KR20190103413A - 전자식 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

전로의 전류를 검출하는 전류 검출 장치의 출력 신호가 입력되는 제1 마이크로 컴퓨터(50a)와, 제1 마이크로 컴퓨터로부터 전로를 흐르는 전류 정보를 취득하는 제2 마이크로 컴퓨터(50b)를 탑재하고, 제1 마이크로 컴퓨터(50a)가 순간 트립 신호를 출력하고, 제2 마이크로 컴퓨터(50b)가 시한 트립 신호를 출력하고, 리셋 회로(14a, 14b)의 리셋 출력을 각각의 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 리셋 단자 및 부족 전압 동작 금지 회로의 입력 단자로 접속하도록 구성했다.

Description

전자식 회로 차단기

이 발명은 복수의 마이크로 컴퓨터를 탑재한 전자식 회로 차단기에 관한 것이다.

도 6은, 예를 들면 일본 특개 소63－274321호 공보(특허 문헌 1)에 개시된 종래의 차단기의 회로도이다.

도 6에 있어서, 부호 101, 102, 103은 3상 전원에 접속되는 전원측 단자로, 이 전원측 단자(101, 102, 103)는 각각의 전로(111, 112, 113), 및 개폐 접점(201, 202, 203)을 통해서 대응하는 부하측 단자(301, 302, 303)에 접속되어 있다. 부호 21, 22, 23은 전로(111, 112, 113)의 각각에 흐르는 부하 전류를 검출하는 변류기이고, 이 변류기(21, 22, 23)의 2차측에는 각 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류를 단일 방향으로 바꾸는 정류 회로(3)가 접속되어 있다.

정류 회로(3)로부터 얻어진 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류는 전원 회로(4)로 공급되어, 예를 들면 후술하는 시한(time-limit) 회로(5) 및 부족 전압 동작 금지 회로(6)를 구동시키는 양(positive)전원(401)을 생성하는 것 외, 부족 전압 동작 금지 회로(6)의 기준 전압(402), 시한 회로(5) 및 신호 변환 회로(7)에 이용하는 음(negative)전원(403)을 동시에 생성하고 있다. 신호 변환 회로(7)는 전원 회로(4)에 접속되어 있고, 각 변류기(21, 22, 23)의 2차측으로부터 출력되는 부하 전류에 따른 2차 출력 전류를 시한 회로(5)로 입력할 수 있는 전압 신호로 변환하는 차동 증폭기를 구비하고 있다.

전원 회로(4)로부터 양전원(401)이 공급됨으로써 시한 회로(5)가 기동되고, 동시에 신호 변환 회로(7)로부터 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류에 따른 전압 신호가 시한 회로(5)로 입력된다. 시한 회로(5)는 최대상(maximum phase) 선택 회로(501), 실효치 변환 회로(502), 피크치 변환 회로(503), 장시간 트립 회로(504), 단시간 트립 회로(505), 순간 트립 회로(506)를 구비하고 있고, 시한 회로(5)로 입력된 아날로그 신호는, 최대상 선택 회로(501)에 의해서 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류 중, 가장 큰 전류가 흐르고 있는 전로의 아날로그 신호가 선택되어, 실효치 변환 회로(502)로 입력된다. 실효치 변환 회로(502)의 DC 출력 신호는 장시간 트립 회로(504)로 입력되고, 도 7에 나타내는 것 같은 장시간 트립 전류 영역을 초과했을 때, 장시간 트립 회로(504)로부터 시한 회로(5)로서의 트립 신호 S1을 출력한다.

또, 신호 변환 회로(7)로부터 출력된 전압 신호는 피크치 변환 회로(503)로 입력되고, 아날로그 신호의 최대 전압을 DC 신호로서 출력하여, 단시간 트립 회로(505)로 입력된다. DC 신호가 도 7에 나타내는 것 같은 단시간 트립 전류 영역을 초과했을 때, 단시간 트립 회로(505)로부터 시한 회로(5)로서의 트립 신호 S1을 출력한다. 순간 트립 회로(506)에는, 신호 변환 회로(7)로부터 출력된 아날로그 신호를 연산 회로를 경유하지 않고 직접 입력하고, 그 순간치에 의해서 도 7에 나타내는 것 같은 순간 트립 전류 영역을 초과했을 때, 순간 트립 회로(506)로부터 시한 회로(5)로서의 트립 신호 S1을 출력한다.

이와 같이 시한 회로(5)로부터 출력된 트립 신호 S1은, 개폐 회로(9)로 입력된다. 개폐 회로(9)는 예를 들면 사이리스터(thyristor)로 구성되어 있고, 트립 신호 S1에 의해 턴온되어, 트립 장치인 릴리스형(release type) 과전류 트립 장치(10)가 구동되어, 닫힌 상태에 있는 개폐 접점(201, 202, 203)은 차단 기구(11)를 통해서 기계적으로 열린 상태가 되도록 구성되어 있다.

부족 전압 동작 금지 회로(6)는 저항체로 구성된 전압 분할 회로(601)와 히스테리시스(hysteresis) 특성을 가지는 비교기(602)에 의해서 구성되어 있다. 개폐 접점(201, 202, 203)이 닫힌 상태가 되면 부하 전류가 흐르고, 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류는 정류 회로(3)를 통해서 전원 회로(4)로 흘러든다. 전압 분할 회로(601)에 의해서 분압된 전원 회로(4)의 양전원(401)을 기준 전압(402)과 비교하여, 온 레벨보다 양전원(401)이 커지면 출력 스위치(8)를 닫고, 오프 레벨보다 양전원(401)이 작아지면 출력 스위치(8)를 여는 기능을 갖게 하고, 정상인 동작에 불충분한 전원 상태였을 경우에 있어서의 개폐 회로(9)의 구동을 무효로 하여, 릴리스형 과전류 트립 장치(10)의 오동작을 방지하고 있다.

상기 회로 차단기의 부족 전압 동작 금지 회로(6)는 전원 회로(4)로부터 기준 전압(402)을 생성하고, 비교기(602)를 이용하여 양전원(401)이 충분한 전압치에 있는지를 판정하는 방식이지만, 예를 들면, 일본 특개 평6－245362호 공보(특허 문헌 2)에 개시된 마이크로 컴퓨터가 탑재된 회로 차단기에서는, 도 8에 나타내는 것처럼, 도 6에서 설명한 시한 회로(5)와 동등한 역할을 가지는 마이크로 컴퓨터(50), 및 마이크로 컴퓨터(50)의 리셋 제어를 외부로부터 행하는 리셋 회로(14)와 AND 회로(15)로 구성되어 있다. 시한 회로로서의 마이크로 컴퓨터(50)의 트립 신호 S1와 리셋 회로(14)로부터의 리셋 신호 S3의 논리곱에 의해서 개폐 회로(9)를 제어함으로써, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류가 작은 경우나, 개폐 접점(201, 202, 203)의 투입시에 있어서의 전원 회로(4)의 불안정에 의해, 마이크로 컴퓨터(50)로부터 잘못된 트립 신호 S1이 출력되어도 개폐 회로(9)의 구동을 무효로 하여, 도 6과 마찬가지로 릴리스형 과전류 트립 장치(10)의 오동작을 방지하고 있다.

그 외, 도 8에 나타내는 회로 차단기의 구성으로서, 부호 12는 특성 설정부를 나타내고, 이 특성 설정부(12)는 마이크로 컴퓨터(50)의 내부의 RAM 등에 기억되는 시한 특성의 파라미터를 설정하는 역할을 가지고 있다. 특성 설정부(12)는, 예를 들면 트리머 등의 가변 저항기에 의해서 구성되고, 가변하는 전압 신호를 마이크로 컴퓨터(50)에 입력함으로써, 사용자가 소망하는 과전류 시한 특성을 설정할 수 있다. 또, 표시부(13)는 시한 회로로서의 마이크로 컴퓨터(50)로부터의 출력 신호에 의해, 설정치 오버를 경고하는 사전 경보 표시등과, 과전류 영역에서 통전중인 것을 표시하는 정격 오버 표시등이 구비되어 있다.

덧붙여, 도 8에 있어서, 장시간 트립부(514), 단시간 트립부(515), 순간 트립부(516)는, 각각 도 6의 장시간 트립 회로(504), 단시간 트립 회로(505), 순간 트립 회로(506)에 상당하고, 실효치 연산부(512), 피크치 연산부(513)는, 각각 도 6의 실효치 변환 회로(502), 피크치 변환 회로(503)에 상당한다. 또, A/D 변환 회로(511)는 신호 변환 회로(7)로부터 출력된 아날로그 신호를 A/D 변환하여, 실효치 연산부(512), 피크치 연산부(513), 순간 트립부(516)의 각각에 출력한다.

또한 상기의 응용으로서, 리셋 회로와 유사 부하 전류 회로 및 AND 회로로 구성된 부족 전압 동작 금지 회로의 일례를 도 9에 나타낸다.

도 9에 있어서, 전원 회로(4)는 변류기로부터 출력된 2차 출력 전류 I로부터 일정한 양전원(401)을 생성하는 회로이며, 양전원(401)은 리셋 회로(14) 및 마이크로 컴퓨터(50)에 전원을 공급하고 있다. 리셋 회로(14)의 리셋 신호 S3은 저항체 R1을 통해서 양전원(401)에 접속되어 있고, 감시하고 있는 양전원(401)이 소정의 전압을 초과했을 경우에 양전원(401)과 동전위가 되도록 구성되어 있다.

양전원(401)이 소정의 전압보다도 낮은 경우에는 리셋 신호 S3으로부터 L레벨 출력된다. 리셋 회로(14)의 리셋 신호 S3은, 마이크로 컴퓨터(50)의 리셋 입력 단자인 RST 단자와 유사 부하 전류 회로(17)의 트랜지스터 Tr1로 입력되어, 마이크로 컴퓨터(50)의 리셋 제어와 트랜지스터 Tr1의 컬렉터에 접속된 저항체 R2로 흐르는 전류를 동시에 제어하고 있다. AND 회로(15)의 트랜지스터 Tr2의 베이스는 저항체 R2의 일단으로, 컬렉터는 마이크로 컴퓨터(50)의 트립 신호 S1을 출력하는 단자로 접속되어, 저항체 R2에 전류가 흐르고 있는 경우는 트랜지스터 Tr2의 베이스-이미터간에 전압이 인가되어, 마이크로 컴퓨터(50)가 트립 신호 S1을 H레벨 출력했을 경우에 컬렉터로부터 이미터로 전류가 흐르는 구성으로 되어 있다.

상기 구성의 동작에 대해 설명한다.

전로에 부하 전류가 흐르면 변류기의 2차 출력 전류가 정류 회로를 통해서 전원 회로(4)로 전류 I가 유입된다. 유입된 전류 I에 의해서 서서히 전원 회로(4)의 양전원(401)이 상승하여, 리셋 회로(14)의 구동 전압(예를 들면 0.7V)에 도달하면 리셋 회로(14)로부터 리셋 신호 S3이 L레벨 출력되어, 마이크로 컴퓨터(50)는 리셋 상태로 유지된다. 동시에 유사 부하 전류 회로(17)의 트랜지스터 Tr1의 베이스-이미터간에 전위차가 생겨, 저항체 R2로 컬렉터 전류가 흐른다. 덧붙여, 이 저항체 R2는 정상 상태에 있어서의 회로 전체의 소비 전류와 동등하게 되도록 저항값이 조정되어 있다.

양전원(401)이 더욱 상승하여, 리셋 회로(14)의 해제 전압(예를 들면 2.8V)에 도달하면 리셋 회로(14)로부터 리셋 신호 S3이 H레벨 출력되어, 마이크로 컴퓨터(50)의 리셋 상태가 해제됨과 동시에 유사 부하 전류 회로(17)의 트랜지스터 Tr1의 베이스-이미터간의 전위차가 없어져, 컬렉터 전류는 0이 된다. 마이크로 컴퓨터(50)의 리셋 상태가 해제됨으로써 연산 처리가 개시되기 때문에, 회로 전체의 소비 전류가 가파르게 증가하지만, 리셋 상태의 해제 전에 저항체 R2에 정상 상태에 있어서의 회로 전체의 소비 전류와 동등한 전류를 흘리고 있음으로써 안정된 양전원의 상승을 가능하게 하고 있다.

양전원(401)이 리셋 회로(14)의 해제 전압 미만인 경우, 상기대로 유사 부하 전류 회로(17)의 저항체 R2로 전류가 흐르고 있다. 저항체 R2의 일단에는 AND 회로(15)에 있어서의 트랜지스터 Tr2의 베이스가 접속되어 있고, 생긴 전압에 의해서 트랜지스터 Tr2의 베이스-이미터간에 전위차가 생긴다. 이 상태에서 마이크로 컴퓨터(50)로부터 트립 신호 S1이 H레벨 출력되었다고 하더라도 트랜지스터 Tr2가 구동되어, 마이크로 컴퓨터(50)로부터 전류를 인입하기 때문에, 개폐 회로(9)에 있어서의 사이리스터 SCR1이 구동하는 경우는 없다.

이와 같이, 마이크로 컴퓨터(50)의 동작 신뢰성을 향상하기 위한 리셋 회로(14)와, 안정된 전원 상승을 실현하기 위한 유사 부하 전류 회로(17)를 조합하는 구성으로 되어 있고, 도 6에 나타내는 부족 전압 동작 금지 회로(6)와 비교하여, 새롭게 기준 전압 회로나 비교기를 마련할 필요가 없기 때문에, 마이크로 컴퓨터를 탑재한 전자식 회로 차단기에 적용되고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개 소63－274321호 공보 특허 문헌 2: 일본 특개 평6－245362호 공보

지금까지 설명한 부족 전압 동작 금지 회로를 탑재한 전자식 회로 차단기의 종래예는, 단일의 제어부, 예를 들면 마이크로 컴퓨터에 의해서 시한 특성을 갖게한 회로 차단기에 적용되는 것으로, 도 8에 도시되는 것처럼, 제어부가 되는 마이크로 컴퓨터(50)는, 크게 나누어 A/D 변환 회로(511)를 포함한 A/D 변환·연산부(522)와, 시한 특성부(521)로 2분된다.

시한 특성부(521)는 과전류 시한 특성이나 그 시한 특성의 설정, 사전 경보 표시등이나 정격 오버 표시등과 같은 표시부 제어 등 제품마다 상이한 제어가 필요하기 때문에, 제품이 보유하는 기능에 따라서는 처리 시간이 증대하게 되어, 회로 차단기의 순간 트립 특성과 같은 회로 차단기 투입으로부터 개폐 접점(201,202,203)의 개방까지 수십msec과 같은 단시간 동작이 요구되는 회로 차단기에서는 처리 시간의 증대가 문제가 된다.

이 처리 시간을 단축하는 방법으로서 마이크로 컴퓨터(50)의 동작 주파수를 올리는 것을 생각할 수 있지만, 마이크로 컴퓨터(50)의 소비 전류가 증대해 버리기 때문에, 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류를 전원 회로(4)의 양전원(401)으로서 사용하고 있는 관계상, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 전류가 작은 장시간 트립 특성에서는 마이크로 컴퓨터(50)를 포함한 회로를 구동시키기 위한 전원이 부족하게 된다. 이에 더하여, 처리 시간뿐만이 아니라 기능에 따라서는 마이크로 컴퓨터(50) 내부의 ROM, RAM과 같은 내장 메모리의 사용 용량도 증대하게 된다.

이 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 마이크로 컴퓨터에 의해서 시한 특성을 갖게 한 회로 차단기에 있어서, 처리 시간을 단축하여, 요구되는 단시간 동작을 실현한 동작 신뢰성이 높은 전자식 회로 차단기의 제공을 목적으로 하는 것이다.

이 발명에 따른 전자식 회로 차단기는, 전로를 개폐하는 개폐 접점과, 상기 전로의 전류를 검출하는 전류 검출 장치와, 상기 전로를 흐르는 전류에 따라, 상기 개폐 접점을 개방하기 위한 순간 트립 특성 및 시한 트립 특성을 설정하는 특성 설정부와, 상기 전류 검출 장치의 출력 신호가 입력되어, 순간 트립 신호를 출력하는 제1 마이크로 컴퓨터와, 상기 특성 설정부가 접속되어 상기 순간 트립 특성을 상기 제1 마이크로 컴퓨터에 송신함과 아울러, 상기 제1 마이크로 컴퓨터로부터 상기 전로를 흐르는 전류 정보를 취득하여 시한 트립 신호를 출력하는 제2 마이크로 컴퓨터와, 상기 순간 트립 신호 및 상기 시한 트립 신호에 기초하여 상기 개폐 접점을 개방하는 트립 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따른 전자식 회로 차단기에 의하면, A/D 변환·연산부와 시한 특성부를 복수의 마이크로 컴퓨터로 분담하기 때문에, 각 마이크로 컴퓨터의 처리 부담이 경감되어, 처리 시간의 단축과 내부 메모리의 사용 용량의 저감을 도모할 수 있다.

이 발명의 상기 이외의 목적, 특징, 관점 및 효과는, 도면을 참조하는 이하의 이 발명의 상세한 설명으로부터, 추가로 명백해질 것이다.

도 1은 이 발명의 실시 형태 1에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다.
도 2는 이 발명의 실시 형태 2에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다.
도 3은 이 발명의 실시 형태 3에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다.
도 4는 이 발명의 실시 형태 4에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다.
도 5는 이 발명의 실시 형태 5에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다.
도 6은 종래의 회로 차단기의 일례를 나타내는 회로 블록도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 회로 차단기의 트립 특성도이다.
도 8은 종래의 다른 회로 차단기의 일례를 나타내는 회로 블록도이다.
도 9는 도 8에 나타내는 회로 차단기의 부족 전압 동작 금지 회로를 나타내는 블록도이다.

이하, 이 발명에 따른 전자식 회로 차단기의 실시 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 덧붙여, 각 도면에 있어서 동일 부호는 동일, 혹은 상당 부분을 나타내고 있다.

실시 형태 1.

도 1은 이 발명의 실시 형태 1에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다. 도 1에 있어서, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류는 전류 검출 장치인 변류기(21, 22, 23)에 의해서 검출된다. 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류는 정류 회로(3)를 통해서 신호 변환 회로(7)로 입력되어, 전류치에 따른 전압 신호로 변환된다. 신호 변환 회로(7)에서 변환된 전압 신호는 제1 마이크로 컴퓨터(50a)(이하, 마이크로 컴퓨터(50a)라고 함.)에 입력되고, A/D 변환 회로(511)에 의해 입력된 전압의 크기에 따른 디지털값으로 변환된다. 순간 트립부(516)는 A/D 변환 회로(511)로부터 입력된 전압의 디지털값, 즉 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류의 크기에 따라서 동작을 행하고, 순간 트립 전류 영역을 초과했을 때, 역류 방지용 다이오드(31)를 통해서 접속된 개폐 회로(9)에 트립 신호 S1을 H레벨 출력한다.

한편, A/D 변환 회로(511)에 의해서 변환된 입력 전압의 디지털값은, 실효치 연산부(512) 및 피크치 연산부(513)에 의해 소정의 주기에 있어서의 실효치와 최대치가 산출되고, 그 디지털값은 통신 회로(508a)로 전달된다. 통신 회로(508a)는 제2 마이크로 컴퓨터(50b)(이하, 마이크로 컴퓨터(50b)라고 함.)의 통신 회로(508b)와 접속되어 있고, 산출된 실효치와 최대치의 디지털값을 수신하여, 마이크로 컴퓨터(50b)의 장시간 트립부(514) 및 단시간 트립부(515)에 각각 전달한다. 장시간 트립부(514) 및 단시간 트립부(515)는 전달된 디지털값, 즉 변류기(21, 22, 23)의 2차 출력 전류의 크기에 따라서 동작을 행하며, 과전류인 경우에는 한시 동작을 행한 후, 역류 방지용 다이오드(32)를 통해서 접속된 개폐 회로(9)로 트립 신호 S1을 H레벨 출력한다.

변류기(21, 22, 23)는 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류에 의해서 정류 회로(3)를 통해서 2차 출력 전류를 전원 회로(4)로 공급한다. 전원 회로(4)는 일정한 양전원(401)을 생성하여, 리셋 회로(14a, 14b) 및 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)에 각각 공급한다. 리셋 회로(14a, 14b)는 전원 회로(4)가 생성하는 양전원(401)의 전압치를 감시하고 있고, 그 전압치가 소정치(예를 들면 2.8V) 이상이 되었을 경우, 리셋 신호 S3, S4를 L레벨에서 H레벨로 바꾼다. 리셋 신호 S3은 유사 부하 전류 회로(17)의 트랜지스터 Tr1로, 리셋 신호 S4는 트랜지스터 Tr3로 각각 입력되고, 베이스-이미터간의 전위차가 없어짐으로써 컬렉터 전류는 0이 된다. 그 때문에, 저항체 R2의 양단에 발생하고 있던 전압도 0이 되어, 개폐 회로(9)의 입력부에 접속된 트랜지스터 Tr2의 베이스-이미터간의 전위차가 없어진다.

즉, 전원 회로(4)가 생성하는 양전원(401)의 전압치가 소정치 미만이면, 유사 부하 전류 회로(17)의 저항체 R2로 전류를 흘림과 동시에, 개폐 회로(9)에 접속된 AND 회로(15)의 트랜지스터 Tr2에 의해 개폐 회로(9)의 입력부는 L레벨로 유지되어, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)로부터 트립 신호 S1, S2가 잘못하여 H레벨 출력되어도 개폐 회로(9)가 구동되는 일은 없다. 양전원(401)이 소정치 이상이면, 유사 부하 전류 회로(17)의 저항체 R2에 흐르는 전류는 정지하고, 동시에 AND 회로(15)의 트랜지스터 Tr2가 스위칭 동작으로서 오프로 되기 때문에, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b) 어느 것으로부터 트립 신호 S1, S2가 H레벨 출력되었을 경우, 개폐 회로(9)가 구동되어, 릴리스형 과전류 트립 장치(10)가 여자되어, 차단 기구(11)를 통해서 기계적으로 개폐 접점(201, 202, 203)을 개리(開離)시킬 수 있다.

개폐 접점(201, 202, 203)이 열린 상태에서 닫힌 상태로 되었을 경우나, 부하 기기가 투입되었을 경우 등은 전원 회로(4)가 과도기적인 상태가 되어, 양전원(401)은 서서히 상승한다. 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 동작 전압 이하에 있어서는 그 동작은 불안정하고, 트립 신호 S1, S2가 H레벨, 즉 잘못된 신호가 출력될 우려가 있다. 그렇지만 전술대로, 리셋 회로(14a, 14b)는 전원 회로(4)의 양전원(401)의 전압치를 감시하고 있어, 출력 전압이 소정치 미만이면 리셋 신호 S3은 L레벨이 유지되어, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 트립 신호 S1, S2는 무효화되기 때문에, 개폐 회로(9)는 도통되지 않고, 트리핑 동작은 행해지지 않는다. 전원 회로(4)의 양전원(401)이 소정치에 도달한 시점에서 리셋 신호 S3, S4는 H레벨이 되어, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 트립 신호 S1, S2는 유효가 된다.

리셋 신호 S3, S4는 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자로 각각 접속되어 있고, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)는 자신의 동작 전압 이상의 전압이 인가되고 있는 경우에도, RST 단자로의 입력이 L레벨인 한, A/D 변환 회로(511), 실효치 연산부(512), 피크치 연산부(513), 순간 트립부(516), 단시간 트립부(515), 장시간 트립부(514), 통신 회로(508a, 508b)가 기능하는 일은 없고, RST 단자로의 입력이 H레벨이 되었을 때 비로소 연산 처리를 개시하여, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류에 따른 트리핑 동작을 행하게 된다.

전원 회로(4)의 정상 상태에 있어서, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류가 감소하여, 양전원(401)의 전압치가 소정치 미만으로 저하했을 경우는, 리셋 회로(14a, 14b)의 리셋 신호 S3, S4가 H레벨에서 L레벨로 바뀌어, AND 회로(15)에 의해서 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 트립 신호 S1, S2를 무효화한다. 동시에 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자로 L레벨의 리셋 신호를 입력함으로써, 각각의 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 연산 처리를 정지하고, 리셋 상태로 유지한다. 그 후, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류가 증가했을 경우에는 양전원(401)의 전압치가 상승하여, 소정치를 초과하면 리셋 회로(14a, 14b)의 리셋 신호 S3, S4가 L레벨에서 H레벨로 바뀌어, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 트립 신호 S1, S2를 유효화함과 아울러, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자로 H레벨의 리셋 신호를 입력함으로써 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 리셋 상태가 해제되어, 연산 처리를 재개한다.

이와 같이, 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)는 전원 전압이 정상적으로 되었을 경우에만 연산 처리를 개시하여, 그 트립 신호 S1, S2가 유효화가 된다.

상기와 같이, 실시 형태 1에 따른 전자식 회로 차단기에 의하면, A/D 변환·연산부(522)를 마이크로 컴퓨터(50a)가, 시한 특성부(521)를 마이크로 컴퓨터(50b)가 각각 담당함으로써, 각각의 연산에 필요로 하는 처리가 경감되어, 처리 시간의 단축과 각 내장 메모리의 사용 용량의 저감을 도모할 수 있고, 또한 제품마다에 공통이 되는 A/D 변환·연산부를 분리시킬 수 있다. 다만, A/D 변환·연산부(522)에서 처리한 디지털 신호를 시한 특성부(521)에 통신 회로(508a)를 통해서 송신할 필요성이 생기기 때문에, A/D 변환 회로(511)를 포함하는 A/D 변환·연산부(522)에는, 시한 특성부(521) 중, 단시간 동작이 필요한 순간 트립 특성과 순간 트립 전류 영역을 초과했을 경우의 트립 신호 출력 회로만을 마이크로 컴퓨터(50a)에 남기고, 단시간 동작의 문제를 해결한 다음, 단시한 특성이나 장시한 특성, 설정, 표시 제어 등은 마이크로 컴퓨터(50b)에 역할을 갖게 하고 있다.

또, 리셋 회로(14a, 14b)를 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)로 각각 접속하여, AND 회로(15) 및 유사 부하 전류 회로(17)로 이루어지는 부족 전압 동작 금지 회로를 구성함으로써, 전원 상태가 불안정한 경우에 있어서의 각 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)로부터의 잘못된 트립 신호 출력을 부족 전압 동작 금지 회로에 의해 방지할 수 있다.

실시 형태 2.

다음에, 이 발명의 실시 형태 2에 따른 전자식 회로 차단기에 대해 설명한다.

도 2는 실시 형태 2에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다. 실시 형태 1과 실시 형태 2의 차이는, 도 2에 나타내는 것처럼, 리셋 회로를 단일의 리셋 회로(14)만으로 하고, 리셋 신호 S3을 마이크로 컴퓨터(50a, 50b), 유사 부하 전류 회로(17)의 트랜지스터 Tr1로 공통으로 접속하고 있는 것이다. 덧붙여, 그 외의 구성에 대해서는, 실시 형태 1과 같고, 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

실시 형태 1과 같이 복수의 마이크로 컴퓨터를 탑재하여, 각각이 트립 신호 출력 회로를 가지는 회로 차단기에 있어서, 종래의 부족 전압 동작 금지 회로를 적용했을 경우, 리셋 회로도 복수가 되어, 리셋 회로 구동 전압에 편차가 존재하게 된다. 그 때문에, 모든 리셋 회로에 있어서 리셋 회로 구동 전압 이상이 될 때까지 부족 전압 동작 금지 회로는 기능하지 않아, 각 마이크로 컴퓨터의 잘못된 트립 신호 출력을 막을 수 없는 전원 전압 영역이 존재한다. 또, 각 리셋 회로의 해제 전압에도 마찬가지로 편차가 존재하기 때문에, 모든 마이크로 컴퓨터의 리셋 상태가 해제되어 있지 않음에도 불구하고 유사 부하 전류가 정지하여, 전원 회로가 불안정한 상태가 된다.

실시 형태 2에 따른 전자식 회로 차단기에 의하면, 리셋 회로를 단일의 리셋 회로(14)만으로 했으므로, 리셋 회로의 구동 전압 및 해제 전압의 편차가 존재하지 않고, 항상 일정한 전압 임계치에 의해 전원 전압을 감시하여, 전원 상태가 불안정한 경우에 있어서의 각 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)로부터의 잘못된 트립 신호 출력을 부족 전압 동작 금지 회로에 의해 방지할 수 있다.

또, 리셋 회로를 단일의 리셋 회로(14)만으로 함으로써, 리셋 회로(14), AND 회로(15) 및 유사 부하 전류 회로(17)로 이루어지는 부족 전압 동작 금지 회로의 부품 개수를 삭감할 수 있어, 실장 면적을 작고 또한 염가로 구성하는 것이 가능하다.

실시 형태 3.

다음에, 이 발명의 실시 형태 3에 따른 전자식 회로 차단기에 대해 설명한다.

도 3은 실시 형태 3에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다. 실시 형태 3에 따른 전자식 회로 차단기는, 도 3에 나타내는 것처럼, AND 회로(15)의 트랜지스터 Tr2와 개폐 회로(9)의 입력부의 사이에 저항체 R3을 직렬로 접속하고, 또 저항체 R4를 GND와 병렬로 접속한 전압 분할 회로를 마련한 것이다. 덧붙여, 그 외의 구성에 대해서는, 실시 형태 2와 같고, 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

리셋 회로(14)는 전원 회로(4)의 양전원(401)의 전압치를 감시함과 아울러, 그 양전원 전압에 의해서 구동하고 있다. 그 때문에, 전로(111, 112, 113)에 흐르는 부하 전류가 작고(예를 들면 정격 전류의 10%), 전원 회로(4)가 생성하는 양전원(401)의 전압치가 작은(예를 들면 0.7V) 경우, 리셋 회로(14)가 구동하지 않고, 리셋 신호 S3이 H레벨, 즉 양전원(401)과 동전위가 되는 영역이 존재한다.

이 영역에 있어서 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)로부터 잘못된 트립 신호 S1, S2가 출력되었을 경우, 개폐 회로(9)가 구동되어, 회로 차단기가 오동작해 버린다. 저항체 R3, R4에 의한 전압 분할 회로를 마련함으로써, 이러한 전압 영역에 있어서의 잘못된 트립 신호 S1, S2의 전압치를 작게 하여, 개폐 회로(9)의 구동 전압 이하가 되도록 저항체 R3, R4의 저항값을 조정함으로써, 오동작을 방지할 수 있어, 한층 더 회로 차단기의 동작 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다. 물론, 저항체 R3, R4는 정상 상태에 있어서 트립 신호 S1, S2가 H레벨 출력되었을 때, 개폐 회로(9)의 구동 전압 이상이 되도록 저항값을 조정할 필요가 있는 것은 말할 필요도 없다.

실시 형태 4.

다음에, 이 발명의 실시 형태 4에 따른 전자식 회로 차단기에 대해 설명한다.

도 4는 실시 형태 4에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다. 실시 형태 2와 실시 형태 4의 차이는, 도 4에 나타내는 것처럼, 버퍼 회로(18)와 S/W 기입부(19)를 새롭게 마련하고 있는 것이다. 버퍼 회로(18)는 리셋 회로(14)와 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자간에 삽입되고, S/W 기입부(19)는 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자에 각각 접속되어 있다. 덧붙여, 그 외의 구성에 대해서는, 실시 형태 2와 같고, 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

리셋 회로(14)로부터의 리셋 신호 S3은 버퍼 회로(18)에 입력되고, 리셋 신호 S3이 H레벨인 경우에 있어서 버퍼 회로(18)의 출력은 하이 임피던스가 되어, 저항체 R5를 통해서 H레벨 신호가 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자로 입력된다. 리셋 신호 S3이 L레벨인 경우에 있어서는 버퍼 회로(18)의 출력도 L레벨이 되어, 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자로 입력된다. 논리적으로는 아무것도 변화는 없지만, 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자 전위가 변화된 경우에 있어서도, 마이크로 컴퓨터(50a)의 RST 단자나 유사 부하 전류 회로(17)의 입력에는 영향을 주지 않는 기능을 가지게 된다.

일반적으로, 마이크로 컴퓨터의 RST 단자는 S/W를 기입하기 위한 디버그 단자로서 사용되는 경우가 있고, 회로가 구성된 상태, 즉 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자가 공통이 된 상태에 있어서, 한쪽의 S/W를 S/W 기입부(19)로부터 기입한 경우, 데이터 송수신에 의해 RST 단자가 H레벨, L레벨을 반복하기 때문에, 다른 쪽의 마이크로 컴퓨터가 리셋/스타트를 반복하게 된다. 여기서, 다른 쪽의 마이크로 컴퓨터가 리셋 해제시에 RST 단자를 범용 출력 단자로서 설정되는 것 같은 사양이었을 경우, S/W 기입용의 데이터 송수신 파형을 저해하여, 기입을 할 수 없다고 하는 문제를 생각할 수 있다

이에 마이크로 컴퓨터(50a, 50b)의 RST 단자간에 버퍼 회로(18)를 마련함으로써, 회로가 구성된 상태에서도 한쪽의 마이크로 컴퓨터(예를 들면 50a)의 S/W 기입용 데이터 송수신에 의한 리셋/스타트가 다른 쪽의 마이크로 컴퓨터(예를 들면 50b)로 반복되었다고 해도, 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자 출력이 마이크로 컴퓨터(50a)의 RST 단자에 영향을 주지 않도록 구성한 것이다.

실시 형태 5.

다음에, 이 발명의 실시 형태 5에 따른 전자식 회로 차단기에 대해 설명한다.

도 5는 실시 형태 5에 따른 전자식 회로 차단기의 블록도이다. 도 4에 있어서의 버퍼 회로(18)는, 도 5에 나타내는 것 같은 S/W 기입부(19)와 접속된 스위칭 회로(20)를 마련하고, S/W 기입부(19)가 구동하고 있는 경우에는 스위칭 회로(20)를 오픈으로 하여 정상으로 S/W를 기입할 수 있도록 제어하고, S/W가 기입되지 않는 경우에는 스위칭 회로(20)를 클로즈로 하는 구성으로 해도 상관없다. 덧붙여, 그 외의 구성에 대해서는, 실시 형태 4와 같고, 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

실시 형태 5에 따른 전자식 회로 차단기에 있어서도, 실시 형태 4와 마찬가지로, 회로가 구성된 상태에서도 한쪽의 마이크로 컴퓨터(예를 들면 50a)의 S/W 기입용 데이터 송수신에 의한 리셋/스타트가 다른 쪽의 마이크로 컴퓨터(예를 들면 50b)로 반복되었다고 해도, 마이크로 컴퓨터(50b)의 RST 단자 출력이 마이크로 컴퓨터(50a)의 RST 단자에 영향을 주는 일은 없다.

이상, 이 발명의 실시 형태 1 내지 실시 형태 5에 대해 설명했지만, 이 발명은 그 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적당히 변형, 생략하는 것이 가능하다.

Claims (6)

1. 전로를 개폐하는 개폐 접점과,
   상기 전로의 전류를 검출하는 전류 검출 장치와,
   상기 전로를 흐르는 전류에 따라, 상기 개폐 접점을 개방하기 위한 순간 트립 특성 및 시한 트립 특성을 설정하는 특성 설정부와,
   상기 전류 검출 장치의 출력 신호가 입력되고, 순간 트립 신호를 출력하는 제1 마이크로 컴퓨터와,
   상기 특성 설정부가 접속되고, 상기 순간 트립 특성을 상기 제1 마이크로 컴퓨터에 송신함과 아울러, 상기 제1 마이크로 컴퓨터로부터 상기 전로를 흐르는 전류 정보를 취득하여 시한 트립 신호를 출력하는 제2 마이크로 컴퓨터와,
   상기 순간 트립 신호 및 상기 시한 트립 신호에 기초하여 상기 개폐 접점을 개방하는 트립 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전류 검출 장치를 변류기로 구성하고,
   상기 변류기의 2차측에 접속되고, 상기 전로에 흐르는 전류에 따른 2차 출력 전류를 단일 방향으로 변환하는 정류 회로와,
   상기 정류 회로의 출력 단자에 접속되고, 일정한 양측 전압을 출력하는 전원 회로와,
   상기 전원 회로가 소정의 전압에 도달하지 못한 경우에 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터의 리셋 제어를 동시에 행하는 단일의 리셋 회로와,
   상기 리셋 회로의 출력측에 접속된 유사 부하 전류 회로와 AND 회로를 조합하고, 상기 전원 회로의 전원 상승시 혹은 전원 불안정시에 있어서, 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 트립 신호를 무효화하는 부족 전압 동작 금지 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 트립 장치를 구동하는 개폐 회로의 입력 단자와 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터의 트립 신호 출력 단자의 사이에 삽입된 제1 저항체와, 상기 제1 저항체로부터 GND에 대해서 접속된 제2 저항체로 구성된 전압 분할 회로를 구비하고,
   상기 부족 전압 동작 금지 회로가 기능하지 않는 상기 전원 회로의 전압이 작은 영역에 있어서, 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 잘못된 트립 신호를, 상기 개폐 회로가 구동하지 않는 전압으로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 단일의 리셋 회로와 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터의 리셋 단자 사이에 마련된 버퍼 회로와,
   상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터의 리셋 단자에 각각 접속된 S/W 기입부를 구비하고,
   상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터 중 어느 한쪽의 마이크로 컴퓨터의 리셋 단자를 이용하여 S/W 기입을 행하는 경우에 있어서도 다른 쪽의 마이크로 컴퓨터의 리셋 단자의 출력에 영향을 주지 않고, 회로가 형성된 상태에 있어서도 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터에 대한 S/W 기입을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 버퍼 회로를 스위치 회로로 치환하고, S/W 기입시에 상기 스위치 회로의 개폐 조작을 행함으로써, 회로가 형성된 상태에 있어서도 상기 제1 마이크로 컴퓨터 및 상기 제2 마이크로 컴퓨터에 대한 S/W 기입을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 마이크로 컴퓨터에 상기 순간 트립 신호를 출력하는 순간 트립부를 구비함과 아울러, 상기 제2 마이크로 컴퓨터에 상기 시한 트립 신호를 출력하는 단시간 트립부와 장시간 트립부를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 회로 차단기.
   

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