JP3211461U - 負荷制御装置及び負荷制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる負荷制御装置を提供する。【解決手段】本実施の形態に係る制御機3(負荷制御装置)は、異なる電位間に接続されるフォトトランジスタ312(スイッチング素子)と、該フォトトランジスタ312のオンオフを制御する制御部32とを備え、前記フォトトランジスタ312のオンオフに伴って光源24(負荷)をオンオフさせる制御機3において、前記フォトトランジスタ312に並列に接続されているツェナーダイオード37と、前記フォトトランジスタ312の高電位側に、前記フォトトランジスタ312に直列に接続されている整流素子38とを備えることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本考案は、負荷をオンオフさせる負荷制御装置及び負荷制御システムに関する。
従来、複数の光源を用いて情報を表示する電光掲示板と、各光源をオンオフさせる制御機(負荷制御装置)とを備える電光掲示装置(負荷制御システム)が屋外で用いられている(非特許文献1参照)。電光掲示装置は屋外で用いられるので、雷サージ(雷の影響によって電気回路に生じる過電流)の対策を講じる必要が特にある。
図5は、従来の電光掲示装置の要部構成を示す回路図である。
図中61は電光掲示板であり、電光掲示板61は、光源610、フォトカプラ611、メカニカルリレー612、及び電源回路613,614を備える。光源610は、フォトカプラ611のオンオフに伴いオンオフされる。
図中62は制御機であり、制御機62は、制御部621、フォトカプラ622、メカニカルリレー623、及び電源回路624を備える。制御部621は、例えばICを有し、フォトカプラ622のオンオフを制御する。メカニカルリレー612,623は、ケーブル63を介して互いに接続されている。
図中61は電光掲示板であり、電光掲示板61は、光源610、フォトカプラ611、メカニカルリレー612、及び電源回路613,614を備える。光源610は、フォトカプラ611のオンオフに伴いオンオフされる。
図中62は制御機であり、制御機62は、制御部621、フォトカプラ622、メカニカルリレー623、及び電源回路624を備える。制御部621は、例えばICを有し、フォトカプラ622のオンオフを制御する。メカニカルリレー612,623は、ケーブル63を介して互いに接続されている。
制御部621がフォトカプラ622をオンにした場合、電源回路624からの給電によってメカニカルリレー623がオンになるので、電源回路613からの給電によってメカニカルリレー612がオンになる。メカニカルリレー612がオンになった場合、電源回路614からの給電によってフォトカプラ611がオンになるので、光源610がオンになる。
制御部621とケーブル63との間にはメカニカルリレー623が介在しているので、制御部621とケーブル63とは絶縁されている。従って、ケーブル63に雷サージが生じたとしても、制御部621が雷サージに曝されることが防止される。
電光掲示板61及び制御機62夫々の配線間及び配線とアースとの間には複数のサージアブソーバ64,64,…が接続されているので、制御部621が雷サージに曝されることがより確実に防止される。
電光掲示板61及び制御機62夫々の配線間及び配線とアースとの間には複数のサージアブソーバ64,64,…が接続されているので、制御部621が雷サージに曝されることがより確実に防止される。
"情報表示システム|星和電機株式会社"、[online]、[平成29年4月5日検索]、インターネット<URL:http://www.seiwa.co.jp/product/it/it_search.html?t=0>
しかしながら、メカニカルリレー623は高価な大型の部品である。光源610毎にメカニカルリレー623が用いられた場合、光源610の個数が多いほど、制御機62の高コスト化及び大型化を招く。故に、安全性を損なうことなく、安価で小型の部品でメカニカルリレー623を代替することが望まれている。
本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる負荷制御装置及び負荷制御システムを提供することにある。
本実施の形態に係る負荷制御装置は、異なる電位間に接続されるスイッチング素子と、該スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを備え、前記スイッチング素子のオンオフに伴って負荷をオンオフさせる負荷制御装置において、前記スイッチング素子に並列に接続されているツェナーダイオードと、前記スイッチング素子の高電位側に、前記スイッチング素子に直列に接続されている整流素子とを備えることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御装置は、前記整流素子はアバランシェダイオードであることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御装置は、前記スイッチング素子は、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタであり、前記制御部は、前記フォトカプラに含まれている発光ダイオードのオンオフを制御することによって前記フォトトランジスタのオンオフを制御するようにしてあることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御システムは、本実施の形態に係る負荷制御装置と、該負荷制御装置が備えるスイッチング素子のオンオフに伴ってオンオフされる負荷とを備えることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御システムは、前記スイッチング素子のオンオフに伴ってオンオフされる第2のスイッチング素子を更に備え、該第2のスイッチング素子のオンオフに伴って前記負荷への給電がオンオフされるようにしてあることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御システムは、前記第2のスイッチング素子は、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタであり、該フォトカプラに含まれている発光ダイオードは、前記整流素子の高電位側に、前記整流素子に直列に接続されていることを特徴とする。
本実施の形態に係る負荷制御システムは、前記負荷は光源であり、該光源を用いて情報を表示し、前記負荷制御装置から離隔している電光掲示板と、該電光掲示板及び前記負荷制御装置の間に配線され、前記スイッチング素子の高電位側の通電経路の一部を構成するケーブルとを更に備えることを特徴とする。
本実施の形態にあっては、高電位と低電位との間に整流素子及びスイッチング素子が接続され、各ツェナーダイオードはスイッチング素子に並列に接続される。
例えば雷の影響によって、所定の電圧を超える電圧が各ツェナーダイオードに印加された場合、各ツェナーダイオードに電流が流れ、高電位から低電位へのスイッチング素子を通らない通電経路が形成される。
また、例えば雷の影響によって、低電位から高電位へ向かう方向の過電流が発生した場合、この過電流は整流素子によって遮断される。
例えば雷の影響によって、所定の電圧を超える電圧が各ツェナーダイオードに印加された場合、各ツェナーダイオードに電流が流れ、高電位から低電位へのスイッチング素子を通らない通電経路が形成される。
また、例えば雷の影響によって、低電位から高電位へ向かう方向の過電流が発生した場合、この過電流は整流素子によって遮断される。
以上の結果、スイッチング素子に過電流が流れることが抑制されるので、スイッチング素子を通して過電流が制御部に流れることが抑制される。
ツェナーダイオード及び整流素子は、メカニカルリレーに比べて安価且つ小型である。つまり、安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる。
ツェナーダイオード及び整流素子は、メカニカルリレーに比べて安価且つ小型である。つまり、安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる。
本実施の形態にあっては、整流素子がアバランシェダイオードなので、整流素子を回路基板に容易に実装することができる。
本実施の形態にあっては、スイッチング素子が、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタであり、制御部は、フォトカプラに含まれている発光ダイオードのオンオフを制御する。即ち、スイッチング素子と制御部とが絶縁されている。故に、過電流が制御部に流れることを更に抑制することができる。
本実施の形態にあっては、スイッチング素子のオンオフに伴って第2のスイッチング素子がオンオフされ、第2のスイッチング素子のオンオフに伴って、負荷への給電がオンオフされる。故に、スイッチング素子を含む電気回路と負荷を含む電気回路とを、第2のスイッチング素子を介して分けることができる。
本実施の形態にあっては、第2のスイッチング素子が、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタである。
スイッチング素子のオンオフに伴って、フォトカプラに含まれている発光ダイオードがオンオフされ、発光ダイオードのオンオフに伴って、フォトトランジスタがオンオフされ、フォトトランジスタのオンオフに伴って、負荷への給電がオンオフされる。
即ち、スイッチング素子を含む電気回路と負荷を含む電気回路とが絶縁されている。故に、負荷を含む電気回路に過電流が流れた場合に、スイッチング素子を含む電気回路に過電流が流れることを抑制することができるので、過電流が制御部に流れることを更に抑制することができる。
スイッチング素子のオンオフに伴って、フォトカプラに含まれている発光ダイオードがオンオフされ、発光ダイオードのオンオフに伴って、フォトトランジスタがオンオフされ、フォトトランジスタのオンオフに伴って、負荷への給電がオンオフされる。
即ち、スイッチング素子を含む電気回路と負荷を含む電気回路とが絶縁されている。故に、負荷を含む電気回路に過電流が流れた場合に、スイッチング素子を含む電気回路に過電流が流れることを抑制することができるので、過電流が制御部に流れることを更に抑制することができる。
本実施の形態にあっては、負荷制御システムを、電光掲示板と負荷制御装置とケーブルとを備える電光掲示装置として構成することができる。
本実施の形態の負荷制御装置及び負荷制御システムによる場合、安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる。
以下、本考案を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は、実施の形態に係る負荷制御システムとしての電光掲示装置の要部構成を示す模式図である。
図2は、電光掲示装置の要部構成を示す回路図である。
図中1は電光掲示装置であり、電光掲示装置1は、電光掲示板2及び制御機(負荷制御装置)3を備える。
図中4は支柱であり、屋外(例えば道路脇)に立設されている。支柱4は中空である。
図2は、電光掲示装置の要部構成を示す回路図である。
図中1は電光掲示装置であり、電光掲示装置1は、電光掲示板2及び制御機(負荷制御装置)3を備える。
図中4は支柱であり、屋外(例えば道路脇)に立設されている。支柱4は中空である。
電光掲示板2は支柱4の先端部に取り付けられている。電光掲示板2は、2つの電源回路20,21、フォトカプラ22、抵抗器23、及び光源(負荷)24を備える。電光掲示板2には接続端子25及びアース端子26が設けられている。
電源回路(電源)20,21夫々は、商用電源に接続される入力端子と、出力端子とを有する。電源回路20,21夫々は、商用電源の電圧を所定の正電圧に変換して、出力端子から出力する。
電源回路(電源)20,21夫々は、商用電源に接続される入力端子と、出力端子とを有する。電源回路20,21夫々は、商用電源の電圧を所定の正電圧に変換して、出力端子から出力する。
フォトカプラ22には、発光ダイオード221及びNPN型のフォトトランジスタ(第2のスイッチング素子)222が含まれている。
発光ダイオード221のアノードは電源回路20の出力端子に接続され、発光ダイオード221のカソードは抵抗器23に接続されている。電源回路20から給電されることによって、発光ダイオード221はオンになる。
抵抗器23は、発光ダイオード221と電光掲示板2の接続端子25との間に接続されている。抵抗器23は、発光ダイオード221に流れる電流を制限する。
フォトトランジスタ222のコレクタは、電源回路21の出力端子に接続されている。発光ダイオード221のオン/オフに伴い、フォトトランジスタ222はオン/オフされる。
発光ダイオード221のアノードは電源回路20の出力端子に接続され、発光ダイオード221のカソードは抵抗器23に接続されている。電源回路20から給電されることによって、発光ダイオード221はオンになる。
抵抗器23は、発光ダイオード221と電光掲示板2の接続端子25との間に接続されている。抵抗器23は、発光ダイオード221に流れる電流を制限する。
フォトトランジスタ222のコレクタは、電源回路21の出力端子に接続されている。発光ダイオード221のオン/オフに伴い、フォトトランジスタ222はオン/オフされる。
光源24は、例えば発光ダイオードである。光源24は、フォトトランジスタ222のエミッタとアース端子26との間に接続されている。電源回路21からフォトトランジスタ222を通して給電されることによって、光源24はオンになる。
アース端子26はアースに接続されている。アース端子26の電圧は、電源回路21の電圧よりも低電位である。
アース端子26はアースに接続されている。アース端子26の電圧は、電源回路21の電圧よりも低電位である。
電光掲示板2は複数の光源24,24,…を備える。光源24,24,…は、電光掲示板2の表示面20にマトリクス状に並置されている。電光掲示板2には、光源24毎に、フォトカプラ22、抵抗器23、及び接続端子25が設けられている。
制御機3は支柱4の基端部に取り付けられている。制御機3は、電源回路30、フォトカプラ31、制御部32、及び抵抗器33を備える。また、制御機3には接続端子34及び2つのグラウンド端子35,36が設けられている。
電源回路30は、商用電源に接続される入力端子と、出力端子とを有する。電源回路30は、商用電源の電圧を所定の正電圧に変換して、出力端子から出力する。
電源回路30は、商用電源に接続される入力端子と、出力端子とを有する。電源回路30は、商用電源の電圧を所定の正電圧に変換して、出力端子から出力する。
フォトカプラ31には、発光ダイオード311及びNPN型のフォトトランジスタ(スイッチング素子)312が含まれている。
発光ダイオード311のアノードは、制御部32を介して電源回路30の出力端子に接続されている。発光ダイオード311のカソードは、抵抗器33を介してグラウンド端子35に接続されている。電源回路30から給電されることによって、発光ダイオード311はオンになる。
発光ダイオード311のアノードは、制御部32を介して電源回路30の出力端子に接続されている。発光ダイオード311のカソードは、抵抗器33を介してグラウンド端子35に接続されている。電源回路30から給電されることによって、発光ダイオード311はオンになる。
制御部32は、例えば電源回路30から給電されて作動するICを有する。制御部32は、電源回路30と発光ダイオード311との接続を継断する。
抵抗器33は、発光ダイオード311に流れる電流を制限する。
抵抗器33は、発光ダイオード311に流れる電流を制限する。
フォトトランジスタ312のコレクタは、後述する整流素子38を介して、制御機3の接続端子34に接続されている。フォトトランジスタ312のエミッタは、グラウンド端子36に接続されている。
グラウンド端子35,36は、夫々グラウンドに接続されている。グラウンド端子35の電圧は、電源回路30の電圧よりも低電位であり、グラウンド端子36の電圧は、電光掲示板2の電源回路20の電圧よりも低電位である。
制御機3は、光源24毎に、フォトカプラ31、制御部32、抵抗器33、及び接続端子34を備える。
グラウンド端子35,36は、夫々グラウンドに接続されている。グラウンド端子35の電圧は、電源回路30の電圧よりも低電位であり、グラウンド端子36の電圧は、電光掲示板2の電源回路20の電圧よりも低電位である。
制御機3は、光源24毎に、フォトカプラ31、制御部32、抵抗器33、及び接続端子34を備える。
電光掲示装置1は、ケーブル11を更に備える。ケーブル11は、支柱4の内部を通って、電光掲示板2と制御機3との間に配線されている。ケーブル11の一端部は電光掲示板2の接続端子25に接続されており、ケーブル11の他端部は制御機3の接続端子34に接続されている。即ち、ケーブル11は、電源回路20からグラウンド端子36への通電経路の一部を構成している。
電光掲示装置1は、光源24毎にケーブル11を備える。
電光掲示装置1は、光源24毎にケーブル11を備える。
制御部32が、電源回路30と発光ダイオード311とを接続した場合、電源回路30からグラウンド端子35へ電流が流れ、発光ダイオード311がオンになるので、フォトトランジスタ312がオンになる。制御部32が電源回路30と発光ダイオード311との接続を切断した場合、発光ダイオード311がオフになるので、フォトトランジスタ312がオフになる。制御部32は、発光ダイオード311のオンオフを制御することによって、フォトトランジスタ312をオンオフさせる。
制御部32は、適宜のタイミングで発光ダイオード311をオンオフする。
制御部32が発光ダイオード311をオンにした場合、フォトトランジスタ312がオンになるので、電源回路20からグラウンド端子36へ電流が流れ、発光ダイオード221がオンになる。発光ダイオード221がオンになったとき、フォトトランジスタ222がオンになるので、電源回路21からアース端子26へ電流が流れ、光源24がオンになる(点灯する)。
制御部32が発光ダイオード311をオンにした場合、フォトトランジスタ312がオンになるので、電源回路20からグラウンド端子36へ電流が流れ、発光ダイオード221がオンになる。発光ダイオード221がオンになったとき、フォトトランジスタ222がオンになるので、電源回路21からアース端子26へ電流が流れ、光源24がオンになる(点灯する)。
制御部32が発光ダイオード311をオフにした場合、フォトトランジスタ312、発光ダイオード221、及びフォトトランジスタ222が何れもオフになるので、光源24がオフになる(消灯される)。
つまり、制御部32が発光ダイオード311のオンオフを制御することによって、フォトトランジスタ312と発光ダイオード221との間の通電経路に、フォトトランジスタ222をオンオフするための信号が伝わるので、光源24をオンオフさせることができる。
マトリクス状に並置された光源24,24,…の内、一部が点灯し、残部が点灯しないことによって、電光掲示板2の表示面20に文字又は記号等が表示される。
つまり、制御部32が発光ダイオード311のオンオフを制御することによって、フォトトランジスタ312と発光ダイオード221との間の通電経路に、フォトトランジスタ222をオンオフするための信号が伝わるので、光源24をオンオフさせることができる。
マトリクス状に並置された光源24,24,…の内、一部が点灯し、残部が点灯しないことによって、電光掲示板2の表示面20に文字又は記号等が表示される。
次に、電光掲示装置1における雷サージの対策について説明する。
制御機3は、光源24毎に、2つのツェナーダイオード37,37と整流素子38とを更に備える。
各ツェナーダイオード37は、フォトトランジスタ312に並列に逆方向に接続されている。更に詳細には、ツェナーダイオード37のカソードは、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34とを接続する導線に接続されている。ツェナーダイオード37のアノードは、フォトトランジスタ312のエミッタとグラウンド端子36とを接続する導線に接続されている。ツェナーダイオード37には逆方向バイアス電圧が印加される。
制御機3は、光源24毎に、2つのツェナーダイオード37,37と整流素子38とを更に備える。
各ツェナーダイオード37は、フォトトランジスタ312に並列に逆方向に接続されている。更に詳細には、ツェナーダイオード37のカソードは、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34とを接続する導線に接続されている。ツェナーダイオード37のアノードは、フォトトランジスタ312のエミッタとグラウンド端子36とを接続する導線に接続されている。ツェナーダイオード37には逆方向バイアス電圧が印加される。
所定の電圧以下の電圧がツェナーダイオード37に印加されている場合、ツェナーダイオード37に電流は流れない。一方、所定の電圧を超える電圧がツェナーダイオード37に印加されている場合、ツェナーダイオード37は、接続端子34からグラウンド端子36へ向かう方向の電流を流す。
なお、フォトトランジスタ312に並列に接続されるツェナーダイオード37の個数は2つに限定されず、1つでも3つ以上でもよいが、複数であることが望ましい。
なお、フォトトランジスタ312に並列に接続されるツェナーダイオード37の個数は2つに限定されず、1つでも3つ以上でもよいが、複数であることが望ましい。
整流素子38は、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34との間にてフォトトランジスタ312に直列に順方向に接続されている。整流素子38には順方向バイアス電圧が印加される。整流素子38は、接続端子34からグラウンド端子36へ向かう方向の電流を流し、グラウンド端子36から接続端子34へ向かう方向の電流を流さない。
整流素子38としては、回路基板への実装が容易なアバランシェダイオードが望ましいが、これに限定されるものではない。整流素子38は、例えばツェナーダイオードでもよい。
電光掲示板2の発光ダイオード221は、電源回路20から整流素子38への通電経路にて整流素子38に直列に接続されている。
整流素子38としては、回路基板への実装が容易なアバランシェダイオードが望ましいが、これに限定されるものではない。整流素子38は、例えばツェナーダイオードでもよい。
電光掲示板2の発光ダイオード221は、電源回路20から整流素子38への通電経路にて整流素子38に直列に接続されている。
例えば雷の影響によって、所定の電圧を超える電圧がフォトトランジスタ312及びツェナーダイオード37,37夫々に印加された場合、ツェナーダイオード37,37夫々に電流が流れ、接続端子34からグラウンド端子36へのフォトトランジスタ312を通らない通電経路が形成される。故に、接続端子34からグラウンド端子36へ向かう方向の過電流は、整流素子38及びツェナーダイオード37を通ってグラウンド端子36へ流れる。即ち、接続端子34からグラウンド端子36へ向かう方向の過電流がフォトトランジスタ312に流れることが抑制される。
また、例えば雷の影響によって、グラウンド端子36から接続端子34へ向かう方向の過電流が生じた場合、この過電流は整流素子38によって遮断される。即ち、グラウンド端子36から接続端子34へ向かう方向の過電流がフォトトランジスタ312に流れることが抑制される。
また、例えば雷の影響によって、グラウンド端子36から接続端子34へ向かう方向の過電流が生じた場合、この過電流は整流素子38によって遮断される。即ち、グラウンド端子36から接続端子34へ向かう方向の過電流がフォトトランジスタ312に流れることが抑制される。
しかも、制御機3において、接続端子34、フォトトランジスタ312、及びグラウンド端子36を含む電気回路と、電源回路30、制御部32、発光ダイオード311、抵抗器33、及びグラウンド端子35を含む電気回路とは絶縁されている。更に、電光掲示板2において、電源回路20、発光ダイオード221、抵抗器23、及び接続端子25を含む電気回路と、電源回路21、フォトトランジスタ222、光源24、及びアース端子26を含む電気回路とは絶縁されている。
以上の結果、電源回路20からグラウンド端子36への通電経路、又は電源回路21からアース端子26への通電経路に雷サージ(過電流)が生じたとしても、制御部32が雷サージに曝されることを抑制することができる。
フォトカプラ22,31、各ツェナーダイオード37、及び整流素子38は、メカニカルリレーに比べて安価且つ小型である。つまり、電光掲示装置1においては、安価で小型の部品を用いて雷サージの対策を講じることができる。
一方、例えば雷の影響がなく、電源回路20が出力した電圧がフォトトランジスタ312及びツェナーダイオード37,37夫々に印加された場合、ツェナーダイオード37,37夫々に電流は流れない。即ち、接続端子34からグラウンド端子36へ向かう方向の過電流は、整流素子38及びフォトトランジスタ312を通ってグラウンド端子36へ流れ、ツェナーダイオード37,37夫々には流れない。故に、特段の問題なくフォトトランジスタ312をオンオフすることができる。
図3は、比較例としての電光掲示装置の要部構成を示す回路図である。
図3に示す電光掲示装置の構成は図2に示す電光掲示装置1の構成と略同様であるが、図3に示す電光掲示装置を構成している制御機3は、ツェナーダイオード37,37及び整流素子38を備えておらず、3つのサージアブソーバ51,52,53を備える。
サージアブソーバ51,52,53は夫々バリスタであり、所定の電圧を超える電圧が印加された場合に電流を流す。
図3に示す電光掲示装置の構成は図2に示す電光掲示装置1の構成と略同様であるが、図3に示す電光掲示装置を構成している制御機3は、ツェナーダイオード37,37及び整流素子38を備えておらず、3つのサージアブソーバ51,52,53を備える。
サージアブソーバ51,52,53は夫々バリスタであり、所定の電圧を超える電圧が印加された場合に電流を流す。
一のサージアブソーバ51は、フォトトランジスタ312に並列になるよう、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34とを接続する導線及びフォトトランジスタ312のエミッタとグラウンド端子36とを接続する導線の間に接続されている。
他のサージアブソーバ52は、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34とを接続する導線及びアースの間に接続されている。更に他のサージアブソーバ53は、フォトトランジスタ312のエミッタとグラウンド端子36とを接続する導線及びアースの間に接続されている。
他のサージアブソーバ52は、フォトトランジスタ312のコレクタと接続端子34とを接続する導線及びアースの間に接続されている。更に他のサージアブソーバ53は、フォトトランジスタ312のエミッタとグラウンド端子36とを接続する導線及びアースの間に接続されている。
サージアブソーバ51に電流が流れた場合、接続端子34からグラウンド端子36へのフォトトランジスタ312を通らない通電経路が形成されるので、フォトトランジスタ312に電流が流れることが抑制される。
サージアブソーバ52,53夫々に電流が流れた場合、接続端子34からアースへのフォトトランジスタ312を通らない通電経路が形成されるので、フォトトランジスタ312に電流が流れることが抑制される。
サージアブソーバ52,53夫々に電流が流れた場合、接続端子34からアースへのフォトトランジスタ312を通らない通電経路が形成されるので、フォトトランジスタ312に電流が流れることが抑制される。
考案者らは、図2に示す電光掲示装置1と図3に示す比較例としての電光掲示装置とを比較するために、JIS C 61000−4−5の規格に基づくサージイミュニティ試験を行なった。
図4は、実施の形態に係る電光掲示装置1と比較例としての電光掲示装置との比較結果を示す図表である。
考案者らは、ノーマルモードの試験とコモンモードの試験とを行なった。ノーマルモードの試験では、フォトトランジスタ312のコレクタ及びエミッタ夫々に接続されている導線間に電圧が印加された。コモンモードの試験では、フォトトランジスタ312のコレクタに接続されている導線とグラウンド端子36との間に電圧が印加された。
図4は、実施の形態に係る電光掲示装置1と比較例としての電光掲示装置との比較結果を示す図表である。
考案者らは、ノーマルモードの試験とコモンモードの試験とを行なった。ノーマルモードの試験では、フォトトランジスタ312のコレクタ及びエミッタ夫々に接続されている導線間に電圧が印加された。コモンモードの試験では、フォトトランジスタ312のコレクタに接続されている導線とグラウンド端子36との間に電圧が印加された。
各試験では、1kV、2kV、及び6kVの電圧が夫々印加された。また、電圧の印加は、正電圧及び負電圧を交互に5回ずつ60秒間隔で合計10回行なわれた。
各試験においては、電圧の印加毎に、制御部32による光源24のオンオフの可否が確認された。図4には、光源24のオンオフが可能であった場合が「OK」で示され、光源24のオンオフが不可能であった場合が記号「NG」で示されている。
各試験においては、電圧の印加毎に、制御部32による光源24のオンオフの可否が確認された。図4には、光源24のオンオフが可能であった場合が「OK」で示され、光源24のオンオフが不可能であった場合が記号「NG」で示されている。
図2に示す電光掲示装置1の場合、ノーマルモードの試験及びコモンモードの試験夫々において、6kVの電圧の印加後であっても、特段の問題なく光源24をオンオフすることができた。
これは、ツェナーダイオード37,37及び整流素子38による雷サージの対策が適切であることを意味している。
これは、ツェナーダイオード37,37及び整流素子38による雷サージの対策が適切であることを意味している。
一方、図3に示す比較例としての電光掲示装置の場合、コモンモードの試験において、1kVの負電圧の5回目の印加後に、光源24をオンオフすることができなくなった。またり、コモンモードの試験において、2kVの負電圧の3回目の印加後に、光源24をオンオフすることができなくなった。
これは、サージアブソーバ51,52,53による雷サージの対策が不適切であることを意味している。
考案者らは、比較例としての電光掲示装置において6kVの電圧を印加する試験は行なわなかったので、図4には記号「/」が示されている。
これは、サージアブソーバ51,52,53による雷サージの対策が不適切であることを意味している。
考案者らは、比較例としての電光掲示装置において6kVの電圧を印加する試験は行なわなかったので、図4には記号「/」が示されている。
更に、考案者らは、図3に示す電光掲示装置において、フォトトランジスタ312に並列にツェナーダイオードを接続した場合、及びフォトトランジスタ312に直列にアバランシェダイオードを追加した場合夫々について、サージイミュニティ試験を行なった(不図示)。しかしながら、何れの場合においても、ノーマルモードの試験において、2kVの正電圧の1回目の印加後に、光源24をオンオフすることができなくなった。
これは、サージアブソーバ51,52,53とツェナーダイオード又はアバランシェダイオードとによる雷サージの対策が不適切であることを意味している。
これは、サージアブソーバ51,52,53とツェナーダイオード又はアバランシェダイオードとによる雷サージの対策が不適切であることを意味している。
以上のように、制御機3及び制御機3を備える電光掲示装置1においては、安全性を損なうことなく、安価で小型の部品でメカニカルリレーを代替することができる。
なお、電光掲示装置1は、電光掲示板2及び制御機3が支柱4の先端部及び基端部に取り付けられている構成に限定されない。例えば、電光掲示装置1は、電光掲示板2がトンネルの天井から吊り下げられ、制御機3がトンネルの入り口に設置されている構成でもよい。
制御機3は、複数のサージアブソーバを更に備えていてもよい。この場合、例えば図3に示すサージアブソーバ51,52,53が、図2に示す制御機3に追加される。
制御機3は、複数のサージアブソーバを更に備えていてもよい。この場合、例えば図3に示すサージアブソーバ51,52,53が、図2に示す制御機3に追加される。
制御機3は、全ての光源24,24,…についてツェナーダイオード37,37及び整流素子38による雷サージ対策を行なう構成に限定されない。例えば、制御機3は、一部の光源24,24,…について、従来通りメカニカルリレーによる雷サージ対策を行なう構成でもよい(図5に示す制御機62参照)。
負荷制御装置がオンオフさせる負荷は光源に限定されず、例えばモータでもよい。
負荷制御装置がオンオフさせる負荷は光源に限定されず、例えばモータでもよい。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本考案の範囲は、上述した意味ではなく、実用新案登録請求の範囲と均等の意味及び実用新案登録請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 電光掲示装置(負荷制御システム)
11 ケーブル
2 電光掲示板
24 光源(負荷)
22 フォトカプラ
221 発光ダイオード
222 フォトトランジスタ(第2のスイッチング素子)
3 制御機(負荷制御装置)
31 フォトカプラ
311 発光ダイオード
312 フォトトランジスタ(スイッチング素子)
32 制御部
37 ツェナーダイオード
38 整流素子
11 ケーブル
2 電光掲示板
24 光源(負荷)
22 フォトカプラ
221 発光ダイオード
222 フォトトランジスタ(第2のスイッチング素子)
3 制御機(負荷制御装置)
31 フォトカプラ
311 発光ダイオード
312 フォトトランジスタ(スイッチング素子)
32 制御部
37 ツェナーダイオード
38 整流素子
Claims (7)
- 異なる電位間に接続されるスイッチング素子と、
該スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と
を備え、
前記スイッチング素子のオンオフに伴って負荷をオンオフさせる負荷制御装置において、
前記スイッチング素子に並列に接続されているツェナーダイオードと、
前記スイッチング素子の高電位側に、前記スイッチング素子に直列に接続されている整流素子と
を備えることを特徴とする負荷制御装置。 - 前記整流素子はアバランシェダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の負荷制御装置。
- 前記スイッチング素子は、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタであり、
前記制御部は、前記フォトカプラに含まれている発光ダイオードのオンオフを制御することによって前記フォトトランジスタのオンオフを制御するようにしてあることを特徴とする請求項1又は2に記載の負荷制御装置。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の負荷制御装置と、
該負荷制御装置が備えるスイッチング素子のオンオフに伴ってオンオフされる負荷と
を備えることを特徴とする負荷制御システム。 - 前記スイッチング素子のオンオフに伴ってオンオフされる第2のスイッチング素子
を更に備え、
該第2のスイッチング素子のオンオフに伴って前記負荷への給電がオンオフされるようにしてあることを特徴とする請求項4に記載の負荷制御システム。 - 前記第2のスイッチング素子は、フォトカプラに含まれているフォトトランジスタであり、
該フォトカプラに含まれている発光ダイオードは、前記整流素子の高電位側に、前記整流素子に直列に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の負荷制御システム。 - 前記負荷は光源であり、
該光源を用いて情報を表示し、前記負荷制御装置から離隔している電光掲示板と、
該電光掲示板及び前記負荷制御装置の間に配線され、前記スイッチング素子の高電位側の通電経路の一部を構成するケーブルと
を更に備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の負荷制御システム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017001970U JP3211461U (ja) | 2017-05-01 | 2017-05-01 | 負荷制御装置及び負荷制御システム |
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JP2019198183A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-11-14 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 機械式作業設備の電気的保護装置 |
-
2017
- 2017-05-01 JP JP2017001970U patent/JP3211461U/ja not_active Expired - Fee Related
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