JP2013171773A - Relay drive circuit - Google Patents
Relay drive circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013171773A JP2013171773A JP2012036149A JP2012036149A JP2013171773A JP 2013171773 A JP2013171773 A JP 2013171773A JP 2012036149 A JP2012036149 A JP 2012036149A JP 2012036149 A JP2012036149 A JP 2012036149A JP 2013171773 A JP2013171773 A JP 2013171773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- relay
- transistor
- output
- drive circuit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 5
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば、インバータ装置における突入電流抑制動作を行うためのリレーの駆動回路に関するものである。 The present invention relates to a relay drive circuit for performing an inrush current suppressing operation in an inverter device, for example.
図3は、リレー駆動回路を備えたインバータ装置の主回路を示しており、以下ではその動作を構成と共に説明する。
交流電源11から出力された交流電圧は、ダイオードブリッジ等からなるコンバータ部12により整流され、直流電圧に変換される。コンバータ部12の正側出力端子には、電源投入時に過大な電流が流れることによるインバータ装置内部の破損を防ぐため、抵抗等からなる突入電流抑制回路13の一端が接続されている。
また、突入電流抑制回路13の他端とコンバータ部12の負側出力端子との間には、電解コンデンサ等からなる平滑コンデンサ16が接続されている。
FIG. 3 shows a main circuit of the inverter device provided with the relay drive circuit, and the operation thereof will be described below together with the configuration.
The AC voltage output from the
Further, a
平滑コンデンサ16の両端には、半導体スイッチング素子のオン・オフにより直流電圧を所定の大きさ及び周波数の交流電圧に変換するインバータ部17が接続され、その出力側には、負荷としてのモータ18が接続されている。
更に、平滑コンデンサ16には、その両端電圧を所定の大きさの直流電圧に変換し、直流電源電圧として出力するDC−DCコンバータ14が並列に接続されている。DC−DCコンバータ14から出力される直流電源電圧は、図示するようにリレー駆動回路15に供給されるほか、種々の制御用電源電圧として用いられる。ここで、リレー駆動回路15は、後述するように突入電流抑制回路13を動作させるリレーを駆動するためのものである。
Connected to both ends of the
The
図4は、図3とほぼ同様に構成された従来技術として、特許文献1に記載されたインバータ装置の主回路を示している。
図4において、図3と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付してあり、以下では図3と異なる部分を中心に説明する。
FIG. 4 shows a main circuit of an inverter device described in Patent Document 1 as a conventional technique configured in substantially the same manner as FIG.
4, components having the same functions as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on portions different from those in FIG.
図4における電源回路14Aは、インバータ部17のスイッチング素子に対する駆動信号生成回路を図3のDC−DCコンバータ14と一体化したものに相当する。また、リレー駆動回路15の出力側の遅延回路19は、リレー駆動回路15の出力信号を一定時間だけ遅らせてリレー20に出力するためのものである。
リレー20は、遅延回路19の出力電流により励磁されるリレーコイル21とリレー接点22とを備えており、リレー接点22のオンにより突入電流抑制回路13の両端を短絡するように動作する。
The
The
この従来技術では、通常時はリレー接点22がオフしているため、交流電源11を投入すると、平滑コンデンサ16の充電電流が突入電流抑制回路13により制限されながら流れる。その後、平滑コンデンサ16の電圧が所定値に達すると、電源回路14Aを介してリレー駆動回路15が動作し、遅延回路19により一定時間、遅延されてリレーコイル21が励磁される。このため、平滑コンデンサ16が十分に充電されてその電圧が所定値に確立してからリレー接点22をオンさせることができ、平滑コンデンサ16の電圧不足によってリレーコイル21に過大な励磁電流が長期間流れるのを防止することができる。
In this prior art, since the
次に、図5は、前述した図3におけるリレー駆動回路15の構成を示している。
図5において、151は通電制御部としてのCPUであり、CPU151から出力されるパルス状のリレー制御信号は電流制限抵抗152を介してフォトカプラ153内の発光ダイオード153aに加えられている。フォトカプラ153内のフォトトランジスタ153bの出力電流は、電流制限抵抗154を介してリレーコイル21に流れる。なお、23はリレーコイル21に並列に接続された還流ダイオードである。
図5のリレー駆動回路では、リレー20の発熱を抑制するために、CPU151から出力されるリレー制御信号を細かくオン・オフ制御することにより、リレー制御信号がオン状態となる期間の比率(デューティ)を小さくする方式が用いられている。
Next, FIG. 5 shows the configuration of the
In FIG. 5,
In the relay drive circuit of FIG. 5, the ratio (duty) of the period during which the relay control signal is turned on by finely controlling the relay control signal output from the
理想条件において、リレー出力電圧(リレー駆動回路の出力電圧)は、DC−DCコンバータ14の出力電圧×リレー制御信号のデューティによって表すことができる。このデューティを小さくしてリレー出力電圧の平均値が低下すればリレー20の励磁電流が小さくなるため、リレー制御信号が常にオンである場合よりリレー20の発熱を抑制することができる。
Under ideal conditions, the relay output voltage (the output voltage of the relay drive circuit) can be expressed by the output voltage of the DC-DC converter 14 x the duty of the relay control signal. If this duty is reduced and the average value of the relay output voltage is reduced, the exciting current of the
また、リレー制御信号のオフ期間がリレー固有の一定期間より長くなると、リレーコイル21の励磁力が弱まり、リレー接点22がオフされる。しかし、リレー制御信号がオフした後でも、リレー制御信号のオン期間中にリレーコイル21に流れていた励磁電流が還流ダイオード23を介して還流するため、リレーコイル21の励磁力が維持されることになり、リレー接点22がごく短いオン時間の後でオフするのを防止することができる。
When the OFF period of the relay control signal becomes longer than a certain period inherent to the relay, the exciting force of the
さて、この種のインバータ装置では、負荷の変動によってDC−DCコンバータ14の出力電圧が上昇する場合がある。図5において、DC−DCコンバータの出力電圧の上昇によってリレー出力電圧が上昇すると、リレーコイル21の励磁電流が増加して発熱量が増加し、適宜な冷却手段によりインバータ装置の内部温度を下げる等の対策を行わなければリレー20を使用できなくなる恐れがある。
In this type of inverter device, the output voltage of the DC-
ここで、図6(a)は、従来技術におけるリレー制御信号、リレー出力電圧及びその平均値を示すタイミングチャートである。なお、図6(b)は後述する本発明の実施形態によるタイミングチャートであるが、これについては後述する。 Here, FIG. 6A is a timing chart showing a relay control signal, a relay output voltage, and an average value thereof in the prior art. FIG. 6B is a timing chart according to an embodiment of the present invention described later, which will be described later.
図6(a)の従来技術では、リレーの起動時にリレー接点22を確実にオンさせるため、リレー制御信号を一定期間継続的にオン状態とする(全オン期間)。そして、起動後は、リレー制御信号を所定のデューティにてオン・オフ制御することにより(デューティ制御期間)、リレー出力電圧の平均値を低下させてリレーコイル21の励磁電流を減少させ、リレー20の発熱を抑制している。
In the prior art of FIG. 6A, the relay control signal is continuously turned on for a certain period (all on period) in order to reliably turn on the
図6(a)のデューティ制御期間におけるリレー出力電圧の平均値はデューティに比例するため、デューティを小さくするほどリレー20の発熱を抑制することができる。なお、リレーの起動時及びデューティ制御期間中のリレー出力電圧の最大値は、DC−DCコンバータ14の出力電圧からフォトカプラ153内のフォトトランジスタ153bのコレクタ・エミッタ間飽和電圧を引いた値となるが、図6(a)では上記飽和電圧を無視している。
Since the average value of the relay output voltage in the duty control period of FIG. 6A is proportional to the duty, heat generation of the
ここで、図5のCPU151が生成する制御信号として、周期の短い上位信号L0(その周期をT0とする)と周期の長い下位信号L1(その周期をT1とする)とがある場合、一般的に、上位信号L0は高速処理が必要な演算等に使用され、リレー制御信号には周期の長い下位信号L1が使用される。
Here, as the control signals generated by the
前述した図6(a)において、リレー制御信号のオフ期間は、リレーコイル21の励磁電流の減少によってリレー20が誤オフしないように、リレー固有の一定期間よりも短くする必要がある。
しかし、CPU151からのリレー制御信号として周期が長い下位信号L1を用いる場合には、図7に示すように上位信号L0が下位信号L1の周期T1に割り込む可能性がある。例えば、デューティが50%である下位信号L1のオフ期間の終期に上位信号L0が割り込むと、リレー20の最大オフ期間は、下位信号L1のオフ期間であるT1/2に上位信号L0の周期T0を加えたT1/2+T0となり、通常のオフ期間T1/2に比べてT0だけ長くなる。このようにリレー20の誤オフ期間(T1/2+T0)が経過した後でリレー接点22がオンすると、大きな負荷電流が流れてリレー接点22が溶着する恐れがあった。
In FIG. 6A described above, the OFF period of the relay control signal needs to be shorter than a certain period unique to the relay so that the
However, when the lower signal L 1 having a long cycle is used as the relay control signal from the
上述したリレー20の誤オフを解決する方法の一つとして、CPU151の上位信号L0に基づいてリレー制御信号を生成し、下位信号L1の割り込みを防ぐ方法がある。
図2(a)は、CPU151におけるリレー制御信号の生成方法を示す概念図であり、上位信号L0と下位信号L1とを選択手段としてのスイッチ手段151aにより選択し、選択した信号に基づいてリレー制御信号生成手段151bがリレー制御信号を生成し、出力する。
As one method of solving the erroneous off of the above-mentioned
2 (a) is a conceptual diagram illustrating a method of generating a relay control signal in
ここで、図8は、リレー制御信号とフォトカプラの動作との関係を示す図である。
一般的なフォトカプラは、リレー制御信号の立ち上がりからフォトカプラがオンするまでのオン遅れ時間Tdonよりも、リレー制御信号の立ち下がりからフォトカプラがオフするまでのオフ遅れ時間Tdoffの方が長い。従って、リレー制御信号の周期が短いほどフォトカプラがオン状態となる期間が増加してリレー出力電圧のデューティが大きくなり、リレー出力電圧の平均値は増加する。
従って、周期が短い上位信号L0に基づいてリレー制御信号を生成し、リレー20を駆動する場合にも、リレー20の発熱量が増加するという問題があった。
Here, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the relay control signal and the operation of the photocoupler.
In general photocouplers, the off delay time Tdoff from the fall of the relay control signal until the photocoupler is turned off is longer than the on delay time Tdon from the rise of the relay control signal until the photocoupler is turned on. long. Accordingly, the shorter the period of the relay control signal, the longer the period during which the photocoupler is in the on state, the duty of the relay output voltage is increased, and the average value of the relay output voltage is increased.
Therefore, the period generates a relay control signal based on the short upper signal L 0, in case of driving the
そこで、本発明の解決課題は、リレーの発熱を抑制すると共にリレーの誤オフを防止し、信頼性を向上させたリレー駆動回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a relay drive circuit that suppresses heat generation of the relay and prevents the relay from being erroneously turned off to improve reliability.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、直流電源電圧に応じて動作する第1のトランジスタと、
第1のトランジスタの出力端子に接続された定電圧素子と、
前記定電圧素子を流れる電流により動作する第2のトランジスタと、
第1のトランジスタの出力端子と第2のトランジスタの出力端子とからなる一対のリレー出力端子間にリレーコイルが接続されたリレーと、を備え、
前記リレー出力端子間の出力電圧が前記定電圧素子と第2のトランジスタとによって定まる所定値を超えたときに第2のトランジスタを動作させて第1のトランジスタの出力電圧を調整し、前記リレー出力端子間の出力電圧を前記所定値に保つものである。
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 includes a first transistor that operates according to a DC power supply voltage;
A constant voltage element connected to the output terminal of the first transistor;
A second transistor operated by a current flowing through the constant voltage element;
A relay in which a relay coil is connected between a pair of relay output terminals composed of an output terminal of the first transistor and an output terminal of the second transistor;
When the output voltage between the relay output terminals exceeds a predetermined value determined by the constant voltage element and the second transistor, the second transistor is operated to adjust the output voltage of the first transistor, and the relay output The output voltage between the terminals is maintained at the predetermined value.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載したリレー駆動回路において、
通電制御部から出力されるパルス状のリレー制御信号により動作する第3のトランジスタを備え、第3のトランジスタに連動させて前記第1のトランジスタを動作させると共に、前記第2のトランジスタに連動させて前記第3のトランジスタを動作させるものである。
The invention according to
A third transistor that operates in response to a pulse-like relay control signal output from the energization control unit; operates the first transistor in conjunction with the third transistor; and operates in conjunction with the second transistor. The third transistor is operated.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載したリレー駆動回路において、
前記第2のトランジスタの出力電流が前記第3のトランジスタのベースに入力され、前記第3のトランジスタの出力電流が前記第1のトランジスタのベースに入力されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the relay drive circuit according to
The output current of the second transistor is input to the base of the third transistor, and the output current of the third transistor is input to the base of the first transistor.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載したリレー駆動回路において、
前記定電圧素子がツェナダイオードであり、このツェナダイオードを流れる電流が前記第2のトランジスタのベースに流れることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the relay drive circuit according to claim 3,
The constant voltage element is a Zener diode, and a current flowing through the Zener diode flows to the base of the second transistor.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載したリレー駆動回路において、
前記ツェナダイオードを流れる電流により前記第2のトランジスタを動作させ、第2のトランジスタに連動させて前記第3のトランジスタ、前記第1のトランジスタを順次動作させることにより、前記リレー出力端子間の出力電圧を低下させるものである。
The invention according to claim 5 is the relay drive circuit according to claim 4,
The second transistor is operated by a current flowing through the Zener diode, and the third transistor and the first transistor are sequentially operated in conjunction with the second transistor, whereby an output voltage between the relay output terminals is obtained. Is to lower.
請求項6に係る発明は、請求項2〜5の何れか1項に記載したリレー駆動回路において、
前記通電制御部は、一定周期のパルス信号である上位信号と前記上位信号よりも周期が長いパルス信号である下位信号との何れかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された信号に基づいて前記リレー制御信号を生成するリレー制御信号生成手段と、を備えたものである。
The invention according to claim 6 is the relay drive circuit according to any one of
The energization control unit is configured to select either a high order signal that is a pulse signal having a constant period or a low order signal that is a pulse signal having a longer period than the high order signal, and a signal selected by the selection means. Relay control signal generating means for generating the relay control signal based on the above.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載したリレー駆動回路において、
前記リレー制御信号生成手段は、前記選択手段により上位信号が選択されたときに、前記上位信号の周期の2倍以上の周期を有するパルス信号を前記リレー制御信号として生成するものである。
The invention according to claim 7 is the relay drive circuit according to claim 6,
The relay control signal generation means generates a pulse signal having a period of at least twice the period of the upper signal as the relay control signal when the upper signal is selected by the selection means.
本発明によれば、直流電源電圧の上昇に関わらず、リレー出力電圧を安定化させてリレーの発熱を抑制することができる。
また、周期の短い上位信号に基づくリレー制御信号を用いることにより、リレーの誤オフを防止してリレー接点の溶着を未然に防止すると共に、インバータ装置の信頼性を向上させることができる。更に、通電制御部から指令されるリレー制御信号のデューティに比例したリレー出力電圧が得られるため、リレーを高精度に駆動することが可能となる。
According to the present invention, the relay output voltage can be stabilized and the heat generation of the relay can be suppressed regardless of the rise of the DC power supply voltage.
Further, by using a relay control signal based on a high-order signal having a short cycle, it is possible to prevent the relay contacts from being accidentally turned off and to prevent welding of the relay contacts, and to improve the reliability of the inverter device. Further, since a relay output voltage proportional to the duty of the relay control signal commanded from the energization control unit can be obtained, the relay can be driven with high accuracy.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るリレー駆動回路の回路図である。図1において、図5と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付してあり、以下では図5と異なる部分を中心に説明する。
なお、図1に示すリレー駆動回路は、図3に示したようにDC−DCコンバータ14から直流電源電圧が供給され、リレーコイル21を励磁することによりリレー接点22をオンさせて突入電流抑制回路13の両端を短絡するように動作するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a relay drive circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, components having the same functions as those in FIG. 5 are given the same reference numerals, and the following description will focus on parts different from those in FIG.
The relay drive circuit shown in FIG. 1 is supplied with a DC power supply voltage from the DC-
図1において、フォトカプラ153内のフォトトランジスタ153bのエミッタと回路のグランドとの間には、抵抗155が接続されている。また、フォトトランジスタ153bのエミッタには抵抗154の一端が接続され、その他端は第3のトランジスタ158のベースと、第2のトランジスタ159のコレクタと、に接続されている。
DC−DCコンバータ14の出力端子間には、第1のトランジスタ156とリレーコイル21とが直列に接続されており、トランジスタ156のベースとトランジスタ158のコレクタとの間には抵抗157が接続されている。
また、トランジスタ158,159のエミッタはグランドに接続されている。
In FIG. 1, a
A
The emitters of the
トランジスタ156のコレクタとグランドとの間には、定電圧素子としてのツェナダイオード161と抵抗162とが直列に接続され、その直列接続点とトランジスタ159のベースとの間には抵抗160が接続されている。
ここで、トランジスタ156,158,159、抵抗154,155,157,160,162、ツェナダイオード161は電圧安定化回路163を構成している。
なお、図1における抵抗152,154,157,160はリレー駆動回路に過電流を流さないためのものであり、抵抗155,162はトランジスタ158,159がノイズによって誤オンしないように、ノイズをグランド側へバイパスするためのものである。
A
Here, the
Note that the
次に、この実施形態の動作を説明する。
まず、インバータ装置の電源が投入されると、DC−DCコンバータ14から出力される直流電源電圧が上昇する。一方、CPU151により生成されるパルス状のリレー制御信号によりフォトカプラ153がオンし、抵抗155の電圧降下により抵抗154を介してトランジスタ158のベース電流が増加する。前述したように起動時には、リレー制御信号として周期の長い下位信号L1(周期T1)を使用するものとする。
トランジスタ158のベース電流の増加に伴ってコレクタ電流が増加し、言い換えればトランジスタ156のベース電流が増加するため、そのコレクタ・エミッタ間電圧が減少し、リレー出力電圧はツェナダイオード161のツェナ電圧とトランジスタ159のベース・エミッタ間電圧との合計値まで上昇する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, when the power of the inverter device is turned on, the DC power supply voltage output from the DC-
As the base current of the
ツェナダイオード161のツェナ−電圧とトランジスタ159のベース・エミッタ間電圧との合計値はほぼ一定であるが、リレー出力電圧がこの合計値を超えるとツェナダイオード161がオンしてトランジスタ159のコレクタ電流が増加し、トランジスタ158のベース電流が減少する。これにより、トランジスタ156のベース電流も減少し、そのコレクタ・エミッタ間電圧が増加するため、リレー出力電圧は減少する。
このようにしてトランジスタ156のコレクタ・エミッタ間電圧は増減を繰り返し、リレー出力電圧の最大値は、図6(b)の中段に示すように、ツェナダイオード161のツェナ電圧とトランジスタ159のベース・エミッタ間電圧との合計値に制限される。なお、実際には、リレー出力電圧の最大値に抵抗160による電圧降下分も含まれるが、この電圧降下分は抵抗160の値が小さいと仮定すれば無視することができる。
The total value of the Zener voltage of the
In this way, the collector-emitter voltage of the
図6(b)の中段に示すように、リレー出力電圧がツェナダイオード161のツェナ電圧とトランジスタ159のベース・エミッタ間電圧との合計値に制限されると、リレー出力電圧の平均値は、図6(b)の下段に示すように全オン期間、デユーティ制御期間それぞれについて、DC−DCコンバータ14による直流電源電圧に依存しない低い値で一定になる。理想条件におけるリレー出力電圧は、[ツェナダイオード161のツェナ電圧+トランジスタ159のベース・エミッタ間電圧]×デューティとなるため、CPU151がリレー制御信号のデューティを適宜な値に設定することにより、DC−DCコンバータ14による直流電源電圧の変動に関わらずリレー出力電圧を高精度かつ安定して制御することができる。
なお、直流電源電圧が通常動作時の[ツェナダイオード161のツェナ電圧+トランジスタ159のベース・エミッタ間電圧]を下回る時は、リレー出力電圧は、DC−DCコンバータ14の出力電圧からトランジスタ159のコレクタ・エミッタ間飽和電圧を引いた値となる。
6B, when the relay output voltage is limited to the total value of the Zener voltage of the
When the DC power supply voltage is lower than [the Zener voltage of
通常、安定した直流電圧を得るための電圧安定化回路としては、三端子レギュレータが知られているが、三端子レギュレータは、その原理上、入出力の電位差が一定値以上なければ安定して電圧を出力することができない。しかし、三端子レギュレータへの入力電圧を高くする場合にはリレー駆動回路用の電源を個別に設けなくてはならないためDC−DCコンバータの出力を増やす必要が生じ、コストが増加して回路も大型化する。
これに対し、本実施形態によれば、図1の電圧安定化回路163の入出力に電位差がなくても安定した電圧を出力することが可能であり、コストの増加や大型化を招く恐れがない。
Normally, a three-terminal regulator is known as a voltage stabilization circuit for obtaining a stable DC voltage. However, in principle, a three-terminal regulator has a stable voltage unless the potential difference between input and output exceeds a certain value. Cannot be output. However, in order to increase the input voltage to the three-terminal regulator, it is necessary to provide a power supply for the relay drive circuit separately, so it is necessary to increase the output of the DC-DC converter, which increases the cost and the circuit size. Turn into.
On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to output a stable voltage even if there is no potential difference between the input and output of the
また、リレー20の誤オフを防ぐためには、周期の短い上位信号L0に基づいてリレー制御信号を生成すると共に、その場合のリレー制御信号の周期が上位信号L0の周期T0の2倍以上となるようにデューティ制御を行うことが望ましい。
例えば、図2(a)に示すように、スイッチ手段151aにより上位信号L0(周期T0)が選択されている場合、図2(b)に示すように、上位信号L0に基づいてその2倍の周期2T0を有する信号をリレー制御信号生成手段151bが生成することは容易であり、この信号をCPU151からリレー制御信号として出力すればよい。
In order to prevent the
For example, as shown in FIG. 2 (a), when the upper signal L 0 (period T 0 ) is selected by the switch means 151a, as shown in FIG. 2 (b), based on the upper signal L 0 It is easy for the relay control signal generating means 151b to generate a signal having a double cycle 2T 0 , and this signal may be output from the
ここで、図7において説明したように、リレー制御信号に上位信号L0を使用すると下位信号L1の割り込みがなくなるため、リレー制御信号の最大オフ期間=T1/2となり、リレー制御信号に下位信号L1を使用した時の最大オフ期間=T1/2+T0よりも短くなるので、リレー20の誤オフを防止することができる。これにより、リレー接点の溶着を未然に防止すると共に、インバータ装置の信頼性を向上させることが可能である。
Here, as described with reference to FIG. 7, since the interruption of the lower signal L 1 is eliminated when using the higher signal L 0 to the relay control signal, the maximum off-period of the relay control signal = T 1/2, and the relay control signal since shorter than the maximum off-period = T 1/2 + T 0 when using the lower signal L 1, it is possible to prevent erroneous off
更に、フォトカプラ153の動作遅れを含めたオン・オフ動作を考えると、CPU151から出力されるリレー制御信号の周期を周期T0の2倍にした場合(例えば、リレー制御信号の周期を下位信号の周期T1とし、T1=2T0とした場合)、リレー制御信号のデューティを50%としてオン期間=オフ期間=T1/2、フォトカプラ153のオン遅れ時間をTdon、オフ遅れ時間をTdoffとすると、フォトカプラ153の平均オン期間Ton1(AVG)は数式1によって表すことができる。
[数1]
Ton1(AVG)=(T1/2−Tdon+Tdoff)/T1
Furthermore, given the on-off operation, including the operation delay of the photo-
[Equation 1]
T on1 (AVG) = (T 1 / 2−T don + T doff ) / T 1
また、リレー制御信号の周期を周期T0と等しくした場合(図2(b)の上段に示す上位信号L0をそのままリレー制御信号として出力した場合)、リレー制御信号のデューティを50%としてオン期間=オフ期間=T0/2とすると、フォトカプラ153の平均オン期間Ton0(AVG)は数式2によって表すことができる。
[数2]
Ton0(AVG)=(T0/2−Tdon+Tdoff)/T0
Also, when the period of the relay control signal is made equal to the period T 0 (when the upper signal L 0 shown in the upper part of FIG. 2B is output as it is as a relay control signal), the duty of the relay control signal is turned on at 50%. period = When off period = T 0/2, the average on-period T on0 photocoupler 153 (AVG) can be represented by
[Equation 2]
T on0 (AVG) = (T 0/2-T don + T doff) / T 0
ここでT0=T1/2とすると、Ton0(AVG)は数式3によって表すことができる。
[数3]
Ton0(AVG)=(T0/2−Tdon+Tdoff)/T0=(T1/4−Tdon+Tdoff)/(T1/2)={T1/2−2×(Tdon+Tdoff)}/T1
Here, if T 0 = T 1/2 , T on0 (AVG) can be expressed by Equation 3.
[Equation 3]
T on0 (AVG) = (T 0/2-T don + T doff) / T 0 = (T 1/4-T don + T doff) / (T 1/2) = {T 1 / 2-2 × (T don + T doff )} / T 1
上記のように、リレー制御信号の周期を上位信号L0の周期T0と等しくした場合は、フォトカプラ153のオン・オフ遅れの影響は、リレー制御信号の周期をT1としたときの2倍になることがわかる。
一般的なフォトカプラはオン遅れよりオフ遅れの方が大きいため、リレー制御信号の周期が短いほどフォトカプラがオン状態となる期間が増加し、リレー出力電圧の平均値は増加し、結果的にリレーの発熱量も増加する。従って、本実施形態のようにCPU151の上位信号L0を選択すると共に、その周期T0の2倍以上の周期を持つリレー制御信号を生成してフォトカプラ153を駆動することにより、フォトカプラ153のオン・オフ遅れによる影響を小さくすることができる。これにより、CPU151から指令されるリレー制御信号のデューティに比例したリレー出力電圧を得ることができ、リレーを高精度に駆動することが可能となる。
As described above, when the cycle of the relay control signal is made equal to the cycle T 0 of the upper signal L 0 , the influence of the on / off delay of the
Since a general photocoupler has a larger off delay than an on delay, the shorter the period of the relay control signal, the longer the period during which the photocoupler is in the on state, and the average value of the relay output voltage increases. The amount of heat generated by the relay also increases. Accordingly, the high-order signal L 0 of the CPU 151 is selected as in the present embodiment, and the
本発明は、インバータ装置の突入電流抑制回路用のリレーだけでなく、発熱の抑制やリレー接点の誤オフ防止が要請される各種用途のリレー駆動回路として利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used not only as a relay for an inrush current suppression circuit of an inverter device but also as a relay drive circuit for various uses that require suppression of heat generation and prevention of erroneous OFF of relay contacts.
11 交流電源
12 コンバータ部
13 突入電流抑制回路
14 DC−DCコンバータ
15 リレー駆動回路
16 平滑コンデンサ
17 インバータ部
18 モータ
20 リレー
21 リレーコイル
22 リレー接点
23 還流ダイオード
151 CPU
151a スイッチ手段
151b リレー制御信号生成手段
152,154,155,157,160,162 抵抗
153 フォトカプラ
153a 発光ダイオード
153b フォトトランジスタ
156,158,159 トランジスタ
161 ツェナダイオード
163 電圧安定化回路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1のトランジスタの出力端子に接続された定電圧素子と、
前記定電圧素子を流れる電流により動作する第2のトランジスタと、
第1のトランジスタの出力端子と第2のトランジスタの出力端子とからなる一対のリレー出力端子間にリレーコイルが接続されたリレーと、
を備え、
前記リレー出力端子間の出力電圧が前記定電圧素子と第2のトランジスタとによって定まる所定値を超えたときに第2のトランジスタを動作させて第1のトランジスタの出力電圧を調整し、前記リレー出力端子間の出力電圧を前記所定値に保つことを特徴とするリレー駆動回路。 A first transistor that operates in response to a DC power supply voltage;
A constant voltage element connected to the output terminal of the first transistor;
A second transistor operated by a current flowing through the constant voltage element;
A relay in which a relay coil is connected between a pair of relay output terminals composed of an output terminal of the first transistor and an output terminal of the second transistor;
With
When the output voltage between the relay output terminals exceeds a predetermined value determined by the constant voltage element and the second transistor, the second transistor is operated to adjust the output voltage of the first transistor, and the relay output A relay drive circuit characterized by maintaining an output voltage between terminals at the predetermined value.
通電制御部から出力されるパルス状のリレー制御信号により動作する第3のトランジスタを備え、
第3のトランジスタに連動させて前記第1のトランジスタを動作させると共に、前記第2のトランジスタに連動させて前記第3のトランジスタを動作させることを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to claim 1,
A third transistor that operates in response to a pulsed relay control signal output from the energization control unit;
A relay driving circuit that operates the first transistor in conjunction with a third transistor and operates the third transistor in conjunction with the second transistor.
前記第2のトランジスタの出力電流が前記第3のトランジスタのベースに入力され、前記第3のトランジスタの出力電流が前記第1のトランジスタのベースに入力されていることを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to claim 2,
The relay drive circuit, wherein an output current of the second transistor is input to a base of the third transistor, and an output current of the third transistor is input to a base of the first transistor.
前記定電圧素子がツェナダイオードであり、このツェナダイオードを流れる電流が前記第2のトランジスタのベースに流れることを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to claim 3,
The relay driving circuit, wherein the constant voltage element is a Zener diode, and a current flowing through the Zener diode flows to a base of the second transistor.
前記ツェナダイオードを流れる電流により前記第2のトランジスタを動作させ、第2のトランジスタに連動させて前記第3のトランジスタ、前記第1のトランジスタを順次動作させることにより、前記リレー出力端子間の出力電圧を低下させることを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to claim 4,
The second transistor is operated by a current flowing through the Zener diode, and the third transistor and the first transistor are sequentially operated in conjunction with the second transistor, whereby an output voltage between the relay output terminals is obtained. A relay drive circuit characterized by lowering.
前記通電制御部は、
一定周期のパルス信号である上位信号と前記上位信号よりも周期が長いパルス信号である下位信号との何れかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された信号に基づいて前記リレー制御信号を生成するリレー制御信号生成手段と、
を備えたことを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to any one of claims 2 to 5,
The energization control unit
A selection means for selecting one of a higher order signal that is a pulse signal having a constant period and a lower order signal that is a pulse signal having a longer period than the higher order signal;
Relay control signal generation means for generating the relay control signal based on the signal selected by the selection means;
A relay drive circuit comprising:
前記リレー制御信号生成手段は、前記選択手段により上位信号が選択されたときに、前記上位信号の周期の2倍以上の周期を有するパルス信号を前記リレー制御信号として生成することを特徴とするリレー駆動回路。 In the relay drive circuit according to claim 6,
The relay control signal generating means generates a pulse signal having a period of at least twice the period of the upper signal as the relay control signal when the upper signal is selected by the selecting means. Driving circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036149A JP5958739B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Relay drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036149A JP5958739B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Relay drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013171773A true JP2013171773A (en) | 2013-09-02 |
JP5958739B2 JP5958739B2 (en) | 2016-08-02 |
Family
ID=49265589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012036149A Active JP5958739B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Relay drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5958739B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104880975A (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | Interface circuit of low-voltage chip controlled high-voltage device and low-voltage control circuit |
KR101747199B1 (en) * | 2016-01-18 | 2017-06-14 | (주)맵시전자 | Solar cell generating system for providing the boosted voltage |
CN108183050A (en) * | 2018-02-27 | 2018-06-19 | 厦门芯阳科技股份有限公司 | A kind of high security switch control relay drive circuit |
CN108957115A (en) * | 2018-09-27 | 2018-12-07 | 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 | The miniature bluetooth observing and controlling relay integrated device of portable debugging |
KR20190084481A (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for driving a mono-stable relay |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59221929A (en) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | 松下電工株式会社 | Relay drive circuit |
JPH06260068A (en) * | 1993-02-26 | 1994-09-16 | Honda Lock Mfg Co Ltd | Control circuit for electromagnetic switch |
JPH06267385A (en) * | 1992-05-01 | 1994-09-22 | Allen Bradley Co Inc | Electric contactor |
JPH0855551A (en) * | 1994-06-07 | 1996-02-27 | Mitsuba Electric Mfg Co Ltd | Relay drive circuit |
JPH0981212A (en) * | 1995-09-19 | 1997-03-28 | Denso Corp | Relay output circuit for control device |
JP2004178967A (en) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Kayaba Ind Co Ltd | Relay control device |
-
2012
- 2012-02-22 JP JP2012036149A patent/JP5958739B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59221929A (en) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | 松下電工株式会社 | Relay drive circuit |
JPH06267385A (en) * | 1992-05-01 | 1994-09-22 | Allen Bradley Co Inc | Electric contactor |
JPH06260068A (en) * | 1993-02-26 | 1994-09-16 | Honda Lock Mfg Co Ltd | Control circuit for electromagnetic switch |
JPH0855551A (en) * | 1994-06-07 | 1996-02-27 | Mitsuba Electric Mfg Co Ltd | Relay drive circuit |
JPH0981212A (en) * | 1995-09-19 | 1997-03-28 | Denso Corp | Relay output circuit for control device |
JP2004178967A (en) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Kayaba Ind Co Ltd | Relay control device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104880975A (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | Interface circuit of low-voltage chip controlled high-voltage device and low-voltage control circuit |
CN104880975B (en) * | 2014-02-28 | 2018-11-06 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | Low-voltage chip controls the interface circuit and low-voltage control circuit of high tension apparatus |
KR101747199B1 (en) * | 2016-01-18 | 2017-06-14 | (주)맵시전자 | Solar cell generating system for providing the boosted voltage |
KR20190084481A (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for driving a mono-stable relay |
KR102325425B1 (en) | 2018-01-08 | 2021-11-11 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for driving a mono-stable relay |
CN108183050A (en) * | 2018-02-27 | 2018-06-19 | 厦门芯阳科技股份有限公司 | A kind of high security switch control relay drive circuit |
CN108183050B (en) * | 2018-02-27 | 2023-09-05 | 厦门芯阳科技股份有限公司 | High-safety switch control relay driving circuit |
CN108957115A (en) * | 2018-09-27 | 2018-12-07 | 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 | The miniature bluetooth observing and controlling relay integrated device of portable debugging |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5958739B2 (en) | 2016-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5169135B2 (en) | Switching power supply | |
US7348766B2 (en) | Switching power supply device | |
JP5341627B2 (en) | Semiconductor device and switching power supply device | |
JP6745585B2 (en) | Switching power supply | |
JP2008048515A (en) | Switching power supply device | |
JP5958739B2 (en) | Relay drive circuit | |
JP6569414B2 (en) | Switching power supply | |
JP5971074B2 (en) | Switching power supply | |
JP2010045939A (en) | Switching power supply device | |
JP2011015557A (en) | Switching power supply apparatus, and semiconductor device for control of the same | |
TWI549409B (en) | Voltage converting controller and method of voltage converting control | |
US9318961B2 (en) | Switching power-supply device | |
JP2002252971A (en) | Switching power unit | |
JP2005137084A (en) | Switching power supply | |
JP2012120379A (en) | Synchronous rectification circuit, and dc/dc converter and ac/dc converter using the same | |
JP5126967B2 (en) | Switching power supply | |
JP5137121B2 (en) | Switching power supply | |
JP5609777B2 (en) | Switching power supply | |
JP5309923B2 (en) | Semiconductor device drive circuit | |
JP6810150B2 (en) | Switching power supply and semiconductor device | |
JP2006129547A (en) | Switching power supply device | |
JP4294567B2 (en) | Switching power supply device with overvoltage protection circuit | |
JP2009077565A (en) | Semiconductor device for switching power supply application | |
JP4539272B2 (en) | Power supply | |
JP2008193803A (en) | Switching power supply device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160608 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5958739 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |