JPH05206507A - 固体リレー - Google Patents

固体リレー

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JPH05206507A
JPH05206507A JP1252792A JP1252792A JPH05206507A JP H05206507 A JPH05206507 A JP H05206507A JP 1252792 A JP1252792 A JP 1252792A JP 1252792 A JP1252792 A JP 1252792A JP H05206507 A JPH05206507 A JP H05206507A
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JP
Japan
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light emitting
emitting element
photovoltaic element
photovoltaic
turned
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1252792A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhisa Fujii
和久 藤井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Publication of JPH05206507A publication Critical patent/JPH05206507A/ja
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部回路を用いることなくブレーク・ブレーク
・メーク接点を構成することができる固体リレーを提供
する。 【構成】発光素子1に光結合する第1の光起電力素子2
aおよび第2の光起電力素子2bを設ける。第1の光起
電力素子2aは、発光素子1の点灯時にエンハンスメン
ト形の第1のスイッチング素子をオンにする。第2の光
起電力素子2bは、発光素子1の点灯時にデプレッショ
ン形の第2のスイッチング素子をオフにする。発光素子
1から第1の光起電力素子2aまでの距離を、発光素子
1から第2の光起電力素子2bまでの距離よりも大きく
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子と光起電力素
子とを光結合し、光起電力素子の出力によってMOSF
ETよりなるスイッチング要素をオン・オフさせる固体
リレーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の固体リレーとして
は、図3に示すように、制御入力により点灯・消灯する
発光ダイオードよりなる第1の発光素子1aおよび第2
の発光素子1bと、各発光素子1a,1bにそれぞれ光
結合した太陽電池のような第1の光起電力素子2aおよ
び第2の光起電力素子2bと、各光起電力素子2a,2
bの出力によってそれぞれオン・オフするMOSFET
よりなる第1のスイッチング素子3aおよび第2のスイ
ッチング素子3bとを備えたものが提供されている。第
1のスイッチング素子3aはエンハンスメント形であっ
て、第1の発光素子1aの消灯時にはオフになってお
り、第1の発光素子1aの点灯時に生じる第2の光起電
力素子2aの出力によってオンに反転する。すなわち、
第1のスイッチング素子3aは常開接点として機能す
る。第2のスイッチング素子3bはデプレッション形で
あって、発光素子1bの消灯時にはオンになっており、
第2の発光素子1bの点灯時に生じる第2の光起電力素
子2bの出力によってオフに反転する。すなわち、第2
のスイッチング素子3bは常閉接点として機能する。
【0003】図4に示すように、第1の発光素子1aと
第1の光起電力素子2aとは透明樹脂の導光路9を介し
て対向し、第2の発光素子1bと第2の光起電力素子2
bとは透明樹脂の導光路9を介して対応する。発光素子
1a,1bが点灯状態から消灯すれば、第1のスイッチ
ング素子3aはオフ、第2のスイッチング素子3bはオ
ンに反転しようとするが、MOSFETであるスイッチ
ング素子3a,3bの内部の容量成分による残留電荷が
存在するために瞬時には反転することができない。すな
わち、スイッチング素子3a,3bの残留電荷は、光起
電力素子2a,2bを通って放電しようとするが非直線
性によって光起電力素子2a,2bは比較的高抵抗を示
すから、残留電荷の放電には長時間を要することにな
る。結局、スイッチング素子3a,3bは発光素子1
a,1bの点灯にはすぐに応答するが、発光素子1a,
1bの消灯に対しては応答が遅れるという問題がある。
【0004】そこで、残留電荷を瞬時に放電できるよう
に、スイッチング素子3a,3bのゲート−ソース間に
駆動回路4a,4bを設けている。駆動回路4a,4b
は、各スイチッング素子3a,3bのゲート−ソース間
にそれぞれドレイン−ソース間を接続したデプレッショ
ン形のMOSFETよりなるスイッチ要素5a,5b
と、スイッチ要素5a,5bのゲート−ソース間に接続
したバイアス用抵抗6a,6bとからなる。このような
駆動回路4a,4bを設ければ、発光素子1a,1bの
消灯時にスイッチ要素5a,5bの残留電荷がバイアス
用抵抗6a,6bを通して放電されると、スイッチ要素
5a,5bがオンになり、スイッチング素子3,3bの
残留電荷はスイッチ要素5a,5bを通して放電される
ことになる。このように、駆動回路4a,4bを設ける
ことによってオフ時間を短縮することができるのであ
る。
【0005】ところで、図3に示した回路では、常開接
点と常閉接点とを有しているのであって、両接点を用い
てブレーク・ブレーク・メーク接点(BBM接点)とな
るように構成したい場合がある。このような要求を満た
すには、図5のような構成が考えられる。図5では図3
の構成を有した固体リレーAを、発光素子1a,1bと
接点7a,7bとの組み合わせとしてシンボリックに記
載している。すなわち、この回路はブレーク・ブレーク
・メーク接点として動作させるために、固体リレーAの
外部に制御回路を設けたものであって、制御回路は、各
発光素子1a,1bに直列接続された限流用の抵抗R
a,Rb,Rcを有し、常閉接点である接点7bに対応
する発光素子1bに直列接続されている一方の抵抗Rc
にはコンデンサCが並列接続される。
【0006】したがって、図6(a)のように制御信号
がHレベルになってトランジスタQがオンになれば、発
光素子1bはただちに点灯するが、コンデンサCへの充
電が進むまでは発光素子1aには十分な電流が流れず、
発光素子1aは発光素子1bに遅れて点灯することにな
る。すなわち、図6(b)のように接点7bがオフにな
った後に図6(c)のように接点7aがオンになるので
あって、同時にオフになる状態が生じるように制御回路
が構成されている。要するに、発光素子1aを発光素子
1bに遅れて点灯させることによって、常閉接点がオフ
になった後に、常開接点がオンになるように動作するの
であり、ブレーク・ブレーク・メーク接点としての動作
が可能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記構成によれば、ブ
レーク・ブレーク・メーク接点としての動作を行うため
に、固体リレーAの外部にコンデンサC等を有した制御
回路を外部回路として付加する必要があり、実装時の部
品点数が増加し実装面積が大きくなるという問題があ
る。
【0008】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、外部回路を用いることなくブレーク・ブレー
ク・メーク接点を構成することができるようにし、この
ことによって、外付部品の部品点数を従来構成よりも削
減して実装面積を小さくした固体リレーを提供しようと
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御入力によ
り点灯・消灯する発光素子と、発光素子に光結合するよ
うに配置した第1の光起電力素子および第2の光起電力
素子と、発光素子の点灯時の第1の光起電力素子の出力
によってオンに反転するエンハンスメント形のMOSF
ETよりなる第1のスイッチング素子と、発光素子の点
灯時の第2の光起電力素子の出力によってオフに反転す
るデプレッション形のMOSFETよりなる第2のスイ
ッチング素子とを備えた固体リレーを共通の構成として
いる。
【0010】請求項1の発明では、上記目的を達成する
ために、第1の光起電力素子の受光感度を第2の光起電
力素子の受光感度よりも低く設定しているのである。請
求項2の発明では、発光素子から第1の光起電力素子ま
での距離を、発光素子から第2の光起電力素子までの距
離よりも大きく設定している。請求項3の発明では、発
光素子と第1の光起電力素子との間の導光路に、発光素
子と第2の光起電力素子との間の導光路よりも減光率の
大きい減光部材を挿入している。
【0011】
【作用】請求項1の構成によれば、第1の光起電力素子
の受光感度を第2の光起電力素子の受光感度よりも低く
設定しているので、発光素子が点灯して光量が立ち上が
る際に、第1の光起電力素子が受けるエネルギが第2の
光起電力素子が受けるエネルギよりも小さくなり、第2
のスイッチング素子のほうが第1のスイッチング素子よ
りも先に反転できるだけのエネルギを受けることになっ
て、結果的に、常閉接点として機能する第2のスイッチ
ング素子がオフになった後に、常開接点として機能する
第1のスイッチング素子がオンになるのである。すなわ
ち、ブレーク・ブレーク・メーク接点として動作するこ
とになる。
【0012】請求項2の構成は、望ましい実施態様であ
って、発光素子から第1の光起電力素子までの距離を、
発光素子から第2の光起電力素子までの距離よりも大き
く設定したことによって、第1の光起電力素子が発光素
子から受けるエネルギを第2の光起電力素子が発光素子
から受けるエネルギよりも小さくすることができ、第1
の光起電力素子の受光感度を第2の光起電力素子の受光
感度よりも低く設定したことになる。
【0013】請求項3の構成は、望ましい実施態様であ
って、発光素子と第1の光起電力素子との間の導光路
に、発光素子と第2の光起電力素子との間の導光路より
も減光率の大きい減光部材を挿入しているので、第1の
光起電力素子に入射する発光素子からの光は第2の光起
電力素子に入射する発光素子からの光よりも減光されて
いるのであって、第1の光起電力素子が発光素子から受
けるエネルギは、第2の光起電力素子が発光素子から受
けるエネルギよりも小さくなり、結果的に第1の光起電
力素子の受光感度を第2の光起電力素子の受光感度より
も低く設定したことになる。
【0014】
【実施例】(実施例1)本発明の基本的な構成は図3に
示した構成と同様であるから、相違点についてのみ説明
する。すなわち、図3の構成では、第1の光起電力素子
2aと第2の光起電力素子2bとについて、それぞれ発
光素子1a,1bを設けていたが、本実施例では、図1
に示すように、第1の光起電力素子2aと第2の光起電
力素子2bとについて1つの発光素子1を共用し、か
つ、発光素子1から第1の光起電力素子2aまでの距離
よりも、発光素子1から第2の光起電力素子2bまでの
距離を大きく設定している。ここに、発光素子1と第1
の光起電力素子2aおよび第2の光起電力素子2bとの
間には、透明シリコン樹脂よりなる導光路9が形成され
ている。また、発光素子1と第2の光起電力素子2bと
は対向しているが、第1の光起電力素子2aは発光素子
1の正面からずれて配置される。つまり、発光素子1か
らの距離は、第1の光起電力素子2aのほうが第2の光
起電力素子2bよりも大きくなる。
【0015】上記構成によれば、発光素子1の点灯時に
第1の光起電力素子2aに入射するエネルギは第2の光
起電力素子2bに入射するエネルギよりも小さくなる。
したがって、第1の光起電力素子2aの受光感度は、第
2の光起電力素子2bの受光感度よりも小さくなるので
あって、発光素子1の点灯時にはスイッチング素子3b
がスイッチング素子3aよりも先に反転することにな
る。すなわち、図6に示した動作と同様に、常閉接点で
あるスイッチング素子3bがオフになってから常開接点
であるスイッチング素子3aがオンになるのであって、
ブレーク・ブレーク・メーク接点として動作するのであ
る。また、固体リレーの内部の構成によってブレーク・
ブレーク・メーク接点としての動作が可能になるから、
従来構成のように、固体リレーの外部に部品を付加する
必要がなく、固体リレー単体でブレーク・ブレーク・メ
ーク接点としての動作ができることになり、実装時の部
品点数が削減され実装面積が削減されるのである。
【0016】(実施例2)本実施例では、図2に示すよ
うに、発光素子1から第1の光起電力素子2aまでの距
離と、発光素子1から第2の光起電力素子2bまでの距
離とはほぼ等しくし、導光路9について発光素子1から
第1の光起電力素子2aまでの部分に乳白色のシリコン
樹脂よりなる減光部材9aを挿入したものである。
【0017】このような減光部材9aを設ければ、第1
の光起電力素子2aが発光素子1から受けるエネルギを
第2の光起電力素子2bが発光素子1から受けるエネル
ギよりも小さくすることができ、実施例1と同様に、第
1のスイッチング素子3aがオンに反転するのに先立っ
て、第2のスイッチング素子3bをオフに反転させるこ
とができるのである。すなわち、この構成によっても、
ブレーク・ブレーク・メーク接点として動作させること
ができるのである。他の構成および動作は実施例1と同
様である。
【0018】
【発明の効果】請求項1の発明は、第1の光起電力素子
の受光感度を第2の光起電力素子の受光感度よりも低く
設定しているので、発光素子が点灯して光量が立ち上が
る際に、第1の光起電力素子が受けるエネルギが第2の
光起電力素子が受けるエネルギよりも小さくなり、常閉
接点として機能する第2のスイッチング素子がオフにな
った後に、常開接点として機能する第1のスイッチング
素子がオンになるのであって、ブレーク・ブレーク・メ
ーク接点として動作することになる。すなわち、外部回
路を設けることなく固体リレー単体でブレーク・ブレー
ク・メーク接点として動作させることができるから、実
装部品点数が削減され、実装占有面積を小さくすること
ができるのである。
【0019】請求項2の発明は、発光素子から第1の光
起電力素子までの距離を、発光素子から第2の光起電力
素子までの距離よりも大きく設定したものであり、請求
項3の発明は、発光素子と第1の光起電力素子との間の
導光路に、発光素子と第2の光起電力素子との間の導光
路よりも減光率の大きい減光部材を挿入したものであっ
て、どちらの発明も第1の光起電力素子の受光感度を第
2の光起電力素子の受光感度よりも低く設定することに
なるので、ブレーク・ブレーク・メーク接点としての動
作が可能になるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の断面図である。
【図2】実施例2の断面図である。
【図3】本発明に係る固体リレーの回路図である。
【図4】従来例の断面図である。
【図5】従来例を示す回路図である。
【図6】従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
1 発光素子 2a 光起電力素子 2b 光起電力素子 3a スイッチング素子 3b スイッチング素子 9 導光路 9a 減光部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御入力により点灯・消灯する発光素子
    と、発光素子に光結合するように配置した第1の光起電
    力素子および第2の光起電力素子と、発光素子の点灯時
    の第1の光起電力素子の出力によってオンに反転するエ
    ンハンスメント形のMOSFETよりなる第1のスイッ
    チング素子と、発光素子の点灯時の第2の光起電力素子
    の出力によってオフに反転するデプレッション形のMO
    SFETよりなる第2のスイッチング素子とを備えた固
    体リレーにおいて、第1の光起電力素子の受光感度を第
    2の光起電力素子の受光感度よりも低く設定したことを
    特徴とする固体リレー。
  2. 【請求項2】 発光素子から第1の光起電力素子までの
    距離を、発光素子から第2の光起電力素子までの距離よ
    りも大きく設定したことを特徴とする請求項1記載の固
    体リレー。
  3. 【請求項3】 発光素子と第1の光起電力素子との間の
    導光路に、発光素子と第2の光起電力素子との間の導光
    路よりも減光率の大きい減光部材を挿入したことを特徴
    とする請求項1記載の固体リレー。
JP1252792A 1992-01-28 1992-01-28 固体リレー Withdrawn JPH05206507A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8847244B2 (en) 2013-02-28 2014-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Photocoupler
CN106681302A (zh) * 2016-12-27 2017-05-17 湖北三江航天红峰控制有限公司 用于弹上配电的固体继电器自保持装置及其测试控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8847244B2 (en) 2013-02-28 2014-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Photocoupler
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CN106681302B (zh) * 2016-12-27 2019-03-22 湖北三江航天红峰控制有限公司 用于弹上配电的固体继电器自保持装置及其测试控制方法

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Effective date: 19990408