【手続補正書】
【提出日】平成16年6月8日(2004.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動電圧分配直列パワースイッチブリッジにおいて、前記直列パワースイッチブリッジはパワースイッチブリッジと静−動電圧分配吸収回路（ＤＲｗＣ）ブリッジにより構成され、前記パワースイッチブリッジは複数個の直列接続されたパワースイッチにより構成され、前記静−動電圧分配吸収回路ブリッジは前記パワースイッチの数と同数である複数個の直列に接続された静−動電圧分配吸収回路により構成され、各静−動電圧分配吸収回路の正極と負極は対応する前記パワースイッチの正極と負極に接続され、前記静−動電圧分配回路はダイオードＤ、キャパシタＣ及びチョッパ電圧調整器Ｒｗからなり、前記ダイオードＤは並列に接続された前記チョッパ電圧調整器Ｒｗと前記キャパシタＣに対して直列に接続され、前記チョッパ電圧調整器Ｒｗは、パワーＭＯＳトランジスタＭ、コンパレータＢ、電圧分割レジスタＲ７とＲ８及び電力消費レジスタＲｘより構成され、電力消費レジスタＲｘの一端はパワーＭＯＳトランジスタＭのドレインに接続され、電力消費レジスタＲｘの他端はパワースイッチに負極に接続され、直列接続されたレジスタＲ７とＲ８の間の中間点にはコンパレータＢの非反転入力端子が接続され、コンパレータＢの出力端子はパワーＭＯＳトランジスタＭのゲートに接続され、パワーＭＯＳトランジスタＭのソースはパワースイッチの正極とレジスタＲ７の他端に接続されていることを特徴とする自動電圧分配直列パワースイッチブリッジ。
【請求項２】
前記パワースイッチブリッジはさらに保護回路を備え、前記保護回路は状況検出回路Ｔ及び前記各静−動電圧分配吸収回路に対して並列に接続された複数のサージ吸収器ＬＹを有し、前記状況検出回路はコンパレータＡ、ダイオードＤＬ、ＤＨ及びレジスタＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を有し、ＤＬのアノード並びにＲ５及びＲ６のそれぞれの一端はコンパレータＡの非反転入力端子に接続され、ＤＬのカソードはＲ４の一端に接続され、Ｒ５の他端はＤＨのアノードとＲ３の一端に接続され、Ｒ６の他端は前記パワースイッチ直列ブリッジの負極に接続され、前記状況検出回路の高レベル検出極は先頭の前記各静−動電圧分配吸収回路の正極に接続され、前記状況検出回路の低レベル検出極は最後尾の前記各静−動電圧分配吸収回路の負極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自動電圧分配直列パワースイッチブリッジ。
【請求項３】
前記直列パワースイッチブリッジは容量性の主回路基板と前記主回路基板に接続された複数の電子パワースイッチにより構成されること特徴とする請求項１に記載の自動電圧分配直列パワースイッチブリッジ。
【請求項４】
前記電子パワースイッチはＩＧＢＴ、ＩＧＲＴ、ＩＧＣＴ、ＧＣＴ及びＧＴＯのうちいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の自動電圧分配直列パワースイッチブリッジ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の目的を達成するする直列パワースイッチブリッジは、パワースイッチブリッジと静−動電圧分配吸収回路ＤＲｗＣブリッジより構成される。前記パワースイッチブリッジは連続した数個のパワースイッチにより構成される。静−動電圧分配吸収回路ブリッジにおけるＤＲｗＣ回路の数はパワースイッチの数と同じである。各ＤＲｗＣ回路の正極及び負極はそれぞれ対応するパワースイッチに接続されている。前記ＤＲｗＣ回路はダイオードＤ、キャパシタＣ及び電圧調整器Ｒｗより構成され、ダイオードＤは並列接続された電圧調整器ＲｗとキャパシタＣからなる回路と直列接続されている。チョッパ電圧調整器Ｒｗは、パワーＭＯＳトランジスタＭ、コンパレータＢ、電圧分割レジスタＲ７とＲ８及び電力消費レジスタＲｘより構成され、電力消費レジスタＲｘの一端はパワーＭＯＳトランジスタＭのドレインに接続され、電力消費レジスタＲｘの他端はパワースイッチに負極に接続され、直列接続されたレジスタＲ７とＲ８の間の中間点にはコンパレータＢの非反転入力端子が接続され、コンパレータＢの出力端子はパワーＭＯＳトランジスタＭのゲートに接続され、パワーＭＯＳトランジスタＭのソースはパワースイッチの正極とレジスタＲ７の他端に接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
電子パワースイッチが作動していない時、ＤＲｗＣ回路における電圧調整器Ｒｗは直列接続されたパワースイッチに対して静電圧分配を行う。オンもしくはオフのスイッチングが電子パワースイッチで行われた時に、スイッチングの時間的な不一致もしくはｄｉ／ｄｔに従い巻線インダクタにより発生した過電圧は、まずＤＲｗＣ回路におけるキャパシタＣが充電されることにより吸収される。充電されることによりキャパシタＣの電圧は上昇し、この電圧上昇を検出すると前記Ｒｗは新たに発生した充電エネルギーを速やかに放電するため、キャパシタＣの電圧は所定の値もしくはそれ以下に維持される。このようにして直列接続された電子パワースイッチにおいて、各パワースイッチのスイッチングが同期しないことによる焼き付きの問題は解決される。キャパシタＣにおける電圧が所定値を超えた時（すなわちＶａ＞Ｖｂ）、電圧コンパレータＢが反転してパワーＭＯＳトランジスタＭのスイッチが入り、レジスタＲｘでエネルギーが消費される。このようにして、キャパシタＣにおける電圧は所定値より低く維持される。前記電圧調整器Ｒｗの機能は自動的な可変抵抗と同様であり、定常状態ではＲ＝Ｒ７＋Ｒ８となり、過電圧状態ではＲ＝Ｒｘ（Ｒｘ＜＜Ｒ７＋Ｒ８）となる。このようにしてキャパシタＣの放電時間を大幅に短縮するほか、電圧安定化の精度を向上させている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ＤＲｗＣ回路の故障により高電圧がパワースイッチにかかる場合、もしくは回路内における高いサージ電流の発生や回路のショートによりキャパシタの帯電圧が所定値を超える場合を想定して、状況検出回路Ｔと各ＤＲｗＣ回路に並列接続された数個のサージ吸収器より構成される保護回路をさらに備えることができる。前記状況検出回路はコンパレータＡ、ダイオードＤＬ、ＤＨ及びレジスタＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６より構成されており、ＤＬのアノード並びにＲ５及びＲ６の一端はコンパレータＡの非反転入力端子に接続され、ＤＬのカソードはＲ４の一端に接続され、Ｒ５の他端はＤＨのアノードとＲ３の一端に接続され、Ｒ６の他端はパワースイッチ直列ブリッジの負極に接続され、前記状況検出回路の高レベル検出極は先頭のＤＲｗＣ回路の正極に接続され、前記状況検出回路の低レベル検出局は最後尾のＤＲｗＣ回路の負極に接続されている。前述のようなキャパシタＣの帯電圧が所定値を超える状況が発生した場合、各ＤＲｗＣ回路（及び各パワースイッチ）に対して並列に接続されたサージ吸収器はこうした過電圧を極めて短時間のうちに放電することにより、異常な状況下での過電圧による破損からパワースイッチを保護している。また、電流が一定時間を超えてサージ吸収器に流れた場合や、電子パワースイッチの制御ループが故障することによりスイッチが作動しなくなった場合、状況検出回路はこれを検知して即座に制御回路に処理信号を出力する。このようにすることで、直列電子パワースイッチブリッジの作動はより安全なものとなっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図１〜図３を参照すると、直列パワースイッチブリッジは筐体１に搭載されたパワースイッチブリッジ２と静−動電圧分配吸収回路（ＤＲｗＣ）ブリッジ３より構成される。本実施例における前記パワーブリッジ２は連続したＩＧＢＴ１、ＩＧＢＴ２．．．．．ＩＧＢＴＮからなる数個のパワースイッチより構成される。静−動電圧分配吸収回路（ＤＲｗＣ）ブリッジの数はパワースイッチの数と同数であり、各ＤＲｗＣの正極及び負極は対応するパワースイッチの正極及び負極とそれぞれ接続されている。図３に参照されるように、前記ＤＲｗＣ回路はダイオードＤ、キャパシタＣ及びチョッパ電圧調整器Ｒｗより構成され、ダイオードＤは並列に接続されたチョッパ電圧調整器ＲｗとキャパシタＣに対して直列に接続され、前記チョッパ電圧調整器ＲｗはパワーＭＯＳトランジスタＭ、コンパレータＢ、電圧分割レジスタＲ７及びＲ８並びに電力消費レジスタＲｘにより構成される。製造工程において、ＤＲｗＣ回路とパワースイッチは前記のように接続されてモジュールを形成してもよく、その場合数個のモジュールを直列に接続して本発明の直列パワースイッチブリッジとしてもよい。同様にして、前記モジュールは２個のＤＲｗＣ回路と２個のパワースイッチ、３個のＤＲｗＣ回路と３個のパワースイッチ等により形成されていてもよい。こうした場合、損傷した一部品の交換が容易になるという利点がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図２によれば、ＤＲｗＣ回路におけるキャパシタＣの帯電圧が所定値を超えないようにするために、状況検出回路ＴとＤＲｗＣ回路と並列に接続された数個のサージ吸収器ＬＹからなる保護回路をさらに備えることができる。前記状況検出回路はコンパレータＡ、ダイオードＤＬ、ＤＨ及びレジスタＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６より構成されており、ＤＬのアノード及びＲ５とＲ６の一端はコンパレータＡの非反転入力端子に接続され、ＤＬのカソードはＲ４の一端に接続され、Ｒ５の他端はＤＨのアノードとＲ３の一端に接続され、Ｒ６の他端はパワースイッチ直列ブリッジの負極に接続され、前記状況検出回路の高レベル検出極は先頭のＤＲｗＣ回路の正極に接続され、前記状況検出回路の低レベル検出極は最後尾のＤＲｗＣ回路の負極に接続されている。キャパシタＣの電圧が所定値を超えた場合、各ＤＲｗＣ回路（及び各ＩＧＢＴ）に並列に接続されたサージ吸収器ＬＹはこの過電圧を極めて短時間のうちに放電することにより、異常な状況下での過電圧による破損からパワースイッチを保護している。電流が一定時間を超えてサージ吸収器に流れた場合や、電子パワースイッチの制御ループが故障することでスイッチが作動しなくなった場合、状況検出回路はこれを検知して即座に制御回路に処理信号を出力する。このようにすることで、直列電子パワースイッチブリッジの作動はより安全なものとなっている。