JP4802227B2

JP4802227B2 - Relay device

Info

Publication number: JP4802227B2
Application number: JP2008208819A
Authority: JP
Inventors: 茂樹中山; 裕文佐宗
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: JP2008312249A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a relay apparatus capable of switching an input signal at high speed, the relay apparatus comprising an input/output insulating circuit for coupling an input side and an output side in an insulated state and outputting an output signal corresponding to an input signal and a switching circuit for switching output terminals in accordance with the output signal of the input/output insulating circuit. <P>SOLUTION: The present invention relates to a relay apparatus comprising an input/output insulating circuit for coupling an input side and an output side in an insulated state and outputting an output signal corresponding to an input signal and a switching circuit for switching output terminals in accordance with the output signal of the input/output insulating circuit, wherein the input/output insulating circuit is constituted of a transformer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はリレー装置に係り、特に、入力側と出力側とを絶縁状態で結合し、入力信号に応じた出力信号を出力するする入出力絶縁回路と、入出力絶縁回路の出力信号に応じて出力端子間をスイッチングするスイッチング回路とを具備するリレー装置に関する。 The present invention relates to a relay device, and more particularly, an input / output insulation circuit that couples an input side and an output side in an insulated state and outputs an output signal corresponding to the input signal, and an output signal of the input / output insulation circuit. The present invention relates to a relay device including a switching circuit that switches between output terminals.

近年、リレー装置として長寿命、高速、高頻度開閉に優れたソリッドステートリレーが有接点リレーに変わり伸びてきている。ソリッドステートリレーは、その頭文字をとってＳＳＲ（solid state relay）と呼ばれている。ソリッドステートリレーは、入力端子と出力端子を備え、入力端子と出力端子との間はフォトカプラにより絶縁されており、入力端子に電圧又は電流を印加することにより出力端子に接続された負荷を制御するものである。 In recent years, as a relay device, a solid state relay excellent in long life, high speed and high frequency switching has been changed to a contact relay and has been growing. The solid state relay is called SSR (solid state relay) after its initials. The solid state relay has an input terminal and an output terminal, and the input terminal and the output terminal are insulated by a photocoupler, and the load connected to the output terminal is controlled by applying voltage or current to the input terminal. To do.

図１は従来のソリッドステートリレー装置のブロック構成図を示す。 FIG. 1 is a block diagram of a conventional solid state relay device.

従来のソリッドステートリレー装置（以下単にリレー装置と呼ぶ）１は、入力回路１１、フォトカプラ１２、駆動回路１３、スイッチング用トランジスタＱ11、保護用定電圧ダイオードＤ11から構成される。 A conventional solid state relay device (hereinafter simply referred to as a relay device) 1 includes an input circuit 11, a photocoupler 12, a drive circuit 13, a switching transistor Q11, and a protective constant voltage diode D11.

入力回路１１には、入力端子Ｔin11、Ｔin12から制御信号が入力される。入力端子Ｔin11には制御信号の正極性側の電位、入力端子Ｔin12には制御信号の負極性側の電位が印加される。入力回路１１は、入力端子Ｔin11、Ｔin12に印加される制御信号の電位差に応じて入力信号を生成する。入力回路１１で生成された入力信号は、フォトカプラ１２の入力端子Ｔin21、Ｔin22に供給される。入力端子Ｔin21には入力信号の正極性側の電位、入力端子Ｔin22には入力信号の負極性側の電位が供給される。 A control signal is input to the input circuit 11 from input terminals Tin11 and Tin12. A potential on the positive polarity side of the control signal is applied to the input terminal Tin11, and a potential on the negative polarity side of the control signal is applied to the input terminal Tin12. The input circuit 11 generates an input signal according to a potential difference between control signals applied to the input terminals Tin11 and Tin12. The input signal generated by the input circuit 11 is supplied to the input terminals Tin21 and Tin22 of the photocoupler 12. A potential on the positive polarity side of the input signal is supplied to the input terminal Tin21, and a potential on the negative polarity side of the input signal is supplied to the input terminal Tin22.

フォトカプラ１２は、入力端子Ｔin11、Ｔin12と出力端子Ｔout11、Ｔout12とを絶縁状態に保つための入出力絶縁回路を構成している。従来のリレー装置１のフォトカプラ１２は、発光ダイオードＤLおよびフォトトランジスタＱpから構成されている。発光ダイオードＤLはアノードが端子Ｔin21に接続され、カソードが端子Ｔin22に接続されており、端子Ｔin21と端子Ｔin22との電位差が発光ダイオードＤLの順方向電圧より大きくなると、電流が流れ、発光する。 The photocoupler 12 constitutes an input / output insulation circuit for keeping the input terminals Tin11, Tin12 and the output terminals Tout11, Tout12 in an insulated state. The photocoupler 12 of the conventional relay device 1 is composed of a light emitting diode DL and a phototransistor Qp. The light emitting diode DL has an anode connected to the terminal Tin21 and a cathode connected to the terminal Tin22. When the potential difference between the terminal Tin21 and the terminal Tin22 becomes larger than the forward voltage of the light emitting diode DL, a current flows and emits light.

発光ダイオードＤLで発光した光は、フォトトランジスタＱpに入射する。フォトトランジスタＱpは、コレクタが出力端子Ｔout21に接続され、エミッタが出力端子Ｔout22に接続される。フォトトランジスタＱpは、発光ダイオードＤLが発光した状態ではオンし、発光ダイオードＤLが消灯した状態ではオフする。 The light emitted from the light emitting diode DL enters the phototransistor Qp. The phototransistor Qp has a collector connected to the output terminal Tout21 and an emitter connected to the output terminal Tout22. The phototransistor Qp is turned on when the light emitting diode DL emits light, and is turned off when the light emitting diode DL is turned off.

フォトカプラ１２の出力端子Ｔout21、Ｔout22は、駆動回路１３に接続されている。駆動回路１３は、フォトカプラ１２の出力端子Ｔout21と出力端子Ｔout22との間が開放状態、すなわち、フォトトランジスタＱpがオフ状態では、スイッチング用トランジスタＱ11のベース電位をローレベルとして、スイッチング用トランジスタＱ11をオフさせ、フォトカプラ１２の出力端子Ｔout21と出力端子Ｔout22との間が短絡状態、すなわち、フォトトランジスタＱpがオン状態では、スイッチング用トランジスタＱ11のベース電位をハイレベルとして、スイッチング用トランジスタＱ11をオンさせる。 Output terminals Tout21 and Tout22 of the photocoupler 12 are connected to the drive circuit 13. When the output terminal Tout21 and the output terminal Tout22 of the photocoupler 12 are open, that is, when the phototransistor Qp is off, the drive circuit 13 sets the base potential of the switching transistor Q11 to a low level and sets the switching transistor Q11 to a low level. When the output terminal Tout21 and the output terminal Tout22 of the photocoupler 12 are short-circuited, that is, when the phototransistor Qp is on, the base potential of the switching transistor Q11 is set to the high level to turn on the switching transistor Q11. .

スイッチング用トランジスタＱ11は、ＮＰＮトランジスタから構成され、コレクタが出力端子Ｔout11、エミッタが出力端子Ｔout12、ベースが駆動回路１３に接続されている。スイッチング用トランジスタＱ11がオフの状態では、出力端子Ｔout11と出力端子Ｔout12との間が開放状態となり、スイッチング用トランジスタＱ11がオフの状態では、出力端子Ｔout11と出力端子Ｔout12との間が短絡状態となる。 The switching transistor Q11 is composed of an NPN transistor, and has a collector connected to the output terminal Tout11, an emitter connected to the output terminal Tout12, and a base connected to the drive circuit 13. When the switching transistor Q11 is off, the output terminal Tout11 and the output terminal Tout12 are open, and when the switching transistor Q11 is off, the output terminal Tout11 and the output terminal Tout12 are short-circuited. .

以上の構成により、入力端子Ｔin11、Ｔin12に供給される制御信号に応じて出力端子Ｔout11と出力端子Ｔout12との間の接続をスイッチングするリレー装置が提供される。 With the above configuration, a relay device is provided that switches the connection between the output terminal Tout11 and the output terminal Tout12 in accordance with the control signal supplied to the input terminals Tin11 and Tin12.

なお、リレー装置１では、入出力絶縁回路としてフォトトランジスタを用いたフォトカプラを使用しているが、他にはフォトサイリスタ、フォトリレーなどにより入出力絶縁回路が構成されたリレー装置があった。 In the relay device 1, a photocoupler using a phototransistor is used as the input / output insulation circuit, but there are other relay devices in which the input / output insulation circuit is configured by a photothyristor, a photorelay, or the like.

しかるに、従来のリレー装置１では、フォトカプラの受光素子としてフォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトリレーなどが用いられていた。これらのフォトカプラは安定したスイッチングを得るために復帰時間が大きく設定されており、入力信号に対して高速にスイッチングさせることができなかった。このため、高速なスイッチング速度が要求される機器には適用できなかった。 However, in the conventional relay device 1, a phototransistor, a photothyristor, a photorelay, or the like is used as a light receiving element of the photocoupler. These photocouplers have a large recovery time in order to obtain stable switching, and cannot be switched at high speed with respect to the input signal. For this reason, it could not be applied to devices that require a high switching speed.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、入力信号に対して高速にスイッチングさせることができるリレー装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a relay device that can switch an input signal at high speed.

本発明は、入力側と出力側とを絶縁状態で結合し、入力信号に応じた出力信号を出力する入出力絶縁回路と、前記入出力絶縁回路の出力信号に応じて出力端子間をスイッチングするスイッチング回路と、前記入出力絶縁回路及び前記スイッチング回路が搭載され、延出された入力端子用リードおよび出力端子用リードを有するリードフレームと、前記リードフレームが収納されるケースと、を具備するリレー装置であって、前記入出力絶縁回路を、トランスから構成し、前記リードフレームが前記ケースに収納されるために、前記ケースの開口の、前記リードフレームに前記入出力絶縁回路及び前記スイッチング回路が搭載されている方向の、一端から前記入力端子用リードが延出され、他端から前記出力端子用リードが延出されるように、前記リードフレームは折曲されることを特徴とする。また、入力側と出力側とを絶縁状態で結合し、入力信号に応じた出力信号を出力する入出力絶縁回路と、前記入出力絶縁回路の出力信号に応じて出力端子間をスイッチングするスイッチング回路と、前記入出力絶縁回路及び前記スイッチング回路が搭載され、延出された入力端子用リードおよび出力端子用リードと、フレーム部とを有するリードフレームと、前記リードフレームが収納されるケースと、を具備するリレー装置であって、前記入出力絶縁回路を、トランスから構成し、前記リードフレームが折曲される前は、前記フレーム部の一端に前記入力端子用リードを有し、他端に前記出力端子用リードを有し、前記リードフレームが前記ケースに収納されるために、前記ケースの開口の、前記リードフレームに前記入出力絶縁回路及び前記スイッチング回路が搭載されている方向の、一端から前記入力端子用リードが延出され、他端から前記出力端子用リードが延出されるように、前記リードフレームは、前記フレーム部と前記入力端子用リードの境界部、および、前記フレーム部と前記出力端子用リードの境界部で折曲されることを特徴とする。 The present invention is an input side and an output side coupled in an insulated state, switching and input output isolation circuit you output an output signal corresponding to an input signal, between the output terminals in response to the output signal of the input isolation circuit A switching circuit , a lead frame on which the input / output insulation circuit and the switching circuit are mounted and having an input terminal lead and an output terminal lead extended, and a case in which the lead frame is accommodated. In the relay device, the input / output insulation circuit is constituted by a transformer, and the lead frame is accommodated in the case. Therefore, the input / output insulation circuit and the switching circuit are provided in the lead frame of the opening of the case. In the direction in which the input terminal lead is extended from one end, the output terminal lead is extended from the other end, Serial lead frame characterized in that it is bent. Also, an input / output isolation circuit that couples the input side and the output side in an insulated state and outputs an output signal according to the input signal, and a switching circuit that switches between the output terminals according to the output signal of the input / output isolation circuit A lead frame including the input terminal lead and the output terminal lead, the frame portion, and a case in which the lead frame is housed. The input / output insulation circuit includes a transformer, and has the input terminal lead at one end of the frame portion and the other end at the other end before the lead frame is bent. An output terminal lead, and the lead frame is housed in the case; The lead frame includes the frame portion and the input terminal so that the input terminal lead extends from one end and the output terminal lead extends from the other end in the direction in which the switching circuit is mounted. It is bent at the boundary part of the lead for use and at the boundary part of the frame part and the lead for the output terminal.

前記トランスは、前記入力信号により励磁される１次コイルと、前記１次コイルの励磁に応じた出力信号を前記出力信号として出力する２次コイルとを有することを特徴とする。 The transformer includes a primary coil excited by the input signal and a secondary coil that outputs an output signal corresponding to the excitation of the primary coil as the output signal.

本発明によれば、入力側と出力側とを絶縁状態で結合し、入力信号に応じた出力信号を出力するする入出力絶縁回路と、前記入出力絶縁回路の出力信号に応じて出力端子間をスイッチングするスイッチング回路とを具備するリレー装置であって、前記入出力絶縁回路を、トランスから構成することにより、入力信号に対するスイッチング速度を向上させることができ、入力信号に対して高速にスイッチングを行う必要がある装置に適用可能となる等の特長を有する。 According to the present invention, the input side and the output side are coupled in an insulated state, and an input / output isolation circuit that outputs an output signal according to the input signal and an output terminal according to the output signal of the input / output isolation circuit A switching circuit for switching the input / output insulation circuit, wherein the input / output insulation circuit is constituted by a transformer, whereby the switching speed for the input signal can be improved, and the input signal can be switched at high speed. It has features such as being applicable to devices that need to be performed.

〔第１実施例〕
図２は本発明の第１実施例のブロック構成図、図３は本発明の第１実施例の分解斜視図を示す。 [First embodiment]
FIG. 2 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the first embodiment of the present invention.

本実施例のリレー装置１００は、リレー装置本体１０１、ケース１０２から構成される。リレー装置本体１０１は、回路基板１０３上に電子部品１０４を搭載し、回路基板１０３からリード線１０５を引き出した構成とされている。ケース１０２は、中空構造の直方体の一側面を開口した構成とされている。ケース１０２には、開口部分からリレー装置本体１０１が挿入される。ケース１０２は、リレー装置本体１０１が挿入された後に、開口部から、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料が流入される。これによって、ケース１０２の中空部分が封止される。このとき、ケース１０２からは、リード線１０５のみが延出される。リレー装置１００は、ケース１０２から延出されたリード線１０５を介して外部回路と電気的接続が図られる。なお、本実施例では、回路基板１０３上に電子部品１０４を搭載し、回路基板１０３からリード線１０５を引き出す構成としたが、配線のパターンに打ち抜かれたリードパターンに電子部品１０４を直接搭載するようにしてもよい。 The relay device 100 according to this embodiment includes a relay device main body 101 and a case 102. The relay device main body 101 has a configuration in which an electronic component 104 is mounted on a circuit board 103 and lead wires 105 are drawn from the circuit board 103. The case 102 has a structure in which one side surface of a rectangular parallelepiped having a hollow structure is opened. The relay apparatus main body 101 is inserted into the case 102 from the opening. After the relay device main body 101 is inserted into the case 102, a resin material such as an epoxy resin or a urethane resin is introduced from the opening. As a result, the hollow portion of the case 102 is sealed. At this time, only the lead wire 105 is extended from the case 102. The relay device 100 is electrically connected to an external circuit via a lead wire 105 extended from the case 102. In this embodiment, the electronic component 104 is mounted on the circuit board 103 and the lead wire 105 is pulled out from the circuit board 103. However, the electronic component 104 is directly mounted on the lead pattern punched out in the wiring pattern. You may do it.

回路基板１０３上には、図１に示すような入力回路１１１、フォトＩＣカプラ１１２、駆動回路１１３、スイッチング用トランジスタＱ11、保護用ダイオードＤ11、バイアス電圧調整用抵抗Ｒ11を含む回路が形成されている。 A circuit including an input circuit 111, a photo IC coupler 112, a drive circuit 113, a switching transistor Q11, a protective diode D11, and a bias voltage adjusting resistor R11 as shown in FIG. 1 is formed on the circuit board 103. .

入力回路１１１は、抵抗Ｒ21、Ｒ22から構成される。抵抗Ｒ21は、一端が入力端子Ｔin31に接続され、他端が抵抗Ｒ22の一端及び入出力絶縁回路１１２の入力端子Ｔin41に接続されている。抵抗Ｒ22は、一端が抵抗Ｒ21の他端とフォトＩＣカプラ１１２の入力端子Ｔin41との接続点に接続され、入力端子Ｔin32及びフォトＩＣカプラ１１２の入力端子Ｔin42に接続されている。入力回路１１１は、入力端子Ｔin32と入力端子Ｔin32との間に印加される電圧を抵抗Ｒ21、Ｒ22で分圧した電圧をフォトＩＣカプラ１１２の入力端子Ｔin41と入力端子Ｔin42との間に印加する。 The input circuit 111 includes resistors R21 and R22. The resistor R21 has one end connected to the input terminal Tin31 and the other end connected to one end of the resistor R22 and the input terminal Tin41 of the input / output insulation circuit 112. The resistor R22 has one end connected to a connection point between the other end of the resistor R21 and the input terminal Tin41 of the photo IC coupler 112, and is connected to the input terminal Tin32 and the input terminal Tin42 of the photo IC coupler 112. The input circuit 111 applies a voltage obtained by dividing the voltage applied between the input terminal Tin32 and the input terminal Tin32 by the resistors R21 and R22 between the input terminal Tin41 and the input terminal Tin42 of the photo IC coupler 112.

フォトＩＣカプラ１１２は、光結合装置に相当し、発光ダイオードＤL、フォトダイオードＤp、差動回路１２１を一つのパッケージに収納した構成とされる。フォトＩＣカプラ１１２の入力端子Ｔin41はその内部で発光ダイオードＤLのカソードに接続され、入力端子Ｔin42はその内部で発光ダイオードＤLのアノードに接続されている。 The photo IC coupler 112 corresponds to an optical coupling device, and has a configuration in which the light emitting diode DL, the photodiode Dp, and the differential circuit 121 are housed in one package. The input terminal Tin41 of the photo IC coupler 112 is internally connected to the cathode of the light emitting diode DL, and the input terminal Tin42 is internally connected to the anode of the light emitting diode DL.

発光ダイオードＤLは、入力端子Ｔin41と入力端子Ｔin42との間の電圧が発光ダイオードＤLの順方向電圧ＶF以上になると、オンし、電流が流れて、発光する。発光ダイオードＤLで発光した光は、フォトダイオードＤpに供給される。フォトダイオードＤpは、差動回路１２１と同じＩＣチップ上に形成されている。フォトダイオードＤpは、アノード及びカソードが差動回路１２１の入力端子に接続されている。 The light emitting diode DL is turned on when the voltage between the input terminal Tin41 and the input terminal Tin42 becomes equal to or higher than the forward voltage VF of the light emitting diode DL, and a current flows to emit light. The light emitted from the light emitting diode DL is supplied to the photodiode Dp. The photodiode Dp is formed on the same IC chip as the differential circuit 121. The photodiode Dp has an anode and a cathode connected to the input terminal of the differential circuit 121.

差動回路１２１は、オープンコレクタ出力とされており、出力端子Ｔout41に接続されている。出力端子Ｔout41は、発光ダイオードＤLが発光すると、ローレベルとなる。 The differential circuit 121 is an open collector output and is connected to an output terminal Tout41. The output terminal Tout41 becomes low level when the light emitting diode DL emits light.

また、差動回路１２１には、バイアス端子Ｔbias41からバイアス電圧Ｖbias1が印加される。バイアス端子Ｔbias41は、抵抗Ｒ11を介してバイアス電圧供給端子Ｔbias31に接続されている。バイアス電圧供給端子Ｔbias31には、外部からバイアス電圧Ｖbias0が印加される。なお、出力端子Ｔout42は、ＧＮＤ電位などの基底電位とされており、出力端子Ｔout32に接続される。 In addition, a bias voltage Vbias1 is applied to the differential circuit 121 from a bias terminal Tbias41. The bias terminal Tbias41 is connected to the bias voltage supply terminal Tbias31 via the resistor R11. A bias voltage Vbias0 is externally applied to the bias voltage supply terminal Tbias31. The output terminal Tout42 has a base potential such as a GND potential and is connected to the output terminal Tout32.

上記構成のフォトＩＣカプラ１１２では、オン時間、オフ時間を１０〜２０ｎｓｅｃ程度にすることができる。これは、フォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトリレーなどを用いたフォトカプラに比べて非常に短い時間となっている。 In the photo IC coupler 112 configured as described above, the on time and the off time can be set to about 10 to 20 nsec. This is a very short time compared to a photocoupler using a phototransistor, a photothyristor, a photorelay, or the like.

したがって、フォトＩＣカプラ１１２は、フォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトリレーなどを用いたフォトカプラに比べて入力信号に対する出力信号の応答が高速化である。フォトＩＣカプラ１１２の出力端子Ｔout41、Ｔout42は、駆動回路１１３に接続されている。 Therefore, the photo IC coupler 112 has a faster response of the output signal to the input signal than a photo coupler using a photo transistor, a photo thyristor, a photo relay, or the like. The output terminals Tout41 and Tout42 of the photo IC coupler 112 are connected to the drive circuit 113.

駆動回路１１３は、コンデンサＣ11、抵抗Ｒ31から構成される。コンデンサＣ11は、一端がフォトＩＣカプラ１１２の出力端子Ｔout41に接続されるとともに抵抗Ｒ31を介してスイッチング用トランジスタＱ11のベースに接続される。駆動回路１１３は、フォトＩＣカプラ１１２の出力の脈動を抑制して、スイッチング用トランジスタＱ11のベースに供給する。スイッチング用トランジスタＱ11は、コレクタが出力端子Ｔout31に接続され、エミッタが出力端子Ｔout32に接続される。スイッチング用トランジスタＱ11は、駆動回路１１３の出力によりスイッチングし、出力端子Ｔout31と出力端子Ｔout32との間を開放又は短絡状態とする。 The drive circuit 113 includes a capacitor C11 and a resistor R31. Capacitor C11 has one end connected to output terminal Tout41 of photo IC coupler 112 and to the base of switching transistor Q11 via resistor R31. The drive circuit 113 suppresses the pulsation of the output of the photo IC coupler 112 and supplies it to the base of the switching transistor Q11. The switching transistor Q11 has a collector connected to the output terminal Tout31 and an emitter connected to the output terminal Tout32. The switching transistor Q11 is switched by the output of the drive circuit 113, and opens or shorts between the output terminal Tout31 and the output terminal Tout32.

保護用ダイオードＤ11は、アノードが出力端子Ｔout32に接続され、カソードが出力端子Ｔout31に接続されている。保護用ダイオードＤ11は、定電圧ダイオードから構成され、出力端子Ｔout31と出力端子Ｔout32との間の電圧を一定電圧以下に維持して、回路を保護する。 The protective diode D11 has an anode connected to the output terminal Tout32 and a cathode connected to the output terminal Tout31. The protective diode D11 is composed of a constant voltage diode, and protects the circuit by maintaining the voltage between the output terminal Tout31 and the output terminal Tout32 below a certain voltage.

図４は本発明の第１実施例の動作説明図を示す。図４（Ａ）は入力信号、図４（Ｂ）は出力信号を示す。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. 4A shows an input signal, and FIG. 4B shows an output signal.

図４（Ａ）に示すように入力信号が時刻ｔ１で立ち上がってから、図４（Ｂ）に示す出力がその振幅の９０％まで立ち上がるまでの時間をオン時間ｔonとすると、本実施例のリレー装置１００では、フォトＩＣカプラ１１２を用いることによりオン時間ｔonは約５〜１０μｓｅｃ程度にすることができる。一方、従来のフォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトリレーなどを用いたフォトカプラを用いたリレー装置１では、そのオン時間は、３０μｓｅｃである。 As shown in FIG. 4 (A), when the time from when the input signal rises at time t1 to when the output shown in FIG. 4 (B) rises to 90% of its amplitude is the on time ton, the relay of this embodiment. In the apparatus 100, the on-time ton can be set to about 5 to 10 μsec by using the photo IC coupler 112. On the other hand, in the relay device 1 using a photocoupler using a conventional phototransistor, photothyristor, photorelay, etc., the ON time is 30 μsec.

したがって、本実施例のフォトＩＣカプラ１１２を用いたリレー装置１００では、従来の従来のフォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトリレーなどを用いたフォトカプラを用いたリレー装置１に比べてそのオン時間を約１／３にすることができる。 Therefore, in the relay device 100 using the photo IC coupler 112 of the present embodiment, the ON time is reduced compared to the conventional relay device 1 using a photo coupler using a photo transistor, a photo thyristor, a photo relay, or the like. It can be reduced to 1/3.

このように、本実施例によれば、入出力絶縁回路として、フォトＩＣカプラ１１２を用いることにより、入力信号に対するスイッチングを高速化できる。 As described above, according to this embodiment, by using the photo IC coupler 112 as the input / output insulating circuit, the switching with respect to the input signal can be speeded up.

なお、このとき、バイアス電圧供給端子Ｔbias31には、出力端子Ｔout31、Ｔout32に接続される負荷側からではなく、入力端子Ｔin31、Ｔin32が接続される入力側からバイアス電圧を供給される。これによって、バイアス電圧がリレー装置１００のスイッチングによる負荷の変動の影響を受けることなくなる。したがって、フォトＩＣカプラ１１２を安定して駆動させることが可能となる。 At this time, the bias voltage supply terminal Tbias31 is supplied with a bias voltage not from the load side connected to the output terminals Tout31 and Tout32 but from the input side to which the input terminals Tin31 and Tin32 are connected. As a result, the bias voltage is not affected by load fluctuations caused by switching of the relay device 100. Therefore, the photo IC coupler 112 can be driven stably.

〔第２実施例〕
図５は本発明の第２実施例のブロック構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 5 shows a block diagram of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as in FIG.

本実施例のリレー装置２００は、フォトＩＣカプラ１１２のバイアス電圧供給端子Ｔbias41に印加するバイアス電圧を生成する電圧生成回路２１１を有する。 The relay device 200 of this embodiment includes a voltage generation circuit 211 that generates a bias voltage to be applied to the bias voltage supply terminal Tbias41 of the photo IC coupler 112.

電圧生成回路２１１には、交流電源入力端子Ｔacが接続されており、交流電源入力端子Ｔacに供給される交流電源からバイアス電圧を生成し、フォトＩＣカプラ１１２のバイアス電圧供給端子Ｔbias41に供給する。なお、交流電源入力端子Ｔacに供給される交流電源は、別途、専用に交流電源を生成する必要はなく、例えば、マイコンなどのクロックを増
幅して用いるようにしてもよい。 An AC power supply input terminal Tac is connected to the voltage generation circuit 211, generates a bias voltage from the AC power supplied to the AC power supply input terminal Tac, and supplies the bias voltage to the bias voltage supply terminal Tbias41 of the photo IC coupler 112. Note that the AC power supplied to the AC power input terminal Tac does not need to be generated separately. For example, a clock of a microcomputer or the like may be amplified and used.

電圧生成回路２１１は、トランス２２１、ダイオードＤ21、キャパシタＣ21から構成されている。トランス２２１は、交流電源入力端子Ｔacに入力された交流電源の電圧を所望の電圧に変圧する。トランス２２１で変圧された交流出力は、ダイオードＤ21及びキャパシタＣ21から構成される整流・平滑回路で整流・平滑化されて、バイアス電圧Ｖbias0としてフォトＩＣカプラ１１２のバイアス電圧供給端子Ｔbias41に供給される。 The voltage generation circuit 211 includes a transformer 221, a diode D21, and a capacitor C21. The transformer 221 transforms the voltage of the AC power input to the AC power input terminal Tac to a desired voltage. The AC output transformed by the transformer 221 is rectified and smoothed by a rectifying / smoothing circuit including a diode D21 and a capacitor C21, and supplied to the bias voltage supply terminal Tbias41 of the photo IC coupler 112 as a bias voltage Vbias0.

本実施例によれば、リレー装置２００の内部にバイアス電圧を生成するための回路を有するので、外部回路を簡略化できる。 According to this embodiment, since the circuit for generating the bias voltage is provided inside the relay device 200, the external circuit can be simplified.

〔第３実施例〕
図６は本発明の第３実施例のブロック構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 [Third embodiment]
FIG. 6 shows a block diagram of the third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as in FIG.

本実施例のリレー装置３００は、交流（ＡＣ）動作を行うリレー装置であり、入出力絶縁回路をトランス３１１で構成した構成とされている。 The relay device 300 according to the present embodiment is a relay device that performs an alternating current (AC) operation, and has a configuration in which an input / output insulation circuit is configured by a transformer 311.

トランス３１１は、１次コイルＬ11と２次コイルＬ12とを共通のコアに巻回した構成とされている。１次コイルＬ11は、正極性側端子ＴL1+が入力回路１１１の抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との接続点が接続され、負極性側端子ＴL1-が入力端子Ｔin32に接続される。１次コイルＬ11には、入力端子Ｔin11、Ｔin12の間に印加される入力電圧に応じた電流が流れ、流れた電流に応じて励磁される。１次コイルＬ11により励磁された磁束は、コアを介して２次コイルＬ12に伝達される。 The transformer 311 has a configuration in which a primary coil L11 and a secondary coil L12 are wound around a common core. The primary coil L11 has a positive polarity side terminal TL1 + connected to a connection point between the resistor R11 and the resistance R12 of the input circuit 111, and a negative polarity side terminal TL1- connected to the input terminal Tin32. A current corresponding to the input voltage applied between the input terminals Tin11 and Tin12 flows through the primary coil L11, and is excited according to the flowing current. The magnetic flux excited by the primary coil L11 is transmitted to the secondary coil L12 through the core.

２次コイルＬ12には、１次コイルＬ11からコアを介して電圧された磁束の変化に応じた電流が流れ、正極性側端子ＴL2+と負極性側端子ＴL2-との間に流れる電流に応じた電圧が発生する。２次コイルＬ12に発生した電圧は、２次コイルＬ12の正極性側端子ＴL2+と負極性側端子ＴL2-とを介して駆動回路３１２に印加される。 In the secondary coil L12, a current corresponding to the change in the magnetic flux voltage applied from the primary coil L11 through the core flows, and in accordance with the current flowing between the positive polarity side terminal TL2 + and the negative polarity side terminal TL2-. Voltage is generated. The voltage generated in the secondary coil L12 is applied to the drive circuit 312 via the positive polarity side terminal TL2 + and the negative polarity side terminal TL2- of the secondary coil L12.

駆動回路３１２は、抵抗Ｒ31、Ｒ32から構成される。抵抗Ｒ31、Ｒ32は、２次コイルＬ12の正極性側端子ＴL2+と負極性側端子ＴL2-との間に発生する電圧を分圧し、その接続点から出力する。抵抗Ｒ31と抵抗Ｒ32との接続点は、トランジスタＱ11のベースに接続される。トランジスタＱ11は、抵抗Ｒ31と抵抗Ｒ32の接続点の電圧がハイレベルのときにオンし、ローレベルのときにオフする。 The drive circuit 312 includes resistors R31 and R32. The resistors R31 and R32 divide the voltage generated between the positive polarity side terminal TL2 + and the negative polarity side terminal TL2- of the secondary coil L12 and output it from the connection point. The connection point between the resistor R31 and the resistor R32 is connected to the base of the transistor Q11. The transistor Q11 is turned on when the voltage at the connection point between the resistor R31 and the resistor R32 is high level and turned off when the voltage is low level.

以上により、入力端子Ｔin11、Ｔin12に印加される入力電圧に応じて出力端子Ｔout31と出力端子Ｔout32との間を開放又は短絡させることができる。 As described above, the output terminal Tout31 and the output terminal Tout32 can be opened or short-circuited according to the input voltage applied to the input terminals Tin11 and Tin12.

本実施例によれば、入出力絶縁回路としてトランス３１１を用いることによりに、トランスは高周波性能が高いために、入力電圧に対してスイッチング用トランジスタＱ11を遅延なく、高速でスイッチング動作させることができる。 According to the present embodiment, by using the transformer 311 as the input / output insulation circuit, the transformer has high frequency performance, so that the switching transistor Q11 can be switched at high speed without delay with respect to the input voltage. .

また、本実施例の構成では、トランス３１１だけで構成できるため、周囲回路を簡略化でき、よって、リレー装置３００を小型化することが可能となる。 Further, in the configuration of the present embodiment, since it can be configured only by the transformer 311, the peripheral circuit can be simplified, and thus the relay device 300 can be reduced in size.

図７は本発明の第３実施例の分解斜視図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 7 shows an exploded perspective view of the third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施例のリレー装置３００は、リードフレーム４０１、電子部品４０２、ケース４０３から構成される。リードフレーム４０１には、電子部品４０２が半田付けされる。電子部品４０２は、リードフレーム４０１により互いに接続される。 The relay device 300 according to this embodiment includes a lead frame 401, an electronic component 402, and a case 403. An electronic component 402 is soldered to the lead frame 401. The electronic components 402 are connected to each other by a lead frame 401.

リードフレーム４０１は、電子部品４０２が半田付けされた後に図３に示すように線分ａ及びｂで折曲され、図３に示すような形状とされる。 The lead frame 401 is bent at line segments a and b as shown in FIG. 3 after the electronic component 402 is soldered, and has a shape as shown in FIG.

リードフレーム４０１のうち電子部品４０２が搭載された部分Ａは、ケース４０３内に収納される。ケース４０３は、中空構造の直方体の一側面を開口した構成とされ、開口部分からリードフレーム４０１の部分Ａが挿入される。ケース４０３には、リードフレーム４０１の部分Ａが挿入された後に、開口部から、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料が流入され、中空部分が封止される。このとき、ケース４０３からは、入出力端子用リード線４０５のみが延出される。 A portion A of the lead frame 401 where the electronic component 402 is mounted is housed in the case 403. The case 403 has a configuration in which one side surface of a rectangular parallelepiped having a hollow structure is opened, and a portion A of the lead frame 401 is inserted from the opening portion. After the portion A of the lead frame 401 is inserted into the case 403, a resin material such as an epoxy resin or a urethane resin is introduced from the opening, and the hollow portion is sealed. At this time, only the input / output terminal lead wire 405 is extended from the case 403.

なお、このとき、入力端子用リード４０５ａ、出力端子用リード４０５ｂは、従来のリレー装置と同じ配列に設定されている。これにより、本実施例のリレー装置３００を、リレー装置を搭載するプリント配線板のパターンはそのままに、従来のリレー装置に代えて搭載することができる。 At this time, the input terminal lead 405a and the output terminal lead 405b are set in the same arrangement as the conventional relay device. As a result, the relay device 300 of the present embodiment can be mounted in place of the conventional relay device without changing the pattern of the printed wiring board on which the relay device is mounted.

また、入端子用リード４０５ａは、リードフレーム４０１を構成するフレーム部４０６ａの矢印Ｘ１方向の端部に接続され、出力端子用リード４０５ｂは、一つの装置を構成するリードフレーム４０１のフレーム部４０６ｂの矢印Ｘ２方向の端部に接続されている。 The input terminal lead 405a is connected to the end of the frame portion 406a constituting the lead frame 401 in the direction of the arrow X1, and the output terminal lead 405b is connected to the frame portion 406b of the lead frame 401 constituting one device. It is connected to the end in the direction of arrow X2.

図８は本発明の第３実施例の第１変形例の分解斜視図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 8 is an exploded perspective view of a first modification of the third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG.

本変形例は、リードフレーム５０１の構成が図７とは相違する。 In this modification, the configuration of the lead frame 501 is different from that in FIG.

本変形例のリードフレーム５０１は、一つのフレーム部５０２を有する。入力端子用リード４０５ａはフレーム部５０２の矢印Ｘ１方向の端部に接続され、出力端子用リード４０５ｂはフレーム部５０２の矢印Ｘ２方向の端部に接続されている。リードフレーム５０１を線分ｃ、ｄで折曲することにより、入力端子用リード４０５ａ、出力端子用リード４０５ｂを図８に示すような位置に配置している。 The lead frame 501 of this modification has one frame portion 502. The input terminal lead 405a is connected to the end of the frame portion 502 in the direction of arrow X1, and the output terminal lead 405b is connected to the end of the frame portion 502 in the direction of arrow X2. By bending the lead frame 501 along the line segments c and d, the input terminal lead 405a and the output terminal lead 405b are arranged at positions as shown in FIG.

本変形例によれば、入力端子用リード４０５ａ、出力端子用リード４０５ｂを一つのフレーム部５０２に並べて形成できる。よって、入力端子用リード４０５ａ、出力端子用リード４０５ｂとフレーム部５０２との切断を容易に行える。 According to this modified example, the input terminal lead 405 a and the output terminal lead 405 b can be formed side by side in one frame portion 502. Therefore, the input terminal lead 405a, the output terminal lead 405b, and the frame portion 502 can be easily cut.

〔第４実施例〕
図９は本発明の第４実施例の分解斜視図、図１０は本発明の第４施例の端子配置を説明するための図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 [Fourth embodiment]
FIG. 9 is an exploded perspective view of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining the terminal arrangement of the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG.

本実施例のリード装置６００は、積層して配置されたプリント配線板６０１、６０２から構成される。プリント配線板６０１からは、矢印Ｙ１方向、端部から出力端子Ｔout31、Ｔout32を構成する出力端子用リード６０３ａと入力端子Ｔin31、Ｔin32を構成する入力端子用リード６０３ｂとが延出される。このとき、出力端子用リード６０３ａと入力端子用リード６０３ｂとは、既存のリレー装置と同じ配置で延出される。プリント配線板６０２からは、矢印Ｙ１方向端部からバイアス端子Ｔbias31及びその接地側端子を構成するバイアス端子用リード６０４が延出される。バイアス端子用リード６０４は、図１０に示すように入力端子Ｔin31、Ｔin32に対向した配置される。 The lead device 600 of this embodiment is composed of printed wiring boards 601 and 602 arranged in a stacked manner. From the printed wiring board 601, an output terminal lead 603a constituting the output terminals Tout31 and Tout32 and an input terminal lead 603b constituting the input terminals Tin31 and Tin32 are extended from the end in the arrow Y1 direction. At this time, the output terminal lead 603a and the input terminal lead 603b are extended in the same arrangement as the existing relay device. From the printed wiring board 602, a bias terminal lead 604 constituting the bias terminal Tbias31 and its ground side terminal is extended from the end in the arrow Y1 direction. As shown in FIG. 10, the bias terminal lead 604 is arranged to face the input terminals Tin31 and Tin32.

なお、プリント配線板６０１及びプリント配線板６０２の両基板の、各々の一面に入力回路１１１、フォトＩＣカプラ１１２、駆動回路１１３、スイッチング用トランジスタＱ11、保護用ダイオードＤ11、バイアス電圧調整用抵抗Ｒ11を構成する電子部品１０４が搭載される。また、プリント配線板６０１及びプリント配線板６０２は、電子部品１０４が搭載されていない面を対向させて積層配置され、プリント配線板６０１とプリント配線板６０２とは、リード線又はバンプにより互いに接続され、図２に示すような回路が構成される。なお、プリント配線板６０１、６０２は、ケース１０２に収納されて、樹脂により封止される。本実施例によれば、出力端子用リード６０３ａ及び入力端子用リード６０３ｂを既存のリード装置と同じ配置にでき、また、バイアス端子用リード６０３ｃとを異なるライン状に形成することにより、組立性と使用性を向上できる。 An input circuit 111, a photo IC coupler 112, a drive circuit 113, a switching transistor Q11, a protective diode D11, and a bias voltage adjusting resistor R11 are provided on one surface of each of the printed wiring board 601 and the printed wiring board 602. The electronic component 104 to be configured is mounted. The printed wiring board 601 and the printed wiring board 602 are stacked so that the surfaces on which the electronic components 104 are not mounted are opposed to each other, and the printed wiring board 601 and the printed wiring board 602 are connected to each other by lead wires or bumps. A circuit as shown in FIG. 2 is configured. The printed wiring boards 601 and 602 are accommodated in the case 102 and sealed with resin. According to the present embodiment, the output terminal lead 603a and the input terminal lead 603b can be arranged in the same manner as the existing lead device, and the bias terminal lead 603c is formed in a different line shape, thereby improving the assemblability. Usability can be improved.

図１１は本発明の第４実施例の変形例の分解斜視図を示す。同図中、図９と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 11 shows an exploded perspective view of a modification of the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本変形例は、プリント配線板６０１とプリント配線板６０２とを、その電子部品１０４を搭載する面が同一方向、矢印Ｚ１方向となるように積層した構成とされている。 In this modification, a printed wiring board 601 and a printed wiring board 602 are stacked so that the surface on which the electronic component 104 is mounted is in the same direction and the arrow Z1 direction.

本実施例では、プリント配線板６０１、６０２により構成したが、複数のリードフレームを積層して構成するようにしてもよい。また、図７、図８に示すように、リードフレームを折曲して構成するようにしてもよい。 In this embodiment, the printed wiring boards 601 and 602 are used. However, a plurality of lead frames may be stacked. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the lead frame may be bent.

従来のソリッドステートリレー装置の一例のブロック構成図である。It is a block block diagram of an example of the conventional solid state relay apparatus. 本発明の第１実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of 3rd Example of this invention. 本発明の第３実施例の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of 3rd Example of this invention. 本発明の第３実施例の第１変形例の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the 1st modification of 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of 4th Example of this invention. 本発明の第４実施例の端子配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the terminal arrangement | positioning of 4th Example of this invention. 本発明の第４実施例の変形例の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the modification of 4th Example of this invention.

Explanation of symbols

１００、２００、３００リレー装置
１０１リード装置本体、１０２ケース、１０３回路基板、１０４電子部品
１０５リード線
１１１入力回路、１１２入出力絶縁回路、１１３駆動回路
Ｑ11 スイッチング用トランジスタ、Ｄ11 保護用ダイオード
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ21、Ｒ22 抵抗、ＤL 発光ダイオード、Ｄp フォトダイオード
１２１差動回路、Ｃ11 キャパシタ
２１１電圧生成回路、２１２トランス、Ｄ21 ダイオード、Ｃ21 キャパシタ
３１１トランス、３１２駆動回路
Ｌ11 １次コイル、Ｌ21 ２次コイル、Ｒ31、Ｒ32 抵抗 100, 200, 300 Relay device 101 Lead device body, 102 Case, 103 Circuit board, 104 Electronic component 105 Lead wire 111 Input circuit, 112 Input / output insulation circuit, 113 Drive circuit Q11 Switching transistor, D11 Protection diode R11, R12 , R21, R22 resistance, DL light emitting diode, Dp photodiode 121, differential circuit, C11 capacitor 211 voltage generation circuit, 212 transformer, D21 diode, C21 capacitor 311 transformer, 312 drive circuit L11 primary coil, L21 secondary coil, R31 , R32 resistance

Claims

An input side and an output side coupled in an insulated state, an input output isolation circuit you output an output signal corresponding to an input signal,
A switching circuit that switches between output terminals in accordance with an output signal of the input / output isolation circuit ;
A lead frame on which the input / output insulation circuit and the switching circuit are mounted and having an extended input terminal lead and an output terminal lead; and
A case in which the lead frame is housed, and a relay device comprising:
The input / output insulation circuit is composed of a transformer,
Since the lead frame is housed in the case, the input terminal lead extends from one end of the opening of the case in a direction in which the input / output insulation circuit and the switching circuit are mounted on the lead frame. The lead frame is bent so that the output terminal lead extends from the other end .

An input side and an output side coupled in an insulated state, an input output isolation circuit you output an output signal corresponding to an input signal,
A switching circuit that switches between output terminals in accordance with an output signal of the input / output isolation circuit ;
The input / output insulation circuit and the switching circuit are mounted, and an input terminal lead and an output terminal lead extended, and a lead frame having a frame part,
A case in which the lead frame is housed, and a relay device comprising:
The input / output insulation circuit is composed of a transformer,
Before the lead frame is bent, it has the input terminal lead at one end of the frame part, and the output terminal lead at the other end,
Since the lead frame is housed in the case, the input terminal lead extends from one end of the opening of the case in a direction in which the input / output insulation circuit and the switching circuit are mounted on the lead frame. The lead frame is formed at the boundary between the frame portion and the input terminal lead, and at the boundary between the frame portion and the output terminal lead so that the output terminal lead extends from the other end. A relay device that is bent .

The transformer includes a primary coil excited by the input signal;
Relay apparatus of claim 1, wherein a and a secondary coil for outputting an output signal corresponding to the excitation as the output signal of the primary coil.