JPH0621795A - Ac switch - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、機械式開閉器と光サイ
リスタを並用したハイブリッド方式の交流開閉器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid type AC switch in which a mechanical switch and an optical thyristor are commonly used.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、交流開閉器として、交流電流を高
速に開閉するためにサイリスタなどの半導体素子を使用
した交流開閉器が採用されているが、半導体素子は通電
時に損失が発生するという問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, as an AC switch, an AC switch using a semiconductor element such as a thyristor for switching an AC current at high speed has been adopted. However, the semiconductor element causes a loss when energized. There is.
【０００３】この損失の発生を防ぐため、図４に示すよ
うに、半導体開閉器１と機械式開閉器２を並列接続し、
開閉過渡時のオン・オフ動作を半導体開閉器１で行い、
定常の通電動作を機械式開閉器２で行うことによりオン
・オフ動作を高速にし、しかも通電ロスの少ないハイブ
リッド方式の交流開閉器が提案されている。In order to prevent the occurrence of this loss, as shown in FIG. 4, a semiconductor switch 1 and a mechanical switch 2 are connected in parallel,
The semiconductor switch 1 performs on / off operation during switching transients.
A hybrid type AC switch has been proposed in which a constant ON / OFF operation is performed by the mechanical switch 2 to speed up the ON / OFF operation and the power loss is small.
【０００４】このハイブリッド方式の交流開閉器におい
て、電圧・大電流の開閉には絶縁，耐圧，電流容量，素
子のドライブの容易性等から半導体開閉器１に光サイリ
スタと使用するものが多い。In this hybrid type AC switch, an optical thyristor is often used as the semiconductor switch 1 for the purpose of insulation, breakdown voltage, current capacity, easiness of driving elements, etc. for switching a voltage and a large current.
【０００５】光サイリスタ（ホトサイリスタ）は、その
オン動作に駆動用発光ダイオード（ＬＥＤ）による光信
号でなされ、光ファイバーを通した地上側からの光伝送
により絶縁を容易にする。An optical thyristor (photothyristor) is turned on by an optical signal from a driving light emitting diode (LED), and facilitates insulation by optical transmission from the ground side through an optical fiber.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の光サイリスタを
使用したハイブリッド方式の交流開閉器において、光サ
イリスタの駆動用発光ダイオードは、寿命が短いため長
い時間連続して光サイリスタを駆動することはできな
い。In a conventional hybrid type AC switch using an optical thyristor, the light emitting diode for driving the optical thyristor cannot drive the optical thyristor continuously for a long time because the light emitting diode for driving the optical thyristor has a short life. .
【０００７】従来、回路をオン（閉）させる場合、図５
に期間ＴONで示すように、光サイリスタ１と機械式開閉
器２の両方に同時にオン（入）指令を与え、最初に光サ
イリスタを通電状態にし、これに遅れて機械式開閉器が
通電状態になったときに光サイリスタの駆動を停止させ
る。これにより、光サイリスタの駆動時間は機械式開閉
器のオン遅れ時間Ｔ1だけの短い時間を得るようにして
いる。Conventionally, when the circuit is turned on (closed), as shown in FIG.
As shown by the period T ON , the ON (ON) command is given to both the optical thyristor 1 and the mechanical switch 2 at the same time, the optical thyristor is first energized, and the mechanical switch is energized after this. When it becomes, the drive of the optical thyristor is stopped. As a result, the driving time of the optical thyristor is as short as the ON delay time T 1 of the mechanical switch.
【０００８】一方、回路をオフ（開）させる場合、機械
式開閉器２のみが通電状態にあるため、図５に期間Ｔ
OFFで示すように切指令を与える前に光サイリスタを駆
動し、その後に機械式開閉器に切指令を与え、機械式開
閉器のオフ後に光サイリスタのみで通電する待機状態を
得、この状態から切指令が与えられたときに光サイリス
タをオフさせることにより高速のオフ動作を得るように
している。On the other hand, when the circuit is turned off (opened), since only the mechanical switch 2 is in the energized state, the period T is shown in FIG.
As shown by OFF , the optical thyristor is driven before giving the cut command, then the cut command is given to the mechanical switch, and after the mechanical switch is turned off, a standby state is obtained in which only the optical thyristor is energized, and from this state A high-speed off operation is obtained by turning off the optical thyristor when a cut command is given.
【０００９】従って、従来のものは光サイリスタの駆動
時間が機械式開閉器の遅れで長くなり、特に回路のオフ
には待機状態が比較的長い時間になり、この間には光サ
イリスタが駆動されつづけてしまい、駆動用発光ダイオ
ードの寿命の上で好ましくない動作となってしまう。Therefore, in the conventional device, the driving time of the optical thyristor becomes long due to the delay of the mechanical switch, and the waiting state is relatively long especially when the circuit is off. During this time, the optical thyristor continues to be driven. This leads to an unfavorable operation in terms of the life of the driving light emitting diode.
【００１０】本発明の目的は、回路のオン・オフに光サ
イリスタの駆動時間を短縮した交流開閉器を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide an AC switch in which the driving time of the optical thyristor is shortened for turning the circuit on and off.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、機械式開閉器と光サイリスタを並列接続し
たハイブリッド方式の交流開閉器において、前記機械式
開閉器のオン・オフ状態を検出するオン・オフ検出手段
（２Ａ）と、前記光サイリスタの電流が零クロス点から
設定幅内にある期間を検出するウィンドウコンパレータ
（３）と、交流開閉器の入指令から待機切指令までを記
憶すると共に前記機械式開閉器の入切制御信号にする第
１の記憶回路（８）と、前記入指令から交流開閉器の切
指令までを記憶する第２の記憶回路（７）と、前記オン
・オフ検出手段がオフ検出中又は前記第１の記憶回路が
切制御信号を発生中であって前記第２の記憶回路が入指
令を記憶中に前記ウィンドウコンパレータの出力を前記
光サイリスタの駆動信号にするゲート回路（５，６）と
を備えたことを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention provides a hybrid type AC switch in which a mechanical switch and an optical thyristor are connected in parallel, and the ON / OFF state of the mechanical switch is changed. An on / off detecting means (2A) for detecting, a window comparator (3) for detecting a period in which the current of the optical thyristor is within a set width from a zero cross point, and an AC switch ON command to a standby OFF command. A first memory circuit (8) for storing and making an ON / OFF control signal for the mechanical switch; and a second memory circuit (7) for storing from the ON command to the AC switch OFF command. The output of the window comparator is driven by the output of the window thyristor while the ON / OFF detecting means is detecting OFF or the first storage circuit is generating the OFF control signal and the second storage circuit is storing the input command. Characterized in that a gate circuit (5,6) to signal.
【００１２】[0012]
【作用】ウィンドウコンパレータによって光サイリスタ
の駆動を電流零近辺に限る間欠駆動によって駆動時間を
短縮し、このウィンドウコンパレータの出力を光サイリ
スタのオンから機械式開閉器の遅れたオンまでの期間
と、待機切指令から機械式開閉器の遅れたオフまでの期
間及び切指令までの期間を記憶回路とゲート回路によっ
て生成する。[Operation] The drive time of the optical thyristor is shortened by intermittent drive by limiting the drive of the optical thyristor to near zero current by the window comparator. A storage circuit and a gate circuit generate a period from the turn-off command to the delayed turning off of the mechanical switch and a period to the turn-off command.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。ウィンドウコンパレータ３は光サイリスタ１の電流
検出信号がウィンドウ幅設定信号Ｉset内にあるか否か
を検出する。光サイリスタ１の電流検出信号は電流器４
とその電流−電圧変換手段としての抵抗（図示省略）さ
らにはノイズ除去フィルタを通して取出す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The window comparator 3 detects whether the current detection signal of the optical thyristor 1 is within the window width setting signal I set . The current detection signal of the optical thyristor 1 is an ammeter 4
And a resistor (not shown) as current-voltage converting means and a noise removing filter.
【００１４】ウィンドウ幅設定信号Ｉsetは、光サイリ
スタ１を流れる電流の零クロス点を中心として所定レベ
ルを有して設定される。この設定信号Ｉsetと光サイリ
スタ１の電流波形との関係は、図２に示すようになる。
即ち、電流Ｉが零クロス点近くにある時間だけコンパレ
ータ３に出力を得、この時間が後述のように光サイリス
タ１の駆動期間にされ、光サイリスタ１は従来の連続駆
動に代えて間欠駆動にされる。The window width setting signal I set is set to have a predetermined level centered on the zero cross point of the current flowing through the optical thyristor 1. The relationship between the setting signal I set and the current waveform of the optical thyristor 1 is as shown in FIG.
That is, the output is obtained from the comparator 3 only for the time when the current I is near the zero cross point, and this time is set to the drive period of the optical thyristor 1 as described later, and the optical thyristor 1 is switched to the intermittent drive instead of the conventional continuous drive. To be done.
【００１５】コンパレータ３の出力はアンドゲート５の
１つの入力にされ、このアンドゲート５の他の２入力に
はオアゲート６とフリップフロップ７の出力Ｂが与えら
れる。The output of the comparator 3 is input to one input of the AND gate 5, and the other two inputs of the AND gate 5 are given the output B of the OR gate 6 and the flip-flop 7.
【００１６】オアゲート６は機械式開閉器２のオン・オ
フ検出信号ＨＣとフリップフロップ８のセット状態の反
転信号が入力とされる。検出信号ＨＣは本実施例では機
械式開閉器２の補助接点２Ａのオン・オフ状態から得
る。The OR gate 6 receives the ON / OFF detection signal HC of the mechanical switch 2 and the inverted signal of the set state of the flip-flop 8. The detection signal HC is obtained from the on / off state of the auxiliary contact 2A of the mechanical switch 2 in this embodiment.
【００１７】フリップフロップ７，８は交流開閉器（光
サイリスタ１と機械式開閉器２）の入指令でそれぞれセ
ットされ、フリップフロップ７のリセットは交流開閉器
の切指令でなされ、フリップフロップ８のリセットは待
機切指令でなされる。また、フリップフロップ８のセッ
ト出力Ａは機械式開閉器２の入指令にされる。待機切指
令は交流開閉器をオフさせる場合に機械式開閉器２のオ
フに先立って光サイリスタ１をオンさせておくための指
令である。The flip-flops 7 and 8 are respectively set by an ON command of the AC switch (optical thyristor 1 and mechanical switch 2), and the flip-flop 7 is reset by an AC switch OFF command, and the flip-flop 8 is reset. Reset is done by the standby cut command. The set output A of the flip-flop 8 is used as an input command for the mechanical switch 2. The standby-off command is a command for turning on the optical thyristor 1 before turning off the mechanical switch 2 when turning off the AC switch.
【００１８】本実施例の動作を図３のタイムチャートを
参照して以下に詳細に説明する。The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to the time chart of FIG.
【００１９】ハイブリッド方式交流開閉器をオンさせる
場合、図３に期間ＴONで示すように、入指令によってフ
リップフロップ７，８が共にセットされる（時刻
ｔ1）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
て機械式開閉器２の入指令が発生して該開閉器２の投入
制御が開始される。この投入は遅れ時間Ｔ1だけ発生
し、この期間Ｔ1だけ補助接点２Ａのオン・オフ検出信
号ＨＣはオフ状態にある。When the hybrid AC switch is turned on, both flip-flops 7 and 8 are set by an input command as shown by a period T ON in FIG. 3 (time t 1 ). At this time, an output command of the mechanical switch 2 is generated by the output A of the flip-flop 8, and the closing control of the switch 2 is started. This closing occurs for the delay time T 1, and the ON / OFF detection signal HC of the auxiliary contact 2A is in the OFF state only during this period T 1 .
【００２０】このオフ状態により、オアゲート６にはフ
リップフロップ８のセットにも論理“１”が出力され
る。また、フリップフロップ７の出力Ｂは論理“１”に
ある。さらに、光サイリスタ１に電流Ｉが零にあること
からコンパレータ３の出力は“１”状態にある。これら
条件により、アンドゲート５に光サイリスタ１のゲート
信号が時刻ｔ1で発生し、光サイリスタ１をオン状態に
する。Due to this off state, a logic "1" is also output to the set of the flip-flop 8 in the OR gate 6. The output B of the flip-flop 7 is at logic "1". Furthermore, since the current I in the optical thyristor 1 is zero, the output of the comparator 3 is in the "1" state. Under these conditions, the gate signal of the optical thyristor 1 is generated in the AND gate 5 at time t 1 , and the optical thyristor 1 is turned on.
【００２１】光サイリスタ１のオンによって該光サイリ
スタ１に電流Ｉが流れ始め、この電流Ｉの発生によって
前述の図２に示すようにコンパレータ３の出力は電流Ｉ
の零クロス点近くでのみ発生する。従って、期間Ｔ1に
は光サイリスタ１は間欠駆動されながらオン状態を維持
し、この間の駆動用発光ダイオードは間欠動作になる。When the optical thyristor 1 is turned on, a current I starts to flow in the optical thyristor 1. Due to the generation of the current I, the output of the comparator 3 is the current I as shown in FIG.
It occurs only near the zero crossing point of. Therefore, in the period T 1 , the optical thyristor 1 is maintained in the ON state while being intermittently driven, and the driving light emitting diode during this period is intermittently operated.
【００２２】期間Ｔ1後、機械式開閉器２がオン状態に
なったとき（時刻ｔ2）、信号ＨＣが論理“０”にな
り、オアゲート６の出力“０”になって光サイリスタ１
の駆動停止、即ちオフ状態になり、この後は機械式開閉
器２による通電がなされる。After the period T 1 , when the mechanical switch 2 is turned on (time t 2 ), the signal HC becomes logic "0", the output of the OR gate 6 becomes "0", and the optical thyristor 1 is turned on.
Is stopped, that is, turned off, after which the mechanical switch 2 is energized.
【００２３】次に、ハイブリッド方式交流開閉器をオフ
させる場合、図３に期間ＴOFFで示すように、待機切指
令によってフリップフロップ８がリセットされる（時刻
ｔ3）。このとき、フリップフロップ８の出力Ａによっ
てオアゲート６の出力に“１”を得る。一方、コンパレ
ータ３の出力は光サイリスタ１の電流Ｉが零のため
“１”出力を出しつづけている。これにより、アンドゲ
ート５の出力は“１”状態にあって光サイリスタ１を駆
動しつづける。Next, when the hybrid AC switch is turned off, the flip-flop 8 is reset by the standby-off command as shown by the period T OFF in FIG. 3 (time t 3 ). At this time, the output A of the flip-flop 8 obtains "1" at the output of the OR gate 6. On the other hand, the output of the comparator 3 continues to output "1" because the current I of the optical thyristor 1 is zero. As a result, the output of the AND gate 5 is in the "1" state and the optical thyristor 1 is continuously driven.
【００２４】一方、フリップフロップ８のリセットによ
り機械式開閉器２のオフ制御が開始され、期間Ｔ2だけ
遅れてオフ状態になる（時刻ｔ4）。このオフによって
電流Ｉは光サイリスタ１側に転流される。同時に、補助
接点２Ａのオフにより信号ＨＣはオアゲート６の入力を
“１”にする。On the other hand, the reset of the flip-flop 8 starts the off control of the mechanical switch 2, and the mechanical switch 2 is turned off after a delay of the period T 2 (time t 4 ). Due to this OFF, the current I is commutated to the optical thyristor 1 side. At the same time, the signal HC sets the input of the OR gate 6 to "1" by turning off the auxiliary contact 2A.
【００２５】この後は、アンドゲート５には期間Ｔ1と
同じ間欠駆動信号が得られ、切指令が与えられたとき
（時刻ｔ5）がフリップフロップ７がリセットされ、光
サイリスタ１の駆動信号が断たれて高速オフ動作を得
る。After that, the AND gate 5 receives the same intermittent drive signal as in the period T 1, and when the OFF command is given (time t 5 ), the flip-flop 7 is reset and the drive signal of the optical thyristor 1 is reset. Is cut off and high speed off operation is obtained.
【００２６】従って、待機状態（ｔ3−ｔ5）では期間Ｔ
2では光サイリスタ１の連続駆動になるが、それ以降で
は間欠駆動になる。また、交流開閉器のオン時には光サ
イリスタ１の間欠駆動になる。Therefore, in the waiting state (t 3 -t 5 ), the period T
In 2 , the optical thyristor 1 is continuously driven, but thereafter, it is intermittently driven. When the AC switch is turned on, the optical thyristor 1 is driven intermittently.
【００２７】このような間欠駆動により、寿命の短い光
サイリスタ駆動用発光ダイオードの発光時間を短縮し、
長寿命のハイブリッド方式交流開閉器となる。By such intermittent driving, the light emitting time of the light emitting diode for driving the optical thyristor having a short life is shortened,
It becomes a long-life hybrid type AC switch.
【００２８】なお、実施例において、記憶回路としての
フリップフロップやゲート回路としてのアンドゲート等
は他の回路構成で実現されるし、ソフトウェア構成とす
ることもできる。In the embodiment, the flip-flop as the memory circuit and the AND gate as the gate circuit can be realized by other circuit configurations, or can have a software configuration.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、光サイ
リスタの駆動を電流零近辺に限るウィンドウコンパレー
タを設け、光サイリスタの高速オン・オフに対する機械
式開閉器の遅れたオン・オフによるゲート期間を記憶回
路とゲート回路で生成するようにしたため、光サイリス
タ駆動用の発光ダイオードの発光時間を短縮してその寿
命を延ばすことができる。As described above, according to the present invention, a window comparator for limiting the drive of the optical thyristor to a current near zero is provided, and the gate is provided by the on / off delay of the mechanical switch with respect to the high-speed on / off of the optical thyristor. Since the period is generated by the memory circuit and the gate circuit, the light emission time of the light emitting diode for driving the optical thyristor can be shortened and its life can be extended.
【００３０】また、電流零クロス点近辺で確実に光ゲー
ト信号を与えることができ、しかも光サイリスタと機械
式開閉器の遅れたオン・オフに対する確実な期間信号を
得て光サイリスタの確実なオン・オフ制御ができる。Further, the optical gate signal can be surely given in the vicinity of the zero current cross point, and moreover, the certain period signal for the delayed ON / OFF of the optical thyristor and the mechanical switch can be obtained to surely turn on the optical thyristor.・ Off control is possible.
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】コンパレータの動作波形図。FIG. 2 is an operation waveform diagram of a comparator.
【図３】実施例のタイムチャート。FIG. 3 is a time chart of an example.
【図４】ハイブリッド方式交流開閉器の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a hybrid AC switch.
【図５】従来のタイムチャート。FIG. 5 is a conventional time chart.
１…光サイリスタ、２…機械式開閉器、３…ウィンドウ
コンパレータ、５…アンドゲート、６…オアゲート、
７，８…フリップフロップ。1 ... Optical thyristor, 2 ... Mechanical switch, 3 ... Window comparator, 5 ... AND gate, 6 ... OR gate,
7, 8 ... Flip-flops.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渕川 正人 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 小野 正明 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 渋谷 忠士 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masato Fuchikawa, Masato Fuchikawa 2109 Yashima Nishimachi, Takamatsu City, Kagawa 8 Shikoku Research Institute (72) Inventor Masaaki Ono 2-1-117 Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Stock Association Shameidensha (72) Inventor Tadashi Shibuya 2-17 Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Stock company Shameidensha
Claims (1)
したハイブリッド方式の交流開閉器において、 前記機械式開閉器のオン・オフ状態を検出するオン・オ
フ検出手段（２Ａ）と、 前記光サイリスタの電流が零クロス点から設定幅内にあ
る期間を検出するウィンドウコンパレータ（３）と、 交流開閉器の入指令から待機切指令までを記憶すると共
に前記機械式開閉器の入切制御信号にする第１の記憶回
路（８）と、 前記入指令から交流開閉器の切指令までを記憶する第２
の記憶回路（７）と、 前記オン・オフ検出手段がオフ検出中又は前記第１の記
憶回路が切制御信号を発生中であって前記第２の記憶回
路が入指令を記憶中に前記ウィンドウコンパレータの出
力を前記光サイリスタの駆動信号にするゲート回路
（５，６）と、 を備えたことを特徴とする交流開閉器。1. A hybrid type AC switch in which a mechanical switch and an optical thyristor are connected in parallel, an on / off detecting means (2A) for detecting an on / off state of the mechanical switch, and the optical thyristor. The window comparator (3) that detects the period when the current of the current is within the set width from the zero cross point, and stores the AC switch on / off command to the standby off command and also uses it as the on / off control signal for the mechanical switch. A first memory circuit (8), and a second memory for storing the input command to the AC switch off command
The memory circuit (7), and the window while the ON / OFF detecting means is detecting OFF or the first memory circuit is generating an OFF control signal and the second memory circuit is storing an ON command. An AC switch, comprising: a gate circuit (5, 6) that uses an output of a comparator as a drive signal for the optical thyristor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175814A JP3012401B2 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | AC switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175814A JP3012401B2 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | AC switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621795A true JPH0621795A (en) | 1994-01-28 |
| JP3012401B2 JP3012401B2 (en) | 2000-02-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4175814A Expired - Lifetime JP3012401B2 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | AC switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012401B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021871A (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Fujitsu Component Ltd | Signal detection circuit, signal detection method, and state detection circuit |
| JP5839137B1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-01-06 | ソニー株式会社 | Switching device |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4175814A patent/JP3012401B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021871A (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Fujitsu Component Ltd | Signal detection circuit, signal detection method, and state detection circuit |
| JP5839137B1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-01-06 | ソニー株式会社 | Switching device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3012401B2 (en) | 2000-02-21 |
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