JP2019117696A - リレー駆動回路及びパワーコンディショナ - Google Patents
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Description
この図4のリレー駆動回路10は、制御電源として例えば、構成の簡単な小容量用のフライバック方式(RCC(Ringing Choke Converter)方式ともいわれる。)のRCC電源1における2次側回路を利用してリレー12を駆動する回路である。リレー12は、電流を流すことにより磁力を発生する電磁用のコイル12aと、その磁力によって開閉する接点(例えば、常開型接点)12bと、により構成されている。
RCC電源1から出力された動作電圧Vo(これはリレー制御コイル電圧においてリレー動作電圧を超える電圧)は、リレー12のコイル12aとスイッチ素子11の直列回路に供給される。制御信号S11のオン信号によってスイッチ素子11がオンすると、リレー12のコイル12aに電流が流れて磁力が発生する。この磁力によってリレー12の接点12bがオンし、この接点12bの入出力端子間に接続された電力伝送路が接続される。制御信号S11のオフ信号によってスイッチ素子11がオフすると、リレー制御コイル電圧がリレー解放電圧よりも低下するので、リレー12の接点12bがオフし、これに接続された電力伝送路が遮断される。
図1(a)、(b)は、本発明の実施例1におけるPCSを示す概略の構成図であり、同図(a)はPCSの全体の構成図、及び同図(b)はそのPCS内に設けられた電源部の回路図である。
図1(a)に示すPCS20は、分散型電源(例えば、蓄電池17)と電力系統18との間の電力変換を行う装置であり、このPCS20に、家庭用電気機器等の負荷19が接続されている。
RCC電源40は、蓄電池17及びダイオード26から供給される直流入力電圧Vinを所定の直流電圧Vrccに変換するDC/DCコンバータであり、トランス41、制御信号S42によりオン/オフ動作する電界効果トランジスタ(以下「FET」という。)等のスイッチング素子42、ダイオード43、及びコンデンサ44により構成されている。トランス41は、1次巻線41a及び2次巻線41bを有し、その1次巻線41aに、スイッチング素子42が直列に接続されている。このRCC電源40では、スイッチング素子42により、直流入力電圧Vinがオン/オフされて交流電圧に変換される。変換された交流電圧は、トランス41で電圧変換され、このトランス41の2次巻線41bから出力される交流電圧Vrが、ダイオード43で整流された後、コンデンサ44で平滑されて直流電圧Vrccが生成されるようになっている。
先ず、図1(a)に示すPCS20の全体の動作を説明する。
電源部30内のRCC電源40から出力された直流電圧Vrccが、コンバータ駆動回路22、インバータ駆動回路24及び制御部60へ供給されると、それらのコンバータ駆動回路22、インバータ駆動回路24及び制御部60が起動する。制御部60から制御信号S22,S24,S42が出力されると共に、制御信号S55,S57のオン信号が出力される。コンバータ駆動回路22は、制御部60から供給された制御信号S22を駆動して双方向DC/DCコンバータ21をスイッチング動作させ、双方向の直流/直流変換動作を行わせる。インバータ駆動回路24は、制御部60から供給された制御信号S24を駆動して双方向DC/ACインバータ23をスイッチング動作させ、双方向の直流/交流変換動作を行わせる。更に、電源部30内のリレー駆動回路50から第1、第2の動作電圧Vo1,Vo2が出力され、リレー25の接点25bがオンする。
図2は、図1(b)中のリレー駆動回路50の動作を示す波形図である。
RCC電源40において、制御部60の制御信号S42によってスイッチング素子42がオン/オフ動作し、ダイオード26及び蓄電池17から供給される直流入力電圧Vinが交流電圧に変換される。変換された交流電圧は、トランス41の1次巻線41a及び2次巻線41bによって所定の交流電圧Vrに変換され、その2次巻線41bから出力される。
本実施例1のリレー駆動回路50及びこれを有するPCS20によれば、次の(a)、(b)のような効果がある。
(b) 従来の図4のような既設のリレー駆動回路10に、コンデンサ51,54、ダイオード52,53,56、及びスイッチ素子55を追加するだけで、低消費電力及び低発熱のリレー駆動回路50を実現できるので、製造が容易で、低コストが可能になる。
図3は、本発明の実施例2における図1(a)中の電源部30の他の構成例を示す回路図であり、実施例1の図1(b)中の構成要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例2の電源部30では、実施例1のリレー駆動回路50Aに代えて、構成の異なるリレー駆動回路50Aが設けられている。
本実施例2のリレー駆動回路50Aは、実施例1と同様に、第1、第2動作電圧供給回路を有している。第1動作電圧供給回路は、リレー25の起動時に、このコイル25aに第1の動作電圧Vo1を供給して接点25bをオン状態にする回路であり、直流入力電圧Viを昇圧して第1交流電圧Vr1を生成する補助電源40Aと、その第1交流電圧Vr1を整流平滑して第1の動作電圧Vo1を生成するダイオード53及びコンデンサ54と、その第1の動作電圧Vo1をコイル25aへ供給する第1スイッチ手段と、により構成されている。その第1スイッチ手段は、リレー25の起動時にオン状態になる第1スイッチ素子55と、リレー25の起動時にオン状態になる第2スイッチ素子57と、により構成されている。
図3に示す電源部30の動作を説明する。
実施例1と同様に、RCC電源40において、直流入力電圧Vinが交流電圧に変換され、この交流電圧が、トランス41の1次巻線41a及び2次巻線41bによって所定の第2交流電圧Vr2に変換される。
本実施例2のリレー駆動回路50A及びこれを有するPCS20によれば、RCC電源40以外の直流入力電圧Viをパルストランス59にて変換し、第1の動作電圧Vo1を発生させてリレー25をオンさせているので、実施例1と略同様の効果を奏することができる。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(1)〜(3)のようなものがある。
(2) リレー25は、双方向DC/ACインバータ23と電力系統18との間の電力伝送路以外の他の電力伝送路(例えば、負荷19の入力側等)に設けても良い。
(3) PCS20は、図1(a)以外の他の回路構成に変更できる。例えば、蓄電池17に代えて、或いは、蓄電池17と共に、太陽電池等の分散型電源を設ける構成に変更しても良い。
18 電力系統
20 PCS(パワーコンディショナ)
25 リレー
25a コイル
25b 接点
30 電源部
40 RCC電源
40A 補助電源
41 トランス
43 ダイオード
44 コンデンサ
50,50A リレー駆動回路
51,54 コンデンサ
52,53,56 ダイオード
55,57 第1、第2スイッチ素子
59 パルストランス
Claims (9)
- コイル及び接点を有し、電圧の印加により前記コイルに発生する磁力によって前記接点をオン/オフ動作させるリレーに対して、動作電圧を前記コイルに印加して前記接点をオン/オフ動作させるリレー駆動回路において、
前記リレーの起動時に、前記コイルに第1の前記動作電圧を供給して前記接点をオン状態にする第1動作電圧供給回路と、
前記リレーの起動時から前記リレーの動作が安定するまでのリレー動作安定化時間を計測する時間計測手段と、
前記リレー動作安定化時間の経過後に、前記第1の動作電圧よりも低く、且つ前記リレーの動作の保持が可能な第2の前記動作電圧を前記コイルに供給して前記接点をオン状態に保持させる第2動作電圧供給回路と、
を備えることを特徴とするリレー駆動回路。 - 前記リレー動作安定化時間は、
前記リレーの起動時から、前記接点における入出力端子間の電位差が最低値になるまでの経過時間であることを特徴とする請求項1記載のリレー駆動回路。 - 前記リレー動作安定化時間は、
予め設定された時間であることを特徴とする請求項1記載のリレー駆動回路。 - 前記第1動作電圧供給回路は、
交流電圧を昇圧して昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
前記昇圧電圧を整流して前記第1の動作電圧を生成する整流回路と、
前記第1の動作電圧を前記コイルへ供給する第1スイッチ手段と、を有し、
前記第2動作電圧供給回路は、
前記交流電圧を整流して前記第2の動作電圧を生成する整流回路と、
前記リレー動作安定化時間の経過後に、前記第2の動作電圧を前記コイルへ供給する第2スイッチ手段と、
を有することを特徴とする請求項2又は3記載のリレー駆動回路。 - 前記第1スイッチ手段は、
前記コイルに対して直列に接続され、前記リレーの起動時にオン状態になる第1スイッチ素子と、
前記コイルに対して直列に接続され、前記リレーの起動時にオン状態になる第2スイッチ素子と、により構成され、
前記第2スイッチ手段は、
前記リレー動作安定化時間の経過後にオフ状態になる前記第1スイッチ素子と、
前記リレー動作安定化時間の経過後もオン状態を保持する前記第2スイッチ素子と、
により構成されていることを特徴とする請求項4記載のリレー駆動回路。 - 前記第1動作電圧供給回路は、
第1交流電圧を整流して前記第1の動作電圧を生成する第1整流回路と、
前記第1の動作電圧を前記コイルへ供給する第1スイッチ手段と、を有し、
前記第2動作電圧供給回路は、
前記第1交流電圧よりも低い第2交流電圧を整流して前記第2の動作電圧を生成する整流回路と、
前記リレー動作安定化時間の経過後に、前記第2の動作電圧を前記コイルへ供給する第2スイッチ手段と、
を有することを特徴とする請求項2又は3記載のリレー駆動回路。 - 前記第1スイッチ手段は、
前記リレーの起動時にオン状態になって前記第1交流電圧を前記第1整流回路へ供給する第1スイッチ素子と、
前記コイルに対して直列に接続され、前記リレーの起動時にオン状態になる第2スイッチ素子と、により構成され、
前記第2スイッチ手段は、
前記リレー動作安定化時間の経過後にオフ状態になる前記第1スイッチ素子と、
前記リレー動作安定化時間の経過後もオン状態を保持する前記第2スイッチ素子と、
により構成されていることを特徴とする請求項6記載のリレー駆動回路。 - 請求項1〜7のいずれか1項記載のリレー駆動回路と、
分散型電源と電力系統との間の電力変換を行う電力変換回路と、
電力伝送路を接続/遮断する前記リレーと、
を備えることを特徴とするパワーコンディショナ。 - 前記リレーは、
前記分散型電源と前記電力系統との間に直列に接続されて前記電力系統の停電時に前記分散型電源を解列する連系リレーを含む、電力伝送路接続/遮断用のリレーである、
ことを特徴とする請求項8記載のパワーコンディショナ。
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CN111609530A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-09-01 | 海信(山东)空调有限公司 | 一种空调器的功耗控制方法、装置、存储介质及空调器 |
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