JPH058760Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本考案は過電流保護装置の改良に関する。

〔考案の背景〕

一般に、電気回路は過電流が流れた場合、電気
機器を保護するために回路にヒユーズを設けてい
る。

このような電気回路において、活線作業で電気
機器を修理すると、誤つて電気回路を短絡し、過
電流が流れ、ヒユーズが溶断するが、そのたびご
とにヒユーズを交換する必要があり、非常に面倒
である。

そこで、特開昭56−157220号公報に開示してい
るように、電気回路に過電流が流れると、電気回
路に直列に挿入された開閉素子たとえばトランジ
スタにより電気的に遮断し、ある設定時間経過す
ると、再度前記トランジスタを導通させ、その時
電気回路が回復してなくて過電流が流れると、再
度遮断する。このような作用を電気回路が回復す
るまで繰り返す過電流保護装置が提案されてい
る。しかしながら、前記保護装置では、開閉素子
が導通するごとに過電流が流れるので、前記トラ
ンジスタや電気機器に電気的ストレスがかかり、
破壊するおそれがあつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は上記の欠点をなくするため、新
規な過電流保護装置を提供することにある。

〔考案の概要〕

この目的を達成するために、本願考案は、負荷
と直列に開閉素子が接続され、この開閉素子の電
気的導通により電源から前記負荷に通電するもの
において、負荷１と直列に接続されるトランジス
タ３に流れる電流に比例した電圧信号値を検出す
る第１の検出器４１と、前記トランジスタ３と並
列に接続される抵抗５と、この抵抗５に流れる電
流に比例した電圧信号値を検出する第２の検出器
４２と、基準電圧を設定するダイオード９１，９
２とを設け、前記ダイオード９１の一端を前記第
１の検出器４１に接続し、他端を抵抗１１を介し
てトランジスタ７のベース７１に接続するととも
に、前記ダイオード９２の一端を第２の検出器４
２に接続し、他端を前記ダイオード９１に接続
し、前記トランジスタ７のコレクタ７２を前記ト
ランジスタ３のベース３１に接続するとともに、
このトランジスタ７のコレクタ７２に負荷体を接
続し、この負荷体の他端を電源に接続した構成に
してある。

このように構成した本願考案にあつては、負荷
１に過電流が流れて、第１の検出器４１の電圧信
号値が増大し、この電圧信号値がダイオード９１
の堰層電圧を超えると、トランジスタ７を導通さ
せ、トランジスタ３を不導通とさせ、負荷１に流
れる電流を抵抗５に側路させるとともに、第２の
検出器４２に発生する電圧信号値により、ダイオ
ード９２、抵抗１１を介してトランジスタ７の導
通状態を継続させ、負荷１に流れる電流の減少に
伴つて、第２の検出器４２の電圧信号値が減少
し、この電圧信号値がダイオード９２の堰層電圧
以下になると、トランジスタ７を不導通とさせ、
トランジスタ３を導通させるようになつている。
すなわち、過電流発生時に負荷１に流れる電流を
抵抗５に側路させるようにしたことにより、各電
気機器に対する電気的ストレスを抑えることがで
きる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を用いて、詳細
に説明する。

第１図は本考案になる電気回路図を示したもの
である。図において、Ｐ，Ｎは直流電源の正およ
び負端子、１は負荷、２は開閉素子で本実施例で
はトランジスタ３で構成し、３１はトランジスタ
３のベース、３２はそのコレクタ、３３はそのエ
ミツタ、４１はトランジスタ３に流れる電流を検
出するための第１の検出器、５は抵抗、４２は抵
抗５に流れる電流を検出するための第２の検出器
で、抵抗５と第２の検出器４２は直列接続され、
抵抗５とトランジスタ３とは並列接続されてい
る。なお、図では第２の検出器４２の一端は電源
端子Ｎに接続されているが、抵抗５は高抵抗であ
るため等価的にはトランジスタ３と並列接続とみ
なされる。

６は負荷１がたとえば故障し、過電流が流れた
ときトランジスタ３を遮断するための制御回路で
ある。この制御回路６において、７はトランジス
タ、７１はそのベース、７２はそのコレクタ、７
３はそのエミツタであり、８は負荷体、例えばト
ランジスタ７の出力抵抗で、その一端はトランジ
スタ３のベース３１に接続されている。９１，９
２はダイオードで、ダイオードの堰層電圧を利用
した基準電圧と第１の検出器４１と第２の検出器
４２で検出した電圧信号値が干渉しないようにし
たものであり、１０はダイオード９１，９２に接
続されたコンデンサ、１１は抵抗で、トランジス
タ７のベース７１に接続されている。なお、コン
デンサ１０は、第１の検出器４１および第２の検
出器４２の電圧信号値を充電し、サージ電圧等に
よりトランジスタ７が誤動作することを防止して
いる。

次に、本保護装置の作用を第２図を用いて説明
する。

第２図は負荷１に流れる電流の曲線図を示した
もので、横軸は時間、縦軸は電流を示し、実線は
負荷１に実際に流れる電流値を点線は過電流が流
れたと仮想したときの電流波形で、Ihは負荷１を
遮断するときの設定電流値、Ilは前記設定電流値
を遮断したとき負荷１に流れる電流値である。

今、時刻t₀において電源端子Ｐ，Ｎに電圧を与
えると、Ｐ−８−31−33−41−Ｎの回路によりト
ランジスタ３は導通し、Ｐ−１−32−33−41−Ｎ
の回路が構成され、負荷１に電流が流れる。この
時、第１の検出器４１には負荷１に流れる電流に
比例した電圧信号値が発生するが、この電圧信号
値はダイオード９１の堰層電圧すなわち基準電圧
値より低いため、トランジスタ７のベース７１に
電流が流れないからトランジスタ７は不導通状態
を保つている。したがつて、トランジスタ３には
作用を及ぼさない。

負荷１の電流が増加し、時刻t₁において、前記
の電流値がIhに達すると、第１の検出器４１で検
出した電圧信号値がダイオード９１の堰層電圧す
なわち基準電圧値を越えるので、コンデンサ１０
を充電すると同時にトランジスタ７は導通する。
その結果、トランジスタ７のコレクタ７２の電圧
は0Vとなり、トランジスタ３は不導通状態とな
る。そこで、負荷１の電流はＰ−１−５−42−Ｎ
の回路に側路するが、抵抗５は高抵抗に設定して
いるので、負荷１に流れる電流はIlまで減少す
る。同時に、第２の検出器４２で検出した電圧信
号値は前記第１の検出器４１で検出した電圧信号
値と等しくなるように第２の検出器４２を調整す
る。その結果、トランジスタ７は導通状態を、ト
ランジスタ３は遮断状態を継続することになる。

トランジスタ３が導通していると仮想したとき
の負荷１に流れる電流を点線のように山形と仮定
すると、実際に負荷１に流れる電流も山形とな
る。この波形のように、電流が減少し、時刻t₂に
おいて、前記の電流値がIlになると、第２の検出
器４２で検出した電圧信号値がダイオード９２の
堰層電圧すなわち基準電圧値と等しくなり、その
結果、トランジスタ７が不導通、トランジスタ３
が導通し、負荷１の電流はＰ−１−３−41−Ｎと
正常の回路に復帰し、負荷１に流れる電流もIhと
増加し、その後は正常状態の電流が流れることに
なる。

第３図に本発明の他の実施例を示した。図にお
いて、第１図と異なるところは、トランジスタ７
の負荷である抵抗８がリレー１２に、開閉素子２
のトランジスタ３が前記リレー１２のｂ接点１２
ｂに変更しただけであり、第１図と同一符号は同
一部品を示している。

本実施例の作用は第１図の実施例とほぼ同一で
ある。すなわち、負荷１に流れる電流値が設定電
流Ih以下であれば、トランジスタ７は遮断状態で
あるから、リレー１２は消勢しているので接点１
２ｂは閉じている。したがつて、負荷１はＰ−１
−12b−41−Ｎの回路により電流が流れている。

負荷１に流れる電流が増加し、設定電流Ihに達
すると、トランジスタ７が導通し、リレー１２が
附勢され、接点１２ｂが開き、負荷１に流れる電
流はＰ−１−５−42−Ｎと側路され、電流は抵抗
５が高抵抗であるためIlまで減少する。同時に、
第２の検出器４２で検出した電圧信号値によりト
ランジスタ７は導通状態を継続する。

負荷１に流れる電流がIl以下となると、トラン
ジスタ７が遮断され、リレー１２が消勢し、接点
１２ｂが閉じ、負荷１の電流はＰ−１−12b−41
−Ｎとなり、正常状態に復帰する。

このように、負荷に設定電流以上の電流が流れ
ると、開閉素子を遮断し、電流を抵抗に側路する
ことにより電流を抑制し、回路が正常に復帰する
と、開閉素子を導通させ正常の回路電流を流すこ
とができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、負荷に過電流が流れても、負
荷に直列に挿入した開閉素子を遮断し、開閉素子
に並列に挿入した抵抗に負荷に流れる電流を側路
させ、回路が正常状態に復帰すると開閉素子を導
通させ、正常な電流が流れるような回路構成とし
たので、従来のように開閉素子を一定時間間隔で
作動するたびごとに過電流を流すことがなくなつ
たので、電気機器の信頼性を著しく向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる一実施例の電気結線図、
第２図は負荷に流れる電流の曲線図、第３図は本
考案になる他の実施例の電気結線図である。 Ｐ，Ｎ……電源の正および負端子、１……負
荷、２……開閉素子、３，７……トランジスタ、
４１……第１の検出器、４２……第２の検出器、
５……抵抗、６……制御回路、９１，９２……ダ
イオード、１０……コンデンサ、１２……リレ
ー、１２ｂ……リレー１２のｂ接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 負荷と直列に開閉素子が接続され、この開閉素
   子の電気的導通により電源から前記負荷に通電す
   るものにおいて、負荷１と直列に接続されるトラ
   ンジスタ３に流れる電流に比例した電圧信号値を
   検出する第１の検出器４１と、前記トランジスタ
   ３と並列に接続される抵抗５と、この抵抗５に流
   れる電流に比例した電圧信号値を検出する第２の
   検出器４２と、基準電圧を設定するダイオード９
   １，９２とを設け、前記ダイオード９１の一端を
   前記第１の検出器４１に接続し、他端を抵抗１１
   を介してトランジスタ７のベース７１に接続する
   とともに、前記ダイオード９２の一端を第２の検
   出器４２に接続し、他端を前記ダイオード９１に
   接続し、前記トランジスタ７のコレクタ７２を前
   記トランジスタ３のベース３１に接続するととも
   に、このトランジスタ７のコレクタ７２に負荷体
   を接続し、この負荷体の他端を電源に接続したこ
   とを特徴とする過電流保護装置。