JPH0561641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、交流駆動のリレーを使用して負荷の
オンオフを制御するリレー制御装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 従来のリレー制御装置は第１図に示すような構
成であつた。この第１図において、１は交流電源
であり、この両端に直列に接続された抵抗２、ダ
イオード３、コンデンサ４で直流電源を構成して
いる。このコンデンサ４の両端に直列に接続され
た抵抗５およびツエナーダイオード６で制御装置
７の電源を構成している。この制御装置７は例え
ばマイクロコンピユータからなる制御回路のよう
なシーケンスコントロールを行うものであり、こ
の制御装置７の出力は抵抗８を通してトランジス
タ９のベースに接続されている。１０は直流駆動
用のリレーの励磁コイルであり、トランジスタ９
がオンすると、励磁コイル１０が駆動され、直流
駆動のリレー１３の常開接点１１を閉じ、ヒータ
１２に通電する。

すなわち、電源投入後、制御装置７による一定
のシーケンスに基づいて、リレー１３（励磁コイ
ル１０および常開接点１１からなる）をオンオフ
することにより、ヒータ１２の通電を制御するも
のである。

この回路において、交流電源１が零になつた
時、つまり停電が起こつた時のこの回路の動作に
ついて第２図にそつて説明する。Ａ時点になるま
では、リレー１３をオンさせる信号がでていて、
かつ正常な交流電源１がある。ここで停電する
と、コンデンサ４の電圧（＋Vcc）は抵抗５とツ
エナーダイオード６及び励磁コイル１０を通して
放電を開始する。そこでリレー１３の保持電圧
（リレーをオンさせた状態で電圧を徐々に下げて
いつた時にリレーの接点をオン状態に保持できる
最低の電圧）未満になると、リレー１３の接点１
１は開く（Ｂ点）。この時制御装置７の正常に動
作する最低の電圧は、リレーの保持電圧より高く
なければいけない。なぜならば、逆に制御装置７
の正常に動作する最低の電圧の方が低いとする
と、第２図のように、Ｃ時点で正常な電圧に復帰
したとすると、制御装置７は正常に動作している
ためにオン信号を出力しており、励時コイル１０
には電流が流れ続けているが、リレー１３の保持
電圧以下になつたために、接点１１が開いている
という異常な動作を行うことになる。ゆえに、制
御装置７が正常に動作する電圧は、リレーの保持
電圧より高い電圧でなければいけない。従つて、
停電してから制御回路が正常に動作している時間
は、第２図に示す様にＴ１の巾となり、この時間
以上の停電が起こつた場合は正常な動作が保証で
きない。そしてこの時間TT１は、コンデンサ４
の容量値、抵抗５の値、ツエナーダイオード６の
電圧値、励時コイル１０の抵抗値により決定され
るが、制御装置７の消費電流はＣ−MOSに代表
されるようにますます少なくなつてきているが、
励時コイル１０の抵抗値は、機械的に接点を動か
すために、直流装置７と比較すると非常に大きな
電力を必要とするので、小さいものとなつてしま
う。ゆえにコンデンサ４の容量を相当大きくする
か、Ａ点でのコンデンサ４の電圧を相当高くとら
ねばならないが、それぞれ限度があるので、瞬時
停電が起こつた時に正常に動作している時間（瞬
停耐量）は小さくなつてしまう欠点が存在した。

発明の目的 本発明はコンデンサの容量を大きくせずに、瞬
停耐量を大巾に増加させるリレー制御装置を構成
することを目的とするものである。

発明の構成 本発明の構成を第３図を用いて説明する。

少なくとも交流電源１から充電電流を供給され
るコンデンサを有する２つの直流電源１４と１５
がある。第１の直流電源１４は、所定のシーケン
ス制御を行う主制御装置７と、交流電源１の停電
を検知する停電検出装置１６と、停電検知装置１
６の出力により駆動され主制御装置７の正常動作
を確保できる電圧未満になる前に停電が復帰する
と所定の時間リレー駆動装置１８の動作を禁止す
るタイマー１７とに電源を供給し、第２の直流電
源１５は、少なくとも前記コンデンサと抵抗から
なり、リレー駆動装置１８と直流駆動のリレー１
３に電源を供給している。そして第２の直流電源
１５のコンデンサの容量と抵抗の抵抗値は、コン
デンサの充電電圧がリレーオフ時にはリレーの感
動電圧以上となり且つリレーオン時にはリレーの
保持電圧より高い所定の電圧になるようにリレー
駆動装置１８とリレー１３へ電源を供給するもの
である。ここで交流電源１が停電していないとき
は、主制御装置７の所定のシーケンスにしたがつ
てリレー駆動装置１８を駆動し、リレー１３をオ
ンオフしている。そして交流電源１が停電する
と、停電検知装置１６が動作し、タイマー１７を
駆動する。このタイマー１７のリレー駆動装置１
８の動作を禁止する時間は、第２の直流電源１５
の電源電圧が零電圧からリレーの感動電圧以上に
充電される時間より長い時間に設定されている。
すなわちリレー駆動装置１８が正常に動作し、リ
レー１３を正常に駆動する電圧に達するまでの時
間のことである。もし、第２の直流電源の電圧
が、リレー１３の感動電圧より低い電圧の時に、
リレー駆動装置１８が動作すると、リレーの励磁
コイルには電流が流れるがリレー接点は正常に移
動されないという状態になり、制御シーケンスの
誤動作という結果を引き起こす。

ゆえに瞬時停電が起こると、主制御装置７は第
１の直流電源１４のコンデンサの電荷の放電によ
りある一定の時間は正常な動作が保証され、この
一定の時間内に停電が復帰すると、タイマー１７
の出力により所定の時間リレー駆動装置１８の動
作が禁止されて、第２の直流電源１５の電圧が、
リレーの感動電圧以上の電圧に復帰した後、主制
御装置７の信号出力に応じてリレー１３が正常に
制御されることになる。

次にこのリレー制御回路の瞬停耐量について考
えてみる。第１の直流電源１４により電源を供給
される主制御装置７等の消費電流と第２の直流電
源１５により電源を供給されるリレー駆動装置の
消費電流とを比較してみると、前者の方がはるか
に小さい。また、どちらの電源の瞬停耐量を大き
くする必要があるかを考えてみると、本発明にお
いては、第１の直流電源のみが正常に動作してお
れば、第２の直流電源はいかなる状態になつてい
てもよいのであるから、第１の直流電源の瞬停耐
量が大きければよい。つまり、消費電流の少ない
直流電源の瞬停耐量を大きくすればよいというこ
とであるから、コンデンサの容量もあまり大きく
しなくても瞬停耐量は大巾に増加させることが可
能になる。

実施例の説明 本発明の具体的な一実施例を第４図に示す。こ
の回路は従来例と同じく、主制御装置７の所定の
シーケンスで、リレー１３をオンオフする制御装
置である。

第３図のブロツク図に相当する部分は、第４図
においては同一番号を付けて説明を省略する。

第１の直流電源１４は、抵抗１９、ダイオード
２０、コンデンサ２１、抵抗２２及びツエナーダ
イオード２３からなる半波整流回路であり、主制
御装置７、停電検知装置１６及びタイマー１７に
電源を供給している。停電検知装置１６は、ダイ
オード２４〜２７と、トランジスタ２８及び抵抗
２９とからなる零ボルトパルス発生回路からな
る。ダイオード側より、抵抗２９の電位が低い時
は、ダイオード２４、２７、抵抗２９を介してト
ランジスタ２８が順バイアスされ、逆に、抵抗２
９の電位の方が高い時は、抵抗２９、ダイオード
２５、２６を介してトランジスタ２８が順バイア
スされるので交流電源１が零ボルト近辺でのみ、
トランジスタ２８がバイアスされることがない。
つまり、オフするゼロボルトパルス発生回路の一
般的な回路である。このトランジスタ２８のコレ
クタは、抵抗３０を介してトランジスタ３１のベ
ースに接続されているので、トランジスタ３１
は、交流電源１が零ボルト付近のみオフし、その
他の時はオンしている。コンデンサ３２は、抵抗
３３を介して＋Vccに接続されている。一方、ト
ランジスタ３１のコレクタに接続されているため
に、正常に交流電源が印加されていると、零ボル
ト近辺で抵抗３３を介して充電されるが、すぐに
トランジスタ３１がオンするために、抵抗３４を
介して、トランジスタ３５をバイアスする電圧ま
で上昇しないので、トランジスタ３５はオフし停
電検知装置１６の出力は通常Highである。逆に
停電が起こるとトランジスタ３５がオンするた
め、出力はLowになる。

交流電源１が正常時には、コンデンサ３６は、
トランジスタ３５がオフしているため充電され
ず、コンパレータ３７の出力はHigh（但し、オー
プンコレクタ出力）である。つまりタイマー１７
の出力はHighなので、制御装置７の出力は、抵
抗３８を介して、トランジスタ３９を順バイアス
することができる。いいかえれば、リレー駆動装
置１８の動作は、主制御装置７の出力にのみ依存
し、タイマー１７の出力には無関係である。ゆえ
に、トランジスタ３９がオンすると、抵抗４０、
ダイオード４１、コンデンサ４２、抵抗４３から
なる第２の直流電源１５により励磁コイル１０を
励磁し、リレー１３をオンさせることができる。
この第２の直流電源１５は、トランジスタ３９が
オフの時は、抵抗４３と抵抗４０で決定される電
圧までコンデンサ４２が充電されているが、この
電圧は、リレー１３の感動電圧より充分大きくと
つておくものとする。次にトランジスタ３９がオ
ンすると抵抗４０と抵抗４３と励磁コイル１０の
抵抗値の比で決まる電圧に励磁コイル１０の両端
の電圧は安定するが、この値はリレー１３の保持
電圧以上であればよい。

この回路においてリレー１３がオンの状態で瞬
停が起こつた時の動作を、第５図に基づいて説明
する。

交流電源１がＸ点で停電し、Ｙ点で復帰するも
のとすると、Ｘ点からコンデンサ３２が充電開始
され、Ｚ点でトランジスタ３５をオンさせること
ができる電圧まで上昇する。ゆえに停電検知装置
１６の出力はHighからLowにかわり、タイマー
１７の出力もHighからLowにかわるので、リレ
ー１３は主制御装置７の出力がリレー１３を駆動
する信号にもかかわらず、リレー駆動装置１８は
駆動されず、リレー１３はオンからオフにかわ
る。この時コンデンサ４２の電圧は下がり、リレ
ー１３の保持電圧以上ではあるが感動電圧以下の
電圧に保持されている。コンデンサ２１の電圧
が、主制御装置７の正常動作を確保できる電圧未
満になる前のＹ点で停電が復帰すると、停電検知
装置１６の出力はLowからHighにかわるが、コ
ンデンサ３６が抵抗４４を介して放電し、コンパ
レータ３７の出力が反転するまでの時間Ｔ２、タ
イマー１７の出力はLowのままである。このＴ
２の時間経過したＷ点までの間に、第２の直流電
源１５は、リレーの感動電圧以上になつている。
この時に、タイマー１７の出力がLowからHigh
にかわるため、主制御装置７の出力により、リレ
ー１がオンオフされるため、リレー１３はオンし
正常な動作を開始する。ゆえに励磁コイル１０の
両端の電圧が、リレー１３がオンしている時に感
動電圧より低くなつていても、停電を検知し、一
定時間リレー１３の駆動をタイマーにより禁止す
ることにより。正常なシーケンスの制御が行わし
めることができる。

ここで瞬時停電耐量について考えてみると、第
１の直流電源のコンデンサ２１が放電して、主制
御装置７の動作が正常でなくなる電圧に低下する
までの時間Ｔ３ということになる。従来例のとこ
ろで述べたように、制御回路部品はCMOSのIC
に代表されるようにインピーダンスが年々高くな
つており、リレーと比較すれば、数10倍高い、ゆ
えに同じ容量のコンデンサを使用すると、数10倍
の瞬停耐量をもたせる回路が構成できる。このよ
うに瞬時停電耐量については第１の直流電源１４
のコンデンサ２１が関係するものであつて、第２
の直流電源１５のコンデンサ４２は瞬時停電対応
を考慮しなくてもよいので、その容量値は小さく
でき制御装置にとつて負担は少ない。

なお、第４図における抵抗４０、ダイオード４
１、コンデンサ４２、抵抗４３を削除し、励磁コ
イル１０のトランジスタ３９のコレクタに接続さ
れていない方の一端を、コンデンサ２１とダイオ
ード２０の接続点に接続すると、瞬停が起こつた
時にコンデンサ２１の負荷が大きくなるために放
電時定数が小さくなる。ゆえに第４図におけるＴ
３の瞬停耐量は小さくなるが、停電復帰時の直流
電流の電圧（コンデンサ２１の両端の電圧）はリ
レー１３の保持電圧以下であつても、タイマー１
７の動作により、この電圧がリレー１３の感動電
圧以上に上昇するまで、リレー駆動装置１８の動
作を禁止するので、正常なシーケンス動作は行う
ことができる。

ゆえに従来例は保持電圧以上でなければならな
いのに対して瞬停耐量が大きくとれることは明白
である。

ゆえに瞬停耐量は比較的小さいが、回路構成の
簡単なリレー制御装置を構成することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように瞬時停電に対す
る対策は従来コンデンサの容量を大きくする方法
をとつていたが、リレーのようなインピーダンス
の小さい、いいかえれば電流を多く流さなければ
いけない負荷を制御する制御装置においてはこの
方法は、実際上不可能に近くなる。それは、大き
さが大きくなるので実装上に題が生じるからであ
る。

本発明においては、所定のシーケンス制御を行
う主制御装置に電源を供給する第１の直流電源
と、主制御装置の出力により駆動されるリレー駆
動装置に電源を供給する第２の直流電源とを備え
ているから、交流電源に瞬時停電が発生した場
合、消費電流が多いリレー駆動装置はリセツトし
たとしても、消費電流が少ない主制御装置は動作
をして瞬時停電復帰後に所定のシーケンス制御を
継続でき、また、停電検知装置の出力により停電
復帰後リレー駆動装置の動作を所定時間禁止する
タイマーを備え、第２の直流電源は、リレーオフ
時にリレーの感動電圧以上とし、且つリレーオン
時にはリレーの保持電圧より高い所定の電圧にな
るようにリレー駆動装置とリレーへ電源を供給
し、タイマーのリレー駆動装置の動作を禁止する
時間は、前記第２の直流電源の電源電圧が零電圧
から前記リレーの感動電圧以上に充電される時間
より長い時間に設定したから、瞬時停電時にリレ
ー駆動装置がリセツトした場合には、瞬時停電復
帰後にタイマーにより感動電圧になつてはじめて
リレーを駆動する。このため、リレーが異常動作
をすることがなく、主制御装置の所定のシーケン
スにより作動させることができ、小容量のコンデ
ンサにより、瞬停耐量を大きくとることができ
る。また、動作時に励磁コイルに印加される電圧
は保持電圧以上であればよいので、励磁コイルの
発熱を小さくでき、リレー用電源の電流供給能力
も少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリレー制御装置の回路図、第２
図は同装置の要部の電圧波形図、第３図は本発明
の概略を示すブロツク図、第４図は本発明の一実
施例を示すリレー制御装置の回路図、第５図は同
装置の要部の電圧電流波形図である。 １……交流電源、７……主制御装置、１３……
リレー、１４……第１の直流電源、１５……第２
の直流電源、１６……停電検知装置、１７……タ
イマー、１８……リレー駆動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源と、所定のシーケンス制御を行う主
   制御装置と、この主制御装置の出力により駆動さ
   れるリレー駆動装置と、このリレー駆動装置によ
   り駆動される直流駆動のリレーと、前記交流電源
   の停電を検知する停電検知装置と、この停電検知
   装置の出力により駆動され前記主制御装置の正常
   動作を確保できる電圧未端になる前に停電が復帰
   すると所定の時間前記リレー駆動装置の動作を禁
   止するタイマーと、少なくとも前記交流電源から
   充電電流を供給されるコンデンサを有し前記主制
   御装置と停電検知装置とタイマーへ電源を供給す
   る第１の直流電源と、少なくとも前記交流電源か
   ら充電電流を供給されるコンデンサと抵抗とから
   なり、このコンデンサの容量と抵抗の抵抗値はコ
   ンデンサの充電電圧がリレーオフ時にはリレーの
   感動電圧以上となり且つリレーオン時にはリレー
   の保持電圧より高い所定の電圧になるように前記
   リレー駆動装置とリレーへ電源を供給する第２の
   直流電源とを備え、前記タイマーのリレー駆動装
   置の動作を禁止する時間は、前記第２の直流電源
   の電源電圧が零電圧から前記リレーの感動電圧以
   上に充電される時間より長い時間に設定した交流
   電源瞬時停電時におけるリレー制御装置。