JPH0322831Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はメカニカルリレーの保護回路に関し、
特にリレーに容量性負荷が接続され大きな突入電
流が流れる場合に用いて好適である。

例えば、デジタルクロツク付の民生機器は、常
時デジタルクロツクに電圧を供給し、本体が動作
する時にこの電圧をリレーを介して本体回路に供
給する。この場合本体回路は大容量コンデンサを
必ず有しているため、リレーには大きな突入電流
が流れる。

第１図にはこのような容量性負荷RLを、等価
的に抵抗ＲとコンデンサＣの並列回路で表してあ
り、リレーＳを介して直流電流Ｅから電力を供給
する場合の従来のリレー部分の回路図が示してあ
る。制御トランジスタＴ１がリレーＳの動作コイ
ルＬと直列に接続され、端子１から制御パルスが
入り制御トランジスタＴ１がオンした時に接点Ｐ
は閉じ直流電源Ｅから電力が負荷RLに供給され
る。なお制御トランジスタＴ１に並列に接続され
ているダイオードＤは動作コイルＬの逆起電圧か
ら制御トランジスタＴ１を保護する役割をする。

第２図は制御トランジスタＴ１がオンした時に
接点Ｐを流れる接点電流と、動作コイルＬに生ず
る電圧波形を示す図である。横軸は共通に時間ｔ
の軸を表してある。制御トランジスタＴ１のベー
スに制御パルスが加えられ、制御トランジスタＴ
１がオンすると、動作コイルＬに電圧が生ずる。
リレーＳの接点Ｐは動作コイルＬの電圧が生じて
から５〜10ms遅れて閉じるが、大きな突入電流
が流れる。又機械的振動のため時刻ｔ１から時刻
ｔ２までのチヤタリング期間が存在する。チヤタ
リング期間は１〜2msである。このために接点Ｐ
の消耗がはなはだしく、リレーＳが短時間で破損
したり接点不良を生ずる事故がしばしば生じた。
このような事故を単に防止する目的だけであれ
ば、許容される電流が大きなリレーを用いたり、
無接点の半導体リレーを用いることもできる。し
かし、電流に余裕を持たせればリレーは大型にな
り価格も高くなるし、又半導体リレーの場合は電
力の損失が大きくなる。

本考案はメカニカルリレーに容量性負荷が接続
される場合に、従来生じていた前記したごとき技
術問題を解決し、リレーの接点の消耗を防ぐこと
を目的としている。

本考案は、リレーの接点と並列に半導体スイツ
チ素子が接続してあり、該接点を閉じるためにリ
レーの動作コイルの両側に生ずる電圧を抵抗によ
り分圧した電圧を用いて該半導体スイツチ素子を
オンさせることを特徴とするリレーの保護回路に
ある。以下本考案の実施例を示すリレー部分の回
路図である第３図を参照しながら説明する。なお
第１図と同一部分は同じ符号を付与してある。

第３図において、リレーＳの接点Ｐは直流電源
Ｅ、容量性の負荷RLと直列接続されており、接
点Ｐが閉じることにより直流電源Ｅから電力が負
荷RLに供給される。リレーＳの動作コイルＬの
一端は直流電源Ｅの陽極に接続され、他方は制御
トランジスタＴ１のコレクタ、エミツタを介して
直流電源Ｅの陰極に接続されている。半導体スイ
ツチの役割をするトランジスタＴ２がエミツタ、
コレクタにより接点Ｐと並列接続されている。動
作コイルＬの両端間には抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３が接
続され、この抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３により動作コイ
ルＬに生ずる電圧が分圧され、トランジスタＴ２
のベースに加えられる。又トランジスタＴ２のコ
レクタに接続されている抵抗Ｒ１は、そのコレク
タ電流を制限するためのものである。

このような第３図の回路においてトランジスタ
Ｔ２、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３が本考案の
保護回路を構成する。

次に、第３図における各部分の電流、電圧波形
を示す図である第４図を参照しながら本考案の保
護回路の動作を説明する。

第４図には、トランジスタＴ２のコレクタ電
流、リレーＳの接点電流、動作コイルＬの電圧波
形が示してあり、横軸は共通に時間ｔを表してあ
る。

まず制御パルスが制御トランジスタＴ１のベー
スに加えられて制御トランジスタＴ１がオンし、
時刻ｔ３で動作コイルＬに電圧が生ずる。この電
圧は分圧されてトランジスタＴ２のベースに加え
られ、トランジスタＴ２も直ちにオンする。接点
Ｐは未だメカニカルな遅れにより閉じていないか
ら、直流電源Ｅからの電流はトランジスタＴ２の
コレクタ電流として流れて負荷RLに供給される。
そして負荷RLの両端の電圧がコンデンサＣが充
電されるために上昇し、トランジスタＴ２のコレ
クタ電流が少くなくなつた時刻ｔ４に接点Ｐは閉
じる。リレーＳの接点電流が時刻ｔ４で流れ始め
るが、負荷RLの両端の電圧はすでに上昇してい
るから接点電流は第１図の場合に比較してはるか
に少なくなる。トランジスタＴ２の内部インピー
ダンスや抵抗Ｒ１の値を調整することにより、ト
ランジスタＴ２のエミツタとコレクタを単独に短
絡した時に流れる電流程度に少くすることが可能
である。そして、時刻ｔ５までの短時間のチヤタ
リング期間を経て安定した接点電流が流れるよう
になる。なおトランジスタＴ２は接点電流が安定
に流れている間もオンしているが接点Ｐよりも直
流抵抗が大きいためにコレクタ電流はほとんど流
れない。

第５図は本考案の他の実施例を示す回路図であ
る。動作コイルＬの両端間には抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ
３の他にコンデンサＣ１が接続されている点が第
３図の場合と異る。つまり抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の
分圧回路にコンデンサＣ１を介して動作コイルＬ
の電圧が加わるようにしてある。このように構成
することによりトランジスタＴ２のベースには動
作コイルＬの電圧が分圧されて容量結合される。
従つてコンデンサＣ１の値を選ぶことによりチヤ
タリング期間が終る時刻ｔ５までトランジスタＴ
２をオンさせ、接点電流が安定に流れる時間には
オフさせることができる。すなわちトランジスタ
Ｔ２を突入電流を少くするために必要な時間だけ
動作させ、接点電流が安定に流れる時間には動作
を停止させてトランジスタＴ２による無駄な電力
損失を防ぐことができる。

以上述べたように本考案のリレーの保護回路は
リレーの接点と並列に半導体スイツチ素子を接続
し、リレーの動作コイルに生ずる電圧に比例する
電圧によりオンするように構成されている。そし
て実施例で述べたように接点Ｐがオンする以前に
半導体スイツチ素子の役割をするトランジスタＴ
２をオンさせ、負荷RLに電流を流すことにより
大きな突入電流を防止できる。そして負荷RLの
両端の電圧が上昇してトランジスタＴ２に流れる
電流が少なくなるまで時刻を遅らせて接点Ｐを閉
じることにより、リレーの接点Ｐの消耗を防ぐこ
とができるので、電流に余裕を持たせた大型のリ
レーを用いる必要はなくなる。しかも保護回路の
構成は簡単であるのでリレーを含めた価格が安価
になりきわめて実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリレー部分の回路図であり、第
２図は第１図の電流、電圧波形を示す図であり、
第３図は本考案の実施例を示すリレー部分の回路
図であり、第４図は第３図における電流、電圧波
形を示す図であり、第５図は本考案の他の実施例
を示すリレー部分の回路図である。 Ｅ：直流電源、Ｓ：リレー、Ｐ：接点、Ｌ：動
作コイル、Ｔ１：制御トランジスタ、Ｔ２：トラ
ンジスタ、RL：負荷。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流電源の一端と負荷の間に接続されたリレ
   ーの接点と並列に半導体スイツチ素子が接続し
   てあり、該半導体スイツチ素子は接点を閉じる
   ためにリレーの動作コイルの両側に生ずる電圧
   を抵抗により分圧した電圧を用いてオンさせる
   ことを特徴とするリレーの保護回路。 (2) 動作コイルの両側に生ずる電圧は、抵抗によ
   る分圧回路にコンデンサを介して供給される実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のリレーの保
   護回路。