(57)【要約】  本発明は、交流電流を遮断するための回路（１００）に関し、本回路（１００）は、交流電流（ＡＣ）を受電するように拵えられた入力端（１０２）と、交流電流（ＡＣ）を少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に供給するように拵えられた出力端（１０４）と、入力端（１０２）と出力端（１０４）との間に連結された少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）と、入力端（１０２）と出力端（１０４）との間に連結されたインピーダンスネットワーク（Ｚ）と、コントローラ（１１０）と少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）とに共通な基準接地（１１２）に連結された該コントローラ（１１０）であって、コントローラ（１１０）は、インピーダンスネットワーク（Ｚ）のノードと基準接地（１１２）との間で少なくとも１つの測定電圧（Ｖ１；Ｖ２）を計測し、計測された少なくとも１つの測定電圧（Ｖ１；Ｖ２）の値に基づいて、少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に供給される交流電流（ＡＣ）の遮断を制御するために、該少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するように拵えられる、該コントローラ（１１０）と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電流を遮断するための回路（１００）であって、前記回路（１００）は、
交流電流（ＡＣ）を受電するようされた入力端（１０２）と、
前記交流電流（ＡＣ）を少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に供給するようにされた出力端（１０４）と、
前記入力端（１０２）と前記出力端（１０４）との間に連結された少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）と、
前記入力端（１０２）と前記出力端（１０４）との間に連結されたインピーダンスネットワーク（Ｚ）と、
前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）と共通な基準接地（１１２）に連結されたコントローラ（１１０）であって、前記コントローラ（１１０）は、前記インピーダンスネットワーク（Ｚ）のノードと前記基準接地（１１２）との間で少なくとも１つの測定電圧（Ｖ１；Ｖ２）を計測し、前記計測された少なくとも１つの測定電圧（Ｖ１；Ｖ２）の値に基づいて、前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に供給される前記交流電流（ＡＣ）の前記遮断を制御するために、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するようにされている前記コントローラ（１１０）と、
を含む、回路（１００）。
【請求項２】
前記コントローラ（１１０）と前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）との間に連結された駆動回路（１１４）をさらに含み、前記駆動回路（１１４）は、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するため前記コントローラ（１１０）によって使用される制御信号を増幅するようにされている、請求項１に記載の回路（１００）。
【請求項３】
相互に直列に連結され、前記入力端（１０２）と前記出力端（１０４）との間に配置された第一制御可能スイッチ（１０６）および第二制御可能スイッチ（１０８）を含む、請求項１または２に記載の回路（１００）。
【請求項４】
前記インピーダンスネットワーク（Ｚ）が、前記第一制御可能スイッチ（１０６）と前記第二制御可能スイッチ（１０８）との間に連結される、請求項３に記載の回路（１００）。
【請求項５】
前記コントローラ（１１０）が、前記インピーダンスネットワーク（Ｚ）の第一ノードと前記基準接地（１１２）との間の第一測定電圧（Ｖ１）および前記インピーダンスネットワーク（Ｚ）の第二ノードと前記基準接地（１１２）との間の第二測定電圧（Ｖ２）を計測し、前記第一計測測定電圧（Ｖ１）および前記第二計測測定電圧（Ｖ２）の前記値に基づいて、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するようにされている、請求項１〜４の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項６】
前記インピーダンスネットワーク（Ｚ）が、前記第一制御可能スイッチ（１０６）と前記第二制御可能スイッチ（１０８）との間に連結されたリミッタ／遅延回路を含み、前記リミッタ／遅延回路は、前記交流電流（ＡＣ）の変化の速度を制限／遅延するようにされている、請求項３〜５の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項７】
前記リミッタ／遅延回路（１１６）がインダクタを含む、請求項６に記載の回路（１００）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）が電界効果トランジスタ、すなわちＦＥＴである、
請求項１〜７の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項９】
前記第一制御可能スイッチ（１０６）と前記第二制御可能スイッチ（１０８）とが、前記入力端（１０２）と前記出力端（１０４）との間に相反対に連結される、請求項３〜８の何れか一項に従属する場合の請求項８に記載の回路（１００）。
【請求項１０】
前記基準接地（１１２）が、前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に対する接地とは異なる、請求項１〜９の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項１１】
前記コントローラ（１１０）が、
前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）の前記電力消費パターンをモニタし、
前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）の前記モニタされた電力消費パターンに基づいて、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するようにされている、請求項１〜１０の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項１２】
前記コントローラ（１１０）が、前記モニタされた電力消費パターン基づいて、前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）の種類を判断するようにされている、請求項１１に記載の回路（１００）。
【請求項１３】
前記コントローラ（１１０）が、前記判断された種類に基づいて、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するようにされている、請求項１２に記載の回路（１００）。
【請求項１４】
前記コントローラ（１１０）が、
前記少なくとも１つの電気負荷体（２００ｎ）に関連する少なくとも１つの情報要素（ＩＥ）および少なくとも１つの命令（Ｉ）の何れかを受信し、
前記少なくとも１つの情報要素（ＩＥ）および前記少なくとも１つの命令（Ｉ）の何れかに基づいて、前記少なくとも１つの制御可能スイッチ（１０６；１０８）を制御するようにされている、請求項１〜１３の何れか一項に記載の回路（１００）。
【請求項１５】
前記コントローラ（１１０）が、前記少なくとも１つの情報要素（ＩＥ）および前記少なくとも１つの命令要素「（Ｉ）の少なくとも何れかの表示を含む通信信号を受信するようにされた、ワイヤレス受信手段（３０４ａ）および有線受信手段（３０４ｂ）の何れかを含む、請求項１４に記載の回路（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電流を遮断するための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野では、交流電流（ＡＣ）を遮断するための諸回路が知られている。
【０００３】
１つの対処策は、印加電流が公称値よりも大きいすなわち過電流の場合に電流を遮断する周知のヒューズである。印加電流は、ヒューズの金属ワイヤまたはストリップが過電流により融解して遮断される。
【０００４】
当該技術分野で知られる別の対処策は、電気負荷体を含め、電気回路を過電流に起因する損傷から保護するように拵えられたサーキットブレーカである。ヒューズと違って、サーキットブレーカは、正常な動作に復帰するため、手動でまたは自動でリセットすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の諸実施形態の目的は、従来技術の欠点および問題を軽減または解決する対処策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述のおよびさらなる目的は、独立請求項の主題によって達成される。本発明のさらなる有利な実装形態が従属請求項および他の諸実施形態によって定義される。
【０００７】
本発明の或る態様によれば、前述のおよび他の目的は、交流電流を遮断するための回路によって達成され、該回路は、
交流電流を受電するように拵えられた入力端と、
少なくとも１つの電気負荷体に交流電流を供給するように拵えられた出力端と、
入力端と出力端との間に連結された少なくとも１つの制御可能スイッチと、
入力端と出力端との間に連結されたインピーダンスネットワークと、
コントローラと該少なくとも１つの制御可能スイッチとに共通な基準接地に連結された該コントローラであって、該コントローラは、インピーダンスネットワークのノードと基準接地との間で少なくとも１つの測定電圧を計測し、計測された少なくとも１つの測定電圧の値に基づいて少なくとも１つの電気負荷体に供給される交流電流の遮断を制御するために、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御するように拵えられる、該コントローラと、
を含む。
【０００８】
少なくとも１つの制御可能スイッチおよびインピーダンスネットワークは、入力端と出力端との間に直列に連結される。インピーダンスネットワークにおいて測定電圧を計測することによって、コントローラは、過電流および／または短絡を検出することが可能で、したがって、回路および少なくとも１つの電気負荷体への損傷を回避するために少なくとも１つの制御可能スイッチを開放することができる。
【０００９】
ＡＣを遮断するための回路の第一態様の一実施形態において、本回路は、コントローラと少なくとも１つの制御可能スイッチとの間に連結された駆動回路をさらに含み、該駆動回路は、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御するためにコントローラによって使用される制御信号を増幅するように拵えられる。
【００１０】
コントローラからの制御信号は、多くの場合、低すぎる電圧または電流を有し、このことは、少なくとも１つのスイッチが所望通りに開または閉にならないことを意味する。駆動回路は、コントローラによって送信される制御信号を増幅することによってこの問題を解決する。
【００１１】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様の別の実施形態において、本回路は、相互に直列に連結され入力端と出力端との間に配置された第一制御可能スイッチおよび第二制御可能スイッチを含む。
【００１２】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、インピーダンスネットワークが、第一制御可能スイッチと第二制御可能スイッチとの間に連結される。
【００１３】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、インピーダンスネットワークの第一ノードと基準接地との間の第一測定電圧、およびインピーダンスネットワークの第二ノードと基準接地との間の第二測定電圧を計測し、該第一計測測定電圧および第二計測測定電圧の値に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御するようにさらに拵えられる。第一ノードと第二ノードとは、インピーダンスネットワークの相異なるノードである。
【００１４】
この第一および第二測定電圧の両方を使うことによって、コントローラは、短絡（第一測定電圧）および過電流（第二定電圧）の両方を検出することができる。これにより、改良された検出が可能である。さらに、この第一および第二測定電圧は、少なくとも１つの負荷体の電力消費パターンを判断し、および／または該少なくとも１つの電気負荷体の種類を判断するために用いることができる。
【００１５】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、インピーダンスネットワークは、第一制御可能スイッチと第二制御可能スイッチとの間に連結されたリミッタ／遅延回路を含み、このリミッタ／遅延回路は、交流電流の変化の速度を制限／遅延するように拵えられる。
【００１６】
このリミッタ／遅延回路によって、過電流を検出し、該リミッタ／遅延回路が過電流を制限／遅延するので、電流が損傷レベルに達する前に少なくとも１つの制御可能スイッチを開放することが可能である。
【００１７】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、このリミッタ／遅延回路はインダクタを含む。或る実施形態によれば、このリミッタ／遅延はチョークコイルである。
【００１８】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、少なくとも１つの制御可能スイッチは、電界効果トランジスタ、ＦＥＴである。
【００１９】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、第一制御可能スイッチおよび第二制御可能スイッチとは、入力端と出力端との間に相反対に連結される。
【００２０】
第一ＦＥＴと第二ＦＥＴが相反対向きに連結されるので、交流電流は双方向に阻止される。
【００２１】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、この基準接地は、該少なくとも１つの電気負荷体に対する接地とは異なる。
【００２２】
負荷体に対する接地とは異なる基準接地を有することによって、前述の電気部品は２３０または１１０ボルトなどの高い電圧に適応する必要がないので、より小型でより低廉な電気部品を使用することが可能である。さらに、交流電流を遮断するための本回路は、従来型のサーキットブレーカに連結しその中に搭載することもできる。
【００２３】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、
少なくとも１つの電気負荷体の電力消費パターンをモニタし、
該少なくとも１つの電気負荷体のモニタされた電力消費パターンに基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御する、
ようにさらに拵えられる。
【００２４】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、
モニタされた電力消費パターンに基づいて、少なくとも１つの電気負荷体の種類を判断する、
ようにさらに拵えられる。
【００２５】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、
少なくとも１つの電気負荷体の判断された種類に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御する、
ようにさらに拵えられる。
【００２６】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、
少なくとも１つの負荷体に対しモニタされた電力消費パターンおよび判断された種類の何れかを別のコントローラまたはシステムに送信する、
ようにさらに拵えられる。
【００２７】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、
少なくとも１つの電気負荷体に関連する少なくとも１つの情報要素および少なくとも１つの命令の何れかを受信し、
該少なくとも１つの情報要素および少なくとも１つの命令の何れかに基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチを制御する、
ようにさらに拵えられる。
【００２８】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、コントローラは、少なくとも１つの情報要素および少なくとも１つの命令要素の何れかの表示を含む通信信号を受信するように拵えられた、ワイヤレス受信手段および有線受信手段の何れかを含む。このことは、コントローラが、ワイヤレス受信手段だけを、有線受信手段を、またはワイヤレスおよび有線受信手段を、含んでよいことを意味する。
【００２９】
ＡＣを遮断するための回路の前述の態様のさらに別の実施形態において、少なくとも１つの電気負荷体は、家庭用電気機器または電気ヒータの何れかである。該電気負荷体は、ＡＣを遮断する回路の出力端に接続され、ＡＣを供給されるように構成された任意の電気デバイスであってよい。
【００３０】
本発明のさらなる応用および利点は以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【００３１】
添付の図面は、本発明の各種の実施形態を明らかにし説明するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図２】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図３】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図４ａ】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図４ｂ】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図４ｃ】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図５】本発明の或る実施形態によるコントローラを示す。
【図６】本発明の或る実施形態によるインピーダンスネットワークを示す。
【図７】本発明の或る実施形態による回路を示す。
【図８】本発明の或る実施形態によるトランジスタネットワークを示す。
【図９】本発明の或る実施形態によるトランジスタネットワークを示す。
【図１０】本発明の或る実施形態による結合回路を示す。
【図１１】本発明の或る実施形態による装置を示す。
【図１２】図１２ａ〜ｃいくつかの環境発電の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明の或る実施形態による、交流電流を遮断するための回路１００を概略的に示す。回路１００は、１つ以上の電気負荷体２００ａ、２００ｂ、・・・、２００Ｎ（インデックスｎ＝ａ、ｂ、・・・、Ｎを有する）に連結される。交流電流（ＡＣ）が回路１００の入力端１０２に供給され、回路１００の出力端１０４を介して負荷体２００ａ、２００ｂ、・・・２００Ｎに転送される。一実施形態において、この電流はいわゆる幹線交流電流である。したがって、負荷体２００ａ、２００ｂ、・・・２００Ｎは、家庭用電気機器および／または電気ヒータおよび／または他の家庭用電子機器であってよい。
【００３４】
図２は、本発明による、交流電流を遮断するための回路１００の別の実施形態を示す。回路１００は、電流を受電するように拵えられた入力端１０２、および少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに電流を供給するように拵えられた出力端１０４を含む。回路１００は、入力端１０２と出力端１０４との間に連結された少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８をさらに含む。さらに、回路１００は、コントローラ１１０と少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８とに共通な基準接地１１２に連結された該コントローラ１１０を含む。コントローラ１１０は、出力端１０４を介して少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに供給される電流の遮断を制御するために、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられる。基準接地１１２は、本回路ブレーカ１００中の１つ以上の電圧差異を測定するための基準電位として用いられそう機能する。
【００３５】
少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８は、リレー、サイリスタ、トライアック、ゲートターンオフサイリスタ、トランジスタ、およびシリコン制御整流器の任意の他の型、を含む群中の何れであってもよい。
【００３６】
少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の制御は、図２に示されるように、コントローラ１１０と該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８との間に連結された制御手段１３０を使って行うことができる。制御手段１３０は、例えば、１つ以上の相異なる制御電圧または電流など、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を開閉するためのいろいろなレベルを有し得る制御信号を搬送することが可能である。過電流が検出されると、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８は開にスイッチされこれにより印加電流を遮断する。
【００３７】
図３は、本発明による、交流電流を遮断するための回路１００のさらに別の実施形態を示す。この実施形態における回路１００は、２つの制御可能スイッチ、すなわち、第一制御可能スイッチ１０６および第二御可能スイッチ１０８を含み、これらは、図３に示されるように、相互に直列に連結され入力端１０２と出力端１０４との間に配置されている。一実施形態において、スイッチ１０６、１０８は、入力端１０２と出力端１０４との間に直列に相反対に連結された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ＦＥＴは一方向の電流を阻止し、しかしてこの実施形態における２つのＦＥＴは、電流の方向に対して相反対向きに連結されている。これらのＦＥＴは、高速なスイッチング時間（スイッチを開閉するための時間間隔）を有し、これは、過電流が検出されたとき、ＦＥＴを通る電流が極めて迅速に遮断でき、これにより、回路および出力端１０４に連結された負荷体への損傷を限定または排除できることを意味する。好ましくは、一実施形態において、これら２つのＦＥＴは、共通のゲート電圧を用いる同じ制御手段によって制御され、これによりアーキテクチャが簡素化される。図３中の例は、コントローラ１１０が、別々の制御手段１３０を介してスイッチ１０６、１０８を制御することを示している。但し、コントローラ１１０は、前述のように、共通の制御手段１３０を介してこれらのスイッチ１０６、１０８を制御することも可能である。
【００３８】
一実施形態において、回路１００は、コントローラ１１０と制御可能スイッチ１０６、１０８との間に連結された少なくとも１つの駆動回路１１４を含む。この駆動回路１１４は、制御手段１３０を介してスイッチ１０６、１０８を制御するためコントローラ１１０によって使用される制御信号を増幅するように拵えられる。これは、例えば、制御可能スイッチに送信される制御電圧および電流の何れかを上昇しなければならないときに必要になり得る。例えば、駆動回路１１４は、１０〜１５ボルトの供給を受け、その電圧をＦＥＴのゲート側に送電するように拵えることができる。
【００３９】
また、図３において、基準接地１１２は、図３中で３００として示されている、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに対する接地とは異なることに留意する。該少なくとも１つの電気負荷体２００ｎは、多くの場合共通の接地を有し、本対処策において、この共通の接地は基準接地１１２とは異なる。
【００４０】
図４ａは、交流電流を遮断するための回路１００のさらに別の実施形態を示し、この例では、これは少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と入力端１０２との間に連結されたインピーダンスネットワークＺを含む。コントローラ１１０は、インピーダンスネットワークＺにおいて少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２を計測し、該少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられる。言い換えれば、コントローラ１１０は、計測された少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに供給される交流電流ＡＣの遮断を制御する。該少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２は、インピーダンスネットワークＺのノードと基準接地１１２との間の電位の差異として計測される。少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２は、短絡および／または過電流を検出するためコントローラ１１０によって使用することができる。したがって、該少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２を使って、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎおよび回路を保護することができる。
【００４１】
インピーダンスネットワークＺは、インピーダンスネットワークＺにおいて少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２が計測／検出／取得できるように構成することができる。１つの対処策は、抵抗素子をまたいで測定電圧が計測される該測定抵抗素子（図４ａには示さず）を置くことである。この測定抵抗素子の抵抗に対する基準値は、例えば１１０または２３０ボルトのＡＣ幹線に対し約０．０１オーム以下としてよい。この測定電圧は、コンパレータ（図４ａには示さず）中の閾値電圧と比較することが可能で、該測定電圧が閾値電圧を超える場合、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８は、過電流が回路／コンポーネントおよび／または出力端１０４に連結された少なくとも１つの電気負荷体を損傷するのを防止すべく、開位置を取るように制御される。しかして、過電流を検出するために少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２が用いられる。
【００４２】
図４ａに示された実施形態において、コントローラ１１０は、基準接地１１２とインピーダンスネットワークＺの第一ノードとの間の電圧差異である第一測定電圧Ｖ１を計測し、基準接地１１２とインピーダンスネットワークＺの第二ノードとの間の電圧差異である第二測定電圧Ｖ２を計測するようにさらに拵えることが可能である。第一測定電圧Ｖ１および第二測定電圧Ｖ２の例が図６に示されている。
【００４３】
コントローラ１１０は、第一計測測定電圧Ｖ１の値および第二計測測定電圧Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように構成される。第一計測測定電圧Ｖ１は、出力端１０４に連結された負荷体の変化に関連付けることが可能で、これにより短絡を示すことができる。第二計測測定電圧Ｖ２は、本回路１００を流通する電流に直接比例させることが可能で、これにより過電流を示すことができる。
【００４４】
図４ａに示された回路１００の実施形態において、インピーダンスネットワークＺは、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と入力端１０２との間に連結される。但し、いくつかの実施形態において、インピーダンスネットワークＺは、代わりに少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と出力端１０４との間に連結してもよい。１つのかかる実施形態による回路１００が図４ｂ中に示されている。図４ｂ中に示された実施形態中のコントローラ１１０は、図４ａに示されたのと同様にして、インピーダンスネットワークＺのノードと基準接地１１２との間で少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２を計測し、該計測された少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに供給される交流電流ＡＣの遮断を制御するために、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられる。
【００４５】
図４ｂ中に示されたインピーダンスネットワークＺは、図４ａを参照して前述したように、インピーダンスネットワークＺで１つ以上の測定電圧Ｖ１；Ｖ２が計測可能なように構成される必要がある。しかして、図４ｂ中に示されたコントローラ１１０は、第一測定電圧Ｖ１、第二測定電圧Ｖ２、または第一測定電圧Ｖ１および第二測定電圧Ｖ２の両方を計測するように拵えることが可能であり、コントローラ１１０は、第一計測測定電圧Ｖ１の値および／または第二計測測定電圧Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御することができる。図４ａを参照して前述したように、第一計測測定電圧Ｖ１は、例えば、短絡を示すことができ、第二計測測定電圧Ｖ２は、例えば、過電流を示すことができる。
【００４６】
図４ｃは、交流電流を遮断するための回路１００のさらに別の実施形態を示し、この特定の例では、本回路は、２つの制御可能スイッチ１０６、１０８を、第一制御可能スイッチ１０６と第二制御可能スイッチ１０８との間に連結されたインピーダンスネットワークＺとともに含む。これにより、コントローラ１１０は、インピーダンスネットワークＺで少なくとも１つの測定電圧Ｖ１；Ｖ２を計測し、該計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、第一制御可能スイッチ１０６および第二制御可能スイッチ１０８を制御するように拵えられる。該少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２は、インピーダンスネットワークＺのノードと基準接地１１２との間の電位の差異として計測される。この少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２は、短絡および／または過電流を検出するためにコントローラ１１０が使用することができる。これにより、少なくとも１つの計測測定電圧Ｖ１；Ｖ２を使って、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎおよび回路を保護することができる。
【００４７】
図４ａを参照して前述したように、インピーダンスネットワークＺは、１つ以上の測定電圧Ｖ１；Ｖ２がインピーダンスネットワークＺで計測できるように構成される必要がある。しかして、図４ｃ中に示されたコントローラ１１０は、第一測定電圧Ｖ１、第二測定電圧Ｖ２、または第一測定電圧Ｖ１および第二測定電圧Ｖ２の両方を計測するように拵えることが可能であり、コントローラ１１０は、第一計測測定電圧Ｖ１の値および／または第二計測測定電圧Ｖ２の値に基づいて、第一制御可能スイッチ１０６および第二制御可能スイッチ１０８を制御することができる。図４ａを参照して前述したように、第一計測測定電圧Ｖ１は、例えば短絡を示すことができ、第二計測測定電圧Ｖ２は、例えば過電流を示すことができる。
【００４８】
１つのさらなる実施形態において、説明された実施形態の何れかによって配置されたインピーダンスネットワークＺは、リミッタ／遅延回路を含む（図６参照）。このリミッタ／遅延回路は、例えば過電流など、電流の変化の速度を制限／遅延するように拵えられる。この制限／遅延は、好ましくは、過電流が回路、または出力端１０４に接続された少なくとも１つの電気負荷体に達する前に、コントローラ１１０が、過電流を検出し、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を介して該電流を遮断するための時間が持てるオーダーである。過負荷としても知られるこの過電流は、多くの場合、短絡、電気負荷体の過負荷、電気負荷のミスマッチ、および電気デバイスの故障に起因する。
【００４９】
リミッタ／遅延回路を設けるためのいくつかの異なる対処策がある。１つの対処策において、リミッタ／遅延回路は、図６中にＬ１として示されるインダクタを含む。
【００５０】
図６は、入力端１０２と出力端１０４との間に、電流に対して相反対向きに直列に連結された、第一ＦＥＴ１０６および第二ＦＥＴ１０８を含む実施形態を示す。これら２つのＦＥＴは、同じ制御電圧をゲート電圧として使用する同一の制御手段１３０によって制御される。この回路１００は、これらＦＥＴの間に連結され、第一測定電圧Ｖ１および第二測定電圧Ｖ２が計測される箇所であるインピーダンスネットワークＺをさらに含む。
【００５１】
或る実施形態によれば、インピーダンスネットワークＺは、インダクタＬ１と並列に連結された第一抵抗素子Ｒ１を含む。第一抵抗素子Ｒ１およびインダクタＬ１は一緒に、第二抵抗素子Ｒ２に直列に連結されてよい。いくつかの実施形態によれば、第二抵抗素子Ｒ２は省略されてもよい。第一電圧Ｖ１は、第一ノードと基準接地１１２との電位の間で（電位差として）採取可能で／測定され／検出される。この第一ノードは、第一制御可能スイッチ１０６と、第一抵抗素子Ｒ１およびインダクタＬ１の並列連結との間に配置される。この基準接地１１２は、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに対する基準電圧とは異なっており、この基準電圧は、少なくとも１つの負荷体２００ｎが接続されているネットワークの、ゼロ／中性電圧であっても、アース／接地された中性電圧であっても、保護アース／接地電圧であっても、別の位相および／または別の適切な基準電位であってもよい。第一電圧Ｖ１は、出力端１０４に連結された負荷体の変化に関連しており、しかして短絡を示す。
【００５２】
第二電圧Ｖ２は、第二ノードと基準接地１１２との間で（電位差として）採取可能であり／測定される。基準１１２は、前述したように、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに対する基準電圧とは異なる。第二ノードは、第二抵抗素子Ｒ２と、第一抵抗素子Ｒ１およびインダクタＬ１の並列連結との間に配置される。これにより、第二抵抗素子Ｒ２をまたいで第二電圧Ｖ２が得られ、これは第二抵抗素子Ｒ２を通り流れ、しかして交流電流遮断回路１００を通る電流に直接比例し、過電流を示す。したがって、第二電圧Ｖ２は、該少なくとも１つの負荷体２００ｎの電力消費をモニタするのにも適しており、電力消費パターンを判断するのに使用することが可能である。さらに、低周波において、交流電流ＡＣはインダクタＬ１と第二抵抗素子Ｒ２とを通り、このときＬ１は基本的に短絡路であり、この場合、第一電圧と第二電圧とは等しい、すなわちＶ１＝Ｖ２の関係となる。出力端１０４に連結された１つ以上の負荷体が急速に変化した場合（これは高周波信号として見ることができる）、インダクタＬ１は高いインピーダンスを有し、電流のブレーキまたはストッパとして機能する。インダクタＬ１をまたいだ電圧は、しかして周波数に相関し、したがって周波数の増大とともにインピーダンスも増大するので、非常に高くなり得る。この場合、第一抵抗素子Ｒ１は、電圧が過剰に高くなるのを防止する電流シャントとして機能する。或る実施形態によれば、例えば、ツェナー機能を有する少なくとも１つのダイオードを含む、少なくとも１つの保護回路が、インダクタＬ１および第一抵抗素子Ｒ１と並列に連結される。
【００５３】
本発明のさらなる応用は、少なくとも１つの電気負荷体の電力消費および該少なくとも１つの電気負荷体を制御することに関し得る。
【００５４】
一実施形態において、コントローラ１１０は、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎの電力消費パターンをモニタし、該少なくとも１つの電気負荷体２００ｎのモニタされた電力消費パターンに基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられる。この電力消費パターンは、前述の、測定され／検出され／取得された少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２を用い、解析することによってモニタすることができる。これにより、コントローラ１１０は、負荷体の種類に応じ、例えば、安全のため負荷体をシャットダウンしまたはより高いもしくは低い電流量を供給するなど、該負荷体に供給される電流を調節することが可能である。また、コントローラ１１０は、電力消費パターンが異常な場合、すなわち、例えば、過渡事象、段差、または他の突然の変化を含め、電力消費パターンに予期されないおよび／または不都合が見られる場合、交流電流ＡＣの遮断が遂行されるように、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えることが可能である。
【００５５】
この点に関し、コントローラ１１０は、モニタされた電力消費パターンに基づいて、少なくとも１つの負荷体２００ｎの種類を判断するようにさらに拵えられてよい。負荷体のそれぞれの種類は、識別が可能なそれ自体の電力消費パターンを有する。前述のように、測定され／検出され／取得された少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２を用い解析することによって、少なくとも１つの負荷体２００ｎの種類を判断することが可能である。しかして、この対処策において、コントローラ１１０は、負荷体の種類を判断または識別する能力をさらに有し、このことは、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８が、該判断されまたは識別された負荷体の種類に基づいて制御できることを意味する。
【００５６】
さらに別の実施形態において、コントローラ１１０は、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに関連する少なくとも１つの情報要素ＩＥおよび少なくとも１つの命令Ｉの何れかを受信するように拵えられる。コントローラ１１０が、これら少なくとも１つの情報要素ＩＥおよび少なくとも１つの命令Ｉの何れかに基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するようにさらに拵えられた、１つのかかる実施形態が図５に示されている。このため、コントローラ１１０は、少なくとも１つの情報要素ＩＥおよび少なくとも１つの命令Ｉの少なくとも何れかの表示を含む通信信号を受信するように拵えられた、ワイヤレス受信手段３０４ａおよび有線受信手段３０４ｂの何れかを含む。前述の命令Ｉは、例えば、コントローラ１１０に対する作業モードおよび／または作業定数もしくは変数などを定義する、内部元来の機能および／または外部入力命令であってよい。情報要素ＩＥおよび命令Ｉは、既知の通信プロトコルの制御シグナリングで送信することができる。この点では、例えば、３ＧＰＰ、ＷｉＦｉまたはＩＴＵ規格を使えばよい。
【００５７】
また、コントローラ１１０は、少なくとも１つの電気負荷体を制御するため、該少なくとも１つの電気負荷体２００ｎのモニタされた電力消費パターンおよび該少なくとも１つの電気負荷体の判断された種類の何れかを使って情報要素ＩＥと命令Ｉとを組み合わせるように拵えることができる。
【００５８】
コントローラ１１０は、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎのモニタされた電力消費パターンおよび／または該少なくとも１つの電気負荷体２００ｎの判断された種類を、さらなる処理のため他のコントローラまたは制御デバイスに送信するための送信用有線／ワイヤレス通信手段をさらに含むことが可能である。
【００５９】
コントローラ１１０は、図５に示されたようなスタンドアローンデバイスであってもよいが、別の実施形態では、例えば、コントローラ１１０の各種機能が空間的に相異なる場所に配置される、分散システムの一部であってもよい。例えば、コントローラ１１０は、マスタコントローラと複数のスレーブコントローラ（図面には示されていない）を含んでいてよい。インテリジェンスはマスタコントローラに置かれ、該コントローラが、ワイヤレスおよび／または有線の適切な通信手段を介して、スレーブコントローラを言わば制御する。
【００６０】
コントローラ１１０は、マイクロコントローラであってよく、通信を管理し、少なくとも１つの制御可能スイッチおよび／またはスレーブコントローラを制御するための少なくとも１つのプロセッサ含むことができる。さらに、当業者なら認識しているように、本コントローラ１１０は、本対処策を実施するため必要な他の能力を、例えば、機能、手段、ユニット、素子などの形で含むことが可能である。他のかかる手段、ユニット、素子、および機能の諸例には、プロセッサ、メモリ、バッファ、制御ロジック、トランスミッタ、レシーバ、エンコーダ、デコーダ、レートマッチャ、デレートマッチャ、マッピングユニット、マルチプライヤ、判定ユニット、選択ユニット、スイッチ、インターリーバ、デインターリーバ、モジュレータ、デモジュレータ、入力端、出力端、アンテナ、アンプ、レシーバユニット、トランスミッタユニット、ＤＳＰ、ＴＣＭデコーダ、電源ユニット、給電線、通信インターフェース、通信プロトコルなどがあり、これらは、本対処策を実施するために一緒に適切に配置される。
【００６１】
なかんずく、本コントローラ１１０のプロセッサまたはプロセッサ群は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、処理ユニット、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または命令を解釈して実行することが可能な他の処理ロジックの１つ以上のインスタンスを含んでよい。「プロセッサ」との表現は、しかして、例えば、前述したインスタンスの何れか、その一部、もしくは全部、または別の周知のプロセッサなど、複数の処理回路を含む処理回路系を表し得る。この処理回路系は、呼び出し処理制御、ユーザインターフェース制御、または類似の制御など、データバッファリングおよびデバイス制御機能を含め、データの入力、出力、および処理に対するデータ処理機能をさらに実行することが可能である。
【００６２】
いくつかの実施形態において、回路１００にトランジスタネットワーク１２０を加えることができ、これはコントローラ１１０と一緒になって、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の複合制御を提供する。図７は、かかる実施形態による回路１００を示し、この回路では、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するために、コントローラ１１０およびトランジスタネットワーク１２０の両方が用いられる。この実施形態の回路１００は、本明細書に記載の諸実施形態の何れか１つによるコントローラ１１０を含む。また、この回路は少なくとも１つのトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２を包含するトランジスタネットワーク１２０も含む。トランジスタネットワーク１２０は、インピーダンスネットワークＺの少なくとも１つのノードの少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎに供給される交流電流ＡＣの遮断を制御するため、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられる。この回路１００は、コントローラ１１０とトランジスタネットワーク１２０とを用い、該少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２の値に基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の複合制御を提供するように拵えられた結合回路１５０をさらに含む。これにより、コントローラ１１０およびトランジスタネットワーク１２０の両方を用いる、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の複合制御が提供される。トランジスタネットワーク１２０は、コントローラ１１０と同じ基準接地１１２に連結されてよい。
【００６３】
トランジスタネットワーク１２０は、交流電流の遮断が非常に迅速に遂行できるように、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えることが可能である。これによって、スイッチングをトリガした電流による、負荷体２００ｎおよび／または回路１００自体の損傷に対するリスクは極めて低くなる。トランジスタネットワーク１２０によって提供される、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の制御は、例えば、コントローラ１１０など、プロセッサを含む制御回路によって提供される制御よりも、格段に迅速なスイッチング、例えば１００〜１０００倍も速いスイッチングをもたらし得る。他方で、コントローラ１１０は、交流電流ＡＣの遮断が、例えば、制御がトランジスタネットワーク１２０だけによって提供されるときに、交流電流ＡＣの遮断をトリガするであろう電力消費よりも低い電力消費など、少なくとも１つの電気負荷体２００ｎのより低い電力消費に対してトリガされるように、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えることが可能である。しかして、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の、トランジスタネットワーク１２０とコントローラ１１０との両方を用いる複合制御によって、交流電流ＡＣの遮断は、極めて迅速且つ最早非常に低い電力消費の双方で遂行が可能である。
【００６４】
図８および９は、いくつかの実施形態に対する、トランジスタネットワーク１２０のさらなる詳細を概略的に示す。図８中に示された実施形態は、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を含み、一方、図９中に示された実施形態は、２つの制御可能スイッチ１０６、１０８を含む。上記で説明したように、図８および９中に示された実施形態のトランジスタネットワーク１２０は、交流電流ＡＣの遮断が、インピーダンスネットワークＺの少なくとも１つのノードの少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２に基づいて制御されるように、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御するように拵えられた２つのトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２を含む。
【００６５】
いくつかの実施形態において、トランジスタネットワーク１２０は、自律的ネットワークとして機能し得る。自律的ネットワークは、少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２だけに基づいて、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を自主的に制御するように拵えられる。しかして、トランジスタネットワーク１２０それ自体は制御される必要はなく、また、いくつかの実施形態によれば、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８の制御を行うために外部から電圧の供給を受ける必要はない。
【００６６】
また、いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載のトランジスタネットワーク１２０は、電圧コンパレータ回路として、すなわち、少なくとも１つの電圧比較に基づいて少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８を制御する回路として機能するように拵えられてよい。
【００６７】
トランジスタネットワーク１２０は、少なくとも１つのトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２の制御入力端に直列に連結された少なくとも１つの抵抗素子ＲＴＮ１；ＲＴＮ２を含んでよい。図８および９に示されるように、トランジスタネットワーク１２０は、１つずつの抵抗素子が２つのトランジスタＴＴＮ１、ＴＴＮ２の各１つの制御入力端に直列に連結された、２つの抵抗素子ＲＴＮ１；ＲＴＮ２を含むことができる。
【００６８】
さらに詳しくは、図８に示されるように、第一抵抗素子ＲＴＮ１は、インピーダンスネットワークＺと少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８との間に配置された基準接地１１２ノードと、第一トランジスタＴＴＮ１の制御入力端との間に連結されてよい。図９中に示された、２つの制御可能スイッチ１０６、１０８を有する実施形態に対して、第一抵抗素子ＲＴＮ１は、インピーダンスネットワークＺと第二制御可能スイッチ１０８との間に配置された基準接地１１２ノードと、第一トランジスタＴＴＮ１の制御入力端との間に連結されてよい。さらに、第一トランジスタＴＴＮ１のエミッタ／ソースは、少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２に対応する電位を有する、インピーダンスネットワークＺの少なくとも１つのノードに連結される。第一トランジスタＴＴＮ１のコレクタ／ドレインは、できれば直接に、または駆動および／またはロジック回路を介して間接的に、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８に連結される。
【００６９】
第二抵抗素子ＲＴＮ２は、図８および９に示されるように、例えば、少なくとも１つの電圧Ｖ１；Ｖ２を提供する第一ノードなどのインピーダンスネットワークＺのノードと、第二トランジスタＴＴＮ２の制御入力端との間に連結することが可能である。さらに、第二トランジスタＴＴＮ２のエミッタ／ソースは、インピーダンスネットワークＺと、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８との間に配置された基準接地１１２ノードに連結される。図９中に示された、２つの制御可能スイッチ１０６、１０８を有する実施形態に対して、第二トランジスタＴＴＮ２のエミッタ／ソースは、インピーダンスネットワークＺと第二制御可能スイッチ１０８との間に配置された基準接地１１２ノードに連結される。第二トランジスタＴＴＮ２のコレクタ／ドレインは、できれば直接に、または駆動および／またはロジック回路を介して間接的に、該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８に連結される。
【００７０】
本明細書に記載の１つ以上のトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２は、制御入力端としてベースピンを有するバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ：ｂｉｐｏｌａｒ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、または制御入力端としてゲートピンを有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってよい。さらに、バイポーラ接合トランジスタも同様にエミッタピンおよびコレクタピンを含み、一方、電界トランジスタもまたソースピンおよびドレインピンを含む。
【００７１】
少なくとも１つの抵抗素子ＲＴＮ１；ＲＴＮ２は、少なくとも１つのトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２が過電流に対し保護されるのに十分な大きさの値を持つ抵抗を有することができる。また、該少なくとも１つの抵抗素子ＲＴＮ１；ＲＴＮ２は、少なくとも１つのトランジスタＴＴＮ１；ＴＴＮ２がそのリニア域／モードにおいて作動する間の時間間隔を短縮するのに十分な低さの値を持つ抵抗を有することが可能である。
【００７２】
図１０は、結合回路１５０の或る実施形態をさらに詳しく示す。或る実施形態によれば、結合回路１５０は、トランジスタネットワーク１２０およびコントローラ１１０のそれぞれから、制御信号を受信する第一ＩＮ１および第二ＩＮ２入力端を含んでよい。結合回路１５０は、第一ＩＮ１入力端と第二ＩＮ２入力端との間に、それぞれ直列に連結された第一ＲＩＮ１および第二ＲＩＮ２抵抗素子、ならびに第一ＲＩＮ１抵抗素子と第二ＲＩＮ２抵抗素子との間のノードに連結された出力端を含んでよい。これにより、図７中に示されるように、結合回路１５０の出力端によって、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８に複合制御信号が供給される。少なくとも１つの駆動回路１１４が、結合回路１５０と制御可能スイッチ１０６、１０８（図７に示さず）との間に連結されてよい。前述のように、この駆動回路１１４は、制御手段１３０を介して、スイッチ１０６、１０８を制御するため使用される制御信号を増幅するように拵えられる。
【００７３】
また、前述のように、インピーダンスネットワークＺは、少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と出力端１０４との間に連結されてもよい。しかして、図７〜９に示されたものに対応し、前述された、だがインピーダンスネットワークＺが、代わりに少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と出力端１０４との間に連結された実施形態も、同様に本発明の範囲内に含まれる。これらの実施形態は、インピーダンスネットワークＺが、異なる配置、すなわち該少なくとも１つの制御可能スイッチ１０６；１０８と出力端１０４との間に配置されていることの違いはあるが、図７〜９中に示された各それぞれの実施形態に対して前述された内容に相応して機能する。
【００７４】
図１１は、本発明の或る態様による、交流電流ＡＣ遮断装置５００を概略的に示す。交流電流ＡＣ遮断装置５００は、本明細書に記載の実施形態の何れかによる入力端１０２、出力端１０４、および交流電流遮断回路１００を含む。１つ以上の電気負荷体２００ｎが出力端１０４に連結される。さらに、交流電流ＡＣ遮断装置５００は、環境発電を実施し交流電流遮断回路１００を駆動するための電力を供給するように拵えられた電源回路４００を含む。基本的には、電源回路４００は、交流電流ＡＣから電力を抽出する／引き出すように拵えられ、次いで、抽出された電力を、電源を必要とする回路および／またはデバイスに供給するように拵えられる。例えば、交流電流遮断回路１００は、本例では該交流電流遮断回路１００中に含まれるコンポーネントを駆動するためにこの抽出された電力の供給を受けることができる。例えば、いくつかの実施形態において、回路１００中に含まれたコントローラ１１０は作動するために電力を必要とする。
【００７５】
図１１に示されるように、電源回路４００は、交流電流ＡＣから第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を抽出するように拵えられた第一寄生装置４１０を含み、これは高電力負荷寄生電圧装置と称されることもある。第一寄生装置４１０は、交流電流ＡＣから第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を生成するように拵えられたトランス４１１を含むことが可能である。トランス４１１は、基本的には、例えば鉄コアおよび少なくとも１つのコイルを含み、交流電流の周りに生成される誘導および磁界を用いて、第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を生成するのに適した、任意の種類の磁気トランスであってよい。トランス４１１は、交流電流がそのコアおよび／またはその一次コイル巻き線を通流するように配置することができる。例えば、このトランスは、交流電流ＡＣを搬送する導電体の周りに配置された、少なくとも部分的にリング形状のユニット／コア／巻き線として拵えられてよい。
【００７６】
また、電源回路４００は、交流電流ＡＣから第二寄生電圧Ｖｐａｒ２を抽出するように拵えられている第二寄生装置４２０を含み、これは低電力負荷寄生電圧装置と称されることもある。第二寄生装置４２０は、（図１２ａ〜ｂに概略的に示されるように）交流電流ＡＣに対応する電圧の振幅の一部を抽出することによって、および／または（図１２ｃに概略的に示されるように）交流電流ＡＣに対応する電圧のサイクルの或る持続時間部分を抽出することによって、第二寄生電圧Ｖｐａｒ２を抽出するように拵えることが可能である。図１２ａ〜ｃでは、電圧信号から抽出された部分に斜線が付されている。当業者ならよく理解しているように、環境発電のために電圧信号の部分を抽出するため使用可能ないくつかの他の方法がある。請求対象の電源回路４００は、これらの可能な方法の１つ以上によって諸部分を抽出するように構成することが可能である。
【００７７】
また、電源回路４００は、第一寄生電圧Ｖｐａｒ１と第二寄生電圧Ｖｐａｒ２とを結合するように拵えられている電圧コンバイナ４３０も含む。このため、電圧コンバイナ４３０は、その入力端を、それぞれ第一寄生装置４１０および第二寄生装置４２０に連結され、第一寄生電圧Ｖｐａｒ１および第二寄生電圧Ｖｐａｒ２の供給を受ける、２つの整流ダイオード４３１；４３２を含んでよい。２つの整流ダイオード４３１；４３２の出力は一緒に結合され、複合寄生電圧Ｖｐａｒ＿ｃｏｍｂを形成し、これが交流電流遮断回路１００に供給される。
【００７８】
或る実施形態によれば、第一寄生装置４１０と第二寄生装置４２０とは、該第一寄生装置４１０および第二寄生装置４２０のうちの一方がマスターユニットと見なされて、第一寄生装置４１０および第二寄生装置４２０のうちの他方を制御するように拵えられ、このときその他方はスレーブユニットと見なされるようにして、単信モードまたは全二重モードで相互に通信する４４０ように拵えることが可能である。また、交流電流遮断回路１００のコントローラ１１０に情報を通信する４４０ことができる。コントローラ１１０に提供される情報は、例えば、電力消費および／または負荷体情報を含んでよい。次いで、コントローラ１１０は、この情報を利用して、該コントローラ１１０に対し、アクティブとスタンバイモードとの間での切り換えを行うことが可能である。
【００７９】
第一寄生装置４１０と第二寄生装置４２０との組み合わせ利用は、これらが相互に非常にうまく補足し合うので極めて有利である。第一寄生装置４１０は、トランス４１１が強い電流の期間に第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を生成するのによく適しているので、より高い電力すなわちより強いＡＣ電流に対してうまく機能する。但し、第二寄生装置４２０は、該第二寄生装置４２０によって使われている電圧抽出方法が、第二寄生装置４２０への加熱を引き起こし得、および／または、フィルタする必要のある、電流／電圧の過渡事象および／または段差を引き起こし得るので、強い電流に対しての機能は不十分である。現在のところ、かかる強い電流をろ波するには、かさばったフィルタが必要で、通常、これは交流電流ブレーカ中には納まらない。第二寄生装置４２０は、より低い電力、すなわちより弱い電流に対してうまく機能する。他方、第一寄生装置４１０は、多くの場合、電力が十分に強くなければ交流電流ＡＣから有用な電圧を抽出できない。
【００８０】
或る実施形態によれば、第一寄生装置４１０は、主として、より強い電流の期間において第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を抽出するために用いられ、第二寄生装置４２０は、主として、より弱い電流の期間において第二寄生電圧Ｖｐａｒ２を抽出するために用いられる。しかして、本実施形態によって行われているように、これら２つの抽出方法を組み合わせれば、基本的には、１つ以上の負荷体２００ｎが電力を消費するときのあらゆる条件の下で、交流電流ＡＣ遮断回路１００への電源として、信頼でき且つ有用な複合寄生電圧Ｖｐａｒ＿ｃｏｍｂを供給することが可能である。
【００８１】
第一寄生電圧Ｖｐａｒ１および第二寄生電圧Ｖｐａｒ２は、１つ以上の負荷体に直列の交流電流ＡＣから抽出されるので、電源回路４００は、電流が１つ以上の作動中の負荷体に供給されているときは、交流電流遮断回路１００に常に電力を供給することが可能なことになる。また、これら１つ以上の負荷体が不活性のときにあっても、漏洩電流ｌｌｅａｋが負荷体の接地／アースに流れており、多くの場合、これは第一寄生電圧Ｖｐａｒ１を生成するのに十分である。しかして、信頼でき且つ有用な複合寄生電圧Ｖｐａｒ＿ｃｏｍｂは、１つ以上の負荷体２００ｎが電力を消費していないときにあっても、基本的には、あらゆる条件の下で交流電流ＡＣ遮断回路１００への電源として供給することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【国際調査報告】
2019503639.tif 000019
2019503639.tif 000020
2019503639.tif 000021
2019503639.tif 000022