JP6998848B2 - 直流アーク検出/抑制のための方法及び装置 - Google Patents
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Description
図1は、交流及び直流回路両方のアークを抑制する関連技術のアーク抑制装置の回路図である。2つの端子201及び202は、サージ保護用のバリスタ203によってブリッジされ、整流器204を介してスイッチング素子205に接続される。スイッチング素子205は、アーク放電の可能性があるときに制御回路206によって作動される。これは、実質的に、危うい機械接続を電気的に短絡させる。
幾つかの実施形態は、エアギャップ(及びそれにより生じるアーク放電)の可能性がある場合に、スイッチとリレー並びにケーブル組立体のプラグ、端子及び構成要素を含む、一連の断続的に導通する機械接続の両側のアーク放電を制限するように設計された二端子アーク抑制装置を対象とする。
図4は、典型的実施形態によるアーク抑制回路の回路図である。入力端子401が、電界放出トランジスタ(FET)404のソースに供給するダイオード403に接続され、そのドレインは、出力端子402に直接接続される。端子401及び402は、図3で、端子103及び107にそれぞれ接続される。FET404のゲート電圧は、端子の両側において別個回路405によって生成され制御される。この回路は、ダイオード407を介してFET404のゲート入力に接続されたキャパシタ406を含む。キャパシタ406は、また、高インピーダンス抵抗器408を介して出力端子402に接続される。ダイオード407は、また、ツェナーダイオード410(逆極性)と抵抗器409を介して出力に接続する。
図5は、典型的実施形態によるアーク抑制回路の典型的動作を示すタイミング図である。第1の線501は、スイッチ又はコネクタ104を通る電流を示す。第2の線502は、スイッチが開から閉に移行する際の制御回路405の両側の電圧を示す。第3の線503は、これらの移行の際に制御回路を通る電流を示す。
幾つかの実施形態の単純設計と少ない構成要素数によって、車体全体に多数の接点又はコネクタ(アーク抑制を必要とする)がある自動車及び関連用途のワイヤハーネスを含めるのに有利になる。
以上の説明は、様々に修正又は変更されうる特定の実施形態について詳述する。
104 スイッチ/リレー/コネクタ
110 アーク抑制装置
401 入力端子
402 出力端子
403 ダイオード
404 スイッチング素子
405 回路
406 キャパシタ
407 ダイオード
408 高インピーダンス抵抗器
409 抵抗器
410 ツェナーダイオード
Claims (15)
- 電源を負荷に接続し、電気の流れを妨げる開位置と電気の流れを可能にする閉位置との間で作動できるように構成された構成要素における直流電気アークを検出し抑制するための装置であって、
前記構成要素の電源側に電気的に接続された入力端子と、
前記構成要素の負荷側に電気的に接続された出力端子と、
前記構成要素に並列に電気的に接続されるように前記入力端子と前記出力端子に電気的に接続された検出回路であって、前記構成要素が開位置と閉位置の間で作動するときに前記構成要素の両端における大きい電圧スパイクを検出するように構成され、また、前記大きい電圧スパイクを検出したときに制御信号を伝送するように構成され、前記大きい電圧スパイクの前記検出と、前記制御信号の前記伝送との両方を可能にする互いに直接電気的に接続された複数の回路要素を含む検出回路と、
前記制御信号を受け取ったとき前記構成要素の前記電源側から前記構成要素の前記負荷側に電気を通すスイッチング回路とを有し、
前記検出回路が、ダイオードと、ツェナーダイオードとを有し、前記ツェナーダイオードは、前記ダイオードに直接電気的に接続され、
前記検出回路が、前記入力端子に直接電気的に接続されたキャパシタと、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された抵抗器を含み、前記抵抗器が、前記出力端子に直接電気的に接続され、
前記ダイオードが、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された、装置。 - 前記大きい電圧スパイクが、前記構成要素内の電気アーク放電を引き起こすのに十分な電圧になる、請求項1に記載の装置。
- 前記抵抗器が、少なくとも10KΩのインピーダンスを提供する、請求項1に記載の装置。
- 前記検出回路が、前記ダイオードと反対側で前記ツェナーダイオードに直接電気的に接続された他の抵抗器を含み、前記他の抵抗器が、当該他の抵抗器と前記ツェナーダイオードが互いに並列になるように前記出力端子に直接電気的に接続された、請求項1に記載の装置。
- 前記他の抵抗器が、前記抵抗器によって提供されるインピーダンスより実質的に小さいインピーダンスを提供する、請求項4に記載の装置。
- 前記スイッチング回路が、前記検出回路から前記制御信号を受け取り、前記制御信号の受け取りに基づいて、前記入力端子から前記出力端子に電気を通すように構成されたソリッドステートトリガブルスイッチを含む、請求項4に記載の装置。
- 前記ソリッドステートトリガブルスイッチが、電界効果トランジスタ(FET)である、請求項6に記載の装置。
- 前記スイッチング回路が、前記ソリッドステートトリガブルスイッチを前記入力端子に電気的に接続する他のダイオードを含み、前記他のダイオードが、前記入力端子と前記ソリッドステートトリガブルスイッチの間の電流を制限するように構成された、請求項6に記載の装置。
- 前記ソリッドステートトリガブルスイッチが、シリコン制御整流器である、請求項6に記載の装置。
- 前記ソリッドステートトリガブルスイッチが、光電スイッチである、請求項6に記載の装置。
- 電源を負荷に接続し、電気の流れを妨げる開位置と電気の流れを可能にする閉位置との間で作動できるように構成された構成要素における直流電気アークを検出し抑制するための方法であって、
入力端子を前記構成要素の電源側に電気的に接続するステップと、
出力端子を前記構成要素の負荷側に電気的に接続するステップと、
前記構成要素に並列に電気的に接続されるように検出回路を入力端子と出力端子に電気的に接続するステップであって、前記検出回路が、前記構成要素が開位置と閉位置の間で作動するときに前記構成要素の両端における大きい電圧スパイクを検出するように構成され、前記検出回路が、また、前記大きい電圧スパイクを検出したときに制御信号を伝送するように構成され、前記検出回路が、前記大きい電圧スパイクの検出と、前記制御信号の前記伝送の両方を可能にする、ダイオードとツェナーダイオードとを含む互いに直接電気的に接続された複数の回路要素を含み、前記ツェナーダイオードが直接電気的に前記ダイオードに接続されたステップと、
スイッチング回路が前記制御信号を受け取ったとき前記構成要素の前記電源側から前記構成要素の前記負荷側に電気を通すステップとを含み、
前記検出回路が、前記入力端子に直接電気的に接続されたキャパシタと、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された抵抗器とを含み、前記抵抗器が、前記出力端子に直接電気的に接続され、
前記ダイオードが、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された、方法。 - 前記スイッチング回路が、前記検出回路から前記制御信号を受け取り、前記制御信号の受け取りに基づいて、前記入力端子から前記出力端子に電気を通すように構成されたソリッドステートトリガブルスイッチを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記スイッチング回路が、前記ソリッドステートトリガブルスイッチを前記入力端子に電気的に接続する他のダイオードを含み、前記他のダイオードが、前記入力端子と前記ソリッドステートトリガブルスイッチの間の電流を制限するように構成された、請求項12に記載の方法。
- 電源を負荷に接続し、電気の流れを妨げる開位置と電気の流れを可能にする閉位置との間で作動できるように構成された構成要素における直流電気アークを検出し抑制するための装置であって、
前記構成要素の電源側に電気的に接続された入力端子と、
前記構成要素の負荷側に電気的に接続された出力端子と、
前記構成要素に並列に電気的に接続されるように前記入力端子と前記出力端子に電気的に接続された検出手段であって、前記構成要素が開位置と閉位置の間で作動するときに前記構成要素の両端における大きい電圧スパイクを検出するように構成され、また、前記大きい電圧スパイクを検出したときに制御信号を伝送するように構成され、前記大きい電圧スパイクの前記検出と前記制御信号の前記伝送の両方を可能にする、互いに直接電気的に接続された複数の回路要素を含み、前記回路要素が、前記入力端子に直接電気的に接続されたキャパシタと、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続されたダイオードとを有し、前記ダイオードがツェナーダイオードに直接電気的に接続された、検出手段と、
前記制御信号を受け取ったとき前記構成要素の前記電源側から前記構成要素の前記負荷側に電気を通す手段とを含み、
前記キャパシタは、前記入力端子に直接電気的に接続され、抵抗器が、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続され、前記抵抗器が、また、前記出力端子に直接電気的に接続され、
前記ダイオードが、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された、装置。 - 電源を負荷に接続し、電気の流れを妨げる開位置と電気の流れを可能にする閉位置との間で作動できるように構成された構成要素における直流電気アークを検出し抑制するための装置であって、
前記構成要素の電源側に電気的に接続された入力端子と、
前記構成要素の負荷側に電気的に接続された出力端子と、
前記構成要素に並列に電気的に接続されるように前記入力端子と前記出力端子に電気的に接続された検出回路であって、前記構成要素が開位置と閉位置の間で作動するときに前記構成要素の両端における大きい電圧スパイクを検出するように構成され、また、前記大きい電圧スパイクを検出したときに制御信号を伝送するように構成され、前記大きい電圧スパイクの前記検出と前記制御信号の前記伝送の両方を可能にする、互いに直接電気的に接続された複数の回路要素を有する検出回路と、
ゲートを有するスイッチング素子を含むスイッチング回路であり、前記制御信号を受け取ったとき前記構成要素の前記電源側から前記構成要素の前記負荷側に電気を通すスイッチング回路と、を備え、
前記検出回路が、ツェナーダイオードを有し、前記ツェナーダイオードが、前記スイッチング素子の前記ゲートに直接電気的に接続され、
前記検出回路が、前記入力端子に直接電気的に接続されたキャパシタと、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続された抵抗器とを含み、前記抵抗器が、また、前記出力端子に直接電気的に接続され、
前記検出回路が、前記入力端子と反対側で前記キャパシタに直接電気的に接続されたダイオードを有する、装置。
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