JPH01221915A - ソリッドステートリレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 、　本発明は発光素子と受光素子とによる光結合を利用
して入力端子と出力端子との間を絶縁し、この受光素子
でサイリスタをオン・オフするソリッドステートリレー
（以下ＳＳＲと略称する）に関する。

〔従来の技術〕

プログラマブルコントローラ ＳＳＲを収納して、このＳＳＦｔで所定のプログラムに
従って負荷を制御している。このＳＳＲの従来例を第３
図に示す。ここでＳＳＲは発光ダイオード１ａと、この
発光ダイオードｌａｌこ対向し、この発光ダイオード１
ａの点滅でオン・オフするホトサイリスタ１ｂと、この
ホトサイリスタ１ｂの出力によりオン・オフするトライ
ア、り３などから構成されている。勿論ホトサイリスタ
１ｂはホトトランジスタを甲いてもよい。発光ダイオー
ド１ａは電流制限抵抗２と直列に接続して入力端子４ａ
．４ｂｌζ接続されている。この発光ダイオード１ａに
対向するホトサイリスタ１ｂは両抵抗５。

６とともにその間に直列に接続され、出力端子７　ａ　
、　７ｂの間に接続されている。またゲートがホトサイ
リスタ１ｂと抵抗６との間に接続されたトライアック３
が出力端子７ａ，７ｂの間に接続されている。抵抗８と
コンデンサ９の直列回路はトライア、り３と並列に接続
されたスナバ回路である。

この回路は一体化されてエポキシ樹脂などで被覆されて
いる。入力端子４ａ，４ｂにはこのＳＳＲを駆動する開
閉信号が印加されるがここでは直流電源１０で代表した
。負荷１１は交流電源１２と直列に接続して出力端子７
　ａ　、　７ｂの間に接続されている。

直流電源ｌＯが印加されると発光ダイオード１ａに電流
Ｉｉが流れるから発光ダイオード１ａが発・光する。こ
のときホトサイリスタ１ｂは発光ダイオード１ａの光を
受けてオンし、交流電源りから負荷１１と両抵抗５，６
を介して電流が流れ、トライア、り３のゲー・トに過電
するからトライア、り３がオンして負荷１１には十分な
交流電流が流れ負荷１１は動作状態に入る。

〔発萌が解決しようとする課題〕

上述のようなＳＳＲは少ない部品点数で構成可能である
からよく使用されているが、ホトサイリスタ１ｂを駆動
する発光ダイオードｌａの入力電流１ｉは１０−１５　
ｍＡと大きく、連続して流れるとＳＳＲの平均入力電流
が大きいという欠点があり、このＳＳＲの使用入力電圧
範囲を広くできない。

また図示していないが入力電流Ｉｆが大きいから入力側
にドライブ用のバ、ファ回路が必要であるなどの問題点
があった。

本発明の目的は平均入力電流を低減した５Ｓ）Ｌを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本発明は、入力端子と出力端
子との間を発光素子と、この発光素子の光が入射する受
光素子とにより結合し、前記受光素子の出力でサイリス
タをオン拳オフするソリ、Ｖトスチー）　ＩＪシレーお
いて、前記受光素子の出力で前記発光素子の入力電流を
前記サイリスタの点弧直後に遮断する入力遮断手段を設
けたものである。

〔作用〕

サイリスタを負荷のオン・オフに用いたＳＳＲではサイ
リスタが一旦オンした後はこのときの交流半波電流がＯ
になるまでゲート電流、したがって入力電流を遮断して
もよい点に着目し、ＳＳＲの出力端と入力端との間にホ
トカプラを接続し、サイリスタのオン・オフ動作を入力
側に帰遣してサイリスタがオンした直後入力電流を遮断
し、通電時間を短くして平均入力電流を低減するもので
ある。

〔実施例〕

第１図は本発明によるＳＳＲの一実施例を示し、第３図
と同一のものには第３図と同一の符号を付した。第１図
において、発光ダイオード１ａは抵抗２、トランジスタ
１３のコレクターエミ、夕と直列に接続して入力端子４
ａ、４ｂの間に接続されている。このトランジスタ１３
のベースは、端子４ａ。

４ｂの間に接続された抵抗１４と後に述べる帰還用ホト
カプラのホトトランジスタ１５ｂと抵抗１６の直列回路
におけるホトトランジスタ１５ｂと抵抗１６との接続点
に接続されている。１７は端子４ａ、４ｂの間に接続さ
れたコンデンサである１発光ダイオード１ａに対向する
ホトサイリスタ１ｂは従来のものと同様に両抵抗５，６
と直列に接続され、ゲートがホトサイリスタ１ｂと抵抗
６との間に接続されたトライア、り３とともに出力端子
７ａ、７ｂの間に接続されている。しかしこの５ＳｒＬ
では抵抗８とコンデンサ９とを直列に接読したスナバ回
路はホトカブラの発光ダイオード１５ａを直列に接続し
て出力端子７ｍ、７ｂの間に接続されている。そして発
光ダイオード１５ａと抵抗８とコンデンサ９とはホトト
ランジスタ１５ｂが交流電源１２の電圧Ｖよりも十分低
い電圧ΔＶ以下でオフ、電圧ΔＶ以上でオンするように
設定されている。ここでトランジスタ１３．発光ダイオ
ード１５ａとホトトランジス’７１５ｂからなるホトカ
ブラ、両抵抗１４　、１６が入力遮断手段を構成してい
る。この回路は一体化してエポキシ樹脂などで被覆され
ている。入力端子４ａ、４ｂに印加される開閉信号は第
３図と同様に直流電源１０で代表し、負荷１１は交流電
源１２と直列に接続して出力端子７ａ、７ｂの間に接続
されている。

このＳＳＲの動作を第２図に示すｌイムチャートを参照
しながら説明する。第２図は端子７ａ。

７ｂ間の交流電圧ｖ１　ホトトランジスタ１５ｂ（第２
図ではＰＣで示した）のオン・オフ、直流電源１０の電
圧Ｅ１入力端子Ｉｉの順に記した。時刻ｔ。

〜ｔ、のように電圧Ｅが印加されないときはトライア、
り３はオフしているから端子７ａ、７ｂの間る。このと
き発光ダイオード１５ａの発光時間は電圧■に従って長
いからホトトランジスタ１５ｈのオン状態が長く、僅か
に電圧Ｖが電圧ΔＶ以下の期間だけオフ状態である。時
刻１．に電圧Ｅが印加される六ホトトランジスタ１５ｂ
がオンしている間トランジスタ１３がオンするから発光
ダイオード１ａζこ電流が流れ、発光ダイオード１ａが
発光する。

ここでホトサイリスタ１ｂがオンし、電源１２から負荷
ｌ】と両抵抗５．６を介して電流が流れ、トライア、り
３のゲートに通電するからトライア、り３がオンし、負
荷１】には十分な電流が流れる。しかしトライア、り３
がオンすると発光ダイオード１５ａは消光し、ホトトラ
ンジスタ１５ｂはオフするからトランジスタ１３がオフ
し、時刻ｔ２　に入力電流Ｉｉは遮断される。しかし、
トライア、り３はオン状態を続け、時刻ｔ３において交
流電圧の半波がＯになるとはじめてオフする。時刻ｔ３
に逆方向の半波電圧が上昇をはじめ、時刻ｔ４に電圧△
Ｖを超えるとホトトランジスタ１５ｂがオンし、トラン
ジスタ１３がオンするから再び入力電流Ｉｉが流れ、オ
ドサイリスタ１ｂがオンし、トライア、り３をオンする
。トライア、り３がオンすると端子７ａ、７ｂの電圧が
電圧△Ｖ以下ｌこ低下するから時刻ｔ４にはホトトラン
ジスタ１５がオフし、トランジスタ１３がオフして入力
′電流Ｉｉが遮断される。時刻ｔ３に発光ダイオード１
５ｂが発光して時刻ｔ４にトライア、り３がオンするま
での時間は非常に短く入力電流Ｉｉの通電時間は瞬時で
ある。

しかしトライア、り３はオン状態を続は交流電圧半波の
０点ではじめてオフ状態になる。

このＳＳＲは直流電源１０が印加されている間。

交流電圧の半波ごとに上述の動作が繰返され、負荷１１
には実質的に交流電流が流れる。このようにしてこのＳ
ＳＲの入力電流Ｉｉは瞬時に制限され平均入力電流は低
減される。なお、この入力電流Ｉｉは直流電源１０で充
電されたコンデンサ１７により瞬時に供給することがで
きる。

第１図では発光ダイオード１５ａはスナバ回路と直列に
接続したが、別の抵抗と直列に接続し、出力端子７ａ、
７ｂの間に接続してもよい。本発明は発光素子とこの発
光素子の光を受光する受光素子とを備えた無接点リレー
に応用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によればＳＳＲのオン・オフを帰還用ホトカブラ
を介して入力端に帰還し、入力電流でサイリスタがオン
すると帰還用ホトカプラの出力で瞬時にこの入力電流を
遮断するようにしたのでＳＳＲの平均入力電流を大幅に
低減することが可能であり、入力電圧範囲を拡大するこ
とと、低出力容量のロジックＩＣなどで制御することが
可能になり、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＳＳＲの一実施例を示す配線図、
第２図は第１図の動作を示すタイムチャート、第３図は
従来のＳＳＲの一例を示す配線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）入力端子と出力端子との間を発光素子とこの発光素
   子の光が入射する受光素子とにより結合し、前記受光素
   子の出力でサイリスタをオン・オフするソリッドステー
   トリレーにおいて、前記受光素子の出力で前記発光素子
   の入力電流を前記サイリスタの点弧直後に遮断する入力
   遮断手段を設けたことを特徴とするソリッドステートリ
   レー。