JPH06105450A - 直流半導体遮断器 - Google Patents
直流半導体遮断器Info
- Publication number
- JPH06105450A JPH06105450A JP25446392A JP25446392A JPH06105450A JP H06105450 A JPH06105450 A JP H06105450A JP 25446392 A JP25446392 A JP 25446392A JP 25446392 A JP25446392 A JP 25446392A JP H06105450 A JPH06105450 A JP H06105450A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 限流動作時の遮断部の能動素子許容温度上昇
の制限に係わらず、連続通電電流許容範囲（ＩDC）を越
えた過渡的な通電領域を任意に広く設定出来、負荷の特
性に適合し得る直流半導体遮断器を得る。 【構成】 限流駆動回路２から限流駆動状態信号を取り
だし、それを時間で積分する第２の積分回路７を設け、
その第２の積分回路７の出力電圧ＶV を基準電圧ＶS と
比較する第２のコンパレータ８を設け、その第２のコン
パレータ８の出力を第１のコンパレータ６の出力と結合
し、遮断部オン／オフ信号ＶC とする。
の制限に係わらず、連続通電電流許容範囲（ＩDC）を越
えた過渡的な通電領域を任意に広く設定出来、負荷の特
性に適合し得る直流半導体遮断器を得る。 【構成】 限流駆動回路２から限流駆動状態信号を取り
だし、それを時間で積分する第２の積分回路７を設け、
その第２の積分回路７の出力電圧ＶV を基準電圧ＶS と
比較する第２のコンパレータ８を設け、その第２のコン
パレータ８の出力を第１のコンパレータ６の出力と結合
し、遮断部オン／オフ信号ＶC とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直流電力ラインの過
電流を検出して高速応答で定電流制御を伴う遮断（以後
限流遮断という）を行う直流半導体遮断器の遮断特性の
設定及びその回路方式に関する。
電流を検出して高速応答で定電流制御を伴う遮断（以後
限流遮断という）を行う直流半導体遮断器の遮断特性の
設定及びその回路方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の直流半導体遮断器として
図５に示す構成のものがあった。図において、１は直流
電力ラインの被遮断電流ＩL を遮断する遮断部、２はこ
の遮断部１をオン／オフ及び限流駆動する限流駆動回
路、３は被遮断電流ＩL を検出する電流検出部、４は電
流検出信号ＶL に基準信号ＶB を減算するバイアス回
路、５はこのバイアス回路４の出力信号ＶA を時間で積
分する積分回路、６はこの積分回路５の出力電圧ＶI と
基準電圧ＶS の大小関係を比較するコンパレータ、ＶC
はこのコンパレータ６から出力される遮断部オン／オフ
制御信号である。
図５に示す構成のものがあった。図において、１は直流
電力ラインの被遮断電流ＩL を遮断する遮断部、２はこ
の遮断部１をオン／オフ及び限流駆動する限流駆動回
路、３は被遮断電流ＩL を検出する電流検出部、４は電
流検出信号ＶL に基準信号ＶB を減算するバイアス回
路、５はこのバイアス回路４の出力信号ＶA を時間で積
分する積分回路、６はこの積分回路５の出力電圧ＶI と
基準電圧ＶS の大小関係を比較するコンパレータ、ＶC
はこのコンパレータ６から出力される遮断部オン／オフ
制御信号である。
【０００３】従来の直流半導体遮断器は上記のように構
成され、被遮断電流ＩL がこの直流半導体遮断器の連続
通電電流許容範囲（ＩDC）内のときは遮断部１は限流駆
動回路２によりオン状態に駆動されている。遮断部Ｉは
電界効果トランジスタ（以後ＦＥＴという）等の能動素
子によって構成されており、オン状態駆動においては飽
和駆動状態となっている。電流検出部３により被遮断電
流ＩL は常時モニタされており、電流検出信号ＶL は被
遮断電流ＩL に比例した電圧または電流値で表され、バ
イアス回路４に入力される。バイアス回路４においてこ
の電流検出信号ＶL から一定の値の基準信号ＶB が減算
される。ここで基準信号ＶB は連続通電電流許容範囲
（ＩDC）に相当するレベルに設定されており、被遮断電
流ＩL が直流半導体遮断器の連続通電電流許容範囲（Ｉ
DC）内のときはバイアス回路４の出力信号ＶA はゼロま
たは負レベルとなっている。積分回路５は負入力に対し
ては積分動作を行わず、積分回路出力電圧ＶI は約０Ｖ
となっている。この状態においては積分回路出力電圧Ｖ
I は基準電圧ＶS より低く、コンパレータ６の出力であ
る遮断部オン／オフ制御信号ＶC はハイレベルとなって
おり、限流駆動回路２は遮断部１を常時オン状態として
駆動する。
成され、被遮断電流ＩL がこの直流半導体遮断器の連続
通電電流許容範囲（ＩDC）内のときは遮断部１は限流駆
動回路２によりオン状態に駆動されている。遮断部Ｉは
電界効果トランジスタ（以後ＦＥＴという）等の能動素
子によって構成されており、オン状態駆動においては飽
和駆動状態となっている。電流検出部３により被遮断電
流ＩL は常時モニタされており、電流検出信号ＶL は被
遮断電流ＩL に比例した電圧または電流値で表され、バ
イアス回路４に入力される。バイアス回路４においてこ
の電流検出信号ＶL から一定の値の基準信号ＶB が減算
される。ここで基準信号ＶB は連続通電電流許容範囲
（ＩDC）に相当するレベルに設定されており、被遮断電
流ＩL が直流半導体遮断器の連続通電電流許容範囲（Ｉ
DC）内のときはバイアス回路４の出力信号ＶA はゼロま
たは負レベルとなっている。積分回路５は負入力に対し
ては積分動作を行わず、積分回路出力電圧ＶI は約０Ｖ
となっている。この状態においては積分回路出力電圧Ｖ
I は基準電圧ＶS より低く、コンパレータ６の出力であ
る遮断部オン／オフ制御信号ＶC はハイレベルとなって
おり、限流駆動回路２は遮断部１を常時オン状態として
駆動する。
【０００４】被遮断電流ＩL がこの直流半導体遮断器の
連続通電電流許容範囲（ＩDC）を越えたときはバイアス
回路４の出力信号ＶA は正の値となり、積分回路５によ
って時間積分され、積分回路出力電圧ＶI は式（１）で
表され時間の経過とともに上昇する。 ＶI ＝Ａ×∫（ＩL −ＩDC）ｄｔ …（１） ここで、Ａは電流検出部３における被遮断電流ＩL と電
流検出信号ＶL の比例定数を伴う積分定数、ｔは時間を
示す。
連続通電電流許容範囲（ＩDC）を越えたときはバイアス
回路４の出力信号ＶA は正の値となり、積分回路５によ
って時間積分され、積分回路出力電圧ＶI は式（１）で
表され時間の経過とともに上昇する。 ＶI ＝Ａ×∫（ＩL −ＩDC）ｄｔ …（１） ここで、Ａは電流検出部３における被遮断電流ＩL と電
流検出信号ＶL の比例定数を伴う積分定数、ｔは時間を
示す。
【０００５】そこで積分回路出力電圧ＶI が基準電圧Ｖ
S を越えた時点で遮断部オン／オフ制御信号ＶC はロー
レベルとなり、限流駆動回路２は遮断部１をオフ駆動、
すなわち遮断する。このときの被遮断電流ＩL 対遮断時
間ｔの関係は式（２）で表される。 ｔ＝１／Ａ×ＶS ／（ＩL −ＩDC） …（２）
S を越えた時点で遮断部オン／オフ制御信号ＶC はロー
レベルとなり、限流駆動回路２は遮断部１をオフ駆動、
すなわち遮断する。このときの被遮断電流ＩL 対遮断時
間ｔの関係は式（２）で表される。 ｔ＝１／Ａ×ＶS ／（ＩL −ＩDC） …（２）
【０００６】この直流半導体遮断器の下流に接続される
負荷のインピーダンスが低下し被遮断電流ＩL が直流半
導体遮断器の限流電流（ＩLlimit）を越える状態になっ
た場合は、限流駆動回路２は被遮断電流ＩL が直流半導
体遮断器の限流電流（ＩLlimit）に等しい値になるよう
に遮断部１を定電流制御すなわち限流駆動する。このと
き遮断部１の能動素子は非飽和状態で動作するため、能
動素子に発生する電圧降下と直流半導体遮断器の限流電
流（ＩLlimit）の積による消費電力により過渡的な温度
上昇を伴う。この温度上昇を能動素子が許容する値以下
に押える必要から限流駆動状態の許容継続時間に制限が
生じる。基準電圧ＶS と積分定数Ａの値はこの限流駆動
状態の許容継続時間の制限範囲内となるように設定され
る。
負荷のインピーダンスが低下し被遮断電流ＩL が直流半
導体遮断器の限流電流（ＩLlimit）を越える状態になっ
た場合は、限流駆動回路２は被遮断電流ＩL が直流半導
体遮断器の限流電流（ＩLlimit）に等しい値になるよう
に遮断部１を定電流制御すなわち限流駆動する。このと
き遮断部１の能動素子は非飽和状態で動作するため、能
動素子に発生する電圧降下と直流半導体遮断器の限流電
流（ＩLlimit）の積による消費電力により過渡的な温度
上昇を伴う。この温度上昇を能動素子が許容する値以下
に押える必要から限流駆動状態の許容継続時間に制限が
生じる。基準電圧ＶS と積分定数Ａの値はこの限流駆動
状態の許容継続時間の制限範囲内となるように設定され
る。
【０００７】以上の動作における各部の信号及び電圧電
流の変化を、時間の経過に対応して示したものを図６に
示す。また、以上の動作に基づく直流半導体遮断器の遮
断特性を図７に示す。
流の変化を、時間の経過に対応して示したものを図６に
示す。また、以上の動作に基づく直流半導体遮断器の遮
断特性を図７に示す。
【０００８】なお、説明において信号または電圧レベル
に関して正負またはハイ／ローの表現を用いているもの
は相対的な概念であり、正負反転して構成しても同様の
機能が得られる。
に関して正負またはハイ／ローの表現を用いているもの
は相対的な概念であり、正負反転して構成しても同様の
機能が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のような直流半導
体遮断器では、限流動作時の遮断部１の能動素子許容温
度上昇の制限から遮断特性の設定範囲に制限が生じ、連
続通電電流許容範囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域
を任意に広く設定することができず、この直流半導体遮
断器の下流に接続される負荷の起動時等における過渡的
な過電流の許容継続時間に制限が生じていた。例えば、
過渡的な過電流継続時間の長い負荷が接続される場合
は、それを十分カバーできる遮断特性を有する定格電流
容量の大きい直流半導体遮断器を用いなければならず、
この場合直流半導体遮断器の重量寸法が増すと共に連続
通電電流許容範囲（ＩDC）においては過大定格となり負
荷の特性に適合せず保護機能の役割が十分に発揮できな
いという問題点があった。
体遮断器では、限流動作時の遮断部１の能動素子許容温
度上昇の制限から遮断特性の設定範囲に制限が生じ、連
続通電電流許容範囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域
を任意に広く設定することができず、この直流半導体遮
断器の下流に接続される負荷の起動時等における過渡的
な過電流の許容継続時間に制限が生じていた。例えば、
過渡的な過電流継続時間の長い負荷が接続される場合
は、それを十分カバーできる遮断特性を有する定格電流
容量の大きい直流半導体遮断器を用いなければならず、
この場合直流半導体遮断器の重量寸法が増すと共に連続
通電電流許容範囲（ＩDC）においては過大定格となり負
荷の特性に適合せず保護機能の役割が十分に発揮できな
いという問題点があった。
【００１０】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、限流動作時の遮断部の能動素子
許容温度上昇の制限にかかわらず、連続通電電流許容範
囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域を任意に広く設定
出来、負荷の特性に適合し得る直流半導体遮断器を得る
ことを目的としている。
になされたものであり、限流動作時の遮断部の能動素子
許容温度上昇の制限にかかわらず、連続通電電流許容範
囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域を任意に広く設定
出来、負荷の特性に適合し得る直流半導体遮断器を得る
ことを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る直流半導
体遮断器においては、限流駆動回路から限流駆動状態信
号を取りだし、それを時間で積分する第２の積分回路を
設け、その第２の積分回路出力電圧を基準電圧と比較す
る第２のコンパレータを設け、その第２のコンパレータ
の出力を第１のコンパレータの出力と結合し、遮断部オ
ン／オフ信号としたものである。
体遮断器においては、限流駆動回路から限流駆動状態信
号を取りだし、それを時間で積分する第２の積分回路を
設け、その第２の積分回路出力電圧を基準電圧と比較す
る第２のコンパレータを設け、その第２のコンパレータ
の出力を第１のコンパレータの出力と結合し、遮断部オ
ン／オフ信号としたものである。
【００１２】
【作用】上記のように構成された直流半導体遮断器は、
限流動作を行っているときは第２の積分回路の積分定数
と基準電圧との関係で限流遮断時間が決定され、限流動
作に至らない過電流状態で動作しているときは第１の積
分回路の積分定数と基準電圧との関係で被遮断電流ＩL
対遮断時間ｔの関係が決定されるため、遮断特性の設定
においては限流遮断時間の制限にかかわらず、連続通電
電流許容範囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域を任意
に広く設定して、負荷の特性に適合させることができ
る。
限流動作を行っているときは第２の積分回路の積分定数
と基準電圧との関係で限流遮断時間が決定され、限流動
作に至らない過電流状態で動作しているときは第１の積
分回路の積分定数と基準電圧との関係で被遮断電流ＩL
対遮断時間ｔの関係が決定されるため、遮断特性の設定
においては限流遮断時間の制限にかかわらず、連続通電
電流許容範囲（ＩDC）を越えた過渡的な通電領域を任意
に広く設定して、負荷の特性に適合させることができ
る。
【００１３】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す
図であり、１〜６及びＩL 、ＶA 、ＶB 、ＶC 、ＶL 、
ＶS 、ＶI 、ＶV は従来装置と全く同一のものである。
７は限流駆動回路２から出力される限流駆動状態信号Ｖ
D を時間で積分する第２の積分回路、８はこの積分回路
２の出力電圧ＶV と基準電圧ＶS の大小関係を比較する
第２のコンパレータである。
図であり、１〜６及びＩL 、ＶA 、ＶB 、ＶC 、ＶL 、
ＶS 、ＶI 、ＶV は従来装置と全く同一のものである。
７は限流駆動回路２から出力される限流駆動状態信号Ｖ
D を時間で積分する第２の積分回路、８はこの積分回路
２の出力電圧ＶV と基準電圧ＶS の大小関係を比較する
第２のコンパレータである。
【００１４】前記のように構成された直流半導体遮断器
において、限流動作を行っているときは限流駆動回路２
の回路動作状態から限流動作状態を、例えば限流駆動時
特有の信号レベルの変化を見る等容易な方法で検出して
限流駆動状態信号ＶD を取りだし、それを第２の積分回
路７によって時間積分する。第２の積分回路出力電圧Ｖ
V は式（３）で表され時間の経過と共に上昇する。 ＶV ＝Ｂ×ｔ …（３） ここで、Ｂは第２の積分回路の積分定数、ｔは時間を示
す。
において、限流動作を行っているときは限流駆動回路２
の回路動作状態から限流動作状態を、例えば限流駆動時
特有の信号レベルの変化を見る等容易な方法で検出して
限流駆動状態信号ＶD を取りだし、それを第２の積分回
路７によって時間積分する。第２の積分回路出力電圧Ｖ
V は式（３）で表され時間の経過と共に上昇する。 ＶV ＝Ｂ×ｔ …（３） ここで、Ｂは第２の積分回路の積分定数、ｔは時間を示
す。
【００１５】そこで第２の積分回路出力電圧ＶV が基準
電圧ＶS を越えた時点で遮断部オン／オフ制御信号ＶC
はローレベルとなり、限流駆動回路２は遮断部１をオフ
駆動、すなわち遮断する。このときの限流遮断時間は式
（４）で表される。 ｔ＝ＶS ／Ｂ …（４）
電圧ＶS を越えた時点で遮断部オン／オフ制御信号ＶC
はローレベルとなり、限流駆動回路２は遮断部１をオフ
駆動、すなわち遮断する。このときの限流遮断時間は式
（４）で表される。 ｔ＝ＶS ／Ｂ …（４）
【００１６】以上のように構成されているため基準電圧
ＶS と積分定数Ｂの値は限流駆動状態の許容継続時間の
制限範囲内となるように設定される。従って積分定数Ａ
と基準電圧ＶS の関係は限流駆動状態の許容継続時間と
は無関係に任意の値に設定できることになる。
ＶS と積分定数Ｂの値は限流駆動状態の許容継続時間の
制限範囲内となるように設定される。従って積分定数Ａ
と基準電圧ＶS の関係は限流駆動状態の許容継続時間と
は無関係に任意の値に設定できることになる。
【００１７】以上の動作における各部の信号及び電圧電
流の変化を、時間の経過に対応して示したものを図２及
び図３に示す。また、以上の動作に基づく直流半導体遮
断器の遮断特性を図４に示す。
流の変化を、時間の経過に対応して示したものを図２及
び図３に示す。また、以上の動作に基づく直流半導体遮
断器の遮断特性を図４に示す。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果がある。
れているので、以下に記載されるような効果がある。
【００１９】限流駆動回路から限流駆動状態信号を取り
だし、それを時間で積分する第２の積分回路を設けるこ
とにより限流動作時の限流遮断時間を設定できるように
したため、限流動作を伴わない遮断特性の設定において
は限流駆動状態の許容継続時間とは無関係に任意の値に
設定でき、過渡的な通電領域を任意に広く設定して負荷
の特性に適合させることができる。
だし、それを時間で積分する第２の積分回路を設けるこ
とにより限流動作時の限流遮断時間を設定できるように
したため、限流動作を伴わない遮断特性の設定において
は限流駆動状態の許容継続時間とは無関係に任意の値に
設定でき、過渡的な通電領域を任意に広く設定して負荷
の特性に適合させることができる。
【図１】この発明の実施例を示す機能ブロック図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例における各部の動作状態を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図３】この発明の実施例における各部の動作状態を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施例における直流半導体遮断器の
遮断特性図である。
遮断特性図である。
【図５】従来の直流半導体遮断器を示す機能ブロック図
である。
である。
【図６】従来の直流半導体遮断器の各部の動作状態を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図７】従来の直流半導体遮断器の遮断特性図である。
１ 遮断部 ２ 限流駆動回路 ３ 電流検出部 ４ バイアス回路 ５ 第１の積分回路 ６ 第１のコンパレータ ７ 第２の積分回路 ８ 第２のコンパレータ ＩL 被遮断電流 ＶA バイアス回路の出力信号 ＶB 基準信号 ＶC 遮断部オン／オフ制御信号 ＶD 限流駆動状態信号 ＶG 遮断部駆動信号 ＶI 第１の積分回路出力電圧 ＶL 電流検出信号 ＶS 基準電圧 ＶV 第２の積分回路出力電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電力ラインの被遮断電流を遮断する
半導体遮断部と、上記被遮断電流に比例した電流検出信
号を出力する電流検出部と、上記電流検出信号から基準
信号を減算するバイアス回路と、上記バイアス回路の出
力信号を積分する第１の積分回路と、上記第１の積分回
路の出力電圧と基準電圧の大小関係を比較する第１のコ
ンパレータと、上記限流駆動回路の限流駆動状態信号を
積分する第２の積分回路と、上記第２の積分回路の出力
電圧と上記基準電圧の大小関係を比較する第２のコンパ
レータと、第１のコンパレータと第２のコンパレータの
出力が遮断部オン／オフ制御信号として入力される限流
駆動回路とを具備したことを特徴とする直流半導体遮断
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254463A JP3031080B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 直流半導体遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254463A JP3031080B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 直流半導体遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105450A true JPH06105450A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3031080B2 JP3031080B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17265380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254463A Expired - Lifetime JP3031080B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 直流半導体遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031080B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004095156A1 (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-04 | Fujitsu Limited | 定電圧電源回路 |
| JP2014115690A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Mitsumi Electric Co Ltd | レギュレータ回路 |
| JP2015073356A (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | 三菱電機株式会社 | 発熱検出装置 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP4254463A patent/JP3031080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004095156A1 (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-04 | Fujitsu Limited | 定電圧電源回路 |
| US7092226B2 (en) | 2003-04-18 | 2006-08-15 | Fujitsu Limited | Constant-voltage power supply circuit |
| JP2014115690A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Mitsumi Electric Co Ltd | レギュレータ回路 |
| JP2015073356A (ja) * | 2013-10-02 | 2015-04-16 | 三菱電機株式会社 | 発熱検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3031080B2 (ja) | 2000-04-10 |
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