JPH0982184A - 直流スイッチ - Google Patents
直流スイッチInfo
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- JPH0982184A JPH0982184A JP23514395A JP23514395A JPH0982184A JP H0982184 A JPH0982184 A JP H0982184A JP 23514395 A JP23514395 A JP 23514395A JP 23514395 A JP23514395 A JP 23514395A JP H0982184 A JPH0982184 A JP H0982184A
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- Japan
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- switch
- circuit
- turned
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流配電系を開閉するのに適した直流スイッ
チを提供することにある。 【解決手段】 連動する機械的な接点ＳＷ１〜ＳＷ３を
有する手動操作スイッチ１を設け、直流入力端子Ａ，Ｂ
及び直流出力端子Ｃ，Ｄ間に手動操作スイッチ１の第１
の接点ＳＷ１と主サイリスタ４とを挿入し、手動操作ス
イッチ１の“入”操作時には、第１のＳＷ１をＯＮさせ
た後に第３の接点ＳＷ３をＯＮして主サイリスタ４をタ
ーンオンさせ、また“切”操作時には、第２の接点ＳＷ
２をＯＮし補助サイリスタ６をターンオンさせて転流回
路を作動させ、負荷電流がゼロと成った後にＳＷ１をＯ
ＦＦさせる。
チを提供することにある。 【解決手段】 連動する機械的な接点ＳＷ１〜ＳＷ３を
有する手動操作スイッチ１を設け、直流入力端子Ａ，Ｂ
及び直流出力端子Ｃ，Ｄ間に手動操作スイッチ１の第１
の接点ＳＷ１と主サイリスタ４とを挿入し、手動操作ス
イッチ１の“入”操作時には、第１のＳＷ１をＯＮさせ
た後に第３の接点ＳＷ３をＯＮして主サイリスタ４をタ
ーンオンさせ、また“切”操作時には、第２の接点ＳＷ
２をＯＮし補助サイリスタ６をターンオンさせて転流回
路を作動させ、負荷電流がゼロと成った後にＳＷ１をＯ
ＦＦさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流配電系を開閉
するのに適した直流スイッチに関するものである。
するのに適した直流スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電灯及び動力等の屋内配線は交流
電源から供給されるが、太陽光発電や燃料電池等の実用
化に伴い、直流電源の利用が行われつつある。しかし、
現在のところ、直流電源の屋内配線等に介装される適切
な直流スイッチは存在しない。
電源から供給されるが、太陽光発電や燃料電池等の実用
化に伴い、直流電源の利用が行われつつある。しかし、
現在のところ、直流電源の屋内配線等に介装される適切
な直流スイッチは存在しない。
【０００３】例えば、電灯の点滅に使用するスイッチと
しては、従来、交流用では小型のものが普及している
が、直流で使用するとその範囲は極端に小さな電流に制
限される。これは直流の場合、交流のように電流“零”
となる時点がないため、機械的接点を開く際にアークが
生じ開路できないことや接点の焼損が起こることによ
る。
しては、従来、交流用では小型のものが普及している
が、直流で使用するとその範囲は極端に小さな電流に制
限される。これは直流の場合、交流のように電流“零”
となる時点がないため、機械的接点を開く際にアークが
生じ開路できないことや接点の焼損が起こることによ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、太陽光発電や
燃料電池等の直流電源系においては、その配電系（例え
ば１０Ａ〜２０Ａ）を開路できる例えば壁埋め込み型の
直流スイッチの存在が不可欠である。しかるに、現在の
ところ、この要求に応えた壁埋め込み型の直流スイッチ
は存在しない。このため、実際には代替品として直流用
のブレーカーを使用する等の工夫をしているが、この直
流用ブレーカーはトリップ回路を具備するものであって
本来の用途が異なる上に、形状も大きく、操作に力を必
要とし、使用感が悪い。
燃料電池等の直流電源系においては、その配電系（例え
ば１０Ａ〜２０Ａ）を開路できる例えば壁埋め込み型の
直流スイッチの存在が不可欠である。しかるに、現在の
ところ、この要求に応えた壁埋め込み型の直流スイッチ
は存在しない。このため、実際には代替品として直流用
のブレーカーを使用する等の工夫をしているが、この直
流用ブレーカーはトリップ回路を具備するものであって
本来の用途が異なる上に、形状も大きく、操作に力を必
要とし、使用感が悪い。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、直流配電系を開閉するのに適し、比較的大きな直流
定格電流のものが構築できる直流スイッチを提供するこ
とにある。
し、直流配電系を開閉するのに適し、比較的大きな直流
定格電流のものが構築できる直流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】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る直流スイッチは、連動する機
械的な接点を具備する手動操作スイッチと、互いにプラ
ス側同士及びマイナス側同士が電気的に接続された入力
端子及び出力端子と、この入出力端子間のプラス母線又
はマイナス母線中に挿入された主サイリスタと、この主
サイリスタをターンオフさせるため補助サイリスタを用
いて構成した強制転流回路と、前記主サイリスタ及び補
助サイリスタのゲート回路に対するゲートトリガ電圧回
路とを有し、前記手動操作スイッチは、連動する機械的
な接点として、前記入出力端子間のプラス母線又はマイ
ナス母線中に挿入された第１の接点と、主サイリスタの
ゲート回路に挿入された第２の接点と、補助サイリスタ
のゲート回路に挿入された第３の接点とを具備し、その
入操作時には、第１の接点ＯＮ，第３の接点ＯＮを順に
行い、また切操作時には、第３の接点ＯＦＦ，第２の接
点ＯＮ，第１の接点ＯＦＦを順に行うように構成したも
のである。
め、請求項１の発明に係る直流スイッチは、連動する機
械的な接点を具備する手動操作スイッチと、互いにプラ
ス側同士及びマイナス側同士が電気的に接続された入力
端子及び出力端子と、この入出力端子間のプラス母線又
はマイナス母線中に挿入された主サイリスタと、この主
サイリスタをターンオフさせるため補助サイリスタを用
いて構成した強制転流回路と、前記主サイリスタ及び補
助サイリスタのゲート回路に対するゲートトリガ電圧回
路とを有し、前記手動操作スイッチは、連動する機械的
な接点として、前記入出力端子間のプラス母線又はマイ
ナス母線中に挿入された第１の接点と、主サイリスタの
ゲート回路に挿入された第２の接点と、補助サイリスタ
のゲート回路に挿入された第３の接点とを具備し、その
入操作時には、第１の接点ＯＮ，第３の接点ＯＮを順に
行い、また切操作時には、第３の接点ＯＦＦ，第２の接
点ＯＮ，第１の接点ＯＦＦを順に行うように構成したも
のである。
【０００７】少なくとも３つの連動する機械的接点を有
する手動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、
“入”操作の時は入出力端子間に挿入した第１の接点が
入ってから主サイリスタをＯＮさせ、また“切”操作の
時は、補助サイリスタのゲート回路に挿入した第２の接
点をＯＮして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方
向の電流を流し、これによって主サイリスタに流れる電
流が零（主サイリスタＯＦＦ）になったところで第１の
機械的接点を開く。このため、直流の場合でも、第１の
機械的接点を開く際にアークが生じさせたり接点の焼損
を起こさずに、容易に遮断することができる。なお、手
動操作スイッチの第２の接点は、“切”操作の際に補助
サイリスタをターンオンした後でＯＦＦに戻されるか、
又は“入”操作の際に、第３の接点がＯＮして主サイリ
スタがターンオンされる前にＯＦＦに戻される。
する手動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、
“入”操作の時は入出力端子間に挿入した第１の接点が
入ってから主サイリスタをＯＮさせ、また“切”操作の
時は、補助サイリスタのゲート回路に挿入した第２の接
点をＯＮして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方
向の電流を流し、これによって主サイリスタに流れる電
流が零（主サイリスタＯＦＦ）になったところで第１の
機械的接点を開く。このため、直流の場合でも、第１の
機械的接点を開く際にアークが生じさせたり接点の焼損
を起こさずに、容易に遮断することができる。なお、手
動操作スイッチの第２の接点は、“切”操作の際に補助
サイリスタをターンオンした後でＯＦＦに戻されるか、
又は“入”操作の際に、第３の接点がＯＮして主サイリ
スタがターンオンされる前にＯＦＦに戻される。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の直流ス
イッチにおいて、ゲートトリガ電圧回路を前記プラス母
線又はマイナス母線間に設けた分圧回路から構成する一
方、省エネルギー回路を構成すべく、前記分圧回路中に
直列に半導体スイッチを設けると共に、該半導体スイッ
チを、前記手動操作スイッチの連動する機械的な接点の
一つとして設けた第４の接点によって、少なくとも入操
作の終了から切操作の開始までの期間、例えば入操作時
の第３の接点ＯＮの直後から切操作時の第３の接点ＯＦ
Ｆの直前もしくは第２の接点ＯＮの直前までの期間をＯ
ＦＦするように構成したものである。
イッチにおいて、ゲートトリガ電圧回路を前記プラス母
線又はマイナス母線間に設けた分圧回路から構成する一
方、省エネルギー回路を構成すべく、前記分圧回路中に
直列に半導体スイッチを設けると共に、該半導体スイッ
チを、前記手動操作スイッチの連動する機械的な接点の
一つとして設けた第４の接点によって、少なくとも入操
作の終了から切操作の開始までの期間、例えば入操作時
の第３の接点ＯＮの直後から切操作時の第３の接点ＯＦ
Ｆの直前もしくは第２の接点ＯＮの直前までの期間をＯ
ＦＦするように構成したものである。
【０００９】“入”操作の際に第３の接点がＯＮし主サ
イリスタがターンオンした後は、不要な分圧回路への電
流供給が遮断され、以後“切”操作が行われるまでの期
間、つまり補助サイリスタをターンオンすべく再び分圧
回路への電流供給が必要になるまでの間、遮断され続け
る。従って、負荷への供給期間中の不要な分圧回路での
電力消費が回避され、電力及び発熱が小さく抑えられ
る。よって、例えば壁埋め込み型の直流スイッチ等とし
て構成しても安全である。
イリスタがターンオンした後は、不要な分圧回路への電
流供給が遮断され、以後“切”操作が行われるまでの期
間、つまり補助サイリスタをターンオンすべく再び分圧
回路への電流供給が必要になるまでの間、遮断され続け
る。従って、負荷への供給期間中の不要な分圧回路での
電力消費が回避され、電力及び発熱が小さく抑えられ
る。よって、例えば壁埋め込み型の直流スイッチ等とし
て構成しても安全である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
例に基づいて説明する。
例に基づいて説明する。
【００１１】図１に示す直流スイッチは、図示してない
壁埋め込み式のケーシング内に、ケーシング外から手動
で入切り操作される手動操作スイッチ１と、直流電源系
統に接続される直流入力端子Ａ，Ｂと、直流負荷Ｌに接
続される直流出力端子Ｃ，Ｄとを具備している。
壁埋め込み式のケーシング内に、ケーシング外から手動
で入切り操作される手動操作スイッチ１と、直流電源系
統に接続される直流入力端子Ａ，Ｂと、直流負荷Ｌに接
続される直流出力端子Ｃ，Ｄとを具備している。
【００１２】ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は手動操作スイッ
チ１が具備する機械的接点、ここではロータリスイッチ
の機械的接点である。
チ１が具備する機械的接点、ここではロータリスイッチ
の機械的接点である。
【００１３】直流電源系統に接続される直流入力端子
Ａ，Ｂと、直流負荷Ｌに接続される直流出力端子Ｃ，Ｄ
との間は母線２，３で接続されており、この母線２，３
のうち、一方のプラス母線２中には、上記手動操作スイ
ッチ１の機械的接点ＳＷ１が挿入され、他方のマイナス
母線３中には、半導体スイッチたるサイリスタ４（主サ
イリスタＳＣＲ１）がアノードを出力端子Ｄの側にして
挿入されている。
Ａ，Ｂと、直流負荷Ｌに接続される直流出力端子Ｃ，Ｄ
との間は母線２，３で接続されており、この母線２，３
のうち、一方のプラス母線２中には、上記手動操作スイ
ッチ１の機械的接点ＳＷ１が挿入され、他方のマイナス
母線３中には、半導体スイッチたるサイリスタ４（主サ
イリスタＳＣＲ１）がアノードを出力端子Ｄの側にして
挿入されている。
【００１４】この主サイリスタ４をターンオフさせる強
制転流回路５を構成するため、主サイリスタ４と並列に
補助サイリスタ６が設けられている。即ち、主サイリス
タ４のアノード側の母線２，３間には、抵抗Ｒ１，イン
ダクタＬ１及びコンデンサＣ１から成る直列回路が接続
されており、その抵抗Ｒ１とインダクタＬ１の接続点Ｐ
１に補助サイリスタ６のアノードが接続され、主サイリ
スタ４のカソード側に補助サイリスタ６のカソードが接
続されている。
制転流回路５を構成するため、主サイリスタ４と並列に
補助サイリスタ６が設けられている。即ち、主サイリス
タ４のアノード側の母線２，３間には、抵抗Ｒ１，イン
ダクタＬ１及びコンデンサＣ１から成る直列回路が接続
されており、その抵抗Ｒ１とインダクタＬ１の接続点Ｐ
１に補助サイリスタ６のアノードが接続され、主サイリ
スタ４のカソード側に補助サイリスタ６のカソードが接
続されている。
【００１５】更に、主サイリスタ４のゲート及び補助サ
イリスタ６のゲートに対する点弧電圧を作り出すため、
主サイリスタ４のカソード側の母線２，３間には、ゲー
トトリガ電圧回路として抵抗Ｒ２，Ｒ３から成る分圧回
路７が設けられ、該分圧回路７の接続点Ｐ２における電
圧が、主サイリスタ４のゲートに対しては接点ＳＷ３を
介して、また補助サイリスタ６のゲートに対しては接点
ＳＷ２を介して付与されるようになっている。
イリスタ６のゲートに対する点弧電圧を作り出すため、
主サイリスタ４のカソード側の母線２，３間には、ゲー
トトリガ電圧回路として抵抗Ｒ２，Ｒ３から成る分圧回
路７が設けられ、該分圧回路７の接続点Ｐ２における電
圧が、主サイリスタ４のゲートに対しては接点ＳＷ３を
介して、また補助サイリスタ６のゲートに対しては接点
ＳＷ２を介して付与されるようになっている。
【００１６】次に動作について説明する。
【００１７】上記手動操作スイッチ１は、その“入”操
作時には、一動作で、第１の接点ＳＷ１＝ＯＮ，第３の
接点ＳＷ３＝ＯＮを順に行い、また“切”操作時には、
一動作で、第３の接点ＳＷ３＝ＯＦＦ，第２の接点ＳＷ
２＝ＯＮ，第１の接点ＳＷ１＝ＯＦＦを順に行うように
構成されている。なお、第２の接点ＳＷ２は、ここでは
“切”操作の際に補助サイリスタをターンオンした後で
ＯＦＦに戻されるが、図４に示すように“入”操作の
際、第３の接点ＳＷ３がＯＮして主サイリスタがターン
オンされる前にＯＦＦに戻してもよい。
作時には、一動作で、第１の接点ＳＷ１＝ＯＮ，第３の
接点ＳＷ３＝ＯＮを順に行い、また“切”操作時には、
一動作で、第３の接点ＳＷ３＝ＯＦＦ，第２の接点ＳＷ
２＝ＯＮ，第１の接点ＳＷ１＝ＯＦＦを順に行うように
構成されている。なお、第２の接点ＳＷ２は、ここでは
“切”操作の際に補助サイリスタをターンオンした後で
ＯＦＦに戻されるが、図４に示すように“入”操作の
際、第３の接点ＳＷ３がＯＮして主サイリスタがターン
オンされる前にＯＦＦに戻してもよい。
【００１８】まず、直流スイッチを入れる場合について
説明する。図２において、手動操作スイッチ１を押圧し
一動作で“入”の位置にすると、まず機械的接点ＳＷ１
がＯＮする（時刻Ｔ１）。これにより、分圧回路７に直
流電圧が印加される。続いて、主サイリスタ４（ＳＣＲ
１）のゲート回路中の接点ＳＷ３がＯＮし（時刻Ｔ
３）、これにより、分圧回路７の接続点Ｐ２における電
圧が、主サイリスタ４のゲートに付与される。従って、
主サイリスタ４がターンオンして入力端子Ａ，Ｂと出力
端子Ｃ，Ｄが導通し、出力端子Ｃ，Ｄに直流電圧が現
れ、負荷Ｌに電流Ｉが流れる。
説明する。図２において、手動操作スイッチ１を押圧し
一動作で“入”の位置にすると、まず機械的接点ＳＷ１
がＯＮする（時刻Ｔ１）。これにより、分圧回路７に直
流電圧が印加される。続いて、主サイリスタ４（ＳＣＲ
１）のゲート回路中の接点ＳＷ３がＯＮし（時刻Ｔ
３）、これにより、分圧回路７の接続点Ｐ２における電
圧が、主サイリスタ４のゲートに付与される。従って、
主サイリスタ４がターンオンして入力端子Ａ，Ｂと出力
端子Ｃ，Ｄが導通し、出力端子Ｃ，Ｄに直流電圧が現
れ、負荷Ｌに電流Ｉが流れる。
【００１９】次に、直流スイッチを切る場合について説
明する。図２において、手動操作スイッチ１を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず主サイリス
タ４（ＳＣＲ１）のゲート回路中の接点ＳＷ３がＯＦＦ
され（時刻Ｔ４）、これと同時又はこれに続いて補助サ
イリスタ６のゲート回路中の接点ＳＷ２がＯＮされる
（時刻Ｔ５）。従って、補助サイリスタ６（ＳＣＲ２）
がターンオンして、それまでコンデンサＣ１に図示の極
性で蓄積されていた電荷が、接続点Ｐ１より補助サイリ
スタ６を通して主サイリスタ４の電流Ｉを打ち消す方向
に放電電流ｉとして流れる。ここで放電電流ｉのピーク
値が主サイリスタ４の電流Ｉのピーク値より大きくなる
ように設定されており、放電電流ｉが主サイリスタ４の
電流Ｉと等しくなった時点で、主サイリスタ４がターン
オフする。この後コンデンサＣ１には、ＳＷ１，負荷
Ｌ，Ｃ１，Ｌ１，ＳＣＲ２のルートで極性が反転して充
電電流が流れるが、充電が終了した時点でゼロとなり、
補助サイリスタ６がターンオフするので、回路電流は全
てゼロになる。
明する。図２において、手動操作スイッチ１を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず主サイリス
タ４（ＳＣＲ１）のゲート回路中の接点ＳＷ３がＯＦＦ
され（時刻Ｔ４）、これと同時又はこれに続いて補助サ
イリスタ６のゲート回路中の接点ＳＷ２がＯＮされる
（時刻Ｔ５）。従って、補助サイリスタ６（ＳＣＲ２）
がターンオンして、それまでコンデンサＣ１に図示の極
性で蓄積されていた電荷が、接続点Ｐ１より補助サイリ
スタ６を通して主サイリスタ４の電流Ｉを打ち消す方向
に放電電流ｉとして流れる。ここで放電電流ｉのピーク
値が主サイリスタ４の電流Ｉのピーク値より大きくなる
ように設定されており、放電電流ｉが主サイリスタ４の
電流Ｉと等しくなった時点で、主サイリスタ４がターン
オフする。この後コンデンサＣ１には、ＳＷ１，負荷
Ｌ，Ｃ１，Ｌ１，ＳＣＲ２のルートで極性が反転して充
電電流が流れるが、充電が終了した時点でゼロとなり、
補助サイリスタ６がターンオフするので、回路電流は全
てゼロになる。
【００２０】上記の後、つまり負荷電流がゼロになった
後において、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦする（時刻Ｔ
６）。従って、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
後において、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦする（時刻Ｔ
６）。従って、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
【００２１】図３は他の実施の形態を示す。これは、上
記を改良したもので、ゲートトリガ電圧回路としての分
圧回路７は、複数の抵抗体を直列に接続して成る抵抗Ｒ
３と、ツェナーダイオードＺＤとの直列回路から成り、
その分圧点つまり接続点Ｐ２は、抵抗Ｒ４を介して、各
サイリスタ４，６のゲートに直列に挿入された接点ＳＷ
２，ＳＷ３の接続点Ｐ３に接続されている。また、この
分圧回路７の抵抗Ｒ３に流れる電流を必要時以外は遮断
しておく省エネルギー回路８を構成するため、分圧回路
７の抵抗Ｒ３と直列（この例では接続点Ｐ２と抵抗Ｒ３
との間）に、スイッチング・トランジスタＴｒ１が挿入
されており、そのベースは、抵抗Ｒ５及び手動操作スイ
ッチ１の機械的接点ＳＷ４から成る直列回路を介してプ
ラス母線２と接続されている。この接点ＳＷ４も上記接
点ＳＷ１〜ＳＷ３と共に連動するロータリスイッチの機
械的接点であって、図４に示すように、手動操作スイッ
チ１の“入”操作が終了した後にＯＦＦし、“切”操作
に先立ってＯＮに戻されるように、タイミング設定され
ている。なお、この接点ＳＷ４にはエネルギー吸収用に
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路が並列に
接続されている。また、プラス母線２とマイナス母線３
との間には、第１の接点ＳＷ１の直後において、サージ
保護素子９が設けられている。
記を改良したもので、ゲートトリガ電圧回路としての分
圧回路７は、複数の抵抗体を直列に接続して成る抵抗Ｒ
３と、ツェナーダイオードＺＤとの直列回路から成り、
その分圧点つまり接続点Ｐ２は、抵抗Ｒ４を介して、各
サイリスタ４，６のゲートに直列に挿入された接点ＳＷ
２，ＳＷ３の接続点Ｐ３に接続されている。また、この
分圧回路７の抵抗Ｒ３に流れる電流を必要時以外は遮断
しておく省エネルギー回路８を構成するため、分圧回路
７の抵抗Ｒ３と直列（この例では接続点Ｐ２と抵抗Ｒ３
との間）に、スイッチング・トランジスタＴｒ１が挿入
されており、そのベースは、抵抗Ｒ５及び手動操作スイ
ッチ１の機械的接点ＳＷ４から成る直列回路を介してプ
ラス母線２と接続されている。この接点ＳＷ４も上記接
点ＳＷ１〜ＳＷ３と共に連動するロータリスイッチの機
械的接点であって、図４に示すように、手動操作スイッ
チ１の“入”操作が終了した後にＯＦＦし、“切”操作
に先立ってＯＮに戻されるように、タイミング設定され
ている。なお、この接点ＳＷ４にはエネルギー吸収用に
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路が並列に
接続されている。また、プラス母線２とマイナス母線３
との間には、第１の接点ＳＷ１の直後において、サージ
保護素子９が設けられている。
【００２２】次に図３の直流スイッチの動作について、
図４を参照しながら説明する。
図４を参照しながら説明する。
【００２３】まず、直流スイッチを入れる場合から説明
する。図４において手動操作スイッチ１を押圧し一動作
で“入”の位置にすると、まず機械的接点ＳＷ１がＯＮ
する（時刻Ｔ１）。これにより、分圧回路７に直流電源
系統（例えば２１０Ｖ，１０Ａ）の電圧Ｅがそのまま印
加される。続いて、予め強制転流回路５の補助サイリス
タ２のゲート接点ＳＷ２がＯＦＦに戻され（時刻Ｔ
２）、その後、主サイリスタ４（ＳＣＲ１）のゲート回
路中の接点ＳＷ３がＯＮする（時刻Ｔ３）。この時点に
おいては、省エネルギー回路８の接点ＳＷ４はまだＯＮ
しているので、トランジスタＴｒ１がＯＮ状態にある。
従って、分圧回路７の接続点Ｐ２における電圧が、抵抗
Ｒ４，接点ＳＷ３を通して、主サイリスタ４のゲートに
付与される。よって、主サイリスタ４がターンオンし、
これにより入力端子Ａ，Ｂと出力端子Ｃ，Ｄが導通して
出力端子Ｃ，Ｄに直流電圧が現れ、負荷Ｌ、例えば蛍光
灯に電流Ｉが流れる。その後、省エネルギー回路８の接
点ＳＷ４がＯＦＦに戻されて、トランジスタＴｒ１がＯ
ＦＦ状態となるので、抵抗Ｒ３に流れる電流が遮断さ
れ、負荷Ｌを使用している期間中における分圧回路７の
無駄な電力消費が回避される。
する。図４において手動操作スイッチ１を押圧し一動作
で“入”の位置にすると、まず機械的接点ＳＷ１がＯＮ
する（時刻Ｔ１）。これにより、分圧回路７に直流電源
系統（例えば２１０Ｖ，１０Ａ）の電圧Ｅがそのまま印
加される。続いて、予め強制転流回路５の補助サイリス
タ２のゲート接点ＳＷ２がＯＦＦに戻され（時刻Ｔ
２）、その後、主サイリスタ４（ＳＣＲ１）のゲート回
路中の接点ＳＷ３がＯＮする（時刻Ｔ３）。この時点に
おいては、省エネルギー回路８の接点ＳＷ４はまだＯＮ
しているので、トランジスタＴｒ１がＯＮ状態にある。
従って、分圧回路７の接続点Ｐ２における電圧が、抵抗
Ｒ４，接点ＳＷ３を通して、主サイリスタ４のゲートに
付与される。よって、主サイリスタ４がターンオンし、
これにより入力端子Ａ，Ｂと出力端子Ｃ，Ｄが導通して
出力端子Ｃ，Ｄに直流電圧が現れ、負荷Ｌ、例えば蛍光
灯に電流Ｉが流れる。その後、省エネルギー回路８の接
点ＳＷ４がＯＦＦに戻されて、トランジスタＴｒ１がＯ
ＦＦ状態となるので、抵抗Ｒ３に流れる電流が遮断さ
れ、負荷Ｌを使用している期間中における分圧回路７の
無駄な電力消費が回避される。
【００２４】次に、直流スイッチを切る場合について説
明する。図４において、手動操作スイッチ１を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず省エネルギ
ー回路８の接点ＳＷ４がＯＮに戻され、トランジスタＴ
ｒ１がＯＮ状態となって、分圧回路７が付勢される（時
刻Ｔ８）。続いて、主サイリスタ４（ＳＣＲ１）のゲー
ト回路中の接点ＳＷ３がＯＦＦされ（時刻Ｔ４）、これ
と同時又はこれに続いて補助サイリスタ６のゲート回路
中の接点ＳＷ２がＯＮされる（時刻Ｔ５）。従って、補
助サイリスタ６（ＳＣＲ２）がターンオンして、それま
でコンデンサＣ１に図示の極性で蓄積されていた電荷
が、接続点Ｐ１より補助サイリスタ６を通して主サイリ
スタ４の電流Ｉを打ち消す方向にＬＣ共振電流ｉとして
流れる。ここでＬＣ共振電流ｉのピーク値は主サイリス
タ４の電流Ｉのピーク値より大きくなるように設定され
ており、ＬＣ共振電流ｉが主サイリスタ４の電流Ｉと等
しくなった時点で、主サイリスタ４がターンオフする。
この後、コンデンサＣ１にはＳＷ１，負荷Ｌ，Ｃ１，Ｌ
１，ＳＣＲ２のルートで極性が反転して充電電流が流れ
るが、充電が終了した時点でゼロとなり、補助サイリス
タ６がターンオフするので、回路電流は全てゼロにな
る。
明する。図４において、手動操作スイッチ１を反対側に
押圧し一動作で“切”の位置にすると、まず省エネルギ
ー回路８の接点ＳＷ４がＯＮに戻され、トランジスタＴ
ｒ１がＯＮ状態となって、分圧回路７が付勢される（時
刻Ｔ８）。続いて、主サイリスタ４（ＳＣＲ１）のゲー
ト回路中の接点ＳＷ３がＯＦＦされ（時刻Ｔ４）、これ
と同時又はこれに続いて補助サイリスタ６のゲート回路
中の接点ＳＷ２がＯＮされる（時刻Ｔ５）。従って、補
助サイリスタ６（ＳＣＲ２）がターンオンして、それま
でコンデンサＣ１に図示の極性で蓄積されていた電荷
が、接続点Ｐ１より補助サイリスタ６を通して主サイリ
スタ４の電流Ｉを打ち消す方向にＬＣ共振電流ｉとして
流れる。ここでＬＣ共振電流ｉのピーク値は主サイリス
タ４の電流Ｉのピーク値より大きくなるように設定され
ており、ＬＣ共振電流ｉが主サイリスタ４の電流Ｉと等
しくなった時点で、主サイリスタ４がターンオフする。
この後、コンデンサＣ１にはＳＷ１，負荷Ｌ，Ｃ１，Ｌ
１，ＳＣＲ２のルートで極性が反転して充電電流が流れ
るが、充電が終了した時点でゼロとなり、補助サイリス
タ６がターンオフするので、回路電流は全てゼロにな
る。
【００２５】上記の後、つまり負荷電流がゼロになった
後において、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦする（時刻Ｔ
６）。従って、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
後において、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦする（時刻Ｔ
６）。従って、機械的接点ＳＷ１がＯＦＦした時点にお
いても、その接点間にアークが生じることもなく、入力
端子から出力端子への通電の遮断を容易且つ完全に行う
ことができる。
【００２６】この図３の直流スイッチの場合、分圧回路
７の抵抗Ｒ３に流れる電流は、省エネルギー回路８の働
きにより、手動操作スイッチ１の“入”操作時、及び
“切”操作時の一時期のみ、つまり、主サイリスタ４を
ターンオンさせるに必要なゲート電圧作成時（時刻Ｔ１
〜Ｔ７）及び補助サイリスタ６をターンオンさせるに必
要なゲート電圧作成時（時刻Ｔ８〜Ｔ６）にのみ、流さ
れるだけであるから、その消費電力は非常に僅かであ
り、その発熱も小さく抑えることができる。
７の抵抗Ｒ３に流れる電流は、省エネルギー回路８の働
きにより、手動操作スイッチ１の“入”操作時、及び
“切”操作時の一時期のみ、つまり、主サイリスタ４を
ターンオンさせるに必要なゲート電圧作成時（時刻Ｔ１
〜Ｔ７）及び補助サイリスタ６をターンオンさせるに必
要なゲート電圧作成時（時刻Ｔ８〜Ｔ６）にのみ、流さ
れるだけであるから、その消費電力は非常に僅かであ
り、その発熱も小さく抑えることができる。
【００２７】なお、上記実施の形態では、接点ＳＷ４の
ＯＦＦ期間を、手動操作スイッチ１の“入”操作完了時
（時刻Ｔ７）から“切”操作の開始時（時刻Ｔ８）まで
としているが、少なくともこの負荷使用期間（時刻Ｔ７
〜Ｔ８）を含むようにすれば十分であり、例えば、接点
ＳＷ４のＯＦＦ期間の開始は、主サイリスタ４がターン
オンする時刻Ｔ３の直後から“入”操作完了時（時刻Ｔ
７）までの間で任意に設定することができ、また、接点
ＳＷ４のＯＦＦ期間の終了は、“切”操作の開始時（時
刻Ｔ８）から補助サイリスタ６がターンオンする時刻Ｔ
５の直前までの間で任意に設定することができる。
ＯＦＦ期間を、手動操作スイッチ１の“入”操作完了時
（時刻Ｔ７）から“切”操作の開始時（時刻Ｔ８）まで
としているが、少なくともこの負荷使用期間（時刻Ｔ７
〜Ｔ８）を含むようにすれば十分であり、例えば、接点
ＳＷ４のＯＦＦ期間の開始は、主サイリスタ４がターン
オンする時刻Ｔ３の直後から“入”操作完了時（時刻Ｔ
７）までの間で任意に設定することができ、また、接点
ＳＷ４のＯＦＦ期間の終了は、“切”操作の開始時（時
刻Ｔ８）から補助サイリスタ６がターンオンする時刻Ｔ
５の直前までの間で任意に設定することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、少なくとも３つの連動する機械的接点を有する手
動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、“入”
操作の時は入出力端子間に挿入した第１の接点が入って
から主サイリスタをＯＮさせ、また“切”操作の時は、
補助サイリスタのゲート回路に挿入した第２の接点をＯ
Ｎして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方向の電
流を流し、これによって主サイリスタに流れる電流が零
（主サイリスタＯＦＦ）になったところで第１の機械的
接点を開くように構成される。このため、直流の場合で
も、第１の機械的接点を開く際にアークが生じさせたり
接点の焼損を起こさずに、容易に遮断することができ
る。なお、手動操作スイッチの第２の接点は、“切”操
作の際に補助サイリスタをターンオンした後でＯＦＦに
戻されるか、又は“入”操作の際に、第３の接点がＯＮ
して主サイリスタがターンオンされる前にＯＦＦに戻さ
れる。
れば、少なくとも３つの連動する機械的接点を有する手
動操作スイッチと主サイリスタとを組み合わせ、“入”
操作の時は入出力端子間に挿入した第１の接点が入って
から主サイリスタをＯＮさせ、また“切”操作の時は、
補助サイリスタのゲート回路に挿入した第２の接点をＯ
Ｎして転流回路を作動させ、主サイリスタに逆方向の電
流を流し、これによって主サイリスタに流れる電流が零
（主サイリスタＯＦＦ）になったところで第１の機械的
接点を開くように構成される。このため、直流の場合で
も、第１の機械的接点を開く際にアークが生じさせたり
接点の焼損を起こさずに、容易に遮断することができ
る。なお、手動操作スイッチの第２の接点は、“切”操
作の際に補助サイリスタをターンオンした後でＯＦＦに
戻されるか、又は“入”操作の際に、第３の接点がＯＮ
して主サイリスタがターンオンされる前にＯＦＦに戻さ
れる。
【００２９】また、鉄函入りブレーカに比べ小型に構成
できると共に、ブレーカより軽い力で操作でき、比較的
大きな直流定格電流のものが構築できる。
できると共に、ブレーカより軽い力で操作でき、比較的
大きな直流定格電流のものが構築できる。
【００３０】次に、請求項２の発明によれば、少なくと
も入操作の終了から切操作の開始までの期間、不要な分
圧回路への電流供給が遮断され続ける。従って、負荷へ
の供給期間中の不要な分圧回路での電力消費が回避さ
れ、電力及び発熱が小さく抑えられる。
も入操作の終了から切操作の開始までの期間、不要な分
圧回路への電流供給が遮断され続ける。従って、負荷へ
の供給期間中の不要な分圧回路での電力消費が回避さ
れ、電力及び発熱が小さく抑えられる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る直流スイッチの回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図２】図１の直流スイッチの機械的接点とサイリスタ
の動作とを示すタイミング図である。
の動作とを示すタイミング図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る直流スイッチの
回路構成を示す図である。
回路構成を示す図である。
【図４】図３の直流スイッチの機械的接点とサイリスタ
の動作とを示すタイミング図である。
の動作とを示すタイミング図である。
１ 手動操作スイッチ ２ プラス母線 ３ マイナス母線 ４ 主サイリスタ ５ 強制転流回路（消弧回路） ６ 補助サイリスタ ７ 分圧回路（ゲートトリガ電圧回路） ８ 省エネルギー回路 ９ サージ保護素子 Ａ，Ｂ 直流入力端子 Ｃ，Ｄ 直流出力端子 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｌ１，Ｌ２ インダクタ Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 接続点 Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗 ＺＤ ツェナーダイオード ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ 手動操作スイッチの
機械的接点 Ｔｒ１ スイッチング・トランジスタ Ｌ 負荷
機械的接点 Ｔｒ１ スイッチング・トランジスタ Ｌ 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀憲 東京都目黒区下目黒６−８−19 株式会社 明工社内 (72)発明者 渡部 文男 東京都練馬区貫井４−46−８ 明工商事株 式会社内 (72)発明者 今井 敦康 東京都練馬区貫井４−46−８ 明工商事株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 連動する機械的な接点を具備する手動操
作スイッチと、互いにプラス側同士及びマイナス側同士
が電気的に接続された入力端子及び出力端子と、この入
出力端子間のプラス母線又はマイナス母線中に挿入され
た主サイリスタと、この主サイリスタをターンオフさせ
るため補助サイリスタを用いて構成した強制転流回路
と、前記主サイリスタ及び補助サイリスタのゲート回路
に対するゲートトリガ電圧回路とを有し、前記手動操作
スイッチは、連動する機械的な接点として、前記入出力
端子間のプラス母線又はマイナス母線中に挿入された第
１の接点と、主サイリスタのゲート回路に挿入された第
２の接点と、補助サイリスタのゲート回路に挿入された
第３の接点とを具備し、その入操作時には、第１の接点
ＯＮ，第３の接点ＯＮを順に行い、また切操作時には、
第３の接点ＯＦＦ，第２の接点ＯＮ，第１の接点ＯＦＦ
を順に行うように成したことを特徴とする直流スイッ
チ。 - 【請求項２】 ゲートトリガ電圧回路を前記プラス母線
又はマイナス母線間に設けた分圧回路から構成する一
方、省エネルギー回路を構成すべく、前記分圧回路中に
直列に半導体スイッチを設けると共に、該半導体スイッ
チを、前記手動操作スイッチの連動する機械的な接点の
一つとして設けた第４の接点によって、少なくとも入操
作の終了から切操作の開始までの期間をＯＦＦするよう
に構成したことを特徴とする請求項１記載の直流スイッ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23514395A JP3184437B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 直流スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23514395A JP3184437B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 直流スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982184A true JPH0982184A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3184437B2 JP3184437B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=16981696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23514395A Expired - Lifetime JP3184437B2 (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 直流スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184437B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1145643A (ja) * | 1997-07-28 | 1999-02-16 | Ckd Corp | 流体圧シリンダ用位置検出装置 |
| DE10162048A1 (de) * | 2001-12-17 | 2003-07-17 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung mit Powerfaktorkorrektur, sowie entsprechendes Gerät |
| DE10217951A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung mit Powerfaktorkorrektur, sowie entsprechendes Gerät |
| WO2009084503A1 (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | 直流開閉器 |
| US8902550B2 (en) | 2010-07-23 | 2014-12-02 | Fuji Electric Co., Ltd. | Direct-current switch |
| KR20150046529A (ko) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | 명지대학교 산학협력단 | 대용량 고전압 하이브리드 ｄｃ 차단기 및 그 구동 방법 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23514395A patent/JP3184437B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1145643A (ja) * | 1997-07-28 | 1999-02-16 | Ckd Corp | 流体圧シリンダ用位置検出装置 |
| DE10162048A1 (de) * | 2001-12-17 | 2003-07-17 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung mit Powerfaktorkorrektur, sowie entsprechendes Gerät |
| DE10217951A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung mit Powerfaktorkorrektur, sowie entsprechendes Gerät |
| WO2009084503A1 (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | 直流開閉器 |
| JP2009163960A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 直流開閉器 |
| US8284528B2 (en) | 2007-12-28 | 2012-10-09 | Panasonic Corporation | DC switch |
| US8902550B2 (en) | 2010-07-23 | 2014-12-02 | Fuji Electric Co., Ltd. | Direct-current switch |
| KR20150046529A (ko) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | 명지대학교 산학협력단 | 대용량 고전압 하이브리드 ｄｃ 차단기 및 그 구동 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3184437B2 (ja) | 2001-07-09 |
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