JP3052154B2 - 負荷駆動回路 - Google Patents
負荷駆動回路Info
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- power supply
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
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- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷駆動回路に関し、
特に、フェールセーフ性に優れた負荷駆動回路に関す
る。
特に、フェールセーフ性に優れた負荷駆動回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、工場等におけるプレス機械制御
等の高度の安全性を要求される分野においては、回路故
障、短絡、断線等が発生した場合に回路を必ず安全側に
切り替えるフェールセーフ性を備えた装置や機器を使用
することが原則である。従って、制御の最終対象物であ
る負荷、例えばモータやソレノイド等を駆動するに際し
てもフェールセーフ性が要求されるのは当然である。
等の高度の安全性を要求される分野においては、回路故
障、短絡、断線等が発生した場合に回路を必ず安全側に
切り替えるフェールセーフ性を備えた装置や機器を使用
することが原則である。従って、制御の最終対象物であ
る負荷、例えばモータやソレノイド等を駆動するに際し
てもフェールセーフ性が要求されるのは当然である。
【０００３】かかるフェールセーフ性の観点から、入力
信号により負荷駆動用のスイッチ回路を直接制御するこ
とは、前記スイッチ回路の故障が直接負荷を誤動作させ
ることとなるため、従来では入力信号によって負荷を直
接制御することができず、一般には入力信号と負荷との
間にフェールセーフ性を確保するためにトランスやリレ
ー等を用いた信号受信系を介在させる必要があり入力信
号と負荷間の回路構成が複雑であった。
信号により負荷駆動用のスイッチ回路を直接制御するこ
とは、前記スイッチ回路の故障が直接負荷を誤動作させ
ることとなるため、従来では入力信号によって負荷を直
接制御することができず、一般には入力信号と負荷との
間にフェールセーフ性を確保するためにトランスやリレ
ー等を用いた信号受信系を介在させる必要があり入力信
号と負荷間の回路構成が複雑であった。
【０００４】そこで、負荷駆動用のスイッチ回路を入力
信号によって直接制御し、このスイッチ回路の導通・非
導通状態をフェールセーフな構成の監視回路で監視させ
るこにより、入力信号によって負荷を直接駆動できるよ
う構成した負荷駆動回路が提案されている（例えば特開
昭６０−２２３４４５号公報及び特開昭６０−２２７３
２６号公報等参照）。
信号によって直接制御し、このスイッチ回路の導通・非
導通状態をフェールセーフな構成の監視回路で監視させ
るこにより、入力信号によって負荷を直接駆動できるよ
う構成した負荷駆動回路が提案されている（例えば特開
昭６０−２２３４４５号公報及び特開昭６０−２２７３
２６号公報等参照）。
【０００５】かかる負荷駆動回路によれば、入力信号が
入力していないにも拘らず負荷に給電されていることが
確実に検知でき、この検知情報で大本の電源を強制的に
遮断することにより、負荷にとって最も危険な事故を確
実に防止できるようになる。
入力していないにも拘らず負荷に給電されていることが
確実に検知でき、この検知情報で大本の電源を強制的に
遮断することにより、負荷にとって最も危険な事故を確
実に防止できるようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレス
機械等における大容量の負荷駆動回路にあっては、負荷
に給電する大本の電源の遮断機構には、従来リレー等を
用いた接点式のものが使用されている。かかる接点式で
は、接点の溶着や摩耗の問題がどうしても存在するため
に、信頼性の面で必ずしも充分とは言えない。
機械等における大容量の負荷駆動回路にあっては、負荷
に給電する大本の電源の遮断機構には、従来リレー等を
用いた接点式のものが使用されている。かかる接点式で
は、接点の溶着や摩耗の問題がどうしても存在するため
に、信頼性の面で必ずしも充分とは言えない。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、大本の電源の遮断機構を無接点化すると共にフェー
ルセーフな構成とした負荷駆動回路を提供することを目
的とする。
で、大本の電源の遮断機構を無接点化すると共にフェー
ルセーフな構成とした負荷駆動回路を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、負荷
の給電回路に駆動用電流を供給するための無接点式スイ
ッチング電源と、前記負荷の給電回路に介装され負荷駆
動指令信号の入力によりＯＮして給電回路を閉成して前
記スイッチング電源からの電流を負荷に供給する半導体
スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子のＯＮ
状態又はＯＦＦ状態を検出し、ＯＮ状態のときに論理値
０に相当する低レベル出力を発生し、ＯＦＦ状態のとき
に論理値１に相当する高レベル出力を発生する故障時論
理値０の低レベル出力となる半導体スイッチング素子状
態検出手段と、該半導体スイッチング素子状態検出手段
の出力と前記負荷駆動指令信号とに基づき、負荷駆動指
令信号が発生してないときに半導体スイッチング素子状
態検出手段の出力が低レベルであるとき異常発生と判定
して前記スイッチング電源の給電動作を停止させる電源
停止判定手段とを備え、前記電源停止判定手段が、負荷
駆動指令信号と半導体スイッチング素子状態検出手段の
出力の論理和を演算するフェールセーフな論理和演算手
段と、同じく負荷駆動指令信号と半導体スイッチング素
子状態検出手段の出力の論理積を演算するフェールセー
フな第１論理積演算手段と、前記論理和演算手段の出力
と第１論理積演算手段の出力との論理積を演算してその
論理積出力を異常判定出力とすると共に、第１論理積演
算手段の出力を自己保持する自己保持機能を備えたフェ
ールセーフな第２論理積演算手段とを備える構成とし
た。
の給電回路に駆動用電流を供給するための無接点式スイ
ッチング電源と、前記負荷の給電回路に介装され負荷駆
動指令信号の入力によりＯＮして給電回路を閉成して前
記スイッチング電源からの電流を負荷に供給する半導体
スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子のＯＮ
状態又はＯＦＦ状態を検出し、ＯＮ状態のときに論理値
０に相当する低レベル出力を発生し、ＯＦＦ状態のとき
に論理値１に相当する高レベル出力を発生する故障時論
理値０の低レベル出力となる半導体スイッチング素子状
態検出手段と、該半導体スイッチング素子状態検出手段
の出力と前記負荷駆動指令信号とに基づき、負荷駆動指
令信号が発生してないときに半導体スイッチング素子状
態検出手段の出力が低レベルであるとき異常発生と判定
して前記スイッチング電源の給電動作を停止させる電源
停止判定手段とを備え、前記電源停止判定手段が、負荷
駆動指令信号と半導体スイッチング素子状態検出手段の
出力の論理和を演算するフェールセーフな論理和演算手
段と、同じく負荷駆動指令信号と半導体スイッチング素
子状態検出手段の出力の論理積を演算するフェールセー
フな第１論理積演算手段と、前記論理和演算手段の出力
と第１論理積演算手段の出力との論理積を演算してその
論理積出力を異常判定出力とすると共に、第１論理積演
算手段の出力を自己保持する自己保持機能を備えたフェ
ールセーフな第２論理積演算手段とを備える構成とし
た。
【０００９】
【００１０】
【作用】かかる構成において、半導体スイッチング素子
がＯＦＦの状態で負荷駆動指令信号が入力すると、論理
和演算手段と第１論理積演算手段の出力により、第２論
理積演算手段から高レベルの出力が発生し、スイッチン
グ電源から負荷の給電回路に駆動電流が供給され、負荷
駆動指令信号の入力によりＯＮしたスイッチング素子を
介して負荷に給電されて負荷が駆動する。半導体スイッ
チング素子状態検出手段は、半導体スイッチング素子が
ＯＮ状態かＯＦＦ状態かを検出する。そして、ＯＮ状態
のときには論理値０に相当する低レベル出力を発生し、
ＯＦＦ状態のときには論理値１に相当する高レベル出力
を発生する。そして、電源停止判定手段は、負荷駆動指
令信号が発生しているときに半導体スイッチング素子状
態検出手段の出力が低レベルの時（半導体スイッチング
素子ＯＮ状態）、又、負荷駆動指令信号が発生してない
ときに半導体スイッチング素子状態検出手段から高レベ
ル出力が発生しているときは、第１論理積演算手段の出
力は停止するが論理和演算手段の出力が継続することで
第２論理積演算手段が第１論理積演算手段の出力を自己
保持することでスイッチング電源の給電動作は停止しな
い。一方、負荷駆動指令信号が発生していないにも拘ら
ず半導体スイッチング素子状態検出手段が低レベル出力
（半導体スイッチング素子ＯＮ状態）を発生していると
きには、論理和演算手段の出力停止により第２論理積演
算手段の自己保持出力が停止して、スイッチング電源の
給電動作が停止する。
がＯＦＦの状態で負荷駆動指令信号が入力すると、論理
和演算手段と第１論理積演算手段の出力により、第２論
理積演算手段から高レベルの出力が発生し、スイッチン
グ電源から負荷の給電回路に駆動電流が供給され、負荷
駆動指令信号の入力によりＯＮしたスイッチング素子を
介して負荷に給電されて負荷が駆動する。半導体スイッ
チング素子状態検出手段は、半導体スイッチング素子が
ＯＮ状態かＯＦＦ状態かを検出する。そして、ＯＮ状態
のときには論理値０に相当する低レベル出力を発生し、
ＯＦＦ状態のときには論理値１に相当する高レベル出力
を発生する。そして、電源停止判定手段は、負荷駆動指
令信号が発生しているときに半導体スイッチング素子状
態検出手段の出力が低レベルの時（半導体スイッチング
素子ＯＮ状態）、又、負荷駆動指令信号が発生してない
ときに半導体スイッチング素子状態検出手段から高レベ
ル出力が発生しているときは、第１論理積演算手段の出
力は停止するが論理和演算手段の出力が継続することで
第２論理積演算手段が第１論理積演算手段の出力を自己
保持することでスイッチング電源の給電動作は停止しな
い。一方、負荷駆動指令信号が発生していないにも拘ら
ず半導体スイッチング素子状態検出手段が低レベル出力
（半導体スイッチング素子ＯＮ状態）を発生していると
きには、論理和演算手段の出力停止により第２論理積演
算手段の自己保持出力が停止して、スイッチング電源の
給電動作が停止する。
【００１１】これにより、負荷に給電する大本の電源の
遮断を無接点化できると共に、回路に異常が発生した場
合に電源と負荷とを遮断できフェールセーフな構成とな
る。また、電源停止判定手段を、フェールセーフな論理
演算手段を用いて構成することにより、より一層フェー
ルセーフ性を高めることができるようになる。
遮断を無接点化できると共に、回路に異常が発生した場
合に電源と負荷とを遮断できフェールセーフな構成とな
る。また、電源停止判定手段を、フェールセーフな論理
演算手段を用いて構成することにより、より一層フェー
ルセーフ性を高めることができるようになる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例を示す図１において、大本の電源であ
る商用の交流電源１からの交流入力は第１トランス２を
介してスイッチング電源３に入力する。スイッチング電
源３は、整流回路４とトランジスタ５とで構成されてい
る。スイッチング電源３は、後述する信号発生器24から
の交流出力で励磁され、この交流出力でトランジスタ５
がＯＮ−ＯＦＦ動作することで交流出力を発生する。ス
イッチング電源３の交流出力は第２トランス６から整流
回路７で整流されて例えばモータやソレノイド等の負荷
８に供給される。
明する。本実施例を示す図１において、大本の電源であ
る商用の交流電源１からの交流入力は第１トランス２を
介してスイッチング電源３に入力する。スイッチング電
源３は、整流回路４とトランジスタ５とで構成されてい
る。スイッチング電源３は、後述する信号発生器24から
の交流出力で励磁され、この交流出力でトランジスタ５
がＯＮ−ＯＦＦ動作することで交流出力を発生する。ス
イッチング電源３の交流出力は第２トランス６から整流
回路７で整流されて例えばモータやソレノイド等の負荷
８に供給される。
【００１３】負荷８の給電回路には、交流の負荷駆動指
令信号ＩN の整流出力の入力によって閉成する半導体ス
イッチング素子としてのソリッドステートリレー（以
下、ＳＳＲとする）９が介装されている。Ｃはコンデン
サである。また、半導体スイッチング素子状態検出手段
としてのインピーダンスセンサ10は、ＳＳＲ９がＯＮ状
態かＯＦＦ状態かを検出する。該インピーダンスセンサ
10は、信号発生器11と、該信号発生器11からの交流信号
が抵抗Ｒを介して入力する１次巻線Ｎ1 と該１次巻線Ｎ
1 からの交流信号を受信する２次巻線Ｎ2 及び負荷給電
回路の給電線が巻回された磁性コア12と、２次巻線Ｎ2
の受信信号を増巾する増巾器13と、該増巾器13の交流増
巾出力が所定レベル以上の時に出力を発生するレベル検
定器14とで構成されている。
令信号ＩN の整流出力の入力によって閉成する半導体ス
イッチング素子としてのソリッドステートリレー（以
下、ＳＳＲとする）９が介装されている。Ｃはコンデン
サである。また、半導体スイッチング素子状態検出手段
としてのインピーダンスセンサ10は、ＳＳＲ９がＯＮ状
態かＯＦＦ状態かを検出する。該インピーダンスセンサ
10は、信号発生器11と、該信号発生器11からの交流信号
が抵抗Ｒを介して入力する１次巻線Ｎ1 と該１次巻線Ｎ
1 からの交流信号を受信する２次巻線Ｎ2 及び負荷給電
回路の給電線が巻回された磁性コア12と、２次巻線Ｎ2
の受信信号を増巾する増巾器13と、該増巾器13の交流増
巾出力が所定レベル以上の時に出力を発生するレベル検
定器14とで構成されている。
【００１４】そして、ＳＳＲ９のＯＮ・ＯＦＦ各状態の
検出は、ＳＳＲ９がＯＮ状態の時には負荷８が並列に接
続することにより回路インピーダンスが小さくなり２次
側の受信電圧が小さくなりレベル検定器14の出力ＩS が
論理値０に相当する低レベルとなり、逆に、ＳＳＲ９が
ＯＦＦ状態の時には負荷８が切り離されて回路インピー
ダンスが大きくなって２次側の受信電圧が大きくなりレ
ベル検定器14の出力Ｉ S が論理値１に相当する高レベル
となる。そして、かかるレベル検定器14の出力ＩS 、即
ち、インピーダンスセンサ10の出力は、該インピーダン
スセンサ10の出力ＩS と前述したＳＳＲ９を駆動するた
めの負荷駆動指令信号ＩN とに基づき、負荷駆動指令信
号ＩN が発生してないときにインピーダンスセンサ10の
出力ＩS が低レベルであるとき異常発生と判定してスイ
ッチング電源３の給電動作を停止させる電源停止判定手
段としての判定回路15に送出される。
検出は、ＳＳＲ９がＯＮ状態の時には負荷８が並列に接
続することにより回路インピーダンスが小さくなり２次
側の受信電圧が小さくなりレベル検定器14の出力ＩS が
論理値０に相当する低レベルとなり、逆に、ＳＳＲ９が
ＯＦＦ状態の時には負荷８が切り離されて回路インピー
ダンスが大きくなって２次側の受信電圧が大きくなりレ
ベル検定器14の出力Ｉ S が論理値１に相当する高レベル
となる。そして、かかるレベル検定器14の出力ＩS 、即
ち、インピーダンスセンサ10の出力は、該インピーダン
スセンサ10の出力ＩS と前述したＳＳＲ９を駆動するた
めの負荷駆動指令信号ＩN とに基づき、負荷駆動指令信
号ＩN が発生してないときにインピーダンスセンサ10の
出力ＩS が低レベルであるとき異常発生と判定してスイ
ッチング電源３の給電動作を停止させる電源停止判定手
段としての判定回路15に送出される。
【００１５】該判定回路15は、負荷駆動指令信号ＩN と
インピーダンスセンサ10の出力ＩS の論理和を演算する
フェールセーフな論理和演算手段としての例えばワイヤ
ード・オアからなるＯＲ回路16と、同じく負荷駆動指令
信号ＩN とインピーダンスセンサ10の出力ＩS の論理積
を演算するフェールセーフな第１論理積演算手段として
の第１ＡＮＤ回路17と、前記ＯＲ回路16の出力と第１Ａ
ＮＤ回路17の出力との論理積｛（ＩN ∨ＩS ）・（ＩN
・ＩS ）｝を演算してその論理積出力を異常判定出力と
して発生すると共に第１ＡＮＤ回路17の出力をダイオー
ドＤを介して自己保持するフェールセーフな第２ＡＮＤ
回路18と、前記負荷駆動指令信号ＩN 及びレベル検定器
14の出力ＩS を整流する各整流回路19〜23とを備えて構
成されている。尚、前記第１及び第２ＡＮＤ回路17，18
は、従来公知（例えば実開昭５７−４７６４号公報等参
照）のものである。また、前記ダイオードＤは、第２Ａ
ＮＤ回路18の交流出力を入力側にフィードバックするた
めの整流回路を意味するものである。
インピーダンスセンサ10の出力ＩS の論理和を演算する
フェールセーフな論理和演算手段としての例えばワイヤ
ード・オアからなるＯＲ回路16と、同じく負荷駆動指令
信号ＩN とインピーダンスセンサ10の出力ＩS の論理積
を演算するフェールセーフな第１論理積演算手段として
の第１ＡＮＤ回路17と、前記ＯＲ回路16の出力と第１Ａ
ＮＤ回路17の出力との論理積｛（ＩN ∨ＩS ）・（ＩN
・ＩS ）｝を演算してその論理積出力を異常判定出力と
して発生すると共に第１ＡＮＤ回路17の出力をダイオー
ドＤを介して自己保持するフェールセーフな第２ＡＮＤ
回路18と、前記負荷駆動指令信号ＩN 及びレベル検定器
14の出力ＩS を整流する各整流回路19〜23とを備えて構
成されている。尚、前記第１及び第２ＡＮＤ回路17，18
は、従来公知（例えば実開昭５７−４７６４号公報等参
照）のものである。また、前記ダイオードＤは、第２Ａ
ＮＤ回路18の交流出力を入力側にフィードバックするた
めの整流回路を意味するものである。
【００１６】この判定回路15の出力は回路正常動作時に
は高レベル出力となり、前述した信号発生器24の駆動信
号とされる。該信号発生器24は駆動時に交流信号を発生
してスイッチング電源３のトランジスタ５をＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作させてスイッチング電源を駆動させる。次に動作
を説明する。
は高レベル出力となり、前述した信号発生器24の駆動信
号とされる。該信号発生器24は駆動時に交流信号を発生
してスイッチング電源３のトランジスタ５をＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作させてスイッチング電源を駆動させる。次に動作
を説明する。
【００１７】大本の商用電源１を接続して負荷駆動回路
を駆動可能状態とする。この状態において、インピーダ
ンスセンサ10の出力ＩS は、駆動指令信号ＩN の入力前
ではＳＳＲ９がオープン状態になっているため高レベル
にあり、ＯＲ回路16の出力が高レベルとなり第２ＡＮＤ
回路18の一方の入力が高レベルとなっている。また、第
１ＡＮＤ回路17の一方の入力も高レベルとなっている。
そして、駆動指令信号ＩN の発生と同時に第１ＡＮＤ回
路17の出力が高レベルとなることにより、第２ＡＮＤ回
路18の他方の入力が高レベルとなり、第２ＡＮＤ回路18
の出力が高レベルとなる。これにより、信号発生器24が
駆動してスイッチング電源３のトランジスタ５のベース
に交流信号が印加されてトランジスタ５がＯＮ・ＯＦＦ
し、スイッチング電源３が駆動されて商用電源１から第
１トランス２を介して供給された電流を第２トランス６
を介して負荷８の給電回路に供給し、ＳＳＲ９が駆動指
令信号ＩN の入力によりＯＮしているので、負荷８の給
電回路は閉成しており負荷８に電流が供給されて負荷８
が駆動する。ＳＳＲ９がＯＮすると、インピーダンスセ
ンサ10の出力ＩS は、低レベル出力となり、第１ＡＮＤ
回路17の出力が低レベルとなり、第２ＡＮＤ回路18の入
力の一方が低レベルとなるが、第２ＡＮＤ回路18の出力
がダイオードＤを介して入力されるので第２ＡＮＤ回路
18の出力は高レベル状態に自己保持され、スイッチング
電源３の動作はそのまま継続する。
を駆動可能状態とする。この状態において、インピーダ
ンスセンサ10の出力ＩS は、駆動指令信号ＩN の入力前
ではＳＳＲ９がオープン状態になっているため高レベル
にあり、ＯＲ回路16の出力が高レベルとなり第２ＡＮＤ
回路18の一方の入力が高レベルとなっている。また、第
１ＡＮＤ回路17の一方の入力も高レベルとなっている。
そして、駆動指令信号ＩN の発生と同時に第１ＡＮＤ回
路17の出力が高レベルとなることにより、第２ＡＮＤ回
路18の他方の入力が高レベルとなり、第２ＡＮＤ回路18
の出力が高レベルとなる。これにより、信号発生器24が
駆動してスイッチング電源３のトランジスタ５のベース
に交流信号が印加されてトランジスタ５がＯＮ・ＯＦＦ
し、スイッチング電源３が駆動されて商用電源１から第
１トランス２を介して供給された電流を第２トランス６
を介して負荷８の給電回路に供給し、ＳＳＲ９が駆動指
令信号ＩN の入力によりＯＮしているので、負荷８の給
電回路は閉成しており負荷８に電流が供給されて負荷８
が駆動する。ＳＳＲ９がＯＮすると、インピーダンスセ
ンサ10の出力ＩS は、低レベル出力となり、第１ＡＮＤ
回路17の出力が低レベルとなり、第２ＡＮＤ回路18の入
力の一方が低レベルとなるが、第２ＡＮＤ回路18の出力
がダイオードＤを介して入力されるので第２ＡＮＤ回路
18の出力は高レベル状態に自己保持され、スイッチング
電源３の動作はそのまま継続する。
【００１８】駆動指令信号ＩN が停止すると、ＳＳＲ９
がＯＦＦして負荷８への給電が停止する。この時、イン
ピーダンスセンサ10の出力ＩS は高レベルとなるので、
駆動指令信号ＩN が停止してもＯＲ回路16の出力はその
まま高レベルに維持されるので、第２ＡＮＤ回路18の出
力が高レベルに維持されスイッチング電源３はそのまま
動作状態に保持される。従って、負荷駆動回路が正常で
あれば、一旦動作を開始した後は、駆動指令信号ＩN の
発生・停止に基づいて負荷８への給電が制御されるよう
になっており、回路を停止させるときは大本の商用電源
１を切る。
がＯＦＦして負荷８への給電が停止する。この時、イン
ピーダンスセンサ10の出力ＩS は高レベルとなるので、
駆動指令信号ＩN が停止してもＯＲ回路16の出力はその
まま高レベルに維持されるので、第２ＡＮＤ回路18の出
力が高レベルに維持されスイッチング電源３はそのまま
動作状態に保持される。従って、負荷駆動回路が正常で
あれば、一旦動作を開始した後は、駆動指令信号ＩN の
発生・停止に基づいて負荷８への給電が制御されるよう
になっており、回路を停止させるときは大本の商用電源
１を切る。
【００１９】次にＳＳＲ９に短絡故障が発生した場合に
ついて説明する。ＳＳＲ９の短絡故障は、駆動指令信号
ＩN がないにも拘らずインピーダンスセンサ10の出力Ｉ
S が低レベルとなっていることで検出される。この場
合、ＯＲ回路16の入力が共に低レベルとなるので、第２
ＡＮＤ回路18の出力が低レベルになる。信号発生器24か
ら交流出力が発生せず、スイッチング電源３のトランジ
スタ５のＯＮ・ＯＦＦ動作が停止しスイッチング電源３
の動作が停止して負荷８へは給電されない。そして、一
旦ＳＳＲ９が短絡故障すると、インピーダンスセンサ10
の出力ＩS は低レベルに保持されるので、第１ＡＮＤ回
路17の出力が高レベルにならず、駆動指令信号ＩN が発
生してＯＲ回路16の出力が高レベルとなっても第２ＡＮ
Ｄ回路18の入力の一方が低レベルのままとなってスイッ
チング電源３は動作しない。
ついて説明する。ＳＳＲ９の短絡故障は、駆動指令信号
ＩN がないにも拘らずインピーダンスセンサ10の出力Ｉ
S が低レベルとなっていることで検出される。この場
合、ＯＲ回路16の入力が共に低レベルとなるので、第２
ＡＮＤ回路18の出力が低レベルになる。信号発生器24か
ら交流出力が発生せず、スイッチング電源３のトランジ
スタ５のＯＮ・ＯＦＦ動作が停止しスイッチング電源３
の動作が停止して負荷８へは給電されない。そして、一
旦ＳＳＲ９が短絡故障すると、インピーダンスセンサ10
の出力ＩS は低レベルに保持されるので、第１ＡＮＤ回
路17の出力が高レベルにならず、駆動指令信号ＩN が発
生してＯＲ回路16の出力が高レベルとなっても第２ＡＮ
Ｄ回路18の入力の一方が低レベルのままとなってスイッ
チング電源３は動作しない。
【００２０】また、インピーダンスセンサ10は故障時に
はその出力ＩS が低レベルとなるので、同様にスイッチ
ング電源３は一旦停止すればその後動作はしない。ま
た、判定回路15の各論理回路16〜18は故障時に出力が低
レベルとなるフェールセーフな構成であるので、同じよ
うにこれらが故障した場合には、スイッチング電源３の
動作は停止する。
はその出力ＩS が低レベルとなるので、同様にスイッチ
ング電源３は一旦停止すればその後動作はしない。ま
た、判定回路15の各論理回路16〜18は故障時に出力が低
レベルとなるフェールセーフな構成であるので、同じよ
うにこれらが故障した場合には、スイッチング電源３の
動作は停止する。
【００２１】更に、スイッチング電源３のトランジスタ
５が短絡又はオープン故障すればスイッチング電源３か
ら交流出力が発生せず第２トランス６に出力が発生しな
い。また、トランジスタ５に短絡故障が発生し、整流回
路４に短絡故障が発生した場合は、第１トランス２の出
力信号は周波数が低いために第２トランス６に出力は発
生しない。
５が短絡又はオープン故障すればスイッチング電源３か
ら交流出力が発生せず第２トランス６に出力が発生しな
い。また、トランジスタ５に短絡故障が発生し、整流回
路４に短絡故障が発生した場合は、第１トランス２の出
力信号は周波数が低いために第２トランス６に出力は発
生しない。
【００２２】従って、如何なる故障が発生した場合で
も、負荷８への給電が停止して負荷８が駆動することは
なく安全である。また、ＳＳＲ９にオープン故障が発生
したときは、インピーダンスセンサ10の出力ＩS は高レ
ベルに固定される。この場合、駆動指令信号ＩN の有る
無しに拘らず第２ＡＮＤ回路18の出力は高レベルとな
り、スイッチング電源３の動作はそのまま継続される。
しかし、この状態では、ＳＳＲ９がオープン状態である
ため負荷８の給電回路はオープンとなっており、負荷８
へは給電されないので、負荷８は駆動されず安全であ
る。
も、負荷８への給電が停止して負荷８が駆動することは
なく安全である。また、ＳＳＲ９にオープン故障が発生
したときは、インピーダンスセンサ10の出力ＩS は高レ
ベルに固定される。この場合、駆動指令信号ＩN の有る
無しに拘らず第２ＡＮＤ回路18の出力は高レベルとな
り、スイッチング電源３の動作はそのまま継続される。
しかし、この状態では、ＳＳＲ９がオープン状態である
ため負荷８の給電回路はオープンとなっており、負荷８
へは給電されないので、負荷８は駆動されず安全であ
る。
【００２３】このように、かかる構成の負荷駆動回路で
は、如何なる回路故障でも安全側に制御されるので、フ
ェールセーフ性に優れた極めて安全性の高いものとな
る。そして、無接点式のスイッチング電源３を介して負
荷８への給電を行うので、接点の溶着及び摩耗の心配が
なくなり、従来のリレー等によって大本の電源を遮断す
るものに比べて安全性が向上し寿命が格段に延びる。
は、如何なる回路故障でも安全側に制御されるので、フ
ェールセーフ性に優れた極めて安全性の高いものとな
る。そして、無接点式のスイッチング電源３を介して負
荷８への給電を行うので、接点の溶着及び摩耗の心配が
なくなり、従来のリレー等によって大本の電源を遮断す
るものに比べて安全性が向上し寿命が格段に延びる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
荷駆動回路の大本の電源の遮断機構を無接点式の構成と
したので、接点の溶着や摩耗の心配がなく信頼性が向上
し、寿命を格段に延ばすことができる。また、回路の故
障時には、負荷への給電を確実に停止させることができ
るため、誤っても負荷が駆動することはなく高いフェー
ルセーフ性を有する。
荷駆動回路の大本の電源の遮断機構を無接点式の構成と
したので、接点の溶着や摩耗の心配がなく信頼性が向上
し、寿命を格段に延ばすことができる。また、回路の故
障時には、負荷への給電を確実に停止させることができ
るため、誤っても負荷が駆動することはなく高いフェー
ルセーフ性を有する。
【図１】本発明の一実施例の回路構成図
１ 商用電源 ２ 第１トラ
ンス ３ スイッチング電源 ６ 第２トラ
ンス ８ 負荷 ９ ＳＳＲ 10 インピーダンスセンサ 15 判定回路 16 ＯＲ回路 17 第１ＡＮ
Ｄ回路 18 第２ＡＮＤ回路 24 信号発生
器
ンス ３ スイッチング電源 ６ 第２トラ
ンス ８ 負荷 ９ ＳＳＲ 10 インピーダンスセンサ 15 判定回路 16 ＯＲ回路 17 第１ＡＮ
Ｄ回路 18 第２ＡＮＤ回路 24 信号発生
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−227326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−223445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−107675（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−149279（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−39304（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 13/00 G05B 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷の給電回路に駆動用電流を供給する
ための無接点式スイッチング電源と、前記負荷の給電回
路に介装され負荷駆動指令信号の入力によりＯＮして給
電回路を閉成して前記スイッチング電源からの電流を負
荷に供給する半導体スイッチング素子と、該半導体スイ
ッチング素子のＯＮ状態又はＯＦＦ状態を検出し、ＯＮ
状態のときに論理値０に相当する低レベル出力を発生
し、ＯＦＦ状態のときに論理値１に相当する高レベル出
力を発生する故障時論理値０の低レベル出力となる半導
体スイッチング素子状態検出手段と、該半導体スイッチ
ング素子状態検出手段の出力と前記負荷駆動指令信号と
に基づき、負荷駆動指令信号が発生してないときに半導
体スイッチング素子状態検出手段の出力が低レベルであ
るとき異常発生と判定して前記スイッチング電源の給電
動作を停止させる電源停止判定手段とを備え、 前記電源停止判定手段が、負荷駆動指令信号と半導体ス
イッチング素子状態検出手段の出力の論理和を演算する
フェールセーフな論理和演算手段と、同じく負荷駆動指
令信号と半導体スイッチング素子状態検出手段の出力の
論理積を演算するフェールセーフな第１論理積演算手段
と、前記論理和演算手段の出力と第１論理積演算手段の
出力との論理積を演算してその論理積出力を異常判定出
力とすると共に、第１論理積演算手段の出力を自己保持
する自己保持機能を備えたフェールセーフな第２論理積
演算手段とを備えて構成される ことを特徴とする負荷駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070137A JP3052154B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 負荷駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070137A JP3052154B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 負荷駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304128A JPH04304128A (ja) | 1992-10-27 |
| JP3052154B2 true JP3052154B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=13422881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070137A Expired - Lifetime JP3052154B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 負荷駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052154B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3070137A patent/JP3052154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04304128A (ja) | 1992-10-27 |
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