JPS61191116A - ハイブリツドリレ− - Google Patents
ハイブリツドリレ−Info
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- JPS61191116A JPS61191116A JP60030498A JP3049885A JPS61191116A JP S61191116 A JPS61191116 A JP S61191116A JP 60030498 A JP60030498 A JP 60030498A JP 3049885 A JP3049885 A JP 3049885A JP S61191116 A JPS61191116 A JP S61191116A
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241001669573 Galeorhinus galeus Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Relay Circuits (AREA)
- Electronic Switches (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、負荷に供給される交流電源のスイッチング制
御を電磁リレーの接点を利用し、かつその接点の開閉を
交流電源のゼロ位相近傍で行うように制御するこ々によ
り、長寿命化を計ったハイブリッドリレーに関するもの
である。
御を電磁リレーの接点を利用し、かつその接点の開閉を
交流電源のゼロ位相近傍で行うように制御するこ々によ
り、長寿命化を計ったハイブリッドリレーに関するもの
である。
一般に、寥流回路に接続されるモーター、電球および電
磁弁などの負荷の開閉操作には従来より電磁リレーが広
く使用されているが、電磁リレーの接点寿命が問題とな
るような開閉頻度の高い周温に対してはソリッドステー
トリレーが用いられている場合が多い。
磁弁などの負荷の開閉操作には従来より電磁リレーが広
く使用されているが、電磁リレーの接点寿命が問題とな
るような開閉頻度の高い周温に対してはソリッドステー
トリレーが用いられている場合が多い。
第４図は、ゼロクロス機能を有する従来のソリッドステ
ートシレーの回路構成図である。（特公昭５９−２９９
７５号公報参照） 第４図において交流電源■には負荷りと、この負荷りを
開閉制御する双方向性サイリスタＴＲが直列に接続され
ている。。
ートシレーの回路構成図である。（特公昭５９−２９９
７５号公報参照） 第４図において交流電源■には負荷りと、この負荷りを
開閉制御する双方向性サイリスタＴＲが直列に接続され
ている。。
この動作は、制御信号Ｅを印加することにより双方向性
サイリスタＴＲの端子ＴＩ、Ｔ２−の負荷交流電圧をダ
イオードＤ１〜Ｄ４で整流し、発光ダイオードＬＥＤを
駆動し、発光ダイオードＬＥＤからで出る光で動作して
いるフォトトランジスタＰＴのコレクタがハイレベルと
なった時、トランジスタＴｒがオンし、リレーＸが駆動
され、その接点ＸＳが動作し、双方向性サイリスタＴＲ
をオンさせて負荷りに電流を流すと共にこの状態を保持
する。
サイリスタＴＲの端子ＴＩ、Ｔ２−の負荷交流電圧をダ
イオードＤ１〜Ｄ４で整流し、発光ダイオードＬＥＤを
駆動し、発光ダイオードＬＥＤからで出る光で動作して
いるフォトトランジスタＰＴのコレクタがハイレベルと
なった時、トランジスタＴｒがオンし、リレーＸが駆動
され、その接点ＸＳが動作し、双方向性サイリスタＴＲ
をオンさせて負荷りに電流を流すと共にこの状態を保持
する。
次に、制御信号Ｅを取り去るとリレーＸに電流が流れな
くなり、その接点ＸＳが復帰し、双方向性サイリスクＴ
Ｒがオフし負荷りの電流を遮断するものである。
くなり、その接点ＸＳが復帰し、双方向性サイリスクＴ
Ｒがオフし負荷りの電流を遮断するものである。
このようなソリッドステートリレーにおいては開閉制御
素子として双方向性サイリスクが用いられているため、
電磁リレーと比較して次の欠点を有している。
素子として双方向性サイリスクが用いられているため、
電磁リレーと比較して次の欠点を有している。
（１）双方向性ザイリスタの固有特性により双方向性ザ
イリスタＴＲの端子ＴＩ、Ｔ２間に１〜２ｖｒｍｓの電
圧降下を生しる。
イリスタＴＲの端子ＴＩ、Ｔ２間に１〜２ｖｒｍｓの電
圧降下を生しる。
（２）上記の電圧降下分と双方向性サイリスタＴＲの端
子Ｔｉ ７２間を流れる負荷電流により双方向性サイリ
スク内部に発生する熱が犬である。
子Ｔｉ ７２間を流れる負荷電流により双方向性サイリ
スク内部に発生する熱が犬である。
（３）発生した熱は放熱の必要があり、そのため外形寸
法の小形化が困難であり、場合によっては放熱板を必要
とする。
法の小形化が困難であり、場合によっては放熱板を必要
とする。
（４）双方向性サイリスクを使用しているために高価と
なる。
なる。
本発明はこれらの欠点を除去するため、負荷交流電源の
制御素子として電磁リレーを使用し、その接点で負荷の
開閉を交流電源のゼロ位相近傍で行う制御回路によって
その接点の長寿命化を計り、信頼性の高いハイブリット
リレーを提供せんとするものである。
制御素子として電磁リレーを使用し、その接点で負荷の
開閉を交流電源のゼロ位相近傍で行う制御回路によって
その接点の長寿命化を計り、信頼性の高いハイブリット
リレーを提供せんとするものである。
一般に、電磁リレーにおける接点の消耗量は接点のアー
クエネルギーにほぼ比例し、アークの大部分は接点の開
離時に生ずるため、接点の消耗量に関しては接点の開離
時のアークのみを考慮すればよい。第３図（ａｌは開離
位相の違いによる接点消耗量の変化を示すもので、これ
により電磁リレーの寿命を考えた場合、開離位相と電磁
リレーの接点の寿命回数との関係は第３図中）に示すよ
うに、開離位相がπに近づくにつれて接点の寿命が伸び
、交流電源をランダムに開離した場合と同じと考えられ
る開離位相π／２に対し２０倍以上の寿命が得られるこ
とがわかる。また、接点の溶着はランプ、モーター負荷
等における突入電流により生ず乞ことが多く、突入電流
ゼロ近傍で投入すれば溶着の発生を減少することが出来
る。さらに接点負荷の開閉時におけるノイズの発生も減
少させることが出来る。
クエネルギーにほぼ比例し、アークの大部分は接点の開
離時に生ずるため、接点の消耗量に関しては接点の開離
時のアークのみを考慮すればよい。第３図（ａｌは開離
位相の違いによる接点消耗量の変化を示すもので、これ
により電磁リレーの寿命を考えた場合、開離位相と電磁
リレーの接点の寿命回数との関係は第３図中）に示すよ
うに、開離位相がπに近づくにつれて接点の寿命が伸び
、交流電源をランダムに開離した場合と同じと考えられ
る開離位相π／２に対し２０倍以上の寿命が得られるこ
とがわかる。また、接点の溶着はランプ、モーター負荷
等における突入電流により生ず乞ことが多く、突入電流
ゼロ近傍で投入すれば溶着の発生を減少することが出来
る。さらに接点負荷の開閉時におけるノイズの発生も減
少させることが出来る。
以下、本発明を第１図に示す一実施例に基づき詳細に説
明すると、Ａは閉成タイミング制御回路、Ｂは開離タイ
ミング制御回路である。Ｈはハイブリッドリレーを示す
もので前記制御回路Ａ、Ｂを同時に備え、それぞれの機
能および用途（交流負荷の大きさ等）に対応し得る構成
である。
明すると、Ａは閉成タイミング制御回路、Ｂは開離タイ
ミング制御回路である。Ｈはハイブリッドリレーを示す
もので前記制御回路Ａ、Ｂを同時に備え、それぞれの機
能および用途（交流負荷の大きさ等）に対応し得る構成
である。
閉成タイミング制御回路Ａは、電磁リレーＸの接点ＸＳ
の両端に接続された電流制限抵抗Ｒ２、整流ブリッジＢ
１発光ダイオードＬＥＤ、フォトトランジスタＰＴ、負
荷抵抗Ｒ３、微分用コンデンサＣ２、微分用抵抗Ｒ４、
ＮＯＲゲート回路Ｇｌ、ＮＯＴゲート回路Ｇ２、積分用
抵抗Ｒ５および積分用コンデンサＣ３により構成されて
いる。
の両端に接続された電流制限抵抗Ｒ２、整流ブリッジＢ
１発光ダイオードＬＥＤ、フォトトランジスタＰＴ、負
荷抵抗Ｒ３、微分用コンデンサＣ２、微分用抵抗Ｒ４、
ＮＯＲゲート回路Ｇｌ、ＮＯＴゲート回路Ｇ２、積分用
抵抗Ｒ５および積分用コンデンサＣ３により構成されて
いる。
上記発光ダイオードＬＥＤはフォトトランジスタＰＴと
共に同一容器内に収容されているフォトカプラを構成し
ているもので、交流電源入力時に発光し、この光はフォ
トトランジスタＰＴに照射されるようになっている。
共に同一容器内に収容されているフォトカプラを構成し
ているもので、交流電源入力時に発光し、この光はフォ
トトランジスタＰＴに照射されるようになっている。
開離タイミング制御回路Ｂは、電磁リレーＸの接点ＸＳ
に流れる負荷電流を検出するためのカレントトランスＣ
Ｔの出力を整流するための整流ブリッジＢ２、入力抵抗
Ｒ６、ＮＯＲゲート回路Ｇ３、Ｇ４、積分用抵抗Ｒ７お
よび積分用コンデンサＣ４より構成され、その出力は前
記閉成タイミング制御回路Ａの出力とともにＮＯＲゲー
ト回路Ｇ５に接続され、入力抵抗Ｒ８を通してトランジ
スタＴｒにより電磁リレーＸをその接点ｘＳの開閉がゼ
ロ位相で行えるように制御するものである。
に流れる負荷電流を検出するためのカレントトランスＣ
Ｔの出力を整流するための整流ブリッジＢ２、入力抵抗
Ｒ６、ＮＯＲゲート回路Ｇ３、Ｇ４、積分用抵抗Ｒ７お
よび積分用コンデンサＣ４より構成され、その出力は前
記閉成タイミング制御回路Ａの出力とともにＮＯＲゲー
ト回路Ｇ５に接続され、入力抵抗Ｒ８を通してトランジ
スタＴｒにより電磁リレーＸをその接点ｘＳの開閉がゼ
ロ位相で行えるように制御するものである。
また、ＤＩは逆流防止用ダイオード、Ｒ１は電流制限用
抵抗、Ｃ１は充電用コンデンサ、Ｄ２は逆起電圧防止用
ダイオード、Ｅは入力電圧、Ｌは負荷、■は負荷交流電
源である。
抵抗、Ｃ１は充電用コンデンサ、Ｄ２は逆起電圧防止用
ダイオード、Ｅは入力電圧、Ｌは負荷、■は負荷交流電
源である。
以下、上記のように構成された本発明のハイブリッドリ
レーの動作を第２図に示す波形図を併用して説明する。
レーの動作を第２図に示す波形図を併用して説明する。
初めに閉成時の動作について説明すると、上記回路に第
２図（ａ）の負荷交流電源■および負荷りが接続されて
いる時、入力電圧Ｅがゼロならばハイブリッドリレー１
１内の電磁リレーＸおよび閉成タイミング制御回路Ａに
電圧が供給されていないため電磁リレーＸは不動作状態
であり、その接点ＸＳは開離状態にあり、負荷りに電流
は流れない。
２図（ａ）の負荷交流電源■および負荷りが接続されて
いる時、入力電圧Ｅがゼロならばハイブリッドリレー１
１内の電磁リレーＸおよび閉成タイミング制御回路Ａに
電圧が供給されていないため電磁リレーＸは不動作状態
であり、その接点ＸＳは開離状態にあり、負荷りに電流
は流れない。
今、入力電圧Ｅが印加されると、すでに接点ＸＳ両端の
電圧は整流ブリッジＢ１により整流され発光ダイオード
ＬＥＤを駆動しているため、ホトトランジスタＰＴが動
作し、ａ点に交流電圧のゼロ位相検出パルスが発生し、
これがＮＯＲゲート回路Ｇ１の入力に加わりｂ点の電圧
をローレベルとし、ＮＯＴゲート回路Ｇ２によりこの状
態を保持させ、積分用コンデンサＣ３と積分用抵抗Ｒ５
が接続されたＮＯＲゲート回路Ｇ５の一方の入力Ｃ点に
ｂ点の電圧波形の立下りを積分した波形を供給し、ＮＯ
Ｒゲート回路Ｇ５のもう一方の入力は接点ＸＳに電流が
流れないため、カレントトランスＣＴに電圧が出ないた
め、ｅ点の電圧がローレベルであり、ＮＯＲゲート回路
Ｇ４の入力がハイレベルとなっているためにローレベル
となるので、この波形の電圧がＮＯＲゲート回路Ｇ５の
入力でローレベルとなる時間ｔｌ後にｄ点の電圧がハイ
レベルとなり、トラジスタＴｒがオンし電磁リレーＸを
駆動し、該電磁リレーＸの動作時間ｔｏｐｅ後に電磁リ
レーＸの接点ＸＳが閉成することにより負荷りに電流を
流す。この場合、閉成点が負荷交流電圧のゼロクロス点
となるよう積分用コンデンサＣ３と積分用抵抗Ｒ５によ
り待ち合わせ時間ｔ１を設定する。
電圧は整流ブリッジＢ１により整流され発光ダイオード
ＬＥＤを駆動しているため、ホトトランジスタＰＴが動
作し、ａ点に交流電圧のゼロ位相検出パルスが発生し、
これがＮＯＲゲート回路Ｇ１の入力に加わりｂ点の電圧
をローレベルとし、ＮＯＴゲート回路Ｇ２によりこの状
態を保持させ、積分用コンデンサＣ３と積分用抵抗Ｒ５
が接続されたＮＯＲゲート回路Ｇ５の一方の入力Ｃ点に
ｂ点の電圧波形の立下りを積分した波形を供給し、ＮＯ
Ｒゲート回路Ｇ５のもう一方の入力は接点ＸＳに電流が
流れないため、カレントトランスＣＴに電圧が出ないた
め、ｅ点の電圧がローレベルであり、ＮＯＲゲート回路
Ｇ４の入力がハイレベルとなっているためにローレベル
となるので、この波形の電圧がＮＯＲゲート回路Ｇ５の
入力でローレベルとなる時間ｔｌ後にｄ点の電圧がハイ
レベルとなり、トラジスタＴｒがオンし電磁リレーＸを
駆動し、該電磁リレーＸの動作時間ｔｏｐｅ後に電磁リ
レーＸの接点ＸＳが閉成することにより負荷りに電流を
流す。この場合、閉成点が負荷交流電圧のゼロクロス点
となるよう積分用コンデンサＣ３と積分用抵抗Ｒ５によ
り待ち合わせ時間ｔ１を設定する。
次に開離時の動作を説明すると、入力電圧Ｅが加わって
おり電磁リレーＸがすでに動作状態にあって、その接点
ＸＳに第２図（ｂ）の負荷交流電流が流れている時に入
力電圧Ｅを取り去ると、ＮＯＲゲート回路Ｇ４のダイオ
ードＤ１のアノードに接続された一方の入力がローレベ
ルとなる。このときカレントトランスＣＴの出力電圧を
整流用ブリッジＢ２で整流することにより得られる、負
荷交流電流のゼロクロス信号がＮＯＲゲート回路Ｇ３の
一方の入力ｅ点に加わると１、′ＮＯＲゲート回路Ｇ４
の出力ｆ点の電圧がハイレベルとなり、ＮＯＲゲート回
路Ｇ３とＧ４によりご、の状態、を保持させ積分用コン
デンサＣ４と積分用抵抗Ｒ７が接続されたＮＯＲゲート
回路Ｇ５の一方の入力ｇ点にｆ 。
おり電磁リレーＸがすでに動作状態にあって、その接点
ＸＳに第２図（ｂ）の負荷交流電流が流れている時に入
力電圧Ｅを取り去ると、ＮＯＲゲート回路Ｇ４のダイオ
ードＤ１のアノードに接続された一方の入力がローレベ
ルとなる。このときカレントトランスＣＴの出力電圧を
整流用ブリッジＢ２で整流することにより得られる、負
荷交流電流のゼロクロス信号がＮＯＲゲート回路Ｇ３の
一方の入力ｅ点に加わると１、′ＮＯＲゲート回路Ｇ４
の出力ｆ点の電圧がハイレベルとなり、ＮＯＲゲート回
路Ｇ３とＧ４によりご、の状態、を保持させ積分用コン
デンサＣ４と積分用抵抗Ｒ７が接続されたＮＯＲゲート
回路Ｇ５の一方の入力ｇ点にｆ 。
点の電圧波形を積分した信号を供給し、ＮＯＲゲート回
路Ｇ５のもう一方の入力Ｃ点はローレベル 、 ′に保
持されているためこの波形の電圧がＮＣ）Ｒゲート回路
Ｇ５の入力でハイレベ／しとなる４間ｔ２後にｄ点の電
圧がローレベルとなり、トランジスタＴｒがオフし、電
磁リレー父の駆動電流を遮断して電磁リレーＸの復帰時
間ｔｒｅｌ後にその接点ＸＳが開離することにより負荷
電流を遮断する。
路Ｇ５のもう一方の入力Ｃ点はローレベル 、 ′に保
持されているためこの波形の電圧がＮＣ）Ｒゲート回路
Ｇ５の入力でハイレベ／しとなる４間ｔ２後にｄ点の電
圧がローレベルとなり、トランジスタＴｒがオフし、電
磁リレー父の駆動電流を遮断して電磁リレーＸの復帰時
間ｔｒｅｌ後にその接点ＸＳが開離することにより負荷
電流を遮断する。
このとき開離点が負荷交流電圧のゼロクロス点となるよ
う積分用コンデンサＣ４と積分用抵抗Ｒ７により待ち合
わせ時間ｔ２を設定する。
う積分用コンデンサＣ４と積分用抵抗Ｒ７により待ち合
わせ時間ｔ２を設定する。
時に入力電圧門艇取り去られると、各々のタイミング制
御回路お″よび電磁リレーＸへの電源供給が断たれるた
め１、目的とするゼロ位相での開離が達１ 成できなく
なるため、その電源供給を充電用コンデンサＣ１の鼓型
作用により保証している。
御回路お″よび電磁リレーＸへの電源供給が断たれるた
め１、目的とするゼロ位相での開離が達１ 成できなく
なるため、その電源供給を充電用コンデンサＣ１の鼓型
作用により保証している。
□ 〔発明の効果〕
以上脱型したように、本発明は電磁リレーにより接点負
荷交流電源のゼロ位相近傍で接点負荷の開閉を行うよう
にしたため、寿命が大幅に伸び、小形で廃熱の極めて少
ない安価なバイブリソトリｔｘ−４−提供することが出
来る。
荷交流電源のゼロ位相近傍で接点負荷の開閉を行うよう
にしたため、寿命が大幅に伸び、小形で廃熱の極めて少
ない安価なバイブリソトリｔｘ−４−提供することが出
来る。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図Ｔ
ａｌ、 Ｃｂ：）ｉよ各々上記実施例の閉成タイミング
１ 制御回路と開離タイミング制御回路の動作を説明す
るための波ｉ図′、第３図ｔａｌは開離位相と電磁り゛
レーの接点消耗量との関係を示すグラフ、第３図（ｂｌ
は開離位相と電磁リレーの接点寿命回数との関係を示す
グラフ、第４図は従来のソリッドステーｌ−リレーの回
路構成図である。 Ａは閉成タイミング制御回路、Ｂは開離タイミング制御
回路、Ｅは入力電圧、■は負荷交流電源、Ｌは負荷、Ｘ
は電磁リレー、ＸＳは電磁リレーの接点、Ｂｌ、Ｂ２は
ダイオードブリッジ、ＣＴはカレン１−トランス、ＬＥ
Ｄは発光ダイオード、ＰＴはフォトトランジスタ、０１
〜Ｇ５はゲート回路、ＤＩ、Ｄ２はダイオード、Ｔｒは
トランジスタ。
ａｌ、 Ｃｂ：）ｉよ各々上記実施例の閉成タイミング
１ 制御回路と開離タイミング制御回路の動作を説明す
るための波ｉ図′、第３図ｔａｌは開離位相と電磁り゛
レーの接点消耗量との関係を示すグラフ、第３図（ｂｌ
は開離位相と電磁リレーの接点寿命回数との関係を示す
グラフ、第４図は従来のソリッドステーｌ−リレーの回
路構成図である。 Ａは閉成タイミング制御回路、Ｂは開離タイミング制御
回路、Ｅは入力電圧、■は負荷交流電源、Ｌは負荷、Ｘ
は電磁リレー、ＸＳは電磁リレーの接点、Ｂｌ、Ｂ２は
ダイオードブリッジ、ＣＴはカレン１−トランス、ＬＥ
Ｄは発光ダイオード、ＰＴはフォトトランジスタ、０１
〜Ｇ５はゲート回路、ＤＩ、Ｄ２はダイオード、Ｔｒは
トランジスタ。
Claims (3)
- （１）電磁リレーと、その接点と直列の負荷に供給され
る交流電源をゼロ位相近傍で前記リレーの接点を閉成す
る閉成タイミング制御回路とを具備したことを特徴とす
るハイブリッドリレー。 - （２）電磁リレーと、その接点と直列の負荷に供給され
る交流電源をゼロ位相近傍で前記リレーの接点を開離す
る開離タイミング制御回路とを具備したことを特徴とす
るハイブリッドリレー。 - （３）前記開離タイミングのゼロ位相を負荷交流電流に
接続したカレントトランスにより検出することを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載のハイブリッドリレー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030498A JPS61191116A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | ハイブリツドリレ− |
| KR8601164A KR900000310B1 (en) | 1985-02-20 | 1986-02-19 | Hybrid relay circuit having electromagnetic relay for switching ac power supply |
| DE8686102183T DE3685131D1 (de) | 1985-02-20 | 1986-02-20 | Hybride relaisschaltung mit elektromagnetischem relais zum schalten einer wechselstromleistungsquelle. |
| EP86102183A EP0192258B1 (en) | 1985-02-20 | 1986-02-20 | Hybrid relay circuit having electromagnetic relay for switching ac power supply |
| US07/075,272 US4767944A (en) | 1985-02-20 | 1987-07-20 | Hybrid relay circuit having electromagnetic relay for switching AC power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030498A JPS61191116A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | ハイブリツドリレ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191116A true JPS61191116A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12305482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60030498A Pending JPS61191116A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | ハイブリツドリレ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191116A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5110542B2 (ja) * | 1973-02-27 | 1976-04-05 |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60030498A patent/JPS61191116A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5110542B2 (ja) * | 1973-02-27 | 1976-04-05 |
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