JPH04354374A

JPH04354374A - ハイブリッドスイッチ

Info

Publication number: JPH04354374A
Application number: JP3155248A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nomura; 野村　年弘
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-08

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流又は直流の電源に
負荷を接続したり、遮断したりする電磁接触器の接点に
、半導体スイッチを並列に接続したハイブリッド（混成
）スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなハイブリッドスイッチの主な
使命は、接点の投入、遮断責務を並列に接続する半導体
に分担させて低減することにより、■接点の損耗を小さ
くして寿命を増大する、■火花を小さくして電気的ノイ
ズを低減する、■半導体スイッチの通電損失を低減して
省電力と小形化を可能とする、などの利点を得ることに
ある。

【０００３】従来のハイブリッドスイッチを図７、図８
に示すと、接触器３の主接点に対して半導体スイッチと
しての逆並列サイリスタ１０やトライアック４が並列に
接続される。そして、これの半導体スイッチのゲートを
通じてのスイッチ操作を、接触器３の投入動作より先に
オン信号が得られる特殊ａ接点を利用して行っていた。図中５は特殊ａ接点に接続するゲートトリガ抵抗である
。このような特殊ａ接点を利用するのは、主接点が投入す
る前に半導体スイッチをオンして、主接点が遮断してか
ら半導体をオフする必要があるためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、接触器は主接点
の他に補助接点を有するが、この補助接点としては主接
点の投入と合わせて投入するａ接点（常開）と、その逆
に主接点の投入時に開放するｂ接点（常閉）とがある。しかし、この補助ａ接点は主接点より先にオンするとは
限らないので、特別に設計製作された特殊ａ接点をもっ
た接触器でないとハイブリッドスイッチは構成できなか
った。そして、もともとこの特殊ａ接点は構造上作りに
くい上に、摩耗が生じると許されない方向のずれを生ず
る。

【０００５】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、特別に設計製作された特殊ａ接点を必要としないの
で通常の接触器が使用でき、安価であり、また、ノイズ
による誤動作がしにくくなり、摩耗に対しても安全であ
るハイブリッドスイッチを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、前記課題を解
決するため調査研究した結果、通常の接触器のｂ接点は
ほとんどの場合主接点が投入する前に開放することが分
り、このｂ接点を利用して半導体スイッチを制御するこ
とが種々の利点を生むことが分かった。

【０００７】そこで、本発明は前記目的を達成するため
、電磁接触器の主接点と並列に半導体スイッチを接続す
るハイブリッドスイッチにおいて、電磁接触器の主接点
のオンより先にオフする補助ｂ接点（常閉接点）のオフ
で前記半導体スイッチをオンするようにし、また、該ｂ
接点のオンで半導体スイッチをオフするようにしたこと
を要旨とするものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、補助ｂ接点を利用することで
、通常の接触器が使用でき、ノズルによる誤動作がしに
くくなり、また、多極のハイブリッドスイッチにも効果
的に利用できる。さらに、主接点、補助ｂ接点どちらが
摩耗しても安全側にずれるものとなる。

【０００９】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明のハイブリッドスイッチの第１
実施例を示すもので、交流回路に本発明を適用した回路
図である。図中１は交流電源、２はこの交流電源１に対
して接触器３を介して接続される負荷で、接触器３はそ
の主接点ａに半導体スイッチとしてのトライアック４が
並列に接続される。

【００１０】そして、トライアック４のゲートＧにゲー
トトリガ抵抗５により常時トリガ電流を与えて、トライ
アック４を常時オンにした回路とした。また、このトラ
イアック４のゲートＧとゲートトリガ抵抗５との接続中
点と接触器３の主接点ａとを、この主接点ａのオンより
先にオフする補助ｂ接点（常閉接点）を介して接続し、
この接触器３のｂ接点でトライアック４のゲート・カソ
ード間（Ｇ・Ｋ間）をショートしてトライアック４をオ
フするようにしている。

【００１１】この回路では、接触器３のオフ時、トライ
アック４のゲート・カソード間（Ｇ・Ｋ間）はｂ接点に
より数ミリオームで短絡されており、ノイズにより誤点
弧する心配はほとんどない。

【００１２】また、接触器３の主接点ａが投入する前に
、ｂ接点が切れてトライアック４がオンするので、主接
点ａは無火花で投入可能である。通電中は、トライアッ
ク４のオン電圧降下が大きいため、ほとんど１００　％
の負荷電流は接点ａに流れる。

【００１３】接触器３の接点ａが先ず開いて無火花で電
流をトライアック４に移した後、ｂ接点が閉じてＧ・Ｋ
間がショートされた後、負荷電流（交流）が零となった
時点で無ノイズでトライアック４がオフする。

【００１４】しかし、図１の回路ではトライアック４が
オフした後でもゲートトリガ抵抗５を介してわずかな電
流が負荷２に流れ続ける。

【００１５】このわずかなもれ電流をなくすため、第２
実施例として図２のごとく補助電源６をゲートトリガ抵
抗５１に接続する回路を構成すれば、オフ時の負荷２へ
のもれ電流はなくすことが可能である。

【００１６】また、第３実施例として図３に示すように
補助トライアック４ａを前段の半導体スイッチとして使
用すれば、図１の場合よりももれ電流を２〜３桁程度小
さくすることができる。

【００１７】図４は第４実施例として、直流回路にこの
ｂ接点を利用したハイブリッドスイッチの例を示す。図
中７は直流電源で、これに接触器３を介して負荷２が接
続され、接触器３の主接点ａに半導体スイッチとしての
トランジスタスイッチ８が並列に接続される。トランジ
スタスイッチ８のゲートＧにゲートトリガ抵抗５により
常時トリガ電流を与えて、トランジスタスイッチ８を常
時オンにした回路とした。また、このトランジスタスイ
ッチ８のゲートＧとゲートトリガ抵抗５との接続中点と
接触器３の主接点ａとを、この主接点ａのオンより先に
オフする補助ｂ接点（常閉接点）を介して接続し、この
接触器３のｂ接点でトランジスタスイッチ８のゲート・
エミッタ間（Ｇ・Ｅ間）をショートしてトランジスタス
イッチ８をオフするようにしている。

【００１８】動作は図１とほぼ同様だが、遮断時に負荷
電流を半導体スイッチであるトランジスタスイッチ８を
こわさずに遮断するため、サージ吸収器９又はそれに代
わる回路を並設することが必要である。

【００１９】この直流回路の場合でも、図２，図３に相
当する回路構成でもれ電流の低減が可能である。

【００２０】第５実施例として、三相交流電源、三相負
荷の回路において、１個の２極接触器３１と２個の逆並
列サイリスタ１０でハイブリッドスイッチとして構成し
た例を、図５に示す。補助電源６にフォトカプラ駆動抵
抗５２を介してフォトカプラ１１を接続するが、２極接
触器３１のひとつのｂ接点でもこのようにフォトカプラ
１１を利用することで多極の半導体スイッチを駆動でき
る。この例では、フォトカプラ１１が励起されれば逆並
列サイリスタ１０がオンする動作で、本来は特殊ａ接点
を使いたい回路であるが、フォトカプラ１１の入力を短
絡するという特殊な使い方でｂ接点を使用可能にしてい
る。この補助ａ接点でフォトカプラを励起すべきところ
に補助ｂ接点でも駆動できる方法では、市販の汎用ＳＳ
Ｃ（ソリッドステートコンタクタ）を利用することが可
能である。

【００２１】図６は第６実施例として、三相電源、三相
負荷の回路で、３極接触器３２とサイリスタ１２とこれ
に逆並列接続するダイオード１３による半導体スイッチ
とでハイブリッドスイッチを構成した例を示す。補助電
源６１にフォトカプラ駆動抵抗５２を介して３個のフォ
トカプラ１１を接続するが、このように三相、三極の回
路に限り、半導体スイッチはサイリスタ１２のダイオー
ド１３の逆並列が使用可能であり、サイリスタとその駆
動回路が節約できる。

【００２２】なお、前記のごとき片方向にダイオードを
利用した方式は三相の可逆負荷には不向きである。三相
の可逆負荷では、図５に示すサイリスタの逆並列２極以
上のハイブリッドスイッチを２台用意することになる。

【００２３】また、前記補助電源６１は、ハイブリッド
スイッチ内部の電源側から電力の供給を受けるようにし
てあり、このようにすると、多極のハイブリッドスイッ
チが負荷へのもれ電流なく、しかも別の補助電源もなし
で構成できるので、接触器のコイル操作のみで多極のオ
フ時もれ電流のないハイブリッドスイッチが操作できる
。

【００２４】そして、図５、図６の構成は市販の一般的
な接触器とＳＳＣ（ソリッドステートコンタクタ）とを
組合わせて作ることもできる。

【００２５】以上種々の実施例を示したが、さらに、本
発明における前記原理の組合わせはこれ以外にも種々考
えられる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明のハイブリッド
スイッチは、電磁接触器の主接点と並列に半導体スイッ
チを接続するハイブリッドスイッチにおいて、半導体ス
イッチの操作用に接触器のｂ接点を使用することにより
、通常の接触器が使用でき、ノズルによる誤動作がしに
くくなり、また、多極のハイブリッドスイッチにも効果
的に利用できるものである。さらに、主接点、補助ｂ接
点どちらが摩耗しても安全側にずれるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリッドスイッチの第１実施例を
示す回路図である。

【図２】本発明のハイブリッドスイッチの第２実施例を
示す回路図である。

【図３】本発明のハイブリッドスイッチの第３実施例を
示す回路図である。

【図４】本発明のハイブリッドスイッチの第４実施例を
示す回路図である。

【図５】本発明のハイブリッドスイッチの第５実施例を
示す回路図である。

【図６】本発明のハイブリッドスイッチの第６実施例を
示す回路図である。

【図７】従来例を示す回路図である。

【図８】他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１…交流電源　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
…負荷３…接触器　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３１…２極接触器３２…３極接触器　　　　　　
　　　　　　　　　　４…トライアック４ａ…補助トラ
イアック５，５１…ゲートトリガ抵抗　　　　　　５２…フォト
カプラ駆動抵抗６，６１…補助電源　　　　　　　　　　　　　　７…
直流電源８…トランジスタスイッチ９…サージ吸収器　　　　　　　　　　　　　　１０…
逆並列サイリスタ１１…フォトカプラ　　　　　　　　
　　　　　　１２…サイリスタ１３…ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　電磁接触器の主接点と並列に半導体ス
イッチを接続するハイブリッドスイッチにおいて、電磁
接触器の主接点のオンより先にオフする補助ｂ接点（常
閉接点）のオフで前記半導体スイッチをオンするように
し、また、該ｂ接点のオンで半導体スイッチをオフする
ようにしたことを特徴とするハイブリッドスイッチ。
【請求項２】　　電磁接触器の主接点と並列に半導体ス
イッチを接続するハイブリッドスイッチにおいて、電磁
接触器の主接点のオンより先にオフする補助ｂ接点（常
閉接点）を半導体スイッチの半導体のゲート・カソード
またはゲート・エミッタ間に接続し、この補助ｂ接点の
オフで半導体のゲート・カソード間またはゲート・エミ
ッタ間を直接又は間接的に短絡することで半導体スイッ
チをオンするようにし、また、該ｂ接点のオンで半導体
スイッチをオフするようにしたことを特徴とするハイブ
リッドスイッチ。
【請求項３】　　ゲート駆動用補助電源にゲートトリガ
抵抗を接続し、このゲートトリガ抵抗に補助ｂ接点を接
続して、負荷へのもれ電流をなくすようにした請求項１
記載または請求項２記載のハイブリッドスイッチ。
【請求項４】　　半導体スイッチの前段に補助半導体ス
イッチを設けて負荷へのもれ電流を減らした請求項１記
載または請求項２記載のハイブリッドスイッチ。