JP3310285B2 - バス接続サーキットブレーカ用通信インターフェイス - Google Patents

バス接続サーキットブレーカ用通信インターフェイス

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JP3310285B2 JP50715393A JP50715393A JP3310285B2 JP 3310285 B2 JP3310285 B2 JP 3310285B2 JP 50715393 A JP50715393 A JP 50715393A JP 50715393 A JP50715393 A JP 50715393A JP 3310285 B2 JP3310285 B2 JP 3310285B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般的にサーキットブレーカに関し、特にサ
ーキットブレーカを制御する通信方式に関する。
関連技術の説明 正確でコスト効果の高いサーキットブレーカ制御が多
くの応用において次第に重要になりつつある。例えば、
エネルギ管理応用におけるサーキットブレーカ制御はサ
ービスおよび販売に関してさらに著しく重要になってき
ている。適切なサーキットブレーカ制御方式により装置
の性能および保守に関して明確な利益が得られる。特
に、これらの利益には製造、保守およびエネルギコスト
の節約、装置の利用度の改善、およびシステムの信頼度
向上が含まれる。したがって、有効なサーキットブレー
カ制御の設計により販売量および利益が増大する。
前記目的を考慮してさまざまなサーキットブレーカ制
御方式が設計されてきたが、そのいずれもがコストおよ
び／もしくは性能的に譲歩がなされている。例えば、最
もポピュラーな方式では制御局とロードセンター内のサ
ーキットブレーカとの間に通信線が走っている。サーキ
ットブレーカは制御局からサーキットブレーカへ通され
る信号を使用して“メーク”（オン）および“ブレー
ク”（オフ）状態間で制御される。
サーキットブレーカをこのように配線する際のコスト
および性能問題は製造、設置および保守に関連する。例
えば、本方式で必要とされる沢山の配線は高価であり、
設置および保守に要する労力も高価である。さらに、サ
ーキットブレーカの設置構造を一層小さくする必要のあ
る応用が増えつつあり、このような従来の配線スペース
が確保できなくなりつつある。
したがって、これらの欠点を克服するサーキットブレ
ーカ制御方式に対するニーズがある。
発明の要約 信頼度が高く、正確でコスト効果的に製造、設置およ
び保守することができるサーキットブレーカ制御方式を
提供することが本発明の一般的な目的である。
各サーキットブレーカを制御局と接続するための配線
に対するニーズを緩和してサーキットブレーカ構成のモ
ジュール性を高めるようなサーキットブレーカ制御方式
を提供することが本発明のもう一つの目的である。この
ニーズの緩和に関して、マルチドロップ通信方式を使用
したサーキットブレーカ制御方式を提供することが本発
明のより詳細な目的である。
一実施例において、本発明のこれらおよびその他の目
的は多重サーキットブレーカ構成を使用して実現され
る。これらの各サーキットブレーカは関連する電流経路
を遮断および確立する内部制御技術を含んでいる。少く
とも一つのコード化信号が各サーキットブレーカを指示
し、通信バスがこれらのコード化信号を各サーキットブ
レーカへ運ぶ。各サーキットブレーカに配置された復号
技術によりコード化信号がそのサーキットブレーカに対
応するかどうかが決定される。コード化信号がそのサー
キットブレーカに対応する場合には、復号技術は通信バ
スを介して適切な応答信号を送出することにより応答
し、サーキットブレーカの内部制御技術により関連する
電流経路が遮断もしくは確立される。
図面の簡単な説明 図面を参照して以下の詳細説明を読めば本発明の他の
目的および利点が明白となり、ここに、 第１図は本発明を組み込んだサーキットブレーカ構成
の一般的ブロック図、 第２図は本発明によりサーキットブレーカが通信バス
に光学的に結合されている多重サーキットブレーカとコ
ントローラ間の通信インターフェイス図、 第３図は第２図に示す１個のサーキットブレーカの側
面図、 第４図はコントローラからサーキットブレーカへの詳
細光結合図、 第５図はサーキットブレーカからコントローラへの詳
細光結合図、 第６図は本発明によりサーキットブレーカが通信バス
に物理的に接続されている多重サーキットブレーカと コントローラ間の通信インターフェイス図。
本発明をさまざまに修正したり別の形式とすることが
できるが、その特定例を図面に示し詳細説明を行う。し
かしながら、本発明を特定実施例に限定しようとするも
のではない。それどころか、本発明は特許請求の範囲に
明記された発明の精神および範囲内に入る全ての修正、
等価および変更を含むものとする。
実施例の説明 本発明のサーキットブレーカ制御構成により従来技術
の他のシステムのコストや非効率性が著しく低減される
通信方式が提供される。
このような構成を第１図に示し、そこには多重サーキ
ットブレーカ構成が一般的に番号10で示されている。本
構成10はサーキットブレーカバンク12、通信バス30、コ
ントローラ14、および配電盤13により構成される。サー
キットブレーカは通信バス30に接続されていて、コント
ローラ14は通信バスを介してサーキットブレーカを制御
することができる。図示するように、応用に応じてコン
トローラ14は配電盤13の内側もしくは外側に配置するこ
とができる。本構成10によりサーキットブレーカ制御方
式が提供され従来のサーキットブレーカ制御方式におい
て代表的に使用される独立制御線の不便や無駄が排除さ
れる。
本発明の実施例を組み込んだ光マルチドロップサーキ
ットブレーカシステム11を第２図に示す。システム11に
は電力端子16,17,18を有するサーキットブレーカ12が含
まれている。各サーキットブレーカ12は従来の電力バス
搭載方法により電力バス25に接続される（第３図）。各
サーキットブレーカ12には復号回路55が搭載されていて
コントローラ14から到来するコードシーケンスをサンプ
ルしてコントローラ14への応答信号を開始する。
システム11には特にサーキットブレーカ12を通信バス
30に光学的に結合させる光デバイス35,40,45,50が含ま
れている。光デバイスにより電気的絶縁が行われ復号回
路55および電子サーキットブレーカ制御システムの電気
信号が損われることが保護されて機械的接点の必要性が
なくなる。光接合サーキットブレーカ12は通信バス30を
介してコントローラ14と連絡されている。
コントローラ14は通信バス30を介してそれに接続され
た光デバイス35へコードシーケンスを送ることにより通
信を開始する。光デバイス35は復号回路55に接続された
光デバイス40へ光コードシーケンスを送出する。復号回
路55は従来のデジタル技術によりコードシーケンスがサ
ーキットブレーカ12に対応するかどうかを決定する。コ
ードシーケンスが特定のサーキットブレーカ12に対応し
ない場合には、コードシーケンスは別のサーキットブレ
ーカを指示するため何事も生じない。コードシーケンス
がサーキットブレーカ12に対応すれば、復号回路55は光
デバイス45を介して通信バス30に接続された光デバイス
50に光信号を送って応答する。応答信号は通信バス30を
通って適切なサーキットブレーカ12がコントローラの前
のコードシーケンスを受信したことをコントローラ14に
警告する。
コントローラとサーキットブレーカの通信のために第
２図の光デバイス35,40が通信バス30をサーキットブレ
ーカ12に光結合する様子を第４図に示す。コントローラ
14は通信バス30上の一連のLEDバンクを駆動する。発光
ダイオード35（LED35）は受信ホトトランジスタ40と光
学的に整合される。トランジスタ40の信号は増幅され適
切なコレクタ電圧を設定することによりデジタル値へ変
換される。復号回路55はデジタル信号を解釈し、コント
ローラ14がそのサーキットブレーカへ適切なコードシー
ケンスを送出したかどうかを決定する。
コントローラ14がサーキットブレーカ12へ指示された
コードシーケンスを送信しておれば、復号回路55はサー
キットブレーカ12が送信を受信していることをコントロ
ーラ14に警告する応答を開始する。第１図の光デバイス
45,50がサーキットブレーカ12を通信バス30に結合する
様子を第５図に示す。復号回路55は受信ホトトランジス
タ50と光学的に整合されているLED45を駆動する。トラ
ンジスタは通信バス30上の並列開放コレクタホトトラン
ジスタバンクの中の１個である。LED45によりホトトラ
ンジスタ50が活性化されると、後の電圧変化により指示
されたサーキットブレーカ12がコードシーケンスを受信
したことがコントローラ14に警告される。
第２図の光デバイス35,40,45,50の替りに物理的コネ
クタ60,65を使用する実施例を第６図に示す。コントロ
ーラ14は通信バス130を介してコードシーケンスを送り
制御通信を開始する。コードシーケンスは物理的接続60
を通り、復号回路155はコードシーケンスを直接サンプ
ルしてそれがサーキットブレーカ112に対応するかどう
かを決定する。コードシーケンスがサーキットブレーカ
112に対応すれば、復号回路155は通信バス130を介した
コントローラ114との物理的接続を介して応答する。
本発明の通信方式はコントローラと被制御サーキット
ブレーカ（もしくは、リレー等の他のスイッチングデバ
イス）との間に通信線を走らせるための高価な空間や時
間を必要としない。替りに、サーキットブレーカは通信
バスに接続され、それを介してコントローラが指示され
たサーキットブレーカへコードシーケンスを送る。この
モジュラー方式により付加サーキットブレーカの保守お
よび設置も容易になる。
精巧なコントローラによりさまざまな応用が可能とな
る。コントローラは遠隔配電盤から同期制御を要する多
重サーキットブレーカ構成を制御する適切なシリアルイ
ンターフェイスを有するパーソナルコンピュータまで含
めることができる。実施例のサーキットブレーカには従
来の電子制御システムを使用した広範なサーキットブレ
ーカを含むことができる。実施例の適切なサーキットブ
レーカの例はここに参照として組み入れたエリクソン等
（米国特許第4,623,859号）のものとすることができ
る。
特定実施例について本発明を説明してきたが、同業者
ならば発明の精神および範囲を逸脱することなく前記本
発明を修正および変更できるものと思われる。例えば、
一実施例において、LED/ホトトランジスタ組合せの替り
にサーキットブレーカに専用の光絶縁デバイスを配置す
ることにより、サーキットブレーカと通信バス間の光結
合を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハウン，アンディ，アレン アメリカ合衆国52402 アイオワ州シダ ー ラピッズ，イヌイー，オールド オ ーチャード ロード 3605 (72)発明者 テスマー，アール，ジェイ. アメリカ合衆国52402 アイオワ州シダ ー ラピッズ，エヌイー，ディー アベ ニュー 2927 (56)参考文献 特開 平２−13240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−96594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−70940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−56096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−204232（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−187489（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 13/00 - 13/00 311

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サーキットブレーカ配電盤内の電力バスに
    接続されるサーキットブレーカ用の通信インターフェー
    スシステムにおいて、該システムは 前記配電盤内に装着された複数個のサーキットブレーカ
    であって、各々が少くとも一つのコード化信号により指
    示されて関連する電流経路を遮断および確立する手段
    と、その指示されたコード化信号を復号して応答する信
    号を戻す手段とを各々が含む前記複数個のサーキットブ
    レーカと、 前記配電盤内で前記複数個のサーキットブレーカに隣接
    して、関連するサーキットブレーカの復号手段に対して
    コード化信号を出し入れするデータ通信バスと、 複数の結合手段の各々が前記配電盤内に設置され且つデ
    ータ通信バスおよび関連するサーキットブレーカに物理
    的に接続されて、関連するサーキットブレーカの復号手
    段をデータ通信バスに結合させる前記複数の結合手段と を具備する前記通信インターフェースシステム。
  2. 【請求項２】請求項１記載のシステムにおいて、コント
    ローラが指示されたコード化信号を送受信することによ
    り前記サーキットブレーカの動作を指令して関連した電
    流経路を遮断および確立する、システム。
  3. 【請求項３】請求項２記載のシステムにおいて、コント
    ローラおよび前記各サーキットブレーカを装着する手段
    を前記配電盤が内蔵するシステム。
  4. 【請求項４】請求項１記載のシステムにおいて、前記復
    号手段の各々がデータ通信バス上に応答信号を送信す
    る、システム。
  5. 【請求項５】請求項１記載のシステムにおいて、コード
    化信号を復号してそれに応答する前記復号手段の各々は
    到来するコード化信号を適切に復号して応答信号を適切
    に送信する同期デジタル回路により達成される、システ
    ム。
  6. 【請求項６】請求項１記載のシステムにおいて、前記デ
    ータ通信バスは 各サーキットブレーカの復号手段へコード化信号を運ぶ
    送信線と、 そのサーキットブレーカへ指示されたコード化信号を受
    信した後で該サーキットブレーカの復号手段からの応答
    信号を運ぶ応答線と、 を具備する、システム。
  7. 【請求項７】請求項１記載のシステムにおいて、前記結
    合手段が光絶縁手段を含む、システム。
  8. 【請求項８】請求項７記載のシステムにおいて、前記光
    絶縁手段が、 発光ダイオード（LED）がデータ通信バスに接続され且
    つコード化信号復号用の前記復号手段に受光ホトトラン
    ジスタが接続されて、サーキットブレーカ送信に対する
    データ通信バス用の該発光ダイオード（LED）および受
    光ホトトランジスタと、 LEDが指示されたコード化信号に応答する前記復号手段
    に接続され且つ受光ホトトランジスタがデータ通信バス
    に接続されてデータ通信バス送信に対するサーキットブ
    レーカ用の該LEDおよび受光ホトトランジスタと を具備する、システム。
  9. 【請求項９】請求項７記載のシステムにおいて、 サーキットブレーカへコード化信号を運ぶ送信線をデー
    タ通信バスが含み、該送信線に沿った位置でブレーカが
    データ通信バスに光結合される該位置に接続されたLED
    および関連ドライバを光絶縁結合手段が含み、サーキッ
    トブレーカ戻り応答信号を運ぶ応答線をデータ通信バス
    が含み、該応答線に沿った位置でサーキットブレーカが
    データ通信バスに光結合される該位置に接続されたホト
    トランジスタおよび関連ドライバを光絶縁結合手段が含
    む、システム。
  10. 【請求項１０】請求項７記載のシステムにおいて、各前
    記光絶縁手段は、 サーキットブレーカ送信に対するデータ通信バス用に、
    関連したサーキットブレーカ上に配置された第１の光絶
    縁構成であって、該関連したサーキットブレーカの前記
    復号手段に接続された第１の光絶縁構成の受光部品を含
    み、データ通信バスと接触する光送信部品を含む前記第
    １の光絶縁構成と、 データ通信バス送信に対するサーキットブレーカ用に、
    関連したサーキットブレーカ上に配置された第２の光絶
    縁構成であって、サーキットブレーカの前記復号手段に
    接続する光送信部品を含み前記通信バスと接触する受光
    部品を含む前記第２の光絶縁構成と、 を具備するシステム。
  11. 【請求項１１】請求項10記載のシステムにおいて、デー
    タ通信バスが、 第１の光絶縁構成の光送信部品と接触するように各復号
    手段へコード化信号を運ぶ送信線と、 関連した第２の光絶縁構成の受光部品と接触するように
    各復号手段の選択された１つにより送信される応答信号
    を運ぶ応答線と を具備する、システム。
  12. 【請求項１２】サーキットブレーカ構成において、 装着可能な複数のサーキットブレーカの各々が少くとも
    一つのコード化信号により指示され、関連する電流経路
    を遮断および確立する手段と指示されたコード化信号を
    復号してそれに応答する復号手段とを含む前記複数のサ
    ーキットブレーカと； 前記各サーキットブレーカを内部に装着する手段を有す
    る配電盤と； 前記サーキットブレーカに対してコード化信号を送受す
    るデータ通信バスと； 光絶縁手段を含んでデータ通信バスに各サーキットブレ
    ーカを結合する複数の結合手段と； サーキットブレーカ送信に対するデータ通信用の発光ダ
    イオード（LED）と受光トランジスタであって該LEDはデ
    ータ通信バスに接続されて受光トランジスタはコード化
    信号復号用復号手段に接続される該発光ダイオードと受
    光トランジスタと； データ通信バス送信に対するサーキットブレーカ用のLE
    D及び受光トランジスタであって該LEDは指示コード化信
    号に応答する復号手段に接続されて受光トランジスタは
    データ通信バスに接続される該LED及び受光トランジス
    タとを具備する サーキットブレーカ構成。
  13. 【請求項１３】サーキットブレーカ構成において、 複数のサーキットブレーカであって各々が少くとも一つ
    のコード化信号により指示されて関連する電流経路を遮
    断および確立する手段と指示されたコード化信号を復号
    して応答信号をリターンする復号手段を含む前記複数個
    のサーキットブレーカと； 前記各サーキットブレーカを内部に搭載する手段を有す
    る配電盤と； 配電盤の近くに配置され、指示されたコード化信号をシ
    リアルに送受信することにより関連電流経路を遮断し確
    立するために前記サーキットブレーカの動作を指令する
    コントローラと； 各復号手段とコントローラ間で２方向通信を行うための
    データ通信バスと； 各サーキットブレーカの復号手段をデータ通信バスへ結
    合する、光絶縁手段を含む、複数の結合手段と を具備するサーキットブレーカ構成。
  14. 【請求項１４】請求項13記載のサーキットブレーカ構成
    において、前記コントローラは、 データ通信バスを介してサーキットブレーカへコード化
    信号を送信しサーキットブレーカから応答信号を受信す
    るデータ通信バスとのシリアルインターフェイスと、 適切なコード化信号を発生しシリアルインターフェイ
    ス、データ通信バスを介してサーキットブレーカへ送り
    各サーキットブレーカの復号手段がコード化信号を復号
    できるようにする手段と； コントローラのコード化信号により指示されるサーキッ
    トブレーカからの応答信号に対してデータ通信バスをサ
    ンプリングする手段と を具備するサーキットブレーカ構成。
  15. 【請求項１５】請求項13記載のサーキットブレーカ構成
    において、コード化信号を復号してそれに応答する前記
    復号手段は到来するコード化信号を適切に復号して応答
    信号を適切に送信する同期デジタル回路により達成され
    る、サーキットブレーカ構成。
  16. 【請求項１６】請求項13記載のサーキットブレーカ構成
    において、各前記復号手段はデータ通信バス上に応答信
    号を送出する、サーキットブレーカ構成。
  17. 【請求項１７】請求項13記載のサーキットブレーカ構成
    において、前記光絶縁手段は、 発光ダイオード（LED）がデータ通信バスに接続され受
    光ホトトランジスタがコード化信号を復号する復号手段
    に接続されている、サーキットブレーカ送信に対するデ
    ータ通信バス用の前記発光ダイオード（LED）および受
    光ホトトランジスタと； LEDが指示されたコード化信号に応答する前記復号手段
    に接続され受光ホトトランジスタがデータ通信バスに接
    続されている、データ通信バス送信に対するサーキット
    ブレーカ用の前記LEDおよび受光ホトトランジスタと を具備する、サーキットブレーカ構成。
JP50715393A 1991-10-08 1992-10-07 バス接続サーキットブレーカ用通信インターフェイス Expired - Fee Related JP3310285B2 (ja)

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