WO2017018147A1 - スイッチング装置、電動移動体及び電力供給システム - Google Patents

スイッチング装置、電動移動体及び電力供給システム Download PDF

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WO2017018147A1
WO2017018147A1 PCT/JP2016/070050 JP2016070050W WO2017018147A1 WO 2017018147 A1 WO2017018147 A1 WO 2017018147A1 JP 2016070050 W JP2016070050 W JP 2016070050W WO 2017018147 A1 WO2017018147 A1 WO 2017018147A1
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voltage
switching device
power supply
power
cutoff
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PCT/JP2016/070050
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直 森田
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ソニー株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents

Definitions

  • the present disclosure relates to a switching device, an electric vehicle, and a power supply system.
  • a novel and improved switching device, electric vehicle, and electric vehicle that can realize the interruption of high-voltage DC power while suppressing the occurrence of arc discharge at the time of interruption of high-voltage DC power with a small-scale configuration.
  • a power supply system is proposed.
  • the semiconductor device includes a plurality of cutoff circuits provided in series on a path of a current output from a DC power supply, and each of the cutoff circuits cuts off a current from the DC power supply, and the semiconductor switch A mechanical switch that is connected in series with the other cutoff circuit and cuts off the current from the DC power supply, and a voltage higher than the breakdown voltage of the semiconductor switch or the contact breakdown voltage of the mechanical switch is applied. And a voltage limiting circuit for limiting what is done.
  • new and improved switching that can realize the interruption of the high-voltage DC power while suppressing the occurrence of arc discharge at the time of interruption of the high-voltage DC power with a small-scale configuration.
  • a device can be provided.
  • Patent Documents 1 and 2 In the case of direct current power supply, there are other Patent Documents 1 and 2 as other techniques for suppressing the occurrence of arc discharge when power is cut off.
  • Patent Document 1 discloses a technique for suppressing the occurrence of arc discharge by providing a switching element on a path through which a current flows during DC power supply and turning off the switching element when the plug is removed from the plug receptacle. Yes.
  • Patent Document 2 also suppresses the occurrence of arc discharge by providing an arc absorption circuit including a switching element on a path through which a current flows during DC power supply, and turning off the switching element when the plug is removed from the plug receptacle.
  • the technology is disclosed.
  • the present disclosure has intensively studied a technology that can realize the interruption of high-voltage DC power while suppressing the occurrence of arc discharge with a small-scale configuration when the DC power is cut off. It was.
  • the present disclosure provides a plurality of cutoff circuits in series on the path of the current output from the DC power supply, and divides the voltage of the DC power supply by each of the cutoff circuits so that an arc is generated when the DC power is cut off.
  • the inventors have devised a technology that can realize the interruption of high-voltage DC power while suppressing the occurrence of discharge with a small-scale configuration.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a first configuration example of a switching device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the configuration of the switching device 100 according to the embodiment of the present disclosure will be described using FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a switching device 100 that switches between supply and interruption of DC power from the DC power supply Vs to the load 10.
  • the switching device 100 includes a plurality of cutoff circuits 100-1, 100-2, and 100-3.
  • the switching device 100 is illustrated as including three cutoff circuits 100-1, 100-2, and 100-3, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • All of the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3 have the same circuit configuration.
  • the circuit configuration of the cutoff circuit 100-1 will be described using the cutoff circuit 100-1 as an example.
  • the cutoff circuit 100-1 includes a switch SW1-1, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) Tr1-1, a capacitor C1-1, a resistor R1-1, a Zener diode Dz1-1, and Dz2- 1.
  • a switch SW1-1 a switch SW1-1
  • a MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • the switch SW1-1 is a mechanical switch provided on the current path from the DC power supply Vs to the load 10, and the switch SW1-2 and switch SW1 provided in the other cutoff circuits 100-2 and 100-3. Performs on / off operation in conjunction with -3.
  • MOSFET Tr1-1 is a semiconductor switch provided in parallel with the switch SW1-1 and provided on the current path from the DC power supply Vs to the load 10.
  • MOSFET Tr1-1 is an n-channel MOSFET.
  • the capacitor C1-1 is provided between the drain and gate of the MOSFET Tr1-1.
  • the resistor R1-1 is connected in series with the capacitor C1-1 and is provided between the gate and the source of the MOSFET Tr1-1.
  • the capacitor C1-1 and the resistor R1-1 constitute an integrating circuit.
  • the Zener diode Dz1-1 is provided between the drain and gate of the MOSFET Tr1-1 and is provided in parallel with the capacitor C1-1.
  • a Zener diode is an element that allows a current to flow when a voltage exceeding a predetermined breakdown voltage is applied to both ends.
  • the Zener diode Dz1-1 is provided to limit the application of a voltage higher than the breakdown voltage of the MOSFET Tr1-1 and the switch SW1-1. Therefore, the Zener diode Dz1-1 can function as an example of the voltage limiting circuit of the present disclosure. The effect of providing the Zener diode Dz1-1 will be described in detail later.
  • the zener diode Dz2-1 is provided between the gate and the source of the MOSFET Tr1-1 and is provided in parallel with the resistor R1-1.
  • the zener diode Dz2-1 is an element for quickly discharging the electric charge stored in the capacitor C1-1 when the switch SW1-1 is changed from the off state to the on state. There is no need to be provided.
  • the characteristics of each element provided in the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3 may be the same or different. However, as will be described below, the switching device 100 cuts off the supply of DC power from the DC power supply Vs while dividing the voltage by the plurality of cutoff circuits 100-1, 100-2, and 100-3. Therefore, it is desirable to use the same characteristics of the elements provided in the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3.
  • the configuration of the switching device 100 according to the embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIG. Next, the operation of the switching device 100 shown in FIG. 1 will be described.
  • the initial state is a state in which no DC power is supplied from the DC power source Vs and all the switches SW1-1, SW1-2, and SW1-3 are in an off state.
  • the operation of the switching device 100 may be described by exemplifying one cutoff circuit 100-1.
  • the capacitor C1-1 In the initial state, when the supply of DC power from the DC power supply Vs is started, the capacitor C1-1 is charged through the resistor R1-1. While the capacitor C1-1 is being charged through the resistor R1-1, the MOSFET Tr1-1 is in an on state.
  • Zener diode Dz1-1 When a voltage exceeding the Zener voltage is applied to both ends of the Zener diode Dz1-1, the Zener diode Dz1-1 flows current, the MOSFET Tr1-1 is turned on, and the other cutoff circuits 100-2, 100-3 Current is passed through.
  • the switching device 100 starts from the DC power source Vs.
  • the DC power supply is cut off.
  • the total integrated voltage of the entire switching device 100 becomes equal to the voltage of the DC power supply Vs, and the switches SW1-1, SW1-2, and SW1-3 are turned on with the supply of DC power from the DC power supply Vs cut off. Then, the charges accumulated in the capacitors C1-1, C1-2, and C1-3 are discharged through the Zener diodes Dz2-1, Dz2-2, and Dz2-3. All charges accumulated in the capacitors C1-1, C1-2, and C1-3 are finally discharged, and the integrated voltage becomes zero.
  • the voltage applied to each of the cutoff circuits 100-1, 100-2, and 100-3 is the Zener diode Dz1. -1, Dz1-2, and Dz1-3 are never higher than the zener voltage.
  • the cutoff circuits 100-1, 100-2, and 100-3 are connected to the capacitors C1-1, C1-2, and C1- 3 starts voltage integration. That is, the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3 start the same operation as when the supply of DC power from the DC power supply Vs is started in the initial state.
  • the switching device 100 When the switches SW1-1, SW1-2, and SW1-3 are turned on, the switching device 100 starts voltage integration by the capacitors C1-1, C1-2, and C1-3, and thereby switches SW1-1, SW1- 2. Even if SW1-3 changes from the on state to the off state, arc discharge due to the separation of the contacts of each switch does not occur.
  • the switching device 100 is an integrating circuit in the plurality of cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3, and cuts off the DC power from the DC power source Vs while dividing the voltage of the DC power source Vs.
  • each of the shut-off circuits 100-1, 100-2, 100-3 becomes the Zener diodes Dz1-1, 1- It can be configured with a component that can withstand a voltage slightly higher than the voltage obtained by adding the threshold voltages of the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 to the Zener voltages of 2, 1-3.
  • the total loss power of the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 is within the power that can withstand energization for the time until the integration of the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3 is completed.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a second configuration example of the switching device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the configuration of the switching device 200 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 shows a switching device 200 that switches between supply and interruption of DC power from the DC power supply Vs to the load 10.
  • the switching device 200 includes a plurality of cutoff circuits 200-1, 200-2, and 200-3.
  • the switching device 200 is illustrated as including three cutoff circuits 200-1, 200-2, and 200-3, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • the cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3 all have the same circuit configuration.
  • the circuit configuration of the cutoff circuit 200-1 will be described using the cutoff circuit 200-1 as an example.
  • the cutoff circuit 200-1 includes a MOSFET Tr1-1, a capacitor C1-1, resistors R1-1 and R2-1, and Zener diodes Dz1-1 and Dz2-1.
  • the supply and cutoff of the DC power from the DC power source Vs to the load 10 is performed by the relay RY-1 having a plurality of transfer type contacts (the number of the cutoff circuits). Has been switched.
  • Other configurations are the same as those in the first configuration example, and detailed description thereof is omitted.
  • the gap between the gate of the MOSFET Tr1-1 and the break contact of the transfer type contact of the relay RY-1 Is provided with a resistor R2-1.
  • the configuration of the switching device 200 according to the embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIG. Next, the operation of the switching device 200 shown in FIG. 2 will be described.
  • the initial state is a state where no DC power is supplied from the DC power source Vs and the break contacts are in the ON state at each contact of the relay RY-1.
  • the operation of the switching device 200 may be described by exemplifying one cutoff circuit 200-1.
  • the gate and source of the MOSFET Tr1-1 are short-circuited, and the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off.
  • the supply of DC power from the DC power supply Vs is started in a state where the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off, voltage integration starts as in the first configuration example (switching device 100). Since the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off, no current flows through the MOSFET Tr1-1.
  • the MOSFET Tr1-1 When the charging of the capacitor C1-1 proceeds and the voltage of the capacitor C1-1 becomes equal to the Zener voltage of the Zener diode Dz1-1, the MOSFET Tr1-1 is changed from the ON state to the OFF state, and the cutoff circuit 200-1 is supplied from the DC power source Vs. Shut off the direct current power.
  • Zener diode Dz1-1 When a voltage exceeding the Zener voltage is applied to both ends of the Zener diode Dz1-1, the Zener diode Dz1-1 flows current, the MOSFET Tr1-1 is turned on, and the other cutoff circuits 200-2, 200-3 Current is passed through.
  • the switching device 200 is connected to the DC power source Vs.
  • the DC power supply is cut off.
  • the total integrated voltage of the entire switching device 200 becomes equal to the voltage of the DC power supply Vs, and in the state where the supply of DC power from the DC power supply Vs is cut off, current flows to the relay RY-1, and the contact is made from the break contact.
  • the integration circuits of the cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3 are short-circuited.
  • the charges accumulated in the capacitors C1-1, C1-2, and C1-3 are discharged through the Zener diodes Dz2-1, Dz2-2, and Dz2-3, but a current flows through the relay RY-1, and the contact is a break contact.
  • the partial pressure balance of each of the breaking circuits 200-1, 200-2, 200-3 may be lost.
  • the cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3 include a resistor R2 in consideration of a countermeasure against overcurrent when at least one of the Zener diodes Dz2-1, Dz2-2, Dz2-3 is turned on. ⁇ 1, R2-2, and R2-3.
  • the voltages applied to the cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3 are Zener diodes Dz1-1, Dz1-2, Dz1. It will never be higher than the -3 Zener voltage.
  • the breaking circuits 200-1, 200-2, 200-3 perform voltage integration by the capacitors C1-1, C1-2, C1-3. Start. That is, the cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3 start the same operation as when the supply of DC power from the DC power supply Vs is started in the initial state.
  • the switching device 200 is an integrating circuit in the plurality of cutoff circuits 200-1, 200-2, 200-3, and cuts off the DC power from the DC power supply Vs while dividing the voltage of the DC power supply Vs.
  • each of the shut-off circuits 200-1, 200-2, 200-3 has the Zener diodes Dz1-1, 1- It can be configured with a component that can withstand a voltage slightly higher than the voltage obtained by adding the threshold voltages of the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 to the Zener voltages of 2, 1-3.
  • the total loss power of the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 is within the power that can withstand energization for the time until integration of the cutoff circuits 100-1, 100-2, 100-3 is completed. It is desirable to select MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3. By selecting the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 as such, a mechanism for heat dissipation of the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 becomes unnecessary.
  • the voltage integration in the switching device 200 operates only during the switching time of the transfer type contact of the relay RY-1. Therefore, in the switching device 200, it is possible to select MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 having a smaller total power loss than the first configuration example.
  • a relay having a transfer-type contact is used to cut off mechanical power, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • a transfer type multistage switch may be used for mechanical power interruption.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a third configuration example of the switching device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the configuration of the switching device 300 according to the embodiment of the present disclosure will be described using FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a switching device 300 that switches between supply and interruption of DC power from the DC power supply Vs to the load 10.
  • the switching device 300 includes a plurality of cutoff circuits 300-1, 300-2, and 300-3.
  • the switching device 300 is illustrated as including three cutoff circuits 300-1, 300-2, and 300-3, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • All of the cutoff circuits 300-1, 300-2, 300-3 have the same circuit configuration.
  • the circuit configuration of the cutoff circuit 300-1 will be described using the cutoff circuit 300-1 as an example.
  • the cutoff circuit 300-1 includes a MOSFET Tr1-1, a capacitor C1-1, resistors R1-1 and R2-1, Zener diodes Dz1-1 and Dz2-1, and a diode D1-1.
  • the supply and cutoff of the DC power from the DC power source Vs to the load 10 is performed by the relay RY-1 having a plurality of transfer type contacts (the number of the cutoff circuits). And switching.
  • the integration time was shortened by providing a resistor between the break contact of the relay RY-1 and the gate of the MOSFET Tr1-1.
  • a diode D1-1 is provided between the break contact of the relay RY-1 and the gate of the MOSFET Tr1-1.
  • the voltage of the resistor R1-1 is given to the gate of the MOSFET Tr1-1 by the diode D1-1.
  • the switching device 300 short-circuits the drain and gate of the MOSFET Tr1-1 by the diode D1-1 so that the MOSFET Tr1-1 is not turned on by the current flowing through the capacitor C1-1 when the break contact of the relay RY-1 is separated. Is done. Further, the Zener current of the Zener diode Dz1-1 is separated from the break contact by the diode D1-1.
  • the configuration of the switching device 300 according to the embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIG. Note that the switching device 300 shown in FIG. 3 mechanically supplies and interrupts DC power from the DC power source Vs to the load 10 by a relay RY-1 having a plurality of transfer-type contacts (the number of interrupting circuits).
  • the present disclosure is not limited to such an example.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a modification example of the switching device 300 according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 shows that a relay RY1-1, RY1-2, RY1-3 is provided for each cutoff circuit, and a current is supplied to the relays RY1-1, RY1-2, RY1-3 from the relay power supply RY, thereby providing a direct current power supply. Supply and interruption of DC power from Vs to the load 10 are mechanically switched.
  • each relay may vary.
  • the MOSFETs Tr1-1, Tr1-2, and Tr1-3 are kept on by the Zener currents of the Zener diodes Dz1-1, Dz1-2, and Dz1-3.
  • each relay varies, the deviation of the operation of each relay is applied to the load 10 as a stepped output voltage as it is when power is supplied, and the voltage at which the contact of each relay does not break down when power is cut off. To maintain a divergence.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a fourth configuration example of the switching device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the configuration of the switching device 400 according to the embodiment of the present disclosure will be described using FIG. 4.
  • FIG. 5 shows a switching device 400 that switches between supply and interruption of DC power from the DC power supply Vs to the load 10.
  • the switching device 400 includes a plurality of cutoff circuits 400-1, 400-2, 400-3.
  • the switching device 400 is illustrated as including three cutoff circuits 400-1, 400-2, and 400-3, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • All of the cutoff circuits 400-1, 400-2, 400-3 have the same circuit configuration.
  • the circuit configuration of the cutoff circuit 400-1 will be described using the cutoff circuit 400-1 as an example.
  • the cutoff circuit 400-1 includes a MOSFET Tr1-1, a capacitor C1-1, resistors R1-1, R2-1, R3-1, Zener diodes Dz1-1, Dz2-1, and diodes D1-1, D2. ⁇ 1, a photocoupler PC1-1, and a relay RY1-1.
  • the contact of the relay RY1-1 and the MOSFET Tr1-1 are linked by the photocoupler PC1-1.
  • Relay RY1-1 is an example of a mechanical switch.
  • the relay RY1-1 operates to switch from the contact 1-1b to the contact 1-1a when current is supplied from the terminal V + of the cutoff circuit 400-1.
  • the contact point of the relay RY1-1 is connected to the contact point 1-1a, the current from the DC power source Vs is passed, and when the contact point is connected to the contact point 1-1b, the current from the DC power source Vs is cut off.
  • the photocoupler PC1-1 is a kind of semiconductor relay, and is turned on when current is supplied from the terminal V + of the cutoff circuit 400-1, and is turned off when current is not supplied from the terminal V +.
  • the resistor R1-1 is enabled in the cutoff circuit 400-1, and when the photocoupler PC1-1 is turned on, the resistor R1-1 is disabled in the cutoff circuit 400-1. It becomes a state.
  • Capacitor C1-1 accumulates electric charge when current is supplied from terminal V +. When the electric charge accumulated in the capacitor C1-1 is not supplied with current from the terminal V +, the photocoupler PC1-1 is turned on until the contact of the relay RY1-1 is switched from the contact 1-1a to the contact 1-1b. Used to maintain state.
  • the configuration of the switching device 400 according to the embodiment of the present disclosure has been described above with reference to FIG. Next, the operation of the switching device 400 shown in FIG. 5 will be described.
  • the DC power is not supplied from the DC power source Vs, and no current is supplied from the terminal V +, and the relays RY1-1, RY1-2, RY1-3 are connected to the contacts 1-1b, 1-2b,
  • the state connected to ⁇ 3b is the initial state.
  • the operation of the switching device 400 may be described by exemplifying one cutoff circuit 400-1.
  • the gate and source of the MOSFET Tr1-1 are short-circuited, and the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off. Even if the supply of DC power from the DC power supply Vs is started while the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off, the MOSFET Tr1-1 is forcibly turned off. No current flows through 1.
  • the relay RY1-1 is switched from the contact 1-1b to the contact 1-1a.
  • the photocoupler PC1-1 is turned on, and the resistor R1-1 is in a functioning state.
  • the MOSFET Tr1-1 is turned on by voltage division between the resistors R1-1 and R2-1.
  • the relay RY1-1 is switched from the contact 1-1a to the contact 1-1b.
  • the photocoupler PC1-1 is turned on until the supply of charge from the capacitor C1-1 is stopped, and the MOSFET Tr1-1 continues to be kept on.
  • the photocoupler PC1-1 is turned on via the resistor R3-1 while the relay RY1-1 is switched from the contact 1-1a to the contact 1-1b before the supply of charge from the capacitor C1-1 is stopped. To. When the photocoupler PC1-1 is turned on, the MOSFET Tr1-1 is also turned on, and arc generation is suppressed. When the relay RY1-1 is switched to the contact 1-1b, the photocoupler PC1-1 is short-circuited and the MOSFET Tr1-1 is turned off, so that the current from the DC power supply Vs is cut off.
  • the relays RY1-1, RY1-2, and RY1-3 are provided for each cutoff circuit, but the present disclosure is not limited to such examples.
  • the supply and interruption of DC power from the DC power supply Vs to the load 10 may be mechanically switched by a relay having a plurality of transfer-type contacts (the number of interruption circuits).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the transition of the integrated voltage and the integrated current related to each MOSFET of the switching device 100 in comparison with the case where the DC power is cut off by a single circuit.
  • the slope of the voltage integration must be a predetermined value or less. Therefore, when the power from the DC power source that outputs a high voltage is cut off using a single voltage integration circuit, integration continues from t0 to t3 as shown in FIG. The time to decrease becomes longer like the integral current.
  • each MOSFET drain-source voltage is divided and integrated as indicated by the Tr1-1 voltage, Tr1-2 voltage, and Tr1-3 voltage in FIG. Is done.
  • the integration time is from t0 to t1.
  • the slope of each integration circuit is gentler than the dielectric breakdown line, and dielectric breakdown does not occur.
  • the integration time of the switching device 100 as a whole is shortened compared to the case where a single voltage integration circuit is used.
  • each of Tr1-1, Tr1-2, Tr1-3 is the same slope as when a single voltage integrating circuit is used, so it does not become a dielectric breakdown voltage. Therefore, when a plurality of integration circuits are provided, even if the integration time is shortened from t0 to t1, arc discharge does not occur.
  • the integration circuit when the integration circuit is divided into three, the integration starts in each integration circuit as shown in FIG. 6, so that the integration time is reduced to 1/3 even when the slope is the same as the case of using a single voltage integration circuit.
  • the total power loss of a single semiconductor becomes 1/9, and the power loss of the entire switching device 100 can be reduced to 1/3 compared to the case of using a single voltage integrating circuit. Therefore, the switching device 100 can select a small semiconductor as compared with the case where a single voltage integrating circuit is used.
  • FIG. 6 shows an example in which the voltage of the DC power supply is raised to the voltage limit of the integration circuit.
  • the voltage below the sum of the Zener voltages by the Zener diodes used in the respective cutoff circuits is cut off. Use to do.
  • the integration voltage of each integration circuit is determined by each integration constant, and the cutoff circuit that has reached the Zener voltage quickly causes the other cutoff circuits to bear the remaining voltage.
  • the voltage across the semiconductor switch increases in proportion to time.
  • the switching device 100 according to the present embodiment is provided with a Zener diode, and the voltage across the semiconductor switch is determined from the contact interval with respect to the time after the contact dissociation of a mechanical switch (for example, the switch SW1) connected in parallel to the semiconductor switch. It is configured to increase while maintaining a voltage lower than the estimated breakdown voltage.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of transition of voltage and integrated current relating to each MOSFET of the switching device 100. If the divergence timing of the switch SW1 does not match in each cut-off circuit, the integration start time is different as shown in FIG. 7, and the integration time of the entire switching device 100 becomes longer.
  • each contact voltage of the switch SW1 holds the Zener voltage of the Zener diode Dz1 as the maximum voltage, and then the contact of the switch SW1 is short-circuited, and the integrating circuit is reset.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the moving object 500 including the switching device 100 as an example of the power supply system of the present disclosure.
  • the mobile body 500 may be, for example, a mobile body that uses gasoline as a power source, such as a gasoline car, and a mobile body that uses a chargeable / dischargeable battery as a main power source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and an electric motorcycle. It may be a body.
  • FIG. 8 illustrates an example in which the moving body 500 includes a battery 510 and a driving unit 520 that is driven by electric power supplied from the battery 510.
  • the drive unit 520 may include, for example, equipment provided in the vehicle such as a wiper, a power window, a light, a car navigation system, and an air conditioner, and a device that drives the moving body 500 such as a motor.
  • the moving body 500 shown in FIG. 8 is provided with a switching device 100 on a path through which DC power is supplied from the battery 510 to the drive unit 520, so that, for example, arc discharge occurs when the battery 210 is temporarily attached or detached. Can be suppressed.
  • FIG. 8 illustrates an example of the moving object 500 including only one switching device 100, but the present disclosure is not limited to such an example. That is, a plurality of switching devices 100 may be provided in the middle of a path through which DC power is supplied. In addition, the switching device 100 may be provided not only in the middle of a path in which DC power is supplied from the battery 510 to the drive unit 520 but also in another place, for example, in the middle of a path when charging the battery 510 with DC power. .
  • FIG 8 shows an example in which the switching device 100 is provided in the moving body 500.
  • any of the switching devices 200, 300, and 400 may be provided instead of the switching device 100. Needless to say.
  • a switching device that interrupts DC power from the DC power supply Vs while dividing the voltage of the DC power supply Vs with an integrating circuit in a plurality of cutoff circuits.
  • the switching device divides the voltage of the DC power supply Vs while limiting the voltage with a Zener diode provided in each cutoff circuit.
  • the cutoff circuit can withstand a voltage that is slightly higher than the voltage obtained by adding the threshold voltage of the MOSFET to the Zener voltage of the Zener diode. Can be composed of parts.
  • Each said blocking circuit is A semiconductor switch for cutting off the current from the DC power supply;
  • a mechanical switch that is provided in series with the semiconductor switch and operates in conjunction with the other cutoff circuit to cut off the current from the DC power source;
  • a voltage limiting circuit that limits the application of a voltage higher than the breakdown voltage of the semiconductor switch or the contact breakdown voltage of the mechanical switch;
  • a switching device comprising: (2) The switching device according to (1), wherein the voltage limiting circuit includes a Zener diode provided in parallel between a drain terminal and a gate terminal of the semiconductor switch.
  • the switching device according to (1) or (2), wherein the mechanical switch is a mechanical relay.
  • the mechanical relay has a transfer-type contact for each of the breaking circuits.
  • the switching device according to (3), wherein the mechanical relay is provided for each interruption circuit.
  • blocking circuit is a switching apparatus as described in said (1) provided with the semiconductor relay which controls ON / OFF of the said semiconductor switch.
  • the switching device according to (6), wherein the semiconductor relay is a photocoupler.
  • the switching device according to any one of 1) to (7).
  • the switching device according to any one of (1) to (8) is provided. Electric moving body.
  • At least one switching device provided between the battery and the drive unit;
  • a power supply system comprising: (11) The power supply system according to (10), wherein the power supply system is an electric vehicle.
  • 100 switching devices 100-1, 100-2, 100-3: cutoff circuit C1-1: capacitors Dz1-1, Dz1-2: Zener diode R1-1: resistor Tr1-1: MOSFET Vs: DC power supply

Abstract

【課題】高圧の直流電力の遮断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制しつつ、高圧の直流電力の遮断を実現するスイッチング装置を提供する。 【解決手段】直流電源から出力される電流の経路上に直列に設けられる複数の遮断回路を備え、各前記遮断回路は、前記直流電源からの電流を遮断する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと直列に設けられて他の前記遮断回路と連動して動作して前記直流電源からの電流を遮断する機械式スイッチと、前記半導体スイッチの耐圧または前記機械式スイッチの接点耐圧以上の電圧が印加されることを制限する電圧制限回路と、を備える、スイッチング装置が提供される。

Description

スイッチング装置、電動移動体及び電力供給システム
　本開示は、スイッチング装置、電動移動体及び電力供給システムに関する。
　直流給電でも交流給電でも、電力の切断時にはアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎（例えば１０ミリ秒毎）に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内（例えば１０ミリ秒以内）に自然に止まる。しかし直流給電では、ゼロ電圧となる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。
　そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている（特許文献１，２等参照）。
特開２００３－２０３７２１号公報 特表２０１４－５２２０８８号公報
　直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることはもちろんであるが、アーク放電の発生を抑えるための構成が大規模なものになるのは好ましくなく、またアーク放電の発生を抑えるための構成を加えることで直流給電の最中に電力供給効率を低下させるのも好ましくない。従って、直流電力供給時の電力効率を低下させずに、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが望ましい。
　しかし、高圧の直流電力の遮断を実現しようとすると、半導体や周辺部品の耐圧を高くしなければならず、耐圧が高い部品の採用はコスト上昇の要因となる。
　そこで本開示では、高圧の直流電力の遮断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制しつつ、高圧の直流電力の遮断の実現が可能な、新規かつ改良されたスイッチング装置、電動移動体及び電力供給システムを提案する。
　本開示によれば、直流電源から出力される電流の経路上に直列に設けられる複数の遮断回路を備え、各前記遮断回路は、前記直流電源からの電流を遮断する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと直列に設けられて他の前記遮断回路と連動して動作して前記直流電源からの電流を遮断する機械式スイッチと、前記半導体スイッチの耐圧または前記機械式スイッチの接点耐圧以上の電圧が印加されることを制限する電圧制限回路と、を備える、スイッチング装置が提供される。
　以上説明したように本開示によれば、高圧の直流電力の遮断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制しつつ、高圧の直流電力の遮断の実現が可能な、新規かつ改良されたスイッチング装置を提供することが出来る。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第１の構成例を示す説明図である。 同実施形態に係るスイッチング装置の第２の構成例を示す説明図である。 同実施形態に係るスイッチング装置の第３の構成例を示す説明図である。 同実施形態に係るスイッチング装置の第３の構成例を示す説明図である。 同実施形態に係るスイッチング装置の第４の構成例を示す説明図である。 積分電圧及び積分電流の推移を示す説明図である。 積分電圧及び積分電流の推移を示す説明図である。 スイッチング装置を備えた移動体の機能構成例を示す説明図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．本開示の一実施形態
　　１．１．背景
　　１．２．構成例
　２．まとめ
　＜１．本開示の一実施形態＞
　［１．１．背景］
　本開示の実施形態について詳細に説明する前に、本開示の実施形態の背景について説明する。
　直流給電でも交流給電でも、電力の切断時には、電圧と電流がある所定の値以上になると、電極間の電位差によるスパークやアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎（例えば１０ミリ秒毎）に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内（例えば１０ミリ秒以内）に自然に止まる。
　しかし直流給電では、交流給電と違って電圧がゼロとなる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。アーク放電は、発火や金属の溶断、溶着といった接点の劣化を発生させ、電力給電の信頼性が低下するおそれがある。
　そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている。例えば、コンデンサと抵抗とを用いたスナバ回路を揺動接触子の間に接続して回避する技術が従来から提案されている。
　しかし、直流給電の場合にスナバ回路を用いてアーク放電を防ぐためには、容量の大きなコンデンサと小さな抵抗を用いなければ十分な効果が得られず、十分な効果を得ようとするとスナバ回路が大型化してしまう。また、スナバ回路を用いてアーク放電を防ぐ場合、直流電力の切断後に直流電源に再度接続しようとすると、容量の大きなコンデンサにチャージされた電荷によるショート電流が大きくなり、接点が溶着してしまう。
　また差込プラグをプラグ受けに抜き差しすることによって直流給電を行う場合において、アーク放電の発生を防ぐために差込プラグに機械的スイッチを設け、差込プラグをプラグ受けから抜去する際にその機械的スイッチを操作することでアーク放電の発生を防ぐ技術もある。しかし、この技術では差込プラグの抜去時に機械的スイッチの操作という煩雑な操作を利用者に強いる必要が生じる。
　機械的にアーク放電を除去する方法もある。しかし機械的にアーク放電を除去するためには、接点の引き剥がし速度を上げたり、磁気回路によってアークを引き剥がしたりするなどの構造が必要となり、アーク放電を除去するための回路が大型化してしまう。
　直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術として、他に上記特許文献１，２等がある。
　上記特許文献１は、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。
　しかし、特許文献１に開示されている技術では、直流給電時に電流がスイッチング素子を流れるために、直流給電時にスイッチング素子において電力が消費されるとともに、直流給電時にスイッチング素子が発熱する。
　上記特許文献２も、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を備えるアーク吸収回路を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。
　しかし、特許文献２で開示されている技術では、アーク吸収回路として２つのスイッチング素子や、スイッチング素子をオフにするためのタイマを設けており、アーク電力を一時的に蓄えて、その蓄えた電力を放出するための回路が必要になり、回路が大型化する。
　直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることはもちろんであるが、アーク放電の発生を抑えるための構成が大規模なものになるのは好ましくなく、またアーク放電の発生を抑えるための構成を加えることで直流給電の最中に電力供給効率を低下させるのも好ましくない。従って、直流電力供給時の電力効率を低下させずに、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが望ましい。
　しかし、高圧の直流電力の遮断を実現しようとすると、半導体や周辺部品の耐圧を高くしなければならず、耐圧が高い部品の採用はコスト上昇の要因となる。
　そこで本件開示者は、上述した点に鑑みて、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制しつつ、高圧の直流電力の遮断の実現が可能となる技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、直流電源から出力される電流の経路上に複数の遮断回路を直列に設け、それぞれの遮断回路で直流電源の電圧を分圧させることで、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制しつつ、高圧の直流電力の遮断の実現が可能となる技術を考案するに至った。
　以上、本開示の実施形態の背景について説明した。続いて、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の構成例について説明する。
　［１．２．構成例］
　（第１の構成例）
　まず、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第１の構成例を説明する。図１は、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第１の構成例を示す説明図である。以下、図１を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置１００の構成について説明する。
　図１は、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置１００を示している。スイッチング装置１００は、複数の遮断回路１００－１、１００－２、１００－３で構成される。図１では、スイッチング装置１００は、３つの遮断回路１００－１、１００－２、１００－３で構成されるよう図示されているが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。
　遮断回路１００－１、１００－２、１００－３は、いずれも同一の回路構成を有する。以下では、遮断回路１００－１を例にして、遮断回路１００－１の回路構成を説明する。
　遮断回路１００－１は、スイッチＳＷ１－１と、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｔｒ１－１と、キャパシタＣ１－１と、抵抗Ｒ１－１と、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ２－１と、で構成される。
　スイッチＳＷ１－１は、直流電源Ｖｓから負荷１０への電流の経路上に設けられる機械的スイッチであり、他の遮断回路１００－２、１００－３に設けられているスイッチＳＷ１－２、スイッチＳＷ１－３と連動してオン・オフの動作を行う。
　ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１は、スイッチＳＷ１－１と並列に設けられ、直流電源Ｖｓから負荷１０への電流の経路上に設けられる半導体スイッチである。ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１はｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
　キャパシタＣ１－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のドレインとゲートとの間に設けられる。抵抗Ｒ１－１は、キャパシタＣ１－１と直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとソースとの間に設けられる。キャパシタＣ１－１と、抵抗Ｒ１－１とで積分回路が構成される。
　ツェナーダイオードＤｚ１－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のドレインとゲートとの間に設けられ、かつキャパシタＣ１－１と並列に設けられる。ツェナーダイオードは所定の降伏電圧を超える電圧が両端に印加されると電流を流す素子である。ツェナーダイオードＤｚ１－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１やスイッチＳＷ１－１の耐圧以上の電圧が印加されることを制限するために設けられる。従ってツェナーダイオードＤｚ１－１は本開示の電圧制限回路の一例として機能しうる。ツェナーダイオードＤｚ１－１を設けることによる効果については後に詳述する。
　ツェナーダイオードＤｚ２－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとソースとの間に設けられ、かつ抵抗Ｒ１－１と並列に設けられる。ツェナーダイオードＤｚ２－１は、スイッチＳＷ１－１がオフ状態からオン状態になった際に、キャパシタＣ１－１に蓄えられている電荷を素早く放電させるための素子であり、必ずしも遮断回路１００－１に設けられている必要は無い。
　遮断回路１００－１、１００－２、１００－３において設けられている各素子の特性は、同じものであってもよく、異なるものであってもよい。しかし、以下で説明するように、スイッチング装置１００は、複数の遮断回路１００－１、１００－２、１００－３で分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断する。従って、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３において設けられている各素子の特性は、同じものを用いることが望ましい。
　以上、図１を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置１００の構成について説明した。続いて、図１に示したスイッチング装置１００の動作を説明する。
　まず、初期状態を定義する。直流電源Ｖｓから直流電力が供給されていない状態で、かつ全てのスイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３がオフ状態にあることを初期状態とする。また以下の説明では、１つの遮断回路１００－１を例示してスイッチング装置１００の動作を説明する場合もある。
　初期状態において、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始されると、キャパシタＣ１－１が抵抗Ｒ１－１を介して充電される。またキャパシタＣ１－１が抵抗Ｒ１－１を介して充電されている間、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１はオン状態となっている。
　キャパシタＣ１－１の充電が進み、キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧と等しくなると、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオン状態からオフ状態となり、遮断回路１００－１は直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断する。
　この時点で、もし他の遮断回路１００－２、１００－３において積分電圧（キャパシタＣ１－２、Ｃ１－３に充電された電圧）がツェナーダイオードＤｚ１－２、Ｄｚ１－３のツェナー電圧より低いと、キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧より高くなる。
　キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧より高くなると、ツェナーダイオードＤｚ１－１の両端にはツェナー電圧を超える電圧が印加される。
　ツェナーダイオードＤｚ１－１の両端にツェナー電圧を超える電圧が印加されると、ツェナーダイオードＤｚ１－１が電流を流し、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１はオン状態になり、他の遮断回路１００－２、１００－３に電流を流す。
　その後、スイッチング装置１００全体の積分電圧（キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に充電された電圧）の総和が直流電源Ｖｓの電圧と同等となると、スイッチング装置１００は、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断する状態になる。
　スイッチング装置１００全体の積分電圧の総和が直流電源Ｖｓの電圧と同等となり、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断した状態で、スイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３がオン状態になると、キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に蓄積された電荷がツェナーダイオードＤｚ２－１、Ｄｚ２－２、Ｄｚ２－３を通じて放電する。キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に蓄積された電荷は最終的に全て放出され、積分電圧がゼロの状態となる。
　ここで、仮にスイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３が同時にオン状態にならなかったとしても、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３のそれぞれにかかる電圧は、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ１－２、Ｄｚ１－３のツェナー電圧より高くなることはない。
　その後、スイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３がオン状態からオフ状態になると、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３は、各キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３による電圧積分を開始する。すなわち、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３は、初期状態において、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始された場合と同じ動作を開始する。
　スイッチング装置１００は、スイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３がオン状態になるとキャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３による電圧積分を開始することで、スイッチＳＷ１－１、ＳＷ１－２、ＳＷ１－３がオン状態からオフ状態になっても、各スイッチの接点の乖離によるアーク放電は生じない。
　スイッチング装置１００は、複数の遮断回路１００－１、１００－２、１００－３における積分回路で、直流電源Ｖｓの電圧を分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断する。
　各積分回路で直流電源Ｖｓの電圧を分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断することで、各遮断回路１００－１、１００－２、１００－３は、ツェナーダイオードＤｚ１－１、１－２、１－３のツェナー電圧に、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３のしきい電圧を加えた電圧よりも少し高い程度の電圧に耐えうる部品で構成することができる。
　また、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３の損失電力の総和が、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３の積分が終了するまでの時間の通電に耐える電力以内となるようにＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３を選択することが望ましい。ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３をそのように選択することで、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３の放熱のための機構が不要となる。
　（第２の構成例）
　次に、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第２の構成例を説明する。図２は、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第２の構成例を示す説明図である。以下、図２を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置２００の構成について説明する。
　図２は、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置２００を示している。スイッチング装置２００は、複数の遮断回路２００－１、２００－２、２００－３で構成される。図２では、スイッチング装置２００は、３つの遮断回路２００－１、２００－２、２００－３で構成されるよう図示されているが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。
　遮断回路２００－１、２００－２、２００－３は、いずれも同一の回路構成を有する。以下では、遮断回路２００－１を例にして、遮断回路２００－１の回路構成を説明する。
　遮断回路２００－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１と、キャパシタＣ１－１と、抵抗Ｒ１－１、Ｒ２－１、と、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ２－１と、で構成される。
　この第２の構成例では、第１の構成例と異なり、トランスファー型接点を複数（遮断回路の数だけ）有するリレーＲＹ－１によって、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えている。その他の構成は第１の構成例と同様で有り詳細な説明は省略するが、この第２の構成例では、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとリレーＲＹ－１のトランスファー型接点のブレーク接点との間に抵抗Ｒ２－１が設けられている。
　以上、図２を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置２００の構成について説明した。続いて、図２に示したスイッチング装置２００の動作を説明する。
　まず、初期状態を定義する。直流電源Ｖｓから直流電力が供給されていない状態で、かつリレーＲＹ－１の各接点において、ブレーク接点がオン状態にあることを初期状態とする。また以下の説明では、１つの遮断回路２００－１を例示してスイッチング装置２００の動作を説明する場合もある。
　初期状態では、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとソースとがショートされ、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１は強制的にオフ状態になっている。ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１が強制的にオフ状態になっている状態で直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始されると、第１の構成例（スイッチング装置１００）と同様に電圧の積分が始まるが、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１が強制的にオフ状態になっているので、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１を通じた電流が流れない。
　すなわち、初期状態から直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始されると、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１を通じた電流が流れないので、キャパシタＣ１－１の積分時間は第１の構成例（スイッチング装置１００）より短くなる。
　キャパシタＣ１－１の充電が進み、キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧と等しくなると、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオン状態からオフ状態となり、遮断回路２００－１は直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断する。
　この時点で、もし他の遮断回路２００－２、２００－３において積分電圧（キャパシタＣ１－２、Ｃ１－３に充電された電圧）がツェナーダイオードＤｚ１－２、Ｄｚ１－３のツェナー電圧より低いと、キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧より高くなる。
　キャパシタＣ１－１の電圧がツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電圧より高くなると、ツェナーダイオードＤｚ１－１の両端にはツェナー電圧を超える電圧が印加される。
　ツェナーダイオードＤｚ１－１の両端にツェナー電圧を超える電圧が印加されると、ツェナーダイオードＤｚ１－１が電流を流し、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１はオン状態になり、他の遮断回路２００－２、２００－３に電流を流す。
　その後、スイッチング装置２００全体の積分電圧（キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に充電された電圧）の総和が直流電源Ｖｓの電圧と同等となると、スイッチング装置２００は、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断する状態になる。
　スイッチング装置２００全体の積分電圧の総和が直流電源Ｖｓの電圧と同等となり、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断した状態で、リレーＲＹ－１に電流が流れて、接点がブレーク接点からメーク接点に切り替わると、遮断回路２００－１、２００－２、２００－３の積分回路がショートする。
　遮断回路２００－１、２００－２、２００－３の積分回路がショートすると、キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に蓄積された電荷がツェナーダイオードＤｚ２－１、Ｄｚ２－２、Ｄｚ２－３を通じて放電する。キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に蓄積された電荷は最終的に全て放出され、積分電圧がゼロの状態となる。
　キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３に蓄積された電荷はツェナーダイオードＤｚ２－１、Ｄｚ２－２、Ｄｚ２－３を通じて放電するが、リレーＲＹ－１に電流が流れて、接点がブレーク接点からメーク接点に切り替わる際に、各遮断回路２００－１、２００－２、２００－３の分圧バランスが崩れている場合もあり得る。
　遮断回路２００－１、２００－２、２００－３の分圧バランスが崩れると、ツェナーダイオードＤｚ２－１、Ｄｚ２－２、Ｄｚ２－３の少なくともいずれかが、ツェナー電圧以上の電圧が掛かってオンになる。遮断回路２００－１、２００－２、２００－３には、ツェナーダイオードＤｚ２－１、Ｄｚ２－２、Ｄｚ２－３の少なくともいずれかがオンになった場合の過電流対策を考慮して、抵抗Ｒ２－１、Ｒ２－２、Ｒ２－３が設けられている。
　ここで、仮に全てのメーク接点が同時にオン状態にならなかったとしても、遮断回路２００－１、２００－２、２００－３のそれぞれにかかる電圧は、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ１－２、Ｄｚ１－３のツェナー電圧より高くなることはない。
　その後、リレーＲＹ－１の接点が再びメーク接点からブレーク接点になると、遮断回路２００－１、２００－２、２００－３は、各キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３による電圧積分を開始する。すなわち、遮断回路２００－１、２００－２、２００－３は、初期状態において、直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始された場合と同じ動作を開始する。
　キャパシタＣ１－１、Ｃ１－２、Ｃ１－３による電圧積分を開始することで、リレーＲＹ－１の接点が再びメーク接点からブレーク接点に切り替わっても、接点の乖離によるアーク放電は生じない。
　スイッチング装置２００は、複数の遮断回路２００－１、２００－２、２００－３における積分回路で、直流電源Ｖｓの電圧を分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断する。
　各積分回路で直流電源Ｖｓの電圧を分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断することで、各遮断回路２００－１、２００－２、２００－３は、ツェナーダイオードＤｚ１－１、１－２、１－３のツェナー電圧に、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３のしきい電圧を加えた電圧よりも少し高い程度の電圧に耐えうる部品で構成することができる。
　ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３の損失電力の総和が、遮断回路１００－１、１００－２、１００－３の積分が終了するまでの時間の通電に耐える電力以内となるようにＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３を選択することが望ましい。ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３をそのように選択することで、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３の放熱のための機構が不要となる。
　また、スイッチング装置２００における電圧積分は、リレーＲＹ－１のトランスファー型接点の切り替わり時間の間のみ動作する。従ってスイッチング装置２００では、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３は、第１の構成例よりも全電力損失が小さいものを選択することが可能となる。
　なお、図２に示したスイッチング装置２００では、機械的な電力の遮断にトランスファー型接点を持つリレーが用いられているが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。機械的な電力の遮断には、トランスファー型の多段スイッチが用いられても良い。
　（第３の構成例）
　次に、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第３の構成例を説明する。図３は、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第３の構成例を示す説明図である。以下、図３を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置３００の構成について説明する。
　図３は、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置３００を示している。スイッチング装置３００は、複数の遮断回路３００－１、３００－２、３００－３で構成される。図３では、スイッチング装置３００は、３つの遮断回路３００－１、３００－２、３００－３で構成されるよう図示されているが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。
　遮断回路３００－１、３００－２、３００－３は、いずれも同一の回路構成を有する。以下では、遮断回路３００－１を例にして、遮断回路３００－１の回路構成を説明する。
　遮断回路３００－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１と、キャパシタＣ１－１と、抵抗Ｒ１－１、Ｒ２－１、と、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ２－１と、ダイオードＤ１－１と、で構成される。
　この第３の構成例では、第２の構成例と同様に、トランスファー型接点を複数（遮断回路の数だけ）有するリレーＲＹ－１によって、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えている。
　第２の構成例では、リレーＲＹ－１のブレーク接点とＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとの間に抵抗を設けて積分時間を短縮させていた。この第３の構成例であるスイッチング装置３００は、リレーＲＹ－１のブレーク接点とＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとの間にダイオードＤ１－１を設けている。ダイオードＤ１－１によって抵抗Ｒ１－１の電圧がＭＯＳＦＥＴＴｒ１－１のゲートに与えされている。
　またスイッチング装置３００は、リレーＲＹ－１のブレーク接点の乖離時に、キャパシタＣ１－１に流れる電流でＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオンしないよう、ダイオードＤ１－１によってＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のドレインとゲートとがショートされる。さらに、ツェナーダイオードＤｚ１－１のツェナー電流は、ダイオードＤ１－１によってブレーク接点から切り離されている。
　以上、図３を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置３００の構成について説明した。なお、図３に示したスイッチング装置３００は、トランスファー型接点を複数（遮断回路の数だけ）有するリレーＲＹ－１によって、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを機械的に切り替えているが、本開示は係る例に限定されるものではない。
　図４は、本開示の実施形態に係るスイッチング装置３００の変形例を示す説明図である。図４は、遮断回路毎にリレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２、ＲＹ１－３を設け、リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２、ＲＹ１－３にリレー用電源ＲＹから電流を供給することで、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを機械的に切り替えている。
　遮断回路毎にリレーを設けると、各リレーの動作にばらつきが生じることがある。早く積分が終わった遮断回路はツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ１－２、Ｄｚ１－３のツェナー電流によってＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３がオン状態を維持する。
　しかし、各リレーの動作にばらつきが生じても、各リレーの動作のずれは、電力供給時にはそのまま段階的な出力電圧として負荷１０に加わり、電力遮断時には各リレーの接点が絶縁破壊しない程度の電圧を維持しながら乖離する。
　（第４の構成例）
　次に、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第４の構成例を説明する。図５は、本開示の実施形態に係るスイッチング装置の第４の構成例を示す説明図である。以下、図４を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置４００の構成について説明する。
　図５は、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置４００を示している。スイッチング装置４００は、複数の遮断回路４００－１、４００－２、４００－３で構成される。図５では、スイッチング装置４００は、３つの遮断回路４００－１、４００－２、４００－３で構成されるよう図示されているが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。
　遮断回路４００－１、４００－２、４００－３は、いずれも同一の回路構成を有する。以下では、遮断回路４００－１を例にして、遮断回路４００－１の回路構成を説明する。
　遮断回路４００－１は、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１と、キャパシタＣ１－１と、抵抗Ｒ１－１、Ｒ２－１、Ｒ３－１と、ツェナーダイオードＤｚ１－１、Ｄｚ２－１と、ダイオードＤ１－１、Ｄ２－１と、フォトカプラＰＣ１－１と、リレーＲＹ１－１と、で構成される。
　遮断回路４００－１は、リレーＲＹ１－１の接点とＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１とをフォトカプラＰＣ１－１で連携させている。
　リレーＲＹ１－１は機械式スイッチの一例である。リレーＲＹ１－１は、遮断回路４００－１の端子Ｖ＋から電流が供給されると接点１－１ｂから接点１－１ａに切り替わるよう動作する。リレーＲＹ１－１の接点が接点１－１ａに接続されている場合は直流電源Ｖｓからの電流を流し、接点１－１ｂに接続されている場合は直流電源Ｖｓからの電流を遮断する。
　フォトカプラＰＣ１－１は、半導体リレーの一種であり、遮断回路４００－１の端子Ｖ＋から電流が供給されるとオン状態となり、端子Ｖ＋から電流が供給されなくなるとオフ状態となる。フォトカプラＰＣ１－１がオン状態となると抵抗Ｒ１－１が遮断回路４００－１において有効な状態になり、フォトカプラＰＣ１－１がオン状態となると抵抗Ｒ１－１が遮断回路４００－１において無効な状態になる。
　キャパシタＣ１－１は、端子Ｖ＋から電流が供給されると電荷を蓄積する。キャパシタＣ１－１に蓄積された電荷は、端子Ｖ＋から電流が供給されなくなると、リレーＲＹ１－１の接点が接点１－１ａから接点１－１ｂに切り替わるまでの間、フォトカプラＰＣ１－１のオン状態を維持するために用いられる。
　以上、図５を用いて本開示の実施形態に係るスイッチング装置４００の構成について説明した。続いて、図５に示したスイッチング装置４００の動作を説明する。
　まず、初期状態を定義する。直流電源Ｖｓから直流電力が供給されていない状態で、かつ端子Ｖ＋から電流が供給されておらず、各リレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２、ＲＹ１－３が接点１－１ｂ、１－２ｂ、１－３ｂに接続されている状態を初期状態とする。また以下の説明では、１つの遮断回路４００－１を例示してスイッチング装置４００の動作を説明する場合もある。
　初期状態では、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１のゲートとソースとがショートされ、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１は強制的にオフ状態になっている。ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１が強制的にオフ状態になっている状態で直流電源Ｖｓからの直流電力の供給が開始されても、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１が強制的にオフ状態になっているので、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１を通じた電流が流れない。
　直流電源Ｖｓからの直流電力の供給を遮断した状態で、端子Ｖ＋から電流が供給されると、リレーＲＹ１－１が接点１－１ｂから接点１－１ａに切り替わる。また端子Ｖ＋から電流が供給されると、フォトカプラＰＣ１－１がオン状態となり、抵抗Ｒ１－１が機能する状態となる。抵抗Ｒ１－１が機能する状態になると、抵抗Ｒ１－１とＲ２－１との分圧により、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオン状態となる。
　その後、端子Ｖ＋から電流が供給されなくなると、リレーＲＹ１－１が接点１－１ａから接点１－１ｂに切り替わる。また端子Ｖ＋から電流が供給されなくなると、キャパシタＣ１－１からの電荷の供給が無くなるまでフォトカプラＰＣ１－１がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオン状態を維持し続ける。
　キャパシタＣ１－１からの電荷の供給が無くなる前に、リレーＲＹ１－１が接点１－１ａから接点１－１ｂに切り替わっている間は、抵抗Ｒ３－１を介してフォトカプラＰＣ１－１をオン状態にする。フォトカプラＰＣ１－１がオン状態になると、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１もオン状態になり、アークの発生が抑制される。そしてリレーＲＹ１－１が接点１－１ｂに切り替わると、フォトカプラＰＣ１－１がショート状態になり、ＭＯＳＦＥＴ　Ｔｒ１－１がオフ状態になることで、直流電源Ｖｓからの電流が遮断される。
　第４の構成例では、遮断回路毎にリレーＲＹ１－１、ＲＹ１－２、ＲＹ１－３を設けているが、本開示は係る例に限定されるものではない。例えば第２の構成例のように、トランスファー型接点を複数（遮断回路の数だけ）有するリレーによって、直流電源Ｖｓから負荷１０への直流電力の供給と遮断とを機械的に切り替えてもよい。
　（電圧及び電流の変化例）
　続いて、第１の構成例（スイッチング装置１００）を例に挙げて電圧及び電流の変化例を示して、本実施形態による効果について説明する。
　図６は、スイッチング装置１００の各ＭＯＳＦＥＴに係る積分電圧及び積分電流の推移を、単一の回路によって直流電力を遮断する場合と比較して示す説明図である。
　単一の電圧積分回路を用いて、機械式スイッチの接点が絶縁破壊せず、アークが発生しないようにするためには、電圧積分の傾きを所定値以下にしなければならない。そのため、高い電圧を出力する直流電源からの電力を、単一の電圧積分回路を用いて遮断しようとすると、図６に示したようにｔ０からｔ３まで積分が続き、それにより電流は単一回路積分電流のように減少する時間が長くなる。
　積分時間の長期化は、半導体スイッチの全損失電力が多くなければ半導体スイッチの破壊に繋がりうる。
　一方、スイッチング装置１００のように積分回路を複数設けると、各ＭＯＳＦＥＴドレイン－ソース間電圧は、図６のＴｒ１－１電圧、Ｔｒ１－２電圧、Ｔｒ１－３電圧として示すように、分圧して積分される。結果として図６に示したように積分時間はｔ０からｔ１までで済む。
　スイッチング装置１００のように積分回路を複数設けると、それぞれの積分回路による傾斜は絶縁破壊直線よりも緩くなっており、絶縁破壊には至らない。その一方で、スイッチング装置１００全体としての積分時間は、単一の電圧積分回路を用いた場合と比べて短縮されている。
　Ｔｒ１－１、Ｔｒ１－２、Ｔｒ１－３それぞれの立ち上がりの傾きは、単一の電圧積分回路を用いた場合と同じ傾きなので絶縁破壊電圧とはならない。そのため、積分回路を複数設ける場合には、積分時間はｔ０からｔ１までに短縮されても、アーク放電の発生には至らない。
　例えば積分回路を３つに分けた場合は、図６のようにそれぞれの積分回路で積分が始まるので、単一の電圧積分回路を用いた場合と傾斜が同じでも、積分時間は１／３に短縮され、単一の半導体全損失電力は１／９となり、スイッチング装置１００全体の損失電力も単一の電圧積分回路を用いた場合と比較して１／３に少なくできる。従って、スイッチング装置１００は、単一の電圧積分回路を用いた場合と比べて小型の半導体の選択が可能となる。
　図６では、積分回路の電圧限界まで直流電源の電圧を上げた例を示しているが、実際に利用する場合は、それぞれの遮断回路で用いられるツェナーダイオードによるツェナー電圧の合計以下の電圧を遮断するために利用する。その場合、各積分回路の積分電圧は、各積分定数により決まり、早くツェナー電圧に達した遮断回路は他の遮断回路に残りの電圧を負担させることになる。
　図６に示したように、半導体スイッチは両端電圧が時間に比例して上昇する。本実施形態に係るスイッチング装置１００は、ツェナーダイオードを設け、上記半導体スイッチの両端電圧が、上記半導体スイッチに並列に接続される機械式スイッチ（例えばスイッチＳＷ１）の接点解離後の時間に対する接点間隔から推定される絶縁破壊電圧よりも低い電圧を維持しながら上昇するよう構成したことを特徴とする。
　図７は、スイッチング装置１００の各ＭＯＳＦＥＴに係る電圧及び積分電流の推移の例を示す説明図である。それぞれの遮断回路でスイッチＳＷ１の乖離タイミングが合わないと、図７に示したように積分開始時間も異なり、スイッチング装置１００全体としての積分時間は長くなる。
　スイッチＳＷ１の接点の閉路時は、段階的に電圧が負荷１０に掛かることになる。スイッチＳＷ１の各接点電圧は、ツェナーダイオードＤｚ１のツェナー電圧を最大電圧として保持した後にスイッチＳＷ１の接点がショート状態になり、積分回路はリセット状態となる。
　（移動体への適用例）
　図８は、本開示の電力供給システムの一例として、スイッチング装置１００を備えた移動体５００の機能構成例を示す説明図である。移動体５００は、例えば、ガソリン車のようにガソリンを動力源とする移動体であってもよく、電気自動車、ハイブリッド車、電気オートバイ等の、充放電可能なバッテリを主な動力源とする移動体であってもよい。図８には、移動体５００に、バッテリ５１０と、バッテリ５１０から供給される電力により駆動する駆動部５２０と、が備えられた場合の例が示されている。駆動部５２０には、例えばワイパー、パワーウィンドウ、ライト、カーナビゲーションシステム、エアーコンディショナのような車両に備えられる装備品や、モーター等の移動体５００を駆動させる装置などが含まれうる。
　そして図８に示した移動体５００には、バッテリ５１０から駆動部５２０へ直流電力が供給される経路の途中に、スイッチング装置１００が設けられている。図８に示した移動体５００は、バッテリ５１０から駆動部５２０へ直流電力が供給される経路上に、スイッチング装置１００が設けられることで、例えばバッテリ２１０を一時着脱させる際等にアーク放電の発生を抑えることが出来る。
　なお図８には、スイッチング装置１００が１つだけ備えられている移動体５００の例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。すなわち、スイッチング装置１００は直流電力が供給される経路の途中に複数設けられても良い。またスイッチング装置１００は、バッテリ５１０から駆動部５２０へ直流電力が供給される経路の途中だけでなく、他の場所、例えばバッテリ５１０を直流電力で充電する際の経路の途中に設けられても良い。
　また図８には、移動体５００にスイッチング装置１００が備えられている例を示したが、もちろんスイッチング装置２００、３００、４００のいずれかがスイッチング装置１００に替えて備えられていても良いことは言うまでもない。
　＜２．まとめ＞
　以上説明したように本開示の一実施形態によれば、複数の遮断回路における積分回路で、直流電源Ｖｓの電圧を分圧しながら直流電源Ｖｓからの直流電力を遮断するスイッチング装置が提供される。
　本開示の一実施形態に係るスイッチング装置は、それぞれの遮断回路において設けられるツェナーダイオードで電圧を制限しながら、直流電源Ｖｓの電圧を分圧する。ツェナーダイオードで電圧を制限しながら、直流電源Ｖｓの電圧を分圧することで、遮断回路は、ツェナーダイオードのツェナー電圧に、ＭＯＳＦＥＴのしきい電圧を加えた電圧よりも少し高い程度の電圧に耐えうる部品で構成することができる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　直流電源から出力される電流の経路上に直列に設けられる複数の遮断回路を備え、
　各前記遮断回路は、
　前記直流電源からの電流を遮断する半導体スイッチと、
　前記半導体スイッチと直列に設けられて他の前記遮断回路と連動して動作して前記直流電源からの電流を遮断する機械式スイッチと、
　前記半導体スイッチの耐圧または前記機械式スイッチの接点耐圧以上の電圧が印加されることを制限する電圧制限回路と、
を備える、スイッチング装置。
（２）
　前記電圧制限回路は、前記半導体スイッチのドレイン端子とゲート端子との間に並列に設けられるツェナーダイオードを含む、前記（１）に記載のスイッチング装置。
（３）
　前記機械式スイッチは機械式リレーである、前記（１）または（２）に記載のスイッチング装置。
（４）
　前記機械式リレーはトランスファー型接点を前記遮断回路ごとに有する、前記（３）に記載のスイッチング装置。
（５）
　前記機械式リレーは前記遮断回路ごとに設けられる、前記（３）に記載のスイッチング装置。
（６）
　各前記遮断回路は、前記半導体スイッチのオン・オフを制御する半導体リレーを備える、前記（１）に記載のスイッチング装置。
（７）
　前記半導体リレーはフォトカプラである、前記（６）に記載のスイッチング装置。
（８）
　前記機械式スイッチの接点解離後に、前記半導体スイッチの両端電圧が、前記機械式スイッチの接点解離後の時間に対する接点間隔から推定される絶縁破壊電圧よりも低い電圧を維持しながら上昇する、前記（１）～（７）のいずれかに記載のスイッチング装置。
（９）
　前記（１）～（８）のいずれかに記載のスイッチング装置を備える。電動移動体。
（１０）
　直流電力を供給するバッテリと、
　前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
　前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも１つの、前記（１）～（８）のいずれかに記載のスイッチング装置と、
を備える、電力供給システム。
（１１）
　前記電力供給システムは、電動移動体である、前記（１０）に記載の電力供給システム。
１００　　　：スイッチング装置
１００－１、１００－２、１００－３　：遮断回路
Ｃ１－１　　：キャパシタ
Ｄｚ１－１、Ｄｚ１－２　：ツェナーダイオード
Ｒ１－１　　：抵抗
Ｔｒ１－１　：ＭＯＳＦＥＴ
Ｖｓ　　　　：直流電源

Claims (11)

  1. 　直流電源から出力される電流の経路上に直列に設けられる複数の遮断回路を備え、
    　各前記遮断回路は、
    　前記直流電源からの電流を遮断する半導体スイッチと、
    　前記半導体スイッチと直列に設けられて他の前記遮断回路と連動して動作して前記直流電源からの電流を遮断する機械式スイッチと、
    　前記半導体スイッチの耐圧または前記機械式スイッチの接点耐圧以上の電圧が印加されることを制限する電圧制限回路と、
    を備える、スイッチング装置。
  2. 　前記電圧制限回路は、前記半導体スイッチのドレイン端子とゲート端子との間に並列に設けられるツェナーダイオードを含む、請求項１に記載のスイッチング装置。
  3. 　前記機械式スイッチは機械式リレーである、請求項１に記載のスイッチング装置。
  4. 　前記機械式リレーはトランスファー型接点を前記遮断回路ごとに有する、請求項３に記載のスイッチング装置。
  5. 　前記機械式リレーは前記遮断回路ごとに設けられる、請求項３に記載のスイッチング装置。
  6. 　各前記遮断回路は、前記半導体スイッチのオン・オフを制御する半導体リレーを備える、請求項１に記載のスイッチング装置。
  7. 　前記半導体リレーはフォトカプラである、請求項６に記載のスイッチング装置。
  8. 　前記機械式スイッチの接点解離後に、前記半導体スイッチの両端電圧が、前記機械式スイッチの接点解離後の時間に対する接点間隔から推定される絶縁破壊電圧よりも低い電圧を維持しながら上昇する、請求項１に記載のスイッチング装置。
  9. 　請求項１に記載のスイッチング装置を備える。電動移動体。
  10. 　直流電力を供給するバッテリと、
    　前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
    　前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも１つの、請求項１に記載のスイッチング装置と、
    を備える、電力供給システム。
  11. 　前記電力供給システムは、電動移動体である、請求項９に記載の電力供給システム。
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