JP3430072B2

JP3430072B2 - スイッチ回路装置

Info

Publication number: JP3430072B2
Application number: JP16348499A
Authority: JP
Inventors: 慎輔藤井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2019-06-10
Also published as: JP2000353943A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部の制御信号に
よって開閉するスイッチを備えたスイッチ回路を複数個
直列接続して構成されるスイッチ回路装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３は、例えば高電圧をスイッチする従
来のスイッチ回路装置の構成を示す図で、同図におい
て、１は直列接続された複数の制御端子付のスイッチ、
２は上記各スイッチ１のそれぞれのオン／オフ制御を行
う駆動回路、３はダイオード３１とコンデンサ３２と抵
抗３３とから構成されるスナバ回路、５は例えば大地側
からの信号を上記直列接続された各スイッチ１それぞれ
伝達する光ファイバーである。また、６は上記各駆動回
路２に必要な電源を供給するための電源用トランスであ
る。

【０００３】次に動作について説明する。大地側から駆
動回路２に入力された光ファイバー５からの光信号は、
各駆動回路２において、光／電気変換及び増幅されて出
力端子ｂ及び出力端子ｃから各スイッチ１の制御信号と
してそれぞれのスイッチ１に送出される。スイッチ回路
は、上記各スイッチ１が上記駆動回路２で増幅された制
御信号によりそれぞれ同時にオン／オフすることによ
り、所望の高電圧を出力する。上記光／電気変換及び信
号増幅に必要な駆動回路２の電源は、絶縁トランス６か
ら各駆動回路２の電源端子ｄを通ってそれぞれの駆動回
路２に供給される。また、スナバ回路３は、スイッチ回
路のスイッチング時の振動電圧を抑制する役目を有す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の高電圧用スイッ
チ回路装置は以上のように構成されているため、各スイ
ッチ回路の駆動用電源部の電位がそれぞれの段によって
異なるので、絶縁しなければならない。上記電源が例え
ば電源用変圧器であれば、１次側と２次側との巻線間は
その電位に応じた絶縁耐力が必要なため、スイッチ回路
装置が高電圧になるにつれて上記電源が大型化し、また
高価となるという問題があった。一方、スイッチ１を駆
動するための信号と駆動電力とを、パルストランスを用
いて同時に供給する方法もあるが、高電圧になると巻線
間の絶縁をとるために距離をとる必要がある。したがっ
て、パルストランスの洩れインダクタンスが増大してし
まい、駆動信号の立ち上がりが緩やかになってしまう。
そのため、各スイッチ１のターンオンタイミングのばら
つきが大きくなり、スイッチングの遅れたスイッチに過
電圧が印加されて回路が故障してしまうという問題があ
った。

【０００５】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、スイッチの開閉を制御する制御信号の増幅等を
行う駆動電源の小型化と低価格化とを図ることを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のスイッチ回路装置は、制御信号により開閉する制御端
子付スイッチと、上記スイッチを駆動する駆動回路と、
上記スイッチに並列接続されたスナバ回路とを備えたス
イッチ回路を複数個直列接続して構成されるスイッチ回
路装置であって、上記スイッチ回路のそれぞれに、スナ
バ回路に直列接続され、上記スナバ回路に流れる電流に
より一方向に充電される電源回路を設け、この電源回路
を上記駆動回路の電源としたものである。

【０００７】請求項２に記載のスイッチ回路装置は、上
記スナバ回路を、ダイオードと、このダイオードに直列
接続された、コンデンサと抵抗との並列回路とから構成
するとともに、上記電源回路を、上記スナバ回路に直列
に接続されたコンデンサと、このコンデンサの両端に並
列接続されたゼナーダイオードとにより構成したもので
ある。

【０００８】請求項３に記載のスイッチ回路装置は、上
記電源回路と上記駆動回路とを、インピーダンス素子を
介して接続し、スナバ電流が上記駆動回路に分流しない
ようにしたものである。

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係わる
スイッチ回路１０の構成を示す図で、同図において、１
は制御端子付のスイッチ、２は上記スイッチ１のオン／
オフ制御を行う駆動回路、３はダイオード３１とこのダ
イオード３１に接続されたコンデンサ３２と抵抗３３と
の並列回路とから構成され、スイッチ１の開閉時に生じ
る振動電圧を抑制するスナバ回路、５は例えば大地側か
らの信号をスイッチ１に伝達するための光ファイバーで
ある。４は上記駆動回路２に必要な電源を供給するため
の電源回路で、この電源回路４は、スナバ回路３に直列
接続され、上記スナバ回路３により一方向のみに充電さ
れるコンデンサ４１と、このコンデンサ４１に並列接続
され、駆動回路２の電源電圧に対応したゼナー電圧を有
するゼナーダイオード４２と、一端が上記コンデンサ４
１のスナバ回路３側に接続され、他端が駆動回路２の電
源端子ａに接続されたスナバ電流制限用のインピーダン
ス素子４３とから構成される。このインピーダンス素子
４３は、スナバ回路３からのスナバ電流が上記駆動回路
２に分流しないようにするために設けられたもので、上
記電源回路４のコンデンサ４１のインピーダンスよりも
高いインピーダンスを有する抵抗もしくはチョークコイ
ル等のインダクタンス素子などにより構成される。

【００１１】次に、上記構成のスイッチ回路１０の動作
について説明する。スイッチ１を制御するための制御信
号は、光ファイバー５により、大地側から光信号として
駆動回路２に送られる。上記光信号は、駆動回路２にお
いて、光／電気変換及び増幅処理されて出力端子ｂ及び
出力端子ｃからスイッチ１に送出される。スイッチ１
は、上記駆動回路２で増幅された制御信号によりオン／
オフする。このとき、スナバ回路３にスナバ電流が流れ
ることにより、スイッチ回路１０のスイッチング時の振
動電圧が抑制される。電源回路４は、上記スナバ回路３
に直列接続されており、コンデンサ４１は一方向のみ充
電される。スイッチ１がオンした場合も、スナバ回路３
内のダイオード３１によってコンデンサ４１が放電して
しまうことはない。一方、スナバ回路３の動作時には、
スナバ電流がスナバ回路３内のコンデンサ３２を通して
上記電源回路４内のコンデンサ４１に流入し、コンデン
サ４１の端子間電圧を上昇させるが、上記コンデンサ４
１にはゼナーダイオード４２が並列接続されているの
で、コンデンサ４１の端子間電圧は、上記ゼナーダイオ
ード４２のゼナー電圧以上になることはない。また、上
記コンデンサ４１のスナバ回路３側は、スナバ電流制限
用のインピーダンス素子４３を介して上記駆動回路２と
接続されているので、駆動回路２には急峻なスナバ電流
が流れず、駆動回路２のｃ端子とスイッチ１間の配線イ
ンダクタンスが大きい場合でも、配線インダクタンスに
発生する電圧を抑えることができ、スイッチ１の制御端
子の過電圧破壊を防ぐことができる。したがって、上記
コンデンサ４１を電源とし、上記インピーダンス素子４
３を通して駆動回路２の電源端子ａに電力を送ることに
より、スイッチ１を安定して駆動することができる。

【００１２】このように、本実施の形態１では、駆動回
路２の電源として、スイッチ１に並列接続されるスナバ
回路３に直列接続され、上記スナバ回路に流れる電流に
より一方向のみに充電されるコンデンサ４１と、このコ
ンデンサ４１に並列接続されたゼナーダイオード４２
と、コンデンサ４１と駆動回路２とを接続するインピー
ダンス素子４３とにより構成された電源回路４を設け、
この電源回路４により上記駆動回路２に電力を供給する
ようにしたので、電源用トランス等が不要となり、装置
を小型にかつ安価にできる。また、上記インピーダンス
素子４３により、スナバ電流が上記駆動回路２に分流す
ることを防ぐようにしたので、スイッチ１を安定して駆
動することができる。

【００１３】なお、上記実施の形態１では、電源回路４
内にインピーダンス素子４３を設ける構成としたが、上
記インピーダンス素子４３をコンデンサ４１と、このコ
ンデンサ４１に並列接続されたゼナーダイオード４２か
ら成る電源部と分離して設けるようにしても良い。

【００１４】実施の形態２．図２は、図１のスイッチ回
路１０を直列接続した高圧用のスイッチ回路装置２０の
構成を示す図である。高圧用のスイッチ回路装置２０を
構成する各スイッチ回路１０の動作は上記実施の形態１
とほぼ同様であるが、各スイッチ回路１０のスナバ回路
３は、各スイッチ回路１０のスイッチング時の振動電圧
を抑制するだけだなく、各スイッチ１の印加電圧の分担
を均等にする役目を有する。また、上記構成の高圧用の
スイッチ回路装置２０は、従来の装置のように駆動回路
２の電源が大地側ではなく、スイッチの主回路側にある
ため、絶縁の必要がなく、装置を小型にかつ安価にでき
る。また、各スイッチ回路の駆動用電源電圧のバラツキ
がないので、スイッチ回路を安定して動作させることが
できる。

【００１５】以上説明したように、請求項１に記載の発
明によれば、制御信号により開閉する制御端子付スイッ
チと、上記スイッチを駆動する駆動回路と、上記スイッ
チに並列に接続されたスナバ回路とを備えたスイッチ回
路を複数個直列接続して構成されるスイッチ回路装置に
おいて、上記スイッチ回路のそれぞれに、スナバ回路に
直列接続され、上記スナバ回路に流れる電流により一方
向に充電される電源回路を設けて、この電源回路を上記
スイッチを駆動する駆動回路の電源としたので、電源用
トランス等が不要となり、装置を小型化できるととも
に、装置を安価にできる。また、それぞれのスイッチ回
路において、駆動回路の電源がそれぞれのスイッチの主
回路側にあるため、各スイッチ回路間における駆動用電
源電圧のばらつきがないので、スイッチ回路装置を安定
して動作させることができる。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、上記スナ
バ回路を、ダイオードと、このダイオードに直列接続さ
れた、コンデンサと抵抗との並列回路とから構成すると
ともに、上記電源回路を、上記スナバ回路に直列に接続
されたコンデンサと、このコンデンサの両端に並列接続
されたゼナーダイオードとから成る簡単な回路により構
成したので、装置を小型にかつ安価に作製することがで
きる。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、上記電源
回路と上記駆動回路とを、インピーダンス素子を介して
接続するようにしたので、スナバ電流が上記駆動回路に
分流することを防ぐことができ、スイッチを安定して駆
動することができる。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１に係わるスイッチ回路の構成
を示す図である。

【図２】本実施の形態２に係わるスイッチ回路装置の
構成を示す図である。

【図３】従来のスイッチ回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

１スイッチ、２駆動回路、３スナバ回路、３１
ダイオード、３２コンデンサ、３３抵抗、４電源
回路、４１コンデンサ、４２ゼナーダイオード、４
３インピーダンス素子、５光ファイバー、ａ駆動
回路の電源端子、ｂ，ｃ駆動回路の出力端子、１０
スイッチ回路、２０高圧用のスイッチ回路装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号により開閉する制御端子付スイ
ッチと、上記スイッチを駆動する駆動回路と、上記スイ
ッチに並列に接続されたスナバ回路とを備えたスイッチ
回路を複数個直列接続して構成されるスイッチ回路装置
において、上記スイッチ回路のそれぞれに、スナバ回路
に直列接続され、上記スナバ回路に流れる電流により一
方向に充電される電源回路を設け、この電源回路を上記
駆動回路の電源としたことを特徴とするスイッチ回路装
置。
【請求項２】上記スナバ回路を、ダイオードと、この
ダイオードに直列接続された、コンデンサと抵抗との並
列回路とから構成するとともに、上記電源回路を、上記
スナバ回路に直列に接続されたコンデンサと、このコン
デンサの両端に並列接続されたゼナーダイオードとによ
り構成したことを特徴とする請求項１記載のスイッチ回
路装置。
【請求項３】上記電源回路と上記駆動回路とを、イン
ピーダンス素子を介して接続したことを特徴とする請求
項１または請求項２記載のスイッチ回路装置。