JP6776652B2 - Relay control device and earth leakage safety device - Google Patents
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Description
この発明はリレー制御装置および漏電安全装置に関し、より特定的には、開放状態のリレーを閉成する際の制御に関する。 The present invention relates to a relay control device and an earth leakage safety device, and more specifically, to control when a relay in an open state is closed.
電源および負荷の間にリレーを配置して、異常発生時に電力経路を強制的に遮断する構成が一般的に用いられている。たとえば、特許第4949927号公報(特許文献1)および特開2014−127349号公報(特許文献2)には、電源および負荷の間に接続されたリレーを漏電検出時に開放する漏電遮断器の構成が記載されている。 A configuration is generally used in which a relay is arranged between the power supply and the load to forcibly cut off the power path when an abnormality occurs. For example, Japanese Patent No. 4949927 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-127349 (Patent Document 2) include an earth leakage breaker that opens a relay connected between a power supply and a load when an earth leakage is detected. Are listed.
特に、特許文献1および2には、漏電検出時にリレーが正常に開放できるか否かを試験するために、強制的に漏電状態を形成するためのテストスイッチと、開放状態のリレーを再度閉成するためのリセットスイッチとを具備する構成が記載されている。
In particular, in
電源からコンデンサインプット型の負荷への給電開始時には、コンデンサを充電するために突入電流が発生することが知られている。したがって、電源および負荷の間に接続されたリレーについて、開放状態から閉成する操作タイミングと、突入電流の発生タイミングとが重なると、火花の発生等によって接点間に溶着が発生する等の故障が生じることが懸念される。 It is known that an inrush current is generated to charge the capacitor when the power supply from the power source to the capacitor input type load is started. Therefore, if the operation timing for closing the relay connected between the power supply and the load and the inrush current generation timing overlap, a failure such as welding between the contacts due to sparks or the like may occur. There is concern that it will occur.
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、開放状態のリレーを閉成する際にリレーに故障が発生するのを防止することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to prevent a failure of the relay when the relay in the open state is closed.
この発明のある局面によれば、リレー制御装置は、交流電源および負荷の間に接続されたリレーの制御装置であって、閉成状態のリレーを開放するための第1の駆動回路と、開放状態のリレーを閉成するための第2の駆動回路と、タイミング制限回路とを備える。タイミング制限回路は、交流電源から供給される交流電圧の電圧位相が、正の電圧ピーク位相を含む第1の所定範囲内にあるとき、または、負の電圧ピーク位相を含む第2の所定範囲内にあるときに、第2の駆動回路の動作を無効化するように構成される。 According to one aspect of the invention, a relay controller is a relay controller connected between an AC power supply and a load, with a first drive circuit for opening the closed relay and an open relay. It includes a second drive circuit for closing the state relay and a timing limiting circuit. The timing limiting circuit is used when the voltage phase of the AC voltage supplied from the AC power supply is within the first predetermined range including the positive voltage peak phase, or within the second predetermined range including the negative voltage peak phase. It is configured to invalidate the operation of the second drive circuit when it is in.
上記リレー制御装置によれば、コンデンサインプット型の負荷に対して大きな負荷電流が流れる、電圧ピーク位相近傍の電圧位相範囲内において、開放状態のリレーが閉成されることを防止できる。したがって、当該電圧位相範囲内でリレーが投入されることにより、大電流による溶着故障が発生することを回避できる。 According to the relay control device, it is possible to prevent the relay in the open state from being closed in the voltage phase range near the voltage peak phase in which a large load current flows with respect to the capacitor input type load. Therefore, when the relay is turned on within the voltage phase range, it is possible to avoid the occurrence of welding failure due to a large current.
この発明の他の局面では、漏電安全装置は、電力線によって交流電源から電力を供給される負荷に設けられる漏電安全装置であって、交流電源および負荷の間に接続されたリレーと、電力線の電流に基づいて漏電の発生を検知する漏電検知回路と、漏電検知回路によって漏電の発生が検知されたときにリレーを開放するための制御回路と、制御回路からの指令に応じて閉成状態のリレーを開放するための第1の駆動回路と、開放状態のリレーを閉成するための第2の駆動回路と、タイミング制限回路とを備える。タイミング制限回路は、交流電源から供給される交流電圧の電圧位相が、正の電圧ピーク位相を含む第1の所定範囲内にあるとき、または、負の電圧ピーク位相を含む第2の所定範囲内にあるときに、第2の駆動回路の動作を無効化するように構成される。 In another aspect of the invention, the earth leakage safety device is an earth leakage safety device provided on a load supplied with power from an AC power supply by a power line, and is a relay connected between the AC power supply and the load and a current of the power line. An earth leakage detection circuit that detects the occurrence of an earth leakage based on, a control circuit that opens the relay when the earth leakage detection circuit detects the occurrence of an earth leakage, and a relay that is closed according to a command from the control circuit. A first drive circuit for opening the circuit, a second drive circuit for closing the relay in the open state, and a timing limiting circuit are provided. The timing limiting circuit is used when the voltage phase of the AC voltage supplied from the AC power supply is within the first predetermined range including the positive voltage peak phase, or within the second predetermined range including the negative voltage peak phase. It is configured to invalidate the operation of the second drive circuit when it is in.
上記漏電安全装置によれば、コンデンサインプット型の負荷に対して大きな負荷電流が流れる、電圧ピーク位相近傍の電圧位相範囲内において、開放状態のリレーが閉成されることを防止できる。したがって、漏電検出によって開放されたリレーを投入する際に、大電流による溶着故障が発生することを回避できる。 According to the above-mentioned earth leakage safety device, it is possible to prevent the relay in the open state from being closed in the voltage phase range near the voltage peak phase in which a large load current flows with respect to the capacitor input type load. Therefore, it is possible to avoid a welding failure due to a large current when the relay opened by the leakage detection is turned on.
好ましくは、リレー制御装置および漏電安全装置の各々において、タイミング制限回路は、交流電源からの交流電圧の電圧位相がゼロクロス点を含む第3の所定範囲内であるときのみ第2の駆動回路の動作を有効化するように構成される。第3の所定範囲は、第1および第2の所定範囲の両方と重複しないように設定される。 Preferably, in each of the relay control device and the earth leakage safety device, the timing limiting circuit operates the second drive circuit only when the voltage phase of the AC voltage from the AC power supply is within the third predetermined range including the zero crossing point. Is configured to enable. The third predetermined range is set so as not to overlap with both the first and second predetermined ranges.
このように構成すると、比較的検出が容易であるゼロクロス点の前後の電圧位相範囲においてのみ開放状態のリレーを閉成できるように、リレーの投入タイミングを制限することができる。これにより、簡易な回路構成によって、電圧ピーク位相近傍の電圧位相範囲を避けたタイミングでリレーを投入することが可能となる。 With this configuration, it is possible to limit the relay on timing so that the relay in the open state can be closed only in the voltage phase range before and after the zero cross point, which is relatively easy to detect. This makes it possible to turn on the relay at a timing that avoids the voltage phase range near the voltage peak phase with a simple circuit configuration.
さらに好ましくは、リレー制御装置および漏電安全装置の各々において、リレーは、デフォルトで閉成状態である一方で、制御コイルへの励磁電流の供給に応じて開放状態となるように構成される。第1の駆動回路は、第1のノードと、サイリスタとを含む。第1のノードは、制御コイルを経由して励磁電流の電源を供給する第1の電圧線と接続される。サイリスタは、第1のノードと、第1の電圧線よりも低い電圧を供給する第2の電圧線との間に接続される。タイミング制限回路は、トランジスタおよび制御ユニットを含む。トランジスタは、第1のノードおよび第2の電圧線の間に接続される。制御ユニットは、ゼロクロス点の検出に応じて電圧位相が第3の所定範囲内であるときにトランジスタをオンするように構成される。第2の駆動回路は、開放状態のリレーを閉成するためにオンされるスイッチ素子を含む。スイッチ素子は、第1のノードおよび第2の電圧線の間に、トランジスタと直列に接続される。また、漏電安全装置では、制御回路は、漏電の発生が検知されたときに、サイリスタを導通させるためのゲートパルスを出力するように構成される。 More preferably, in each of the relay control device and the earth leakage safety device, the relay is configured to be in the closed state by default, while being opened in response to the supply of the exciting current to the control coil. The first drive circuit includes a first node and a thyristor. The first node is connected to a first voltage line that supplies power for the exciting current via the control coil. The thyristor is connected between the first node and a second voltage line that supplies a lower voltage than the first voltage line. The timing limiting circuit includes a transistor and a control unit. The transistor is connected between the first node and the second voltage line. The control unit is configured to turn on the transistor when the voltage phase is within a third predetermined range in response to the detection of the zero cross point. The second drive circuit includes a switch element that is turned on to close the relay in the open state. The switch element is connected in series with the transistor between the first node and the second voltage line. Further, in the earth leakage safety device, the control circuit is configured to output a gate pulse for conducting the thyristor when the occurrence of the earth leakage is detected.
このように構成すると、簡易な回路構成によって、タイミング制限回路を構成することが可能となる。 With this configuration, it is possible to configure a timing limiting circuit with a simple circuit configuration.
この発明によれば、開放状態のリレーを閉成する際にリレーに故障が発生するのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a failure from occurring in the relay when the relay in the open state is closed.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the figure are designated by the same reference numerals, and the explanations will not be repeated in principle.
図1は、本発明の実施の形態に従うリレー制御装置の適用例である漏電安全装置50の構成を説明する回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an earth
図1を参照して、交流電源10は、交流電圧Vacを供給する。負荷20は、交流電源10から、電力線31および32で構成された電力ケーブル30によって電力を供給される。漏電安全装置50は、負荷20での漏電検出時に、交流電源10から負荷20への電力供給経路を遮断するように構成される。
With reference to FIG. 1, the
漏電安全装置50は、漏電検出回路35と、電力線31,32に介挿接続されたリレー40と、テストスイッチ51と、リセットスイッチ52と、制御コイル60と、電源回路70と、サイリスタ80と、制御回路100と、投入タイミング制限回路105とを備える。制御回路100は、たとえばマイクロコンピュータで構成されて、漏電安全装置50の動作を制御する。
The earth
リレー40は、代表的には電磁接触器で構成されて、制御コイル60への励磁電流Iexの供給有無に応じて、電流経路を形成または遮断するように構成される。図1の構成例では、制御コイル60は、閉成状態を維持するための付勢力が作用するように構成されており、励磁電流Iexの給電時に、当該付勢力に打ち勝つような電磁力が制御コイル60から出力されることによって開放されるものとする。デフォルト状態では、サイリスタ80が非導通とされており励磁電流は制御コイル60に供給されていない。すなわち、リレー40は閉成状態とされて、交流電源10から負荷20に対して交流電圧が供給されている。
The
電源回路70は、電源配線75に対して、制御電源電圧V1を出力する。電源回路70は、ダイオード71と、抵抗素子72と、平滑キャパシタ73とを有する。ダイオード71および抵抗素子72は、電力線31および電源配線75の間に直列に接続される。ダイオード71は、電力線31から電源配線75へ向かう方向を順方向とするように接続された、交流電圧Vacを半波整流する。この結果、電源配線75には、半波整流された交流電圧を平滑した直流電圧として、制御電源電圧V1が生成される。
The
制御コイル60は、電源配線75とノードN1との間に接続される。ノードN1は、サイリスタ80を経由して、接地配線76と接続される。サイリスタ80は、ノードN1から接地配線76へ向かう方向を順方向として接続される。サイリスタ80のゲート(制御電極)は、制御回路100の出力端子P3と接続されている。
The
リレー40の閉成状態(すなわち、励磁電流Iexの非供給時)において、制御回路100がゲートパルスを出力端子P3へ出力すると、非導通状態のサイリスタ80が導通される。これにより、サイリスタ80が消弧されるまで、電源配線75から接地配線76へ至る電流経路が連続的に形成されることにより、制御コイル60に励磁電流が供給される。これにより、閉成状態のリレー40を開放することができる。すなわち、サイリスタ80によって「第1の駆動回路」を形成することができる。
When the
漏電検出回路35は、電力線31および32に巻回された検出コイル36を有する。検出コイル36の両端は、RCフィルタ回路を経由して、制御回路の入力端子P1およびP2に接続されている。
The earth
漏電が発生していない正常時には、電力線31および電力線32の電流は均衡するので、検出コイル36の両端には電圧が発生しない。一方で、負荷20に漏電が発生すると、電力線31および32の電流が不均衡となることにより、検出コイル36の両端に電圧が発生する。この結果、制御回路100は、入力端子P1およびP2間の検出電圧Vlnに応じて、漏電の発生を検知することができる。
In the normal state where no electric leakage occurs, the currents of the
図2は、漏電安全装置50の動作を説明するためのフローチャートである。図2に示された制御処理は、制御回路100によって繰返し実行することができる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the earth
図2を参照して、制御回路100は、ステップS100により、入力端子P1およびP2間の検出電圧Vlnを読込む。制御回路100は、ステップS110により、ステップS110で読込まれた検出電圧Vlnを判定電圧Vtと比較する。
With reference to FIG. 2, the
制御回路100は、Vln<Vtのとき(S110のNO判定時)には、ステップS140により漏電を非検出として、ステップS150では、サイリスタ80を非導通に維持するために、出力端子P3の電圧を接地電圧GNDに維持する。これにより、リレー40は閉成状態に維持されて、交流電源10から負荷20への電力供給経路が形成される。
When Vln <Vt (NO determination in S110), the
これに対して、制御回路100は、Vln>Vtのとき(S110のYES判定時)には、ステップS120に処理を進めて漏電を検出するとともに、ステップS130により、サイリスタ80を導通するためのゲートパルスを、出力端子P3から出力する。これにより、上述のように、サイリスタ80の導通によって制御コイル60に励磁電流が供給されることにより、リレー40が開放される。この結果、負荷20での漏電検出時に、交流電源10から負荷20への電力供給経路を遮断することができる。
On the other hand, when Vln> Vt (when YES is determined in S110), the
再び図1を参照して、テストスイッチ51は、電力線31および32の間に接続される。テストスイッチ51がユーザ操作に応じてオンされると、抵抗素子を経由して電力線31および32が接続されることにより、試験的に漏電状態を発生させることができる。したがって、テストスイッチ51のオン時に、図2の制御処理によってリレー40が正常に開放されるか否かを試験することにより、漏電安全装置50の動作確認を行うことができる。
With reference to FIG. 1 again, the
図3には、交流電源10の電圧および負荷電流の概念的な波形図が示される。
図3を参照して、交流電源10は、代表的には商用交流電源で構成されて、所定周波数を有する交流電圧Vacを出力する。交流電圧Vacは、時刻t1,t2,t3において、Vac=0となる。時刻t1〜t3の時間長は、上記所定周波数の逆数に相当する。
FIG. 3 shows a conceptual waveform diagram of the voltage and load current of the
With reference to FIG. 3, the
負荷20が、いわゆるコンデンサインプット型である場合には、ピーク電圧近傍でコンデンサの充電電流が発生することにより、交流電源10から負荷20へ流れる負荷電流Ildは、正のピーク電圧が発生する時刻taおよび負のピーク電圧が発生する時刻tbの近傍で集中的に発生する。交流電圧Vacの1周期を電圧位相0〜360度で表現すると、電圧位相=0度、180度、360度(時刻t1,t2,t3)において、Vac=0となるゼロクロス点が出現する。さらに、電圧位相=90度(すなわち、正の電圧ピーク位相に対応する時刻ta)を含む電圧位相範囲T1、および、電圧位相=270度(すなわち、負の電圧ピーク位相に対応する時刻tb)を含む電圧位相範囲T2において、大きな負荷電流Ildが発生する。
When the
次に、漏電検知に応じたリレー40の開放後に、負荷20を再び作動するために、リレー40を投入(閉成)する回路動作を考える。
Next, consider a circuit operation in which the
再び図1を参照して、リセットスイッチ52は、開放状態のリレー40を閉成するためのスイッチ素子として、ノードN1および接地配線76の間に、投入タイミング制限回路105を経由して接続される。リセットスイッチ52のオンに応じて、ノードN1が接地配線76と接続されると、励磁電流がサイリスタ80を迂回するバイパス経路を形成できるので、サイリスタ80を消弧することができる。
With reference to FIG. 1 again, the
サイリスタ80の消弧後にリセットスイッチ52がオフされると、励磁電流が制御コイル60に供給されなくなる。これに応じて、リレー40は投入されて、開放状態から閉成状態へ遷移する。すなわち、リセットスイッチ52は、「スイッチ素子」の一実施例に対応するとともに「第2の駆動回路」を形成することができる。また、ノードN1は「第1のノード」に対応する。
If the
しかしながら、上述したように、負荷電流Ildは、ピーク電圧近傍の特定の電圧位相範囲に集中的に発生するため、当該電圧位相範囲にリレー40が投入されると、火花等の発生により溶着故障が発生することが懸念される。したがって、本実施の形態によるリレー制御装置では、投入タイミング制限回路105の配置により、図3中の電圧位相範囲T1およびT2を避けて、負荷電流Iacが0または微小の期間内でリレー40を投入する。
However, as described above, since the load current Ild is intensively generated in a specific voltage phase range near the peak voltage, when the
投入タイミング制限回路105は、ゼロクロス検出回路110と、トランジスタ120と、抵抗素子R1〜R3とを有する。トランジスタ120は、たとえば、電界効果トランジスタで構成される。トランジスタ120のゲート(制御電極)は、抵抗素子R2を経由してノードNgと接続される。したがって、トランジスタ120は、ノードNgの電圧に応じてオンオフされる。
The closing
ゼロクロス検出回路110は、フォトダイオード111,112およびフォトトランジスタ115を内蔵した、ゼロクロス点検出用のIC(Integrated Circuit)によって構成することができる。ゼロクロス検出回路110は、「制御ユニット」の一実施例に対応する。
The zero-
フォトダイオード111および112は逆並列に接続されて、その両端は電力線31および32と電気的に接続される。したがって、交流電圧Vacのゼロクロス点では、フォトダイオード111および112の両方がオフ(非発光)される一方で、残りの期間では、フォトダイオード111および112の一方が発光する。
The
フォトトランジスタ115は、フォトダイオード111および112のいずれかの発光に応じてオンする。このため、フォトトランジスタ115は、交流電圧Vacのゼロクロスタイミング(Vac=0)でオフする一方で、その他の期間ではオンされる。
The
フォトトランジスタ115は、制御電源電圧V1を供給する電源配線75と、接地配線76との間に、抵抗素子R1と直列に接続される。さらに、抵抗素子R1は、ノードNgを経由して、電源配線75および接地配線76との間に抵抗素子R2およびR3と直列接続される。
The
図4は、投入タイミング制限回路105の動作を説明するための概念的な波形図である。
FIG. 4 is a conceptual waveform diagram for explaining the operation of the closing
図4を参照して、交流電圧Vacのゼロクロス点である時刻tz(時刻t1〜t3等を総称するもの)の前後では、フォトトランジスタ115が一時的にオフすることにより、フォトトランジスタ115のコレクタ−エミッタ間電圧Vceが、パルス状に上昇する。Vceの上昇に応じてノードNgの電圧も上昇するので、トランジスタ120は、フォトトランジスタ115と連動してオンオフする。この結果、トランジスタ120は、ゼロクロス点(時刻tz)が検知される毎に、時刻tzを含む、交流電圧Vacの所定の電圧位相範囲T3においてオンする。
With reference to FIG. 4, before and after the time tz (collectively, the times t1 to t3, etc.), which is the zero crossing point of the AC voltage Vac, the
電圧位相範囲T3は、図3で説明した、電圧位相範囲T1およびT2の両方と重複しないように設定される。なお、電圧位相範囲T3の幅は、ゼロクロス検出回路110に接続される抵抗素子の抵抗値等によって調整可能である。また、電力線31,32とゼロクロス検出回路110との間にキャパシタをさらに接続することによっても、電圧位相範囲T3の幅を調整することができる。
The voltage phase range T3 is set so as not to overlap with both the voltage phase ranges T1 and T2 described with reference to FIG. The width of the voltage phase range T3 can be adjusted by the resistance value of the resistance element connected to the zero
再び、図1を参照して、サイリスタ80の導通によって励磁電流Iexが供給されている状態において、リセットスイッチ52およびトランジスタ120の両方がオンされると、励磁電流Iexのバイパス経路が形成されることにより、サイリスタ80を消弧することができる。サイリスタ80は、一旦消弧されると、新たなゲートパルスが制御回路100から出力されるまで非導通状態を維持する。
Again, referring to FIG. 1, when both the
逆に言えば、リセットスイッチ52がオンしても、トランジスタ120のオフ期間には、上記バイパス経路を形成することができず、サイリスタ80を消弧することができない。一方で、ゼロクロス点に対応した電圧位相範囲T3に、リセットスイッチ52がオンされると、トランジスタ120およびリセットスイッチ52の両方がオンすることにより、サイリスタ80を消弧することができる。
Conversely, even if the
サイリスタ80が消弧された後、図4で説明したパルス状電圧に従ってトランジスタ120がオフすると、このタイミングで、励磁電流Iexが消滅する。これに応じて、開放状態のリレー40が閉成される。この後、仮に、リセットスイッチ52のオンがある程度の期間継続しても、制御コイル60に生じる電流は、トランジスタ120のオンオフに応じたパルス状の電流となるので、リレー40を開放するのに必要な電磁力を発生することができない。この結果、再び、制御回路100からゲートパルスが出力されてサイリスタ80が導通されるまで、リレー40は閉成状態を維持することになる。
After the
このように、本実施の形態に従うリレー制御装置によれば、投入タイミング制限回路105の配置により、トランジスタ120のオフ期間には、リセットスイッチ52のオンによる励磁電流Iexの消滅動作を無効化することができる。この結果、大きな負荷電流Ildが生じる電圧位相範囲T1,T2(図3)において、リレー40が投入されることを回避できる。この結果、大電流が生じる期間でリレー40が投入されることによって、火花による溶着等の故障が発生することを防止できる。
As described above, according to the relay control device according to the present embodiment, by arranging the closing
特に、比較的検出が容易であるゼロクロス点の前後の電圧位相範囲T3においてのみトランジスタ120をオンする(すなわち、リレー40の投入を可能とする)構成とすることで、簡易な回路構成によって、電圧位相範囲T1,T2を避けたタイミングでリレー40を投入することが可能となる。
In particular, by configuring the
図5には、投入タイミング制限回路の変形例が示される。
図5を図1と比較して、本実施の形態の変形例では、投入タイミング制限回路105(図1)に変えて、投入タイミング制限回路105♯が配置される。図5のその他の構成は図1と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 5 shows a modified example of the closing timing limiting circuit.
Comparing FIG. 5 with FIG. 1, in the modified example of this embodiment, the closing
再び図1を参照して、投入タイミング制限回路105の構成では、フォトトランジスタ115に対して、抵抗素子R1を経由して制御電源電圧V1が常時供給されている。したがって、交流電圧Vacが供給されていれば、フォトトランジスタ115は周期的にオンオフを繰り返す。また、リレー40の投入時において、リセットスイッチ52のオン期間では、サイリスタ80の消弧後にも、トランジスタ120のオンオフに応じたパルス状の微小電流が発生してしまう。
With reference to FIG. 1 again, in the configuration of the ON
図5に示された、変形例に従う投入タイミング制限回路105♯は、図1の投入タイミング制限回路105と比較して、抵抗素子R1に代えて、トランジスタ117(PNP型)を有する点で異なる。
The closing
トランジスタ117は、電源配線75およびフォトトランジスタ115の間に接続されて、フォトトランジスタ115への制御電源電圧V1の供給を制御する。トランジスタ117のベース(制御電極)は、抵抗素子R4を経由して、サイリスタ80のアノードと電気的に接続される。さらに、抵抗素子R5によって、トランジスタ117のベースおよびエミッタ間が接続される。
The
したがって、トランジスタ117は、サイリスタ80に電流(具体的には、励磁電流Iex)が流れる期間でオンする一方で、サイリスタ80の非導通時にはオフされる。この結果、フォトトランジスタ115へは、サイリスタ80の導通時、すなわち、リレー40が開放状態の期間に限って、制御電源電圧V1が供給される。
Therefore, the
これにより、投入タイミング制限回路105♯では、リレー40が開放状態である期間、すなわち、リレー40が投入される可能性がある期間のみ、ゼロクロス検出回路110が動作する。したがって、リレー40の開放状態時に、リセットスイッチ52およびトランジスタ120のオンによってサイリスタ80が消弧されると、これに応じて、トランジスタ117がオフされることにより、フォトトランジスタ115へ制御電源電圧V1が供給されなくなる。この結果、リセットスイッチ52のオンが継続されても、制御コイル60に上述の微小パルス電流は流れなくなる。また、リレー40の閉成状態時には、ゼロクロス検出回路110を停止することができる。
As a result, in the closing
この結果、変形例に従う投入タイミング制限回路105♯は、図1の投入タイミング制限回路105よりも消費電力を削減することができる。
As a result, the closing
なお、本実施の形態およびその変形例において、リセットスイッチ52は、ユーザ操作による機械力によってオンされるように構成されてもよく、制御回路100等からの電気信号に応じてオンされるように構成されてもよい。
In the present embodiment and its modification, the
また、本実施の形態では、漏電安全装置への適用例を説明したが、本発明の適用はこのような例示に限定されるものではない。たとえば、過電圧や過電流を検知してリレー40が開放される構成に対して、本発明を適用することも可能である。すなわち、本発明は、開放状態のリレーを閉成する投入動作に対して、リレーの開放条件を限定することなく、共通に適用することが可能である。また、負荷20の通常の起動時におけるリレー40の投入においても、本発明は共通に適用可能である。
Further, in the present embodiment, an example of application to an earth leakage safety device has been described, but the application of the present invention is not limited to such an example. For example, the present invention can be applied to a configuration in which an overvoltage or an overcurrent is detected and the
今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 交流電源、20 負荷、30 電力ケーブル、31,32 電力線、35 漏電検出回路、36 検出コイル、40 リレー、50 漏電安全装置、51 テストスイッチ、52 リセットスイッチ、60 制御コイル、70 電源回路、71 ダイオード、72,R1〜R5 抵抗素子、73 平滑キャパシタ、75 電源配線、76 接地配線、80 サイリスタ、100 制御回路、105 投入タイミング制限回路、110 ゼロクロス検出回路、111,112 フォトダイオード、115 フォトトランジスタ、117,120 トランジスタ、GND 接地電圧、Iex 励磁電流、Ild 負荷電流、N1,Ng ノード、P1,P2 入力端子、P3 出力端子、T1,T2 電圧位相範囲(大電流)、T3 電圧位相範囲(ゼロクロス近傍)、V1 制御電源電圧、Vln 検出電圧、Vt 判定電圧。 10 AC power supply, 20 load, 30 power cable, 31, 32 power line, 35 leakage detection circuit, 36 detection coil, 40 relay, 50 leakage safety device, 51 test switch, 52 reset switch, 60 control coil, 70 power supply circuit, 71 Diode, 72, R1 to R5 resistance element, 73 smoothing capacitor, 75 power supply wiring, 76 ground wiring, 80 thyristor, 100 control circuit, 105 input timing limit circuit, 110 zero cross detection circuit, 111, 112 photodiode, 115 phototransistor, 117,120 transistor, GND ground voltage, Iex excitation current, Ild load current, N1, Ng node, P1, P2 input terminal, P3 output terminal, T1, T2 voltage phase range (large current), T3 voltage phase range (near zero cross) ), V1 control power supply voltage, Vln detection voltage, Vt judgment voltage.
Claims (2)
閉成状態の前記リレーを開放するための第1の駆動回路と、
開放状態の前記リレーを閉成するための第2の駆動回路と、
前記交流電源から供給される交流電圧の電圧位相が、正の電圧ピーク位相を含む第1の所定範囲内にあるとき、または、負の電圧ピーク位相を含む第2の所定範囲内にあるときに、前記第2の駆動回路の動作を無効化するためのタイミング制限回路とを備え、
前記タイミング制限回路は、前記電圧位相がゼロクロス点を含む第3の所定範囲内であるときのみ前記第2の駆動回路の動作を有効化するように構成され、
前記第3の所定範囲は、前記第1および第2の所定範囲の両方と重複しないように設定され、
前記リレーは、デフォルトで閉成状態である一方で、制御コイルへの励磁電流の供給に応じて開放状態となるように構成され、
前記第1の駆動回路は、
前記制御コイルを経由して、前記励磁電流の電源を供給する第1の電圧線と接続される第1のノードと、
前記第1のノードと、前記第1の電圧線よりも低い電圧を供給する第2の電圧線との間に接続されたサイリスタとを含み、
前記タイミング制限回路は、
前記第1のノードおよび前記第2の電圧線の間に接続されたトランジスタと、
前記ゼロクロス点の検出に応じて前記電圧位相が前記第3の所定範囲内であるときに前記トランジスタをオンする制御ユニットとを含み、
前記第2の駆動回路は、
前記サイリスタの導通によって前記開放状態となっている前記リレーを閉成するためにオンされるスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子は、前記第1のノードおよび前記第2の電圧線の間に、前記トランジスタと直列に接続される、リレー制御装置。 A control device for relays connected between an AC power supply and a load.
A first drive circuit for opening the closed relay and
A second drive circuit for closing the relay in the open state, and
When the voltage phase of the AC voltage supplied from the AC power supply is within the first predetermined range including the positive voltage peak phase, or when it is within the second predetermined range including the negative voltage peak phase. A timing limiting circuit for invalidating the operation of the second drive circuit is provided .
The timing limiting circuit is configured to enable the operation of the second drive circuit only when the voltage phase is within a third predetermined range including the zero crossing point.
The third predetermined range is set so as not to overlap with both the first and second predetermined ranges.
The relay is configured to be closed by default, but open in response to the supply of exciting current to the control coil.
The first drive circuit is
A first node connected to a first voltage line that supplies power for the exciting current via the control coil, and
Includes a thyristor connected between the first node and a second voltage line that supplies a lower voltage than the first voltage line.
The timing limiting circuit is
A transistor connected between the first node and the second voltage line,
It includes a control unit that turns on the transistor when the voltage phase is within the third predetermined range in response to the detection of the zero cross point.
The second drive circuit is
It includes a switch element that is turned on to close the relay that is in the open state due to the conduction of the thyristor.
The switching element is between said first node and said second voltage line is connected to the transistor in series, relay controller.
前記交流電源および前記負荷の間に接続されたリレーと、
前記電力線の電流に基づいて漏電の発生を検知する漏電検知回路と、
前記漏電検知回路によって漏電の発生が検知されたときに前記リレーを開放するための制御回路と、
前記制御回路からの指令に応じて閉成状態の前記リレーを開放するための第1の駆動回路と、
開放状態の前記リレーを閉成するための第2の駆動回路と、
前記交流電源から供給される交流電圧の電圧位相が、正の電圧ピーク位相を含む第1の所定範囲内にあるとき、または、負の電圧ピーク位相を含む第2の所定範囲内にあるときに、前記第2の駆動回路の動作を無効化するためのタイミング制限回路とを備え、
前記タイミング制限回路は、前記電圧位相がゼロクロス点を含む第3の所定範囲内であるときのみ前記第2の駆動回路の動作を有効化するように構成され、
前記第3の所定範囲は、前記第1および第2の所定範囲の両方と重複しないように設定され、
前記リレーは、デフォルトで閉成状態である一方で、制御コイルへの励磁電流の供給に応じて開放状態となるように構成され、
前記第1の駆動回路は、
前記制御コイルを経由して、前記励磁電流の電源を供給する第1の電圧線と接続される第1のノードと、
前記第1のノードと、前記第1の電圧線よりも低い電圧を供給する第2の電圧線との間に接続されたサイリスタとを含み、
前記制御回路は、前記漏電の発生が検知されたときに、前記サイリスタを導通させるためのゲートパルスを出力するように構成され、
前記タイミング制限回路は、
前記第1のノードおよび前記第2の電圧線の間に接続されたトランジスタと、
前記ゼロクロス点の検出に応じて前記電圧位相が前記第3の所定範囲内であるときに前記トランジスタをオンする制御ユニットとを含み、
前記第2の駆動回路は、
前記サイリスタの導通によって前記開放状態となっている前記リレーを閉成するためにオンされるスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子は、前記第1のノードおよび前記第2の電圧線の間に、前記トランジスタと直列に接続される、漏電安全装置。 An earth leakage safety device installed in a load that is supplied with power from an AC power supply by a power line.
With the relay connected between the AC power supply and the load,
An earth leakage detection circuit that detects the occurrence of earth leakage based on the current of the power line, and
A control circuit for opening the relay when the occurrence of an electric leakage is detected by the electric leakage detection circuit, and
A first drive circuit for opening the closed relay in response to a command from the control circuit, and a first drive circuit.
A second drive circuit for closing the relay in the open state, and
When the voltage phase of the AC voltage supplied from the AC power supply is within the first predetermined range including the positive voltage peak phase, or when it is within the second predetermined range including the negative voltage peak phase. A timing limiting circuit for invalidating the operation of the second drive circuit is provided .
The timing limiting circuit is configured to enable the operation of the second drive circuit only when the voltage phase is within a third predetermined range including the zero crossing point.
The third predetermined range is set so as not to overlap with both the first and second predetermined ranges.
The relay is configured to be closed by default, but open in response to the supply of exciting current to the control coil.
The first drive circuit is
A first node connected to a first voltage line that supplies power for the exciting current via the control coil, and
Includes a thyristor connected between the first node and a second voltage line that supplies a lower voltage than the first voltage line.
The control circuit is configured to output a gate pulse for conducting the thyristor when the occurrence of the electric leakage is detected.
The timing limiting circuit is
A transistor connected between the first node and the second voltage line,
It includes a control unit that turns on the transistor when the voltage phase is within the third predetermined range in response to the detection of the zero crossing point.
The second drive circuit is
It includes a switch element that is turned on to close the relay that is in the open state due to the conduction of the thyristor.
The switching element is between said first node and said second voltage line is connected to the transistor in series, electric leakage safety device.
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