JPH02206911A - 交流スイッチの電流零点遮断制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は交流スイッチの電流零点遮断制御方式にかかり
、詳しくは、インダクタンスを含む交流回路を流れる電
流を交流スイッチにより零点で確実に遮断することによ
り、電流さい断に伴う異常高電圧の発生を防止した電流
零点遮断制御方式に関する。

（従来の技術） 従来、交流回路を開閉する交流スイッチとしては、第４
図に示すようなサイリスタの弁作用を利用した交流スイ
ッチが知られている。同図において、１０は交流電源、
２０はインダクタンス、３０は交流スイッチであり、こ
の交流スイッチ３０は逆並列接続されたサイリスタ３１
．３２と、これらのゲート制御回路３３．３４とから構
成されている。かかる交流スイッチ３０では、第５図に
示すように外部から加えられる開閉信号Ｓのオン・オフ
により交流電流ｉを無接点でオン・オフするため１機械
的スイッチに比べて電流遮断時の異常高電圧や火花の発
生等が一応抑制されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、サイリスタ３１または３２を流れる電流がサ
イリスタの保持電流１０以下になると、サイリスタ３１
または３２は自然消弧してしまうため電流零点での遮断
が不可能になり、この保持電流１０に相当する電流がさ
い断されることによって依然として異常高電圧が発生し
てしまうという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、交流電流の零点で確実に電流
を遮断することにより、異常高電圧の発生を防止するよ
うにした交流スイッチの電流零点遮断制御方式を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、インダクタンスを
含む交流回路に挿入され、かつ開閉信号によりスイッチ
要素をオン・オフさせて前記交流回路を開閉する交流ス
イッチにおいて、サイリスタの如き保持電流を持たない
機械的スイッチやトランジスタ等のスイッチ要素とダイ
オードとの直列回路を、前記ダイオードがそれぞれ逆極
性になるように２個並列接続して前記交流回路に挿入し
。

前記開閉信号のオフと同時に、前記交流回路を流れてい
る電流の極性とは逆極性の電流を通流させる一方のスイ
ッチ要素をオフさせると共に、他方のスイッチ要素を、
このスイッチ要素を流れている電流が零となった直後に
オフさせることを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、開閉信号がオフとなった時点での交流
電流の極性を検出し、この極性とは逆極性の電流を流す
べく設けられた一方のスイッチ要素を前記開閉信号のオ
フと同時にオフする。以後、他方のスイッチ要素及びダ
イオードの直列回路を流れる電流は、上記ダイオードの
弁作用によって零点で遮断される。

他方のスイッチ要素は、電流の零点以後の１／４サイク
ル以内にオフされるため、以後電流が流れることはなく
、電流は確実に零点にて遮断されることとなる。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１実施例の構成を示すもので。

この実施例は、保持電流を持たない機械的スイッチやバ
イポーラトランジスタ、ＦＥＴ等の半導体スイッチから
なるスイッチ要素を並列接続して交流スイッチを構成し
た例である。

図において、交流スイッチ４０はインダクタンス２０を
介して交流電源１０に接続されている。この交流スイッ
チ４０の主要部は、スイッチ要素４１及びダイオード４
３の直列回路と、スイッチ要素４２及びダイオード４４
の直列回路とを逆並列接続して構成されている。すなわ
ち、ダイオード４３．４４はそれぞれ極性が逆になって
おり、交流電流ｉの（＋）方向（第１図で実線の矢印で
示した方向）と（−）方向（同じく破線の矢印で示した
方向）の電流はそれぞれ別のスイッチ要素４２または４
１を通して通流するようになっている。

更に、交流スイッチ４０内において、スイッチ要素４１
．４２の接続点と交流電源１０との間には電流センサ４
５が設けられ、その出力が電流極性検出器４６に入力さ
れている。この電流極性検出器４６は交流電流ｉの極性
を検出するもので、検出した極性に応じて正極性または
負極性検出信号を出力するようになっている。

また、電流極性検出器４６の出力側には開閉制御回路４
７が設けられており、この開閉制御回路４７は外部から
の開閉信号Ｓを受けてスイッチ要素４１゜４２をオンさ
せると共に、電流極性検出器４６の出力信号により、一
方のスイッチ要素４１または４２を開閉信号Ｓのオフと
同時にオフさせ、他方のスイッチ要素４２または４１を
一定の時間遅れをもってオフさせるべく作用するもので
ある。

次に、この動作を第２図のタイミングチャートを参照し
つつ説明する。

まず、第２図の時刻ｔ工で開閉信号Ｓがオンすると、開
閉制御回路４７によりスイッチ要素４１．４２が同時に
オンし、交流電源１０からインダクタンス２０を介して
交流電流ｉが流れる。これにより、電流センサ４５を介
して電流ｉと同極性の検出電流が電流極性検出器４６に
入力される。電流極性検出器４６では、電流ｉの極性を
検出して図示するごとき正極性検出信号及び負極性検出
信号を開閉制御回路４７に出力する。

この状態において、時刻ｔ２で開閉信号Ｓがオフすると
、その時点の電流ｉの極性に応じてスイッチ要素４１．
４２の何れか一方をオフするように開閉制御回路４７が
動作する。第２図の例では、開閉信号Ｓがオフになった
時刻ｔ２においては電流ｉの極性が（−）であるため、
開閉信号Ｓを用いて電流ｉの流れていないスイッチ要素
４２をオフとする。

この間、電流ｉは他方のスイッチ要素４１及びダイオー
ド４３を通って流れ続け１時刻ｔ、の電流零点でダイオ
ード４３の弁作用により零となり、この時点で電流ｉが
遮断される。

そして、時刻ｔ３から時間Δｔを経過した後の時刻ｔ４
において、スイッチ要素４１をオフとする。

この時刻ｔ、は、時刻ｔ３から電流ｉの１７４サイクル
を経過した時点で交流電源１０の電圧極性が負に反転す
るため、時刻ｔ３から上記１／４サイクルを経過する時
点以内に設定すればよく、スイッチ要素４１をオフにす
るための開閉制御回路４７による制御も比較的容易に行
なうことができる。

次に、第３図は本発明の第２実施例を示しており、この
実施例は保持電流を持たないスイッチ要素を直列接続し
て交流スイッチを構成した例である。

すなわち、同図において、交流スイッチ４０Ａはその主
要部にスイッチ要素４２．４１の直列回路と、各スイッ
チ要素４２．４１にそれぞれ並列接続されたダイオード
４３．４４の直列回路とを備えている。また、ダイオー
ド４３．４４はそれぞれ極性が逆になっている。つまり
、この実施例でも、スイッチ要素４１及びダイオード４
３の直列回路と、スイッチ要素４２及びダイオード４４
の直列回路とが逆並列接続されている。

更に、スイッチ要素４１の一端と交流電源１０との間に
は電流センサ４５が接続され、以下、第１実施例と同様
に電流極性検出器４６及び開閉制御回路４７が接続され
ている。

この実施例の動作は実質的に第１実施例と同様であり、
第２図のタイミングチャートと同様の動作を行なう。す
なわち、第２図の時刻ｔ８で開閉信号Ｓがオフしたとす
ると、この時点では電流ｉの極性が（−）であるため、
開閉信号Ｓを用いて電流ｉの流れていないスイッチ要素
４２をオフとする。

この間、電流ｉは他方のスイッチ要素４１及びダイオー
ド４３を通って流れ続け、時刻ｔ、の電流零点でダイオ
ード４３の弁作用により零となり、この時点で電流ｉが
遮断される。

そして、時刻ｔ、から時間Δｔを経過した後の時刻ｔ、
においてスイッチ要素４１をオフとする。

この時刻ｔ、も、時刻ｔ、から電流ｉの１／４サイクル
の間に設定すればよい。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、交流スイッチに流れ
ている電流の極性を検出してスイッチ要素を選択的にオ
フし、かつダイオードの弁作用を利用して電流を遮断す
るため、交流電流の零点で確実に電流を遮断することが
でき、異常高電圧の発生を防いで火花の発生や素子の破
壊を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図はそ
の動作を示すタイミングチャート、第３図は本発明の第
２実施例を示す回路図、第４図及び第５図は従来例を示
すもので、第４図はサイリスタを用いた交流スイッチの
構成図、第５図はその動作を示すタイミングチャートで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インダクタンスを含む交流回路に挿入され、かつ開閉信
   号によりスイッチ要素をオン・オフさせて前記交流回路
   を開閉する交流スイッチにおいて、保持電流を持たない
   スイッチ要素とダイオードとの直列回路を、前記ダイオ
   ードがそれぞれ逆極性になるように２個並列接続して前
   記交流回路に挿入し、前記開閉信号のオフと同時に、前
   記交流回路を流れている電流の極性とは逆極性の電流を
   通流させる一方のスイッチ要素をオフさせると共に、他
   方のスイッチ要素を、このスイッチ要素を流れている電
   流が零となった直後にオフさせることを特徴とする交流
   スイッチの電流零点遮断制御方式。