KR20210092826A - DC power supply - Google Patents

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KR20210092826A
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아키히로 기타노
요시노리 나가미츠
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후지 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

이 직류 전원 장치의 제어부는, 직렬용 스위칭 소자 및 도통(導通) 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행하거나, 또는, 직렬용 스위칭 소자, 도통 전환 소자, 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. The control part of this DC power supply performs control which turns off the semiconductor switching element after simultaneously performing control which turns off the switching element for series and conduction|electrical_connection switching element, Or a series switching element, conduction|electrical_connection switching element, a semiconductor It is comprised so that the control which turns off in order of a switching element may be performed.

Description

직류 전원 장치DC power supply

본 발명은 직류 전원 장치에 관한 것으로, 특히, 고압 전류를 고속 차단하는 전류 차단부를 구비하는 직류 전원 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a DC power supply device, and more particularly, to a DC power supply device having a current interrupter for breaking high-voltage current at high speed.

직류 전원 장치의 출력에 있어서의 사고 전류의 보호로서는, 퓨즈나 기계식의 직류 차단기에 의한 보호가 일반적이다. 그러나, 종래의 기계식의 직류 차단기는 직류 전원 장치에 사용되는 IGBT 등의 전력용 반도체의 전류내량에 대해 차단에 필요한 시간이 길어, 반도체 소자의 보호가 늦어지기 때문에, 사고의 영향이 확대될 우려가 있다. 그래서 종래의 해결 수단으로서, 고압 전류를 고속 차단하는 전류 차단부를 구비하는 전원 장치가 알려져 있다. 이러한 직류 전원 장치는, 예컨대, 일본 특허 공개 제2019-36405호 공보에 기재되어 있다.As protection of the fault current in the output of a DC power supply device, protection by a fuse or a mechanical DC circuit breaker is common. However, the conventional mechanical DC circuit breaker takes a long time to cut off the current withstand capacity of power semiconductors such as IGBTs used in DC power supply devices, which delays the protection of semiconductor elements, so there is a risk that the impact of an accident may be expanded. there is. Therefore, as a conventional solution, a power supply device having a current interrupter for breaking a high-voltage current at high speed is known. Such a DC power supply device is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2019-36405.

상기 일본 특허 공개 제2019-36405호 공보에는, 전원과 부하 사이에 설치되는 주회로 스위치(사이리스터 또는 기계식의 스위치)와, 주회로 스위치에 병렬로 접속되는 콘덴서를 구비하는 전원 장치가 개시되어 있다. 상기 전원 장치에서는, 주회로 스위치에 사고 전류가 흐른 경우에, 상기 콘덴서로부터 주회로 스위치에 중첩 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 상기 중첩 전류는, 상기 사고 전류와는 반대 방향으로 주회로 스위치를 흐른다. 이에 의해, 상기 사고 전류가 상기 중첩 전류에 의해 상쇄되기 때문에, 주회로 스위치를 고속으로 차단하는 것이 가능하다. 또한, 주회로 스위치로서 기계식의 스위치를 사용하는 경우도 마찬가지로, 오프할 때에, 주회로 접점에 아크가 발생하는 것이 억제되기 때문에, 주회로 스위치를 고속으로 차단하는 것을 가능하게 하고, 또한 도통(導通) 손실이 커지는 것을 억제하는 것이 가능하다.Japanese Patent Laid-Open No. 2019-36405 discloses a power supply device including a main circuit switch (thyristor or mechanical switch) provided between a power source and a load, and a capacitor connected in parallel to the main circuit switch. In the power supply device, when a fault current flows in the main circuit switch, a superimposed current flows from the capacitor to the main circuit switch. The superimposed current flows through the main circuit switch in a direction opposite to the fault current. Thereby, since the fault current is canceled by the overlapping current, it is possible to cut off the main circuit switch at high speed. In addition, similarly in the case of using a mechanical switch as the main circuit switch, it is possible to cut off the main circuit switch at high speed since it is suppressed that an arc is generated at the main circuit contact point when the switch is turned off, and also conduction (導通). ), it is possible to suppress the increase in loss.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2019-36405호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2019-36405

그러나, 상기 일본 특허 공개 제2019-36405호 공보에서는, 주회로 스위치에 중첩 전류를 흘리기 위해서, 전류(轉流) 콘덴서를 설치할 필요가 있다. 여기서, 전류용 콘덴서는 비교적 대형의 소자이기 때문에, 전원 장치가 대형화되는 경우가 있다. 따라서, 사고 전류를 고속으로 차단하는 것이 가능하고, 소형화를 도모하는 것이 가능한 직류 전원 장치가 요망되고 있다.However, in Japanese Patent Laid-Open No. 2019-36405, it is necessary to provide a current capacitor in order to pass a superimposed current to the main circuit switch. Here, since the capacitor for current is a relatively large element, the power supply device may be enlarged. Accordingly, there is a demand for a DC power supply capable of breaking the fault current at high speed and capable of achieving miniaturization.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 하나의 목적은, 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 사고 전류를 고속으로 차단하는 것이 가능하고, 직류 전원 장치를 소형화하는 것이 가능한 직류 전원 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and one object of the present invention is to cut off the fault current at high speed while suppressing the increase in conduction loss, and to reduce the size of the DC power supply. to provide a power supply.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 국면에 따른 직류 전원 장치는, 교류 전압원으로부터 공급되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기와, 정류기와 부하 사이의 전기적인 접속 및 차단을 행하는 전류 차단부와, 정류기 및 전류 차단부의 제어를 행하는 제어부를 구비하고, 전류 차단부는, 직류 전압의 정격 전압보다 내압이 큰 직렬용 스위칭 소자와, 직렬용 스위칭 소자에 대해 부하 측에 직렬로 접속되고, 정격 전압보다 내압이 작은 자기 소호식의 도통 전환 소자를 갖는 직렬 회로와, 직렬 회로에 대해 병렬로 접속되고, 정격 전압보다 내압이 큰 자기 소호식의 반도체 스위칭 소자를 포함하며, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 각각은, 반도체 스위칭 소자보다 도통 손실이 작고, 제어부는, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행하거나, 또는, 직렬용 스위칭 소자, 도통 전환 소자, 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 또한, 직렬용 스위칭 소자는, 반도체 소자뿐만이 아니라, 기계식의 스위치를 포함한다.In order to achieve the above object, a DC power supply device according to an aspect of the present invention includes a rectifier that converts an AC input voltage supplied from an AC voltage source into a DC voltage, and a current cutoff that performs electrical connection and interruption between the rectifier and a load. and a control unit for controlling the rectifier and the current interrupting unit, wherein the current interrupting unit is connected in series to the load side with respect to the series switching element and the series switching element having a higher withstand voltage than the rated voltage of the DC voltage, A series circuit having a self-extinguishing type conduction switching element having a withstand voltage smaller than a voltage, and a self-extinguishing semiconductor switching element connected in parallel to the series circuit and having a withstand voltage greater than a rated voltage, a series switching element and conduction Each of the switching elements has a conduction loss smaller than that of the semiconductor switching element, and the control unit performs control to turn off the semiconductor switching element after simultaneously performing control to turn off the series switching element and the conduction switching element, or It is comprised so that the control which interrupts|blocks a current interruption|blocking part may be performed by performing control which turns off in order of an element, a conduction switching element, and a semiconductor switching element. In addition, the switching element for series contains not only a semiconductor element but a mechanical switch.

본 발명의 일 국면에 따른 직류 전원 장치에서는, 상기한 바와 같이, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 반도체 스위칭 소자가 오프되거나, 또는, 직렬용 스위칭 소자, 도통 전환 소자, 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프된다. 이에 의해, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자에 흐르고 있는 전류가 반도체 스위칭 소자로 전류되기 때문에, 모든 전류가 반도체 스위칭 소자에 흐르고 있는 상태에서 반도체 스위칭 소자를 오프할 수 있다. 여기서, 반도체 스위칭 소자에는 오프 시에 아크가 발생하지 않기 때문에, 고속으로 반도체 스위칭 소자를 오프 상태로 하기 위해서 콘덴서의 충전 에너지를 이용하여 반도체 스위칭 소자에 중첩 전류를 흘릴 필요가 없다. 따라서, 상기한 바와 같이 제어함으로써, 콘덴서를 이용하지 않고 반도체 스위칭 소자에 의해 고속으로 사고 전류를 차단할 수 있다. 이에 의해, 사고 전류를 고속으로 차단하면서 직류 전원 장치를 소형화할 수 있다.In the DC power supply device according to an aspect of the present invention, as described above, the semiconductor switching element is turned off or the series switching element and the conduction switching element are turned off after the control for turning off the series switching element and the conduction switching element is simultaneously performed. , are turned off in the order of the semiconductor switching element. Thereby, since the current flowing in the series switching element and the conduction switching element flows to the semiconductor switching element, the semiconductor switching element can be turned off while all the currents are flowing in the semiconductor switching element. Here, since an arc does not occur in the semiconductor switching element when it is turned off, it is not necessary to pass a superimposed current through the semiconductor switching element by using the charging energy of the capacitor in order to turn the semiconductor switching element into an off state at high speed. Therefore, by controlling as described above, the fault current can be cut off at high speed by the semiconductor switching element without using a capacitor. Thereby, the DC power supply can be downsized while interrupting the fault current at high speed.

또한, 반도체 스위칭 소자에 비해 도통 손실이 비교적 작은 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 직렬 회로가, 반도체 스위칭 소자와 병렬로 접속되어 있음으로써, 반도체 스위칭 소자만이 설치되어 있는 경우와 달리 도통 손실이 비교적 작은 상기 직렬 회로측으로도 적어도 일부의 전류를 흘릴 수 있다. 그 결과, 반도체 스위칭 소자만이 설치되어 있는 경우에 비해, 도통 손실(소비 전력)을 억제할 수 있다. 이들의 결과, 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 사고 전류를 고속으로 차단할 수 있고, 직류 전원 장치를 소형화할 수 있다.In addition, since the series circuit of the series switching element and the conduction switching element, which has a relatively small conduction loss compared to the semiconductor switching element, is connected in parallel with the semiconductor switching element, the conduction loss is reduced unlike the case where only the semiconductor switching element is provided. At least a part of the current can flow even to the relatively small side of the series circuit. As a result, compared with the case where only the semiconductor switching element is provided, conduction loss (power consumption) can be suppressed. As a result of these, the fault current can be cut off at high speed while suppressing the increase in conduction loss, and the DC power supply device can be downsized.

또한, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자에 흐르고 있는 전류가 반도체 스위칭 소자로 전류됨으로써, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자에 전류가 흐르고 있지 않은 상태에서 반도체 스위칭 소자를 오프할 수 있다. 이에 의해, 반도체 스위칭 소자가 오프 상태로 되었을 때, 반도체 스위칭 소자 및 직렬용 스위칭 소자에 직류 전원 장치의 정격 전압이 가해지는 한편, 도통 전환 소자의 전단에 설치되는 직렬용 스위칭 소자가 오프 상태이기 때문에 도통 전환 소자에 가해지는 전압이 대략 제로가 된다. 그 결과, 도통 전환 소자에 내압 이상의 전압(정격 전압)이 가해지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 도통 전환 소자가 파괴되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 각각의 내압은 정격 전압 이상이기 때문에, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 각각은 파괴되지 않는다. 이에 의해, 전류 차단부의 소자(도통 전환 소자)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the current flowing through the series switching element and the conduction switching element flows to the semiconductor switching element, so that the semiconductor switching element can be turned off in a state in which no current flows through the series switching element and the conduction switching element. Accordingly, when the semiconductor switching element is turned off, the rated voltage of the DC power supply is applied to the semiconductor switching element and the series switching element, while the series switching element provided in the front stage of the conduction switching element is in the off state. The voltage applied to the conduction switching element becomes approximately zero. As a result, since it is possible to suppress that a voltage (rated voltage) equal to or higher than the withstand voltage is applied to the conduction switching element, it is possible to suppress destruction of the conduction switching element. Moreover, since each of the withstand voltage of the switching element for series and the conduction switching element is equal to or higher than the rated voltage, each of the switching element for series and the conduction switching element is not destroyed. Thereby, it can suppress that the element (conduction switching element) of a current interruption|blocking part is destroyed.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에, 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 여기서, 직렬용 스위칭 소자를 오프하는 제어와, 도통 전환 소자를 오프하는 제어 사이에 시간차가 있는 경우, 상기 시간차의 분만큼 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어가 지연되기 때문에, 반도체 스위칭 소자에 전류가 흐르는 시간이 증대된다. 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행함으로써, 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어가 지연되는 것을 억제할 수 있고, 반도체 스위칭 소자에 전류가 흐르는 시간이 증대되는 것을 억제할 수 있다. 여기서, 반도체 스위칭 소자의 크기는 통전 가능 시간에 의존한다. 따라서, 반도체 스위칭 소자에 전류가 흐르는 시간이 증대되는 것을 억제함으로써, 반도체 스위칭 소자로서 통전 가능 시간이 비교적 짧은 소자를 이용할 수 있다. 그 결과, 반도체 스위칭 소자가 대형화되는 것을 억제할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, the control unit performs control to turn off the series switching element and the conduction switching element at the same time, and then performs control to turn off the semiconductor switching element to cut off the current interrupting unit is configured to control Here, when there is a time difference between the control to turn off the series switching element and the control to turn off the conduction switching element, since the control to turn off the semiconductor switching element is delayed by the amount of the time difference, a current flows through the semiconductor switching element time is increased By simultaneously performing the control for turning off the series switching element and the conduction switching element, it is possible to suppress a delay in the control to turn off the semiconductor switching element, and it is possible to suppress an increase in the time during which a current flows through the semiconductor switching element. Here, the size of the semiconductor switching element depends on the energizing time. Therefore, by suppressing an increase in the time for which a current flows through the semiconductor switching element, an element having a relatively short energization time can be used as the semiconductor switching element. As a result, it can suppress that a semiconductor switching element enlarges.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는, 도통 전환 소자를 오프하는 제어가 행해짐으로써, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 직렬 회로에 흐르는 전류가 반도체 스위칭 소자측으로 전류됨으로써 직렬용 스위칭 소자에 전류가 흐르지 않게 된 후에, 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 직렬 회로에 아직 전류가 흐르고 있는 동안에 반도체 스위칭 소자가 오프되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 반도체 스위칭 소자가 오프될 때에는, 직렬용 스위칭 소자를 확실히 오프 상태로 할 수 있다. 그 결과, 도통 전환 소자에 고전압(정격 전압)이 가해지는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, the control unit controls to turn off the conduction switching element, so that the current flowing in the series circuit of the series switching element and the conduction switching element flows to the semiconductor switching element side. It is comprised so that the control which interrupts|blocks a current interruption part may be performed by performing control which turns off a semiconductor switching element after a current stops flowing in the switching element for series. When comprised in this way, it can suppress that a semiconductor switching element turns off while electric current is still flowing in the series circuit of the switching element for series and the conduction|conduction switching element. As a result, when the semiconductor switching element is turned off, the switching element for series can be reliably turned off. As a result, it is possible to more reliably suppress that a high voltage (rated voltage) is applied to the conduction switching element.

이 경우, 도통 전환 소자는, 직렬용 스위칭 소자보다 고속으로 스위칭 가능하게 구성되어 있고, 제어부는, 도통 전환 소자를 오프하는 제어가 행해지고 나서, 직렬용 스위칭 소자의 턴 오프 시간 이상의 미리 정해진 시간 후에, 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를, 보다 한층 확실히, 직렬용 스위칭 소자에 전류가 흐르지 않게 된 후에 행할 수 있다.In this case, the conduction switching element is configured to be switchable at a higher speed than the series switching element, and the control unit performs control to turn off the conduction switching element, and after a predetermined time equal to or longer than the turn-off time of the series switching element, By performing control to turn off the semiconductor switching element, it is comprised so that the control which cuts off a current interruption part may be performed. If comprised in this way, control which turns off a semiconductor switching element can be performed after the electric current stops flowing through the switching element for series more reliably.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는, 반도체 스위칭 소자를 온하는 제어를 행한 후에, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 반도체 스위칭 소자가 오프되어 있는 동안에 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자가 온되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 도통 전환 소자에 고전압(직류 전원 장치의 정격 전압)이 인가되는 것을 억제할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, the control unit performs control to turn on the semiconductor switching element and then controls to turn on the series switching element and the conduction switching element to conduct the current interruption unit It is configured to control. With this configuration, it is possible to suppress turning on the series switching element and the conduction switching element while the semiconductor switching element is off, so that a high voltage (the rated voltage of the DC power supply device) from being applied to the conduction switching element can be suppressed. can

이 경우, 제어부는, 반도체 스위칭 소자가 온됨으로써 전류 차단부의 출력 전압이 증가함과 아울러 출력 전압의 증가가 정지한 후에, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 여기서, 전류 차단부의 출력 전압의 증가에 맞춰 반도체 스위칭 소자에 가해지는 전압은 감소한다. 따라서, 전류 차단부의 출력 전압의 증가가 정지한 후에 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 온하는 제어를 행함으로써, 반도체 스위칭 소자에 가해지는 전압이 최소가 되고 나서 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 온할 수 있다. 그 결과, 반도체 스위칭 소자에 병렬로 접속되어 있는 도통 전환 소자에도 반도체 스위칭 소자에 가해지는 전압과 동일한 크기의 전압이 가해지기 때문에, 도통 전환 소자에 고전압이 인가되는 것을 억제할 수 있다.In this case, after the output voltage of a current interruption part increases and the increase of an output voltage stops by a semiconductor switching element being turned on, the control part performs control which turns on the switching element for series and a conduction switching element, By performing a current interruption|blocking part It is configured to control the conduction. Here, the voltage applied to the semiconductor switching element decreases in accordance with an increase in the output voltage of the current blocking unit. Therefore, by controlling to turn on the series switching element and the conduction switching element after the increase in the output voltage of the current interrupting unit stops, the voltage applied to the semiconductor switching element is minimized, and then the series switching element and the conduction switching element are closed. can come on As a result, since a voltage equal to the voltage applied to the semiconductor switching element is also applied to the conduction switching element connected in parallel to the semiconductor switching element, it is possible to suppress the application of a high voltage to the conduction switching element.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 전류 차단부는, 직렬 회로에 병렬로 접속되고, 반도체 스위칭 소자와 직렬로 접속되는 다이오드 소자를 포함하고, 다이오드 소자의 온 전압과 반도체 스위칭 소자의 온 전압의 합계값은, 직렬용 스위칭 소자의 온 전압과 도통 전환 소자의 온 전압의 합계값보다 크다. 이와 같이 구성하면, 온 전압의 합계값이 비교적 큰 다이오드 소자와 반도체 스위칭 소자의 직렬 회로에 흐르는 전류를 비교적 작게 할 수 있다. 그 결과, 다이오드 소자 및 반도체 스위칭 소자의 발열량을 비교적 작게 할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, the current blocking unit includes a diode element connected in parallel to the series circuit and connected in series with the semiconductor switching element, the on-voltage of the diode element and the semiconductor switching element The total value of the turn-on voltage of is larger than the total value of the turn-on voltage of the switching element for series and the turn-on voltage of the conduction switching element. According to this configuration, the current flowing through the series circuit of the diode element and the semiconductor switching element having a relatively large total value of the turn-on voltage can be made relatively small. As a result, the amount of heat generated by the diode element and the semiconductor switching element can be made relatively small.

또한, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 각각의 도통 손실은 반도체 스위칭 소자의 도통 손실보다 작기 때문에, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 각각의 온 저항은, 반도체 스위칭 소자의 온 저항에 비해 비교적 작다. 따라서, 온 저항이 비교적 작은 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자에, 다이오드 소자와 반도체 스위칭 소자의 직렬 회로에 흐르는 전류보다 비교적 큰 전류를 흘림으로써, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 발열량이 증대되는 것을 최대한 억제할 수 있다. 이들에 의해, 전류 차단부 전체로서의 발열량이 증대되는 것을 억제할 수 있다.In addition, since the conduction loss of each of the series switching element and the conduction switching element is smaller than the conduction loss of the semiconductor switching element, the on-resistance of each of the series switching element and the conduction switching element is relatively higher than the on-resistance of the semiconductor switching element. small. Therefore, by passing a relatively larger current than the current flowing through the series circuit of the diode element and the semiconductor switching element to the series switching element and the conduction switching element having a relatively small on-resistance, the amount of heat generated by the series switching element and the conduction switching element is increased. can be suppressed as much as possible. Thereby, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the current interrupting unit as a whole.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 정류기에 의해 변환된 직류 전력을 축적하는 축전부를 더 구비하고, 제어부는, 축전부의 직류 전력이 부하에 공급되고 있는 경우에, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행하거나, 또는, 직렬용 스위칭 소자, 도통 전환 소자, 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프하는 제어를 행함으로써, 축전부로부터 부하에 흐르는 전류를 전류 차단부에 의해 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전류의 도통 시에 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 전류 차단부의 소자가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, there is further provided a power storage unit for accumulating the DC power converted by the rectifier, and the control unit is configured to switch the series when the DC power of the power storage unit is supplied to the load. By performing control to turn off the semiconductor switching element after simultaneously performing control to turn off the element and conduction switching element, or by performing control to turn off the series switching element, conduction switching element, and semiconductor switching element in this order, the power storage unit It is configured to perform control to cut off the current flowing from the to the load by the current interrupter. With this configuration, it is possible to suppress an increase in conduction loss during conduction of current, while suppressing destruction of the element of the current interruption unit.

상기 일 국면에 따른 직류 전원 장치에 있어서, 바람직하게는, 직렬용 스위칭 소자, 도통 전환 소자, 및 반도체 스위칭 소자는, 각각, 사이리스터, MOSFET, 및 IGBT를 포함한다. 이와 같이 구성하면, 사이리스터는 비교적 온 전압이 낮기 때문에, 직렬용 스위칭 소자로서 사이리스터를 이용함으로써, 전류 도통 시(직류 전원 장치의 통상 운전 시)에 도통 손실이 커지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, IGBT는 비교적 고속으로 스위칭하고 내압이 높기 때문에, 반도체 스위칭 소자로서 IGBT를 이용함으로써, 고속으로 전류 차단을 행할 수 있고, 반도체 스위칭 소자에 고전압(정격 전압)이 가해진 경우에도 반도체 스위칭 소자가 파괴되는 것을 억제할 수 있다. 또한, MOSFET은 비교적 도통 손실이 낮기 때문에, 도통 전환 소자로서 MOSFET을 이용함으로써, 전류 도통 시(직류 전원 장치의 통상 운전 시)에 도통 손실이 커지는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, MOSFET은 비교적 고속으로 스위칭하기 때문에, 전류 차단 시에 있어서 비교적 신속하게, 직렬용 스위칭 소자 및 도통 전환 소자의 직류 회로에 흐르는 전류를 반도체 스위칭 소자측으로 전류시킬 수 있다. 그 결과, 전류 차단부가 전류 차단에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.In the DC power supply device according to the above aspect, preferably, the series switching element, the conduction switching element, and the semiconductor switching element each include a thyristor, a MOSFET, and an IGBT. With this configuration, since the thyristor has a relatively low turn-on voltage, it is possible to effectively suppress an increase in conduction loss during current conduction (normal operation of the DC power supply device) by using the thyristor as a series switching element. In addition, since the IGBT switches relatively quickly and has a high withstand voltage, by using the IGBT as a semiconductor switching element, it is possible to perform current interruption at high speed, and the semiconductor switching element is destroyed even when a high voltage (rated voltage) is applied to the semiconductor switching element. can be prevented from becoming Further, since the MOSFET has relatively low conduction loss, by using the MOSFET as the conduction switching element, it is possible to more effectively suppress the increase in conduction loss during current conduction (during normal operation of the DC power supply device). In addition, since the MOSFET switches at a relatively high speed, the current flowing through the DC circuit of the series switching element and the conduction switching element can be made to the semiconductor switching element side relatively quickly when the current is interrupted. As a result, the time required for the current interruption unit to interrupt the current can be shortened.

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 사고 전류를 고속으로 차단할 수 있고, 직류 전원 장치를 소형화할 수 있다.According to the present invention, as described above, the fault current can be cut off at high speed while suppressing the increase in conduction loss, and the DC power supply device can be downsized.

도 1은 일 실시형태에 따른 직류 전원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 전류 차단부의 각 소자의 게이트 신호 및 전류값을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 전류 차단부에 있어서 IGBT가 온되어 도통의 제어가 개시되었을 때(기간 A)의 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 전류 차단부에 있어서 도통 시에 사이리스터 및 MOSFET이 온되었을 때(기간 B)의 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 전류 차단부에 있어서 사이리스터 및 MOSFET이 오프되어 전류 차단의 제어가 개시되었을 때(기간 C)의 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 IGBT가 오프되어 전류 차단의 제어가 완료되었을 때(기간 D)의 전류 차단부의 상태를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a DC power supply device according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating a gate signal and a current value of each device of a current blocking unit according to an exemplary embodiment.
Fig. 3 is a diagram showing the flow of current when the IGBT is turned on and the conduction control is started (period A) in the current interrupter according to the embodiment.
Fig. 4 is a diagram showing the flow of current when the thyristor and the MOSFET are turned on (period B) at the time of conduction in the current blocking section according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the flow of current when the thyristor and the MOSFET are turned off and the control of the current cutoff is started (period C) in the current cutoff unit according to the embodiment.
6 is a view showing the state of the current interruption unit when the IGBT is turned off and control of the current interruption is completed (period D) according to the embodiment;

이하, 본 발명을 구체화한 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which embodied this invention is described based on drawing.

[본 실시형태][this embodiment]

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시형태에 따른 직류 전원 장치(100)의 구성에 대해 설명한다.The configuration of the DC power supply device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

(직류 전원 장치의 구성)(configuration of DC power supply)

도 1에 도시된 바와 같이, 직류 전원 장치(100)는, 정류기(1)와, 축전부(2)와, 전류 센서(3)와, 전류 차단부(4)와, 제어부(5)와, 구동부(6)와, 전압 센서(7)를 구비한다. 직류 전원 장치(100)는, 예컨대 태양광 발전 시스템에 이용된다.As shown in FIG. 1 , the DC power supply 100 includes a rectifier 1 , a power storage unit 2 , a current sensor 3 , a current interrupter 4 , a control unit 5 , A driving unit (6) and a voltage sensor (7) are provided. The DC power supply device 100 is used, for example, in a solar power generation system.

정류기(1)는, 외부의 계통(101)으로부터 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하도록 구성되어 있다. 직류 전원 장치(100)의 외부에는, 계통(101)과 직류 전원 장치(100) 사이의 전류의 도통 및 차단을 전환하는 교류 차단기(102)가 설치되어 있다. 또한, 계통(101)은, 청구의 범위의 「교류 전압원」의 일례이다.The rectifier 1 is configured to convert an AC input voltage input from an external system 101 into a DC voltage. An AC circuit breaker 102 for switching conduction and interruption of current between the system 101 and the DC power supply 100 is provided outside the DC power supply device 100 . In addition, the system 101 is an example of the "AC voltage source" of a claim.

축전부(2)는, 정류기(1)에 의해 변환된 직류 전력을 축적하도록 구성되어 있다. 축전부(2)는, 계통(101)으로부터 전력이 공급되지 않는 경우(정전 시 등)에, 전원으로서 부하(103)에 전력을 공급한다.The power storage unit 2 is configured to store the DC power converted by the rectifier 1 . The power storage unit 2 supplies power to the load 103 as a power source when power is not supplied from the system 101 (such as during a power outage).

전류 센서(3)는, 정류기(1)[축전부(2)]와 전류 차단부(4) 사이에 흐르는 전류값을 검출하도록 구성되어 있다.The current sensor 3 is configured to detect a current value flowing between the rectifier 1 (power storage unit 2 ) and the current interruption unit 4 .

전류 차단부(4)는, 정류기(1)[축전부(2)]와 부하(103) 사이의 전기적인 접속 및 차단을 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 전류 차단부(4)는, 사이리스터(40)와, 사이리스터(40)와 직렬로 접속되는 자기 소호식의 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)(41)을 포함한다. MOSFET(41)은, 사이리스터(40)에 대해 부하(103)측에 있어서 사이리스터(40)와 직렬로 접속되어 있다. 또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)은, 각각, 청구의 범위의 「직렬용 스위칭 소자」 및 「도통 전환 소자」의 일례이다.The current interruption unit 4 is configured to perform electrical connection and interruption between the rectifier 1 (power storage unit 2 ) and the load 103 . Specifically, the current blocking unit 4 includes a thyristor 40 and a self-extinguishing type MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 41 connected in series with the thyristor 40 . The MOSFET 41 is connected in series with the thyristor 40 on the load 103 side with respect to the thyristor 40 . In addition, the thyristor 40 and the MOSFET 41 are an example of "series switching element" and "conduction switching element" of a claim, respectively.

또한, 전류 차단부(4)는, 다이오드 소자(42)와, 자기 소호식의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)(43)를 포함한다. IGBT(43)는, 다이오드 소자(42)에 대해 부하(103)측에 있어서 다이오드 소자(42)와 직렬로 접속되어 있다. IGBT(43)로서, RB(Reverse Blocking)-IGBT 및 RC(Reverse Conducting)-IGBT를 이용해도 좋다. 또한, IGBT(43)는, 청구의 범위의 「반도체 스위칭 소자」의 일례이다.In addition, the current blocking unit 4 includes a diode element 42 and a self-extinguishing type IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 43 . The IGBT 43 is connected in series with the diode element 42 on the load 103 side with respect to the diode element 42 . As the IGBT 43, RB (Reverse Blocking)-IGBT and RC (Reverse Conducting)-IGBT may be used. In addition, the IGBT 43 is an example of the "semiconductor switching element" of a claim.

또한, 사이리스터(40)와 MOSFET(41)의 직렬 회로는, 다이오드 소자(42)와 IGBT(43)의 직렬 회로와 병렬로 접속되어 있다.Further, the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is connected in parallel with the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 .

또한, 사이리스터(40)의 내압(예컨대 1600 V)은, 직류 전원 장치(100)에 있어서 이용되는 직류 전압의 정격 전압(예컨대 750 V)보다 크다. 또한, MOSFET(41)의 내압(예컨대 10 V∼20 V)은, 상기 정격 전압보다 작다. 또한, IGBT(43)의 내압(예컨대 1600 V)은, 상기 정격 전압보다 크다.In addition, the withstand voltage (eg, 1600 V) of the thyristor 40 is larger than the rated voltage (eg, 750 V) of the DC voltage used in the DC power supply device 100 . Further, the withstand voltage (eg, 10 V to 20 V) of the MOSFET 41 is smaller than the rated voltage. In addition, the withstand voltage (eg, 1600 V) of the IGBT 43 is greater than the rated voltage.

또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각의 도통 손실은, [사이리스터(40) 및 MOSFET(41)과 동일한 크기의 전류가 흐르고 있는 경우의] IGBT(43)의 도통 손실보다 작다. 또한, MOSFET(41) 및 IGBT(43)의 각각은, 사이리스터(40)보다 고속으로 스위칭 가능하게 구성되어 있다. 또한, MOSFET(41)은, IGBT(43)보다 고속으로 스위칭 가능하게 구성되어 있다.In addition, the conduction loss of each of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is smaller than the conduction loss of the IGBT 43 (when a current having the same magnitude as that of the thyristor 40 and the MOSFET 41 flows). Moreover, each of the MOSFET 41 and the IGBT 43 is comprised so that switching is possible at higher speed than the thyristor 40. As shown in FIG. Further, the MOSFET 41 is configured to be switchable at a higher speed than the IGBT 43 .

또한, 전류 차단부(4)는, 비교적 소량의 소자[사이리스터(40), MOSFET(41), 다이오드 소자(42), 및 IGBT(43)의 4개의 소자]에 의해 전류 차단을 행하고 있다. 이에 대해, 예컨대 콘덴서로부터의 방전 전류에 의해 스위치에 상쇄 전류를 흘리는 것과 같은 구성에서는, 스위치 및 콘덴서에 더하여, 저항 소자, 리액터, 사이리스터, 및 다이오드 등의 비교적 많은 소자(부품)가 필요하다. 따라서, 전류 차단부(4)가 비교적 소량의 소자에 의해 구성되어 있음으로써, 전류 차단부(4)의 고장률이 높아지는 것을 억제(신뢰성이 저하되는 것을 억제)하는 것이 가능하다.In addition, the current interruption unit 4 interrupts the current with a relatively small amount of elements (four elements of the thyristor 40, MOSFET 41, diode element 42, and IGBT 43). On the other hand, for example, in a configuration in which an offset current is passed through a switch by means of a discharge current from a capacitor, in addition to the switch and the capacitor, a relatively large number of elements (components) such as a resistor, a reactor, a thyristor, and a diode are required. Therefore, since the current interruption unit 4 is constituted by a relatively small amount of elements, it is possible to suppress an increase in the failure rate of the current interruption unit 4 (reducing a decrease in reliability).

또한, 제어부(5)는, 정류기(1) 및 전류 차단부(4)의 제어를 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제어부(5)는, 정류기(1)에 설치되는 도시하지 않은 스위칭 소자에 게이트 신호를 송신함으로써 정류기(1)의 동작을 제어하고 있다. 또한, 제어부(5)는, 구동부(6)에, 전류 차단부(4)를 제어하기 위한 지령 신호를 송신하도록 구성되어 있다.Moreover, the control part 5 is comprised so that the rectifier 1 and the current interruption|blocking part 4 may be controlled. Specifically, the control unit 5 controls the operation of the rectifier 1 by transmitting a gate signal to a switching element (not shown) provided in the rectifier 1 . In addition, the control unit 5 is configured to transmit a command signal for controlling the current interruption unit 4 to the driving unit 6 .

상세하게는, 구동부(6)는, 제어부(5)로부터의 지령 신호에 기초하여, 전류 차단부(4)의 사이리스터(40), MOSFET(41), 및 IGBT(43)를 온 또는 오프하는 게이트 신호를 송신하도록 구성되어 있다.Specifically, the driving unit 6 is a gate that turns on or off the thyristor 40 , the MOSFET 41 , and the IGBT 43 of the current blocking unit 4 based on a command signal from the control unit 5 . configured to transmit a signal.

또한, 전압 센서(7)는, 전류 차단부(4)의 출력 전압[전류 차단부(4)와 부하(103) 사이의 전압]을 검출하도록 구성되어 있다.Further, the voltage sensor 7 is configured to detect the output voltage of the current interrupter 4 (the voltage between the current interrupter 4 and the load 103 ).

(직류 전원 장치의 동작)(Operation of DC power supply)

다음으로, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 직류 전원 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.Next, an operation of the DC power supply device 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 6 .

먼저, 직류 전원 장치(100)의 기동 시에 있어서, 정류기(1)를 시동시켜 부하(103)에 급전을 행하는 경우에 대해 설명한다.First, a case in which power is supplied to the load 103 by starting the rectifier 1 at the time of starting the DC power supply device 100 will be described.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, IGBT(43)에 게이트 신호가 송신됨으로써 IGBT(43)가 온(턴 온)된다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, IGBT(43)에 게이트 신호가 송신되고 나서 MOSFET(41) 및 사이리스터(40)에 게이트 신호가 송신되기까지의 기간 I(도 2 참조)에 있어서, 정류기(1)로부터의 전류(도 3의 파선 참조)가, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)를 통해 부하(103)측으로 흐른다. 도 2의 (d) 및 (f)에 도시된 바와 같이, IGBT(43)가 턴 온됨으로써, 전류 차단부(4)의 출력 전류값[도 2의 (d) 참조], 및 IGBT(43)에 흐르는 전류값[도 2의 (f) 참조]의 각각이 미리 정해진 크기로 증가하고 있다.As shown in (a) of FIG. 2 , the IGBT 43 is turned on (turned on) by transmitting a gate signal to the IGBT 43 . And, as shown in Fig. 3, in the period I (refer to Fig. 2) from when the gate signal is transmitted to the IGBT 43 until the gate signal is transmitted to the MOSFET 41 and the thyristor 40, the rectifier ( A current from 1) (refer to the broken line in FIG. 3 ) flows toward the load 103 through the diode element 42 and the IGBT 43 . As shown in (d) and (f) of Fig. 2, by turning on the IGBT 43, the output current value of the current blocking unit 4 (refer to Fig. 2 (d)), and the IGBT 43 Each of the current values (refer to FIG. 2(f) ) flowing through the are increased to a predetermined size.

본 실시형태에서는, 도 2의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부(5)는, IGBT(43)를 온하는 제어를 행한 후에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다.In the present embodiment, as shown in Figs. 2 (b) and (c), the control unit 5 turns on the thyristor 40 and the MOSFET 41 after performing control for turning on the IGBT 43 . It is comprised so that the control which makes the electric current interruption|blocking part 4 conduct|electrical_connection may be performed by performing this control.

여기서, 전류 차단부(4)의 출력 전압은, IGBT(43)가 온됨으로써 증가한다. 본 실시형태에서는, 제어부(5)는, 전류 차단부(4)의 출력 전압의 증가가 정지한 후에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다.Here, the output voltage of the current blocking unit 4 increases as the IGBT 43 is turned on. In the present embodiment, the control unit 5 performs control to turn on the thyristor 40 and the MOSFET 41 after the increase in the output voltage of the current cutoff unit 4 stops, whereby the current interruption unit 4 is It is configured to perform control to conduct.

구체적으로는, 전압 센서(7)에 의해 검출된 전압값이 미리 정해진 최대 전압까지 상승한 경우, 전압 센서(7)로부터 제어부(5)에 신호가 송신된다. 제어부(5)는, 전압 센서(7)로부터 상기 신호를 수신한 경우, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 턴 온시키기 위한 게이트 신호를 송신하도록 구동부(6)에 지령 신호를 부여한다. 이에 의해, 도 2의 기간 B가 개시된다.Specifically, when the voltage value detected by the voltage sensor 7 rises to a predetermined maximum voltage, a signal is transmitted from the voltage sensor 7 to the control unit 5 . When receiving the signal from the voltage sensor 7 , the control unit 5 gives a command signal to the driving unit 6 so as to transmit a gate signal for turning on the thyristor 40 and the MOSFET 41 . Thereby, the period B of FIG. 2 is started.

상세하게는, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 게이트 신호가 송신됨으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)이 턴 온된다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 기간 B(도 2 참조)에 있어서, 정류기(1)로부터의 전류(도 4의 파선 참조)가, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 직렬 회로와, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로로 분기되어 부하(103)측으로 흐른다.Specifically, by transmitting the gate signal to the thyristor 40 and the MOSFET 41, the thyristor 40 and the MOSFET 41 are turned on. Then, as shown in Fig. 4, in the period B (see Fig. 2), the current from the rectifier 1 (see the broken line in Fig. 4) is connected to the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 , branched into the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 and flows to the load 103 side.

도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 사이리스터(40)가 턴 온됨으로써, 사이리스터(40)에 흐르는 전류값이 미리 정해진 크기로 증가하고 있다. 또한, 기간 I에 있어서 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 직렬 회로측으로만 흐르고 있던 전류가, 기간 B에 있어서 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로측으로도 흐르기 때문에, 기간 B에 있어서 IGBT(43)에 흐르는 전류값은 기간 I에 있어서의 전류값보다 감소한다.As shown in (e) of Figure 2, by turning on the thyristor 40, the current value flowing through the thyristor 40 is increasing to a predetermined size. In addition, since the current flowing only to the series circuit side of the diode element 42 and the IGBT 43 in the period I also flows to the series circuit side of the thyristor 40 and the MOSFET 41 in the period B, in the period B In this case, the current value flowing through the IGBT 43 decreases than the current value in the period I.

여기서, 본 실시형태에서는, 다이오드 소자(42)의 온 전압(순전압)(VF)과 IGBT(43)의 온 전압(콜렉터-이미터 포화 전압)(Vce)의 합계값은, 사이리스터(40)의 온 전압(순전압)(Vth)과 MOSFET(41)의 온 전압(드레인-소스 간 전압)(VDS)의 합계값보다 크다. 구체적으로는, (VF+Vce)>>(Vth+VDS)라고 하는 관계가 된다. 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 흐르는 전류값과, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 직렬 회로에 흐르는 전류값의 비는, 상기 4개의 소자의 온 전압에 의해 결정된다. 온 전압의 합계값이 상기와 같은 관계가 됨으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 흐르는 전류값은, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 직렬 회로에 흐르는 전류값보다 커진다. 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 흐르는 전류값은, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 직렬 회로에 흐르는 전류값의 예컨대 20배 정도이다.Here, in the present embodiment, the sum of the on voltage (forward voltage) V F of the diode element 42 and the on voltage (collector-emitter saturation voltage) Vce of the IGBT 43 is the thyristor 40 ) is greater than the sum of the on voltage (forward voltage) Vth of the MOSFET 41 and the on voltage (drain-source voltage) V DS of the MOSFET 41 . Specifically, the relationship is (V F +Vce)>>(Vth+V DS ). The ratio of the current value flowing through the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 to the current value flowing through the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 is determined by the on voltages of the four elements. . Since the total value of the on voltage has the above relationship, the current value flowing through the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 becomes larger than the current value flowing through the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 . The value of the current flowing through the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is, for example, about 20 times the value of the current flowing through the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 .

이에 의해, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)에는 비교적 작은 전류가 흐르기 때문에, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 발열량을 비교적 작게 하는 것이 가능하다. 또한, MOSFET(41)으로서, 드레인-소스 간 저항이 낮은 소자를 배치함으로써, MOSFET(41)의 발열량을 작게 하는 것이 가능하다. 이에 의해, 사이리스터(40) 이외의 발열량을 작게 하는 것이 가능하다. 그 결과, 전류 차단부(4)를 방열하기 위한 도시하지 않은 방열기를, 사이리스터(40)의 발열량만을 고려하여[MOSFET(41), IGBT(43), 및 다이오드 소자(42)의 발열량을 고려하지 않고] 설계하는 것이 가능해지고, 상기 방열기를 소형화하는 것이 가능해진다.Thereby, since a relatively small current flows through the diode element 42 and the IGBT 43, it is possible to make the amount of heat generated by the diode element 42 and the IGBT 43 relatively small. Further, as the MOSFET 41, it is possible to reduce the amount of heat generated by the MOSFET 41 by disposing an element having a low drain-source resistance. Thereby, it is possible to make small the calorific value other than the thyristor 40. As a result, for a radiator (not shown) for dissipating heat from the current blocking unit 4, only the amount of heat generated by the thyristor 40 is taken into consideration (the amount of heat generated by the MOSFET 41, the IGBT 43, and the diode element 42 is not considered. It becomes possible to design [not], and it becomes possible to downsize the said radiator.

다음으로, 부하(103)에의 급전을 정지하는 경우의 직류 전원 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the DC power supply device 100 when the power supply to the load 103 is stopped will be described.

먼저, 전류 센서(3)가 검지한 전류값이 미리 설정한 범위를 초과한 경우에, 전류 센서(3)로부터 제어부(5)에 신호가 송신된다. 그리고, 신호가 통지된 제어부(5)는, 구동부(6)에 대해 전류 차단부(4)를 차단하기 위한 지령 신호를 송신한다. 이하에, 구체적으로 설명한다.First, when the current value detected by the current sensor 3 exceeds a preset range, a signal is transmitted from the current sensor 3 to the control unit 5 . Then, the control unit 5 to which the signal was notified transmits a command signal for blocking the current interruption unit 4 to the driving unit 6 . Below, it demonstrates concretely.

본 실시형태에서는, 도 2의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부(5)는, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 오프(턴 오프)하는 제어를 동시에 행한 후에 IGBT(43)를 오프하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 턴 오프하기 위한 게이트 신호가 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 동시에 송신된다. 이에 의해, 기간 C가 개시된다. 그 후, IGBT(43)를 턴 오프하기 위한 게이트 신호가 IGBT(43)에 송신되고, 기간 C가 종료된다.In the present embodiment, as shown in Figs. 2(a) to 2(c), the control unit 5 performs control of turning off (turning off) the thyristor 40 and the MOSFET 41 at the same time, after which the IGBT ( 43) is configured to be turned off. Specifically, a gate signal for turning off the thyristor 40 and the MOSFET 41 is simultaneously transmitted to the thyristor 40 and the MOSFET 41 . Thereby, period C is started. Thereafter, a gate signal for turning off the IGBT 43 is transmitted to the IGBT 43, and the period C ends.

이에 의해, 도 2의 (d) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 기간 C에 있어서 사이리스터(40)에 흐르는 전류값은, 기간 B에 있어서 사이리스터(40)에 흐르는 전류값보다 감소[도 2의 (e) 참조]하고 있다. 또한, 기간 C에 있어서 IGBT(43)에 흐르는 전류값은, 기간 B에 있어서 IGBT(43)에 흐르는 전류값보다 증가[도 2의 (f) 참조]하고 있다. 이것은, 도 5에 도시된 바와 같이, MOSFET(41)이 오프됨으로써 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 전류가 흐르지 않게 됨으로써, 기간 B에 있어서 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 흐르고 있던 전류(도 4 참조)가 기간 C에 있어서 IGBT(43)측으로 전류되는 것에 기인하고 있다. 또한, MOSFET(41)이 오프되었을 때에 IGBT(43)는 통전 상태이기 때문에, MOSFET(41)에 고전압(정격 전압)이 가해지는 일은 없다.Thereby, as shown in (d) to (f) of Fig. 2, the current value flowing through the thyristor 40 in the period C is decreased than the current value flowing in the thyristor 40 in the period B [Fig. 2] See (e) of]. In addition, the value of the current flowing through the IGBT 43 in the period C is increased (refer to Fig. 2(f)) higher than the value of the current flowing through the IGBT 43 in the period B. As shown in Fig. 5, when the MOSFET 41 is turned off, no current flows in the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41, so that the thyristor 40 and the MOSFET 41 in the period B. This is due to the current flowing (see Fig. 4) flowing to the IGBT 43 side in the period C. In addition, since the IGBT 43 is energized when the MOSFET 41 is turned off, a high voltage (rated voltage) is not applied to the MOSFET 41 .

또한, 사이리스터(40)는 게이트가 오프되어도 전류(유지 전류)가 흐르고 있으면 온 상태를 계속한다고 하는 특성을 갖지만, MOSFET(41)이 오프됨으로써 사이리스터(40)에 흐르는 전류가 IGBT(43)측으로 전류됨으로써, 사이리스터(40)에 흐르는 전류가 제로가 되고 사이리스터(40)가 오프 상태가 된다. 이에 의해, 예컨대 사이리스터(40)에 상쇄 전류를 흘림으로써 강제적으로 사이리스터(40)를 턴 오프시키는 회로를 설치하지 않아도 사이리스터(40)를 턴 오프시키는 것이 가능하다.In addition, although the thyristor 40 has a characteristic that the on state continues as long as a current (holding current) flows even when the gate is turned off, when the MOSFET 41 is turned off, the current flowing through the thyristor 40 flows to the IGBT 43 side. Thereby, the current flowing through the thyristor 40 becomes zero, and the thyristor 40 is turned off. Accordingly, it is possible to turn off the thyristor 40 without providing a circuit for forcibly turning off the thyristor 40 by flowing an offset current to the thyristor 40 .

또한, 본 실시형태에서는, 제어부(5)는, MOSFET(41)을 오프하는 제어가 행해짐으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 흐르는 전류가 IGBT(43)측으로 전류됨으로써 사이리스터(40)에 전류가 흐르지 않게 된 후에, IGBT(43)를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제어부(5)는, 사이리스터(40)에 흐르는 전류값이 제로가 된 후에, IGBT(43)를 오프하는 제어를 행하도록 구성되어 있다.In addition, in the present embodiment, the control unit 5 controls to turn off the MOSFET 41 so that the current flowing through the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 flows to the IGBT 43 side, so that the thyristor ( 40), by performing control to turn off the IGBT 43 after the current stops flowing, so as to perform control to cut off the current interrupter 4 . Specifically, the control unit 5 is configured to perform control to turn off the IGBT 43 after the value of the current flowing through the thyristor 40 becomes zero.

상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(5)는, MOSFET(41)을 오프하는 제어가 행해지고 나서, 사이리스터(40)의 턴 오프 시간 이상의 시간(t) 후에, IGBT(43)를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, MOSFET(41) 및 사이리스터(40)의 각각에 게이트 오프 신호가 송신되고 나서 시간(t) 후에 IGBT(43)에 게이트 오프 신호가 송신된다. 또한, 사이리스터(40)의 턴 오프 시간이 예컨대 0.5 ㎳∼1 ㎳인 경우, 시간(t)을, 사이리스터(40)의 턴 오프 시간의 2배 정도인 1 ㎳∼2 ㎳ 정도로 하는 것이 바람직하다.Specifically, as shown in FIG. 2 , the control unit 5 turns off the MOSFET 41 after a time t equal to or longer than the turn-off time of the thyristor 40, after the IGBT 43 is turned off. It is comprised so that the control which cuts off the current interruption|blocking part 4 may be performed by performing the control to turn off. Specifically, a gate-off signal is transmitted to the IGBT 43 after a time t after the gate-off signal is transmitted to each of the MOSFET 41 and the thyristor 40 . In addition, when the turn-off time of the thyristor 40 is, for example, 0.5 ms to 1 ms, the time t is preferably about 1 ms to 2 ms, which is about twice the turn-off time of the thyristor 40 .

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, IGBT(43)가 오프된 후의 기간 D에 있어서, IGBT(43)에 전류가 흐르지 않게 된다. 도 2의 (d) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 기간 D에 있어서는, 전류 차단부(4)의 출력 전류[도 2의 (d) 참조], 사이리스터(40)에 흐르는 전류[도 2의 (e) 참조], 및 IGBT(43)[도 2의 (f) 참조]에 흐르는 전류의 각각이 제로가 된다. 이에 의해, 전류 차단부(4)에 의한 전류 차단의 제어가 완료된다. 또한, IGBT(43)가 턴 오프되었을 때, IGBT(43) 및 사이리스터(40)의 각각에 정격 전압이 가해지는 한편, MOSFET(41)에는 거의 전압이 가해지지 않는다.Then, as shown in FIG. 6 , in the period D after the IGBT 43 is turned off, no current flows in the IGBT 43 . As shown in (d) to (f) of Fig. 2, in the period D, the output current of the current interrupter 4 (see Fig. 2 (d)), the current flowing through the thyristor 40 (Fig. 2) of (e)] and the current flowing through the IGBT 43 (see Fig. 2(f)), respectively, become zero. Thereby, the control of the current interruption by the current interruption|blocking part 4 is completed. Further, when the IGBT 43 is turned off, a rated voltage is applied to each of the IGBT 43 and the thyristor 40, while almost no voltage is applied to the MOSFET 41.

또한, 정전 시 등에 있어서 계통(101)으로부터 전력이 공급되지 않는 경우, 축전부(2)의 직류 전력이 부하(103)에 공급된다. 이 경우, 제어부(5)는, 축전부(2)로부터 흐르는 전류를 전류 차단부(4)에 의해 도통시키고 차단하는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 축전부(2)로부터의 전류를 도통시키고 차단하는 경우의 제어 방법은, 정류기(1)로부터의 전류를 도통시키고 차단하는 상기한 방법(도 2 참조)과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.Further, when power is not supplied from the system 101 during a power outage or the like, the DC power from the power storage unit 2 is supplied to the load 103 . In this case, the control part 5 is comprised so that the electric current which flows from the power storage part 2 may be made to conduct|conduct by the current interruption part 4, and the control which interrupts|blocks it is comprised. Since the control method in the case of conducting and interrupting the electric current from the power storage unit 2 is the same as the above-described method of conducting and interrupting the electric current from the rectifier 1 (refer to Fig. 2), a detailed description thereof is omitted.

또한, 반도체 스위칭 소자인 IGBT(43)를 오프시킴으로써 전류 차단부(4)에 흐르는 전류가 차단되기 때문에, 기계 스위치에 의해서만 전류를 차단하는 경우와 달리, 아크가 발생하는 일이 없다. 따라서, 아크를 강제적으로 소멸시키기 위한 구성을 별도로 설치하지 않고, 고속으로 전류 차단을 행하는 것이 가능하다.In addition, since the current flowing through the current blocking unit 4 is cut off by turning off the IGBT 43 serving as the semiconductor switching element, an arc is not generated unlike the case where the current is cut off only by a mechanical switch. Therefore, it is possible to perform current interruption at high speed without separately providing a configuration for forcibly extinguishing the arc.

또한, 기계 스위치를 이용한 경우, 직류의 아크 소호는 일반적으로 교류의 아크 소호보다 어렵기 때문에 선택할 수 있는 스위치가 한정된다. 그래서, 반도체 스위칭 소자인 IGBT(43)에 의해 전류를 차단함으로써, 소자(스위치)의 선택지가 한정된다고 하는 문제를 해소하는 것이 가능하다.In addition, in the case of using a mechanical switch, since arc extinguishing of direct current is generally more difficult than arc extinguishing of alternating current, selectable switches are limited. Therefore, by interrupting the current by the IGBT 43 serving as a semiconductor switching element, it is possible to solve the problem that the selection of the element (switch) is limited.

또한, 기계 스위치에 아크가 발생함으로써 도통 상태가 일정 시간 계속되는 경우와 달리, 퓨즈 엘리먼트 등을 설치하여 과전류 보호를 행할 필요가 없다. 이에 의해, 퓨즈 엘리먼트 등이 경년 열화한 경우 등에 행해지는 교환 작업 등을 행하는 수고를 생략하는 것이 가능하다.In addition, unlike the case where the conduction state is continued for a certain period of time due to the occurrence of an arc in the mechanical switch, there is no need to provide overcurrent protection by providing a fuse element or the like. Thereby, it is possible to omit the trouble of performing the replacement operation|work etc. which are performed when a fuse element etc. deteriorate with age.

[본 실시형태의 효과][Effect of this embodiment]

본 실시형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.In this embodiment, the following effects can be acquired.

본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 전류 차단부(4)는, 직류 전압의 정격 전압보다 내압이 큰 사이리스터(40)와, 사이리스터(40)에 대해 부하(103)측에 직렬로 접속되고, 정격 전압보다 내압이 작은 자기 소호식의 MOSFET(41)을 갖는 직렬 회로와, 상기 직렬 회로에 대해 병렬로 접속되고, 정격 전압보다 내압이 큰 자기 소호식의 IGBT(43)를 포함한다. 또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각은, IGBT(43)보다 도통 손실이 작다. 그리고, 제어부(5)가, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 IGBT(43)를 오프하는 제어를 행하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다.In this embodiment, as described above, the current interrupter 4 is connected in series to the load 103 side with respect to the thyristor 40 and the thyristor 40 having a higher withstand voltage than the rated voltage of the DC voltage, A series circuit having a self-extinguishing MOSFET 41 having a withstand voltage lower than the rated voltage, and a self-extinguishing type IGBT 43 connected in parallel to the series circuit and having a higher withstand voltage than the rated voltage. In addition, each of the thyristor 40 and the MOSFET 41 has a conduction loss smaller than the IGBT 43 . Then, the DC power supply device 100 is configured such that the control unit 5 performs control to turn off the thyristor 40 and the MOSFET 41 at the same time, and then performs control to turn off the IGBT 43 .

이에 의해, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 흐르고 있는 전류가 IGBT(43)로 전류되기 때문에, 모든 전류가 IGBT(43)에 흐르고 있는 상태에서 IGBT(43)를 오프할 수 있다. 여기서, IGBT(43)에는 오프 시에 아크가 발생하지 않기 때문에, 고속으로 IGBT(43)를 오프 상태로 하기 위해서 콘덴서의 충전 에너지를 이용하여 IGBT(43)에 중첩 전류를 흘릴 필요가 없다. 따라서, 상기한 바와 같이 제어함으로써, 콘덴서를 이용하지 않고 IGBT(43)에 의해 고속으로 사고 전류를 차단할 수 있다. 이에 의해, 사고 전류를 고속으로 차단하면서 직류 전원 장치(100)를 소형화할 수 있다.Thereby, since the current flowing through the thyristor 40 and the MOSFET 41 flows to the IGBT 43 , the IGBT 43 can be turned off while all the currents are flowing through the IGBT 43 . Here, since an arc does not occur in the IGBT 43 when it is turned off, it is not necessary to pass a superimposed current to the IGBT 43 using the charging energy of the capacitor to turn the IGBT 43 off at high speed. Therefore, by controlling as described above, the fault current can be cut off at high speed by the IGBT 43 without using a capacitor. Accordingly, it is possible to reduce the size of the DC power supply device 100 while cutting off the fault current at high speed.

또한, IGBT(43)에 비해 도통 손실이 비교적 작은 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로가, IGBT(43)와 병렬로 접속되어 있음으로써, IGBT(43)만이 설치되어 있는 경우와 달리 도통 손실이 비교적 작은 상기 직렬 회로측으로도 적어도 일부의 전류를 흘릴 수 있다. 그 결과, IGBT(43)만이 설치되어 있는 경우에 비해, 도통 손실(소비 전력)을 억제할 수 있다. 이들의 결과, 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 사고 전류를 고속으로 차단할 수 있고, 직류 전원 장치(100)를 소형화할 수 있다.In addition, the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41, which has a relatively small conduction loss compared to the IGBT 43, is connected in parallel with the IGBT 43, unlike the case where only the IGBT 43 is provided. At least a part of the current can flow even to the side of the series circuit having a relatively small conduction loss. As a result, compared with the case where only the IGBT 43 is provided, conduction loss (power consumption) can be suppressed. As a result of these, the fault current can be cut off at high speed while suppressing the increase in conduction loss, and the DC power supply device 100 can be downsized.

또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 흐르고 있는 전류가 IGBT(43)로 전류됨으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에 전류가 흐르고 있지 않은 상태에서 IGBT(43)를 오프할 수 있다. 이에 의해, IGBT(43)가 오프 상태로 되었을 때, IGBT(43) 및 사이리스터(40)에 직류 전원 장치(100)의 정격 전압이 가해지는 한편, MOSFET(41)의 전단에 설치되는 사이리스터(40)가 오프 상태이기 때문에 MOSFET(41)에 가해지는 전압이 대략 제로가 된다. 그 결과, MOSFET(41)에 내압 이상의 전압(정격 전압)이 가해지는 것을 억제할 수 있기 때문에, MOSFET(41)이 파괴되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각의 내압은 정격 전압 이상이기 때문에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각은 파괴되지 않는다. 이에 의해, 전류 차단부(4)[MOSFET(41)]의 소자가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the current flowing through the thyristor 40 and the MOSFET 41 flows to the IGBT 43, so that the IGBT 43 can be turned off while no current flows through the thyristor 40 and the MOSFET 41. . Thereby, when the IGBT 43 is turned off, the rated voltage of the DC power supply device 100 is applied to the IGBT 43 and the thyristor 40, while the thyristor 40 provided in the front stage of the MOSFET 41. ) is off, so the voltage applied to the MOSFET 41 is approximately zero. As a result, since it is possible to suppress that a voltage (rated voltage) equal to or higher than the withstand voltage is applied to the MOSFET 41 , it is possible to suppress the MOSFET 41 from being destroyed. In addition, since each of the withstand voltages of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is equal to or greater than the rated voltage, each of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is not destroyed. Thereby, it can suppress that the element of the current interruption|blocking part 4 (MOSFET 41) is destroyed.

여기서, 사이리스터(40)를 오프하는 제어와, MOSFET(41)을 오프하는 제어 사이에 시간차가 있는 경우, 상기 시간차의 분만큼 IGBT(43)를 오프하는 제어가 지연되기 때문에, IGBT(43)에 전류가 흐르는 시간이 증대된다. 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 오프하는 제어를 동시에 행함으로써, IGBT(43)를 오프하는 제어가 지연되는 것을 억제할 수 있고, IGBT(43)에 전류가 흐르는 시간이 증대되는 것을 억제할 수 있다. 여기서, IGBT(43)의 크기는 통전 가능 시간에 의존한다. 따라서, IGBT(43)에 전류가 흐르는 시간이 증대되는 것을 억제함으로써, IGBT(43)가 대형화되는 것을 억제할 수 있다.Here, when there is a time difference between the control to turn off the thyristor 40 and the control to turn off the MOSFET 41, the control to turn off the IGBT 43 is delayed by the amount of the time difference, so that the IGBT 43 is The time the current flows is increased. By simultaneously performing the control to turn off the thyristor 40 and the MOSFET 41, it is possible to suppress a delay in the control to turn off the IGBT 43, and it is possible to suppress an increase in the time through which the current flows through the IGBT 43. can Here, the size of the IGBT 43 depends on the energizable time. Therefore, by suppressing an increase in the time for which a current flows through the IGBT 43 , it is possible to suppress the increase in the size of the IGBT 43 .

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 제어부(5)가, MOSFET(41)을 오프하는 제어가 행해짐으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 흐르는 전류가 IGBT(43)측으로 전류됨으로써 사이리스터(40)에 전류가 흐르지 않게 된 후에, IGBT(43)를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 차단하는 제어를 행하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직렬 회로에 아직 전류가 흐르고 있는 동안에 IGBT(43)가 오프되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, IGBT(43)가 오프될 때에는, 사이리스터(40)를 확실히 오프 상태로 할 수 있다. 그 결과, MOSFET(41)에 고전압(정격 전압)이 가해지는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.Further, in the present embodiment, as described above, the control unit 5 controls the MOSFET 41 to be turned off so that the current flowing in the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is transferred to the IGBT 43 . After the current stops flowing in the thyristor 40 due to the current to the side, the DC power supply device 100 is configured so that the control to turn off the IGBT 43 is performed to control the current interruption unit 4 to be cut off. . Thereby, it is possible to suppress that the IGBT 43 is turned off while a current still flows in the series circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 . As a result, when the IGBT 43 is turned off, the thyristor 40 can be reliably turned off. As a result, it is possible to more reliably suppress the application of a high voltage (rated voltage) to the MOSFET 41 .

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 제어부(5)가, MOSFET(41)을 오프하는 제어가 행해지고 나서, 사이리스터(40)의 턴 오프 시간 이상의 시간(t) 후에, IGBT(43)를 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 차단하는 제어를 행하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, IGBT(43)를 오프하는 제어를, 보다 한층 확실히, 사이리스터(40)에 전류가 흐르지 않게 된 후에 행할 수 있다.In addition, in this embodiment, as described above, after control to turn off the MOSFET 41 by the control unit 5 is performed, after a time t equal to or longer than the turn-off time of the thyristor 40, the IGBT 43 is turned off. The DC power supply device 100 is configured to perform control to cut off the current interrupter 4 by performing the control to turn off. Thereby, control of turning off the IGBT 43 can be performed more reliably after the current stops flowing in the thyristor 40 .

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 제어부(5)가, IGBT(43)를 온하는 제어를 행한 후에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 도통시키는 제어를 행하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, IGBT(43)가 오프되어 있는 동안에 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)이 온되는 것을 억제할 수 있기 때문에, MOSFET(41)에 고전압[직류 전원 장치(100)의 정격 전압]이 인가되는 것을 억제할 수 있다.Further, in the present embodiment, as described above, the control unit 5 controls to turn on the IGBT 43 and then controls to turn on the thyristor 40 and the MOSFET 41, whereby the current interrupting unit The DC power supply device 100 is configured to control (4) to be turned on. Thereby, since turning on of the thyristor 40 and the MOSFET 41 can be suppressed while the IGBT 43 is off, a high voltage (the rated voltage of the DC power supply device 100) is applied to the MOSFET 41 . can be prevented from becoming

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 제어부(5)가, IGBT(43)가 온됨으로써 전류 차단부(4)의 출력 전압이 증가함과 아울러 상기 출력 전압의 증가가 정지한 후에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다. 여기서, 전류 차단부(4)의 출력 전압의 증가에 맞춰 IGBT(43)에 가해지는 전압은 감소한다. 따라서, 전류 차단부(4)의 출력 전압의 증가가 정지한 후에 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행함으로써, IGBT(43)에 가해지는 전압이 최소가 되고 나서 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온할 수 있다. 그 결과, IGBT(43)에 병렬로 접속되어 있는 MOSFET(41)에도 IGBT(43)에 가해지는 전압과 동일한 크기의 전압이 가해지기 때문에, MOSFET(41)에 고전압이 인가되는 것을 억제할 수 있다.In addition, in this embodiment, after the control part 5 stops the increase of the said output voltage while the output voltage of the current interruption part 4 increases by the IGBT 43 turning on as mentioned above, a thyristor in this embodiment. It is comprised so that the control which turns on the current interruption|blocking part 4 may be performed by performing control which turns on (40) and the MOSFET (41). Here, the voltage applied to the IGBT 43 decreases in accordance with an increase in the output voltage of the current blocking unit 4 . Therefore, by performing control to turn on the thyristor 40 and the MOSFET 41 after the increase in the output voltage of the current blocking unit 4 stops, the voltage applied to the IGBT 43 becomes the minimum and then the thyristor 40 ) and the MOSFET 41 may be turned on. As a result, since a voltage equal to the voltage applied to the IGBT 43 is also applied to the MOSFET 41 connected in parallel to the IGBT 43 , it is possible to suppress the application of a high voltage to the MOSFET 41 . .

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 다이오드 소자(42)의 온 전압(VF)과 IGBT(43)의 온 전압(Vce)의 합계값이, 사이리스터(40)의 온 전압(Vth)과 MOSFET(41)의 온 전압(VDS)의 합계값보다 커지도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, 온 전압의 합계값이 비교적 큰 다이오드 소자(42)와 IGBT(43)의 직렬 회로에 흐르는 전류를 비교적 작게 할 수 있다. 그 결과, 다이오드 소자(42) 및 IGBT(43)의 발열량을 비교적 작게 할 수 있다.In addition, in this embodiment, as described above, the sum of the turn-on voltage V F of the diode element 42 and the turn-on voltage Vce of the IGBT 43 is the turn-on voltage Vth of the thyristor 40 . The DC power supply device 100 is configured such that it becomes larger than the sum of the on voltage V DS of the MOSFET 41 and the MOSFET 41 . As a result, the current flowing through the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 having a relatively large sum of the on voltages can be made relatively small. As a result, the amount of heat generated by the diode element 42 and the IGBT 43 can be made relatively small.

또한, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각의 도통 손실은 IGBT(43)의 도통 손실보다 작기 때문에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 각각의 온 저항은, IGBT(43)의 온 저항에 비해 비교적 작다. 따라서, 온 저항이 비교적 작은 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)에, 다이오드 소자(42)와 IGBT(43)의 직렬 회로에 흐르는 전류보다 비교적 큰 전류를 흘림으로써, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 발열량이 증대되는 것을 최대한 억제할 수 있다. 이들에 의해, 전류 차단부(4) 전체로서의 발열량이 증대되는 것을 억제할 수 있다.In addition, since the conduction loss of each of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is smaller than the conduction loss of the IGBT 43 , the on-resistance of each of the thyristor 40 and the MOSFET 41 is the on-resistance of the IGBT 43 . relatively small compared to the resistance. Therefore, a current relatively larger than the current flowing in the series circuit of the diode element 42 and the IGBT 43 is passed through the thyristor 40 and the MOSFET 41 having a relatively small on-resistance, and the thyristor 40 and the MOSFET 41 ) can be suppressed as much as possible from the increase in the calorific value. Thereby, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the current interrupting unit 4 as a whole.

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 제어부(5)가, 축전부(2)의 직류 전력이 부하(103)에 공급되고 있는 경우에, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 IGBT(43)를 오프하는 제어를 행하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, 전류의 도통 시에 도통 손실이 증가하는 것을 억제하면서 전류 차단부(4)의 소자가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.Further, in the present embodiment, as described above, the control unit 5 turns off the thyristor 40 and the MOSFET 41 when the DC power of the power storage unit 2 is supplied to the load 103 . The DC power supply device 100 is configured to perform control to turn off the IGBT 43 after simultaneous control. Accordingly, it is possible to suppress the destruction of the element of the current interrupter 4 while suppressing an increase in the conduction loss during conduction of current.

또한, 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 전류 차단부(4)의 소자가, 사이리스터(40), MOSFET(41), 및 IGBT(43)를 포함하도록, 직류 전원 장치(100)를 구성한다. 이에 의해, 사이리스터는 비교적 온 전압이 낮기 때문에, 사이리스터(40)로서 사이리스터(40)를 이용함으로써, 전류 도통 시[직류 전원 장치(100)의 통상 운전 시]에 도통 손실이 커지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, IGBT는 비교적 고속으로 스위칭하고 내압이 높기 때문에, IGBT(43)로서 IGBT(43)를 이용함으로써, 고속으로 전류 차단을 행할 수 있고, IGBT(43)에 고전압(정격 전압)이 가해진 경우에도 IGBT(43)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다. 또한, MOSFET은 비교적 도통 손실이 낮기 때문에, MOSFET(41)으로서 MOSFET(41)을 이용함으로써, 전류 도통 시(직류 전원 장치의 통상 운전 시)에 도통 손실이 커지는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, MOSFET은 비교적 고속으로 스위칭하기 때문에, 전류 차단 시에 있어서 비교적 신속하게, 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)의 직류 회로에 흐르는 전류를 IGBT(43)측으로 전류시킬 수 있다. 그 결과, 전류 차단부(4)가 전류 차단에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.Further, in the present embodiment, as described above, the DC power supply device 100 is configured such that the elements of the current interrupter 4 include the thyristor 40 , the MOSFET 41 , and the IGBT 43 . . Thereby, since the thyristor has a relatively low turn-on voltage, by using the thyristor 40 as the thyristor 40, it is possible to effectively suppress an increase in the conduction loss during current conduction (normal operation of the DC power supply device 100). there is. In addition, since the IGBT switches relatively quickly and has a high withstand voltage, by using the IGBT 43 as the IGBT 43, current interruption can be performed at high speed, even when a high voltage (rated voltage) is applied to the IGBT 43 . It is possible to suppress the destruction of the IGBT 43 . Further, since the MOSFET has a relatively low conduction loss, by using the MOSFET 41 as the MOSFET 41, it is possible to more effectively suppress an increase in conduction loss during current conduction (during normal operation of the DC power supply device). In addition, since the MOSFET switches at a relatively high speed, the current flowing through the DC circuit of the thyristor 40 and the MOSFET 41 can be made to the IGBT 43 side relatively quickly when the current is cut off. As a result, the time required for the current interrupter 4 to interrupt the current can be shortened.

[변형예][Variation]

또한, 이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 또한 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다.In addition, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration in all points, and is not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the above-described embodiments, and all changes (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims are included.

예컨대, 상기 실시형태에서는, 사이리스터(40)(직렬용 스위칭 소자) 및 MOSFET(41)(도통 전환 소자)을 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 IGBT(43)(반도체 스위칭 소자)를 오프하는 제어가 행해지는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제어부(5)는, 사이리스터(40), MOSFET(41), IGBT(43)의 순서로 오프하는 제어를 행함으로써, 전류 차단부(4)를 차단하는 제어를 행해도 좋다. 또한, 축전부(2)의 전력에 의해 부하(103)에 급전을 행하는 경우에도, 사이리스터(40), MOSFET(41), IGBT(43)의 순서로 오프하는 제어를 행해도 좋다.For example, in the above embodiment, after controlling to turn off the thyristor 40 (series switching element) and the MOSFET 41 (conduction switching element) simultaneously, control to turn off the IGBT 43 (semiconductor switching element) is performed. has shown an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the control unit 5 may perform control to cut off the current interrupting unit 4 by performing control to turn off the thyristor 40 , the MOSFET 41 , and the IGBT 43 in this order. In addition, even when power is supplied to the load 103 by the electric power of the power storage unit 2 , control may be performed to turn off the thyristor 40 , the MOSFET 41 , and the IGBT 43 in this order.

또한, 상기 실시형태에서는, 스위칭 소자로서 사이리스터(40)가 설치되는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 사이리스터(40) 대신에 기계 스위치가 설치되어도 좋다. 이 경우, MOSFET(41)을 오프함으로써 전류를 전류시킴으로써, 기계 스위치에 흐르는 전류를 용이하게 제로로 하는 것이 가능하기 때문에, 기계 스위치를 오프할 때에 기계 스위치에 아크가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 그 결과, 기계 스위치를 이용하는 경우에도, 전류 차단에 요하는 시간이 길어지는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 사이리스터(40) 대신에 바이폴러 트랜지스터가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 사이리스터(40) 대신에 기계 스위치로 한 경우 쪽이, 소비 전력을 더욱 저감하는 것이 가능하다.In addition, in the said embodiment, although the example in which the thyristor 40 is provided as a switching element was shown, this invention is not limited to this. For example, a mechanical switch may be provided instead of the thyristor 40 . In this case, since it is possible to easily zero the current flowing through the mechanical switch by causing the current to flow by turning off the MOSFET 41, it is possible to suppress the occurrence of an arc in the mechanical switch when the mechanical switch is turned off. . As a result, even when a mechanical switch is used, it is possible to suppress that the time required for interrupting the current becomes long. In addition, instead of the thyristor 40, a bipolar transistor may be provided. Moreover, when it is set as a mechanical switch instead of the thyristor 40, it is possible to further reduce power consumption.

또한, 상기 실시형태에서는, 제어부(5)는, 전류 차단부(4)의 출력 전압의 증가가 정지한 후에, 사이리스터(40)(직렬용 스위칭 소자) 및 MOSFET(41)(도통 전환 소자)을 온하는 제어를 행하는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제어부(5)는, 상기 출력 전압이 증가하고 있는 도중에도, 상기 출력 전압이 미리 정해진 임계값보다 커진 경우에 사이리스터(40) 및 MOSFET(41)을 온하는 제어를 행해도 좋다.Moreover, in the said embodiment, the control part 5 turns on the thyristor 40 (series switching element) and the MOSFET 41 (conduction switching element) after the increase of the output voltage of the current interruption part 4 stops. Although the example in which the ON control is performed has been shown, the present invention is not limited to this. For example, the control part 5 may control to turn on the thyristor 40 and the MOSFET 41 when the said output voltage becomes larger than a predetermined threshold value even while the said output voltage is increasing.

또한, 상기 실시형태에서는, 도통 전환 소자로서 MOSFET(41)을 설치하고 있는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, MOSFET(41) 대신에 기계 스위치를 설치해도 좋다.In addition, although the example in which the MOSFET 41 is provided as a conduction switching element is shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, a mechanical switch may be provided instead of the MOSFET 41 .

또한, 상기 실시형태에서는, 스위칭 소자로서 IGBT(43)를 설치하고 있는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, IGBT(43) 대신에 SiC-MOSFET을 설치해도 좋다.In addition, although the example in which the IGBT 43 is provided as a switching element was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, a SiC-MOSFET may be provided instead of the IGBT 43 .

1: 정류기 2: 축전부
4: 전류 차단부 5: 제어부
40: 사이리스터(직렬용 스위칭 소자) 41: MOSFET(도통 전환 소자)
42: 다이오드 소자 43: IGBT(반도체 스위칭 소자)
100: 직류 전원 장치 101: 계통(교류 전압원)
103: 부하 t: 시간(미리 정해진 시간)
Vce: 온 전압(반도체 스위칭 소자의 온 전압)
VDS: 온 전압(도통 전환 소자의 온 전압)
VF: 온 전압(다이오드 소자의 온 전압)
Vth: 온 전압(스위칭 소자의 온 전압)1: Rectifier 2: Capacitor
4: Current blocking unit 5: Control unit
40: thyristor (series switching element) 41: MOSFET (conduction switching element)
42: diode element 43: IGBT (semiconductor switching element)
100: DC power supply 101: grid (AC voltage source)
103: load t: time (predetermined time)
Vce: on voltage (on voltage of semiconductor switching element)
V DS : ON voltage (on voltage of conduction switching element)
V F : ON voltage (on voltage of diode element)
Vth: On voltage (on voltage of the switching element)

Claims (9)

교류 전압원으로부터 공급되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류기와,
상기 정류기와 부하 사이의 전기적인 접속 및 차단을 행하는 전류 차단부와,
상기 정류기 및 상기 전류 차단부의 제어를 행하는 제어부를 구비하고,
상기 전류 차단부는,
상기 직류 전압의 정격 전압보다 내압이 큰 직렬용 스위칭 소자와, 상기 직렬용 스위칭 소자에 대해 상기 부하 측에 직렬로 접속되고, 상기 정격 전압보다 내압이 작은 자기 소호식의 도통(導通) 전환 소자를 갖는 직렬 회로와,
상기 직렬 회로에 대해 병렬로 접속되고, 상기 정격 전압보다 내압이 큰 자기 소호식의 반도체 스위칭 소자를 포함하며,
상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자의 각각은, 상기 반도체 스위칭 소자보다 도통 손실이 작고,
상기 제어부는, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 상기 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행하거나, 또는, 상기 직렬용 스위칭 소자, 상기 도통 전환 소자, 상기 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.A rectifier for converting an AC input voltage supplied from an AC voltage source into a DC voltage;
a current interrupter for electrically connecting and disconnecting the rectifier and the load;
a control unit for controlling the rectifier and the current interrupting unit;
The current blocking unit,
A series switching element having a higher withstand voltage than the rated voltage of the DC voltage, and a self-extinguishing type conduction switching element connected in series to the load side with respect to the series switching element and having a withstand voltage smaller than the rated voltage a series circuit having
and a self-extinguishing type semiconductor switching element connected in parallel to the series circuit and having a higher withstand voltage than the rated voltage,
Each of the switching element for series and the conduction switching element has a conduction loss smaller than that of the semiconductor switching element,
The control unit performs control of turning off the semiconductor switching element after simultaneously performing control of turning off the series switching element and the conduction switching element, or the series switching element, the conduction switching element, and the semiconductor switching The DC power supply device is configured to perform control to cut off the current interrupting unit by performing control to turn off the elements in order. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에, 상기 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.The control unit according to claim 1, wherein the control unit performs control to turn off the series switching element and the conduction switching element at the same time, and then performs control to turn off the semiconductor switching element, thereby performing control to cut off the current interruption unit. A DC power supply configured to do so. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도통 전환 소자를 오프하는 제어가 행해짐으로써, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자의 상기 직렬 회로에 흐르는 전류가 상기 반도체 스위칭 소자측으로 전류(轉流)됨으로써 상기 직렬용 스위칭 소자에 전류가 흐르지 않게 된 후에, 상기 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.The current flowing through the series switching element and the series circuit of the series switching element and the conduction switching element is directed to the semiconductor switching element side by controlling the control unit to turn off the conduction switching element. The DC power supply device is configured to perform control to cut off the current interrupting unit by performing control to turn off the semiconductor switching element after the current stops flowing through the series switching element by being closed. 제3항에 있어서, 상기 도통 전환 소자는, 상기 직렬용 스위칭 소자보다 고속으로 스위칭 가능하게 구성되어 있고,
상기 제어부는, 상기 도통 전환 소자를 오프하는 제어가 행해지고 나서, 상기 직렬용 스위칭 소자의 턴 오프 시간 이상의 미리 정해진 시간 후에, 상기 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 차단하는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.The switching element according to claim 3, wherein the conduction switching element is configured to be switchable at a higher speed than the series switching element,
The control unit cuts off the current interruption unit by performing control to turn off the semiconductor switching element after a predetermined time equal to or longer than a turn-off time of the series switching element after the control to turn off the conduction switching element is performed. A DC power supply device that is configured to do 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 반도체 스위칭 소자를 온하는 제어를 행한 후에, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자를 온하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.5. The electric current according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit performs control to turn on the semiconductor switching element and then controls to turn on the series switching element and the conduction switching element. and a DC power supply device configured to perform control to turn on the interruption unit. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 반도체 스위칭 소자가 온됨으로써 상기 전류 차단부의 출력 전압이 증가함과 아울러 상기 출력 전압의 증가가 정지한 후에, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자를 온하는 제어를 행함으로써, 상기 전류 차단부를 도통시키는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.The method according to claim 5, wherein the control unit turns on the series switching element and the conduction switching element after the output voltage of the current blocking unit increases and the increase of the output voltage stops as the semiconductor switching element is turned on. The DC power supply device is configured to perform a control to conduct the current interruption unit by performing the control. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전류 차단부는, 상기 직렬 회로에 병렬로 접속되고, 상기 반도체 스위칭 소자와 직렬로 접속되는 다이오드 소자를 포함하고,
상기 다이오드 소자의 온 전압과 상기 반도체 스위칭 소자의 온 전압의 합계값은, 상기 직렬용 스위칭 소자의 온 전압과 상기 도통 전환 소자의 온 전압의 합계값보다 큰 것인 직류 전원 장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the current blocking unit includes a diode element connected in parallel to the series circuit and connected in series with the semiconductor switching element,
The DC power supply device according to claim 1, wherein the sum of the on voltage of the diode element and the on voltage of the semiconductor switching element is greater than the sum of the on voltage of the series switching element and the on voltage of the conduction switching element. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류기에 의해 변환된 직류 전력을 축적하는 축전부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 축전부의 직류 전력이 상기 부하에 공급되고 있는 경우에, 상기 직렬용 스위칭 소자 및 상기 도통 전환 소자를 오프하는 제어를 동시에 행한 후에 상기 반도체 스위칭 소자를 오프하는 제어를 행하거나, 또는, 상기 직렬용 스위칭 소자, 상기 도통 전환 소자, 상기 반도체 스위칭 소자의 순서로 오프하는 제어를 행함으로써, 상기 축전부로부터 상기 부하에 흐르는 전류를 상기 전류 차단부에 의해 차단하는 제어를 행하도록 구성되는 것인 직류 전원 장치.The power storage unit according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a power storage unit for accumulating the DC power converted by the rectifier;
When the direct current power of the power storage unit is supplied to the load, the control unit performs control to turn off the semiconductor switching element after simultaneously performing control to turn off the series switching element and the conduction switching element, or , the series switching element, the conduction switching element, and the semiconductor switching element are controlled to be turned off in this order, thereby controlling the current flowing from the power storage unit to the load to be interrupted by the current interrupting unit. DC power supply that is. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직렬용 스위칭 소자, 상기 도통 전환 소자, 및 상기 반도체 스위칭 소자는, 각각, 사이리스터, MOSFET, 및 IGBT를 포함하는 것인 직류 전원 장치.The DC power supply device according to any one of claims 1 to 8, wherein the series switching element, the conduction switching element, and the semiconductor switching element each include a thyristor, a MOSFET, and an IGBT.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016199497A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 富士電機株式会社 Power conversion device
JP2019036405A (en) 2017-08-10 2019-03-07 富士電機株式会社 Power supply and cutoff switch circuit
CN109950866A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 富士电机株式会社 Current cut-off

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201206003A (en) * 2010-07-22 2012-02-01 Eneraiser Technology Co Ltd Abnormal-voltage protection circuit of DC power supply equipments
GB2510899A (en) * 2013-02-19 2014-08-20 Eltek As Power supply system module
KR101863014B1 (en) * 2014-09-11 2018-05-31 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Short-circuit protection circuit for self-arc-extinguishing semiconductor element
JP7180157B2 (en) * 2018-07-13 2022-11-30 富士電機株式会社 bidirectional switch circuit
JP7115127B2 (en) * 2018-08-06 2022-08-09 富士電機株式会社 switch device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016199497A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 富士電機株式会社 Power conversion device
JP2019036405A (en) 2017-08-10 2019-03-07 富士電機株式会社 Power supply and cutoff switch circuit
CN109950866A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 富士电机株式会社 Current cut-off

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