CN102792408A

CN102792408A - 定时器

Info

Publication number: CN102792408A
Application number: CN2011800026330A
Authority: CN
Inventors: 小山护章; 摺河利通; 佐藤高洋
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: TWI456615B; JP2012190701A; TW201237912A; CN102792408B; JP5201232B2; WO2012124152A1; KR101298842B1; KR20120115469A

Abstract

定时器(200)包括：继电器部(20)，用于切换是否对负载提供电力或信号；以及控制部(10)，通过来自交流电源(50)的电力而工作，用于控制继电器部(20)的导通或截止。继电器部(20)包括：半波整流电路(D1)，对来自交流电源(50)的交流电流进行半波整流；AC继电器(100)，被输入由半波整流电路(D1)半波整流后的脉动电流；开关电路(TR1)，用于导通或截止被输入到AC继电器(100)的脉动电流，控制部(10)在对负载提供电力或信号的期间为了对AC继电器(100)进行PWM控制而对开关电路(TR1)输出驱动信号。

Description

定时器

技术领域

本发明涉及具有继电器的定时器。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种定时器，该定时器包括：整流二极管，对来自交流电源的交流电流进行整流；平滑电容器，将从整流二极管输出的电流进行平滑；继电器线圈，被输入由平滑电容器平滑后的电流；以及继电器驱动用晶体管，使输入到继电器线圈的电流导通或截止。在专利文献1中，谋求减少定时器的元件数。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3661272号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，要求进一步减少定时器的元件数。因此，本发明的目的在于进一步减少具有继电器的定时器的元件数。

用于解决课题的手段

本发明的定时器，其包括：继电器部，用于切换是否对负载提供电力或信号；以及控制部，通过来自交流电源的电力而工作，且控制继电器部的导通或截止，其中继电器部包括：半波整流电路，对来自交流电源的交流电流进行半波整流；AC继电器，对其输入被半波整流电路半波整流后的脉动电流；以及开关电路，导通或截止对AC继电器输入的脉动电流，控制部在对负载提供电力或信号的期间，为了对AC继电器进行PWM控制，对开关电路输出驱动信号。

在本发明的定时器的一个方式中，半波整流电路还可以对AC继电器输入未被平滑电路平滑的脉动电流。

在本发明的定时器的一个方式中，AC继电器还可以包括：继电器线圈，通过脉动电流产生主磁通；屏蔽线圈，通过主磁通，产生与主磁通相位偏移的从磁通；固定接点，与负载电连接；以及可动接点，通过主磁通以及从磁通引起的吸引力，与所述固定接点电连接。

在本发明的定时器的一个方式中，还可以包括二极管，与继电器线圈并联连接，用于吸收在继电器线圈产生的反电动势。

在本发明的定时器的一个方式中，控制部还可以在对负载提供电力或信号的期间，输出重复以下周期的驱动信号，从而对AC继电器进行PWM控制：导通开关电路直至从AC继电器输出的电流值达到基准电流值后，在基准截止期间，截止开关电路。

在本发明的定时器的一个方式中，控制部还可以基于基准电流值以及基准截止期间，对AC继电器进行PWM控制，基准电流值以及基准截止期间基于交流电源的额定电压而决定。

在本发明的定时器的一个方式中，还可以包括：壳体，存放控制部、用于保持控制部的基板、以及经由基板与控制部电连接的继电器部；以及外部端子，具有对继电器部以及控制部输出来自交流电源的电力的端子、以及用于电连接继电器部与负载的端子。

另外，上述的发明的概要并不是将本发明的必要的全部特征进行列举。此外，这些特征组的子组合也还可以成为发明。

附图说明

图1是表示本实施方式的定时器的电路结构的图。

图2是表示本实施方式的定时器的内部结构的图。

图3是表示PWM控制的参数的一例的图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式说明本发明，但以下的实施方式并不限定权利要求书的发明。此外，在实施方式中说明的特征的全部组合对发明的解决手段来说并非是必需的。

图1是表示本实施方式的定时器200的电路结构的图。定时器200是所谓的内置继电器型的固态定时器(solid state timer)，包括继电器部20、控制部10、双列直插式开关(DIP switch)30、以及脉冲产生部40。

继电器部20切换是否对在定时器200上连接的负载提供电力或信号。控制部10通过来自交流电源50的电力而工作，控制继电器部20的导通或截止。

控制部10例如是IC芯片，为了在对定时器200上连接的负载提供电力或信号的期间，对AC继电器100进行PWM控制，对晶体管TR1输出驱动信号。

继电器部20具有串联连接的二极管D1、AC继电器100、以及晶体管TR1。继电器部20还包括与AC继电器100并联的二极管D2。二极管D1是半波整流电路的一例，对来自交流电源50的交流电流进行单相半波整流。在AC继电器100，不经由平滑电容器等平滑电路而直接输入通过二极管D1半波整流后的脉动电流。晶体管TR1是开关电路的一例，用于导通或截止输入到AC继电器100的脉动电流。晶体管TR1的基极上，经由电阻R2、电阻R3以及电容器C1而输入来自控制部10的驱动信号。另外，电阻R3以及电容器C1是用于使驱动信号稳定后输入到晶体管TR1的基极的元件。二极管D2与AC继电器100的继电器线圈并联连接，用于吸收在继电器线圈产生的反电动势。

继电器部20作为用于检测从AC继电器100输出的电流值的电流检测电路，还包括电阻R1、电阻R4、以及电容器C2。控制部10基于电阻R1的两端的电压值，计算从AC继电器100输出的电流值。

控制部10在对连接到定时器200上的负载提供电力或信号的期间，通过输出重复以下的周期的驱动信号，从而对AC继电器100进行PWM控制：导通晶体管TR1直至从AC继电器100输出的电流值达到基准电流值后，在基准截止期间，截止晶体管TR1。

双列直插式开关30是用于设定时间范围以及工作模式的开关，所述时间范围表示对连接到定时器200上的负载提供电力或信号的期间。脉冲产生部40输出预先决定的周期的脉冲。控制部10对具有对脉冲产生部40产生的脉冲进行计数的计数器。控制部10基于在双列直插式开关30设定的时间范围的每个脉冲数进行相加计数(count up)。此外，控制部10根据在双列直插式开关30中设定的工作模式，基于脉冲的计数数，控制对晶体管TR1输出驱动信号的期间，即对负载提供电力或信号的期间。例如，控制部10以在进行相加计数(count up)之前导通AC继电器100，即在进行相加计数(count up)之前对晶体管TR1输出驱动信号的第1工作模式进行工作。或者，控制部10以在进行相加计数(count up)之后截止AC继电器100，即在进行相加计数(count up)之后停止对晶体管TR1输出驱动信号的第2工作模式进行工作。或者，控制部10以重复第1工作模式和第2工作模式的第3工作模式进行工作。

此外，定时器200包括浪涌(surge)吸收元件SA、电阻R10、二极管D10、平滑电容器C10、电阻R12、发光二极管FD1、电阻R16、电阻R14、发光二极管FD2、晶体管TR2、以及齐纳二极管D20。

浪涌吸收元件SA是浪涌电流保护用的元件。电阻R10、电阻R12、以及电阻R14是用于使电压下降到为了驱动用于构成控制部10的IC芯片所需的基准电压的电阻要素。二极管D10是对来自交流电源50的交流电流进行半波整流的整流电路。平滑电容器C10是用于平滑被二极管D10半波整流后的脉动电流的平滑电路。发光二极管FD1是表示定时器200中接入了电源的情况的电源显示用的元件。发光二极管FD2是表示AC继电器100正在工作着的情况，即对负载提供了来自定时器200的电力或信号的情况的工作状态显示用的元件。控制部10在未对AC继电器100输入驱动信号的期间，对晶体管TR2的栅极提供信号，在对AC继电器100输入驱动信号的期间，对晶体管TR2的栅极不提供信号。由此，根据AC继电器100的工作状态，发光二极管FD2发光。齐纳二极管D20是用于稳定来自交流电源的固定的电压而提供给控制部10的元件。

在本实施方式中，二极管D1将未被平滑电路平滑的脉动电流直接输入到AC继电器100。即，定时器200在二极管D1与AC继电器100之间不包括平滑电路。当对继电器线圈直接输入未被平滑电路平滑的脉动电流的情况下，由于电流不稳定，因此继电器的可动接点振动，产生所谓的拍。因此，在本实施方式中，作为继电器，使用AC继电器而非DC继电器，从而抑制由于删除平滑电路而引起的弊病。由此，根据本实施方式，抑制产生继电器的拍，实现定时器200的稳定工作，且减少定时器200的元件数，且能够减少成本。

图2是表示定时器200的内部结构的图。定时器200具有壳体140，所述壳体140用于存放电子电路120、以及与电子电路120电连接的AC继电器100。电子电路120包括作为控制部10的IC芯片、配置了IC芯片以及发光二极管等元件的基板122、与基板122电连接且配置了电阻等元件的基板124。定时器200还包括作为外部端子的兼容端子130，所述兼容端子130具有对AC继电器100以及控制部10输出来自交流电源50的电力的端子134、以及将AC继电器100与负载电连接的端子132。

AC继电器100具有铁芯102、继电器线圈104、屏蔽线圈106、可动片108、可动接点110、固定接点112、以及轭114。继电器线圈104通过从二极管D1直接输入的脉动电流产生主磁通。屏蔽线圈106根据主磁通产生与主磁通偏移相位的从磁通。固定接点112经由端子132电连接于负载。通过主磁通以及从磁通引起的吸引力，可动片108与铁芯102接触，从而可动接点110与固定接点112电连接。另外，如上所述，二极管D2与继电器线圈104并联连接。由此，当输入到继电器线圈104的电流截止的情况下，在继电器线圈104上产生的反电动式引起的感应电流经由二极管D2输入到继电器线圈104，从而产生磁通。由此，在PWM控制中，在输入到继电器线圈104的电流截止的期间，另外当输入到继电器线圈104的电流是脉动电流的情况下，也更可靠地维持可保持可动接点110与固定接点112之间的电连接的吸引力。

定时器200在壳体140的内部内置用于构成定时器200的多个元件，另一方面，要求定时器200的小型化以及成本削减，小型的定时器200不能内置继电器的驱动用的专用的电源电路。由此，还需要将来自用于对定时器200的IC芯片提供电力的电源的电力提供给继电器。此外，根据继电器的种类，电源电压的规格不同。若使用不满足电源电压的规格的定时器，则在该定时器内置的继电器中产生拍等。从而，内置继电器的定时器200的电源电压的规格根据继电器的电源电压的规格而被限制。为了消除这样的限制，考虑通过对继电器的导通控制进行PWM控制，从而使能够使用的电源电压具有宽范围。这样的定时器考虑将被整流电路整流的脉动电流通过平滑电路进行平滑后，将平滑后的电流输入到DC继电器，并对DC继电器的驱动进行PWM控制。但是，用于平滑电路的电解电容器较昂贵，且根据电源电压的规格，需要使用大型的电解电容器。从而，有时使用电解电容器不满足定时器的小型化或成本削减这样的要求。

鉴于以上情况，在本实施方式中，提供不搭载用于平滑输入到继电器线圈的电流的定时器。这里，若简单去掉平滑电路，则从整流电路输出的电流为脉动电流，因此不能对继电器线圈提供稳定的电流，不能使继电器正常工作。因此，在本实施方式中，作为继电器，使用附有屏蔽线圈的AC继电器而非DC继电器。如上所述，屏蔽线圈是通过在继电器线圈上产生的主磁通产生与主磁通相位偏移的从磁通的线圈。通过使用这样的屏蔽线圈，即使在不能从电源对继电器线圈提供稳定的电流的情况下，也使继电器正常工作。此外，对AC继电器的导通控制进行PWM控制，从而还能够使可使用的电源电压的规格具有宽范围。从而在一个定时器中可使用的电源电压的幅度变宽，能够减少基于电源电压的规格的定时器的种类。从而，能够将定时器的部件共通化，能够实现大量生产，因此能够实现进一步的成本削减。

此外，作为附有屏蔽线圈的AC继电器，采用通用的AC继电器，从而能够进一步削减成本。但是，当采用通用的AC继电器的情况下，不能为了使AC继电器稳定地工作而通过调整屏蔽线圈的形状等来调整电感。因此，也可以通过调整PWM控制的参数来实现AC继电器的稳定工作。

图3是表示基于定时器的电源电压规格的、PWM控制的参数的一例的图。PWM控制的参数根据定时器的电源电压规格来预先决定。如上所述，控制部10通过输出重复如下周期的驱动信号，从而对AC继电器100进行PWM控制：在对负载提供电力或信号的期间，导通晶体管TR1直至从AC继电器100输出的电流值达到基准电流值后，在基准截止期间，截止晶体管TR1。因此，也可以作为PWM控制的参数，根据电源电压规格变更基准电流值以及基准截止期间，从而实现AC继电器的稳定工作。

在图3中，从预先决定了继电器线圈规格以及屏蔽线圈的形状的通用的AC继电器中，表示在各电源电压规格中可稳定工作的AC继电器。此外，表示了在各电源电压规格中所采用的AC继电器能够稳定工作的、基准电流值以及基准截止期间。如图3所示，例如，也可以是电源电压越低基准电流值越大。此外，也可以是电源电压越低基准截止期间越短。这样，通过根据电源的额定电压预先决定基准电流值和基准截止期间，从而即使是在采用了通用的AC继电器的情况下，也能够使AC继电器稳定地工作。

以上，利用实施方式说明了本发明，但本发明的技术性范围并不限定于上述实施方式记载的范围。本领域技术人员明白可对上述实施方式进行各种变更或改良。从权利要求书的记载可知，这样的进行了变更或改良的方式也可包含在本发明的技术范围中。

应注意在权利要求书、说明书、以及附图中表示的装置、系统、程序、以及方法中的工作、工序、步骤、以及阶段等的各处理的执行顺序应只要没有特别明示“之前”、“以前”等或者在后面的处理中使用前面处理的输出，可以以任意的顺序实现。针对权利要求书、说明书以及附图中的工作流程，即使为了便于说明而使用了“首先”、“接着”等，但并不表示必须要按照该顺序实施。

标号说明

10控制部、20继电器部、30双列直插式开关、40脉冲产生部、50交流电源、100AC继电器、200定时器。

Claims

1.一种定时器，其包括：继电器部，用于切换是否对负载提供电力或信号；以及控制部，通过来自交流电源的电力而工作，且控制所述继电器部的导通或截止，其中

所述继电器部包括：

半波整流电路，对来自所述交流电源的交流电流进行半波整流；

AC继电器，对其输入被所述半波整流电路半波整流后的脉动电流；以及

开关电路，导通或截止对所述AC继电器输入的所述脉动电流，

所述控制部在对所述负载提供电力或信号的期间，为了对所述AC继电器进行PWM控制，对所述开关电路输出驱动信号。

2.如权利要求1所述的定时器，其中，

所述半波整流电路对所述AC继电器输入未被平滑电路平滑的所述脉动电流。

3.如权利要求1或2所述的定时器，其中，

所述AC继电器包括：

继电器线圈，通过所述脉动电流产生主磁通；

屏蔽线圈，通过所述主磁通，产生与所述主磁通相位偏移的从磁通；

固定接点，与所述负载电连接；以及

可动接点，通过所述主磁通以及所述从磁通引起的吸引力，与所述固定接点电连接。

4.如权利要求3所述的定时器，还包括二极管，与所述继电器线圈并联连接，用于吸收在所述继电器线圈产生的反电动势。

5.如权利要求1至4的任一项所述的定时器，其中，

所述控制部在对所述负载提供电力或信号的期间，输出重复以下周期的所述驱动信号，从而对所述AC继电器进行PWM控制：导通所述开关电路直至从所述AC继电器输出的电流值达到基准电流值后，在基准截止期间，截止所述开关电路。

6.如权利要求5所述的定时器，其中，

所述控制部基于所述基准电流值以及所述基准截止期间，对所述AC继电器进行PWM控制，所述基准电流值以及所述基准截止期间基于所述交流电源的额定电压而决定。

7.如权利要求1至6的任一项所述的定时器，还包括：

壳体，存放所述控制部、用于保持所述控制部的基板、以及经由所述基板与所述控制部电连接的所述继电器部；以及

外部端子，具有对所述继电器部以及所述控制部输出来自所述交流电源的电力的端子、以及用于电连接所述继电器部与所述负载的端子。