JP2704496B2 - ラッチリレーの切り換えを制御する制御装置 - Google Patents

ラッチリレーの切り換えを制御する制御装置

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JP2704496B2
JP2704496B2 JP6074342A JP7434294A JP2704496B2 JP 2704496 B2 JP2704496 B2 JP 2704496B2 JP 6074342 A JP6074342 A JP 6074342A JP 7434294 A JP7434294 A JP 7434294A JP 2704496 B2 JP2704496 B2 JP 2704496B2
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はラッチリレーの制御に係
り、より詳細には、ラッチリレーの電気接点の切り換え
交流電力のゼロ交差に同期するようにした制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】家庭のような設備に電気回路を設置する
場合に、照明器具や出力コンセントのような負荷装置に
電力を配電するために1つ以上の分岐回路が配線され
る。通常は、これらの出力コンセントや照明器具が分岐
回路に固定布線され、負荷装置自体において電力がオン
又はオフに切り換えられる。例えば、照明器具は、スイ
ッチを操作するための引っ張りコードを含んでおり、小
型の機器は、電源スイッチを含んでいる。
【0003】最近の技術の進歩により、負荷装置を例え
ば遠隔切り換え又は調時切り換えするように自動制御す
ることが可能となり便利に行われている。1つのこのよ
うなシステムでは、全ての動作情報がマスターシステム
制御器に指令される。これにより、居住者は、制御パネ
ル又はスイッチがあるところであれば家庭内のどこから
でも、或いは自動車やオフィスのように電話があるとこ
ろであればどこからでも、融通性のある通信及び電力制
御を行うことができる。インテリジェンスをもたせた出
力コンセント又は器具ブロックは、個々の機器又は器具
を必要に応じて個々に自動的に制御することができる。
このためには、負荷装置への電力の切り換えを制御する
何らかの手段を設けなければならない。実際のところ
は、経費をかけずに且つ正確に切り換えを行わねばなら
ない。このような分野には、ラッチリレーを容易に適用
できることが分かっている。ラッチリレーは、正極性の
電圧に接続されたときにラッチしそして負極性の電圧に
接続されたときにラッチ解除する。
【0004】ラッチリレーは、リレーコイルと、該リレ
ーコイルにより切り換えられる電気接点とを含んでい
る。この電気接点は、交流電源と負荷装置との間に接続
される。交流入力波形の非ゼロの点で電気接点の開閉を
行うと、アークが生じることがある。従って、この状態
に耐えるために、容量の大きなラッチリレーを使用する
ことが必要となり、経費及びサイズの増加を招く。それ
故、アークの発生を回避して小型のラッチリレーを使用
できるようにすることが要望される。アークの発生を最
小にする公知の手法は、電気接点の切り換えを交流ライ
ン入力に同期させることである。より詳細には、リレー
コイルの付勢時期を進ませて、予想電気接点切り換え時
間が交流入力のゼロ交差又はその付近で生じるように
ッチリレーが制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】同期がとられないと、
切り換えはランダムに生じる。従って、アークが発生し
たりしなかったりする。これは望ましからぬ状態ではあ
るが、同期回路が適切にタイミングどりされない場合に
は、更に悪い状態となり、アークが常時発生することに
なる。そこで、ゼロ交差点又はその付近で切り換えを生
じるよう確保するに充分なタイミング及び調整を与える
同期機構を使用することが要望される。
【0006】本発明は、上記した1つ以上の問題を新規
で且つ簡単な仕方で解消するものである。
【0007】
【目的】即ち本発明は、ラッチリレーの電気接点の切り
換えを交流入力のゼロ交差と同期させる制御装置を提供
するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ラッチリレー
の切り換えを制御するための制御装置であって、上記
ッチリレーは、リレーコイルと、該リレーコイルによっ
て切り換えられる電気接点とを有し、該電気接点は、使
用中に、交流電源と負荷との間に接続され、交流電力の
ゼロ交差と同期して電気接点の開閉を行うようにされた
制御装置において、負荷を交流電源に選択的に接続し又
は切断するように上記電気接点を閉じ又は開くためのコ
マンド信号を発生するコマンド手段と;上記リレーコイ
ルに接続されていて、上記リレーコイルの付勢を制御す
る制御可能なスイッチ回路と;上記コマンド手段及び上
記スイッチ回路に電気的に接続されていて、上記コマン
ド手段からのコマンド信号に応答して上記リレーコイル
の切り換えにより上記電気接点を開閉するように上記ス
イッチ回路を制御するためのスイッチ制御回路とを具備
し、該スイッチ制御回路は、上記電気接点を閉成するコ
マンド信号を受信した際には、コマンド信号の受信に続
く交流電圧の第2のゼロ交差又はその付近で上記電気接
点が状態を変えると共に、上記電気接点を開成するコマ
ンド信号を受信した際には、コマンド信号の受信に続く
交流電流の第2のゼロ交差又はその付近で上記電気接点
が状態を変えるように、それぞれ選択された時間巾だけ
上記リレーコイルの切り換えを遅延させるための時冊遅
延手段を備えた制御装置が提供される。
【0009】本発明の1つの特徴によれば、上記スイッ
チ制御回路は、上記コマンド信号に応答して切り換えコ
マンドを発生する論理制御と、該論理制御と上記ス
イッチ回路との間に接続されていて、切り換えコマンド
に応答して上記スイッチ回路を駆動するための駆動回路
とを備えている。
【0010】本発明の別の特徴によれば、上記時間遅延
手段は、上記コマンド信号の受信に続き第1の巾だけ上
記切り換えコマンドの発生を遅延する第1遅延回路と、
上記駆動回路に作動的に接続されていて、上記切り換え
コマンドの受信に続き第2の巾だけ上記スイッチ回路の
駆動を遅延する第2遅延回路とを備えている。
【0011】本発明の更に別の特徴によれば、上記第1
遅延回路は、交流電に対して移相された同期クロック
信号を発生する同期回路を備えている。
【0012】本発明の更に別の特徴によれば、上記第2
遅延回路は、上記切り換えコマンドによりトリガーされ
て上記第2の巾のパルスを発生する単安定マルチバイブ
レー を備えている。
【0013】本発明の更に別の特徴によれば、上記第2
遅延回路は、上記単安定マルチバイブレータに接続され
た可変抵抗器であって、上記ラッチリレーの切り換え時
間に一致するように上記第2の巾の長さを選択するため
の可変抵抗器を備えている。
【0014】本発明の更に別の特徴によれば、上記第2
遅延回路は、第1及び第2の可変抵抗器と、上記切り換
えコマンドが上記電気接点を開くものであるか閉じるも
のであるかに基づいてこれら可変抵抗器の一方を上記
安定マルチバイブレータに作動的に接続する手段とを備
えており、上記可変抵抗器は、上記電気接点を各々開閉
するための切り換え時間に一致するように上記第2の巾
の長さを選択する。
【0015】
【実施例】以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を
詳細に説明する。図1には、本発明によるスイッチ式電
源コンセント10が示されている。このスイッチ式電源
コンセント10は、各々ハウジング16に収容された第
1及び第2の出力コンセント12及び14を備えてい
る。各出力コンセント12及び14は、従来の3ピンプ
ラグを受け入れ、それに電力を選択的に供給するもので
ある。図示された出力コンセント12及び14は、デー
タ通信のための更に別のコンセント構造体を備えている
が、これは本発明には関連していないので、ここでは述
べない。
【0016】図2ないし図4には、スイッチ式電源コン
セント10の制御装置17の回路分割して示されてい
る。一般に、この制御装置17は、電源回路18と、第
1の出力コンセント12を制御するための第1ラッチ
リレーK0と、第2の出力コンセント14を制御するた
めの第2ラッチリレーK1とを備えている。第1のス
イッチ回路22は、電源回路18からの電力を第1
ッチリレーK0に選択的に接続する。第2スイッチ回
路24は、電源回路18からの電力を第2ラッチリレ
ーK1に選択的に接続する。これらスイッチ回路22及
び24は、論理制御器20からの指令を受ける各駆動回
路26及び28によって駆動される。
【0017】出力コンセント12と14は各々同じ構造
のものであり、それに関連した第1および第2のラッチ
リレーK0とK1、スイッチ回路22と24、駆動回路
26と28も同様である。簡単化のため、第1の出力コ
ンセント12に関連した部品についてのみ詳細に述べる
が、第2の出力コンセント14に対する対応部品も同様
に機能することを理解されたい。
【0018】ラッチリレーK0は、リレーコイル30
と、該リレーコイル30によって切り換えられる電気接
点32とを備えている。リレーコイル30は、正極性の
電圧に接続されたときはラッチし、負極性の電圧に接続
されたときはラッチ解除する。
【0019】本発明によれば、ラッチリレーK0は永久
磁化されており、正極性の比較的高い電流によって作動
されると、そこに含まれたプランジャが磁力で作動位置
に保持され、電気接点32を閉じる。逆極性の電流がリ
レーコイル30に接続されると、磁界が減少されて、ス
プリング力によりブランジャが非ラッチ位置へ復帰さ
れ、電気接点32を開く。ラッチリレーK0は従来構造
のものである。
【0020】電源回路18は、通常の交流120V電源
に接続された端子ブロック34を備えており、これは、
活線H、中性線N及び接地線Gと示された端子を有して
いる。電気接点32は、活線Hの端子と、出力コンセン
ト12の活線Hの端子との間に接続され、これに電力を
選択的に付与する。出力コンセント12の中性線N及び
接地線Gの端子は、端子ブロック34の対応する端子に
接続されている。
【0021】電源回路18は、端子ブロック34を経て
120V電源に接続されている。変圧器T2は入力電圧
を降圧し、これは全波ブリッジ整流器BR1によって整
流される。この全波ブリッジ整流器BR1は、抵抗器R
44を経て蓄積キャパシタC13に接続され、ラッチリ
レーK0、K1を駆動するための無調整の直流電圧HI
GH+が形成される。又、電圧調整回路36が全波ブリ
ッジ整流器BR1及び変圧器Tの第2タップに接続さ
れ、論理制御器20を含む種々の部品を付勢するための
調整された電圧VCCが形成される。この電圧調整回路
36は、例えば、モトローラ社で製造されたMC341
60マイクロプロセッサ電圧レギュレータ監視回路であ
る。
【0022】この電圧調整回路36は、入力+CMP及
び−CMPと、出力CMP0とを有する比較回路を備え
ている。又、全波ブリッジ整流器BR1は、平衡電圧分
割器として働くように接続された抵抗器R14,R1
5,R16,R17及びR18より成る抵抗ブリッジ3
7に接続されている。この抵抗ブリッジ37は、電圧調
回路36の比較器の入力+CMP、−CMPに接続さ
れている。この比較器の入力は、変圧器T2の二次側の
交流信号に同期した方形波信号である。電圧調整回路
6の比較器はハードリミッタの機能を与え、その出力は
ラインACSYNCの方形波同期信号であり、これは移
相回路35に入力される。
【0023】移相回路35は、プルアップ抵抗器R21
と、抵抗器R48及びキャパシタC10より成る積分器
とを備え、これは比較器U4Cの非反転入力に接続され
る。比較器U4Cの反転入力には、ブリッジ回路37か
らの基準電圧が接続される。比較器U4Cの出力は、ラ
インACSYNPの方形波出力信号であり、これは、ラ
イン電圧と同じ周波数であるが、位相が90度ずらされ
ている。この信号は、論理制御器20へ入力され、カウ
ンタを駆動すると共にオン及びオフ制御パルスを調時出
力するために論理制御器20により交流同期基準として
使用される。
【0024】抵抗器R48及びキャパシタC10より成
る積分器は、ローパスフィルタとしても動作し、変圧器
T2の二次側からのノイズや過渡成分をフィルタ除去す
る。ハードリミッタの後にローパスフィルタを使用する
ことにより、同期信号は過渡成分から良好に免れるよう
になり、ノイズと干渉するおそれが低減される。ハード
リミッタの後にフィルタを使用する場合に、フィルタ回
路は、電圧調整回路36の比較器からの出力である5ボ
ルトのパルスで動作するだけでよい。従って、ハードリ
ミッタにより過渡成分が切除される。
【0025】リセットバッファ回路33は、電圧調整
36に接続された比較器U4Dを備え、これはリセッ
ト信号をラインRESETに発生する。このラインRE
SETは、論理制御器20に接続されていて、これにパ
ワーオン(電源オン)リセット信号を与える。
【0026】スイッチ回路22は、ブリッジ構成に接続
されたトランジスタQ4,Q5,Q6及びQ7を含むH
ブリッジ回路を備えている。このHブリッジ回路のスイ
ッチ回路22は、ラッチリレーK0に接続される電圧H
IGH+の極性を制御する。より詳細には、トランジス
タQ5及びQ6は、リレーコイル30に正極性を接続し
ラッチリレーK0をラッチするために同時に切り換え
られる。トランジスタQ4及びQ7は、リレーコイル3
0に負極性を接続するために同時に切り換えられる。こ
のように、リレーコイル30は、蓄積キャパシタC13
に蓄積されたエネルギーを用いて低電圧駆動回路から付
勢される。
【0027】ラッチリレーK0は、残留磁気型のもの
で、これを動作するには良好に定められたパルスを必要
とする。このパルスは、以下に述べる駆動回路26によ
って発生される。ラッチ解除中の過剰磁化を回避するた
めに、トランジスタQ7と接地との間には電流制限抵抗
器R23が接続されている。この電流制限抵抗器R23
は、負のアンペアターンがラッチを逆転するためのゼロ
磁束密度を形成するよう確保する。より詳細には、電流
制限抵抗器R23は、リレーコイル30の不所望な負の
磁束密度を防止する。
【0028】駆動回路26は、論理制御器20から受け
取られるコマンドによって制御される。論理制御器20
は、規定の機能を実行するための固定布線ゲート及びラ
ッチを含む集積回路であってもよいし、或いは特定の用
途に必要な論理信号を発生するようにプログラムされた
通常のマイクロコントローラであってもよい。論理制御
器20は、3本のライン、即ち制御駆動ラインCDRV
0、スイッチ制御ラインSWCON0及びフィードバッ
クラインFBK0Xを経て駆動回路26と通信する。
【0029】駆動回路26は、フリップーフロップU3
Aと、比較器U4Aと、単安定マルチバイブレータU5
A及びその関連部品を含む遅延回路27とを備えてい
る。
【0030】フリップーフロップU3Aは、型式74H
C74回路チップである。単安定マルチバイブレータU
5Aは、トリガー入力がCDRV0ラインに接続された
型式TLC556C回路チップである。その出力Qは、
ラインDELAY0を経てフリップーフロップU3Aの
クロック入力に接続される。フリップーフロップU3A
のデータ出力は、論理制御器20SWCON0ライン
に接続される。そのSD端子は、リセットラインRES
ETに接続される。その非反転出力は、ラインFBK
0に接続され、これは、ラッチリレーK0をラッチする
ようにスイッチ回路22を制御するためのトランジスタ
Q8を駆動する。その反転出力Q ̄は、ラインFBK0
Xに接続されると共に、ラッチリレーK0ラッチ解除
するようにスイッチ回路22を制御するためのトランジ
スタQ9に接続される。又、この反転出力Q ̄は、以下
に述べるように、論理制御器20にリレー状態の間接的
なフィードバックを与えるのにも用いられる。
【0031】遅延回路27単安定マルチバイブレータ
U5Aは、ワンショット又はシングルショットとも称す
るが、RC入力により決定された巾をもつパルスを端子
DIS及びTHRに発生する。これらの端子DIS、T
HRは、ポテンショメータVR1を含む動作遅延回路3
8を経てフリップーフロップU3Aの非反転出力に接
続されると共に、解除遅延回路40を経てフリップーフ
ロップU3Aの反転出力Q ̄に接続され且つキャパシタ
C7に接続される。ポテンショメータVR1及びVR3
は、単安定マルチバイブレータU5Aからのワンショッ
トパルス信号の巾を選択的に調整するのに使用される。
より詳細には、ラッチリレーK0の切り換えが入力電力
のゼロ交差に一致するように遅延を選択することができ
る。ラッチモード、即ちフリップーフロップU3Aがセ
ットされたときには、その非反転出力が高レベルとな
り、従って、パルス巾は動作遅延回路38によって制御
される。ラッチ解除モード、即ちフリップーフロップU
3Aがリセットされたときには、その反転出力Q ̄が高
レベルとなり、従って、パルス巾は解除遅延回路40に
よって選択される。
【0032】単安定マルチバイブレータU5Aの出力
は、ダイオードD3を経て比較器U4Aの反転入力にも
接続される。この反転入力には、キャパシタC6及び抵
抗器R28の並列組合体も接続されている。比較器U4
Aの非反転入力は、抵抗器R32とR3の接合部に接
続され、これら抵抗器R32、R38は、VCCノード
単安定マルチバイブレータU5Aの出力との間に直
列に接続されている。比較器U4Aは、例えば、型式L
M339の回路チップである。比較器U4Aの出力は、
各トランジスタQ8及びQ9のエミッタに接続され、
ランジスタQ8、Q9のコレクタは、Hブリッジ回路を
構成した各トランジスタQ4及びQ5と、Q6及びQ7
のベースに接続されている。
【0033】駆動回路26は、ラッチリレーK0の状態
の間接的なフィードバック使用する。それ故、フィー
ドバックがラッチリレーK0の状態を正確に表すように
確保することが必要である。電圧感知回路42は、禁止
回路44と共に動作し、電圧が低過ぎてオン切り換えを
確保できない場合にリレーコイル30のパルス付勢を禁
止する。さもなくば、フリップーフロップU3Aの状態
が、ラッチリレーK0と同期ずれすることになる。
【0034】電圧感知回路42は、ツェナーダイオード
ZD1及びZD2を含み、これらは抵抗器R49と直列
にHIGH+電源に接続される。又、このHIGH+電
源は、トランジスタQ16のコレクタにも接続され、該
トランジスタQ16のベースは、抵抗器R49とツェナ
ーダイオードZD1との接合部に接続されている。トラ
ンジスタQ16のエミッタは、スイッチ回路22に接続
されたノード18+に接続されている。禁止回路44は
抵抗器R45を含み、これは、ツェナーダイオードZD
1とZD2の接合部と単安定マルチバイブレータU5A
のリセット端子とに接続される。単安定マルチバイブレ
ータU5Aの出力には付加的な抵抗器R50が接続さ
れている。
【0035】本発明のここに示す実施例では、リレーコ
イル30は、論理制御器20により発生されたコマンド
信号に応答して制御される。これらのコマンド信号は、
論理制御器20のデータ入力に接続されたマスターシス
テム制御器又はウオールスイッチ(図示せず)のような
遠隔装置から受け取ったコマンドに応答して発生され
る。インテリジェントな出力コンセント12、14を構
成する本発明のここに示す実施例では、出力コンセント
12に作動的に関連したセンサ46からコマンドが受け
取られる。より詳細には、センサ46は、出力コンセン
ト12に挿入されるプラグPの有無を感知するプラグ存
在センサより成る。実際に、センサ46は、プラグPが
出力コンセント12に挿入されたときにその刃によって
光線を遮断するように構成された光源及び光センサを備
えている。センサ46は、電力イネーブルラインPWR
EN0を経て論理制御器20へフィードバックを与え
る。この信号は、プラグが出力コンセント12に挿入
されたときにはラッチリレーK0をラッチするコマンド
であり、プラグが出力コンセント12から取り外され
たときにはラッチリレーK0をラッチ解除するコマンド
である。
【0036】図5は、制御装置17の動作を制御するた
めに論理制御器20によって与えられる機能を示す流れ
線図である。論理制御器20は、ラッチリレーK0を遠
隔制御するといった多数の種々の機能を実行するように
構成される。図5に示す流れ線図は、プラグの有無に
応答して出力コンセント12を自動制御することに関連
した機能の一部分である。
【0037】制御はステップ50で開始し、次いで、判
断ブロック52において、論理制御器20への電力イネ
ーブルラインPWREN0に変化が生じたかどうかの判
断がなされる。もしなければ、ルーチンは終了となる。
プラグPが出力コンセント12に挿入されるか又はそこ
から取り外されてセンサ46からの入力の状態が変わっ
たときには変化が生じる。PWREN0ラインにおいて
変化が感知されると、判断ブロック54において、その
変化は、プラグが出力コンセント12に存在するこ
と、即ちPWREN0ラインが低レベルに向かうことを
表しているかどうかの判断がなされる。もしそうであれ
ば、ブロック56においてスイッチ制御ラインSWCO
N0が高レベルにセットされ、ルーチンは終了する。も
しそうでなければ、ブロック58においてスイッチ制御
ラインSWCON0が低レベルにセットされ、ルーチン
は終了する。
【0038】スイッチ制御ラインSWCON0が高レベ
ルになると、駆動回路26は、スイッチ回路24を制御
して、正極性のパルスをリレーコイル30に発生させ、
電気接点32を閉じて、出力コンセント12に通電する
ようにする。逆に、スイッチ制御ラインSWCON0が
低レベルになると、駆動回路26によって移行状態が感
知され、スイッチ回路24はリレーコイル30に負極性
のパルス発生し、電気接点32を開いて、出力コンセ
ント12を不作動にする。
【0039】図6は、ラッチリレーK0の制御に関連し
た信号レベルを示すタイミング図である。このタイミン
グ図は、始動時の、即ちラッチリレーK0が非ラッチ状
態にあってその電気接点32が開いているときの回路の
信号レベルを最初に示している。更に、このタイミング
図は、変圧器T2の二次側の交流入力電圧VIN、ライ
ンACSYNC、ACSYNP、CDRV0、SWCO
N0、DELAY0、FBK0、FBK0X、DRIV
E0における論理信号、及びラッチリレーK0に印加さ
れる電力の状態を示している。又、このタイミング図
は、交流入力電流IINも示している。入力電流は感知
されないが、負荷のリアクタンスに基づいて電圧よりあ
る量だけ遅れている。ここに示すタイミング図では、入
力電流は、負荷のリアクタンスに基づいて入力電圧より
も若干遅れるものと仮定する。より詳細には、大型モー
タ負荷に流れる電流の典型的な位相遅延である約70度
だけ入力電流が入力電圧より遅れるものと仮定する。
【0040】変圧器T2の二次側の電圧は、交流電源に
おいて通常そうであるように正弦波信号である。上記し
たように、ACSYNC信号は、変圧器T2の二次側出
力と同じ周波数及び位相の方形波である。移相回路35
は、ACSYNC信号に対して90度移相された信号を
ラインACSYNPに発生する。この同期信号は、論理
制御器20により、同期基準として使用される。このよ
うに、移相回路35は、時間遅延回路として働いて、9
0度の移相ずれに対応する時間T0とT1との差で表さ
れた第1の巾の時間遅延を与える。この第1の時間遅延
は、交流入力のゼロ交差に対してラッチリレーK0を同
期して切り換えるのに使用される。
【0041】ラッチリレーK0のラッチ又はラッチ解除
を指令する信号は、論理制御器20から発生される。論
理制御器20は、ラッチリレーK0の切り換えをトリガ
ーするための所望のパラメータ、例えば、電力イネーブ
ルコマンドPWREN0に基づいて動作することができ
る。或いは又、ユーザがプッシュボタンやトグルスイッ
チを操作するのに応答してコマンドを発生してもよい
し、日時に基づいてコマンドを発生してもよいし、論理
制御器20がプログラムされた他のパラメータに基づい
てコマンドを発生してもよい。
【0042】ラッチリレーK0の所望の状態は、スイッ
チ制御ラインSWCON0の論理状態によって指令され
る。このスイッチ制御ラインが論理高レベルであるとき
には、ラッチリレーK0をラッチすることが所望され、
一方、このスイッチ制御ラインが論理低レベルであると
きには、ラッチリレーK0をラッチ解除することが所望
される。実際の切り換えは、時間T1に論理制御器20
から制御駆動出力ラインCDRV0を経てパルスが送信
されたときに生じる。実際に、時間T1は、センサ46
からのコマンド信号の受信に続くラインACSYNPの
同期信号によって決定される。図示されたように、これ
は、スイッチ制御ラインSWCON0上の高レベルに向
かう信号の立上りと一致する。CDRV0ラインのパル
スは単安定マルチバイブレータU5Aをトリガーし、D
ELAY0ラインにおけるその出力は、通常の回路遅
延を無視して、時間Tに高レベルとなる。単安定マル
チバイブレータU5Aの出力は、フリップーフロップ
U3Aをクロックし、従って、その非反転出力のFBK
0ラインは、SWCON0ラインの信号であるデータ入
力の状態、即ち高レベル、をとる。これに対し、FBK
0Xラインの反転出力は低レベルとなる。従って、ラッ
チトランジスタQ8は、リレーコイル30をラッチする
ようにスイッチ回路22を制御しなければならないとい
うコマンドをそのベースに受け取る。しかしながら、比
較器U4AからのラインDRIVE0の信号は高レベル
であり、トランジスタQ8及びQ9は動作が禁止され
る。
【0043】ラインDELAY0の信号は、時間T1か
らT2までの選択時間巾t1の間に高レベルに保たれ、
これは、ポテンショメータVR1の選択抵抗及びキャパ
シタC7によって決定される。DELAY0出力が時間
T2において低レベルになると、比較器U4Aの出力、
即ちDRIVE0ラインの信号は、低レベルとなり、ト
ランジスタQ8及びQ9をイネーブルする。FBK0
ラインに接続されたトランジスタQ8はオンに切り換え
られ、一方、FBK0Xラインに接続されたトランジス
タQ9はオフのままであり、従って、スイッチ回路22
は正極性の電力をリレーコイル30に接続する。比較器
U4Aの出力は、キャパシタC6及び抵抗器R28によ
って決定された時間巾t2の間、時間T3まで、低レベ
ルに保たれる。この時間巾t2は、ラッチリレーK0が
時間T3の若干前の時間T4にラッチして電気接点32
を閉じるようにするに充分な巾となるように選択され
る。その後、スイッチ回路22はディスエイブル(遮
断)され、ラッチリレーK0はラッチ状態に保持され
る。ラッチリレーK0の間接的なフィードバック状態
は、論理制御器20によりFBK0Xラインの状態とし
て読み取られ、低論理信号が電気接点32の閉成を表す
ことを確認する。
【0044】いかなるラッチリレーも、そのリレーコイ
ルに電力を付与するか又は電力を除去したときから電気
接点が各々閉じるか又は開くまでの時間を表す特性ター
ンオン又はターンオフ時間を有している。この特性は、
ラッチリレーごとにばらつきがある。ここに示すタイミ
ングでは、これは、時間T2とT4との時間差で表され
ている。ラッチリレーの切り換え時間に関連した時間T
2は、交流入力電圧のゼロ交差より進むように選択され
る。これは、図示されたように、変圧器T2からの交流
電力信号のゼロ交差において時間T4が生じるように時
間巾t1を変えることによって行われる。より詳細に
は、本発明によれば、移相回路35により与えられる第
1の時間遅延と、第2の時間遅延t1は、論理制御器2
0によるコマンド信号の受信の後に供給電圧の第2のゼ
ロ交差時に時間T4が生じるように選択される。特定の
ラッチリレーK0のばらつきを考慮するために、ポテン
ショメータVR1は、時間巾t1を減少又は増加するよ
うに変えることができ、ひいては、時間T2を制御して
ゼロ交差時に接点を閉じるように変えることができる。
【0045】電気接点32の閉成は交流電圧のゼロ交差
又はその付近で生じるのが好ましい。電気接点32の開
成は、交流電流のゼロ交差又はその付近で生じるのが好
ましい。上記のように、時間T2は、電気接点32が入
力電圧VINのゼロ交差又はその付近で閉じるように選
択される。本発明によれば、電気接点32を開く場合に
も同様の機構が使用されるが、電気接点32の開成は、
曲線VIN及びIINで表されたように入力電圧と電流
との選択位相差70度に対応する時間だけ更に遅延され
る。
【0046】電気接点32は、時間Tラッチリレー
K0をラッチ解除するように指令されるまで閉じたまま
であり、このときには、スイッチ制御ラインSWCON
0が論理低レベルに変化しそして制御駆動ラインCDR
V0が高レベルになる。この時間T5は、ラインACS
YNPの同期信号に一致するが、電圧と電流との間の位
相差70度に対応する時間t4だけ遅延されている。こ
の遅延は、論理制御器20において実施されてもよい
し、又は個別の遅延回路(図示せず)で与えられてもよ
い。その結果、DELAY0信号は、ポテンショメータ
VR3により選択された解除遅延回路40で選択された
時間巾t3の間、時間T6まで、高レベルであり、この
時間T6にはDRIVE0出力が低レベルとなって、時
間巾t2の間、低レベルに保持され、時間T7までラッ
リレーK0のリレーコイル30に負極性のパルスを与
える。又、時間t2は、時間T7の前の時間T8にラ
ッチ解除して電気接点32を開くよう選択される。間接
フィードバック信号ラインFBK0Xは論理高レベルと
なって、電気接点32が開放状態にあることを指示す
る。
【0047】電気接点32を閉じる場合と同様に、遅延
時間t3は、移相回路35によ遅延時間及び位相遅延
のための遅延時間t4と共に、論理制御器20によるコ
マンドを受信した後の入力の第2のゼロ交差に対応する
時間T8に接点を開くようにさせる。
【0048】ラインHIGH+の直流電力がラッチリレ
ーK0を切り換えるには不充分であることが電圧感知回
路42によって決定された場合には、禁止回路44が
安定マルチバイブレータU5Aをリセットし、フリップ
ーフロップU3Aのクロック動作又は比較器U4Aを経
ての切り換えを防止し、ラッチリレーK0がその現在状
態に保たれるようにする。従って、クロック動作の禁止
により、ラッチリレーK0の状態も変化しないし、フリ
ップーフロップU3Aからのフィードバックの状態も変
化しない。このフィードバック情報は、論理制御器20
により、リレーの状態を変化させるように更に試みるか
又は必要に応じてアラームやエラーモードに入らせるよ
うに使用することができる。
【0049】上記したラッチリレー制御装置17は、
ラッチリレーK0の制御に関連して出力コンセント12
への電力を制御するのに使用される。ラッチリレーK0
を制御する同じ回路を使用して照明器具のような電気器
具へ電力を付与することもできる。この場合には、出力
コンセント12が、このような器具又は他の電気負荷へ
接続するための端子ブロックに置き換えられる。
【0050】駆動回路26及びスイッチ回路22は電気
部品として概略的に示されたが、このような機能はマイ
クロプロセッサにおいてソフトウェアで実行することも
できる。更に、メモリ素子として働くフリップーフロッ
プU3Aは、ラッチリレーやバッテリバックアップのメ
モリ回路やEEPROMメモリ回路のような不揮発性メ
モリ素子と置き換えてもよい。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、ラッチリレーの切り換えを交流入力のゼロ交差
と同期させる制御装置が提供された。この制御装置は、
電気接点のアーク発生を最小にし、適切な同期を確保す
るに充分な時間遅延を与えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスイッチ式電源コンセントの斜視
図である。
【図2】図1のスイッチ式電源コンセントの制御装置
一部を示す回路図である。
【図3】図1のスイッチ式電源コンセントの制御装置
他の一部を示す回路図である。
【図4】図1のスイッチ式電源コンセントの制御装置
残りの一部を示す回路図である。
【図5】図2ないし図4制御装置の動作を示すフロー
チャートである。
【図6】図2ないし図4の制御装置の種々の部品によっ
て発生される信号を示すタイミングである。
【符号の説明】
10 スイッチ式電源コンセント 12、14 出力コンセント 16 ハウジング 17 制御装置 18 電源回路 20 論理制御器 22、24 スイッチ回路 26、28 駆動回路 27 遅延回路 30 リレーコイル 32 電気接点 33 リセットバッファ回路 34 端子ブロック 35 移相回路 36 電圧調整回路 37 抵抗ブリッジ 38 動作遅延回路 40 解除遅延回路 42 電圧感知回路 44 禁止回路 46 センサ T2 変圧器 K0、K1 ラッチリレー

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラッチリレーK0の切り換えを制御する
    ための制御装置17であって、上記ラッチリレーK0
    は、リレーコイル30と、該リレーコイル30によって
    切り換えられる電気接点32とを有し、該電気接点32
    は、使用中に、交流電源34と負荷12との間に接続さ
    れ、交流電力のゼロ交差と同期して電気接点32の開閉
    を行うようにされた制御回路17において、 負荷12交流電源34に選択的に接続し又は切断する
    ように上記電気接点32を閉じ又は開くためのコマンド
    信号を発生するコマンド手段46と、 上記リレーコイル30に接続されていて、上記リレーコ
    イル30の付勢を制御する制御可能なスイッチ回路22
    と、 上記コマンド手段46及び上記スイッチ回路22に電気
    的に接続されていて、上記コマンド手段46からのコマ
    ンド信号に応答して上記リレーコイル30の切り換えに
    より上記電気接点32を開閉するように上記スイッチ回
    22を制御するためのスイッチ制御回路20、26と
    を具備し、上記スイッチ制御回路20、26は、上記電気接点32
    を閉成するコマンド信号を受信した際には、コマンド信
    号の受信に続く交流電圧の第2のゼロ交差又はその付近
    で上記電気接点32が状態を変えると共に、上記電気接
    点32を開成するコマンド信号を受信した際には、コマ
    ンド信号の受信に続く交流電流の第2のゼロ交差又はそ
    の付近で上記電気接点32が状態を変えるように、それ
    ぞれ選択された時間巾だけ上記リレーコイル30の切り
    換えを遅延させるための 時間遅延手段35,27を備え
    たことを特徴とする制御装置。
  2. 【請求項2】 上記スイッチ制御回路20、26は、上
    記コマンド信号に応答して切り換えコマンドを発生する
    論理制御20と、該論理制御器20と上記スイッチ回
    路22との間に接続されていて、切り換えコマンドに応
    答して上記スイッチ回路22を駆動するための駆動回路
    26とを備えている請求項1に記載の制御装置。
  3. 【請求項3】 上記時間遅延手段35、27は、上記コ
    マンド信号の受信に続いて第1の巾だけ上記切り換えコ
    マンドの発生を遅延する第1遅延回路35と、上記駆動
    回路26に作動的に接続されていて、上記切り換えコマ
    ンドの受信に続いて第2の巾だけ上記スイッチ回路22
    の駆動を遅延する第2遅延回路27とを備えている請求
    項2に記載の制御装置。
  4. 【請求項4】 上記第1遅延回路35は、交流電に対
    して移相された同期クロック信号の発生する同期回路を
    備えている請求項3に記載の制御装置。
  5. 【請求項5】 上記第2遅延回路27は、上記切り換え
    コマンドによってトリガーされて上記第2の巾のパルス
    を発生する単安定マルチバイブレータU5Aを備えてい
    る請求項3に記載の制御装置。
  6. 【請求項6】 上記第2遅延回路27は、上記単安定マ
    ルチバイブレータU5Aに接続された可変抵抗器VR1
    であって、上記ラッチリレーK0の切り換え時間に一致
    するように上記第2の巾の長さを選択するための可変抵
    抗器VR1を備えている請求項5に記載の制御装置。
  7. 【請求項7】 上記第2遅延回路27は、第1及び第2
    の可変抵抗器VR1、VR2と、上記切り換えコマンド
    が上記電気接点32を開くものであるか閉じるものであ
    るかに基づいてこれら可変抵抗器VR1、VR2の一方
    を上記単安定マルチバイブレータU5Aに作動的に接続
    する手段U3Aとを備えており、上記可変抵抗器VR
    1、VR2は、上記電気接点32を各々開閉するための
    切り換え時間に一致するように上記第2の巾の長さを選
    択する請求項5に記載の制御装置。
  8. 【請求項8】 上記同期回路は、交流電力から方形波信
    号を発生するための整流BR1と、この整流器BR1
    に作動的に接続されていて、上記第1の巾に対応する量
    だけこの方形波信号を移相するための移相回路35とを
    備えている請求項4に記載の制御装置。
  9. 【請求項9】 上記同期回路は、更に、上記整流器BR
    と上記移相回路35との間に配置されたノイズ除去回
    路を備え、このノイズ除去回路は、上記方形波信号の大
    きさを制限するための比較器U4Cと、その制限された
    方形波信号をフィルタするためのRCフィルタ回路R4
    8、C10とを備えている請求項8に記載の制御装置。
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US8/35,850 1993-03-23

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