JPS5830232A - 光入出力端子を有する負荷開閉素子 - Google Patents
光入出力端子を有する負荷開閉素子Info
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- JPS5830232A JPS5830232A JP12886981A JP12886981A JPS5830232A JP S5830232 A JPS5830232 A JP S5830232A JP 12886981 A JP12886981 A JP 12886981A JP 12886981 A JP12886981 A JP 12886981A JP S5830232 A JPS5830232 A JP S5830232A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- switching element
- load
- load switching
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
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- Electronic Switches (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はソリッドステートリレーなどの負荷開閉素子の
改良に係わり、制御入力及び動作出力を光ファイバを介
して、電子回路と受授可能な新規な負荷開閉素子を提供
せんとするものである。
改良に係わり、制御入力及び動作出力を光ファイバを介
して、電子回路と受授可能な新規な負荷開閉素子を提供
せんとするものである。
以下図面により詳述する。＄１図は従来のソリッドステ
ートリレーと称される負荷開閉素子の一例である。（り
は負荷開閉素子、（２）はトライアックなどの両方向性
サイリスタ、Ｇはそのゲート極、 Ｔｌ及びＴ２（ｄ
そのカンード及びアノード極、（３）は発光素子３Ａ、
受光素子３Ｂよりなるフォトカプラー、 ＋４１ｆｌ交
流電源電圧のゼロボルト検出回路、（５）は増幅回路、
（６）は一対の端子６Ａ、６Ｂ より成る制御用の電気
入力端子、（７）は一対の端子７Ａ、７Ｂを含む負荷＠
両端子である。
ートリレーと称される負荷開閉素子の一例である。（り
は負荷開閉素子、（２）はトライアックなどの両方向性
サイリスタ、Ｇはそのゲート極、 Ｔｌ及びＴ２（ｄ
そのカンード及びアノード極、（３）は発光素子３Ａ、
受光素子３Ｂよりなるフォトカプラー、 ＋４１ｆｌ交
流電源電圧のゼロボルト検出回路、（５）は増幅回路、
（６）は一対の端子６Ａ、６Ｂ より成る制御用の電気
入力端子、（７）は一対の端子７Ａ、７Ｂを含む負荷＠
両端子である。
第２図Ｆｉ第１図の負荷開閉素子ｌの外形図である。
第３因Ｆｉ第１図の負荷開閉素子ｌを電子制御装置に用
いる場合の一般的なシステム構成図であり、 ＋８１［
モータ、ヒータ或いはソレノイドなどの負荷、（９）は
商用交流電源、ｕＩはマイコンなどを含む電子回路ｔ
（”周、 （１３ＢＪはその直流電源端子、 （１
２Ａ） （１２Ｂ）は制御用の電気出力端子、ＶＯは制
御電圧、 ａｌｌは直流電源、 （１仏バ１４ＢＪは
負荷開閉素子ｌの制御用電気入力端子と、電子回路ａ〔
の制御用電気入力端子（１２ＡＪ （１２Ｂ）間を結ぶ
。
いる場合の一般的なシステム構成図であり、 ＋８１［
モータ、ヒータ或いはソレノイドなどの負荷、（９）は
商用交流電源、ｕＩはマイコンなどを含む電子回路ｔ
（”周、 （１３ＢＪはその直流電源端子、 （１
２Ａ） （１２Ｂ）は制御用の電気出力端子、ＶＯは制
御電圧、 ａｌｌは直流電源、 （１仏バ１４ＢＪは
負荷開閉素子ｌの制御用電気入力端子と、電子回路ａ〔
の制御用電気入力端子（１２ＡＪ （１２Ｂ）間を結ぶ
。
低圧電気配線である。
以上の構成に於ｉて、その動作全説明する。
第３図の制御電圧Ｖｏは１）びＬｏの２つのレベル金と
り得る。Ｈｉレベルの場合、低圧電気配線（ｌ仏Ｊ（１
４Ｂ） を通じて（一方は帰路］、、荷開閉素子ｌの発
光素子（ａＡＪ ｔ一点灯代態にする。この点灯状ａｔ
ｔ受光素 子３會介して検知され１両方向性サイリスタ
（２）の制御信号が発生される。
り得る。Ｈｉレベルの場合、低圧電気配線（ｌ仏Ｊ（１
４Ｂ） を通じて（一方は帰路］、、荷開閉素子ｌの発
光素子（ａＡＪ ｔ一点灯代態にする。この点灯状ａｔ
ｔ受光素 子３會介して検知され１両方向性サイリスタ
（２）の制御信号が発生される。
制御信号はゼロボルト検出回路（４）に工り、商用交流
°電源（９）の電圧のゼロ点に同期したパルスとなり、
増幅回路（５）で増幅された後９両方向性サイリスタ（
２）のゲート極Ｇに印加され、これｔオンする。この結
果、負荷（８）には商用交流電圧が印加される事になる
。負荷（８）が誘導負荷の場合は、前記のゼロ点に同期
したパルスの幅を多少広くする等の細工が必要となる。
°電源（９）の電圧のゼロ点に同期したパルスとなり、
増幅回路（５）で増幅された後９両方向性サイリスタ（
２）のゲート極Ｇに印加され、これｔオンする。この結
果、負荷（８）には商用交流電圧が印加される事になる
。負荷（８）が誘導負荷の場合は、前記のゼロ点に同期
したパルスの幅を多少広くする等の細工が必要となる。
この従来の負荷開閉素子（１）の問題点は下記の通りで
ある。
ある。
両方向性サイリスタ＋２１の開閉状態が、電子回路α〔
の方にアンサバラ゛りされないため確認でき
′ない。即ち、負荷開閉素子（１）が故障した場合。
の方にアンサバラ゛りされないため確認でき
′ない。即ち、負荷開閉素子（１）が故障した場合。
電子回路ｔｌＧでこれをキャッチして、速かに警報を発
生したり、負荷（８）を別の開閉器（図示せず）により
商用交流電源（９）エリ解放する墨が出来ない。
生したり、負荷（８）を別の開閉器（図示せず）により
商用交流電源（９）エリ解放する墨が出来ない。
また負荷開閉素子山のケース表面でも故障を確認できな
い。
い。
このためサービスにはテスタなどの測定器が必ず必要と
なる。
なる。
発光素子（３ＡＪと、受光素子（３Ｂ）間のストレイキ
ャパシタを通じて、商用交流電源（９ン側のサージが、
電子回路（１０）［９１に印加さｎ０回路素子の損傷や
、誤動作を招束するケースが多い。更に。
ャパシタを通じて、商用交流電源（９ン側のサージが、
電子回路（１０）［９１に印加さｎ０回路素子の損傷や
、誤動作を招束するケースが多い。更に。
低圧電気配線（１４Ａ戸１４Ｂ３ ′ｆｔ長く引廻す場
合は。
合は。
これがノイズ、サージをひろう事も多−０本発明の負荷
開閉素子はこｎらの欠点を解消する事ができる。第４図
はその構成例を示す。
開閉素子はこｎらの欠点を解消する事ができる。第４図
はその構成例を示す。
＠は負荷開閉素子で、開閉制御部１２２＋と、開閉状態
検出部（支）より成る。前者は両方向性サイリスタ（２
）、制御用の光入力端子＠、可可視光力カット素子３１
＋、発光素子＠、アンサバック用の光出力端子ｃ１３１
を含んでいる。
検出部（支）より成る。前者は両方向性サイリスタ（２
）、制御用の光入力端子＠、可可視光力カット素子３１
＋、発光素子＠、アンサバック用の光出力端子ｃ１３１
を含んでいる。
第５図は第４因の負荷開閉素子（２１１の外形囚である
。 （３２Ｂ）はケース表面で開閉状態全視認可能ｔ
する表示器であり、また＠、關は各々、光入力端子、光
出力端子を構成する光コネクタである。
。 （３２Ｂ）はケース表面で開閉状態全視認可能ｔ
する表示器であり、また＠、關は各々、光入力端子、光
出力端子を構成する光コネクタである。
第６図は＠４図の負荷開閉素子＋２１１ を電子制御装
置に用いる場合の一般的なシステム構成図であり、電子
回路ｕｌｌｌは制御用の光出力端子（１５ＢＪ及びアン
サパック用の光入力端子（１ａＡＪｔ有し、これらと、
前記負荷開閉素子（２１の制御用の光入力端子１２４１
及びアンサバック用の光出力端子時間は光ファイバ（ｌ
ｅ）及び（１ａＡＪ で光結合さｎる。
置に用いる場合の一般的なシステム構成図であり、電子
回路ｕｌｌｌは制御用の光出力端子（１５ＢＪ及びアン
サパック用の光入力端子（１ａＡＪｔ有し、これらと、
前記負荷開閉素子（２１の制御用の光入力端子１２４１
及びアンサバック用の光出力端子時間は光ファイバ（ｌ
ｅ）及び（１ａＡＪ で光結合さｎる。
第７図は負荷開閉素子Ωの具体例である。両方向性サイ
リスタののアノード極Ｔ２は貝荷柵御端子（７）の一端
（７Ｂ）及び、ダイオードブリッジ田の交流側端子の一
端に、またカソード極Ｔｌは負荷制御端子（７）の他の
一１Ｔｉｉｉ（７Ａ）及び、抵抗（至）（抵抗値ＨＡ）
”を介して、ダイオードブリッジ四の交流側端子の他の
一端及び、ゲート極Ｇに接続される。サイリスタ（２７
Ｎのアノード極大。カソード極にはダイオードブリッジ
照の直流側の正極及び負極に接続されるが、更にアノー
ド４Ａは抵抗（２７Ｃ） （抵抗ｉ＠８す、ツェナーダ
イオード（２７切を介し、 カッ−ト＆Ｋｖｃ、 １り
、 抵抗（２７ＣＪ、 −ｙオドトランジスタ■及び抵
抗（２７ＢＪ （抵抗値ＲＺＪを介して、同様にカソー
ド極ＫＩＩＣＭ絖される。
リスタののアノード極Ｔ２は貝荷柵御端子（７）の一端
（７Ｂ）及び、ダイオードブリッジ田の交流側端子の一
端に、またカソード極Ｔｌは負荷制御端子（７）の他の
一１Ｔｉｉｉ（７Ａ）及び、抵抗（至）（抵抗値ＨＡ）
”を介して、ダイオードブリッジ四の交流側端子の他の
一端及び、ゲート極Ｇに接続される。サイリスタ（２７
Ｎのアノード極大。カソード極にはダイオードブリッジ
照の直流側の正極及び負極に接続されるが、更にアノー
ド４Ａは抵抗（２７Ｃ） （抵抗ｉ＠８す、ツェナーダ
イオード（２７切を介し、 カッ−ト＆Ｋｖｃ、 １り
、 抵抗（２７ＣＪ、 −ｙオドトランジスタ■及び抵
抗（２７ＢＪ （抵抗値ＲＺＪを介して、同様にカソー
ド極ＫＩＩＣＭ絖される。
抵抗（２７Ｂ）はゲート極Ｇとカソード極Ｋ［並列接続
される。 （３０ＡＪは負荷電流検出用ＯＣＴであり
。
される。 （３０ＡＪは負荷電流検出用ＯＣＴであり
。
その２次側両端には抵抗（３０ＢＪ及びダイオードブリ
ッジ（３Ｃ）の交流側端子が接続される。ダイオードブ
リッジ（３０ＣＪの直流１１１１端子の正極、負極間に
は抵抗（３１Ａ）及び発光素子（３２ＢＪ （３２ＡＪ
（１１１１方向ンの直列回路、及び抵抗（３１〜及び
抵抗（３１ＢＪの直列回路が接続される。この構成で、
ダイオードブリッジＣｌ丸 サイリス考−仔皆、抵抗（
−ぞ９゜（２７Ｂ） 、 ツェナーダイオード（２７Ｄ
）は増幅回路■ｔ・ダイオードブリッジ（３００） 、
抵抗（３０Ｂ）、ＣＴ（３（６）は電流検出回路■を、
抵抗（３ｔＡＪ （３１Ｂ）は限流素子Ｇｌｌ ’ｔ−
，発光素子（３２ＡＪ （３２Ｂ）は発光素子３２を各
々形成する。なお発光素子（３２Ａ）は光出力端子時と
光結合用、 （３２Ｂ）はケース表面での視認用に用
いられている。
ッジ（３Ｃ）の交流側端子が接続される。ダイオードブ
リッジ（３０ＣＪの直流１１１１端子の正極、負極間に
は抵抗（３１Ａ）及び発光素子（３２ＢＪ （３２ＡＪ
（１１１１方向ンの直列回路、及び抵抗（３１〜及び
抵抗（３１ＢＪの直列回路が接続される。この構成で、
ダイオードブリッジＣｌ丸 サイリス考−仔皆、抵抗（
−ぞ９゜（２７Ｂ） 、 ツェナーダイオード（２７Ｄ
）は増幅回路■ｔ・ダイオードブリッジ（３００） 、
抵抗（３０Ｂ）、ＣＴ（３（６）は電流検出回路■を、
抵抗（３ｔＡＪ （３１Ｂ）は限流素子Ｇｌｌ ’ｔ−
，発光素子（３２ＡＪ （３２Ｂ）は発光素子３２を各
々形成する。なお発光素子（３２Ａ）は光出力端子時と
光結合用、 （３２Ｂ）はケース表面での視認用に用
いられている。
さて、この第７因構成の負荷開閉素子ａ１１１を第６図
のシステム構成で動作させた場合、電子回路ｉｌｌの制
御用光出力端子（１５ＢＪ の制御用光出力は光ファイ
バ（１６ＢＪ ’ｉｉ介して、負荷開閉素子Ｉ２１）の
制御用光入力端子１２４１経由して、受光素子（フォト
トランジスタＪ□□□に伝達さ′ｎ、これ七オンする。
のシステム構成で動作させた場合、電子回路ｉｌｌの制
御用光出力端子（１５ＢＪ の制御用光出力は光ファイ
バ（１６ＢＪ ’ｉｉ介して、負荷開閉素子Ｉ２１）の
制御用光入力端子１２４１経由して、受光素子（フォト
トランジスタＪ□□□に伝達さ′ｎ、これ七オンする。
この結果サイリスタ（２７ＡＪ のゲート極Ｇには抵抗
（２７Ｃ） 、受光素予浸を通じてゲート電流が流れ、
サイリスタ（２７１％）はオンする。サイリスタ（２７
ＡＪのオンにより０両方向性サイリスタ内のゲート砺Ｇ
、カソード極Ｔ１間にゲート電流が流れ、これ全オンし
、負荷（８）に商用交流電源Ｉ９）の電圧を印加する。
（２７Ｃ） 、受光素予浸を通じてゲート電流が流れ、
サイリスタ（２７１％）はオンする。サイリスタ（２７
ＡＪのオンにより０両方向性サイリスタ内のゲート砺Ｇ
、カソード極Ｔ１間にゲート電流が流れ、これ全オンし
、負荷（８）に商用交流電源Ｉ９）の電圧を印加する。
−一−−−なお、受光素子■がオフ、即ち電
子回路ｕｔｊの制御用光出力端子（１５ＢＪに制御用光
出力がない場合、抵抗（２７Ｃ）、ツェナーダイオード
（２７Ｄ）を通じて０両方向性サイリスタＡのグー）極
Ｇ。
子回路ｕｔｊの制御用光出力端子（１５ＢＪに制御用光
出力がない場合、抵抗（２７Ｃ）、ツェナーダイオード
（２７Ｄ）を通じて０両方向性サイリスタＡのグー）極
Ｇ。
カソード１ＩＩｉＴ１間にゲート電流が流れるが、これ
は抵抗（２７Ｃ）と（至）の抵抗値の間で、 ｋＬｘ
／Ｒ３二１０”程度に選べば１両方向性サイリスタ［有
］゛がオンする事はない。因に、抵抗（２７Ｃ）と（２
７ＢＪの間では損／几２：ｌＯ程度に選定するものとす
る。
は抵抗（２７Ｃ）と（至）の抵抗値の間で、 ｋＬｘ
／Ｒ３二１０”程度に選べば１両方向性サイリスタ［有
］゛がオンする事はない。因に、抵抗（２７Ｃ）と（２
７ＢＪの間では損／几２：ｌＯ程度に選定するものとす
る。
負荷（８）に電流が流れた場合、 ＣＴ３０Ａ の２
次巻線端には１次電流、坤ち負荷電流と同相の交流電圧
を発圧し、この電圧が発光ダイオードなどの発光素子（
３２ＡＪ、 （３２ＢＪ ｉ点灯する。発光素子（３
２ＡＪの点灯状態ハ、光出力端子−）、光ファイバ（１
周を介して、ｓ子回路σ１のアンサバック用光入力端子
（１５ＡＪ に伝達さｎ１回路内の受光素子（図示せず
）をオ／する。
次巻線端には１次電流、坤ち負荷電流と同相の交流電圧
を発圧し、この電圧が発光ダイオードなどの発光素子（
３２ＡＪ、 （３２ＢＪ ｉ点灯する。発光素子（３
２ＡＪの点灯状態ハ、光出力端子−）、光ファイバ（１
周を介して、ｓ子回路σ１のアンサバック用光入力端子
（１５ＡＪ に伝達さｎ１回路内の受光素子（図示せず
）をオ／する。
以上の説明で理解されるように９本発明の負荷開閉素子
（２Ｄによ九ば。
（２Ｄによ九ば。
両方向性サイリスタ（至）の開閉状態を電子回路［（Ｉ
で検知できる。またケース表面で視鰯可能でもある。
で検知できる。またケース表面で視鰯可能でもある。
電子回路０ＯＩｆｉ負荷開閉素子＋２１１と光学的結合
のみで、電気的には直流的、交流的ともに完全に絶縁さ
れる。
のみで、電気的には直流的、交流的ともに完全に絶縁さ
れる。
負荷電流と発光素子（３２ＡＪの光出力を比例させれば
、電子回路（１（１１ｕ１１で負荷電流の大きさを検知
できる。
、電子回路（１（１１ｕ１１で負荷電流の大きさを検知
できる。
負荷電流（交流］のゼロ点を電子回路ｕＱｌ側で検知で
きるので（この瞬間光出力はゼロとなる）、もし電子回
路（１０１仰１で商用交流電源１９）の電圧ゼロ点を検
知しておけば１両者の時間差より負荷の力率が演算測定
できる。制御用光出力ｖｆ−電圧電圧ゼロ点間期させれ
ば、負荷開閉素子ｃ１１１１卸１でのゼロ点検出回路は
必要でない。
きるので（この瞬間光出力はゼロとなる）、もし電子回
路（１０１仰１で商用交流電源１９）の電圧ゼロ点を検
知しておけば１両者の時間差より負荷の力率が演算測定
できる。制御用光出力ｖｆ−電圧電圧ゼロ点間期させれ
ば、負荷開閉素子ｃ１１１１卸１でのゼロ点検出回路は
必要でない。
また商用交流電圧の大きさも電子回路凹側で測定すれば
、負荷の有効電力（Ｗａｔリ を演算できる。などの数
多くの長ｂｒが発揮でき、従来の負荷開閉素子の欠点ｔ
−除去できる。
、負荷の有効電力（Ｗａｔリ を演算できる。などの数
多くの長ｂｒが発揮でき、従来の負荷開閉素子の欠点ｔ
−除去できる。
本発明の負荷開閉素子＋２１１は家電品などに用いて好
適である。
適である。
また、可視光カットフィルタは電子回路ｔｔｔｂ側発光
素子に可視領域の発光ダイオードを用いた際、光入力端
子（至）での光ファイバの脱時の八 外光による影響を除くｂめのものである。
素子に可視領域の発光ダイオードを用いた際、光入力端
子（至）での光ファイバの脱時の八 外光による影響を除くｂめのものである。
なお、制御用と７７サバツク用の光ファイバ（１６８）
及び（１６ｋ）は以上の説明では各々１本、づつ用いて
いるが２両方の光信号の波長をズラしたり、或いは光信
号を送る位相をズラす事により２両方ｔ−１本にまとめ
る事も当然可能である。
及び（１６ｋ）は以上の説明では各々１本、づつ用いて
いるが２両方の光信号の波長をズラしたり、或いは光信
号を送る位相をズラす事により２両方ｔ−１本にまとめ
る事も当然可能である。
用例！ある。
第４１〜第７図は本発明になるもので、第４１
相当部分には同一符号ｔつばている、
！２１１ｒｉ負荷開閉素子、■に開閉制御部、内は両方
向性サイリスタ、＠は光入力端子、 Ｉ２５１ｒｔ可視
光カカツトフイルタ、＠は受光素子、′ｎは増幅回路、
１７）は負旬制御端子、■は開閉状態検出部。 ■は電流検出回路、 １３１１は眼流木子、□□□は発
光素子、（３３Ｉは光出力端子、 （１６ｋ）及び（
１６ＢＪはアンサバック用及び＠両用の光ファイバ、（
８）は負萄。 （９）は商用交流電源である。 代理人 為 野 倍 − 第１図 第２＠ 第４図 ｅｍ
向性サイリスタ、＠は光入力端子、 Ｉ２５１ｒｔ可視
光カカツトフイルタ、＠は受光素子、′ｎは増幅回路、
１７）は負旬制御端子、■は開閉状態検出部。 ■は電流検出回路、 １３１１は眼流木子、□□□は発
光素子、（３３Ｉは光出力端子、 （１６ｋ）及び（
１６ＢＪはアンサバック用及び＠両用の光ファイバ、（
８）は負萄。 （９）は商用交流電源である。 代理人 為 野 倍 − 第１図 第２＠ 第４図 ｅｍ
Claims (1)
- （１）光入力端子での光入力信号によりサイリスタを開
閉制御し、かつサイ９スタの開閉状態を検知し、この開
閉状態ヲ光出力端子を通じ。 外部へ光出力信号として送出する事を特徴とする光入出
力端子を有する負荷開閉素子。 １２１ ｉ！！子回路の光出力端子より第一の光ファ
イバケーブル？介して、光入力信号全党け、負荷を開閉
制御すると共輝、この開閉状Ｄｔ光出力端子より第二の
光ファイバケープＡ／ヲ介る負荷開閉素上 ”
′ ＋４） 負荷開閉素子の開閉状Ｄｋ負荷開閉素子の
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12886981A JPS5830232A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 光入出力端子を有する負荷開閉素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12886981A JPS5830232A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 光入出力端子を有する負荷開閉素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830232A true JPS5830232A (ja) | 1983-02-22 |
Family
ID=14995366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12886981A Pending JPS5830232A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 光入出力端子を有する負荷開閉素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165222A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体スイツチング素子の駆動回路 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP12886981A patent/JPS5830232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01165222A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体スイツチング素子の駆動回路 |
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