(57)【要約】【課題】短絡電流のように非常に大きな電流が交流電路に流れた場合でも、トリップコイルに必要な電圧を供給し確実に動作することができる回路遮断器を提供する。【解決手段】検出抵抗7が発生した出力電圧に基づいて交流電路1に流れる電流の大きさに対応した時限で出力信号を出力する時限回路１２と、コイル供給電源生成回路１０から入力された電圧が引外しコイル４の駆動可能電圧値に達したときに出力信号を出力する電圧検出回路１１の出力信号との論理積（ＡＮＤ）出力により引外しコイル４を駆動するようにした。【選択図】図１
2011146196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電路に流れる電流を変流器で検出し、その検出電流に基づいて引外しコイル制御手段により引外しコイルを動作させ前記交流電路を開閉装置で遮断する回路遮断器において、前記変流器の２次側に接続され前記検出電流を整流する整流回路と、
この整流回路の出力側に接続され、前記検出電流に基づく出力電圧を出力する検出抵抗と、前記整流回路の出力側に並列接続され、前記整流回路の出力端を開閉する第一のスイッチング手段と、
前記整流回路から出力された電圧が所定の値より大きくなったときに、前記第一のスイッチング手段の閉時間の割合が増えるように前記第一のスイッチング手段を制御する制御信号を出力する電源制御手段と、
前記整流回路の出力側に並列接続され、前記引外しコイルに電力を供給するコイル供給電源生成回路と、
このコイル供給電源生成回路の出力電圧が前記引外しコイルの駆動可能電圧値に達したときに出力信号を出力する電圧検出回路と、
前記検出抵抗の出力電圧に基づいて前記交流電路に流れる電流の大きさに対応した時限で出力信号を出力する時限回路と、
この時限回路の出力信号により前記第一のスイッチング手段を強制的に開にする第二のスイッチング手段と、
前記時限回路と前記電圧検出回路の出力信号の論理積信号を前記引外しコイル制御手段に出力するＡＮＤ回路とを
備えたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
前記コイル供給電源生成回路は、
前記電圧検出回路へ電圧を出力する第三のスイッチング手段と、
前記時限回路の出力電圧に基づいて前記第三のスイッチング手段を制御する第四のスイッチング手段と、
前記第三のスイッチング手段から出力された電流を充電する充電手段とを
備えたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項３】
前記電源制御手段は、
前記コイル供給電源生成回路に並列接続された基準電圧発生回路と、
前記整流回路から出力された出力電圧が、前記基準電圧発生回路から出力された所定の電圧を超えている期間に応じたパルス幅のパルス列信号を前記第一のスイッチング手段の制御信号として出力するパルスデューティ変調器とを
備えたことを特徴とする請求項１または２記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電路に過電流が流れたときにその電路を遮断する回路遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路遮断器は、交流電路の電流を検出する変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回路の直流側間に接続された第１の開閉器と、この第１の開閉器と並列に接続され、充電電圧を回路遮断器の引外しコイル（トッリプコイル）の励磁電圧とする平滑コンデンサ、この平滑コンデンサと並列に接続され、平滑コンデンサの電圧が所定値より大きくなれば第１の開閉器の閉路期間の割合が増えるように第１の開閉器を制御する制御信号を出力するパルスデューティ変調器及びこのパルスデューティ変調器出力を短絡制御する第２の開閉器を含む制御電源と、交流電路に流れる電流が過電流状態により遮断する時は第２の開閉器を短時間短絡するワンパルス発生回路とを備え、回路遮断器の引外しコイルに印加される励磁電圧を短時間高め、回路遮断器の遮断動作を早めるように構成している。（例えば、特許文献１、図１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６０７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回路遮断器は以上のように構成されているが、交流電路において変流器の一次側に流れる電流が短絡電流のように非常に大きな場合、変流器の二次側に流れる出力電流の波形に歪が生じ、引外しコイルに必要な電圧を供給することができないという問題があった。
【０００５】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、短絡電流のように非常に大きな電流が交流電路に流れた場合でも、引外しコイルに必要な電圧を供給し確実に動作することができる回路遮断器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回路遮断器は、交流電路に流れる電流を変流器で検出し、その検出電流に基づいて引外しコイル制御手段により引外しコイルを動作させ前記交流電路を開閉装置で遮断する回路遮断器において、前記変流器の２次側に接続され前記検出電流を整流する整流回路と、この整流回路の出力側に接続され、前記検出電流に基づく出力電圧を出力する検出抵抗と、前記整流回路の出力側に並列接続され、前記整流回路の出力端を開閉する第一のスイッチング手段と、前記整流回路から出力された電圧が所定の値より大きくなったときに、前記第一のスイッチング手段の閉時間の割合が増えるように前記第一のスイッチング手段を制御する制御信号を出力する電源制御手段と、前記整流回路の出力側に並列接続され、前記引外しコイルに電力を供給するコイル供給電源生成回路と、このコイル供給電源生成回路の出力電圧が前記引外しコイルの駆動可能電圧値に達したときに出力信号を出力する電圧検出回路と、前記検出抵抗の出力電圧に基づいて前記交流電路に流れる電流の大きさに対応した時限で出力信号を出力する時限回路と、この時限回路の出力信号により前記第一のスイッチング手段を強制的に開にする第二のスイッチング手段と、前記時限回路と前記電圧検出回路の出力信号の論理積信号を前記引外しコイル制御手段に出力するＡＮＤ回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明係わる回路遮断器は、時限回路と電圧検出回路の出力信号をＡＮＤさせて引外しコイルを駆動するようにしたので、短絡電流のように非常に大きな電流が交流電路に流れた場合でも、トリップコイルに必要な電圧を供給し確実に動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における回路遮断器を示すブロック回路図である。
【図２】実施の形態１の動作を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における回路遮断器を示すブロック回路図である。
図において、交流電路１には、回路遮断器１００を構成し、交流電路１に流れる電流を開閉するための開閉装置２、及び交流電路１に流れる電流を検出するための変流器３が配設されており、開閉装置２は交流電路１に過電流が流れると引外しコイル４の作動により開路される。
変流器３の２次側にはその検出電流を整流する整流回路６が接続されており、整流回路６の出力側には変流器３で検出した検出電流に基づく出力電圧を出力する検出抵抗７、電源平滑用コンデンサ２０、整流回路６の出力端を開閉する第一のスイッチング手段８、及びこの第一のスイッチング手段８を後述する時限回路の出力信号により強制的に開にするための第二のスイッチング手段１４が配設されている。
【００１０】
また、整流回路６の出力側には整流回路６から出力された電圧が所定の値より大きくなったときにスイッチング手段８の閉時間の割合が増えるように第一のスイッチング手段８を制御する制御信号を出力する電源制御手段９、引外しコイル４に電力を供給するコイル供給電源生成回路１０、引外しコイル４の駆動可能電圧値を記憶すると共に入力されたコイル供給電源生成回路１０の電圧が引外しコイル４の駆動可能電圧値に達したときに出力信号を出力する電圧検出回路１１、検出抵抗７が発生した出力電圧に基づいて交流電路１に流れる電流の大きさに対応した時限で出力信号を出力する時限回路１２、時限回路１２と電圧検出回路１１の出力信号の論理積を出力するＡＮＤ回路１３、及びＡＮＤ回路１３の出力信号により引外しコイル４を制御する引外しコイル制御手段５が配設されている。
【００１１】
また、電源制御手段９は、コイル供給電源生成回路１０に並列接続された基準電圧発生回路９ａから出力された所定の電圧Vrefと整流回路６から出力された出力電圧とを比較し、出力電圧が所定の電圧Vrefを超えている期間に応じたパルス幅のパルス列信号をトランジスタからなる第一のスイッチング手段８のベースに出力するパルスデューティ変調器９ｂから形成されている。
また、コイル供給電源生成回路１０は、電圧検出回路１１へ電圧を出力する第三のスイッチング手段１０ａと、時限回路１２の出力電圧に基づいて第三のスイッチング手段１０ａを制御する第四のスイッチング手段１０ｂと、第三のスイッチング手段１０ａから出力された電流を充電するコンデンサからなる充電手段１０ｃにより形成されている。
【００１２】
次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における回路遮断器の動作について図１および図２を用いて説明する。
交流電路１に負荷電流Ｉが流れると、変流器３の２次側に交流の検出電流ｉが流れ（Ｓ０１）、整流回路６によって、この検出電流ｉを整流して直流電流ｉ１に変換（Ｓ０２）する。検出電流ｉが小さい場合、この直流電流ｉ１は、電源平滑コンデンサ２０を充電し、検出抵抗７を流れ整流回路６に帰る。
負荷電流Ｉが大きくなり、それに比例して大きな直流電流ｉ１が電源平滑コンデンサ２
０に流れると電源平滑コンデンサ２０の充電電圧Ｖ０は大きくなり、電源平滑コンデンサ２０の充電電圧Ｖ０の電圧値に基づいて電源制御手段９のパルスデューティ変調器９ｂから第一のスイッチング手段８を開閉する信号が出力されることにより、充電電圧Ｖ０を一定に保持される（Ｓ０３）。
【００１３】
交流電路１に流れる負荷電流Ｉが更に大きくなり、それに伴って検出抵抗７に流れる直流電流ｉ１が増加する（Ｓ０４）と、検出抵抗７の両端に発生する検出電圧Ｖ１が上昇し（Ｓ０５）、この電圧上昇を時限回路１２は検出し、所定の時間後に引外しコイル４を動作させるためのトリップ信号出力（ａ）を出力する（Ｓ０６）。このトリップ信号出力信号（ａ）が出力されると第二のスイッチング手段１４が閉状態となり、さらに第一のスイッチング手段８はパルスデューティ変調器９ｂの出力状態に関係なく開状態となる。
【００１４】
また、同時に第四のスイッチング手段１０ｂが閉状態となることで、第三のスイッチング手段１０ａが閉状態となる。そのため直流電流ｉ１は電源平滑コンデンサ２０と充電手段１０ｃに流れ続け充電電圧Ｖ２を上昇させる（Ｓ０７）。
充電手段１０ｃに充電された充電電圧Ｖ２を検出する電圧検出回路１１は、引外しコイル４が確実に動作する電圧値であるトリップコイル駆動可能電圧まで上昇するのを検出すると、充電完了信号（ｂ）を出力する（Ｓ０８）。
【００１５】
トリップ信号出力（ａ）及び充電完了信号（ｂ）が共に出力された状態によって、ＡＮＤ回路１３からトリガ回路入力信号（ｃ）が出力される（Ｓ０９）ことで引外しコイル制御手段５が動作し、引外しコイル４が引外し動作を行ない開閉装置２を動作させる。
【００１６】
なお、この実施の形態１によれば、例えば定格電流１００Ａの回路遮断器において、交流電路１に10,000Ａの短絡電流が流れた場合、２０Ｖ定格の引外しコイル２に対して３０Ｖを供給することが可能になり、確実に遮断動作を実行することができる。
【００１７】
以上のようにこの発明の実施の形態１によれば、交流電路１に流れる電流を変流器３で検出し、その検出電流に基づいて引外しコイル制御手段５により引外しコイル４を動作させ交流電路を開閉装置２で遮断する回路遮断器において、変流器の２次側に接続され検出電流を整流する整流回路６と、この整流回路の出力側に接続され、検出電流に基く出力電圧を出力する検出抵抗７と、整流回路の出力側に並列接続され、整流回路の出力端を開閉する第一のスイッチング手段８と、整流回路から出力された電圧が所定の値より大きくなったときに、第一のスイッチング手段の閉時間の割合が増えるように第一のスイッチング手段を制御する制御信号を出力する電源制御手段９と、整流回路の出力側に並列接続され、引外しコイルに電力を供給するコイル供給電源生成回路１０と、このコイル供給電源生成回路の出力電圧が引外しコイルの駆動可能電圧値に達したときに出力信号を出力する電圧検出回路１１と、検出抵抗の出力電圧に基づいて交流電路に流れる電流の大きさに対応した時限で出力信号を出力する時限回路１２と、この時限回路の出力信号により第一のスイッチング手段を強制的に開にする第二のスイッチング手段１４と、時限回路と電圧検出回路の出力信号の論理積信号を引外しコイル制御手段に出力するＡＮＤ回路とを備えたので、短絡電流のように非常に大きな電流が交流電路に流れた場合でも、引外しコイルに必要な電圧を供給し確実に動作することができる。
【００１８】
また、コイル供給電源生成回路１０は電圧検出回路１１へ電圧を出力する第三のスイッチング手段１０ａと、時限回路１２の出力電圧に基づいて第三のスイッチング手段１０ａを制御する第四のスイッチング手段１０ｂと、第三のスイッチング手段１０ａから出力された電流を充電する充電手段１０ｃとで構成されるようにしたのでトリップ検出出力と同時に充電処理を行なうことができ、高速で動作させることができるという効果がある。
【符号の説明】
【００１９】
１  交流電路、２  開閉装置、３  変流器、４  引外しコイル、５  引外しコイル制御手段、６  整流回路、７  検出抵抗、８  第一のスイッチング手段、９  電源制御手段、９ａ  基準電圧発生回路、９ｂ  パルスデューティ変調器、１０  コイル供給電源生成回路、１０ａ  第三のスイッチング手段、１０ｂ  第四のスイッチング手段、１０ｃ  充電手段、１１  電圧検出回路、１２  時限回路、１３  ＡＮＤ回路、１４  第二のスイッチング手段、２０  電源平滑用コンデンサ、１００  回路遮断器。
【図１】
2011146196.tif 000003
【図２】
2011146196.tif 000004