JPH054850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 この発明は電源ラインの一方の極に挿入され、
過電流を検出したとき回路をしや断する単極回路
しや断器に関する。

(b) 従来の技術 装置の過負荷電流や短絡電流を検知して電源ラ
インをしや断する回路しや断器が種々の電気機器
や配線装置に備えられている。回路しや断器とし
ては現在、ヒユーズ、バイメタルブレーカ、電磁
ブレーカ、無接点ブレーカ等が実用化されてい
る。

このうち、半導体を利用した無接点ブレーカ
は、動作特性を任意に設定できる・極めて早い回
路しや断させることができる・半導体の特性を生
かした高速しや断という利点により特に電子回路
の一部として小型の回路保護器として実用化され
ている。また、回路しや断器には、電源ラインを
両方しや断する２極回路しや断器と一方のみしや
断する単極回路しや断器とがあるが、小型の電子
機器には主として単極回路しや断器が使用されて
いる。ここで、第４図に従来一般的な単極回路し
や断器の回路図を示す。負荷電流をしや断するス
イツチングトランジスタ４０のベースには常に電
源部４４から所定の電圧が印加され、スイツチン
グトランジスタ４０はオンしている。負荷電流が
流れているとき電源部４４はベース電流を供給す
る。スイツチングトランジスタ４０のベース−エ
ミツタ間にはフオトカプラ４１のフオトトランジ
スタ（受光側）４１ｂが接続されている。フオト
カプラ４１のLED（投光側）４１ａは負荷電流路
中に挿入されている。負荷電流は抵抗４６，４７
によつて分流され、抵抗４７側の負荷電流が
LED４１ａを流れる。負荷電流が一定値を超え
たときLED４１ａの発光量がフオトトランジス
タ４１ｂをオンし、スイツチングトランジスタ４
０のベース−エミツタ間が短絡される。これでベ
ース電流の供給が絶たれスイツチングトランジス
タ４０はカツトオフ状態になる。これによつて、
負荷電流がしや断される。ここで、LED４１ａ
の発光によつてフオトトランジスタ４１ｂがオン
したときの負荷電流がこの単極回路しや断器の定
格電流となる。定格電流は分流抵抗４６，４７を
適当に設定することによつて種々に定めることが
できる。上記の単極回路しや断器では、ベース電
流は電源ラインと別系統の電源部４４から供給さ
れている。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ベース電流は数十ｍＡ〜数百ｍ
Ａ流れるためスイツチングトランジスタ４０を継
続してオンするためには大きな電源が必要とな
り、負荷装置とは別の系統で商用電源に接続する
必要も生じる。このように従来の単極回路しや断
器では消費電力が大きく、電源確保のため装置も
複雑化・大型化する問題点があつた。

この発明はこのような問題点に鑑みてなされた
もので、負荷電流から動作電流をとることにより
上記問題点を解決した単極回路しや断器を提供す
ることを目的とする。

(d) 問題点を解決するための手段 この発明の単極回路しや断器は、 負荷電流をしや断するスイツチングトランジス
タのベース−エミツタ間に順電圧を供給するバツ
テリと、 負荷電流の一部を分流して前記スイツチングト
ランジスタのベース電流および前記バツテリの充
電電流として供給する手段と、 コレクタ−エミツタ間電圧降下が一定値以上に
なつたとき前記ベース電流およびバツテリ電圧を
しや断して前記スイツチングトランジスタをカツ
トオフする手段と、 を有することを特徴とする。

(e) 作用 この発明の単極回路しや断器は、負荷がオンし
ているときには負荷電流の一部をスイツチングト
ランジスタのベース電流およびバツテリ充電電流
として利用する。回路しや断して負荷がオフして
いるときには主回路電圧によりバツテリを急速充
電から浮動充電する。このように負荷のオン・オ
フにかかわらず常時バツテリを充電し続けている
ので外部の別電源が不要になる。

(f) 実施例 第１図はこの発明の実施例である単極回路しや
断器の回路図である。電源側端子１３と負荷側端
子１４とはダイオード１７およびスイツチングト
ランジスタ１１を介して接続されている。スイツ
チングトランジスタはパワートランジスタであ
る。スイツチングトランジスタ１１のベースはダ
イオード１８および抵抗１５、抵抗２５、抵抗２
７を介して電源側端子１３と接続されている。こ
れによつて負荷電流の一部がベース電流として流
れるためスイツチングトランジスタ１１はオン状
態を保たれる。また電源側端子１３−負荷側端子
１４間には前記抵抗２７を介してバツテリ１２が
挿入されている。負荷電流が流れているときこの
バツテリ１２は負荷電流の一部によつてトリクル
充電される。バツテリへの充電電圧はダイオード
１７とスイツチングトランジスタ１１との電圧降
下の和で保証されている。負荷がオフして負荷電
流が流れていないときバツテリ１２はダイオード
１７のアノードとトランジスタ１１のエミツタ間
に加わる主回路電圧により抵抗２７を介して急速
充電される。さらにスイツチングトランジスタ１
１のベース−エミツタ間にはフオトトランジスタ
１６ｂが接続されている。このフオトトランジス
タ１６ｂはフオトカプラ１６の受光側であり、発
光側であるLED１６ａは、抵抗１５、サイリス
タ２２、リセツトスイツチ２６と直列に接続され
て電源側端子１３−負荷側端子１４間に挿入され
ている。すなわちLED１６ａはサイリスタ２２
がトリガされたとき点灯し、リセツトスイツチ２
６が押下されたとき消灯する。サイリスタ２２の
ゲートには、スイツチングトランジスタ１１のコ
レクタからツエナダイオード２０が接続されてい
る。負荷電流が定格以上流れたとき、スイツチン
グトランジスタは活性状態になり、コレクタ−エ
ミツタ間の電圧降下によつてツエナダイオード２
０がブレークする。ブレーク電流がサイリスタ２
２をトリガする。サイリスタは自己保持する。こ
れによつてサイリスタ２２に電流が流れフオトカ
プラ１６がオンしてベース−エミツタ間を短絡さ
せる。これでスイツチングトランジスタ１１をオ
フする。このブレークは瞬時に行われ、負荷装置
が電子回路であつても破損することなく電源をオ
フすることができる。なお、スイツチングトラン
ジスタのカツトオフは安全動体領域（ASO）内
で行われることはいうまでもない。負荷が復旧し
リセツトスイツチ２６が押下された（開かれた）
ときサイリスタ２２はカツトオフされバツテリ１
２から抵抗１５，２５、ダイオード１８を介して
スイツチングトランジスタにベース電流が供給さ
れることになり、この回路は動作状態に復帰す
る。

なお、スイツチングトランジスタ１１のコレク
タにはサージアブソーバ１９が接続されている。
サイリスタ２２のゲート−カソード間にはコンデ
ンサ２３、抵抗２４が接続されている。コンデン
サ２３はゲートノイズ吸収用でサイリスタのノイ
ズによるミストリツプを防止するためのものであ
る。抵抗２４はゲート抵抗であると同時にトリツ
プ表示用LED２１の電流調節用の抵抗である。

抵抗１５，２５，２７を含む結線がこの発明の
「負荷電流の一部を分流してスイツチングトラン
ジスタのベース電流およびバツテリの充電電流と
して供給する手段」に対応し、ツエナダイオード
２０、サイリスタ２２およびフオトカプラ１６が
この発明の「コレクタ−エミツタ間電圧降下が一
定値以上になつたときベース電流およびバツテリ
電圧をしや断してスイツチングトランジスタをカ
ツトオフする手段」に対応する。

第２図に急変サーミスタを内蔵するパワートラ
ンジスタを使用した単極回路しや断器の回路図を
示す。この単極回路しや断器は第１図に示した単
極回路しや断器よりもツエナダイオード２０に降
伏電圧が高いものを使用し、降伏電圧になる前に
急変サーミスタがキユリー温度に達することによ
つても電源をカツトオフできるようにしたもので
ある。これによつて、過電流発生から電源がカツ
トオフされるまでにある程度の時定数を持たせ、
モータ等の誘導負荷に使用できるようにしたもの
である。この実施例で第１図に示めした実施例と
構成において同一の部分は同一番号を付して説明
を省略する。スイツチングトランジスタ１１の内
部には負特性急変サーミスタ３０が取り付けられ
ている。この急変サーミスタ３０は、サイリスタ
２２のゲートに接続されるとともに、抵抗２７、
１５，２５で降圧された正電位が印加されてい
る。スイツチングトランジスタ１１が一定温度以
上に発熱したとき急変サーミスタ３０の抵抗値が
急落してサイリスタ２２をトリガする。これによ
つてフオトカプラ１６が動作してスイツチングト
ランジスタ１１をオフする。急変サーミスタ３０
として、回路しや断器の定格負荷電流を超える電
流を流したときスイツチングトランジスタ１１が
発熱する温度のキユリー温度を有するものを使用
することにより、温度上昇のタイムラグにより誘
導負荷に適したしや断特性を得ることができる。
さらに、極めて大きな過電流が流れたときはツエ
ナダイオード２０がブレークしてバツテリ１２を
トリガする。このブレークは瞬時に行われる。こ
れによつて、スイツチングトランジスタ１１を破
損することなくオフすることができる。

第３図は上記単極回路しや断器を交流電源に応
用した図である。ダイオードブリツジ５３〜５６
にこの発明の実施例の単極回路しや断器５０およ
び交流電源ライン用端子５１，５２を接続した。
これによつて全電流は単極回路しや断器５０を一
方向に流れることになり、交流の過電流制御が可
能となる。

(g) 発明の効果 以上のようにこの発明の単極回路しや断器によ
れば、負荷電流の一部を分流してスイツチングト
ランジスタのベース電流とバツテリの充電電流と
した。回路しや断したときは主回路電圧が前記バ
ツテリに加わりバツテリを急速充電→浮動充電す
る。これによつて、別系統の電源部を設けなくて
もバツテリは常時充電されしや断器としての機能
を保つことができ、装置の消費電力が極めて小さ
くなるとともに小型化が可能となる。また、商用
電源に接続する必要がなくなるため設置が容易に
なる利点も生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である単極回路しや
断器の回路図、第２図はこの発明の他の実施例で
ある単極回路しや断器の回路図、第３図は同単極
回路しや断器を交流電源に応用した図、第４図は
従来の単極回路しや断器の回路図である。 １１…スイツチングトランジスタ、１２…バツ
テリ、１６…フオトカプラ、２０…ツエナダイオ
ード、２２…サイリスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負荷電流をしや断するスイツチングトランジ
   スタのベース−エミツタ間に順電圧を供給するバ
   ツテリと、 負荷電流の一部を分流して前記スイツチングト
   ランジスタのベース電流および前記バツテリの充
   電電流として供給する手段と、 コレクタ−エミツタ間電圧降下が一定値以上に
   なつたとき前記ベース電流およびバツテリ電圧を
   しや断して前記スイツチングトランジスタをカツ
   トオフする手段と、 を有してなる単極回路しや断器。