JP2008226775A - リレー駆動回路およびリレー駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のリレーが多数並列接続される場合でも、リレーが誤って起動しないリレー駆動回路およびリレー駆動方法を提供する。
【解決手段】前記第１と第２のリレー棚Ａ、Ｂに収容される、同一番号、例えばリレーＲＡ１、ＲＢ１のコールドエンドが共通接続される前記所定の数のスイッチＳ１と、当該棚内に収容される、例えばリレーＲＡ１〜ＲＡ８が共通接続される前記第１の系統の制御電源の入力と、各リレーＲＡ１〜ＲＡ８が前記接続されるスイッチＳ１〜Ｓ８との経路上にそれぞれ前記制御電源に対して順方向のダイオードｄｓが挿入されている第１のリレー棚Ａと、第２の系統の制御電源が入力され、第１の棚と同様にダイオードがリレーＲＢ１〜ＲＢ８に順方向の挿入されている第２のリレー棚Ｂとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、同一電源により複数のリレーを駆動するリレー駆動回路およびリレー駆動方法に関する。

商用放送システムの様に多数の装置の信号系統や電源系統切換には、リレーが用いられる。特に送信系統の如く２重化されたシステムや装置を切り換える場合、リレーを多数集め、システムチェンジ用のリレー棚が２重化された切換システムが構築される。

リレー棚の各リレーの駆動コイルには各リレーのスイッチを介して共通の電源が接続される。各リレーをそれぞれＯＮ―ＯＦＦすると駆動コイルが生ずる逆起電圧により電源電圧が低下してリレーがＯＦＦとなる誤動作を防ぐ為に駆動コイルと並列に電源電圧と逆極性のダイオードを接続することが行われる。また、スイッチング時に発生する過渡電流を防ぎ小容量の電源でもリレーを駆動出来るように、リレー駆動回路にコンデンサとダイオードを組み合わせた駆動回路を構成する方法がある（例えば、特許文献１。）。

しかしながら後述の如く多数のリレー駆動回路が並列接続された場合、リレーがオフになるのとは反対にスイッチがオフであるにも拘わらず各スイッチの設定如何では迂回した電流経路が形成されることにより駆動コイルが起動するに足る電圧が駆動コイルに印加され、オンになる場合が生じる問題が有った。
特開２００３−１６８９８ 号公報 （第８頁、第１図）

多数のリレー駆動回路が並列接続され、スイッチがオフであるにも拘わらず各スイッチの設定如何では迂回した電流経路が形成されることにより駆動コイルが起動するに足る電圧が駆動コイルに印加される場合が生じる問題が有った。

本発明のリレー駆動回路および駆動方法は、上記問題を解決するためになされたもので、複数のリレーが多数並列接続される場合でも、リレーが誤って起動しないリレー駆動回路およびリレー駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のリレー駆動回路は、ＤＣで駆動され、それぞれ番号が付与されたリレーを所定の数の収容するリレー棚を複数備え、前記リレー棚毎の系統で前記リレーの駆動コイルを駆動する制御電源が供給され、第１、第２の前記リレー棚に収容される同一番号のリレーを共通のスイッチで制御するリレー駆動回路において、前記第１と第２のリレー棚に収容される前記同一番号のリレーのコールドエンドが共通接続される前記所定の数のスイッチと、当該棚内に収容されるリレーが共通接続される前記第１の系統の制御電源の入力と、各リレーが前記接続されるスイッチとの経路上にそれぞれ前記制御電源に対して順方向のダイオードが挿入されている第１のリレー棚と、当該棚内に収容されるリレーが共通接続される前記第２の系統の制御電源の入力と、各リレーが前記接続されるスイッチとの経路上にそれぞれ前記制御電源に対して順方向のダイオードが挿入されている第２のリレー棚とを具備することを特徴とする。

また、本発明のリレー駆動回路のリレー駆動方法は、ＤＣで駆動され、それぞれ番号が付与されたリレーと、各前記リレーを所定の数収容する第１、第２のリレー棚と、ダイオード複数と、前記所定のスイッチとを備えるリレー駆動回路のリレー駆動方法において、前記スイッチのそれぞれは、前記第１と第２のリレー棚に収容される前記同一番号のリレーのコールドエンドが共通接続され、前記第１のリレー棚に収容される前記リレーのホットエンドは、前記第１の棚の系統の制御電源の入力に共通接続され、前記ダイオードは、前記第１の棚の系統の制御電源の入力と前記各リレーのコールドエンドが接続されるスイッチとの間の経路上、および前記第１の棚の系統の制御電源の入力と前記各リレーのコールドエンドが接続されるスイッチとの間の経路上それぞれに前記制御電源に対して順方向に挿入されることを特徴とする。

本発明によれば、複数のリレーが多数並列接続される場合でも、リレーが誤って起動しないリレー駆動回路およびリレー駆動方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例に関わるリレー駆動回路の接続図の一例である。

図１においてリレー駆動回路は、Ａ系統のリレーモジュール（以下、リレーと称する。）ＲＡ１〜ＲＡ８が収容されるリレー棚Ａ、Ｂ系統のリレーＲＢ１〜ＲＢ８が収容されるリレー棚Ｂ、リレーＲＡ１〜リレーＲＡ８、リレーＲＢ１〜リレーＲＢ８の同じ符号番号のリレーを同時にＯＮ−ＯＦＦ制御するＳ１〜Ｓ８を備えている。

なお、ここでは、各リレーは、そのリレーに接続されるスイッチがＯＮの制御電圧印加状態で、リレー接点がクローズするノーマルブレーク（オープン）で動作する場合を例に説明する。

各リレーはＤＣ２４Ｖ（直流電源）の制御電圧で動作し、マイナス側がコモン線Ｃに接続される。各リレー棚Ａ、Ｂは、例えば、現用系と予備系の様にそれぞれ別系統で動作するので各リレー棚Ａ、Ｂに加えられる制御電源もそれぞれ別の系統となり、リレー棚Ａ、Ｂは、それぞれ供給線ＰＡ、供給線ＰＢの制御電源から供給される。

各リレーＡ１〜Ａ８、リレーＢ１〜Ｂ８は、各駆動コイルＬに並列に電源極性に対して逆極性のダイオードＤｒがそれぞれ接続されたリレーモジュール構成である。そして、各リレーの駆動コイルＬとダイオードＤｒのカソードとの接続点「Ｘ」から共通線Ｂとの間に更にダイオードｄｓが電源と順方向、言い換えればダイオードｄｓのカソードが接続点「Ｘ」に接続されている。

本実施例では、ダイオードｄｓにより、後述の有害ループが生じないのでリレー誤動作を防ぐことが出来るが、従来のリレー棚のリレー駆動回路は、このダイオードｄｓを備えていないので有害リターン回路が発生する。

図２は、従来のリレー棚のリレー駆動回路の接続図である。
以下、図２により従来のリレー駆動回路の動作説明を行う。図２において、図１と重複する事項については、説明を省略する。

さて、今、リレー棚で制御する８つの機材は、それぞれリレーＢ１〜Ｂ８又は、それと並列に接続されるＡ１〜Ｂ８に接続されるスイッチＳ１〜Ｓ８がＯＮにされるとリレー接点がメイク状態になり、機材が動作する。

２つの棚は、冗長系のため、各リレー棚の同じ番号のリレー、即ち、冗長対応する機器を制御するリレーのコモン線へ向かうグランドラインを共通接続し、その接続されたグランドラインをスイッチの一方の端子へ接続し、他方をコモン線Ｃに接続して電源のグランドであるコモン線Ｃと接続している。従って、リレーをＯＮにする場合は、スイッチの接点を閉じて制御電源を供給することにより駆動コイルＬに駆動電流が流れるようになっている。

さて今、２系統の内、系統Ａは、予備系統として動作中であり、供給線ＰＡには、電源電圧２４Ｖの制御用電源が供給されていない。この動作状況は、系統Ａの制御用電源のヒューズ等の遮断回路が動作して電圧が印加されていない場合も同様である。

図２において、系統Ｂの機材が順次選択され、リレーＲＢ１〜ＲＢ６の６個をＯＮとすることにより起動状態に設定されたとする。この場合、リレーＲＢ７、ＲＢ８はスイッチＳ７、Ｓ８がオープンであり、またリレーＲＡ１〜ＲＡ８は、制御電源が供給されないので、全てのリレーは、ブレーク状態となるはずである。

しかしながら、リレーは定格電圧よりも実際には低い電圧でも接点がメイク状態になる様に動作するので、例えば、定格動作条件が２４Ｖであっても１８Ｖ程度の電圧でメイクするリレーが使用されている場合、次の説明に有る如く、リレーＲＢ７、ＲＢ８がメイクとなってしまう誤動作が発生する。

今、リレーＲＢ７に着目する。その駆動コイルに印加される制御電圧は、供給線ＰＢから供給される。本来で有れば、２４Ｖの制御電圧がコモン側で開放されているのでリレーＲＢ７の駆動コイルＬには電圧が印加されない筈である。しかし、ポイント「ｅ」からの電流ルートを辿ると以下の様に、リレーＲＢ７、ＲＢ８の駆動コイルＬには約１８Ｖ印加されることが分かる。

供給線ＰＢのポイント「ｅ」−リレーＲＢ７の駆動コイルＬ−スイッチＳ６のポイント「ｆ」−リレーＲＡ７のダイオードＤｒ−供給線ＰＡのポイント「ｄ」−供給線ＰＡのポイント「ｈ」リレーＲＡ６の駆動コイルＬ−スイッチｓ６のｊ−コモン線Ｃ、の電流ルートが発生する。

ここで、更に詳細に見ると、リレーＲＢ７とリレーＲＢ８との駆動コイルＬがリレーＲＡ７とＲＡ８のダイオードＤｒを介して並列接続され、その並列回路に更に、リレーＲＡ１〜ＲＡ６の駆動コイルＬが６個並列接続された回路が直列に接続されたのと同じ状態であることが分かる。

即ち、Ａ系統の供給線ＰＡは、フローティング状態であるので、これらの直列接続されたリレーの各駆動コイルＬに、系統Ｂの供給線ＰＢの制御電圧２４Ｖが印加されてしまう。その結果、これらの駆動コイルに分圧して印加される電圧の値次第では、駆動コイルが接点をメイクにする場合もある。

図３は、図２に対応したリレー棚の駆動コイルＬの内部抵抗が構成する並列−直列回路の等価回路図である。
図３において、リレー棚Ａでは、リレーＲＡ１〜リレーＲＡ６の駆動コイルの内部抵抗Ｚが並列接続され、並列接続された一方の端子側は共通線Ｃへ他方は、リレー棚ＢのリレーＲＢ７とリレーＲＢ８の駆動コイル内部抵抗Ｚによる並列抵抗の一方の端子側に接続される。

リレー棚ＢのリレーＲＢ７とリレーＲＢ８の駆動コイル内部抵抗Ｚの並列抵抗の他方の端子側は、供給線ＰＢへ接続されている。図２におけるリレーＲＡ７とリレーＲＡ８の内部抵抗は、ダイオードＤＲにより駆動コイルがシャントされた状態になるので上記の２つの並列抵抗群を直列に接続するようになり、その接続点がフローティング状態の供給線ＰＡになる。

ここで、駆動コイルＬの内部抵抗Ｚの抵抗値は、１つあたり７００Ωであるとする。リレーＲＢ７とリレーＲＢ８の駆動コイルＬの並列抵抗値（Ｐ１とする。）は、７００／２＝３５０Ω、リレーＲＡ１〜ＲＡ６の６個の駆動コイルの内部抵抗Ｚによる並列抵抗値（Ｐ２とする。）は７００／６＝１２０Ωとなる。そして、Ｐ１とＰ２との直列抵抗値は、Ｐ１＋Ｐ２＝４７０Ωとなる。

従って、リレーＲＢ７、ＲＢ８の駆動コイルに印加される電圧は、２４Ｖが分圧された電圧となるので、概算で２４×３５０／４７０＝１７．８Ｖ（約１８Ｖ）となる。また、ＲＡ１〜ＲＡ６の６個の駆動コイルＬにＲＡ１〜ＲＡ６の６個の駆動コイルＬに印加される電圧は、同様に２４×１２０／４７０＝６．２Ｖ（約６Ｖ）となる。

リレーは、前述の如く、定格電圧以下であってもあるレベル以上の電圧が駆動コイルに印加された場合には駆動状態のリレー接点がメイクになる。本実施例では、６個以上のリレーがＯＮに設定されると、ＯＦＦに設定された残りのリレーでも駆動コイルに印加される制御電圧がリレー接点がメイクする１８Ｖとなってリレー誤動作を生じる。

また、上記説明では、有害リターン回路がスイッチング時の逆起電圧防止用のダイオードＤｒにより形成されるが、ダイオードＤＲが無く、駆動コイルＬのみの場合であっても駆動コイルＬの内部抵抗による有害リターン回路が構成されるので、同様の誤動作が発生する。

この誤動作を防ぐ方法を、本発明の実施例を示す図１に戻り説明する。図１においては、駆動コイルＬに直列に電源方向のダイオードｄｓが挿入されており、ダイオードｄｓにとっては、逆方向となるので図２における有害リターン回路の電流ルート「スイッチＳ６のポイント「ｆ」−リレーＲＡ７のダイオードＤｒ」は、発生しないので誤動作が発生しない。

また、図１ではダイオードｄｓが、ダイオードＤｒのカソードに同じくダイオードｄｓのカソードが接続される、言い換えれば、リレーモジュールのコールドエンドにダイオードｄｓが挿入されている。また、別の挿入形態として、ダイオードＤｒのアノードとダイオードｄｓのアノードが接続される、言い換えれば、リレーモジュールのホットエンド側にダイオードｄｓが挿入されるものであっても、有害リターン回路の形成を防ぐことが出来る。

すなわち、制御用電源入力とそのリレーの駆動コイルを制御するスイッチとの接続経路上に順方向にダイオードを挿入すれば、有害リターン回路の形成を防ぐことが出来る。

以上説明した如く本発明の実施例のリレー駆動回路によれば、並列接続される多数のリレーからなるリレー棚を異なる複数の制御電源系統で使用しても誤動作が発生することを防ぐことが出来る。

本発明の実施例に係わるリレー棚のリレー駆動回路の接続図。 従来のリレー棚のリレー駆動回路の接続図。 リレー棚の駆動コイルＬの内部抵抗が構成する並列−直列回路の等価回路図。

符号の説明

Ａ、Ｂ リレー棚
Ｄｒ、ｄｓ ダイオード
Ｌ 駆動コイル
ＲＡ１〜ＲＡ８、ＲＢ１〜ＲＢ８ リレー
Ｓ１〜Ｓ８ スイッチ

Claims (3)

1. それぞれ番号が付与されたＤＣ駆動のリレーを所定の数の収容するリレー棚を複数備え、前記リレー棚毎の系統で前記リレーの駆動コイルを駆動する制御電源が供給され、第１、第２の前記リレー棚に収容される同一番号のリレーを共通のスイッチで制御するリレー駆動回路において、
   前記第１と第２のリレー棚に収容される前記同一番号のリレーのコールドエンドが共通接続される前記所定の数のスイッチと、
   当該棚内に収容されるリレーが共通接続される前記第１の系統の制御電源の入力と、各リレーが前記接続されるスイッチとの経路上にそれぞれ前記制御電源に対して順方向のダイオードが挿入されている第１のリレー棚と、
   当該棚内に収容されるリレーが共通接続される前記第２の系統の制御電源の入力と、各リレーが前記接続されるスイッチとの経路上にそれぞれ前記制御電源に対して順方向のダイオードが挿入されている第２のリレー棚とを
   具備することを特徴とする
   リレー駆動回路。
2. 前記リレーの駆動コイルは、
   駆動コイルにリレー駆動回路で発生する逆起電圧対策のダイオードが並列接続されるか、または、リレー駆動コイルのみかの何れかの構造を備えることを特徴とする請求項１記載のリレー駆動回路。
3. それぞれ番号が付与されたＤＣで駆動されるリレーと、各前記リレーを所定の数収容する第１、第２のリレー棚と、ダイオード複数と、前記所定のスイッチとを備えるリレー駆動回路のリレー駆動方法において、
   前記スイッチのそれぞれは、前記第１と第２のリレー棚に収容される前記同一番号のリレーのコールドエンドが共通接続され、
   前記第１のリレー棚に収容される前記リレーのホットエンドは、前記第１の棚の系統の制御電源の入力に共通接続され、
   前記ダイオードは、前記第１の棚の系統の制御電源の入力と前記各リレーのコールドエンドが接続されるスイッチとの間の経路上、および前記第１の棚の系統の制御電源の入力と前記各リレーのコールドエンドが接続されるスイッチとの間の経路上それぞれに前記制御電源に対して順方向に挿入されることを特徴とする
   リレー駆動回路のリレー駆動方法。

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