JPH10302584A - ハイブリッド型直流開閉器 - Google Patents
ハイブリッド型直流開閉器Info
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- JPH10302584A JPH10302584A JP11130097A JP11130097A JPH10302584A JP H10302584 A JPH10302584 A JP H10302584A JP 11130097 A JP11130097 A JP 11130097A JP 11130097 A JP11130097 A JP 11130097A JP H10302584 A JPH10302584 A JP H10302584A
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】遮断性能の劣化及びばらつきが非常に小さいオ
フ時に完全に絶縁することができるハイブリッド型直流
開閉器を提供することである。 【解決手段】有接点開閉器１は制御信号入力端子Ｉ1 ，
Ｉ2 に入力される制御信号INPUT が”Ｈ”となると主開
閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 をオンする。ＭＯＳＦＥＴＱ 2 ，Ｑ3
は有接点開閉器１の補助開閉接点Ｘ3 が主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 のオン動作に遅れてオンすることにより、オ
ン動作する。これにより負荷５に直流電源ＤＣが接続さ
れて負荷電流が流れる。制御信号INPUT が”Ｌ”になる
と、有接点開閉器１は、まず補助開閉接点Ｘ3 をオフし
てＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 をオフさせる。このオフによ
り負荷電流が遮断され、この後主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 を
オフ状態とする。このオフ時にはアークが発生しない。
フ時に完全に絶縁することができるハイブリッド型直流
開閉器を提供することである。 【解決手段】有接点開閉器１は制御信号入力端子Ｉ1 ，
Ｉ2 に入力される制御信号INPUT が”Ｈ”となると主開
閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 をオンする。ＭＯＳＦＥＴＱ 2 ，Ｑ3
は有接点開閉器１の補助開閉接点Ｘ3 が主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 のオン動作に遅れてオンすることにより、オ
ン動作する。これにより負荷５に直流電源ＤＣが接続さ
れて負荷電流が流れる。制御信号INPUT が”Ｌ”になる
と、有接点開閉器１は、まず補助開閉接点Ｘ3 をオフし
てＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 をオフさせる。このオフによ
り負荷電流が遮断され、この後主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 を
オフ状態とする。このオフ時にはアークが発生しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車、大型
直流装置等の高圧バッテリーに対して、緊急に充電する
場合やバッテリーのリフレシュ充電する場合等に充電器
とバッテリー間の開閉制御を行なう直流開閉器に関する
ものであって、特に高電圧、低電流の直流負荷の開閉制
御に適したハイブリッド型直流開閉器に関するものであ
る。
直流装置等の高圧バッテリーに対して、緊急に充電する
場合やバッテリーのリフレシュ充電する場合等に充電器
とバッテリー間の開閉制御を行なう直流開閉器に関する
ものであって、特に高電圧、低電流の直流負荷の開閉制
御に適したハイブリッド型直流開閉器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般の有接点開閉器では、負荷に印加す
る電圧が直流の高電圧の場合、一般的な接点機構では、
アーク電圧が図１０（ｂ）に示すように電源電圧（接点
間電圧）と比較して非常に小さく安定しているので開閉
器遮断時にアークが発生しても、電流を図１０（ａ）に
示すように減流することができず、アークが継続し遮断
することができないという問題がある。そのため遮断で
きない場合は、接点ブロック及びそのハウジング等が発
火する可能性がある。
る電圧が直流の高電圧の場合、一般的な接点機構では、
アーク電圧が図１０（ｂ）に示すように電源電圧（接点
間電圧）と比較して非常に小さく安定しているので開閉
器遮断時にアークが発生しても、電流を図１０（ａ）に
示すように減流することができず、アークが継続し遮断
することができないという問題がある。そのため遮断で
きない場合は、接点ブロック及びそのハウジング等が発
火する可能性がある。
【０００３】従来の機械的な直流開閉器とは、接点のア
ーク発生箇所に回路遮断器の様にグリッドを設ける或い
は永久磁石等により接点間に発生したアークを駆動し、
アーク長を長くする等の対策を行なうことにより、図１
１（ｂ）に示すように電源電圧（接点間電圧）以上にア
ーク電圧を大きくして、流れる電流を図１１（ａ）に示
すゼロにし、遮断を行なうという方式が取られている。
また、近年では、接点ブロックを封止し、ガスを中に密
封することにより、遮断した場合のアーク電圧をより大
きくすることにより遮断時間を短縮すること方法も研究
されている。
ーク発生箇所に回路遮断器の様にグリッドを設ける或い
は永久磁石等により接点間に発生したアークを駆動し、
アーク長を長くする等の対策を行なうことにより、図１
１（ｂ）に示すように電源電圧（接点間電圧）以上にア
ーク電圧を大きくして、流れる電流を図１１（ａ）に示
すゼロにし、遮断を行なうという方式が取られている。
また、近年では、接点ブロックを封止し、ガスを中に密
封することにより、遮断した場合のアーク電圧をより大
きくすることにより遮断時間を短縮すること方法も研究
されている。
【０００４】また他の直流開閉器としては、半導体スイ
ッチがある。半導体スイッチの場合は、アークが発生せ
ず、高圧の電流を遮断することができ、遮断回数による
遮断特性（遮断時間）の劣化が発生しないという特徴が
ある。
ッチがある。半導体スイッチの場合は、アークが発生せ
ず、高圧の電流を遮断することができ、遮断回数による
遮断特性（遮断時間）の劣化が発生しないという特徴が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の従来の
機械的な直流開閉器では、アーク電圧を大きくするため
にグリッド構造、永久磁石構造、長ギャップ構造等、接
点ブロックが大型化するという問題があり、さらに接点
ブロックの複雑化によるコストが高いという問題があ
る。 また、接点に発生したアークを永久磁石やグリッ
ド等で走行させる際、図１１（ｂ）に示すように膠着と
いう現象が発生して、アークが駆動されない時間が生
じ、遮断時間が長くなるという問題もある。また、その
時間のばらつきも非常に大きく、しかも接点部分の開閉
による劣化によりさらにばらつきが大きくなり、遮断時
間が開閉により劣化するという間題がある。
機械的な直流開閉器では、アーク電圧を大きくするため
にグリッド構造、永久磁石構造、長ギャップ構造等、接
点ブロックが大型化するという問題があり、さらに接点
ブロックの複雑化によるコストが高いという問題があ
る。 また、接点に発生したアークを永久磁石やグリッ
ド等で走行させる際、図１１（ｂ）に示すように膠着と
いう現象が発生して、アークが駆動されない時間が生
じ、遮断時間が長くなるという問題もある。また、その
時間のばらつきも非常に大きく、しかも接点部分の開閉
による劣化によりさらにばらつきが大きくなり、遮断時
間が開閉により劣化するという間題がある。
【０００６】また、高圧の直流開閉器の接点ブロツクの
仕様は、その高圧の電圧値にあった仕様に接点周辺の設
計を行なうので、高圧の電圧が違う場合は、別々に設計
する必要があるという間題もある。他方半導体スイッチ
の場合は、遮断特性のばらつき及ぴ劣化が発生しない
が、半導体であるためオフ時に漏れ電流が流れ、そのた
め、高圧を完全に絶縁することができないので、接続時
に危険であるという聞題がある。更に、半導体スイッチ
は非常にノイズに対して弱く、制御信号を送らない状態
で外部からのノイズにより投入されるという間題があ
る。尚ハイブリッド型と称される半導体スイッチと機械
的接点とを並列に接続したリレー（特開平３−２９３８
１６号公報等）もあるが、半導体スイッチが並列的に接
続されているため半導体スイッチの漏れ電流が流れる問
題や、破壊されて短絡状態となった場合の電流遮断がで
きないという問題がある。
仕様は、その高圧の電圧値にあった仕様に接点周辺の設
計を行なうので、高圧の電圧が違う場合は、別々に設計
する必要があるという間題もある。他方半導体スイッチ
の場合は、遮断特性のばらつき及ぴ劣化が発生しない
が、半導体であるためオフ時に漏れ電流が流れ、そのた
め、高圧を完全に絶縁することができないので、接続時
に危険であるという聞題がある。更に、半導体スイッチ
は非常にノイズに対して弱く、制御信号を送らない状態
で外部からのノイズにより投入されるという間題があ
る。尚ハイブリッド型と称される半導体スイッチと機械
的接点とを並列に接続したリレー（特開平３−２９３８
１６号公報等）もあるが、半導体スイッチが並列的に接
続されているため半導体スイッチの漏れ電流が流れる問
題や、破壊されて短絡状態となった場合の電流遮断がで
きないという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、かかる問題点に鑑みて為
されたもので、その目的とするところは高圧の直流を開
閉制御することができる小型で低コストで製作でき、し
かも開閉による遮断性能の劣化及びばらつきが非常に小
さいオフ時に完全に絶縁することができ、ノイズによる
投入誤動作がないハイブリッド型直流開閉器を提供する
ことである。
されたもので、その目的とするところは高圧の直流を開
閉制御することができる小型で低コストで製作でき、し
かも開閉による遮断性能の劣化及びばらつきが非常に小
さいオフ時に完全に絶縁することができ、ノイズによる
投入誤動作がないハイブリッド型直流開閉器を提供する
ことである。
【０００８】また、高圧の電圧が変更された湯合にも容
易に仕様を変更することが可能なハイブリッド型直流開
閉器を提供することである。
易に仕様を変更することが可能なハイブリッド型直流開
閉器を提供することである。
【０００９】
【発明の解決するための手段】請求項１の発明では、高
圧直流電源の両端に負荷の両端を有接点開閉器の第１、
第２の主開閉接点を介して夫々接続するとともに、少な
くとも何れか一方の主開閉接点により開閉される電路に
半導体スイッチを直列挿入し、半導体スイッチ及び有接
点開閉器を制御信号の入力に応じて制御し、有接点開閉
器の主開閉接点のオン動作時に該主開閉接点のオンより
も半導体スイッチを先にオフさせることを特徴とし、負
荷と高圧直流電源との間は有接点開閉器の二つの主開閉
接点をオフすることにより完全に絶縁できて半導体スイ
ッチに漏れ電流が流れず、しかもオフ動作時には半導体
スイッチが有接点開閉器の二つの主開閉接点がオフする
前にオフするので、主開閉接点のオフ時にアークが発生
せず、安定した遮断特性を得ることができ、また半導体
スイッチにて負荷電流を遮断することになるので、遮断
による遮断特性の劣化が発生せず、その結果遮断時間の
ばらつきが発生しない。また高圧直流電源の電圧が変更
になった場合も半導体スイッチの最大電圧定格を変更す
ることで、電圧仕様を容易に変更することができ、さら
にノイズによって半導体スイッチがオン動作しても有接
点開閉器の主開閉接点がオン動作しないため誤動作が起
きない。しかも一般的な有接点開閉器が使用できるため
小型で且つ低コストに製作できる。
圧直流電源の両端に負荷の両端を有接点開閉器の第１、
第２の主開閉接点を介して夫々接続するとともに、少な
くとも何れか一方の主開閉接点により開閉される電路に
半導体スイッチを直列挿入し、半導体スイッチ及び有接
点開閉器を制御信号の入力に応じて制御し、有接点開閉
器の主開閉接点のオン動作時に該主開閉接点のオンより
も半導体スイッチを先にオフさせることを特徴とし、負
荷と高圧直流電源との間は有接点開閉器の二つの主開閉
接点をオフすることにより完全に絶縁できて半導体スイ
ッチに漏れ電流が流れず、しかもオフ動作時には半導体
スイッチが有接点開閉器の二つの主開閉接点がオフする
前にオフするので、主開閉接点のオフ時にアークが発生
せず、安定した遮断特性を得ることができ、また半導体
スイッチにて負荷電流を遮断することになるので、遮断
による遮断特性の劣化が発生せず、その結果遮断時間の
ばらつきが発生しない。また高圧直流電源の電圧が変更
になった場合も半導体スイッチの最大電圧定格を変更す
ることで、電圧仕様を容易に変更することができ、さら
にノイズによって半導体スイッチがオン動作しても有接
点開閉器の主開閉接点がオン動作しないため誤動作が起
きない。しかも一般的な有接点開閉器が使用できるため
小型で且つ低コストに製作できる。
【００１０】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、有接点開閉器と、半導体スイッチと、有接点開閉
器及び半導体スイッチを制御する制御回路と、制御回路
に対して制御信号を外部より入力させる一対の制御信号
入力端子と、負荷を接続する一対の負荷接続端子と、高
圧直流電源を接続する一対の電源端子とを具備し、一方
の電源端子と一方の負荷端子との間に第１の主開閉接点
を接続し、他方の電源端子と他方の負荷端子との間に半
導体スイッチと第２の主開閉接点との直列回路を挿入し
たことを特徴とし、直流高圧電源を電源端子に、負荷を
負荷端子に、制御信号を制御信号入力端子に接続するだ
けで、負荷に対して高圧直流電源を開閉制御できる。
いて、有接点開閉器と、半導体スイッチと、有接点開閉
器及び半導体スイッチを制御する制御回路と、制御回路
に対して制御信号を外部より入力させる一対の制御信号
入力端子と、負荷を接続する一対の負荷接続端子と、高
圧直流電源を接続する一対の電源端子とを具備し、一方
の電源端子と一方の負荷端子との間に第１の主開閉接点
を接続し、他方の電源端子と他方の負荷端子との間に半
導体スイッチと第２の主開閉接点との直列回路を挿入し
たことを特徴とし、直流高圧電源を電源端子に、負荷を
負荷端子に、制御信号を制御信号入力端子に接続するだ
けで、負荷に対して高圧直流電源を開閉制御できる。
【００１１】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、半導体スイッチがＭＯＳＦＥＴで構成され
ていることを特徴とし、半導体スイッチの実施態様であ
る。請求項４の発明では、請求項３の発明において、有
接点開閉器には、主開閉接点のオン動作時に主開閉接点
のオン後からオンされ、主開閉接点のオフ動作時に主開
閉接点のオフよりも先にオフされる常開型の補助開閉接
点が設けられ、補助開閉接点で一対の電源端子間若しく
は一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半
導体スイッチに対する制御信号の付与を制御することを
特徴とし、有接点開閉器の開閉制御に連動する補助開閉
接点により半導体スイッチを確実にオン、オフ制御する
ことができる。
明において、半導体スイッチがＭＯＳＦＥＴで構成され
ていることを特徴とし、半導体スイッチの実施態様であ
る。請求項４の発明では、請求項３の発明において、有
接点開閉器には、主開閉接点のオン動作時に主開閉接点
のオン後からオンされ、主開閉接点のオフ動作時に主開
閉接点のオフよりも先にオフされる常開型の補助開閉接
点が設けられ、補助開閉接点で一対の電源端子間若しく
は一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半
導体スイッチに対する制御信号の付与を制御することを
特徴とし、有接点開閉器の開閉制御に連動する補助開閉
接点により半導体スイッチを確実にオン、オフ制御する
ことができる。
【００１２】請求項５の発明では、請求項３の発明にお
いて、制御回路から出力される有接点開閉器の開閉を制
御する制御信号によりオン・オフされる発光素子と、該
発光素子に光結合して発光素子のオン・オフによりオン
オフするスイッチ素子とからなり制御入力側と出力側と
を絶縁しているスイッチ手段を備え、該スイッチ手段の
スイッチ素子で、一対の電源端子間若しくは一対の負荷
端子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイッチ
に対する制御信号の付与を制御することを特徴とし、同
じ制御信号で有接点開閉器とスイッチ手段を制御してス
イッチ手段と有接点開閉器を主開閉接点とを共にオフす
る際に、スイッチ手段の動作速度が機械的な有接点開閉
器の主開閉接点のオフよりも早くオフして半導体スイッ
チの制御信号を遮断することができ、その結果主開閉接
点よりも早く確実にＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッ
チをオフして負荷電流を遮断することができるものであ
って、スイッチ手段の動作時間のばらつきが機械的な接
点よりも非常に少ないため、遮断特性、特にタイミング
のばらつきが非常に小さくなる。
いて、制御回路から出力される有接点開閉器の開閉を制
御する制御信号によりオン・オフされる発光素子と、該
発光素子に光結合して発光素子のオン・オフによりオン
オフするスイッチ素子とからなり制御入力側と出力側と
を絶縁しているスイッチ手段を備え、該スイッチ手段の
スイッチ素子で、一対の電源端子間若しくは一対の負荷
端子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイッチ
に対する制御信号の付与を制御することを特徴とし、同
じ制御信号で有接点開閉器とスイッチ手段を制御してス
イッチ手段と有接点開閉器を主開閉接点とを共にオフす
る際に、スイッチ手段の動作速度が機械的な有接点開閉
器の主開閉接点のオフよりも早くオフして半導体スイッ
チの制御信号を遮断することができ、その結果主開閉接
点よりも早く確実にＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッ
チをオフして負荷電流を遮断することができるものであ
って、スイッチ手段の動作時間のばらつきが機械的な接
点よりも非常に少ないため、遮断特性、特にタイミング
のばらつきが非常に小さくなる。
【００１３】請求項６の発明では、請求項５の発明にお
いて、スイッチ手段が常開型のフォトモスリレーである
ので、スイッチ手段の動作が非常に早くなり、遮断特性
の一層の向上が図れる。請求項７の発明では、請求項３
の発明において、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に第
１の抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサを夫々並列
接続し、並列回路の両端にＭＯＳＦＥＴの制御信号を発
生させることを特徴とし、第１の抵抗、コンデンサの時
定数により半導体スイッチのオンするタイミングを遅ら
すことができ、そのためオン動作時にスイッチ手段が有
接点開閉器の主開閉接点のオンよりも早くオンして、主
開閉接点のオンよりも早く制御信号を半導体スイッチに
与えようとした場合に時定数によりＭＯＳＦＥＴのオン
動作を主開閉接点のオンよりも遅らせることができ、そ
の結果オン時に主開閉接点にアークを発生させないこと
ができる。
いて、スイッチ手段が常開型のフォトモスリレーである
ので、スイッチ手段の動作が非常に早くなり、遮断特性
の一層の向上が図れる。請求項７の発明では、請求項３
の発明において、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に第
１の抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサを夫々並列
接続し、並列回路の両端にＭＯＳＦＥＴの制御信号を発
生させることを特徴とし、第１の抵抗、コンデンサの時
定数により半導体スイッチのオンするタイミングを遅ら
すことができ、そのためオン動作時にスイッチ手段が有
接点開閉器の主開閉接点のオンよりも早くオンして、主
開閉接点のオンよりも早く制御信号を半導体スイッチに
与えようとした場合に時定数によりＭＯＳＦＥＴのオン
動作を主開閉接点のオンよりも遅らせることができ、そ
の結果オン時に主開閉接点にアークを発生させないこと
ができる。
【００１４】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、第１の抵抗の一端を第２の抵抗を介してＭＯＳＦ
ＥＴに接続し、第２の抵抗には第３の抵抗と放電用ダイ
オードとの直列回路を並列接続したことを特徴とし、オ
フ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷をダイオ
ードと第３の抵抗で速やかに放電させることができ、そ
のためオフ動作時のオフ時間の遅れを解消することがで
き、結果高速遮断することができる。
いて、第１の抵抗の一端を第２の抵抗を介してＭＯＳＦ
ＥＴに接続し、第２の抵抗には第３の抵抗と放電用ダイ
オードとの直列回路を並列接続したことを特徴とし、オ
フ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷をダイオ
ードと第３の抵抗で速やかに放電させることができ、そ
のためオフ動作時のオフ時間の遅れを解消することがで
き、結果高速遮断することができる。
【００１５】請求項９の発明では、請求項４の発明にお
いて、有接点開閉器には、主開閉接点の開閉と連動する
常閉型の補助開閉接点を備え、該補助開閉接点を半導体
スイッチのゲート・ソース間に接続したことを特徴とし
たので、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電
荷を一層高速に放電させることができ、より高速遮断を
行なうことができる。
いて、有接点開閉器には、主開閉接点の開閉と連動する
常閉型の補助開閉接点を備え、該補助開閉接点を半導体
スイッチのゲート・ソース間に接続したことを特徴とし
たので、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電
荷を一層高速に放電させることができ、より高速遮断を
行なうことができる。
【００１６】請求項１０の発明では、請求項３の発明に
おいて、制御回路から出力される低圧直流の制御信号に
よりオン・オフされ、一対の電源端子間若しくは一対の
負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイ
ッチに対する制御信号の付与を制御する常開型のフォト
モスリレーと、出力側を半導体スイッチのゲート・ソー
ス間に接続し制御信号を常開型フォトモスリレーと並列
若しくは直列に入力する常閉型のフォトモスリレーとを
備えたことを特徴とし、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲ
ートの容量の電荷を一層高速に放電させることができ、
より高速遮断を行なうことができる。。
おいて、制御回路から出力される低圧直流の制御信号に
よりオン・オフされ、一対の電源端子間若しくは一対の
負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイ
ッチに対する制御信号の付与を制御する常開型のフォト
モスリレーと、出力側を半導体スイッチのゲート・ソー
ス間に接続し制御信号を常開型フォトモスリレーと並列
若しくは直列に入力する常閉型のフォトモスリレーとを
備えたことを特徴とし、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲ
ートの容量の電荷を一層高速に放電させることができ、
より高速遮断を行なうことができる。。
【００１７】請求項１１の発明では、請求項１又は２の
発明において、半導体スイッチが、バイポーラトランジ
スタで構成して成ることを特徴とし、半導体スイッチの
実施形態である。
発明において、半導体スイッチが、バイポーラトランジ
スタで構成して成ることを特徴とし、半導体スイッチの
実施形態である。
【００１８】
（実施形態１）本実施形態の回路図を図１に示す。本実
施形態は電磁継電器のような有接点開閉器１と、半導体
スイッチであるＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 と、ＭＯＳＦＥ
Ｔ駆動回路３と、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 及び有接点開
閉器１の制御回路２と、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の電流
遮断時に発生する遮断サージ電圧を吸収するスナバ回路
４とを備えこれら構成要素を同一器体（図示せず）内に
納装した構造となっており、外部に対しての接続端子と
して、制御回路２に外部からの制御信号INPUT を入力す
るための制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 と、高圧直流電源
ＤＣを接続する電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 と、負荷５を接続す
るための負荷接続端子Ｏ1 ，Ｏ2 とを同一器体内に備え
てハイブリット型の直流開閉器を構成している。
施形態は電磁継電器のような有接点開閉器１と、半導体
スイッチであるＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 と、ＭＯＳＦＥ
Ｔ駆動回路３と、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 及び有接点開
閉器１の制御回路２と、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の電流
遮断時に発生する遮断サージ電圧を吸収するスナバ回路
４とを備えこれら構成要素を同一器体（図示せず）内に
納装した構造となっており、外部に対しての接続端子と
して、制御回路２に外部からの制御信号INPUT を入力す
るための制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 と、高圧直流電源
ＤＣを接続する電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 と、負荷５を接続す
るための負荷接続端子Ｏ1 ，Ｏ2 とを同一器体内に備え
てハイブリット型の直流開閉器を構成している。
【００１９】有接点開閉器１は、第１、第２の主開閉接
点Ｘ1 ，Ｘ2 と、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 によりも遅延動
作する補助開閉接点Ｘ3 を持ち、主開閉接点Ｘ1 を、直
流電源ＤＣの正極を接続する電源端子Ｉ3 と負荷接続端
子Ｏ1 との間にフューズＦＵを介して接続し、主開閉接
点Ｘ2 を、直流電源ＤＣの負極を接続する電源端子Ｉ 4
と負荷接続端子Ｏ2 との間に並列接続したＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 を介して接続してある。
点Ｘ1 ，Ｘ2 と、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 によりも遅延動
作する補助開閉接点Ｘ3 を持ち、主開閉接点Ｘ1 を、直
流電源ＤＣの正極を接続する電源端子Ｉ3 と負荷接続端
子Ｏ1 との間にフューズＦＵを介して接続し、主開閉接
点Ｘ2 を、直流電源ＤＣの負極を接続する電源端子Ｉ 4
と負荷接続端子Ｏ2 との間に並列接続したＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 を介して接続してある。
【００２０】制御回路２は有接点開閉器１の励磁コイル
ＣＬと制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2との間に挿入された
直流安定化電源から成り、制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2
間に印加される制御信号INPUT の電圧が変動してもツェ
ナーダイオードＺＤ1 によりトランジスタＱ1 のベース
の電圧及びエミッタの電圧が常に一定になるようにベー
ス電流を制御してトランジスタＱ1 のエミッタ・グラン
ド間の電圧を常に一定とし、このトランジスタＱ1 のエ
ミッタ・グランド間に接続される有接点開閉器１の励磁
コイルＣＬに安定した電圧を印加して有接点開閉器１を
安定動作させるようになっている。制御信号入力端子Ｉ
1 ，Ｉ2 間に接続しているサージ吸収素子ＺＮＲ及びコ
ンデンサＣ1 は、サージ電圧及びノイズの除去用であ
り、またトランジスタＱ1 のエミッタ・グランド間に接
続されたコンデンサＣ2 は電源安定化のためのコンデン
サである。また抵抗Ｒ1 はバイアス抵抗である。
ＣＬと制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2との間に挿入された
直流安定化電源から成り、制御信号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2
間に印加される制御信号INPUT の電圧が変動してもツェ
ナーダイオードＺＤ1 によりトランジスタＱ1 のベース
の電圧及びエミッタの電圧が常に一定になるようにベー
ス電流を制御してトランジスタＱ1 のエミッタ・グラン
ド間の電圧を常に一定とし、このトランジスタＱ1 のエ
ミッタ・グランド間に接続される有接点開閉器１の励磁
コイルＣＬに安定した電圧を印加して有接点開閉器１を
安定動作させるようになっている。制御信号入力端子Ｉ
1 ，Ｉ2 間に接続しているサージ吸収素子ＺＮＲ及びコ
ンデンサＣ1 は、サージ電圧及びノイズの除去用であ
り、またトランジスタＱ1 のエミッタ・グランド間に接
続されたコンデンサＣ2 は電源安定化のためのコンデン
サである。また抵抗Ｒ1 はバイアス抵抗である。
【００２１】尚この制御回路２は制御信号INPUT が安定
した電圧信号の場合は省略しても良い。ＭＯＳＦＥＴ駆
動回路３は、電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 間に有接点開閉器１の
補助開閉接点Ｘ3 を介して接続され、電源端子Ｉ3 ，Ｉ
4 間に印加される直流電源ＤＣの電圧を分圧する抵抗Ｒ
2 ，Ｒ3 の直列回路と、この直列回路で分圧された電圧
を所定電圧にしてＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソ
ース間に印加させるツェナーダイオードＺＤ2 と、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲートと抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 の接続点
との間に挿入し、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の起動時の電
流制限用抵抗Ｒ4とで構成される。
した電圧信号の場合は省略しても良い。ＭＯＳＦＥＴ駆
動回路３は、電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 間に有接点開閉器１の
補助開閉接点Ｘ3 を介して接続され、電源端子Ｉ3 ，Ｉ
4 間に印加される直流電源ＤＣの電圧を分圧する抵抗Ｒ
2 ，Ｒ3 の直列回路と、この直列回路で分圧された電圧
を所定電圧にしてＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソ
ース間に印加させるツェナーダイオードＺＤ2 と、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲートと抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 の接続点
との間に挿入し、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の起動時の電
流制限用抵抗Ｒ4とで構成される。
【００２２】スナバ回路４はＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の
ドレイン・ソース間に接続された抵抗Ｒ5 とコンデンサ
Ｃ3 との直列回路により構成される。次に本実施形態の
動作特性について説明する。今、制御信号入力端子
Ｉ1 ，Ｉ2 に入力される制御信号INPUT が図２（ａ）に
示すように”Ｈ”となると、制御回路２を通じて有接点
開閉器１の励磁コイルＣＬに励磁電流が流れて有接点開
閉器ＳＭが動作する。この動作によりまず、主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 が図２（ｄ）に示すように動作時間Ｔ
on(SMR) を経てオン状態となる。
ドレイン・ソース間に接続された抵抗Ｒ5 とコンデンサ
Ｃ3 との直列回路により構成される。次に本実施形態の
動作特性について説明する。今、制御信号入力端子
Ｉ1 ，Ｉ2 に入力される制御信号INPUT が図２（ａ）に
示すように”Ｈ”となると、制御回路２を通じて有接点
開閉器１の励磁コイルＣＬに励磁電流が流れて有接点開
閉器ＳＭが動作する。この動作によりまず、主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 が図２（ｄ）に示すように動作時間Ｔ
on(SMR) を経てオン状態となる。
【００２３】しかし、この時ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 は
図２（ｃ）に示すようにオフ状態であるので、負荷５に
は負荷電流は流れない。その後、図２（ｂ）に示すよう
に動作時間Ｔon(X3)を経て補助開閉接点Ｘ3 がオンにな
り、該補助開閉接点Ｘ3 、抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を介して電流
が流れ、ツェナーダイオードＺＤ2 により規定されたゲ
ート・ソース間電圧がＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート
・ソース間に印加され、両ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオ
ンして図２（ｅ）に示すように負荷電流が流れる。尚こ
のオンは補助開閉接点Ｘ3 のオンから動作時間Ｔ
on(MOS) だけ遅延する。
図２（ｃ）に示すようにオフ状態であるので、負荷５に
は負荷電流は流れない。その後、図２（ｂ）に示すよう
に動作時間Ｔon(X3)を経て補助開閉接点Ｘ3 がオンにな
り、該補助開閉接点Ｘ3 、抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を介して電流
が流れ、ツェナーダイオードＺＤ2 により規定されたゲ
ート・ソース間電圧がＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート
・ソース間に印加され、両ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオ
ンして図２（ｅ）に示すように負荷電流が流れる。尚こ
のオンは補助開閉接点Ｘ3 のオンから動作時間Ｔ
on(MOS) だけ遅延する。
【００２４】ここで二つのＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 を並
列接続したのは、負荷電流を分流するためのものであ
り、大容量のＭＯＳＦＥＴを用いる場合には一つでも良
い。次に断動作時の操作について説明する。今制御信号
INPUT が”Ｌ”になると、制御回路２の出力が無くなる
ため、有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには励磁電流が
流れず復帰時間Ｔoff(X3) を経て補助開閉接点Ｘ3 がオ
フし、このオフによりＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート
・ソース間の電荷が抵抗Ｒ4 ，Ｒ3 を介して放電し、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ
する。このオフにより負荷電流が遮断されることにな
る。
列接続したのは、負荷電流を分流するためのものであ
り、大容量のＭＯＳＦＥＴを用いる場合には一つでも良
い。次に断動作時の操作について説明する。今制御信号
INPUT が”Ｌ”になると、制御回路２の出力が無くなる
ため、有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには励磁電流が
流れず復帰時間Ｔoff(X3) を経て補助開閉接点Ｘ3 がオ
フし、このオフによりＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート
・ソース間の電荷が抵抗Ｒ4 ，Ｒ3 を介して放電し、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ
する。このオフにより負荷電流が遮断されることにな
る。
【００２５】その後、負荷電流が流れていない状態で、
主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が復帰時間Ｔ off(off)を経てオフ
状態となるため、アークの発生は無い。 （実施形態２）実施形態１では、ＭＯＳＦＥＴ駆動回路
３は有接点開閉器１の補助開閉接点Ｘ 3 を介して電源端
子Ｉ3 ，Ｉ4 に接続しているが、本実施形態では、図３
に示すように入力側に二つ発光ダイオードＬＥＤ1 ，Ｌ
ＥＤ2 の直列回路で構成される入力部と、この入力部か
らの光を受けてオン動作するフォトＭＯＳＦＥＴＱ4 か
らなる出力部とで構成される所謂フォトモスリレー６を
用い、該フォトＭＯＳＦＥＴＱ4 を介してＭＯＳＦＥＴ
駆動回路３を電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 に接続した点に特徴が
あり、フォトモスリレー６の発光部は電流制限用の抵抗
Ｒ6 を介して制御回路２のコンデンサＣ2 に並列に接続
してある。またＭＯＳＦＥＴ駆動回路３のツェナーダイ
オードＺＤ2 にはツェナーダイオードＺＤ2 に並列にＭ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷を早く
引き抜くためのコンデンサＣ4 を接続してある。 その
他の構成は実施形態１と同じであるので、その他の構成
についての説明は省略する。
主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が復帰時間Ｔ off(off)を経てオフ
状態となるため、アークの発生は無い。 （実施形態２）実施形態１では、ＭＯＳＦＥＴ駆動回路
３は有接点開閉器１の補助開閉接点Ｘ 3 を介して電源端
子Ｉ3 ，Ｉ4 に接続しているが、本実施形態では、図３
に示すように入力側に二つ発光ダイオードＬＥＤ1 ，Ｌ
ＥＤ2 の直列回路で構成される入力部と、この入力部か
らの光を受けてオン動作するフォトＭＯＳＦＥＴＱ4 か
らなる出力部とで構成される所謂フォトモスリレー６を
用い、該フォトＭＯＳＦＥＴＱ4 を介してＭＯＳＦＥＴ
駆動回路３を電源端子Ｉ3 ，Ｉ4 に接続した点に特徴が
あり、フォトモスリレー６の発光部は電流制限用の抵抗
Ｒ6 を介して制御回路２のコンデンサＣ2 に並列に接続
してある。またＭＯＳＦＥＴ駆動回路３のツェナーダイ
オードＺＤ2 にはツェナーダイオードＺＤ2 に並列にＭ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷を早く
引き抜くためのコンデンサＣ4 を接続してある。 その
他の構成は実施形態１と同じであるので、その他の構成
についての説明は省略する。
【００２６】次に動作持性について説明する。今制御信
号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 を介して制御回路２に入力する制
御信号INPUTが図４（ａ）に示すように”Ｈ”になる
と、有接点開閉器１の励磁コイルＣＬが励磁され、有接
点開閉器１がオン動作し始め、また図４（ｂ）に示すよ
うにフォトモスリレー６が動作時間Ｔon(p1)を経て動作
し、フォトＭＯＳＦＥＴＱ4 がオンする。フォトモスリ
レー６の動作速度は非常に早いので、即座に抵抗Ｒ2 、
Ｒ 3 を介して電流が流れ始めるが、コンデンサＣ3 と抵
抗Ｒ2 、Ｒ3 の時定数で決定される特性でＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電圧が図４（ｃ）に示
すように上昇する。次に動作時間Ｔon(SMR) を経て、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ3 ，Ｑ 3 がオン状態になる前に有接点開閉
器１の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が図４（ｅ）に示すように
オンするがＭＯＳＦＥＴＱ3 ，Ｑ3 がオフ状態であるた
め、負荷５には負荷電流が流れない。
号入力端子Ｉ1 ，Ｉ2 を介して制御回路２に入力する制
御信号INPUTが図４（ａ）に示すように”Ｈ”になる
と、有接点開閉器１の励磁コイルＣＬが励磁され、有接
点開閉器１がオン動作し始め、また図４（ｂ）に示すよ
うにフォトモスリレー６が動作時間Ｔon(p1)を経て動作
し、フォトＭＯＳＦＥＴＱ4 がオンする。フォトモスリ
レー６の動作速度は非常に早いので、即座に抵抗Ｒ2 、
Ｒ 3 を介して電流が流れ始めるが、コンデンサＣ3 と抵
抗Ｒ2 、Ｒ3 の時定数で決定される特性でＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電圧が図４（ｃ）に示
すように上昇する。次に動作時間Ｔon(SMR) を経て、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ3 ，Ｑ 3 がオン状態になる前に有接点開閉
器１の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が図４（ｅ）に示すように
オンするがＭＯＳＦＥＴＱ3 ，Ｑ3 がオフ状態であるた
め、負荷５には負荷電流が流れない。
【００２７】その後、ゲート・ソース間電圧が最小ゲー
ト電圧に達し、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がフォトＭＯＳ
ＦＥＴＱ4 のオンから動作時間Ｔon(MOS) を経て図４
（ｄ）に示すようにオン動作し、負荷５に負荷電流が図
４（ｆ）に示すように流れる。次に遮断動作について説
明する。今制御信号INPUT が”Ｌ”になると、有接点開
閉器２がオフ動作し始める。つまり有接点開閉器１の励
磁イルＣＬには、制御回路２のツェナーダイオードＺＤ
1 を介して回生電流が流れるのでゆっくりとオフ動作す
る。フォトモスリレー６は、制御信号が”Ｌ”となった
ことで、復帰時間Ｔoff(p1) を経て高速遮断し、抵抗Ｒ
2 、Ｒ3 に電流が流れなくなる。そのためＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間電荷及びコンデンサＣ4
の電荷が抵抗Ｒ4 、Ｒ3 を介して放電し、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ状態にな
り、負荷電流が遮断される。上記の通り、有接点開閉器
１の遮断時間は、長いので、その後、電流が流れていな
い状態で、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が復帰時間Ｔoff(SMR)
を経てオフになり、アーク無しで負荷電流を遮断するこ
とになる。
ト電圧に達し、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がフォトＭＯＳ
ＦＥＴＱ4 のオンから動作時間Ｔon(MOS) を経て図４
（ｄ）に示すようにオン動作し、負荷５に負荷電流が図
４（ｆ）に示すように流れる。次に遮断動作について説
明する。今制御信号INPUT が”Ｌ”になると、有接点開
閉器２がオフ動作し始める。つまり有接点開閉器１の励
磁イルＣＬには、制御回路２のツェナーダイオードＺＤ
1 を介して回生電流が流れるのでゆっくりとオフ動作す
る。フォトモスリレー６は、制御信号が”Ｌ”となった
ことで、復帰時間Ｔoff(p1) を経て高速遮断し、抵抗Ｒ
2 、Ｒ3 に電流が流れなくなる。そのためＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間電荷及びコンデンサＣ4
の電荷が抵抗Ｒ4 、Ｒ3 を介して放電し、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ状態にな
り、負荷電流が遮断される。上記の通り、有接点開閉器
１の遮断時間は、長いので、その後、電流が流れていな
い状態で、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が復帰時間Ｔoff(SMR)
を経てオフになり、アーク無しで負荷電流を遮断するこ
とになる。
【００２８】（実施形態３）実施形態１の構成では、投
入動作時に動作の遅れを設けるために、ＭＯＳＦＥＴ駆
動回路３の抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の内、抵抗Ｒ2 ，Ｒ3
で高圧電圧に対して分圧し、ゲート・ソース電圧を制御
しているので、余り大きな大きな値にすることができな
い。そこで時定数を大きくするために抵抗Ｒ4 の抵抗値
を大きくする必要があり、抵抗Ｒ4 の値を小さくするこ
とができない。そして遮断動作時に、抵抗Ｒ4 の抵抗値
が大きい場合、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソー
ス間の電荷を放電する時間が長くなり、有接点開閉器１
の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 がオフ状態になるまでに遮断で
きない場合が発生する。そこで、本実施形態では図５に
示すようにＭＯＳＦＥＴ駆動回路３の抵抗Ｒ4 に、抵抗
値の小さい抵抗Ｒ7 とダイオードＤ1 との直列回路を並
列接続するとともにダイオードＤ1 の向きがアノードが
ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート側になるようにし、ま
たツェナーダイオードＺＤ2 に並列にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷を早く引き抜くた
めのコンデンサＣ4 を接続してある。その他の構成は実
施形態１と同じであるので説明は省略する。
入動作時に動作の遅れを設けるために、ＭＯＳＦＥＴ駆
動回路３の抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の内、抵抗Ｒ2 ，Ｒ3
で高圧電圧に対して分圧し、ゲート・ソース電圧を制御
しているので、余り大きな大きな値にすることができな
い。そこで時定数を大きくするために抵抗Ｒ4 の抵抗値
を大きくする必要があり、抵抗Ｒ4 の値を小さくするこ
とができない。そして遮断動作時に、抵抗Ｒ4 の抵抗値
が大きい場合、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソー
ス間の電荷を放電する時間が長くなり、有接点開閉器１
の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 がオフ状態になるまでに遮断で
きない場合が発生する。そこで、本実施形態では図５に
示すようにＭＯＳＦＥＴ駆動回路３の抵抗Ｒ4 に、抵抗
値の小さい抵抗Ｒ7 とダイオードＤ1 との直列回路を並
列接続するとともにダイオードＤ1 の向きがアノードが
ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート側になるようにし、ま
たツェナーダイオードＺＤ2 に並列にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷を早く引き抜くた
めのコンデンサＣ4 を接続してある。その他の構成は実
施形態１と同じであるので説明は省略する。
【００２９】しかして本実施形態では、オフ動作時に抵
抗値が小さい抵抗Ｒ6 と抵抗値Ｒ3を介してコンデンサ
Ｃ4 及びＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の
電荷を放電させ、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の遮断速度を
早くすることができ、有接点開閉器１の主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 がオフ状態になるまでに確実にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ 2 ，Ｑ3 オフさせることができるようになる。
抗値が小さい抵抗Ｒ6 と抵抗値Ｒ3を介してコンデンサ
Ｃ4 及びＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソース間の
電荷を放電させ、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 の遮断速度を
早くすることができ、有接点開閉器１の主開閉接点
Ｘ1 ，Ｘ2 がオフ状態になるまでに確実にＭＯＳＦＥＴ
Ｑ 2 ，Ｑ3 オフさせることができるようになる。
【００３０】（実施形態４）本実施形態は、実施形態２
におけるＭＯＳＦＥＴ駆動回路３の抵抗Ｒ3 に図６に示
すように並列に常閉型のフォトモスリレー７のディプレ
ション型のフォトＭＯＳＦＥＴＱ5 を接続し、入力部の
発光ダイオードＬＥＤ3 ，ＬＥＤ4 の直列回路をフォト
モスリレー６の発光ダイオードＬＥＤ1 ，ＬＥＤ2 の直
列回路と電流制限用の抵抗Ｒ6 とを介して制御回路２の
出力に接続してある。この発光ダイオードＬＥＤ1 ，Ｌ
ＥＤ2 の直列回路と、ＬＥＤ3 ，ＬＥＤ4 の直列回路と
を直列に接続する代わりに、別々の電流制限用抵抗を介
して制御回路２の出力に並列接続するようにしても良
い。
におけるＭＯＳＦＥＴ駆動回路３の抵抗Ｒ3 に図６に示
すように並列に常閉型のフォトモスリレー７のディプレ
ション型のフォトＭＯＳＦＥＴＱ5 を接続し、入力部の
発光ダイオードＬＥＤ3 ，ＬＥＤ4 の直列回路をフォト
モスリレー６の発光ダイオードＬＥＤ1 ，ＬＥＤ2 の直
列回路と電流制限用の抵抗Ｒ6 とを介して制御回路２の
出力に接続してある。この発光ダイオードＬＥＤ1 ，Ｌ
ＥＤ2 の直列回路と、ＬＥＤ3 ，ＬＥＤ4 の直列回路と
を直列に接続する代わりに、別々の電流制限用抵抗を介
して制御回路２の出力に並列接続するようにしても良
い。
【００３１】次に本実施形態の動作特性について図７に
基づいて説明する。今制御信号INPUT が図７（ａ）に示
すように”Ｈ”になると制御回路２の出力が発生し、こ
れにより有接点開閉器１がオフ動作し始め、一方図７
（ｂ）に示すように動作時間Ｔon(p1)を経てフォトモス
リレー６のフォトＭＯＳＦＥＴＱ4 がオンし、また動作
時間Ｔoff(p2) を経てフォトモスリレー７のフォトＭＯ
ＳＦＥＴＱ5 が図７（ｃ）に示すようにオフ動作する。
両フォトモスリレー６，７の動作は略同じ時間で動作す
る。この両フォトモスリレー６，７の動作は非常に早い
ので、即時に抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を介して電流が流れ始める
が、コンデンサＣ4 と抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の時定数で
決定される特性でＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソ
ース間の電圧が図７（ｄ）に示すように上昇する。 次
にＭＯＳＦＥＴＱ 2 ，Ｑ3 がオン状態になる前に、有接
点開閉器１の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が図７（ｆ）に示す
ように動作時間Ｔon(SMR) を経てオン状態となるが、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオンする前であるため負荷５に
はｆｕｋａ電流は流れない。
基づいて説明する。今制御信号INPUT が図７（ａ）に示
すように”Ｈ”になると制御回路２の出力が発生し、こ
れにより有接点開閉器１がオフ動作し始め、一方図７
（ｂ）に示すように動作時間Ｔon(p1)を経てフォトモス
リレー６のフォトＭＯＳＦＥＴＱ4 がオンし、また動作
時間Ｔoff(p2) を経てフォトモスリレー７のフォトＭＯ
ＳＦＥＴＱ5 が図７（ｃ）に示すようにオフ動作する。
両フォトモスリレー６，７の動作は略同じ時間で動作す
る。この両フォトモスリレー６，７の動作は非常に早い
ので、即時に抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 を介して電流が流れ始める
が、コンデンサＣ4 と抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の時定数で
決定される特性でＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 のゲート・ソ
ース間の電圧が図７（ｄ）に示すように上昇する。 次
にＭＯＳＦＥＴＱ 2 ，Ｑ3 がオン状態になる前に、有接
点開閉器１の主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ2 が図７（ｆ）に示す
ように動作時間Ｔon(SMR) を経てオン状態となるが、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオンする前であるため負荷５に
はｆｕｋａ電流は流れない。
【００３２】その後、ゲート・ソース間電圧が最小ゲー
ト電圧に達してＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が図７（ｅ）に
示すようにＴon(MOS) を経てオン動作する。このオン動
作により負荷５に図７（ｇ）に示すように負荷電流が流
れる。次に遮断動作時について説明する。まず制御信号
INPUT が”Ｌ”になると、有接点開閉器１が動作し始め
る。有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには、制御回路２
のツェナーダイオードＺＤ1 を介して回生電流が流れる
のでゆっくりオフ動作する。フォトモスリレー６は制御
信号INPUT が”Ｌ”になったことで、復帰時間Ｔ
off(p1) を経て高速でオフし、またフトモスリレー７は
復帰時間Ｔon(p2)を経て高速でオンする。そのため抵抗
Ｒ 2 ，Ｒ3 の電流が流れなくなり、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，
Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷が抵抗Ｒ4 、フォトモス
リレー７のフォトＭＯＳＦＥＴＱ5 を介して放電し、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ
状態になり、負荷電流が遮断される。 この場合、フォ
トＭＯＳＦＥＴＱ5 のオン抵抗が非常に小さいので、更
に高速にＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオフ状態になる。上
記の通り、有接点開閉器１の遮断時間は長いので、その
後負荷電流が流れていない状態で、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ
2 が復帰時間Ｔoff(SMR)を経てオフ状態になり、アーク
の発生無しで負荷電流を遮断することになる。
ト電圧に達してＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が図７（ｅ）に
示すようにＴon(MOS) を経てオン動作する。このオン動
作により負荷５に図７（ｇ）に示すように負荷電流が流
れる。次に遮断動作時について説明する。まず制御信号
INPUT が”Ｌ”になると、有接点開閉器１が動作し始め
る。有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには、制御回路２
のツェナーダイオードＺＤ1 を介して回生電流が流れる
のでゆっくりオフ動作する。フォトモスリレー６は制御
信号INPUT が”Ｌ”になったことで、復帰時間Ｔ
off(p1) を経て高速でオフし、またフトモスリレー７は
復帰時間Ｔon(p2)を経て高速でオンする。そのため抵抗
Ｒ 2 ，Ｒ3 の電流が流れなくなり、ＭＯＳＦＥＴＱ2 ，
Ｑ3 のゲート・ソース間の電荷が抵抗Ｒ4 、フォトモス
リレー７のフォトＭＯＳＦＥＴＱ5 を介して放電し、Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 が復帰時間Ｔoff(MOS)を経てオフ
状態になり、負荷電流が遮断される。 この場合、フォ
トＭＯＳＦＥＴＱ5 のオン抵抗が非常に小さいので、更
に高速にＭＯＳＦＥＴＱ2 ，Ｑ3 がオフ状態になる。上
記の通り、有接点開閉器１の遮断時間は長いので、その
後負荷電流が流れていない状態で、主開閉接点Ｘ1 ，Ｘ
2 が復帰時間Ｔoff(SMR)を経てオフ状態になり、アーク
の発生無しで負荷電流を遮断することになる。
【００３３】尚図６の回路は、フォトモスリレー６，７
を用いているが、これらフォトモスリレー６，７の代わ
りに、図８に示すように有接点開閉器１の常開の補助開
閉接点Ｘ3 と、常閉の補助開閉接点Ｘ4 とを設けても良
い。この場合も図６の回路と同様な動作が得られる。 （実施形態５）本実施形態は、図９に示すように実施形
態２におけるＭＯＳＦＥＴの代わりにバイポーラトラン
ジスタのようなトランジスタＱ6 を有接点開閉器１の主
開閉接点Ｘ2 に直列に接続し、時定数用の抵抗Ｒ3 を設
けていない点で実施形態２と相違する。その他の構成は
実施形態２と同じであるので説明は省略する。
を用いているが、これらフォトモスリレー６，７の代わ
りに、図８に示すように有接点開閉器１の常開の補助開
閉接点Ｘ3 と、常閉の補助開閉接点Ｘ4 とを設けても良
い。この場合も図６の回路と同様な動作が得られる。 （実施形態５）本実施形態は、図９に示すように実施形
態２におけるＭＯＳＦＥＴの代わりにバイポーラトラン
ジスタのようなトランジスタＱ6 を有接点開閉器１の主
開閉接点Ｘ2 に直列に接続し、時定数用の抵抗Ｒ3 を設
けていない点で実施形態２と相違する。その他の構成は
実施形態２と同じであるので説明は省略する。
【００３４】次に本実施形態の動作特性について説明す
る。まず制御信号INPUT が”Ｈ”になると、有接点開閉
器１がオン動作し始め、フオトモスリレー６のフォトＭ
ＯＳＦＥＴＱ4 がオン動作する。この動作は非常に早い
ので、即座に抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 を介して電流が流れ始める
が、コンデンサＣ4、抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 の時定数で決定さ
れる特性でべース・エミッタ電圧が上昇する。次にトラ
ンジスタＱ6 がオン状態になる前に有接点開閉器１の主
開閉接点Ｘ1，Ｘ2 がオンとなるが、トランジスタＱ6
がオフ状態であるため負荷５に負荷電流は流れない。そ
の後、ベース電流が流れてトランジスタＱ6 がオンし、
負荷電流が流れることになる。
る。まず制御信号INPUT が”Ｈ”になると、有接点開閉
器１がオン動作し始め、フオトモスリレー６のフォトＭ
ＯＳＦＥＴＱ4 がオン動作する。この動作は非常に早い
ので、即座に抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 を介して電流が流れ始める
が、コンデンサＣ4、抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 の時定数で決定さ
れる特性でべース・エミッタ電圧が上昇する。次にトラ
ンジスタＱ6 がオン状態になる前に有接点開閉器１の主
開閉接点Ｘ1，Ｘ2 がオンとなるが、トランジスタＱ6
がオフ状態であるため負荷５に負荷電流は流れない。そ
の後、ベース電流が流れてトランジスタＱ6 がオンし、
負荷電流が流れることになる。
【００３５】次に遮断動作時にあっては、制御信号INPU
T が”Ｌ”になると、有接点開閉器１がオフ動作し始め
る。有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには、制御回路２
のツェナーダイオードＺＤ1 を介して回生電流が流れる
のでゆっくり関放動作する。フォトモスリレー６のフォ
トＭＯＳＦＥＴＱ4 は制御信号INPUT が”Ｌ”になった
ことで、高速でオフする。そのため抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 の電
流が流れなくなって、ベース電流が流れなくなり、トラ
ンジスタＱ6 がオフ状態になり、負荷電流が遮断され
る。の通り、有接点開閉器１の遮断時間は、長いので、
その後、負荷電流が流れていない状態で、主開閉接点Ｘ
1 ，Ｘ2 がオフ状態になり、アーク無しで負荷電流を遮
断することになることになる。
T が”Ｌ”になると、有接点開閉器１がオフ動作し始め
る。有接点開閉器１の励磁コイルＣＬには、制御回路２
のツェナーダイオードＺＤ1 を介して回生電流が流れる
のでゆっくり関放動作する。フォトモスリレー６のフォ
トＭＯＳＦＥＴＱ4 は制御信号INPUT が”Ｌ”になった
ことで、高速でオフする。そのため抵抗Ｒ2 ，Ｒ4 の電
流が流れなくなって、ベース電流が流れなくなり、トラ
ンジスタＱ6 がオフ状態になり、負荷電流が遮断され
る。の通り、有接点開閉器１の遮断時間は、長いので、
その後、負荷電流が流れていない状態で、主開閉接点Ｘ
1 ，Ｘ2 がオフ状態になり、アーク無しで負荷電流を遮
断することになることになる。
【００３６】尚各実施形態では有接点開閉器１の主開閉
接点Ｘ2 に直列に接続した半導体スイッチはＭＯＳＦＥ
Ｔやトランジスタであったが、ＳＣＲ等その他の半導体
スイッチを用いても勿論良く、本発明は実施形態には特
に限定されるものではない。
接点Ｘ2 に直列に接続した半導体スイッチはＭＯＳＦＥ
Ｔやトランジスタであったが、ＳＣＲ等その他の半導体
スイッチを用いても勿論良く、本発明は実施形態には特
に限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明は、高圧直流電源の両端
に負荷の両端を有接点開閉器の第１、第２の主開閉接点
を介して夫々接続するとともに、少なくとも何れか一方
の主開閉接点により開閉される電路に半導体スイッチを
直列挿入し、半導体スイッチ及び有接点開閉器を制御信
号の入力に応じて制御し、有接点開閉器の主開閉接点の
オン動作時に該主開閉接点のオンよりも半導体スイッチ
を先にオフさせることを特徴とし、負荷と高圧直流電源
との間は有接点開閉器の二つの主開閉接点をオフするこ
とにより完全に絶縁できて半導体スイッチに漏れ電流が
流れず、しかもオフ動作時には半導体スイッチが有接点
開閉器の二つの主開閉接点がオフする前にオフするの
で、主開閉接点のオフ時にアークが発生せず、安定した
遮断特性を得ることができ、また半導体スイッチにて負
荷電流を遮断することになるので、遮断による遮断特性
の劣化が発生せず、その結果遮断時間のばらつきが発生
しない。また高圧直流電源の電圧が変更になった場合も
半導体スイッチの最大電圧定格を変更することで、電圧
仕様を容易に変更することができ、さらにノイズによっ
て半導体スイッチがオン動作しても有接点開閉器の主開
閉接点がオン動作しないため誤動作が起きず、しかも一
般的な有接点開閉器が使用できるため小型で且つ低コス
トに製作できるという効果がある。
に負荷の両端を有接点開閉器の第１、第２の主開閉接点
を介して夫々接続するとともに、少なくとも何れか一方
の主開閉接点により開閉される電路に半導体スイッチを
直列挿入し、半導体スイッチ及び有接点開閉器を制御信
号の入力に応じて制御し、有接点開閉器の主開閉接点の
オン動作時に該主開閉接点のオンよりも半導体スイッチ
を先にオフさせることを特徴とし、負荷と高圧直流電源
との間は有接点開閉器の二つの主開閉接点をオフするこ
とにより完全に絶縁できて半導体スイッチに漏れ電流が
流れず、しかもオフ動作時には半導体スイッチが有接点
開閉器の二つの主開閉接点がオフする前にオフするの
で、主開閉接点のオフ時にアークが発生せず、安定した
遮断特性を得ることができ、また半導体スイッチにて負
荷電流を遮断することになるので、遮断による遮断特性
の劣化が発生せず、その結果遮断時間のばらつきが発生
しない。また高圧直流電源の電圧が変更になった場合も
半導体スイッチの最大電圧定格を変更することで、電圧
仕様を容易に変更することができ、さらにノイズによっ
て半導体スイッチがオン動作しても有接点開閉器の主開
閉接点がオン動作しないため誤動作が起きず、しかも一
般的な有接点開閉器が使用できるため小型で且つ低コス
トに製作できるという効果がある。
【００３８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、有接点開閉器と、半導体スイッチと、有接点開閉器
及び半導体スイッチを制御する制御回路と、制御回路に
対して制御信号を外部より入力させる一対の制御信号入
力端子と、負荷を接続する一対の負荷接続端子と、高圧
直流電源を接続する一対の電源端子とを具備し、一方の
電源端子と一方の負荷端子との間に第１の主開閉接点を
接続し、他方の電源端子と他方の負荷端子との間に半導
体スイッチと第２の主開閉接点との直列回路を挿入した
ので、直流高圧電源を電源端子に、負荷を負荷端子に、
制御信号を制御信号入力端子に接続するだけで、負荷に
対して高圧直流電源を開閉制御できるものであり、一つ
の器体に有接点開閉器、半導体スイッチ、制御回路を組
み込み、電源端子、負荷端子、制御信号入力端子を備え
てあるためめ通常の開閉器と同様な取り扱えができると
いう効果がある。
て、有接点開閉器と、半導体スイッチと、有接点開閉器
及び半導体スイッチを制御する制御回路と、制御回路に
対して制御信号を外部より入力させる一対の制御信号入
力端子と、負荷を接続する一対の負荷接続端子と、高圧
直流電源を接続する一対の電源端子とを具備し、一方の
電源端子と一方の負荷端子との間に第１の主開閉接点を
接続し、他方の電源端子と他方の負荷端子との間に半導
体スイッチと第２の主開閉接点との直列回路を挿入した
ので、直流高圧電源を電源端子に、負荷を負荷端子に、
制御信号を制御信号入力端子に接続するだけで、負荷に
対して高圧直流電源を開閉制御できるものであり、一つ
の器体に有接点開閉器、半導体スイッチ、制御回路を組
み込み、電源端子、負荷端子、制御信号入力端子を備え
てあるためめ通常の開閉器と同様な取り扱えができると
いう効果がある。
【００３９】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、有接点開閉器には、主開閉接点のオン動作時に主開
閉接点のオン後からオンされ、主開閉接点のオフ動作時
に主開閉接点のオフよりも先にオフされる常開型の補助
開閉接点が設けられ、補助開閉接点で一対の電源端子間
若しくは一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することに
より半導体スイッチに対する制御信号の付与を制御する
ので、有接点開閉器の開閉制御に連動する補助開閉接点
により半導体スイッチを確実にオン、オフ制御すること
ができるという効果がある。
て、有接点開閉器には、主開閉接点のオン動作時に主開
閉接点のオン後からオンされ、主開閉接点のオフ動作時
に主開閉接点のオフよりも先にオフされる常開型の補助
開閉接点が設けられ、補助開閉接点で一対の電源端子間
若しくは一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することに
より半導体スイッチに対する制御信号の付与を制御する
ので、有接点開閉器の開閉制御に連動する補助開閉接点
により半導体スイッチを確実にオン、オフ制御すること
ができるという効果がある。
【００４０】請求項５の発明は、請求項３の発明におい
て、制御回路から出力される有接点開閉器の開閉を制御
する制御信号によりオン・オフされる発光素子と、該発
光素子に光結合して発光素子のオン・オフによりオンオ
フするスイッチ素子とからなり制御入力側と出力側とを
絶縁しているスイッチ手段を備え、該スイッチ手段のス
イッチ素子で、一対の電源端子間若しくは一対の負荷端
子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイッチに
対する制御信号の付与を制御するので、同じ制御信号で
有接点開閉器とスイッチ手段を制御してスイッチ手段と
有接点開閉器を主開閉接点とを共にオフする際に、スイ
ッチ手段の動作速度が機械的な有接点開閉器の主開閉接
点のオフよりも早くオフして半導体スイッチの制御信号
を遮断することができ、その結果主開閉接点よりも早く
確実にＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッチをオフして
負荷電流を遮断することができるものであって、スイッ
チ手段の動作時間のばらつきが機械的な接点よりも非常
に少ないため、遮断特性、特にタイミングのばらつきが
非常に小さくなるという効果があり、さらにノイズによ
って半導体スイッチがオン動作しても有接点開閉器の主
開閉接点がオン動作しないため誤動作が起きないという
効果がある。
て、制御回路から出力される有接点開閉器の開閉を制御
する制御信号によりオン・オフされる発光素子と、該発
光素子に光結合して発光素子のオン・オフによりオンオ
フするスイッチ素子とからなり制御入力側と出力側とを
絶縁しているスイッチ手段を備え、該スイッチ手段のス
イッチ素子で、一対の電源端子間若しくは一対の負荷端
子間の電圧を開閉制御することにより半導体スイッチに
対する制御信号の付与を制御するので、同じ制御信号で
有接点開閉器とスイッチ手段を制御してスイッチ手段と
有接点開閉器を主開閉接点とを共にオフする際に、スイ
ッチ手段の動作速度が機械的な有接点開閉器の主開閉接
点のオフよりも早くオフして半導体スイッチの制御信号
を遮断することができ、その結果主開閉接点よりも早く
確実にＭＯＳＦＥＴからなる半導体スイッチをオフして
負荷電流を遮断することができるものであって、スイッ
チ手段の動作時間のばらつきが機械的な接点よりも非常
に少ないため、遮断特性、特にタイミングのばらつきが
非常に小さくなるという効果があり、さらにノイズによ
って半導体スイッチがオン動作しても有接点開閉器の主
開閉接点がオン動作しないため誤動作が起きないという
効果がある。
【００４１】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、スイッチ手段が常開型のフォトモスリレーであるの
で、スイッチ手段の動作が非常に早くなり、遮断特性の
一層の向上が図れるという効果がある。請求項７の発明
は、請求項３の発明において、ＭＯＳＦＥＴのゲート・
ソース間に第１の抵抗、ツェナーダイオード、コンデン
サを夫々並列接続し、並列回路の両端にＭＯＳＦＥＴの
制御信号を発生させるので、第１の抵抗、コンデンサの
時定数により半導体スイッチのオンするタイミングを遅
らすことができ、そのためオン動作時にスイッチ手段が
有接点開閉器の主開閉接点のオンよりも早くオンして、
主開閉接点のオンよりも早く制御信号を半導体スイッチ
に与えようとした場合に時定数によりＭＯＳＦＥＴのオ
ン動作を主開閉接点のオンよりも遅らせることができ、
その結果オン時に主開閉接点にアークを発生させないこ
とができるという効果がある。
て、スイッチ手段が常開型のフォトモスリレーであるの
で、スイッチ手段の動作が非常に早くなり、遮断特性の
一層の向上が図れるという効果がある。請求項７の発明
は、請求項３の発明において、ＭＯＳＦＥＴのゲート・
ソース間に第１の抵抗、ツェナーダイオード、コンデン
サを夫々並列接続し、並列回路の両端にＭＯＳＦＥＴの
制御信号を発生させるので、第１の抵抗、コンデンサの
時定数により半導体スイッチのオンするタイミングを遅
らすことができ、そのためオン動作時にスイッチ手段が
有接点開閉器の主開閉接点のオンよりも早くオンして、
主開閉接点のオンよりも早く制御信号を半導体スイッチ
に与えようとした場合に時定数によりＭＯＳＦＥＴのオ
ン動作を主開閉接点のオンよりも遅らせることができ、
その結果オン時に主開閉接点にアークを発生させないこ
とができるという効果がある。
【００４２】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、第１の抵抗の一端を第２の抵抗を介してＭＯＳＦＥ
Ｔに接続し、第２の抵抗には第３の抵抗と放電用ダイオ
ードとの直列回路を並列接続したので、オフ動作時にＭ
ＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷をダイオードと第３の
抵抗で速やかに放電させることができ、そのためオフ動
作時のオフ時間の遅れを解消することができ、結果高速
遮断することができるという効果がある。
て、第１の抵抗の一端を第２の抵抗を介してＭＯＳＦＥ
Ｔに接続し、第２の抵抗には第３の抵抗と放電用ダイオ
ードとの直列回路を並列接続したので、オフ動作時にＭ
ＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷をダイオードと第３の
抵抗で速やかに放電させることができ、そのためオフ動
作時のオフ時間の遅れを解消することができ、結果高速
遮断することができるという効果がある。
【００４３】請求項９の発明は、請求項４の発明におい
て、有接点開閉器には、主開閉接点の開閉と連動する常
閉型の補助開閉接点を備え、該補助開閉接点を半導体ス
イッチのゲート・ソース間に接続したので、オフ動作時
にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷を一層高速に放電
させることができ、より高速遮断を行なうことができる
という効果がある。請求項１０の発明は、請求項３の発
明において、制御回路から出力される低圧直流の制御信
号によりオン・オフされ、一対の電源端子間若しくは一
対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導体
スイッチに対する制御信号の付与を制御する常開型のフ
ォトモスリレーと、出力側を半導体スイッチのゲート・
ソース間に接続し制御信号を常開型フォトモスリレーと
並列若しくは直列に入力する常閉型のフォトモスリレー
とを備えたので、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの
容量の電荷を一層高速に放電させることができ、より高
速遮断を行なうことができるという効果がある。
て、有接点開閉器には、主開閉接点の開閉と連動する常
閉型の補助開閉接点を備え、該補助開閉接点を半導体ス
イッチのゲート・ソース間に接続したので、オフ動作時
にＭＯＳＦＥＴのゲートの容量の電荷を一層高速に放電
させることができ、より高速遮断を行なうことができる
という効果がある。請求項１０の発明は、請求項３の発
明において、制御回路から出力される低圧直流の制御信
号によりオン・オフされ、一対の電源端子間若しくは一
対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導体
スイッチに対する制御信号の付与を制御する常開型のフ
ォトモスリレーと、出力側を半導体スイッチのゲート・
ソース間に接続し制御信号を常開型フォトモスリレーと
並列若しくは直列に入力する常閉型のフォトモスリレー
とを備えたので、オフ動作時にＭＯＳＦＥＴのゲートの
容量の電荷を一層高速に放電させることができ、より高
速遮断を行なうことができるという効果がある。
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図５】実施形態３の回路図である。
【図６】本発明の実施形態４の回路図である。
【図７】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図８】同上の別例の回路図である。
【図９】本発明の実施形態５の回路図である。
【図１０】一般の有接点開閉器の動作説明用タイミング
チャートである。
チャートである。
【図１１】従来の直流開閉器の動作説明用タイミングチ
ャートである。
ャートである。
１ 有接点開閉器 ２ 制御回路 ３ ＭＯＳＦＥＴ駆動回路 ５ 負荷 Ｘ1 ，Ｘ2 主開閉接点 Ｑ1 トランジスタ Ｑ2 ，Ｑ4 ＭＯＳＦＥＴ ＺＤ1 ，ＺＤ2 ツェナーダイオード Ｒ1 〜Ｒ5 抵抗 Ｃ1 〜Ｃ3 コンデンサ ＤＣ 高圧直流電源 INPUT 制御信号 Ｉ1 ，Ｉ2 制御信号入力端子 Ｉ3 ，Ｉ4 電源接続端子 Ｏ1 ，Ｏ2 負荷接続端子
Claims (11)
- 【請求項１】高圧直流電源の両端に負荷の両端を有接点
開閉器の第１、第２の主開閉接点を介して夫々接続する
とともに、少なくとも何れか一方の主開閉接点により開
閉される電路に半導体スイッチを直列挿入し、半導体ス
イッチ及び有接点開閉器を制御信号の入力に応じて制御
し、有接点開閉器の主開閉接点のオフ動作時に該主開閉
接点のオフよりも半導体スイッチを先にオフさせること
を特徴とするハイブリッド型直流開閉器。 - 【請求項２】有接点開閉器と、半導体スイッチと、有接
点開閉器及び半導体スイッチを制御する制御回路と、制
御回路に対して制御信号を外部より入力させる一対の制
御信号入力端子と、負荷を接続する一対の負荷接続端子
と、高圧直流電源を接続する一対の電源端子とを具備
し、一方の電源端子と一方の負荷端子との間に第１の主
開閉接点を接続し、他方の電源端子と他方の負荷端子と
の間に半導体スイッチと第２の主開閉接点との直列回路
を挿入したことを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
ド型直流開閉器。 - 【請求項３】半導体スイッチがＭＯＳＦＥＴで構成され
ていることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリ
ッド型直流開閉器。 - 【請求項４】有接点開閉器には、第１、第２の主開閉接
点と同じ開閉動作を行なうとともに第１、第２の主開閉
接点のオン動作時に第１、第２の主開閉接点のオン後か
らオンされ、第１、第２の主開閉接点のオフ動作時に第
１、第２の主開閉接点のオフよりも先にオフされる補助
開閉接点が設けられ、補助開閉接点で一対の電源端子間
若しくは一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することに
より半導体スイッチに対する制御信号の付与を制御する
ことを特徴とする請求項３記載のハイブリッド型直流開
閉器。 - 【請求項５】制御回路から出力される有接点開閉器の開
閉を制御する制御信号によりオン・オフされる発光素子
と、該発光素子に光結合して発光素子のオン・オフによ
りオンオフするスイッチ素子とからなり、制御入力側と
出力側とを絶縁しているスイッチ手段を備え、該スイッ
チ手段のスイッチ素子で、一対の電源端子間若しくは一
対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導体
スイッチに対する制御信号の付与を制御することを特徴
とする請求項３記載のハイブリッド型直流開閉器。 - 【請求項６】スイッチ手段が常開型のフォトモスリレー
であることを特徴とする請求項５記載のハイブリッド型
直流開閉器。 - 【請求項７】ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に第１の
抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサを夫々並列接続
し、並列回路の両端にＭＯＳＦＥＴの制御信号を発生さ
せることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド型直
流開閉器。 - 【請求項８】第１の抵抗の一端を第２の抵抗を介してＭ
ＯＳＦＥＴに接続し、第２の抵抗には第３の抵抗と放電
用ダイオードとの直列回路を並列接続したことを特徴と
する請求項７記載のハイブリッド型直流開閉器。 - 【請求項９】有接点開閉器には、主開閉接点の開閉と連
動する常閉型の補助開閉接点を備え、該補助開閉接点を
半導体スイッチのゲート・ソース間に接続したことを特
徴とする請求項４記載のハイブリッド型直流開閉器。 - 【請求項１０】制御回路から出力される低圧直流の制御
信号によりオン・オフされ、一対の電源端子間若しくは
一対の負荷端子間の電圧を開閉制御することにより半導
体スイッチに対する制御信号の付与を制御する常開型の
フォトモスリレーと、出力側を半導体スイッチのゲート
・ソース間に接続し制御信号を常開型フォトモスリレー
と並列若しくは直列に入力する常閉型のフォトモスリレ
ーとを備えたことを特徴とする請求項３記載のハイブリ
ッド型直流開閉器。 - 【請求項１１】半導体スイッチが、バイポーラトランジ
スタで構成して成ることを特徴とする請求項１又は２記
載のハイブリッド型直流開閉器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130097A JPH10302584A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ハイブリッド型直流開閉器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130097A JPH10302584A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ハイブリッド型直流開閉器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302584A true JPH10302584A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14557734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11130097A Pending JPH10302584A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ハイブリッド型直流開閉器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10302584A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007213842A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Nagasaki Univ | 直流スイッチ及び直流スイッチを用いる電気機器 |
| WO2011034140A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | スイッチ |
| JP2011223809A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Wakazuki Noboru | 直流パワーハブ |
| WO2012127983A1 (ja) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | 三洋電機株式会社 | 電源システム |
| JP2012209210A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Fdk Twicell Co Ltd | 電力分配装置 |
| US8902550B2 (en) | 2010-07-23 | 2014-12-02 | Fuji Electric Co., Ltd. | Direct-current switch |
| JP2015107039A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 日立マクセル株式会社 | 充放電スイッチ回路を有する電池パック |
| EP3102454A1 (de) * | 2014-02-08 | 2016-12-14 | Ellenberger & Poensgen GmbH | Hochvoltbordnetz eines kraftfahrzeugs |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11130097A patent/JPH10302584A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007213842A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Nagasaki Univ | 直流スイッチ及び直流スイッチを用いる電気機器 |
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| EP3102454A1 (de) * | 2014-02-08 | 2016-12-14 | Ellenberger & Poensgen GmbH | Hochvoltbordnetz eines kraftfahrzeugs |
| EP3102454B1 (de) * | 2014-02-08 | 2022-12-14 | Ellenberger & Poensgen GmbH | Hochvoltbordnetz eines kraftfahrzeugs |
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Legal Events
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