JPH02224521A - 半導体遮断器 - Google Patents
半導体遮断器Info
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- JPH02224521A JPH02224521A JP1045943A JP4594389A JPH02224521A JP H02224521 A JPH02224521 A JP H02224521A JP 1045943 A JP1045943 A JP 1045943A JP 4594389 A JP4594389 A JP 4594389A JP H02224521 A JPH02224521 A JP H02224521A
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は宇宙機器に搭載され、無重力環境でおよそ５
０ｖ以上の直流電力ラインの過電流を検出して高速で遮
断する半導体遮断器に関するものである。
０ｖ以上の直流電力ラインの過電流を検出して高速で遮
断する半導体遮断器に関するものである。
従来のこの種の半導体遮断器きして、第４図の構成のも
のが有った。
のが有った。
第４図において（１）は被遮断ライン、（２）は半導体
遮断素子、（３）は電流検出器、１４）は第１のコンパ
レータ、（ａ）は第１の基準電圧、（Ｃ）は駆動信号、
（工Ｌ）は被遮断ライン（１）を流れる電流であろう次
に動作について説明する。被遮断ライン（１）を流れる
電流（工Ｌ）は、オン状態の半導体遮断素子（２）を流
れて電流検出器（３）によりその電流値が検出され、電
圧信号に変換されて第１のコンパレータ（４）の負端子
に入力される５また。第１のコンパレータ（４）の正端
子には第１の基準電圧（８）が入力されており、電流（
工Ｌ）が定められた定格値の範囲内にあるときは、１流
検出器（３）の出力電圧よりも第１の基準電圧＋８＋の
方が高い値となっており第１のコンパレータ（４）から
出力される駆動信号（Ｃ）はハイレベルとなり、半導体
遮断素子（２）はオン状態が保念れる５次に電流（工Ｌ
）が上昇し、定格値を毬えて遮断すべき電流値に達した
場合、電流検出器（３）の出力電圧が第１の基準電圧（
ａ）よりも高い値になり、第１のコンパレータ（４）の
出力は反転し、駆動信号（ｃ＋はローレベルとなり、半
導体遮断素子（２）はオフ状態とな抄電流（工Ｌ）は遮
断され６つなお第１のコンパレータ（４）はヒステリシ
ス特性を持っており、電流（工Ｌ）が遮断されて後も駆
動信号（ｃｌはロー状態が継続して半導体遮断素子（２
）はオフ状態が継続する７以上の動作において、半導体
遮断器け′Ｒ流（ＩＬ） の値が定格値のおよそ２倍と
なった時点で被遮断ライン（１）を遮断するように第１
の基準電圧（８）の値が設定されるため、半導体遮断器
がオフになる直前の状態すなわち、半導体遮断器として
の定格電流の２倍近い電流が半導体遮断素子（２）に連
続して長時間流れ得ることになるつしたがって半導体遮
断素子（２）は、半導体遮断器の定格電流の２倍の容量
を持った素子を使用しなければならない、また半導体遮
断器は電流（工Ｌ）が定格値０２倍を鍵えない範囲にお
いては、定格實を越え次状態が長時量線いても被遮断ラ
インｆｌ）を遮断し得ない、なお電流（工Ｌ）の遮断レ
ベルを定格値の２倍よ抄も低い値に設定した場合、瞬間
的な定格オーバーに対しても敏感に反応して被遮断ライ
ン（１）が遮断され、実用にならないものになる。
遮断素子、（３）は電流検出器、１４）は第１のコンパ
レータ、（ａ）は第１の基準電圧、（Ｃ）は駆動信号、
（工Ｌ）は被遮断ライン（１）を流れる電流であろう次
に動作について説明する。被遮断ライン（１）を流れる
電流（工Ｌ）は、オン状態の半導体遮断素子（２）を流
れて電流検出器（３）によりその電流値が検出され、電
圧信号に変換されて第１のコンパレータ（４）の負端子
に入力される５また。第１のコンパレータ（４）の正端
子には第１の基準電圧（８）が入力されており、電流（
工Ｌ）が定められた定格値の範囲内にあるときは、１流
検出器（３）の出力電圧よりも第１の基準電圧＋８＋の
方が高い値となっており第１のコンパレータ（４）から
出力される駆動信号（Ｃ）はハイレベルとなり、半導体
遮断素子（２）はオン状態が保念れる５次に電流（工Ｌ
）が上昇し、定格値を毬えて遮断すべき電流値に達した
場合、電流検出器（３）の出力電圧が第１の基準電圧（
ａ）よりも高い値になり、第１のコンパレータ（４）の
出力は反転し、駆動信号（ｃ＋はローレベルとなり、半
導体遮断素子（２）はオフ状態とな抄電流（工Ｌ）は遮
断され６つなお第１のコンパレータ（４）はヒステリシ
ス特性を持っており、電流（工Ｌ）が遮断されて後も駆
動信号（ｃｌはロー状態が継続して半導体遮断素子（２
）はオフ状態が継続する７以上の動作において、半導体
遮断器け′Ｒ流（ＩＬ） の値が定格値のおよそ２倍と
なった時点で被遮断ライン（１）を遮断するように第１
の基準電圧（８）の値が設定されるため、半導体遮断器
がオフになる直前の状態すなわち、半導体遮断器として
の定格電流の２倍近い電流が半導体遮断素子（２）に連
続して長時間流れ得ることになるつしたがって半導体遮
断素子（２）は、半導体遮断器の定格電流の２倍の容量
を持った素子を使用しなければならない、また半導体遮
断器は電流（工Ｌ）が定格値０２倍を鍵えない範囲にお
いては、定格實を越え次状態が長時量線いても被遮断ラ
インｆｌ）を遮断し得ない、なお電流（工Ｌ）の遮断レ
ベルを定格値の２倍よ抄も低い値に設定した場合、瞬間
的な定格オーバーに対しても敏感に反応して被遮断ライ
ン（１）が遮断され、実用にならないものになる。
従来の半導体遮断器は以上のように構成されているので
、半導体遮断器の定格電流の２倍の容量を持った半導体
遮断素子（２）を用意しなければならず１重量０体積が
増しコスト高と々る。また定格電流の２倍を補えなけれ
ば被連断ラインｆｉｌを遮断し得ないため定格の２倍以
下における長時間定格オーバーを防止する手段が得られ
ないなどの問題があった。
、半導体遮断器の定格電流の２倍の容量を持った半導体
遮断素子（２）を用意しなければならず１重量０体積が
増しコスト高と々る。また定格電流の２倍を補えなけれ
ば被連断ラインｆｉｌを遮断し得ないため定格の２倍以
下における長時間定格オーバーを防止する手段が得られ
ないなどの問題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、半導体遮断素子に要求される環流容量を小さく
するとともに、半導体遮断器の定格直流の２倍以下の長
時間定格オーバー１流に対しても連断機能を有する半導
体遮断器を得るこ七を目的とする。
もので、半導体遮断素子に要求される環流容量を小さく
するとともに、半導体遮断器の定格直流の２倍以下の長
時間定格オーバー１流に対しても連断機能を有する半導
体遮断器を得るこ七を目的とする。
この発明に係る半導体遮断器は、半導体遮断素子を流れ
る電流を検出する電流検出器の出力信号と第１の基準信
号を第１のコンパレータに入力し。
る電流を検出する電流検出器の出力信号と第１の基準信
号を第１のコンパレータに入力し。
半導体遮断素子の温度を検出する温度検出器の出力信号
と第２の基準電圧を第２のコンパレータに入力して、第
１のコンパレータ出力と第２のコンパレータ出力を論理
積したものを半導体遮断素子の駆動信号としたものであ
る。
と第２の基準電圧を第２のコンパレータに入力して、第
１のコンパレータ出力と第２のコンパレータ出力を論理
積したものを半導体遮断素子の駆動信号としたものであ
る。
この発明における半導体遮断器は、第１のコンパレータ
出力により定格の２倍以上の電流をｆ＊出し、第２のコ
ンパレータ出力により半導体遮断素子の温度上昇から得
られる定格電流長時間オーバーを検出し、これら２つを
論理積して半導体遮断素子、駆動信号とすることで、定
格の２倍以上の過電流及び定格の２倍以下の長時間定格
オーバー電流の両方に対して遮断機能を持つ。
出力により定格の２倍以上の電流をｆ＊出し、第２のコ
ンパレータ出力により半導体遮断素子の温度上昇から得
られる定格電流長時間オーバーを検出し、これら２つを
論理積して半導体遮断素子、駆動信号とすることで、定
格の２倍以上の過電流及び定格の２倍以下の長時間定格
オーバー電流の両方に対して遮断機能を持つ。
以下、この発明の１実施例について説明するっ第１図に
おいて【りは被遮断ライン、（２）は半導体連断素子、
（３）は電流検出器、（４）け第１のコンパレータ、（
５）は温度検出器、（６）は第２のコンパレータ（７）
は論理積回路、（ａ）は第１の基準電圧、（ｂ）は第２
の基準電圧、（Ｃ）は駆動信号、 （ＩＬ）は被遮断
ライン（１）を流れる電流、 （ＴＪ） は半導体
遮断素子（２）の温度である。
おいて【りは被遮断ライン、（２）は半導体連断素子、
（３）は電流検出器、（４）け第１のコンパレータ、（
５）は温度検出器、（６）は第２のコンパレータ（７）
は論理積回路、（ａ）は第１の基準電圧、（ｂ）は第２
の基準電圧、（Ｃ）は駆動信号、 （ＩＬ）は被遮断
ライン（１）を流れる電流、 （ＴＪ） は半導体
遮断素子（２）の温度である。
次に動作について説明する。電流噴出器（３）及び第１
のコンパレータ（４）と第１の基準電圧（８）の働きに
ついては従来の構成と同じである。温度検出器（５）に
より半導体遮断素子（２）の温度（Ｔｙ） が検出さ
れ、電圧信号に変拳されて第２のコンパレータ（６）の
負端子に入力され、第２のコンバレー４（６）の正端子
には第２の基準′電圧（ｂ）が人力されている。′ｉｔ
流（ｒＬ） が定められた定格値ＩＤの範囲内にある
ききけ温度検出器（５）の出力電圧よりも第２の基準電
圧（ｂ）の方が高い＃ｆ、！−なっており、第２のコン
パレータ（６）から出力される信号はハイレベルとなっ
ている。
のコンパレータ（４）と第１の基準電圧（８）の働きに
ついては従来の構成と同じである。温度検出器（５）に
より半導体遮断素子（２）の温度（Ｔｙ） が検出さ
れ、電圧信号に変拳されて第２のコンパレータ（６）の
負端子に入力され、第２のコンバレー４（６）の正端子
には第２の基準′電圧（ｂ）が人力されている。′ｉｔ
流（ｒＬ） が定められた定格値ＩＤの範囲内にある
ききけ温度検出器（５）の出力電圧よりも第２の基準電
圧（ｂ）の方が高い＃ｆ、！−なっており、第２のコン
パレータ（６）から出力される信号はハイレベルとなっ
ている。
また、このとき′？４１のコンパレータ（４）の出力も
ハイレベルとなっているためこれらの信号を受けて論理
積回路（７）けノ１イレベルの駆動信号ｔｃ）を出力し
て、半導体遮断素子（２）はオン状態が保たれる。
ハイレベルとなっているためこれらの信号を受けて論理
積回路（７）けノ１イレベルの駆動信号ｔｃ）を出力し
て、半導体遮断素子（２）はオン状態が保たれる。
次に電流（工Ｌ）が上昇し、短時間の内に定格値の２倍
以上の工Ｐになったとき、電流検出器（３）の出力電圧
が第１の基準電圧（ａ）よりも高い値となり。
以上の工Ｐになったとき、電流検出器（３）の出力電圧
が第１の基準電圧（ａ）よりも高い値となり。
第１のコンパレータ１４）の出力は反転し、論理積回路
（７）から出力される駆動信号（Ｃ）はローレベルにな
り半導体遮断素子（２）はオフ状態とな抄電流（工Ｌ）
は遮断される。
（７）から出力される駆動信号（Ｃ）はローレベルにな
り半導体遮断素子（２）はオフ状態とな抄電流（工Ｌ）
は遮断される。
なお第１のコンパレータ（４）はヒステリシス特性を持
っており電流（ＩＬ）が遮断されて後も駆動信号ｆｃｌ
はロー状態が継続して半導体遮断素子（２）はオフ状態
が継続する。
っており電流（ＩＬ）が遮断されて後も駆動信号ｆｃｌ
はロー状態が継続して半導体遮断素子（２）はオフ状態
が継続する。
一！念、電流（工Ｌ）が定格値より以下で半導体遮断素
子（２）がオン状態のとき、除々に電流（工Ｌ）が上昇
して、ＩＰ〉電流（工Ｌ）＞よりの状態が長時間続いた
とき、半導体遮断素子１２）の温度（Ｔ、ｙ）は。
子（２）がオン状態のとき、除々に電流（工Ｌ）が上昇
して、ＩＰ〉電流（工Ｌ）＞よりの状態が長時間続いた
とき、半導体遮断素子１２）の温度（Ｔ、ｙ）は。
時間遅れを伴いながら電流（工Ｌ）にほぼ比例して上昇
し、温度検出器（５）の出力電圧も同様に上昇する。そ
して半導体素子（２）の温度（ＴＪ） が上昇して温
度’ｒｐ を越えたとき、＠度検出器（５）の出力電圧
が＠２の基準電圧ｆｂ）よりも高い値となり＠２のコン
パレータ（６）の出力は反転し、論理積回路（７）から
出力される駆動信号（ｅｌはローレベルになり、半導体
遮断素子（２）はオフ状態となりｗｉ流（工Ｌ）は遮断
され、半導体遮断素子Ｃ２１の温度（Ｔ、Ｔ） は以後
低下する。なお第２のコンパレータ（６）はヒステリシ
ス特性を持っておす１度（Ｔｙ） が低下して後も駆動
信号ｆｃ）けロー状態が継続して半導体遮断素子（２）
はオフ状態が継続する５以上のように動作するのでＩＰ
を遮断器の定格電流値の約２倍に、ｆたＴｐを半導体遮
断素子（２）の許容温度上限は近になるように、第１の
基準電圧（８）及び第２の基準電圧（ｂ）の値を設定す
ることで、１！流（工Ｌ）がＩＰを越えたきき及び′電
流（工Ｌ） がＩＰ以下であり ＩＤ以上の状態が長時
間続いたききに被遮断ライン（１）は遮断されろうまた
６半導体遮断素子（２）はコールドプレート上に設電さ
れて使用されるものであるが、設電状態が悪化して放熱
状態が悪くなり半導体遮断素子（２）の温度（Ｔ、Ｔ）
が異常に上昇するような事態が発生しても、半導体遮
断素子（２）の許容温度上限を礪える前に電流（工Ｌ）
が遮断される九め半導体遮断素子（２）は定格オーバー
で故障することは無い。
し、温度検出器（５）の出力電圧も同様に上昇する。そ
して半導体素子（２）の温度（ＴＪ） が上昇して温
度’ｒｐ を越えたとき、＠度検出器（５）の出力電圧
が＠２の基準電圧ｆｂ）よりも高い値となり＠２のコン
パレータ（６）の出力は反転し、論理積回路（７）から
出力される駆動信号（ｅｌはローレベルになり、半導体
遮断素子（２）はオフ状態となりｗｉ流（工Ｌ）は遮断
され、半導体遮断素子Ｃ２１の温度（Ｔ、Ｔ） は以後
低下する。なお第２のコンパレータ（６）はヒステリシ
ス特性を持っておす１度（Ｔｙ） が低下して後も駆動
信号ｆｃ）けロー状態が継続して半導体遮断素子（２）
はオフ状態が継続する５以上のように動作するのでＩＰ
を遮断器の定格電流値の約２倍に、ｆたＴｐを半導体遮
断素子（２）の許容温度上限は近になるように、第１の
基準電圧（８）及び第２の基準電圧（ｂ）の値を設定す
ることで、１！流（工Ｌ）がＩＰを越えたきき及び′電
流（工Ｌ） がＩＰ以下であり ＩＤ以上の状態が長時
間続いたききに被遮断ライン（１）は遮断されろうまた
６半導体遮断素子（２）はコールドプレート上に設電さ
れて使用されるものであるが、設電状態が悪化して放熱
状態が悪くなり半導体遮断素子（２）の温度（Ｔ、Ｔ）
が異常に上昇するような事態が発生しても、半導体遮
断素子（２）の許容温度上限を礪える前に電流（工Ｌ）
が遮断される九め半導体遮断素子（２）は定格オーバー
で故障することは無い。
さらに半導体遮断素子１２）の許容電流容量は継続する
ＩＰの値を許容する必要は無く、継続するよりの値を許
容すれば良い、また、短時間であればよりを緯え、ＩＰ
に近い１を流（工Ｌ）が流れても。
ＩＰの値を許容する必要は無く、継続するよりの値を許
容すれば良い、また、短時間であればよりを緯え、ＩＰ
に近い１を流（工Ｌ）が流れても。
短時間では温度（ＴＪ） がＴｐ まで上昇しないため
電流（工Ｌ）の瞬間的な定格オーバーによる半導体遮断
素子（２）の過敏な動作は起らない。
電流（工Ｌ）の瞬間的な定格オーバーによる半導体遮断
素子（２）の過敏な動作は起らない。
以上の動作における各部の動作状態は第２図−（ｆｉｔ
、 （１）ｌ及びＩＥ ３１ｇ−（ａｌ、 （’ｂｌの
ようになる。
、 （１）ｌ及びＩＥ ３１ｇ−（ａｌ、 （’ｂｌの
ようになる。
以上のように、この発明によれば半導体遮断素子の電流
噴出信号と温度噴出信号を論理積したものが半導体遮断
素子の駆動信号きなるように構成したので、定格の２倍
を４えるような過電流と定格をわずかに越えるが長時間
継続する電流に対して遮断機能を持ち、またこれにより
半導体遮断素子に必要な電流零ｔを小さ（することがで
きるという効果が有る。
噴出信号と温度噴出信号を論理積したものが半導体遮断
素子の駆動信号きなるように構成したので、定格の２倍
を４えるような過電流と定格をわずかに越えるが長時間
継続する電流に対して遮断機能を持ち、またこれにより
半導体遮断素子に必要な電流零ｔを小さ（することがで
きるという効果が有る。
第１図はこの発明の１実ｔ＠列による半導体遮断器を示
す接続図、第２図＋８＋、 ｆｌ））及び第３図ｔａｇ
、 （ｂ）はこの発明の１実施例における各部の動作状
態を示す信号図、第４１’には従来の半導体遮断器を示
す接続図である。 ｆｉｌけ被遮断ライン、（２）は半導体遮断素子、（３
）は電流検出器、（４）は第１のコンパレータ、（５）
は盆度検出器、１６）は第２のコンパレータ、（７）は
論理積回路、（ａ）は第１の基準電圧、（ｂ）は第２の
基準電圧。
す接続図、第２図＋８＋、 ｆｌ））及び第３図ｔａｇ
、 （ｂ）はこの発明の１実施例における各部の動作状
態を示す信号図、第４１’には従来の半導体遮断器を示
す接続図である。 ｆｉｌけ被遮断ライン、（２）は半導体遮断素子、（３
）は電流検出器、（４）は第１のコンパレータ、（５）
は盆度検出器、１６）は第２のコンパレータ、（７）は
論理積回路、（ａ）は第１の基準電圧、（ｂ）は第２の
基準電圧。
Claims (1)
- 半導体遮断素子と、この半導体遮断素子を流れる電流を
検出する電流検出器と、電流検出器の出力信号と第１の
基準電圧とを比較してその大小関係より半導体遮断素子
のオン、オフ信号を発生する第１のコンパレータと、半
導体遮断素子の温度を検出する温度検出器と、温度検出
器の出力信号と第２の基準電圧とを比較してその大小関
係より半導体遮断素子のオン、オフ信号を発生する第２
のコンパレータと、第１のコンパレータと第２のコンパ
レータから出力される半導体遮断素子のオンオフ信号を
論理積接続して半導体遮断素子の駆動信号とするように
なした駆動回路とを備えた半導体遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1045943A JPH02224521A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1045943A JPH02224521A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224521A true JPH02224521A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=12733357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1045943A Pending JPH02224521A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 半導体遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224521A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5394287A (en) * | 1992-04-13 | 1995-02-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Overcurrent protective device for power device |
| EP0674389A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-09-27 | STMicroelectronics S.r.l. | Overload protection circuit for MOS power drivers |
| EP0880086A1 (en) * | 1997-04-24 | 1998-11-25 | Motorola, Inc. | A control circuit and method for a temperature sensitive device |
| US5973528A (en) * | 1998-04-16 | 1999-10-26 | Motorola, Inc. | Control circuit and method for a temperature sensitive device |
| JP2002084173A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置及び過電流保護回路 |
| JP2012516624A (ja) * | 2009-01-28 | 2012-07-19 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 電子回路ブレーカおよび保護スイッチングを提供する方法 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1045943A patent/JPH02224521A/ja active Pending
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