JPH0265313A

JPH0265313A - ハイブリッドリレー

Info

Publication number: JPH0265313A
Application number: JP63218186A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishi; 西　裕行; Takeshi Suzuki; 健鈴木; Masahito Nonaka; 野中　将人
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-06

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】（発明の分野）本発明は、有接点部を備えるとともに、その有接点部の
接続、遮断動作を半導体のスイッチング素子によりタイ
ミング的に制御するようにしたハイブリッドリレーに関
する。

（従来技術とその問題点）従来のこの種のハイブリッドリレーには、たとえば第４
図に示すものがある。

同図において、符号ビはハイブリッドリレーであり、こ
のハイブリッドリレービは、リレー駆動スイッチ２を介
してリレー駆動電源４に接続された入力側回路６と、交
流の負荷電源８およびモータ等の負Ｆ１１０に接続され
た出力側回路１２とからなる。そして、入力側回路６に
は、入力側子１４ａ、１４ｂ１リレーコイル１６、フォ
トカプラＩ７の一方側の発光素子１８およびこの発光素
子１８のオフタイミングを遅延するオフディレー回路２
０が順次並列に接続されている。一方、出力側回路１２
にはフォトカブラ１７の他方側の受光素子２２、この受
光素子２２の出力に応答してオン・オフ動作するスイッ
チング素子としてのトライアック２４、サージ吸収用の
アブソーバ回路２６および訂記リレーコイル１６の励磁
により動作する有接点部２８が順次負荷電源８に対して
並列に接続されている。

次に、このハイブリッドリレー１°の動作を説明する。

まず、リレー駆動スイッチ２がオンされることにより、
入力側回路６のリレーコイル１６が励磁されるとともに
、発光素子Ｉ８に通電される。そして、リレーコイル１
６の励磁により出力側回路１２の有接点部２８が接続し
、また発光素子Ｉ８からの光を受光素子２２が受けるこ
とによりトライアック２４のゲートに電圧が印加されて
オン状態となる。この場合、有接点部２８は機械的に動
作するのに対して、トライアック２４は電気的に動作す
るので、有接点部２８のオン動作に比較してトライアッ
ク２４の導通するタイミングが早い。

したがって、トライアック２４が先に導通状態となって
負荷ＩＯが通電状態となった後に有接点部２８が接続さ
れる。このため、有接点ｆ！ｔＳ２８におけるアークの
発生が未然に防止される。

一方、リレー駆動スイッチ２がオフされたとき、オフデ
ィレー回路２０を構成するコンデンサの充電電荷により
発光素子１８は直ちに消灯せず、コンデンサの放電がな
されている間は発光素子１８の発光動作が継続される。

このため、トライアック２４がオン状態を維持している
間に有接点部２８が機械的に切り離される。その結果、
有接点部２８におけるアークの発生が防止される。

このように上記構成のハイブリッドリレービでは、リレ
ー駆動スイッチ２のオン時とオフ時のいずれの場合も有
接点部２８でのアーク発生が防止されるので、有接点部
２８の摩耗が減少されて寿命の長期化を図ることができ
る等の利点を存している。

しかしながら、上記の従来品においては次のような問題
点がある。

たとえば、リレー駆動スイッチ２のオン、オフ時にリレ
ー駆動電源４の電圧が緩やかに立ち上がり、あるいは立
ち下がるような使用がされた場合には、トライアック２
４と有接点部２８の導通動作のタイミングが狂うことに
なる。すなわち、オン時にリレー駆動電源４からの入力
電圧が緩やかに立ち上がる場合には、受光素子２２の導
通が遅れ０、その結果、トライアック２４が導通するよ
りも先に有接点部２８が接続される。一方、オフ時に入
力電圧が緩やかに立ち下がる場合には、有接点部２８は
比較的長時間にわたって接続状態が維持される一方、オ
フディレー回路２０のコンデンサに充電されている電荷
は、入力電圧の低下に追従するかたちで放電されるため
、有接点部２８が切り離される以萌にトライアック２４
が非導通となる。

このように、動作タイミングが不確かになると、有接点
部２８にアークが発生し、ハイブリッドリレーの本来的
な機能か損なわれてしまう。

（発明の目的）本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
って、リレー動作のタイミングが所定の順位に守られ、
有接点部におけるアークの発生が確実に防止されるハイ
ブリッドリレーを提供するすることを目的とする。

（発明の構成と効果）本発明のハイブリッドリレーは、このような目的を達成
するために、リレー駆動電源の入力側子とオフディレー
回路との間に、リレー駆動電源からの入力電圧を検出し
、かっこの入力電圧の検出レベルが所定の基準レベルに
達したことを検出したときには出力レベルが急峻に切り
換わる電圧を出力する電圧検出・出力回路を介設したこ
とを特徴としている。

この構成によれば、リレー駆動電源からの入力電圧が基
準値以上あるいは基準値以下となったときに初めて電圧
検出回路の出力レベルが急峻に切り換わるので、スイッ
チング素子と有接点部との動作タイミングが所定の順位
に守られる。

このため、有接点部におけるアーク発生を従来よりも一
層確実に防止することができる。

（実施例の説明）第１図は本発明の実施例に係るハイブリッドリレーの回
路構成図であり、第４図に示した従来例に対応する部分
には同一の符号を付している。すなわち、符号ｌはハイ
ブリッドリレー　２はリレー駆動スイッチ、４はリレー
駆動電源、６は入力側回路６．８は交流の負荷電源、１
０は負荷、１２は出力側回路１４ａ、１４ｂは入力側子
、１６はリレーコイル、１７はフォトカブラ、１８は発
光素子、２０はオフディレー回路２０．２２は受光素子
、２４はスイッチング素子としてのトライアック、２６
はアブソーバ回路、２８は有接点部であり、これらの構
成は従来例の場合と同様であるのでここでは説明を省略
する。

本発明の特徴は、上記の入力側回路６において、その入
力側子１４ａ　、　　１４ｂとオフディレー回路２０と
の間に、リレー駆動電源４からの入力電圧を検出し、か
つこの入力電圧の検出レベルが所定の基準レベルに達し
たとを検出したときには出力レベルが急峻に切り換わる
電圧を出力する電圧検出・出力回路３０を介設したこと
である。

次に、この電圧検出・出力回路３０の構成を、第２図に
基づいてさらに詳細に説明する。

上記の電圧検出・出力回路３０は、非線形回路部３２、
シュミット回路部３４、電圧基準補正回路部３６および
反転増幅回路部３８から構成される。そして、上記の非
線形回路部３２は、ツェナーダイオードＺＤと分圧抵抗
Ｒ，とからなる。また、シュミット回路部３４は、ＮＰ
Ｎ型の第１、第２トランジスタＴ　ｒＩｓ　Ｔ　ｒｔお
よび各抵抗Ｒ１、Ｒ５、ＲいＲ６、Ｒｏからなる。この
シュミット回路部３４では、その出力レベルがオフから
オンに切り換わる基準電圧ＶＨとオンからオフに切り換
わる基準電圧ＶＬとは、上記の第１、第２トランジスタ
Ｔｒ＋、Ｔｒ、の電流増幅率と各抵抗Ｒｔ　、　Ｒ３、
Ｒ，、Ｒ，の値によって決定される。しかも、この場合
、出力レベルがオンからオフに切り換わる基準電圧ＶＬ
は、フォトカプラ１７がオン・オフ動作する電圧よりも
十分高く設定される。また、電圧基準補正回路部３６は
、ＰＮＰ型の第３トランジスタＴｒｓと抵抗Ｒ１からな
る。この電圧基準補正回路部３６は、シュミット回路３
４の第２トランジスタＴｒｔの負荷として極性が相反す
る第３トランジスタＴｒｓを直接接続しており、これに
よって電圧の立ち上がり時の不安定さを解消するととも
に、第２トランジスタＴｒ、のオン時の残電圧の発生を
無くしている。さらに、反転増幅回路部３８は、ＮＰＮ
型の第４、第５トランジスタＴｒいＴｒｓおよび抵抗Ｒ
８から構成される。なお、４０ａ。

４０ｂは電圧検出回路３０の出力端子である。

上記構成の電圧検出・出力回路３０の動作について説明
する。

リレー駆動スイッチ２がオンされると、リレー駆動電源
４からの入力電圧Ｖｉｎが電圧検出回路３０の入力側子
１４ａ、１４ｂに加えられる。シュミット回路３４の第
１トランジスタＴｒ＋のベース電圧ｖｂを決めるツェナ
ーダイオードＺＤと抵抗Ｒ，との接続点の電位は、第３
図に示すように、ツェナー電圧以上で入力側子Ｖｉｎの
立ち上がりに応じて大きくなる。また、シュミット回路
部３４の出力レベルが切り換わる基準電圧ＶＨ，Ｖ、ら
入力電圧Ｖｉｎの変化に伴って次第に上昇する。この場
合、ベース電圧ｖｂと基準電圧ｖＨ，ＶＬの変化勾配が
異なるため、入力電圧Ｖｉｎの変化に伴ってベース電圧
ｖｂが基準電圧ｖＨを越えたときに、シュミット回路部
３４の第２トランジスタＴｒ、が急峻にオフとなる。こ
れに応じて電圧基準補正回路３６の第３トランジスタＴ
ｒｓもオフとなるため、反転増幅回路部３８の第５トラ
ンジスタＴｒｓはオンとなる。これにより、入力側回路
６のリレーコイルＩ６と発光素子１８に対して瞬時に電
圧が印加される。

一方、リレー駆動スイッチ２がオフされてリレー駆動電
源４からの入力電圧Ｖｉｎが次第に低下すると、これに
伴ってシュミット回路３４の第１トランジスタＴｒ、の
ベース電圧ｖｂならびに基準電圧ＶＭ％　Ｖ４も次第に
低下する。そして、ベース電圧ｖｂが基準電圧ｖＬ以下
となったときに、シュミツト回路部３４の第２トランジ
スタＴｒｙが急峻にオンとなる。これに応じて電圧基準
補正回路３６の第３トランジスタＴｒｓもオンし、反転
増幅回路部３８の第５トランジスタＴｒｓはオフとなる
。

これにより、入力側回路６のリレーコイル１６と発光素
子１８の通電が瞬時に遮断される。

このように、リレー駆動電源からの入力電圧Ｖｉｎが緩
やかに変化する場合でも、電圧検出回路３０の出力レベ
ルが急峻に変化するので、スイッチング素子２４と有接
点部２８との動作タイミングが所定の順位に守られるこ
とになる。

本出願人は、第４図に示した従来構成のハイブリッドリ
レーを別の観点から改善すべく、有接点部とは別に補助
有接点部を付設したハイブリッドリレーを提供した（た
とえば、特願昭６２−２０３３２６号、特願昭６３−６
４４２９号参照）。

このような複数の有接点部を有するハイブリッドリレー
においても、本発明に係る電圧検出・出力回路３０を適
用することは有効である。すなわち、有接点部の接続と
遮断は、できるだけ短時間のうちに行われるのが望まし
いが、リレー駆動電源の電圧が緩やかに変化する場合に
は、リレーコイルの吸引力と復帰ばねのばね力とがバラ
ンスして有接点部を瞬時に接続し、あるいは遮断するこ
とが困難となる。特に、有接点部が複数ある場合は、各
有接点部の接続と切り離しのタイミングを一致させるの
は、ばね力や吸引力が各部品ごとに相異するため難しく
なる。しかし、本発明の電圧検出回路３０を介設すれば
、電圧検出回路３０の出力レベルが急峻に変化するので
、その結果、各有接点部の接続、遮断が瞬時に行われる
。したがって、リレーの長寿命化に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
ハイブリッドリレーの回路構成図、第２図は電圧検出回
路の回路構成図、第３図は電圧検出回路の動作説明の特
性図である。第４図は従来例のハイブリッドリレーの回路構成図であ
る。 ■・・・ハイブリッドリレー　４・・・リレー駆動電源
、８・・・負荷電源、１０・・・負荷、１４ａ　Ｓ　１
４ｂ・・・入力側子、１６・・・リレーコイル、１８・
・・発光素子、２０・・・オフディレー回路、２２・・
・受光素子、２４・・スイッチング素子（トライアック
）、２８・・・有接点部、３０・・・電圧検出・出力回
路、ＺＤ・・・ツェナーダイオード、３４・・・ンュミ
ット回路部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リレー駆動電源に接続される入力側回路と、負荷
電源に接続される出力側回路とを備え、前記入力側回路
には、前記リレー駆動電源に対して入力端子を介してリ
レーコイル、発光素子およびこの発光素子のオフタイミ
ングを遅延するオフディレー回路が順次並列に接続され
る一方、前記出力側回路には、前記負荷電源に対して前
記発光素子からの光を受光する受光素子、この受光素子
の出力に応答してオン・オフ動作するスイッチング素子
および前記リレーコイルの励磁により動作する有接点部
が順次並列に接続されてなるハイブリッドリレーにおい
て、前記入力端子とオフディレー回路との間に、前記リレー
駆動電源からの入力電圧を検出し、かつ、この入力電圧
の検出レベルが所定の基準レベルに達したことを検出し
たときには出力レベルが急峻に切り換わる電圧を出力す
る電圧検出・出力回路を介設したことを特徴とするハイ
ブリッドリレー。