JPH0529287U - 負荷電流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷電源から絶縁され、簡単・小型の回路で
あり負荷電流によらず汎用的に利用できる負荷電流制御
装置を提供すること。 【構成】 負荷に交流電流を供給する電源と、この電源
と当該負荷との間に設けられたゲ―ト制御式半導体スイ
ッチとを有する負荷電流制御装置であって、前記ゲ―ト
制御式半導体スイッチのゲ―ト用抵抗と、発停制御信号
の印加される発光ダイオ―ドとこの発光ダイオ―ドの発
光状態に応じてオンオフ動作する第１のゲ―ト制御式半
導体スイッチを有するリレ―回路と、当該リレ―回路に
直列に装着されたダイオ―ドと抵抗の直流回路、並びに
このダイオ―ドに対して逆の極性で並列に接続されたフ
ォトカプラを有し、このフォトカプラの出力信号を発停
状態の判定に用いる電流検出回路とを具備することを特
徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は例えば商用の交流電源を使用した負荷の運転／停止を行うシステムに 用いて好適な負荷電流制御装置に係り、特に運転指令のある状況で負荷側単独で オフしている状態の検出に用いて好適な改良に関する。

【０００２】 図４は、例えば電動弁に対して発停（オンオフ）信号を送り弁開度を調整する 場合に用いられる、負荷制御回路の回路図である。図において、制御装置１０に はオンオフ信号を負荷２０に送る発停出力回路１２と、負荷２０に送っている電 流を測定する電流検出回路１４と、負荷２０に送る交流電流を発生するＡＣ電源 部１６を有している。負荷２０は、例えば電動機で制御装置１０から送られた電 流により動作する。

【０００３】 図５は従来装置の詳細図である。発停出力回路１２はソリッドステ―トリレ― ＳＳＲと呼ばれる回路を採用している。即ち、発停制御信号が発光ダイオ―ドＰ Ｄ１に加えられ、ゼロクロス回路ＺＣがこの発光ダイオ―ドＰＤ１の信号を受信 し、トライアック（商標）等のゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ１をオンオフ制 御している。他方、電流検出回路１４にはカレントトランスＣＴを用い、負荷電 流に比例した電流を発生させ、カレントトランスＣＴと並列に接続された抵抗Ｒ １により電圧信号に変換し、オペアンプＯＰ１で増幅して負荷電流信号を出力し ている。

【０００４】 図６は他の従来装置の回路図である。ここでは電流検出回路１４に抵抗Ｒ２を 用いて、負荷電流に比例した電圧を発生し、オペアンプＯＰ２で増幅して負荷電 流信号を出力している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし従来装置では、次の課題がある。電流検出回路１４にカレントトランス ＣＴを用いる場合は、負荷電流が３〜５Ａ以上の大電流時しかよい比例関係が得 られず、更に部品にコアを用いる関係で部品が高価であり且つ大形化すると言う 課題がある。また電流検出回路１４に抵抗を用いる場合は、非絶縁となって防爆 等安全性が必要な用途に対する障害になると共に、電力損失が常に生じてエネル ギ効率が低下する。また負荷２０の容量に応じて抵抗値や電力値を選定する必要 があり、汎用的な利用に適さないと言う課題があった。

【０００６】 本考案はこのような課題を解決したもので、負荷電源から絶縁され、簡単・小 型の回路であり負荷電流によらず汎用的に利用できる負荷電流制御装置を提供す ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成する本考案は、負荷に交流電流を供給する電源と、この 電源と当該負荷との間に設けられたゲ―ト制御式半導体スイッチとを有する負荷 電流制御装置であって、次の構成としたものである。 即ち、一端が前記ゲ―ト制御式半導体スイッチの電源側に接続され、他端が前 記ゲ―ト制御式半導体スイッチのゲ―ト端子に接続されたゲ―ト用抵抗と、発停 制御信号の印加される発光ダイオ―ド、この発光ダイオ―ドの発光状態に応じて オンオフ動作する第１のゲ―ト制御式半導体スイッチを有すると共に、前記ゲ― ト制御式半導体スイッチの負荷側端子とゲ―ト端子の間に設けられたリレ―回路 と、当該リレ―回路の前記負荷側端子若しくは前記ゲ―ト端子に直列に装着され たダイオ―ドと抵抗の直流回路、並びにこのダイオ―ドに対して逆の極性で並列 に接続された発光ダイオ―ドとこの発光ダイオ―ドと対に設けられた受光素子を 有するフォトカプラを有し、このフォトカプラの出力信号を発停状態の判定に用 いる電流検出回路とを具備することを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案の各構成要素はつぎの作用をする。リレ―回路は発停制御信号に対して 絶縁状態でオンオフする第１のゲ―ト制御式半導体スイッチを有しており、負荷 電流の流れるゲ―ト制御式半導体スイッチに対してゲ―ト制御信号を送っている 。電流検出回路では、ダイオ―ドとフォトカプラを交互に負荷電流が流れるから 、フォトカプラ側に流れる電流をパルス信号として取り出し、状態判定信号とし ている。

【０００９】

【実施例】

以下図面を用いて、本考案を説明する。 図１は本考案の一実施例を示す回路図である。図において、ゲ―ト制御式半導 体スイッチＴＲ２は電源１６から負荷２０に送られる負荷電流をオンオフするも のである。ゲ―ト用抵抗Ｒ３は一端がゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２の電源 １６側に接続され、他端がゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２のゲ―ト端子に接 続されたもので、ゲ―ト端子に流れる電流を一定値以下に抑制している。リレ― 回路ＳＳＲは図５，６の相当回路と同じもので、発停制御回路１３から発停制御 信号が発光ダイオ―ドＰＤ１に印加されている。リレ―回路ＳＳＲのゲ―ト制御 式半導体スイッチＴＲ１側端子はゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２の負荷２０ 側端子に接続され、ゼロクロス回路ＺＣ側端子はゲ―ト端子に接続されている。 電流検出回路１４はリレ―回路ＳＳＲのゼロクロス回路ＺＣ側端子とゲ―ト用抵 抗Ｒ３との間に装着されたもので、ダイオ―ドＤ１と抵抗Ｒ４の直列回路を有し ている。抵抗Ｒ４はゲ―ト電流を制限する抵抗である。ダイオ―ドＤ１と並列で あって逆極性に発光ダイオ―ドＰＤ２が接続されており、この発光ダイオ―ドＰ Ｄ２と対に設けられた受光トランジスタを有するフォトカプラＰＣが設けられて いる。このフォトカプラＰＣの出力するパルス信号は状態判定回路１５に送られ 、負荷２０がオン状態かオフ状態かの判定に役立つ。

【００１０】 このように構成された装置の動作を次に説明する。図２は図１の回路の動作を 説明する波形図で,(Ａ）は負荷用電源１６,(Ｂ）は運転指令／停止信号,(Ｃ）は ダイオ―ドＤ１のゲ―ト電流,(Ｄ）はフォトカプラＰＣのゲ―ト電流で、発光ダ イオ―ドＰＤ２の電流と同じであり,(Ｅ）はフォトカプラＰＣの出力信号,(Ｆ） は負荷２０に供給される電流である。

【００１１】 最初、上位の操作装置から負荷の発停指令が送られると、発停制御回路１３を 介してリレ―回路ＳＳＲに指令が送られ、ゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２の ゲ―ト制御が開始される。まず運転指令の場合には、リレ―回路ＳＳＲをオンし 次の停止指令があるまでオン状態を継続する。そしてオン以降に発生する負荷電 源１６のゼロ電位通過毎にゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２のゲ―トをオンし て、ゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２をオンし負荷２０を運転する。ゲ―ト制 御式半導体スイッチＴＲ２のゲ―ト電流は、半サイクル毎にダイオ―ドＤ１及び フォトカプラＰＣの発光ダイオ―ドＰＤ２を交互に流れる。そしてゲ―ト用抵抗 Ｒ３に電圧を発生してゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２をオンする。このとき 、フォトカプラＰＣに流れる電流をパルスとして観測し、状態判別回路１５によ りパルスの有無によって運転／停止の状態を判断する。停止指令の場合は、リレ ―回路ＳＳＲをオフして、ゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２のゲ―トに電流が 流れないようにして、ゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２をオフし負荷２０を停 止させる。

【００１２】 ここではリレ―回路ＳＳＲにゼロクロス回路ＺＣを用いているので、外部のオ ン指令が負荷電源の波高値の不定位置で入力されるが、ゼロクロス回路ＺＣによ りゼロ電位からの立上り／下り位置でのみゲ―ト制御式半導体スイッチＴＲ１が オンする。また停止を行うオフの場合も、ゼロ電位検出後となる。

【００１３】 図３は本考案をコンデンサモ―タに用いた場合の回路図である。コンデンサモ ―タでは、モ―タの移動方向が正転と反転の二つの移動方向に合わせて対称に回 路が構成されている。そこで負荷電流制御装置も二個設けられ、一方の回路に添 字＊を付して両者を識別する。リミット用スイッチがコンデンサモ―タに設けら れているので、運転指令があっても過大な移動量が発生する虞のあるときには、 リミット用スイッチによりオフされて負荷の保護が図られている。

【００１４】

【考案の効果】 以上説明したように、本考案によればリレ―回路ＳＳＲにより負荷電流用のゲ ―ト制御式半導体スイッチＴＲ２のオンオフをしているので、絶縁が図られると 共に従来よりも小型になっている。また電流検出回路１４ではゲ―ト電流を測定 してオンオフ状態に応じた信号を出力しているので、負荷電流に比べてゲ―ト電 流は小さい（一般にゲ―ト制御式半導体スイッチでは数〜十数ｍＡ）から、電力 損失が小さくなると共に負荷２０の容量によらず汎用的に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１の回路の動作を説明する波形図である。

【図３】本考案をコンデンサモ―タに用いた場合の回路
図である。

【図４】負荷制御回路の回路図である。

【図５】従来装置の詳細図である。

【図６】他の従来装置の回路図である。

【符号の説明】

１４…電流検出回路 １６…負荷用電源 ２０…負荷 ＰＣ…フォトカプラ ＰＤ…発光ダイオ―ド ＳＳＲ…リレ―回路 ＴＲ…ゲ―ト制御式半導体スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷（２０）に交流電流を供給する電源
   （１６）と、この電源と当該負荷との間に設けられたゲ
   ―ト制御式半導体スイッチ（ＴＲ２）とを有する負荷電
   流制御装置であって、 一端が前記ゲ―ト制御式半導体スイッチの電源側に接続
   され、他端が前記ゲ―ト制御式半導体スイッチのゲ―ト
   端子に接続されたゲ―ト用抵抗（Ｒ３）と、 発停制御信号の印加される発光ダイオ―ド（ＰＤ１）、
   この発光ダイオ―ドの発光状態に応じてオンオフ動作す
   る第１のゲ―ト制御式半導体スイッチ（ＴＲ１）を有す
   ると共に、前記ゲ―ト制御式半導体スイッチの負荷側端
   子とゲ―ト端子の間に設けられたリレ―回路（ＳＳＲ）
   と、 当該リレ―回路の前記負荷側端子若しくは前記ゲ―ト端
   子に直列に装着されたダイオ―ド（Ｄ１）と抵抗（Ｒ
   ４）の直流回路、並びにこのダイオ―ドに対して逆の極
   性で並列に接続された発光ダイオ―ド（ＰＤ２）とこの
   発光ダイオ―ドと対に設けられた受光素子を有するフォ
   トカプラ（ＰＣ）を有し、このフォトカプラの出力信号
   を発停状態の判定に用いる電流検出回路と、を具備する
   ことを特徴とする負荷電流制御装置。