JPH0334222A - 電源スイッチ装置 - 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、電力開閉用に適する電源スイッチ装置に関す
る。 （従来の技術） 外部操作により可動接点がノーマルオン接点（ｂ接点）
からノーマルオフ接点（ａ接点）に接触する構造のマイ
クロスイッチ等のメカニカルスイッチを用いて電力開閉
を行うように構成されたこれまでの電源スイッチ装置と
して、例えば負荷と電源との直列回路をノーマルオフ接
点と可動接点との間に接続しておいて、通常時は可動接
点がノーマルオン接点に接触していることで負荷には電
源が供給されないようにする一方で、負荷に電源を供給
するときは外部操作でもって可動接点をノーマルオフ接
点に接触させるようなものがある。 （発明が解決しようとする課題） このような構造の電源スイッチ装置にあっては、可動接
点がノーマルオフ接点に接触する際に大きな突入電流が
可動接点とノーマルオフ接点との接触部に流れる。そう
すると、その突入電流が過大である場合にしばしば当該
両接点が溶着するという欠点があった。 このような溶着現象のないものとして電力用半導体をス
イッチ（半導体スイッチ）として用いたものがあるが、
この半導体スイッチではオン時におけるオン抵抗のため
に、それに流れる電流により発熱し、その発熱を放熱す
るための構造がおおがかりとなり、装置の小型化を図る
場合では採用することができないという欠点があるうえ
、そのオン抵抗による電圧降下があるために電力損失の
低減を図る必要がある場合では上記と同様に採用できな
いという欠点もある。 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オン抵
抗とか発熱対策の不要な長所を有するメカニカルスイッ
チと、溶着現象のない長所を有する半導体スイッチとを
組み合わせて使用することで、負荷に電源を投入する瞬
間の過渡期においてはメカニカルスイッチを介しては負
荷に電源を供給せず、その代わりに半導体スイッチを介
して負荷に電源を供給し、これにより突入電流によるメ
カニカルスイッチでの接点溶着現象を防止できるように
し、かつ、過渡期の経過後の定常時にはメカニカルスイ
ッチでもって主に負荷に電源を供給するようにして半導
体スイッチ固有の欠点であるオン抵抗による電力損失と
か発熱などによる対策を不要にしてその装置の小型化な
どを図ることができる電源スイッチ装置を提供すること
を目的としている。 （課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の電源スイッ
チ装置においては、電源端子と、前記電源端子との間で
負荷が接続される負荷端子と、前記電源端子との間で電
源が接続されるコモン端子と、ノーマルオン接点にある
可動接点が外部操作でノーマルオフ接点に接触可能とさ
れ、かつ前記負荷端子にノーマルオフ接点が、また前記
コモン端子に可動接点がそれぞれ接続されたメカニカル
スイッチと、前記メカニカルスイッチのノーマルオン接
点に人力部が接続されていて、そのメカニカルスイッチ
の可動接点が、ノーマルオン接点に接触しているときに
おいてはオフ信号を、外部操作されてノーマルオン接点
から離間しているときにおいてはオン信号をそれぞれ出
力部から出力する駆動回路と、前記メカニカルスイッチ
のノーマルオフ接点と可動接点との間に並列に接続され
ていて、前記駆動回路の出力部から、オン信号が与えら
れたときはオンし、オフ信号が与えられたときオフする
半導体スイッチとを具備したことを特徴としている。 （作用） 負荷は負荷端子と電源端子との間に接続されている。同
じく電源は電源端子とコモン端子との間に接続されてい
る。また、メカニカルスイッチのノーマルオフ接点は負
障端子に、その可動接点はコモン端子にそれぞれ接続さ
れ、かつ半導体スイッチはそのノーマルオフ接点と可動
接点とに並列に接続されている。したがって、メカニカ
ルスイッチの可動接点がノーマルオン接点に接触してい
るときは、負荷は電源に対してはメカニカルスイッチを
介して接続されてはいない。そして、この状態では、駆
動回路からはオフ信号が半導体スイッチに与えられて半
導体スイッチがオフ状態となっているから、負荷は電源
に対してはこの半導体スイッチを介しても接続されてい
ない。つまり、負荷には電源がまったく供給されていな
い状態である。 つぎに、メカニカルスイッチの可動接点がノーマルオン
接点から離間してノーマルオフ接点に接触するまでの過
渡期においては、駆動回路からはオン信号が半導体スイ
ッチに与えられ、これにより半導体スイッチがオンする
から、負荷はこの半導体スイッチを介して電源に接続さ
れることとなりて、当該負荷には電源が供給される。し
かし、この電源供給状態では負荷はメカニカルスイッチ
を介して電源を供給されていない。すなわち、負荷に電
源が供給される当初の過渡期における過大な突入電流は
半導体スイッチを介して流されるから、メカニカルスイ
ッチにおいての、接点溶着現象が発生することがない。 この過渡期の経過後にメカニカルスイッチの可動接点が
ノーマルオフ接点に接触すると、こんどは負荷にはこの
メカニカルスイッチを介して電源が供給されることにな
るが、過渡期の経過後であるから上記過大な突入電流は
なく、定常の電流の大部分がこのメカニカルスイッチを
介して負荷に供給される。つまり、半導体スイッチは過
渡期のみ負荷に電源を供給するだけで、過渡期の経過後
はメカニカルスイッチに定常電流の大部分が流れること
になり、結局、過渡期は短時間であるから半導体スイッ
チのオン抵抗に基づく突入電流による発熱は抑制され、
その過渡期は短時間であるからそのオン抵抗による電力
損失も殆どない。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。 第１図は本発明の実施例に係る電源スイッチ装置の回路
図である。第１図において、２は電源端子、４は電源端
子２との間で負荷６が接続される負荷端子、８は電源端
子２との間で電源１０が接続されるコモン端子である。 １２はノーマルオン接点１２ａにある可動接点１２ｂが
外部操作でノーマルオフ接点１２ｃに接触可能とされ、
かつ負荷端子４にノーマルオフ接点１２ｃが、またコモ
ン端子８に可動接点１２ｂがそれぞれ接続されたメカニ
カルスイッチ、１４はメカニカルスイッチ１２のノーマ
ルオン接点１２ａに入力部１４ａが接続されていて、そ
のメカニカルスイッチ１２の可動接点！２ｂが、ノーマ
ルオン接点１２ａに接触しているときにおいてはオフ信
号を、外部操作されてノーマルオン接点１２ａから離間
しているときにおいてはオン信号をそれぞれ出力部１４
ｂから出力する駆動回路、

【６はメカニカルスイッチ１
２のノーマルオフ接点１２ｃと可動接点１２ｂとの間に
ソース・ドレイン電極が並列に接続されていて、そのゲ
ート電極に駆動回路１４の出力部１４ｂから、オン信号
が与えられたときはオンし、オフ信号が与えられたとき
オフする半導体スイッチ（電界効果トランジスタ）であ
る。 ここで、駆動回路１４は電源端子２とノーマルオン接点
１２ａとの間に直列に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２の共通
接続部にベースが、電源端子２にエミッタがそれぞれ接
続された第１トランジスタＱｌと、第１トランジスタＱ
ｌのコレクタとコモン端子８との間に直列に接続された
抵抗Ｒ３，Ｒ４の共通接続部にベースが、抵抗Ｒ５を介
して電源端子２にコレクタが、またコモン端子８にエミ
ッタがそれぞれ接続された第２トランジスタＱ２とから
構成されている。 動作を説明すると、図示のようにメカニカルスイッチ１
２の可動接点１２ｂがそれのノーマルオン接点１２ａに
接触しているときは、駆動回路１４の第１トランジスタ
Ｑｌはオンしているから、その第２トランジスタＱ２も
オンしている。したがって、第２トランジスタＱ２のコ
レクタ電位が低下しているから、半導体スイッチ１６は
オフ状態となっている。すなわち、駆動回路１４の出力
部１４ｂからは半導体スイッチ１６に対してはこれをオ
フにするオフ信号が出力されていることになる。この状
態では負荷６にはメカニカルスイッチ１２、半導体スイ
ッチ１６のいずれを介しても電源ＩＯがまったく供給さ
れていない。 つぎに、負荷６に電源ｌＯを供給するためにメカニカル
スイッチ１２の可動接点１２ｂが外部操作され、これに
よりその可動接点１２ｂがノーマルオン接点１２ａから
離間すると、駆動回路１４の第１トランジスタＱｌがオ
フし、これに伴って第２トランジスタＱ２もオフする。 第２トランジスタＱ２がオフすると、そのコレクタ電位
が上がるから半導体スイッチ１６はオンする。すなわち
、駆動回路１４の出力部１４ｂからは半導体スイッチＩ
６をオンにするオン信号が出力されることになる。半導
体スイッチ１６がオンすると、負荷６は電１ｔｏ、電源
端子２、当該負荷６、負荷端子４、半導体スイッチＩ６
、およびコモン端子８で構成される閉回路でもって電源
ｌＯか供給される。 すなわち、可動接点１２ｂがノーマルオン接点１２ａか
ら離間してノーマルオフ接点１２ｃに接触するまでの過
渡期においては、駆動回路１４からはオン信号が半導体
スイッチ１６に与えられ、これにより半導体スイッチ１
６がオンして負荷６にはこの半導体スイッチ■６を介し
て電源】０が接続されることとなって、当該負荷６には
電源ｌＯが供給される。この電源供給状態では負荷６は
メカニカルスイッチ１２を介して電源ｌＯを供給されて
いないから、負荷６に電源ＩＯが供給されろ当初の過渡
期における過大な突入電流は半導体スイッチ１６を介し
て流され、結局、メカニカルスイッチ１２においての接
点溶着現象が発生することかない。 この過渡期の経過後は、メカニカルスイッチ１２の可動
接点１２ｂがノ−マルオフ接点１２ｃに接触するのであ
るが、こんどは負荷６にはこのメカニカルスイッチ１２
を介して電源１０が供給されることになるが、過渡期を
経過しているから、過大な突入電流がメカニカルスイッ
チ【２に流れることはなく、定常の電流の大部分がこの
メカニカルスイッチＩ２を介して負荷６に供給される。 つまり、半導体スイッチ１６は過渡期のみ負荷６に電源
１０を供給するだけで、過渡期の経過後はメカニカルス
イッチ１２に定常電流の大部分が流れることになり、結
局、過渡期の経過後では半導体スイッチ１６のオン抵抗
に基づく突入電流による発熱は抑制され、しかもそのオ
ン抵抗による電力損失も過渡期の短時間であるから殆ど
ない。 第２図は第１図の実施例の電源スイッチ装置を組み込ん
だ機構の側面断面図であって、１８はケースである。こ
のケース１８内には回路基板２０が組み込まれている。 この回路基板２０には駆動回路１４と半導体スイッチ１
６とが搭載されている。ソシて、回路基板２０にはメカ
ニカルスイッチ＋２と、電源端子２、負荷端子４、およ
びコモン端子８それぞれの一端とか取り付けられていて
、各端子２．４．８それぞれの他端はケース１８を介し
て外方に延出されている。２２はケース１８の穴１８に
貫通挿入されてメカニカルスイッチ１２の可動接点ｆ２
ｂを外部操作するための操作部材である。 （発明の効果） 以」二説明したことから明らかなように本発明によれば
、メカニカルスイッチと半導体スイッチとを組み合わせ
て、負荷に電源を投入する瞬間の過渡期においては半導
体スイッチで負荷に電源を供給し、その過渡期の経過後
にはメカニカルスイッチで主に負荷に電源を供給するよ
うに構成したから、電源投入の過渡期における突入電流
は半導体スイッチに流れることで、メカニカルスイッチ
での接点溶着現象を防止することができ、しかも、過渡
期の経過後の定常時には主にメカニカルスイッチを介し
て負荷に電源が供給されるから半導体スイッチ固有の欠
点であるオン抵抗による電力損失とか発熱などによる対
策が不要となってその装置の小型化などを図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電源スイッチ装置の回路
図、第２図は同電源スイッチ装置を組み込んだＪａ構の
側面断面図である。 ２・・・電源端子、４・・・負荷端子、６・・・負荷、
８コモン端子、１０・・・電源、＋２・・・メカニカル
スイッチ、１２ａ　・・ノーマルオン接点、！２ｂ・・
・可動接点、ｆ２ｃ・・・ノーマルオフ接点、１４・・
・駆動回路、１４ａ・・・駆動回路の入力部、１４ｂ・
・・駆動回路の出力部、１６・・・半導体スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源端子と、 前記電源端子との間で負荷が接続される負荷端子と、 前記電源端子との間で電源が接続されるコモン端子と、 ノーマルオン接点にある可動接点が外部操作でノーマル
   オフ接点に接触可能とされ、かつ前記負荷端子にノーマ
   ルオフ接点が、また前記コモン端子に可動接点がそれぞ
   れ接続されたメカニカルスイッチと、 前記メカニカルスイッチのノーマルオン接点に入力部が
   接続されていて、そのメカニカルスイッチの可動接点が
   、ノーマルオン接点に接触しているときにおいてはオフ
   信号を、外部操作されてノーマルオン接点から離間して
   いるときにおいてはオン信号をそれぞれ出力部から出力
   する駆動回路と、 前記メカニカルスイッチのノーマルオフ接点と可動接点
   との間に並列に接続されていて、前記駆動回路の出力部
   から、オン信号が与えられたときはオンし、オフ信号が
   与えられたときオフする半導体スイッチと、 を具備したことを特徴とする電源スイッチ装置。