JPH10261354A - リレー駆動回路 - Google Patents

リレー駆動回路

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JPH10261354A
JPH10261354A JP10058735A JP5873598A JPH10261354A JP H10261354 A JPH10261354 A JP H10261354A JP 10058735 A JP10058735 A JP 10058735A JP 5873598 A JP5873598 A JP 5873598A JP H10261354 A JPH10261354 A JP H10261354A
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JP
Japan
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relay
current
capacitor
circuit
power supply
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Pending
Application number
JP10058735A
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English (en)
Inventor
Josef Lelle
レレ ヨーゼフ
Hans-Peter Bauer
ペーター バウアー ハンス
Alexander Meier
マイヤー アレクサンダー
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Electrowatt Technology Innovation AG
Original Assignee
Electrowatt Technology Innovation AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/32Energising current supplied by semiconductor device
    • H01H47/325Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H47/04Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
    • H01H47/043Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current making use of an energy accumulator

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  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リレーの省エネルギー駆動を可能にし、かつ
回路素子が故障ないし欠陥が発生した場合リレーを遮断
することができるリレー駆動回路を提供する。 【解決手段】 オフ位置とオン位置を有するリレー1が
電流を少なくして駆動される。リレー1は回路素子に欠
陥がある場合に、オフ位置をとる。サイクルの第1の期
間ではスイッチングトランジスタ6が遮断、スイッチン
グトランジスタ7が導通し、リレー1に流れてコンデン
サ3を部分的に充電する電流が電源2により供給され、
サイクルの第2の期間では、スイッチングトランジスタ
6が導通し、スイッチングトランジスタ7が遮断され
て、コンデンサ3が放電し、コンデンサ3によりリレー
1を流れる電流が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リレー駆動回路、
更に詳細には、オフ位置とオン位置を有し、回路の故障
時ないし回路の所定素子の欠陥時にはオフ位置をとる少
なくとも1つのリレーを省エネルギー駆動することがで
きるリレー駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】リレーをそのオフ位置からオン位置へ切
り替えることができるようにするために、リレーには、
最小電流よりも大きい電流を供給しなければならない。
切り替え後にリレーをオン位置に保持するために、最小
電流よりも小さい保持電流が供給される。従来のリレー
駆動回路では、リレーをオン位置に保持するのに比較的
大きな電流を必要とし、エネルギー消費が大きいという
問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、リレ
ーの省エネルギー駆動を可能にし、かつ回路の故障ない
し回路素子に欠陥が発生した場合リレーを遮断すること
ができるリレー駆動回路を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、この課題を
解決するために、オフ位置とオン位置を有し、回路の所
定素子の欠陥時にはオフ位置をとる少なくとも1つのリ
レーを駆動するリレー駆動回路において、各リレーに関
連してコンデンサが設けられており、リレーのオン位置
において、関連するコンデンサ、リレーおよび電源を所
定のサイクルで次のように接続する手段、すなわちサイ
クルの第1の期間ではリレーに流れて関連するコンデン
サを部分的に充電する電流が電源により供給され、また
サイクルの第2の期間では関連するコンデンサにより電
流が供給され、その電流がリレーに流れ、関連するコン
デンサが再び部分的に放電するように接続する手段が設
けられる構成を採用している。
【0005】リレーをそのオフ位置からオン位置へ切り
替えることができるようにするために、リレーには、最
小電流Iminよりも大きい電流Iを供給しなければなら
ない。切り替え後にリレーには、最小電流Iminよりも
小さい保持電流IHが供給される。従って本発明によれ
ば、リレーにはその振幅が時間tに関係する電流I
(t)が供給される。リレーを流れる電流は、サイクル
の第1の期間では電源から供給され、その電流によって
コンデンサが部分充電される。その場合、電流の振幅は
コンデンサ間の充電電圧が増大するにつれて減少する。
振幅が最低必要な保持電流IH,minよりも小さくなる前
に、サイクルの第2の期間でコンデンサが今度は部分放
電され、放電電流がリレーを介して流れる。コンデンサ
を周期的に充放電することによって、リレーをオン位置
に保持するために必要なエネルギーが減少する。充放電
サイクルを形成する回路が故障した場合には、リレーは
オフ位置へ移動する。これは、たとえば安全が重視され
る応用分野では重要なことである。
【0006】また、本発明では、少なくとも2つのリレ
ーが設けられ、第2のリレーは、第1のリレー1がオン
位置にある場合にのみ、オン位置をとることができる。
両リレーを同じ電源で駆動できるので、安価な構成とな
る。
【0007】また、本発明では、電源にバッファ、特に
コンデンサが設けられており、それによりリレーをその
オフ位置からオン位置へ切り替えるのに十分な電流が短
期間に供給される。これにより、リレーをエネルギーを
少なくして駆動することが可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、図面に示す実施の形態に
基づき本発明を詳細に説明する。
【0009】図1は、電源(電圧源)2から給電される
リレー1を有するリレー駆動回路の第1の実施形態を示
す。電源2のプラス極はマイナス極に対して正の電圧を
供給する。回路はさらにコンデンサ3、2つのダイオー
ド4、5、2つのスイッチングトランジスタ6、7およ
びスイッチングトランジスタ6、7を駆動するための回
路部8を有する。リレー1、コンデンサ3、ダイオード
4、5およびスイッチングトランジスタ6、7がどのよ
うに配線されているかは、図1から直接理解される。
【0010】リレー1がオフ位置にある場合には、回路
部8は、両スイッチングトランジスタ6、7あるいは少
なくともスイッチングトランジスタ7が遮断されるよう
に、スイッチングトランジスタ6、7を駆動する。リレ
ー1をオフ位置からオン位置へ切り替えて、リレー1を
オン位置に保持するために、回路部8は所定のサイクル
に従ってスイッチングトランジスタ6あるいはスイッチ
ングトランジスタ7を交互に導通状態に、すなわちスイ
ッチングトランジスタ7が導通しているときには、スイ
ッチングトランジスタ6を遮断し、あるいはその逆にな
るように、切り替える。
【0011】回路部8がスイッチングトランジスタ7を
導通状態に切り替えた場合には、電源2により電流I1
が供給され、その電流は電源2のプラス極からコンデン
サ3のプラス極へ、そしてコンデンサ3のマイナス極か
らダイオード4、リレー1およびスイッチングトランジ
スタ7を介して電源2のマイナス極へ流れる。その場
合、コンデンサ3が途中まで、すなわち部分的に充電さ
れ、それにより電流I1(t)の振幅が時間tとともに
減少する。電流I1(t)の振幅が小さくなり過ぎ、リ
レー1をオン位置に保持することができなくなるのを防
止するために、回路部8によりスイッチングトランジス
タ7が遮断され、スイッチングトランジスタ6が導通状
態に切り替えられる。そのとき、電流I2(t)がコン
デンサ3のプラス極からスイッチングトランジスタ6、
リレー1およびダイオード5を介してコンデンサ3のマ
イナス極へ流れる。電流I2(t)によりコンデンサ3
が途中まで、すなわち部分的に放電される。電流I2
(t)の振幅が小さくなり過ぎ、リレー1をオン位置に
保持できなくなるのを防止するために、回路部8により
スイッチングトランジスタ6が遮断され、再びスイッチ
ングトランジスタ7が導通状態へ切り替えられる。その
後、コンデンサ3が再び電源2によって充電される。こ
のコンデンサ3の周期的な充放電は、リレー1をオン状
態に保持すべき間行われる。
【0012】図2は、オン位置においてリレー1(図
1)に流れる電流I(t)の大きさの時間的な変化を示
している。電流I1(t)の大きさは、最小必要な保持
電流IH,minよりも常に大きい。リレー1をオンに投入
する際に短時間比較的大電流が必要になる。というのは
コンデンサ3が完全に放電しており、全供給電圧がリレ
ー1に印加されるからである。この電流ピークはバッフ
ァ、特に、前もって電源2により比較的長い期間にわた
って充電された付加的なコンデンサから供給することが
できる。続いて、リレー1の電圧がコンデンサ3の電圧
だけ減少する。従ってこの回路を、いわゆるステップダ
ウン(Stepdown)回路と見ることができる。こ
の回路により、電流は時間平均でごく僅かであり、一方
たとえば54Vと比較的高電圧を供給できる電源ユニッ
トを電源2として使用することができる、という利点が
得られる。電圧のステップダウン変換によってさらに、
電力損出(パワーロス)が発生するのはリレーだけであ
るようにすることができる。リレー1を駆動する電力
は、ほぼ従来の回路の電力の4分の1に減少できる。
【0013】本発明によりさらに、電源2はコンデンサ
3の充電の間だけ負荷を受け、放電の間は負荷を受けな
いという利点が得られる。スイッチングトランジスタ7
で短絡が発生した場合には、コンデンサ3が充電され
て、電流I1(t)は連続的に減少する。電流I1(t)
が保持電流IHよりも小さくなると、リレー1がオフ位
置へ切り替わる。スイッチングトランジスタ6で短絡が
発生した場合には、コンデンサ3が放電され、電流I2
(t)が連続的に減少する。電流I2(t)が保持電流
IHよりも小さくなると、リレー1がオフ位置に切り替
わる。
【0014】図3は、第2の実施形態に係わるリレー駆
動回路を示すものであって、この回路においては両スイ
ッチングトランジスタ6と7が短絡した場合でもリレー
1を遮断することができる。スイッチングトランジスタ
6、7は直列に接続されている。この回路は4つのダイ
オード9〜12から形成されブリッジアーム内にリレー
1を配置したブリッジ整流器を有する。コンデンサ3、
ブリッジ整流器およびリレー1の配線は、図3から明ら
かである。リレー1をそのオフ位置に保持するために、
回路部8は、スイッチングトランジスタ6と7の両方あ
るいは一方を遮断するように駆動する。リレー1をオフ
位置からオン位置へ切り替え、リレー1をオン位置に保
持するために、回路部8は所定のサイクルに従ってスイ
ッチングトランジスタ6あるいはスイッチングトランジ
スタ7を交互に導通状態に切り替える。スイッチングト
ランジスタ6が導通している場合には、充電電流I1
(t)は電源2のプラス極からスイッチングトランジス
タ6を介してコンデンサ3のプラス極へ、そしてコンデ
ンサ3のマイナス極からダイオード9、リレー1および
ダイオード10を介して電源2のマイナス極へ流れる。
スイッチングトランジスタ7が導通している場合には、
放電電流I2(t)がコンデンサ3のプラス極からスイ
ッチングトランジスタ7、ダイオード11、リレー1お
よびダイオード12を介してコンデンサ3のマイナス極
へ流れる。
【0015】スイッチングトランジスタ6がその素子自
体の欠陥あるいはそれを駆動する他の回路素子の欠陥に
よりずっと導通したままになった場合には、まず充電電
流I1(t)が流れる。そのとき、コンデンサ3が充電
されるので、充電電流I1(t)の振幅は連続的に減少
する。充電電流が最小必要な保持電流IH,minよりも小
さくなると、リレー1が遮断され、オフ位置に保持され
る。一方、スイッチングトランジスタ7がその素子自体
の欠陥あるいは他の回路素子の欠陥によってずっと導通
したままである場合には、コンデンサ3が放電して、リ
レー1はこの場合も電流I2(t)が小さくなり過ぎる
ために遮断され、オフ位置に保持される。両スイッチン
グトランジスタ6と7がたとえば過電圧によって破壊さ
れて、導通したままになった場合には、電源2が短絡さ
れて、リレーはオフ位置になる。
【0016】他の観点から見ると、リレーのオン位置で
は両スイッチングトランジスタ6と7の接続点13に交
流が発生し、その交流がコンデンサ3を介して流れ、ダ
イオード9〜12によって形成されるブリッジ整流器を
介して整流されて、リレー1へ供給される、ということ
もできる。それに対してリレー1のオフ位置において
は、接続点13には直流電圧が発生し、コンデンサ3に
より電流がリレー1に流れることができなくなる。
【0017】図4に示す回路は、図3に示す回路に基づ
いており、他のリレー14がカスケード接続で配置され
ている。リレー14に関連してコンデンサ15、スイッ
チングトランジスタ16およびダイオード17〜19が
設けられている。この回路はマイクロコントローラ20
によって制御される。回路部8は2つのトランジスタ2
1および22と幾つかの抵抗、制御入力23、スイッチ
ングトランジスタ6と7を駆動するための2つの出力お
よびダイオード19を介してリレー14と接続される他
の出力を有する。配線は、図4に示す通りである。
【0018】マイクロコントローラ20は、回路部8の
制御入力23と接続されている出力24を介してリレー
1を動的に駆動する。すなわち、マイクロコントローラ
20の出力24が、電源2のマイナス極の電位よりも小
さい負の静的な電位を有する間は、スイッチングトラン
ジスタ7が遮断されて、リレー1はオフ位置にある。マ
イクロコントローラ20の出力24に0Vと−5Vの2
つの電圧レベルと正しいクロック周波数を有する矩形パ
ルスが出力されると、トランジスタ7、21、22ある
いは6が交互に導通して、リレー1がオン位置に切り替
わる。
【0019】マイクロコントローラ20は出力25を介
してリレー14を静的に駆動する。マイクロコントロー
ラ20の出力25に−5Vの負の電圧が出力されると、
トランジスタ16が遮断されて、リレー14はオフ位置
に留まる。マイクロコントローラ20の出力25が0V
のアース電位を有する場合に、トランジスタ16はスイ
ッチングトランジスタ6が導通したときにはいつも導通
し、リレー14がオン位置になる。
【0020】この回路は、リレー1がそのオン位置にあ
る場合に始めて、リレー14をそのオン位置へ切り替え
ることが可能になる、という特殊性を有する。従って回
路素子の欠陥によってリレー1がオフ位置になると、リ
レー14もオフ位置へ切り替わる。
【0021】リレー14並びに場合によっては他のリレ
ーをカスケード接続できることによって、回路部8がこ
れらの付加的なリレーのためにも使用されるので、リレ
ーを駆動するためのエネルギー消費を極めて小さく抑え
ることができる、という利点が得られる。リレー1を電
流を少なくして駆動できることによって、電源2として
特に簡易な電源ユニットを使用することができる。
【0022】この種の回路は、正常駆動時に少なくとも
2つの安全リレーが直列に接続される自動燃焼装置での
使用に適している。
【0023】リレーを駆動する際のエネルギー消費は、
リレーをオンに投入するために電源に対して直列に短時
間第2の電源を接続させることによっても、減少させる
ことができる。その場合にオンに投入する際に電圧が2
倍のとき2倍の大きさの電流、すなわち4倍の電力が流
れる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、コンデ
ンサを周期的に充放電することによって、リレーをオン
位置に保持するための必要エネルギーが減少する。充放
電サイクルを形成する回路が故障した場合には、リレー
はオフ位置へ移動するので、特に安全が重視される分野
に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】リレーを電流を少なくして駆動できるリレー駆
動回路の構成を示す回路図である。
【図2】リレーに流れる電流の時間的な変化を示す線図
である。
【図3】リレーを電流を少なくして駆動できるリレー駆
動回路の他の構成を示す回路図である。
【図4】複数のリレーを電流を少なくして駆動できるリ
レー駆動回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 リレー 2 電源 3 コンデンサ 8 回路部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オフ位置とオン位置を有し、回路の所定
    素子の欠陥時にはオフ位置をとる少なくとも1つのリレ
    ー(1;14)を駆動するリレー駆動回路において、 各リレーに関連してコンデンサ(3;15)が設けられ
    ており、 リレー(1;14)のオン位置において、関連するコン
    デンサ(3;15)、リレー(1;14)および電源
    (2)を所定のサイクルで次のように接続する手段、す
    なわちサイクルの第1の期間ではリレー(1;14)に
    流れて関連するコンデンサ(3;15)を部分的に充電
    する電流が電源(2)により供給され、またサイクルの
    第2の期間では関連するコンデンサ(3;15)により
    電流が供給され、その電流がリレー(1;14)に流
    れ、関連するコンデンサ(3;15)が再び部分的に放
    電するように接続する手段が(4、5、8;9、10、
    11、12、8)が設けられていることを特徴とするリ
    レー駆動回路。
  2. 【請求項2】 少なくとも2つのリレー(1;14)が
    設けられており、第2のリレー(14)は、第1のリレ
    ー(1)がオン位置にある場合にのみ、オン位置をとる
    ことができることを特徴とする請求項1に記載のリレー
    駆動回路。
  3. 【請求項3】 電源(2)にバッファ、特にコンデンサ
    が設けられており、それによりリレー(1;14)をそ
    のオフ位置からオン位置へ切り替えるのに十分な電流が
    短期間に供給されることを特徴とする請求項1または2
    に記載のリレー駆動回路。
JP10058735A 1997-03-13 1998-03-11 リレー駆動回路 Pending JPH10261354A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH60597 1997-03-13
EP97111431A EP0865059B1 (de) 1997-03-13 1997-07-07 Schaltung für den energiesparenden Betrieb eines Relais
CH97111431.9 1997-07-07
CH19970605/97 1997-07-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10261354A true JPH10261354A (ja) 1998-09-29

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ID=25685100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10058735A Pending JPH10261354A (ja) 1997-03-13 1998-03-11 リレー駆動回路

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US (1) US6061226A (ja)
JP (1) JPH10261354A (ja)

Family Cites Families (7)

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Also Published As

Publication number Publication date
US6061226A (en) 2000-05-09

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