JPS5842687B2 - Static overcurrent protection device - Google Patents

Static overcurrent protection device

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JPS5842687B2
JPS5842687B2 JP52078429A JP7842977A JPS5842687B2 JP S5842687 B2 JPS5842687 B2 JP S5842687B2 JP 52078429 A JP52078429 A JP 52078429A JP 7842977 A JP7842977 A JP 7842977A JP S5842687 B2 JPS5842687 B2 JP S5842687B2
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capacitor
circuit
main circuit
transistor
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猛 諏訪
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Terasaki Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は静止形過電流保護装置に関し、特に積分回路
に対する充電パルス電流の発生回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a static overcurrent protection device, and more particularly to a circuit for generating a charging pulse current for an integrating circuit.

第1図はこの発明の背景となる静止形過電流継電器の典
型的な例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a typical example of a static overcurrent relay, which is the background of the present invention.

この例では、主回路として3相交流回路を示す。In this example, a three-phase AC circuit is shown as the main circuit.

したがって、主回路には、3相の電線1a、1bおよび
1Cが設けられ、この各線1aないし1cには気中遮断
器2が介挿される。
Therefore, the main circuit is provided with three-phase electric wires 1a, 1b, and 1C, and an air circuit breaker 2 is inserted into each of the wires 1a to 1c.

そして、これら各線1aないし1Cには、それぞれの線
に流れる電流を検出するための変流器3が個別的に設け
られる。
Each of these lines 1a to 1C is individually provided with a current transformer 3 for detecting the current flowing through each line.

これら変流器3によって検出された電流は、それぞれ補
助変流器4に与えられる。
The currents detected by these current transformers 3 are given to auxiliary current transformers 4, respectively.

そして、その補助変流器4からのそれぞれの入力電流は
、たとえば全波整流回路等の整流回路5に与えられ直流
電流として取り出される。
Then, each input current from the auxiliary current transformer 4 is applied to a rectifier circuit 5 such as a full-wave rectifier circuit, and is extracted as a direct current.

この場合、取り出される直流電流は前記各線1 a t
l b t l cのうち、各時点における絶対値の
最大の相の電流に応答する。
In this case, the direct current taken out from each line 1 a t
Of l b t l c, it responds to the current of the phase with the maximum absolute value at each time point.

前記整流回路5からの最大入力電流に相関する直流電流
は、制御電源回路6および長限時信号回路7、短限時信
号回路8に、それぞれ分流される。
A direct current correlated to the maximum input current from the rectifier circuit 5 is shunted to a control power supply circuit 6, a long time signal circuit 7, and a short time signal circuit 8, respectively.

そして、制御電源回路6では、前記分流された直流電流
によって直流電圧をつくり、この第1図の2点錯線で囲
んで示される制衝回路の各々の要素の電源とする。
Then, in the control power supply circuit 6, a DC voltage is generated from the shunted DC current, and is used as a power source for each element of the damping circuit shown surrounded by the two-dot dotted line in FIG.

また、長限時信号回路7(短限時信号回路8も同様であ
るが本出願に関係ないため省略する)では、前記分流さ
れた直流電流に基づいて、長限時動作に必要な長限時信
号を脈流として導出する。
In addition, the long time signal circuit 7 (the short time signal circuit 8 is also similar, but is omitted because it is not related to this application) generates a long time signal necessary for long time operation based on the shunted DC current. Derived as a flow.

長限時信号は、ピーク値保持回路9およびピックアップ
回路10に入力される。
The long time signal is input to a peak value holding circuit 9 and a pickup circuit 10.

そして、前記ピーク値保持回路9では、入力される最大
入力電流のピーク値に相当するレベルの直流電圧を発生
し、後続のパルス充電回路11に与える。
The peak value holding circuit 9 generates a DC voltage at a level corresponding to the peak value of the maximum input current, and supplies it to the subsequent pulse charging circuit 11.

また、前記ピックアップ回路10では、前記長限時信号
回路7を経た最大入力電流に応じて、この最大入力電流
が定格電流の伺パーセントであるかによって、長限時動
作させるか否かを判断する。
Further, the pickup circuit 10 determines whether or not to operate for a long time depending on the maximum input current that has passed through the long time limit signal circuit 7 and whether this maximum input current is a percentage of the rated current.

したがって、このピックアップ回路10では、最大入力
電流が前記定格電流を所定の比率だけオーバしているこ
とによって、時限回路を構成する積分回路12を能動化
する。
Therefore, in this pickup circuit 10, when the maximum input current exceeds the rated current by a predetermined ratio, the integrating circuit 12 forming the time limit circuit is activated.

前記パルス充電回路11は、前記ピーク値保持回路9の
直流電圧に応じて、積分回路12に対して充電パルス電
流を発生する。
The pulse charging circuit 11 generates a charging pulse current to the integrating circuit 12 according to the DC voltage of the peak value holding circuit 9.

また、前記積分回路12は、たとえばコンデンサを含み
、その両端電圧ないし端子電圧は後続の比較回路13に
よって所定電圧と比較される。
Further, the integrating circuit 12 includes, for example, a capacitor, and the voltage across the capacitor or the terminal voltage is compared with a predetermined voltage by a subsequent comparing circuit 13.

そして比較回路13では、前記積分回路12の端子電圧
が所定電圧を超えたことによって、引きはずしコイル1
5に電流を流すためのサイリスタ(SCR)にトリガ電
圧を与えるべきSCRトリガ回路14に対して、トリガ
出力を出すように指令する。
Then, in the comparator circuit 13, when the terminal voltage of the integrating circuit 12 exceeds a predetermined voltage, the trip coil 1 is
The SCR trigger circuit 14, which is to apply a trigger voltage to the thyristor (SCR) for causing current to flow through the SCR circuit 5, is instructed to output a trigger output.

したがって、このような構成の静止形過電流保護装置に
おいては、たとえば第2図に示すように、主回路の電流
すなわち最大入力電流が定格電流に対して100パーセ
ントないし125パーセントに達したとき前記ピックア
ップ回路10が作動する。
Therefore, in a static overcurrent protection device having such a configuration, for example, as shown in FIG. 2, when the main circuit current, that is, the maximum input current reaches 100% to 125% of the rated current, the pickup Circuit 10 is activated.

応じて、積分回路12が能動化され、パルス充電回路1
1からの該最大入力電流に応じたエネルギを持つ充電パ
ルスによって、該積分回路12が充電される。
Accordingly, the integrator circuit 12 is activated and the pulse charging circuit 1
The integrator circuit 12 is charged by a charging pulse with an energy corresponding to the maximum input current from 1 .

そして、ある時間経過後積分回路12の端子電圧が所定
電圧を超えたとき、前記引きはずしコイル15が作動し
、前記主回路に設けられた気中遮断器2が引きはずされ
る。
When the terminal voltage of the integrating circuit 12 exceeds a predetermined voltage after a certain period of time has elapsed, the tripping coil 15 is activated and the air circuit breaker 2 provided in the main circuit is tripped.

このような静止形過電流継電器の詳細な動作はよく知ら
れているためその説明は省略する。
The detailed operation of such a static overcurrent relay is well known, so a detailed explanation thereof will be omitted.

また、短限時動作、瞬時引きはずし動作についても省略
する。
Further, short-time operation and instantaneous tripping operation will also be omitted.

一般に、このような静止形過電流継電器の長駆動作の時
限は、この第2図に示すように反限時特性である。
Generally, the time limit of the long drive operation of such a static overcurrent relay has an inverse time limit characteristic as shown in FIG.

さらに、このような反限時特性は、保護対象機器のジュ
ール熱特性から考えて、入力電流の2乗×引きはずし動
作時間が一定(I2t=一定)であることが望ましい。
Further, in consideration of the Joule heat characteristics of the device to be protected, it is preferable that such an inverse time limit characteristic is such that the square of the input current times the tripping operation time is constant (I2t=constant).

そして、このような長限時の静止形過電流継電器では、
その引きはすしまでの時限が長いため、積分コンデンサ
を充電する際に、連続電流ではなくパルス電流を用いる
And, in such a long-term stationary overcurrent relay,
Because the time limit for this charge is long, a pulsed current is used instead of a continuous current to charge the integrating capacitor.

この発明は、このようなパルス充電でI2を一一定の特
性を得るためのパルス充電回路に向けられるものである
The present invention is directed to a pulse charging circuit for obtaining constant characteristics of I2 through such pulse charging.

それゆえに、この発明の主たる目的は、積分コンデンサ
を■2t=一定の電流パルスで充電するような静止形過
電流保護装置の新規な方式を提供することである。
Therefore, the main object of the invention is to provide a new type of static overcurrent protection device in which the integrating capacitor is charged with 2t=constant current pulses.

この発明は、要約すれば、積分回路のコンデンサへの充
電電流をパルス電流で与え、そのパルスの幅を入力電流
に比例させ、そのパルス繰返し周波数ないし同期は入力
電流に関係なく一定とし、かつそのパルス電流値は入力
電流に比例させるようにした静止形過電流保護装置であ
る。
In summary, this invention applies a charging current to a capacitor of an integrating circuit as a pulse current, makes the width of the pulse proportional to the input current, makes the pulse repetition frequency or synchronization constant regardless of the input current, and This is a static overcurrent protection device in which the pulse current value is made proportional to the input current.

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
The above objects and other objects and features of the invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.

第3図はこの発明の具体的な一実施例を示す電気回路図
である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention.

構成において、この第3図は特にパルス充電回路11お
よび積分回路12を詳細に示す。
In the structure, FIG. 3 particularly shows the pulse charging circuit 11 and the integrating circuit 12 in detail.

そして、前記整流回路5かつしたがって長限時信号回路
7からの入力電流■(主回路電流の最大瞬時値に相関)
はピーク値保持回路9に与えられる。
Then, the input current from the rectifier circuit 5 and therefore the long time signal circuit 7 (correlated with the maximum instantaneous value of the main circuit current)
is given to the peak value holding circuit 9.

ピーク値保持回路9では、この入力電流■に応じた電圧
Vinを発生する。
The peak value holding circuit 9 generates a voltage Vin corresponding to this input current (2).

この入力電圧V i nは、パルス充電回路11を構成
するトランジスタTrl、Tr2およびTr4のそれぞ
れのベースに共通的に与えられる。
This input voltage V in is commonly applied to the bases of the transistors Trl, Tr2, and Tr4 that constitute the pulse charging circuit 11.

そして、このトランジスタTr1のエミッタは抵抗R1
を介して電圧Vsに接続され、かつそのコレクタは抵抗
R2を介しで接地電位に接続される。
The emitter of this transistor Tr1 is a resistor R1.
is connected to the voltage Vs via the resistor R2, and its collector is connected to the ground potential via the resistor R2.

さらに、このトランジスタTrlのコレクタはPUT(
プログラマブルユニジャンクション トランジスタ)S
lのゲート電極に接続される。
Furthermore, the collector of this transistor Trl is connected to PUT(
Programmable unijunction transistor)S
It is connected to the gate electrode of l.

また、前記トランジスタTr2のエミッタ抵抗R3を介
して前記電源Vsに接続され、そのコレクタは前記PU
T 81のアノードに接続されるとともにコンデンサ
C1のプラス側に接続される。
Further, the transistor Tr2 is connected to the power source Vs via an emitter resistor R3, and its collector is connected to the PU
It is connected to the anode of T81 and to the positive side of capacitor C1.

このPUT 81のカソードは接地される。The cathode of this PUT 81 is grounded.

前記コンデンサC1のマイナス側は、トランジスタTr
3のコレクタに接続されるとともに、ダイオードD1お
よび抵抗R5の直列接続回路を介して接地される。
The negative side of the capacitor C1 is connected to the transistor Tr.
3 and is grounded via a series connection circuit of a diode D1 and a resistor R5.

前記トランジスタTr3のエミッタは、抵抗R4を介し
て電源Vsに接続され、かつそのベースには前記電源V
sが抵抗R6およびダイオードD2と抵抗R7とによっ
て分割された一定電圧が与えられる。
The emitter of the transistor Tr3 is connected to the power supply Vs via a resistor R4, and the base thereof is connected to the power supply Vs.
A constant voltage is provided in which s is divided by resistor R6, diode D2, and resistor R7.

さらに、前記トランジスタTr4のエミッタは抵抗R8
を介して電圧Vsに接続され、そのコレクタはトランジ
スタTr5のコレクタに接続される。
Furthermore, the emitter of the transistor Tr4 is connected to a resistor R8.
is connected to the voltage Vs via the transistor Tr5, and its collector is connected to the collector of the transistor Tr5.

前記トランジスタTr5のベースは前記ダイオードD1
と抵抗R5との直列接続点に接続され、そのエミッタに
接地される。
The base of the transistor Tr5 is connected to the diode D1.
and the resistor R5, and its emitter is grounded.

前記トランジスタTr5のコレクタがこのパルス充電回
路11の出力端となり、これが、ダイオードD3のアノ
ードに接続されるとともに比較回路13の比較入力端に
接続される。
The collector of the transistor Tr5 serves as the output terminal of the pulse charging circuit 11, which is connected to the anode of the diode D3 and to the comparison input terminal of the comparison circuit 13.

前記積分回路12を構成するダイオードD3のカソード
は積分コンデンサC2の一方電極に接続される。
The cathode of the diode D3 constituting the integration circuit 12 is connected to one electrode of the integration capacitor C2.

そしてこの積分コンデンサC2の他方電極は接地される
The other electrode of this integrating capacitor C2 is grounded.

なお、前記比較回路13は電源Vsによって付勢されて
いる。
Note that the comparison circuit 13 is energized by the power supply Vs.

以上のような構成において以下に第4図の各部波形図と
ともにその動作を詳細に説明する。
The operation of the above configuration will be explained in detail below with reference to the waveform diagram of each part in FIG. 4.

ピーク値保持回路9からの電圧Vinは前述のごとく入
力電流工に比例したものであり、その大きさは、次式(
1)に決められている。
As mentioned above, the voltage Vin from the peak value holding circuit 9 is proportional to the input current, and its magnitude is determined by the following formula (
1).

Vin=kI+0.7 (V) ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(1)ここで、この入力電圧V
inが0.7Vプラスされているのは、トランジスタT
ri 、Tr2.Tr4のペニスエミッタ間の順方向電
圧降下を補償するためである。
Vin=kI+0.7 (V)...
・・・・・・・・・・・・(1) Here, this input voltage V
The transistor T whose in is increased by 0.7V
ri, Tr2. This is to compensate for the forward voltage drop between the penis emitters of Tr4.

したがって、トランジスタTr1のエミッタ電流すなわ
ちコレクタ電流ICIは久慈2)で示される。
Therefore, the emitter current, that is, the collector current ICI of the transistor Tr1 is expressed by Kuji 2).

■ =に■/R1・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(21 したがって、抵抗R2の電圧降下すなわちPUTSlの
バイアス電圧■fc2は次式(3)で与えられる。
■ =に■/R1・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(21) Therefore, the voltage drop across the resistor R2, that is, the bias voltage fc2 of PUTS1 is given by the following equation (3).

2 V =I XR2=−−kI ・・−・・・−
(3)R2CI R1 この第(3)式からも明らかなように、PUTSlのバ
イアス電圧h2は入力電流Iに比例したものになること
がわかる。
2 V = I XR2 = −−kI ・−−
(3) R2CI R1 As is clear from this equation (3), it can be seen that the bias voltage h2 of PUTS1 is proportional to the input current I.

次にコンデンサC1の充電電流を考えてみる。Next, consider the charging current of capacitor C1.

このコンデンサC1の充電電流は、電源■s−抵抗R3
−トランジスタTr2のエミッターTr2のコレクター
コンデンサC1−ダイオードD1−抵抗R5およびトラ
ンジスタTr5を経て接地電位に流れ込む。
The charging current of this capacitor C1 is: power supply ■s - resistor R3
- collector capacitor C1 of emitter Tr2 of transistor Tr2 - diode D1 - flows into ground potential via resistor R5 and transistor Tr5.

すなわち、抵抗R5に流れるコンデンサC1の充電電流
によって、この抵抗R5の両端が約0.7V()ランジ
スタTr5のベースエミッタ間の順方向電圧)を超える
と、このトランジスタTr5がオンとなり、前記コンデ
ンサC1の充電電流がこのトランジスタTr5のベース
−エミッタに流れる。
That is, when the charging current of the capacitor C1 flowing through the resistor R5 causes the voltage across the resistor R5 to exceed approximately 0.7V (the forward voltage between the base and emitter of the transistor Tr5), the transistor Tr5 is turned on and the capacitor C1 is turned on. A charging current flows between the base and emitter of this transistor Tr5.

また、トランジスタTr5がオンすることによって、前
記入力電圧Vinによってオンされているトランジスタ
Tr4のエミッタ電流すなわちコレクタ電流IC’4は
このトランジスタTr5に流れ込み積分回路12方向に
は流れない。
Further, when the transistor Tr5 is turned on, the emitter current, that is, the collector current IC'4 of the transistor Tr4, which is turned on by the input voltage Vin, flows into the transistor Tr5 and does not flow in the direction of the integrating circuit 12.

ここで、トランジスタTr5のベース−エミッタ間の電
圧降下を上述したとおり略0.7 Vとし、かつダイオ
ードb1の電圧降下を同じく略0.7 Vとすると、コ
ンデンサC1のマイナス側の電位は略1.4V (0,
7+0.7 )となる。
Here, if the voltage drop between the base and emitter of the transistor Tr5 is approximately 0.7 V as described above, and the voltage drop of the diode b1 is also approximately 0.7 V, the potential on the negative side of the capacitor C1 is approximately 1 .4V (0,
7+0.7).

さて、この充電経路で充電する場合、初期条件としてコ
ンデンサC1のプラス側の電位をOとし、このプラス側
の電位がPUTSlのバイアス電圧■R2になる時間を
tlとすると、抵抗R3の電圧降下はVR3=に■であ
るので、トランジスタTr2のエミッタ電流かつしたが
ってコレクタ電流■c2すなわち充電電流は次式−で示
される。
Now, when charging using this charging path, as an initial condition, the positive side potential of capacitor C1 is O, and if the time for this positive side potential to reach the bias voltage ■R2 of PUTSl is tl, then the voltage drop across resistor R3 is Since VR3= is (2), the emitter current of the transistor Tr2 and therefore the collector current (2) c2, that is, the charging current is expressed by the following equation -.

I = k I/ R3・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(4)2 したがって、前記充電時間t1は次式(5)で与えら0
6・ 8゜ k工/R3・tl=c1・−・kI I R2・R3 tl= ・C1・・・・・・(5)1 この第(5)式からもわかるように、この充電時間t1
は入力電流■にかかわらず一定となる。
I = k I/R3・・・・・・・・・・・・・
......(4)2 Therefore, the charging time t1 is given by the following equation (5).
6・8゜kwork/R3・tl=c1・−・kI I R2・R3 tl=・C1・・・・・・(5)1 As can be seen from this equation (5), this charging time t1
is constant regardless of the input current ■.

この充電時間t1は、後述のように、積分コンデンサC
2への充電パルス周期に相当する。
This charging time t1 is determined by the integration capacitor C as described later.
This corresponds to a charging pulse period of 2.

したがって、この第(5)式から、この充電パルス周期
すなわちパルス繰返し周波数が入力電流Iにかかわらず
一定となることがわかる。
Therefore, from this equation (5), it can be seen that this charging pulse period, that is, the pulse repetition frequency is constant regardless of the input current I.

そして、前記PUTS1はそのアノード側の電位がバイ
アス電圧■に−2と等しくなれば、そのアノード−カソ
ード間が導通する。
When the potential on the anode side of the PUTS1 becomes equal to the bias voltage (2) by -2, the anode and cathode of the PUTS1 become conductive.

したがって、このコンデンサC1に充電を開始した後時
間t1が経過するとこのPUTSlがオンとなり、コン
デンサC1のプラス側は接地されることになる。
Therefore, when time t1 elapses after charging of capacitor C1 is started, PUTS1 is turned on, and the positive side of capacitor C1 is grounded.

しかるに、このコンデンサC1のプラス側とマイナス側
には、このPUTSlが導通状態になる直前では、次式
(6)で示す電位差がある。
However, immediately before this PUTS1 becomes conductive, there is a potential difference between the positive side and the negative side of the capacitor C1 as shown in the following equation (6).

2 ■ =−・kI−1,4(V)=Vi□−1,4(V)
” R1,−1−0−0(6) そのため、このPUTSlがオンとなった瞬間にこのコ
ンデンサC1のプラス側が接地電位すなわちO■に強制
されると、コンデンサC1のマイナス側は前記電位差を
保持するために先の1.4■から−(Vfi□−1,4
)Vの負電位に変る。
2 ■ =-・kI-1,4(V)=Vi□-1,4(V)
” R1, -1-0-0 (6) Therefore, when the positive side of this capacitor C1 is forced to the ground potential, that is, O■, at the moment this PUTSl is turned on, the negative side of the capacitor C1 maintains the above potential difference. In order to do this, from the previous 1.4■
) changes to a negative potential of V.

ここで、電圧vk2は、先の第(3)式からもわかるよ
うに、入力電流Iによって変化するものであるが、一般
にこの入力電流■が定格電流に対して100パーセント
程度のときでも少なくとも2■を超えるように決められ
ているため、このコンデンサC1のマイナス側の電位は
必ず負電位と1・なることがわかる。
Here, as can be seen from the equation (3) above, the voltage vk2 changes depending on the input current I, but generally, even when this input current ■ is about 100% of the rated current, it varies by at least 2 It can be seen that the potential on the negative side of this capacitor C1 is always 1.multidot. because it is determined to exceed (2).

したがって、このようにコンデンサC1のプラス側電位
が電圧vR2に等しくなり、PUT 81.がオンに
なった瞬間には、ダイ第1−ドD1は逆バイアスされる
Therefore, in this way, the positive side potential of capacitor C1 becomes equal to voltage vR2, and PUT 81. At the moment D1 is turned on, die No. 1 is reverse biased.

そのため、トランジスタTr5はオフとなり、オンされ
ているトランジスタTr4のエミッタ電流はダイオード
D3を通って積分コンデンサC2に充電される。
Therefore, the transistor Tr5 is turned off, and the emitter current of the turned-on transistor Tr4 passes through the diode D3 and charges the integrating capacitor C2.

すなわちPUTSlのアノード−カソード間が導通状態
にあるときのみ、積分回路10の積分コンデンサC2が
充電されることになる。
That is, the integrating capacitor C2 of the integrating circuit 10 is charged only when the anode and cathode of PUTS1 are in a conductive state.

一方、前記コンデンサC1を放電させるための電流は、
電源Vs−抵抗抵抗−4−トランジスタTr3−コンデ
ンサ−PUTSl−接地の経路で流れる。
On the other hand, the current for discharging the capacitor C1 is
It flows through the path of power supply Vs-resistor-4-transistor Tr3-capacitor-PUTS1-ground.

すなわち、PUT 81には、この放電電流とトラン
ジスタTr2のコレクタ電流とが流れるわけであるが、
この放電電流はPUTSlの谷点電流(導通状態に入っ
たPUTSlのアノード電流を減少させてくると非導通
状態に戻る電流値)を大幅に越えるように設定されてい
る。
In other words, this discharge current and the collector current of the transistor Tr2 flow through the PUT 81.
This discharge current is set to significantly exceed the valley point current of PUTS1 (the current value that returns to a non-conductive state when the anode current of PUTS1, which has entered a conductive state, is decreased).

そして、このコンデンサC1の一側端子が前述の略電圧
1.4vになると、トランジスタTr3のコレクタ電流
はダイオードDI、抵抗R5およびトランジスタTr5
に流れ、コンデンサC1に流れなくなる。
When the voltage at one side of the capacitor C1 reaches approximately 1.4V, the collector current of the transistor Tr3 is transferred to the diode DI, the resistor R5, and the transistor Tr5.
The current flows to the capacitor C1 and stops flowing to the capacitor C1.

したがって、PUT Slに流れる電流は、トランジス
タTr2のコレクタ電流のみとなるが、この電流は前述
のPUTSlの谷点電流以下となるように設定されてい
るため、PUT 81は急速に非導通状態になる。
Therefore, the current flowing through PUT Sl is only the collector current of transistor Tr2, but since this current is set to be below the valley point current of PUTSl mentioned above, PUT 81 quickly becomes non-conductive. .

また、この放電電流は、トランジスタTr3の一定バイ
アス(すなわち抵抗R6,R7およびR4の大きさ)に
よって決まる一定電流で、このときのトランジスタTr
3のコレクタ電流をIc3とし、コンデンサC1の一端
子側の電位が1.4Vに復帰する(PUTSlが非導通
状態になる)までの時間をt2とすると、この時間t2
は次式(7)%式% ) (7) この放電時間t2は入力電流■に比例するものとなる。
Further, this discharge current is a constant current determined by the constant bias of the transistor Tr3 (that is, the sizes of the resistors R6, R7, and R4), and the
3's collector current is Ic3, and the time until the potential on the one terminal side of the capacitor C1 returns to 1.4V (PUTS1 becomes non-conductive) is t2, this time t2
(7) This discharge time t2 is proportional to the input current ■.

すなわち、コンデンサC1の放電電流を一定電流とした
ため、入力電流Iが大きくなればその充電電荷は大きく
したがって放電時間t2は長くなる。
That is, since the discharge current of the capacitor C1 is set to be a constant current, the larger the input current I, the larger the charge, and therefore the longer the discharge time t2.

したがって、トランジスタTr5のオフ時間が長くなり
、積分コンデンサC2への充電パルス幅t2が大きくな
る。
Therefore, the off time of the transistor Tr5 becomes longer, and the charging pulse width t2 to the integrating capacitor C2 becomes larger.

この第(7)式のようにして、充電パルス幅t2が入力
電流Iに比例したものとなるわけである。
As shown in equation (7), the charging pulse width t2 becomes proportional to the input current I.

また、前記積分コンデンサC2への充電電流は、トラン
ジスタTr4のエミッタ電流すなわちコレクタ電流IC
4であり次式(8)で示される。
Further, the charging current to the integrating capacitor C2 is the emitter current of the transistor Tr4, that is, the collector current IC
4 and is expressed by the following equation (8).

I =に■/R8・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・(8)4 この第(8)式からもわかるように、積分コンデンサC
2への充電電流の大きさすなわちパルス電流の大きさは
入力電流Iに比例したものとなる。
I = ni■/R8・・・・・・・・・・・・・・・・・・
...(8)4 As can be seen from this equation (8), the integral capacitor C
The magnitude of the charging current to 2, that is, the magnitude of the pulse current, is proportional to the input current I.

以上の説明を要約してこの第4図の各波形で示す。The above explanation is summarized and shown by each waveform in FIG. 4.

なお、この第4図では入力電流工が小さいときとこの入
力電流Iが大きいときとでは充電時間すなわちパルス繰
り返し周期t1が若干ずれて示されるが、これは積分コ
ンデンサC2への充電パルス幅t2の違いを明瞭に示す
ように誇張して描いたためである。
In addition, in FIG. 4, the charging time, that is, the pulse repetition period t1, is shown to be slightly different when the input current I is small and when the input current I is large, but this is due to the charging pulse width t2 to the integrating capacitor C2. This is because the illustration was exaggerated to clearly show the difference.

実際は、前記時間t1は数十ミリ秒であり、時間t2は
数十ないし数百マイクロ秒である。
In reality, the time t1 is several tens of milliseconds, and the time t2 is several tens to hundreds of microseconds.

したがって、この時間t1は時間t2に比べて極めて大
きく、この時間t2をほとんど無視できる。
Therefore, this time t1 is extremely large compared to time t2, and this time t2 can be almost ignored.

したがって、パルス繰返し周期t1は一定となる。Therefore, the pulse repetition period t1 is constant.

上述のごとく、この実施例によれば、積分コンデンサC
2への充電パルス幅t2を入力電流工に比例させ、かつ
繰り返し周期t1を一定とし、さらにその電流の大きさ
を入力電流に比例させたため、■2tは常に一定となる
As mentioned above, according to this embodiment, the integrating capacitor C
2t is always constant because the charging pulse width t2 to 2 is made proportional to the input current, the repetition period t1 is made constant, and the magnitude of the current is made proportional to the input current.

すなわち、パルス繰り返し周期t1は一定であり、単位
時間内の充電パルス個数をfとすると、f”、tである
That is, the pulse repetition period t1 is constant, and if the number of charging pulses within a unit time is f, then f'', t.

従って、動作時間tの間に発生するパルス数をnとする
と、前第(5)式より、この個数nは次式(9)で与え
られる。
Therefore, if the number of pulses generated during the operating time t is n, then from the previous equation (5), this number n is given by the following equation (9).

Rlot R2−R3,。Rlot R2-R3,.

1°−°−°−−−−−−−−−−−°(9)n =
f t = また、パルス幅t2は、第(7)式で示され、かつパル
ス電流は第(8)式で示される。
1°−°−°−−−−−−−−−−−−°(9) n =
f t = Further, the pulse width t2 is expressed by equation (7), and the pulse current is expressed by equation (8).

そのため、積分コンデンサC2が時間tで所定電圧Eに
なるとすると、 nt2・Io4二C2・E となり、前記各
式より R1・t R2・kI KI X −X −= C2X E R2−R3−CI R1−Ic3 R8l2t=R3
°R8°C1°IC3・C2・E2 となり、■2t=一定となる。
Therefore, if the integrating capacitor C2 reaches a predetermined voltage E at time t, then it becomes nt2・Io42C2・E, and from the above formulas, R1・t R2・kI KI X −X −= C2X E R2−R3−CI R1− Ic3 R8l2t=R3
°R8°C1°IC3・C2・E2, and ■2t=constant.

さらに、前記コンデンサC1に各周期t1ごとに充電さ
れた電荷は、結末的にはトランジスタTr3の一定のコ
レクタ電流ICaで全て放電されることになり、PUT
Slのオンタイミングすなわちバイアス電圧■8□の多
少の変動にかかわらず長駆動作時間tは一定となる。
Furthermore, the electric charge charged in the capacitor C1 at each period t1 is eventually completely discharged by the constant collector current ICa of the transistor Tr3, and the PUT
The long drive operation time t remains constant regardless of slight variations in the on-timing of Sl, that is, the bias voltage 8□.

すなわち、たとえば何らかの原因(温度等)でこのバイ
アス電圧VR2が変動しても動作時間tが一定となり、
温度特性が極めて良好であることがわかる。
In other words, even if the bias voltage VR2 fluctuates due to some reason (temperature, etc.), the operating time t remains constant.
It can be seen that the temperature characteristics are extremely good.

なお、上述の実施例は、ピックアップ回路の詳細は省略
し、かつこの発明の思想を具体的に説明するために単に
一つの具体例として示したもので、この発明はこのよう
な具体的な回路に限定されるものではないことはもちろ
んである。
Note that the above-mentioned embodiment is merely shown as one specific example in order to omit the details of the pickup circuit and specifically explain the idea of the present invention, and the present invention is not limited to such a specific circuit. Of course, it is not limited to.

以上のように、この発明によれば、静止形過電流保護装
置において、極めて安定にl2t=一定の特性を得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, in the static overcurrent protection device, it is possible to extremely stably obtain the characteristic l2t=constant.

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

第1図はこの発明の背景となる静止形過電流継電器の一
例を示すブロック図である。 第2図はこの静止形過電流継電器の限時特性を示すグラ
フであり、横軸には定格電流に対する100分率(パー
セント)、縦軸には引きはずし動作時間(1)を示す。 第3図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。 第4図はこの実施例を説明するための各部動作波形図で
ある。 図において、1a、1b、1cは主回路の線路、5は整
流回路、9はピーク値保持回路、11はパルス充電回路
、12は積分回路、13は比較回路、15は引きはずし
コイル、TrlないしTr5はトランジスタ、R1ない
しR8は抵抗、C1はコンデンサ、C2は積分コンデン
サ、SlはPUTを示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a static overcurrent relay which is the background of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the time-limiting characteristics of this static overcurrent relay, where the horizontal axis shows the percentage of the rated current, and the vertical axis shows the tripping operation time (1). FIG. 3 is an electrical circuit diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operational waveform diagram of each part for explaining this embodiment. In the figure, 1a, 1b, 1c are main circuit lines, 5 is a rectifier circuit, 9 is a peak value holding circuit, 11 is a pulse charging circuit, 12 is an integration circuit, 13 is a comparison circuit, 15 is a tripping coil, Trl or Tr5 is a transistor, R1 to R8 are resistors, C1 is a capacitor, C2 is an integrating capacitor, and Sl is a PUT.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 主回路電流が予め定める値を越えたとき、成る時限
を有して前記主回路電流を遮断すを過電流保護装置にお
いて、 前記主回路電流の大きさに比例した電流で充電されるコ
ンデンサと、 前記コンデンサの正極側端子電圧が前記主回路電流の大
きさに比例した成るしきい値に達したことに応じて、前
記コンデンサの正極側端子を接地し、前記コンデンサの
負極側端子を接地電位に対して負電位にならしめる接地
手段と、 前記コンデンサの正極側端子が接地された後、前記主回
路電流の大きさとは関係のない一定の電流で前記コンデ
ンサを放電し、前記コンデンサの充電期間中は導通し、
放電期間中は非導通となる文イツチング素子を含むパル
ス発振手段と、前記パルス発振手段に対して並列的に設
けられ、前記主回路電流の大きさに比例した電流で充電
される積分コンデンサと、 前記積分コンデンサの端子電圧が所定の値に達したこと
に応じて、前記主回路を遮断する引外し手段とを備え、 前記積分コンデンサは前記主回路電流の大きさに比例し
た幅およぶ振幅のパルス電流によって充電されることを
特徴とする、静止形過電流保護装置。
[Scope of Claims] 1. In an overcurrent protection device that interrupts the main circuit current with a time limit when the main circuit current exceeds a predetermined value, the current is proportional to the magnitude of the main circuit current. When the positive terminal voltage of the capacitor reaches a threshold proportional to the magnitude of the main circuit current, the positive terminal of the capacitor is grounded and the capacitor is charged. a grounding means for bringing the negative terminal to a negative potential with respect to the ground potential; and after the positive terminal of the capacitor is grounded, the capacitor is discharged with a constant current unrelated to the magnitude of the main circuit current. , is conductive during the charging period of the capacitor,
a pulse oscillation means including a switching element that is non-conducting during a discharging period; an integrating capacitor that is provided in parallel with the pulse oscillation means and charged with a current proportional to the magnitude of the main circuit current; tripping means for interrupting the main circuit in response to a terminal voltage of the integrating capacitor reaching a predetermined value; A static overcurrent protection device that is charged by current.
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