JPH0685616B2 - 汎用固体パワーコントローラ - Google Patents
汎用固体パワーコントローラInfo
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- JPH0685616B2 JPH0685616B2 JP50446787A JP50446787A JPH0685616B2 JP H0685616 B2 JPH0685616 B2 JP H0685616B2 JP 50446787 A JP50446787 A JP 50446787A JP 50446787 A JP50446787 A JP 50446787A JP H0685616 B2 JPH0685616 B2 JP H0685616B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
- H02H3/0935—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means the timing being determined by numerical means
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
-
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K17/13—Modifications for switching at zero crossing
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 この発明は電気スイッチの分野に関し、特に、過負荷状
態に応答して負荷への電源電圧の印加を中断することの
できる遠隔制御方式の電気スイッチの分野に関する。
態に応答して負荷への電源電圧の印加を中断することの
できる遠隔制御方式の電気スイッチの分野に関する。
この発明はより特定的には、過負荷状態を検出すること
ができ、負荷への電気供給を自動的に中断することがで
き、それにより設備や負荷や配線へのより深い損傷を防
止または制限することができ、かつさらに過負荷状態の
クリア後に離れた位置からリセット可能とする能力をさ
らに有するac（交流）およびdc（直流）電力供給用固体
パワーコントローラまたは固体リレーのような固体電気
スイッチの分野に関する。この発明の汎用固体パワーコ
ントローラの典型的応用用途はリレー接点のはねかえり
などによる電源ノイズのない電力源の閉鎖および中断、
コンパクトな形状、スイッチ寿命の増大、低電力消費お
よび高信頼性を必要とする海洋および航空分野のみなら
ず工業分野を含む。
ができ、負荷への電気供給を自動的に中断することがで
き、それにより設備や負荷や配線へのより深い損傷を防
止または制限することができ、かつさらに過負荷状態の
クリア後に離れた位置からリセット可能とする能力をさ
らに有するac（交流）およびdc（直流）電力供給用固体
パワーコントローラまたは固体リレーのような固体電気
スイッチの分野に関する。この発明の汎用固体パワーコ
ントローラの典型的応用用途はリレー接点のはねかえり
などによる電源ノイズのない電力源の閉鎖および中断、
コンパクトな形状、スイッチ寿命の増大、低電力消費お
よび高信頼性を必要とする海洋および航空分野のみなら
ず工業分野を含む。
2.先行技術の説明 ソレノイド駆動手段を用いて電気機械的な接点を移動さ
せて負荷へ電源電圧を印加するリレーのような電気機械
的スイッチング素子はよく知られている。電気機械的回
路遮断機と結合された場合、リレーは、その電気機械的
回路遮断機と直列に閉じた接点を介して負荷へacまたは
dc電力供給を行なうことのできる遠隔地から制御するこ
とのできるパワーコントロール機能を与える。リレーの
ような電気機械的スイッチング素子はスイッチ閉止状態
において極めて低い電圧降下を与え、それにより低消費
電力を与えることができる。
せて負荷へ電源電圧を印加するリレーのような電気機械
的スイッチング素子はよく知られている。電気機械的回
路遮断機と結合された場合、リレーは、その電気機械的
回路遮断機と直列に閉じた接点を介して負荷へacまたは
dc電力供給を行なうことのできる遠隔地から制御するこ
とのできるパワーコントロール機能を与える。リレーの
ような電気機械的スイッチング素子はスイッチ閉止状態
において極めて低い電圧降下を与え、それにより低消費
電力を与えることができる。
acパワーコントロール分野において用いられているよう
に、電源電圧が零ボルトを横切ったときに負荷へ電力を
供給したり、また負荷電流が零を通過するときに電力の
印加を中断して過渡時の外乱を最小にするように機械的
接点を都合良く時間合わせすることができない。機械的
な疲労、電気的アークおよび低速応答性はまた電気機械
的素子の応用を低速の投入サイクル速度を必要とする分
野へ制限する。
に、電源電圧が零ボルトを横切ったときに負荷へ電力を
供給したり、また負荷電流が零を通過するときに電力の
印加を中断して過渡時の外乱を最小にするように機械的
接点を都合良く時間合わせすることができない。機械的
な疲労、電気的アークおよび低速応答性はまた電気機械
的素子の応用を低速の投入サイクル速度を必要とする分
野へ制限する。
固体リレーは、電源電圧が零ボルトを交差したときに負
荷へ電源電圧を印加する問題を克服することが知られて
いる。固体リレーはまた負荷電流が零を交差したときに
負荷電流を中断させることができる。しかしながら、固
体リレーは回路閉止点においてかなりの電圧降下を生じ
させ、それにより電気機械的スイッチング素子と比較し
て相対的に高い電力消費を与えている。このため、固体
リレーはその最も大きな適用用途を比較的低い負荷電流
を要求する負荷への電気供給を制御することに見い出し
ている。
荷へ電源電圧を印加する問題を克服することが知られて
いる。固体リレーはまた負荷電流が零を交差したときに
負荷電流を中断させることができる。しかしながら、固
体リレーは回路閉止点においてかなりの電圧降下を生じ
させ、それにより電気機械的スイッチング素子と比較し
て相対的に高い電力消費を与えている。このため、固体
リレーはその最も大きな適用用途を比較的低い負荷電流
を要求する負荷への電気供給を制御することに見い出し
ている。
負荷に対する電気供給設備を保護するために用いられる
回路遮断器は典型的には磁気回路や熱駆動手段に依拠し
て過負荷状態を検出する複雑な構成の機械的な装置であ
る。振動や湿気や温度および老化などの環境的な影響の
みならず過去における過負荷サイクル経験による熱的機
械的疲労のような動作上の影響はこれらの装置構成の劣
化に寄与している。過負荷状態にある回路を保護するた
めに接点が離れるときに高圧電源により生じる接点のア
ークは、回路遮断器の接点の劣化をもたらし、かつ誤っ
た論理信号を発生させることになる過渡的ノイズによる
乱れを生じさせる。
回路遮断器は典型的には磁気回路や熱駆動手段に依拠し
て過負荷状態を検出する複雑な構成の機械的な装置であ
る。振動や湿気や温度および老化などの環境的な影響の
みならず過去における過負荷サイクル経験による熱的機
械的疲労のような動作上の影響はこれらの装置構成の劣
化に寄与している。過負荷状態にある回路を保護するた
めに接点が離れるときに高圧電源により生じる接点のア
ークは、回路遮断器の接点の劣化をもたらし、かつ誤っ
た論理信号を発生させることになる過渡的ノイズによる
乱れを生じさせる。
固体パワーコントローラは典型的にacまたはdc用途のた
めに設計される。基本的な設計は各用途に対して準備さ
れ、或るいくつかの場合においては、個々の電流範囲に
対して準備される。各設計は時間および費用の両者に対
し別々の投資を必要とする。dc電源供給のための固体パ
ワーコントローラの設計は、典型的にはac用途のために
設計される固体パワーコントローラの機能と全く機能的
に異なる製品の設計として扱われる。
めに設計される。基本的な設計は各用途に対して準備さ
れ、或るいくつかの場合においては、個々の電流範囲に
対して準備される。各設計は時間および費用の両者に対
し別々の投資を必要とする。dc電源供給のための固体パ
ワーコントローラの設計は、典型的にはac用途のために
設計される固体パワーコントローラの機能と全く機能的
に異なる製品の設計として扱われる。
発明の概要 この発明の目的は過電流状態を独立に検出することがで
き、かつ回路を中断することにより応答して負荷に対す
る電力設備を保護する能力を有する離れた位置から制御
することのできる電気スイッチを実現することである。
き、かつ回路を中断することにより応答して負荷に対す
る電力設備を保護する能力を有する離れた位置から制御
することのできる電気スイッチを実現することである。
この発明の他の主たる目的は、ac用途、dc用途および特
定の電流範囲に対して個々に制御装置を設計する必要性
のない汎用の固体パワーコントローラを提供することで
ある。
定の電流範囲に対して個々に制御装置を設計する必要性
のない汎用の固体パワーコントローラを提供することで
ある。
この発明のより特定的な目的は、負荷に対する印加電力
をac（交流）電力またはdc（直流）電力に切換えるため
の制御機能を備える単一の回路装置の設計を提供するこ
とである。負荷への給電を制御することに加えて、この
発明はさらに、与えられた予め定められた論理信号の命
令に従って予め定められた複数の種類電流範囲のうちの
ある電流範囲に対する電流の監視および引き外しの実行
順序を確立することをさらに目的として有する。
をac（交流）電力またはdc（直流）電力に切換えるため
の制御機能を備える単一の回路装置の設計を提供するこ
とである。負荷への給電を制御することに加えて、この
発明はさらに、与えられた予め定められた論理信号の命
令に従って予め定められた複数の種類電流範囲のうちの
ある電流範囲に対する電流の監視および引き外しの実行
順序を確立することをさらに目的として有する。
この発明のさらに他のより特定的な目的は、離れた位置
から制御することのできるスイッチを閉止するために必
要な制御信号を与え、かつacコントローラとして機能す
ることが指令された場合、電源電圧が零ボルトを交差す
るときに負荷への電源電圧をまず最初に印加するという
ターンオン命令に応答して固体acリレーの好ましい特性
を示し、次にこの後負荷電流が零を交差するときに負荷
への電流径路を中断することによりターンオン命令の中
断に応答することである。
から制御することのできるスイッチを閉止するために必
要な制御信号を与え、かつacコントローラとして機能す
ることが指令された場合、電源電圧が零ボルトを交差す
るときに負荷への電源電圧をまず最初に印加するという
ターンオン命令に応答して固体acリレーの好ましい特性
を示し、次にこの後負荷電流が零を交差するときに負荷
への電流径路を中断することによりターンオン命令の中
断に応答することである。
この発明の汎用固体パワーコントローラは過負荷状態に
より負荷への電力供給を検出しかつ独立に電力供給を中
断した後離れた位置からのリセットが可能な固体回路遮
断器の機能を実現する。
より負荷への電力供給を検出しかつ独立に電力供給を中
断した後離れた位置からのリセットが可能な固体回路遮
断器の機能を実現する。
この発明の他のより特定的な目的は、この発明の電気ス
イッチが、離れた位置からの命令に応答して負荷への電
力供給を行なうかまたは中断するとき、または独立に過
負荷状態に応答して電力供給を中断する場合に、接点の
アークおび接点の跳ね返りを抑制することである。
イッチが、離れた位置からの命令に応答して負荷への電
力供給を行なうかまたは中断するとき、または独立に過
負荷状態に応答して電力供給を中断する場合に、接点の
アークおび接点の跳ね返りを抑制することである。
さらにこの発明の他の目的は、固体リレーのスイッチの
電力消費により課せられる通常の実用上の負荷電流に対
する制限を有することのない、固体リレーの望ましい無
雑音特徴を有する電気スイッチを提供することである。
電力消費により課せられる通常の実用上の負荷電流に対
する制限を有することのない、固体リレーの望ましい無
雑音特徴を有する電気スイッチを提供することである。
この発明のこれらおよび他の目的は、リレー接点のはね
かえりのない予め定められたスイッチング特性を有する
半導体スイッチング手段を備え、電気命令信号の制御の
下に負荷への電源電圧の印加を制御し、命令電気信号に
応答して負荷電流の展開をもたらせる電気スイッチにお
いて実現される。
かえりのない予め定められたスイッチング特性を有する
半導体スイッチング手段を備え、電気命令信号の制御の
下に負荷への電源電圧の印加を制御し、命令電気信号に
応答して負荷電流の展開をもたらせる電気スイッチにお
いて実現される。
図面の簡単な説明 この発明は添付の図面とともに例示的な実施例に関して
さらに説明される。
さらに説明される。
第１図は先行技術の電気機械的なリモートコントロール
方式の電気スイッチの概略図である。
方式の電気スイッチの概略図である。
第２図は第１図の先行技術の回路のコイルに印加される
電気制御信号Ecにより生じる負荷における電圧と印加さ
れた電源電圧波形を描写する。
電気制御信号Ecにより生じる負荷における電圧と印加さ
れた電源電圧波形を描写する。
第３図はac,単相電気スイッチにおいて用いられる汎用
固体パワーコントローラのブロック図である。
固体パワーコントローラのブロック図である。
第４図はdc電気スイッチにおいて用いられる汎用固体パ
ワーコントローラのブロック図である。
ワーコントローラのブロック図である。
第５図はac,単相電気スイッチに対する信号および電圧
波形の関係を描写し、通常のターンオンおよびターンオ
フ動作シーケンスを示す。
波形の関係を描写し、通常のターンオンおよびターンオ
フ動作シーケンスを示す。
第６図はac,単相電気スイッチに対する信号および電圧
波形の関係を描写し、通常のターンオン後過負荷状態と
なり、次の負荷に応答してターンオフとなる状態を示
す。
波形の関係を描写し、通常のターンオン後過負荷状態と
なり、次の負荷に応答してターンオフとなる状態を示
す。
第７図は簡略化された固体パワーコントローラの動作フ
ロー図である。
ロー図である。
第８図は典型的な固体パワーコントローラの引き外し曲
線である。
線である。
第９図は分離されたdc電源の概略図である。
第10図，第11図および第12図はacスイッチ用途における
汎用の固体パワーコントローラの概略図である。
汎用の固体パワーコントローラの概略図である。
第13図は他の零クロス検出回路の概略図である。
第14図，第15図および第16図はdcスイッチの半導体スイ
ッチング手段の概略図である。
ッチング手段の概略図である。
第17図ないし第24図は汎用固体パワーコントローラにお
けるマイクロプロセッサに対するプログラムのフローチ
ャートである。
けるマイクロプロセッサに対するプログラムのフローチ
ャートである。
好ましい実施例の説明 今、第１図を参照して、交流電源電圧Vacを負荷接点12
を介して負荷へ印加する先行技術のリレー10の概略図が
示される。負荷への電圧はVLとして示される。リレーコ
イル14は電気命令信号Ecにより動作制御される。交流電
源電圧の負荷への印加を制御するこの方法は以下の欠点
を有している：接続点16における電圧の立上がり速度が
接点12が閉じる瞬間に制御できないほど高くなる，電気
命令信号Ecをコイル14へ印加する時点と負荷接点12の閉
鎖との間の時間が比較的長く、かつ或る程度不均一であ
る。さらに、加えて、負荷接点12は負荷接点12が開閉す
るときのアークおよび機械的なこすり合わせの結果疲弊
することである。熱回路遮断器14により過電流状態が検
出されるとき、開位置へとそれが駆動し、電源Vacによ
る電力の負荷VLへの印加を中断しこのようにして“引き
外し”状態を創出する。
を介して負荷へ印加する先行技術のリレー10の概略図が
示される。負荷への電圧はVLとして示される。リレーコ
イル14は電気命令信号Ecにより動作制御される。交流電
源電圧の負荷への印加を制御するこの方法は以下の欠点
を有している：接続点16における電圧の立上がり速度が
接点12が閉じる瞬間に制御できないほど高くなる，電気
命令信号Ecをコイル14へ印加する時点と負荷接点12の閉
鎖との間の時間が比較的長く、かつ或る程度不均一であ
る。さらに、加えて、負荷接点12は負荷接点12が開閉す
るときのアークおよび機械的なこすり合わせの結果疲弊
することである。熱回路遮断器14により過電流状態が検
出されるとき、開位置へとそれが駆動し、電源Vacによ
る電力の負荷VLへの印加を中断しこのようにして“引き
外し”状態を創出する。
第２図は時刻t1における任意の時点でリレーコイルに印
加される電気命令信号Ecに関する印加交流電源電圧を示
す。リレーが負荷接点を移動させるのに要する時間はtA
として示される。負荷接点12が閉じるとき、負荷に印加
される電圧VL1はVN1のように急激に立上がるように示さ
れる。この電圧の急激な立上がりは接点の跳ね返りによ
る望ましくないノイズを伴う。電気命令信号Ecは時刻t2
において非同期的に終了するように示される。負荷接点
は時間間隔tBの後に開き、急激な電圧降下VN2に与え
る。接点の跳ね返りおよびアークにより、電圧ノイズが
回路接続点16において電圧降下VN2のときに存在する。
加される電気命令信号Ecに関する印加交流電源電圧を示
す。リレーが負荷接点を移動させるのに要する時間はtA
として示される。負荷接点12が閉じるとき、負荷に印加
される電圧VL1はVN1のように急激に立上がるように示さ
れる。この電圧の急激な立上がりは接点の跳ね返りによ
る望ましくないノイズを伴う。電気命令信号Ecは時刻t2
において非同期的に終了するように示される。負荷接点
は時間間隔tBの後に開き、急激な電圧降下VN2に与え
る。接点の跳ね返りおよびアークにより、電圧ノイズが
回路接続点16において電圧降下VN2のときに存在する。
第３図はacモード動作のためのSSPCのブロック図であ
り、かつ第４図はdcモード動作に対するSSPCのブロック
図である。これらのブロック図は以下の違いを有してい
る。第３図はPS＆ZVCブロック310により満たされるよう
なマイクロコンピュータブロックに対する電源構成要件
を特徴としている。ZVCという用語はブロック310内の零
−ボルト−クロス機能を示している。この機能は第10図
において、零クロス信号をマイクロプロセサのZ4−39,T
1入力へ与えるためのCR3,R9およびR10を介したFETQ3Dの
動作に関連してより詳細に特徴づけられている。AGNDと
して示される接地面上に存在するライン電源電圧がスイ
ッチ内へのニュートラル（NEUTRAL）線に対して負に振
れるときにQ3Dがオン状態となるのでZVC信号が発生す
る。第13図はZVC信号を生成するための別の零クロス回
路を示す。
り、かつ第４図はdcモード動作に対するSSPCのブロック
図である。これらのブロック図は以下の違いを有してい
る。第３図はPS＆ZVCブロック310により満たされるよう
なマイクロコンピュータブロックに対する電源構成要件
を特徴としている。ZVCという用語はブロック310内の零
−ボルト−クロス機能を示している。この機能は第10図
において、零クロス信号をマイクロプロセサのZ4−39,T
1入力へ与えるためのCR3,R9およびR10を介したFETQ3Dの
動作に関連してより詳細に特徴づけられている。AGNDと
して示される接地面上に存在するライン電源電圧がスイ
ッチ内へのニュートラル（NEUTRAL）線に対して負に振
れるときにQ3Dがオン状態となるのでZVC信号が発生す
る。第13図はZVC信号を生成するための別の零クロス回
路を示す。
第４図はブロック410内においてdc用途のためのSSPCに
関連して用いられるZVCという用語を示していない。ブ
ロック410は典型的には第９図においてより詳細に示さ
れているような交流電源308と絶縁された分離dc電源で
ある。なお、以下の説明では「分離」の用語を電源につ
いて用いる場合には「負荷を駆動するための電流を供給
する電源とは絶縁されている」の意味で用いる。
関連して用いられるZVCという用語を示していない。ブ
ロック410は典型的には第９図においてより詳細に示さ
れているような交流電源308と絶縁された分離dc電源で
ある。なお、以下の説明では「分離」の用語を電源につ
いて用いる場合には「負荷を駆動するための電流を供給
する電源とは絶縁されている」の意味で用いる。
第３図および第４図はそれぞれSSPCコア312,412として
示される破線ブロックを示す。このコア回路構成は本質
的にacおよびdc用途に対して同様である。両方の用途の
ために１つのプログラムが用いられる。プロセッサが実
装される時、プロセッサに対するポート信号線はマイク
ロプロセッサに要求される機能を特徴づけるようにボー
ド接続により配置される。インターフェイス（INTERFAC
E）ブロック306,406は“C"で示される信号線上の電気コ
マンド信号（COMMAND ELECTRICAL SIGNAL）を受け
る。この機能はこのコマンド信号を条件づけてそれをマ
イクロコンピュータブロック404に対し利用可能状態に
する。ブロック306,406はまたブロック304,404からそれ
ぞれトリップ（TRIP）およびステータス（STATUS）信号
を受け、これらの信号を信号線ＴおよびＳを介して外部
回路に利用できるようにする。第11図はブロック306お
よび406の回路構成を詳細に特徴づける。第３図および
第４図はまたドライプ（分離）（DRIVE（isolated））
ブロック316,416として示されるブロックを示す。ブロ
ック316,416内の回路構成は各スイッチブロック314,414
内の回路成分による要求内容にしたがって変化する。第
３図および第４図はそれぞれ対応の破線ブロック330お
よび430を描写する。これらのブロック内で要求される
回路成分の接続はacおよびdc用途両者に対して同一であ
る；しかしながら、270Vdc電力供給源408からのdc印加
に対する回路構成要素の値は230Vac,400Hz電力供給源30
8に対し必要とされるそれらと異なる。
示される破線ブロックを示す。このコア回路構成は本質
的にacおよびdc用途に対して同様である。両方の用途の
ために１つのプログラムが用いられる。プロセッサが実
装される時、プロセッサに対するポート信号線はマイク
ロプロセッサに要求される機能を特徴づけるようにボー
ド接続により配置される。インターフェイス（INTERFAC
E）ブロック306,406は“C"で示される信号線上の電気コ
マンド信号（COMMAND ELECTRICAL SIGNAL）を受け
る。この機能はこのコマンド信号を条件づけてそれをマ
イクロコンピュータブロック404に対し利用可能状態に
する。ブロック306,406はまたブロック304,404からそれ
ぞれトリップ（TRIP）およびステータス（STATUS）信号
を受け、これらの信号を信号線ＴおよびＳを介して外部
回路に利用できるようにする。第11図はブロック306お
よび406の回路構成を詳細に特徴づける。第３図および
第４図はまたドライプ（分離）（DRIVE（isolated））
ブロック316,416として示されるブロックを示す。ブロ
ック316,416内の回路構成は各スイッチブロック314,414
内の回路成分による要求内容にしたがって変化する。第
３図および第４図はそれぞれ対応の破線ブロック330お
よび430を描写する。これらのブロック内で要求される
回路成分の接続はacおよびdc用途両者に対して同一であ
る；しかしながら、270Vdc電力供給源408からのdc印加
に対する回路構成要素の値は230Vac,400Hz電力供給源30
8に対し必要とされるそれらと異なる。
第３図および第４図はそれぞれRs,320,420と符号づけら
れたブロックをそれぞれ有する。電力供給源308,408か
ら流れるすべての電流は、acであれdcであれ、この検出
抵抗を通過する。各センサ（SENSOR）ブロック318,418
はRsの電圧を増幅し、測定し、信号を条件づけ、破線の
SSPCコアブロック312,412に対するADCブロック319,419
のそれぞれへ信号を与える。増幅器Z2Aおよびそれに関
連の回路は第12図の上部に示されておりブロック318,41
8の回路構成の詳細な特徴を与える。
れたブロックをそれぞれ有する。電力供給源308,408か
ら流れるすべての電流は、acであれdcであれ、この検出
抵抗を通過する。各センサ（SENSOR）ブロック318,418
はRsの電圧を増幅し、測定し、信号を条件づけ、破線の
SSPCコアブロック312,412に対するADCブロック319,419
のそれぞれへ信号を与える。増幅器Z2Aおよびそれに関
連の回路は第12図の上部に示されておりブロック318,41
8の回路構成の詳細な特徴を与える。
第５図は、acモードのSSPC（固体パワーコントローラ）
に対するタイミングチャートであり、通常動作を示す。
波形（ａ）は第３図および第４図において信号“C"とし
て示される電気コマンド信号を特徴づけている。波形
（ｂ）はacスイッチを閉鎖するための信号、すなわち、
固体スイッチドライブ信号を表わす。第10図から第11図
へと伝搬しかつ続いて第12図へと伝搬して第12図の電気
スイッチにオン命令を与えるSWD1およびSWD2のような信
号を表わす。動作信号は入力線を介して第３図および第
４図においてそれぞれマイクロコンピュータ304,404か
らブロック316,416に結合される。
に対するタイミングチャートであり、通常動作を示す。
波形（ａ）は第３図および第４図において信号“C"とし
て示される電気コマンド信号を特徴づけている。波形
（ｂ）はacスイッチを閉鎖するための信号、すなわち、
固体スイッチドライブ信号を表わす。第10図から第11図
へと伝搬しかつ続いて第12図へと伝搬して第12図の電気
スイッチにオン命令を与えるSWD1およびSWD2のような信
号を表わす。動作信号は入力線を介して第３図および第
４図においてそれぞれマイクロコンピュータ304,404か
らブロック316,416に結合される。
再び第５図を参照して、波形（ｃ）はZVC信号すなわち
零ボルトクロス信号を表わす。この零ボルトクロス信号
は第10図における破線ブロック1054内の回路により発生
されるかまたはこれに代えて第13図の回路のような回路
により発生される。波形（ｄ）はSSPCから外部回路への
ステータス信号を表わし、acモードのSSPCがオン命令を
受けておりかつ電力を負荷へ供給していることを示す信
号である。波形（ｅ）は典型的な230Vac400サイクルの
電源を表わす。波形（ｆ）は第12図において負荷1250へ
電源1220から電力を印加するように特徴づけられている
ようなSSPC半導体スイッチ手段回路の閉止（閉鎖）の結
果、負荷において生じる負荷電流を表わす。波形（ａ）
の立上がり端はZVC信号との関係性において非同期的で
あるとして特徴づけられる。加えて、波形（ａ）は波形
（ｂ）より時間的に進んでいるように観察される。波形
（ａ）の立上がりと波形（ｂ）の立上がりの間の遅延
は、プログラムにより与えられ、次にマイクロプロセッ
サが有効な電気信号が受けられておりかつSSPCが誤っ
て、電気コマンド信号線上のノイズまたは過渡状態に応
答していないことを確認するまでの電気コマンド信号に
対する確認期間である。同様の遅延は電気コマンド信号
がその正の5Vレベルが0Vへ復帰するときにプログラムに
より与えられる。動作信号すなわち波形（ｂ）はプログ
ラムにより与えられる所定の時間間隔だけ電気コマンド
信号の立下がりよりも遅れることが観察される。電気コ
マンド信号の除去はこれにより確実にされる。
零ボルトクロス信号を表わす。この零ボルトクロス信号
は第10図における破線ブロック1054内の回路により発生
されるかまたはこれに代えて第13図の回路のような回路
により発生される。波形（ｄ）はSSPCから外部回路への
ステータス信号を表わし、acモードのSSPCがオン命令を
受けておりかつ電力を負荷へ供給していることを示す信
号である。波形（ｅ）は典型的な230Vac400サイクルの
電源を表わす。波形（ｆ）は第12図において負荷1250へ
電源1220から電力を印加するように特徴づけられている
ようなSSPC半導体スイッチ手段回路の閉止（閉鎖）の結
果、負荷において生じる負荷電流を表わす。波形（ａ）
の立上がり端はZVC信号との関係性において非同期的で
あるとして特徴づけられる。加えて、波形（ａ）は波形
（ｂ）より時間的に進んでいるように観察される。波形
（ａ）の立上がりと波形（ｂ）の立上がりの間の遅延
は、プログラムにより与えられ、次にマイクロプロセッ
サが有効な電気信号が受けられておりかつSSPCが誤っ
て、電気コマンド信号線上のノイズまたは過渡状態に応
答していないことを確認するまでの電気コマンド信号に
対する確認期間である。同様の遅延は電気コマンド信号
がその正の5Vレベルが0Vへ復帰するときにプログラムに
より与えられる。動作信号すなわち波形（ｂ）はプログ
ラムにより与えられる所定の時間間隔だけ電気コマンド
信号の立下がりよりも遅れることが観察される。電気コ
マンド信号の除去はこれにより確実にされる。
第６図はacモードのSSPCが過電流状態に応答するときの
動作を特徴づける。波形（ｆ）は過電流状態に応答して
2Aのレベルから6Aのレベルへジャンプすることが観察さ
れる。電気コマンド信号（ａ）は真状態を維持する。し
かしながら、印加負荷電圧を表わす波形（ｅ）は、過電
流状態の結果プログラム制御の下に波形（ｂ）の除去に
応答して除去される。波形（ｅ）に示される負荷電流は
再び印加されることはなく、かつ後の時刻において、電
気コマンド信号、すなわち波形（ａ）がリセットされ
る。ステータス信号すなわち波形（ｄ）は波形（ｅ）の
除去のごくわずかな後に除去される。
動作を特徴づける。波形（ｆ）は過電流状態に応答して
2Aのレベルから6Aのレベルへジャンプすることが観察さ
れる。電気コマンド信号（ａ）は真状態を維持する。し
かしながら、印加負荷電圧を表わす波形（ｅ）は、過電
流状態の結果プログラム制御の下に波形（ｂ）の除去に
応答して除去される。波形（ｅ）に示される負荷電流は
再び印加されることはなく、かつ後の時刻において、電
気コマンド信号、すなわち波形（ａ）がリセットされ
る。ステータス信号すなわち波形（ｄ）は波形（ｅ）の
除去のごくわずかな後に除去される。
ACスイッチ手段のフローチャートに対する議論 第12図は、230Vac,400Hz電源1220のようなac電圧電源を
負荷1250に結合させるためのacスイッチ手段としての動
作に適する回路の概略図である。第12図の回路構成はac
動作のみのために特徴づけられるSSPCに関連して用いら
れる。電流は電源1220からヒューズF1を介しさらにセン
サ抵抗R37を介して共通のノード1230および1231へ流れ
る。プログラムが第24図のターンオンルーティンを循環
してブロック2455にまで進むと、プログラムはブロック
2475においてオンフラグを立てて第10図に示されるよう
にP20およびP24ポート信号線4,21およびZ4,35において
信号を生成する。出力信号SWD1およびSWD2は第11図を介
して第10図から伝搬してANDゲートZ6AおよびＢの出力部
にすなわちピンZ6−４およびZ6−３に信号を生成する。
これらの論理信号はZ6−５およびZ6−６へのクロック入
力の結果チョップされる。Z6−４およびZ6−３からの出
力信号は第12図のエンハンスメント型FETQ3A,1216およ
びQ3B,1218のゲートへと到達する。これらのゲート上の
論理信号は典型的には200KHzまたはそれ以上の周波数で
スイッチングしている。FETQ3AおよびQ3Bの動作は、T4
およびT3の２次側に分離されたac駆動信号を生成する。
この分離された駆動信号は整流処理され正および負の電
圧レベルを生成する。Q6のゲート上の正のレベルはQ6を
オン状態とし、それにより、ノード1230が中性ノード12
40に対して正に振れるとき、CR13,R43を介してノード12
30からSCR2のゲートへと至る経路を確立する。ノード12
30上の電圧が立上がると、CR13は順方向にバイアスされ
た状態となり、R43およびQ6を介して電流を与え、SCR2
のゲートを正に引上げ、それによりSCR2を点弧する。SC
R2は電圧電源1230のすべての正への振れごとにQ6へ印加
される駆動信号により点弧される。
負荷1250に結合させるためのacスイッチ手段としての動
作に適する回路の概略図である。第12図の回路構成はac
動作のみのために特徴づけられるSSPCに関連して用いら
れる。電流は電源1220からヒューズF1を介しさらにセン
サ抵抗R37を介して共通のノード1230および1231へ流れ
る。プログラムが第24図のターンオンルーティンを循環
してブロック2455にまで進むと、プログラムはブロック
2475においてオンフラグを立てて第10図に示されるよう
にP20およびP24ポート信号線4,21およびZ4,35において
信号を生成する。出力信号SWD1およびSWD2は第11図を介
して第10図から伝搬してANDゲートZ6AおよびＢの出力部
にすなわちピンZ6−４およびZ6−３に信号を生成する。
これらの論理信号はZ6−５およびZ6−６へのクロック入
力の結果チョップされる。Z6−４およびZ6−３からの出
力信号は第12図のエンハンスメント型FETQ3A,1216およ
びQ3B,1218のゲートへと到達する。これらのゲート上の
論理信号は典型的には200KHzまたはそれ以上の周波数で
スイッチングしている。FETQ3AおよびQ3Bの動作は、T4
およびT3の２次側に分離されたac駆動信号を生成する。
この分離された駆動信号は整流処理され正および負の電
圧レベルを生成する。Q6のゲート上の正のレベルはQ6を
オン状態とし、それにより、ノード1230が中性ノード12
40に対して正に振れるとき、CR13,R43を介してノード12
30からSCR2のゲートへと至る経路を確立する。ノード12
30上の電圧が立上がると、CR13は順方向にバイアスされ
た状態となり、R43およびQ6を介して電流を与え、SCR2
のゲートを正に引上げ、それによりSCR2を点弧する。SC
R2は電圧電源1230のすべての正への振れごとにQ6へ印加
される駆動信号により点弧される。
同様にして、Q8はターンオンするとノード1260をCR14,R
44およびQ8を介してSCR3のゲートへ結合させる。SCR3の
ゲートは電圧電源1231が中性状態に関して負の方向へ振
れる時点においてのみ正に駆動される。したがって、第
12図の回路は負に対するac電力サイクルの交互の半周期
の間SCR2およびSCR3をオン状態に駆動する。サーミスタ
1252は加熱されると抵抗値が増大することを特徴とする
正の温度係数を有するサーミスタである。サーミスタ12
52の目的はノード1260で切換えられた電力供給から中性
へおよびその次に電力接地への経路を与えることであ
る。
44およびQ8を介してSCR3のゲートへ結合させる。SCR3の
ゲートは電圧電源1231が中性状態に関して負の方向へ振
れる時点においてのみ正に駆動される。したがって、第
12図の回路は負に対するac電力サイクルの交互の半周期
の間SCR2およびSCR3をオン状態に駆動する。サーミスタ
1252は加熱されると抵抗値が増大することを特徴とする
正の温度係数を有するサーミスタである。サーミスタ12
52の目的はノード1260で切換えられた電力供給から中性
へおよびその次に電力接地への経路を与えることであ
る。
Q7およびQ9のゲートへ与えられる負のレベルはこれらの
Ｊ−FETをオフ状態にする。動作信号が存在しない場
合、これらのＪ−FETは各SCRのゲートからカソードへの
導通経路を与える。
Ｊ−FETをオフ状態にする。動作信号が存在しない場
合、これらのＪ−FETは各SCRのゲートからカソードへの
導通経路を与える。
第12図の低電力分離型acスイッチの動作はより充分に米
国特許出願連続番号第740,465号の“分離型低電力サイ
リスタゲート駆動回路（ISOLATED LOW POWER THYRIS
TOR GATE DRIVE CIRCUIT）”に特徴づけられてお
り、この出願に対しては、発明者であるブラウンリッグ
（Brownrigg），リンダー（Linder）およびマッカラム
（McCollum）に対して特許査定通知書が与えられてお
り、かつ共通の譲受人であるロックウェル・インターナ
ショナル・コーポレーションに譲渡されており、この出
願に対して読書はより完全な議論のために参照された
い。
国特許出願連続番号第740,465号の“分離型低電力サイ
リスタゲート駆動回路（ISOLATED LOW POWER THYRIS
TOR GATE DRIVE CIRCUIT）”に特徴づけられてお
り、この出願に対しては、発明者であるブラウンリッグ
（Brownrigg），リンダー（Linder）およびマッカラム
（McCollum）に対して特許査定通知書が与えられてお
り、かつ共通の譲受人であるロックウェル・インターナ
ショナル・コーポレーションに譲渡されており、この出
願に対して読書はより完全な議論のために参照された
い。
DCスイッチング手段 第14図，第15図および第16図は＋270Vdcとともに用いる
ためのdcスイッチング手段回路を形成する。第14図，第
15図および第16図の回路はdc動作のために配置されたSS
PCとともに用いられる。これらの図面のdcスイッチ手段
は第14図において示されるようなdcスイッチドライバを
有する。動作時においてU6−11の入力部に波形1410によ
り特徴づけられるようなオン信号をdcドライバは受け
る。オン論理信号1410は第10図のZ4マイクロプロセッサ
からのP20およびP24におけるSWD1またはSWD2信号と同様
の＋5Vの論理信号である。信号1410が正の論理レベルへ
立上がると、バッファU6の出力はまた正へと向かい、Q6
FETをオン状態にする。Q6のオン状態はQ5のオン状態お
よびQ35のオフ状態をもたらす。Q35が開いて、SYNC線14
30を電圧基準1440に対するその接続状態から解放する
と、Q5は信号線1420上にCR9を介して正の12Vの駆動信号
を与える。
ためのdcスイッチング手段回路を形成する。第14図，第
15図および第16図の回路はdc動作のために配置されたSS
PCとともに用いられる。これらの図面のdcスイッチ手段
は第14図において示されるようなdcスイッチドライバを
有する。動作時においてU6−11の入力部に波形1410によ
り特徴づけられるようなオン信号をdcドライバは受け
る。オン論理信号1410は第10図のZ4マイクロプロセッサ
からのP20およびP24におけるSWD1またはSWD2信号と同様
の＋5Vの論理信号である。信号1410が正の論理レベルへ
立上がると、バッファU6の出力はまた正へと向かい、Q6
FETをオン状態にする。Q6のオン状態はQ5のオン状態お
よびQ35のオフ状態をもたらす。Q35が開いて、SYNC線14
30を電圧基準1440に対するその接続状態から解放する
と、Q5は信号線1420上にCR9を介して正の12Vの駆動信号
を与える。
第16図を参照して、第14図の1420からの正の駆動信号は
信号線1620へ与えられる。信号線1620は＋12Vから１個
のダイオード電圧降下量だけ低い値へ急激に立上がる。
信号線1620へ与えられる。信号線1620は＋12Vから１個
のダイオード電圧降下量だけ低い値へ急激に立上がる。
SCRゲートのブランキング NPNトランジスタQ22は信号線1620上で正方向への立上が
りを生じると、この電圧変化はC11を介してQ22のベース
へ結合されるので、瞬間的に導通状態へと駆動される。
Q22はQ24のベースを接地へ瞬間的に短絡するように機能
する。Q21およびQ24の組合わせは、Q24のベースがSCRの
ゲートの等価物を形成し、SCRの等価な素子として機能
する。信号線1620へ制御信号が印加されている間Q24の
ベースを接地へとQ22が切換えるので、Q21およびQ24のS
CR組合わせ体は瞬間的に不能状態にされる。Q22回路は
２個のQ21およびQ24トランジスタグループの信号線1620
上の電圧変化に対する高いdv/dt速度に対する感度を低
下させるように機能する。
りを生じると、この電圧変化はC11を介してQ22のベース
へ結合されるので、瞬間的に導通状態へと駆動される。
Q22はQ24のベースを接地へ瞬間的に短絡するように機能
する。Q21およびQ24の組合わせは、Q24のベースがSCRの
ゲートの等価物を形成し、SCRの等価な素子として機能
する。信号線1620へ制御信号が印加されている間Q24の
ベースを接地へとQ22が切換えるので、Q21およびQ24のS
CR組合わせ体は瞬間的に不能状態にされる。Q22回路は
２個のQ21およびQ24トランジスタグループの信号線1620
上の電圧変化に対する高いdv/dt速度に対する感度を低
下させるように機能する。
差動比較器 第16図を参照して、Q23およびQ20により形成されるデュ
アルPNPトランジスタ回路網は差動比較器を形成する。
トランジスタQ23は３端子レギュレータ（図示せず）の
ような精密基準レベル電源からR72,R75およびR76を介し
てそのベースに精密な基準電圧レベルを典型的に受け
る。Q23のベースの精密なレベルは典型的には2.7Vdcで
ある。Q23は典型的には通常動作時にはオフ状態にあり
かつQ20は典型的にはオン状態すなわち導通状態にあ
る。Q20は通常、ドライブ信号がR74、Q20のベース−エ
ミッタ接合、R68およびセンス抵抗RSを介して高状態へ
移行して第14図の電圧基準レベル1440と共通である電圧
基準レベル1640へ復帰するとき、信号線1620からの導通
経路を介して導通状態にバイアスされる。このdcSSPC用
途においては、電圧はFET1642および1644がオン状態へ
の指令を受けると、acニュートラル1650へ接続される負
荷RLへ電圧が印加される。FET1642および1644の両方は
Ｎチャネルエンハンスメント型絶縁ゲートパワーFETで
あり両者は400Vより大きいドレイン−ソース電圧定格を
有している。
アルPNPトランジスタ回路網は差動比較器を形成する。
トランジスタQ23は３端子レギュレータ（図示せず）の
ような精密基準レベル電源からR72,R75およびR76を介し
てそのベースに精密な基準電圧レベルを典型的に受け
る。Q23のベースの精密なレベルは典型的には2.7Vdcで
ある。Q23は典型的には通常動作時にはオフ状態にあり
かつQ20は典型的にはオン状態すなわち導通状態にあ
る。Q20は通常、ドライブ信号がR74、Q20のベース−エ
ミッタ接合、R68およびセンス抵抗RSを介して高状態へ
移行して第14図の電圧基準レベル1440と共通である電圧
基準レベル1640へ復帰するとき、信号線1620からの導通
経路を介して導通状態にバイアスされる。このdcSSPC用
途においては、電圧はFET1642および1644がオン状態へ
の指令を受けると、acニュートラル1650へ接続される負
荷RLへ電圧が印加される。FET1642および1644の両方は
Ｎチャネルエンハンスメント型絶縁ゲートパワーFETで
あり両者は400Vより大きいドレイン−ソース電圧定格を
有している。
再び第16図を参照して、FET1642はR62およびQ18を介し
てFET1642のゲートへ至る信号線1620上の電圧が正方向
へ立上がることによりFET1642はオン状態の指令を受け
る。Q18は十分な電流を＋270Vdc電源からCR10,R65およ
びそのコレクタを介してエミッタへ与え、エミッタ電圧
をベース電圧よりも１個のダイオードの電圧降下量だけ
低い値に保つ。Q18はしたがって波形整形された正の駆
動信号をFET1642のゲートへ与えるように機能する。逆
に、PNPトランジスタQ19は信号線1620上の電圧降下に応
答してFET1642のゲートを基準電圧1640にまで低下させ
るための波形整形された負の駆動信号を与える。
てFET1642のゲートへ至る信号線1620上の電圧が正方向
へ立上がることによりFET1642はオン状態の指令を受け
る。Q18は十分な電流を＋270Vdc電源からCR10,R65およ
びそのコレクタを介してエミッタへ与え、エミッタ電圧
をベース電圧よりも１個のダイオードの電圧降下量だけ
低い値に保つ。Q18はしたがって波形整形された正の駆
動信号をFET1642のゲートへ与えるように機能する。逆
に、PNPトランジスタQ19は信号線1620上の電圧降下に応
答してFET1642のゲートを基準電圧1640にまで低下させ
るための波形整形された負の駆動信号を与える。
トーテムポール型ドライバ NPNトランジスタQ18とPNPトランジスタQ19の組合わせは
FET1642のゲートに対する従来からのトーテムポール型
ドライバを形成する。このドライバは信号線1620上の信
号に応答して要求されるようにFET1642のゲートを正ま
たは負に急速に駆動する能力を有している。
FET1642のゲートに対する従来からのトーテムポール型
ドライバを形成する。このドライバは信号線1620上の信
号に応答して要求されるようにFET1642のゲートを正ま
たは負に急速に駆動する能力を有している。
アナログ高速引き外し 負荷インピーダンスの減少に応答してFET1642を流れる
電流が上昇すると、信号線1640に対するノード1646にお
けるセンス抵抗RSに印加される電圧が拡大する。過電流
動作により、ノード1646における電圧が抵抗RS間で上昇
し、ノード1664からR68を介してQ20のベースを正の方向
へ駆動する。センス抵抗RSを介して流れる電流がdcSSPC
の定格限界を越えると、ノード1646における電圧は、Q2
0がオフ状態となるとともにダイオードCR15が順方向に
バイアスされてQ23のエミッタの電位を1632から基準電
源により2.7Vdcに固定されているQ23のベース電位以上
に上昇させる地点にまでトランジスタQ20のベース電圧
を上昇させる。Q23がこの状態に応答してオン状態へと
移行し、それによりR71における正の電圧が拡大する。
電流が上昇すると、信号線1640に対するノード1646にお
けるセンス抵抗RSに印加される電圧が拡大する。過電流
動作により、ノード1646における電圧が抵抗RS間で上昇
し、ノード1664からR68を介してQ20のベースを正の方向
へ駆動する。センス抵抗RSを介して流れる電流がdcSSPC
の定格限界を越えると、ノード1646における電圧は、Q2
0がオフ状態となるとともにダイオードCR15が順方向に
バイアスされてQ23のエミッタの電位を1632から基準電
源により2.7Vdcに固定されているQ23のベース電位以上
に上昇させる地点にまでトランジスタQ20のベース電圧
を上昇させる。Q23がこの状態に応答してオン状態へと
移行し、それによりR71における正の電圧が拡大する。
SCRのラッチアップを介した引き外し R71の電圧が上昇してQ24のベース−エミッタ接合電圧を
越えると、Q24が導通し始めてQ21のベース−エミッタ接
合が順方向にバイアスされるようになる地点にまでQ21
のベース電圧を低下させる。Q21が導通するとQ24をオン
状態へと移行させかつQ24がQ21に対するさらに追加のゲ
ートドライブを与えることによりQ21の導通を再発生さ
せる。Q21およびQ24の組合わせはしたがってSCRの組合
わせとしてクランプノード1648をノード1640の電圧より
１・VBE＋１・Vsatに等しい電圧値分だけ高い電圧値に
ラッチする。ここでVBEはトランジスタQ21およびQ24の
ベース−エミッタ間順方向降下電圧を示し、Vsatは、ト
ランジスタQ21およびQ24のコレクタ−エミッタ間飽和電
圧を示す。Q21およびQ24のこのクランプ動作はすぐにQ1
8をオフ状態にしかつQ18をオン状態へと移行させるよう
に動作し、これによりFET1642のゲートを基準ノード164
0の電圧よりも約1.VBE高い電圧レベルに接続する。点弧
状態になると、R62からの電流はQ21,Q24のSCRラッチに
対する制限されたホールド電流を与える。
越えると、Q24が導通し始めてQ21のベース−エミッタ接
合が順方向にバイアスされるようになる地点にまでQ21
のベース電圧を低下させる。Q21が導通するとQ24をオン
状態へと移行させかつQ24がQ21に対するさらに追加のゲ
ートドライブを与えることによりQ21の導通を再発生さ
せる。Q21およびQ24の組合わせはしたがってSCRの組合
わせとしてクランプノード1648をノード1640の電圧より
１・VBE＋１・Vsatに等しい電圧値分だけ高い電圧値に
ラッチする。ここでVBEはトランジスタQ21およびQ24の
ベース−エミッタ間順方向降下電圧を示し、Vsatは、ト
ランジスタQ21およびQ24のコレクタ−エミッタ間飽和電
圧を示す。Q21およびQ24のこのクランプ動作はすぐにQ1
8をオフ状態にしかつQ18をオン状態へと移行させるよう
に動作し、これによりFET1642のゲートを基準ノード164
0の電圧よりも約1.VBE高い電圧レベルに接続する。点弧
状態になると、R62からの電流はQ21,Q24のSCRラッチに
対する制限されたホールド電流を与える。
これまでに述べてきた動作から、第16図の回路はマイク
ロプロセッサの動作と独立に高速のターンオフまたは引
き外し機能を与えることが明らかである。ターンオフ動
作は高速の引き外し限界を越える負荷電流が生じてから
１または２マイクロ秒以内に達成される。
ロプロセッサの動作と独立に高速のターンオフまたは引
き外し機能を与えることが明らかである。ターンオフ動
作は高速の引き外し限界を越える負荷電流が生じてから
１または２マイクロ秒以内に達成される。
DCスイッチング手段分離型コンバータ 第15図を参照して、参照番号1508により特徴づけられる
ようなゲート処理されたクロック信号はU6Aのピン番号
３の入力部へ与えられる。U6は従来から用いられている
非反転バッファ増幅器でありU6−２端子に波形整形され
かつゲート処理されたクロック信号出力を与える。
ようなゲート処理されたクロック信号はU6Aのピン番号
３の入力部へ与えられる。U6は従来から用いられている
非反転バッファ増幅器でありU6−２端子に波形整形され
かつゲート処理されたクロック信号出力を与える。
先に特徴づけられたSWD1およびSWD2信号のようなオン状
態にある動作信号の存在に応答する時点において存在す
るゲート処理されたクロック信号は第11図のZ6AおよびZ
6BのANDゲートの出力部でdcSSPC動作のために用いるこ
とができる。Z6AおよびＢのANDゲートの第２の入力部へ
与えられるクロック信号は、Z4−11のALE出力に応答し
て第10図のZ8Cインバータの出力部からおよび２分割フ
リップフロップZ5Bから与えられる。
態にある動作信号の存在に応答する時点において存在す
るゲート処理されたクロック信号は第11図のZ6AおよびZ
6BのANDゲートの出力部でdcSSPC動作のために用いるこ
とができる。Z6AおよびＢのANDゲートの第２の入力部へ
与えられるクロック信号は、Z4−11のALE出力に応答し
て第10図のZ8Cインバータの出力部からおよび２分割フ
リップフロップZ5Bから与えられる。
再び第15図を参照して、クロック信号1508は波形整形さ
れてU7のＤ型フリップフロップ1520,1530のクロック入
力へ与えられる。それらの“D"型フリップフロップは非
反転増幅器U6BおよびU6Cに対し対称的な出力を与える。
これらの増幅器からの出力はそれぞれFETQ3およびQ4の
ゲートへ与えられる。Q3およびQ4は200KHz以上のクロッ
ク速度で交互の時間間隔でオンおよびオフ状態を繰返
す。FETQ3およびQ4のドレインは、第16図において示さ
れる変圧器T1の中心タップ型１次巻線の対向する端部T1
−４およびT1−１でありかつ1660および1662としてそれ
ぞれ示される対向端部に結合される。１次側の中心タッ
プはR6を介して＋12V電源から電力を投入される。
れてU7のＤ型フリップフロップ1520,1530のクロック入
力へ与えられる。それらの“D"型フリップフロップは非
反転増幅器U6BおよびU6Cに対し対称的な出力を与える。
これらの増幅器からの出力はそれぞれFETQ3およびQ4の
ゲートへ与えられる。Q3およびQ4は200KHz以上のクロッ
ク速度で交互の時間間隔でオンおよびオフ状態を繰返
す。FETQ3およびQ4のドレインは、第16図において示さ
れる変圧器T1の中心タップ型１次巻線の対向する端部T1
−４およびT1−１でありかつ1660および1662としてそれ
ぞれ示される対向端部に結合される。１次側の中心タッ
プはR6を介して＋12V電源から電力を投入される。
R6を介したT1の１次側の中心タップへ印加される＋12V
と組合わせたQ3およびQ4の交互かつ対称的なスイッチン
グ動作はT1の２次側のピンT1−５およびT1−６にacスイ
ッチング電圧をもたらす。ダイオードCR13,CR14,CR17,
およびCR18は、下側のFET1644がオン状態への指令を受
けてdc電力を負荷1650へ印加するときにQ17のベースお
よびQ16のベースへ正の電圧を印加するためのブリッジ
型整流器を形成する。抵抗R69およびキャパシタ1652は
協働して負荷1650へ印加される電圧の立上がり速度を制
限する。下側のFET1644がオン状態となって負荷1650へ
の電圧が上昇すると、電流がノード1650からR69を介し
てノード1656へ流れ、キャパシタ1652が充電されるので
R69における正から負への電圧降下を生じさせる。ノー
ド1654の電圧がキャパシタ1652の電圧とキャパシタC12
の電圧の組合わせた電圧に近づくレベルにまで上昇する
と、ノード1658における全体の瞬間的な電圧の絶対値
が、Q17がFET1654のゲートとソースとの間で拡大するこ
とのできる電圧差を制限する；それにより負荷1650にお
ける電圧の上昇速度を制限する。R69およびキャパシタ1
652の組合わせは、負荷から電圧を高速除去する方法に
制限を与え、それにより負荷1650における負のdv/dt速
度を制限する。負荷1650における正および負のdv/dt速
度を制限することにより、この発明の回路はdcSSPCから
負荷1650およびその逆方向における分布した信号線間に
おける容量結合ノイズを抑制する。
と組合わせたQ3およびQ4の交互かつ対称的なスイッチン
グ動作はT1の２次側のピンT1−５およびT1−６にacスイ
ッチング電圧をもたらす。ダイオードCR13,CR14,CR17,
およびCR18は、下側のFET1644がオン状態への指令を受
けてdc電力を負荷1650へ印加するときにQ17のベースお
よびQ16のベースへ正の電圧を印加するためのブリッジ
型整流器を形成する。抵抗R69およびキャパシタ1652は
協働して負荷1650へ印加される電圧の立上がり速度を制
限する。下側のFET1644がオン状態となって負荷1650へ
の電圧が上昇すると、電流がノード1650からR69を介し
てノード1656へ流れ、キャパシタ1652が充電されるので
R69における正から負への電圧降下を生じさせる。ノー
ド1654の電圧がキャパシタ1652の電圧とキャパシタC12
の電圧の組合わせた電圧に近づくレベルにまで上昇する
と、ノード1658における全体の瞬間的な電圧の絶対値
が、Q17がFET1654のゲートとソースとの間で拡大するこ
とのできる電圧差を制限する；それにより負荷1650にお
ける電圧の上昇速度を制限する。R69およびキャパシタ1
652の組合わせは、負荷から電圧を高速除去する方法に
制限を与え、それにより負荷1650における負のdv/dt速
度を制限する。負荷1650における正および負のdv/dt速
度を制限することにより、この発明の回路はdcSSPCから
負荷1650およびその逆方向における分布した信号線間に
おける容量結合ノイズを抑制する。
第８図は典型的なSSPCの引き外し曲線を特徴づける。水
平軸は５サイクル分の対数目盛に目盛がとられた秒単位
の時間を表わしており、垂直軸は３サイクル分の対数目
盛がとられ１％から10,000％の定格電流の割合を表わし
ている。直線812,814および曲線816により境界づけられ
たタイミングチャート上の領域818は、SSPCが開状態す
なわち引き外し状態にあり負荷へ電力を与えていない領
域を表わす。直線830および曲線832により囲まれた領域
838はSSPCが閉鎖状態にありすなわち電気コマンド信号
に応答してオン状態の指令を受けている領域を表わす。
領域810,840および850はSSPCに対する中間状態を表わ
す。第８図は官庁や企業体などのようなSSPCの使用者に
より特定された引き外し曲線の特徴を示している。本願
発明はプログラムする必要性なしに、第８図と同様の引
き外し曲線の様々な変更例の必要要件を満足するように
配置することができる。加えて、この発明のSSPCはac用
途やdc用途のような特定の用途のそれぞれに対してSSPC
をプログラムする必要性を除去する。
平軸は５サイクル分の対数目盛に目盛がとられた秒単位
の時間を表わしており、垂直軸は３サイクル分の対数目
盛がとられ１％から10,000％の定格電流の割合を表わし
ている。直線812,814および曲線816により境界づけられ
たタイミングチャート上の領域818は、SSPCが開状態す
なわち引き外し状態にあり負荷へ電力を与えていない領
域を表わす。直線830および曲線832により囲まれた領域
838はSSPCが閉鎖状態にありすなわち電気コマンド信号
に応答してオン状態の指令を受けている領域を表わす。
領域810,840および850はSSPCに対する中間状態を表わ
す。第８図は官庁や企業体などのようなSSPCの使用者に
より特定された引き外し曲線の特徴を示している。本願
発明はプログラムする必要性なしに、第８図と同様の引
き外し曲線の様々な変更例の必要要件を満足するように
配置することができる。加えて、この発明のSSPCはac用
途やdc用途のような特定の用途のそれぞれに対してSSPC
をプログラムする必要性を除去する。
データの点860,862,864および866は第17図ないし第24図
において現われている本発明のフローチャートにより与
えられたアルゴリズムにより生成された特定の定格電流
レベルにおいて必要とされる引き外しのための時間を表
わす。たとえばデータ点860は定格電流の約700％におい
て、この発明のSSPCは約0.1秒で引き外しを行なう。第
８図においてプロットされたデータ点は次の関数の関係
に依存する。
において現われている本発明のフローチャートにより与
えられたアルゴリズムにより生成された特定の定格電流
レベルにおいて必要とされる引き外しのための時間を表
わす。たとえばデータ点860は定格電流の約700％におい
て、この発明のSSPCは約0.1秒で引き外しを行なう。第
８図においてプロットされたデータ点は次の関数の関係
に依存する。
Ｔ＝4/（I2）−（1.2＊IL）２） 但し、ILはSSPCの定格すなわちSSPCが規格された100％
の負荷電流を表わす。Ｉは瞬間的な電流を表わす。定数
４は特定のI2＊Ｔ定格（I2t特性値と等価であり、Ｔは
所定の時間を示す）を表わすように選ばれた定数であ
る。他のI2＊Ｔ規格は４以外の定数を用いることにより
得られる。４を用いることにより、熱電気回路遮断器に
対する曲線に類似する第８図の曲線が作製される。第８
図のデータ点はたとえば2amp規格に対して２のようなIL
に対する値を選択してその値を先の方程式に挿入するこ
とにより得られる。この方程式は次に多くのＩの値に対
して解かれ、方程式において置換されたＩの各値に対し
て新しいＴの値が得られる。各対応のＩの値に対して得
られたＴの値は次の表の形にリストアップされ、次に適
当な対数−対数方眼紙にプロットして第８図の曲線が得
られる。
の負荷電流を表わす。Ｉは瞬間的な電流を表わす。定数
４は特定のI2＊Ｔ定格（I2t特性値と等価であり、Ｔは
所定の時間を示す）を表わすように選ばれた定数であ
る。他のI2＊Ｔ規格は４以外の定数を用いることにより
得られる。４を用いることにより、熱電気回路遮断器に
対する曲線に類似する第８図の曲線が作製される。第８
図のデータ点はたとえば2amp規格に対して２のようなIL
に対する値を選択してその値を先の方程式に挿入するこ
とにより得られる。この方程式は次に多くのＩの値に対
して解かれ、方程式において置換されたＩの各値に対し
て新しいＴの値が得られる。各対応のＩの値に対して得
られたＴの値は次の表の形にリストアップされ、次に適
当な対数−対数方眼紙にプロットして第８図の曲線が得
られる。
簡略化したSSPCフロー図 第７図はSSPCプログラムの簡略化された全体の流れを特
徴づける。このプログラムはacまたはdc固体パワーコン
トローラの動作を制御するためのプログラムの一般的な
全体図を表わす。第７図のブロック図、またはより特定
的には第17図ないし第24図のブロック図により特徴づけ
られるプログラムを働かせる第３図，第４図および第10
図のマイクロコンピュータはacまたはdc動作のために特
徴づけられたSSPCに対する制御手段を表わす。
徴づける。このプログラムはacまたはdc固体パワーコン
トローラの動作を制御するためのプログラムの一般的な
全体図を表わす。第７図のブロック図、またはより特定
的には第17図ないし第24図のブロック図により特徴づけ
られるプログラムを働かせる第３図，第４図および第10
図のマイクロコンピュータはacまたはdc動作のために特
徴づけられたSSPCに対する制御手段を表わす。
プログラムがこのプログラム処理を進めていくにつれて
いくつかのループがもたらされる。これらのループの全
体象を確立するために、ループの名称をまず最初にリス
トアップしかつ各ループの経路および各ループの機能上
の意味に関する簡単な議論が与えられる。
いくつかのループがもたらされる。これらのループの全
体象を確立するために、ループの名称をまず最初にリス
トアップしかつ各ループの経路および各ループの機能上
の意味に関する簡単な議論が与えられる。
各SSPCのフロー図のループは次のように名称を与えられ
る。
る。
1.通常のターンオン（NORMAL TURN ON） 2.オン状態中の待機（IDLE WHILE ON） 3.ノーマルターンオフ（NORMAL TURN OFF） 4.オフ状態中の待機（IDLE WHILE OFF） 5.引き外し状態からのリセット（RESET FROM TRIPPED
CONDITION） 6.通常のオン状態からの引き外し（TRIPPED FROM NOR
MAL CONDITION） ブロック710,712および714は電力がSSPC制御システムへ
投入されるたびごとに生じる通常の初期化シーケンスを
特徴づける。スタートブロックは典型的に、用いられる
べきレジスタのクリア動作を含む。また初期化ブロック
712は必要に従ってレジスタ内へ定数を書込むステップ
を表わしかつAC/DCモード判定ブロック724は装置がacま
たはdc電力のいずれをスイッチするために配置されてい
るかを判別するステップを表わす。
CONDITION） 6.通常のオン状態からの引き外し（TRIPPED FROM NOR
MAL CONDITION） ブロック710,712および714は電力がSSPC制御システムへ
投入されるたびごとに生じる通常の初期化シーケンスを
特徴づける。スタートブロックは典型的に、用いられる
べきレジスタのクリア動作を含む。また初期化ブロック
712は必要に従ってレジスタ内へ定数を書込むステップ
を表わしかつAC/DCモード判定ブロック724は装置がacま
たはdc電力のいずれをスイッチするために配置されてい
るかを判別するステップを表わす。
通常のターンオン プログラムは“引き外し?"と名称づけられた判別ブロッ
ク720へ進む。このブロックにおいて装置が過去におい
て引き外されたかどうかの判定が行なわれる。装置が引
き外されていない場合には、プログラムは経路721を介
して“オン?"と名称づけられた判定ブロック722へ進
む。このブロックはコマンド信号がオン状態にあるかど
うかを判定するステップを表わす。コマンド信号がオン
状態にない、すなわちSSPCが電力を負荷へ投入すべきで
ないことを示している場合、プログラムは経路724を介
して“オフ”と名称づけられたブロック725へ進む。こ
のブロックはすべての駆動回路部品および内部フラグを
リセットして、電力が印加されている場合には負荷から
それを除去しかつ電力が負荷へ印加されていないことを
示すステータス信号は確立するステップを表わす。プロ
グラムは“コマンド オン?"と名称づけられた判別ブロ
ック726へ進む。コマンド信号が今オン状態にあり、電
力が負荷へ印加されるべきであることを指示している場
合にはプログラムは経路727を介して“ターン オン確
認”と名称づけられたブロック729へ進む。このターン
オン確認ブロックはコマンド信号がたとえば５ミリ秒
の予め定められた時間間隔の間真状態を維持しているこ
とを検証するプロセスを表わす。プログラムは次に“ス
イッチドライブ発生”と名称づけられたブロック731へ
進む。このブロックは適当なポート信号線をセットして
acまたはdcスイッチのターンオンを確立するステップを
含む。プログラムは次に経路750,756を介して判定ブロ
ック720における通常の進入（初期）点760へ復帰する。
ク720へ進む。このブロックにおいて装置が過去におい
て引き外されたかどうかの判定が行なわれる。装置が引
き外されていない場合には、プログラムは経路721を介
して“オン?"と名称づけられた判定ブロック722へ進
む。このブロックはコマンド信号がオン状態にあるかど
うかを判定するステップを表わす。コマンド信号がオン
状態にない、すなわちSSPCが電力を負荷へ投入すべきで
ないことを示している場合、プログラムは経路724を介
して“オフ”と名称づけられたブロック725へ進む。こ
のブロックはすべての駆動回路部品および内部フラグを
リセットして、電力が印加されている場合には負荷から
それを除去しかつ電力が負荷へ印加されていないことを
示すステータス信号は確立するステップを表わす。プロ
グラムは“コマンド オン?"と名称づけられた判別ブロ
ック726へ進む。コマンド信号が今オン状態にあり、電
力が負荷へ印加されるべきであることを指示している場
合にはプログラムは経路727を介して“ターン オン確
認”と名称づけられたブロック729へ進む。このターン
オン確認ブロックはコマンド信号がたとえば５ミリ秒
の予め定められた時間間隔の間真状態を維持しているこ
とを検証するプロセスを表わす。プログラムは次に“ス
イッチドライブ発生”と名称づけられたブロック731へ
進む。このブロックは適当なポート信号線をセットして
acまたはdcスイッチのターンオンを確立するステップを
含む。プログラムは次に経路750,756を介して判定ブロ
ック720における通常の進入（初期）点760へ復帰する。
オン状態の間の待機状態 オン状態の間の待機という動作シーケンスは判定ブロッ
ク720から722および“コマンド オン?"と名称づけられ
たブロック730への経路により表わされる。プログラム
は判別ブロック730から733を介して“オン／測定I"と名
称づけられたブロック736へ進む。このブロックは負荷
を流れる電流値を測定するステップを含む。プログラム
はブロック736から“過負荷?"と名称づけられた判定ブ
ロック740へ進む。この判定ブロックは、過負荷状態が
存在するかどうかを判別する。通常の状態の下では、過
負荷状態は存在しないので、プログラムは経路742を介
して756へ進みかつ通常の進入点760へ戻る。
ク720から722および“コマンド オン?"と名称づけられ
たブロック730への経路により表わされる。プログラム
は判別ブロック730から733を介して“オン／測定I"と名
称づけられたブロック736へ進む。このブロックは負荷
を流れる電流値を測定するステップを含む。プログラム
はブロック736から“過負荷?"と名称づけられた判定ブ
ロック740へ進む。この判定ブロックは、過負荷状態が
存在するかどうかを判別する。通常の状態の下では、過
負荷状態は存在しないので、プログラムは経路742を介
して756へ進みかつ通常の進入点760へ戻る。
通常のターンオフ 通常のターンオフシーケンスは通常の進入点760から始
まって720を介して判定を行なうブロック722へ進む。オ
ン状態としているという判定が行なわれると、次にプロ
グラムは経路726を介してブロック730へ進む。このブロ
ック730は“コマンド オン?"と名称づけられている。
この点において、コマンド信号がオン状態にはないとい
う判定が行なわれると次にプログラムは経路734を介し
て“ターンオフ確認”と名称づけられたブロック752へ
進む。コマンド信号が所要の時間の間オフ状態にあった
ことを判定した後に、プログラムは“スイッチドライブ
の除去”と名称づけられたブロック754に進む。ブロッ
ク754は外部ポートをセットして負荷からの電力の除去
を得ることおよび電力がもはや負荷に印加されていない
ことを示すステータス指示の訂正を得るために必要とさ
れるステップを特徴づける。ブロック754を行なった後
に続いて、プログラムは経路756を介して通常の進入点
の760へ進む。
まって720を介して判定を行なうブロック722へ進む。オ
ン状態としているという判定が行なわれると、次にプロ
グラムは経路726を介してブロック730へ進む。このブロ
ック730は“コマンド オン?"と名称づけられている。
この点において、コマンド信号がオン状態にはないとい
う判定が行なわれると次にプログラムは経路734を介し
て“ターンオフ確認”と名称づけられたブロック752へ
進む。コマンド信号が所要の時間の間オフ状態にあった
ことを判定した後に、プログラムは“スイッチドライブ
の除去”と名称づけられたブロック754に進む。ブロッ
ク754は外部ポートをセットして負荷からの電力の除去
を得ることおよび電力がもはや負荷に印加されていない
ことを示すステータス指示の訂正を得るために必要とさ
れるステップを特徴づける。ブロック754を行なった後
に続いて、プログラムは経路756を介して通常の進入点
の760へ進む。
オフ状態中の待機状態 スイッチがオン状態の指令を受けておらずかつ命令信号
が存在せずかつ引き外しが生じていない場合には、プロ
グラムは判定ブロック720を介して経路721、および“オ
ン?"と名称づけられた判定ブロック722へ進む。SSPCが
オン状態にないことを判定した後にプログラムは経路72
4を進んで“オフ”と名称づけられたブロック725へと至
る。このオフブロックは必要とされるすべての回路部品
を初期化して電力が負荷へ与えられていないことおよび
SSPCからのステータス信号が訂正された状態になること
を確実に行なうステップを含む。プログラムはブロック
725から“コマンド オン?"と名称づけられた判定ブロ
ック726へ進む。コマンド信号が真状態でないことを判
別した後に、プログラムは経路728,775,784,785を介し
て通常の進入点の760へ進む。
が存在せずかつ引き外しが生じていない場合には、プロ
グラムは判定ブロック720を介して経路721、および“オ
ン?"と名称づけられた判定ブロック722へ進む。SSPCが
オン状態にないことを判定した後にプログラムは経路72
4を進んで“オフ”と名称づけられたブロック725へと至
る。このオフブロックは必要とされるすべての回路部品
を初期化して電力が負荷へ与えられていないことおよび
SSPCからのステータス信号が訂正された状態になること
を確実に行なうステップを含む。プログラムはブロック
725から“コマンド オン?"と名称づけられた判定ブロ
ック726へ進む。コマンド信号が真状態でないことを判
別した後に、プログラムは経路728,775,784,785を介し
て通常の進入点の760へ進む。
引き外し状態からのリセット 第７図を参照してこのシーケンスは引き外し状態が過去
の或る時点において存在していたことを判定した場合、
“引き外し?"と名称づけられた判定ブロック722へ通常
の進入点から始まって進む。プログラムは判定ブロック
720から“コマンド オン?"と名称づけられた判定ブロ
ック770へ進む。コマンド信号がまだ真状態にあって装
置がリセットされていないことを示している場合にはプ
ログラムは経路774,775,784,785を介して通常の進入点7
60へ進む。一方、コマンド信号が既にリセットされてSS
PCがリセットされているという判定が行なわれた場合に
は、プログラムは判定ブロック770から経路772を介し
“引き外し指示のリセット”と名称づけられたブロック
780へ進む。ブロック780は所要の内部フラグおよび外部
ポート信号線をリセットして待機動作を確立するために
必要とされるステップを示している。
の或る時点において存在していたことを判定した場合、
“引き外し?"と名称づけられた判定ブロック722へ通常
の進入点から始まって進む。プログラムは判定ブロック
720から“コマンド オン?"と名称づけられた判定ブロ
ック770へ進む。コマンド信号がまだ真状態にあって装
置がリセットされていないことを示している場合にはプ
ログラムは経路774,775,784,785を介して通常の進入点7
60へ進む。一方、コマンド信号が既にリセットされてSS
PCがリセットされているという判定が行なわれた場合に
は、プログラムは判定ブロック770から経路772を介し
“引き外し指示のリセット”と名称づけられたブロック
780へ進む。ブロック780は所要の内部フラグおよび外部
ポート信号線をリセットして待機動作を確立するために
必要とされるステップを示している。
通常のオン状態からの最初の引き外し 上述のように、SSPCがオン状態にありかつ引き外しが行
なわれていない場合には、プログラムは判定ブロック72
0から722、730および電流が測定されるブロック736へと
循環する。プログラムは次に“過負荷?"と名称づけられ
た判定ブロック740へ進む。装置が過負荷状態にあると
いう判定が行なわれる場合には、プログラムは経路744
を介して“引き外し”と名称づけらけれたブロック746
へ進む。ブロック746はすべての必要な外部回路部品お
よび内部フラグをセットして負荷からの電力の除去およ
びSSPCからの引き外し指示の生成に対処するステップを
表わす。プログラムはブロック746を出て経路748,756を
介して通常の進入点760へと移行する。
なわれていない場合には、プログラムは判定ブロック72
0から722、730および電流が測定されるブロック736へと
循環する。プログラムは次に“過負荷?"と名称づけられ
た判定ブロック740へ進む。装置が過負荷状態にあると
いう判定が行なわれる場合には、プログラムは経路744
を介して“引き外し”と名称づけらけれたブロック746
へ進む。ブロック746はすべての必要な外部回路部品お
よび内部フラグをセットして負荷からの電力の除去およ
びSSPCからの引き外し指示の生成に対処するステップを
表わす。プログラムはブロック746を出て経路748,756を
介して通常の進入点760へと移行する。
ターンオン時の初期化 第17図はSSPCの動作を述べる一連の８枚の図面のうちの
最初のフローチャート図面である。パワーオンリセッブ
ロック1710は最初のパワーアップ（電源投入）シーケン
スの間のマイクロコンピュータ（第１図の1006）の動作
状態を特徴づける。最初に第10図を参照して、最初に電
力がSSPCに与えられると、容量C8がまず最初に放電を行
なってZ9D−13NANDゲート入力をまず最初にローレベル
に強制的に落とす。Z9D−13の低レベルはこのゲートの
出力のZ9D−11を強制的に高レベルへと移行させ、この
高レベルはZ8A−３のインバータ入力へ与えられる。イ
ンバータZ8A−３へ最初に与えられる高レベルはそのZA
−２の出力を強制的に低レベルへ移行させる。インバー
タZ8A−２の低レベル出力はR12を介しキャパシタC21を
放電させる。
最初のフローチャート図面である。パワーオンリセッブ
ロック1710は最初のパワーアップ（電源投入）シーケン
スの間のマイクロコンピュータ（第１図の1006）の動作
状態を特徴づける。最初に第10図を参照して、最初に電
力がSSPCに与えられると、容量C8がまず最初に放電を行
なってZ9D−13NANDゲート入力をまず最初にローレベル
に強制的に落とす。Z9D−13の低レベルはこのゲートの
出力のZ9D−11を強制的に高レベルへと移行させ、この
高レベルはZ8A−３のインバータ入力へ与えられる。イ
ンバータZ8A−３へ最初に与えられる高レベルはそのZA
−２の出力を強制的に低レベルへ移行させる。インバー
タZ8A−２の低レベル出力はR12を介しキャパシタC21を
放電させる。
R12,C21の回路網は56マイクロ秒の時定数を有してい
る。R11とC8との時定数は31.6ミリ秒である。C21の放電
はC8を＋2.5V以上に充電するのに必要とされる充電時間
と比べて瞬間的であるみなすことができる。C21の低レ
ベル値は、C21が放電状態にある限り強制的にZ9A−3NAN
Dゲート出力を高レベルにする。電力の最初の印加後、
キャパシタC8はR11から電流を介して放電する。Z9D−13
の電圧がNANDゲートZ9Dの入力電圧しきい値を横切る
と、Z9D−３出力は高レベルから低レベルへ移行する。
インバータZ8Aは低レベルから高レベルへ変化する出力
をインバータピン端子Z8A−２に与える。インバータZ8A
の低レベルから高レベルへの変化は抵抗R12を介して、C
21を充電してその電圧を上昇させるように与えられる。
る。R11とC8との時定数は31.6ミリ秒である。C21の放電
はC8を＋2.5V以上に充電するのに必要とされる充電時間
と比べて瞬間的であるみなすことができる。C21の低レ
ベル値は、C21が放電状態にある限り強制的にZ9A−3NAN
Dゲート出力を高レベルにする。電力の最初の印加後、
キャパシタC8はR11から電流を介して放電する。Z9D−13
の電圧がNANDゲートZ9Dの入力電圧しきい値を横切る
と、Z9D−３出力は高レベルから低レベルへ移行する。
インバータZ8Aは低レベルから高レベルへ変化する出力
をインバータピン端子Z8A−２に与える。インバータZ8A
の低レベルから高レベルへの変化は抵抗R12を介して、C
21を充電してその電圧を上昇させるように与えられる。
NANDゲートのZ9A−１への高レベル入力はZ9AおよびZ9B
により形成されるラッチ型フリップフロップに装置動作
に対する安定状態を推定させてZ9A−３出力を高レベル
にし、Z9D−11出力を低レベルにしかつZ8A−２のインバ
ータ出力をリセット状態にしてマイクロコンピュータ10
06のピン端子40を高レベルにする。ピン端子40への入力
がターンオン時に低レベルにある時間間隔はしたがって
R11およびC8の値により制御される。R11およびC8の値は
典型的には少なくとも20ミリ秒の間持続する低状態のパ
ルスをマイクロコンピュータ1006のピン端子40へ与える
ように選択される。この時間間隔はマイクロコンピュー
タへの電力が製造業者の名目上の動作範囲値内で安定化
することができるようになるのに十分な値であると判明
している。
により形成されるラッチ型フリップフロップに装置動作
に対する安定状態を推定させてZ9A−３出力を高レベル
にし、Z9D−11出力を低レベルにしかつZ8A−２のインバ
ータ出力をリセット状態にしてマイクロコンピュータ10
06のピン端子40を高レベルにする。ピン端子40への入力
がターンオン時に低レベルにある時間間隔はしたがって
R11およびC8の値により制御される。R11およびC8の値は
典型的には少なくとも20ミリ秒の間持続する低状態のパ
ルスをマイクロコンピュータ1006のピン端子40へ与える
ように選択される。この時間間隔はマイクロコンピュー
タへの電力が製造業者の名目上の動作範囲値内で安定化
することができるようになるのに十分な値であると判明
している。
マイクロコンピュータ1006のピン端子40への低レベル入
力はマイクロコンピュータが動作するのを妨げて強制的
にその出力のすべてを、動作に先立つ初期化期間の間、
受入れ可能な所定の状態へ至らせる。
力はマイクロコンピュータが動作するのを妨げて強制的
にその出力のすべてを、動作に先立つ初期化期間の間、
受入れ可能な所定の状態へ至らせる。
第17図を参照して、マイクロコンピュータのピン40への
入力が低レベルから高レベルへとパワーオンリセット期
間の終了時に立上がると、R11およびC8の制御の下に、
プログラムされたマイクロコンピュータは“SSPC初期
化”ブロック1720へ進むことにより動作を開始する。ブ
ロック1720へ進むことにより動作を開始する。ブロック
1720はブロック1730ないし1760により説明される特定の
初期化動作に対する進入または開始点を示すことを意図
している。
入力が低レベルから高レベルへとパワーオンリセット期
間の終了時に立上がると、R11およびC8の制御の下に、
プログラムされたマイクロコンピュータは“SSPC初期
化”ブロック1720へ進むことにより動作を開始する。ブ
ロック1720へ進むことにより動作を開始する。ブロック
1720はブロック1730ないし1760により説明される特定の
初期化動作に対する進入または開始点を示すことを意図
している。
初期化はプログラムが進むにつれて進行する。プログラ
ムがブロック1730へ進み、RAMおよびすべてのアキュム
レータを使用に先立って零にまたはクリアする。ブロッ
ク1740はすべての内部状態監視フラグをクリアするステ
ップを表わす。プログラムは次に“ポート３配置読出”
ブロック1750へ進む。このブロックはSSPCがacまたはdc
SSPCのいずれで動作するかを決定するステップを表わ
す。
ムがブロック1730へ進み、RAMおよびすべてのアキュム
レータを使用に先立って零にまたはクリアする。ブロッ
ク1740はすべての内部状態監視フラグをクリアするステ
ップを表わす。プログラムは次に“ポート３配置読出”
ブロック1750へ進む。このブロックはSSPCがacまたはdc
SSPCのいずれで動作するかを決定するステップを表わ
す。
ポート３は第10図においてマイクロコンピュータ1006へ
のDB0ないしDB7信号線により表わされる。DB7信号線は
その信号レベルが高レベルのときにac動作を示すために
用いられる。所要の信号レベルの選択は、SSPC回路基板
へマイクロコンピュータを実装するときに、第10図にお
いて示される5.11KのR5のような従来からのプルアップ
抵抗を＋5Vとピン端子19との間に設けac動作のための固
定された高信号レベルを得るかまたはピン端子19とDGND
レベル1010との間に接続を設け固定された低信号レベル
を得て“dc"動作を選択するかのいずれかを択一して行
なうことにより実行される。予めプログラムされたマイ
クロプロセッサが用いられる。“ac"および“dc"用途に
対して１つのプログラムのみが用いられるので、ピン端
子19のDB7の高または低信号レベルを選択するためのボ
ード実装されたスイッチまたは他の手段は、マイクロプ
ロセッサのピン端子19が＋5Vの高レベルにワイヤ接続さ
れてそれによりac動作を選択しているように見られる第
10図に対する上述の回路よりも信頼性の低い等価物であ
ってもよい。
のDB0ないしDB7信号線により表わされる。DB7信号線は
その信号レベルが高レベルのときにac動作を示すために
用いられる。所要の信号レベルの選択は、SSPC回路基板
へマイクロコンピュータを実装するときに、第10図にお
いて示される5.11KのR5のような従来からのプルアップ
抵抗を＋5Vとピン端子19との間に設けac動作のための固
定された高信号レベルを得るかまたはピン端子19とDGND
レベル1010との間に接続を設け固定された低信号レベル
を得て“dc"動作を選択するかのいずれかを択一して行
なうことにより実行される。予めプログラムされたマイ
クロプロセッサが用いられる。“ac"および“dc"用途に
対して１つのプログラムのみが用いられるので、ピン端
子19のDB7の高または低信号レベルを選択するためのボ
ード実装されたスイッチまたは他の手段は、マイクロプ
ロセッサのピン端子19が＋5Vの高レベルにワイヤ接続さ
れてそれによりac動作を選択しているように見られる第
10図に対する上述の回路よりも信頼性の低い等価物であ
ってもよい。
カリフォルニア州サンタクララのインテル社製の8748H
マイクロプロセッサ1006に対するDB0ないしDB7入力はR
D,WRストローブ信号を用いて同期的に書込みまたは読出
しを行うことのできる真の双方向性ポートを表わす。DB
0ないしDB7ポート信号線はスタティックにラッチするこ
とができる。
マイクロプロセッサ1006に対するDB0ないしDB7入力はR
D,WRストローブ信号を用いて同期的に書込みまたは読出
しを行うことのできる真の双方向性ポートを表わす。DB
0ないしDB7ポート信号線はスタティックにラッチするこ
とができる。
第17図を参照して、ブロック1750においてポート３の配
置を読取った後、プログラムはブロック1760へ進み、Ａ
−Ｄコンバータを起動する。この回路成分は典型的には
カリフォルニア州サンタクララのナショナル・セミコン
ダクター・コーポレーション製のADC0802LD端子であ
る。このＡ−Ｄコンバータは第10図においてZ3により表
わされている。Ａ−ＤコンバータはZ3−３に対するZ4−
37のP26からの信号により起動される。この信号はマイ
クロプロセッサ1006のポート２の信号線６から発生され
る。
置を読取った後、プログラムはブロック1760へ進み、Ａ
−Ｄコンバータを起動する。この回路成分は典型的には
カリフォルニア州サンタクララのナショナル・セミコン
ダクター・コーポレーション製のADC0802LD端子であ
る。このＡ−Ｄコンバータは第10図においてZ3により表
わされている。Ａ−ＤコンバータはZ3−３に対するZ4−
37のP26からの信号により起動される。この信号はマイ
クロプロセッサ1006のポート２の信号線６から発生され
る。
Z3−３へのパルス入力は変換プロセスを起動しこのプロ
セスは約100マイクロ秒持続する。変換の処理の終了時
点において、Z3 Ａ−Ｄコンバータはピン端子Z3−５の
INTR部分からマイクロプロセンサのピン端子Z4−36へEO
C信号を送出して変換処理が終了したことを知らせる。
セスは約100マイクロ秒持続する。変換の処理の終了時
点において、Z3 Ａ−Ｄコンバータはピン端子Z3−５の
INTR部分からマイクロプロセンサのピン端子Z4−36へEO
C信号を送出して変換処理が終了したことを知らせる。
変換の値はＡ−Ｄコンバータのピン端子Z3−16ないしZ3
−11のすべてにおいて利用可能とされ、かつマイクロプ
ロセッサのポート１の入力部P12ないしP17のすべておよ
びピン端子Z4−29ないしZ4−34のすべてにより受けられ
る。
−11のすべてにおいて利用可能とされ、かつマイクロプ
ロセッサのポート１の入力部P12ないしP17のすべておよ
びピン端子Z4−29ないしZ4−34のすべてにより受けられ
る。
SSPCが“ac"SSPCとして動作するように選択される場
合、プログラムは“AC配置が選択されているか?"判別ブ
ロック1770を出て肯定経路1780を介して第21図へ進む。
合、プログラムは“AC配置が選択されているか?"判別ブ
ロック1770を出て肯定経路1780を介して第21図へ進む。
SSPCが“dc"SSPCとして動作することを選択される場
合、プログラムは“AC配置が選択されたか?"判別ブロッ
ク1770を出て経路1790を介して第21図のブロック2110へ
進む。
合、プログラムは“AC配置が選択されたか?"判別ブロッ
ク1770を出て経路1790を介して第21図のブロック2110へ
進む。
プログラムは判別ブロック1770において配置がac配置で
あるかdc配置であるかを判別し、acフロー図の開始のた
めに対しては2110のような進入点でまたはdc動作フロー
図の開始のための進入点1810で角サブプログラムへ分岐
する。
あるかdc配置であるかを判別し、acフロー図の開始のた
めに対しては2110のような進入点でまたはdc動作フロー
図の開始のための進入点1810で角サブプログラムへ分岐
する。
DC動作フロー図の議論，第18図，第19図および第20図 コントローラがdcモードで動作するということが判別ブ
ロック1770で判定された場合、プログラムは信号経路17
90を介して第18図の進入点1810へ進み、次に“DC ENI
開始”ブロック1820へ進み外部割込みを可能にして“高
速引き外し（FAST TRIP）”信号のようなイベントの存
在によりプログラムをすぐに中断させる。プログラムは
次に“ロード タイマ（LOAD TIMER）”ブロック1825
へ進む。タイマにロードされた値によりコマンド信号の
適切な評価が可能になる。
ロック1770で判定された場合、プログラムは信号経路17
90を介して第18図の進入点1810へ進み、次に“DC ENI
開始”ブロック1820へ進み外部割込みを可能にして“高
速引き外し（FAST TRIP）”信号のようなイベントの存
在によりプログラムをすぐに中断させる。プログラムは
次に“ロード タイマ（LOAD TIMER）”ブロック1825
へ進む。タイマにロードされた値によりコマンド信号の
適切な評価が可能になる。
第11図を参照して、コマンド信号はP1−33に関するコネ
クタP1のピン端子32で受けられる。高信号レベルがFETQ
1−Ｄをオン状態にし変圧器T2の１次側を短絡する。こ
の短絡した巻線が存在しない場合、FETQ2−Ｃは信号線1
110上に存在するクロック信号によりクロックされる。
電力は＋5V電源からQ2−Ｃのオンオフのスイッチング動
作によりピン端子T2−８およびT2−７へ与えられる。R2
2はQ2−Ｃへの不慮のダメージを防止する。T2−８とT2
−７の間のスイッチング電圧の印加は、巻線T2−4,3;T2
−2,1;およびT2−5,6へ電圧を結合させる。これらの２
次側の各々の電圧はQZ−Ｃのターンオフのそれぞれに応
答して展開される。従来のフライバック型コンバータに
おけるのと同様に、磁化エネルギを用いて、巻線T2−8,
7から３個の２次側の各々へエネルギを結合させる。
クタP1のピン端子32で受けられる。高信号レベルがFETQ
1−Ｄをオン状態にし変圧器T2の１次側を短絡する。こ
の短絡した巻線が存在しない場合、FETQ2−Ｃは信号線1
110上に存在するクロック信号によりクロックされる。
電力は＋5V電源からQ2−Ｃのオンオフのスイッチング動
作によりピン端子T2−８およびT2−７へ与えられる。R2
2はQ2−Ｃへの不慮のダメージを防止する。T2−８とT2
−７の間のスイッチング電圧の印加は、巻線T2−4,3;T2
−2,1;およびT2−5,6へ電圧を結合させる。これらの２
次側の各々の電圧はQZ−Ｃのターンオフのそれぞれに応
答して展開される。従来のフライバック型コンバータに
おけるのと同様に、磁化エネルギを用いて、巻線T2−8,
7から３個の２次側の各々へエネルギを結合させる。
この３つの２次側の各々はそれぞれCR6,CR7,およびCR8
のようなフライバックダイオードを有している。
のようなフライバックダイオードを有している。
Q1−ＤがP1−32におけるコマンド信号に応答してオン状
態となると、巻線T2−2,1が１個のダイオードの電圧降
下量の電圧レベルにクランプされる。このレベルはT2−
8,7、信号源を含む残りの巻線のそれぞれへ反映され
る。R22はクロック速度でスイッチングしているQ2−Ｃ
を介してこの巻線へ転送されるエネルギを制限すること
において本質的である。巻線T2−5,6でのクランプされ
たレベルがNORゲートZ7AのZ7−２入力へ印加される低電
圧レベルをもたらす。Z7Aへの低レベル入力はNORゲート
Z7AのZ7−３における高レベル出力をもたらす。Z7−３
からの高レベルは第10図においてZ4−23に示されるよう
に、マイクロプロセッサZ4に対するP22入力へ結合され
る。
態となると、巻線T2−2,1が１個のダイオードの電圧降
下量の電圧レベルにクランプされる。このレベルはT2−
8,7、信号源を含む残りの巻線のそれぞれへ反映され
る。R22はクロック速度でスイッチングしているQ2−Ｃ
を介してこの巻線へ転送されるエネルギを制限すること
において本質的である。巻線T2−5,6でのクランプされ
たレベルがNORゲートZ7AのZ7−２入力へ印加される低電
圧レベルをもたらす。Z7Aへの低レベル入力はNORゲート
Z7AのZ7−３における高レベル出力をもたらす。Z7−３
からの高レベルは第10図においてZ4−23に示されるよう
に、マイクロプロセッサZ4に対するP22入力へ結合され
る。
再び第18図を参照して、コマンド信号はタイマ内に設定
された所定の間隔よりも長い期間存在して有効であると
認識されなければならない。このタイマは典型的には5.
0ミリ秒経過させるように設定される。この処理はコマ
ンド信号線上の無効のノイズ過渡現象にSSPCが応答する
ことを防止する。
された所定の間隔よりも長い期間存在して有効であると
認識されなければならない。このタイマは典型的には5.
0ミリ秒経過させるように設定される。この処理はコマ
ンド信号線上の無効のノイズ過渡現象にSSPCが応答する
ことを防止する。
プログラムは次にSSPCが引き外されたかを1830で判別す
る。その場合には、プログラムは信号経路1832を介して
ダイヤモンド1835へ分岐してコマンド信号がオフである
かどうを判別する。この状態はSSPCが引き外された後に
ありかつ異常がクリアされかつSSPCがコマンド信号の除
去およびその再印加によりリセットされる前にある期間
の間のdc動作において存在する。
る。その場合には、プログラムは信号経路1832を介して
ダイヤモンド1835へ分岐してコマンド信号がオフである
かどうを判別する。この状態はSSPCが引き外された後に
ありかつ異常がクリアされかつSSPCがコマンド信号の除
去およびその再印加によりリセットされる前にある期間
の間のdc動作において存在する。
第18図の“引き外し（TRIPPED）”ダイヤモンド1830へ
戻って、プログラムがSSPCが引き外されていないと判定
した場合、プログラムは経路1831を介して“オンフラグ
オン（ON FLAG ON）”ダイヤモンド1860へ進む。プロ
グラムはSSPCが既にオン状態またはオフ状態にあるかを
判別する。SSPCが既にオフ状態の場合には、プログラム
は信号線1861上の肯定経路を介してダイヤモンド1862へ
分岐し、そこでプログラムはコマンド信号がオンである
かオフであるかを判定する。コマンド信号がオン状態で
ない場合には、プログラムは否定経路1863へ分岐しかつ
“タイマリターンディスエーブル（DISABLE TIMER RT
N）”ブロック1864へ分岐する。タイマはこの動作によ
り停止され、この後プログラムは“DMEASX呼出し（CALL
DMEASX）”ブロック1865へ進む。このブロックは電流
測定プロセスへの進入点および復帰を表わす。
戻って、プログラムがSSPCが引き外されていないと判定
した場合、プログラムは経路1831を介して“オンフラグ
オン（ON FLAG ON）”ダイヤモンド1860へ進む。プロ
グラムはSSPCが既にオン状態またはオフ状態にあるかを
判別する。SSPCが既にオフ状態の場合には、プログラム
は信号線1861上の肯定経路を介してダイヤモンド1862へ
分岐し、そこでプログラムはコマンド信号がオンである
かオフであるかを判定する。コマンド信号がオン状態で
ない場合には、プログラムは否定経路1863へ分岐しかつ
“タイマリターンディスエーブル（DISABLE TIMER RT
N）”ブロック1864へ分岐する。タイマはこの動作によ
り停止され、この後プログラムは“DMEASX呼出し（CALL
DMEASX）”ブロック1865へ進む。このブロックは電流
測定プロセスへの進入点および復帰を表わす。
電流測定の完了時点において、プログラムは第18図上部
の進入点２−1,ブロック1810へ進む。このプロセスはブ
ロック1820,1825,1830,1860,1862,1864,1865および1820
への復帰の経路により特徴づけられており、したがって
このプロセスはSSPCが引き外されておらず、SSPCがオン
状態となっておらずかつコマンド信号がSSPCをオン状態
とするように存在していない場合に従われる経路であ
る；または代替的に、この経路はコマンド信号が与えら
れかつコマンド信号の立上がり端部において跳ね返りす
なわち低レベルが検出された直後に従われるであろう。
の進入点２−1,ブロック1810へ進む。このプロセスはブ
ロック1820,1825,1830,1860,1862,1864,1865および1820
への復帰の経路により特徴づけられており、したがって
このプロセスはSSPCが引き外されておらず、SSPCがオン
状態となっておらずかつコマンド信号がSSPCをオン状態
とするように存在していない場合に従われる経路であ
る；または代替的に、この経路はコマンド信号が与えら
れかつコマンド信号の立上がり端部において跳ね返りす
なわち低レベルが検出された直後に従われるであろう。
オンフラグがオン状態、すなわちSSPCがオン状態のコマ
ンド信号に応答してダイヤモンド1860において負荷へdc
電源を接続してしまっている場合には、プログラムは第
20図の進入点2010においてホットループサブルーチンへ
分岐する。
ンド信号に応答してダイヤモンド1860において負荷へdc
電源を接続してしまっている場合には、プログラムは第
20図の進入点2010においてホットループサブルーチンへ
分岐する。
第20図を参照して、dc動作用SSPCへのコマンド信号がオ
ン状態にあるので、プログラムはブロック2010において
ホットループへ入り、次に“コマンドはオンであるか
（IS COMMAND ON）”ダイヤモンド2012へ進み、コマ
ンド信号が存在しているかどうかを判定する。コマンド
信号がオン状態でない、すなわちコマンド信号がちょう
どターンオフしてしまっている場合には、プログラムは
第19B図の上部の“DCターンオフ”ルーチンに対する進
入点1910へ進む。
ン状態にあるので、プログラムはブロック2010において
ホットループへ入り、次に“コマンドはオンであるか
（IS COMMAND ON）”ダイヤモンド2012へ進み、コマ
ンド信号が存在しているかどうかを判定する。コマンド
信号がオン状態でない、すなわちコマンド信号がちょう
どターンオフしてしまっている場合には、プログラムは
第19B図の上部の“DCターンオフ”ルーチンに対する進
入点1910へ進む。
DCターンオフ プログラムはこのサブルーチンへ進み、ダイヤモンド20
12からオフ状態にあるコマンド信号に応答して負荷から
電力供給を遮断またはターンオフする。
12からオフ状態にあるコマンド信号に応答して負荷から
電力供給を遮断またはターンオフする。
このターンオフシーケンスはプログラムがブロック1910
において“ターンオフ”サブルーチンへ入り次に“タイ
マEN割込み開始（START TIMER EN INTRPT）”ブロッ
ク1912へ進む。タイマENはコマンド信号がオフ状態にあ
った時間の長さを測定するために用いられるタイマであ
る。このタイマによ与えられる時間はターンオフを確認
することのできる最小のオフ時間間隔である。コマンド
信号は、この“タイマEN起動”インターバルにより確立
された時間間隔、すなわち典型的には1.0ミリ秒の時間
間隔の間低レベルまたは消えていなければならない。
において“ターンオフ”サブルーチンへ入り次に“タイ
マEN割込み開始（START TIMER EN INTRPT）”ブロッ
ク1912へ進む。タイマENはコマンド信号がオフ状態にあ
った時間の長さを測定するために用いられるタイマであ
る。このタイマによ与えられる時間はターンオフを確認
することのできる最小のオフ時間間隔である。コマンド
信号は、この“タイマEN起動”インターバルにより確立
された時間間隔、すなわち典型的には1.0ミリ秒の時間
間隔の間低レベルまたは消えていなければならない。
プログラムは“コールDMEASX"ブロックへ進みかつ電流
測定のために出て再びブロック1914へ入る。プログラム
は次に“引き外しフラッグがオンであるか？（IS TRIP
FLAG ON）”判別ブロック1916へ進む。SSPCがまだ引
き外されていない場合には、プログラムは“TDONEが０
であるか（IS TDONE ０）”タイヤモンド1920へ進
み、EN INTRPTタイマが０より大きく、コマンド信号が
十分長い時間の間オフ状態にあって有効なターンオフの
構成していることを示しているかどうかを判定する。タ
イマが０を越えていない場合には、ブログラムは経路19
18を介して“コールDMEASX"ブロック1914へと戻りタイ
マが０を越えるまでダイヤモンド1916へのループおよび
ダイヤモンド1920へのループを繰返し続ける。
測定のために出て再びブロック1914へ入る。プログラム
は次に“引き外しフラッグがオンであるか？（IS TRIP
FLAG ON）”判別ブロック1916へ進む。SSPCがまだ引
き外されていない場合には、プログラムは“TDONEが０
であるか（IS TDONE ０）”タイヤモンド1920へ進
み、EN INTRPTタイマが０より大きく、コマンド信号が
十分長い時間の間オフ状態にあって有効なターンオフの
構成していることを示しているかどうかを判定する。タ
イマが０を越えていない場合には、ブログラムは経路19
18を介して“コールDMEASX"ブロック1914へと戻りタイ
マが０を越えるまでダイヤモンド1916へのループおよび
ダイヤモンド1920へのループを繰返し続ける。
タイマが０を越えると、プログラムは“ドライブオフ、
クリアFO、クリアTDONE"ブロック1922へ進む。これは外
部のacスイッチをオン状態にする指令を与える離散的な
出力をターンオフする。F0という用語はON FLAG（オン
フラグ）を表わす内部ビットである。それがクリアされ
ると、オンフラグはオフ状態となる。TDONEはENTIMER
（ENタイマ）レジスタを表わす。
クリアFO、クリアTDONE"ブロック1922へ進む。これは外
部のacスイッチをオン状態にする指令を与える離散的な
出力をターンオフする。F0という用語はON FLAG（オン
フラグ）を表わす内部ビットである。それがクリアされ
ると、オンフラグはオフ状態となる。TDONEはENTIMER
（ENタイマ）レジスタを表わす。
プログラムは次に第18図の通常のdc動作の進入点へ戻
る。プログラムがダイヤモンド1830において引き外しが
生じておらず、ダイヤモンド1862においてオンフラグが
オン状態にあり、第20図の2010においてホットループへ
入ったと判定しかつダイヤモンド2012がコマンド信号が
オンであるということを判定した場合には、プログラム
はダイヤモンド2014へ進みSSPCが外部割込み、すなわち
マイクロプロセッサポートの信号により引き外されてい
るかどうかを判定する。
る。プログラムがダイヤモンド1830において引き外しが
生じておらず、ダイヤモンド1862においてオンフラグが
オン状態にあり、第20図の2010においてホットループへ
入ったと判定しかつダイヤモンド2012がコマンド信号が
オンであるということを判定した場合には、プログラム
はダイヤモンド2014へ進みSSPCが外部割込み、すなわち
マイクロプロセッサポートの信号により引き外されてい
るかどうかを判定する。
外部引き外しが既に生じている場合、すなわち外部回路
からの外部信号がマイクロコンピュータにより受けら
れ、“高速引き外し”がマイクロコンピュータZ4（図示
せず）のポートへの外部割込み信号を介して生じている
ことを知らせている場合には、プログラムは経路2016を
介して第20図,2057のDTRIP進入ブロック2058へと進む。
このブロックに続くシーケンスは後に議論する。
からの外部信号がマイクロコンピュータにより受けら
れ、“高速引き外し”がマイクロコンピュータZ4（図示
せず）のポートへの外部割込み信号を介して生じている
ことを知らせている場合には、プログラムは経路2016を
介して第20図,2057のDTRIP進入ブロック2058へと進む。
このブロックに続くシーケンスは後に議論する。
外部引き外しがまだ生じていない場合には、プログラム
は第20図のダイヤモンド2018へ進み、EOC（変換終了）
信号がZ3と第10図において特徴づけられているADCから
のマイクロコンピュータにより受けられているかどうか
を判定する。このEOC信号はマイクロコンピュータのピ
ンZ4−36で受けられる。EOC信号が受けられた後、プロ
グラムはダイヤモンド2018を通過して第20図の“ADC再
開始（RESTART ADC）”ブロック2020へと進む。
は第20図のダイヤモンド2018へ進み、EOC（変換終了）
信号がZ3と第10図において特徴づけられているADCから
のマイクロコンピュータにより受けられているかどうか
を判定する。このEOC信号はマイクロコンピュータのピ
ンZ4−36で受けられる。EOC信号が受けられた後、プロ
グラムはダイヤモンド2018を通過して第20図の“ADC再
開始（RESTART ADC）”ブロック2020へと進む。
ブロック2020への進入に応答して、第10図のマイクロプ
ロセッサZ4はピン端子Z4−37からポート２の信号線６上
に信号を出力してADCのピン端子Z3−３へ与える。この
信号は次の電流測定変換を開始させ最後の変換をラッチ
してポート１の入力信号線P12ないしP17,すなわち、マ
イクロコンピュータのピン端子Z4−29ないしZ4−34上へ
読出す。
ロセッサZ4はピン端子Z4−37からポート２の信号線６上
に信号を出力してADCのピン端子Z3−３へ与える。この
信号は次の電流測定変換を開始させ最後の変換をラッチ
してポート１の入力信号線P12ないしP17,すなわち、マ
イクロコンピュータのピン端子Z4−29ないしZ4−34上へ
読出す。
プログラムは次に“リードADC（READ ADC）”ブロック
2022へと進みポート１の信号線にラッチされた最後の電
流の大きさを読取る。プログラムは次にdc電流振幅がダ
イヤモンド2024における高速引き外し値以上であるかど
うかを判別する試験を行なう。判定された電流値が高速
引き外し限界値より大きくない場合には、プログラムは
ブロック2026へ進みメモリ内のルックアップテーブルに
おける電流値の二乗を捜しかつ入力ポート信号線を介し
て初期化により選択されたKSの値を減算する。
2022へと進みポート１の信号線にラッチされた最後の電
流の大きさを読取る。プログラムは次にdc電流振幅がダ
イヤモンド2024における高速引き外し値以上であるかど
うかを判別する試験を行なう。判定された電流値が高速
引き外し限界値より大きくない場合には、プログラムは
ブロック2026へ進みメモリ内のルックアップテーブルに
おける電流値の二乗を捜しかつ入力ポート信号線を介し
て初期化により選択されたKSの値を減算する。
選択されたKSはSSPCの通常のdc100％電流定格値を決定
する値である。プログラムは次にダイヤモンド2028へ進
む。
する値である。プログラムは次にダイヤモンド2028へ進
む。
電流の平方値がKSよりも大きくない場合には、プログラ
ムは通路2029を介して“結果減算（SUBT RESULT）”ブ
ロック2030へと至る。このブロックは平方された電流の
値から定数KSを引いた値を電流の平方値を累積するため
に用いられる24ビットのアキュムレータにおける総和か
ら減算するのに必要とされるステップを表わす。このル
ーチンは定格負荷を越えた動作の短い時間間隔の後にシ
ミュレートされたクールダウン（冷却）が存在すること
を確実に行なわせる。
ムは通路2029を介して“結果減算（SUBT RESULT）”ブ
ロック2030へと至る。このブロックは平方された電流の
値から定数KSを引いた値を電流の平方値を累積するため
に用いられる24ビットのアキュムレータにおける総和か
ら減算するのに必要とされるステップを表わす。このル
ーチンは定格負荷を越えた動作の短い時間間隔の後にシ
ミュレートされたクールダウン（冷却）が存在すること
を確実に行なわせる。
プログラムはダイヤモンド2032へ進み、24ビットアキュ
ムレータが負の値を有しているかどうかを判定する。ア
キュムレータが負でない場合には、プログラムは第18図
における開始点1810へ戻り別の通常のdc動作への準備に
備える。アキュムレータの値が負の場合には、プログラ
ムはブロック2034を介してアキュムレータの値を零に
し、次に第18図のスタート位置1810へ戻る。
ムレータが負の値を有しているかどうかを判定する。ア
キュムレータが負でない場合には、プログラムは第18図
における開始点1810へ戻り別の通常のdc動作への準備に
備える。アキュムレータの値が負の場合には、プログラ
ムはブロック2034を介してアキュムレータの値を零に
し、次に第18図のスタート位置1810へ戻る。
第20図およびダイヤモンド2028へ再び戻って、平方され
た電流値がダイヤモンド2028においてKSよりも大きいと
プログラムが判定した場合には、プログラムは“３重加
算（TRIPPLE ADD）”ブロック2050へ進む。このブロッ
クは平方された電流値から24ビットアキュレームタから
の定数を引いた値を加えるプロセスを表わす。このアキ
ュムレータ（図示せず）は直列形態で接続された３個の
８ビットアキュムレータにより構成される。低位の８ビ
ットレジスタからのオーバフローの結果は次の高位のレ
ジスタの最下位ビットへ結合される。
た電流値がダイヤモンド2028においてKSよりも大きいと
プログラムが判定した場合には、プログラムは“３重加
算（TRIPPLE ADD）”ブロック2050へ進む。このブロッ
クは平方された電流値から24ビットアキュレームタから
の定数を引いた値を加えるプロセスを表わす。このアキ
ュムレータ（図示せず）は直列形態で接続された３個の
８ビットアキュムレータにより構成される。低位の８ビ
ットレジスタからのオーバフローの結果は次の高位のレ
ジスタの最下位ビットへ結合される。
プログラムは次に“SEL ACCUMとMXVALSとの比較”ブロ
ック2052へ進む。このブロックはアキュムレータにおけ
る値をMAXVAL数と比較するプロセスを表わす。MAXMAL数
は典型的には外部ポート信号線を介して選択された記憶
値である。この値は典型的には印加限界値である。プロ
グラムは次に“ACCはMAXVALよりも小さいか（ACC＜MAXV
AL）”ダイヤモンド2055へ進む。プログラムは経路2054
を介して“ホットループ”ブロックへ分岐し次に24ビッ
トアキュムレータにおける値がMAXVAL限界値よりも小さ
い場合には第20図の上部の進入点のブロック2010へ進
む。
ック2052へ進む。このブロックはアキュムレータにおけ
る値をMAXVAL数と比較するプロセスを表わす。MAXMAL数
は典型的には外部ポート信号線を介して選択された記憶
値である。この値は典型的には印加限界値である。プロ
グラムは次に“ACCはMAXVALよりも小さいか（ACC＜MAXV
AL）”ダイヤモンド2055へ進む。プログラムは経路2054
を介して“ホットループ”ブロックへ分岐し次に24ビッ
トアキュムレータにおける値がMAXVAL限界値よりも小さ
い場合には第20図の上部の進入点のブロック2010へ進
む。
プログラムは経路2057を介して右側へ分岐して“DTRIP"
ボックス2058へ分岐する。このボックスは過電流引き外
しに対する通常の進入を表わすプログラムは“ドライブ
オフ，トリップオン，トリップフラグオンおよびオンフ
ラグオフ”ブロック2060へ進む。
ボックス2058へ分岐する。このボックスは過電流引き外
しに対する通常の進入を表わすプログラムは“ドライブ
オフ，トリップオン，トリップフラグオンおよびオンフ
ラグオフ”ブロック2060へ進む。
第18図を参照して、プログラムは“引き外し（TRIPPE
D）”ダイヤモンド1830を経路1832を介して通過する。
これはSSPCが既に引き外されているか等を判定した後に
行なわれ、次プログラムは、“コマンドオフ”ダイヤモ
ンド1835へ進みSSPCをリセットするためにコマンド信号
が除去されたかどうかを判定する。コマンド信号が既に
除去されている場合には、プログラムは“EN INTRPTタ
イマ起動”ブロック1837へ進む。このタイマはこの場合
コマンド信号が５ミリ秒の最小値の間オフ状態にあった
ことを検証するために用いられる。プログラムはブロッ
ク1837から“コマンドはまだオフ状態にあるか?"ダイヤ
モンド1839へ進む。コマンドがまだオフ状態にある場合
には、プログラムは“TDONEは記号０よりも大きいか？
オフ”ダイヤモンド1841へ進む。TDONEタイマが０より
も大きくない場合には、プログラムはダイヤモンド1839
に対する進入点へ戻る。TDONEタイマが０よりも大きい
場合には、プログラムは“RESET IND CLR FLAG"ブロ
ック1843へ進む。このブロックはコンピュータの引き外
しフラグをクリアしていることを示す。引き外しフラグ
のクリアの後、プログラムは通常の進入点1810へ戻る。
“コマンドはまだオフ状態にあるか”ダイヤモンド1839
へ進入する際に、プログラムがコマンド信号がまだオフ
状態になく、コマンド信号が再び高状態へ戻っているこ
とを示していると判定した場合には、プログラムは“RT
Nタイマ不能化（DISABLE TIMER RTN）”ブロック1835
へ進む。このブロックはタイマをクリアして通常のブロ
ック1810への進入点へ復帰するために必要とされるプロ
グラムステップを表わす。ブロック1845を介した経路
は、コマンドコントロールガ有効なリセットであると認
識されるに足る十分長い間低状態に留まることができな
かった場合に従うであろう経路である。
D）”ダイヤモンド1830を経路1832を介して通過する。
これはSSPCが既に引き外されているか等を判定した後に
行なわれ、次プログラムは、“コマンドオフ”ダイヤモ
ンド1835へ進みSSPCをリセットするためにコマンド信号
が除去されたかどうかを判定する。コマンド信号が既に
除去されている場合には、プログラムは“EN INTRPTタ
イマ起動”ブロック1837へ進む。このタイマはこの場合
コマンド信号が５ミリ秒の最小値の間オフ状態にあった
ことを検証するために用いられる。プログラムはブロッ
ク1837から“コマンドはまだオフ状態にあるか?"ダイヤ
モンド1839へ進む。コマンドがまだオフ状態にある場合
には、プログラムは“TDONEは記号０よりも大きいか？
オフ”ダイヤモンド1841へ進む。TDONEタイマが０より
も大きくない場合には、プログラムはダイヤモンド1839
に対する進入点へ戻る。TDONEタイマが０よりも大きい
場合には、プログラムは“RESET IND CLR FLAG"ブロ
ック1843へ進む。このブロックはコンピュータの引き外
しフラグをクリアしていることを示す。引き外しフラグ
のクリアの後、プログラムは通常の進入点1810へ戻る。
“コマンドはまだオフ状態にあるか”ダイヤモンド1839
へ進入する際に、プログラムがコマンド信号がまだオフ
状態になく、コマンド信号が再び高状態へ戻っているこ
とを示していると判定した場合には、プログラムは“RT
Nタイマ不能化（DISABLE TIMER RTN）”ブロック1835
へ進む。このブロックはタイマをクリアして通常のブロ
ック1810への進入点へ復帰するために必要とされるプロ
グラムステップを表わす。ブロック1845を介した経路
は、コマンドコントロールガ有効なリセットであると認
識されるに足る十分長い間低状態に留まることができな
かった場合に従うであろう経路である。
DCターンオン SSPCがまだ引き外されておらず、オンフラグがまだオン
状態となっておらずかつコマンド信号がターンオフして
いる場合、プログラムは通常の進入点1810からブロック
1820および1825を介してダイヤモンド1830、ダイヤモン
ド1860へ進み最後にダイヤモンド1862へと進み、肯定経
路1866を介してそこを通過して通常のターンオンシーケ
ンスへと入るために第19A図の“ターンオン”ブロック1
960へと進む。このシーケンスの目的はコマンド信号の
有効性を検証することである。コマンド信号はコマンド
信号が中断なく５ミリ秒以上の間真状態を維持している
場合に有効なコマンド信号であると検証される。
状態となっておらずかつコマンド信号がターンオフして
いる場合、プログラムは通常の進入点1810からブロック
1820および1825を介してダイヤモンド1830、ダイヤモン
ド1860へ進み最後にダイヤモンド1862へと進み、肯定経
路1866を介してそこを通過して通常のターンオンシーケ
ンスへと入るために第19A図の“ターンオン”ブロック1
960へと進む。このシーケンスの目的はコマンド信号の
有効性を検証することである。コマンド信号はコマンド
信号が中断なく５ミリ秒以上の間真状態を維持している
場合に有効なコマンド信号であると検証される。
第19a図を参照して、ブロック1960へ入った後、プログ
ラムは“EN INTRPTタイマ起動”ブロック1962へ進む。
タイマ起動後、プログラムは“TDONE＞0?"判別ブロック
1964へと進む。５ミリ秒の期間が越えられなかった場合
には、プログラムは経路1965を介して“コマンドオン?"
判別ブロック1967へと進む。コマンド信号がオン状態に
ある場合には、プログラムは経路1969を介してダイヤモ
ンド1964へと戻り、そこでTDONEタイマが再びそれが０
より大きい状態を維持しているかどうかを判定するため
に検証される。コマンド信号がオンとなっていない場合
には、プログラムは経路1971を介して第18図の通常の進
入点1810へ分岐する。このことは、サブルーチンへ“タ
ーンオン”時に再び入るときスタートタイマをクリアし
て再起動することをもたらし、したがって、コマンド信
号が５ミリ秒の間ずっと高レベルになければならないこ
と、さもなくばそれは有効なコマンド信号として確認さ
れないということを保障する。
ラムは“EN INTRPTタイマ起動”ブロック1962へ進む。
タイマ起動後、プログラムは“TDONE＞0?"判別ブロック
1964へと進む。５ミリ秒の期間が越えられなかった場合
には、プログラムは経路1965を介して“コマンドオン?"
判別ブロック1967へと進む。コマンド信号がオン状態に
ある場合には、プログラムは経路1969を介してダイヤモ
ンド1964へと戻り、そこでTDONEタイマが再びそれが０
より大きい状態を維持しているかどうかを判定するため
に検証される。コマンド信号がオンとなっていない場合
には、プログラムは経路1971を介して第18図の通常の進
入点1810へ分岐する。このことは、サブルーチンへ“タ
ーンオン”時に再び入るときスタートタイマをクリアし
て再起動することをもたらし、したがって、コマンド信
号が５ミリ秒の間ずっと高レベルになければならないこ
と、さもなくばそれは有効なコマンド信号として確認さ
れないということを保障する。
第19A図の“TDONE"ダイヤモンド1964を参照して、タイ
マの値が０よりも大きいと判別された場合には、プログ
ラムは経路1972を介して“SW DR ON,ON FLAG ON,ST
ART AGC,CLR TDONE TIMER（スイッチ駆動オン，オン
フラグオン,AGC起動,TDONEタイマクリア）”ブロック19
75へと進む。このブロックは所要の離散的な出力をオン
状態にしてSSPCdc電気スイッチを導通状態としかつdc電
力を負荷へ与えるステップを表わす。プログラムは次に
第20図,2010のホットループへと進む。
マの値が０よりも大きいと判別された場合には、プログ
ラムは経路1972を介して“SW DR ON,ON FLAG ON,ST
ART AGC,CLR TDONE TIMER（スイッチ駆動オン，オン
フラグオン,AGC起動,TDONEタイマクリア）”ブロック19
75へと進む。このブロックは所要の離散的な出力をオン
状態にしてSSPCdc電気スイッチを導通状態としかつdc電
力を負荷へ与えるステップを表わす。プログラムは次に
第20図,2010のホットループへと進む。
第10図を参照して、破線ブロック1050,1052および1054
は、dc動作のために特徴つけられたSSPCのコアとともに
用いられないがacSSPCのために用いられる回路構成を表
わす。破線ブロック1050および1052はマイクロプロセッ
サおよび精密レギュレータZ1およびADC Z3が用いるた
めの＋12Vおよび−12Vを生成するために用いられる回路
部分を含む。Z9,Z8およびA5のような論理回路のみなら
ず第11図に示されるZ6およびZ7のような論理回路は３端
子レギュレータZ1のピン端子３の出力から供給される＋
5Vを用いる。第11図はSSPCと信号をやり取りするために
用いられるインターフェイス回路を概略的に示す。第11
図の回路はacおよびdc用途の両者において存在する。
は、dc動作のために特徴つけられたSSPCのコアとともに
用いられないがacSSPCのために用いられる回路構成を表
わす。破線ブロック1050および1052はマイクロプロセッ
サおよび精密レギュレータZ1およびADC Z3が用いるた
めの＋12Vおよび−12Vを生成するために用いられる回路
部分を含む。Z9,Z8およびA5のような論理回路のみなら
ず第11図に示されるZ6およびZ7のような論理回路は３端
子レギュレータZ1のピン端子３の出力から供給される＋
5Vを用いる。第11図はSSPCと信号をやり取りするために
用いられるインターフェイス回路を概略的に示す。第11
図の回路はacおよびdc用途の両者において存在する。
AC動作フローチャートの議論 図面第21図，第22図，第
23図および第24図 第21図はac動作のために特徴づけられた固体パワーコン
トロール装置に対するフローチャートの進入点を表わ
す。acルーティンは、ブロック2112で示されるように第
17図から参照番号2110から始まる。ブロック2112は周波
数を検査してac信号線電力が60サイクルまたは400サイ
クルの電力のいずれであるかを判定するステップを含
む。この検査は第10図に示されるように、FETQ3DからZ4
−39入力へ入るマイクロプロセッサ1006へのZVC信号に
より特徴づけられる０を交差する事象間の時間を測定す
ることにより達成される。“ACルーティン開始”ブロッ
ク2120は一旦初期化が完了した後にac動作のための進入
点を指示することを意図している。ブロック2120へは経
路2114を介してブロック2112からまたはブロック2195か
ら2196を介してまたはライン2192を介してブロック2190
から、ライン2156を介してブロック2155からおよび第23
図のブロック2390からライン2392を介して経路2197から
入る。これらの経路はac動作が初期化に続いて連続して
ブロック2120からacルーティンの開始を再び行なう様々
な方法を表わす。
23図および第24図 第21図はac動作のために特徴づけられた固体パワーコン
トロール装置に対するフローチャートの進入点を表わ
す。acルーティンは、ブロック2112で示されるように第
17図から参照番号2110から始まる。ブロック2112は周波
数を検査してac信号線電力が60サイクルまたは400サイ
クルの電力のいずれであるかを判定するステップを含
む。この検査は第10図に示されるように、FETQ3DからZ4
−39入力へ入るマイクロプロセッサ1006へのZVC信号に
より特徴づけられる０を交差する事象間の時間を測定す
ることにより達成される。“ACルーティン開始”ブロッ
ク2120は一旦初期化が完了した後にac動作のための進入
点を指示することを意図している。ブロック2120へは経
路2114を介してブロック2112からまたはブロック2195か
ら2196を介してまたはライン2192を介してブロック2190
から、ライン2156を介してブロック2155からおよび第23
図のブロック2390からライン2392を介して経路2197から
入る。これらの経路はac動作が初期化に続いて連続して
ブロック2120からacルーティンの開始を再び行なう様々
な方法を表わす。
プログラムはブロック2120から2122を介して判別ブロッ
ク2130へ進み“スイッチが引き外されているか?"を尋ね
る。スイッチが引き外されていない場合には、プログラ
ムは経路2124を介して第22図へと進み判別ブロック2212
へ入る。判別ブロック2212は“フラグはオンであるか?"
を尋ねる。このフラグはコマンド信号が過去において受
けられておりかつSSPCが負荷へ電力を供給している場合
にのみオン状態となる。フラグが立っている場合、プロ
グラムは判別を行なうブロック2212を出て経路2216を介
して次のシーケンスの判別を行なうブロック2220へ入り
“SSPCは外部割込みにより引き外されたか?"という疑問
を発生する。プログラムは外部回路またはコントロール
により設定するとのできる外部ポート信号線を調べてac
SSPCがすでに引き外されていることを示すようにするこ
とができる。SSPCが引き外されていない場合には、プロ
グラムは判別を行なうブロック2220を経路2224を介して
通過して判別を行なうブロック2226へと移動して“コマ
ンド信号はオンであるか?"という疑問を発生する。電気
コマンド信号がオン状態の場合、プログラムは判別を行
なうブロック2226を通過して判別を行なうブロック2240
へと進み“EOCは真であるか?"という疑問を発生する。E
OC信号はＡ−Ｄコンバータから外部ポート信号線上で受
けられる信号である。略語EOCは、“変換終了（エンド
オブ コンバージョン）”を表わしている。変換の完
了時に、アナログ−デジタルコンバータは真の信号をマ
イクロコンピュータ1006に対するEOC信号線上に送出す
る。EOC信号が真でない場合には、プログラムは、プロ
グラムが経路2242を介して“ADC再開始”ブロック2250
へ進む時点であるEOC信号が真となるまで信号経路2232
を介して経路2230へとループにより戻り判別ブロック22
40へ再び入る。“ADC再開始”ブロックは、外部ポート
信号線を介してADCへ信号を送出して変換を開始させ、
その後プログラムは“ADC読取り”ブロック2260へ進
む。ADCにより最後に得られた値はラッチレジスタ内に
記憶される。ADCの値は第10図に示されるようにマイク
ロコンピュータ1006のポート信号線P12ないしP17上に読
出される。ADCバスから読出された値は電流の振幅Ｉを
表わす。
ク2130へ進み“スイッチが引き外されているか?"を尋ね
る。スイッチが引き外されていない場合には、プログラ
ムは経路2124を介して第22図へと進み判別ブロック2212
へ入る。判別ブロック2212は“フラグはオンであるか?"
を尋ねる。このフラグはコマンド信号が過去において受
けられておりかつSSPCが負荷へ電力を供給している場合
にのみオン状態となる。フラグが立っている場合、プロ
グラムは判別を行なうブロック2212を出て経路2216を介
して次のシーケンスの判別を行なうブロック2220へ入り
“SSPCは外部割込みにより引き外されたか?"という疑問
を発生する。プログラムは外部回路またはコントロール
により設定するとのできる外部ポート信号線を調べてac
SSPCがすでに引き外されていることを示すようにするこ
とができる。SSPCが引き外されていない場合には、プロ
グラムは判別を行なうブロック2220を経路2224を介して
通過して判別を行なうブロック2226へと移動して“コマ
ンド信号はオンであるか?"という疑問を発生する。電気
コマンド信号がオン状態の場合、プログラムは判別を行
なうブロック2226を通過して判別を行なうブロック2240
へと進み“EOCは真であるか?"という疑問を発生する。E
OC信号はＡ−Ｄコンバータから外部ポート信号線上で受
けられる信号である。略語EOCは、“変換終了（エンド
オブ コンバージョン）”を表わしている。変換の完
了時に、アナログ−デジタルコンバータは真の信号をマ
イクロコンピュータ1006に対するEOC信号線上に送出す
る。EOC信号が真でない場合には、プログラムは、プロ
グラムが経路2242を介して“ADC再開始”ブロック2250
へ進む時点であるEOC信号が真となるまで信号経路2232
を介して経路2230へとループにより戻り判別ブロック22
40へ再び入る。“ADC再開始”ブロックは、外部ポート
信号線を介してADCへ信号を送出して変換を開始させ、
その後プログラムは“ADC読取り”ブロック2260へ進
む。ADCにより最後に得られた値はラッチレジスタ内に
記憶される。ADCの値は第10図に示されるようにマイク
ロコンピュータ1006のポート信号線P12ないしP17上に読
出される。ADCバスから読出された値は電流の振幅Ｉを
表わす。
プログラムは次に判別ブロック2280へ進み、“Ｉは高速
引き外し限界値より小さいか?"という疑問を発生する。
肯定応答はプログラムを判別を行なうブロック2290へと
進め、そこで“データは負であるか?"という疑問を発生
させる。２進データはADCのフルスケールを5Vとして2.5
Vの等価量だけオフセットされる。この2.5Vのオフセッ
ト量は零電流値を表わす。最上位ビットはADCのフルス
ケール範囲の２分の１を表わす。１の次に０がすべて続
く場合の値は従って零電流の値を表わす。１の次にすべ
て１が並ぶ場合の値は電流値の最大値を表わし、０の値
は電流の最大の負方向への振れのピーク値を表わす。デ
ータが負でない場合には、プログラムは判別を行なうブ
ロック2290を否定経路を介して通過して“MSBのマス
ク”ブロック2295へ至り、得られたデータの最上位ビッ
トをマスクする。データが負の場合には、プログラムは
判別を行なうブロック2290の肯定経路を介して通過して
“２進オフセット量の減少”ブロック2298へ進む。ブロ
ック2298は所要の定数の加算または減算を行なって2.5V
オフセット量の効果を除去するステップを表わす。プロ
グラムはブロック2298を経路2299を介して通過して第23
図の進入点2310へと移行する。プログラムが判別を行な
うブロック2290において読取られたデータが負ではない
と判定した場合には、プログラムが“MSBマスク”ブロ
ック2295へ到達した後に、プログラムは次に経路2296,2
299を介して第23図の経路2310へと進みかつ判別を行な
うブロック2320へと進み“Ｉはフルスケールより小さい
か”という疑問を発生する。
引き外し限界値より小さいか?"という疑問を発生する。
肯定応答はプログラムを判別を行なうブロック2290へと
進め、そこで“データは負であるか?"という疑問を発生
させる。２進データはADCのフルスケールを5Vとして2.5
Vの等価量だけオフセットされる。この2.5Vのオフセッ
ト量は零電流値を表わす。最上位ビットはADCのフルス
ケール範囲の２分の１を表わす。１の次に０がすべて続
く場合の値は従って零電流の値を表わす。１の次にすべ
て１が並ぶ場合の値は電流値の最大値を表わし、０の値
は電流の最大の負方向への振れのピーク値を表わす。デ
ータが負でない場合には、プログラムは判別を行なうブ
ロック2290を否定経路を介して通過して“MSBのマス
ク”ブロック2295へ至り、得られたデータの最上位ビッ
トをマスクする。データが負の場合には、プログラムは
判別を行なうブロック2290の肯定経路を介して通過して
“２進オフセット量の減少”ブロック2298へ進む。ブロ
ック2298は所要の定数の加算または減算を行なって2.5V
オフセット量の効果を除去するステップを表わす。プロ
グラムはブロック2298を経路2299を介して通過して第23
図の進入点2310へと移行する。プログラムが判別を行な
うブロック2290において読取られたデータが負ではない
と判定した場合には、プログラムが“MSBマスク”ブロ
ック2295へ到達した後に、プログラムは次に経路2296,2
299を介して第23図の経路2310へと進みかつ判別を行な
うブロック2320へと進み“Ｉはフルスケールより小さい
か”という疑問を発生する。
第23図を参照して、電流の大きさがＩがフルスケールよ
り小さくないとサブルーティンが判別ブロック2320で判
定した場合、プログラムは否定経路2321を介して判別ブ
ロック2320を通過し“引き外し後のサブルーチン”ブロ
ック2380へ入る。ブロック2380は実際に負荷をacSSPCか
ら遮断するためのすべての引き外しシーケンスに対する
進入点である。プログラムは“引き外し”ブロック2380
への進入後経路2382を介して“ドライブオフ、トリップ
指示（IND）オン、トリップフラグオン、オンフラグオ
フ”と名称づけられたブロック2390へと進む。これらの
機能はマイクロプロセッサから外部ポート信号線をセッ
トすることによりプログラムにより達成される。プログ
ラムは経路2392を介してブロック2390を通過し、第21図
の進入点2197へ戻る。
り小さくないとサブルーティンが判別ブロック2320で判
定した場合、プログラムは否定経路2321を介して判別ブ
ロック2320を通過し“引き外し後のサブルーチン”ブロ
ック2380へ入る。ブロック2380は実際に負荷をacSSPCか
ら遮断するためのすべての引き外しシーケンスに対する
進入点である。プログラムは“引き外し”ブロック2380
への進入後経路2382を介して“ドライブオフ、トリップ
指示（IND）オン、トリップフラグオン、オンフラグオ
フ”と名称づけられたブロック2390へと進む。これらの
機能はマイクロプロセッサから外部ポート信号線をセッ
トすることによりプログラムにより達成される。プログ
ラムは経路2392を介してブロック2390を通過し、第21図
の進入点2197へ戻る。
ブロック2320へ戻って、電流がフルスケールよりも小さ
いと測定された場合には、プログラムは判別ブロック23
20を通過して経路2322を介して“二乗のルックアップ
（LOOK−up SQUARE）”と名称づけられたブロック2330
へ至る。このブロックはROMテーブルにおいて電流の大
きさの平方値を検索することを示す。この機能は経路23
32を介して通過され、“KSの減算”ブロック2335へ至
る。定数KSは読出された電流値の平方を表わす値から減
算される。プログラムはブロック2335を通過して判別ブ
ロック2340へと進み。そこにおいてサブルーチンは演算
結果の差が負であるか正であるかを判定する。負の結果
は電流の平方値がKSの値、すなわち引き外し限界値より
も小さいことを示している。この差が正であると判定さ
れる場合には、プログラムは判別ブロック2340を通過し
て経路2341を介して“減算（SUBTRACT）”と名称づけら
れたブロック2345へ至り、そこで先に判定された減算結
果の差が３重精密アキュムレータACCから減算される。
プログラムは次に“ACC＜0?"と名称づけられた判別ブロ
ック2350へ進む。このように述べたプロセスは、ACCア
キュムレータにおける値が引き外しをもたらすのに不十
分であった一時的な過電流状態から生じた場合に従われ
る。ブロック2345で得られたときのI2の値がSSPCの定格
値よりも小さい場合におけるI2の値の減算の連続した系
列はACCアキュムレータに蓄積された総和の減少をもた
らせる。このプロセスは、一時的な過電流を受けている
場合に遮断器を流れる電流が遮断器の定格値以下のレベ
ルにまで小さくなると冷却されることのできる熱電気回
路遮断器により得られるものと同一の結果をもたらす。
プログラムがACCレジスタにおける値が０より小さいと
判定した場合、プログラムは肯定経路2352を介して通過
して“アキュムレータA,A2,A3を0"と名称づけられたブ
ロック2370へ至る。このプログラムはこのブロックに入
った結果ACCアキュムレータを０にし次に経路2372を介
して第22図の2218へ進む。判別ブロック2350においてAC
Cは０より小さくないという判別が行なわれた場合、プ
ログラムはこの判別を行なうブロックから直接第22図の
2218へと進むであろう。
いと測定された場合には、プログラムは判別ブロック23
20を通過して経路2322を介して“二乗のルックアップ
（LOOK−up SQUARE）”と名称づけられたブロック2330
へ至る。このブロックはROMテーブルにおいて電流の大
きさの平方値を検索することを示す。この機能は経路23
32を介して通過され、“KSの減算”ブロック2335へ至
る。定数KSは読出された電流値の平方を表わす値から減
算される。プログラムはブロック2335を通過して判別ブ
ロック2340へと進み。そこにおいてサブルーチンは演算
結果の差が負であるか正であるかを判定する。負の結果
は電流の平方値がKSの値、すなわち引き外し限界値より
も小さいことを示している。この差が正であると判定さ
れる場合には、プログラムは判別ブロック2340を通過し
て経路2341を介して“減算（SUBTRACT）”と名称づけら
れたブロック2345へ至り、そこで先に判定された減算結
果の差が３重精密アキュムレータACCから減算される。
プログラムは次に“ACC＜0?"と名称づけられた判別ブロ
ック2350へ進む。このように述べたプロセスは、ACCア
キュムレータにおける値が引き外しをもたらすのに不十
分であった一時的な過電流状態から生じた場合に従われ
る。ブロック2345で得られたときのI2の値がSSPCの定格
値よりも小さい場合におけるI2の値の減算の連続した系
列はACCアキュムレータに蓄積された総和の減少をもた
らせる。このプロセスは、一時的な過電流を受けている
場合に遮断器を流れる電流が遮断器の定格値以下のレベ
ルにまで小さくなると冷却されることのできる熱電気回
路遮断器により得られるものと同一の結果をもたらす。
プログラムがACCレジスタにおける値が０より小さいと
判定した場合、プログラムは肯定経路2352を介して通過
して“アキュムレータA,A2,A3を0"と名称づけられたブ
ロック2370へ至る。このプログラムはこのブロックに入
った結果ACCアキュムレータを０にし次に経路2372を介
して第22図の2218へ進む。判別ブロック2350においてAC
Cは０より小さくないという判別が行なわれた場合、プ
ログラムはこの判別を行なうブロックから直接第22図の
2218へと進むであろう。
再び上述の判別ブロック2340を参照して、プログラム
が、I2の値がKSより大きく、SSPCスイッチを通って負荷
へ流れる電流の値がSSPCからの定格値を越えていること
を示していると判定した場合、プログラムは肯定経路を
介して“三重の”アンド（TRIPLE AND）”と名称づけ
られたブロック2342へ進むであろう。このブロックはDC
動作に関連して先に述べた３重精密ACCアキュムレータ
に対しコンピュータによる監視を行なわせる。プログラ
ムはブロック2342を通過して経路2343を介して“ACCとM
AXVALとの比較（COMPARE ACC TO MAXVAL）”と名称
づけられたブロック2344へ至る。このブロックの機能は
I2の値が高速引き外しのために確立された限界の絶対値
の二乗以上であるかどうかどうかを判定することであ
る。プログラムはブロック2344を通過して“ACCはMAXVA
Lに等しいか（IS ACC EQUAL TO MAXVAL?）”と名称
づけられた判別ブロック2360へと進む。プログラムがAC
CはMAXVAL"に等しいと判定した場合、プログラムは肯定
経路2362を介して通過した第22図の2218へと至る。プロ
グラムが、一方、ACCがMAXVALに等しくないと判定した
場合、プログラムは経路2361を介して通過して引き外し
シーケンスの経路2361を介した進入点2325へと至る。
が、I2の値がKSより大きく、SSPCスイッチを通って負荷
へ流れる電流の値がSSPCからの定格値を越えていること
を示していると判定した場合、プログラムは肯定経路を
介して“三重の”アンド（TRIPLE AND）”と名称づけ
られたブロック2342へ進むであろう。このブロックはDC
動作に関連して先に述べた３重精密ACCアキュムレータ
に対しコンピュータによる監視を行なわせる。プログラ
ムはブロック2342を通過して経路2343を介して“ACCとM
AXVALとの比較（COMPARE ACC TO MAXVAL）”と名称
づけられたブロック2344へ至る。このブロックの機能は
I2の値が高速引き外しのために確立された限界の絶対値
の二乗以上であるかどうかどうかを判定することであ
る。プログラムはブロック2344を通過して“ACCはMAXVA
Lに等しいか（IS ACC EQUAL TO MAXVAL?）”と名称
づけられた判別ブロック2360へと進む。プログラムがAC
CはMAXVAL"に等しいと判定した場合、プログラムは肯定
経路2362を介して通過した第22図の2218へと至る。プロ
グラムが、一方、ACCがMAXVALに等しくないと判定した
場合、プログラムは経路2361を介して通過して引き外し
シーケンスの経路2361を介した進入点2325へと至る。
再び第22図を参照しかつ特に“Ｉ＜高速引き外し限界”
（IS Ｉ＜FAST TRIP LIMIT）?"と名称づけられたブ
ロック2280を参照する。Ｉが“高速引き外し限界値”よ
りも小さくないという判定はＩが既に“高速引き外し限
界値”を越えているということを意味している。プログ
ラムは経路2282を介して引き外しシーケンスに対する進
入点である第23図の2325へと進む。
（IS Ｉ＜FAST TRIP LIMIT）?"と名称づけられたブ
ロック2280を参照する。Ｉが“高速引き外し限界値”よ
りも小さくないという判定はＩが既に“高速引き外し限
界値”を越えているということを意味している。プログ
ラムは経路2282を介して引き外しシーケンスに対する進
入点である第23図の2325へと進む。
ACターンオフ 第22図を参照して、プログラムが“コマンドはオン?"
（IS COMMAND ON?）”と名称づけられた判別ブロック
2226へと進み各外部ポートを検査してコマンド信号がオ
ン状態にないと判定すると、プログラムは経路2228を介
して第24図上部の経路2410へと移る。第24図を参照し
て、ターンオフシーケンスは“タイマ起動（START TIM
IER）”と名称づけられたブロック2412へ進むことによ
り始まる。このブロックはコントロール信号の除去の確
認のためにマイクロプロセッサ内部のタイマを起動させ
ることを意味する。制御信号はターンオフシーケンスが
確認されかつ実行される前に内部タイマにより確立され
た予め定められた時間の間低レベルになければならな
い。プログラムはブロック2412から“タイマ完了（IS
TIMER DONE）?"と名称づけられた判別ブロック2420へ
と進む。タイマがまだ適切なターンオフに必要とされる
限界値に到達していない場合、プログラムは否定経路を
介して“コールMEASX（CALL MEASX）”と名称づけられ
たブロック2435へ入る。このブロックはADCからの最後
に測定された電流値を尋ねることを示す。プログラムは
ブロック2435を出て“コマンドはオフか（IS COMMAND
OFF）?"と名称づけられた判別を行なうブロック2440
へと進む。コマンド信号がオフ状態にないという判別が
行なわれる場合、プログラムは否定経路を通過して“タ
イマリセット（RESET TIMER）”と名称づけられたブロ
ック2445へ入る。この経路はコマンド信号が既に高状態
への跳ね返りすなわち復帰を許可されてコマンド信号の
ターンオフを無効にしている場合に行なわれる。プログ
ラムはブロック2445から経路2447を介して第22図のホッ
トループに対する進入点である経路2218へと進む。判別
ブロック2440がコマンド信号がオフ状態にあるという判
定をもたらす場合、プログラムは再び“タイマ完了（IS
TIMER DONE）?"と名称づけられた判別ブロック2420
へ進む。タイマは再び十分な時間が経過してコマンド信
号のターンオフを有効としているかどうかを判定するた
めに尋ねられる。十分な時間が経過しタイマが完了した
という判定が行なわれると、次にプログラムは判別ブロ
ック2420から肯定経路を介してブロック2430へと進む。
ブロック2430は“ドライブオフ、オンフラグクリア（DR
IVE OFF,CLEAR ON FLAG）”と名称づけられる。プロ
グラムは印加電圧が極性変化の第１のシーケンスで零ボ
ルトを交差する、すなわち、−から＋へ極性が移ると負
荷へ電力を与えることを特徴とし、かつプログラムは、
極性変化の第２のシーケンスすなわち＋から−へと印加
電圧が０を横切るとターンオフシーケンスに応答して動
作信号を除去する。この特徴により、SSPCがリセットさ
れていない磁気コアの負荷による高い突入電流の危険を
冒すことなく磁性負荷にAC電力を与えることができるこ
とになる。プログラムは、これらの内部フラグをリセッ
トした後第21図の上部の経路2110へブロック2430を出た
後に移る。
（IS COMMAND ON?）”と名称づけられた判別ブロック
2226へと進み各外部ポートを検査してコマンド信号がオ
ン状態にないと判定すると、プログラムは経路2228を介
して第24図上部の経路2410へと移る。第24図を参照し
て、ターンオフシーケンスは“タイマ起動（START TIM
IER）”と名称づけられたブロック2412へ進むことによ
り始まる。このブロックはコントロール信号の除去の確
認のためにマイクロプロセッサ内部のタイマを起動させ
ることを意味する。制御信号はターンオフシーケンスが
確認されかつ実行される前に内部タイマにより確立され
た予め定められた時間の間低レベルになければならな
い。プログラムはブロック2412から“タイマ完了（IS
TIMER DONE）?"と名称づけられた判別ブロック2420へ
と進む。タイマがまだ適切なターンオフに必要とされる
限界値に到達していない場合、プログラムは否定経路を
介して“コールMEASX（CALL MEASX）”と名称づけられ
たブロック2435へ入る。このブロックはADCからの最後
に測定された電流値を尋ねることを示す。プログラムは
ブロック2435を出て“コマンドはオフか（IS COMMAND
OFF）?"と名称づけられた判別を行なうブロック2440
へと進む。コマンド信号がオフ状態にないという判別が
行なわれる場合、プログラムは否定経路を通過して“タ
イマリセット（RESET TIMER）”と名称づけられたブロ
ック2445へ入る。この経路はコマンド信号が既に高状態
への跳ね返りすなわち復帰を許可されてコマンド信号の
ターンオフを無効にしている場合に行なわれる。プログ
ラムはブロック2445から経路2447を介して第22図のホッ
トループに対する進入点である経路2218へと進む。判別
ブロック2440がコマンド信号がオフ状態にあるという判
定をもたらす場合、プログラムは再び“タイマ完了（IS
TIMER DONE）?"と名称づけられた判別ブロック2420
へ進む。タイマは再び十分な時間が経過してコマンド信
号のターンオフを有効としているかどうかを判定するた
めに尋ねられる。十分な時間が経過しタイマが完了した
という判定が行なわれると、次にプログラムは判別ブロ
ック2420から肯定経路を介してブロック2430へと進む。
ブロック2430は“ドライブオフ、オンフラグクリア（DR
IVE OFF,CLEAR ON FLAG）”と名称づけられる。プロ
グラムは印加電圧が極性変化の第１のシーケンスで零ボ
ルトを交差する、すなわち、−から＋へ極性が移ると負
荷へ電力を与えることを特徴とし、かつプログラムは、
極性変化の第２のシーケンスすなわち＋から−へと印加
電圧が０を横切るとターンオフシーケンスに応答して動
作信号を除去する。この特徴により、SSPCがリセットさ
れていない磁気コアの負荷による高い突入電流の危険を
冒すことなく磁性負荷にAC電力を与えることができるこ
とになる。プログラムは、これらの内部フラグをリセッ
トした後第21図の上部の経路2110へブロック2430を出た
後に移る。
第22図へ戻って、プログラムが“外部割込みによりSSPC
が引き外されたか（IS SSPC TRIPPED BY EXPERNAL
INTERRUPT）?"と名称づけられた判別ブロック2220へ
進みそしてプログラムが外部割込みにより引き外された
と判定すれば、プログラムは経路2222を介して第23図の
引き外しシーケンスの経路2325へと進む。
が引き外されたか（IS SSPC TRIPPED BY EXPERNAL
INTERRUPT）?"と名称づけられた判別ブロック2220へ
進みそしてプログラムが外部割込みにより引き外された
と判定すれば、プログラムは経路2222を介して第23図の
引き外しシーケンスの経路2325へと進む。
第21図を参照して、プログラムがブロック2160を通過し
て“タイマが完了したか（IS TIMER DONE）?"と名称
づけられた判別ブロック2170へとシーケンスを進め、タ
イマ時間がまだ終了していないと判定すると、プログラ
ムは否定経路を介してそのブロックを出て“コマンドは
オフか（IS COMMAND OFF）?"と名称づけられた判別を
行なうブロック2180へと進む。プログラムが各入力ポー
トを検索することによりコマンド信号がオフにあると判
定すると、プログラムは経路2184を介して出て進入経路
2160へ移りかつさらに判別を行なうブロック2170へ移行
し再び“タイマは完了したか（IS TIMER DONE）?"と
尋ねる。
て“タイマが完了したか（IS TIMER DONE）?"と名称
づけられた判別ブロック2170へとシーケンスを進め、タ
イマ時間がまだ終了していないと判定すると、プログラ
ムは否定経路を介してそのブロックを出て“コマンドは
オフか（IS COMMAND OFF）?"と名称づけられた判別を
行なうブロック2180へと進む。プログラムが各入力ポー
トを検索することによりコマンド信号がオフにあると判
定すると、プログラムは経路2184を介して出て進入経路
2160へ移りかつさらに判別を行なうブロック2170へ移行
し再び“タイマは完了したか（IS TIMER DONE）?"と
尋ねる。
プログラムがコマンド信号はオフ状態になく、コマンド
信号が真状態にあると示していると判定すると、プログ
ラムは否定経路2182を出て“タイマリセット（RESET T
IMER）”と名称づけられたブロック2190へと移る。この
点において、プログラムはタイマを０にリセットし経路
2192を介して第21図上部のac動作のための通常の進入点
2110へと進む。
信号が真状態にあると示していると判定すると、プログ
ラムは否定経路2182を出て“タイマリセット（RESET T
IMER）”と名称づけられたブロック2190へと移る。この
点において、プログラムはタイマを０にリセットし経路
2192を介して第21図上部のac動作のための通常の進入点
2110へと進む。
再び判別ブロック2170を参照して、判別を行なうブロッ
ク2170がタイマはその範囲の限界値に到達したと判定す
ると肯定の判定が行なわれプログラムは経路2172を介し
て“引き外し指示および引き外しフラグのリセット（RE
SET TRIP IND ＆ TRIP FLAG）”と名称づけられた
ブロック2195へ進む。これらの内部フラグをリセットす
ると続いて、プログラムは経路2196を介して第21図のAC
ルーティンに対する通常の進入点2110へと進む。
ク2170がタイマはその範囲の限界値に到達したと判定す
ると肯定の判定が行なわれプログラムは経路2172を介し
て“引き外し指示および引き外しフラグのリセット（RE
SET TRIP IND ＆ TRIP FLAG）”と名称づけられた
ブロック2195へ進む。これらの内部フラグをリセットす
ると続いて、プログラムは経路2196を介して第21図のAC
ルーティンに対する通常の進入点2110へと進む。
第21図および“コマンドはオフか（IS COMMAND OFF）
?"と名称づけられた判別を行なうブロック2140を参照し
て、プログラムがコマンド信号に関連する外部ポートを
検索することによりコマンド信号はオフ状態になくそれ
はオン状態にあることを示していると判定する場合、プ
ログラムは否定経路を介して“コールMEASX（CALL MEA
SX）”と名称づけられたブロック2150へ進む。このサブ
ルーチンは電流値を測定する。プログラムはブロック21
50を出て“ZVCのリセット（RESET ZVC）”と名称づけ
られたブロック2155へ進む。プログラムは零ボルトクロ
スフラグを０にリセットして経路2156を介して第21図上
部のac動作に対する通常の進入点2114へと進む。
?"と名称づけられた判別を行なうブロック2140を参照し
て、プログラムがコマンド信号に関連する外部ポートを
検索することによりコマンド信号はオフ状態になくそれ
はオン状態にあることを示していると判定する場合、プ
ログラムは否定経路を介して“コールMEASX（CALL MEA
SX）”と名称づけられたブロック2150へ進む。このサブ
ルーチンは電流値を測定する。プログラムはブロック21
50を出て“ZVCのリセット（RESET ZVC）”と名称づけ
られたブロック2155へ進む。プログラムは零ボルトクロ
スフラグを０にリセットして経路2156を介して第21図上
部のac動作に対する通常の進入点2114へと進む。
Claims (18)
- 【請求項１】電気コマンド信号の制御の下に負荷への電
源電圧の印加を制御し、前記電気コマンド信号に応答し
て負荷電流の供給および遮断をもたらす汎用個体パワー
コントローラであって、 予め定められたスイッチング特性を有する半導体スイッ
チング手段を備え、前記半導体スイッチング手段は前記
負荷を前記電源電圧へ接続するための半導体スイッチン
グ手段動作信号に応答し、 予め定められたプログラムに従うマイクロコンピュータ
を有しかつ前記電気コマンド信号に応答して前記半導体
スイッチング手段動作信号を与える制御手段を備え、 前記マイクロコンピュータプログラムは正弦波状の特性
のac電源電圧を用いた動作のためのacサブプログラムと
直流特性のdc電源電圧を用いた動作のためのdcサブプロ
グラムとを有しており、前記汎用個体パワーコントロー
ラは、前記電源電圧が前記ac電源であるか前記dc電源で
あるかに従って前記acサブプログラムおよびdcサブプロ
グラムの一方に従って駆動され、 第１の極性の論理信号を前記マイクロコンピュータへ与
え、前記マイクロコンピュータにac電源を用いた動作の
ために前記acサブプログラムを用いるように指令を与え
るための電圧選択手段を備え、前記論理信号は前記マイ
クロコンピュータにdc電源を用いる動作のために前記dc
サブプログラムを用いるように前記マイクロコンピュー
タに指令を与えるための第２の極性を有しており、 少なくとも１個の論理信号を前記マイクロコンピュータ
へ与え、前記マイクロコンピュータに前記汎用個体パワ
ーコントローラに対し予め定められた電流定格値を選択
するように指令を与えるための電流定格選択手段を備
え、 前記半導体スイッチング手段は前記半導体スイッチング
手段動作信号の中断に応答して前記電源電圧から前記負
荷への電流伝達経路を遮断するようにされており、 前記汎用個体パワーコントローラは前記ac電源電圧から
前記負荷への前記電流伝達経路のはねかえりのない遮断
を前記電気コマンド信号に応答して実現し、前記遮断は
第１の予め定められた極性変化のシーケンスを有して零
ボルトを交差するac電源電圧の第１の予め定められたシ
ーケンスに対応し、 前記汎用個体パワーコントローラは前記電気コマンド信
号の中断に応答して、接点のはねかえりおよびそれに伴
なうアークを生じることなく前記負荷への電流伝達経路
を遮断し、前記遮断は第２の予め定められた極性変化の
シーケンスを有して零ボルトを交差するac電源電圧の第
２の予め定められたシーケンスに対応する、汎用個体パ
ワーコントローラ。 - 【請求項２】前記負荷に対する前記電流伝達経路と直列
に介挿されてそこを流れる電流の振幅を表わす電流振幅
信号を生成する負荷電流検出手段をさらに備え、 前記制御手段は前記電流振幅信号に応答して前記電流振
幅信号を第１の予め定められた電流振幅しきい値限界と
比較し、 前記制御手段は前記第１の予め定められた電流振幅しき
い値限界を前記電流振幅信号が越えるとき高速引き外し
信号を発生し、 前記制御手段は前記高速引き外し信号に応答して前記半
導体スイッチング手段に対する前記半導体スイッチング
手段動作信号を中断し、これにより前記半導体スイッチ
ング手段は前記負荷への前記電流伝達経路を遮断する、
請求の範囲第１項記載の汎用個体パワーコントローラ。 - 【請求項３】前記負荷電流検出手段はさらに、 前記電流振幅信号をデジタル電流振幅信号に変換する手
段を備え、 前記制御手段は前記デジタル電流振幅信号に応答して前
記デジタル電流振幅信号を予め定められた第１のデジタ
ル電流振幅しきい値限界と比較し、該比較結果が前記デ
ジタル電流振幅信号が前記第１の予め定められたデジタ
ル電流振幅しきい値限界を越えたことを示すとき通常の
引き外し信号を与えて前記半導体スイッチング手段動作
信号を中断させる、請求の範囲第２項記載の汎用個体パ
ワーコントローラ。 - 【請求項４】前記制御手段のマイクロコンピュータはさ
らに第１のアキュムレータを含み、 前記予め定められたマイクロコンピュータプログラムは
前記マイクロコンピュータに、 前記デジタル電流振幅信号をサンプリングするステップ
と、 各前記サンプリングされたデジタル電流振幅信号を二乗
するステップと、 前記二乗されたデジタル電流振幅信号の各々を前記アキ
ュムレータで加算するステップと、 前記サンプルされかつ二乗されたデジタル電流振幅信号
の加算それぞれの後前記アキュムレータから第１の予め
定められた定数を減算するステップと、 前記アキュムレータの値を第２の予め定められた定数と
比較するステップと、 前記第２の予め定められた定数を前記アキュムレータの
値が越えるとき前記通常の引き外し信号を与えるステッ
プの各ステップの実行を指令し、 前記制御手段は前記通常の引き外し信号に応答して前記
半導体スイッチング手段に対する前記半導体スイッチン
グ手段動作信号を中断させ、それにより前記半導体スイ
ッチング手段は前記負荷への前記電流伝達経路を遮断す
る、請求の範囲第３項記載の汎用個体パワーコントロー
ラ。 - 【請求項５】前記負荷に対する電流伝達経路に直列に介
挿された前記負荷電流検出手段はそこを流れる負荷電流
の二乗に比例する二乗電流振幅信号を発生し、 前記制御手段は前記二乗電流振幅信号に応答しかつさら
に前記二乗電流振幅信号を予め定められた第１の電流振
幅しきい値限界と比較し、前記二乗電流振幅信号が前記
第１の予め定められた電流振幅しきい値限界を越えると
き前記高速引き外し信号を発生し、 前記制御手段は前記高速引き外し信号に応答して前記半
導体スイッチング手段に対する前記半導体スイッチング
手段動作信号を中断し、それにより前記半導体スイッチ
ング手段は前記負荷に対する前記電流伝達経路を遮断す
る、請求の範囲第２項記載の汎用個体パワーコントロー
ラ。 - 【請求項６】前記負荷電流検出手段はさらに、 前記二乗電流振幅信号をサンプリングして二乗デジタル
電流振幅信号へ変換する手段を備え、 前記制御手段は、前記サンプリングされた二乗デジタル
電流振幅信号に応答して前記サンプリングされた二乗デ
ジタル電流振幅信号の各々を第１の予め定められた二乗
デジタル電流振幅しきい値限界と比較し、該サンプリン
グされた二乗デジタル電流振幅信号が前記第１の予め定
められた二乗デジタル電流振幅しきい値限界を越えると
き前記高速引き外し信号を発生する、請求の範囲第５項
記載の汎用固体パワーコントローラ。 - 【請求項７】前記制御手段のマイクロコンピュータはさ
らに、第１のアキュムレータを含み、 前記予め定められたマイクロコンピュータプログラム
は、 前記二乗デジタル電流振幅信号を順次選択するステップ
と、 前記二乗デジタル電流振幅信号を前記第１のアキュムレ
ータで順次加算するステップと、 前記選択された二乗デジタル電流振幅信号の前記第１の
アキュムレータにおける加算それぞれの後に前記第１の
アキュムレータから第１の予め定められた定数を減算す
るステップと、 前記第１のアキュムレータの値を第２の予め定められた
定数と比較するステップと、 前記第１のアキュムレータの値が前記第２の予め定めら
れた定数を越えるとき通常の引き外し信号を与えるステ
ップの実行を前記マイクロコンピュータに指令し、 前記制御手段は前記通常の引き外し信号に応答して前記
半導体スイッチング手段に対する前記半導体スイッチン
グ手段動作信号を中断し、それにより前記半導体スイッ
チング手段は前記負荷への前記電流伝達経路を遮断す
る、請求の範囲第６項記載の汎用個体パワーコントロー
ラ。 - 【請求項８】前記制御手段のマイクロコンピュータは前
記予め定められたプログラムを繰返し実行し、 前記予め定められたプログラムは前記マイクロコンピュ
ータを制御して前記電気コマンド信号および前記高速引
き外し信号がともに存在するときまたは前記電気コマン
ド信号および前記通常の引き外し信号がともに存在する
ときに所定のステップを順次実行するように前記制御手
段を制御し、前記所定のステップは、 第１に、前記半導体スイッチング手段動作信号を発生
し、 第２に、ac電源電圧から前記負荷への導電性の第１の伝
達経路を確立し、前記導電性の第１の伝達経路は前記負
荷接点と電流を共有するように機能し、 第３に、前記半導体スイッチング手段動作信号を中断す
ることにより前記負荷接点の開状態を知らせる前記接点
閉鎖位置信号の不存在に応答する各ステップを含み、そ
れにより前記導電性の第１の伝達経路が非導通状態とな
り、故障を防止する、請求の範囲第７項記載の汎用個体
パワーコントローラ。 - 【請求項９】前記半導体スイッチング手段はダイオード
でブロックされたアンチパラレルのトランジスタから構
成される、請求の範囲第８項記載の汎用個体パワーコン
トローラ。 - 【請求項１０】前記半導体スイッチング手段はトライア
ックで構成される、請求の範囲第８項記載の汎用個体パ
ワーコントローラ。 - 【請求項１１】前記電気コマンド信号の中断に応答して
前記半導体スイッチング手段動作信号を中断する前記制
御手段に含まれる手段はさらに、前記極性変化の第１の
予め定められたシーケンスを有する前記電源電圧の零ボ
ルト交差から測定して約3/4サイクルだけ前記中断を遅
延させる、請求の範囲第10項記載の汎用個体パワーコン
トローラ。 - 【請求項１２】前記半導体スイッチング手段はアンチパ
ラレルなシリコン制御整流器で構成される、請求の範囲
第８項記載の汎用個体パワーコントローラ。 - 【請求項１３】前記電気コマンド信号の中断に応答して
前記半導体スイッチング手段動作信号を中断する前記制
御手段に含まれる手段はさらに、前記極性変化の前記第
１の予め定められたシーケンスを有する前記電源電圧の
零ボルト交差から測定して約3/4サイクルだけ前記中断
を遅延させる、請求の範囲第12項記載の汎用個体パワー
コントローラ。 - 【請求項１４】前記電圧選択手段はさらに、前記汎用個
体パワーコントローラをac電源電圧で動作させるモード
に設定する第１の極性と、前記汎用個体パワーコントロ
ーラをdc電源電圧に従って動作するように設定する第２
の極性とを有する前記論理信号を前記マイクロコンピュ
ータの所定のポートへ与えるための予め定められた印刷
回路接続を備える、請求の範囲第１項記載の汎用個体パ
ワーコントローラ。 - 【請求項１５】前記電源がac電源であるかdc電源である
かを検出するための零交差回路をさらに備え、前記零交
差回路は前記電源がac電源でありかつac電源電圧が周期
的に零ボルトを交差することに応答して前記マイクロコ
ンピュータの入力ポートへ零交差信号を与える、請求の
範囲第１項記載の汎用個体パワーコントローラ。 - 【請求項１６】前記マイクロコンピュータの予め定めら
れたプログラムは前記零交差信号が前記マイクロコンピ
ュータにより存在すると判定される場合、前記acサブプ
ログラムを自動的に選択する、請求の範囲第15項記載の
汎用個体パワーコントローラ。 - 【請求項１７】前記マイクロコンピュータの予め定めら
れたプログラムは零交差信号間の時間を測定しかつ該時
間測定結果に従って前記電源電圧の周波数を計算する、
請求の範囲第15項記載の汎用個体パワーコントローラ。 - 【請求項１８】電気コマンド信号の制御の下に負荷への
電源電圧の印加を制御し、前記電気コマンド信号に応答
して負荷電流の供給および遮断をもたらす汎用個体パワ
ーコントローラであって、 予め定められたスイッチング特性を有する半導体スイッ
チング手段を備え、前記半導体スイッチング手段は半導
体スイッチング手段動作信号に応答して前記負荷を前記
電源電圧へ接続し、 予め定められたプログラムに従って動作するマイクロコ
ンピュータを含み、前記電気コマンド信号に応答して前
記半導体スイッチング手段動作信号を発生する制御手段
を備え、 前記マイクロコンピュータの予め定められたプログラム
は正弦波状の特性を有するac電源電圧を用いた動作のた
めのacサブプログラムと直流特性のdc電源電圧を用いた
動作のためのdcサブプログラムとを有し、 前記マイクロコンピュータへ第１の極性の論理信号を与
えて前記ac電源を用いた動作のために前記acサブプログ
ラムを用いるように前記マイクロコンピュータへ指令を
与える電圧選択手段を備え、前記論理信号は前記dc電源
を用いて行なわれる動作のために前記dcサブプログラム
を用いるように前記マイクロコンピュータへ指令を与え
る第２の極性をさらに有しており、 前記半導体スイッチング手段は、前記半導体スイッチン
グ手段動作信号の中断に応答して前記電源から前記負荷
に至る電流伝達経路を遮断し、 前記汎用個体パワーコントローラは前記電気コマンド信
号に応答して前記ac電源から前記負荷へ至る前記伝達経
路のはねかえりのない遮断を実現し、前記遮断は第１の
予め定められた極性変化のシーケンスを有するac電源電
圧の零ボルト交差の第１の予め定められたシーケンスに
対応し、 前記汎用個体パワーコントローラは前記電気コマンド信
号の中断に応答してスイッチング接点のはねかえりおよ
びそれに付随するアークを生じることなく前記負荷への
前記伝達経路を遮断し、該遮断は第２の予め定められた
極性変化のシーケンスを有するac電源電圧の零ボルト交
差の第２の予め定められたシーケンスに対応する、汎用
個体パワーコントローラ。
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