TWI689963B - 直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統 - Google Patents

直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統 Download PDF

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Abstract

提供一種在電弧放電的抑制上使用半導體開關 之際即使因為該當半導體開關的劣化時而產生短路仍可確保安全的直流電路。

提供一種直流電路，其係具備：第1電流 路徑及第2電流路徑，係於直流所流過之路徑中被並聯設置；和電路，係在前記第2電流路徑中的直流遮斷時使用半導體開關來抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。

Description

直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統
本揭露係有關於直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統。
無論在直流供電還是交流供電，在電力之切斷時都會產生電弧放電。在交流的情況下，每所定之時間(例如每10毫秒)就會有電壓變成零的瞬間，因此電弧放電係至少在上記所定之時間內(例如10毫秒以內)會自然停止。可是在直流供電時，由於沒有變成零電壓的瞬間，因此電弧放電不會自然停止。
因此，直流供電的時候抑制電力切斷時產生電弧放電為目的之技術，係已經被揭露(參照專利文獻1、2等)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-203721號公報
[專利文獻2]日本特表2014-522088號公報
直流供電的情況下在電力切斷時抑制電弧放電的產生是必須的，但用來抑制電弧放電之產生所需之構成會變得大規模而非理想，又因為加入用來抑制電弧放電之產生所需之構成而導致直流供電當中電力供給效率降低也非理想。因此，不會降低直流電力供給時的電力效率，以小規模的構成就能在直流電力之切斷時抑制電弧放電之產生，係被期望。
於是在本揭露中，提出一種，不會降低直流電力供給時的電力效率而以小規模的構成就能在直流電力之切斷時抑制電弧放電之產生，同時，在電弧放電的抑制上使用半導體開關之際即使因為該當半導體開關的劣化時而產生短路仍可確保安全的，新穎且改良過得直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統。
若依據本揭露，則可提供一種直流電路，其係具備：第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流動之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致 之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
又若依據本揭露，則可提供一種直流電力供給裝置，其係具備：直流電源，係供給直流電力；和第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流動之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
如以上所說明，若依據本揭露，則可提供一種，不會降低直流電力供給時的電力效率而以小規模的構成就能在直流電力之切斷時抑制電弧放電之產生，同時，在電弧放電的抑制上使用半導體之際即使因為該當半導體的劣化時而產生短路仍可確保安全的，新穎且改良過得直流電路、直流電力供給裝置、移動體及電力供給系統。
此外，上記效果並不一定是限定性的，亦可連同上記效果、或取代上記效果，而達成本說明書所揭露之效果、或根據本說明書所能掌握的其他效果。
1a‧‧‧接點
1b‧‧‧接點
10‧‧‧負載
11‧‧‧插頭
11a‧‧‧正極側端子
11b‧‧‧負極側端子
20‧‧‧插座
20a‧‧‧接觸子
20b‧‧‧接觸子
30‧‧‧繼電器
100‧‧‧直流電路
110‧‧‧警報熔絲
110’‧‧‧熔絲
111‧‧‧熔絲
112‧‧‧保持線
113‧‧‧阻礙機構
114‧‧‧警報接點
115‧‧‧彈簧
121‧‧‧滑桿
C1‧‧‧電容器
C11‧‧‧電容器
C12‧‧‧電容器
D1‧‧‧二極體
D11‧‧‧二極體
D12‧‧‧二極體
D13‧‧‧二極體
D2‧‧‧二極體
E1‧‧‧導體
E2‧‧‧導體
F1‧‧‧導體
F2‧‧‧導體
R1‧‧‧電阻
R11‧‧‧電阻
RY1‧‧‧機械式繼電器
SW1‧‧‧開關
[圖1]具備有本揭露的一實施形態所述之直流電路的直流電力供給裝置之構成例的說明圖。
[圖2]具備有本揭露的一實施形態所述之直流電路的直流電力供給裝置之構成例的說明圖。
[圖3]將電流的時間變化以圖形表示的說明圖。
[圖4]本揭露的一實施形態所述之直流電路之構成例的說明圖。
[圖5]本揭露的一實施形態所述之直流電路之構成例的說明圖。
[圖6]將熔絲的熔斷特性之例子以圖形表示的說明圖。
[圖7]警報熔絲之構造例的說明圖。
[圖8]警報熔絲之構造例的說明圖。
[圖9]本揭露的一實施形態所述之直流電路之構成例的說明圖。
[圖10]本揭露的一實施形態所述之直流電路之構成例的說明圖。
[圖11]本揭露的一實施形態所述之直流電路之構成例的說明圖。
[圖12]將電流的時間變化以圖形表示的說明圖。
[圖13]具備有本揭露的一實施形態所述之直流電路的電動驅動體之機能構成例的說明圖。
以下，一邊參照添附圖式，一邊詳細說明本揭露的理想實施形態。此外，於本說明書及圖面中，關於實質上具有同一機能構成的構成要素，係標示同一符號而省略重複說明。
此外，說明是按照以下順序進行。
1.本揭露的一實施形態
1.1.背景
1.2.構成例
2.總結
<1.本揭露的一實施形態> 〔1.1.背景〕
在詳細說明本揭露的一實施形態之前，首先說明本揭露的一實施形態的背景。
無論在直流供電還是交流供電，在電力之切斷時，一旦電壓與電流達到某種所定之值以上，則電極間的電位差所致之火花或電弧放電就會產生。在交流的情況下，每所定之時間(例如每10毫秒)就會有電壓變成零的瞬間，因此電弧放電係至少在上記所定之時間內(例如10毫秒以內)會自然停止。
可是在直流供電時，和交流供電不同，沒有電壓變成零的瞬間，因此電弧放電不會自然停止。電弧放電，係會導致金屬的熔斷、熔接這類接點之劣化的產生， 會有導致降低電力供電之信賴性的疑慮。
因此，直流供電的時候抑制電力切斷時產生電弧放電為目的之技術，係已經被揭露。例如，將使用了電容器與電阻的緩衝器電路，連接在搖動接觸子之間而加以避免的技術，先前以來已被提出。
可是，在直流供電的情況下為了使用緩衝器電路來防止電弧放電，若使用電容量較大的電容器與較小的電阻則無法獲得充分的效果，若要獲得充分的效果則緩衝器電路就會變得大型化。又，在使用緩衝器電路來防止電弧放電的情況下，若直流電力的切斷後試圖再度連接直流電源，則電容量較大的電容器中所被充電的電荷所致之短路電流會變大，導致接點發生熔接。
又在藉由將插頭對插座進行插拔以進行直流供電的情況下，為了防止電弧放電之產生而在插頭設置機械式開關，在將插頭從插座拔去之際操作該機械式開關，藉此以防止電弧放電之產生的技術也是存在的。可是，在該技術中，在插頭拔去時必須操作機械式開關，會對使用者強求如此繁雜的操作。
也有機械式地去除電弧放電的方法。可是為了機械式地去除電弧放電，就必須要提高接點的拔離速度、或是藉由磁性電路而使電弧拔離等等的構造，導致用來去除電弧放電所需之電路大型化。
作為直流供電的時候抑制電力切斷時產生電弧放電為目的之技術，係有上記專利文獻1、2等。
上記專利文獻1係揭露，在直流供電時電流會流通的路徑上設置切換元件，在從插座拔去插頭時將切換元件設成斷開，藉此以抑制電弧放電之產生的技術。
可是，在專利文獻1所揭露的技術中，直流供電時由於電流會通過切換元件，因此在直流供電時在切換元件中會消耗電力，同時在直流供電時，切換元件會發熱。
上記專利文獻2也揭露，在直流供電時電流會流通的路徑上設置具備切換元件的電弧吸收電路，在從插座拔去插頭時將切換元件設成斷開，藉此以抑制電弧放電之產生的技術。
可是，在專利文獻2所揭露的技術中，作為電弧吸收電路是設置2個切換元件、和用來將切換元件設成斷開所需之計時器，將電弧電力予以暫時儲蓄，還被需要有讓所儲蓄的電力放出所需之電路，電路會大型化。
此處，本案揭露人，係有鑑於上述的背景，針對不會降低直流電力供給時的電力效率，可以用小規模的構成就能在直流電力之切斷時抑制電弧放電之產生的技術，進行了深入的探討。結果，本案揭露人係如以下所說明，藉由在正極側之電極設置2個接點，在與受電側之電極的切換時，抑制直流電力切斷時發生在電極間的電壓，而導出了不會降低直流電力供給時的電力效率而以小規模的構成就能在直流電力之切斷時抑制電弧放電之產生的技術。
甚至，本案揭露人，係針對在電弧放電的抑制上使用半導體開關之際即使因為該當半導體開關的劣化時而產生短路仍可確保安全的技術，進行了深入的探討。其結果為，本案揭露人係如以下所說明，導出了在電弧放電的抑制上使用半導體開關之際即使因為該當半導體開關的劣化時而產生短路仍可確保安全的技術。
以上說明了本揭露的一實施形態之背景。接下來詳細說明本揭露的實施形態。
〔1.2.構成例〕
圖1係具備有本揭露的一實施形態所述之直流電路的直流電力供給裝置之構成例的說明圖。圖1所示的係為，為了將從直流電源所供給的直流電力供給至負載為目的之直流電力供給裝置之構成例。以下，使用圖1來說明本揭露的一實施形態所述之直流電力供給裝置之構成例。
圖1所示的直流電力供給裝置，係將從直流電源200所供給的直流電力，供給至負載10。直流電源200係將所定之電壓Vs的直流電力予以輸出。然後，圖1所示的直流電力供給裝置，係在直流電源200的正極側與負載10之間，具備有直流電路100。直流電路100係具有，將來自直流電源200的直流電流予以遮斷之際，抑制電弧放電之產生的構成。
直流電路100係含有：MOSFET T1、電容器C1、電阻R1、二極體D1、開關SW1、警報熔絲110所構 成。直流電路100，係在直流所流動之路徑上並聯的主系統與副系統間，流通電流。令開關SW1所被設置之系統為主系統，MOSFET T1所被設置之系統為副系統。
MOSFET T1，在本實施形態中係使用n型的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)。電容器C1，係被設置在MOSFET T1的汲極端子與閘極端子之間。又，電阻R1，係被設置在MOSFET T1的閘極端子與源極端子之間。然後電容器C1與電阻R1係被串聯連接。MOSFET T1、電容器C1、電阻R1、及二極體D1所成之電路，係在開關SW1從導通狀態切換成斷開狀態之際，為了抑制從直流電源200流往負載10之電流而被設置的電路。
說明直流電路100的動作。若開關SW1之狀態是斷開狀態時則MOSFET T1也是斷開狀態，因此從直流電源200往負載10不會有電流流動。其後，一旦開關SW1被操作，開關SW1之狀態變成導通狀態以後，則從直流電源200往負載10會有電流流動，但在該狀態下MOSFET T1係接著變成斷開狀態，MOSFET T1中就不會有電流流動。
再其後，一旦開關SW1被操作，開關SW1之狀態變成斷開狀態，則從直流電源200往負載10就不會有電流流動。此時由於開關SW1已經變成斷開狀態(開關SW1之兩端已被切離)而產生的開關SW1之兩端的電壓，係透過電容器C1而使MOSFET T1之閘極電壓被感 應誘發，將MOSFET T1設成導通狀態。一旦MOSFET T1變成導通狀態，則從直流電源200往負載10，使得開關SW1之兩端的電壓降低的方向上，會有電流流動。
MOSFET T1變成導通狀態，從直流電源200往負載10，使得開關SW1之兩端的電壓降低的方向上有電流流動，藉以就會使開關SW1之兩端的電壓降低。藉由開關SW1之兩端的電壓的低減，即使開關SW1變成斷開狀態，開關SW1仍不會導致電弧放電之產生。
MOSFET T1之汲極端子與源極端子之間之電壓，係會收斂於遵循FET之閘極電壓所致之傳達函數的電壓。一旦開關SW1變成斷開狀態，因開關SW1之兩端所產生的電壓而導致電容器C1的充電繼續進行，則MOSFET T1的閘極電壓會降低，MOSFET T1係藉由進入斷開狀態而使MOSFET T1中變成沒有電流流動。
與直流電路100的電阻R1並聯連接的二極體D1，係在開關SW1從斷開狀態變成了導通狀態時，為了不隔著電阻R1就將電容器C1中所累積的電荷在短時間內予以放電，而被設置。
於直流電路100中，二極體D1是與電阻R1並聯設置，藉此，例如開關SW1之連接即使發生震顫等之現象，直流電路100的電壓積分機能仍可在短時間內恢復。電阻R1，係向MOSFET T1的閘極端子供給電壓，但電壓的供給時間係由電容器C1之電容量與電阻R1之電阻值的積的關係而決定。
警報熔絲110係為，一旦在MOSFET T1所被設置之副系統中有過大的電流流動則熔絲部就會熔斷，同時，防止開關SW1所被設置之主系統中的再通電的機構所被設置之熔絲。警報熔絲110的具體構成例係在後述，但警報熔絲110係具備：例如一旦熔絲熔斷，則使用彈性力等，防止上記主系統中的再通電的機構。
於圖1所示的直流電路100中，在正常狀態下，亦即，開關SW1從導通狀態切換成斷開狀態，從MOSFET T1變成導通狀態起，在比警報熔絲110之額定通電時間(熔斷為止之時間)還短的時間內若MOSFET T1變成斷開狀態，則警報熔絲110就不會熔斷。
可是，在異常狀態下，亦即MOSFET T1故障等，開關SW1從導通狀態切換成斷開狀態，從MOSFET T1變成導通狀態起，在比警報熔絲110之熔斷時間還短的時間內MOSFET T1沒有變成斷開狀態，則警報熔絲110的熔絲部中會持續有電流流動，警報熔絲110就會熔斷。圖2係直流電路100中的警報熔絲110為熔斷之狀態的說明圖。
然後一旦警報熔絲110熔斷，則開關SW1所被設置之主系統中，警報熔絲110的開關部就變成斷開狀態。一旦警報熔絲110的開關部變成斷開狀態，則即使開關SW1是變成導通狀態，從直流電源200仍不會有直流電力被供給至負載。因此，本揭露的一實施形態所述之直流電路100，係在異常狀態發生時，可防止開關SW1之操 作所致之再通電，可往安全的方向發生故障。
圖3係將警報熔絲110中所流動之電流的時間變化以圖形來表示的說明圖。圖3係圖示，直流電路100為正常狀態下的警報熔絲110中所流動之電流I1的時間變化、和直流電路100為異常狀態下的警報熔絲110中所流動之電流12的時間變化。
直流電路100為正常狀態下，即使有超過額定電流的電流流動，在比警報熔絲110之額定通電時間(熔斷為止的時間)還短的時間內電流I1就會降低。因此直流電路100在正常狀態下，警報熔絲110不熔斷。可是，直流電路100為異常狀態下，MOSFET T1不會變成斷開狀態而電流會持續流動，若超過額定通電時間而有超出額定電流的電流流動，則最終警報熔絲110會熔斷然後電流I2才會降低。
亦即直流電路100，係利用即使有超出額定電流的電流流動，只要在比額定通電時間還短的時間內則警報熔絲110不會熔斷，因而即使開關SW1從導通狀態切換成斷開狀態，仍可抑制開關SW1的電弧放電之產生。又，直流電路100，係在因為MOSFET T1故障等而變成不在正常狀態下時，藉由警報熔絲110的熔絲部之熔斷就可阻止來自直流電源200的主系統及副系統間的再通電。
以上說明了本揭露的一實施形態所述之直流電力供給裝置之構成例。接著說明本揭露的一實施形態所述之直流電力供給裝置之另一構成例。
圖4係本揭露的一實施形態所述之直流電力供給裝置之另一構成例的說明圖。圖4所示的係為，對插頭是被插入至插座的機器供給直流電力為目的之直流電力供給裝置之構成例。
圖4所示的直流電力供給裝置係為具備：抑制當插頭從插座拔去之際在插座20與插頭11之間所產生之電弧放電的直流電路100的裝置。此外圖4中雖然未圖示，但亦可和圖1、圖2同樣地，設置供給直流電力的直流電源。
插頭11完全插入插座20中，正極側端子11a接觸到接觸子20a與接觸子20b之雙方而使接觸子20a與接觸子20b呈現短路的狀態下，MOSFET T1中不會有電流流動。一旦插頭11開始被從插座20拔去，則MOSFET T1之兩端係因為正極側端子11a而變成短路，所以MOSFET T1也處於斷開狀態。
其後，若插頭11在繼續從插座20拔去，正極側端子11a變成不接觸到接觸子20a，只接觸到接觸子20b，則正極側端子11a與接觸子20a的接觸點之一部分上會發生電流集中，該電流集中所致之電壓，會產生在接觸子20a與接觸子20b之間。
接觸子20a與接觸子20b之間所產生的電壓係隔著電容器C1而使MOSFET T1的閘極電壓被感應誘發，使MOSFET T1設成導通狀態。一旦MOSFET T1變成導通狀態，則使接觸子20a與接觸子20b之間的電壓降 低的方向上，會有電流流動。
藉由MOSFET T1變成導通狀態，使接觸子20a與接觸子20b之間的電壓降低的方向上有電流流動，正極側端子11a與接觸子20a的電位差就會降低。藉由正極側端子11a與接觸子20a的電位差的降低，即使正極側端子11a從接觸子20a離開，也不會導致電弧放電之產生。
MOSFET T1之汲極端子與源極端子之間之電壓，係會收斂於遵循FET之閘極電壓所致之傳達函數的電壓。從正極側端子11a從接觸子20a離開起，因接觸子20a與接觸子20b之間所產生的電壓而使電容器C1之充電繼續進行下去，則MOSFET T1的閘極電壓會降低，MOSFET T1係變成斷開狀態，因而導致MOSFET T1中沒有電流流動。
圖4所示的直流電路100，係在MOSFET T1變成了斷開狀態後即使正極側端子11a從接觸子20b離開，也由於MOSFET T1中沒有電流流動，因此不會導致電弧放電之產生。
與直流電路100的電阻R1並聯連接的二極體D1，係在正極側端子11a是與接觸子20a與接觸子20b之雙方接觸而讓接觸子20a與接觸子20b呈現短路的情況下，為了不隔著電阻R1就將電容器C1中所累積的電荷在短時間內予以放電，而被設置。
於直流電路100中，二極體D1是與電阻R1 並聯設置，藉此，例如接觸子20a與接觸子20b之連接即使發生震顫等之現象，直流電路100的電壓積分機能仍可在短時間內恢復。電阻R1，係向MOSFET T1的閘極端子供給電壓，但電壓的供給時間係由電容器C1之電容量與電阻R1之電阻值的積的關係而決定。
圖5係本揭露的一實施形態所述之直流電力供給裝置之另一構成例的說明圖。圖5所示的係為，為了將從直流電源所供給的直流電力供給至負載為目的之直流電力供給裝置之構成例。
圖5所示的直流電力供給裝置，係在直流電力的供給與遮斷之切換上，採用了繼電器30。繼電器30，係隨應於來自未圖示的電源的電流所產生的電磁力，而進行開關之切換。藉由繼電器30切換開關，圖5所示的直流電力供給裝置係可切換直流電力的供給與遮斷。此外圖5中雖然未圖示，但亦可和圖1、圖2同樣地，設置供給直流電力的直流電源。
如圖5所示，直流電力的供給與遮斷之切換上採用了繼電器30的情況下也是，直流電力供給裝置，係藉由設置直流電路100，當異常狀態發生時，可防止開關SW1之操作所致之再通電，可往安全的方向發生故障。
圖6係將熔絲的熔斷特性之例子以圖形表示的說明圖。如圖6所示，熔絲係在短時間之通電中，即使有高於額定之電流流過，仍不會熔斷。例如，10A熔絲係 在通常使用下若有12A以上的電流持續流過則會熔斷，但如圖6所示，若為0.1秒以下則即使流過35A仍不會熔斷。
圖7係警報熔絲110之構造例的說明圖。如圖7所示，警報熔絲110係含有：熔絲111、保持線112、阻礙機構113、警報接點114、彈簧115所構成。圖7所示的係圖示了，熔絲111尚未熔斷的狀態。圖7所示的符號E1、E2，係為往直流電路100中的主系統流通電流的導體，符號F1、F2，係為往直流電路100中的副系統流通電流的導體。
如圖7所示，藉由導體F1、F2中所流動之電流而在熔絲111尚未熔斷的狀態下，圖7所示的導體E1、E2係藉由保持線112之張力而藉由警報接點114而被連接。因此，在熔絲111尚未熔斷的狀態下，警報熔絲110係可往主系統流通電流。
圖8係圖7所示的警報熔絲110的熔絲111已熔斷之狀態的說明圖。如圖8所示，一旦熔絲111熔斷則保持線112之張力就會喪失，藉由彈簧115的力量而警報接點114會從導體E2分離，導體E1、E2就變成沒有連接。因此，熔絲111熔斷的狀態下，警報熔絲110係可使得電流不會往主系統流通。
又一旦熔絲111熔斷，則如圖8所示，阻礙機構113就會從警報熔絲110跳出。該阻礙機構113，係會妨礙與開關SW1連動的滑桿121之下降。因此，在熔 絲111熔斷的狀態下，警報熔絲110係不只不讓電流往主系統流通，而且還可使開關SW1鎖定在斷開狀態。
目前為止所展示的直流電路100，係為了抑制電弧放電之產生，而具有將MOSFET與電容器予以組合的構成。抑制電弧放電之產生的構成係不限定於所述的例子。在以下的說明中係說明，為了抑制電弧放電之產生，在具有對固態繼電器(SSR，半導體繼電器)將機械式繼電器做並聯連接之構成的直流電路中，設置警報熔絲的情形。
圖9係本揭露的一實施形態所述之直流電路之另一構成例的說明圖。圖9所示的係為，對固態繼電器(SSR，半導體繼電器)組合機械式繼電器，藉由機械式繼電器的導通、斷開而切換直流電力的供給與遮斷為目的之直流電路100之構成例。
圖9所示的直流電路100係具備：SSR130、機械式繼電器RY1、二極體D11、D12、D13、電容器C11、C12、電阻R11。直流電路100，係在直流所流動之路徑上並聯的主系統與副系統間，流通電流。令SSR130所被設置之系統為主系統，機械式繼電器RY1所被設置之系統為副系統。
機械式繼電器RY1，係使用從端子V+往端子V-流動的電流所產生的電磁力而切換接點而動作。機械式繼電器RY1，係在從端子V+往端子V-沒有電流流動時係與接點1b連接，從端子V+往端子V-有電流流動時則使 用電磁力而與接點1a連接。此外圖9中雖然未圖示，但亦可和圖1、圖2同樣地，設置往端子V+供給直流電力的直流電源。
SSR130係被設置在從端子A往端子B的電力供給路徑上。在本實施形態中，SSR130係被構成為，一旦對控制端子施加高狀態之電壓就變成導通狀態，一旦對控制端子施加低狀態之電壓就變成斷開狀態。
從端子V+往端子V-沒有電流流動的情況下，機械式繼電器RY1中不會有電流流動，因此機械式繼電器RY1與接點1b連接。因此機械式繼電器RY1的接點1b係為閉路狀態，接點1a係為開路狀態。
其後，一旦對端子V+施加電壓而從端子V+往端子V-有電流流動，則機械式繼電器RY1係會漸漸產生電磁力。一旦機械式繼電器RY1所產生的電磁力達到某種程度，則機械式繼電器RY1係解除與接點1b之連接。
然後若電磁力繼續上升，則機械式繼電器RY1係與接點1a連接，但與接點1a的連接之際會產生震顫。又一旦對端子V+施加電壓，則該電壓係會被施加至SSR130的控制端子，SSR130係變成導通狀態。然後一旦從端子V+往端子V-有電流流動，則電荷會通過二極體D1而被累積在電容器C1中。
再其後，一旦對端子V+沒有施加電壓，從端子V+往端子V-沒有電流流動，則機械式繼電器RY1係會 漸漸減少電磁力。一旦機械式繼電器RY1所產生的電磁力開始減少，則機械式繼電器RY1係解除與接點1a之連接。然後若電磁力繼續減少，則機械式繼電器RY1係與接點1b連接，但與接點1b的連接之際會產生震顫。
此時，電容器C11，係在機械式繼電器RY1與接點1b連接為止以前，能夠累積恰好使SSR130被設成導通狀態之電力，較為理想。又，此時，二極體D12從逆偏壓被釋放而導通，電容器C12會透過機械式繼電器RY1之線圈而動作。
亦即，電容器C12，係將機械式繼電器RY1與接點1b連接之際的震顫，予以吸收。又電容器C12，係通過二極體D13而也形成了電容器C11之放電電路同時吸收機械式繼電器RY1之突波。
因此圖9所示的直流電路100，係從端子V+往端子V-不會有電流流動，即使機械式繼電器RY1解除與接點1a之連接仍可抑制電弧之產生，可吸收突波。又圖9所示的直流電路100，係將端子之數量設成4個，可和一般的繼電器相同的連接，因此可以從既存的繼電器加以置換使用。
圖9所示的直流電路100，係具備有警報熔絲110。一旦SSR130的半導體開關故障而無法正常地進入斷開狀態，則藉由從端子A流通的電流，任一警報熔絲110就會熔斷。一旦警報熔絲110熔斷，則機械式繼電器RY1的接點1a側之路徑上的警報熔絲110之開關就變成 斷開狀態。
一旦機械式繼電器RY1的接點1a側之路徑上的，警報熔絲110之開關變成斷開狀態，則即使機械式繼電器RY1連接至接點1a側，電流係仍不會從端子A往端子B流動。因此，圖9所示的直流電路100，係即使因為SSR130之半導體開關故障等而無法正常進入斷開狀態，仍可阻止機械式繼電器RY1所致之再通電。
圖10係本揭露的一實施形態所述之直流電路之另一構成例的說明圖。圖10所示的係為，對SSR組合機械式繼電器，藉由機械式繼電器的導通、斷開而切換直流電力的供給與遮斷為目的之直流電路100之構成例。此外圖10中雖然未圖示，但亦可和圖1、圖2同樣地，設置往端子V+供給直流電力的直流電源。
圖10所示的直流電路100，係和圖9所示的直流電路100同樣地具備警報熔絲110，但圖10的警報熔絲110，係一旦SSR130的半導體開關故障而沒有正常進入斷開狀態，則從端子V+往端子V-之路徑上所被設置的開關，就變成斷開狀態。因此，圖10所示的直流電路100，係即使因為SSR130之半導體開關故障等而無法正常進入斷開狀態，仍可阻止機械式繼電器RY1所致之再通電。
圖10所示的直流電路100，係一旦警報熔絲110熔斷則機械式繼電器RY1就不會動作。圖10所示的直流電路100，係在異常發生時讓機械式繼電器RY1不會 動作，藉此可以期待較容易發現故障之效果。
圖11係本揭露的一實施形態所述之直流電路之另一構成例的說明圖。圖11所示的係為，對SSR組合機械式繼電器，藉由機械式繼電器的導通、斷開而切換直流電力的供給與遮斷為目的之直流電路100之構成例。此外圖11中雖然未圖示，但亦可和圖1、圖2同樣地，設置往端子A供給直流電力的直流電源。
圖11係圖示，在端子A與SSR130之間配置熔絲110’，具有從熔絲110’與SSR130之間供給使機械式繼電器RY1做驅動的電源之構成的直流電路100。
圖11所示的直流電路100，係一旦SSR130的半導體開關故障而無法正常地進入斷開狀態，則藉由從端子A流通的電流，任一熔絲110’就會熔斷。一旦熔絲110’熔斷，則往機械式繼電器RY1不會有電流流動，機械式繼電器RY1就不會動作。圖11所示的直流電路100，係在異常發生時讓機械式繼電器RY1不會動作，藉此可以期待較容易發現故障之效果。
圖12係於圖9~圖11所示的直流電路100中，熔絲中所流動之電流的時間變化之例子的說明圖。圖12係圖示，直流電路100為正常狀態下的熔絲中所流動之電流I3的時間變化、和直流電路100為異常狀態下的熔絲110中所流動之電流I4的時間變化。
SSR130的半導體開關正常動作時，係如圖12所示，係有脈衝狀之電流I3在熔絲中流動。可是，因 SSR130的半導體開關故障等之理由而沒有正常動作的情況下，如圖12所示的電流I4會流通，最終警報熔絲110會熔斷而電流I4會降低。
圖13係具備了直流電路100的移動體40之機能構成例的說明圖。移動體40係可為例如像是汽油車這類以汽油為動力源的移動體，也可以是電動汽車、油電混合車、電動摩拖車等，以可充放電之電池為主要動力源的移動體。圖13中係圖示，移動體40中具備有電池210、和藉由從電池所供給之電力而驅動的驅動部220時的例子。驅動部220係被包含在例如：雨刷、電動窗、車燈、行車導航系統、空調這類車輛所具備的裝備品、或馬達等用來驅動移動體40的裝置等。
然後在圖13所示的移動體40中，係在從電池210往驅動部220供給直流電力的路徑的途中，設置有直流電路100。圖13所示的移動體40，係在從電池210往驅動部220供給直流電力的路徑上，藉由設置直流電路100，例如暫時裝著電池210之際等，可抑制電弧放電之產生。
此外在圖13中，雖然圖示了直流電路100是只具備1個的移動體40之例子，但本揭露係不限定於所述例子。亦即，直流電路100係在直流電力供給路徑之途中，可以複數設置。又直流電路100，係亦可不只在從電池210往驅動部220供給直流電力的路徑之途中，而也可在其他場所，例如亦可設置在將電池210以直流電力進行 充電之際的路徑之途中。移動體40，係藉由在將電池210以直流電力進行充電之際的路徑之途中設置直流電路100，就可安全地將電池210以直流電力進行充電。
<2.總結>
如以上說明，若依據本揭露的實施形態，則可提供一種，藉由抑制直流電力之切斷時在電極間所產生的電壓，就可不降低直流電力供給時之電力效率而以小規模之構成來抑制直流電力之切斷時電弧放電之產生的直流電路100。
本揭露的實施形態所述之直流電路100，係使用半導體開關來抑制直流電力之遮斷時電弧放電之產生，但在半導體開關故障等而無法正常動作時進行熔斷，並且阻止再通電的機構，設置具備此的機構的熔絲。藉由如上述的構成，本揭露的實施形態所述之直流電路100、或具備直流電路100直流電力供給裝置，係在電弧放電的抑制上使用半導體開關之際即使因為該當半導體開關的劣化時而產生短路仍可確保安全。
以上雖然一面參照添附圖面一面詳細說明了本揭露的理想實施形態，但本揭露的技術範圍並非限定於所述例子。只要是本揭露的技術領域中具有通常知識者，自然可於申請專利範圍中所記載之技術思想的範疇內，想到各種變更例或修正例，而這些當然也都屬於本揭露的技術範圍。
又，本說明書中所記載之效果僅為說明或例示，並非限定。亦即，本揭露所述之技術，係亦可連同上記效果、或取代上記效果，而達成根據本說明書之記載而由當業者所自明的其他效果。
此外，如以下的構成也是屬於本揭露的技術範圍。
(1)
一種直流電路，係具備：第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流過之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
(2)
如前記(1)所記載之直流電路，其中，在前記第2電流路徑上，具備機械式開關，其係切換該第2電流路徑所致之直流的供給與遮斷；含有：阻止機構，係一旦前記熔絲熔斷，就阻止前記 機械式開關所致之直流電力的供給。
(3)
如前記(1)或(2)所記載之直流電路，其中，前記電路係為，抑制通過前記第1電流路徑之直流的量的電路。
(4)
如前記(3)所記載之直流電路，其中，前記電路係具備：切換元件，係被設置在前記第1電流路徑上，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給的時點上變成導通狀態而使流往源極側的電流減少；和電容元件，係在前記第1電流路徑中沒有直流被供給的時點上開始充電，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給後，使前記切換元件的閘極電壓上升；和電阻元件，係與前記電容元件一起設定，對前記切換元件之閘極端子施加電壓的時間。
(5)
如前記(1)所記載之直流輸出電路，其中，前記電路係具備：半導體繼電器，係被設置在前記第1電流路徑上，切換來自直流電源之直流電流的供給及遮斷；和機械式繼電器，係被設置在前記第2電流路徑上，與前記半導體繼電器並聯地連接而切換來自前記直流電源之直流電流的供給及遮斷； 且係為：在前記機械式繼電器所致之直流的遮斷時，抑制該機械式繼電器之震顫的電路。
(6)
如前記(5)所記載之直流電路，其中，前記電路係還具備電容器，其係與前記機械式繼電器並聯連接同時一端是被連接至前記半導體繼電器的控制端子；前記半導體繼電器，係在前記機械式繼電器從斷開狀態切換至導通狀態之前，藉由對前記控制端子施加高狀態之電壓而變成導通狀態；在前記機械式繼電器從導通狀態切換至斷開狀態之後，藉由對前記控制端子施加低狀態之電壓而變成斷開狀態；前記電容器，係在前記機械式繼電器變成導通狀態之期間進行蓄電，在前記機械式繼電器切換成斷開狀態後，輸出用來使前記半導體繼電器維持成導通狀態所需的電流。
(7)
一種直流電力供給裝置，係具備：直流電源，係供給直流電力；和第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流過之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產 生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
(8)
如前記(7)所記載之直流電力供給裝置，其中，在前記第2電流路徑上，具備機械式開關，其係切換該第2電流路徑所致之直流的供給與遮斷；含有：阻止機構，係一旦前記熔絲熔斷，就阻止前記機械式開關所致之直流電力的供給。
(9)
如前記(7)或(8)所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係為，抑制通過前記第1電流路徑之直流的量的電路。
(10)
如前記(9)所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係具備：切換元件，係被設置在前記第1電流路徑上，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給的時點上變成導通狀態而使流往源極側的電流減少；和電容元件，係在前記第1電流路徑中沒有直流被供給的時點上開始充電，在前記第2電流路徑中沒有直流被供 給後，使前記切換元件的閘極電壓上升；和電阻元件，係與前記電容元件一起設定，對前記切換元件之閘極端子施加電壓的時間。
(11)
如前記(7)所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係具備：半導體繼電器，係被設置在前記第1電流路徑上，切換直流電力的供給及遮斷；和機械式繼電器，係被設置在前記第2電流路徑上，與前記半導體繼電器並聯地連接而切換來自前記電源之電力的供給及遮斷；且係為：在前記機械式繼電器所致之直流的遮斷時，抑制該機械式繼電器之震顫的電路。
(12)
如前記(11)所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係還具備電容器，其係與前記機械式繼電器並聯連接同時一端是被連接至前記半導體繼電器的控制端子；前記半導體繼電器，係在前記機械式繼電器從斷開狀態切換至導通狀態之前，藉由對前記控制端子施加高狀態之電壓而變成導通狀態；在前記機械式繼電器從導通狀態切換至斷開狀態之後，藉由對前記控制端子施加低狀態之電壓而變成斷開狀態；前記電容器，係在前記機械式繼電器變成導通狀態之 期間進行蓄電，在前記機械式繼電器切換成斷開狀態後，輸出用來使前記半導體繼電器維持成導通狀態所需的電力。
(13)
一種移動體，係具備如前記(1)~(6)之任一項所記載之直流電路。
(14)
一種電力供給系統，係具備：電池，係供給直流電力；和驅動部，係藉由從前記電池所供給的直流電力而進行驅動；和被設置在前記電池與前記驅動部之間的至少1個如前記(1)~(6)之任一項所記載之直流電路。
10‧‧‧負載
100‧‧‧直流電路
110‧‧‧警報熔絲
200‧‧‧直流電源
C1‧‧‧電容器
D1‧‧‧二極體
R1‧‧‧電阻
SW1‧‧‧開關
T1‧‧‧MOSFET

Claims (14)

  1. 一種直流電路，係具備：第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流動之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
  2. 如請求項1所記載之直流電路，其中，在前記第2電流路徑上，具備機械式開關，其係切換該第2電流路徑所致之直流的供給與遮斷；含有：阻止機構，係一旦前記熔絲熔斷，就阻止前記機械式開關所致之直流電力的供給。
  3. 如請求項1所記載之直流電路，其中，前記電路係為，抑制通過前記第1電流路徑之直流的量的電路。
  4. 如請求項3所記載之直流電路，其中，前記電路係具備：切換元件，係被設置在前記第1電流路徑上，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給的時點上變成導通狀態而 使流往源極側的電流減少；和電容元件，係在前記第1電流路徑中沒有直流被供給的時點上開始充電，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給後，使前記切換元件的閘極電壓上升；和電阻元件，係與前記電容元件一起設定，對前記切換元件的閘極端子施加電壓的時間。
  5. 如請求項1所記載之直流電路，其中，前記電路係具備：半導體繼電器，係被設置在前記第1電流路徑上，切換來自直流電源之直流電流的供給及遮斷；和機械式繼電器，係被設置在前記第2電流路徑上，與前記半導體繼電器並聯地連接而切換來自前記直流電源之直流電流的供給及遮斷；且係為：在前記機械式繼電器所致之直流的遮斷時，抑制該機械式繼電器之震顫的電路。
  6. 如請求項5所記載之直流電路，其中，前記電路係還具備電容器，其係與前記機械式繼電器並聯連接同時一端是被連接至前記半導體繼電器的控制端子；前記半導體繼電器，係在前記機械式繼電器從斷開狀態切換至導通狀態之前，藉由對前記控制端子施加高狀態之電壓而變成導通狀態；在前記機械式繼電器從導通狀態切換至斷開狀態之後，藉由對前記控制端子施加低狀態之電壓而變成斷開狀態； 前記電容器，係在前記機械式繼電器變成導通狀態之期間進行蓄電，在前記機械式繼電器切換成斷開狀態後，輸出用來使前記半導體繼電器維持成導通狀態所需的電流。
  7. 一種直流電力供給裝置，係具備：直流電源，係供給直流所致之電力；和第1電流路徑及第2電流路徑，係於直流所流動之路徑中被並聯設置；和電路，係使用被設置在前記第1電流路徑上的半導體開關而在前記第2電流路徑中的直流遮斷時抑制電弧的產生；在前記第1電流路徑上係至少具備熔絲；一旦前記熔絲熔斷則停止前記第2電流路徑所致之直流的供給；前記熔絲係具有，在前記電路的額定通電時間及額定通電電流下不會熔斷的額定。
  8. 如請求項7所記載之直流電力供給裝置，其中，在前記第2電流路徑上，具備機械式開關，其係切換該第2電流路徑所致之直流的供給與遮斷；含有：阻止機構，係一旦前記熔絲熔斷，就阻止前記機械式開關所致之直流的供給。
  9. 如請求項7所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係為，抑制通過前記第1電流路徑之直流的量的電 路。
  10. 如請求項9所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係具備：切換元件，係被設置在前記第1電流路徑上，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給的時點上變成導通狀態而使流往源極側的電流減少；和電容元件，係在前記第1電流路徑中沒有直流被供給的時點上開始充電，在前記第2電流路徑中沒有直流被供給後，使前記切換元件的閘極電壓上升；和電阻元件，係與前記電容元件一起設定，對前記切換元件的閘極端子施加電壓的時間。
  11. 如請求項7所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係具備：半導體繼電器，係被設置在前記第1電流路徑上，切換來自前記直流電源之直流的供給及遮斷；和機械式繼電器，係被設置在前記第2電流路徑上，與前記半導體繼電器並聯地連接而切換來自前記直流電源之直流的供給及遮斷；且係為：在前記機械式繼電器所致之直流的遮斷時，抑制該機械式繼電器之震顫的電路。
  12. 如請求項11所記載之直流電力供給裝置，其中，前記電路係還具備電容器，其係與前記機械式繼電器並聯連接同時一端是被連接至前記半導體繼電器的控制端子； 前記半導體繼電器，係在前記機械式繼電器從斷開狀態切換至導通狀態之前，藉由對前記控制端子施加高狀態之電壓而變成導通狀態；在前記機械式繼電器從導通狀態切換至斷開狀態之後，藉由對前記控制端子施加低狀態之電壓而變成斷開狀態；前記電容器，係在前記機械式繼電器變成導通狀態之期間進行蓄電，在前記機械式繼電器切換成斷開狀態後，輸出用來使前記半導體繼電器維持成導通狀態所需的電力。
  13. 一種移動體，係具備如請求項1所記載之直流電路。
  14. 一種電力供給系統，係具備：電池，係供給直流電力；和驅動部，係藉由從前記電池所供給的直流電力而進行驅動；和被設置在前記電池與前記驅動部之間的至少1個如請求項1所記載之直流電路。
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