(57)【要約】      （修正有）【課題】容量性負荷を接続しても好適な動作をする電子回路遮断器およびその動作方法を提供する。【解決手段】電圧入力部１２と負荷出力部１４との間に接続された半導体スイッチ８を備える電子回路遮断器２の動作方法である。半導体スイッチ８は、容量性負荷６が接続される時に、負荷出力部１４の出力電圧を、コントローラ２６に格納されている電圧閾値と比較し、出力電圧が電圧閾値以下の場合、半導体スイッチ８からの負荷電流ＩＬの電流制限値を、公称値から、これよりも高い第１の段階値に設定し、前記電流制限値を、第１の段階値から段階的に前記公称値まで低減させた後のトリップ期間中に、前記出力電圧が前記電圧閾値に達しない場合に、半導体スイッチ８を開放する。【選択図】図１
2018130013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧入力部（１２）と負荷出力部（１４）との間に接続された半導体スイッチ（８）を備える電子回路遮断器（２）の動作方法であって、前記半導体スイッチ（８）は、容量性負荷（６）がオンされる時、及び／又は、接続される時に、前記負荷出力部（１４）において測定された出力電圧（Ｖａ）に応じて駆動される方法において、
前記出力電圧（Ｖａ）を、格納されている電圧閾値（Ｖｓ）と比較し、
前記電圧閾値（Ｖｓ）以下の場合には、前記半導体スイッチ（８）から導かれる負荷電流（ＩＬ）が制限される電流制限値（Ｉｇ）を、公称値（ＩＮ）から、これよりも高い第１の段階値（Ｉｓ１）に設定し、
前記電流制限値（Ｉｇ）を、前記第１の段階値（Ｉｓ１）から段階的に元の公称値（ＩＮ）まで低減させ、
前記電流制限値（Ｉｇ）を段階的に低減させた後のトリップ期間（Ｔａ）中に、前記出力電圧（Ｖａ）が前記電圧閾値（Ｖｓ）に達しない場合に、前記半導体スイッチ（８）を開放する、方法。
【請求項２】
段階的に低減させる際の前記電流制限値（Ｉｇ）が設定される、少なくとも１つの第２の段階値（Ｉｓ２，Ｉｓ３，Ｉｓ４）が、前記第１の段階値（Ｉｓ１）と前記公称値（ＩＮ）との間に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電流制限値（Ｉｇ）は、各段階期間（Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３，Ｔｓ４）の後に、後続の値（Ｉｓ２，Ｉｓ３，Ｉｓ４，ＩＮ）に低減されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
個々の段階値（Ｉｓ１，Ｉｓ２，Ｉｓ３，Ｉｓ４）の同じ長さの段階期間（Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３，Ｔｓ４）を特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
個々の前記段階期間（Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３，Ｔｓ４）の合計に等しいトリップ期間（Ｔａ）を特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記電流制限値（Ｉｇ）を、前記公称値（ＩＮ）の多数倍、特に３倍に等しい第１の段階値（Ｉｓ１）に上昇させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
電圧入力部（１２）と負荷出力部（１４）との間に接続され、制御側においてコントローラ（２６）に繋がっている半導体スイッチ（８）を備え、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成及び配置された、電子回路遮断器（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧入力部と負荷出力部との間に接続された半導体スイッチを備える電子回路遮断器を動作させる方法であって、半導体スイッチは、容量性負荷がオンされる時、及び／又は、接続される時に、負荷出力部において測定された出力電圧に応じて駆動される方法に関する。本発明はさらに、このような方法に従って動作可能な電子回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電子回路遮断器は、例えば、DE 203 02 275 U1に記載されている。この電子回路遮断器は、電流路において動作電圧端子（電圧入力部）と負荷端子との間に接続された、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）の形の半導体スイッチを備えている。直流電圧ネットワークにおいて確実な電流制限を行うために、電流センサによって電流路内で測定された測定値が、制御装置のコンパレータ入力部に供給される。ターンオン信号が印加された場合や、測定値が基準値を下回った場合には、制御装置が半導体スイッチを開放するように制御し、他方、測定値が基準値を上回った場合には、制御装置が電力トランジスタを閉鎖するように制御して、これを介して流れる電流を基準値に制限する。
【０００３】
EP 1 186 086 B1からは、低電圧領域、特に２４ＶのＤＣ領域における配電システムが知られている。この配電システムは、多数の回路を備え、各回路には、短絡防止器及び／又は過負荷防止器として、１つの電子回路遮断器が設けられている。これらの回路は、クロックド電源によって、一括して電源供給される。過負荷の場合、設定可能な電流閾値、例えば公称電流（ＩＮ）の１．１倍を超えた時に、電子回路遮断器の遮断が、遅延時間の経過後に行われ、他方、短絡の場合は、まず、電流制限が行われ、別の電流閾値（例えば、２×ＩＮ）を超えると、回路遮断器の遮断が、所定のターンオフ時間の経過後に行われる。
【０００４】
EP 1 150 410 A2からは、マイクロプロセッサによりトリップ回路を介して駆動される電子回路遮断器が知られている。この電子回路遮断器は、負荷に対するエネルギー供給を時間遅延して遮断する。その前又は同時に、回路遮断器の部分的な遮断が行われる。
【０００５】
電子回路遮断器を部分的に遮断することは、EP 1 294 069 B1からも知られている。この電子回路遮断器は、複数のスイッチユニットを備えており、各スイッチユニットは、ＭＯＳＦＥＴの形の電子スイッチと、これを共通のマイクロプロセッサを介して制御するコンパレータとを有している。過電流の場合、負荷へのエネルギー供給は、少なくとも１つのスイッチを部分的に停止させた後の時間遅延の後に、遮断される。
【０００６】
特に容量性負荷を接続するために、及び／又は、これを過電流及び短絡から保護するために、電子回路遮断器の半導体スイッチが、容量を充電するための定電流源として使用される。半導体スイッチ、及び、特にここで使用されるＭＯＳＦＥＴは、接続の間に、又は、容量を充電する間に、突入電流により生じる電力損失に耐え得る必要がある。この状況に基づき、電子回路遮断器、特にアクティブな電流制限を行う電子回路遮断器は、通常、この電力損失を十分吸収することができるように特大の半導体スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ）を有して構成されている。しかしながら、使用する半導体スイッチをこのように特大に構成することは、コスト高を導くと共に、これに応じた広い空間を電子回路遮断器の回路内に必要とする。
【０００７】
容量性負荷は、オンされる時点又は接続される時点では充電されておらず、従って、多数の電子を受け入れることが可能である。このため、オンされる際の容量の抵抗は非常に小さいので、短絡電流に匹敵する大電流が流れる。この強い電流負荷によって、回路遮断器の出力電圧の降下が生じる。回路遮断器は、典型的には、容量性負荷がオンされる時又は接続される時の電流の流れが制限される、設定可能な過負荷用電流閾値を有しており、この過負荷用電流閾値は、例えば公称電流の１．２５又は１．５倍である。このため、容量性負荷の充電時間は、短絡時の回路遮断器のターンオフ時間（トリップ時間）よりも長くなり得る。したがって、回路遮断器がトリップすることによって、負荷は確実にオンされ得なくなる場合がある。このことにより、特に複数の負荷を備える回路において、出力電圧の降下時に、接続された別の負荷が停止し、及び／又は、非アクティブな状態に移行することになる。
【０００８】
DE 10 2014 012 828 A1は、容量性負荷の充電工程中に動的電流制限を行う電子回路遮断器について記載している。この公知の回路遮断器は、負荷電流又は半導体電流と、半導体スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ）を介して降下する電圧（ソース/ドレイン電圧）とを測定し、これらに基づいて、半導体スイッチ用の駆動信号が生成される。ここで、半導体スイッチの電力は、この駆動信号に基づいて、最大電力値に設定される。
【０００９】
DE 10 2015 219 545 B3には、半導体スイッチとこれに結合された制御ユニットとを備える電子回路遮断器について記載されている。この電子回路遮断器では、過負荷又は短絡の場合に、若しくは、容量性負荷をオンする際に、まず電流制限が行われる。このため、出力電流の指標値は、半導体スイッチの最大電力損を考慮して設定される。
【００１０】
EP 1 150 410 A2は、接続される負荷に対して半導体スイッチ及び電流センサが直列接続された電子回路遮断器を開示している。この回路遮断器は、３つの電流閾値が格納された制御ユニットをさらに備えている。ここで半導体スイッチは、電流センサによって測定された出力電流と格納された電流閾値とを比較する閾値比較に応じて、駆動される。
【００１１】
EP 1 186 086 B1は、多数の回路を備える配電システムについて記載している。各回路は、半導体スイッチを備える回路遮断器を、短絡防止器又は過負荷防止器として有している。ここで、この回路遮断器は、それぞれ、設定可能な電流限界を有しており、過負荷の場合、設定可能な第１の電流閾値を超えると、設定可能な第１のターンオフ時間の経過後に半導体スイッチの遮断を行い、短絡の場合、半導体スイッチによって電流を設定可能な第２の電流閾値に制限し、第２のターンオフ時間が経過した後に、半導体スイッチの遮断を行う。
【００１２】
DE 203 02 275 U1には、半導体スイッチと、これに直列に接続された電流センサと、電流センサによって測定された測定値に応じて半導体スイッチを電流制限しながら駆動する制御装置とを備える、電子回路遮断器が記載されている。測定された測定値は、基準値と共に、制御装置のコンパレータに供給され、測定値が基準値を超えると、半導体スイッチは、制御装置により閉鎖されるように制御され、従って、流れる電流が基準値に制限される。
【００１３】
DE 10 2012 103 551 B4は、制御ユニットによって制御可能なスイッチング装置と、電流センサと、電圧センサとを備える電子回路遮断器を開示している。ここで、電流センサによって測定された出力電流に基づき短絡が確認されると、制御ユニットはスイッチング装置を開放する。制御ユニットは、前回のスイッチング装置の開放の後に電圧センサによって測定された出力電圧と、前回のスイッチング装置の開放の前に電圧センサによって測定された出力電圧との間の差が格納されている電圧閾値を超えると、スイッチング装置を再び閉鎖する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、電子回路遮断器の特に好適な動作方法を提供することにある。本発明の課題はさらに、このような方法に従って動作可能な電子回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、方法についての課題は、請求項１の特徴により解決され、回路遮断器についての課題は、請求項７の特徴により解決される。有効な構成及び発展形態は、各従属請求項の対象である。
【００１６】
本発明に係る方法は、電圧入力部と負荷出力部との間に接続された半導体スイッチを備える電子回路遮断器を動作させることに適していると共に、そのように構成されている。例えばＭＯＳＦＥＴとして実施される半導体スイッチは、容量性負荷がオンされる時、及び／又は、接続される時に、負荷出力部において測定された出力電圧又は負荷電圧に応じて駆動される。
【００１７】
本方法では、測定された出力電圧を、格納されている電圧閾値と比較する。電圧閾値は、例えば、電圧入力部と負荷出力部との間の測定された動作電圧と、固定の閾値との差に基づき決定される。定型的な一実施形態では、固定の閾値は１２Ｖに定められている。ここで、例えば２５Ｖの動作電圧が測定された場合、電圧閾値は、２５Ｖ−１２Ｖ＝１３Ｖとなり、出力電圧との閾値比較のために格納される。
【００１８】
出力電圧が電圧閾値以下である場合、電流制限値を、公称値から、これよりも高い第１の段階値に設定する。ここでは、半導体スイッチから導かれる負荷電流（出力電流）又は半導体電流が、動作の間に、それぞれの電流制限値に制限される。
【００１９】
好ましくは、公称値は、実質的に回路遮断器又は半導体スイッチの公称電流に相当し、すなわち、公称値は、通常動作において公称電圧（定格電圧）が供給されると、公称電力を出力するためにスイッチが受ける電流強度に相当する。従って、公称電流とは、特に定格電流（ＤＩＮ−ＥＮ ６０９３４）、すなわち、特に持続的に回路遮断器を流れることが可能な所定の電流であると理解される。
【００２０】
本方法では、次に、電流制限値を、第１の段階値から段階的に元の公称値まで低減させる。電流制限値を段階的に低減させた後のトリップ期間中に、出力電圧が電圧閾値に達しない場合に、半導体スイッチを開放する、すなわち、遮断状態又は非導電状態に切り替える。これは、回路遮断器がトリップすることを意味している。電圧閾値を超える場合、負荷電圧又は出力電圧は所望の電圧領域内にある。換言すると、回路遮断器は、電圧閾値に達しない場合のみトリップする。これによって、特に好適な電子回路遮断器の動作方法が実現される。
【発明の効果】
【００２１】
したがって、本発明に係る方法は、電流限界又は電流制限値を一時的に上昇させることによって、容量性負荷の接続、及び／又は、容量性負荷をオンすることに作用する。その後、電流制限値によって設定される電流限界を、元の公称値に達するまで、階段状に（少しずつ）低減させる。元の公称値は、その後、トリップ期間の間維持される。したがって、ほぼ階段状の電流制限が、容量性負荷がオンされる時又は接続される時の本来の電流の経過についての実質的な包絡線を形成する。トリップ期間中の出力電圧が依然として、又は、新たに電圧閾値未満（以下）である場合、故障、例えば短絡であると認識される。そして、回路遮断器がトリップし、これによって電圧入力部と負荷出力部との間の電流路が遮断される。
【００２２】
好ましい一発展形態では、段階的に低減させる際の電流制限値が設定される、少なくとも１つの第２の段階値が、第１の段階値と公称値との間に設けられている。換言すると、段階的な電流制限は、少なくとも２つの段階を有している。ここで、５〜２５個の段階が設けられていることが好ましい。これによって、容量性負荷がオンされる時又は接続される時の本来の電流の経過についての、特に正確な包絡線が実現される。好適な一発展形態では、段階の数、及び、それぞれの段階に関連付けられた段階値は、ユーザによって設定可能であることが好ましい。
【００２３】
好適な一形態では、電流制限値は、各段階期間の後に、後続の値に低減される。換言すると、各段階値は、関連付けられた段階期間を有しており、各段階期間が経過した後に、後続の段階値又は公称値に切り替えられる。これによって、電流限界を段階的に低減する間の段階値を、容易かつ有効に切り替えることが可能になる。
【００２４】
有効な一形態では、個々の段階値は、同じ長さの段階期間を有している。これは、電流限界を段階的に低減する間の各段階値に、同一の段階期間が割り当てられていることを意味している。これによって、段階期間の好適な長さ設計が実現される。
【００２５】
本方法の追加的又はさらなる形態は、トリップ期間が、個々の段階期間の合計に等しいことである。これは、段階的な電流制限の時間とトリップ期間とが、ほぼ同じであることを意味している。
【００２６】
好適な一実施形態では、この段階的な電流制限の期間及びトリップ期間は、電子回路遮断器の短絡検出時間によって決定される。短絡検出時間、すなわち、半導体スイッチを電子的に停止させる又は開放させる短絡時の検出時間又はターンオフ時間は、通常、負荷電流の公称値、又は、公称電流に応じて決定される。短絡検出時間が例えば１００ｍｓ（ミリ秒）である場合、段階的な電流制限及びトリップ期間は、例えば、それぞれ、５０ｍｓである。
【００２７】
好適な一形態では、電流制限値を、公称値の多数倍、特に３倍に等しい第１の段階値に上昇させる。これによって、第１の段階値の特に有効な大きさ設定が実現される。
【００２８】
本発明に係る電子回路遮断器は、電圧入力部と負荷出力部との間に接続され、制御側においてコントローラ（制御ユニット）に繋がっている半導体スイッチを含む。
【００２９】
このため、コントローラは、一般に（プログラム技術的及び／又は回路技術的に）、本発明に係る上述の方法を実行するように構成されている。従って、コントローラは、特に、出力電圧の閾値比較を行い、負荷電流又は半導体電流を電流制限によって制限し、電流限界を公称値から第１の段階値まで上昇させて、その後段階的に低減するように構成されている。
【００３０】
コントローラは、少なくともそのコアに、プロセッサ及びデータ格納装置を有するマイクロコントローラによって形成されており、ここでは、本発明に係る方法を実行するための機能が、オペレーティングソフトウェア（ファームウェア）の形でプログラム技術的に実施される。そのため、本方法（場合によっては、ユーザとの相互作用）は、オペレーティングソフトウェアの実行時にマイクロコントローラにおいて自動的に実行される。
【００３１】
あるいは、本発明の範囲内の可能な一実施形態において、コントローラは、本発明に係る方法を実行するための機能が回路技術的な手段によって実施される、プログラム可能な電子部品、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。
【図１】電流制御装置の正極路に配置された半導体スイッチと、これを制御するコントローラとを備える電子回路遮断器を概略的に示すブロック図。
【図２】容量性負荷がオンされる時、又は、接続される時の、電子回路遮断器の動作方法の方法手順を示すフローチャート。
【図３】回路遮断器が階段状の電流制限を行っている間の、容量性負荷の電荷電流の流れを示す電流・時間図。
【図４】持続した過負荷電流の場合の、回路遮断器の出力電圧と、電流制限によって制限された負荷電流との流れを示す電流／電圧・時間図。
【図５】回路遮断器がトリップされない場合の、容量性負荷のターンオン工程中の、回路遮断器の出力電圧及び負荷電流の流れを示す電流／電圧・時間図。
【図６】回路遮断器がトリップされる場合の、容量性負荷のターンオン工程の間の、回路遮断器の出力電圧及び負荷電流の流れを示す電流／電圧・時間図。
【００３３】
全ての図面において、対応しあう部材及び大きさには、常に同一の参照符号が付されている。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に概略的に示される電子回路遮断器２は、電源４の電流又は電圧源と、容量性負荷６との間の回路に接続されている。回路遮断器２は、電流路１０、すなわち回路遮断器２の正極路において接続された、ＭＯＳＦＥＴの形の電力トランジスタ又は半導体スイッチ８を含む。
【００３５】
電流路１０は、動作電圧端子又は電圧入力部１２と、正極の負荷端子又は負荷出力部１４との間を延びている。負荷出力部１４には、接続される負荷６の正極が接続され、負極は、回路遮断器２の対応する負極の負荷端子１６に接続される。この負荷端子１６は、図示される実施形態では、グランドＧＮＤに対して導かれている。
【００３６】
電源４の電流又は電圧源から生成された、例えば２４Ｖ（ＤＣ）の直流電圧の形の動作又は入力電圧Ｖｅは、回路遮断器２の電圧入力部１２に印加される。
【００３７】
電源４及び負荷６が接続されている場合、回路遮断器２の運転中に、出力又は負荷電流ＩＬが、電圧入力部１２から、電流路１０、従って半導体スイッチ８のドレイン・ソース路、及び負荷６を介して、基準電位又はグランドＧＮＤに向かって流れる。負荷６において降下する負荷又は出力電圧Ｖａは、負荷出力部１４と１６との間において、回路遮断器２に一体化された電圧センサ１８によって測定される。
【００３８】
半導体スイッチ８は、ドレイン端子２０及びソース端子２２によって電流路１０に接続されている。半導体スイッチ８のゲート端子２４は、制御側において、回路遮断器２のコントローラ２６に繋がっている。例えば、マイクロコントローラとして実施されるコントローラ２６は、信号技術的に電圧センサ１８に結合されている。通常動作の間、コントローラ２６は、負荷電流ＩＬ、又は、半導体スイッチ８を通って流れるソース・ドレイン電流を、電流制限によって電流制限値Ｉｇに制限する。電流制限値Ｉｇは、例えば、回路遮断器２の公称電流である公称値ＩＮに等しい。
【００３９】
図２のフローチャートには、特に、電子回路遮断器２を容量性負荷６に対してオンする際、又は、容量性負荷６を接続する際にも適した動作方法が示されている。スタート２８の後、つまり、例えば電子回路遮断器２がオンされることによるスタートの後、測定された出力電圧Ｖａが、格納されている電圧閾値Ｖｓよりも小さいかどうかの判定又は閾値比較３０が行われる。
【００４０】
出力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｓを下回っている場合、方法ステップ３２において、電流制限値Ｉｇを第１の段階値Ｉｓ１に上昇させる。ここで、この段階値Ｉｓ１は、元の公称値ＩＮよりも高い値を有している。特に、段階値Ｉｓ１は、公称値ＩＮの多数倍であり、すなわち、例えばＩｓ１＝ａ×ＩＮであり、ここで可能な実施例ではａ＝３である。続いて、回路遮断器２の電流制限が、段階期間Ｔｓ１の間実施される。すなわち、負荷電流ＩＬは、段階期間Ｔｓ１の間、電流制限値Ｉｇ＝Ｉｓ１に制限される。このため、方法ステップ３２の後に、タイマー又は計時器を開始する。このタイマー又は計時器は、時間ｔを測定して、時間ｔが段階期間Ｔｓ１に達したかどうかを監視する。
【００４１】
段階期間Ｔｓ１の後、方法ステップ３４において、電流制限値を第２の段階値Ｉｓ２に低下させる。ここで、第２の段階値Ｉｓ２は、上述の段階値Ｉｓ１よりも小さく、かつ、元のＩＮよりも大きい。特に、段階値Ｉｓ２は、公称値ＩＮの多数倍であり、すなわち、例えばＩｓ２＝ｂ×ＩＮであり、ここで可能な一実施例では、例えばｂ＝２．６５である。その後、新たにタイマーを開始する。このタイマーは、時間ｔが段階期間Ｔｓ２に達したかどうかを判定する。
【００４２】
引き続き、方法ステップ３６で電流制限値Ｉｇが元の公称値ＩＮ、すなわちＩｇ＝ＩＮになるまで、電流制限値Ｉｇを段階的に連続して低下又は低減させる。そして、その後の閾値比較３８において、出力電圧Ｖａが依然として、又は、新たに電圧閾値Ｖｓを下回っているかどうかを判定する。出力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｓよりも低い場合、トリップ期間Ｔａ用のさらなるタイマーを開始する。トリップ期間Ｔａの間、出力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｓよりも低いかどうかが繰り返し判定される。
【００４３】
トリップ期間Ｔａの間に出力電圧Ｖａが電圧閾値Ｖｓを超えない場合、方法ステップ４０において、回路遮断器２をトリップする。このため半導体スイッチ８は、コントローラ２６によって開放状態又は遮断状態に切り替えられる。本方法は、次の方法ステップ４２において終了する。
【００４４】
以下に、上述の方法の作用を、図３〜図６を参照してより詳細に説明する。
【００４５】
図３は、電流・時間図において、回路遮断器２の段階的な電流制限による、ターンオン工程中の容量性負荷６の電荷電流ＩＬの経過を概略的に示している。水平方向の横座標（ｘ軸）に沿って、時間ｔが示されている。垂直方向の縦座標（ｙ軸）に沿って、電流Ｉが示されている。
【００４６】
容量性負荷６は、オンされる時点又は接続される時点では充電されておらず、従って、多数の電子を受け入れることが可能である。このため、オンされる時の容量性負荷６の抵抗は非常に小さいので、短絡電流に匹敵する大電流が流れる。この強い電流負荷によって、回路遮断器２の出力電圧Ｖａの降下が生じる。このため、出力電圧Ｖａが方法ステップ３０において電圧閾値Ｖｓを下回るので、電流制限値Ｉｇによる電流限界を段階値Ｉｓ１に上昇させる。
【００４７】
本実施形態では、電流制限値Ｉｇは、段階期間Ｔｓ１の後、段階的に又は少しずつ、段階期間Ｔｓ２用の段階値Ｉｓ２、段階期間Ｔｓ３用の段階値Ｉｓ３、及び、段階期間Ｔｓ４用の段階値Ｉｓ４に低下又は低減される。段階期間Ｔｓ４の後、続いて、電流制限値Ｉｇは公称値ＩＮに設定される。その後、元の公称値ＩＮはトリップ期間Ｔａの間維持される。したがって、階段状の電流制限４４が、容量性負荷６がオンされる時又は接続される時の負荷電流ＩＬの本来の電流の経過についての実質的な（図３に比較的明瞭に示されるような）包絡線を形成する。本実施形態では、段階期間Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３、及びＴｓ４は、全て、同一の長さであることが好ましい。
【００４８】
図４の実施形態は、電流／電圧・時間図において、故障時の容量性負荷６の電荷電流ＩＬの経過と出力電圧Ｖａの経過とを示している。水平方向の横座標（ｘ軸）に沿って、時間ｔが示されている。垂直方向の縦座標（ｙ軸）に沿って、電流Ｉ又は電圧Ｕが示されている。
【００４９】
本実施形態では、回路遮断器は、約２Ａ（アンペア）の公称電流を有している。時点ｔ０において、回路遮断器２に、約８Ａの電流Ｉが印加される。これにより、出力電圧Ｖａの降下が生じる。その結果、電流制限値Ｉｇは、段階期間Ｔｓ１用の段階値Ｉｓ１に設定される。第１の段階値Ｉｓ１は、本実施形態では６Ａの値を有している。本実施形態では、電流遮断器２には８Ａが持続的に印加されるので、段階値Ｉｓ１への電流制限は、出力電圧Ｖａを再び上昇させるためには十分でない。例えば１２２ｍｓの長さの段階期間Ｔｓ１の後、電流制限値Ｉｇは、約５．３Ａの段階値Ｉｓ２に低減される。続いて、電流制限値は、段階的に、約４．５Ａの段階値Ｉｓ３、及び、約３．７Ａの段階値Ｉｓ４に低減され、本実施形態では２．８Ａである公称値ＩＮに低減される。公称値ＩＮは、約５００ｍｓのトリップ期間Ｔａの間維持され、出力電圧Ｖａがまだ電圧閾値Ｖｓを下回っているかどうかが判定される。トリップ期間Ｔａの後、出力電圧Ｖａは引き続き降下したままなので、その後、回路遮断器２がトリップする。
【００５０】
図５の実施形態では、電流／電圧・時間図において、容量性負荷６が接続される時の、容量性負荷６の電荷電流ＩＬの経過と、出力電圧Ｖａの経過とが示されている。
【００５１】
図５の実施形態では、回路遮断器２は、４Ａの公称値を有しており、約２．４Ａのベース負荷を受けている。時点ｔ０において、４３０００μＦの容量が、負荷６として接続される。出力電圧Ｖａはまず急落し、これによって、階段状の電流制限４４が開始される。出力電圧Ｖａは、トリップ期間Ｔａ内で再び十分に形成されて、電圧閾値Ｖｓを超えるので、回路遮断器２はトリップせず、その結果、負荷６は、回路内の別の負荷を停止させることなく、又は、非アクティブな状態に移行させることなく接続される。
【００５２】
図６の実施形態では、トリップ期間Ｔａは、階段状の電流制限４４の期間とほぼ同じである。本実施形態では、回路遮断器２は、３Ａの公称値を有しており、約２．４Ａのベース負荷を受けている。時点ｔ０において、４３０００μＦの容量が、負荷６として接続される。出力電圧Ｖａはまず急落し、これによって、階段状の電流制限４４が開始される。出力電圧Ｖａは、トリップ期間Ｔａの間に再び十分に形成されず、このため電圧閾値Ｖｓを超えないので、回路遮断器２がトリップする。
【符号の説明】
【００５３】
２  回路遮断器
４  電源
６  負荷
８  半導体スイッチ
１０  電流路／正極路
１２  電圧入力部
１４  負荷端子／負荷出力部
１６  負荷端子
１８  電圧センサ
２０  ドレイン端子
２２  ソース端子
２４  ゲート端子
２６  コントローラ
２８  スタート
３０  閾値比較
３２，３４，３６  方法ステップ
３８  閾値比較
４０，４２  方法ステップ
４４  電流制限
ＧＮＤ  グランド
Ｖｅ  入力電圧
ＩＬ  負荷電流
Ｖａ  出力電圧
Ｖｓ  電圧閾値
ＩＮ  公称値
Ｉｇ  電流制限値
Ｉｓ１，Ｉｓ２，Ｉｓ３，Ｉｓ４  段階値
Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３，Ｔｓ４  段階期間
ｔ  時間
Ｔａ  トリップ期間
Ｉ  電流
Ｕ  電圧
ｔ０  時点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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