DE112017007160T5 - Steuerkreis für schaltvorrichtung und schaltvorrichtung - Google Patents

Steuerkreis für schaltvorrichtung und schaltvorrichtung Download PDF

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Shuichi Itoda
Takeshi Nishida
Shinya Matsuo
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Omron Corp
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Abstract

Bereitgestellt wird ein Steuerkreis, der einen beweglichen Kontakt einer Schaltvorrichtung, im Vergleich zu der konventionellen Technik, mit höherer Geschwindigkeit zurückbringt. Der Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung umfasst ein erstes Schaltelement, welches einen beweglichen Kontakt und eine Ansteuerspule umfasst, die den beweglichen Kontakt des ersten Schaltelements steuert, wobei der Steuerkreis den beweglichen Kontakt zurückbringt, wenn die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt ausschaltet, nachdem die Ansteuerspule einen beweglichen Kontakt während der Zuführung einer Quellenspannung von einer Spannungsquelle anschaltet, wobei der Steuerkreis ein zweites Schaltelement umfasst, dass zwischen einer Gleichrichterschaltung oder einem Überspannungsabsorptionselement und dem ersten Schaltelement eingefügt ist, wobei das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist, wenn die Zuführung der Quellenspannung ausgeschaltet ist. Die Gleichrichterschaltung oder das Überspannungsabsorptionselement ist zwischen die Spannungsquelle und den Steuerkreis geschaltet, und das erste Schaltelement wird ausgeschaltet, indem das zweite Schaltelement ausgeschaltet wird.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung, wie beispielsweise ein elektromagnetisches Relais und einen Schalter, wobei der Steuerkreis der Verminderung der Anziehungskraft während der Rückkehr der Schaltvorrichtung dient, und die Schaltvorrichtung, welche den Steuerkreis umfasst.
  • STAND DER TECHNIK
  • Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 einen elektromagnetischen Schaltschütz, der einen beweglichen Kontakt eines Kontaktstücks durch Bewegen eines Führungsteils gegen eine Rückholfeder auf der Seite des feststehenden Kontakts in Kontakt mit einem feststehenden Kontakt bringt, um den notwendigen Kontaktdruck zu gewährleisten, ohne eine Belastung der Kontaktfeder des elektromagnetischen Relais zu erhöhen. In dem elektromagnetischen Relais wird eine Anlageeinheit bereitgestellt. Die Anlageeinheit umfasst ein Hilfsfederelement, in dem Federteile an beiden Enden ausgebildet sind. Die Anlageeinheit fixiert das Hilfsfederelement an dem Kontaktstück und drückt das Führungsteil gegen das Federteil durch Bewegen des Führungsteils, so dass das Federteil gekrümmt wird, wodurch eine Belastung erzeugt wird. An diesem Punkt wird die Belastung des Federteils unmittelbar erzeugt, nachdem der bewegliche Kontakt in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt kommt, und die Belastung der Kontaktfeder und die Belastung wirken auf das Kontaktstück als Kontaktdruck, der den beweglichen Kontakt in Kontakt mit dem feststehenden Kontakt bringt.
  • Patentdokument 2 offenbart einen leistungsvermindernden Steuerkreis, welcher einen elektronischen Chopper verwendet. Der Steuerkreis umfasst eine Spannungskorrektur- und Hochgeschwindigkeitsabfallzeit-Funktion, wobei ein Spulenstrom gegen einen Gleichspannungsaktuator vom Vorspannungstyp, der von einer Spannungsquelle durch eine Chopper-Schaltung gespeist wird, gesteuert wird.
  • 8 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel für einen Steuerkreis und eine periphere Schaltung für ein elektromagnetisches Relais eines konventionellen Beispiels dargestellt sind. In 8 ist eine Gleichspannungsquelle 80 durch einen Leistungsschalter SW und eine Ansteuerspule 70C eines elektromagnetischen Relais geerdet. Eine Diode D70, die einen Spitzenstrom absorbiert, wenn der Leistungsschalter SW angeschaltet ist, ist parallel mit der Ansteuerspule 70C geschaltet. Gemäß 8 wird, wenn der Leistungsschalter SW ausgeschaltet ist, eine gegenelektromotorische Spannung an die Ansteuerspule 70C gelegt, wodurch ein Strom ID70 durch die Ansteuerspule 70C und die Diode D70 geleitet wird.
  • DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENE AUFGABE
  • 9 ist eine Grafik, in der die Arbeitsweise des Steuerkreises für das elektromagnetische Relais in 8 dargestellt ist, 9(A) ist eine Grafik, in der eine Zeitkennlinie dargestellt ist, wenn das elektromagnetische Relais zurückgekehrt ist, und 9(B) ist eine Grafik, in der die Anziehungskraft des elektromagnetischen Relais gemäß 9(A) dargestellt ist.
  • Wie aus 9(A) hervorgeht, steigen der Strom Isw und der Strom I10C an, wenn der Leistungsschalter SW angeschaltet wird, und der Strom ID70 wird durch den Stromkreis, der die Ansteuerspule 70C und die Diode D70 umfasst, als gegenelektromotorischer Strom geleitet, wenn der Leistungsschalter SW ausgeschaltet ist. Wie aus 9(B) hervorgeht, kann zu diesem Zeitpunkt die durch den gegenelektromotorischen Strom erzeugte Anziehungskraft, basierend auf der Induktivität der Antreiberspule 70C, den Rückkehrvorgang eines beweglichen Kontakts in dem elektromagnetischen Relais der Ansteuerspule 70C behindern, was zu dem Problem führt, dass die Rückkehr des beweglichen Kontakts des elektromagnetischen Relais verzögert wird. Dasselbe Problem tritt in den Ansteuerspulen der Patentdokumente 1 und 2 auf.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei der Steuerkreis in der Lage ist, den beweglichen Kontakt der Schaltvorrichtung, wie beispielsweise des elektromagnetischen Relais, im Vergleich zu der konventionellen Technik, mit relativ hoher Geschwindigkeit zurückzubringen.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung ein erstes Schaltelement, welches einen beweglichen Kontakt und eine Ansteuerspule umfasst, die den beweglichen Kontakt des ersten Schaltelements steuert, wobei der Steuerkreis den beweglichen Kontakt zurückbringt, wenn die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt ausschaltet, nachdem die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt während der Zuführung einer Quellenspannung von einer Spannungsquelle anschaltet, wobei der Steuerkreis ein zweites Schaltelement umfasst, dass zwischen einer Gleichrichterschaltung oder einem Überspannungsabsorptionselement und dem ersten Schaltelement eingefügt ist, wobei das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist, wenn die Zuführung der Quellenspannung ausgeschaltet ist. Die Gleichrichterschaltung oder das Überspannungsabsorptionselement ist zwischen die Spannungsquelle und den Steuerkreis geschaltet, und das erste Schaltelement wird ausgeschaltet, indem das zweite Schaltelement ausgeschaltet wird.
  • WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Somit können in dem Steuerkreis für die Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung die beweglichen Kontakte der Schaltvorrichtung, wie beispielsweise das elektromagnetische Relais und der Schalter, im Vergleich zu der konventionellen Technik, mit relativ hoher Geschwindigkeit zurückgebracht werden.
  • Figurenliste
  • Figur
    • 1A ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 101 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 1 B ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel des Steuerkreises 101 und der peripheren Schaltung für das elektromagnetische Relais 10 gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 2 ist eine Grafik, in der Operationen des Steuerkreises für das elektromagnetische Relais 10 gemäß dem konventionellen Beispiel und der ersten Ausführungsform dargestellt sind, 2(A) ist eine Grafik, in der eine Zeitkennlinie des Stroms einer Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 dargestellt ist, wenn ein MOS-Transistor Q1 gemäß 1 ausgeschaltet ist, und 2(B) ist eine Grafik, in der die Anziehungskraft des elektromagnetischen Relais 10 gemäß 2(A) dargestellt ist.
    • 3 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 102 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 4 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 103 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 5 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 104 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 6 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 105 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
    • 7 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 106 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. 8 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises und einer peripheren Schaltung gemäß einem konventionellen Beispiel dargestellt sind.
    • 9 ist eine Grafik, in der die Operationen des Steuerkreises gemäß 8 dargestellt ist; 9(A) ist eine Grafik, in der die Zeitkennlinie dargestellt ist, wenn das elektromagnetische Relais zurückgekehrt ist, und 9(B) ist eine Grafik, in der die Anziehungskraft des elektromagnetischen Relais gemäß 9(A) dargestellt ist.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben In den folgenden Ausführungsformen sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1A ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 101 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
  • In 1A, umfassen der Steuerkreis 101 und die periphere Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 eine Wechselspannungsquelle, einen Leistungsschalter SW, eine Diodenbrückenschaltung 3, bei der es sich um eine Gleichrichterschaltung handelt, das elektromagnetische Relais 10 und den Steuerkreis 101. Das elektromagnetische Relais 10 umfasst feststehende Kontakte 10a, 10b, einen beweglichen Kontakt 10c und eine Ansteuerspule 10C mit einer Induktivität Ld. Der Steuerkreis 101 umfasst eine Spannungsteilerschaltung 5, welche einen Spannungsteilerwiderstand 5a mit einem Widerstandswert RA und einen Spannungsteilerwiderstand 5b mit einem Widerstandswert RB umfasst, einen Kondensator 6 mit einem Kapazitätswert C1, eine Zener-Diode ZN1, einen MOS-Transistor Q1 und eine Schutzschaltung 20. Die Schutzschaltung 20 umfasst eine Snubber-Schaltung, welche einen Widerstand 22 mit einem Widerstandswert Rsuna und einen Kondensator 21 mit einem Kapazitätswert C2 umfasst, und eine Überspannungsabsorptionsdiode D2.
  • Eine durch die Wechselspannungsquelle 1 erzeugte Wechselspannung wird durch den Leistungsschalter SW in die Diodenbrückenschaltung 3 eingegeben. Die Diodenbrückenschaltung 3 führt eine Zweiweggleichrichtung an der Eingangswechselspannung durch, und die gleichgerichtete pulsierende Fließspannung wird durch die Spannungsteilerschaltung 5 und eine Reihenschaltung der Schutzschaltung 20 und des MOS-Transistors Q1 an beide Enden der Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 angelegt. Die Spannungsteilerschaltung 5 teilt die angelegte Spannung in geteilte Spannungen unter Verwendung zweier Spannungsteilerwiderstände 5a, 5b, und die geteilten Spannungen werden über den Kondensator 6 und die Zener-Diode ZN1 an ein Gate des MOS-Transistors Q1 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zener-Diode ZN1 vorgesehen, um den MOS-Transistor Q1 bei einer vorbestimmten konstanten Spannung einzuschalten. Ein Ende der Diodenbrückenschaltung 3 ist mit einem Ende der Ansteuerspule 10C über ein Ende der Spannungsteilerschaltung 5 und ein Ende der Schutzschaltung 20 verbunden, und das andere Ende der Diodenbrückenschaltung 3 ist mit einer Quelle des MOS-Transistors Q1 über das andere Ende der Spannungsteilerschaltung 5 verbunden. Ein Drain des MOS-Transistors Q1 ist mit dem anderen Ende der Ansteuerspule 10C über das andere Ende der Schutzschaltung 20 verbunden.
  • 2 ist eine Grafik, in der Operationen des Steuerkreises 101 für das elektromagnetische Relais 10 gemäß dem konventionellen Beispiel und der ersten Ausführungsform dargestellt sind, 2(A) ist eine Grafik, in der eine Zeitkennlinie des Stroms einer Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 dargestellt ist, wenn ein MOS-Transistor Q1 in 1 ausgeschaltet ist, und 2(B) ist eine Grafik, in der die Anziehungskraft des elektromagnetischen Relais 10 gemäß 2(A) dargestellt ist.
  • In dem Steuerkreis 101, der wie oben konfiguriert ist, wird, wenn der Leistungsschalter SW ausgeschaltet wird, der MOS-Transistor Q1 ausgeschaltet, und der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 wird mit einem feststehenden Kontakt 0a verbunden. Wenn der Leistungsschalter SW angeschaltet wird, wird der MOS-Transistor Q1 angeschaltet, und der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 wird von dem feststehenden Kontakt 10a zu dem feststehenden Kontakt 10b umgeschaltet und dadurch eingeschaltet. Wenn der Leistungsschalter SW ausgeschaltet wird, nimmt der Strom der Ansteuerspule 10C ab, wie in 2(A) dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird zunächst der MOS-Transistor Q1 ausgeschaltet, und der Strom der Ansteuerspule 10C wird im Vergleich zu der konventionellen Technik mit einer höheren Geschwindigkeit vermindert, wobei die Anziehungskraft der Ansteuerspule 10C ebenso mit höherer Geschwindigkeit vermindert wird, wie in 2(B) dargestellt. Anschließend wird der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 von dem feststehenden Kontakt 10b zu dem feststehenden Kontakt 10a umgeschaltet und dadurch ausgeschaltet. Dadurch kann der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 im Vergleich zur konventionellen Technik mit höherer Geschwindigkeit zurückgebracht werden.
  • In der ersten Ausführungsform kann das Niveau der Gate-Source-Spannung des MOS-Transistors Q1 durch Änderung der Widerstandswerte RA, RB der Spannungsteilerwiderstände 5a, 5b, welche die Quellenspannung teilen, verändert werden. Dadurch kann die Ein- und Ausschaltzeit des MOS-Transistors Q1 frei eingestellt werden, so dass eine Rückkehrspannung an einer Stelle, ausgenommen die Gestaltung des Elektromagneten des elektromagnetischen Relais 10, eingestellt werden kann.
  • In der ersten Ausführungsform kann die Überspannungsbeständigkeit des MOS-Transistors Q1 verbessert werden, indem die Schutzschaltung 20 parallel mit der Ansteuerspule 10C geschaltet wird. Die Rückkehrgeschwindigkeit des Eisenstücks und des Kontakts des Elektromagneten des elektromagnetischen Relais 10 kann durch Einstellen einer RC-Zeitkonstante der Snubber-Schaltung in der Schutzschaltung 20 gesteuert werden.
  • In der ersten Ausführungsform wird der MOS-Transistor Q1 verwendet, um die Anziehungskraft während der Rückkehr des elektromagnetischen Relais 10 herabzusetzen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt. Alternativ kann ein Schaltelement vom Spannungsüberwachungstyp, wie beispielsweise ein MOS-Transistor, ein bipolarer Transistor und ein IGBT (Bipolarer Transistor mit isolierter Gate-Elektrode) verwendet werden.
  • 1B ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel des Steuerkreises 101 und der peripheren Schaltung für das elektromagnetische Relais 10 gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 1B umfasst die Modifikation der ersten Ausführungsform eine Diode D1, bei der es sich um ein Überspannungsabsorptionselement handelt und die anstelle der Diodenbrückenschaltung 3 der ersten Ausführungsform gemäß 1A vorgesehen ist. Die Diode D1 ist parallel mit der Reihenschaltung aus der Wechselspannungsquelle und dem Schalter SW geschaltet.
  • Zweite Ausführungsform
  • 3 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 102 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 3 umfasst der Steuerkreis 102 ein elektromagnetisches Relais 30 und eine Schutzschaltung 20. Das elektromagnetische Relais 30 umfasst einen Kontaktschalter 32 und eine Ansteuerspule 31, die den Kontaktschalter 32 steuert. Eines der Merkmale der zweiten Ausführungsform ist, dass das den gegenelektromotorischen Strom vermindernde elektromagnetische Relais 30 zwischen einer Diodenbrückenschaltung 3 und einer Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 eingefügt ist.
  • Gemäß 3 wird die Wechselspannung von der Wechselspannungsquelle 1 durch einen Leistungsschalter SW in die Diodenbrückenschaltung 3 eingegeben. Die Diodenbrückenschaltung 3 führt die Zweiweggleichrichtung an der Eingangswechselspannung durch, die gleichgerichtete Wechselspannung wird an ein Ende der Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 über den Kontaktschalter 32 angelegt, und die Diodenbrückenschaltung 3 wird durch die Ansteuerspule 31 geerdet. Die Schutzschaltung 20 ist parallel mit der Ansteuerspule 10C geschaltet.
  • Die Diodenbrückenschaltung 3 ist in dem Steuerkreis 101, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, so vorgesehen, dass das Problem der Rückkehrverzögerung in einem beweglichen Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 auftritt. Da jedoch in dem Steuerkreis 101 das elektromagnetische Relais 30 zwischen der Diodenbrückenschaltung 3 und der Ansteuerspule 10C des elektromagnetischen Relais 10 eingefügt ist, ist der Kontaktschalter 32 ausgeschaltet, wenn der Leistungsschalter SW ausgeschaltet ist. Dadurch wird die Anziehungskraft der Ansteuerspule 10C ebenso mit hoher Geschwindigkeit vermindert, indem der Strom der Ansteuerspule 10C, im Vergleich zu der konventionellen Technik, mit höherer Geschwindigkeit vermindert wird. Anschließend wird der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10 von dem feststehenden Kontakt 10b zu dem feststehenden Kontakt 10a umgeschaltet und ausgeschaltet. Dadurch kann der bewegliche Kontakt 10c des elektromagnetischen Relais 10, im Vergleich zu der konventionellen Technik, mit höherer Geschwindigkeit zurückgebracht werden.
  • Da in der ersten Ausführungsform der MOS-Transistor Q1 verwendet wird, ist es notwendig, die zweiweggleichgerichtete Wellenform der Ausgangsspannung der Diodenbrückenschaltung 3 mit einem Kondensator 6 oder dergleichen zu glätten. Wenn jedoch das elektromagnetische Relais 30, wie in der zweiten Ausführungsform, eingefügt wird, kann eine Gleichspannungskomponente der zweiweggleichgerichteten Wellenform durch die Induktivität der Ansteuerspule 31 extrahiert werden, so dass die Notwendigkeit der Glättungsschaltungskomponente, wie beispielsweise des Kondensators 6, entfällt. Das gleiche gilt für die dritte bis sechste Ausführungsform (die im Folgenden beschrieben werden).
  • Dritte Ausführungsform
  • 4 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 103 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 4 ist, wie in der zweiten Ausführungsform, ein elektromagnetisches Relais 30 zwischen einer Diodenbrückenschaltung 3 und dem elektromagnetischen Relais 10 eingefügt, um die gegenelektromotorische Kraft während der Rückkehr des elektromagnetischen Relais 10 zu reduzieren. Jedoch unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der zweiten Ausführungsform in 3 in dem folgenden Punkt. Anstelle der Schutzschaltung 20 ist eine Überspannungsabsorptionsdiode D11 mit beiden Enden einer Ansteuerspule 30C verbunden. In der dritten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden die gleichen Wirkungen wie in der zweiten Ausführungsform erzielt.
  • Vierte Ausführungsform
  • 5 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 104 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 5 ist in der vierten Ausführungsform, wie in der zweiten Ausführungsform, ein elektromagnetisches Relais 30 zwischen einer Diodenbrückenschaltung 3 und dem elektromagnetischen Relais 10 eingefügt, um die gegenelektromotorische Kraft während der Rückkehr des elektromagnetischen Relais 10 zu reduzieren. Jedoch unterscheidet sich die vierte Ausführungsform von der dritten Ausführungsform in 4 in dem folgenden Punkt. Anstelle der Überspannungsabsorptionsdiode D11 ist ein Überspannungsabsorptionsvaristor VA1 vorgesehen. In der vierten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden die gleichen Wirkungen wie in der zweiten und dritten Ausführungsform erzielt.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 6 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 105 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 6 ist in der fünften Ausführungsform, wie in der zweiten Ausführungsform, ein elektromagnetisches Relais 30 zwischen einer Diodenbrückenschaltung 3 und dem elektromagnetischen Relais 10 eingefügt, um die gegenelektromotorische Kraft während der Rückkehr des elektromagnetischen Relais 10 zu reduzieren. Jedoch unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von der dritten Ausführungsform in 4 in dem folgenden Punkt. Anstelle der Überspannungsabsorptionsdiode D11 ist eine Überspannungsabsorptionsschaltung, die mit einer Reihenschaltung aus einer Diode D11 und einer Zener-Diode ZN2 aufgebaut ist, vorgesehen. In der fünften Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden die gleichen Wirkungen wie in der zweiten bis vierten Ausführungsform erzielt.
  • Sechste Ausführungsform
  • 7 ist ein Schaltbild, in dem ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerkreises 106 und einer peripheren Schaltung für ein elektromagnetisches Relais 10 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Gemäß 7 ist in der sechsten Ausführungsform, wie in der zweiten Ausführungsform, ein elektromagnetisches Relais 30 zwischen einer Diodenbrückenschaltung 3 und dem elektromagnetischen Relais 10 eingefügt, um die gegenelektromotorische Kraft während der Rückkehr des elektromagnetischen Relais 10 zu reduzieren. Jedoch unterscheidet sich die sechste Ausführungsform von der dritten Ausführungsform in 4 in dem folgenden Punkt. Anstelle der Überspannungsabsorptionsdiode D11 ist eine Überspannungsabsorptions-CR-Schaltung 40, die aus einer Reihenschaltung aus einem Widerstand 41 mit einem Widerstandswert R11 und einem Kondensator 42 mit einem Kapazitätswert C11 aufgebaut ist, vorgesehen. In der sechsten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden die gleichen Wirkungen wie in der zweiten bis fünften Ausführungsform erzielt.
  • Modifikationen
  • In den Ausführungsformen können das Überspannungsabsorptionselement oder die Überspannungsabsorptionsschaltung mindestens eines der Elemente ausgewählt aus einer Diode, einer Snubber-Schaltung, einem Varistor, einer Zener-Diode, einer CR-Schaltung und einem Widerstand (ein limitierender Widerstand, der die Überspannung vermindert) umfassen.
  • In der zweiten bis sechsten Ausführungsform ist eine Diodenbrückenschaltung 3 vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zweite bis sechste Ausführungsform beschränkt. Die Diode D1, die das Überspannungsabsorptionselement in 1B darstellt, kann anstelle der Diodenbrückenschaltung 3 vorgesehen sein.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Der Steuerkreis der vorliegenden Erfindung kann bei einem elektromagnetischen Relais, zum Beispiel einer Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einem Leistungsschalter, Anwendung finden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wechselspannungsquelle
    2
    Kondensator
    3
    Diodenbrückenschaltung
    5
    Spannungsteilerschaltung
    5a, 5b
    Spannungsteilerwiderstand
    6
    Kondensator
    10
    elektromagnetisches Relais
    10C
    Ansteuerspule
    10a, 10b
    feststehender Kontakt
    10c
    beweglicher Kontakt
    20
    Schutzschaltung
    21
    Kondensator
    22
    Widerstand
    30
    elektromagnetisches Relais
    30C
    Ansteuerspule
    30a, 30b
    feststehender Kontakt
    30c
    beweglicher Kontakt
    31
    Ansteuerspule
    32
    Kontaktschalter
    40
    CR-Schaltung
    41
    Widerstand
    42
    Kondensator
    101. 102, 103, 104, 105, 106
    Steuerkreis
    D1, D2, D11
    Diode
    Q1
    MOS-Transistor
    SW
    Leistungsschalter
    VA1
    Varistor
    ZN1, ZN2
    Zener-Diode
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005302700 [0004]
    • US 5914849 [0004]

Claims (9)

  1. Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung umfassend ein erstes Schaltelement, welches einen beweglichen Kontakt und eine Ansteuerspule umfasst, die den beweglichen Kontakt des ersten Schaltelements steuert, wobei der Steuerkreis den beweglichen Kontakt zurückbringt, wenn die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt ausschaltet, nachdem die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt während der Zuführung einer Quellenspannung von einer Spannungsquelle anschaltet, wobei der Steuerkreis ein zweites Schaltelement umfasst, dass zwischen einer Gleichrichterschaltung oder einem Überspannungsabsorptionselement und dem ersten Schaltelement eingefügt ist, wobei das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist, wenn die Zuführung der Quellenspannung ausgeschaltet ist, wobei die Gleichrichterschaltung oder das Überspannungsabsorptionselement zwischen die Spannungsquelle und den Steuerkreis geschaltet ist, und das erste Schaltelement ausgeschaltet wird, indem das zweite Schaltelement ausgeschaltet wird.
  2. Steuerkreis gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Schaltelement ein Schaltelement vom Spannungsüberwachungstyp ist.
  3. Steuerkreis gemäß Anspruch 2, wobei das Schaltelement vom Spannungsüberwachungstyp ein MOS-Transistor, ein bipolarer Transistor oder ein IGBT (Bipolarer Transistor mit isolierter Gate-Elektrode) ist.
  4. Steuerkreis gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend eine Spannungsteilerschaltung, welche zwei Spannungsteilerwiderstände umfasst, wobei die Spannungsteilerschaltung dem Teilen der Spannung der Spannungsquelle dient, um das zweite Schaltelement unter Verwendung der geteilten Spannungen zu steuern.
  5. Steuerkreis für eine Schaltvorrichtung umfassend ein erstes Schaltelement, welches einen beweglichen Kontakt und eine Ansteuerspule umfasst, die den beweglichen Kontakt des ersten Schaltelements steuert, wobei der Steuerkreis den beweglichen Kontakt zurückbringt, wenn die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt ausschaltet, nachdem die Ansteuerspule den beweglichen Kontakt während der Zuführung einer Quellenspannung von einer Spannungsquelle anschaltet, wobei der Steuerkreis ein zweites Schaltelement umfasst, dass zwischen der Spannungsquelle und dem ersten Schaltelement eingefügt ist, wobei das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist, wenn der bewegliche Kontakt ausgeschaltet ist, wobei das zweite Schaltelement durch eine andere Ansteuerspule angesteuert wird, und ein Überspannungsabsorptionselement mit der Ansteuerspule oder der anderen Ansteuerspule verbunden ist.
  6. Steuerkreis gemäß Anspruch 5, wobei das zweite Schaltelement ein elektromagnetisches Relais ist.
  7. Steuerkreis gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Überspannungsabsorptionselement mindestens ein Element, ausgewählt aus einer Diode, einer Snubber-Schaltung, einem Varistor, einer Zener-Diode, einer CR-Schaltung und einem Widerstand, umfasst.
  8. Schaltvorrichtung umfassend: den Steuerkreis gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7; und das erste Schaltelement.
  9. Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Schaltvorrichtung ein elektromagnetisches Relais oder ein Schalter ist.
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