JP2022139177A - Solid-state relay device and temperature adjustment system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ソリッドステートリレー装置及び温度調節システムに関する。 The present disclosure relates to solid state relay devices and temperature control systems.
特許文献１は、温度調節システムを開示する。特許文献１の温度調節システムは、ソリッドステートリレー装置と、温度調節装置とを有する。ソリッドステートリレー装置は、ヒータ及び電源部間に配置され、温調制御信号に応じて電源部からヒータに供給する電力量を調整する。温度調節装置は、ヒータの温度を監視し、この監視結果に基づいて、ヒータの温度を目標温度に設定すべく、温調制御信号を出力する。
US Pat. No. 6,200,000 discloses a temperature control system. The temperature control system of
特許文献１に記載のソリッドステートリレー装置の入力は、温度調節装置の出力に配線で接続され、ソリッドステートリレー装置には温度調節装置から電圧が入力される。温度調節装置は、制御盤内に設置されることが多い。ソリッドステートリレー装置に接続されるヒータは、ヒータの加熱対象の近くに設置される。制御盤が加熱対象から離れている場合には、ソリッドステートリレー装置とヒータとの間のケーブル又はソリッドステートリレー装置と温度調節装置との間のケーブルあるいはその両方を長くしなければならない。これにより、ケーブル費用及び配線コストがかかる。１つの温度調節装置で複数のソリッドステートリレーを駆動するときは、ソリッドステートリレー装置の入力（温度調節装置の出力）を渡り配線して使用する。しかしながら、１つの温度調節装置の出力電流容量には限界がある。そのため、１つの温度調節装置で制御できるソリッドステートリレー装置の数には制限がある。
The input of the solid-state relay device described in
本開示は、温度調節装置とソリッドステートリレー装置の間のケーブル費用及び配線コストを低減でき、ソリッドステートリレー装置の配置の自由度を向上でき、更に一つの温度調節装置で制御可能なソリッドステートリレー装置の数を増やすことができるソリッドステートリレー装置及び温度調節システムを提供する。 The present disclosure can reduce the cost of cabling and wiring between the temperature control device and the solid state relay device, improve the flexibility of arrangement of the solid state relay device, and control the solid state relay with one temperature control device. To provide a solid state relay device and a temperature control system capable of increasing the number of devices.
本開示の一態様にかかるソリッドステートリレー装置は、半導体スイッチ素子と、制御部と、電源部とを備える。半導体スイッチ素子は、交流電源とヒータとの直列回路の両端に接続されて交流電源と前記ヒータとの間の電流経路を開閉する。制御部は、温度調節装置から無線制御信号を受信する無線受信回路と、無線受信回路で受信した無線制御信号に基づいて半導体スイッチ素子を制御する制御回路とを有する。電源部は、交流電源とヒータとの直列回路の出力電圧に基づいて制御部を駆動する直流駆動電圧を生成して制御部に供給する。 A solid state relay device according to one aspect of the present disclosure includes a semiconductor switch element, a control section, and a power supply section. A semiconductor switch element is connected to both ends of a series circuit of an AC power supply and a heater to open and close a current path between the AC power supply and the heater. The control unit has a wireless receiving circuit that receives a wireless control signal from the temperature control device, and a control circuit that controls the semiconductor switch element based on the wireless control signal received by the wireless receiving circuit. The power supply unit generates a DC driving voltage for driving the control unit based on the output voltage of the series circuit of the AC power supply and the heater, and supplies the DC driving voltage to the control unit.
本開示の一態様にかかる温度調節システムは、上記のソリッドステートリレー装置を備え、さらに上記の温度調節装置を備える。 A temperature control system according to an aspect of the present disclosure includes the above solid state relay device and further includes the above temperature control device.
本開示の態様によれば、温度調節装置とソリッドステートリレー装置の間のケーブル費用及び配線コストを低減でき、ソリッドステートリレー装置の配置の自由度を向上でき、更に一つの温度調節装置で制御可能なソリッドステートリレー装置の数を増やすことができる。 According to aspects of the present disclosure, the cost of cabling and wiring between the temperature control device and the solid state relay device can be reduced, the degree of freedom in the placement of the solid state relay device can be improved, and the control can be performed by a single temperature control device. can increase the number of solid state relay devices.
［１．実施の形態］
以下、本開示にかかる実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
[1. Embodiment]
Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
［１．１ 実施の形態１］
［１．１．１ 構成］
図１は、実施の形態１にかかるソリッドステートリレー装置（ＳＳＲ装置）２を備える温度調節システム１の構成例を示すブロック図である。図１の温度調節システム１は、ヒータ１１により加熱対象の温度を調整するために用いられる。温度調節システム１は、ソリッドステートリレー装置２と、温度調節装置３とを備える。図１に示すように、ソリッドステートリレー装置２は、交流電源１０及びヒータ１１に直列に接続される。交流電源１０は、例えば、商用交流電源である。ヒータ１１は、例えば、電気抵抗ヒータである。ソリッドステートリレー装置２がオンである間は、交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路が閉じられて交流電源１０からヒータ１１に電力が供給される。ソリッドステートリレー装置２がオフである間は、交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路が開かれて交流電源１０からヒータ１１に電力が供給されない。また、交流電源１０とヒータ１１との直列回路には電源スイッチ１２が接続される。
[1.1 Embodiment 1]
[1.1.1 Configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a
図２は、図１の温度調節装置３の構成例を示すブロック図である。温度調節装置３は、温度センサ１３に接続される。温度センサ１３は、加熱対象の現在の温度を検出し、加熱対象の現在の温度を示す温度信号を温度調節装置３に出力する。温度調節装置３は、温度センサ１３からの温度信号が示す加熱対象の現在の温度に基づいてソリッドステートリレー装置２に制御情報を出力してソリッドステートリレー装置２を制御することによって、加熱対象の温度を調節する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
図２の温度調節装置３は、入出力装置３１と、無線送受信回路３２と、処理回路３３とを備える。
The
入出力装置３１は、複数のボタン及びディスプレイを備えて構成される。入出力装置３１は、例えば、加熱対象の目標温度の入力及び加熱対象の現在の温度の表示に用いられる。
The input/
無線送受信回路３２は、ソリッドステートリレー装置２に無線制御信号を送信する無線送信回路、及び、ソリッドステートリレー装置２から無線信号を受信する無線受信回路として機能する。無線送受信回路３２は、アンテナ３２Ａに接続される。無線送受信回路３２は、アンテナ３２Ａを通じてソリッドステートリレー装置２に無線制御信号を送信する。無線送受信回路３２は、アンテナ３２Ａを通じてソリッドステートリレー装置２から無線信号を受信する。無線送受信回路３２は、受信した無線信号を処理回路３３に出力する。
The radio transmission/
処理回路３３は、温度調節処理を実行する。温度調節処理は、温度センサ１３からの温度信号が示す加熱対象の現在の温度と入出力装置３１で入力される加熱対象の目標温度とに基づいて、無線制御信号を無線送受信回路３２がソリッドステートリレー装置２に送信するように、無線送受信回路３２を制御する処理である。無線制御信号は、ソリッドステートリレー装置２に関する制御情報を示す。制御情報は、交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路を閉じる出力オン指令、又は、交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路を開く出力オフ指令である。出力オン指令を示す無線制御信号を出力オン信号といい、出力オフ指令を示す無線制御信号を出力オフ信号という。処理回路３３は、例えば、プロセッサ、メモリ、タイマ等を有するマイクロコントローラを備えて構成される。
The processing circuitry 33 executes temperature control processing. In the temperature control process, based on the current temperature of the object to be heated indicated by the temperature signal from the
図３は、図１のソリッドステートリレー装置２の構成例を示す回路図である。ソリッドステートリレー装置２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１と、制御部５と、電源部６とを備える。半導体スイッチ素子ＳＷ１は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の両端に接続されて交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路を開閉する。制御部５は、無線送受信回路５１と制御回路５２とを有する。無線送受信回路５１は、温度調節装置３から無線制御信号を受信する。制御回路５２は、無線送受信回路５１で受信した無線制御信号に基づいて半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御する。電源部６は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧に基づいて制御部５を駆動する直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成して制御部５に供給する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the solid
ソリッドステートリレー装置２は、無線送受信回路５１によって、温度調節装置３から無線制御信号を受信する。つまり、ソリッドステートリレー装置２に通信回路を設けることによって、温度調節装置３からソリッドステートリレー装置２への制御情報を無線信号で伝達するようにしている。ソリッドステートリレー装置２は、無線送受信回路５１で受信した無線制御信号に応じて、制御回路５２によって半導体スイッチ素子ＳＷ１をオン又はオフに制御する。このように、ソリッドステートリレー装置２では、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の通信が無線化されている。そのため、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の通信用のケーブルが不要である。ソリッドステートリレー装置２は、電源部６によって、無線送受信回路５１及び制御回路５２を有する制御部５を駆動する直流駆動電圧Ｖｏｕｔを交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧に基づいて生成する。そのため、温度調節装置３からソリッドステートリレー装置２に給電する必要がなく、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の給電用のケーブルが不要である。したがって、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２の間のケーブル費用及び配線コストを低減できる。更に、ソリッドステートリレー装置２の配置の自由度を向上できる。これにより、ソリッドステートリレー装置２をヒータ１１の近くに配置して、ソリッドステートリレー装置２とヒータ１１との間の配線を短縮することができる。そのため、ソリッドステートリレー装置２とヒータ１１との間の配線での電力の損失を抑えることができる。また、ヒータ１１とソリッドステートリレー装置２の間のケーブル費用及び配線コストを低減できる。更に、温度調節装置３からソリッドステートリレー装置２に給電する必要がないことから、１つの温度調節装置３で複数のソリッドステートリレー装置２を制御する場合でも、温度調節装置３の出力電流容量による制限を受けない。これによって、１つの温度調節装置で制御可能なソリッドステートリレー装置２の数を増やすことができる。
The solid-
以下、図１のソリッドステートリレー装置２について更に詳細に説明する。ソリッドステートリレー装置２は、図３に示すように、スイッチ部４と、制御部５と、電源部６とを備える。
The solid
スイッチ部４は、交流電源１０からヒータ１１への電力の供給を制御するために用いられる。図３のスイッチ部４は、半導体スイッチ素子ＳＷ１と、トリガ回路４１と、ゼロクロス回路４２と、フォトカプラＰＣ１とを有する。半導体スイッチ素子ＳＷ１は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の両端に接続されて交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路を開閉する。図３では、半導体スイッチ素子ＳＷ１は、出力端子Ｔ１，Ｔ２を介して、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の両端に接続される。半導体スイッチ素子ＳＷ１は、例えば、トライアックである。半導体スイッチ素子ＳＷ１には、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との直列回路が並列に接続される。抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との直列回路はスナバ回路を構成する。トリガ回路４１は、半導体スイッチ素子ＳＷ１のトリガ信号を制御する。ゼロクロス回路４２は、交流電源１０の交流電圧のゼロ位相近辺で半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンになるように、トリガ回路４１がトリガ信号を半導体スイッチ素子ＳＷ１に出力するタイミングを設定する。フォトカプラＰＣ１のフォトトライアックＰＴ１は抵抗Ｒ３を介してゼロクロス回路４２に接続される。フォトトライアックＰＴ１がオン状態であると、トリガ回路４１がトリガ信号を半導体スイッチ素子ＳＷ１に出力して、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンにする。フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＰＤ１の発光と非発光とは、制御部５によって切り替えられる。なお、スイッチ部４の構成は、従来周知の構成であってよいから、スイッチ部４の詳細な説明は省略する。
The
電源部６は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧に基づいて制御部５を駆動する直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成して制御部５に供給する。図３の電源部６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２と、コンデンサＣ１とを有する。
The
ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧Ｖｄ（図４参照）に変換して出力する。図３に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、スイッチング電源回路６１１と、トランス６１２と、整流回路６１３とを備える。スイッチング電源回路６１１は、例えば、ダイオードブリッジと、平滑コンデンサと、スイッチング回路と、スイッチング回路を制御するマイクロコントローラとを備えて構成される。ダイオードブリッジは、出力端子Ｔ１，Ｔ２を介して交流電源１０とヒータ１１との直列回路の両端に接続される。ダイオードブリッジは、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を整流し、整流された電圧を平滑コンデンサに出力する。平滑コンデンサは、ダイオードブリッジからの電圧を平滑化し、平滑化された電圧をスイッチング回路に出力する。スイッチング回路は、例えば、スイッチング素子を備えて構成される。マイクロコントローラは、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧により動作して、スイッチング回路のスイッチング素子にＰＷＭ信号を出力することによって、平滑回路からの電圧をスイッチングして、トランス６１２の一次巻線にパルス電圧を与える。トランス６１２の二次巻線は、トランス６１２の一次巻線に入力されるパルス電圧よりも低いパルス電圧を整流回路６１３に出力する。整流回路６１３は、例えば、整流ダイオードを備えて構成される。整流回路６１３は、トランス６１２の二次巻線からのパルス電圧を整流することによって、直流電圧Ｖｄを出力する。
The AC/
ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧Ｖｉｎを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧Ｖｉｎを降圧することによって直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、例えば、シリーズレギュレータである。入力電圧Ｖｉｎは、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から出力される所定の直流電圧Ｖｄ、又は、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃである。入力電圧Ｖｉｎが所定の直流電圧Ｖｄになるか充電電圧Ｖｃになるかは、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンかオフかによって決まる。
The DC/
半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフの間は、出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧にほぼ等しい。そのため、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、所定の直流電圧Ｖｄを出力できる。一方、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの間は、出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧の波高値が半導体スイッチ素子ＳＷ１の残留電圧程度にまで低下する。出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧は、例えば、波高値が約１Ｖの交流矩形波電圧になる。そのため、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するのに必要な大きさの所定の直流電圧Ｖｄを生成して出力できない。つまり、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの間は、所定の直流電圧Ｖｄの電圧値が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するには足りなくなる。
While the semiconductor switch element SW1 is off, the voltage between the output terminals T1 and T2 is substantially equal to the output voltage of the series circuit of the
コンデンサＣ１は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの間でもＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを出力できるように、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフの間に所定の直流電圧Ｖｄで充電される。コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ１を介してＡＣ／ＤＣコンバータ６１とＤＣ／ＤＣコンバータ６２との間に接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１と抵抗Ｒ１との間には逆流素子用のダイオードＤ１が接続される。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から所定の直流電圧Ｖｄが得られない場合には、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ（図５参照）を直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に出力する。コンデンサＣ１は、例えば、電気二重層コンデンサである。コンデンサＣ１の容量は、通常想定される半導体スイッチ素子ＳＷ１のオン制御時間では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２から出力される直流駆動電圧Ｖｏｕｔの電圧値が減少しないように、ソリッドステートリレー装置２のオン時の消費電流等を考慮して設定される。例えば、所定の直流電圧Ｖｄの電圧値は５．５Ｖ、直流駆動電圧Ｖｏｕｔの電圧値は３．３Ｖ、消費電流は１０ｍＡ、コンデンサＣ１の容量は１Ｆ、抵抗Ｒ１の抵抗値は４７Ωである。
Capacitor C1 is charged with a predetermined DC voltage Vd while semiconductor switch element SW1 is off so that DC/
電源部６は、コンデンサＣ１を備えるため、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンになってＡＣ／ＤＣコンバータ６１から所定の直流電圧Ｖｄが出力されない場合も、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２がコンデンサＣ１の充電電圧Ｖを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に供給できる。次に、図４及び図５を参照して電源部６の動作を説明する。
Since the
図４は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフの間の電源部６の動作の一例を示すブロック図である。ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧Ｖｄに変換する。所定の直流電圧Ｖｄは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２及びコンデンサＣ１に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧Ｖｉｎとして所定の直流電圧Ｖｄを受け取り、所定の直流電圧Ｖｄを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する。コンデンサＣ１は、所定の直流電圧Ｖｄで充電される。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the operation of the
図５は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの間の電源部６の動作の一例を示すブロック図である。半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの間は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧Ｖｄに変換することができない。しかしながら、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフの間に充電されたコンデンサＣ１の充電電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータ６２に入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧ＶｉｎとしてコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを受け取り、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the operation of the
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフの期間は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から出力される所定の直流電圧Ｖｄを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンの期間は、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する。
Thus, the DC/
以上述べたように、ソリッドステートリレー装置２は、制御部５を駆動するための直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために電源部６を備える。電源部６は、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオフの期間は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に供給する。半導体スイッチ素子ＳＷ１のオンの期間は出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧の波高値が、約１Ｖ程度になってしまい、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１が所定の直流電圧Ｖｄに変換することができなくなる。電源部６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から出力される所定の直流電圧Ｖｄで充電されるコンデンサＣ１を備え、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオフの期間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２がコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換する。そのため、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンであるかオフであるかにかかわらず、電源部６は制御部５に直流駆動電圧Ｖｏｕｔを供給できる。
As described above, the solid
制御部５は、電源部６からの直流駆動電圧Ｖｏｕｔにより動作し、スイッチ部４を制御する。図３の制御部５は、無線送受信回路５１と、制御回路５２と、電圧低下検出回路５３と、スイッチＳＷ２とを有する。
The
スイッチＳＷ２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオンオフを切り替えるために用いられる。スイッチＳＷ２は、例えば、トランジスタである。スイッチＳＷ２は、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＰＤ１に接続される。図３では、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＰＤ１と、スイッチＳＷ２と、抵抗Ｒ４との直列回路に、直流駆動電圧Ｖｏｕｔが入力される。スイッチＳＷ２がオンになると、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＰＤ１に電流が流れて発光し、フォトカプラＰＣ１のフォトトライアックＰＴ１がオンになる。これによって、スイッチ部４のトリガ回路４１がトリガ信号を半導体スイッチ素子ＳＷ１に出力し、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンになる。
The switch SW2 is used to switch ON/OFF of the semiconductor switch element SW1. The switch SW2 is, for example, a transistor. The switch SW2 is connected to the light emitting diode PD1 of the photocoupler PC1. In FIG. 3, the DC drive voltage Vout is input to the series circuit of the light emitting diode PD1 of the photocoupler PC1, the switch SW2, and the resistor R4. When the switch SW2 is turned on, current flows through the light emitting diode PD1 of the photocoupler PC1 to emit light, and the phototriac PT1 of the photocoupler PC1 is turned on. As a result, the
無線送受信回路５１は、温度調節装置３から無線制御信号を受信する無線受信回路、及び、温度調節装置３に無線信号を送信する無線送信回路として機能する。無線送受信回路５１は、アンテナ５１Ａに接続される。無線送受信回路５１は、アンテナ５１Ａを通じて温度調節装置３から無線制御信号を受信する。無線送受信回路５１は、受信した無線制御信号を制御回路５２に出力する。無線送受信回路５１は、アンテナ５１Ａを通じて温度調節装置３に無線信号を送信する。
The wireless transmission/
電圧低下検出回路５３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値が所定の閾電圧値以下になると、電圧低下信号を制御回路５２に出力する。所定の閾電圧値は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧値に基づいて設定される。例えば、直流駆動電圧Ｖｏｕｔの電圧値が３．３Ｖである場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧値は、３．５Ｖである。この場合、所定の閾電圧値は、３．６Ｖに設定されてよい。これは、実際にＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成できなくなる前に、制御回路５２が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値の低下に対処できるようにするためである。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値が低下するのは、交流電源１０からの電力の供給が停止した場合、又は、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオンによりコンデンサＣ１の放電が続いて充電電圧Ｖｃが大きく低下した場合である。電圧低下検出回路５３は、制御部５の駆動のための電力の低下を検出するためのパワーフェールダウン（ＰＦＤ）回路である。電圧低下検出回路５３は、例えば、電圧検出回路とコンパレータとを備えて構成される。電圧検出回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値を検出し、検出した入力電圧Ｖｉｎの電圧値を示す検出信号をコンパレータに入力する。コンパレータは、入力された検出信号が示す入力電圧Ｖｉｎの電圧値を所定の閾電圧値と比較し、入力電圧Ｖｉｎの電圧値が所定の閾電圧値以下になると、電圧低下信号を制御回路５２に出力する。
The voltage
制御回路５２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御する。制御回路５２は、半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御するためにスイッチＳＷ２にトリガ信号Ｓ１を出力する。制御回路５２は、スイッチＳＷ２に出力するトリガ信号Ｓ１をＨレベル（ハイレベル）に設定する。トリガ信号Ｓ１がＨレベルであるとスイッチＳＷ２がオンになってフォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＰＤ１に電流が流れて発光し、フォトカプラＰＣ１のフォトトライアックＰＴ１がオンになる。これにより、トリガ回路４１がトリガ信号を出力する。したがって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンに制御される。制御回路５２は、スイッチＳＷ２に出力するトリガ信号Ｓ１をＬレベル（ローレベル）に設定する。トリガ信号Ｓ１がＬレベルであるとスイッチＳＷ２がオフになって発光ダイオードＰＤ１が発光しなくなり、フォトカプラＰＣ１のフォトトライアックＰＴ１がオフになる。これにより、トリガ回路４１がトリガ信号の出力を停止する。したがって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。制御回路５２は、例えば、プロセッサ、メモリ、タイマ等を有するマイクロコントローラを備えて構成される。
The
図６は、ソリッドステートリレー装置２の制御回路５２の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the
制御回路５２は、電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが供給されて動作を開始した後、所定の充電時間が経過するまでは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ１１）。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。所定の充電時間は、コンデンサＣ１の充電電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータ６２で直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧以上になるまでにかかる時間以上に設定される。所定の充電時間は、例えば、２００秒である。電源スイッチ１２がオンにされて、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧がソリッドステートリレー装置２に入力された直後は、コンデンサＣ１が十分に充電されていないから、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するのに必要な電圧値に達していない。この状態で、無線送受信回路５１で受信した無線制御信号に応じて、制御回路５２が半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンに制御すると、電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが得られなくなって、制御部５が動作できなくなる場合がある。制御回路５２は、電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが供給されて動作を開始した後、所定の充電時間が経過するまでは半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御することによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンに制御しても電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが得られるようにする。つまり、電源スイッチ１２がオンされた後、ソリッドステートリレー装置２内部のコンデンサＣ１がソリッドステートリレー装置２の動作上支障がないレベルまで充電できるまで、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定しないようにする。
The
ステップＳ１１の後、無線送受信回路５１が出力オン信号を受信すると（Ｓ１２のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する（Ｓ１３）。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンに制御される。
After step S11, when the wireless transmission/
ステップＳ１１の後、無線送受信回路５１が出力オフ信号を受信すると（Ｓ１４のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ１５）。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。
After step S11, when the wireless transmission/
ステップＳ１１の後、電圧低下検出回路５３から電圧低下信号を受け取ると（Ｓ１６のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ１７）。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。電圧低下検出回路５３から電圧低下信号が出力されることは交流電源１０の電力が低下していることを意味するから、制御回路５２は、安全のために半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する処理を実行する。制御回路５２は、電圧低下検出回路５３から電圧低下信号を受け取った後は、無線送受信回路５１で受信した無線制御信号に関係なく、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。制御回路５２は、所定の充電時間が経過するまでは、電圧低下検出回路５３からの電圧低下信号を無視してよい。
After step S11, when a voltage drop signal is received from the voltage drop detection circuit 53 (YES in S16), the
次に、制御回路５２の動作の一例について図７を参照して簡単に説明する。図７は、制御回路５２の動作の一例を説明するタイミングチャートである。
Next, an example of the operation of the
時刻ｔ１１において、温度調節装置３が出力オン信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オン信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンに制御される。時刻ｔ１２において、温度調節装置３が出力オフ信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オフ信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。
At time t11, when the
時刻ｔ１３において、温度調節装置３が出力オン信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オン信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する。時刻ｔ１４において、温度調節装置３が出力オン信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オン信号を受信するが、制御回路５２は、すでにトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定しているから、時刻ｔ１４の出力オン信号は無視する。時刻ｔ１５において、温度調節装置３が出力オフ信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オフ信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。
At time t13, when the
時刻ｔ１６において、温度調節装置３が出力オン信号を送信すると、無線送受信回路５１がこの出力オン信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する。時刻ｔ１７において、電圧低下検出回路５３が電圧低下信号を制御回路５２に出力する。制御回路５２は、電圧低下信号を受信すると、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。これによって、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。
At time t16, when the
なお、制御回路５２は、無線送受信回路５１が温度調節装置３からの無線制御信号を受け取った場合、ＡＣＫ信号に対応する無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように無線送受信回路５１を制御してよい。これによって、温度調節装置３からソリッドステートリレー装置２への無線制御信号の伝達が正しく行われたことを温度調節装置３が確認できる。
Note that the
［１．１．２ 動作］
次に、ソリッドステートリレー装置２の動作の一例について図８を参照して簡単に説明する。図８は、ソリッドステートリレー装置２の動作の一例を説明するタイミングチャートである。
[1.1.2 Operation]
Next, an example of operation of the solid
時刻ｔ２１において、電源スイッチ１２がオンになり、交流電源１０からの電力の供給が開始される。ソリッドステートリレー装置２では、電源部６のＡＣ／ＤＣコンバータ６１が交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧Ｖｄに変換してコンデンサＣ１及びＤＣ／ＤＣコンバータ６２に出力する。これにより、コンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが上昇する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値は、所定の直流電圧Ｖｄの電圧値Ｖ１に等しい。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧Ｖｉｎとしての所定の直流電圧Ｖｄを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に出力する。制御部５では、直列駆動電圧Ｖｏｕｔの供給によって制御回路５２が動作を開始し、所定の充電時間が経過するまではトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。例えば、時刻ｔ２２になるまでは、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。
At time t21, the
時刻ｔ２２において、温度調節装置３が出力オン信号をソリッドステートリレー装置２に送信する。ソリッドステートリレー装置２では、無線送受信回路５１が出力オン信号を受信し、これによって、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定し、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンに制御する。これによって、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧が得られなくなるから、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１が所定の直流電圧Ｖｄを出力できなくなる。しかしながら、コンデンサＣ１の充電電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータ６２に入力され、コンデンサＣ１が放電する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧ＶｉｎとしてのコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に供給する。なお、図８において両矢印Ａで示すように入力電圧Ｖｉｎの電圧値と充電電圧Ｖｃの電圧値とが異なるのは、コンデンサＣ１に接続される抵抗Ｒ１による電圧降下のためである。
At time t<b>22 ,
このように、ソリッドステートリレー装置２では、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンに制御されてソリッドステートリレー装置２の出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧の波高値が約１Ｖ程度に低下したときに、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１からの所定の直流電圧Ｖｄの出力が停止するが、ソリッドステートリレー装置２内にコンデンサＣ１を設けて、制御部５に供給する直流駆動電圧Ｖｏｕｔが許容範囲以下にならないようにしている。
Thus, in the solid
時刻ｔ２３において、温度調節装置３が出力オフ信号をソリッドステートリレー装置２に送信する。ソリッドステートリレー装置２では、無線送受信回路５１が出力オフ信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定し、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。これによって、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧が得られるようになって、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から所定の直流電圧ＶｄがコンデンサＣ１及びＤＣ／ＤＣコンバータ６２に出力される。これにより、コンデンサＣ１が再度充電され、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが上昇する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、入力電圧Ｖｉｎとなる所定の直流電圧Ｖｄを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に出力する。
At time t<b>23 ,
時刻ｔ２４において、温度調節装置３が出力オン信号をソリッドステートリレー装置２に送信する。時刻ｔ２２と同様に、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンに制御される。コンデンサＣ１の充電電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータ６２に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に供給する。
At time t<b>24 ,
時刻ｔ２５において、温度調節装置３が出力オフ信号をソリッドステートリレー装置２に送信する。時刻ｔ２３と同様に、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御される。ＡＣ／ＤＣコンバータ６１からの所定の直流電圧ＶｄでコンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃが上昇する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、所定の直流電圧Ｖｄを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して制御部５に出力する。
At time t<b>25 ,
時刻ｔ２６において、電源スイッチ１２がオフになり、交流電源１０からの電力の供給が停止される。ソリッドステートリレー装置２では、電源部６のＡＣ／ＤＣコンバータ６１から所定の直流電圧Ｖｄが出力されなくなり、コンデンサＣ１も放電し、充電電圧Ｖｃが低下する。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎも低下する。
At time t26,
その後の時刻ｔ２７において、入力電圧Ｖｉｎの電圧値は、電圧低下検出回路５３の所定の閾電圧値Ｖ２以下となり、時刻ｔ２８において、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧値Ｖ３以下となる。入力電圧Ｖｉｎの電圧値が電圧値Ｖ３以下になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２から出力される直流駆動電圧Ｖｏｕｔの電圧値が、直流駆動電圧Ｖｏｕｔの目標電圧値Ｖ４から低下し、制御部５も動作を停止する。
At time t27 thereafter, the voltage value of the input voltage Vin becomes equal to or lower than the predetermined threshold voltage value V2 of the voltage
［１．１．３ 別の構成例］
以上述べたように、ソリッドステートリレー装置２では、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の通信が無線化されている。そのため、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の通信用のケーブルが不要である。ソリッドステートリレー装置２は、無線送受信回路５１及び制御回路５２を有する制御部５を駆動する直流駆動電圧Ｖｏｕｔを、電源部６によって、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧に基づいて生成する。そのため、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２との間の給電用のケーブルも不要であり、ソリッドステートリレー装置２の配置の自由度も向上する。更に、１つの温度調節装置３で複数のソリッドステートリレー装置２を制御する場合でも、温度調節装置３の出力電流容量による制限を受けない。温度調節装置３の出力電流容量によって、１つの温度調節装置３で制御するソリッドステートリレー装置２の数が制限されることがない。そのため、一つの温度調節装置３で制御可能なソリッドステートリレー装置２の数を増やすことができる。
[1.1.3 Another configuration example]
As described above, in the solid
図９は、温度調節システム１の別の構成例を示すブロック図である。図９の温度調節システム１は、複数のソリッドステートリレー装置２と、一つの温度調節装置３とを備える。図９に示すように、各ソリッドステートリレー装置２は、交流電源１０及びヒータ１１に直列に接続される。複数のソリッドステートリレー装置２にはそれぞれ固有の識別情報が割り当てられ、温度調節装置３は、識別情報を利用して複数のソリッドステートリレー装置２に個別に無線制御信号を送信する。温度調節装置３は、複数のソリッドステートリレー装置２のオンオフを個別に制御して交流電源１０からヒータ１１に供給される電力量を調整することによって、加熱対象の温度を調節する。
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of the
［１．１．４ 効果等］
以上述べたソリッドステートリレー装置２は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の両端に接続されて交流電源１０とヒータ１１との間の電流経路を開閉する半導体スイッチ素子ＳＷ１と、温度調節装置３から無線制御信号を受信する無線受信回路（無線送受信回路５１）、及び、無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号に基づいて半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御する制御回路５２を有する制御部５と、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧に基づいて、制御部５を駆動する直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成して制御部５に供給する電源部６とを備える。この構成によれば、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２の間のケーブル費用及び配線コストを低減でき、ソリッドステートリレー装置２の配置の自由度を向上でき、更に、一つの温度調節装置３で制御可能なソリッドステートリレー装置２の数を増やすことができる。
[1.1.4 Effects, etc.]
The solid-
また、ソリッドステートリレー装置２において、電源部６は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧Ｖｄに変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータ６１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から出力される所定の直流電圧Ｖｄで充電されるコンデンサＣ１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６１から出力される所定の直流電圧Ｖｄ又はコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを直流駆動電圧Ｖｏｕｔに変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ６２とを有する。この構成によれば、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオン時にＡＣ／ＤＣコンバータ６１が所定の直流電圧Ｖｄを出力できない場合でも、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃを用いて直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成することができるから、制御部５への安定した電力供給が可能になる。
In the solid-
また、ソリッドステートリレー装置２において、制御回路５２は、電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが供給されて動作を開始した後、コンデンサＣ１の充電電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータ６２で直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧以上になるまでにかかる時間以上の所定の充電時間が経過するまでは、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。この構成によれば、ソリッドステートリレー装置２の動作の安定性を向上させることができる。
In the solid-
また、ソリッドステートリレー装置２において、制御部５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の入力電圧Ｖｉｎの電圧値が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が直流駆動電圧Ｖｏｕｔを生成するために必要な電圧値に基づいて設定される所定の閾電圧値以下になると、電圧低下信号を制御回路５２に出力する電圧低下検出回路５３を有する。制御回路５２は、電圧低下検出回路５３から電圧低下信号を受け取ると、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。この構成によれば、交流電源１０の停止やコンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃの低下等によってＤＣ／ＤＣコンバータ６２で直流駆動電圧Ｖｏｕｔが生成されなくなる前に半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフに制御されるから、ソリッドステートリレー装置２の安全性を向上させることができる。
Further, in the solid-
以上述べた温度調節システム１は、ソリッドステートリレー装置２を備える温度調節システムであって、温度調節装置３をさらに備える。この構成によれば、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２の間のケーブル費用及び配線コストを低減でき、ソリッドステートリレー装置２の配置の自由度を向上でき、更に、一つの温度調節装置３で制御可能なソリッドステートリレー装置２の数を増やすことができる。
The
［１．２ 実施の形態２］
［１．２．１ 構成］
本実施の形態にかかるソリッドステートリレー装置２は、図１に示す実施の形態１にかかるソリッドステートリレー装置２と同じ構成であるが、制御回路５２の動作が異なる。
[1.2 Embodiment 2]
[1.2.1 Configuration]
The solid
実施の形態２において、温度調節装置３の処理回路３３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンにする場合に、無線送受信回路３２を通じて出力オン信号を、ソリッドステートリレー装置２に送信する。温度調節装置３の処理回路３３は、出力オン信号を送信してから一定時間後もソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンにする場合、再度、無線送受信回路３２を通じて出力オン信号をソリッドステートリレー装置２に送信する。このように、温度調節装置３は、半導体スイッチ素子ＳＷ１を所定期間の間オンに維持する場合に、所定期間の間出力オン信号の送信を所定の時間間隔で繰り返す。所定の時間間隔は、例えば、５秒である。
In the second embodiment, the processing circuit 33 of the
本実施の形態にかかるソリッドステートリレー装置２において、制御回路５２は、出力オン信号を無線送受信回路５１が受信してから所定の待機時間が経過しても出力オン信号を無線送受信回路５１が受信しなかった場合には、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。所定の待機時間は、温度調節装置３による出力オン信号の送信の繰り返しが停止したかどうかの判定に適した時間に設定される。所定の待機時間は、例えば、温度調節装置３が出力オン信号の送信を繰り返す所定の時間間隔よりも長く設定される。所定の待機時間は、例えば、所定の時間間隔の２倍より短く設定されてよい。所定の待機時間が経過しても出力オン信号を無線送受信回路５１が受信しなかった場合には、温度調節装置３が故障等の異常状態になっている可能性が高い。そこで、制御回路５２は、安全のために半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する処理を実行する。
In the solid-
図１０は、実施の形態２にかかるソリッドステートリレー装置２の制御回路５２の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of the operation of the
制御回路５２は、電源部６から直流駆動電圧Ｖｏｕｔが供給されて動作を開始した後、所定の充電時間が経過するまでは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２１）。
The
ステップＳ２１の後、無線送受信回路５１が出力オン信号を受信すると（Ｓ２２のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する（Ｓ３１）。更に、制御回路５２は、所定の待機時間を計るためにタイマをスタートする（Ｓ３２）。
After step S21, when the wireless transmission/
タイマの計時が終了すると（Ｓ３３のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２６）。つまり、制御回路５２は、出力オン信号を無線送受信回路５１が受信してから所定の待機時間が経過しても出力オン信号を無線送受信回路５１が受信しなかった場合には、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。
When the timer ends (YES in S33), the
タイマの計時が終了する前に（Ｓ３３のＮＯ）、無線送受信回路５１が出力オン信号を受信すると（Ｓ２４のＹＥＳ）、制御回路５２は、再度、所定の待機時間を計るためにタイマをリスタートし（Ｓ３５）、ステップＳ３３に戻る。タイマの計時が終了する前に（Ｓ３３のＮＯ）、無線送受信回路５１が出力オフ信号を受信すると（Ｓ３６のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２４）。タイマの計時が終了する前に（Ｓ３３のＮＯ）、電圧低下検出回路５３から電圧低下信号を受け取ると（Ｓ３６のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２６）。
If the radio transmitting/receiving
ステップ２１の後、無線送受信回路５１が出力オフ信号を受信すると（Ｓ２３のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２４）。ステップ２１の後、電圧低下検出回路５３から電圧低下信号を受け取ると（Ｓ２５のＹＥＳ）、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する（Ｓ２６）。
After step 21, when the radio transmission/
次に、制御回路５２の動作の一例について図１１を参照して簡単に説明する。図１１は、制御回路５２の動作の一例を説明するタイミングチャートである。
Next, an example of the operation of the
時刻ｔ３１において、温度調節装置３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンにするために、出力オン信号を送信し、無線送受信回路５１がこの出力オン信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する。
At time t31, the
時刻ｔ３２において、温度調節装置３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１のオン状態を継続するために、再度、出力オン信号を送信し、無線送受信回路５１がこの出力オフ信号を受信する。これにより、制御回路５２はトリガ信号Ｓ１がＨレベルである状態を継続する。
At time t32, the
時刻ｔ３３において、温度調節装置３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１のオン状態を継続するために、再度、出力オン信号を送信する。時刻ｔ３２と同様に、制御回路５２はトリガ信号Ｓ１がＨレベルである状態を継続する。
At time t33, the
時刻ｔ３４において、温度調節装置３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフにするために、出力オフ信号を送信し、無線送受信回路５１がこの出力オフ信号を受信し、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定する。
At time t34, the
時刻ｔ３５において、温度調節装置３は、ソリッドステートリレー装置２の半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンにするために、出力オン信号を送信し、時刻ｔ３１と同様に、制御回路５２はトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定する。
At time t35, the
時刻ｔ３６において、無線送受信回路５１が出力オン信号を受信してから所定の待機時間が経過したため、制御回路５２がトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定して、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。
At time t36, a predetermined waiting time has elapsed since the radio transmitting/receiving
［１．２．２ 効果等］
以上述べたソリッドステートリレー装置２において、制御回路５２は、無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号が出力オン信号である場合に半導体スイッチ素子ＳＷ１をオンに制御し、無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号が出力オフ信号である場合に半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。制御回路５２は、出力オン信号を無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信してから所定の待機時間が経過しても出力オン信号を無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信しなかった場合には、半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御する。この構成によれば、温度調節装置３の異常状態等によって出力オン指令に対応する無線制御信号を無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信できない場合でも、所定の待機時間が経過すれば制御回路５２が半導体スイッチ素子ＳＷ１をオフに制御するから、安全性を向上させることができる。
[1.2.2 Effects, etc.]
In the solid-
また、温度調節装置３は、半導体スイッチ素子ＳＷ１を所定期間の間オンに維持する場合に、所定期間の間出力オン信号の送信を所定の時間間隔で繰り返す。所定の待機時間は、所定の時間間隔より長く設定される。この構成によれば、安全性をさらに向上させることができる。
Further, when the semiconductor switch element SW1 is kept on for a predetermined period, the
［１．３ 実施の形態３］
［１．３．１ 構成］
図１２は、実施の形態３にかかるソリッドステートリレー装置２Ａを備える温度調節システム１Ａの構成例を示すブロック図である。温度調節システム１Ａは、ソリッドステートリレー装置２Ａと温度調節装置３とを備える。
[1.3 Embodiment 3]
[1.3.1 Configuration]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a
実施の形態１の温度調節システム１では、温度調節装置３とソリッドステートリレー装置２の間の情報のやりとりは、温度調節装置３からソリッドステートリレー装置２への制御情報を示す無線制御信号の伝達だけであり、ソリッドステートリレー装置２から温度調節装置３への情報発信はしない。本実施の形態では、ソリッドステートリレー装置２Ａが温度調節装置３に情報を無線信号で送信する機能を有しており、ソリッドステートリレー装置２Ａが、ソリッドステートリレー装置２Ａに関する異常状態情報を温度調節装置３に伝達できる。
In the
本実施の形態にかかる温度調節装置３は、図２に示す実施の形態１にかかる温度調節装置３と同じ構成であるが、処理回路３３の動作が異なる。
The
処理回路３３は、無線送受信回路３２を通じてソリッドステートリレー装置２Ａから無線信号を受信する。本実施の形態において、ソリッドステートリレー装置２Ａからの無線信号は、ソリッドステートリレー装置２Ａに関する異常状態情報を示す。詳しくは後述するが、この異常状態情報は、ソリッドステートリレー装置２Ａの半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態に関する情報である。半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態は、例えば、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障と、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障である。
The processing circuit 33 receives radio signals from the solid-
処理回路３３は、温度調節処理に加えて、異常状態通知処理を行う。異常状態通知処理は、無線送受信回路３２が受信した無線信号が示す異常状態情報を、入出力装置３１により提示する処理である。例えば、異常状態情報が半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障である場合、処理回路３３は、入出力装置３１のディスプレイに、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障が生じたことを示すメッセージを表示する。例えば、異常状態情報が半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障である場合、処理回路３３は、入出力装置３１のディスプレイに、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障が生じたことを示すメッセージを表示する。
The processing circuit 33 performs an abnormal state notification process in addition to the temperature control process. The abnormal state notification process is a process of presenting the abnormal state information indicated by the radio signal received by the radio transmission/
図１３は、図１２のソリッドステートリレー装置２Ａの構成例を示す回路図である。ソリッドステートリレー装置２Ａは、図１３に示すように、スイッチ部４と、制御部５Ａと、電源部６とを備える。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of the solid
制御部５Ａは、無線送受信回路５１と、制御回路５２Ａと、電圧低下検出回路５３と、スイッチＳＷ２と、電圧検出回路５４と、電流検出回路５５とを有する。
The
無線送受信回路５１は、温度調節装置３に無線信号を送信する無線送信回路である。無線送受信回路５１は、アンテナ５１Ａに接続され、アンテナ５１Ａを通じて温度調節装置３に無線信号を送信する。本実施の形態において、無線送受信回路５１は、ソリッドステートリレー装置２Ａから温度調節装置３への異常状態情報の伝達に用いられる。
The wireless transmission/
電圧検出回路５４は、出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏを検出し、出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏを示す電圧検出信号を、制御回路５２Ａに出力する。出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏは、半導体スイッチ素子ＳＷ１の両端間の電圧に対応する。電圧検出回路５４は、例えば、出力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続される分圧回路を備えて構成される。
The
電流検出回路５５は、半導体スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｏを検出し、電流Ｉｏを示す電流検出信号を、制御回路５２Ａに出力する。電流検出回路５５は、例えば、半導体スイッチ素子ＳＷ１に直列に接続されるシャント抵抗又はカレントトランスを備えて構成される。
制御回路５２Ａは、実施の形態１又は実施の形態２の制御回路５２と同様に半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御する動作に加えて、異常状態検出動作を行う。制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１を制御する動作と並行して、一定時間（例えば、５０ｍｓ）毎に割り込み処理で異常状態検出動作を行う。異常状態検出動作では、制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１が異常状態であるかどうかを判定する。制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１が異常状態であると判定すると、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態を示す異常状態情報を含む無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように無線送受信回路５１を制御する。本実施の形態では、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態は、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障と、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障である。
オープン故障は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフのままでオンにならない状態である。半導体スイッチ素子ＳＷ１が正常状態である場合、制御回路５２Ａがトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定しているときに、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンになるから、出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏの波高値は交流電源１０の交流電圧の波高値より小さくなり、例えば、約１．５Ｖ以下になる。オープン故障が発生した場合、制御回路５２Ａがトリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定しているときも半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフのままになるから出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏの波高値は、交流電源１０とヒータ１１との直列回路の出力電圧の波高値にほぼ等しくなる。
An open failure is a state in which the semiconductor switch element SW1 remains off and does not turn on. When the semiconductor switch element SW1 is in a normal state, the semiconductor switch element SW1 is turned on when the
制御回路５２Ａは、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定している間の出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏに基づいて、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障の判定をする。本実施の形態では、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定している間に、電圧検出回路５４からの電圧検出信号が示す電圧Ｖｏに基づいて、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障の判定をする。制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定している間の電圧Ｖｏが所定の電圧閾値Ｖｔｈより大きいという条件が成立する場合にオープン故障が発生していると判定する。なお、電圧Ｖｏは交流電圧であるから、例えば、電圧Ｖｏの振幅又は波高値が所定の電圧閾値Ｖｔｈとの比較に利用される。所定の電圧閾値Ｖｔｈは、例えば、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオン時の出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏより大きく、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオフ時の出力端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧Ｖｏより低い。ただし、ノイズ等による誤警報を防ぐために、制御回路５２は、トリガ信号Ｓ１をＨレベルに設定している間の電圧Ｖｏが所定の電圧閾値Ｖｔｈより大きいという条件が所定回数連続して成立した場合に、オープン故障が発生していると判定する。所定回数は、例えば５回であってよい。
The
制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障を検出すると、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障を示す無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように、無線送受信回路５１を制御する。
When the
ショート故障は、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンのままでオフにならない状態である。半導体スイッチ素子ＳＷ１が正常状態である場合、制御回路５２Ａがトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定にしているときに、半導体スイッチ素子ＳＷ１がオフになるから、半導体スイッチ素子ＳＷ１には電流が流れない。ショート故障が発生した場合、制御回路５２Ａがトリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定しているときも半導体スイッチ素子ＳＷ１がオンのままになるから半導体スイッチ素子ＳＷ１に電流が流れる。
A short-circuit failure is a state in which the semiconductor switch element SW1 remains on and does not turn off. When the semiconductor switch element SW1 is in a normal state, the semiconductor switch element SW1 is turned off when the
制御回路５２Ａは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定している間に半導体スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｏに基づいて、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障を判定する。本実施の形態では、制御回路５２Ａは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定している間に、電流検出回路５５からの電流検出信号が示す半導体スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｏに基づいて、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障を判定する。制御回路５２Ａは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定している間に半導体スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｏが所定の電流閾値Ｉｔｈより大きいという条件が成立する場合にショート故障が発生していると判定する。なお、電流Ｉｏは交流電流であるから、例えば、電流Ｉｏの振幅又は波高値が所定の電流閾値Ｉｔｈとの比較に利用される。所定の電流閾値Ｉｔｈは、例えば、電流の有無を判別できる値であってよく、例えば、０．１Ａである。ただし、ノイズ等による誤警報を防ぐために、制御回路５２Ａは、トリガ信号Ｓ１をＬレベルに設定している間に半導体スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流Ｉｏが所定の電流閾値Ｉｔｈより大きいという条件が所定回数連続して成立した場合に、ショート故障が発生していると判定する。所定回数は、例えば５回であってよい。
The
制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障を検出すると、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障を示す無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように、無線送受信回路５１を制御する。
When the
［１．３．２ 動作］
次に、制御回路５２Ａによる異常状態検出動作の一例について図１４を参照して簡単に説明する。図１４は、異常状態検出動作の一例を示すフローチャートである。
[1.3.2 Operation]
Next, an example of the abnormal state detection operation by the
制御回路５２Ａは、異常状態検出動作を開始すると、トリガ信号がＨレベルかどうかを判別する（Ｓ４１）。
When starting the abnormal state detection operation, the
ステップＳ４１でトリガ信号がＨレベルである場合、制御回路５２Ａは、電圧検出回路５４から入力される電圧検出信号が示す電圧Ｖｏを所定の電圧閾値Ｖｔｈと比較する（Ｓ４２）。制御回路５２Ａは、電圧Ｖｏが所定の電圧閾値Ｖｔｈ以下であれば、カウンタ値ＣＶ１をリセットして０にする（Ｓ４３）。制御回路５２Ａは、電圧Ｖｏが所定の電圧閾値Ｖｔｈを超えていれば、カウンタ値ＣＶ１を１増やす（Ｓ４４）。カウンタ値ＣＶ１が規定値ＣＶ１ｔｈ以上になると（Ｓ４５のＹＥＳ）、制御回路５２Ａは、オープン故障が発生したと判定し、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障を示す無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように、無線送受信回路５１を制御する（Ｓ４６）。規定値ＣＶ１ｔｈは、例えば５である。
When the trigger signal is at the H level in step S41, the
ステップＳ４１でトリガ信号がＬレベルである場合、制御回路５２Ａは、電流検出回路５５から入力される電流検出信号が示す電流Ｉｏを所定の電流閾値Ｉｔｈと比較する（Ｓ５２）。制御回路５２Ａは、電流Ｉｏが所定の電流閾値Ｉｔｈ以下であれば、カウンタ値ＣＶ２をリセットして０にする（Ｓ５３）。制御回路５２Ａは、電流Ｉｏが所定の電流閾値Ｉｔｈを超えていれば、カウンタ値ＣＶ２を１増やす（Ｓ５４）。カウンタ値ＣＶ２が規定値ＣＶ２ｔｈ以上になると（Ｓ５５のＹＥＳ）、制御回路５２Ａは、ショート故障が発生したと判定し、半導体スイッチ素子ＳＷ１のショート故障を示す無線信号を無線送受信回路５１が温度調節装置３に送信するように、無線送受信回路５１を制御する（Ｓ５６）。規定値ＣＶ２ｔｈは、例えば５である。
When the trigger signal is L level in step S41, the
［１．３．３ 効果等］
以上述べたソリッドステートリレー装置２Ａにおいて、制御部５Ａは、温度調節装置３に無線信号を送信する無線送信回路（無線送受信回路５１）を有する。制御回路５２Ａは、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態を検出すると、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態を示す異常状態情報を含む無線信号を無線送信回路（無線送受信回路５１）が温度調節装置３に送信するように、無線送信回路（無線送受信回路５１）を制御する。この構成によれば、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態に関する情報を温度調節装置３に伝達できる。
[1.3.3 Effects, etc.]
In the solid-
また、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態は、オープン故障とショート故障とのうち少なくとも一つである。この構成によれば、半導体スイッチ素子ＳＷ１のオープン故障とショート故障とのうち少なくとも一つを温度調節装置３に伝達できる。
Moreover, the abnormal state of the semiconductor switch element SW1 is at least one of an open failure and a short failure. According to this configuration, at least one of an open failure and a short failure of the semiconductor switch element SW1 can be transmitted to the
［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
[2. Modification]
Embodiments of the present disclosure are not limited to the above embodiments. The above-described embodiment can be modified in various ways according to the design, etc., as long as the subject of the present disclosure can be achieved. Modifications of the above embodiment are listed below. Modifications described below can be applied in combination as appropriate.
一変形例において、ソリッドステートリレー装置２のスイッチ部４の構成は、特に限定されない。半導体スイッチ素子ＳＷ１はトライアックに限定されず、サイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ等を備えて構成されてよい。スイッチ部４は、必ずしもゼロクロス回路４２を備えていなくてもよい。
In one modification, the configuration of the
一変形例において、ソリッドステートリレー装置２の制御部５は、電圧低下検出回路５３を備えていなくてもよい。無線送受信回路５１の無線通信の方式は特に限定されない。実施の形態１，２の変形例において、無線送受信回路５１は、無線送信回路としての機能を有している必要はない。ソリッドステートリレー装置２において、例えば、制御回路５２は、ＡＣＫ信号を無線送受信回路５１により温度調節装置３に送信しなくてもよい。この場合、無線送受信回路５１を無線受信回路に置き換えてよく、温度調節装置３の無線送受信回路３２を無線送信回路に置き換えてよい。
In a modified example, the
一変形例において、ソリッドステートリレー装置２の電源部６の構成は、特に限定されない。ＡＣ／ＤＣコンバータ６１は、実施の形態１に記載の構成に限定されず、例えば、従来周知のＡＣ／ＤＣコンバータの回路構成であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、シリーズレギュレータに限定されず、従来周知のＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成であってよい。
In one modification, the configuration of the
実施の形態３の一変形例において、半導体スイッチ素子ＳＷ１の異常状態は、オープン故障とショート故障との両方ではなく、オープン故障とショート故障とのうち少なくとも一つであってよい。異常状態情報は、オープン故障とショート故障に限定されない。異常状態情報は、ソリッドステートリレー装置２Ａに関する異常状態の情報であってよい。異常状態情報は、例えば、制御部５Ａのエラー情報、放熱異常状態の情報であってもよい。制御部５Ａは、電圧検出回路５４及び電流検出回路５５を備えていなくてもよく、対象とする異常状態情報を検出可能な回路を有していてよい。
In a modified example of the third embodiment, the abnormal state of the semiconductor switch element SW1 may be at least one of an open failure and a short failure instead of both an open failure and a short failure. Abnormal state information is not limited to open failures and short failures. The abnormal state information may be information on an abnormal state regarding the solid
［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
[3. mode]
As is clear from the above embodiments and modifications, the present disclosure includes the following aspects. In the following, reference numerals are attached with parentheses only for the purpose of clarifying correspondence with the embodiments.
第１の態様は、ソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）であって、交流電源（１０）とヒータ（１１）との直列回路に接続されて交流電源（１０）とヒータ（１１）との間の電流経路を開閉する半導体スイッチ素子（ＳＷ１）と、温度調節装置（３）から無線制御信号を受信する無線受信回路（無線送受信回路５１）、及び、前記無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号に基づいて前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）を制御する制御回路（５２；５２Ａ）を有する制御部（５；５Ａ）と、前記交流電源（１０）と前記ヒータ（１１）との直列回路の出力電圧に基づいて、前記制御部（５；５Ａ）を駆動する直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）を生成して前記制御部（５）に供給する電源部（６）とを備える。この態様によれば、温度調節装置（３）とソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）の間のケーブル費用及び配線コストを低減でき、ソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）の配置の自由度を向上でき、更に、一つの温度調節装置（３）で制御可能なソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）の数を増やすことができる。 A first aspect is a solid state relay device (2; 2A), which is connected to a series circuit of an AC power supply (10) and a heater (11) to A semiconductor switch element (SW1) that opens and closes the current path of, a wireless receiving circuit (wireless transmitting/receiving circuit 51) that receives a wireless control signal from the temperature control device (3), and the wireless receiving circuit (wireless transmitting/receiving circuit 51) A control section (5; 5A) having a control circuit (52; 52A) for controlling the semiconductor switch element (SW1) based on the received wireless control signal, the AC power supply (10) and the heater (11). A power supply unit (6) for generating a DC driving voltage (Vout) for driving the control unit (5; 5A) based on the output voltage of the series circuit and supplying the DC driving voltage (Vout) to the control unit (5). According to this aspect, the cable cost and wiring cost between the temperature control device (3) and the solid state relay device (2; 2A) can be reduced, and the degree of freedom of arrangement of the solid state relay device (2; 2A) is improved. In addition, the number of solid state relay devices (2; 2A) that can be controlled by one temperature control device (3) can be increased.
第２の態様は、第１の態様に基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）である。第２の態様において、前記電源部（６）は、前記交流電源（１０）と前記ヒータ（１１）との直列回路の出力電圧を所定の直流電圧（Ｖｄ）に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータ（６１）と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（６１）から出力される前記所定の直流電圧（Ｖｄ）で充電されるコンデンサ（Ｃ１）と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（６１）から出力される前記所定の直流電圧（Ｖｄ）又は前記コンデンサ（Ｃ１）の充電電圧（Ｖｃ）を前記直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）とを有する。この構成によれば、半導体スイッチ素子（ＳＷ１）のオン時にＡＣ／ＤＣコンバータ（６１）が所定の直流電圧（Ｖｄ）を出力できない場合でも、コンデンサ（Ｃ１）の充電電圧（Ｖｃ）を用いて直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）を生成することができるから、制御部（５；５Ａ）への安定した電力供給が可能になる。 A second aspect is a solid state relay device (2; 2A) based on the first aspect. In the second aspect, the power supply section (6) converts the output voltage of a series circuit of the AC power supply (10) and the heater (11) into a predetermined DC voltage (Vd) and outputs the AC/DC a converter (61), a capacitor (C1) charged with the predetermined DC voltage (Vd) output from the AC/DC converter (61), and the predetermined voltage output from the AC/DC converter (61) a DC/DC converter (62) that converts the DC voltage (Vd) of the capacitor (C1) or the charging voltage (Vc) of the capacitor (C1) into the DC drive voltage (Vout) and outputs the DC drive voltage (Vout). According to this configuration, even if the AC/DC converter (61) cannot output a predetermined DC voltage (Vd) when the semiconductor switch element (SW1) is turned on, the charged voltage (Vc) of the capacitor (C1) is used to Since the drive voltage (Vout) can be generated, stable power supply to the control section (5; 5A) becomes possible.
第３の態様は、第２の態様に基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）である。第３の態様において、前記制御回路（５２；５２Ａ）は、前記電源部（６）から前記直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）が供給されて動作を開始した後、前記コンデンサ（Ｃ１）の充電電圧（Ｖｃ）が前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）で前記直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）を生成するために必要な電圧以上になるまでにかかる時間以上の所定の充電時間が経過するまでは、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオフに制御する。この態様によれば、ソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）の動作の安定性を向上させることができる。 A third aspect is a solid state relay device (2; 2A) based on the second aspect. In the third aspect, the control circuit (52; 52A) receives the DC drive voltage (Vout) from the power supply (6) and starts operating, and then the charge voltage (Vc ) reaches or exceeds the voltage required to generate the DC drive voltage (Vout) in the DC/DC converter (62), until a predetermined charging time equal to or longer than the time required for the DC/DC converter (62) to generate the DC drive voltage (Vout) passes. SW1) is turned off. According to this aspect, it is possible to improve the operational stability of the solid state relay device (2; 2A).
第４の態様は、第２又は第３の態様に基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）である。第４の態様において、前記制御部（５；５Ａ）は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）の入力電圧（Ｖｉｎ）の電圧値が、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）が前記直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）を生成するために必要な電圧値に基づいて設定される所定の閾電圧値以下になると、電圧低下信号を前記制御回路（５２；５２Ａ）に出力する電圧低下検出回路（５３）を有する。前記制御回路（５２；５２Ａ）は、前記電圧低下検出回路（５３）から電圧低下信号を受け取ると、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオフに制御する。この態様によれば、交流電源（１０）の停止等によってＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）で直流駆動電圧（Ｖｏｕｔ）が生成されなくなる前に半導体スイッチ素子（ＳＷ１）がオフに制御されるから、安全性を向上させることができる。 A fourth aspect is a solid state relay device (2; 2A) according to the second or third aspect. In the fourth aspect, the controller (5; 5A) controls the voltage value of the input voltage (Vin) of the DC/DC converter (62) so that the DC/DC converter (62) ), a voltage drop detection circuit (53) that outputs a voltage drop signal to the control circuit (52; 52A) when the voltage drops below a predetermined threshold voltage value set based on the voltage value required to generate the voltage drop. When the control circuit (52; 52A) receives the voltage drop signal from the voltage drop detection circuit (53), the control circuit (52; 52A) turns off the semiconductor switch element (SW1). According to this aspect, the semiconductor switch element (SW1) is controlled to be turned off before the DC drive voltage (Vout) is no longer generated by the DC/DC converter (62) due to the stoppage of the AC power supply (10) or the like. can improve sexuality.
第５の態様は、第１～第４の態様のいずれか一つに基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）である。第５の態様において、前記制御回路（５２；５２Ａ）は、前記無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号が出力オン信号である場合に前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオンに制御し、前記無線受信回路（無線送受信回路５１）で受信した無線制御信号が出力オフ信号である場合に前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオフに制御する。前記制御回路（５２；５２Ａ）は、前記出力オン信号を前記無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信してから所定の待機時間が経過しても前記出力オン信号を前記無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信しなかった場合には、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオフに制御する。この態様によれば、温度調節装置（３）の故障等によって出力オン信号を無線受信回路（無線送受信回路５１）が受信できない場合でも、所定の待機時間が経過すれば制御回路（５２；５２Ａ）が半導体スイッチ素子（ＳＷ１）をオフに制御するから、安全性を向上させることができる。 A fifth aspect is a solid state relay device (2; 2A) according to any one of the first to fourth aspects. In the fifth aspect, the control circuit (52; 52A) turns on the semiconductor switch element (SW1) when the wireless control signal received by the wireless receiving circuit (wireless transmitting/receiving circuit 51) is an output-on signal. When the wireless control signal received by the wireless receiving circuit (wireless transmitting/receiving circuit 51) is an output off signal, the semiconductor switch element (SW1) is turned off. The control circuit (52; 52A) receives the output-on signal from the radio receiving circuit (radio receiving circuit (radio If the transmission/reception circuit 51) does not receive the signal, it controls the semiconductor switch element (SW1) to be off. According to this aspect, even if the wireless receiving circuit (wireless transmitting/receiving circuit 51) cannot receive the output-on signal due to a failure of the temperature control device (3) or the like, the control circuit (52; 52A) can receive the signal after the predetermined waiting time has elapsed. controls the semiconductor switch element (SW1) to be off, it is possible to improve safety.
第６の態様は、第５の態様に基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）である。第６の態様において、前記温度調節装置（３）は、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）を所定期間の間オンに維持する場合に、前記所定期間の間前記出力オン信号の送信を所定の時間間隔で繰り返す。前記所定の待機時間は、前記所定の時間間隔より長く設定される。この態様によれば、安全性をさらに向上させることができる。 A sixth aspect is a solid state relay device (2; 2A) according to the fifth aspect. In the sixth aspect, when the semiconductor switch element (SW1) is kept on for a predetermined period, the temperature control device (3) keeps transmitting the output-on signal at predetermined time intervals during the predetermined period. Repeat with . The predetermined waiting time is set longer than the predetermined time interval. According to this aspect, safety can be further improved.
第７の態様は、第１～第６の態様のいずれか一つに基づくソリッドステートリレー装置（２Ａ）である。第７の態様において、前記制御部（５Ａ）は、前記温度調節装置（３）に無線信号を送信する無線送信回路（無線送受信回路５１）を有する。前記制御回路（５２Ａ）は、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）の異常状態を検出すると、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）の異常状態を示す異常状態情報を含む無線信号を前記無線送信回路（無線送受信回路５１）が前記温度調節装置（３）に送信するように、前記無線送信回路（無線送受信回路５１）を制御する。この態様によれば、半導体スイッチ素子（ＳＷ１）の異常状態に関する異常状態情報を温度調節装置（３）に伝達できる。 A seventh aspect is a solid state relay device (2A) according to any one of the first to sixth aspects. In the seventh aspect, the control section (5A) has a wireless transmission circuit (wireless transmission/reception circuit 51) that transmits a wireless signal to the temperature control device (3). When the control circuit (52A) detects an abnormal state of the semiconductor switch element (SW1), the control circuit (52A) transmits a radio signal including abnormal state information indicating an abnormal state of the semiconductor switch element (SW1) to the radio transmitting circuit (radio transmitting/receiving circuit). 51) controls the wireless transmission circuit (wireless transmission/reception circuit 51) so as to transmit to the temperature control device (3). According to this aspect, the abnormal state information regarding the abnormal state of the semiconductor switch element (SW1) can be transmitted to the temperature control device (3).
第８の態様は、第７の態様に基づくソリッドステートリレー装置（２Ａ）である。第８の態様において、前記半導体スイッチ素子（ＳＷ１）の異常状態は、オープン故障とショート故障とのうち少なくとも一つである。この態様によれば、半導体スイッチ素子（ＳＷ１）のオープン故障とショート故障とのうち少なくとも一つを温度調節装置（３）に伝達できる。 An eighth aspect is a solid state relay device (2A) based on the seventh aspect. In the eighth aspect, the abnormal state of the semiconductor switch element (SW1) is at least one of an open failure and a short failure. According to this aspect, at least one of the open failure and the short failure of the semiconductor switch element (SW1) can be transmitted to the temperature control device (3).
第９の態様は、第１～第８の態様のいずれか一つに基づくソリッドステートリレー装置（２；２Ａ）を備える温度調節システム（１；１Ａ）であって、前記温度調節装置（３）をさらに備える。 A ninth aspect is a temperature regulation system (1; 1A) comprising a solid state relay device (2; 2A) according to any one of the first to eighth aspects, said temperature regulation device (3) further provide.
本開示は、ソリッドステートリレー装置及び温度調節システムに適用可能である。具体的には、温度調節装置からの制御情報に応じて交流電源からヒータへの給電を制御するためのソリッドステートリレー装置及び温度調節システムに、本開示は適用可能である。 The present disclosure is applicable to solid state relay devices and temperature control systems. Specifically, the present disclosure is applicable to a solid-state relay device and a temperature control system for controlling power supply from an AC power supply to a heater according to control information from the temperature control device.
１，１Ａ 温度調節システム
２，２Ａ ソリッドステートリレー装置
３ 温度調節装置
５，５Ａ 制御部
５１ 無線送受信回路（無線受信回路、無線送信回路）
５２，５２Ａ 制御回路
５３ 電圧低下検出回路
６ 電源部
６１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
６２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＳＷ１ 半導体スイッチ素子
Ｃ１ コンデンサ
１０ 交流電源
１１ ヒータ
Ｖｄ 所定の直流電圧
Ｖｃ 充電電圧
Ｖｏｕｔ 直流駆動電圧
52,
Claims (9)
温度調節装置から無線制御信号を受信する無線受信回路、及び、前記無線受信回路で受信した無線制御信号に基づいて前記半導体スイッチ素子を制御する制御回路を有する制御部と、
前記交流電源と前記ヒータとの直列回路の出力電圧に基づいて、前記制御部を駆動する直流駆動電圧を生成して前記制御部に供給する電源部と、
を備える、
ソリッドステートリレー装置。 a semiconductor switch element connected to both ends of a series circuit of an AC power supply and a heater to open and close a current path between the AC power supply and the heater;
a control unit having a wireless receiving circuit that receives a wireless control signal from a temperature control device, and a control circuit that controls the semiconductor switch element based on the wireless control signal received by the wireless receiving circuit;
a power supply unit that generates a DC drive voltage for driving the control unit based on the output voltage of the series circuit of the AC power supply and the heater, and supplies the DC drive voltage to the control unit;
comprising
Solid state relay device.
前記交流電源と前記ヒータとの直列回路の出力電圧を所定の直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される前記所定の直流電圧で充電されるコンデンサと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される前記所定の直流電圧又は前記コンデンサの充電電圧を前記直流駆動電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
を有する、
請求項１に記載のソリッドステートリレー装置。 The power supply unit
an AC/DC converter that converts the output voltage of the series circuit of the AC power supply and the heater into a predetermined DC voltage and outputs the DC voltage;
a capacitor charged with the predetermined DC voltage output from the AC/DC converter;
a DC/DC converter that converts the predetermined DC voltage output from the AC/DC converter or the charged voltage of the capacitor into the DC drive voltage and outputs the DC drive voltage;
having
A solid state relay device according to claim 1.
請求項２に記載のソリッドステートリレー装置。 After the control circuit is supplied with the DC drive voltage from the power supply and starts to operate, the charging voltage of the capacitor becomes equal to or higher than the voltage required to generate the DC drive voltage in the DC/DC converter. Control the semiconductor switch element to be off until a predetermined charging time longer than the time taken until
3. A solid state relay device according to claim 2.
前記制御回路は、前記電圧低下検出回路から電圧低下信号を受け取ると、前記半導体スイッチ素子をオフに制御する、
請求項２又は３に記載のソリッドステートリレー装置。 The controller controls the voltage value of the input voltage of the DC/DC converter to be equal to or lower than a predetermined threshold voltage value set based on the voltage value required for the DC/DC converter to generate the DC drive voltage. Then, having a voltage drop detection circuit that outputs a voltage drop signal to the control circuit,
When the control circuit receives a voltage drop signal from the voltage drop detection circuit, the control circuit turns off the semiconductor switch element.
4. A solid state relay device according to claim 2 or 3.
前記制御回路は、前記出力オン信号を前記無線受信回路が受信してから所定の待機時間が経過しても前記出力オン信号を前記無線受信回路が受信しなかった場合には、前記半導体スイッチ素子をオフに制御する、
請求項１～４のいずれか一つに記載のソリッドステートリレー装置。 The control circuit turns on the semiconductor switch element when the wireless control signal received by the wireless receiving circuit is an output-on signal, and when the wireless control signal received by the wireless receiving circuit is an output-off signal. to control the semiconductor switch element to OFF,
If the wireless receiving circuit does not receive the output-on signal even after a predetermined waiting time has passed since the wireless receiving circuit received the output-on signal, the control circuit controls the semiconductor switch element to to control off the
The solid state relay device according to any one of claims 1-4.
前記所定の待機時間は、前記所定の時間間隔より長く設定される、
請求項５に記載のソリッドステートリレー装置。 wherein, when the semiconductor switch element is kept on for a predetermined period of time, the temperature control device repeats transmission of the output-on signal at predetermined time intervals during the predetermined period of time;
The predetermined waiting time is set longer than the predetermined time interval,
6. A solid state relay device according to claim 5.
前記制御回路は、前記半導体スイッチ素子の異常状態を検出すると、前記半導体スイッチ素子の異常状態を示す無線信号を前記無線送信回路が前記温度調節装置に送信するように、前記無線送信回路を制御する、
請求項１～６のいずれか一つに記載のソリッドステートリレー装置。 The control unit further has a wireless transmission circuit that transmits a wireless signal to the temperature control device,
The control circuit, upon detecting an abnormal state of the semiconductor switch element, controls the wireless transmission circuit such that the wireless transmission circuit transmits a wireless signal indicating the abnormal state of the semiconductor switch element to the temperature control device. ,
The solid state relay device according to any one of claims 1-6.
請求項７に記載のソリッドステートリレー装置。 The abnormal state of the semiconductor switch element is at least one of an open failure and a short failure.
8. A solid state relay device according to claim 7.
前記温度調節装置をさらに備える、
温度調節システム。 A temperature control system comprising the solid state relay device according to any one of claims 1 to 8,
further comprising the temperature control device;
temperature control system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2021039441A JP2022139177A (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Solid-state relay device and temperature adjustment system |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2021039441A JP2022139177A (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Solid-state relay device and temperature adjustment system |
Publications (1)
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| JP2022139177A true JP2022139177A (en) | 2022-09-26 |
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Family Applications (1)
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| JP2021039441A Pending JP2022139177A (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Solid-state relay device and temperature adjustment system |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2022139177A (en) |
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2021
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