JPS5811774B2 - Switching Souch - Google Patents

Switching Souch

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JPS5811774B2
JPS5811774B2 JP4483174A JP4483174A JPS5811774B2 JP S5811774 B2 JPS5811774 B2 JP S5811774B2 JP 4483174 A JP4483174 A JP 4483174A JP 4483174 A JP4483174 A JP 4483174A JP S5811774 B2 JPS5811774 B2 JP S5811774B2
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JP
Japan
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voltage
switching element
circuit
terminal switching
turned
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JP4483174A
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Japanese (ja)
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福山俊文
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検出回路の検出信号によりオン、オフされるス
イッチング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a switching device that is turned on and off by a detection signal from a detection circuit.

検出回路の検出信号によりオン、オフされるスイッチン
グ装置においては検出回路を動作させる電力が必要であ
る。
A switching device that is turned on and off by a detection signal from a detection circuit requires power to operate the detection circuit.

三線式スイッチング装置においては検出回路に電力を供
給する回路が別途に設けられているので、スイッチのオ
フ、オンにより負荷に流れる電流は断続しかつ検出回路
は常に動作状態にある。
In a three-wire switching device, a separate circuit is provided to supply power to the detection circuit, so the current flowing to the load is intermittent when the switch is turned off and on, and the detection circuit is always in an operating state.

負荷を通して検出回路へ電力を供給する二線式スイッチ
ング装置においては、スイッチのオフ時にも負荷に電流
が流れることは避けられない。
In a two-wire switching device that supplies power to a detection circuit through a load, it is inevitable that current flows through the load even when the switch is off.

したがってスイッチのオフ時に負荷に流れる電流を極力
少なくすること、すなわち微少電流で動作するスイッチ
ング装置が要求される。
Therefore, it is required to minimize the current flowing through the load when the switch is turned off, that is, a switching device that operates with a minute current is required.

オン時に負荷に通電し、オフ時に負荷に通電しないこと
がスイッチング装置の機能であるからである。
This is because the function of the switching device is to energize the load when it is on and not to energize the load when it is off.

オフ時に負荷に流れる電流を極力少なくし、かつ検出回
路を動作させるという相矛盾したこの要請の技術的解決
の困難さのために、従来は三線式スイッチング装置が広
く用いられていた。
Conventionally, three-wire switching devices have been widely used because of the difficulty in technically solving the contradictory demands of minimizing the current flowing through the load during off-state and operating the detection circuit.

ところで、スイッチング装置は例えば近接スイッチ、光
電スイッチ等としてベルトコンベアシステム、各種のコ
ントロールシステム等で数多く用いられている。
By the way, many switching devices are used, for example, as proximity switches, photoelectric switches, etc., in belt conveyor systems, various control systems, and the like.

そして設置されるスイッチング装置の個数が多げれば多
いほど配線は複雑化する。
The more switching devices installed, the more complicated the wiring becomes.

配線距離が長い場合には尚更である。This is especially true when the wiring distance is long.

したがって2本の線でその機能を果たし、取り扱いが簡
単な二線式スイッチング装置が望まれている。
Therefore, a two-wire switching device that performs its function with two wires and is easy to handle is desired.

また、スイッチング装置には設置場所の確保取り扱いの
便利さの点から小型化が要求される。
In addition, switching devices are required to be downsized in order to secure an installation location and to facilitate handling.

更に1個のスイッチング装置で広範囲の用途に対して適
用されるよう使用電圧が変わっても(例えば100V〜
400V)正常な動作を行うものの方が利用価値が高い
Furthermore, one switching device can be applied to a wide range of applications even when the operating voltage changes (for example, from 100V to
400V) Those that operate normally have higher utility value.

小型化を図るためにはスイッチング装置自体の発熱、負
荷電流による発熱を避げ、放熱手段等が不要となるよう
回路設計をする必要がある。
In order to achieve miniaturization, it is necessary to design the circuit so as to avoid heat generation in the switching device itself and heat generation due to load current, and to eliminate the need for heat dissipation means.

広範囲の使用電圧に耐えるためには、検出回路を安定動
作させるために定電圧回路を内蔵する必要がある。
In order to withstand a wide range of operating voltages, it is necessary to incorporate a constant voltage circuit to ensure stable operation of the detection circuit.

更にスイッチング装置は電圧零点でオン、オフする零電
圧スイッチング動作を行なうものが好ましい。
Further, it is preferable that the switching device performs a zero-voltage switching operation of turning on and off at a voltage zero point.

なぜなら電源電圧が零でない時点でオンした場合、負荷
に急峻な電流が流れ負荷に悪影響を与えるばかりでなく
、サージ電圧が発生し雑音源となる等の不都合が生じる
からである。
This is because if the power supply voltage is turned on at a time when it is not zero, a steep current flows through the load, which not only adversely affects the load, but also causes inconveniences such as generation of surge voltage, which becomes a source of noise.

本発明はこの実情に鑑みなされたもので、電力接点の少
ない定電圧回路を有し、無用な消費電力を極めて少なく
し、零電圧スイッチング動作を行ない、微少電流で動作
するスイッチング装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of this situation, and an object of the present invention is to provide a switching device that has a constant voltage circuit with few power contacts, extremely reduces unnecessary power consumption, performs zero-voltage switching operation, and operates with a minute current. With the goal.

この目的を達成するために本発明は、電源に対して負荷
と直列に接続される負荷開閉用の第1の三端子スイッチ
ング素子と、前記第1の三端子スイッチング素子を制御
する検出回路とより構成され、前記検出回路からの制御
信号で前記第1の三端子スイッチング素子がオン、オフ
制御されるスイッチング装置において、電源ラインに直
列接続されるべき制御用の第2の三端子スイッチング素
子と、この第2の三端子スイッチング素子の出力電圧が
零電圧近傍の所定値以上になったことを検出して出力を
生じる電圧検出素子と、この電圧検出素子の出力により
オンして前記第2の三端子スイッチング素子に与える制
御信号を遮断して該第2の三端子スイッチング素子をオ
フせしめる第3の三端子スイッチング素子とからなる開
閉型定電圧回路と、前記検出回路からの制御信号によっ
てオン、オフ制御されオンとなったときに前記電圧検出
素子の出力を前記第3の三端子スイッチング素子に送ら
ないようにするとともにこの出力を前記第1の三端子ス
イッチング素子に送る第4の三端子スイッチング素子と
を有し、前記第2の三端子スイッチング素子と前記検出
回路とを直列接続し、この直列回路を前記第1の三端子
スイッチング素子の両端間に接続したことを特徴とする
In order to achieve this object, the present invention includes a first three-terminal switching element for switching a load connected in series with a load to a power supply, and a detection circuit for controlling the first three-terminal switching element. A switching device configured such that the first three-terminal switching element is controlled on and off by a control signal from the detection circuit, a second three-terminal switching element for control to be connected in series to a power supply line; A voltage detection element that detects that the output voltage of the second three-terminal switching element exceeds a predetermined value near zero voltage and generates an output; an open/close type constant voltage circuit consisting of a third three-terminal switching element that shuts off a control signal applied to the terminal switching element and turns off the second three-terminal switching element; a fourth three-terminal switching element that, when controlled and turned on, prevents the output of the voltage detection element from being sent to the third three-terminal switching element and sends this output to the first three-terminal switching element; The second three-terminal switching element and the detection circuit are connected in series, and the series circuit is connected between both ends of the first three-terminal switching element.

以下、図面を参照しながら本発明を二線式反射形光型ス
イッチに適用した場合の一実施例について詳しく説明す
る。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a two-wire reflective optical switch will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は一実施例の電気回路図を示している。FIG. 1 shows an electrical circuit diagram of one embodiment.

この図において交流電源に負荷11及びスイッチング回
路が接続されている。
In this figure, a load 11 and a switching circuit are connected to an AC power source.

スイッチング回路は、全波整流回路12、負荷開閉用三
端子スイッチング素子としての5CR13、検出回路、
定電圧回路、平滑回路等より構成されている。
The switching circuit includes a full-wave rectifier circuit 12, a 5CR13 as a three-terminal switching element for load switching, a detection circuit,
It consists of a constant voltage circuit, a smoothing circuit, etc.

検出回路は発振回路24、発光手段としての発光ダイオ
ード25、受光手段としてのフォト・トランジスタ26
、信号処理回路27から構成されている。
The detection circuit includes an oscillation circuit 24, a light emitting diode 25 as a light emitting means, and a phototransistor 26 as a light receiving means.
, and a signal processing circuit 27.

発振回路24は例えばマルチバイブレータ回路等で構成
され発光ダイオード25にパルス出力を送る。
The oscillation circuit 24 is composed of, for example, a multivibrator circuit, and sends a pulse output to the light emitting diode 25.

発光ダイオード25をパルス点灯させるのは、瞬時的に
大きな光エネルギを発射しかつ平均消費電流を少なくす
るためである。
The reason why the light emitting diode 25 is lit in pulses is to instantaneously emit a large amount of light energy and reduce average current consumption.

また耐雑音性も高められる。Further, noise resistance can also be improved.

被検出体28によって反射された光はフォト・トランジ
スタ26によって受光され電気信号に変換される。
The light reflected by the object to be detected 28 is received by the phototransistor 26 and converted into an electrical signal.

信号処理回路27はフォト・トランジスタ26の出力に
もとすいて検出信号(制御信号)“1”を発生するもの
で、例えば検波回路、レベル弁別回路等により構成され
ている。
The signal processing circuit 27 generates a detection signal (control signal) "1" based on the output of the phototransistor 26, and is composed of, for example, a detection circuit, a level discrimination circuit, and the like.

また消費電流を少なくするために高抵抗値の抵抗を用い
て構成されている。
Furthermore, in order to reduce current consumption, a resistor with a high resistance value is used.

信号処理回路27の検出信号“1”は、動作表示手段と
しての発光ダイオード30、抵抗33を通してトランジ
スタ29のベースに送られる。
The detection signal "1" from the signal processing circuit 27 is sent to the base of the transistor 29 through a light emitting diode 30 and a resistor 33 as operation display means.

発光ダイオード30は検出信号“1”が送られたときの
み発光する。
The light emitting diode 30 emits light only when the detection signal "1" is sent.

定電圧回路はスイッチング素子としてのトランジスタ1
5,16、定電圧素子としてのツェナーダイオード20
、トランジスタ15,16を制御する5CR19、コン
デンサ21等より構成されている。
The constant voltage circuit uses transistor 1 as a switching element.
5, 16, Zener diode 20 as a constant voltage element
, a 5CR 19 for controlling transistors 15 and 16, a capacitor 21, and the like.

トランジスタ15.16は全波整流入力の導通制御を行
なうものであり、2つのトランジスタが直列に接続され
ているのは耐圧を高めるためである。
The transistors 15 and 16 control the conduction of the full-wave rectification input, and the reason why the two transistors are connected in series is to increase the withstand voltage.

すなわち、トランジスタ15のベース端子には抵抗17
と同18とによって分圧されたb点の電圧があられれ、
そのエミッタ電圧、したがってトランジスタ16のコレ
クタ電圧もはゞトランジスタ15のベース電圧に等しく
なる。
That is, a resistor 17 is connected to the base terminal of the transistor 15.
The voltage at point b divided by and 18 is
Its emitter voltage, and therefore the collector voltage of transistor 16, is now also equal to the base voltage of transistor 15.

抵抗17と同18の値を等しくすることによってトラン
ジスタ16のコレクタにはb点の電圧のはゞ半分の電圧
が印加されることになる。
By making the values of resistors 17 and 18 equal, a voltage that is half the voltage at point b is applied to the collector of transistor 16.

したがってこれらのトランジスタの許容印加電圧の2倍
の電源電圧に対しても動作が可能となる。
Therefore, operation is possible even with a power supply voltage twice the allowable applied voltage of these transistors.

例えばトランジスタ15,16の耐圧が200Vとすれ
ば400Vの電源電圧まで使用できる。
For example, if the breakdown voltage of the transistors 15 and 16 is 200V, it is possible to use a power supply voltage of up to 400V.

更に多くのトランジスタを直列に接続すれば更に耐圧の
高いスイッチング素子が得られる。
If more transistors are connected in series, a switching element with even higher breakdown voltage can be obtained.

いま信号処理回路27から検出信号“0”がトランジス
タ29のベースに送られているとすると、トランジスタ
29はオフの状態にある。
Assuming that the detection signal "0" is now being sent from the signal processing circuit 27 to the base of the transistor 29, the transistor 29 is in an off state.

この場合5CR19は0点の電圧によって制御される。In this case, 5CR19 is controlled by the voltage at the 0 point.

すなわちトランジスタ15,16がオンのとき全波整流
入力は抵抗14及びトランジスタ15,16を経てコン
デンサ21に充電される。
That is, when the transistors 15 and 16 are on, the full-wave rectified input is charged to the capacitor 21 via the resistor 14 and the transistors 15 and 16.

ツェナーダイオード20の降伏電圧をVzとすれば、0
点の電圧がVzに達すると、トランジスタ29がオフで
あるから5CR19のゲートにゲート電流が流れ5CR
19はオンする。
If the breakdown voltage of the Zener diode 20 is Vz, then 0
When the voltage at the point reaches Vz, since the transistor 29 is off, a gate current flows to the gate of 5CR19.
19 is turned on.

5CR19がオンするとトランジスタ15,16のベー
ス電圧は零となりトランジスタ15,16はオフする。
When 5CR19 is turned on, the base voltages of transistors 15 and 16 become zero, and transistors 15 and 16 are turned off.

信号処理回路27から検出信号“1”がトランジスタ2
9のベースに送られている場合は、トランジスタ29は
オンの状態にあるからツェナーダイオード20を通して
流れる電流はトランジスタ29に流れ5CRI9のゲー
トにはゲート電流は流れない。
The detection signal “1” from the signal processing circuit 27 is sent to the transistor 2.
9, the transistor 29 is in an on state, so the current flowing through the Zener diode 20 flows to the transistor 29, and no gate current flows to the gate of 5CRI9.

したがって5CR19は0点の電圧によってオンされる
ことはない。
Therefore, 5CR19 is not turned on by the voltage at the 0 point.

このためトランジスタ15,16はオンの状態にあるが
、後述するように5CR13がオンした場合は5CR1
3に通電が行なわれるので、コンデンサ21が充電され
るのは5CR13がオフしているときのみである。
Therefore, transistors 15 and 16 are in the on state, but as will be described later, when 5CR13 is on, 5CR1
Since the capacitor 3 is energized, the capacitor 21 is charged only when the capacitor 5CR13 is off.

尚、抵抗14はトランジスタ15,16がオンした瞬時
における充電電流の急増を制限する保護抵抗であり、チ
ョークコイルで代用してもよい。
Note that the resistor 14 is a protective resistor that limits a sudden increase in charging current at the moment when the transistors 15 and 16 are turned on, and may be replaced by a choke coil.

チョークコイルを使用した場合は電力損失が非常に少な
くなる。
When a choke coil is used, power loss is extremely low.

ツェナーダイオード20は基準電圧を与えるものであり
、温度補償形定電圧ダイオードを用いると一層好ましい
The Zener diode 20 provides a reference voltage, and it is more preferable to use a temperature compensated voltage regulator diode.

また5CRI9は他の三端子スイッチング素子、例えば
プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタ(
PUT)等で代用してもよい。
5CRI9 can also be used with other three-terminal switching elements, such as programmable unijunction transistors (
PUT) etc. may be substituted.

平滑回路は抵抗22とコンデンサ23とによって構成さ
れている。
The smoothing circuit is composed of a resistor 22 and a capacitor 23.

抵抗22の代りにチョークコイルを用いてもよく、チョ
ークコイルを接続した場合にはπ形フィルタが構成され
るのでリップル率は減少する。
A choke coil may be used in place of the resistor 22, and when a choke coil is connected, a π-type filter is formed and the ripple rate is reduced.

負荷開閉用三端子スイッチング素子5CR13は、その
ゲート端子がダイオード32を介してツェナーダイオー
ド20のカソード端子に接続されており、0点の電圧及
びトランジスタ29によって制御されている。
The three-terminal switching element 5CR13 for load switching has its gate terminal connected to the cathode terminal of the Zener diode 20 via the diode 32, and is controlled by the zero point voltage and the transistor 29.

すなわち信号処理回路2γから検出信号“0”が送られ
ている場合は、前述したように0点の電圧がVzを越え
るとツェナーダイオード20に電流が流れる。
That is, when the detection signal "0" is sent from the signal processing circuit 2γ, a current flows through the Zener diode 20 when the voltage at the 0 point exceeds Vz as described above.

ここで抵抗31による降下電圧vRとダイオード32に
よる降下電圧VDとをVR<VDとなるよう選んである
ので、ツェナーダイオード20の通電によって5CR1
9のみがオンし、5CR13はオフの状態を保つ。
Here, since the voltage drop vR due to the resistor 31 and the voltage drop VD due to the diode 32 are selected so that VR<VD, 5CR1
Only 9 is turned on, and 5CR13 remains off.

検出信号“1”が送られている場合は、トランジスタ2
9がオンの状態にあるので、0点の電圧がVZ+VDに
達したとき5CR13のゲートにゲート電流が流れ5C
R13はオンする。
If the detection signal “1” is sent, transistor 2
9 is in the on state, when the voltage at point 0 reaches VZ+VD, gate current flows to the gate of 5CR13 and 5C
R13 is turned on.

但し検出信号“1”が送られた時点で5CR19がオン
している場合は、トランジスタ15,16はオフであり
、コンデンサ21から抵抗22を通して放電が行なわれ
ているので0点の電圧はVZ+VDより低く、5CR1
3はオンされない。
However, if 5CR19 is on when the detection signal "1" is sent, transistors 15 and 16 are off, and discharge is occurring from capacitor 21 through resistor 22, so the voltage at point 0 is less than VZ+VD. Low, 5CR1
3 is not turned on.

この場合電源電圧が零となって5CR19がオフした後
に、0点の電圧がVZ+VDに達したとき5CR13は
オンする。
In this case, after the power supply voltage becomes zero and 5CR19 is turned off, 5CR13 is turned on when the voltage at the 0 point reaches VZ+VD.

次に第2図に示す動作波形図を参照しながら第1図の回
路の動作を、検出信号が“0”の場合と“1”の場合と
のそれぞれについて詳しく説明する。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described in detail for the cases where the detection signal is "0" and the case where the detection signal is "1", with reference to the operational waveform diagram shown in FIG.

第2図a〜d及びgは第1図における各接続点a〜d及
びgの電圧波形を示しており、e、f。
FIGS. 2a to 2d and g show voltage waveforms at each connection point a to d and g in FIG. 1, and e and f.

hはe、f、h点の電流波形をそれぞれ示している。h indicates the current waveforms at points e, f, and h, respectively.

まず信号処理回路27からの検出信号が“0”の場合、
すなわちt1〜t4の間の時間においては、a点の電圧
は零であり、トランジスタ29はオフの状態にある。
First, when the detection signal from the signal processing circuit 27 is "0",
That is, during the time between t1 and t4, the voltage at point a is zero, and the transistor 29 is in an off state.

b点には電源電圧の全波整流波形があられれる。A full-wave rectified waveform of the power supply voltage is shown at point b.

c点の電圧がVZに達するまでトランジスタ15,16
はオンであり、電源電圧が上昇するにつれてコンデンサ
21に充電が行なわれる。
Transistors 15 and 16 until the voltage at point c reaches VZ
is on, and as the power supply voltage increases, the capacitor 21 is charged.

時刻t2において0点の電圧がVZに達すると、トラン
ジスタ29がオフであるからツェナーダイオード20を
通して5CR19のゲートにゲート電流が流れ5CR1
9はオンする。
When the voltage at point 0 reaches VZ at time t2, since the transistor 29 is off, a gate current flows to the gate of 5CR19 through the Zener diode 20.
9 turns on.

したがってd点の電位は零になりトランジスタ15゜1
6はオフとなる。
Therefore, the potential at point d becomes zero and the transistor 15°1
6 is off.

またコンデンサ21に充電された電荷は抵抗22を通し
て放電される。
Further, the charge stored in the capacitor 21 is discharged through the resistor 22.

b点の電圧が零となる時刻t3、すなわち電源電圧の半
周期までこの状態は継続される。
This state continues until time t3 when the voltage at point b becomes zero, that is, half a cycle of the power supply voltage.

時刻t3において5CR19はオフするのでトランジス
タ15゜16はオンとなり再びコンデンサ21に充電が
開始される。
At time t3, 5CR19 is turned off, transistors 15 and 16 are turned on, and charging of capacitor 21 is started again.

そして0点の電圧がvzに達すると再び5CR19はオ
ン、トランジスタ15,16はオフとなる。
When the voltage at the 0 point reaches vz, the 5CR19 is turned on again and the transistors 15 and 16 are turned off.

以下このような動作が繰り返し行なわれるので0点の電
圧波形は充放電の繰り返し波形、g点の電圧は抵抗22
及びコンデンサ23によって平滑されて安定した一定電
圧となる。
Since the above operation is repeated, the voltage waveform at point 0 is a repeating waveform of charging and discharging, and the voltage at point g is the waveform of the resistor 22.
The voltage is smoothed by the capacitor 23 and becomes a stable constant voltage.

したがって検出回路には電源電圧の変動に関係なく安定
した電力が供給される。
Therefore, stable power is supplied to the detection circuit regardless of fluctuations in the power supply voltage.

また使用する電源の電圧を変えても(例えば100V交
流電源から200V交流電源に)検出回路に供給される
電圧は一定である。
Further, even if the voltage of the power source used is changed (for example, from 100 V AC power source to 200 V AC power source), the voltage supplied to the detection circuit remains constant.

d点には5CR19がオフしている時間T1だけ電圧が
あられれる。
A voltage is applied to point d for the time T1 when 5CR19 is off.

また5CR19のゲート電流はeに示すようにパルス電
流であり、5CR13のゲートには電流が流れないから
当然5CR13はオフの状態にある。
Further, the gate current of 5CR19 is a pulse current as shown in e, and since no current flows through the gate of 5CR13, 5CR13 is naturally in an off state.

負荷11に流れる電流すなわちh点の電流は、トランジ
スタ15゜16がオンのときのみわずかに流れ第2図り
に示すものとなる。
The current flowing through the load 11, that is, the current at point h, flows slightly only when the transistors 15 and 16 are on, and becomes as shown in the second diagram.

この微少瞬時電流は検出回路に電力を供給するものであ
り、トランジスタ15゜16がオンしている時間T1は
短時間であり平均電流は微少であるから負荷11に及ぼ
す影響は無視できる。
This minute instantaneous current supplies power to the detection circuit, and since the time T1 during which the transistors 15 and 16 are on is short and the average current is minute, the effect on the load 11 can be ignored.

さて、時刻t4において信号処理回路27から検出信号
“1”が送られると、a点の電位は急激に上昇する。
Now, when the detection signal "1" is sent from the signal processing circuit 27 at time t4, the potential at point a rises rapidly.

このとき5CR19がオンの状態にあるとするとd点の
電圧は零であるからトランジスタ15.16はオフの状
態を維持する。
If 5CR19 is in the on state at this time, the voltage at point d is zero, so the transistors 15 and 16 remain in the off state.

したがって0点の電力はVZ+VDよりも低く5CR1
3のゲートにはゲート電流は流れず5CR13はオフで
ある。
Therefore, the power at point 0 is lower than VZ+VD, 5CR1
No gate current flows to the gate of 3 and 5CR13 is off.

また接続点す、c、d、gの電圧も検出信号“0”の状
態と同じであり、5CR13を通しての負荷11への通
電はまだ開始されない。
Furthermore, the voltages at the connection points S, C, D, and G are also the same as in the state of the detection signal "0", and energization to the load 11 through the 5CR13 has not yet started.

時刻t5において電源電圧が零になると5CR19はオ
フし、トランジスタ15,16はオンする。
When the power supply voltage becomes zero at time t5, 5CR19 is turned off and transistors 15 and 16 are turned on.

したがって抵抗14、トランジスタ15,16を通って
コンデンサ21に充電が開始される。
Therefore, charging of the capacitor 21 via the resistor 14 and transistors 15 and 16 is started.

時間T3後の時刻t6において0点の電圧がVZ+VD
に達するとダイオード32を通して5CR13にゲート
電流が流れ第2図(f参照)SCRI3はオンする。
At time t6 after time T3, the voltage at point 0 is VZ+VD
When the voltage reaches 50, a gate current flows through the diode 32 to the 5CR13, and the SCRI3 turns on as shown in FIG. 2 (f).

したがって5CR13を通して負荷11に通電が行なわ
れる。
Therefore, the load 11 is energized through the 5CR13.

このとき5CR19は依然としてオフであり、トランジ
スタ15,16はオンしているが、b点の電圧が零とな
るのでコンデンサ21への充電は行なわれない。
At this time, 5CR19 is still off and transistors 15 and 16 are on, but since the voltage at point b becomes zero, capacitor 21 is not charged.

コンデンサ21の電荷は抵抗22を通して放電される。The charge on capacitor 21 is discharged through resistor 22.

0点の電圧波形は充放電波形、b、d点にはt5〜t6
の時間T3にのみ電圧があられれる。
The voltage waveform at point 0 is a charging/discharging waveform, and points b and d are t5 to t6.
The voltage is applied only at time T3.

g点の電圧は時刻t6以後にわずかに高くなるが安定し
た一定電圧が印加され検出回路の動作に影響を及ぼすこ
とはない。
Although the voltage at point g becomes slightly higher after time t6, a stable constant voltage is applied and does not affect the operation of the detection circuit.

h点の電流は第2図りに示すように時間T3の間は検出
回路に電力を供給し、それ以外の時は負荷11に通電さ
れる波形となっている。
As shown in the second diagram, the current at point h has a waveform that supplies power to the detection circuit during time T3 and supplies power to the load 11 at other times.

尚、時間T3は時間T0よりもわずかに長い。Note that time T3 is slightly longer than time T0.

このように検出信号“1”が送られると検出回路に電力
が供給されると同時に負荷11にも充分な通電が行なわ
れる。
When the detection signal "1" is sent in this manner, power is supplied to the detection circuit and at the same time, sufficient current is applied to the load 11.

しかも負荷11への通電は電圧零点で開始されるのであ
る。
Furthermore, energization to the load 11 is started at the voltage zero point.

5CR19がオフの状態にあるときに検出信号“1”が
送られた場合も上記の場合と全く同様の動作を行なうこ
とはもちろんである。
Of course, even if the detection signal "1" is sent when the 5CR19 is in the off state, the same operation as in the above case is performed.

また検出信号“1″によって発光ダイオード30が発光
し、検出信号“1”を表示する。
Further, the light emitting diode 30 emits light in response to the detection signal "1", and displays the detection signal "1".

時刻t7において信号処理回路の検出信号が“1”から
“0”になると、前述したt1〜t4の状態にもどるが
、このときも電圧零点において負荷11への通電が止む
ことは言うまでもないことである。
When the detection signal of the signal processing circuit changes from "1" to "0" at time t7, the state returns to the state from t1 to t4 described above, but it goes without saying that the current to the load 11 stops at the voltage zero point at this time as well. be.

以上のように、本発明によれば、定電圧回路のスイッチ
ング素子のオン・オフによって検出回路へ供給する電力
を制御するとともに、この定電圧回路の出力電圧にもと
づいて電源電圧の零点近傍において負荷開閉用三端子ス
イッチング素子をオンさせて負荷に通電を開始するよう
にしたので、消費電力が極めて少なく、小型化が可能で
微少電流で動作させることができるとともに、広範囲の
使用電圧に耐え、しかも零電圧スイッチングにより誤動
作の生じないスイッチング装置が実現される。
As described above, according to the present invention, the power supplied to the detection circuit is controlled by turning on and off the switching element of the constant voltage circuit, and the load is controlled near the zero point of the power supply voltage based on the output voltage of the constant voltage circuit. Since the 3-terminal switching element for opening/closing is turned on to start energizing the load, power consumption is extremely low, it can be made smaller, it can be operated with a very small current, and it can withstand a wide range of operating voltages. Zero-voltage switching realizes a switching device that does not cause malfunctions.

尚、本発明は他の多くのスイッチング装置として例えば
近接スイッチ、タッチスイッチ、無接点マイクロスイッ
チ等として適用してもよいなど上記の実施例に限定され
ない趣旨であることはもちろんである。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, as it may be applied to many other switching devices such as proximity switches, touch switches, non-contact microswitches, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる一実施例を示す電気回路図、第
2図は上記一実施例の動作波形図である。 11・・・・・・負荷、12・・・・・・全波整流回路
、13゜19・・・・・・5CR114,17,18,
22,31゜33・・・・・・抵抗、15,16,29
・・・・・・トランジスタ、20・・・・・・ツェナー
ダイオード、21,23・・・・・・コンデンサ、24
・・・・・−発振回路、25,30・・・・・・発光ダ
イオード、26・・・・・・フォト・トランジスタ、2
7・・・・・・信号処理回路、28・・・・・・被検出
体、32・・・・・・ダイオード。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operating waveform diagram of the above embodiment. 11...Load, 12...Full wave rectifier circuit, 13゜19...5CR114, 17, 18,
22,31゜33...Resistance, 15,16,29
...Transistor, 20...Zener diode, 21, 23...Capacitor, 24
......-Oscillation circuit, 25,30...Light-emitting diode, 26...Phototransistor, 2
7...Signal processing circuit, 28...Detected object, 32...Diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電源に対して負荷と直列に接続される負荷開閉用の
第1の三端子スイッチング素子と、前記第1の三端子ス
イッチング素子を制御する検出回路とより構成され、前
記検出回路からの制御信号で前記第1の三端子スイッチ
ング素子がオン、オフ制御されるスイッチング装置にお
いて、電源ラインに直列接続されるべき制御用の第2の
三端子スイッチング素子と、この第2の三端子スイッチ
ング素子の出力電圧が零電圧近傍の所定値以上になった
ことを検出して出力を生じる電圧検出素子と、この電圧
検出素子の出力によりオンして前記第2の三端子スイッ
チング素子に与える制御信号を遮断して該第2の三端子
スイッチング素子をオフせしめる第3の三端子スイッチ
ング素子とからなる開閉型定電圧回路と、前記検出回路
からの制御信号によってオン、オフ制御されオンとなっ
たときに前記電圧検出素子の出力を前記第3の三端子ス
イッチング素子に送らないようにするとともにこの出力
を前記第1の三端子スイッチング素子に送る第4の三端
子スイッチング素子とを有し、前記第2の三端子スイッ
チング素子と前記検出回路とを直列接続し、この直列回
路を前記第1の三端子スイッチング素子の両端間に接続
したことを特徴とするスイッチング装置。
1 Consisting of a first three-terminal switching element for switching the load, which is connected in series with the load to the power supply, and a detection circuit that controls the first three-terminal switching element, and a control signal from the detection circuit. In the switching device in which the first three-terminal switching element is controlled to turn on and off, a second three-terminal switching element for control is connected in series to the power supply line, and an output of this second three-terminal switching element. A voltage detection element that detects that the voltage has exceeded a predetermined value near zero voltage and generates an output, and a control signal that is turned on by the output of this voltage detection element and is applied to the second three-terminal switching element is cut off. and a third three-terminal switching element that turns off the second three-terminal switching element, and a switching type constant voltage circuit that is controlled to be turned on and off by a control signal from the detection circuit, and when turned on, the voltage is a fourth three-terminal switching element that prevents the output of the detection element from being sent to the third three-terminal switching element and sends this output to the first three-terminal switching element; A switching device characterized in that a terminal switching element and the detection circuit are connected in series, and the series circuit is connected between both ends of the first three-terminal switching element.
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