JPH02231917A - 遮断器作動器・付属装置組合せユニット回路 - 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】 ［発明の背景］ 回路保護産業は現在配線用遮断器のような標準の過電流
保護装置に補助的な保護装置を追加することによって完
全な回路保護を達成する傾向にある。「遮断器用ハウジ
ングおよび付属箱（Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　
Ｈｏｕｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ　Ｂｏ
ｘ）　Ｊという名称の米国特許第４．６２２，４４４号
は遮断器の内部部品の完全性を損なうことなく遮断器内
に現場で取り付けることができるアクセサリについて記
載している。これは遮断器のエンクロージャを部分的に
構成するカバーに形成された凹部内にアクセサリを取り
付けることによって達成されている。

遮断器のエンクロージャ内に取り付けられる電子トリッ
プ・アクチュエー夕は「配線用遮断器のトリ・ソプ争ア
クチュエータ（Ｔｒｉｐ　Ａｃｔｕａｔｏｒ　ｆ’ｏｒ
Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃｉｒｃｕ１ｔ　Ｂｒｅａｋ
ｅｒｓ）　Ｊという名称の米国特許第４．６７９，０１
９号に記載されている。遮断器のアクチュエー夕は米国
特許第４，５８９，０５２号に記載されているような半
導体チップ内に完全に設けられている電子トリップ・ユ
ニットによって発生するトリップ信号に応答する。

過電流保護機能およびアクセサリ機能の両方を組み合わ
せたトリップ・アクチュエータの開発は「電子トリップ
遮断器用トリップ・ユニットとアクセサリ・モジュール
の組合せ（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ＴｒｉｐＵｎｉｔ　ａｎ
ｄ　Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ　Ｍｏｄｕｌｅ　ｆｏｒ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｒｉｐ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅ
ａｋｅｒｓ）　Ｊという名称の米国特許第４，７００，
１６１号に記載されている。回路保護装置の技術の発展
状態を記載している上述した米国特許は参考のためここ
に例示した。

シャント・トリップ・アクセサリ・ユニットは遮断器の
接点を分離するように遮断器の作動機構が関節式に駆動
されることを可能にし、通常電子システムの制御および
保護のためのトリップ機能を達成する。このような１つ
のシャント・トリップ・アクセサリ・ユニットは「配線
用遮断器のシャント・トリップ拳：Ｌ　ニット（Ｍｏｌ
ｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　
Ｓｈｕｎｔ　Ｔｒｉｐ　Ｕｎｉｔ　）　Ｊという名称の
米国特許第４，７８６．８８５号に記載されている。補
助スイッチ・アクセサリ・ユニットは可聴アラームまた
は可視ディスプレイによって遠隔位置においてオペレー
タに配線用遮断器の接点の「オン」または「オフ」状態
を決定させることを可能にしている。このような１つの
補助スイッチ・ユニットは「配線用遮断器の補助スイッ
チ・ユニット（Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　Ａｕｘｉｌｉａｒｙ　Ｓｗｉｔｃ
ｈ　Ｕｎｉｔ　）　Ｊという名称の米国特許第４，７９
４．３５６号に記載されている。上述した米国特許の両
方は参考のためここに示した。

不足電圧解放回路の一例が「不足電圧解放機能を有する
遮断器（Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　Ｗｉｔｈυ
ｎｄｅｒｖｏｌｔａｇｅ　Ｒｅｌｅａｓｅ　）　Ｊとい
う名称の英国特許出願第２．０３３．１７７Ａ号に記載
されている。この出願に記載されている回路は、大きな
初期電流パルスを不足電圧解放コイルに供給して、プラ
ンジャを強力な圧縮ばねのバイアスに抗して駆動すると
ともに、安定抵抗を使用して、不足電圧解放コイルの保
持電流を小さな値に制限している。この回路は回路から
発生する熱のために遮断器のエンクロージャ内に設ける
ことができないものと考えられる。

過電流トリップ・アクチュエー夕と多重アクセサリ・ユ
ニットとを組み合わせた更に最近の例が「配線用遮断器
の多重アクセサリ・ユニット（Ｎｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ
　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
　ＡｃｃｅｓｓｏｒｙＵｎｉｔ　）Ｊという名称の米国
特許第４，７８８，６２１号に記載されており、この過
電流トリップ・アクチュエータと多重アクセサリ・ユニ
ットとの組合せは遮断器のカバー内に別の取付け凹部を
必要とし、アクセサリ制御回路を実装したプリント配線
基板を収容している。「配線用遮断器のアクチュエータ
・アクセサリ組合せユニット（Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ
　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　Ａｃｔｕａｔｏｒ
−Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ　Ｕｎｉｔ　）　Ｊという名称の
米国特許出願第１６３，５８９号はこのような過電流ト
リップ・アクチュエー夕と多重アクセサリ・ユニットと
を組み合わせたものを記載しており、ここにおいてプリ
ント配線基板とアクチュエータ・アクセサリ組合せユニ
ットの両方が遮断器のカバー内の同じ取付け凹部内に設
けられている。「配線用遮断器のアクチュエータ・アク
セサリ組合せモジュール（Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃ
ｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　Ａｃｔｕａｔｏｒ−Ａ
ｃｃｅｓｓｏｒｙ　Ｍｏｄｕｌｅ）Ｊという名称の米国
特許出願第１７６．５８９号は光学分離器（オプトアイ
ソレータ）を使用して、過電流回路と不足電圧回路との
間を接続し、両回路間の有害な電気的相互作用を防止し
ている。

上述した米国特許および米国特許出願の全ては参考のた
めここに示した。

［発明の概要］ 共通のエンクロージャ内に補助アクセサリ機能とともに
過電流保護機能を備えた集積化保護ユニットは選ばれた
アクセサリ・モジュールにアクセスするためのアクセサ
リ・カバーを有し、アクセサリ・モジュールを現場で取
り付けることを可能にしている。アクチュエータ・アク
セサリ組合せユニットは過電流および不足電圧解放機能
を有し、エンクロージャの一部内にアクセサリ制御回路
を有するプリント配線基板とともに設けられている。

アクセサリ制御回路は固体スイッチを有し、この固体ス
イッチはアクチュエー夕，・アクセサリ組合せユニット
のトリップ●コイルに低インピーダンス路を形成すると
ともに、過電流状態が発生した場合、高インピーダンス
路を形成し、トリップ・コイルの迅速な解放を保証して
いる。

［好適実施例の説明］ モールド成形されたプラスチックのケース１１およびカ
バー１２を有する集積化遮断器１０が第１図に示され、
アクセサリ・カバー１３がねじ１４によって遮断器のカ
バーに取り付けられている。

ケースには配線用スロット１５が形成され、遠隔スイッ
チまたはアラームとの外部接続を可能にしている。遮断
器の操作ハンドル１６がカバーの飾り部材１８に形成さ
れたアクセス・スロット１７を通って上方に延出してい
る。［配線用遮断器の定格プラグ・エンクロージャ（Ｒ
ａｔｉｎｇ　Ｐｌｕｇ　Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　ｆｏｒ　
Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　１３ｒｅａ
ｋｅｒｓ）　Ｊという名称の米国特許第４．７２８，９
１４号に記載されているような定格プラグ１９がアクセ
サリ・カバー内に組み立てられている。一対のアクセサ
リ俸ドア２０．２１がアクセサリψカバー内に形成され
、第２図に示す凹部２３内に設けられる以下「アクチュ
エータ・アクセサリ組合せユニット」と称する、電磁ア
クチュエータと多重アクセサリとを組み合わせたユニッ
ト２２へのアクセスを可能にしている。更に第２図を参
照すると、定格プラグ１９は、アクセサリ・カバーをね
じ１４、貫通孔２５およびねじ付き開口部２６によって
遮断器のカバーに固定した後、アクセサリ・カバ１３に
形成されている凹部２４内にはめ込まれる。

校正のための定格プラグ内部へのアクセスは定格プラグ
・アクセス孔２７を介して行われる。

集積化遮断器１０のトリップ・ユニットはトリップユニ
ット用凹部２９内に配置されたプリント配線基板２８中
に設けられている。定格プラグ１９は、定格プラグ用凹
部内に挿入されたとき、プリント配線基板から直立して
いるピン３０と定格プラグの底部に形成されているソケ
ット３１とによりプリント配線基板と相互接続される。

補助スイッチ３２が補助スイッチ用凹部３３内に配置さ
れ、これは「配線用遮断器の補助スイッチ・ユニット（
Ｍｏｌｄｅｄ　Ｃａｓｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋ
ｅｒ　ＡｕｘｉｌｉａｒｙＳνｉｔｃｈ　Ｕｎｉｔ　）
　Ｊという名称の前述した米国特許第４，７９４，３５
６号に記載されているものと同じである。補助スイッチ
およびトリップ・ユニットのプリント配線基板がそれら
の適当な凹部内に組み立てられると、アクチュエータ・
アクセサリ組合せユニット２２は凹部２３内に取り付け
られる。アクチュエータ・アクセサリ組合せユニット２
２はハウジング３４を有し、このハウジング３４内には
アクチュエータ・アクセサリ・コイル３５が設けられ、
更にハウジング３４内にはプランジャ３６およびプラン
ジャばね（図示せず）が設けられている。プランジャば
ねは付勢されたアクチュエータ中アクセサリーコイル３
５によって生じる保持力に抗してプランジャを前方のト
リップ位置に突出させる。アクチュエータ・アクセサリ
組合せユニットは前述した米国特許出願第１６３，５８
９号に記載されているアクチュエータ・アクセサリ組合
せユニットに類似し、トリップ拳アクチュエータ・ラッ
チ３７が旋回自在にハウジング３４に取り付けられてい
る。トリップ・アクチュエータ・ラッチの一端に形成さ
れているフック３８は前述した米国特許第４，７００，
１６１号および米国特許出願第１７６，５８９号に記載
されているように遮断器の作動機構と協働する。

アクチュエータ・アクセサリ組合せユニットの動作は米
国特許第４，６４１，１１７号および第４，６７９，０
１９号に記載されているものと同じであり、これらの特
許はここに参考のため取り入れられている。アクチュエ
ータ●アクセサリ組合せユニットはプリント配線基板３
９を有する。このプリント配線基板３９はアクチュエー
タ・アクセサリ・コイル３５を動作させるのに必要な部
品を有し、アクチュエータ・アクセサリ組合せユニット
のプリント配線基板３９に接続されているコネクタ４１
を介してトリップ・ユニットのプリント配線基板２８か
ら直立している一対のピン４０に接続される。一対のワ
イヤ導体４２は不足電圧保護機能を必要とする場合にア
クチュエータ・アクセサリ組合せユニットを電圧源に接
続し、別の一対のワイヤ導体４３はシャント・トリップ
機能を必要とする場合に電圧源に接続する。アクチュエ
ータ・アクセサリ・コイル３５は図示のように別の一対
のワイヤ導体４４を介してアクチュエータ・アクセサリ
組合せユニットのプリント配線基板３９に内部的に接続
される。

不足電圧解放機能が過電流保護機能とともに要求される
場合には、第３図において３９Ａで示される回路が前述
したアクチュエータ・アクセサリ組合せユニットのプリ
ント配線基板３９中に設けられる。アクチュエータ・ア
クセサリ・コイル３５は導体４４および端子Ｔ５，Ｔ６
を介して回路３９Ａに接続され、導体４２および端子Ｔ
Ｉ，Ｔ２を介して遠隔の電圧源に接続される。不足電圧
制御回路４６は前述した米国特許第４，７８８，６２１
に記載されているものと同じであり、保持電流を導体４
４および端子Ｔ５，Ｔ６を介してアクチュエータ・アク
セサリ・コイル３５に供給する。この保持電流供給動作
は端子Ｔｌ，Ｔ２に供給される電圧が所定の値に低下す
るまで行われ、この所定の値に低下した時点において保
持電流は遮断され、トリップ機能が前述したように開始
する。回路３９Ａは固体スイッチ４９がアクチュエタ・
アクセサリ・コイル３５の一端に直列に挿入され、導体
５２が不足電圧制御回路４６に接続されるという点にお
いて前述した米国特許出願第１７６，５８９号に記載さ
れているものと異なっている。他方の導体５３はアクチ
ュエータ・アクセサリ・コイルの他方に直接接続されて
いる。固体スイッチは正常な動作中はアクチュエータ・
アクセサリ・コイルに対して低インピーダンスを提供す
るが、過電流トリップ信号がアクチュエータ・アクセサ
リ・コイルに供給されたときには高インピーダンスを提
供するように動作する。この構成はコイルのインダクタ
ンスによる影響を克服する。換言すれば、このように構
成されてない場合には、コイルのインダクタンスが蓄積
したエネルギを指数関数的にゆっくりと放出し、この結
果アクチュエー夕令アクセサリ・コイルによるトリップ
の応答速度を対応して遅くするからである。過電流トリ
ップ機能は過電流制御回路４７によって達成される。こ
の過電流制御回路４７は発光ダイオードＤ１およびフォ
トトランジスタＱ１から成る光学分離器４８を介して不
足電圧制御回路と相互動作する。過電流制御回路は端子
Ｔ３，Ｔ４を介して第２図のトリップψユニットのプリ
ント配線基板２８に接続される。端子Ｔ３，Ｔ４はコネ
クタ４１を有し、また前述したようにピン４０を介して
トリップ・ユニットのプリント配線基板にｒ接続される
。

不足電圧制御回路４６および過電流制御回路４７の動作
は回路３９Ａを詳しく示す第４図を参照することによっ
てよく理解される。不足電圧制御回路は端子ＴＩ，Ｔ２
の両端の電圧が所定の時間にわたって所定値以下に下が
った場合に、端子Ｔ５，Ｔ６を介して回路内に接続され
ているアクチュエータ・アクセサリ・コイル３５を不作
動にする。外部電圧源（図示せず）が導体４２（第３図
）を介して端子ＴＩ，Ｔ２に接続され、これにより電流
制限抵抗ＲＯ，ＲｌおよびダイオードＤ２−Ｄ５から成
る整流器を介して電流を供給する。整流器の一方の出力
は正バス５１に接続され、整流器の他方の出力は負バス
５０に接続されている。

バリスタＺ１が抵抗ＲＯを介して端子間に接続され、不
足電圧制御回路をサージ電圧から保護している。アクチ
ュエータ・アクセサリ・コイル３５は正バスおよびＦＥ
Ｔ２のドレイン端子間に接続され、ＦＥＴ２のソースは
ＦＥＴＩのドレインに接続され、ＦＥＴ１のソースはダ
イオードＤ７および抵抗Ｒ２，Ｒ９を介して負バスに接
続されている。フライバック・ダイオードＤ６を使用し
て、ＦＥＴＩがオフになったとき、アクチュエータ・ア
クセサリ・コイルを介して電流を逆に循環させる。比較
器５５の出力ピン７がＦＥＴＩのゲートに接続され、比
較器の入力ピン６が抵抗Ｒ３およびダイオードＤ８を介
してＦＥＴＩのソースに接続されている。入力ピン６は
コンデンサＣ１を介して負バスに接続されている。比較
器の入力ビン５は、抵抗Ｒ６−Ｒ９からなる試験用分圧
器の中点に接続されている。本質的にＦＥＴＩおよび比
較器５５から成るチョッパ回路が、アクチュエータ・ア
クセサリ・コイル３５への電流を次のように制御する。

ＦＥＴＩが「オフ」状態にあるとき、比較器５５の入力
ピン５は抵抗Ｒ７およびＲ８の接続点の２ボルトに設定
されている。コンデンサＣ１の両端間の電圧が２ボルト
以下であるとき、比較器の出力ピン７は「高レベル」で
あり、ＦＥＴ１をターンオンにし、アクチュエータ●ア
クセサリ・コイル３５に保持電流を流れさす。ＦＥＴ１
がオンであるとき、ダイオードＤ７を流れる回路電流は
Ｒ２およびＲ９の両端間に比例した電圧を発生させる。

コンデンサＣ１はダイオードＤ８および抵抗Ｒ３を介し
てこの電圧に充電される。

抵抗Ｒ２に直列に接続されているダイオードＤ７はダイ
オードＤ８に対する電圧および温度補償を行っており、
抵抗Ｒ３はコンデンサＣ１の充電サイクルの際に短い遅
延時間を形成し、これによって比較器５５がダイオード
Ｄ６の逆回復動作の間に生じる電流スパイクによって時
間尚早にターンオフしないようになっている。３０ミリ
アンペアの回路電流においてＲ２およびＲ９の選択され
た値に対して、Ｒ２およびＲ９の両端間に発生する電圧
は約３ボルトである。Ｒ９の両端間の電圧がＲ８の両端
間の電圧に加えられ、比較器の入力ピン５を約３ボルト
でバイアスする。回路電流が３０ミリアンペアを超える
と、コンデンサＣ１は３ボルトより大きく充電され、比
較器の出力ピン７を「低レベル」状態に駆動し、これに
よってＦＥＴ１をオフにする。ＦＥＴＩがオフになると
、入力ビン５の電圧は２ボルトの基準値に戻る。コンデ
ンサＣ１の両端間の電圧が３ボルトである場合、比較器
の出力は、Ｃ１の両端間の電圧が２ボルト以下に低下す
るまで、「高レベル」になることはできない。Ｃ１は、
「低レベル」状態にある第２の比較器５４の出力ピン１
に接続されている抵抗Ｒ４を介してのみ放電することが
できる。抵抗Ｒ４の値はコンデンサＣ１が２ボルトに低
下するのに一定の遅延時間を与えるように選択され、こ
れによりＦＥＴＩに対して一定のオフ時間が設定される
。アクチュエータφアクセサリーコイルを流れる回路電
流は約３０ミリアンペアでターンオフするように構成さ
れる。それから、ダイオードＤ６は、プランジャ３６（
第２図）が前方方向に駆動されることを防止するのに充
分な高い値に電流を維持するために、アクチュエータ・
アクセサリ●コイルのインダクタンスに蓄積されたエネ
ルギを循環させる。アクチュエータ・アクセサリ・コイ
ルを流れる回路電流はアクチュエータ・アクセサリ・コ
イルのインダクタンスおよび抵抗特性によって決定され
る所定の遅延時間の後に約２０ミリアンペアに低下する
。固体スイッチ４９はＦＥＴ２、抵抗Ｒ１６、コンデン
サＣ６およびツェナーダイオードＤ１２から構成される
。過電流制御回路４７の光学分離器４８内のフォトトラ
ンジスタＱ１のコレクタはＦＥＴ２のゲートに直接接続
されるとともに、抵抗Ｒ１Ｂを介してＦＥＴ２のドレイ
ンに接続されている。コンデンサＣ５はＱ１用のＲＦバ
イパス・フィルタであり、抵抗Ｒ１５は雑音抑制用であ
る。固体スイッチ４９は、前述したように、所定のトリ
ップ信号を端子Ｔ３，Ｔ４から電流制御抵抗Ｒ１４を介
してフォトダイオードＤ１に供給することによって過電
流制御回路４７内で発生されたトリップ信号にアクチュ
エータ・アクセサリ●コイルが迅速に応答することを可
能にしたり、または過電流トリップ信号がＦＥＴ２のゲ
ート・ソース端子をクランプして、それがダイオードＤ
δに対して高インピーダンスとして現れるまで、フライ
バック・ダイオードＤ６に対して低インピーダンス路を
形成することによって不足電圧制御回路４６内で発生し
たトリップ信号にアクチュエータ・アクセサリ・コイル
が迅速に応答することができるようにしている。所定レ
ベル以上の電圧が端子ＴＩ，Ｔ２に供給されると、ＦＥ
Ｔ２の両端間に形成される順方向電圧はゲートを゛順方
向にバイアスし、抵抗Ｒ１６を介して導通状態にする。

ツェナーダイオードＤ１２はゲート・ソース電圧をクラ
ンブしてＦＥＴ２をスイッチング過渡電圧から保護し、
他方コンデンサＣ６は高周波バイパスフィルタを形成す
る。また、不足電圧制御回路４６はＦＥＴＩのドレイン
をフライバック・ダイオードＤ６のアノードおよびＦＥ
Ｔ２のソースに接続することによって固体スイッチ４９
に接続される。不足電圧制御回路の電圧調整作用は米国
特許出願第１７６，５８９号に記載されているように行
われ、ここにおいて抵抗Ｒ４はアクチュエータ壷アクセ
サリ●コイルにトリップ信号がない場合に同じ所定の遅
延時間でコンデンサを３ボルトから２ボルトに放電する
ように選択される。所定の遅延時間の後、比較器５５の
出力ピン７は「高レベル」になり、上述した処理が繰り
返される。端子ＴＩ，Ｔ２に供給される電圧が所定の値
以下に低下した場合には常に第２の比較器５４の出力ピ
ン１は「高レベル」になり、これによりコンデンサＣ１
を第２の比較器の正のレイル（ｒａｉｌ）電圧まで充電
し、また比較器５５の出力ピン７を「低レベル」に駆動
して、ＦＥＴ１をオフにする。コンデンサＣ７は比較器
に対するＲＦバイパス路を形成している。端子ＴＩ，　
Ｔ２間の電圧が増大すると、第２の比較器５４の出力ピ
ン１は「低レベル」になり、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ４
を介して放電する。コンデンサＣ１の両端の電圧が２ボ
ルトに低下するや否や、ＦＥＴ１はオンになり、上述し
た過程が繰り返される。

正および負バス５１．５５の間に接続されている抵抗Ｒ
ＩＯ，Ｒｌｌは抵抗Ｒｌｌの両端間に接続されている第
２のコンデンサＣ２ならびに抵抗Ｒ５を介して接続され
た第２の比較器５４の入力ピン２とともに簡単な平均化
回路を形成して、Ｃ２の両端間にほぼ一定の出力電圧を
発生する。Ｃ２の両端間の電圧値は、それより大きいと
きには回路電流がアクチュエータ●アクセサリ●コイル
３５に供給されるようにする「ビックアップ」値として
定義され、それより小さいときにはアクチュエータ・ア
クセサリ・コイルへの電流が遮断されるようにする「ド
ロップアウト値」として定義される電圧値を決定する。

動作において、コンデンサＣ２の両端間に設定される平
均電圧は電流制限抵抗Ｒ５を介して第２の比較器５４の
入力ピン２に供給される。電流制限抵抗Ｒ５は、Ｃ２の
両端間の電圧が第２の比較器５４に供給される正のレイ
ル電圧が超えたときに、入力ピン２への電流を制限する
。第２の比較器５４の入力ピン３は基準電圧分圧器Ｒ６
−Ｒ９によって約７ボルトに設定される。この分圧器Ｒ
６−Ｒ９は抵抗Ｒ６およびＲ７の間の接続点に現れる電
圧を決定する。コンデンサＣ２の両端間の電圧が７ボル
ト以下である場合、第２の比較器５４の出力ピン１は「
高レベル」になり、第１の比較器５５はアクチュエータ
・アクセサリ・コイルへの電流を遮断する。逆に、Ｃ２
の両端間の電圧が７ボルトより大きい場合には、第２の
比較器の出力ピン１は「低レベル」になり、これにより
比較器５５はアクチュエータ●アクセサリ・コイルに電
流を供給するためにＦＥＴ１のゲート電極にオン電圧を
供給する。抵抗Ｒ１２、ツェナーダイオードＤ９、トラ
ンジスタＱ２およびコンデンサＣ３は次のようにＦＥＴ
３のエミッタの電圧を調整するように作用する。抵抗Ｒ
１２およびツェナーダイオードＤ９はＱ２のベースに対
する基準電圧を設定し、これによりＱ２のエミッタから
調整された出力電圧が供給され、この出力電圧は抵抗Ｒ
６を介して第２の比較器５４の入力ピン３に供給される
。抵抗Ｒ１２およびＱ２のコレクタは蓄積コンデンサＣ
４の一端に接続されている。不足電圧制御回路４６はＦ
ＥＴＩ、比較器５５．５４およびトランジスタＱ２のよ
うな個別電子部品の動作を維持するために１ミリアンペ
ア台の比較的低レベルの定常電流を必要とする。３０ミ
リアンペア台の高レベルの電流はアクチュエータ・アク
セサリ・コイルに供給され、プランジャ３６（第２図）
を拘束するのに充分な磁束を発生する。アクチュエータ
・アクセサリ・コイルへの３０ミリアンペアの電流は、
端子ＴＩ，Ｔ２に供給される交流電圧が交流サイクルの
各半サイクル毎にゼロ交差点を通過する間、維持されな
ければならない。これはＦＥＴ３と抵抗Ｒ１３および蓄
積コンデンサＣ４との組合せによって達成される。ツェ
ナーダイオードＤＩＯに直列な抵抗Ｒ１３はＦＥＴ３の
ドレイン電極に３３ボルトのゲート基準電圧を設定し、
これにょりＦＥＴ３は蓄積コンデンサＣ４に対して３０
ボルトの充電レベルを設定する。コンデンサｃ４が３０
ボルトより低く、端子Ｔｉ，Ｔ２に供給される交流電圧
が３０ボルトより大きいとき、ＦＥＴ３のゲート電極は
ソース電極に対して正になり、ＦＥＴは充電電流を蓄積
コンデンサＣ４に供給する。ｃ４が３０ボルトに近づく
につれて、ＦＥＴ３は前述した低レベル定常電流要求条
件を適用すべくターンオフする。従って、ツェナーダイ
オードＤｌｌは、コンデンサＣ４が完全に放電したとき
に交流電圧が端子ＴＩ，Ｔ２に供給された場合に、ＦＥ
Ｔ３のゲートを過電圧状態から保護する。コンデンサＣ
４が完全に充電された場合、高い周囲温度によるＦＥＴ
３の漏洩電流によってコンデンサの定格値を越えてコン
デンサが更に充電される。ツェナーダイオードＤｌｌは
蓄積コンデンサＣ４に供給される電圧を、ツェナーダイ
オードＤＩＯの両端間の電圧よりも１ダイオード電圧分
だけ高い電圧に制限するように機能する。従って、ツェ
ナーダイオードＤｌｌはＦＥＴ３のゲート電極に負電圧
を供給して、ＦＥＴ３の漏洩電流を低減し、これにより
蓄積コンデンサＣ４を過電圧から保護する。

前述したように、蓄積コンデンサＣ４は端子ＴＩ，Ｔ２
に供給される電圧が３０ボルト以下に低下したときにア
クチュエータ・アクセサリ・コイルにエネルギを供給す
る。蓄積コンデンサＣ４の放電路はＦＥＴ３の内部のソ
ース・ドレイン間ダイオド、アクチュエータ●アクセサ
リ・コイル３５，ＦＥＴ２，ＦＥＴＩ、ダイオードＤ７
および抵抗Ｒ２，Ｒ９である。

前述した米国特許第４．７８８，６２１号に記載されて
いるように、不足電圧制御回路４６は、高い入力電圧に
おいて電力消費が少なく、これにより大きさが小さく、
低い定格の蓄積コンデンサを使用することができるとい
う利点があるため、従来のＲＣエネルギ蓄積回路よりも
好ましいものである。低い電力消費は蓄積コンデンサＣ
４に接続されているＦＥＴ３によって達成され、これに
よりコンデンサＣ４は典型的には３　０−８　０ボルト
の間め入力端子ＴＩ，７２間に供給される交流電圧の波
形の立ち上がり部分の間のみＦＥＴ３の動作を通して充
電される。ＦＥＴ３は電圧が再び３０ボルト以下に低下
するまでオフ状態に留まっている。入力端子ＴＩ，Ｔ２
間に現れるピーク電圧は３５０ボルトを越えるので、低
い電圧レベルに蓄積コンデンサＣ４を充電することは消
費電力を低くする重要な特徴であることがわかる。

フライバック・ダイオードＤ６に対するインピーダンス
状態を制御するために固体スイッチ４９を使用すること
は、過電流状態の発生時に敏感な関連する電気装置に対
する損傷を防止するために被保護回路をできるだけ速や
かに遮断しなければならない場合に重要なことである。

正常な動作においてはフライバック・ダイオードに対し
て低いインピーダンス路を形成し、過電流状態において
は高いインピーダンス路を形成することは、過電流トリ
ップ信号が供給されるや否や瞬時にトリップ応答を行う
ことを保証している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による迅速な解放トリップ回路を有する
集積化配線用遮断器の斜視図である。 第２図はアクチュエータ・アクセサリ組合せユニットの
組立前の第１図の集積化遮断器の斜視図である。 第３図は第１図および第２図に示す集積化遮断器に使用
される不足電圧制御回路および過電流制御回路を含むブ
ロック図である。 第４図は第３図の不足電圧制御回路および過電流制御回
路の詳細な回路図である。 ［主な符号の説明］ １０・・・遮断器、１１・・・ケース、１２・・・カバ
ー２２・・・アクチュエータ・アクセサリ組合せユニ・
ソト、３５・・・アクチュエータ・アクセサリ争コイル
、３６・・・プランジャ、３７・・・トリップ・アクチ
ュエータ・ラッチ、４６・・・不足電圧制御回路、４７
・・・過電流制御回路、４８・・・光学分離器、４９・
・・固体スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不足電圧解放電磁コイルと、 前記コイルに関連して設けられたばねバイアス式プラン
   ジャと、 前記コイルに接続された不足電圧制御回路であって、前
   記コイルへの保持電流を遮断し、且つ所定の不足電圧信
   号を受信したときに前記プランジャをトリップ・レバー
   に接触させる手段を含む不足電圧制御回路と、 前記不足電圧回路と相互作用する過電流制御回路であっ
   て、所定の過電流信号を受信したときに前記保持電流を
   遮断する手段を含む過電流制御回路と、 前記不足電圧制御回路および前記過電流制御回路を前記
   電磁コイルに相互接続し、前記所定の過電流信号がない
   場合には前記電磁コイルに対して第１のインピーダンス
   を提供し、前記所定の過電流信号が発生したときには前
   記第１のインピーダンスよりも大きい第２のインピーダ
   ンスを前記電磁コイルに対して提供する固定スイッチと
   、を有する遮断器のアクチュエータ・アクセサリ組合せ
   ユニット回路。 ２、前記固体スイッチが前記電磁コイルの一端に接続さ
   れた第１のＦＥＴを含む請求項１記載のアクチュエータ
   ・アクセサリ組合せユニット回路。 ３、前記ＦＥＴのゲートとソースとの間に、前記ＦＥＴ
   のゲート・ソース電圧を制限する手段が設けられている
   請求項２記載のアクチュエータ・アクセサリ組合せユニ
   ット回路。 ４、前記ＦＥＴのゲートとソースとの間に、高周波をバ
   イパスする手段が設けられている請求項３記載のアクチ
   ュエータ・アクセサリ組合せユニット回路。 ５、前記のゲート・ソース電圧制限手段がツェナーダイ
   オードを有する請求項３記載のアクチュエータ・アクセ
   サリ組合せユニット回路。 ６、前記の高周波バイパス手段がコンデンサを有する請
   求項４記載のアクチュエータ・アクセサリ組合せユニッ
   ト回路。 ７、前記過電流制御回路が光学分離器を介して前記不足
   電圧制御回路と相互作用する請求項１記載のアクチュエ
   ータ・アクセサリ組合せユニット回路。 ８、前記光学分離器が、第１のトランジスタ・スイッチ
   を介して前記不足電圧制御回路に接続されているフォト
   トランジスタと、第１の対の入力端子に接続されて、前
   記所定の過電流信号を受信するフォトダイオードとを有
   する請求項７記載のアクチュエータ・アクセサリ組合せ
   ユニット回路。 ９、前記不足電圧制御回路が、前記電磁コイルおよび前
   記第１のＦＥＴに第２のＦＥＴを介して接続されている
   第１の比較器を含む請求項２記載のアクチュエータ・ア
   クセサリ組合せユニット回路。 １０、第２の比較器およびトランジスタ・スイッチを介
   して前記第１の比較器に接続されている第３のＦＥＴを
   有する請求項３記載のアクチュエータ・アクセサリ組合
   せユニット回路。 １１、前記フォトトランジスタのコレクタが前記ＦＥＴ
   のゲートに接続され、前記フォトトランジスタのエミッ
   タが前記ＦＥＴのソースに接続されている請求項８記載
   のアクチュエータ・アクセサリ組合せユニット回路。 １２、前記電磁コイルの一端にカソードが接続され、前
   記ＦＥＴのソースにアノードが接続されているフライバ
   ック・ダイオードを有する請求項２記載のアクチュエー
   タ・アクセサリ組合せユニット回路。