JP2000173383A - 負荷駆動回路 - Google Patents
負荷駆動回路Info
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- JP2000173383A JP2000173383A JP10351751A JP35175198A JP2000173383A JP 2000173383 A JP2000173383 A JP 2000173383A JP 10351751 A JP10351751 A JP 10351751A JP 35175198 A JP35175198 A JP 35175198A JP 2000173383 A JP2000173383 A JP 2000173383A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回路構成の簡素化及び小型化が図れ、高い信頼
性を有する負荷駆動回路を提供する。 【解決手段】負荷給電回路１４に、電流の通電／遮断を
直接行う常用遮断スイッチと、非常時に強制的に負荷電
流を遮断するための非常用遮断スイッチを直列に介装す
る構成の負荷駆動回路において、励磁時にＯＮする２つ
の第１及び第２動作接点ａ１，ａ２を有し、第１動作接
点ａ１の可動接点と固定接点間距離が第２動作接点ａ２
の可動接点と固定接点間距離より短い構成の電磁リレー
２０を設け、第１動作接点ａ１を非常用遮断スイッチに
用い、第２動作接点ａ２を常用遮断スイッチに用いる構
成とした。
性を有する負荷駆動回路を提供する。 【解決手段】負荷給電回路１４に、電流の通電／遮断を
直接行う常用遮断スイッチと、非常時に強制的に負荷電
流を遮断するための非常用遮断スイッチを直列に介装す
る構成の負荷駆動回路において、励磁時にＯＮする２つ
の第１及び第２動作接点ａ１，ａ２を有し、第１動作接
点ａ１の可動接点と固定接点間距離が第２動作接点ａ２
の可動接点と固定接点間距離より短い構成の電磁リレー
２０を設け、第１動作接点ａ１を非常用遮断スイッチに
用い、第２動作接点ａ２を常用遮断スイッチに用いる構
成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷に供給する負
荷電流を直接ＯＮ／ＯＦＦする常用遮断スイッチと、常
用遮断スイッチのＯＮ故障時に負荷電流を強制的に遮断
する非常用遮断スイッチとを直列接続して構成される負
荷駆動回路に関する。
荷電流を直接ＯＮ／ＯＦＦする常用遮断スイッチと、常
用遮断スイッチのＯＮ故障時に負荷電流を強制的に遮断
する非常用遮断スイッチとを直列接続して構成される負
荷駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、機械可動部を駆動制御する場
合、作動者等の安全を考慮すると、停止すべき時に停止
できる能力が重要視され冗長構成としている。例えば、
機械可動部の通電を制御する場合、通電回路に直列に２
つのスイッチを介装し、一方のスイッチにＯＮ故障が生
じても他方のスイッチで通電路を強制遮断できる構成と
する。かかる直列二重系の構成を用いた負荷駆動回路
は、例えば国際公報ＷＯ９８／１０４５２等で公知であ
る。
合、作動者等の安全を考慮すると、停止すべき時に停止
できる能力が重要視され冗長構成としている。例えば、
機械可動部の通電を制御する場合、通電回路に直列に２
つのスイッチを介装し、一方のスイッチにＯＮ故障が生
じても他方のスイッチで通電路を強制遮断できる構成と
する。かかる直列二重系の構成を用いた負荷駆動回路
は、例えば国際公報ＷＯ９８／１０４５２等で公知であ
る。
【０００３】図８に、このような直列二重系構成の従来
の負荷駆動回路の一例を示す。図８において、負荷（図
示せず）の通電回路１に、各電磁リレー２，３のそれぞ
れの動作接点（励磁時ＯＮとなる）２ａ，３ａを直列に
介装する。前記各電磁リレー２，３としては、前記動作
接点２ａ，３ａとＯＮ／ＯＦＦ動作が互いに相補の関係
にある復帰接点２ｂ，３ｂを有する強制操作型電磁リレ
ーを用いる。リレー制御回路４は、負荷駆動信号が入力
すると、復帰接点２ｂ，３ｂがＯＮしていることを条件
（動作接点２ａ，３ａのＯＦＦの確認で、バックチェッ
クと呼ぶ）に出力（交流信号）を発生し、この出力を自
己保持する自己保持機能及びこの自己保持回路の出力を
オン・ディレーするオン・ディレー機能を備えたシーケ
ンス回路５を有する。そして、１系として自己保持出力
を直接受ける交流増幅器６Ａ、トランス６Ｂ、整流回路
６Ｃ及びオフ・ディレー回路６Ｄからなるリレー駆動回
路６が設けられて電磁リレー２を駆動し、２系としてオ
ン・ディレー出力を受けて電磁リレー３を駆動する半導
体スイッチ回路７が設けられる。
の負荷駆動回路の一例を示す。図８において、負荷（図
示せず）の通電回路１に、各電磁リレー２，３のそれぞ
れの動作接点（励磁時ＯＮとなる）２ａ，３ａを直列に
介装する。前記各電磁リレー２，３としては、前記動作
接点２ａ，３ａとＯＮ／ＯＦＦ動作が互いに相補の関係
にある復帰接点２ｂ，３ｂを有する強制操作型電磁リレ
ーを用いる。リレー制御回路４は、負荷駆動信号が入力
すると、復帰接点２ｂ，３ｂがＯＮしていることを条件
（動作接点２ａ，３ａのＯＦＦの確認で、バックチェッ
クと呼ぶ）に出力（交流信号）を発生し、この出力を自
己保持する自己保持機能及びこの自己保持回路の出力を
オン・ディレーするオン・ディレー機能を備えたシーケ
ンス回路５を有する。そして、１系として自己保持出力
を直接受ける交流増幅器６Ａ、トランス６Ｂ、整流回路
６Ｃ及びオフ・ディレー回路６Ｄからなるリレー駆動回
路６が設けられて電磁リレー２を駆動し、２系としてオ
ン・ディレー出力を受けて電磁リレー３を駆動する半導
体スイッチ回路７が設けられる。
【０００４】従って、負荷通電開始時は、１系の動作接
点２ａがＯＮしてから２系の動作接点３ａがＯＮし、負
荷通電終了時は、２系の動作接点３ａがＯＦＦしてから
１系の動作接点２ａがＯＦＦする。
点２ａがＯＮしてから２系の動作接点３ａがＯＮし、負
荷通電終了時は、２系の動作接点３ａがＯＦＦしてから
１系の動作接点２ａがＯＦＦする。
【０００５】負荷駆動信号ＩＮ、動作接点２ａ，３ａの
ＯＮ／ＯＦＦ動作及び負荷電流Ｉの関係は、図９のよう
になる。即ち、１系の動作接点２ａは、直接負荷電流を
遮断せず非常時遮断スイッチの機能を有し、２系の動作
接点３ａは、直接負荷電流の遮断／通電を制御する常用
遮断スイッチの機能を有する。この回路では、半導体ス
イッチのＯＦＦ機能正常の確認は、負荷通電中に負荷動
作に影響を与えない時間で間欠的に半導体スイッチをＯ
ＦＦさせて確認できる。
ＯＮ／ＯＦＦ動作及び負荷電流Ｉの関係は、図９のよう
になる。即ち、１系の動作接点２ａは、直接負荷電流を
遮断せず非常時遮断スイッチの機能を有し、２系の動作
接点３ａは、直接負荷電流の遮断／通電を制御する常用
遮断スイッチの機能を有する。この回路では、半導体ス
イッチのＯＦＦ機能正常の確認は、負荷通電中に負荷動
作に影響を与えない時間で間欠的に半導体スイッチをＯ
ＦＦさせて確認できる。
【０００６】また、別の従来例として、図１０に示すよ
うに、常用遮断スイッチ側を、２つの動作接点３ａ，３
ａ′の並列回路による並列二重系で構成し、それぞれ半
導体スイッチ回路７，７′で電磁リレー３，３′を駆動
する。そして、図１１のタイムチャートに示すように、
負荷通電中に２つの電磁リレー３，３′を交互にＯＮ／
ＯＦＦ駆動する。図中、３ｂ′は電磁リレー３′の復帰
接点を示す。
うに、常用遮断スイッチ側を、２つの動作接点３ａ，３
ａ′の並列回路による並列二重系で構成し、それぞれ半
導体スイッチ回路７，７′で電磁リレー３，３′を駆動
する。そして、図１１のタイムチャートに示すように、
負荷通電中に２つの電磁リレー３，３′を交互にＯＮ／
ＯＦＦ駆動する。図中、３ｂ′は電磁リレー３′の復帰
接点を示す。
【０００７】この回路では、常用遮断スイッチ側の電磁
リレーのＯＦＦ機能正常確認は、負荷通電中に各電磁リ
レーの復帰接点がＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返すことで確
認できる。尚、図８と同一部分には同一符号を付してあ
る。
リレーのＯＦＦ機能正常確認は、負荷通電中に各電磁リ
レーの復帰接点がＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返すことで確
認できる。尚、図８と同一部分には同一符号を付してあ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の負荷駆動回路では、１系と２系の動作シーケン
スを保証するために、フェールセーフなオフ・ディレー
回路やオン・ディレー回路を必要とし、リレー制御回路
の構成が煩雑である。また、電磁リレーの駆動にトラン
ス結合を用いているため、大出力の場合、回路が大型化
する等の問題がある。
た従来の負荷駆動回路では、１系と２系の動作シーケン
スを保証するために、フェールセーフなオフ・ディレー
回路やオン・ディレー回路を必要とし、リレー制御回路
の構成が煩雑である。また、電磁リレーの駆動にトラン
ス結合を用いているため、大出力の場合、回路が大型化
する等の問題がある。
【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、回路構成の簡素化及び小型化、が図れ、しかも、高
い信頼性を備えた負荷駆動回路を提供することを目的と
する。
で、回路構成の簡素化及び小型化、が図れ、しかも、高
い信頼性を備えた負荷駆動回路を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項１では、負荷給電回路に、常用遮断スイッチと非常用
遮断スイッチを直列に介装し、負荷駆動信号の入力で、
非常用遮断スイッチ、常用遮断スイッチの順でＯＮ駆動
して負荷に給電し、前記負荷駆動信号の停止で、常用遮
断スイッチ、非常用遮断スイッチの順でＯＦＦ駆動して
負荷の給電を停止する構成の負荷駆動回路において、励
磁時にそれぞれＯＮする第１動作接点と第２動作接点を
有し、第１動作接点の可動接点と固定接点間距離が第２
動作接点の可動接点と固定接点間距離より短い構成の電
磁リレーを設け、該電磁リレーの前記第１動作接点を前
記非常用遮断スイッチとし、前記第２動作接点を前記常
用遮断スイッチとすると共に、前記負荷駆動信号に基づ
いて前記電磁リレーを駆動制御するリレー制御手段とを
備える構成とした。
項１では、負荷給電回路に、常用遮断スイッチと非常用
遮断スイッチを直列に介装し、負荷駆動信号の入力で、
非常用遮断スイッチ、常用遮断スイッチの順でＯＮ駆動
して負荷に給電し、前記負荷駆動信号の停止で、常用遮
断スイッチ、非常用遮断スイッチの順でＯＦＦ駆動して
負荷の給電を停止する構成の負荷駆動回路において、励
磁時にそれぞれＯＮする第１動作接点と第２動作接点を
有し、第１動作接点の可動接点と固定接点間距離が第２
動作接点の可動接点と固定接点間距離より短い構成の電
磁リレーを設け、該電磁リレーの前記第１動作接点を前
記非常用遮断スイッチとし、前記第２動作接点を前記常
用遮断スイッチとすると共に、前記負荷駆動信号に基づ
いて前記電磁リレーを駆動制御するリレー制御手段とを
備える構成とした。
【００１１】かかる構成では、かかる構成では、負荷駆
動信号が入力すると、電磁リレーが励磁される。この場
合、可動接点と固定接点間距離の短い第１動作接点が先
にＯＮとなり、その後に第２動作接点がＯＮする。負荷
駆動信号が停止して電磁リレーが非励磁になった時は、
逆に、第２動作接点が先にＯＦＦし、その後に第１動作
接点がＯＦＦするようになる。
動信号が入力すると、電磁リレーが励磁される。この場
合、可動接点と固定接点間距離の短い第１動作接点が先
にＯＮとなり、その後に第２動作接点がＯＮする。負荷
駆動信号が停止して電磁リレーが非励磁になった時は、
逆に、第２動作接点が先にＯＦＦし、その後に第１動作
接点がＯＦＦするようになる。
【００１２】請求項２では、前記電磁リレーは、前記第
１動作接点と相補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第１復
帰接点と、前記第２動作接点と相補の関係でＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作する第２復帰接点とを備え、前記リレー制御手段
は、前記第１及び第２復帰接点が共にＯＮしていること
を条件に、前記負荷駆動信号の入力で前記リレー駆動信
号を出力する構成とした。
１動作接点と相補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第１復
帰接点と、前記第２動作接点と相補の関係でＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作する第２復帰接点とを備え、前記リレー制御手段
は、前記第１及び第２復帰接点が共にＯＮしていること
を条件に、前記負荷駆動信号の入力で前記リレー駆動信
号を出力する構成とした。
【００１３】かかる構成では、電磁リレーの第１及び第
２復帰接点が共にＯＮしている時、即ち、第１及び第２
動作接点のＯＦＦ機能が正常の時のみ、負荷駆動信号の
入力で電磁リレーが励磁されるようになる。
２復帰接点が共にＯＮしている時、即ち、第１及び第２
動作接点のＯＦＦ機能が正常の時のみ、負荷駆動信号の
入力で電磁リレーが励磁されるようになる。
【００１４】前記リレー制御手段は、具体的には請求項
３のように、トリガ端子に前記第１及び第２復帰接点が
共にＯＮした時にトリガ信号が入力し、ホールド端子に
前記負荷駆動信号が入力して出力を発生し当該出力でト
リガ信号を自己保持する自己保持回路と、該自己保持回
路の出力に基づいてトランス結合を介して前記リレー駆
動信号を発生するリレー駆動回路とを備えて構成すると
よい。
３のように、トリガ端子に前記第１及び第２復帰接点が
共にＯＮした時にトリガ信号が入力し、ホールド端子に
前記負荷駆動信号が入力して出力を発生し当該出力でト
リガ信号を自己保持する自己保持回路と、該自己保持回
路の出力に基づいてトランス結合を介して前記リレー駆
動信号を発生するリレー駆動回路とを備えて構成すると
よい。
【００１５】かかる構成では、トランス結合により交流
信号を用いて電磁リレーを駆動するので、フェールセー
フなリレー駆動回路となる。請求項４では、複数個の前
記電磁リレーの各動作接点を負荷給電回路に直列に介装
する一方、前記リレー制御手段が、トリガ端子に前記第
１及び第２復帰接点が共にＯＮした時にトリガ信号が入
力し、ホールド端子に前記負荷駆動信号が入力して出力
を発生し当該出力でトリガ信号を自己保持する自己保持
回路と、前記複数個の電磁リレー毎に設けられ、前記自
己保持回路の出力に基づいて対応する各電磁リレーにリ
レー駆動信号をそれぞれ出力する複数個の半導体スイッ
チ回路とを備えて構成した。
信号を用いて電磁リレーを駆動するので、フェールセー
フなリレー駆動回路となる。請求項４では、複数個の前
記電磁リレーの各動作接点を負荷給電回路に直列に介装
する一方、前記リレー制御手段が、トリガ端子に前記第
１及び第２復帰接点が共にＯＮした時にトリガ信号が入
力し、ホールド端子に前記負荷駆動信号が入力して出力
を発生し当該出力でトリガ信号を自己保持する自己保持
回路と、前記複数個の電磁リレー毎に設けられ、前記自
己保持回路の出力に基づいて対応する各電磁リレーにリ
レー駆動信号をそれぞれ出力する複数個の半導体スイッ
チ回路とを備えて構成した。
【００１６】かかる構成では、負荷の通電制御が多重系
構成となり、全ての半導体スイッチ回路にＯＮ故障が発
生しない限り、負荷の通電を遮断する機能が失われるこ
とはない。
構成となり、全ての半導体スイッチ回路にＯＮ故障が発
生しない限り、負荷の通電を遮断する機能が失われるこ
とはない。
【００１７】請求項５では、前記各半導体スイッチ回路
は、前記電磁リレーと直列接続され前記自己保持回路の
出力に基づいて入力するパルス信号のＯＮ／ＯＦＦによ
りＯＮ／ＯＦＦ動作して負荷電磁リレーへの電流の通電
／遮断を制御するリレー通電用半導体スイッチと、電磁
リレーに対して並列接続し前記パルス信号のＯＮ／ＯＦ
ＦによりＯＮ／ＯＦＦ動作して電磁リレーの両端を短絡
するリレー短絡用半導体スイッチとを備え、前記リレー
通電用半導体スイッチがＯＮ故障した時に過電流の発生
で電磁リレーの通電経路が遮断されると共に、回路故障
時に故障検出出力を発生する故障検出機能を有する構成
とした。
は、前記電磁リレーと直列接続され前記自己保持回路の
出力に基づいて入力するパルス信号のＯＮ／ＯＦＦによ
りＯＮ／ＯＦＦ動作して負荷電磁リレーへの電流の通電
／遮断を制御するリレー通電用半導体スイッチと、電磁
リレーに対して並列接続し前記パルス信号のＯＮ／ＯＦ
ＦによりＯＮ／ＯＦＦ動作して電磁リレーの両端を短絡
するリレー短絡用半導体スイッチとを備え、前記リレー
通電用半導体スイッチがＯＮ故障した時に過電流の発生
で電磁リレーの通電経路が遮断されると共に、回路故障
時に故障検出出力を発生する故障検出機能を有する構成
とした。
【００１８】かかる構成では、リレー通電用半導体スイ
ッチがＯＮ故障すると、リレー短絡用半導体スイッチが
ＯＮした時に過電流が流れリレーの通電経路が遮断され
る。また、回路故障時には故障検出機能で故障検出がで
きるようになる。
ッチがＯＮ故障すると、リレー短絡用半導体スイッチが
ＯＮした時に過電流が流れリレーの通電経路が遮断され
る。また、回路故障時には故障検出機能で故障検出がで
きるようになる。
【００１９】請求項６では、前記各半導体スイッチ回路
は、前記リレー通電用半導体スイッチ及びリレー短絡用
半導体スイッチをそれぞれ２個備え、一方のリレー通電
用及びリレー短絡用の各半導体スイッチの直列回路と、
他方のリレー通電用及びリレー短絡用の各半導体スイッ
チの直列回路とを、電源端子と接地端子との間に互いに
並列接続してブリッジ回路を構成し、各直列回路の半導
体スイッチ間を接続して電磁リレーを介装し、該電磁リ
レーに並列接続して回路故障検出用のフォトカプラを設
ける構成とした。
は、前記リレー通電用半導体スイッチ及びリレー短絡用
半導体スイッチをそれぞれ２個備え、一方のリレー通電
用及びリレー短絡用の各半導体スイッチの直列回路と、
他方のリレー通電用及びリレー短絡用の各半導体スイッ
チの直列回路とを、電源端子と接地端子との間に互いに
並列接続してブリッジ回路を構成し、各直列回路の半導
体スイッチ間を接続して電磁リレーを介装し、該電磁リ
レーに並列接続して回路故障検出用のフォトカプラを設
ける構成とした。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の負荷駆動回路の実
施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係
る負荷駆動回路の第１実施形態の構成図である。
施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係
る負荷駆動回路の第１実施形態の構成図である。
【００２１】図１において、本実施形態の負荷駆動回路
は、後述する電磁リレー２０の２つの復帰接点ｂ１，ｂ
２が共にＯＮ状態にあることを条件に負荷駆動信号ＩＮ
が入力した時にリレー駆動信号を出力するリレー制御手
段としてのリレー制御回路１０を備える。
は、後述する電磁リレー２０の２つの復帰接点ｂ１，ｂ
２が共にＯＮ状態にあることを条件に負荷駆動信号ＩＮ
が入力した時にリレー駆動信号を出力するリレー制御手
段としてのリレー制御回路１０を備える。
【００２２】リレー制御回路１０は、前記復帰接点〇，
〇が共にＯＮしている時に後述の動作接点ａ１，ａ２の
ＯＦＦ確認信号（電源電圧ＶCC）がトリガ端子Ｔにトリ
ガ信号として入力し、ホールド端子Ｈに負荷駆動信号Ｉ
Ｎが入力した時に交流出力を発生し、この交流出力をト
リガ端子Ｔに帰還してトリガ信号を自己保持する自己保
持回路１１と、この自己保持回路１１の交流出力に基づ
いてトランス結合を介して電磁リレー２０を励磁するリ
レー駆動信号を出力するリレー駆動回路１２とを備え
る。尚、自己保持回路としては、フェールセーフな論理
積演算発振器を用いた国際公開ＷＯ９４／２３３０３号
公報、国際公開ＷＯ９４／２３４９６号公報等で公知の
フェールセーフな回路を用いることができる。
〇が共にＯＮしている時に後述の動作接点ａ１，ａ２の
ＯＦＦ確認信号（電源電圧ＶCC）がトリガ端子Ｔにトリ
ガ信号として入力し、ホールド端子Ｈに負荷駆動信号Ｉ
Ｎが入力した時に交流出力を発生し、この交流出力をト
リガ端子Ｔに帰還してトリガ信号を自己保持する自己保
持回路１１と、この自己保持回路１１の交流出力に基づ
いてトランス結合を介して電磁リレー２０を励磁するリ
レー駆動信号を出力するリレー駆動回路１２とを備え
る。尚、自己保持回路としては、フェールセーフな論理
積演算発振器を用いた国際公開ＷＯ９４／２３３０３号
公報、国際公開ＷＯ９４／２３４９６号公報等で公知の
フェールセーフな回路を用いることができる。
【００２３】前記リレー駆動回路１２は、自己保持回路
１１の交流出力を増幅する交流増幅器１２Ａと、１次側
に入力する交流増幅器１２Ａの増幅出力を２次側に伝達
するトランス１２Ｂと、トランス１２Ｂの交流出力を整
流して電磁リレー２０にリレー駆動信号を出力する整流
回路１２Ｃとを備える。
１１の交流出力を増幅する交流増幅器１２Ａと、１次側
に入力する交流増幅器１２Ａの増幅出力を２次側に伝達
するトランス１２Ｂと、トランス１２Ｂの交流出力を整
流して電磁リレー２０にリレー駆動信号を出力する整流
回路１２Ｃとを備える。
【００２４】電磁リレー２０の２つの動作接点ａ１，ａ
２は、負荷（図示せず）に給電するための負荷給電回路
１４に直列に介装されて構成される。図２に、本実施形
態の電磁リレー２０の接点構造を示す。
２は、負荷（図示せず）に給電するための負荷給電回路
１４に直列に介装されて構成される。図２に、本実施形
態の電磁リレー２０の接点構造を示す。
【００２５】図２において、本実施形態の電磁リレー２
０は、前述のように２つの第１及び第２動作接点ａ１，
ａ２と、該第１及び第２動作接点ａ１，ａ２とそれぞれ
相補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第１及び第２復帰接
点ｂ１，ｂ２を備えている。
０は、前述のように２つの第１及び第２動作接点ａ１，
ａ２と、該第１及び第２動作接点ａ１，ａ２とそれぞれ
相補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第１及び第２復帰接
点ｂ１，ｂ２を備えている。
【００２６】また、第１及び第２動作接点ａ１，ａ２
は、それぞれ互いに向き合う可動接点ａ１１，ａ２１と
固定接点ａ１２，ａ２２からなり、第１及び第２復帰接
点ｂ１，ｂ２は、それぞれ互いに向き合う可動接点ｂ１
１，ｂ２１と固定接点ｂ１２，ｂ２２からなる。
は、それぞれ互いに向き合う可動接点ａ１１，ａ２１と
固定接点ａ１２，ａ２２からなり、第１及び第２復帰接
点ｂ１，ｂ２は、それぞれ互いに向き合う可動接点ｂ１
１，ｂ２１と固定接点ｂ１２，ｂ２２からなる。
【００２７】そして、各可動接点ａ１１，ａ２１，ｂ１
１，ｂ２１は、励磁時に図の右方向（図中の矢印方向）
に移動し、非励磁時に例えばバネの弾性復帰力により矢
印方向とは逆方向に移動し元の位置に復帰する可動絶縁
板２１に可撓性を有する支持部材を介して図示のように
固定される。また、各固定接点ａ１２，ａ２２，ｂ１
２，ｂ２２は、可動絶縁板２１に対面配置された固定絶
縁板２２に可撓性を有する支持部材を介して図示のよう
に固定される。尚、可動絶縁板２１の復帰力は、第２動
作接点ａ２に溶着が生じても第１動作接点ａ１の引き離
し距離ｘ１を確保できる力を設定しておけばよい。
１，ｂ２１は、励磁時に図の右方向（図中の矢印方向）
に移動し、非励磁時に例えばバネの弾性復帰力により矢
印方向とは逆方向に移動し元の位置に復帰する可動絶縁
板２１に可撓性を有する支持部材を介して図示のように
固定される。また、各固定接点ａ１２，ａ２２，ｂ１
２，ｂ２２は、可動絶縁板２１に対面配置された固定絶
縁板２２に可撓性を有する支持部材を介して図示のよう
に固定される。尚、可動絶縁板２１の復帰力は、第２動
作接点ａ２に溶着が生じても第１動作接点ａ１の引き離
し距離ｘ１を確保できる力を設定しておけばよい。
【００２８】そして、第１動作接点ａ１の可動接点ａ１
１と固定接点ａ１２間距離ｘ１と、第２動作接点ａ２の
可動接点ａ２１と固定接点ａ２２間距離ｘ２は、距離ｘ
１が距離ｘ２より短く（ｘ１＜ｘ２）設定されている。
１と固定接点ａ１２間距離ｘ１と、第２動作接点ａ２の
可動接点ａ２１と固定接点ａ２２間距離ｘ２は、距離ｘ
１が距離ｘ２より短く（ｘ１＜ｘ２）設定されている。
【００２９】従って、本実施形態の電磁リレー２０は、
図３に示すように、励磁時は電磁力の増大に伴い第１動
作接点ａ１がＯＮした後で第２動作接点ａ２がＯＮし、
非励磁時は逆に電磁力の減少に伴い第２動作接点ａ２が
ＯＦＦした後で第１動作接点ａ１がＯＦＦする。ここ
で、第１動作接点ａ１が非常時に負荷給電回路１４を遮
断するための非常用遮断スイッチの機能を有し、第２動
作接点ａ２が通常時に負荷給電回路１４の電流を遮断す
るための常用遮断スイッチの機能を有する。
図３に示すように、励磁時は電磁力の増大に伴い第１動
作接点ａ１がＯＮした後で第２動作接点ａ２がＯＮし、
非励磁時は逆に電磁力の減少に伴い第２動作接点ａ２が
ＯＦＦした後で第１動作接点ａ１がＯＦＦする。ここ
で、第１動作接点ａ１が非常時に負荷給電回路１４を遮
断するための非常用遮断スイッチの機能を有し、第２動
作接点ａ２が通常時に負荷給電回路１４の電流を遮断す
るための常用遮断スイッチの機能を有する。
【００３０】次に第１実施形態の回路の動作を説明す
る。負荷への給電開始時、電磁リレー２０の第１及び第
２動作接点ａ１，ａ２が正常にＯＦＦ状態にあれば、そ
の第１及び第２復帰接点ｂ１，ｂ２はＯＮ状態にあり、
電源電圧ＶCCがリレー制御回路１０の自己保持回路１１
のトリガ端子Ｔに入力する。この状態で、負荷駆動信号
ＩＮがホールド端子Ｈに入力すると自己保持回路１１か
ら交流出力が発生し、リレー駆動回路６の交流増幅器６
Ａ、トランス６Ｂ及び整流回路６Ｃを介して電磁リレー
２０が励磁される。これにより、第１動作接点ａ１がＯ
Ｎし、その後、第２動作接点ａ２がＯＮして負荷給電回
路１４が閉路して負荷に給電される。第１動作接点ａ１
がＯＮした時点でその復帰接点ｂ１はＯＦＦになるが、
自己保持回路１１の自己保持機能によって自己保持回路
１１の出力が継続し負荷への通電は継続する。
る。負荷への給電開始時、電磁リレー２０の第１及び第
２動作接点ａ１，ａ２が正常にＯＦＦ状態にあれば、そ
の第１及び第２復帰接点ｂ１，ｂ２はＯＮ状態にあり、
電源電圧ＶCCがリレー制御回路１０の自己保持回路１１
のトリガ端子Ｔに入力する。この状態で、負荷駆動信号
ＩＮがホールド端子Ｈに入力すると自己保持回路１１か
ら交流出力が発生し、リレー駆動回路６の交流増幅器６
Ａ、トランス６Ｂ及び整流回路６Ｃを介して電磁リレー
２０が励磁される。これにより、第１動作接点ａ１がＯ
Ｎし、その後、第２動作接点ａ２がＯＮして負荷給電回
路１４が閉路して負荷に給電される。第１動作接点ａ１
がＯＮした時点でその復帰接点ｂ１はＯＦＦになるが、
自己保持回路１１の自己保持機能によって自己保持回路
１１の出力が継続し負荷への通電は継続する。
【００３１】負荷駆動信号ＩＮが停止すると、自己保持
回路１１の出力が停止して電磁リレー２０が非励磁とな
る。これにより、第２動作接点ａ２が先にＯＦＦして負
荷の給電が停止し、その後、第１動作接点ａ１がＯＦＦ
する。第１及び第２動作接点ａ１，ａ２が正常にＯＦＦ
すれば、第１及び第２復帰接点ｂ１，ｂ２がＯＮとな
り、第１及び第２動作接点ａ１，ａ２のＯＦＦ確認信号
が自己保持回路１１のトリガ端子Ｔに入力し、次の負荷
給電動作に備える。
回路１１の出力が停止して電磁リレー２０が非励磁とな
る。これにより、第２動作接点ａ２が先にＯＦＦして負
荷の給電が停止し、その後、第１動作接点ａ１がＯＦＦ
する。第１及び第２動作接点ａ１，ａ２が正常にＯＦＦ
すれば、第１及び第２復帰接点ｂ１，ｂ２がＯＮとな
り、第１及び第２動作接点ａ１，ａ２のＯＦＦ確認信号
が自己保持回路１１のトリガ端子Ｔに入力し、次の負荷
給電動作に備える。
【００３２】第２動作接点ａ２に溶着故障が生じた場
合、負荷駆動信号ＩＮの停止で第１動作接点ａ１がＯＦ
Ｆして負荷の給電は停止できる。そして、次の給電動作
時には、第２復帰接点ｂ２がＯＮせず、リレーのＯＦＦ
確認信号が発生しないので、リレー制御回路１０からリ
レー駆動信号が生成されず負荷への給電は行われない。
合、負荷駆動信号ＩＮの停止で第１動作接点ａ１がＯＦ
Ｆして負荷の給電は停止できる。そして、次の給電動作
時には、第２復帰接点ｂ２がＯＮせず、リレーのＯＦＦ
確認信号が発生しないので、リレー制御回路１０からリ
レー駆動信号が生成されず負荷への給電は行われない。
【００３３】かかる構成によれば、従来のように、オフ
・ディレー回路やオン・ディレー回路等を用いる必要が
なくリレー制御回路の構成を簡素化できる。また、トラ
ンス結合により交流信号を利用して電磁リレー２０を駆
動する構成としているので、フェールセーフな信号処理
となり、安全性が低下することはない。
・ディレー回路やオン・ディレー回路等を用いる必要が
なくリレー制御回路の構成を簡素化できる。また、トラ
ンス結合により交流信号を利用して電磁リレー２０を駆
動する構成としているので、フェールセーフな信号処理
となり、安全性が低下することはない。
【００３４】図４は、本発明の第２実施形態の構成図で
ある。図４において、本実施形態の負荷駆動回路は、第
１実施形態で説明した構造を有する２個の電磁リレー２
０Ａ，２０Ｂの動作接点ａ１Ａ，ａ２Ａとａ１Ｂ，ａ２
Ｂを負荷給電回路１４に直列に介装する。また、電磁リ
レー２０Ａ，２０Ｂの各復帰接点ｂ１Ａ，ｂ２Ａとｂ１
Ｂ，ｂ２Ｂも、電源電圧ＶCC端子とリレー制御回路３０
の自己保持回路３１のトリガ端子Ｔとの間に直列に接続
する。そして、本実施形態のリレー制御回路３０は、図
１に示す自己保持回路を備えた出力制御回路３１と、自
己保持回路の出力に基づく出力制御回路３１の出力によ
り電磁リレー２０Ａを駆動する半導体スイッチ回路３２
と、同じく出力制御回路３１の出力に基づいて電磁リレ
ー２０Ｂを駆動する半導体スイッチ回路３３とを備える
構成である。
ある。図４において、本実施形態の負荷駆動回路は、第
１実施形態で説明した構造を有する２個の電磁リレー２
０Ａ，２０Ｂの動作接点ａ１Ａ，ａ２Ａとａ１Ｂ，ａ２
Ｂを負荷給電回路１４に直列に介装する。また、電磁リ
レー２０Ａ，２０Ｂの各復帰接点ｂ１Ａ，ｂ２Ａとｂ１
Ｂ，ｂ２Ｂも、電源電圧ＶCC端子とリレー制御回路３０
の自己保持回路３１のトリガ端子Ｔとの間に直列に接続
する。そして、本実施形態のリレー制御回路３０は、図
１に示す自己保持回路を備えた出力制御回路３１と、自
己保持回路の出力に基づく出力制御回路３１の出力によ
り電磁リレー２０Ａを駆動する半導体スイッチ回路３２
と、同じく出力制御回路３１の出力に基づいて電磁リレ
ー２０Ｂを駆動する半導体スイッチ回路３３とを備える
構成である。
【００３５】図５に、前記各半導体スイッチ回路３２，
３３の一例を示す。尚、各半導体スイッチ回路３２，３
３は同一構成である。図５において、電源電圧ＶCC端子
とＧＮＤ端子との間に、ヒューズＦ、抵抗Ｒ１，Ｒ２及
びＮＰＮトランジスタＱ１が順次直列接続する。前記抵
抗Ｒ１，Ｒ２とＮＰＮトランジスタＱ１の直列回路に対
して並列に、ＰＮＰトランジスタＱ２とＮＰＮトランジ
スタＱ３の直列回路が接続する。抵抗Ｒ１とＲ２の中間
点を前記トランジスタＱ２のベースに接続し、トランジ
スタＱ１のコレクタ端子をトランジスタＱ３のベースに
接続する。トランジスタＱ２とＱ３の互いのコレクタ端
子間に抵抗を介してコンデンサＣが接続する。そして、
トランジスタＱ３に並列に、半導体スイッチ回路３２で
は電磁リレー２０Ａが、半導体スイッチ回路３３では電
磁リレー２０Ｂが接続する。ここで、トランジスタＱ２
がリレー通電用半導体スイッチの機能を有し、トランジ
スタＱ３がリレー短絡用半導体スイッチの機能を有す
る。
３３の一例を示す。尚、各半導体スイッチ回路３２，３
３は同一構成である。図５において、電源電圧ＶCC端子
とＧＮＤ端子との間に、ヒューズＦ、抵抗Ｒ１，Ｒ２及
びＮＰＮトランジスタＱ１が順次直列接続する。前記抵
抗Ｒ１，Ｒ２とＮＰＮトランジスタＱ１の直列回路に対
して並列に、ＰＮＰトランジスタＱ２とＮＰＮトランジ
スタＱ３の直列回路が接続する。抵抗Ｒ１とＲ２の中間
点を前記トランジスタＱ２のベースに接続し、トランジ
スタＱ１のコレクタ端子をトランジスタＱ３のベースに
接続する。トランジスタＱ２とＱ３の互いのコレクタ端
子間に抵抗を介してコンデンサＣが接続する。そして、
トランジスタＱ３に並列に、半導体スイッチ回路３２で
は電磁リレー２０Ａが、半導体スイッチ回路３３では電
磁リレー２０Ｂが接続する。ここで、トランジスタＱ２
がリレー通電用半導体スイッチの機能を有し、トランジ
スタＱ３がリレー短絡用半導体スイッチの機能を有す
る。
【００３６】かかる半導体スイッチ回路３２，３３で
は、トランジスタＱ１のベースに、図５に示すようなパ
ルス波形の入力信号が入力すると、トランジスタＱ１が
ＯＮし、トランジスタＱ２がＯＮ、トランジスタＱ３が
ＯＦＦとなって、電磁リレーが励磁される。入力信号が
ＯＮからＯＦＦになると、トランジスタＱ１がＯＦＦ
し、トランジスタＱ２がＯＦＦ、トランジスタＱ３がＯ
Ｎとなって、電磁リレーは非励磁となる。前記入力信号
のＯＦＦ時間は、電磁リレー２０Ａ，２０Ｂの動作接点
ａ１Ａ，ａ２Ａとａ１Ｂ，ａ２ＢがＯＮ状態を維持でき
るように十分短く設定される。
は、トランジスタＱ１のベースに、図５に示すようなパ
ルス波形の入力信号が入力すると、トランジスタＱ１が
ＯＮし、トランジスタＱ２がＯＮ、トランジスタＱ３が
ＯＦＦとなって、電磁リレーが励磁される。入力信号が
ＯＮからＯＦＦになると、トランジスタＱ１がＯＦＦ
し、トランジスタＱ２がＯＦＦ、トランジスタＱ３がＯ
Ｎとなって、電磁リレーは非励磁となる。前記入力信号
のＯＦＦ時間は、電磁リレー２０Ａ，２０Ｂの動作接点
ａ１Ａ，ａ２Ａとａ１Ｂ，ａ２ＢがＯＮ状態を維持でき
るように十分短く設定される。
【００３７】かかる半導体スイッチ回路３２，３３によ
れば、トランジスタＱ２に短絡（ＯＮ側）故障を生じる
と、入力信号がＯＦＦした時にトランジスタＱ３がＯＮ
し、電源電圧端子とＧＮＤ端子間が短絡されて過電流が
流れることにより、ヒューズＦが溶断し、半導体スイッ
チ回路の出力を停止する。仮にヒューズＦが溶断しない
場合でも、トランジスタＱ２の短絡故障時には図５のＶ
１点に交流信号が発生するので、コンデンサＣによる交
流結合を介してその交流信号を整流して出力を取り出す
ことで、トランジスタＱ２の短絡故障を検出することが
可能である。前記コンデンサＣが回路故障検出機能の役
割を果たす。トランジスタＱ２に断線（ＯＦＦ側）故障
が生じると、故障検出用のコンデンサＣの充電時定数が
長くなって、その交流出力信号の振幅が低下する。
れば、トランジスタＱ２に短絡（ＯＮ側）故障を生じる
と、入力信号がＯＦＦした時にトランジスタＱ３がＯＮ
し、電源電圧端子とＧＮＤ端子間が短絡されて過電流が
流れることにより、ヒューズＦが溶断し、半導体スイッ
チ回路の出力を停止する。仮にヒューズＦが溶断しない
場合でも、トランジスタＱ２の短絡故障時には図５のＶ
１点に交流信号が発生するので、コンデンサＣによる交
流結合を介してその交流信号を整流して出力を取り出す
ことで、トランジスタＱ２の短絡故障を検出することが
可能である。前記コンデンサＣが回路故障検出機能の役
割を果たす。トランジスタＱ２に断線（ＯＦＦ側）故障
が生じると、故障検出用のコンデンサＣの充電時定数が
長くなって、その交流出力信号の振幅が低下する。
【００３８】次に動作を説明する。電磁リレー２０Ａ，
２０Ｂの正常時には、負荷駆動信号ＩＮの入力による自
己保持回路の出力に基づいて、出力制御回路３１から図
５に示すような間欠的にＯＦＦとなるパルス波形の入力
信号が発生する。この入力信号により各半導体スイッチ
回路３２，３３からリレー駆動信号がそれぞれ発生して
各電磁リレー２０Ａ，２０Ｂが駆動される。この場合、
各電磁リレー２０Ａ，２０Ｂの第１動作接点a １Ａ，a
１ＢがＯＮし、その後、第２動作接点a ２Ａ，a ２Ｂが
ＯＮして負荷給電回路１４に負荷電流が流れる。負荷駆
動信号ＩＮが停止すれば、第２動作接点a ２Ａ，a ２Ｂ
がＯＦＦして負荷の給電が停止し、その後、第１動作接
点a １Ａ，a １ＢがＯＦＦする。
２０Ｂの正常時には、負荷駆動信号ＩＮの入力による自
己保持回路の出力に基づいて、出力制御回路３１から図
５に示すような間欠的にＯＦＦとなるパルス波形の入力
信号が発生する。この入力信号により各半導体スイッチ
回路３２，３３からリレー駆動信号がそれぞれ発生して
各電磁リレー２０Ａ，２０Ｂが駆動される。この場合、
各電磁リレー２０Ａ，２０Ｂの第１動作接点a １Ａ，a
１ＢがＯＮし、その後、第２動作接点a ２Ａ，a ２Ｂが
ＯＮして負荷給電回路１４に負荷電流が流れる。負荷駆
動信号ＩＮが停止すれば、第２動作接点a ２Ａ，a ２Ｂ
がＯＦＦして負荷の給電が停止し、その後、第１動作接
点a １Ａ，a １ＢがＯＦＦする。
【００３９】かかる構成によれば、半導体スイッチ回路
３２，３３のどちらか一方に出力のＯＮ故障（出力が発
生し続ける故障）が発生しても、負荷駆動信号ＩＮが停
止すれば、正常側の半導体スイッチ回路により電磁リレ
ーが駆動されて負荷の給電を停止できる。即ち、２つの
電磁リレー２０Ａ，２０Ｂで直列２重系を構成して冗長
構成としている。これにより、トランス結合を利用する
ことなく半導体スイッチ回路を用いても安全性を確保で
き、負荷駆動回路の小型化が容易となる。
３２，３３のどちらか一方に出力のＯＮ故障（出力が発
生し続ける故障）が発生しても、負荷駆動信号ＩＮが停
止すれば、正常側の半導体スイッチ回路により電磁リレ
ーが駆動されて負荷の給電を停止できる。即ち、２つの
電磁リレー２０Ａ，２０Ｂで直列２重系を構成して冗長
構成としている。これにより、トランス結合を利用する
ことなく半導体スイッチ回路を用いても安全性を確保で
き、負荷駆動回路の小型化が容易となる。
【００４０】ただし、図５の半導体スイッチ回路の構成
では、トランジスタＱ１に短絡故障が生じると、入力信
号の有無に関係なくトランジスタＱ２のＯＮ状態及びト
ランジスタＱ３のＯＦＦ状態が継続して、リレー駆動信
号の遮断能力が喪失し、電磁リレーが励磁され続けてし
まう。従って、半導体スイッチ回路３２，３３の両方に
トランジスタＱ１の短絡故障が生じた場合、負荷の給電
を遮断できなくなる。
では、トランジスタＱ１に短絡故障が生じると、入力信
号の有無に関係なくトランジスタＱ２のＯＮ状態及びト
ランジスタＱ３のＯＦＦ状態が継続して、リレー駆動信
号の遮断能力が喪失し、電磁リレーが励磁され続けてし
まう。従って、半導体スイッチ回路３２，３３の両方に
トランジスタＱ１の短絡故障が生じた場合、負荷の給電
を遮断できなくなる。
【００４１】図６は、半導体スイッチ回路の別の構成例
を示す。尚、図５と同一要素には同一符号を付してあ
る。図６において、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ１のコレ
クタとの間とトランジスタＱ２のベースとの間に、コン
デンサＣ１，Ｃ２とダイオードＤ１，Ｄ２からなる倍電
圧整流回路を設け、倍電圧整流回路の出力端Ｖ２（ダイ
オードＤ２とコンデンサＣ２の接続点）をトランジスタ
Ｑ２のベースに接続する。トランジスタＱ２は、出力端
Ｖ２の電圧が電源電圧ＶCCより大きい時ＯＦＦし、電源
電圧ＶCC以下の時ＯＮする。また、出力端Ｖ２の出力電
圧を分圧する抵抗Ｒ４，Ｒ５を設け、この分圧点をトラ
ンジスタＱ３のベースに接続する。前記抵抗Ｒ４，Ｒ５
は、出力端Ｖ２の出力電圧が電源電圧ＶCCより高い時に
トランジスタＱ３がＯＮし、電源電圧ＶCC以下の時にト
ランジスタＱ３がＯＦＦするよう抵抗値を設定する。電
磁リレー２０Ａ，２０ＢはトランジスタＱ２に並列接続
され、トランジスタＱ３に直列接続する。従って、この
半導体スイッチ回路３２′，３３′では、トランジスタ
Ｑ２がリレー短絡用半導体スイッチの機能を有し、トラ
ンジスタＱ３がリレー通電用半導体スイッチの機能を有
する。
を示す。尚、図５と同一要素には同一符号を付してあ
る。図６において、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ１のコレ
クタとの間とトランジスタＱ２のベースとの間に、コン
デンサＣ１，Ｃ２とダイオードＤ１，Ｄ２からなる倍電
圧整流回路を設け、倍電圧整流回路の出力端Ｖ２（ダイ
オードＤ２とコンデンサＣ２の接続点）をトランジスタ
Ｑ２のベースに接続する。トランジスタＱ２は、出力端
Ｖ２の電圧が電源電圧ＶCCより大きい時ＯＦＦし、電源
電圧ＶCC以下の時ＯＮする。また、出力端Ｖ２の出力電
圧を分圧する抵抗Ｒ４，Ｒ５を設け、この分圧点をトラ
ンジスタＱ３のベースに接続する。前記抵抗Ｒ４，Ｒ５
は、出力端Ｖ２の出力電圧が電源電圧ＶCCより高い時に
トランジスタＱ３がＯＮし、電源電圧ＶCC以下の時にト
ランジスタＱ３がＯＦＦするよう抵抗値を設定する。電
磁リレー２０Ａ，２０ＢはトランジスタＱ２に並列接続
され、トランジスタＱ３に直列接続する。従って、この
半導体スイッチ回路３２′，３３′では、トランジスタ
Ｑ２がリレー短絡用半導体スイッチの機能を有し、トラ
ンジスタＱ３がリレー通電用半導体スイッチの機能を有
する。
【００４２】この半導体スイッチ回路３２′，３３′
は、図６に示すように、間欠的にＯＦＦとなる高周波の
信号を入力信号に使用する。この入力信号と出力端Ｖ２
の出力電圧との関係を図７に示す。
は、図６に示すように、間欠的にＯＦＦとなる高周波の
信号を入力信号に使用する。この入力信号と出力端Ｖ２
の出力電圧との関係を図７に示す。
【００４３】かかる構成では、高周波信号がＯＮの期間
は、電源電圧ＶCCより高い倍電圧整流出力が出力端Ｖ２
に発生する。この時、トランジスタＱ２がＯＦＦ、トラ
ンジスタＱ３がＯＮとなり、電磁リレー２０Ａ，２０Ｂ
は励磁される。高周波信号がＯＦＦの期間は、出力端Ｖ
２の電圧は電源電圧ＶCC以下となって、トランジスタＱ
２がＯＮ、トランジスタＱ３がＯＦＦとなって、電磁リ
レー２０Ａ，２０Ｂは非励磁となる。
は、電源電圧ＶCCより高い倍電圧整流出力が出力端Ｖ２
に発生する。この時、トランジスタＱ２がＯＦＦ、トラ
ンジスタＱ３がＯＮとなり、電磁リレー２０Ａ，２０Ｂ
は励磁される。高周波信号がＯＦＦの期間は、出力端Ｖ
２の電圧は電源電圧ＶCC以下となって、トランジスタＱ
２がＯＮ、トランジスタＱ３がＯＦＦとなって、電磁リ
レー２０Ａ，２０Ｂは非励磁となる。
【００４４】この半導体スイッチ回路３２′，３３′の
構成によれば、トランジスタＱ１に短絡（ＯＮ側）故障
が生じると、出力端Ｖ２には電源電圧ＶCCより高い電位
は発生し得ない。従って、トランジスタＱ３はＯＮせず
電磁リレー２０Ａ，２０Ｂは非励磁となるので、図５の
半導体スイッチ回路３２，３３のようにトランジスタＱ
１に短絡（ＯＮ側）故障でリレー駆動信号が発生し続け
るという問題を解消できる。
構成によれば、トランジスタＱ１に短絡（ＯＮ側）故障
が生じると、出力端Ｖ２には電源電圧ＶCCより高い電位
は発生し得ない。従って、トランジスタＱ３はＯＮせず
電磁リレー２０Ａ，２０Ｂは非励磁となるので、図５の
半導体スイッチ回路３２，３３のようにトランジスタＱ
１に短絡（ＯＮ側）故障でリレー駆動信号が発生し続け
るという問題を解消できる。
【００４５】尚、図６の回路構成では、トランジスタＱ
２に断線（ＯＦＦ側）故障を生じると、回路故障検出用
のコンデンサＣに充電された電荷は、電磁リレー２０
Ａ，２０Ｂを介して放電されることになるので、その交
流出力信号の振幅が低下する。
２に断線（ＯＦＦ側）故障を生じると、回路故障検出用
のコンデンサＣに充電された電荷は、電磁リレー２０
Ａ，２０Ｂを介して放電されることになるので、その交
流出力信号の振幅が低下する。
【００４６】ところで、図５及び図６の半導体スイッチ
回路の構成は、リレー通電用半導体スイッチ（図５では
トランジスタＱ２、図６ではトランジスタＱ３）とリレ
ー短絡用半導体スイッチ（図５ではトランジスタＱ３、
図６ではトランジスタＱ２）を設け、リレー通電用半導
体スイッチに短絡故障が生じた場合、リレー短絡用半導
体スイッチがＯＮすることによりヒューズＦを溶断し、
電磁リレーを非励磁とする構成としている。リレー短絡
用半導体スイッチの断線（ＯＦＦ側）故障は、この機能
の喪失を意味し、リレー短絡用半導体スイッチにＯＦＦ
側故障が生じている状況で、リレー通電用半導体スイッ
チに短絡（ＯＮ側）故障を生じると電磁リレーが励磁さ
れ続け負荷の給電を停止できなくなる。このため、リレ
ー短絡用半導体スイッチのＯＦＦ側故障の検出は極めて
重要である。
回路の構成は、リレー通電用半導体スイッチ（図５では
トランジスタＱ２、図６ではトランジスタＱ３）とリレ
ー短絡用半導体スイッチ（図５ではトランジスタＱ３、
図６ではトランジスタＱ２）を設け、リレー通電用半導
体スイッチに短絡故障が生じた場合、リレー短絡用半導
体スイッチがＯＮすることによりヒューズＦを溶断し、
電磁リレーを非励磁とする構成としている。リレー短絡
用半導体スイッチの断線（ＯＦＦ側）故障は、この機能
の喪失を意味し、リレー短絡用半導体スイッチにＯＦＦ
側故障が生じている状況で、リレー通電用半導体スイッ
チに短絡（ＯＮ側）故障を生じると電磁リレーが励磁さ
れ続け負荷の給電を停止できなくなる。このため、リレ
ー短絡用半導体スイッチのＯＦＦ側故障の検出は極めて
重要である。
【００４７】図８は、リレー短絡用半導体スイッチのＯ
ＦＦ側故障の検出を一層確実にした半導体スイッチ回路
の構成例を示す。尚、図５及び図６と同一要素には同一
符号を付してある。
ＦＦ側故障の検出を一層確実にした半導体スイッチ回路
の構成例を示す。尚、図５及び図６と同一要素には同一
符号を付してある。
【００４８】図８において、この半導体スイッチ回路３
２”，３３”は、４つのトランジスタＱ２，Ｑ２′，Ｑ
３，Ｑ３′でブリッジ回路を構成している。トランジス
タＱ２とＱ３′の互いのコレクタ接続点とトランジスタ
Ｑ３とＱ２′の互いのエミッタ接続点との間にダイオー
ドＤと電磁リレー２０Ａ（又は２０Ｂ）の直列回路を接
続する。また、この直列回路に、抵抗とフォトカプラＰ
Ｃの直列回路を並列接続する。
２”，３３”は、４つのトランジスタＱ２，Ｑ２′，Ｑ
３，Ｑ３′でブリッジ回路を構成している。トランジス
タＱ２とＱ３′の互いのコレクタ接続点とトランジスタ
Ｑ３とＱ２′の互いのエミッタ接続点との間にダイオー
ドＤと電磁リレー２０Ａ（又は２０Ｂ）の直列回路を接
続する。また、この直列回路に、抵抗とフォトカプラＰ
Ｃの直列回路を並列接続する。
【００４９】トランジスタＱ２とＱ２′がＯＮして図中
矢印の向きに電流が流れる時、電磁リレーが励磁され、
トランジスタＱ３とＱ３′がＯＮして図中の矢印と逆向
きに電流が流れる時、フォトカプラＰＣの投光素子がＯ
Ｎして受光素子から出力が発生する。従って、トランジ
スタＱ２，Ｑ２′がリレー通電用半導体スイッチの機能
を有し、トランジスタＱ３，Ｑ３′がリレー短絡用半導
体スイッチの機能を有する。そして、トランジスタＱ
２，Ｑ２′とトランジスタＱ３，Ｑ３′は互いに相補の
関係でＯＮ／ＯＦＦする。このトランジスタＱ２，Ｑ
２′，Ｑ３，Ｑ３′をＯＮ／ＯＦＦ動作させるスイッチ
ング回路４０としては、本実施形態では図５の一点鎖線
で囲んだ回路を用いるが、図６の一点鎖線で囲んだ回路
を用いることも可能である。
矢印の向きに電流が流れる時、電磁リレーが励磁され、
トランジスタＱ３とＱ３′がＯＮして図中の矢印と逆向
きに電流が流れる時、フォトカプラＰＣの投光素子がＯ
Ｎして受光素子から出力が発生する。従って、トランジ
スタＱ２，Ｑ２′がリレー通電用半導体スイッチの機能
を有し、トランジスタＱ３，Ｑ３′がリレー短絡用半導
体スイッチの機能を有する。そして、トランジスタＱ
２，Ｑ２′とトランジスタＱ３，Ｑ３′は互いに相補の
関係でＯＮ／ＯＦＦする。このトランジスタＱ２，Ｑ
２′，Ｑ３，Ｑ３′をＯＮ／ＯＦＦ動作させるスイッチ
ング回路４０としては、本実施形態では図５の一点鎖線
で囲んだ回路を用いるが、図６の一点鎖線で囲んだ回路
を用いることも可能である。
【００５０】尚、ダイオードＤが短絡しても図１の可動
絶縁板２１が図１の矢印方向と反対に移動するか或いは
移動できず動作接点は閉じない構成としている。この半
導体スイッチ回路３２”，３３”では、図５に示すパル
ス波形の入力信号が入力すると、入力信号のＯＮ期間で
はトランジスタＱ２，Ｑ２′がＯＮし、トランジスタＱ
３，Ｑ３′がＯＦＦし、電磁リレーは励磁される。入力
信号のＯＦＦ期間ではトランジスタＱ２，Ｑ２′がＯＦ
Ｆし、トランジスタＱ３，Ｑ３′はＯＮし、電磁リレー
は非励磁となり、この時、フォトカプラＰＣに電流が流
れて受光素子から出力が発生する。この動作が、入力信
号のＯＮ／ＯＦＦに同期して繰り返される。
絶縁板２１が図１の矢印方向と反対に移動するか或いは
移動できず動作接点は閉じない構成としている。この半
導体スイッチ回路３２”，３３”では、図５に示すパル
ス波形の入力信号が入力すると、入力信号のＯＮ期間で
はトランジスタＱ２，Ｑ２′がＯＮし、トランジスタＱ
３，Ｑ３′がＯＦＦし、電磁リレーは励磁される。入力
信号のＯＦＦ期間ではトランジスタＱ２，Ｑ２′がＯＦ
Ｆし、トランジスタＱ３，Ｑ３′はＯＮし、電磁リレー
は非励磁となり、この時、フォトカプラＰＣに電流が流
れて受光素子から出力が発生する。この動作が、入力信
号のＯＮ／ＯＦＦに同期して繰り返される。
【００５１】かかる構成の半導体スイッチ回路３２”，
３３”が正常に動作する場合、フォトカプラＰＣの受光
側には交流信号が生成される。リレー通電用のトランジ
スタＱ２，Ｑ２′のいずれか一方にＯＮ側故障を生じる
と、リレー短絡用のトランジスタＱ３，Ｑ３′が正常で
あれば、ヒューズＦが溶断する（尚、この時フォトカプ
ラＰＣには交流信号が発生しない）。リレー短絡用のト
ランジスタＱ３，Ｑ３′のいずれか一方にＯＦＦ側故障
を生じると、フォトカプラＰＣは通電されず交流信号が
発生しない。従って、この半導体スイッチ回路３２”，
３３”の回路故障は、フォトカプラＰＣの出力を監視す
ることで確実に検出できる。
３３”が正常に動作する場合、フォトカプラＰＣの受光
側には交流信号が生成される。リレー通電用のトランジ
スタＱ２，Ｑ２′のいずれか一方にＯＮ側故障を生じる
と、リレー短絡用のトランジスタＱ３，Ｑ３′が正常で
あれば、ヒューズＦが溶断する（尚、この時フォトカプ
ラＰＣには交流信号が発生しない）。リレー短絡用のト
ランジスタＱ３，Ｑ３′のいずれか一方にＯＦＦ側故障
を生じると、フォトカプラＰＣは通電されず交流信号が
発生しない。従って、この半導体スイッチ回路３２”，
３３”の回路故障は、フォトカプラＰＣの出力を監視す
ることで確実に検出できる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、オフ・ディレー回路やオン・ディレー回路が不要
となり、負荷駆動回路の構成を簡素化できる。
れば、オフ・ディレー回路やオン・ディレー回路が不要
となり、負荷駆動回路の構成を簡素化できる。
【００５３】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加えて電磁リレーの動作接点がＯＦＦ状態にない時に
は電磁リレーの駆動信号は発生しないので、高い安全性
を有する。
に加えて電磁リレーの動作接点がＯＦＦ状態にない時に
は電磁リレーの駆動信号は発生しないので、高い安全性
を有する。
【００５４】請求項３の発明によれば、トランス結合を
用いてリレー駆動信号を生成しているので、フェールセ
ーフな構成となり、高い安全性を有する。請求項４〜６
の発明によれば、電磁リレーにより２重系構成とし、且
つトランス結合に代えて半導体スイッチ回路を用いたの
で、安全性を確保でき、且つ、負荷駆動回路の小型化を
図ることができる。
用いてリレー駆動信号を生成しているので、フェールセ
ーフな構成となり、高い安全性を有する。請求項４〜６
の発明によれば、電磁リレーにより２重系構成とし、且
つトランス結合に代えて半導体スイッチ回路を用いたの
で、安全性を確保でき、且つ、負荷駆動回路の小型化を
図ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態の回路構成図
【図２】同上実施形態の電磁リレーの接点構造を示す図
【図３】図２の電磁リレーのＯＮ／ＯＦＦ特性図
【図４】本発明の第２実施形態の回路構成図
【図５】図４の半導体スイッチ回路の構成図
【図６】半導体スイッチ回路の別の構成図
【図７】図６の入力信号と倍電圧整流回路の出力電圧の
関係を示す図
関係を示す図
【図８】半導体スイッチ回路の更に別の構成図
【図９】従来の負荷駆動回路の一例を示す回路構成図
【図１０】図９のリレー動作接点動作のタイムチャート
【図１１】従来の負荷駆動回路の別の例を示す回路構成
図
図
【図１２】図１１のリレー動作接点動作のタイムチャー
ト
ト
１０，３０ リレー制御回路 １１ 自己保持回路 １２ リレー駆動回路 ２０，２０Ａ，２０Ｂ 電磁リレー ３１ 出力制御回路 ３２，３２′，３２”，３３，３３′，３３” 半導
体スイッチ回路 ａ１，ａ２，ａ１Ａ，ａ２Ａ，ａ１Ｂ，ａ２Ｂ 動作
接点 ｂ１，ｂ２，ｂ１Ａ，ｂ２Ａ，ｂ１Ｂ，ｂ２Ｂ 復帰
接点
体スイッチ回路 ａ１，ａ２，ａ１Ａ，ａ２Ａ，ａ１Ｂ，ａ２Ｂ 動作
接点 ｂ１，ｂ２，ｂ１Ａ，ｂ２Ａ，ｂ１Ｂ，ｂ２Ｂ 復帰
接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓬原 弘一 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日本 信号株式会社与野事業所内 Ｆターム(参考） 5G034 AB01 AD19
Claims (6)
- 【請求項１】負荷給電回路に、常用遮断スイッチと非常
用遮断スイッチを直列に介装し、負荷駆動信号の入力
で、非常用遮断スイッチ、常用遮断スイッチの順でＯＮ
駆動して負荷に給電し、前記負荷駆動信号の停止で、常
用遮断スイッチ、非常用遮断スイッチの順でＯＦＦ駆動
して負荷の給電を停止する構成の負荷駆動回路におい
て、 励磁時にそれぞれＯＮする第１動作接点と第２動作接点
を有し、第１動作接点の可動接点と固定接点間距離が第
２動作接点の可動接点と固定接点間距離より短い構成の
電磁リレーを設け、該電磁リレーの前記第１動作接点を
前記非常用遮断スイッチとし、前記第２動作接点を前記
常用遮断スイッチとすると共に、前記負荷駆動信号に基
づいて前記電磁リレーを駆動制御するリレー制御手段と
を備える構成としたことを特徴とする負荷駆動回路。 - 【請求項２】前記電磁リレーは、前記第１動作接点と相
補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第１復帰接点と、前記
第２動作接点と相補の関係でＯＮ／ＯＦＦ動作する第２
復帰接点とを備え、 前記リレー制御手段は、前記第１及び第２復帰接点が共
にＯＮしていることを条件に、前記負荷駆動信号の入力
で前記リレー駆動信号を出力する構成である請求項１に
記載の負荷駆動回路。 - 【請求項３】前記リレー制御手段は、トリガ端子に前記
第１及び第２復帰接点が共にＯＮした時にトリガ信号が
入力し、ホールド端子に前記負荷駆動信号が入力して出
力を発生し当該出力でトリガ信号を自己保持する自己保
持回路と、該自己保持回路の出力に基づいてトランス結
合を介して前記リレー駆動信号を発生するリレー駆動回
路とを備えて構成した請求項２に記載の負荷駆動回路。 - 【請求項４】複数個の前記電磁リレーの各動作接点を負
荷給電回路に直列に介装する一方、 前記リレー制御手段が、トリガ端子に前記第１及び第２
復帰接点が共にＯＮした時にトリガ信号が入力し、ホー
ルド端子に前記負荷駆動信号が入力して出力を発生し当
該出力でトリガ信号を自己保持する自己保持回路と、前
記複数個の電磁リレー毎に設けられ、前記自己保持回路
の出力に基づいて対応する各電磁リレーにリレー駆動信
号をそれぞれ出力する複数個の半導体スイッチ回路とを
備えて構成される請求項２に記載の負荷駆動回路。 - 【請求項５】前記各半導体スイッチ回路は、前記電磁リ
レーと直列接続され前記自己保持回路の出力に基づいて
入力するパルス信号のＯＮ／ＯＦＦによりＯＮ／ＯＦＦ
動作して負荷電磁リレーへの電流の通電／遮断を制御す
るリレー通電用半導体スイッチと、電磁リレーに対して
並列接続し前記パルス信号のＯＮ／ＯＦＦによりＯＮ／
ＯＦＦ動作して電磁リレーの両端を短絡するリレー短絡
用半導体スイッチとを備え、前記リレー通電用半導体ス
イッチがＯＮ故障した時に過電流の発生で電磁リレーの
通電経路が遮断されると共に、回路故障時に故障検出出
力を発生する故障検出機能を有する構成である請求項４
に記載の負荷駆動回路。 - 【請求項６】前記各半導体スイッチ回路は、前記リレー
通電用半導体スイッチ及びリレー短絡用半導体スイッチ
をそれぞれ２個備え、一方のリレー通電用及びリレー短
絡用の各半導体スイッチの直列回路と、他方のリレー通
電用及びリレー短絡用の各半導体スイッチの直列回路と
を、電源端子と接地端子との間に互いに並列接続してブ
リッジ回路を構成し、各直列回路の半導体スイッチ間を
接続して電磁リレーを介装し、該電磁リレーに並列接続
して回路故障検出用のフォトカプラを設ける構成とした
請求項５に記載の負荷駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35175198A JP4043626B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 負荷駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35175198A JP4043626B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 負荷駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173383A true JP2000173383A (ja) | 2000-06-23 |
| JP4043626B2 JP4043626B2 (ja) | 2008-02-06 |
Family
ID=18419361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35175198A Expired - Fee Related JP4043626B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 負荷駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4043626B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100647203B1 (ko) * | 2005-06-10 | 2006-11-23 | 타이코에이엠피 주식회사 | 부하 구동용 스위치 어셈블리와 그를 포함하는 부하구동장치 |
| JP2015159637A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 電力制御器 |
| CN107659140A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-02 | 杭州可靠性仪器厂 | 一种延时隔离输出装置及其消除尖峰的方法 |
| JP2018057070A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 三洋電機株式会社 | 電源システム |
| CN111600585A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-28 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种具有掉电保持功能的旁通开关 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP35175198A patent/JP4043626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100647203B1 (ko) * | 2005-06-10 | 2006-11-23 | 타이코에이엠피 주식회사 | 부하 구동용 스위치 어셈블리와 그를 포함하는 부하구동장치 |
| JP2015159637A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-09-03 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 電力制御器 |
| JP2018057070A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 三洋電機株式会社 | 電源システム |
| CN107659140A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-02 | 杭州可靠性仪器厂 | 一种延时隔离输出装置及其消除尖峰的方法 |
| CN107659140B (zh) * | 2017-09-19 | 2024-04-02 | 浙江杭可仪器有限公司 | 一种延时隔离输出装置及其消除尖峰的方法 |
| CN111600585A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-28 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种具有掉电保持功能的旁通开关 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4043626B2 (ja) | 2008-02-06 |
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