JP7111407B2 - 多相ac電源接点アーク抑制装置 - Google Patents
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Description
(優先権)
この出願は、2019年1月29日に出願された米国仮出願第62/798,316号、2019年1月29日に出願された米国仮出願第62/798,323号、および2019年1月29日に出願された米国仮出願第62/798,326号に対する優先権の利益を主張し、これらすべての内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
信号エッジ検出器621、631は、接点分離イベントまたはプラズマ点火イベントを示す接点からの電圧信号の変化を受信することに基づいて出力を生成するように構成されている。様々な例において、信号エッジ検出器は、電圧エッジの受信に基づいて出力の変化を生成する任意の1つまたは複数のコンポーネントであってよい。
信号終端器629、639は、抵抗器などの適切なインピーダンスを有する任意のコンポーネントであってよい。
図5は、例示的な実施形態における、デュアル単方向アーク抑制装置6の第1および第2の相固有アーク抑制装置62、63、および他のコンポーネントの例示的な実装形態の回路図である。図4のブロック図と同様に、デュアル単方向アーク抑制装置6の特定の実装形態は、図2に示されるように、これらのデュアル単方向アーク抑制装置7、8が結合される様々なノードに合わせて調整されるように、デュアル単方向アーク抑制装置7、8としても実装され得ることが認識および理解されるべきである。
0.022マイクロファラッド1(630)キロボルトキャパシタとしての信号エッジ検出器621、631と、2つのコイル、10マイクロヘンリーインダクタアレイとしてのパルスエッジ変換器622、632と、10オームの抵抗器としての電流リミッタ623、633と、6ボルトTVSとしての第1の過電圧保護624、634と、2アンペア、40ボルトのフォトリレーとしてのコイルロック60、600と、300ボルト、1アンペアのダイオードとしての電流バルブ627、628、637、638と、100オームの抵抗器としての信号終端器629、639と、非絶縁、1キロボルト、55アンペアSCRとしてのラッチスイッチ6212、6312。
図9Aは、デュアル単方向アーク抑制装置6(図示せず)のコンポーネントを含むプリント回路基板(PCB)902の下側900の図である。一例として、チップ904または他のブロックは、コイルロック回路61、第1の相固有アーク抑制装置62、第2の相固有アーク抑制装置63、およびレディインジケータ642を含む。電源接点ライン終端67および電源接点端子終端68は、PCB902のいずれかの端部を囲む。可融性トレース641は、短い端の各々では誘電体バリア645、646によって囲まれ、各長辺に沿ってシールド要素643、644によって囲まれている。誘電体バリア645、646は、エポキシ塗料、シリコーンなどの絶縁材料から形成され得る。シールド要素643、644は、可融性トレース641からの超音速プラズマブラスト衝撃波のための通気および散逸機構を提供することができる。可融性トレース641は、プラズマブラストシールド647によってさらに覆われている。
様々な実施形態の説明は、本質的に単なる例示であり、したがって、本明細書の例および詳細な説明の要旨から逸脱しない変形は、本開示の範囲内にあることが意図されている。そのような変形は、本開示の技術思想および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
実施例5において、コイルロックコントローラは、コイルインタフェースにわたって結合された電力変換器と、前記電力変換器に結合された整流器と、前記整流器に結合された電力リミッタと、前記電力リミッタに結合された電力ストレージと前記電力ストレージに結合された電流供給源とを含み、前記電流供給源は、前記第1の相固有アーク抑制装置および前記第2の相固有アーク抑制装置に結合されていることが、実施例1~4のうちのいずれか1つまたは複数の主題に含まれる。
実施例21は、処理回路によって実行されると、処理回路に実施例1~20のうちのいずれかを実施するための動作を実行させる命令を含む、少なくとも1つの機械可読媒体である。
実施例23は、実施例1~20のうちのいずれかを実装するためのシステムである。
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を構成する添付の図面への参照を含む。図面は、例示として、特定の実施形態を示している。これらの実施形態は、本明細書では「実施例」とも呼ばれる。そのような実施例は、示され説明されたものに加えて要素を含み得る。しかしながら、本発明者は、示され説明された要素のみが提供される例も企図している。
Claims (18)
- 所定の数の相を有する交流(AC)電源に結合された電源コンタクタのアーク放電を抑制するように構成されたアーク抑制回路であって、前記電源コンタクタの各接点は、前記所定の数の相のうちの1つに対応し、前記アーク抑制回路は、
前記AC電源の相の前記所定の数に等しい数のデュアル単方向アーク抑制装置を備え、各デュアル単方向アーク抑制装置は、前記電源コンタクタの両端に結合され、各デュアル単方向アーク抑制装置は、
正の領域における前記電源コンタクタの関連する接点のアーク放電を抑制するように構成された第1の相固有アーク抑制装置と、
負の領域における前記電源コンタクタの関連する接点のアーク放電を抑制するように構成された第2の相固有アーク抑制装置と、
前記電源コンタクタの接点コイルドライバ間に結合されるように構成されたコイルロックコントローラと
を含み、前記コイルロックコントローラは、前記接点コイルドライバからの出力状態を検出し、所定の時間にわたって前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の動作を禁止するように構成されており、
前記第1の相固有アーク抑制装置は、負の領域におけるアーク放電を抑制しないように構成されており、前記第2の相固有アーク抑制装置は、正の領域におけるアーク放電を抑制しないように構成されており、
前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の各々は、ラッチスイッチを含み、前記ラッチスイッチは、前記第1および第2の相固有アーク抑制装置に、それぞれ負および正の領域におけるアーク放電を抑制させないように構成されている、アーク抑制回路。 - 前記ラッチスイッチは、サイリスタである、請求項1に記載のアーク抑制回路。
- 前記コイルロックコントローラは、
コイルインタフェースにわたって結合された電力変換器と、
前記電力変換器に結合された整流器と、
前記整流器に結合された電力リミッタと、
前記電力リミッタに結合された電力ストレージと、
前記電力ストレージに結合された電流供給源と
を含み、前記電流供給源は、前記第1の相固有アーク抑制装置および前記第2の相固有アーク抑制装置に結合されている、請求項2に記載のアーク抑制回路。 - 前記電力変換器は、RC回路を含み、前記整流器は、ダイオードアレイを含み、前記電力リミッタは、ツェナーダイオードを含み、前記電力ストレージは、キャパシタを含み、前記電流供給源は、MOSFETトランジスタを含む、請求項3に記載のアーク抑制回路。
- 前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の各々は、前記コイルロックコントローラに結合されたコイルロックを含み、前記コイルロックは、前記コイルロックコントローラからの入力に基づいて、前記第1および第2の相固有アーク抑制装置のそれぞれ1つを無効にするように構成されている、請求項3に記載のアーク抑制回路。
- 前記コイルロックは、前記コイルロックコントローラに結合された信号アイソレータエミッタと、前記ラッチスイッチに結合された信号アイソレータ検出器とを含む、請求項5に記載のアーク抑制回路。
- 前記コイルロックは、前記信号アイソレータエミッタおよび前記信号アイソレータ検出器を含むフォトリレーである、請求項6に記載のアーク抑制回路。
- 前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の各々は、
信号エッジ検出器と、
前記信号エッジ検出器と直列のエッジパルス変換器と、
前記エッジパルス変換器と直列の電流リミッタと、
前記エッジパルス変換器と前記コイルロックの信号アイソレータ検出器とに結合された第1の過電圧保護と
を含む、請求項6に記載のアーク抑制回路。 - 前記エッジパルス変換器は、変圧器、パルス変圧器、またはゲートトリガのうちの少なくとも1つである、請求項8に記載のアーク抑制回路。
- 前記デュアル単方向アーク抑制装置の各々は、
前記電源コンタクタの第1の接点に電気的に結合されるように構成された第1の接点端子と、
前記電源コンタクタの第2の接点に電気的に結合されるように構成された第2の接点端子であって、前記第1の相固有アーク抑制装置、前記第2の相固有アーク抑制装置、および前記コイルロックコントローラに結合された第2の接点端子と、
前記第1の接点端子と、前記第1の相固有アーク抑制装置、前記第2の相固有アーク抑制装置、および前記コイルロックコントローラとの間に結合された可融素子とをさらに含む、請求項8に記載のアーク抑制回路。 - 前記可融素子は、ソルダーマスク、シルクスクリーン、受動ヒューズ、または能動ヒューズのうちの1つである、請求項10に記載のアーク抑制回路。
- 前記デュアル単方向アーク抑制装置の各々は、前記第1の相固有アーク抑制装置、前記第2の相固有アーク抑制装置、および前記コイルロックコントローラにわたって結合された第2の過電圧保護器をさらに含む、請求項10に記載のアーク抑制回路。
- 前記第2の過電圧保護器は、バリスタ、過渡電圧抑制(TVS)ダイオード、ツェナーダイオード、ガスチューブ、またはスパークギャップのうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載のアーク抑制回路。
- 三相アーク抑制回路であって、
電源コンタクタのコンタクタコイルドライバに結合され、前記コンタクタコイルドライバの出力状態を受信し、前記出力状態に基づいて信号を出力するように構成されたコイルインタフェースと、
第1の位相で接点に結合されるように構成された第1のデュアル単方向アーク抑制装置であって、
正の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第1の相固有アーク抑制装置と、
負の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第2の相固有アーク抑制装置と、
前記コイルインタフェースに結合されたコイルロックコントローラであって、前記コイルインタフェースからの前記信号に基づいて、所定の時間にわたって前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の動作を禁止するように構成されているコイルロックコントローラと
を含む、第1のデュアル単方向アーク抑制装置と、
前記第1の位相より120度大きい第2の位相で接点に結合されるように構成された第2のデュアル単方向アーク抑制装置であって、
正の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第1の相固有アーク抑制装置と、
負の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第2の相固有アーク抑制装置と、
前記コイルインタフェースに結合されたコイルロックコントローラであって、前記コイルインタフェースからの前記信号に基づいて、所定の時間にわたって前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の動作を禁止するように構成されているコイルロックコントローラと
を含む、第2のデュアル単方向アーク抑制装置と、
前記第1の位相より120度小さい第3の位相で接点に結合されるように構成された第3のデュアル単方向アーク抑制装置であって、
正の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第1の相固有アーク抑制装置と、
負の領域におけるアーク放電を抑制するように構成された第2の相固有アーク抑制装置と、
前記コイルインタフェースに結合されたコイルロックコントローラであって、前記コイルインタフェースからの前記信号に基づいて、所定の時間にわたって前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の動作を禁止するように構成されているコイルロックコントローラと
を含む、第3のデュアル単方向アーク抑制装置と
を備える、三相アーク抑制回路。 - 前記所定の時間は、前記コンタクタコイルドライバが非通電になることを可能とし、かつ前記電源コンタクタが遮断またはコンタクトするための時間を与えるように選択される、請求項14に記載の三相アーク抑制回路。
- 前記第1の相固有アーク抑制装置は、負の領域におけるアーク放電を抑制しないように構成されており、前記第2の相固有アーク抑制装置は、正の領域におけるアーク放電を抑制しないように構成されている、請求項15に記載の三相アーク抑制回路。
- 前記第1および第2の相固有アーク抑制装置の各々は、ラッチスイッチを含み、前記ラッチスイッチは、前記第1および第2の相固有アーク抑制装置に、それぞれ負および正の領域におけるアーク放電を抑制させないように構成されている、請求項16に記載の三相アーク抑制回路。
- 前記ラッチスイッチは、サイリスタである、請求項17に記載の三相アーク抑制回路。
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