JPH03124215A - 過電流保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回路遮断器と組合せて電路を過電流から守
る過電流保護装置、特にその制御電源に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第９図は例えば実公昭５５−２９９３１号公報に示され
た従来の過電流保護装置の回路図であり、図において（
１）は電路例えば交流電路、（２）は回路遮断器であっ
て、交流電路（１）に直列接続された主接点ＦＦおよび
この主接点Ｆ　Ｆを引外すための引外し電磁装置例えば
トリップ・コイル（３）を含んでいる。（４）は交流電
路（＋）に配置されてその電流ＩＬを検出する変流器、
（５）はこの変流器（４）の２次側に接続された整流回
路、（６）と（７）はこの整流回路（５）の直流側間で
互いに直列接続された検出抵抗と制御電源、（８）は整
流回路（５）の直流側と制御電源（７）の間に接続され
、直流側電位が所定値以上に上がらないようにするツェ
ナーダイオド、（９）は引外し電磁装置（３）、検出抵
抗（６）、制御電源（７）および整流回路（５）の直流
側に接続され、過電流引外し特性を出す時限回路、（１
０）は整流回路（５）の直流側間で引外し電磁装置（３
）と直列に接続され、時限回路（９）の出力により非導
通から導通へ変化させられるスイッチ例えばサイリスク
である。

従来の過電流保護装置は上述したように構成されており
、交流電路（１）に負荷電流■１が流れると、交流器（
４）の２次側に交流の２次電流が流れ、整流回路（５）
は交流の２次電流を整流して直流電流１１に変換する。

直流・電流１１は検出抵抗（６）と制御電源（７）を流
れて整流回路（５）へ帰る。時限回路（９）は検出抵抗
（６）に発生する電圧信号により所定の時間後スイッチ
（１０）を開より閉に変化させる。

スイッチ（１０）が導通すると、引外し電磁装置（３）
が変流器（４）の２次電流によって励磁され、回路遮断
器（２）の主接点ＦＦが引外され、交流電路（１）に流
れる負荷電流ＩＬを遮断する。制御電源（７）は過電流
検出を開始する最少値で、時限回路（９）が正常に動作
するエネルギーを供給しているため、交流電路（１）の
電流が過負荷状態ではエネルギーに余剰を生じる。その
余剰のエネルギーを消費しているのがツェナーダイオー
ド（８）と制御電源（７）である。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の過電流保護装置では、余剰のエネルギーを制御電
源やツェナーダイオードで消費しなければならず、その
時の消費電力は余剰電流×ツェナ電圧となり、余剰電流
が増えれば増えるほど発熱か大きくなり、大きな放熱板
が必要となり、装置を小形化てきないと云う問題点があ
った。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、発熱を減らして装置を小形化できる過電流
保護装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る過電流保護装置は、交流電路に流れる電
流を２次側へ変成するように配置された変流器と、この
変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回路
の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直流
側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出力
側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、お
よびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑コ
ンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防止
装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間の
割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む制
御電源とを設けたものである。

［作　用］ この発明において、開閉器は平滑コンデンサの電圧が大
きくなると閉じられ、過電流保護装置の動作に必要な平
原器２次電流以外の電流が平滑コンデンサに流れないよ
うに、平滑コンデンサの電圧をほぼ一定に保つ。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
発明の第１実施例を示す第１図の回路図において、（１
）は交流電路、ＦＦはこの交流電路（１）に直列接続さ
れた、回路遮断器（２）の主接点、（３）はこの主接点
ＦＦ’を引外すための引外し電磁装置、（４）は交流電
路（１）に流れる電流を検出する変流器、（５）はこの
変流器（４）の２次側に接続された整流回路、（６）は
後述する開閉器を介して整流回路（５）の直流側間に接
続された検出抵抗、（７Ａ）は」二記開閉器と並列接続
されると共に検出抵抗（６）と直列接続された制御電源
、（９）はこの制御電源（７Ａ）と並列接続されると共
に検出抵抗（６）と直列接続されてその電圧信号の大き
きに応じて所定の時間後に出力信号を出す時限回路、（
ｌＯ）は引外し電磁装置（３）を介して時限回路（９）
と並列接続されてその出力により開より閉に操作される
スイッチ、（１１）は整流回路（５）の直流側と引外し
電磁装置（３）の間に接続された逆流防止装置例えばダ
イオード、（１２）はこの逆流防止装置（１１）の出力
側で検出抵抗（６）と直列接続された平滑コンデンサ、
（１３）はこの平滑コンデンサ（１２）と並列接続され
た基準電圧発生回路、（１４）は平滑コンデンサ（１２
）と基準電圧発生回路（１３）の間に設けられ、制御電
源（７Ａ）の出力電圧と基準電圧発生回路（１３）の出
力電圧とを比較する比較器、（１５）は逆流防止装置（
１１）ま入力側で検出抵抗（６）と直列接続され、比較
器（１４）の出力で開閉される開閉器、例えばＮＰＮト
ランジスタである。

この発明の第１実施例は」−述したように構成されてお
り、その動作を第２図の動作説明用波形図について詳し
く説明する。交流電路（１）に負荷電流［Ｌが流れると
、変流器（４）に２次電流が流れ、この２次電流は整流
回路（５）により直流電流＋、［第２図（Ａ）］に変換
される。この直流電流１１は逆流防止装置（１１）を通
して平滑コンデンサ（１２）を充電し、検出抵抗（６）
を通って整流回路（５）へ帰る。

平滑コンデンサ（１２）の両端電圧Ｖｏｕｔ　［第２図
（Ｂ）］は、時限回路（９）へ放電するにつれて下がる
が、次の半サイクルの直流電流１．で再ひ充電され、こ
れを繰り返す。負荷電流Ｉｔ、が小さい時は、第２図に
示すように電圧Ｖｏｕｔか基準電圧発生回路（１３）の
基準電圧Ａより小さいため比較器（１４）は出力を出さ
ず、開閉器（１５）は開状態のままであり、変流器（４
）の２次電流は１００％制御電源（７Ａ）のエネルギと
して使用される。しかしながら、交流電路（１）の負荷
電流ＩＬが太き（なると制御電源（７Ａ）の出力電圧Ｖ
ｏｕｔが基準電圧Ａより太き（なり、比較器（１４）か
出力を出して開閉器（１５）を閉じ、これにより変流器
（４）の２次電流ひいては直流電流Ｉ、は制御電源（７
Ａ）をバイパスする。比較器（１４）にはヒステリシス
特性があり、Ｖｏｕｔが基準電圧Ｂより下がると比較器
（１４）は出力を出さなくなり、開閉器（１５）を開き
、変流器（４）の２次電流従って直流電流１．は再び制
御電源（７Ａ）に流れ込むようになる。

以上の様な開閉を開閉器（１５）はくり返し、変流器（
４）の２次電流の内必要な量を制御電源（７Ａ）のエネ
ルギーとして使用する。　時限回路（９）やスイッチ（
１０）の動作は従来技術と同様である。なお上記第１実
施例では、比較器（１４）の出力で開閉（１５）を開閉
したが、第３図の第２実施例に示すように制御電源（７
Ｂ）中のパルスチューティ変調器（１６）で開閉器（１
５）を開閉してもよい。パルスデューティ変調器（１６
）は第４図に示すような特性を持ち、すなわちパルスデ
ューティ変調器（１６）のの入力端子に印加される制御
電源（７Ｂ）の出力電圧か基準電圧発生回路（１３）の
基準電圧Ａを越えて大きくなるにつれてその出力パルス
デューティか大きくなり、開閉器（１５）の閉じている
割合か第５図（Ｃ）に示すように増え、制御電源（７Ｂ
）の出力電圧Ｖｏｕｔを第５図（Ｂ）に示すようにほぼ
一定に保つ。この方式の特長は高い周波数で開閉器（１
５）を開閉するため平滑コンデンサ（１２）の容量を小
さ（できることである。

制御電源として正及び負の電圧が必要な場合には、第６
図の第３実施例に示すように制御電源（７Ｂ）と開閉器
（１５）の並列回路と同様に他の制御電源（２０）と他
の開閉器（２５）の並列回路を開閉器（１５）および検
出抵抗（６）と直列接続してもよい。

また開閉器（１５）の接続場所は第８図の第４実施例に
示すように変流器（４）の２次側であってもよく、第８
図においては整流回路（５）が逆流防止装置と同じ働き
をしており、（２３）は他の電流検出用変流器、（２４
）は他の電流検出用整流回路、（６）は検出抵抗である
。

更に、上述した諸実施例では単相の交流電路の過電流保
護装置について述べたが、各相毎に変流器を設けた多相
の過電流保護装置であっても同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、この発明は、交流電路に流れる
電流を２次側へ変成するように配置された変流器と、こ
の変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回
路の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直
流側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出
力側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、
およびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑
コンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防
止装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間
の割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む
制御電源とを備えているので、変流器２次電流の内余剰
の電流を開閉器でバイパスさせ、その消費電力が余剰電
流×閉路電圧（＃零）となり、発熱が少なく、装置が小
形にできる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の回路図、第２図は第１
実施例の動作説明用波形図、第３図はこの発明の第２実
施例の回路図、第４図は第２実施例中のパルスデューテ
ィ変調器の特性曲線図、第５図は第２実施例の動作説明
用波形図、第６図はこの発明の第３実施例の回路図、第
７図は第３実施例の動作説明用波形図、第８図はこの発
明の第４実施例の回路図、第９図は従来の過電流保護装
置の回路図である。 図において、（１）は交流電路、（４）は変流器、（５
）は整流回路、（７Ａ）と（７Ｂ）と（Ｉ７）は制御電
源、（１１）と（１８）は逆流防止装置、（］２）と（
１９）は平滑コンデンサ、（１３）と（２０）は基準電
圧発生回路、（１４）は比較器、（１５）と（２１）は
開閉器、（１６）と（２２）はパルスデューティ変調器
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電路に流れる電流を２次側へ変成するように配置さ
   れた変流器と、この変流器の２次側に接続された整流回
   路と、この整流回路の直流側間に接続された開閉器と、
   前記整流回路の直流側に接続された逆流防止装置、この
   逆流防止装置の出力側で前記開閉器と並列に接続された
   平滑コンデンサ、およびこの平滑コンデンサと並列に接
   続され、前記平滑コンデンサの電圧が所定値より大きく
   なれば前記逆流防止装置の入力側に接続されている前記
   開閉器の閉路期間の割合が増えるように前記開閉器を制
   御する手段を含む制御電源とを備え、所定値以上の不要
   なエネルギーが前記平滑コンデンサに流れないように変
   流器２次電流をバイパスさせることを特徴とする過電流
   保護装置。