JPS63114276A

JPS63114276A - 固体継電器

Info

Publication number: JPS63114276A
Application number: JP61260961A
Authority: JP
Inventors: Makoto Watanabe; 真渡辺
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-19
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH077836B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］この発明は、サイリスタやトチイアツクのような半導体
パワー素子で電源の投入としゃ断を行なって負荷を開閉
制御する固体継電器に関するものである。

［従来技術とその問題点］従来、この種の固体！１′ｒｒ１器として、第５図に示
すものが知られている０図において、２１は入力信号回
路、２２は負荷制御回路である。入力信号回路２１にお
ける１対の入力端子Ｉｔ、Ｉ２間には１発光ダイオード
のような発光素子りと抵抗体Ｒ１との直列回路が接続さ
れている。

また、上記負荷制御回路２２における電源端子Ｐｉ、Ｐ
２間には半導体パワー素子Ｑ、たとえばトチイアツクの
第１．第２電極ＴＩ、Ｔ２が接続されるとともに、上記
トライアックＱのトリガ端、子Ｇと第１ｆｉ極Ｔ１間に
は抵抗体Ｒ２を介して受光素子Ｊ、たとえばホトサイリ
スタの７ノードーカソードが接続され、さらに、上記ト
ライアックの第２電極Ｔ２とトリガ端子Ｇとの間には抵
抗体Ｒ３が介挿されている。

さらに、上記トライアックＱの第１．第２電極ＴＩ、７
２間には、サージ防止用の抵抗体Ｒ４とコンデンサＣの
直列回路とバリスタＢａからなるアブソーバ回路が並列
接続されている。なお、上記電源端子Ｐｉ、Ｐ２間には
、交流電源Ｅと負荷Ｚとの直列回路が接続されている。

上記構成において、入力端子Ｉｔ、Ｉ２間に入力信号が
印加されて、発光素子りからの光を受けた受光素子Ｊが
点弧され、トライアックＱにトリガ信号を印加して、こ
のトライアックＱの点弧で負荷Ｚへの通電はこのトチイ
アツクＱを通じて行なわれる。

つぎに、入力信号が断たれて１発光素子りが消灯すると
、受光素子Ｊは消弧され、トライアックＱのトリガ信号
がなくなると、このトライアックＱは電源電圧の零クロ
スにおいて消弧され、もって負荷Ｚへの通電がしゃ断さ
れる。

このように、負荷電流の投入としゃ断とをトライアック
ＱによってＳ接点式に行なわれる。

ところが、上記負荷Ｚへの通電中において、電源端子Ｐ
Ｉ、Ｐ２間が不測の事故によって短絡されると、トライ
アックＱには異常電流が流れて破損する。また、定格の
通電時においても、トライアックＱに流れる大電流にも
とず〈発熱で、このトチイアツクＱが経時的に劣化して
破損することがある。

ところが、従来の固体継電器においては、第６図で示す
ように、上記トライアックＱが端子台４１に固定された
放熱板４２に電気絶縁板４３を介して固定されるととも
に、上記トライアックＱの各端子が入力信号回路２１お
よび負荷制御回路２２を組込んだプリント基板４６およ
び外部端子４７．４８に電気的に接続されて固定されて
いるから、上記トチイアツクＱのみを交換することがき
わめて困難で、全体を廃棄しなければならず、不経済で
あった。

［発明の目的］この発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
トライアックＱのような半導体パワー素子の交換が容易
で、きわめて経済的な固体継電器を提供することを目的
とする。

［発明の構成と効果］この発明による固体継電器は、外部端子を有しかつ入力
信号回路および負荷制御回路が内蔵された端子台と、こ
の端子台に着脱可能に装着されかつ上記負荷制御回路か
ら分離された半導体パワー素子が内蔵されたパワー素子
ユニットとを備え、上記端子台にパワー素子ユニットが
着脱可能に装着されて五記半導体パワー素子を負荷制御
回路に電気的に接続したことを特徴とする。

このように、端子台に装着された負荷制御回路から半導
体パワー素子を分離し、この分離された半導体しくワー
素子が内蔵されたパワー素子ユニットを上記端子台に着
脱可能に装着するとともに、上記半導体パワー素子を負
荷制御回路に電気的に接続するように構成したから、上
記半導体パワー素子ユニットが損傷した場合、端子台を
変更することなく、半導体パワー素子ユニットのみを変
更して組込めばよいから、それだけ部品の無駄が少なく
、きわめて経済的でかつ安価となる。

［実施例の説明］以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１ａ図はこの発明による固体継電器の一例を分解して
示す断面図、第１ｂ図は第１ａ図の組立て断面図である
。

図において、１は外部端子２．３を有しかつ内部にプリ
ント基板４を内蔵した端子台で、上記外部端子２．３は
、たとえば端子片２ａ、３ａとねじ体２ｂ、３ｂとから
なり、複数の電気絶縁性のバリアｌａ間に設定されて、
上記端子片２ａ、３ａのリード片２ｃ　、３ｃを上記プ
リント基板４の配線にろう付けすることにより、電気的
に接続されている。上記プリント基板４には、第４図で
示す入力信号回路２１および負荷制御回路２２が組込ま
れている。

５．６．７は上記端子台ｌに固定されたコネクタ端子で
、各コネクタ端子は上記端子台ｌに形成された複数の端
子孔に挿通されている。８は上記端子台１に固定された
放熱板で、この放熱板８の中央部に凹所８ａが形成され
ている。

ｌＯはパワー素子ユニットで、このユニット１０は上記
負荷制御回路２２から分離された半導体パワー素子、た
とえばトライアックＱが内蔵されている。すなわち、１
１は上記凹所８ａに嵌合される補助放熱板で、この放熱
板１１にはセラミックからなる電気絶縁板１２を介して
トチイアツクＱが固定されている。上記トライアックＱ
の第１、第２電極ＴＩ、Ｔ２およびトリガ端子Ｇの各リ
ード端子１４，１５．１６はケース１３の外部に導出さ
れて、その先端部が上記端子台ｌに固定された各コネク
タ端子５，６．７に接続されるように構成されている。

第４図はＬ記構酸の固体継電器における電気回路の一例
を示し、第５図と同一部分には同一の符号が付しである
。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

第１ａ図における外部端子２．３を電源Ｅおよび負荷Ｚ
に接続するとともに、コネクタ端子５゜６．７にトライ
アックＱの第１．第２″４を極Ｔｌ　　。

Ｔ２およびトリガ端子Ｇの各リード端子１４，１５．１
６を接続し、さらに、上記放熱板８の凹所８ａに補助放
熱板１１を嵌合する。これによって、上記パワー素子ユ
ニット１０は第ｉｂ図で示すように端子台１に固定され
るとともに、第４図で示すように結線される。

上記のような配線が完了したのち、入力端子１１　、Ｘ
２間に入力信号を通断電すると、従来例で説明したのと
同様の動作で、電源ＥからトライアックＱを介して負荷
Ｚへの通断電がなされる。

上記負荷Ｚへの通電中において、電源端子Ｐ１、Ｐ２間
が不測の事故によって短絡されると、トライアックＱに
は異常電流が流れて破損する。

また、定格の通電時においても、トライアックＱに流れ
る大電流にもとづく発熱で、このトライアックＱが経時
的に劣化して破損することがある。

その場合、上記パワー素子ユニット１０のみを第１ａ図
で示すように端子台１から分離して、新規のパワー素子
ユニットｌＯを第ｉｂ図で示すように端子台ｌに固定し
て交換すれば、端子台ｌに組込まれた入力信号回路２１
や負荷制御回路２２を構成する他の電子部品などを有効
に活用することができ、それだけ部品の無駄が少なく、
きわめて経済的でかつ安価となる。しかも、上記トライ
アックＱの交換がきわめて容易である。

上記実施例においては、上記放熱板８の凹所８ａに補助
放熱板１１を嵌合する場合について説明したけれども、
第２ａ図で示すように、円盤状の補助放熱板１１の外周
面に雄ねじｌｌａを形成し、この補助放熱板１１を放熱
板８の凹所８ａの雌ねじ６ｂに螺するように構成しても
よい、その場合、トライアックＱの第１．第２電極ＴＩ
、Ｔ２およびトリガ端子Ｇの各リード端子、１４，１５
、工６は、第２ｂ図で示すように、コネクタ端子５，６
．７に圧接されて電気的な接続がなされる。

また、第１図、第２図において、放熱効果を高めるため
に、補助放熱板１１は放熱板８よりも熱膨張率の高い材
料を使用し、トライアックＱの発熱時に上記両放熱板８
．１１間の接触圧を高めて、その熱伝導率を向上させる
ことが推奨される。

さらに、上記実施例においては、放熱板８を端子台ｌに
装着する場合について説明したけれども、第３ａ図で示
すように、フィン８Ｃを突設した放熱板８にトライアッ
クＱを組込んでパワー素子ユニット１０を構成してもよ
いことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はこの発明による固体ｍ　’、ｔｔ器の一例を
分解して示す断面図２第１ｂ図は同組立て断面図、第２
ａ図および第３ａ図はこの発明による固体Ｉｎ′を器の
他のそれぞれ異なる例を分解して示す断面図、第２ｂ図
およびｗ４３ｂ図は同組立て断面図、第４図はこの発明
による固体継電器の一例を示す電気回路図、第５図は従
来の固体継電器の一例を示す電気回路図、第６図は同組
立て断面図である。ｌ・・・端子台、２．３・・・外部端子、５，６．７・
・・コネクタ端子、８・・・放熱板、１０・・・パワー
素子ユニット、１１・・・補助放熱板、２１・・・入力
信号回路、２２・・・負荷制御回路、Ｌ・・・発光素子
、Ｊ・・・受光素子、Ｑ・・・半導体パワー素子、Ｅ・
・・電源、Ｚ・・・負荷。第１ａ図第１ｂ図ｎ第２ａ図第３ｂ図第６図 ■。手続補正書 ■、小事件表示特願昭６１−２６０９６１号２、発明の名称固体！！電器３、補正をする者・１９件との関係　　　　特許出願人（１所　　　京都市右京区花園土堂町１０番地名　称　
　　　　　（２９４）立石電機株式会社４、代理人郵便番号　　５５０５、拒絶理由通知のＨ付自発的６、補正の対象明細書の「特許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の欄７、補正の内容Ａ、明細書：（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正します。（２）第４頁第１６行目；「ある、ｊとあるつぎに下記を加入します。記「また、上記トライアックＱに付随する電子部品も、そ
の異常発熱で劣化するなどの欠点がある。」（３）第５頁第４行目：「Ｑのみ」とあるを「Ｑおよびこれに付随する電子部品
」と補正します。（４）第５頁第９行目ないし第１０行目；「りＱ・・・
素子」とあるを「りのような半導体パワー素子およびこ
れに付随する電子部品」と補正します。（５）第５頁第１６行目ないし第１０行目、第６頁第２
行目；「半導体パワー素子」とあるを「少なくとも半導体パワ
ー素子を含む電子部品」と補正します。（６）第５頁第１９行目、第６頁第３行目、第５行［１
；「半導体パワー素子」とあるを「電子部品」と補正しま
す。（７）第６頁第６行目ないし第７行目；「半導体パワー
素子ユニット」とあるを「電子部品」と訂正します。（８）第１０Ｊ￥第１行目；「螺す」とあるを「螺合す」と訂正します。（９）第１０頁第３行目；「端子、１４」とあるを「端子１４」と訂正します。（１０）第１Ｏ頁第１８行目と第１９行目の間；下記を
加入します。記「また、上記トライアックＱに付随する電子部品、たと
えば第４図における抵抗体Ｒ３、Ｒ４。コンデンサＣやバリスタＢａなどが、その異常発熱と、
比較的に高い電源Ｅからの電圧で経時的に劣化するおそ
れがある場合には、これらの電子部品を分離して、パワ
ー素子ユニツ）１０に組込んでもよいことはいうまでも
ない、」以上別紙補正後の特許請求の範囲「（１）人力信号の印加によって発光する発光素子を接
続した人力信号回路と、電源と負荷との直列回路に並列
接続された半導体パワー素子を有しかつ上記発光素子か
らの光を受けて上記半導体パワー素子にトリガ信号を印
加する受光′素子をもった負荷制御回路とを備えた固体
継電器において、外部端子を有しかつ上記入力信号回路
および負荷制御回路が内蔵された端子台と、この端子台
に着脱可能に装着されかつ上記負荷制御回路から分離さ
れた乞至二上」半導体パワー素子Ｌ１旦ヱユ」Ｓ、が内
蔵されたパワー素子ユニットとを備え、上記端子台にパ
ワー素子ユニットが着脱可能に装着されて上記１王１腸
を負荷制御回路に電気的に接続したことを特徴とする固
体継電器。（２）コネクタ端子を端子台に装着し、上記端子台とパ
ワー素子ユニットとを上記コネクタを介して電気的に接
続しなる特許請求の範囲第１項に記載の固体継電器。（３）放熱板をパワー素子ユニットに装着してなる特許
請求の範囲第２項に記載の固体継電器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力信号の印加によつて発光する発光素子を接続
した入力信号回路と、電源と負荷との直列回路に並列接
続された半導体パワー素子を有しかつ上記発光素子から
の光を受けて上記半導体パワー素子にトリガ信号を印加
する受光素子をもつた負荷制御回路とを備えた固体継電
器において、外部端子を有しかつ上記入力信号回路およ
び負荷制御回路が内蔵された端子台と、この端子台に着
脱可能に装着されかつ上記負荷制御回路から分離された
半導体パワー素子が内蔵されたパワー素子ユニットとを
備え、上記端子台にパワー素子ユニットが着脱可能に装
着されて上記半導体パワー素子を負荷制御回路に電気的
に接続したことを特徴とする固体継電器。
（２）コネクタ端子を端子台に装着し、上記端子台とパ
ワー素子ユニットとを上記コネクタを介して電気的に接
続しなる特許請求の範囲第１項に記載の固体継電器。
（３）放熱板をパワー素子ユニットに装着してなる特許
請求の範囲第２項に記載の固体継電器。
（４）放熱板を端子台に装着するとともに、補助放熱板
をパワー素子ユニットに装着し、上記両放熱板を着脱可
能に圧接させてなる特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の固体継電器。