JP2002185296A - 外部条件入力回路 - Google Patents

外部条件入力回路

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JP2002185296A
JP2002185296A JP2000375630A JP2000375630A JP2002185296A JP 2002185296 A JP2002185296 A JP 2002185296A JP 2000375630 A JP2000375630 A JP 2000375630A JP 2000375630 A JP2000375630 A JP 2000375630A JP 2002185296 A JP2002185296 A JP 2002185296A
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JP
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fet
relay
external condition
condition input
circuit
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JP2000375630A
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Inventor
Nobuyuki Kitano
信之 北野
Makoto Okuda
誠 奥田
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メカニカルなリレーに代えて半導体素子を使用
することによって、回路の実装面積の小型化と信頼性を
向上する。 【解決手段】外部条件の入力端子1、2には、ツェナー
ダイオード7を介してFET型半導体リレー5の入力側
が接続され、その出力側から入力データが直接読み込ま
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタルリレ
ー等の外部条件入力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルリレー等の入力側に設けられ
る外部条件入力回路は、従来、外部条件入力信号(オン
またはオフ)をミニチュアリレーで受け、この接点出力
によってフォトカプラを駆動してTTL論理信号を形成
するようにしている。
【0003】図1は、ディジタルリレーの外部条件入力
回路を示している。入力端子1、2には、一般にDC1
10Vの+側(P110)、−側(N110)が接続さ
れ、この入力端子1、2がミニチュアリレー3の駆動コ
イルに接続されている。リレー3の接点回路はフォトカ
プラ4の入力側の発光ダイオードに接続され、該フォト
カプラ4のトランジスタ出力をディジタルリレー本体部
に入力する構成にしている。
【0004】上記の回路において、ミニチュアリレー3
のコイルには110Vの高電圧が印加され、フォトカプ
ラ4のフォトダイオードには24Vが印加され、フォト
カプラ4のトランジスタによってTTLレベルである5
Vに落とされる。
【0005】このように、従来のディジタルリレー等に
設けられている外部条件入力回路は、ミニチュアリレー
3およびフォトカプラ4を使用することによって、11
0Vの強電から5Vの弱電への電圧変換と、要求される
絶縁性能を確保していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の回路では、ミニチュアリレー3の接点間において
必要な耐圧性能を得るようにしているために、強電回路
部分が装置内でかなりの面積を占めることになり、特
に、入力端子の数が多数になる時には、1枚のプリント
基板の全面積に対するリレーおよびその周辺回路の専有
面積の比率が高くなり、全体が大型化するのを避けるこ
とができず、小型化を阻害する原因となっていた。
【0007】また、ミニチュアリレー3は機能上、機械
式可動部を備えているために、信頼性も十分なものでは
ない不都合があった。
【0008】この発明は以上に鑑みてなされたもので、
メカニカルなリレーに代えて半導体素子を使用すること
によって、回路の実装面積の小型化と信頼性を向上する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために次のように構成される。
【0010】(1)入力側に発光ダイオード、 出力側
に受光FETが設けられたFET型半導体リレーを外部
条件入力端子と出力端子間に接続したことを特徴とす
る。
【0011】この発明では、従来のミニチュアリレー3
およびフォトカプラ4に代えて、FET型半導体リレー
を設けたものである。このFET型半導体リレーは、入
力側に発光ダイオード、出力側に受光FETが設けられ
た半導体装置であって、受光FETは、発光ダイオード
の駆動に応じてオンまたはオフを出力する。出力側素子
である受光FETは、フォトカプラのトランジスタと異
なって、電圧制御型素子であるために、ノーマルクロー
ズ出力端子およびノーマルオープン出力端子を容易に設
定することが可能である。すなわち、エンハンスメント
型FETおよびディスプレッション型FETのどちらを
使用するかでノーマルクローズ出力端子またはノーマル
オープン出力端子を簡単に設定することができる。な
お、従来のようなフォトカプラを使用する回路構成で
は、電流制御型の素子であるトランジスタを出力素子と
して使用しているためにノーマルクローズ端子とノーマ
ルオープン端子を簡易な回路で構成することができな
い。
【0012】(2)FET型半導体リレーは、前記受光
FETを2組備え、各受光FETは入力がオフとオンの
ときでそれぞれ出力レベルが反対である。
【0013】この発明では、具体的にはエンハンスメン
ト型FETとディスプレッション型FETとをそれぞれ
設けることによって、その出力をノーマルクローズ端子
とノーマルオープン端子とするものである。このような
構成にすることで、素子自体の破壊や不良化に伴う誤動
作及びそれ以降の読込み回路の不具合を検出することが
でき、いわゆる常時監視が可能になる。
【0014】(3)前記発光ダイオードと前記外部条件
入力端子間に電圧降下素子が接続されている。
【0015】図1に示すように、入力側にDC110V
程度の高電圧が印加される場合には、この電圧をFET
型半導体リレーの入力特性に応じて適当に降圧すること
が好ましい。そこで、ツェナーダイオードや抵抗等から
なる電圧降下素子を入力側に接続する。
【0016】
【発明の実施の形態】図2は、この発明の実施形態であ
るディジタルリレーの外部条件入力回路の回路図を示し
ている。
【0017】入力端子1、2間にはDC110Vの+側
(P110)と−側(N110)が接続され、P110
と入力端子1間には条件入力接点10が接続されてい
る。また、入力端子1、2には、FET型半導体リレー
5の入力側が抵抗R6およびツェナーダイオード7を介
して接続されている。FET型半導体リレー5は、入力
側に発光ダイオード5a、出力側に受光FET5bがそ
れぞれ樹脂モールドされて一体型に形成された半導体素
子であって、従来のミニチュアリレー等と比較して全体
が極めて小型であって、且つ半導体素子であるために駆
動部も備えていない。受光FET5bは、従来のフォト
カプラ4の出力側と同様に、TTLレベルの出力を行
う。この実施形態では、受光FET5bとしてディスプ
レッション型FETを並列的に接続したものを使用して
いる。このため、発光ダイオード5aが発光していない
時には、この受光FET5bの出力端子が「1」となる
ノーマルクローズ出力端子(いわゆるbコン)を構成す
る。
【0018】また、入力側の発光ダイオード5aに接続
されるツェナーダイオード7は、この例で約50Vのツ
ェナー電圧特性を持つものを使用している。これによ
り、約60V以上の電圧が入力端子1に加わることによ
ってFET型半導体リレー5の出力端子(bコン)が
「1」→「0」となる。なお、このFET型半導体リレ
ー5は、5kV程度の十分な絶縁耐圧特性を持たせるこ
とが可能であり、たとえば、松下電工株式会社製の、P
hotoMOSリレーシリーズを使用することができ
る。
【0019】このように、従来のメカニカルなミニチュ
アリレー3とフォトカプラ4に代えて、FET型半導体
リレー5を使用することにより、入力回路全体の占める
面積が非常に小さくなり、且つ、機械式可動部がなくな
るために信頼性を向上することができる。また、外部条
件入力信号をリレー3を介さずに直接読み込むことがで
きるために、読み込み時間の短縮を図ることができ、処
理速度の高速化に繋がる。
【0020】図3は、上記外部条件入力回路のツェナー
ダイオード7に代えて抵抗8を接続した例を示してい
る。このように、抵抗6と抵抗8とによって入力電圧を
分圧することによってもツェナーダイオード7と同様の
電圧降下を行わせることができる。
【0021】DC110Vは、特定の変電所等において
は、図4に示すように、接地された中性点を設けて形成
されることがある。このような場合、図1に示すような
従来の回路構成では、入力端子1に誤って人間の手が触
れると55V前後の電圧がリレー3の入力側に印加され
ることになるために、同電圧がリレー3の感動電圧を超
えてしまって誤動作してしまうことになる。ところが、
図2または図3に示す回路構成では、入力端子1に人間
の手が触れても、ツェナーダイオード7、または抵抗6
と8からなる分圧回路によってリレー5の発光ダイオー
ド5aが駆動しない。このように、図4に示すような電
源装置を備えている場合においても、ツェナーダイオー
ド7や抵抗分圧回路によって、55Vを充分超えた入力
電圧のときのみ駆動するようにしておくことで、外部条
件入力回路の誤動作を確実に防止することができる。
【0022】図5は、この発明の他の実施形態の外部条
件入力回路を示している。
【0023】この入力回路では、FET型半導体リレー
5が、発光ダイオードおよび受光FETを2組備えてい
る。すなわち、発光ダイオードは5aと5cとが直列に
接続され、1つ目の受光FET5bは、ディスプレッシ
ョン型FETで構成され、2つ目の受光FET5dはエ
ンハンスメント型の受光FETで構成されている。ディ
スプレッション型FET5bは、図2に示す受光FET
5bと同様にノーマルクローズ出力端子(bコン)を構
成するが、もう1つの受光FET5dはエンハンスメン
ト型FETであるために、発光ダイオード5cがオフの
時に出力がオープン状態となるノーマルオープン出力端
子(aコン)を構成する。したがって、この入力回路の
論理表は図6に示すようになる。
【0024】上記のように構成することによって、1つ
の入力条件に対して、出力が常に反転関係にあるから、
FET型半導体リレー5の異常の有無及びそれ以降の読
込み回路を監視することができる。すなわち、出力が反
転関係にあればその情報を真として扱うことができ、反
転関係になければリレー5の回路部分が異常であること
を判定することができる。このように、2つの出力を監
視することによって入力回路の常時監視が可能となる。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、従来使用していた機
械式可動部を備えるミニチュアリレーおよびフォトカプ
ラを使用する必要がないために、回路の小型化を実現で
き、且つ機械式可動部を有していないために信頼性を向
上することができる。また、ノーマルクローズ出力端子
とノーマルオープン出力端子を簡単に設定できるため
に、入力回路の常時監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の外部条件入力回路の回路図
【図2】この発明の実施形態である外部条件入力回路の
回路図
【図3】この発明の他の実施形態の外部条件入力回路の
一部構成図
【図4】特定の変電所等におけるDC110Vの生成方
法を示す図
【図5】この発明の他の実施形態の外部条件入力回路の
回路図
【図6】上記外部条件入力回路の論理表
【符号の説明】 5−FET型半導体リレー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力側に発光ダイオード、 出力側に受
    光FETが設けられたFET型半導体リレーを外部条件
    入力端子と出力端子間に接続したことを特徴とする、外
    部条件入力回路。
  2. 【請求項2】 FET型半導体リレーは、前記受光FE
    Tを2組備え、各受光FETは入力がオフとオンのとき
    でそれぞれ出力レベルが反対である、請求項1記載の外
    部条件入力回路。
  3. 【請求項3】 前記発光ダイオードと前記外部条件入力
    端子間に電圧降下素子が接続されている、請求項1また
    は2記載の外部条件入力回路。
JP2000375630A 2000-12-11 2000-12-11 外部条件入力回路 Pending JP2002185296A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075660A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Mitsubishi Electric Corp 外部条件入力回路
JP2014183671A (ja) * 2013-03-20 2014-09-29 Denso Corp 組電池の異常検出装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075660A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Mitsubishi Electric Corp 外部条件入力回路
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