-A-58-78334 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01H 33/59 H03K 17/73

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 連動する機械的な接点を具備する手動操
作スイッチと、互いにプラス側同士及びマイナス側同士
が電気的に接続された入力端子及び出力端子と、この入
出力端子間のプラス母線又はマイナス母線中に挿入され
た主サイリスタと、この主サイリスタをターンオフさせ
るため補助サイリスタを用いて構成した強制転流回路
と、前記主サイリスタ及び補助サイリスタのゲート回路
に対するゲートトリガ電圧回路とを有し、前記手動操作
スイッチは、連動する機械的な接点として、前記入出力
端子間のプラス母線又はマイナス母線中に挿入された第
1の接点と、主サイリスタのゲート回路に挿入された
3の接点と、補助サイリスタのゲート回路に挿入された
第2の接点とを具備し、その入操作時には、第1の接点
ON,第3の接点ONを順に行い、また切操作時には、
第3の接点OFF,第2の接点ON,第1の接点OFF
を順に行うように成したことを特徴とする直流スイッ
チ。
1. A manually operated switch having an interlocked mechanical contact, an input terminal and an output terminal electrically connected to each other on the plus side and the minus side, and a positive bus between the input and output terminals. A main thyristor inserted into the minus bus, a forced commutation circuit configured using an auxiliary thyristor to turn off the main thyristor, and a gate trigger voltage circuit for a gate circuit of the main thyristor and the auxiliary thyristor; The manual operation switch includes a first contact inserted into a plus bus or a minus bus between the input / output terminals as a mechanical contact to be interlocked, and a first contact inserted into a gate circuit of the main thyristor .
3 contacts and inserted into the gate circuit of the auxiliary thyristor
A second contact , when the switch is turned on, the first contact is turned on, and the third contact is turned on.
Third contact OFF, second contact ON, first contact OFF
The DC switch is characterized in that it is performed in order.
【請求項2】 ゲートトリガ電圧回路を前記プラス母線
又はマイナス母線間に設けた分圧回路から構成する一
方、省エネルギー回路を構成すべく、前記分圧回路中に
直列に半導体スイッチを設けると共に、該半導体スイッ
チを、前記手動操作スイッチの連動する機械的な接点の
一つとして設けた第4の接点によって、少なくとも入操
作の終了から切操作の開始までの期間をOFFするよう
に構成したことを特徴とする請求項1記載の直流スイッ
チ。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate trigger voltage circuit comprises a voltage dividing circuit provided between the plus bus or the minus bus, and a semiconductor switch is provided in series in the voltage dividing circuit to constitute an energy saving circuit. The semiconductor switch is configured to turn off at least a period from the end of the on-operation to the start of the off-operation by a fourth contact provided as one of the mechanical contacts interlocked with the manual operation switch. The DC switch according to claim 1, wherein
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