JPH0555435U - 出力スイッチの状態検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力スイッチの状態検出部に別電源を設ける
ことなく簡単且つ確実に検出する構成とする。 【構成】 リレー接点２の常開接点２ａ側を負荷回路３
のオンオフ用に接続し、常閉接点２ｂ側をパルストラン
ス８の二次巻線８ａ側に接続する。パルストランス８の
一次巻線８ｂ側には発振回路１１から発振出力を与え、
電流検出抵抗１２により通電電流を検出する。リレー接
点２の動作状態に応じてパルストランス８の一次側から
みたインピーダンスが異なるので、電流値の変化として
検出できる。電圧監視回路１３により動作状態を判断す
ると、センサ主回路１による制御状態との異同を判断で
き、リレー接点２の動作に異常があればこれを検出でき
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、負荷回路を通断電するための出力スイッチをこの出力スイッチと絶 縁状態に設けられた制御部により開閉制御するようにした出力スイッチの状態検 出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、負荷回路の開閉を負荷回路と電気的に絶縁された制御回路により動作さ せるものにおいては、負荷回路にリレー接点等の出力スイッチを接続し、この出 力スイッチを制御回路によりオンオフさせるようにしたものがある。このような 、出力スイッチは、リレー接点等が溶着すると、負荷回路が誤動作することがあ るので、その状態をモニタする必要がある。

【０００３】 このため、例えば、フォトカプラ等により出力スイッチのオンオフ動作をモニ タすることが考えられている。即ち、負荷回路側に設けたフォトカプラのＬＥＤ を駆動して出力スイッチの動作状態を光信号として出力し、その出力情報を制御 回路側で受け取り、その情報に基づいて出力スイッチの状態を表示すると共に動 作信号或は異常検出信号等を出力するようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このようなフォトカプラを駆動するためには、その電源を負荷回路 側から得るようにするか或いは制御回路側から得るようにする必要がある。

【０００５】 しかしながら、負荷回路側の電源は、一般に、負荷を高電圧，高電流で使用す るため、フォトカプラのような微弱な電流を流すものに適用するのは不向きであ る。一方、制御回路側から供給するためには、負荷回路との絶縁状態を保持する 必要があるので、制御回路の電源から直接ＬＥＤを駆動するのではなく、絶縁形 の電源回路を別途に設けなければならないため、構成が複雑になり製作コストが 高くなる不具合がある。

【０００６】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、出力スイッチの動 作状態を検出するための別電源を設ける必要がなく、従って簡単な構成で検出可 能な出力スイッチの状態検出回路を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、負荷回路に介在される出力スイッチをこの出力スイッチと絶縁状態 に設けられた制御部により開閉制御する出力スイッチの状態検出回路を対象とす るものであり、前記出力スイッチによる前記負荷回路の開状態で二次側が閉回路 状態とされる絶縁用トランスと、この絶縁用トランスの一次側に発振出力を与え る発振回路と、前記絶縁用トランスの一次側の電流を検出する電流検出手段と、 この電流検出手段の検出電流に基づいて前記出力スイッチの開閉状態を判断する 判断手段とを具備したところに特徴を有する。

【０００８】

【作用】

本考案の出力スイッチの状態検出回路によれば、制御部の開閉制御により、負 荷回路が開状態、即ち、出力スイッチが開状態にあるときには絶縁トランスの二 次側は閉回路状態とされ、負荷回路が閉状態、即ち、出力スイッチが閉状態ある ときには絶縁トランスの二次側は開回路状態とされる。

【０００９】 このとき、絶縁トランスの一次側から見たインピーダンスは、二次側が閉回路 状態のときのほうが開回路状態のときに比べて小さくなる。

【００１０】 一方、絶縁トランスの一次側には、発振回路から発振出力が与えられているの で、上述の理由から、二次側の状態が閉回路であるときのほうが開回路であると きよりも一次側に流れる電流が大きくなる。

【００１１】 従って、電流検出手段が検出する電流値の大小により出力スイッチの開閉状態 が検出できる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を出力スイッチをリレー接点とし、そのリレー接点の溶着等の異 常状態を検出する状態検出回路に適用した場合の一実施例について図面を参照し て説明する。

【００１３】 電気的構成を示す図１において、制御部たるセンサ主回路１は、図示しないセ ンサからの検出信号に応じて制御信号を出力するもので、出力スイッチたるリレ ー接点２のオンオフを制御する。リレー接点２は、常開接点２ａ，常閉接点２ｂ および可動接点２ｃからなり、常には接点（２ｃ−２ｂ）間が導通状態となって おり、センサ主回路１の出力端子Ａから制御信号が与えられると接点（２ｃ−２ ａ）間が導通状態となるように切り換わる。

【００１４】 負荷回路３は、リレー接点２により開閉制御されるもので、交流電源４の一端 子をリレー接点２の常開接点２ａに接続し、交流電源４の他方の端子が負荷５， 遮断スイッチ６を介してリレー接点２の可動接点２ｃに接続した状態に構成され ている。常閉の遮断スイッチ６は、センサ主回路１の出力端子Ｂからの異常検出 信号に応じてオフするようになっている。

【００１５】 リレー接点２の接点の開閉状態を検出する出力モニタ回路７において、絶縁用 トランスたるパルストランス８は、二次巻線８ａの一端子が抵抗９を介してリレ ー接点２の常閉接点２ｂに接続され、他端子がリレー接点２の可動接点２ｃに接 続されている。パルストランス８の一次巻線８ｂの一端子は直流成分阻止用のコ ンデンサ１０を介して発振回路１１の出力端子に接続されている。

【００１６】 発振回路１１は、インバータ回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，抵抗１１ｄ，１１ ｅおよびコンデンサ１１ｆを図示のように接続してなるもので、インバータ回路 １１ｃの出力端子から所定周波数の矩形状の発振出力をコンデンサ１０を介して パルストランス８の一次巻線８ｂに与える。

【００１７】 パルストランス８の一次巻線８ｂの他端子は電流検出手段たる電流検出抵抗１ ２を介してアースされている。判断手段たる電圧監視回路１３において、比較器 １４の検出入力端子は、パルストランス８の一次巻線８ｂの他端子に接続され、 比較器１４の基準入力端子は、抵抗１５を介してアースされると共に、抵抗１６ を介して基準電圧端子１７に接続されている。

【００１８】 比較器１４の出力端子は、抵抗１８およびコンデンサ１９よりなる積分回路２ ０を介してセンサ主回路１の検出入力端子Ｃに接続されている。センサ主回路１ ，発振回路１１および電圧監視回路１３は直流電源２１により給電される。

【００１９】 次に、本実施例の作用について図２をも参照しながら次の各場合に分けて説明 する。即ち、（１）リレー接点が正常動作している場合の検出動作および（２） リレー接点が異常動作をしている場合の動作である。

【００２０】 （１）リレー接点が正常動作をしている場合（図２の（ア）領域） センサ主回路１の出力端子Ａから制御信号を出力したときに、リレー接点２が 正常に動作している場合には、次のように動作する。まず、センサ主回路１の出 力端子Ａから図２（ａ）に示すような「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化する 制御信号が出力されると、これに応じてリレー接点２の常開接点２ａと可動接点 ２ｃとの間がオン（閉成）する（図２（ｂ）参照）。これにより、負荷５は交流 電源４から給電されてセンサ主回路１からの制御信号に応じた動作を行なう。

【００２１】 一方、発振回路１１は、図２（ｄ）に示すような発振出力をコンデンサ１０を 介してパルストランス８の一次巻線８ｂに与える。これにより、一次巻線８ｂに はインピーダンスに応じた電流が流れるようになり、電流検出抵抗１２は通電電 流に応じた端子電圧を発生する。

【００２２】 このとき、パルストランス８の二次巻線８ａ側は、上述のように、リレー接点 ２が動作されたことから、常閉接点２ｂと可動接点２ｃとの間がオン（閉成）状 態からオフ（開成）状態に切り換わってているので（図２（ｃ）参照）、一次巻 線８ｂ側からみたインピーダンスが大きくなっている。

【００２３】 従って、パルストランス８の一次巻線８ｂに流れる電流は小さくなり、電流検 出抵抗１２による電圧降下も小さくなって、電圧監視回路１３の比較器１４には 、図２（ｅ）に示すように、振幅が小さくなった信号が入力されるようになる。

【００２４】 これにより、比較器１４は、出力を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに反転させ るようになり、積分回路２０を介した後、図２（ｆ）に示すような信号を出力す る。これにより、負荷回路３に対してリレー接点２がオフ（開成）状態からオン （閉成）状態に切り換わったことが検出されたことになる。

【００２５】 尚、積分回路２０は、比較器１４が発振周波数に応じた速い周期でパルス状の 「Ｈ」レベルの信号を出力している期間中は、これを積分して一定の「Ｈ」レベ ル信号としてセンサ主回路１の入力端子Ｃに与えるもので、比較器１４の出力が 「Ｌ」レベルになると、コンデンサ１９の電荷が放電されると「Ｌ」レベルの信 号をセンサ主回路１に与えるようになっている。

【００２６】 さて、センサ主回路１においては、リレー接点２に与えた制御信号に対して電 圧監視回路１３から与えられるリレー接点２の開閉状態の状態検出信号とが一致 していれば、リレー接点２が正常に動作していると判断し、出力端子Ｂからは異 常検出信号を出力することはない。

【００２７】 （２）リレー接点が異常動作をしている場合（図２の（イ），（ウ）領域） さて、負荷回路３に過電流が流れるなどしてリレー接点２の常開接点２ａと可 動接点２ｃとの間が溶着している場合には（図２の（イ）領域）、センサ主回路 １からの制御信号が「Ｌ」レベルであるにも拘らず、リレー接点２の可動接点２ ｃ，常開接点２ａ間がオン（閉成）された状態となってしまう。

【００２８】 これにより、リレー接点２の常閉接点２ｂはオフ（開成）状態となっているた め、パルストランス８の一次巻線８ｂの通電電流は小さくなって電圧監視回路１ ３の出力信号は「Ｌ」レベルとなる。つまり、電圧監視回路１３は、センサ主回 路１に対して、リレー接点２が動作状態であることを示す状態検出信号を与える ことになる。

【００２９】 従って、センサ主回路１においては、制御信号と状態検出信号とが一致しない ことから、異常状態であると判断して出力端子Ｂから異常検出信号を出力し、負 荷回路３に介在させた遮断スイッチ６をオフさせて通電を停止させると共に、図 示しない表示部により異常状態であることを表示するようになる。

【００３０】 次に、センサ主回路１が「Ｈ」レベルの制御信号を出力しているにも拘らずリ レー接点２が動作しなかったり、正常に常開接点２ａと可動接点２ｃとがオン（ 閉成）されない場合には（図２の（ウ）領域）、上述の場合とは逆に、制御信号 の有無に拘らず電圧監視回路１３からは「Ｈ」レベルの状態検出信号が出力され る。

【００３１】 従って、センサ主回路１は、「Ｈ」レベルの制御信号をリレー接点２に出力し ていないときにも電圧監視回路１３から「Ｈ」レベルの状態検出信号が与えられ ることから異常であると判断して、出力端子Ｂから異常検出信号を出力して遮断 スイッチ６をオフさせ、負荷回路３の通電を停止すると共にその旨を表示するよ うになる。

【００３２】 このような本実施例によれば、リレー接点２の常閉接点２ｂ側をパルストラン ス８の二次巻線８ａに接続してそのインピーダンスが変化することを利用してリ レー接点２の動作状態を検出するようにしたので、リレー接点２の状態検出のた めの電源を設ける必要がなくなると共に、簡単な構成で検出できる。

【００３３】 また、本実施例によれば、パルストランス８の一次巻線８ｂ側にコンデンサ１ ０を介して発振回路１１を接続したので、発振出力の直流成分を阻止でき、パル ストランス８の利用効率を向上させることができ、二次巻線８ａ側に抵抗９を介 在させたので、通電電流を制限して消費電力を低減させることができる。

【００３４】 尚、上記実施例においては、出力スイッチとして可動接点２ｃを有するリレー 接点２を用いたが、これに限らず、２つのリレー接点が機械的に連動されたもの を用いる場合にも適用できる。

【００３５】 また、上記実施例においては、絶縁用トランスとして一次巻線８ｂと二次巻線 ８ａとが一体に構成されたパルストランス８を用いたが、これに限らず、例えば 、一次巻線と二次巻線とが別体に構成された絶縁用トランスを用いても良い。

【００３６】 さらに、上記実施例においては、パルストランス８の一次巻線８ｂ側に直流成 分阻止用のコンデンサ１０を設けたり、或は二次巻線８ａ側に電流制限用の抵抗 ９を設ける構成としたが、これらのコンデンサ１０或は抵抗９は必要に応じて設 けるようにすれば良い。

【００３７】

【考案の効果】

本考案の出力スイッチの状態検出回路によれば、出力スイッチによる負荷回路 の開状態で二次側が閉回路状態とされる絶縁用トランスを設け、この絶縁用トラ ンスの一次側から見たインピーダンスが変化することにより出力スイッチの状態 を検出するようにしたので、出力スイッチの状態をモニタするための電源を新た に設ける必要がなく、従って、簡単且つ安価な構成で出力スイッチの開閉状態を 検出することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す電気的構成図

【図２】各部の信号出力状態を示す作用説明図

【符号の説明】

１はセンサ主回路（制御部）、２はリレー接点（出力ス
イッチ）、３は負荷回路、４は交流電源、５は負荷、６
は遮断スイッチ、７は出力モニタ回路、８はパルストラ
ンス（絶縁用トランス）、９は電流制限用の抵抗、１０
は直流成分阻止用のコンデンサ、１１は発振回路、１２
は電流検出抵抗（電流検出手段）、１３は電圧監視回路
（判断手段）、１４は比較器、２０は積分回路、２１は
直流電源である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷回路に介在される出力スイッチをこ
   の出力スイッチと絶縁状態に設けられた制御部により開
   閉制御するものにおいて、前記出力スイッチによる前記
   負荷回路の開状態で二次側が閉回路状態とされる絶縁用
   トランスと、この絶縁用トランスの一次側に発振出力を
   与える発振回路と、前記絶縁用トランスの一次側の電流
   を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の検出電
   流に基づいて前記出力スイッチの開閉状態を判断する判
   断手段とを具備してなる出力スイッチの状態検出回路。