JPS62503141A - 負荷及び回路に対する保護電力供給のための静電スイッチング回路若しくは装置 - Google Patents

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】 （翻　訳　文） 負荷及び回路に対する保護電力供給のための静電スイッチング回路若しくは装置 本発明は、入力端子及び出力端子の間に配設され且つ制御電極が適切な信号を受 けるときに該入力端子及び出力端子間に電流を流したり阻止したりするための半 導体素子を有する電気スイッチング装置に関するものであり、上記適切な信号は 、制御装置によって発せられ、該制御装置は、一方において、定常動作に対応す る導通若しくは遮断指令を受け、他方において、該２つの端子間に直列に配設さ れた検知手段によって測定される電流の強さが異常に上昇した際に発せられると 遮断指令を受ける。

上記の動作をなす回路は西独特許出願ＤＥ−Ｏ３第２４１６４５０号から公知で あり、該回路は白熱灯と類似した抵抗特性を有する負荷に対して電圧制御された 電力を供給するためのトライアック型の半導体素子を用いている。

かかる負荷においては、抵抗が変化し、かかる抵抗変化は既に知られており且つ 電流の１周期に近い時間内に安定化される。負荷が接続される回路は一般的に家 庭用配線によって電源供給されるが、この場合、該回路中を流れる電流は継続的 に監視されており、その短絡電流強度は決して大きい値ではない。更に、スイッ チング素子としてトライアックを用いる場合は、Ａ　ＣＥ流の１周期中いつでも 電流の遮断をすることができるわけではないという欠点を有する。

かかる装置は、モータに対する電流供給回路において発生し且つ電流が約１秒間 流れる間に公称電流の５〜６倍程度の過電流が流れるような瞬間的な現象を継続 的に監視することはできない。

本発明は、作動さるべき質量からしてその電流消費量が極めて広い範囲に亘って 変化する電気モータからなる負荷が使用される工業的なスイッチング装置若しく は回路に関する。かかる工業的回路においては、極めて低インピーダンスの回路 網、導線、スイッチング部材によって電源が供給され、該負荷は過負荷電流の影 響から保護されなければならないし且つ負荷を破壊し且つ該スイッチング部材を 破壊して生産を長時間に亘って停止せしめることにつながる直接的な短絡による 短絡電流による影響から保護されなければならない。更に、該負荷をかかるスイ ッチング部材と共に用いることは家庭用装置を制限するよりも更に厳しい制限を 含む利用法の範驕に属する。

現在、上記の機能を有し且つ最も広く用いられている技術を用いた装置において は、接点開閉器、熱的保護用リレー、接点遮断器、制限器及びフユーズ等の電気 機械的な装置を組合わせて用いており、かかる装置の特性は上記の機能が完全に 満されるがどうかに従って選択される。

従って、本発明は、インピーダンスが突発的に変化する負荷に対して周期的に且 つ電子的に電源を供給したり遮断したりすることができ且つサージ電流及び短絡 電流からラインを保護する工業的静電スイッチング装置若しくは回路を提供する ことを目的とする。

本発明による装置は、ＩＧＴ及びＧＴＲ等の所謂ＧＴＯタイプに属するスイッチ ング素子のアノードとカソードに対して並列に配設された分岐回路内に、該アノ ードとカソード間の電圧を制限し且つ高エネルギのパルスに対して可逆的に耐え 得る抵抗若しくはバリスタと、高電流パルスに耐えるべくなされた電流制限用抵 抗と、ノーマルオーブンであり且つ高速リレーによって閉成される非反発型機械 的スイッチとからなる直列回路とを並列に配設することによって、その目的を達 成しており、該高速リレーのコイルは、制限された時間において起こり且つ該公 称電流値の１．２５倍ないし６倍の値の電流が発生したときにおこる第１の障害 が発生したときにのみ電源を供給され且つ該静電スイッチの制御電極に対して該 遮断信号が供給されるまで電源を供給され、一方、該公称電流勾配値の６倍以上 の電流勾配が発生して第２の障害が発生すると、該コイルへの電源供給は遮断さ れ且つ該遮断信号が該制御電極に対して供給される。

更に、ＧＴＯ（ゲートターンオフ＞、ＩＧＴ（Ｉｓｏｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｔ ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＧＴＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の如き ＡＣ電流の１周期中において常時遮断可能な半導体素子の分離特性、強度特性及 び再接続時間特性は、現在のところ工業上利用できる程度まで改良されている。

しかしながら、かかる利用方法においては、特に、反復性を有する負荷に対して 設置されるような場合において起こる現象に適した測定をする必要がある。

本発明は下記の説明及び添附図面によってより良く理解できるであろう。

第１図は本発明による装置において主に使用される回路及び機能を示す図であり 、第２図は第１図の回路のうちの１つによってなされる特有の機能を示すグラフ であり、第３図は第１図において用いられた機械的スイッチの好ましい実施例を 示す図であり、第４図は第１図におけるいくつかの素子を含む交換自在なモジュ ールを用いた第１図の回路の変形例の部分図であり、第５図はフユーズとして働 く第２のタイプの電流検知器を示す図であり、第６図は特定の負荷に対して電源 供給する場合において該スイッチング素子の分岐回路を流れる電流に必要な特性 を示すグラフであり、第７図は双方向に流れるＡＣ電流を用いることを可能なら しめるためのスイッチに対して係合せしめられた相補型手段を示す図であり、第 ８図は各相において電流の移動を実行すべくなされたスイッチ群の相対関係を示 す図であり、第９図は該回路における電圧と電流の関係の特性曲線を示すグラフ であり、第１０図は、一方において、３つの従来型の電気機械的装置によって得 られる制限曲線（Ｉ。

Ｍ、　Ｉ［［）を実際の大きさで示し、他方において、本発明による制限スイッ チング回路によって得られた制限曲線（ＩＶ）を示すグラフである。

第１図に示す静電スイッチング装置は、例えばライン２５を遮断するためのスイ ッチ２２を有するＡＣ回路網のＲ相（Ｐｈａｓｅ）に対して接続すべくなされた 電流入力端子２と、導線２３によってモータの如き負荷２４に対して接続され且 つライン２６によって他の相Ｓに対して接続すべくなされた出力端子３とを有す る。

一方の端子から他方の端子へ続く主電流分岐回路４にはＧＴＰ、ＧＴＰ若しくは ＩＧＴタイプの制御電子スイッチング素子５が配設されている。該スイッチング 素子に対して第１図において示された記号はアノードＡ、カソードにおよび制御 用ゲートＧからなるＧＴＯを示している。かかる電子スイッチング素子はアノー ドが正電位にあり且つゲートに正のパルスが供給される場合にのみ導通せしめら れ且つゲートに負のパルスが連続的に供給されると遮断せしめられる。従って、 かかるタイプのスイッチング素子は正のＡＣ電流半周期中のいかなるときにも遮 断可能である点で興味深い。

主分岐回路４は更に該主分岐回路を流れる電流の強さを保護するための手段２１ を有する。該手段は電流変換器タイプであってもよく、端子における電位低下が 電流のイメージを表わす低い抵抗によって形成されてもよい。

該アノードとカソードに対して並列に接続されたバイパス分岐回路８内に配設さ れ且つ好ましくはＺｎＯの如き物質から形成される電圧制限抵抗１７若しくはツ ェナーダイオードを用いた６００Ｖないし１０００Ｖの電圧領域を有する半導体 回路と、並列分岐回路７内に配設され且つ好ましくは導電性有機重合体（こよっ て形成された抵抗１０及び接点１１．１２を有する機械的スイッチ１３とからな る直列回路とが互いに並列に配設されている。

スイッチ１３の可動接点１２は励磁コイル１５を有する電磁石若しくは高速リレ ー１６のプレートすなわちコア１４に連結されている。

第３図から明らかなように、可動接点１２には磁化装置２８の如き手段が係合せ しめられて高電流が流れるときに電気力学的反発作用が起こるのを防止する。

更に、同じく並列に接続された分岐回路９には、静電スイッチ５を破壊する危険 性がある電圧勾配を防止することを目的とした回路が配設されている。

分岐口ｌ′！！９は静電スイッチ５と同じ方向にバイアスされたダイオード１９ と抵抗１８とを有する並列回路に対して直列に接続されたコンデンサ２０を有す る。

電子制御回路３０は図示されていないＤＣ電流源から電源供給されており、スイ ッチング素子５を作動若しくは停止せしめる外部信号ｆを受けるべくなされた外 部制御端子３５に対して接続された第１制御人力３２を有し、制御回路３０の第 ２制御人力３３はスイッチング素子５の導通を停止せしめるための遮断信号すを 受けるべくなされている。

通若しくは遮断せしめるべくなされた制御信号Ｑ及び互をスイッチング素子５に 供給することを目的としてスイッチング素子５のゲートＧに接続されている。

装置１の定常動作状態においては、主分岐回路４に公称電流１ｎが流れ、ライン ２３．２６若しくは負荷２４には障害がないので、スイッチ１３は開放されてお り、この状態において端子３５に対して外部信号ｆ若しくはｆが供給されると、 静電スイッチ５を導通若しくは遮断せしめる信号Ｑ若しくはｄが発生せしめられ る。

電流検知器２１によって公称電流ｉｎで表わされる電流値の制限領域内の電流値 が測定される場合においては、該装置は定常動作状態にある。

分岐回路４を流れる電流が上記制限領域を越えると、作動状態は定常領域ではな くなる。

特に、該測定電流値がＩｎに近い値からＩｎの略６倍の値の間にある場合及び該 測定電流値がｉｎの６倍よりも大きい場合の２つの場合に注目する必要がある。

第１の場合における異常電流は、該負荷が始動できない状態であるか若しくはモ ータに問題があって予知しない速度低下が起ったことに起因する。

第２の場合における異常電流はライン２３．２６において回路の直接的短絡が発 生するか若しくはモータ２４の機械的ロック状態によっておこる間接的短絡の発 生に起因する。

電流検知器２１によって測定される電流に対するアナログ信号ｉは微分（ｄｉ／ ｄｔ）をする第１回路４１の入力４２と、１２に近いｉの累乗の積分、すなわち ｆ　１２ｄｔをする第２の回路４７の入力４６と、Ｉｎと１．２５Ｉｎの間の値 と１．２５Ｉｎと６Ｉｎの間の値と６１ｎＬＪ、上の値とからなる３つの電流値 を識別する回路３７の入力３６とに対して同時に供給される。

ＡＣ電流の半周期中の各瞬間における電流の増加を表わす回路４１における出力 ４３に発生する信号ｐの大きさは閾値検知回路４４によって分析され、回路４４ は該電流勾配が公称電流値の６倍にあたる閾値よりも大きいとき、その出力端子 ４５に信号ｑを発生する。

公称電流値ＩＯは、例えば公称半波電流のピーク値を示し、公称電流勾配は該公 称電流の電流値零近辺における増加勾配Ｐによって定義される。

識別回路３７は３つの出力端子３８．３９．４０のうちの１つの端子に対して各 端子に対応する信号ｊ、ｄ、ｍを発生する。

上記出力信号ｊ及びｑはＡＮＤ回路５４の入力５２，５３に対して供給され、Ａ ＮＤ回路５４は信号ｊとｑとの両方が供給されるときに信号Ｃを発生し、信号Ｃ はＯＲ回路６５の入力のうちの１つ６６に対して供給され、ＯＲ回路は遮断信号 すを発生する。

スイッチ５８によって示された手段はＡＮＤ回路を省くためのものであり、これ によって信号ｑのみが存在する場合に信号Ｃが発生される。かかる配列の利点は 以下の説明によって明らかになるであろう。

出力信号ｄは、一方ではＯＲ回路６５の人力６７に対して供給され、他方では、 電磁石１６のコイル１５に対して供給される。以下の説明から明らかなように、 スイッチ５９若しくは遅延回路５７を入力６７と出力３９との間に配設してもよ い。

第１図の回路図においては、信号ｄが発生せしめられると、信号Ｑが最初に発生 されるのか、スイッチ１３が最初に閉成されるのかを指示する手段は示されてい ない。点りと入力６７との間に遅延回路（閃絡）が配設され、これによってスイ ッチ１３が閉成された後、信号Ｑが発生される。

あるいは、１つの変形例として、スイッチ１３の開成後に閉成するノーマルオー ブン型のスイッチ５９の如き補助スイッチを同時に閉成せしめるべくコア１４を 機能させることもできる。

積分回路４７から供給される信号Ｗは前記所定周期において該負荷によって消費 されるエネルギを表わし、信号Ｗは疑似双曲特性を有する遅延回路５０の入力４ ９に供給される。第２図から明らかなように、遅延回路５０の出力５１は一定時 間Δを後に信号Ｘを発生し、信号Ｘの大きさは信号Ｗの大きさに対して逆方向に 増加する。

信号Ｘ及び信号ｍ　ｔ、ｔ　Ａ　Ｎ　Ｄ回路６２に対して供給され、ＡＮＤ回路 ６２の出力６３は該信号Ｘとｍが共に供給されると信号Ｓを発生し、信号ＳはＯ Ｒ回路６５の第３人力６８に対して供給される。

ｌｎから１．２５１１１までの範囲にある中間過電流が長時間に亘って発生する と、識別回路３７は信号ｍを発生し、積分値ｆ　１２ｄｔを示す信号Ｗは遅延回 路５０に対して供給される。所定時間後に遅延回路５０によって信号Ｘが発生さ れると、ＡＮＤ回路６２の２つの入力に信号が供給され、過負荷信号Ｓが発生さ れ、過負荷信号ＳはＯＲ回路６５に供給され、ＯＲ回路６５の出力は制御回路３ ０に対して遮断信号すを供給する。

短時間に亘り且つ公称電流値Ｉｎの１．２５倍から６倍までの範囲にある過負荷 電流が発生する場合には、積分値ｆ　１２ｄｔはあまりにも小さいので、識別回 路３７によって発生された信号ｄは信号Ｘを発生せしめず、信号ｄは遅延するこ となく高速リレー１６に対して供給され、高速リレー１６は励磁せしめられてス イッチ１３を閉成せしめ、これによって抵抗１０を介して分岐回路７には高分流 電流Ｉｄが流れる。短時間に亘ろ過負荷電流に耐え得るという該抵抗における特 性によって、静電スイッチ５は恐らく該静電スイッチ内を流れていたであろうと 思われる大電流から解放されるのである。更に、抵抗１０の抵抗値を増すことに よって分岐回路７を流れる分流電流を減少せしめることができる。

しかしながら、かかる過電流の流れる時間は信号ｄが供給される調整自在遅延回 路５７によって決定される値を越えてはならない。上記時間が該公称電流値、負 荷の特質、該負荷の温度特性及び該負荷の機能（例えば、モータの起動）の関数 として決定された値よりも大きいとき、遅延回路５７によって発生された信号ｄ ′はＯＲ回路６５の入力６７に対して供給され、ＯＲ回路６５は遮断信号すを発 生し、該遮断信号は制御回路３０に対して供給する。

このようにして、静電スイッチ５が遮断されると電流検知器２１は信号ｄを惹起 する程大きくない残留電流１ｒの流れのみを検知し、電磁石１６には電流が供給 されないので、スイッチ１３は関数せしめられ、該負荷に向って流れる小電流は 遮断される。

もし回路５０が更に長い時間作動することによる、電流検知器２１によって検知 された短絡電流が該装置の端子２．３間に流れると、前記２つの動作は、瞬間的 な電流強度及び電流の増加を同時に用いることによるか、あるいはスイッチ５８ があらかじめ閉成せしめられているときに起こる電流の増加を別々に用いること によるか、どちらかによってなされる第３の動作によって代行される。

該第３の動作は上記２つの動作のうちの一方がなくても動作することができ、該 第３の動作においては、分流回路４１において形成された電流の微分係数を表わ す信号ｐが閾値検知回路４４に対して供給され、閾値検知回路４４は、検知され た微分係数が、例えば、該公称電流の微分係数として仮定されている最大値Ｐ＝ ３１４　Ｉｎ／ｓｅｃの６倍よりも大きい場合に信号ｑを発生する。もし該瞬間 電流値が、例えば、公称電流ｉｎのピーク値の６倍を越える場合には、識別回路 ３７は信号ｊを発生する。該２つの信号ｑとｊが同時にＡＮＤ回路５４の入力に 供給されたとき、その出力信号ＣはＯＲ回路６５に供給され、これによって、遮 断信号すが遅延することなく発生されて制御回路３０に対して供給される。

使用される負荷の特性からして、異常ではないにもかかわらず極めて高い瞬間的 な電流の増加を伴なう始動電流が発生せしめられる場合においては、該遮断信号 が発生されないように、該２つの信号ｊとｑが同時に用いられる。かかる現象は 、例えば、白熱灯の如き負荷に対して１周期のうち零近辺を有しないＡＣ？ａｆ 流（第６図）が一定時間供給される場合に起こる。

制御回路３０が遮断指令信号すを受けた場合においては、入力端子３５に閉成指 令信号ｆが発生若しくは再発生せしめられても、制御回路３０の入力３２に対し て即座に導通信号ｅが供給されてはならない。

禁止回路３４若しくは制御回路３０内に特別に配設された内部装置はかかる禁止 動作を実行するためのものである。

禁止回路３４は更に識別手段を有するか、若しくはある種の手段と係合せしめら れなければならず、これによって、一方において、上記２つの動作によって該静 電スイッチの遮断が惹起される際においては、該禁止動作は該負荷から熱を取り 除くのに必要とされる一定時間の経過後に自動的に解除され、他方において、再 発生すると極めて危険である短絡電流の発生によって該静電スイッチの遮断が惹 起された際においては、該禁止動作は維持される。上記第２の禁止動作を解除す るためには、保全管理人の介在を必要とする。

更に有利な実施例においては、電流検知器２１は接点を有し且つ基準化された抵 抗を有する可融性部材１００によって形成することもできる（第５図）。この場 合において使用され且つ電流のイメージを検知する回路は図示していない。

第５図から明らかなように、可融性部材１００は交換可能なカートリッジ１０１ 内に配設され、その端子１０２．１０３は該装置のケース１に配設された端子１ ０４．１０５と協働し、該装置の公称電流を規定する役割を果す。該カートリッ ジの形状は、該装置に対してより高い公称電流値を有するフユーズが係合されな いようになされている。

第１図に示す装置は理解を容易にするために簡略化されている。ＡＣＮ流を供給 される装置においては、２つの静電スイッチが１周期中の２つの半波を用いるべ く配設されている。

一方、第１図において互いに並列に接続された分岐回路７及び８の構造は、互い に反対方向の電流が流れる際に同一の動作を提供するが、ダイオード１９によっ て形成されるバイアス素子を含む分岐回路９における動作は上記の動作とは同一 ではない。

第７図には、分岐回路９における動作と同一の機能を各々の方向において有する ２つの分岐回路に対して分岐回路８が同様の方法によって協働するようになされ ている回路８０が示されている。第７図においては、互いに逆向きに配設された 静電スイッチ５ｐ、５ｎに対して並列にダイオードＤＩないしＤ４を有するＧＲ ＡＥＴＺブリツ手゛８１が手段８１ている。ブリッヂ８１の端子８２．８３は７ ノード及びカソードに対して並列に接続されており、対角位置にある端子８４は コンデンサ８５を含んでいる。従って、端子２及び３の間において逆方向に流れ る電流は端子８４においては、同じ方向に変換される。

コンデンサ８５の放電は、常に上記ブリッヂの出力の方向に対して逆方向になさ れ且つ電流の半周期に比して極めて短時間に完了するものであり、かかる放電を 連続的且つ完全にもたらすことを目的として、低抵抗８７に対して直列に接続さ れた半導体８６が用いられ、抵抗８７と半導体８６は端子８４に対して並列に接 続されている。半導体８６は一般的な制御回路８８の基準電流によって発生され た同期信号によって制御される。

多相ＡＣ電流を監視すべくなされた本発明による装置は、位相の数と同数の静電 スイッチ５Ｑと各素子２ないし２１若しくは回路８０とを有する。例えば、分岐 回路７及び８を含む第８図の回路９０は回路３７ｘ、３７ｙのうちの１つから発 生された信号ｄ×若しくはｄＹを受ける単一電磁石１６ａのアーマチャ１４ａと 係合せしめられてもよい。

該装置の全体の大きさは、スイッチ１３の如き種々のスイッチを複数の信号のう ちの１つの信号ｄを受けるコイルを有する同一のＮｖＡ石１６ａによって作動せ しめられるようになすことによって小さくすることができる。

該負荷の保護のみならず該静電スイッチを過熱から保護することを望む場合には 、例えば、高電流の通過中における該静電スイッチの動作に対して適用された複 数の回路５０のうちの２つの回路に対して相反する特性が付与される。

上記回路の動作を説明するに当って、現象の迅速性を考慮して、該回路網の電圧 は半波電流の各点において変化しないものと仮定する。

時間ｊｏにおいて６Ｉｎより大きい短絡電流が生じると、信号ｊ、ｑ、ｋが発生 せしめられて該静電スイッチは時間ｔ１において遮断され且つ分岐回路７は開放 状態に保持される。

このとき、コンデンサ２０を充電する電流は時間１＋がらｔ２の間にｐｌからｐ ２の波形に従ってダイオード１９を介して分岐回路９内を流れる。

かかる動作は静電スイッチの開成時に負荷２４のインダクタンスＬが電流発生器 の役目をすることによるものであり、該電流発生器による電流の強度に従って更 に強くなる。

該コンデンサの累進的充電による減少勾配電圧Ｕδは電圧制限抵抗の閾値電圧Ｕ Ｉ７と等しい値に達する時間Ｔ２まで増加し、該電圧制限抵抗内を主に電流が流 れる。

該インダクタンスのエネルギの一部は次に示す仮定において該コンデンサを充電 せしめる役目を果し、残りのエネルギは抵抗１７において消費され、これによっ て、全体の電流が減少せしめられる。第９図における曲線部ｐ２ｐ３は上記電流 の減少の傾向を示している。

時間ｔ３において、電流が抵抗１７の特性によって決定された値に相当する値ｉ ３に達すると、該電流は該コンデンサの放電によって減少せしめられ、該電圧は 端子２及び３の間における瞬間電圧に等しい値に達するまで徐々に減少する。

上記のスイッチ回路はセラミックを基体とした酸化亜鉛からなる電圧制限抵抗を 選択することによって守備よくなされる。かかる物質はその許容電流が約１ｍＡ ／ｃｉであり、かかる物質は過電流に対する保護回路に適合しないと考えられる けれども、短時間に亘るエネルギの過負荷状態における良好な動作機能のみなら ずその高い閾電圧値によって満足すべき結果が得られるのである。かかる電圧制 限手段を静電スイッチと係合せしめるためには、該静電スイッチはＩＫＶ程度の 電圧に耐えなければならないことは明らかである。従って、第１０図に示すよう に、ラインは極めて効率よく保護されている。第１０図において、曲線■は本発 明によるスイッチング装置の電流制限現象を示している。

かかる抵抗の選択と同時に、例えば炭素を充填せしめられて導電性を付与された 重合体を含む電流制限抵抗を用いることによって良好な電流の移動がなされ且つ かかる物質の興味深い特性、すなわち、高電流が流れる際（かかる現象は突発的 である）に発達する現象によって可逆現象が惹起されるという特性を用いること によって電流制限動作がなされる。

第４図に示す実施例においては、電磁石１６、スイッチ１３及び抵抗１０は、ス イッチング装置１ａのケース７５に配設された各々対応する端子と協働するべく なされた端子７１．７２．７３．７４を有する取り出し自在なサブ組立て部７０ に配設されている。

装置１ａが瞬間的な過電流が発生しない種類の負荷を保護し且つこれに電力を供 給すべく用いられる場合には、かかる装置は適当である。スイッチ１３の開放及 び開成がなされる情況を考慮して、該電磁石の大きさは公称電流強度の存在下で のかかる動作に必要な大きさより幾分小さくてもよい。

部材７６．７７は発生している障害の性質をオペレータ若しくは監視員に知らせ るべくなされた表示手段を示す。

手段７８．７９．２９は回路調整部材を示しており、該回路調整部材は該回路に 対して接続されており且つ特定の動作方法を選択するための手段である。

ＦＩＧ、１０ 補正内の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６２年２月 ４日 １、事件の表示 ＰＯＴ／ＦＲ８６１００１８８ ２、発明の名称 負荷及び回路に対する保護電力供給のための静電スイッチツク゛回路葦Ｌ＜ｌゴ 装置３、特許出願人 住　所　フランス国　９２０００　ナンテール　アヴニュデュ　マレシＶル　ジ ョッフル、　３３番地ビス名　称　ラ　テレメ力ニク　エレクトリフ４、代理人 　〒１０４ 住　所　東京都中央区銀座３丁目１０番９号５、補正内の提出年月日　昭和６１ 年１１月７日６、添付用類の目録 （１）　補正内の写しく翻訳文）　１通請求の範囲 （翻　訳　文　） １、　入力端子と出力端子との間に半導体素子が配設され、前記半導体素子は、 一方において、定常動作に対応する導通若しくは遮断指令を受け、他方において 、前記２つの端子間に対して直列に接続された検知手段によって測定される電流 強度が異常に上昇した際に発せられる遮断指令を受ける制御回路によって発せら れた信号を制御用電極が受けると、前記２つの端子間に電流を流したり遮断した りする電気スイッチング装置であり、前記半導体素子は所謂ＩＧＴ及びＧＴＲ等 のＧＴＯ（ゲートターンオフ）型に属し、前記半導体素子のアノード（Ａ）とカ ソード（Ｋ）とに対して並列に接続された第１分岐回路（８）には、前記アノー ド（Ａ）とカソード（Ｋ＞との間の電圧を制限すべく高閾電圧値を有し且つ第２ の分岐回路（９）からの電流の流入による＾エネルギーパルスに対して可逆的に 耐え得る抵抗若しくはバリスタ（１７）が並列に接続され、前記第２の分岐回路 （９）内には、端子電圧が前記閾電圧値に達した際に前記第１の分岐回路（８） の方向に充電されるコンデンサ（２０）が配設されてなることを特徴とする電気 スイッチング装置。

２、　前記第１の分岐回路（８）に対して並列に第３の分岐回路（７）が接続さ れ、前記第３の分岐回路（７）には、高電流パルスに対して耐えるべくなされた 電流制限用抵抗１０と接点（１１，１２）からなる非反発型機械的スイッチ（１ ３）とが互いに直列に配設され、前記非反発型機械的スイッチ（１３）はノーマ ルオーブン型であり且つ高速リレーによって閉成され、前記高速リレーのコイル （１５）は限られた時間に亘って発生し且つ設定電流値が公称電流値の略１．２ ５倍ないし６倍に相当する第１の障害が発生したときにおいてのみ電源を供給さ れ且つ遮断信号ｑが前記静電スイッチの制御電極（Ｇ）に対して供給されるまで 電源供給され、一方、前記公称電流の勾配Ｐの約６倍以上の電流勾配によって第 ２の障害が発生したときには、前記高速リレーのコイル（１５）は電源供給を遮 断され且つ永続的な遮断信号が前記制御電極に対して即座に供給されることを特 徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。

３、　制御スイッチ（５，５ｐ、５ｎ）を電圧勾配から保護すべくなされ且つ一 方向充電手段（１９，８１）と係合せしめられたコンデンサ（２０，８５）と抵 抗（１８，８７）とを有する前記第２の分岐回路（９）及び（８０）が前記静電 スイッチ（５）及び（５ｐ、　５　ｎ）のアノードとカソードに対して各々並列 に接続されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。

４、　単一の静電スイッチを用い、前記第２の分岐回路（９）はコンデンサ（２ ０）に対して直列に接続された抵抗（１８）と前記抵抗（１８）に対して並列に 接続され且つ前記静電スイッチ（５）と同じ導通方向を有すべく配設されたダイ オード（１９）とを有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。

５、　互いに逆向きに配設された２つの静電スイッチを用い、前記アノードとカ ソード（Ａ、Ｋ）は４つのダイオード（Ｄｉ、Ｄ２．０３．Ｄ４）を有するブリ ッヂ（８１）の入力端子（８２，８３＞に対して接続され、前記４つのダイオー ドの対角位置にある出力端子（８４）は互いに並列に接続されたコンデンサ（８ ５）と、抵抗（８７）と制御半導体（８６）とからなる直列回路とを含み、唯一 の導電回路（７）と唯一の電圧制限回路（８）とが前記アノードとカソードに対 して並列に接続されてなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。

６、　較正されたフユーズ保護装置（１００）が前記静電スイッチ（５）に対し て直列に接続されており、前記フユーズの端子電圧は一般的な回路（２，３＞を 流れる電流を表わすことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。

７、　前記切換えスイッチ（１３）は可動接点（１２）の電気力学的な反発を防 止すべくなされた手段（２８）を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項 記載の装置。

８、　前記切換えスイッチ（１３）と電磁石（１６）と導電用抵抗（１０）とは ケース（７５）に対して係合可能な交換自在モジュール（７０）内に配設されて なることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。

９、　前記一般的な回路＜２．３）において直列に接続された電位検知器（２１ ，１００）によって発せられる電流情報ｉは分流回路（４１）と積分回路（４７ ）とレベル識別回路（３７）とによって解析され、これらの回路からの信号は前 記静電スイッチの動作を規定すべく論理的に処理され且つ組み合わせられてなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。

国際調査報告 −１−−＾−−−ｅｍＰＣＴ／ＦＲ８６１０ＯＩ８ＢＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ 　ＩＮＴＥＲ，’ＪＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ）！　ＲＥＦＯＲＴ　ＯＮ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．入力端子と出力端子との間に半導体素子が配設され、前記半導体素子は、一 方において、定常動作に対応する導通若しくは遮断指令を受け、他方において、 前記２つの端子間に対して直列に接続された検知手段によって測定される電流強 度が異常に上昇した際に発せられる遮断指令を受ける制御回路によって発せられ た信号を制御用電極が受けると、前記２つの端子間に電流を流したり遮断したり する電気スイッチング装置であり、前記半導体素子は所謂ＩＧＴ及びＧＴＲ等の ＧＴＯ（ゲートターンオフ）型に属し、前記半導体素子のアノード（Ａ）とカソ ード（Ｋ）とに対して並列に接続された第１分岐回路（８）には、前記アノード （Ａ）とカソード（Ｋ）との間の電圧を制限すべく高閾電圧値を有し且つ第２の 分岐回路（９）からの電流の流入による高エネルギーパルスに対して可逆的に耐 え得る抵抗若しくはバリスタ（１７）が接続され、前記第２の分岐回路（９）内 には、端子電圧が前記閾電圧値に達した際に前記第１の分岐回路（８）の方向に 充電されるコンデンサ（２０）が配設されてなることを特徴とする電気スイッチ ング装置。
2. ２．前記第１の分岐回路（８）に対して並列に第３の分岐回路（７）が接続され 、前記第３の分岐回路（７）には、高電流パルスに対して耐えるべくなされた電 流制限用抵抗１０と接点（１１，１２）からなる非反発型機械的スイッチ（１３ ）とが互いに直列に配設され、前記非反発型機械的スイッチ（１３）はノーマル オーブン型であり且つ高速リレーによって閉成され、前記高速リレーのコイル（ １５）は限られた時間に亘って発生し且つ設定電流値が公称電流値の略１．２５ 倍ないし６倍に相当する第１の障害が発生したときにおいてのみ電源を供給され 且つ遮断信号ｇが前記静電スイッチの制御電極（Ｇ）に対して供給されるまで電 源供給され、一方、前記公称電流の勾配Ｐの約６倍以上の電流勾配によって第２ の障害が発生したときには、前記高速リレーのコイル（１５）は電源供給を遮断 され且つ永続的な遮断信号が前記制御電極に対して即座に供給されることを特徴 とする特許請求の範囲第１項記載の電気スイッチング装置。
3. ３．制御スイッチ（５，５ｐ，５ｎ）を電圧勾配から保護すべくなされ且つ一方 向充電手段（１９，８１）と係合せしめられたコンデンサ（２０，８５）と抵抗 （１８，８７）とを有する前記第２の分岐回路（９）及び（８０）が前記静電ス イッチ（５）及び（５ｐ，５ｎ）のアノードとカソードに対して各々並列に接続 されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の電気ス イッチング装置。
4. ４．単一の静電スイッチを用い、前記第２分岐回路（９）はコンデンサ（２０） に対して直列に接続された抵抗（１８）と前記抵抗（１８）に対して並列に接続 され且つ前記静電スイッチ（５）と同じ導通方向を有すべく配設されたダイオー ド（１９）とを有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電気スイッ チング装置。
5. ５．互いに逆向きに配設された２つの静電スイッチを用い、前記アノードとカソ ード（Ａ，Ｋ）は４つのダイオード（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）を有するブリッ チ（８１）の入力端子（８２，８３）に対して接続され、前記４つのダイオード の対角位置にある出力端子（８４）は互いに並列に接続されたコンデンサ（８５ ）と、抵抗（８７）と制御半導体（８６）とからなる直列回路とを含み、唯一の 導電回路（７）と唯一の電圧制限回路（８）とが前記アノードとカソードに対し て並列に接続されてなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電気スイ ッチング装置。
6. ６．較正されたフユーズ保護装置（１００）が前記静電スイッチ（５）に対して 直列に接続されており、前記フューズの端子電圧は一般的な回路（２，３）を流 れる電流を表わすことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のうちの いずれか１つに記載の電気スイッチング装置。
7. ７．前記切換えスイッチ（１３）は可動接点（１２）の電気力学的な反発を防止 すべくなされた手段（２８）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項な いし第６項のうちのいずれか１つに記載の電気スイッチング装置。
8. ８．前記切換えスイッチ（１３）と電磁石（１６）と導通用抵抗（１０）とはケ ース（７５）に対して係合可能な交換自在モジュール（７０）内に配設されてな ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項のうちのいずれか１つに 記載の電気スイッチング装置。
9. ９．前記一般的な回路（２，３）において直列に接続された電位検知器（２１， １００）によって発せられる電流情報ｉは分流回路（４１）と積分回路（４７） とレベル識別回路（３７）とによって解析され、これらの回路からの信号は前記 静電スイッチの動作を規定すべく論理的に処理され且つ組み合わせられてなるこ とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のうちのいずれか１つに記載 の電気スイッチング装置。