JPS5925330B2 - 継電器の起動遅延用のスイツチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は継電器の起動遅延用装置に関し、更に詳細に言
えば、一端が直接に供給電圧の一方の極に接続され、か
つ他端が遅延装置を介して供給電圧の他極へ接続される
励磁巻線を備えた継電器の起動遅延用のスイッチング装
置に関する。

（背景技術） 一般に継電器の起動時間を遅延させるスイッチング装置
においては、時定数により遅延量を選択できる複数のＲ
−Ｃ要素が用いられ、このようなＲ−Ｃ要素の夫々は例
えば１個のコンデンサと１個の抵抗から構成することが
できる。

かかるスイツチング装置にあっては電源の供給を受けた
時点よりコンデンサの充電を開始し、コンデンサが一定
の充電状態に達した際に継電器を動作せしめ、その後電
源の供給がなくなると継電器の励磁は解除され、続いて
コンデンサの電荷は充電経路を次行して電源に対して並
列的に接続された種々のインピーダンスを介して放電さ
れる。

しかして、使用されるＲ−Ｃ要素の個々の値を遅延量に
応じて適切に決定することにより、実際に十分な精度で
所望の時定数が確定され、意図する継電器の起動の遅延
が起る。

しかしながら、この遅延はコンデンサの放電が完全に行
われたのちの第１のスイッチングサイクルにおいてのみ
正確に起こるものであり、前の過程からの時間間隔が不
定である引き続く別のスイッチングサイクルにおいては
、Ｒ−Ｃ要素の放電状態が一定でなく、そのためコンデ
ンサの残留電荷により所望の遅延時間は多少短縮された
値になる。

このように、コンデンサの第１の充電サイクルにおいて
のみ限定された間係が存在し、引き続く他のサイクルで
遅延時間が短縮される上述の状態を“第１サイクルの影
響″と呼ぶ。

ところで、所望のとおりの遅延時間な得るためには、継
電器の切換接点の少（とも１組を使用し、切換接点の動
作によってＲ−Ｃ要素のコンデンサを短絡することによ
り可能である。

これにより、継電器の各遅延起動に従って行なわれるコ
ンデンサの完全な放電が保証され、遅延時間は個々のス
イッチングサイクルとは無関係に一定に保たれる。

しかしながらこの場合、有効な継電器接点の数がこの問
題の解決によって減少されたり、また１組の接点しか有
してない継電器には適用できないという欠点があった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的は遅延時間の正確な厳守が保証され、しかも構造が簡
単でかつ信頼性の高い継電器の起動遅延用のスイッチン
グ装置を提供するにある。

（発明の開示） 第１図は本発明の第１の実施例を具体的な回路構成によ
り示したものである。

図において構成を説明すると、継電器ｒ ／ ｓの励磁
巻線は一端が供給電圧Ｕの正極へ直接に接続され、かつ
他端は差動増幅器０１の出力端子７に接続されている。

一方、供給電圧と並列に、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ０の
直列回路および抵抗分圧器を構成する抵抗Ｒ３，Ｒ４の
直列回路が接続され、前記差動増幅器０１の反転入力端
子３は抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の接続点に、非反転入
力端子４は抵抗分圧器を構成する抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続
点に夫々接続されている。

また、前記抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の直列回路と並列
に抵抗Ｒ２、ダイオードＤ３．Ｄ４の直列回路が接続さ
れ、抵抗Ｒ２とダイオードＤ：ｌ Ｄ４によるダイオー
ド群との接続点はダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１の接続点に接続されている。

ここで、抵抗Ｒ２は前記抵抗Ｒ１に比して十分に低い抵
抗値に設定されており、またダイオードＤ３． Ｄ４．
Ｄ、はいずれも供給電圧に対し順方向に接続されてい
る。

更に、前記差動増幅器０１の出力端子７はダイオードＤ
１ を介して自己の非反転入力端子４に接続され、また
前記抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点はダイオードＤ
６を介して供給電圧の正極に接続されている。

ここで、タイオードＤ１は差動増幅器０１の出力がバイ
レベルで継電器が励磁されない際に非導通状態となる方
向に接続され、またダイオードＤ６は供給電圧に対し逆
方向に接続される。

なお、補助的な構成として、供給電圧の安定化を図るた
めに抵抗Ｒ５が供給電圧と直列に接続され、かつツェナ
ーダイオードｚ２が供給電圧に対して並列に接続されて
おり、一方、継電器ｒ ／ ｓの励磁巻線と並列にサー
ジ吸収用のダイオードＤ２が接続されている。

動作にあたって供給電圧が印加されると、供給電圧Ｕの
正電圧が抵抗分圧器Ｒ３−Ｒ４を通して差動増幅器０１
の非反転入力端子４に加わり、それにより、差動増幅器
０１が正信号を出力端子Ｉに与える。

従って継電器ｒ ／ ｓの励磁巻線の両端にはほぼ等し
い電圧が与えられることになり、継電器ｒ ／ ｓは非
励磁状態を維持し、中央接点ｎが固定接点ｎｃに接続さ
れた状態にある。

同時にコンデンサＣ１は、その充電電圧がダイオード１
個分の順方向降下電圧、すなわちダイオードＤ３．Ｄ４
の電圧降下からダイオードＤ、の電圧降下を引いた値に
一致するまで、抵抗Ｒ２とダイオードＤ５を通して瞬間
的に充電される。

コンデンサＣ１のこの第１の充電持続期間は、抵抗Ｒ２
の値によって決定され、抵抗Ｒ２の抵抗値は前述の如く
抵抗Ｒ１Ｋ比して十分低く設定されているため、継電器
ｒ／ｓに意図される遅延時間に対しては無視しうる程度
に短い。

次いで、コンデンサＣ１の第１充電持続期間に続く第２
の充電持続期間において、高い抵抗値の抵抗Ｒ１を通し
てコンデンサＣ１がさらに充電される。

そして、可変抵抗としてつくられた抵抗Ｒ１の大きさと
コンデンサＣ１のキャパシタンスが、継電器の起動にお
ける遅延の持続期間を決定する。

コンデンサＣ１の充電の進行と共に、差動増幅器０１の
反転入力端子３における正電圧が上昇し、意図する遅延
時間が経過すると、差動増幅器０１の反転入力端子３の
電圧値は差動増幅器０１の非反転入力端子４の電圧値に
達する。

それと同時に、差動増幅器０１が瞬間的にその出力端子
７における信号を負に切換え、それにより、供給電圧の
正極→励磁巻線→差動増幅器０１の出力端子の経路で継
電器ｒ／ｓが励磁され、継電器ｒ ／ ｓの可動接点ｎ
が接点ｎｏに切換えられる。

差動増幅器０１の切換えと共に差動増幅器０１の正帰還
路に配置され、かつその時ま−Ｃ−ｆｓｆｌ止状態にあ
ったダイオードＤ１が導通状態にされ、差動増幅器０１
の負の出力信号が、非反転入力端子４へ伝送され、それ
により、切換状態の持続が保証される。

その後、継電器ｒ ／ ｓをその起動位置に切換えるた
めに供給電圧Ｕが遮断されると、この時まで阻止状態に
あったダイオードＤ６を介し、供給電源に対して並列に
接続された種々のインピーダンス（例えば抵抗分圧器Ｒ
３−Ｒ４、差動増幅器０１の電源端子）を通してコンデ
ンサＣ１が速やかに放電される。

この場合ダイオードＤ６は、その順方向降下電圧までコ
ンデンサＣ１を放電させる。

供給電圧Ｕの遮断状態が長（持続する間、抵抗Ｒ１を通
してコンデンサＣ１がさらに放電される。

従って確実に、おのおのの場合においてコンデンサＣ１
は、少なくともダイオード１個分の順方向降下電圧まで
放電し、かつ供給電圧Ｕの再印加状態においては抵抗Ｒ
２とダイオードＤ５を通して瞬間的に、コンデンサＣ１
の電圧が少なくとも１個のダイオードの順方向降下電圧
に等しくなるように再充電される。

このようにして、コンデンサＣ１はおのおの充電サイク
ルにおいて、抵抗Ｒ１で設定される遅延時間に比べて無
視しつる時間中規定された充電状態にされ、かかる基準
状態から常に所定の充電が行われるので、遅延時間が一
度選ばれるとその遅延時間が有利な方法で正確に厳守さ
れる。

第１図に示す装置においてはさらに、ツェナーダイオー
ドＺ２ と、このダイオード入直列的に接続された抵抗
Ｒ５が与えられ、それにより、供給電圧の変動が充電時
間に強（影響しないように補償される。

また、継電器ｒ ／ ｓの励磁巻線に並列接続されたダ
イオードＤ２が継電器ｒ ／ ｓの切換時に発生する誘
導電圧から差動増幅器０１を保護する。

なお、第１図の構成においては継電器の励磁巻線の一端
が供給電圧の正極と接続される場合を示したが、各ダイ
オードの接続方向を適宜に変更し、差動増幅器の入力端
子の極性を反転することにより、励磁巻線の一端を供給
電圧の負極と接続する構成に容易に変形が可能である。

第２図は本発明の第２の実施例を具体的な回路構成によ
り示したものである。

この遅延装置は、第１図に示したものと同様に一方の側
か供察電圧Ｕの正極へ、かつ他方の側が第１の差動増幅
器０１の出力端子７へ接続された継電器ｒ ／ ｓを備
えている。

第１の差動増幅器０１においては、供給電圧Ｕが端子５
と８に加えられ、非反転入力端子４が抵抗分圧器を構成
する抵抗Ｒ３とＲ４の接続点に接続され、反転入力端子
３が抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点に接続され、こ
れらの抵抗Ｒ１トコンデンサＣ１が共に遅延量を決定す
る。

端子５′と８′には、供給電圧Ｕが加えられる第２の差
動増幅器０２が接続される。

この差動増幅器０２の非反転入力端子４′は、一方が継
電器ｒ ／ ｓが励磁されない場合に導通状態にあるダ
イオードＤ７を通して第１の差動増幅器０１の出力端子
Ｉへ接続され、他方が抵抗Ｒ３を通してコンデンサＣ１
の一端子へ接続される。

抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点には、第２０差動増
幅器０２の反転入力端子３が直接に接続され、かつ出力
端子７′が継電器ｒ ／ ｓの励磁されていない場合に
阻止状態にあるダイオードＤ８および抵抗Ｒ７を介して
接続される。

更に、供給電圧Ｕの加わっているコンデンサＣ１の一方
の端子と供給電圧の負極２との間には、逆方向に接続さ
れるツェナーダイオードｚ１が配置されている。

ツェナーダイオードｚ１はコンデンサＣ１の放電を容易
にするため、コンデンサＣ１の一端を供給電圧の負極よ
り高い電位にクランプするためのもので、そのツェナー
電圧は次のごとく選ばれる。

すなわち、ダイオードＤ８の順方向降下電圧と、抵抗Ｒ
７の電圧降下と、出力端子７′と差動増幅器０２の端子
５′間で継電器ｒ ／ ｓの励磁される場合に維持され
る電圧との和より大きく選ばれる。

動作にあたって供給電圧が印加されると、第１の差動増
幅器０１の非反転入力端子４には抵抗分圧器Ｒ３−Ｒ４
を介して正電圧が直ちに印加さＫ、差動増幅器０１の出
力信号が正となるため励磁巻線の両端間には電圧は印加
されず、継電器ｒ ／ ｓは非励磁状態にある。

同時に、第１の差動増幅器０１の出力端子７かもの正電
圧がダイオードＤ７を通して第２の差動増幅器０２の非
反転入力端子４′に加わる。

この場合、差動増幅器０２の出力端子７′も同様に正で
ある。

従って、差動増幅器０２の出カフ′に対してはダイオー
ドＤ８が阻止状態にあり、抵抗Ｒ１を通して妨害なしに
コンデンサＣ１を充電することができる。

抵抗Ｒ１の差動増幅器０１の反転入力端子３に接続され
たコンデンサＣ１との接続点における電圧の値が、調整
された遅延時間の経過したのち、非反転入力端子４にお
ける電圧の値に達すると、直ちに第１の差動増幅器０１
が反転する。

この場合、差動増幅器０１の出力は負である。

従って、供給電圧の正極→励磁巻線→差動増幅器０１の
出力端子の経路で継電器ｒ／ｓは励磁され、その可動接
点ｎが固定接点ｎｏへ接続される。

この時、導通状態にあるダイオードＤ１を経て第１の差
動増幅器０１の負の出力信号がとの差動増幅器０１の非
反転入力端子４に正帰還し、それにより継電器ｒ ／
ｓに存在する切換状態の維持が保証される。

また、第２の差動増幅器０２においてはツェナーダイオ
ードＺＺ１の一端の電圧が抵抗Ｒ６を通して第２の差動
増幅器０２の非反転入力端子４′に加えられ、それによ
り、差動増幅器０２の出カフ′は負になってダイオード
Ｄ８が導通状態にされる。

従ってコンデンサＣ１は、第２の差動増幅器０２の出力
端子７′から差動増幅器内部を通して瞬間的に放電され
る。

コンデンサＣ１の放電後においては、第１の差動増幅器
０１の反転入力端子３、すなわち抵抗Ｒ１とコンデンサ
Ｃ１の接続点は第２の差動増幅器０２の負側に飽和した
出力電圧からダイオードＤ８の順方向電圧と抵抗Ｒ７の
電圧降下だげ高い電圧にあり、一方、差動増幅器０１の
非反転入力端子４は負側に飽和した第１の差動増幅器０
１の出力電圧よりダイオードＤ１の順方向電圧降下だけ
高い電圧にあり、よって抵抗Ｒ７の電圧降下分だけ第１
の差動増幅器０１の反転入力端子３は高い電圧にあるた
め継電器ｒ ／ ｓは供給電圧が解除するまで励磁を維
持する。

その後、供給電圧が解除されると差動増幅器０１の出力
もなくなるので継電器ｒ／ｓは非励磁となり、このとき
すでにコンデンサＣ１の完全放電が行われているので、
次の供給電圧の印加に際しては前サイクルとの時間間隔
に関係なく、全く同一の動作を繰り返す。

（発明の効果） 以上のように本発明の継電器の起動遅延用スイッチング
装置にあっては、抵抗分圧器と、第１の抵抗とコンデン
サの直列回路と、第２の抵抗と供給電圧に対して順方向
接続される少なくとも２個のダイオードの直列接続によ
るダイオード群からなる直列回路とを互いに並列接続し
て供給電圧の両極に接続し、差動増幅器の非反転入力端
子を前記抵抗分圧器の中点タップに接続し、前記差動増
幅器の反転入力端子を前記第１の抵抗とコンデンサの接
続点に接続し、前記差動増幅器の出力端子を継電器の励
磁巻線を介して供給電圧の一端に接続すると共に、前記
継電器が励磁されない場合に阻止状態にある第１のダイ
オードを介して自己の非反転入力端子に接続し、前記第
１の抵抗とコンデンサの接続点を供給電圧に対して逆方
向接続となる第２のダイオードを介して供給電圧の一端
に接続すると共に、供給電圧に対して順方向接続となる
第３のダイオードを介して前記第２の抵抗とダイオード
群との接続点に接続し、前記第２の抵抗を第１の抵抗に
比べて低い値に設定しであるので、各スイッチングサイ
クルの終了時においてコンデンサの放電が速やかに行わ
れ、次のスイッチングサイクルの開始に際しては先ず一
定の基準電圧まで瞬時に充電され、かかる基準電圧より
所定の遅延時間を得るために充電を開始するので、各サ
イクルでは前のサイクルとは無関係に所望の遅延時間を
正確に得ることができる効果がある。

また、他の構成においては、抵抗分圧器と、第１の抵抗
とコンデンサの直列回路とを互いに並列接続して供給電
圧の両極に接続し、前記コンデンサが接続される側の供
給電圧の経路に供給電圧に対し逆方向にツェナーダイオ
ードを挿入し、第１の差動増幅器の非反転入力端子を前
記抵抗分圧器の中点タップに接続し、前記第１の差動増
幅器の反転入力端子を前記第１の抵抗とコンデンサの接
続点に接続し、前記第１の差動増幅器の出力端子を継電
器の励磁巻線を介して供給電源の一端に接続すると共に
、前記継電器が励磁されない場合に阻止状態にある第１
のダイオードを介して自己の非反転入力端子に接続し、
第２の差動増幅器の非反転入力端子を前記継電器が励磁
されない場合に導通状態にある第２のダイオードを介し
て前記第１の差動増幅器の出力端子に接続すると共に、
第２の抵抗を介して前記コンデンサとツェナーダイオー
ドの接続点に接続し、前記第２の差動増幅器の反転入力
端子を前記第１の抵抗とコンデンサの接続点に接続し、
前記第２の差動増幅器の出力端子を前記継電器が励磁さ
れない場合に阻止状態にある第３のダイオードおよび第
３の抵抗を介して前記第１の抵抗とコンデンサの接続点
に接続しているので、各スイッチングサイクルにおいて
、継電器が励磁された後に瞬時にしてコンデンサの完全
放電が達成され、正確な遅延時間を得ることがでとる。

しかして、いずれの構成においても、最初に述べた″第
１サイクルの影響″を完全に除去することが可能である
。

図面の簡単な説明、 第１図は本発明の装置を示す回路図、第２図は本発明の
別の実施例の回路図である。

Ｕ・・・・・・供給電圧、０１．０２・・・・・・差動
増幅器、３．３′・・・・・・反転入力端子、４．４′
・・・山非反転入力端子、Ｒ３−Ｒ４・・・・・・抵抗
分圧器、Ｒ，１，Ｒ２５Ｒ６・・・・・・抵抗、Ｄｌｔ
Ｄ、 Ｄ３＃ Ｄ、 Ｄ、 Ｄ６＃Ｄ７．Ｄ８・・・
・・・ダイオード、ｒ ／ ｓ・・・・・・継電器、Ｚ
ｌ、Ｚ２・・・・・・ツェナーダイオード、Ｃ１・・・
・・・コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抵抗分圧器と、第１の抵抗のコンデンサの直列回路
   と、第２の抵抗と供給電圧に対して順方向接続される少
   なくとも２個のダイオードの直列接続によるダイオード
   群からなる直列回路とを互いに並列接続して供給電圧の
   両極に接続し、差動増幅器の非反転入力端子を前記抵抗
   分圧器の中点タップに接続し、前記差動増幅器の反転入
   力端子を前記第１の抵抗とコンデンサの接続点に接続し
   、前記差動増幅器の出力端子を継電器の励磁巻線を介し
   て供給電圧の一端に接続すると共に、前記継電器が励磁
   されない場合に阻止状態にある第１のダイオードを介し
   て自己の非反転入力端子に接続し、前記第１の抵抗とコ
   ンデンサの接続点を供給電圧に対して逆方向接続となる
   第２のダイオードを介して供給電圧の一端に接続すると
   共に、供給電圧に対して順方向接続となる第３のダイオ
   ードを介して前記第２の抵抗とダイオード群との接続点
   に接続し、前記第２の抵抗が第１の抵抗に比べて低い値
   に設定されてなる継電器の起動遅延用のスイッチング装
   置。 ２ 抵抗分圧器と、第１の抵抗とコンデンサの直列回路
   とを互いに並列接続して供給電圧の両極に接続し、前記
   コンデンサが接続される側の供給電圧の経路に供給電圧
   に対し逆方向にツェナーダイオードを挿入し、第１の差
   動増幅器の非反転入力端子を前記抵抗分圧器の中点タッ
   プに接続し、前記第１の差動増幅器の反転入力端子を前
   記第１の抵抗とコンデンサの接続点に接続し、前記第１
   の差動増幅器の出力端子を継電器の励磁巻線を介して供
   給電源の一端に接続すると共に、前記継電器が励磁され
   ない場合に阻止状態にある第１のダイオードを介して自
   己の非反転入力端子に接続し、第２の差動増幅器の非反
   転入力端子を前記継電器が励磁されない場合に導通状態
   にある第２のダイオードを介して前記第１の差動増幅器
   の出力端子に接続すると共に、第２の抵抗を介して前記
   コンデンサとツェナーダイオードの接続点に接続し、前
   記第２の差動増幅器の反転入力端子を前記第１の抵抗と
   コンデンサの接続点に接続し、前記第２の差動増幅器の
   出力端子を前記継電器が励磁されない場合に阻止状態に
   ある第３のダイオードおよび第３の抵抗を介して前記第
   １の抵抗とコンデンサの接続点に接続してなる継電器の
   起動遅延用のスイッチング装置。