JP2021044102A - Electric equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リレー接点を含む電気機器に関する。 The present invention relates to electrical equipment including relay contacts.
特許文献1には、交流電源電圧のゼロクロス近傍でリレー接点を開閉するために、試運転時に、機器ごとのリレー制御信号の最適化を行う手法が開示されている。
前記手法では、例えば交流電源電圧が試運転時から変動した場合、リレー接点を開く際にリレー接点間に放電が生じ、リレー接点が劣化するおそれがある。 In the above method, for example, when the AC power supply voltage fluctuates from the time of test run, a discharge may occur between the relay contacts when the relay contacts are opened, and the relay contacts may deteriorate.
本発明に係る電気機器は、負荷と、リレー接点と、交流電源電圧のゼロクロスに応じたゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部と、リレー接点間の電気的な状態を示すリレー接点信号を生成するリレー接点信号生成部と、リレー制御信号を生成する制御部とを備える電気機器であって、前記ゼロクロス信号は、前記交流電源電圧がリレー接点間に放電を生じさせない値である期間にアクティブとなり、前記制御部は、前記リレー接点が以前に開いたときのリレー接点信号から得られた情報を用いて、ゼロクロス信号のアクティブ期間に前記リレー接点が開くようなリレー制御信号を生成する。 The electrical equipment according to the present invention generates a load, a relay contact, a zero-cross signal generator that generates a zero-cross signal corresponding to the zero-cross of the AC power supply voltage, and a relay contact signal indicating an electrical state between the relay contacts. An electric device including a relay contact signal generation unit and a control unit that generates a relay control signal, the zero cross signal becomes active during a period in which the AC power supply voltage is a value that does not cause discharge between the relay contacts. The control unit uses the information obtained from the relay contact signal when the relay contact was previously opened to generate a relay control signal such that the relay contact opens during the active period of the zero cross signal.
前記構成によれば、交流電源電圧が変動した場合でも、前記交流電源電圧がリレー接点間に放電を生じさせない値である期間と、ゼロクロス信号のアクティブ期間とが合致する。したがって、制御部が、前記情報を用いて前記アクティブ期間にリレー接点が開くようなリレー制御信号を生成することで、例えばリレー接点を開く際の放電の発生がなくなり、リレー接点の劣化を抑制することができる。 According to the above configuration, even when the AC power supply voltage fluctuates, the period in which the AC power supply voltage does not cause discharge between the relay contacts and the active period of the zero cross signal match. Therefore, when the control unit uses the information to generate a relay control signal that opens the relay contact during the active period, for example, the generation of electric discharge when the relay contact is opened is eliminated, and deterioration of the relay contact is suppressed. be able to.
本発明に係る電気機器は、前記制御部が、前記リレー接点が以前に閉じたときのリレー接点信号から得られた情報を用いて、ゼロクロス信号のアクティブ期間に前記リレー接点が閉じるようなリレー制御信号を生成する構成でもよい。 In the electrical equipment according to the present invention, the control unit uses information obtained from the relay contact signal when the relay contact was previously closed to perform relay control such that the relay contact closes during the active period of the zero cross signal. It may be configured to generate a signal.
前記構成によれば、制御部が、前記情報を用いて前記アクティブ期間にリレー接点が閉じるようなリレー制御信号を生成することで、リレー接点を閉じる際のバウンスに起因する放電の発生がなくなり、リレー接点の劣化を抑制することができる。 According to the above configuration, the control unit uses the information to generate a relay control signal that closes the relay contact during the active period, so that the generation of electric discharge due to the bounce when closing the relay contact is eliminated. Deterioration of relay contacts can be suppressed.
本発明に係る電気機器では、前記アクティブ期間が、前記負荷の特性および前記リレー接点の特性に基づいて設定されている構成でもよい。 In the electric device according to the present invention, the active period may be set based on the characteristics of the load and the characteristics of the relay contact.
前記構成によれば、交流電源電圧がリレー接点間に放電を生じさせない値である期間と、ゼロクロス信号のアクティブ期間とを高精度に合致させることができ、放電の発生をさらに抑制することができる。 According to the above configuration, the period in which the AC power supply voltage is a value that does not cause discharge between the relay contacts and the active period of the zero cross signal can be matched with high accuracy, and the occurrence of discharge can be further suppressed. ..
本発明に係る電気機器では、前記制御部は、前記アクティブ期間内に設定され、前記アクティブ期間よりも短いターゲット期間に前記リレー接点が開くようなリレー制御信号を生成する構成でもよい。 In the electric device according to the present invention, the control unit may be configured to be set within the active period and generate a relay control signal such that the relay contact opens in a target period shorter than the active period.
前記構成によれば、リレー接点の経年変化等によって、交流電源電圧がリレー接点間に放電を生じさせない値が変動した(ゼロに近づいた)場合でも、放電の発生を抑制することができる。 According to the above configuration, even if the value of the AC power supply voltage that does not cause discharge between the relay contacts fluctuates (approaches zero) due to aging of the relay contacts or the like, the generation of discharge can be suppressed.
本発明に係る電気機器では、前記制御部は、前記情報に基づいて、前記リレー接点が前回に開いたタイミングが前記ターゲット期間から外れていると判断した場合に、基準となるタイミングとリレー制御信号をアクティブにするタイミングとの時間差である遅延時間を、前回の値から変化させる一方、前記リレー接点が前回に開いたタイミングが前記ターゲット期間に含まれると判断した場合に、前記遅延時間を前回の値と同一とする。 In the electric device according to the present invention, when the control unit determines based on the information that the timing at which the relay contact was opened last time is out of the target period, the reference timing and the relay control signal When it is determined that the timing at which the relay contact was opened last time is included in the target period while the delay time, which is the time difference from the timing at which the relay contact is activated, is changed from the previous value, the delay time is changed to the previous value. Same as the value.
前記構成によれば、リレー接点の開きタイミングがターゲット期間から外れた場合でも、前記一連の工程を1回以上行うことで、リレー接点の開きタイミングをターゲット期間に戻す(収束させる)ことができる。 According to the above configuration, even if the opening timing of the relay contact deviates from the target period, the opening timing of the relay contact can be returned (converged) to the target period by performing the series of steps once or more.
本発明に係る電気機器では、前記リレー接点が閉じている期間は、前記交流電源電圧の値に関わらず、前記リレー接点信号が同一レベルを維持する。 In the electric device according to the present invention, the relay contact signal maintains the same level regardless of the value of the AC power supply voltage during the period when the relay contact is closed.
前記構成によれば、前記リレー接点信号によって、リレー接点間の電気的な状態を容易かつ正確に検出することができる。 According to the above configuration, the electrical state between the relay contacts can be easily and accurately detected by the relay contact signal.
本発明によれば、放電を生じさせることなく、繰り返しリレー接点を開くことができるため、リレー接点の劣化を抑えることができる。 According to the present invention, since the relay contacts can be repeatedly opened without causing an electric discharge, deterioration of the relay contacts can be suppressed.
以下に、本発明の実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る電気機器の構成を示すブロック図である。図2は、実施形態に係る電気機器の動作(リレー接点を開く場合)を示すタイミングチャートである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric device according to an embodiment. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the electric device according to the embodiment (when the relay contact is opened).
図1に示すように、本実施形態に係る電気機器30は、負荷22、リレー接点24、リレー接点駆動部18、ゼロクロス信号生成部15、リレー接点信号生成部16、および制御部17を備える。電気機器30は、交流電源40に接続され、リレー接点24は、交流電源40と負荷22との間に設けられる。
As shown in FIG. 1, the
交流電源40は、商用電源であってよいし、施設、家庭、車両等における自家発電の電源であってもよい。負荷22の一例としてはヒーターであるが、これに限定されない。例えば大電流を流すモーターであってもよい。リレー接点24は、例えば、メカニカルリレー(ヒンジ型の電磁リレー、電磁接触器、および電磁開閉器を含む)に含まれる2つの接点であり、リレー接点24の2つの接点が接触する状態をリレー接点24が閉じた状態、リレー接点24の2つの接点が離隔した状態をリレー接点24が開いた状態とする。なお、リレー接点間(2つの接点間)の電圧をVsとする。
The AC
ゼロクロス信号生成部15は、交流電源40と並列に接続され、交流電源電圧のゼロクロスに応じたゼロクロス信号Spを生成する。リレー接点信号生成部16は、負荷22と並列に接続され、リレー接点間の電気的な状態を示すリレー接点信号Skを生成する。
The zero-cross
制御部17は、例えば、プロセッサとメモリを含むマイクロコンピュータであり、ゼロクロス信号Spおよびリレー接点信号Skを用いてリレー制御信号Scを生成し、リレー制御信号Scをリレー接点駆動部18に出力する。リレー制御信号Scは、リレー接点24およびリレー接点駆動部18を含むリレー装置27を制御する信号である。リレー接点駆動部18は、リレー制御信号Scに応じてリレー接点24を駆動(閉開)する。
The
電気機器30は、例えば、トースター、加湿器、電気ポット、ケトル等であるが、これらに限定されない。モーターを含む駆動装置であってもよい。
The
以下では、リレー接点24を開く場合について説明する。
Hereinafter, a case where the
図2に示すように、交流電源40は、例えば電圧100V、周波数60Hzの交流電源であり、交流電源電圧Pwの周期Thは16.6〔ms〕である。図2のゼロクロス信号Spは、交流電源電圧Pwの−180°位相に対応するゼロクロスパルスZP1と、交流電源電圧Pwの0°位相に対応するゼロクロスパルスZP2と、交流電源電圧Pwの+180°位相に対応するゼロクロスパルスZP3を含む。
As shown in FIG. 2, the
ゼロクロスパルスZP1については、時刻t0(基準となるタイミング)でフォールしてアクティブ(Low)となり、交流電源電圧Pwが−180°位相でゼロクロスする時刻(ゼロクロスタイミング)を経て、時刻t1でライズして非アクティブ(High)となる。 The zero-cross pulse ZP1 falls at time t0 (reference timing), becomes active (Low), and rises at time t1 after the time when the AC power supply voltage Pw zero-crosses in the -180 ° phase (zero-cross timing). Becomes inactive (High).
リレー接点信号Skは、リレー接点間(リレー接点24の2つの接点間)の電流を検知する信号であり、リレー接点24が閉じてリレー接点24に電流が流れるとフォールして非アクティブ(Low)となり、リレー接点24が開いてリレー接点24の電流が0になるとライズしてアクティブ(High)となる。
The relay contact signal Sk is a signal for detecting the current between the relay contacts (between the two contacts of the relay contact 24), and when the
なお、リレー接点信号生成部16は、リレー接点24が閉じた状態であって、リレー接点24の電流の向きが変わるタイミングで、リレー接点24の電流が瞬間的に0になる場合は、リレー接点信号Skがアクティブとならない(すなわち、Lowを維持する)ように構成される。以下では、リレー接点信号Skがライズしてアクティブ(High)となるタイミングを時刻txとする。
The relay contact
リレー制御信号Scは、時刻t0から遅延時間Tp経過後の時刻t2にライズし、アクティブ(High)となる。リレー接点駆動部18は、リレー制御信号Scのライズ(アクティブ化)に応答してリレー接点24を駆動する(開く)ため、リレー接点24が実際に開くタイミングは、遅延時間Tp(基準となる時刻t0とリレー制御信号Scをアクティブとする時刻t2との時間差)によって決定される。
The relay control signal Sc rises from the time t0 to the time t2 after the delay time Tp has elapsed, and becomes active (High). Since the relay
図3は、ゼロクロスパルス(ZP2)についての説明図である。ゼロクロスパルスZP2については、時刻t3でフォールしてアクティブ(Low)となり、交流電源電圧Pwが0°位相でゼロクロスする時刻t5(ゼロクロスタイミング)を経て、時刻t7でライズして非アクティブ(High)となる。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a zero cross pulse (ZP2). Regarding the zero cross pulse ZP2, it falls at time t3 and becomes active (Low), and after the time t5 (zero cross timing) at which the AC power supply voltage Pw zero crosses at 0 ° phase, it rises at time t7 and becomes inactive (High). Become.
ゼロクロス信号生成部15は、交流電源電圧Pwがリレー接点間に放電を生じさせない値(負電圧であるVmから正電圧であるVn)である期間にアクティブとなるゼロクロス信号Spを生成する。ここでの放電とは、リレー接点24の離隔した2つの接点間に、各接点に想定された大きさを超える電流が生じる現象であり、典型的にはアーク放電(電弧)である。交流電源電圧PwがVmとなる時刻t3から交流電源電圧PwがVnとなる時刻t7までの期間がゼロクロス信号Spのアクティブ期間Tsである。
The zero-cross
図3に示すように、時刻t3と時刻t7の間には、時刻t4・t6が設定される。アクティブ期間Tsの長さはゼロクロスパルスの幅Twに等しく、t4=t3+Tw×B、t5=t3+Tw×0.5、t6=t3+Tw×C、t7=t3+Tw×1、時刻t3以前を期間Ta、時刻t3〜t4を期間Tb、時刻t4〜t6を期間Tg、時刻t6〜t7を期間Tc、時刻t7より後を期間Tdとする。係数B・Cについては、0<B<C<1であり、例えば、B=0.2、C=0.8である。 As shown in FIG. 3, the times t4 and t6 are set between the time t3 and the time t7. The length of the active period Ts is equal to the width Tw of the zero cross pulse, t4 = t3 + Tw × B, t5 = t3 + Tw × 0.5, t6 = t3 + Tw × C, t7 = t3 + Tw × 1, period Ta before time t3, time t3 ~ T4 is defined as period Tb, time t4 to t6 is defined as period Tg, time t6 to t7 is defined as period Tc, and time t7 is defined as period Td. The coefficients B and C are 0 <B <C <1, and for example, B = 0.2 and C = 0.8.
時刻txが期間Taに含まれる場合(t2<tx≦t3)、リレー接点24の開きタイミングがアクティブ期間Tsから外れている(進み方向にずれている)ため、リレー接点24に放電が生じるおそれが高い。時刻txが期間Tbに含まれる場合(t3<tx≦t4)、リレー接点24の開きタイミングがゼロクロス信号Spのアクティブ期間Ts内なので放電は生じないがターゲット期間Tgからは外れている(進み方向にずれている)。時刻txが期間Tgに含まれる場合(t4<tx≦t6)、リレー接点24の開きタイミングがターゲット期間Tg内である。時刻txが期間Tcに含まれる場合(t6<tx≦t7)、リレー接点24の開きタイミングがアクティブ期間Ts内なので放電は生じないがターゲット期間Tgからは外れている(遅れ方向にずれている)。時刻txが期間Tdに含まれる場合(tx>t7)、リレー接点24の開きタイミングがアクティブ期間Tsから外れている(遅れ方向にずれている)ため、リレー接点24に放電が生じるおそれが高い。
When the time tx is included in the period Ta (t2 <tx ≦ t3), the opening timing of the
制御部17は、時刻txが、期間Ta・期間Tb・期間Tc・期間Tdに含まれる場合は、次にリレー接点24を開く際に、リレー制御信号Scの遅延時間Tpを補正し、時刻txがターゲット期間Tgに含まれる場合は、次にリレー接点24を開く際に、遅延時間Tpを補正しない。
When the time tx is included in the period Ta, the period Tb, the period Tc, and the period Td, the
図4は、実施形態に係るリレー制御信号の生成工程(リレー接点を開く場合)を示すフローチャートである。制御部17は、図4のステップS1〜S12の工程を行う。ステップS1では、リレー接点24が前回開いたときの、時刻tx(前回のtx)および遅延時間Tp(前回のTp)を読み出し、ステップS2では、前回のtxが時刻t3より後か否かを判定する。ステップS2でNO(時刻txが期間Taに含まれる)であればステップS3に進み、前回のTpよりも補正値Ua(例えば、数十マイクロ秒)だけ長い値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。
FIG. 4 is a flowchart showing a relay control signal generation process (when the relay contact is opened) according to the embodiment. The
ステップS2でYESであれば、ステップS4に進み、前回のtxが時刻t4より後か否かを判定する。ステップS4でNO(時刻txが期間Tbに含まれる)であればステップS5に進み、前回のTpよりも補正値Ub(例えば、数マイクロ秒)だけ長い値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S2, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not the previous tx is after the time t4. If NO (time tx is included in the period Tb) in step S4, the process proceeds to step S5, and the relay control signal Sc is set as the current Tp with a value longer than the previous Tp by the correction value Ub (for example, several microseconds). Generate.
ステップS4でYESであれば、ステップS6に進み、前回のtxが時刻t6より後か否かを判定する。ステップS6でNO(時刻txがターゲット期間Tgに含まれる)であればステップS7に進み、前回のTpと同じ値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S4, the process proceeds to step S6, and it is determined whether or not the previous tx is after the time t6. If NO (time tx is included in the target period Tg) in step S6, the process proceeds to step S7, and the relay control signal Sc is generated with the same value as the previous Tp as the current Tp.
ステップS6でYESであれば、ステップS8に進み、前回のtxが時刻t7より後か否かを判定する。ステップS8でNO(時刻txが期間Tcに含まれる)であればステップS9に進み、前回のTpよりも補正値Uc(例えば、数マイクロ秒)だけ短い値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S6, the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not the previous tx is after the time t7. If NO (time tx is included in the period Tc) in step S8, the process proceeds to step S9, and the relay control signal Sc is set as the current Tp with a correction value Uc (for example, several microseconds) shorter than the previous Tp. Generate.
ステップS8でYES(時刻txが期間Tdに含まれる)であれば、ステップS10に進み、前回のTpよりも補正値Ud(例えば、数十マイクロ秒)だけ短い値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S8 (time tx is included in the period Td), the process proceeds to step S10, and the relay control signal is set to a value shorter than the previous Tp by the correction value Ud (for example, several tens of microseconds) as the current Tp. Generate Sc.
補正値Ua・Ub・Uc・Udは、ゼロクロスパルスの幅Twに応じて決定される値でもよいし、予め定められた一定の値でもよく、Ua>Ub、Ud>Ucである。各時刻の基準は、例えば時刻t0(ゼロクロスパルスZP1の始端)とすることができる。 The correction values Ua, Ub, Uc, and Ud may be values determined according to the width Tw of the zero cross pulse, may be a predetermined constant value, and Ua> Ub, Ud> Uc. The reference of each time can be, for example, time t0 (starting point of zero cross pulse ZP1).
ステップS3・S5・S7・S9・S10の後は、ステップS11において今回の時刻txを検出し、ステップS12において今回の時刻txおよび今回の遅延時間Tpを記憶する。時刻txがターゲット期間Tgからずれた場合でも、図4の一連の工程を1回以上行うことで、時刻txをターゲット期間Tgに戻す(収束させる)ことができる。 After steps S3, S5, S7, S9, and S10, the current time tx is detected in step S11, and the current time tx and the current delay time Tp are stored in step S12. Even if the time tx deviates from the target period Tg, the time tx can be returned (converged) to the target period Tg by performing the series of steps of FIG. 4 one or more times.
ステップS3について、リレー接点24が時刻t3より前に開いた場合、放電の発生によって、接点24が構造的に開いているにも関わらずリレー接点信号Skはアクティブにならない(非アクティブのLowを維持する)ことがあり、この場合は、放電が解消されたタイミング(実質的に、交流電源電圧PwがVmとなる時刻t3)でリレー接点信号Skがアクティブになる(時刻txの検出)。このように、時刻txが時刻t3あるいはその前である(時刻txが期間Taに含まれる)場合は、リレー接点24が実際に開いた時刻が把握できず、放電期間が1/2周期近くにも及ぶことも考えられるため、遅延時間Tpの補正値(Ua)を大きくする。
Regarding step S3, when the
ステップS10について、リレー接点24が時刻t7より後に開いた場合、放電の発生によって、接点24が構造的に開いているにも関わらずリレー接点信号Skはアクティブにならない(非アクティブのLowを維持する)ことがあり、この場合は、放電が解消されたタイミング(実質的に、次のゼロクロスパルスZP3がライズするタイミング)でリレー接点信号Skがアクティブになる(時刻txの検出)。このように、時刻txが時刻t7よりも後である(時刻txが期間Tdに含まれる)場合は、リレー接点24が実際に開いた時刻が検出できず、放電期間が1/2周期近くにも及ぶことも考えられるため、遅延時間Tpの補正値(Ud)を大きくする。
Regarding step S10, when the
本実施形態によれば、交流電源電圧Pwの振幅が変動した場合でも、交流電源電圧Pwがリレー接点間に放電を生じさせない値(Vm〜Vn)である期間と、ゼロクロス信号Spのアクティブ期間Tsとが合致する。例えば、交流電源電圧Pwの振幅が大きくなれば、それに合わせてアクティブ期間Tsが短くなる。したがって、制御部17が、アクティブ期間Ts内(ターゲット期間Tg)にリレー接点24が開くようなリレー制御信号Scを生成することで、リレー接点24を開く際の放電の発生がなくなり、リレー接点24の劣化を抑制することができる。
According to this embodiment, even when the amplitude of the AC power supply voltage Pw fluctuates, the period in which the AC power supply voltage Pw is a value (Vm to Vn) that does not cause discharge between the relay contacts and the active period Ts of the zero cross signal Sp. Matches with. For example, as the amplitude of the AC power supply voltage Pw increases, the active period Ts shortens accordingly. Therefore, the
また、リレー接点信号生成部16が、リレー接点24が閉じている期間は、交流電源電圧Pwの値に関わらず一定レベル(Low)を維持するようなリレー接点信号Skを生成するように構成されているため、制御部17は、時刻txの検出を容易かつ正確に行うことができる。
Further, the relay contact
図2〜図4では、リレー接点の経年変化等によるVm・Vnの変動(絶対値が小さくなる変化)を考慮して、ターゲット期間Tgを時刻t4〜t6に設定しているがこれに限定されない。ターゲット期間をゼロクロス信号Spのアクティブ期間Ts(時刻t3〜時刻t7)に一致させてもよい。 In FIGS. 2 to 4, the target period Tg is set to the time t4 to t6 in consideration of the fluctuation of Vm / Vn (change in which the absolute value becomes smaller) due to the secular change of the relay contact, but the present invention is not limited to this. .. The target period may be matched with the active period Ts (time t3 to time t7) of the zero cross signal Sp.
図5はゼロクロス信号生成部の構成例を示す回路図である。ゼロクロス信号生成部15は、交流電源40の一方端に接続する第1入力端X1と、交流電源40の他方端に接続する第2入力端子X2と、出力端Yと、抵抗R1〜R7と、PNPバイポーラ型のトランジスタQ1・Q2・Q4と、NPNバイポーラ型のトランジスタQ3とを含む。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the zero-cross signal generation unit. The zero-cross
第1入力端X1は、トランジスタQ1のエミッタ、トランジスタQ2のベース、およびトランジスタQ4のエミッタに接続され、第2入力端X2は、抵抗R2を介してトランジスタQ2のエミッタに接続され、出力端Yは、トランジスタQ4のコレクタおよび制御部17に接続される。
The first input end X1 is connected to the emitter of the transistor Q1, the base of the transistor Q2, and the emitter of the transistor Q4, the second input end X2 is connected to the emitter of the transistor Q2 via the resistor R2, and the output end Y is , Connected to the collector and
トランジスタQ2のエミッタは、トランジスタQ1のベースに接続されるとともに、抵抗R1を介して第1入力端X1に接続される。トランジスタQ2のコレクタは、トランジスタQ1のコレクタに接続されるとともに、抵抗R3を介してトランジスタQ3のベースに接続される。トランジスタQ3のベースは抵抗R4を介して接地され、トランジスタQ3のエミッタは接地され、トランジスタQ3のコレクタが、抵抗R6を介してトランジスタQ4のベースに接続される。トランジスタQ4のベースは抵抗R5を介して第1入力端X1に接続され、トランジスタQ4のコレクタは抵抗R7を介して接地される。 The emitter of the transistor Q2 is connected to the base of the transistor Q1 and is connected to the first input terminal X1 via the resistor R1. The collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q1 and is connected to the base of the transistor Q3 via the resistor R3. The base of the transistor Q3 is grounded via the resistor R4, the emitter of the transistor Q3 is grounded, and the collector of the transistor Q3 is connected to the base of the transistor Q4 via the resistor R6. The base of the transistor Q4 is connected to the first input terminal X1 via the resistor R5, and the collector of the transistor Q4 is grounded via the resistor R7.
ゼロクロス信号生成部15では、交流電源電圧PwがVm〜Vn(リレー接点間に放電を生じさせない値)のときに、トランジスタQ1・Q2・Q3・Q4がオフとなって、出力端Yがアクティブ(Low)となり、交流電源電圧PwがVm〜Vn以外のときに、トランジスタQ1・Q2・Q3・Q4がオンとなって、出力端Yが非アクティブ(High)となる。
In the zero-cross
リレー接点間に放電を生じさせない交流電源40の値であるVm〜Vnは、負荷22の特性およびリレー接点24の特性(材質、接点間距離、接点面積等)に基づいて設定される。例えば、Vm=−8〔V〕、Vn=+8〔V〕、トランジスタQ1・Q2のオン電圧が0.6〔V〕であれば、8×抵抗R1の抵抗値/(抵抗R1の抵抗値+抵抗R2の抵抗値)=0.6の関係が成り立つため、R1の抵抗値:R2の抵抗値=3:37とすればよい。
The values Vm to Vn of the
以下では、リレー接点24を閉じる場合について説明する。
Hereinafter, a case where the
図6は、実施形態に係る電気機器の動作(リレー接点を閉じる場合)を示すタイミングチャートである。図6のゼロクロス信号Spは、交流電源電圧Pwの−180°位相に対応するゼロクロスパルスZP10と、交流電源電圧Pwの0°位相に対応するゼロクロスパルスZP11とを含む。 FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the electric device according to the embodiment (when the relay contact is closed). The zero-cross signal Sp in FIG. 6 includes a zero-cross pulse ZP10 corresponding to the −180 ° phase of the AC power supply voltage Pw and a zero-cross pulse ZP11 corresponding to the 0 ° phase of the AC power supply voltage Pw.
ゼロクロスパルスZP10については、時刻t10(基準となるタイミング)でフォールしてアクティブ(Low)となり、交流電源電圧Pwが−180°位相でゼロクロスする時刻(ゼロクロスタイミング)を経て、時刻t11でライズして非アクティブ(High)となる。以下では、リレー接点信号Skがフォールして非アクティブ(Low)となるタイミングを時刻tyとする。 The zero-cross pulse ZP10 falls at time t10 (reference timing), becomes active (Low), and rises at time t11 after the time when the AC power supply voltage Pw zero-crosses in the -180 ° phase (zero-cross timing). Becomes inactive (High). In the following, the timing at which the relay contact signal Sk falls and becomes inactive (Low) is set as the time ty.
リレー制御信号Scは、時刻t10から遅延時間Tq経過後にフォールし、非アクティブ(Low)となる。リレー接点駆動部18は、リレー制御信号Scのフォール(非アクティブ化)に応答してリレー接点24を駆動する(閉じる)ため、リレー接点24が実際に閉じるタイミングは、遅延時間Tqによって決定される。
The relay control signal Sc falls after the delay time Tq elapses from the time t10, and becomes inactive (Low). Since the relay
図7は、ゼロクロスパルス(ZP11)についての説明図である。ゼロクロスパルスZP11については、時刻t13でフォールしてアクティブ(Low)となり、交流電源電圧Pwが0°位相でゼロクロスする時刻t15(ゼロクロスタイミング)を経て、時刻t17でライズして非アクティブ(High)となる。 FIG. 7 is an explanatory diagram of a zero cross pulse (ZP11). Regarding the zero cross pulse ZP11, it falls at time t13 and becomes active (Low), and after the time t15 (zero cross timing) at which the AC power supply voltage Pw zero crosses at 0 ° phase, it rises at time t17 and becomes inactive (High). Become.
ゼロクロス信号Spは、交流電源電圧Pwがリレー接点間に放電を生じさせない値(負電圧であるVmから正電圧であるVn)である期間にアクティブとなる。交流電源電圧PwがVmとなる時刻t13から交流電源電圧PwがVnとなる時刻t17までの期間がゼロクロス信号Spのアクティブ期間Tsである。 The zero-cross signal Sp is active during a period in which the AC power supply voltage Pw is a value (from Vm, which is a negative voltage, to Vn, which is a positive voltage) that does not cause discharge between the relay contacts. The period from the time t13 when the AC power supply voltage Pw becomes Vm to the time t17 when the AC power supply voltage Pw becomes Vn is the active period Ts of the zero cross signal Sp.
図7に示すように、時刻t13と時刻t17の間には、時刻t14・t16が設定される。アクティブ期間Tsの長さはゼロクロスパルスの幅Twに等しく、t14=t13+Tw×F、t15=t13+Tw×0.5、t16=t13+Tw×J、t17=t13+Tw×1、時刻t13以前を期間Te、時刻t13〜t14を期間Tf、時刻t14〜t16を期間Tr、時刻t16〜t17を期間Tj、時刻t17の後を期間Tkとする。係数F・Jについては、0<F<J<1であり、例えば、F=0.2、J=0.8である。 As shown in FIG. 7, the times t14 and t16 are set between the time t13 and the time t17. The length of the active period Ts is equal to the width Tw of the zero cross pulse, t14 = t13 + Tw × F, t15 = t13 + Tw × 0.5, t16 = t13 + Tw × J, t17 = t13 + Tw × 1, period Te before time t13, time t13. ~ T14 is defined as a period Tf, times t14 to t16 are defined as a period Tr, times t16 to t17 are defined as a period Tj, and time t17 is defined as a period Tk. The coefficients F and J are 0 <F <J <1, and for example, F = 0.2 and J = 0.8.
時刻tyが期間Teに含まれる場合(t12<ty≦t13)、リレー接点24の閉じるタイミングがアクティブ期間Tsから外れている(進み方向にずれている)ため、リレー接点24のバウンスBTに起因する放電が生じるおそれが高い。時刻tyが期間Tfに含まれる場合(t13<ty≦t14)、リレー接点24の閉じるタイミングがアクティブ期間Ts内なので放電は生じないがターゲット期間Trからは外れている(進み方向にずれている)。時刻tyが期間Trに含まれる場合(t14<ty≦t16)、リレー接点24の閉じるタイミングがターゲット期間Tr内である。時刻tyが期間Tjに含まれる場合(t16<ty≦t17)、リレー接点24の閉じるタイミングがアクティブ期間Ts内なので放電は生じないがターゲット期間Trからは外れている(遅れ方向にずれている)。時刻tyが期間Tkに含まれる場合(ty>t17)、リレー接点24の閉じるタイミングがアクティブ期間Tsから外れている(遅れ方向にずれている)ため、リレー接点24のバウンスBTに起因する放電が生じるおそれが高い。
When the time ty is included in the period Te (t12 <ty ≦ t13), the closing timing of the
制御部17は、時刻tyが、期間Te・期間Tf・期間Tj・期間Tkに含まれる場合は、次にリレー接点24を閉じる際に、リレー制御信号Scの遅延時間Tqを補正し、時刻tyが期間Trに含まれる場合は、次にリレー接点24を閉じる際に、遅延時間Tqを補正しない。
When the time ty is included in the period Te, the period Tf, the period Tj, and the period Tk, the
図8は、実施形態に係るリレー制御信号の生成工程(リレー接点を閉じる場合)を示すフローチャートである。制御部17は、図8のステップS101〜S112の工程を行う。ステップS101では、リレー接点24が前回閉じたときの、時刻ty(前回のty)および遅延時間Tq(前回のTq)を読み出し、ステップS102では、前回のtyが時刻t13より後か否かを判定する。ステップS102でNO(時刻tyが期間Teに含まれる)であればステップS103に進み、前回のTqよりも補正値Ue(例えば、数十マイクロ秒)だけ長い値を今回のTqとしてリレー制御信号Scを生成する。
FIG. 8 is a flowchart showing a relay control signal generation process (when the relay contact is closed) according to the embodiment. The
ステップS102でYESであれば、ステップS104に進み、前回のtyが時刻t14より後か否かを判定する。ステップS104でNO(時刻tyが期間Tfに含まれる)であればステップS105に進み、前回のTqよりも補正値Uf(例えば、数マイクロ秒)だけ長い値を今回のTqとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S102, the process proceeds to step S104, and it is determined whether or not the previous ty is after the time t14. If NO (time ty is included in the period Tf) in step S104, the process proceeds to step S105, and the relay control signal Sc is set as the current Tq with a correction value Uf (for example, several microseconds) longer than the previous Tq. Generate.
ステップS104でYESであれば、ステップS106に進み、前回のtyが時刻t16より後か否かを判定する。ステップS106でNO(時刻tyが期間Trに含まれる)であればステップS107に進み、前回のTqと同じ値を今回のTqとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S104, the process proceeds to step S106, and it is determined whether or not the previous ty is after the time t16. If NO (time ty is included in the period Tr) in step S106, the process proceeds to step S107, and the relay control signal Sc is generated with the same value as the previous Tq as the current Tq.
ステップS106でYESであれば、ステップS108に進み、前回のtyが時刻t17より後か否かを判定する。ステップS108でNO(時刻tyが期間Tjに含まれる)であればステップS109に進み、前回のTqよりも補正値Uj(例えば、数マイクロ秒)だけ短い値を今回のTpとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S106, the process proceeds to step S108, and it is determined whether or not the previous ty is after the time t17. If NO (time ty is included in the period Tj) in step S108, the process proceeds to step S109, and the relay control signal Sc is set as the current Tp with a value shorter than the previous Tq by the correction value Uj (for example, several microseconds). Generate.
ステップS108でYES(時刻tyが期間Tkに含まれる)であれば、ステップS110に進み、前回のTqよりも補正値Uk(例えば、数十マイクロ秒)だけ短い値を今回のTqとしてリレー制御信号Scを生成する。 If YES in step S108 (time ty is included in the period Tk), the process proceeds to step S110, and a value shorter than the previous Tq by a correction value Uk (for example, several tens of microseconds) is set as the current Tq and the relay control signal. Generate Sc.
補正値Ue・Uf・Uj・Ukは、ゼロクロスパルスの幅Twに応じて決定される値でもよいし、予め定められた一定の値でもよく、Ue>Uf、Uk>Ujである。 The correction values Ue, Uf, Uj, and Uk may be values determined according to the width Tw of the zero cross pulse, may be a predetermined constant value, and Ue> Uf, Uk> Uj.
ステップS103・S105・S107・S109・S110の後は、ステップS111において今回の時刻tyを検出し、ステップS112において今回の時刻tyおよび今回の遅延時間Tqを記憶する。なお、各時刻の基準は、例えば時刻t10(ゼロクロスパルスZP10の始端)とすることができる。 After steps S103, S105, S107, S109, and S110, the current time ty is detected in step S111, and the current time ty and the current delay time Tq are stored in step S112. The reference of each time can be, for example, the time t10 (the start end of the zero cross pulse ZP10).
本実施形態によれば、交流電源電圧Pwの振幅が変動した場合でも、交流電源電圧Pwがリレー接点間に放電を生じさせない値(Vm〜Vn)である期間と、ゼロクロス信号Spのアクティブ期間Tsとが合致する。例えば、交流電源電圧Pwの振幅が大きくなれば、それに合わせてアクティブ期間Tsが短くなる。したがって、制御部17が、アクティブ期間Ts内(ターゲット期間Tr)にリレー接点24が閉じるようなリレー制御信号Scを生成することで、リレー接点24のバウンスに起因する放電の発生がなくなり、リレー接点24の劣化を抑制することができる。
According to this embodiment, even when the amplitude of the AC power supply voltage Pw fluctuates, the period in which the AC power supply voltage Pw is a value (Vm to Vn) that does not cause discharge between the relay contacts and the active period Ts of the zero cross signal Sp. Matches with. For example, as the amplitude of the AC power supply voltage Pw increases, the active period Ts shortens accordingly. Therefore, the
図6〜図8では、リレー接点の経年変化等によるVm・Vnの変動(絶対値が小さくなる変化)を考慮して、ターゲット期間Trを時刻t14〜t16に設定しているがこれに限定されない。ターゲット期間をゼロクロス信号Spのアクティブ期間Ts(時刻t13〜時刻t17)に一致させてもよい。 In FIGS. 6 to 8, the target period Tr is set to the time t14 to t16 in consideration of the fluctuation of Vm / Vn (change in which the absolute value becomes smaller) due to the secular change of the relay contact, but the present invention is not limited to this. .. The target period may be matched with the active period Ts (time t13 to time t17) of the zero cross signal Sp.
上述の各実施形態は、例示および説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではない。これら例示および説明に基づけば、多くの変形形態が可能になることが、当業者には明らかである。 Each of the above embodiments is for purposes of illustration and description, not for limitation. Based on these examples and explanations, it will be apparent to those skilled in the art that many variants are possible.
15 ゼロクロス信号生成部
16 リレー接点信号生成部
17 制御部
18 リレー接点駆動部
22 負荷
24 リレー接点
30 電気機器
40 交流電源
Sp ゼロクロス信号
Sk リレー接点信号
Sc リレー制御信号
ターゲット期間 Tg・Tr
15 Zero
Claims (6)
前記ゼロクロス信号は、前記交流電源電圧がリレー接点間に放電を生じさせない値である期間にアクティブとなり、
前記制御部は、前記リレー接点が以前に開いたときのリレー接点信号から得られた情報を用いて、ゼロクロス信号のアクティブ期間に前記リレー接点が開くようなリレー制御信号を生成することを特徴とする電気機器。 A load, a relay contact, a zero cross signal generator that generates a zero cross signal according to the value of the AC power supply voltage, a relay contact signal generator that generates a relay contact signal indicating an electrical state between the relay contacts, and a relay. An electrical device including a control unit that generates a control signal.
The zero-cross signal becomes active during a period in which the AC power supply voltage is a value that does not cause discharge between the relay contacts.
The control unit is characterized in that the information obtained from the relay contact signal when the relay contact is previously opened is used to generate a relay control signal that opens the relay contact during the active period of the zero cross signal. Electrical equipment.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11273491A (en) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Relay drive device |
JP2001325871A (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Closed-point detecting circuit and relay control circuit using the same |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11273491A (en) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Relay drive device |
JP2001325871A (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Closed-point detecting circuit and relay control circuit using the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7446684B2 (en) | 2020-05-11 | 2024-03-11 | 象印マホービン株式会社 | Cooking device |
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