JPH054850B2 - - Google Patents

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JPH054850B2
JPH054850B2 JP62244755A JP24475587A JPH054850B2 JP H054850 B2 JPH054850 B2 JP H054850B2 JP 62244755 A JP62244755 A JP 62244755A JP 24475587 A JP24475587 A JP 24475587A JP H054850 B2 JPH054850 B2 JP H054850B2
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JP
Japan
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switching transistor
current
battery
base
load
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JP62244755A
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JPS6486711A (en
Inventor
Shoji Usuda
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Idec Corp
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Idec Izumi Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 この発明は電源ラインの一方の極に挿入され、
過電流を検出したとき回路をしや断する単極回路
しや断器に関する。
[Detailed description of the invention] (a) Industrial application field This invention is inserted into one pole of a power line,
This invention relates to a single-pole circuit breaker that disconnects the circuit when an overcurrent is detected.

(b) 従来の技術 装置の過負荷電流や短絡電流を検知して電源ラ
インをしや断する回路しや断器が種々の電気機器
や配線装置に備えられている。回路しや断器とし
ては現在、ヒユーズ、バイメタルブレーカ、電磁
ブレーカ、無接点ブレーカ等が実用化されてい
る。
(b) Prior Art Various electrical devices and wiring devices are equipped with circuit breakers and disconnectors that detect overload currents and short-circuit currents in devices and disconnect power lines. Currently, fuses, bimetal breakers, electromagnetic breakers, non-contact breakers, etc. are in practical use as circuit breakers.

このうち、半導体を利用した無接点ブレーカ
は、動作特性を任意に設定できる・極めて早い回
路しや断させることができる・半導体の特性を生
かした高速しや断という利点により特に電子回路
の一部として小型の回路保護器として実用化され
ている。また、回路しや断器には、電源ラインを
両方しや断する2極回路しや断器と一方のみしや
断する単極回路しや断器とがあるが、小型の電子
機器には主として単極回路しや断器が使用されて
いる。ここで、第4図に従来一般的な単極回路し
や断器の回路図を示す。負荷電流をしや断するス
イツチングトランジスタ40のベースには常に電
源部44から所定の電圧が印加され、スイツチン
グトランジスタ40はオンしている。負荷電流が
流れているとき電源部44はベース電流を供給す
る。スイツチングトランジスタ40のベース−エ
ミツタ間にはフオトカプラ41のフオトトランジ
スタ(受光側)41bが接続されている。フオト
カプラ41のLED(投光側)41aは負荷電流路
中に挿入されている。負荷電流は抵抗46,47
によつて分流され、抵抗47側の負荷電流が
LED41aを流れる。負荷電流が一定値を超え
たときLED41aの発光量がフオトトランジス
タ41bをオンし、スイツチングトランジスタ4
0のベース−エミツタ間が短絡される。これでベ
ース電流の供給が絶たれスイツチングトランジス
タ40はカツトオフ状態になる。これによつて、
負荷電流がしや断される。ここで、LED41a
の発光によつてフオトトランジスタ41bがオン
したときの負荷電流がこの単極回路しや断器の定
格電流となる。定格電流は分流抵抗46,47を
適当に設定することによつて種々に定めることが
できる。上記の単極回路しや断器では、ベース電
流は電源ラインと別系統の電源部44から供給さ
れている。
Among these, non-contact breakers that use semiconductors have the advantages of being able to set the operating characteristics arbitrarily, being able to disconnect circuits extremely quickly, and making use of the characteristics of semiconductors to quickly disconnect them. It has been put into practical use as a small circuit protector. In addition, there are two types of circuit breakers and disconnectors: two-pole circuit breakers that cut both power lines, and single-pole circuit breakers that cut only one side. Single-pole circuit breakers are mainly used. Here, FIG. 4 shows a circuit diagram of a conventional single-pole circuit breaker. A predetermined voltage is always applied from the power supply section 44 to the base of the switching transistor 40 that cuts off the load current, and the switching transistor 40 is turned on. When the load current is flowing, the power supply section 44 supplies the base current. A phototransistor (light receiving side) 41b of a photocoupler 41 is connected between the base and emitter of the switching transistor 40. The LED (light emitting side) 41a of the photocoupler 41 is inserted into the load current path. Load current is resistor 46, 47
The load current on the resistor 47 side is shunted by
The current flows through the LED 41a. When the load current exceeds a certain value, the amount of light emitted from the LED 41a turns on the phototransistor 41b, and the switching transistor 4
The base and emitter of 0 are short-circuited. This cuts off the supply of base current, and the switching transistor 40 enters the cut-off state. By this,
The load current is then interrupted. Here, LED41a
The load current when the phototransistor 41b is turned on by the light emission becomes the rated current of this unipolar circuit and circuit breaker. The rated current can be determined in various ways by appropriately setting the shunt resistors 46 and 47. In the single-pole circuit breaker described above, the base current is supplied from a power supply section 44 that is separate from the power supply line.

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ベース電流は数十mA〜数百m
A流れるためスイツチングトランジスタ40を継
続してオンするためには大きな電源が必要とな
り、負荷装置とは別の系統で商用電源に接続する
必要も生じる。このように従来の単極回路しや断
器では消費電力が大きく、電源確保のため装置も
複雑化・大型化する問題点があつた。
(c) Problems to be solved by the invention However, the base current ranges from several tens of mA to several hundred mA.
Since A current flows, a large power source is required to keep the switching transistor 40 on continuously, and it is also necessary to connect to the commercial power source through a system separate from the load device. As described above, conventional single-pole circuits and circuit breakers consume large amounts of power, and the problem is that the devices become complicated and large in order to secure the power supply.

この発明はこのような問題点に鑑みてなされた
もので、負荷電流から動作電流をとることにより
上記問題点を解決した単極回路しや断器を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a single-pole circuit breaker that solves the above problems by deriving the operating current from the load current.

(d) 問題点を解決するための手段 この発明の単極回路しや断器は、 負荷電流をしや断するスイツチングトランジス
タのベース−エミツタ間に順電圧を供給するバツ
テリと、 負荷電流の一部を分流して前記スイツチングト
ランジスタのベース電流および前記バツテリの充
電電流として供給する手段と、 コレクタ−エミツタ間電圧降下が一定値以上に
なつたとき前記ベース電流およびバツテリ電圧を
しや断して前記スイツチングトランジスタをカツ
トオフする手段と、 を有することを特徴とする。
(d) Means for Solving the Problems The single-pole circuit breaker of the present invention includes a battery that supplies a forward voltage between the base and emitter of a switching transistor that interrupts the load current, and a battery that supplies a forward voltage between the base and emitter of a switching transistor that interrupts the load current. means for dividing a portion of the current into a base current of the switching transistor and supplying it as a charging current for the battery; and means for cutting off the switching transistor.

(e) 作用 この発明の単極回路しや断器は、負荷がオンし
ているときには負荷電流の一部をスイツチングト
ランジスタのベース電流およびバツテリ充電電流
として利用する。回路しや断して負荷がオフして
いるときには主回路電圧によりバツテリを急速充
電から浮動充電する。このように負荷のオン・オ
フにかかわらず常時バツテリを充電し続けている
ので外部の別電源が不要になる。
(e) Function The single-pole circuit breaker of the present invention utilizes a portion of the load current as the base current of the switching transistor and battery charging current when the load is on. When the circuit is disconnected and the load is off, the main circuit voltage changes the battery from rapid charging to floating charging. In this way, the battery is constantly charged regardless of whether the load is on or off, eliminating the need for a separate external power source.

(f) 実施例 第1図はこの発明の実施例である単極回路しや
断器の回路図である。電源側端子13と負荷側端
子14とはダイオード17およびスイツチングト
ランジスタ11を介して接続されている。スイツ
チングトランジスタはパワートランジスタであ
る。スイツチングトランジスタ11のベースはダ
イオード18および抵抗15、抵抗25、抵抗2
7を介して電源側端子13と接続されている。こ
れによつて負荷電流の一部がベース電流として流
れるためスイツチングトランジスタ11はオン状
態を保たれる。また電源側端子13−負荷側端子
14間には前記抵抗27を介してバツテリ12が
挿入されている。負荷電流が流れているときこの
バツテリ12は負荷電流の一部によつてトリクル
充電される。バツテリへの充電電圧はダイオード
17とスイツチングトランジスタ11との電圧降
下の和で保証されている。負荷がオフして負荷電
流が流れていないときバツテリ12はダイオード
17のアノードとトランジスタ11のエミツタ間
に加わる主回路電圧により抵抗27を介して急速
充電される。さらにスイツチングトランジスタ1
1のベース−エミツタ間にはフオトトランジスタ
16bが接続されている。このフオトトランジス
タ16bはフオトカプラ16の受光側であり、発
光側であるLED16aは、抵抗15、サイリス
タ22、リセツトスイツチ26と直列に接続され
て電源側端子13−負荷側端子14間に挿入され
ている。すなわちLED16aはサイリスタ22
がトリガされたとき点灯し、リセツトスイツチ2
6が押下されたとき消灯する。サイリスタ22の
ゲートには、スイツチングトランジスタ11のコ
レクタからツエナダイオード20が接続されてい
る。負荷電流が定格以上流れたとき、スイツチン
グトランジスタは活性状態になり、コレクタ−エ
ミツタ間の電圧降下によつてツエナダイオード2
0がブレークする。ブレーク電流がサイリスタ2
2をトリガする。サイリスタは自己保持する。こ
れによつてサイリスタ22に電流が流れフオトカ
プラ16がオンしてベース−エミツタ間を短絡さ
せる。これでスイツチングトランジスタ11をオ
フする。このブレークは瞬時に行われ、負荷装置
が電子回路であつても破損することなく電源をオ
フすることができる。なお、スイツチングトラン
ジスタのカツトオフは安全動体領域(ASO)内
で行われることはいうまでもない。負荷が復旧し
リセツトスイツチ26が押下された(開かれた)
ときサイリスタ22はカツトオフされバツテリ1
2から抵抗15,25、ダイオード18を介して
スイツチングトランジスタにベース電流が供給さ
れることになり、この回路は動作状態に復帰す
る。
(f) Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram of a single-pole circuit breaker which is an embodiment of the present invention. The power supply side terminal 13 and the load side terminal 14 are connected via a diode 17 and a switching transistor 11. The switching transistor is a power transistor. The base of the switching transistor 11 is a diode 18, a resistor 15, a resistor 25, and a resistor 2.
It is connected to the power supply side terminal 13 via 7. As a result, part of the load current flows as a base current, so that the switching transistor 11 is kept in an on state. Further, a battery 12 is inserted between the power supply side terminal 13 and the load side terminal 14 via the resistor 27. When a load current is flowing, this battery 12 is trickle charged by a portion of the load current. The charging voltage to the battery is guaranteed by the sum of the voltage drops across the diode 17 and the switching transistor 11. When the load is off and no load current is flowing, the battery 12 is rapidly charged via the resistor 27 by the main circuit voltage applied between the anode of the diode 17 and the emitter of the transistor 11. Furthermore, switching transistor 1
A phototransistor 16b is connected between the base and emitter of the transistor 1. The phototransistor 16b is on the light receiving side of the photocoupler 16, and the LED 16a on the light emitting side is connected in series with a resistor 15, a thyristor 22, and a reset switch 26, and is inserted between the power supply side terminal 13 and the load side terminal 14. . In other words, the LED 16a is the thyristor 22
Lights up when the reset switch 2 is triggered.
The light goes out when 6 is pressed. A Zener diode 20 is connected to the gate of the thyristor 22 from the collector of the switching transistor 11. When the load current exceeds the rated value, the switching transistor becomes active and the Zener diode 2 is activated due to the voltage drop between the collector and emitter.
0 breaks. Break current is thyristor 2
Trigger 2. Thyristors are self-maintaining. As a result, current flows through the thyristor 22, turning on the photocoupler 16 and short-circuiting the base and emitter. This turns off the switching transistor 11. This break occurs instantaneously, and even if the load device is an electronic circuit, the power can be turned off without damage. It goes without saying that the switching transistor is cut off within the safe operating area (ASO). The load was restored and the reset switch 26 was pressed (opened).
When the thyristor 22 is cut off and the battery 1
A base current is supplied from 2 to the switching transistor via resistors 15, 25 and diode 18, and the circuit returns to its operating state.

なお、スイツチングトランジスタ11のコレク
タにはサージアブソーバ19が接続されている。
サイリスタ22のゲート−カソード間にはコンデ
ンサ23、抵抗24が接続されている。コンデン
サ23はゲートノイズ吸収用でサイリスタのノイ
ズによるミストリツプを防止するためのものであ
る。抵抗24はゲート抵抗であると同時にトリツ
プ表示用LED21の電流調節用の抵抗である。
Note that a surge absorber 19 is connected to the collector of the switching transistor 11.
A capacitor 23 and a resistor 24 are connected between the gate and cathode of the thyristor 22. The capacitor 23 is for absorbing gate noise and preventing mistrips due to thyristor noise. The resistor 24 is a gate resistor as well as a resistor for adjusting the current of the trip display LED 21.

抵抗15,25,27を含む結線がこの発明の
「負荷電流の一部を分流してスイツチングトラン
ジスタのベース電流およびバツテリの充電電流と
して供給する手段」に対応し、ツエナダイオード
20、サイリスタ22およびフオトカプラ16が
この発明の「コレクタ−エミツタ間電圧降下が一
定値以上になつたときベース電流およびバツテリ
電圧をしや断してスイツチングトランジスタをカ
ツトオフする手段」に対応する。
The connection including the resistors 15, 25, and 27 corresponds to the "means for shunting a part of the load current and supplying it as the base current of the switching transistor and the charging current of the battery" of the present invention, and connects the Zener diode 20, the thyristor 22, and The photocoupler 16 corresponds to the "means for cutting off the switching transistor by cutting off the base current and battery voltage when the collector-emitter voltage drop exceeds a certain value" of the present invention.

第2図に急変サーミスタを内蔵するパワートラ
ンジスタを使用した単極回路しや断器の回路図を
示す。この単極回路しや断器は第1図に示した単
極回路しや断器よりもツエナダイオード20に降
伏電圧が高いものを使用し、降伏電圧になる前に
急変サーミスタがキユリー温度に達することによ
つても電源をカツトオフできるようにしたもので
ある。これによつて、過電流発生から電源がカツ
トオフされるまでにある程度の時定数を持たせ、
モータ等の誘導負荷に使用できるようにしたもの
である。この実施例で第1図に示めした実施例と
構成において同一の部分は同一番号を付して説明
を省略する。スイツチングトランジスタ11の内
部には負特性急変サーミスタ30が取り付けられ
ている。この急変サーミスタ30は、サイリスタ
22のゲートに接続されるとともに、抵抗27、
15,25で降圧された正電位が印加されてい
る。スイツチングトランジスタ11が一定温度以
上に発熱したとき急変サーミスタ30の抵抗値が
急落してサイリスタ22をトリガする。これによ
つてフオトカプラ16が動作してスイツチングト
ランジスタ11をオフする。急変サーミスタ30
として、回路しや断器の定格負荷電流を超える電
流を流したときスイツチングトランジスタ11が
発熱する温度のキユリー温度を有するものを使用
することにより、温度上昇のタイムラグにより誘
導負荷に適したしや断特性を得ることができる。
さらに、極めて大きな過電流が流れたときはツエ
ナダイオード20がブレークしてバツテリ12を
トリガする。このブレークは瞬時に行われる。こ
れによつて、スイツチングトランジスタ11を破
損することなくオフすることができる。
Figure 2 shows a circuit diagram of a single-pole circuit and circuit breaker using a power transistor with a built-in sudden change thermistor. This single-pole circuit breaker uses a Zener diode 20 with a higher breakdown voltage than the single-pole circuit breaker shown in Figure 1, and the sudden change thermistor reaches the Curie temperature before the breakdown voltage is reached. In some cases, the power supply can be cut off. This allows for a certain amount of time constant from the occurrence of overcurrent until the power is cut off.
It can be used for inductive loads such as motors. In this embodiment, the same parts in the structure as the embodiment shown in FIG. A negative characteristic sudden change thermistor 30 is attached inside the switching transistor 11. This sudden change thermistor 30 is connected to the gate of the thyristor 22, and the resistor 27,
A positive potential stepped down at 15 and 25 is applied. When the switching transistor 11 generates heat above a certain temperature, the resistance value of the sudden change thermistor 30 suddenly drops and the thyristor 22 is triggered. This causes the photocoupler 16 to operate and turn off the switching transistor 11. Sudden change thermistor 30
By using a transistor with a Curie temperature that is the temperature at which the switching transistor 11 generates heat when a current exceeding the rated load current of the circuit or disconnector is passed, the time lag of temperature rise makes it suitable for inductive loads. It is possible to obtain cutting characteristics.
Further, when an extremely large overcurrent flows, the Zener diode 20 breaks and triggers the battery 12. This break is instantaneous. Thereby, the switching transistor 11 can be turned off without being damaged.

第3図は上記単極回路しや断器を交流電源に応
用した図である。ダイオードブリツジ53〜56
にこの発明の実施例の単極回路しや断器50およ
び交流電源ライン用端子51,52を接続した。
これによつて全電流は単極回路しや断器50を一
方向に流れることになり、交流の過電流制御が可
能となる。
FIG. 3 is a diagram in which the single-pole circuit breaker is applied to an AC power source. Diode bridge 53-56
The unipolar circuit breaker 50 and the AC power line terminals 51 and 52 of the embodiment of the present invention were connected to the same.
As a result, all the current flows in one direction through the unipolar circuit and the circuit breaker 50, making it possible to control alternating current overcurrent.

(g) 発明の効果 以上のようにこの発明の単極回路しや断器によ
れば、負荷電流の一部を分流してスイツチングト
ランジスタのベース電流とバツテリの充電電流と
した。回路しや断したときは主回路電圧が前記バ
ツテリに加わりバツテリを急速充電→浮動充電す
る。これによつて、別系統の電源部を設けなくて
もバツテリは常時充電されしや断器としての機能
を保つことができ、装置の消費電力が極めて小さ
くなるとともに小型化が可能となる。また、商用
電源に接続する必要がなくなるため設置が容易に
なる利点も生じる。
(g) Effects of the Invention As described above, according to the single-pole circuit breaker of the present invention, a part of the load current is divided into the base current of the switching transistor and the charging current of the battery. When the circuit is disconnected, the main circuit voltage is applied to the battery, and the battery is rapidly charged and then floated charged. As a result, the battery can be constantly charged and maintain its function as a disconnector without providing a separate power supply section, and the power consumption of the device can be extremely reduced and the device can be made smaller. Furthermore, since there is no need to connect to a commercial power source, there is an advantage that installation becomes easier.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例である単極回路しや
断器の回路図、第2図はこの発明の他の実施例で
ある単極回路しや断器の回路図、第3図は同単極
回路しや断器を交流電源に応用した図、第4図は
従来の単極回路しや断器の回路図である。 11…スイツチングトランジスタ、12…バツ
テリ、16…フオトカプラ、20…ツエナダイオ
ード、22…サイリスタ。
Figure 1 is a circuit diagram of a single-pole circuit breaker which is an embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram of a single-pole circuit breaker which is another embodiment of the invention, and Figure 3 is a circuit diagram of a single-pole circuit breaker which is an embodiment of the present invention. Figure 4 is a diagram showing the application of the single-pole circuit breaker to an AC power source, and is a circuit diagram of a conventional single-pole circuit breaker. 11...Switching transistor, 12...Battery, 16...Photocoupler, 20...Zena diode, 22...Thyristor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 負荷電流をしや断するスイツチングトランジ
スタのベース−エミツタ間に順電圧を供給するバ
ツテリと、 負荷電流の一部を分流して前記スイツチングト
ランジスタのベース電流および前記バツテリの充
電電流として供給する手段と、 コレクタ−エミツタ間電圧降下が一定値以上に
なつたとき前記ベース電流およびバツテリ電圧を
しや断して前記スイツチングトランジスタをカツ
トオフする手段と、 を有してなる単極回路しや断器。
[Scope of Claims] 1. A battery that supplies a forward voltage between the base and emitter of a switching transistor that cuts off a load current, and a battery that divides a part of the load current to reduce the base current of the switching transistor and the battery. and means for cutting off the base current and battery voltage to cut off the switching transistor when the collector-emitter voltage drop exceeds a certain value. Single pole circuit disconnector.
JP62244755A 1987-09-29 1987-09-29 Single pole circuit breaker Granted JPS6486711A (en)

Priority Applications (1)

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JP62244755A JPS6486711A (en) 1987-09-29 1987-09-29 Single pole circuit breaker

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