JP2012004870A - 遮断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御部11が、電流検出部13にて検出された電流値が所定の電流値に達すると短絡や過電流が発生したと判断し、半導体遮断器12にて電流の遮断を開始するように制御する。そして、正極線51に流れる電流を半導体遮断器12よりも直流電源80側で分岐させて、コンデンサ14に流入させて半導体遮断器12を破損させないようにしている。また、半導体遮断器12にて電と流を遮断した後も、半導体遮断器12の電気的接続状態をオフ状態から一時的にオン状態に切り替えて、コンデンサ14に充電された電荷を放電させるようにして、コンデンサ14の容量が小さくてもすむようにしている。
【選択図】図1
Description
前記給電線上の第1の接続点に接続され、前記第1の接続点に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記給電線上の第2の接続点に接続され、前記電流検出部にて検出された電流値が所定の電流値に達すると、前記第2の接続点に流れる電流の遮断を開始する半導体遮断器と、
前記給電線に流れる電流を分岐し、該分岐した電流によって電気エネルギーを蓄積し、前記給電線に流れる電流が増加し続ける場合、前記第1の接続点よりも上流で、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力し、前記半導体遮断器が電流の遮断を開始すると、前記第2の接続点よりも前記負荷側で、前記給電線を構成する正極線と負極線とを接続する電路を形成し、前記遮断の開始によって発生する起電力に応じて電流を前記電路を介して流す起電力抑制部と、を有し、
前記起電力抑制部は、
前記半導体遮断器が電流を遮断しているとき、前記半導体遮断器を一時的に通電状態にして、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力する。
図1は、本発明の遮断装置を適用した給電回路の第1の実施形態の構成を示す図である。
上記の式(1)において、L1は直流電源80から半導体遮断器12までの間の給電線のインダクタンスであり、L2は半導体遮断器12から負荷90までの間の給電線のインダクタンスである。また、V0は直流電源80の給電電圧であり、dI1/dtは直流電源80から遮断装置までの給電線に流れる電流の時間変化であり、dI2/dtは遮断装置から負荷90までの給電線に流れる電流の時間変化である。
図6は、本発明の遮断装置を適用した給電回路の第2の実施形態の構成を示す図である。
上述した第2の実施形態において遮断装置20は、無極性のコンデンサ16を備えていた。この場合、インダクタンスL2に基づく起電力による電流が流れる際に、コンデンサ16に過放電が発生し、逆電圧によって半導体遮断器12にその逆電圧に応じた過電圧がかかる可能性がある。
上述した第2及び第3の実施形態においては、コンデンサ16が充電される際、正極線51からコンデンサ16へ電流が急激に流入した場合、コンデンサ16が故障して、ショートしてしまう可能性がある。
また、上述した第1〜第4の実施形態おいては、半導体遮断器12及び電流検出部13が正極線51上に接続される場合を一例として説明したが、半導体遮断器12及び電流検出部13は、負極線52上に接続されていてもよい。また、半導体遮断器12と電流検出部13との一方が正極線51上に接続され、他方が負極線52上に接続されていてもよい。例えば、図10に示すような箇所に、電流検出部13と同様の電流検出部13b,13cを接続することができる。また、コンデンサ14の電圧を検出して半導体遮断器12の電気的接続状態を切り替える場合には、図11に示すようにコンデンサ14の電圧を検出する電圧検出部63を接続すれば良い。さらに、短絡や過電流を検出するのに際しても、電流検出部13を用いる以外の方法によって短絡や過電流を検出することもできる。
スナバ回路を用いることなく、半導体遮断器12を破損させずに電流を遮断することができる。また、短絡や過電流が発生し、半導体遮断器12の電気的接続状態をオフ状態にした後、制御部11が半導体遮断器12の電気的接続状態をオン状態にするのと、オフ状態にするのを繰り返すための制御を行う。半導体遮断器12の電気的接続状態をオン状態に切り替えることにより、コンデンサ14の電荷を放電して、コンデンサ14が過電圧になる前に電圧を低下させることができる。
11 制御部
12 半導体遮断器
13 電流検出部
14,16 コンデンサ
15 ダイオード
17 抵抗
41 並列回路
51 正極線
52 負極線
63 電圧検出部
80 直流電源
90 負荷
Claims (8)
- 直流電源から給電線を介して給電される負荷と前記直流電源との間に設けられた遮断装置であって、
前記給電線上の第1の接続点に接続され、前記第1の接続点に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記給電線上の第2の接続点に接続され、前記電流検出部にて検出された電流値が所定の電流値に達すると、前記第2の接続点に流れる電流の遮断を開始する半導体遮断器と、
前記給電線に流れる電流を分岐し、該分岐した電流によって電気エネルギーを蓄積し、前記給電線に流れる電流が増加し続ける場合、前記第1の接続点よりも上流で、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力し、前記半導体遮断器が電流の遮断を開始すると、前記第2の接続点よりも前記負荷側で、前記給電線を構成する正極線と負極線とを接続する電路を形成し、前記遮断の開始によって発生する起電力に応じた電流を前記電路を介して流す起電力抑制部と、を有し、
前記起電力抑制部は、
前記半導体遮断器が電流を遮断しているとき、前記半導体遮断器を一時的に通電状態にして、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力する遮断装置。 - 請求項1に記載の遮断装置において、
前記起電力抑制部は、
前記第1及び第2の接続点よりも前記直流電源側で前記正極線及び前記負極線に接続された第1のコンデンサと、
前記第2の接続点よりも前記負荷側で前記正極線及び前記負極線に接続され、前記負極線から前記正極線への方向の電流を通過させるダイオードと、からなる遮断装置。 - 請求項1に記載の遮断装置において、
前記起電力抑制部は、
前記第1及び第2の接続点よりも前記直流電源側で前記正極線及び前記負極線に接続された第1のコンデンサと、
前記第1の接続点よりも前記直流電源側、かつ、前記第2の接続点よりも前記負荷側で前記正極線及び前記負極線に接続された無極性の第2のコンデンサと、からなる遮断装置。 - 請求項3に記載の遮断装置において、
前記起電力抑制部は、
前記第1及び第2のコンデンサと、
前記第2の接続点よりも前記負荷側で前記正極線及び前記負極線に接続され、前記負極線から前記正極線への方向の電流を通過させるダイオードと、からなる遮断装置。 - 請求項1に記載の遮断装置において、
前記起電力抑制部は、
前記第1及び第2の接続点よりも前記直流電源側で前記正極線及び前記負極線に接続された第1のコンデンサと、
前記正極線に接続され、第1のダイオードと抵抗とからなる並列回路と、
前記負極線に接続された無極性の第2のコンデンサと、からなり、
前記並列回路と前記第2のコンデンサとは、直列に接続され、
前記並列回路及び第2のコンデンサは、前記第1の接続点よりも前記直流電源側、かつ、前記第2の接続点よりも前記負荷側で前記正極線及び前記負極線に接続され、
前記第1のダイオードは、前記第2のコンデンサから前記正極線への方向の電流を通過させる遮断装置。 - 請求項5に記載の遮断装置において、
前記起電力抑制部は、
前記第1及び第2のコンデンサと、
前記並列回路と、
前記第2の接続点よりも前記負荷側で前記正極線及び前記負極線に接続され、前記負極線から前記正極線への方向の電流を通過させる第2のダイオードと、からなる遮断装置。 - 請求項2〜6のいずれか1項に記載の遮断装置において、
前記半導体遮断器のコレクタ−エミッタ間の電圧を検出する電圧検出部を有し、
前記起電力抑制部は、
前記半導体遮断器が電流を遮断しているとき、前記電圧検出部にて検出された前記半導体遮断器のコレクタ−エミッタ間の電圧が所定の基準電圧を超える場合、前記半導体遮断器を一時的に通電状態にして、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力する遮断装置。 - 請求項2〜6のいずれか1項に記載の遮断装置において、
前記第1のコンデンサの両端子間の電圧を検出する電圧検出部を有し、
前記起電力抑制部は、
前記半導体遮断器が電流を遮断しているとき、前記電圧検出部にて検出された前記第1のコンデンサの両端子間の電圧が所定の基準電圧を超える場合、前記半導体遮断器を一時的に通電状態にして、前記蓄積した電気エネルギーを電流として前記給電線に出力する遮断装置。
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