JP2008123895A

JP2008123895A - 電源制御装置

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Publication number: JP2008123895A
Application number: JP2006307798A
Authority: JP
Inventors: Shinya Sakaida; 信也境田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】リレーがオフ動作不良を起こしたことを検知でき、リレーのオフ動作不良をユーザーに速やかに通知可能な電源制御装置を提供する。
【解決手段】この電源制御装置では、フォトカプラ６が２本のＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０への通電と非通電とを検出することによって、第１,第２のリレー２,３の接点動作状況を検出できる。よって、ユーザが制御部７を遠隔操作して第１のリレー２または第２のリレー３をオフにする制御を行っているときに、フォトカプラ６が通電を検出した場合、第１または第２のリレーは接点溶着等のオフ動作ができない状況が発生したことを遠隔操作元のユーザに表示,通知することが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電源制御装置に関し、例えば、２個のリレーを用いてＡＣ(交流)両ラインをオンオフ制御することによって負荷へのＡＣ電源出力のオンオフ制御を行う電源制御装置に関する。

従来、負荷へのＡＣ電源出力のオンオフ制御を行う場合は、ＡＣラインの片ラインのオンオフ制御を行う方法が一般的であるが、安全のため、ＡＣラインの両ラインを共にオンオフすることも行われている。片ラインのみのオンオフ制御では、接地側でない活電側のラインがオフされない場合は筐体が金属性であれば感電の恐れがあるからである。

このＡＣラインの両ラインを共にオンオフする場合、一般的には負荷へつながるＡＣラインの両ラインにリレーを挿入してそれぞれのリレーをオンオフすることによって両ラインをオンオフする。このことを、以下、ＡＣライン両切りによるオンオフという。

このとき、２個のリレーのオンオフのそれぞれの動作に時間差を設けてオンオフすることにより、リレー接点への負荷を平準化し、機器としての寿命を延ばす(リレーの接点溶着が起こるまでの時間を延ばす)ことも行われている(特許文献１(特開２００１−２６６７２６号公報)参照)。

しかしながら、ＡＣライン両切りによるオンオフにおいて、２個のリレーのオンオフのそれぞれの動作に時間差を設けてオンオフして、リレー接点への負荷を平準化して寿命を延ばした場合にも、やがては接点溶着等のリレーの動作不良が発生する。

リレーの動作不良のうち、オンしないという不良はユーザーにとって安全サイドの不良であるが、接点溶着等によりオフしないという不良はユーザーにとって非安全サイドの不良である。

従来方法では、このリレーがオフしないという動作不良がユーザーへ通知されず、リレーを遠隔操作している時には実際にはオフできない状態が発生してもユーザーが気付かないという状況が発生し得て危険であった。

もっとも、ＡＣライン両切りによるオンオフにおいては、いずれかのリレーが接点溶着等によりオフしないという不良が発生しても他方のリレーがオフするため、直ちには危険な状態が生じないものの、リレーの動作不良が発生したことをユーザーに通知して、リレーの動作不良に対する何らかの対処を可能とすることが、安全性向上のために求められている。
特開２００１−２６６７２６号公報

そこで、この発明の課題は、リレーがオフ動作不良を起こしたことを検知でき、リレーのオフ動作不良をユーザーに速やかに通知可能な電源制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の電源制御装置は、２本のＡＣラインのうちの一方のＡＣラインに接続された第１のリレーと、
上記２本のＡＣラインのうちの他方のＡＣラインに接続された第２のリレーと、
上記第１および第２のリレーをオンオフ制御する制御部とを備え、
上記２本のＡＣラインは上記第１,第２のリレーを経由してＡＣ電源出力部に接続され、
さらに、上記第１,第２のリレーと上記ＡＣ電源出力部との間で上記２本のＡＣラインに接続されると共に上記ＡＣラインから上記ＡＣ電源出力部への通電と非通電とを検出する検出部を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、上記検出部が上記ＡＣラインから上記ＡＣ電源出力部への通電と非通電とを検出することによって、上記第１,第２のリレーの接点動作状況を検出できる。したがって、例えば、ユーザが制御部を遠隔操作して第１または第２のリレーをオフにする制御を行っているときに、検出部が通電を検出した場合、第１または第２のリレーは接点溶着等のオフ動作ができない状況が発生したことを遠隔操作元のユーザに表示,通知することが可能となる。

また、一実施形態の電源制御装置は、上記制御部は、上記第１および第２のリレーをオンからオフさせるオフ制御毎に、上記第１のリレーをオフさせてから上記第２のリレーをオフさせる第１のオフ制御と、上記第２のリレーをオフさせてから上記第１のリレーをオフさせる第２のオフ制御とを交互に行う。

この実施形態によれば、制御部は、第１,第２の２個のリレーのオフ動作タイミングに時間差を設け、ＡＣ電源出力部への電源出力をオフ(非通電)にするオフ動作毎に、第１,第２の２個のリレーのうちで遅れてオフするリレーが交互になるように制御する。これにより、第１,第２のいずれかのリレーがオフ動作不良を起こした場合でも、検出部は、オフ動作不良を検出できる。

例えば、今、２個のリレーＡ、Ｂがあるとして、制御部は、オフ制御動作のＮ回目(Ｎは自然数)の時は、リレーＡをオフさせた後、一定時間後にリレーＢをオフさせる。次に、オフ制御動作の(Ｎ＋１)回目の時は、リレーＢをオフさせた後、一定時間後にリレーＡをオフさせる。次に、オフ制御動作の(Ｎ＋２)回目の時は、リレーＡをオフさせた後、一定時間後にリレーＢをオフさせる。このように、制御部は、オフ制御動作毎に、２個のリレーのうち遅れてオフするリレーを交互にする。

このように制御すると、２個のリレーＡ,ＢのうちでリレーＡの接点が溶着してオフ動作不良になった場合は、制御部によるオフ制御動作がＮ回目の時に、リレーＡをオフさせる期間にＡＣ電源出力がオフされず、検出部はＡＣラインからＡＣ電源出力部への通電を検出する。これにより、リレーＡのオフ動作不良を検出できる。また、２個のリレーＡ,ＢのうちでリレーＢの接点が溶着してオフ動作不良になった場合は、制御部によるオフ制御動作が(Ｎ＋１)回目の時に、リレーＢをオフさせる期間にＡＣ電源出力がオフされず、検出部はＡＣラインからＡＣ電源出力部への通電を検出する。これにより、リレーＢのオフ動作不良を検出できる。すなわち、この実施形態によれば、制御部が第１または第２のリレーの一方だけをオフさせているときに、検出部が通電を検出した場合には、第１または第２のリレーのオフ動作不良を検出できる。

これに対して、２個のリレーを同時にオフさせてＡＣ電源出力部への通電と非通電とを検出する場合には、２個のリレーのうちの一方だけが溶着した場合には他方のリレーがオフするので、片方だけのリレーのオフ動作不良は検出できないことになる。

また、一実施形態は、上記検出部による通電と非通電の検出結果を表示する表示部を備える。

この実施形態によれば、上記検出部による通電と非通電の検出結果を表示部(一例としてランプ)で表示するので、制御部のオンオフ制御の内容を表示する場合と異なり、リレーの接点溶着不良に関わらず、実際の通電と非通電の状態を確実に表示できる。また、一例として、表示部をランプとして、制御部がオフ制御を行っているにもかかわらず、検出部が通電を検出した場合には、ランプを点滅させて、リレーのオフ動作不良をユーザに知らせるようにしてもよい。

また、一実施形態は、上記制御部は、遠隔制御元から入力される指示信号に基づいて上記オンオフ制御を行うと共に上記検知部が検出する通電と非通電を上記遠隔制御元に通知する。

この実施形態によれば、ユーザは、指示信号によるリレーのオンオフ制御の内容と通知される通電と非通電の内容とを照合し、制御部にリレーをオフさせる指示を出したにもかかわらず、通電が通知された場合、ユーザーは異常を認識することになり、必要な対処を速やかに行うことが可能となる。

また、一実施形態は、上記制御部は、上記検出部から上記通電または非通電を表す信号が入力され、上記第１のリレーまたは第２のリレーの一方をオフさせる制御を行っているときに上記検出部から上記通電を表す信号が入力された場合に、上記第１または第２のリレーのオフ動作不良を表すオフ動作不良信号を出力し、さらに、上記制御部から上記オフ動作不良信号を受けたときに、オフ動作不良を表す表示を行う表示部を備える。

この実施形態によれば、制御部自身が第１,第２のリレーのオフ動作不良を検出して表示部に表示させるので、ユーザはオフ動作不良を速やかに認識できる。

また、一実施形態では、上記制御部は、上記検出部から上記通電または非通電を表す信号が入力され、上記第１のリレーまたは第２のリレーの一方をオフさせる制御を行っているときに上記検出部から上記通電を表す信号が入力された場合に、次のオン制御を行わない。

この実施形態によれば、制御部は、第１または第２のリレーのオフ動作不良を検出した場合に、以降のオン制御を行わないので、安全ではない状況でのリレーオン制御を行わないようにして、危険を回避できる。

この発明の電源制御装置によれば、検出部がＡＣラインからＡＣ電源出力部への通電と非通電とを検出することによって、第１,第２のリレーの接点動作状況を検出できるので、例えば、ユーザが制御部を遠隔操作して第１または第２のリレーをオフにする制御を行っているときに、検出部が通電を検出した場合、第１または第２のリレーは接点溶着等のオフ動作ができない状況が発生したことを遠隔操作元のユーザに表示,通知することが可能となる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、この発明の電源制御装置の実施形態におけるリレー周辺部分の回路図を示す。図１に示すように、入力ＡＣ(交流)電源１に２本のＡＣライン１５,１６が接続されており、ＡＣライン１５に第１のリレー２が接続され、ＡＣライン１６に第２のリレー３が接続されている。また、２本のＡＣライン１５,１６はＡＣ電源出力部１０に接続されている。

また、この実施形態の電源制御装置は、制御部７を備え、この制御部７は、駆動トランジスタ４,５をオンオフ制御することで、第１,第２のリレー２,３をオンオフ制御する。また、この実施形態は、検出部としてのフォトカプラ６を備え、このフォトカプラ６は発光素子としての発光ダイオード６Ａと受光素子としてのフォトトランジスタ６Ｂを有する。発光ダイオード６Ａは、アノードが抵抗,キャパシタ,ダイオードを介してＡＣライン１５に接続され、カソードがＡＣライン１６に接続されている。また、フォトカプラ６が有するフォトトランジスタ６Ｂのエミッタが制御部７に接続されている。なお、この実施形態では、検出部をフォトカプラ６としたが他の電子回路で検出部を構成してもよい。

また、この電源制御装置は、ネットワークインターフェース部８を備え、このネットワークインターフェース部８はインターネット等の外部ネットワーク９から入力された制御指示信号を制御部７に出力する一方、制御部７から入力された出力信号を外部ネットワーク９に出力するものである。さらに、この電源制御装置は、制御部７に接続されたダイオードランプ１１を有する。この表示部としてのダイオードランプ１１は、制御部７を経由して検出部であるフォトカプラ６からの信号が入力される。

この実施形態では、外部ネットワーク９からネットワークインターフェース部８に入力される制御指示信号は、ネットワークインターフェース部８で解読され、この解読された制御指示信号が制御部７に出力される。ここで、上記制御指示信号が、例えば、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０へ通電させるという指示を表している場合は、制御部７は、解読された制御指示信号に基づいて、駆動トランジスタ４,５をオン駆動する。

一方、外部ネットワーク９からネットワークインターフェース部８に入力される制御指示信号が、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０へ通電させない(非通電)という指示を表している場合は、制御部７は、解読された制御指示信号に基づいて、駆動トランジスタ４,５をオフさせて、第１,第２のリレー２,３をオンからオフさせるオフ制御を行う。

また、フォトカプラ６は、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０へ通電されている場合は、発光ダイオード６Ａが発光することでフォトトランジスタ６Ｂがオンして、制御部７にＨレベル信号を出力する。これにより、制御部７は、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０に通電されていると判断する。一方、フォトカプラ６は、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０へ通電されていない非通電の場合には、発光ダイオード６Ａが発光せず、フォトトランジスタ６Ｂがオフして、制御部７にＬレベル信号を出力する。これにより、制御部７は、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０に通電されていないと判断する。

そして、制御部７は、上記通電と判断した場合はランプ１１を点灯させる一方、上記非通電と判断した場合はランプ１１を消灯させる。さらに、制御部７は、上記通電もしくは非通電の判断結果を表す判断信号をネットワークインターフェース部８に出力し、このネットワークインターフェース部８は上記判断信号を外部ネットワーク９への出力信号に変換してから外部ネットワーク９で出力する。したがって、ユーザは、外部ネットワーク９を介して、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０に通電されているか否かを認識可能となる。よって、ユーザは、外部ネットワーク９からネットワークインターフェース部８に、ＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０に通電するという制御指示信号を入力しているのに、外部ネットワーク９から通電を表す出力信号が得られない場合は、何らかの異常が発生したことを認識して、必要な対処を行うことができる。また逆に、外部ネットワーク９からネットワークインターフェース部８にＡＣライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０に通電しない(非通電)という制御指示信号を入力しているのに、外部ネットワーク９から非通電を表す出力信号が得られない場合も、何らかの異常が発生したことを認識して必要な対処を行うことができる。

次に、図２のタイミングチャートを参照して、この実施形態の動作をより詳細に説明する。

この実施形態では、制御部７は、第１および第２のリレー２,３をオンオフ制御することで、ＡＣライン両切りによるオンオフ制御を行う。図２に示すように、制御部７は、２個のリレー２,３をオンからオフさせるオフ制御において、２個のリレー２,３を同時にオフさせるのではなく、第１のリレー２をオフさせる時刻と第２のリレー３をオフさせる時刻との間に時間差Ｔを設定している。また、上記オフ制御において、第１のリレー２または第２のリレー３の一方を常に先にオフさせるのではなく、上記オフ制御を行う毎に、第１のリレー２をオフさせてから第２のリレー３をオフさせる第１のオフ制御と、第２のリレー３をオフさせてから第１のリレー２をオフさせる第２のオフ制御とを交互に行う。

より具体的には、ＡＣ電源出力部１０を通電状態から非通電状態にするＮ回目(Ｎは自然数)の期間(1)では、制御部７は、まず、第１のリレー２だけをオンからオフさせると共に、この第１のリレー２をオフさせてからＴ時間が経過してから第２のリレー３をオンからオフさせる第１のオフ制御を行う。この第１のオフ制御において、第１のリレー２がオフしたときにＡＣ電源出力部１０が非通電状態になる。

次に、ＡＣ電源出力部１０を通電状態から非通電状態にする(Ｎ＋１)回目の期間(2)では、制御部７は、まず、第２のリレー３だけをオンからオフさせると共に、この第２のリレー３をオフさせてからＴ時間が経過してから第１のリレー２をオンからオフさせる第２のオフ制御を行う。この第２のオフ制御において、第２のリレー３がオフしたときにＡＣ電源出力部１０が非通電状態になる。

次に、ＡＣ電源出力部１０を通電状態から非通電状態にする(Ｎ＋２)回目の期間(3)では、制御部７は、Ｎ回目の期間(1)と同様の第１のオフ制御を行う。そして、この(Ｎ＋２)回目の期間(3)以降も、第２のオフ制御と第１のオフ制御を交互に繰り返すこととなる。

次に、第１のリレー２または第２のリレー３の接点が障害(接点溶着)を起こした場合の動作を説明する。

この実施形態のように、２個のリレー２,３を使って、ＡＣ電源１の両ライン１５,１６からＡＣ電源出力部１０への通電と非通電を制御している場合は、一方のリレー２または３がオフしない障害が発生しても、他方のリレー３または２がオフするので、ＡＣ電源出力部１０への通電と非通電の動作は見かけ上は正常に動作することになる(フェールセーフ動作)。

ここで、この実施形態では、上述の如く、２個のリレー２と３でオフタイミングに時間差を設けると共に、オフ制御毎に、先にオフするリレーを交互に交替させている。これにより、第１のリレー２だけが先にオフすべき期間(1)に第１のリレー２が接点障害を起こしてオフしない場合、または、第２のリレー３だけが先にオフすべき期間(2)に第２のリレー３が接点障害を起こしてオフしない場合には、制御部７はフォトカプラ６からのＨレベル信号を受けて、通電を表すの判断信号をネットワークインターフェース部８に出力する。これにより、ユーザは、外部ネットワーク９を介して、リレー２または３がオフすべき期間に通電していることを知ることができる。よって、ユーザは、リレー２または３の交換、ＡＣ電源出力部１０に接続されている機器の使用中止等の適切な対処を実行でき、危険の発生を未然に防止できる。

なお、上記実施形態において、制御部７が第１のリレー２または第２のリレー３の一方だけをオフさせる制御を行っている期間(1),(3)または期間(2)に、検出部としてのフォトカプラ６から通電を表すＨレベル信号を制御部７が受けたときに、第１のリレー２または第２のリレー３がオフ動作不良を表すオフ動作不良信号を制御部７からネットワークインターフェイス部８に出力するようにしてもよい。この場合、ユーザは、ネットワークインターフェイス部８に出力されたオフ動作不良信号を外部ネットワーク９を経由して得ることで、オフ動作不良を検知することができる。また、上記オフ動作不良信号を制御部７から表示部であるランプ１１に出力してランプ１１を点滅させてもよい。この場合、制御部７自身が第１,第２のリレー２,３のオフ動作不良を検出して表示部としてのランプ１１に表示させるので、ユーザはオフ動作不良を速やかに認識できる。また、上記実施形態では、表示部を発光ダイオード等からなるランプとしたが、表示部は液晶表示部等であってもよい。

また、上記実施形態において、制御部７が第１のリレー２または第２のリレー３の一方だけをオフさせる制御を行っている期間(1),(3)または期間(2)に、検出部としてのフォトカプラ６から通電を表すＨレベル信号を制御部７が受けたときに、制御部７は次のオン制御を行わないものとしてもよい。この場合、制御部７は、第１のリレー２または第２のリレー３のオフ動作不良を検出した場合に、以降のオン制御を行わないので、安全ではない状況でのリレーオン制御を行わないようにして、危険を未然に回避できる。

この発明の電源制御装置の実施形態におけるリレー周辺部分の回路図である。上記実施形態におけるリレー制御(ＡＣ電源両切り)のタイミング図である。

符号の説明

１入力ＡＣ電源
２第１のリレー
３第２のリレー
４、５駆動トランジスタ
６フォトカプラ
７制御部
８ネットワークインタフェース部
９外部ネットワーク
１０ＡＣ電源出力部
１１ランプ

Claims

２本のＡＣラインのうちの一方のＡＣラインに接続された第１のリレーと、
上記２本のＡＣラインのうちの他方のＡＣラインに接続された第２のリレーと、
上記第１および第２のリレーをオンオフ制御する制御部とを備え、
上記２本のＡＣラインは上記第１,第２のリレーを経由してＡＣ電源出力部に接続され、
さらに、上記第１,第２のリレーと上記ＡＣ電源出力部との間で上記２本のＡＣラインに接続されると共に上記ＡＣラインから上記ＡＣ電源出力部への通電と非通電とを検出する検出部を備えたことを特徴とする電源制御装置。
請求項１に記載の電源制御装置において、
上記制御部は、
上記第１および第２のリレーをオンからオフさせるオフ制御毎に、上記第１のリレーをオフさせてから上記第２のリレーをオフさせる第１のオフ制御と、上記第２のリレーをオフさせてから上記第１のリレーをオフさせる第２のオフ制御とを交互に行うことを特徴とする電源制御装置。
請求項１または２に記載の電源制御装置において、
上記検出部による通電と非通電の検出結果を表示する表示部を備えることを特徴とする電源制御装置。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電源制御装置において、
上記制御部は、
遠隔制御元から入力される指示信号に基づいて上記オンオフ制御を行うと共に上記検知部が検出する通電と非通電を上記遠隔制御元に通知することを特徴とする電源制御装置。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電源制御装置において、
上記制御部は、上記検出部から上記通電または非通電を表す信号が入力され、上記第１のリレーまたは第２のリレーの一方をオフさせる制御を行っているときに上記検出部から上記通電を表す信号が入力された場合に、上記第１または第２のリレーのオフ動作不良を表すオフ動作不良信号を出力し、
さらに、上記制御部から上記オフ動作不良信号を受けたときに、オフ動作不良を表す表示を行う表示部を備えることを特徴とする電源制御装置。
請求項１に記載の電源制御装置において、
上記制御部は、
上記検出部から上記通電または非通電を表す信号が入力され、上記第１のリレーまたは第２のリレーの一方をオフさせる制御を行っているときに上記検出部から上記通電を表す信号が入力された場合に、次のオン制御を行わないことを特徴とする電源制御装置。