JPH03128618A - 直流半導体遮断器 - 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〕 この発明は宇宙機器に搭載され、無重力環境でおよそ５
０７以上の直流電力ラインの過電流を検出して高速で遮
断する直流半導体遮断器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の直流半導体遮断器として第３図の構成の
ものがあった。

Ｋ３図において（１）は被遮断ライン、（２）は半導体
遮断素子、（３）は電流検出ｉ、　＋４１は駆動回路、
（５）は遮断信号発生回路、（Ｖａ）は第１の基準電圧
。

（工Ｌ）は被遮断電流、（ａ）は駆動信号、（ｂ）は電
流検出信号である。

次に動作について説明する。被遮断ライン１１）を流れ
る被遮断電流（工Ｌ）は、オン状態の半導体遮断素子１
２１を流れて′Ｉｌ流検出器（３）によりその電流値が
検出され、被遮断電流（ＩＬ）　　に比例した値の′直
圧信号であるａｍ検出信号ｔ１））に変換される。

そこで被遮断電流（ＩＬ）　　の過電化遮断レベルに相
当する電流検出信号（１））に等しい値を第１の基準電
圧（ａ）として設定しておき、遮断信号発生回路（５）
によって電流検出信号ｔ１））と第１の基準電圧（ａ）
の大小関係を比較することによ）、被遮断ライン（工Ｌ
）が過電流遮断レベルを越えた場合、遮断信号発生回路
（５）より駆動回路（４）へ遮断信号が送られ、駆動回
路（４）は半導体遮断素子＋２１をオフにして過電流状
態となった被遮断ｔＫ（工Ｌ）は遮断される。なお駆動
回路］４）は半導体遮断素子（２）をオフにして後はオ
フ状態を継続するようになされている。

以上の動作において、直流半導体遮断器は被遮断電流（
ＩＬ）　の瞬間的な１過性の過電流や、被遮断ライン（
１）に重畳する電流雑音等に対して敏感に反応して不必
要に遮断されることを防止するため。

被遮断電流（工Ｌ）の過を流遮断レベルを、定格値より
十分大きな埴に設定しており２通常においては、被遮断
電流（工Ｌ）が定格値の２倍を越えたときに遮断される
ように第１の基準電圧（■ｊＬ）の値が設定されている
。

したがって直流半導体遮断器がオフになる直前の状態す
なわち、半導体遮断器としての定格電流の２倍近い電流
が半導体遮断素子＋２）に連続して長時間流れ得ること
になる。したがって半導体遮断素子（２１ｆｉ直流半導
体遮断器の定格ｔｉの２倍の連続定格容量を持った素子
を使用しなければならｉい。

また直流半導体遮断器は被遮断電流（工Ｌ）が定格値の
２倍を越えない範囲においては、定格値を越えた状態が
長時間続いても被遮断ライン（１）を遮断し得ないため
、直流半導体遮断器を経由して電力の供給を受ける負荷
の過電流制限が行なわれず。

負荷の保護及び成力供給源の容量制限が十分に行なわれ
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の直流電導体遮断器は以上のように構成されている
ので、直流半導体遮断器の定格電流の２倍の連続定格容
量を持った半導体遮断素子（２）を用意しなければなら
ず１重量９体積が増しコスト高となる。筐た定格電流の
２倍を越えなければ被遮断ライン（１）を遮断し得ない
ため、定格の２倍以下における長時間定格オーバーを防
止する手段が得られないなどの問題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、遮断′ｑ１流レ流用ベル格屯流値に近い値に設
定しても直流半導体遮断器の過敏な動作が防止できると
ともに半導体遮断素子に要求される連続定格電流容量を
小さくシ、なおかつ遮断電流レベル以下においても長時
間定格オーバー電流に対して遮断機能を有する直流半導
体遮断器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る直流半導体遮断器は、半導体遮断素子を
流れる電流の上限値を、第２の基準電圧に基いて限流す
る限流制御回路を付加するとともに、電流検出信号が第
３の基準電、圧を越えた値を積分する積分回路を設け、
この積分回路の出力と第１の基準電圧との大小関係の比
較を行なって半導体遮断素子の遮断信号を発生するよう
にしたものである。

（作用〕 この発明における直流半導体遮断器は、半導体遮断素子
を流れる電流が過電流状態となったときに、限流制御回
路によりその上限値が制限され。

同時に積分回路によって電流検出信号に含１れる過ｖ：
ｉ分が積分され、その積分値が第１の基準電圧を越える
筐で過電流が継続した場合に直流半導体遮断器Ｆｉ遮断
動作を行なう。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図において（１）は被遮断ライン、（２）は半導体
遮断素子、（３）はＸ流検出室、（４）は駆動回路、（
５）は遮断信号発生回路、（６）は限流制御回路、（７
）は積分回路、（工Ｌ）は被遮断ライン、　　（ＶＬ）
は第１の基準電圧、　　ｆｆｂ）は第２の基準電圧、　
　（”／Ｑ）　は第３の基準電圧、（ａ）は駆動信号、
（ｂ）は電流検出信号、（Ｃ）は’Ｉｔ流積分信号であ
る。

次に動作について説明する。

゛電流検出器（３）の働きと電流検出信号（１））の関
係は従来の構成と同じである。

液遮断′ｔＩｔ流（工Ｌ）が直流半導体遮断器の定格値
以下の場合は半導体遮断素子（２１Ｉｉオン状態となっ
ており、電流検出信号（′ｂ）は第２の基準電圧ｆｆｂ
）及び第３の基準電圧（Ｖｃ）　　よりも低い値になっ
ている。このため、限流制御回路（６）は駆動回路（４
）に対して影響を及ぼさない無出力状態となってお９゜
積分回路（７）の出力である電流積分信号（Ｃ）は第３
の基準電圧（Ｖｃ）　　にほぼ等しい一定値となってい
る。

また、第１の基準電圧（Ｖ、）はこのときの電流検出信
号（Ｑ）ようも低い値となっておりａ断信号発生回路（
５）も駆動回路（４）に対して影響を及ぼさない無出力
状態となっている。

次に被遮断を流（工Ｌ）が定格値を越えて上昇を続けた
場合、電流検出信号（ｂｌが第３の基準電圧（Ｖｃ）　
を越えて第２の基準電圧（Ｖｂ）　に至らない区間にお
いては、限流制御回路（６）は上記の状態と同様に無出
力状態となっており、積分回路（７）は電流検出信号（
１）ｌが第３の基準電圧（Ｖｃ）　の値を越えた値につ
いて積分動作を行ない、その結果として電流積分信号ｔ
ａ＞は減少を続ける。このときも、第１の基準電圧ＣＶ
＆）　　が電流積分信号（Ｃ）よりも低い値であれば遮
断信号発生回路（５）は上記と同様に無出力状態となっ
ている。従って駆動信号（ａ）は上記に引き続きオン状
態となっている。

次に被遮断電流（工Ｌ）がさらに上昇を続け、電流検出
信号ｆｂ）が第２の基準電圧（Ｖｂ）　　に達した時点
より、限流制御回路（６）の出力が駆動回路（４）に作
用しＪ駆動信号（＋１）が低下し、電流検出信号（１）
）が第２の基準電圧（Ｗｂ）　　に等しくなるように限
流制御回路（６）が動作する。従って被遮断電流（ＩＬ
）　は第２の基準電圧（Ｖｂ）　　に基く特定の電流値
を上限として限流される。このときも積分回路（７）は
継続して積分動作を続け、電流積分信号（ｃ）は減少を
続ける。そこで、電流積分信号ｔｅｌが第１の基準電圧
ｆｆ、）　　ようも低くなったとき、遮断信号発生回路
（５）の出力が駆動回路１４）に作用して駆動信号（ａ
）をオフ状態にすることで被遮断電流（工Ｌ）は遮断さ
れる。

以上の動作における各部の動作状態は第２図の（イ）、
（ロ）、（ハ）のようになる。

以上のように動作するので第１の基準電圧（Ｖａ）を、
電流積分信号が特定の電流時間積に相当する値に等しい
値に設定し、＄２の基準電圧（Ｗｂ）　　を。

液漏断電１（Ｉｔ）　　の目的とする限流値に相当する
ｉｔ電流検出信号１））の値に等しい値に設定し、第３
の基準電圧（ｖｏ）を、被遮断電流（工Ｌ）の定格電流
値に相当する電流検出信号（ｂ）の値に等しい値に設定
することで、被遮断電流（工Ｌ）の上限制限及び定格オ
ーバーから連断動作に至るまでの１を流時間積の許容値
を決定できる。

従って直流半導体遮断器を経由して電力の供給を受ける
負荷及び電力供給源を過ｉｃ流から保護できるとともに
、瞬間的な１過性の過電流や被遮断ラインに重畳する限
流雑音に対して過敏に反応することを防止でき、なおか
つ遮断限流レベルを定格を流に近い値に設定できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば限流制御回路によう：
ｆＩ４電流の上昇を制限するとともに電流検出信号を積
分して基準電圧と比較して遮断信号を発生するように構
成したので、瞬間的な過電流や雑音による過敏な動作が
防止できるため、Ｒ断ｌ！流レベルを定格ｉｔｓレベル
に近い値に設定することができ半導体遮断素子に要求さ
れる電流容量を小さくできるという効果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による直流半導体遮断器を
示す接続図、第２図（ａ）、　ｌｂｌ、　（ｃ）はこの
発明の一実施例における各部の動作状態を示す信号図、
第３図は従来の直流半導体遮断器を示す接続図である。 ＋１）は被遮断ライン、（２）は半導体遮断素子、（３
）はＩｌｔ流検小検出器４１は駆動回路、（５）は遮断
信号発生回路、（６）は限流制御回路、（７）は積分回
路、（工Ｌ）は被遮断電流、　　ｆｆ、）は第１の基準
電圧、　　（Ｖｂ）は第２の基準電圧＊　　（ｖｃ）は
第３の基準電圧、（ａ）は駆動信号、（ｂ）は電流検出
信号、（Ｃ）は電流積分信号である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体遮断素子と、この半導体遮断素子を流れる電流を
   検出する電流検出器と、電流検出器の出力信号を帰還信
   号として第２の基準電圧を限流の基準備とする限流制御
   回路と、電流検出器の出力信号が第３の基準電圧を越え
   た値に対して積分を行なう積分回路と、その積分回路の
   出力電圧と第１の基準電圧の大小関係より遮断信号を発
   生する遮断信号発生回路と、限流制御回路と遮断信号発
   生回路からの信号を受けて半導体遮断素子をオン、オフ
   及び限流駆動する駆動回路とを備えた直流半導体遮断器
   。