JPS63164525A - 監視回路付ソリツド・ステ−ト・リレ− - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ソリッド・ステート・リレーに関し、特に
、フィードバック信号を検出して負荷に交流電力が正常
に供給されているか否かを監視し得る監視回路付ソリッ
ド・ステート・リレーに関するものである。

［従来の技術］ 第２図（ａ）に示すように、ソリッド・ステート・リレ
ー（以下、ＳＳＲと略記する）１０は、５ＳＲＩＯの出
力端子１−２間に、負荷りと交流電源Ａ−Ｃとが接続さ
れ、その負荷りに交流電力を供給するには、ＳＳＲ１０
０Å力信号端子３−４間に図示のようにパルス状のオン
信号を付与するものである。

そして、そのオン信号が入力されている期間は、負荷り
に交流電力が供給され、当該オン信号が無くなると、出
力端子１−２間はオフとなるように構成されている。

上記のような５ＳＲＩＯには、第２図（ｂ）に示すよう
に、その出力端子１−２間に主スィッチ　　゛ング素子
であるトライアックＴと、このトライアックＴのオン、
オフを制御するための制御回路１１とが接続されている
。

ところで、近年、ＦＡ（ファクトリ・オートメーション
）の進展に伴い、５ＳＲＩＯを使用した工場内に設置さ
れる装置類もその運転が自動化され、工場内は無人化さ
れつつある。そのような無人化運転では、負荷に正常に
電力が供給されているか否かを装置自体が常時監視し、
異常の時は自動的に装置の運転を停止する必要がある。

しかるに、従来、かかる場合の監視方法として、第３図
に示すような監視装置を用いていた。

すなわち、負荷りに並列に、例えば、交流入力直流出力
型モジュール１２を接続し、このモジュール１２からフ
ィードバック信号ＳＮを取出すようにし、当該負荷りに
、交流電源Ａ−Ｃからの交流電力が正常に供給されてい
ない場合には、上記のフィードバック信号ＳＮを検知す
ることにより、５ＳＲＩＯへのオン信号の入力を停止す
るようにし、負荷への電力供給を自動的に停止している
。

なお、上記の５ＳＲＩＯの動作の停止を必要とするのは
、例えば、主スイッチング素子としてのトライアックＴ
が何等かの原因でショートしていたり、オンしない状態
、すなわち、いわゆるオーブン状態になったとき、ある
いは出力側が接続オーブン状態となったとき等の場合で
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ ＳＳＲを用いた装置において、負荷に正常に電力が供給
されているか否かを監視する方法として、従来では、前
記のように、負荷りの両端に交流入力直流出力モジュー
ル１２を接続し、このモジュール１２からフィードバッ
ク信号ＳＮを取出すようにしているので、次のような問
題点があった。

すなわち、上記ＳＳＲ１０と負荷りとは、一般にかなり
の距離を隔てて配置されるため、負荷りから交流入力直
流出力モジュールの接続のための配線の手間および大量
の配線材料を必要とし、製造コストが高騰することにな
る。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、交流入力直流出力モジュールと負荷との配
線の手間および配線材料を節約し、製作コストを低減し
得るソリッド・ステート・リレーを提供することを目的
とする。

−ハ　　　− ［問題点を解決するための手段］ この発明に係るソリッド・ステート・リレーは、ＳＳＲ
内の主スイッチング素子に並列にフォトカプラの発光ダ
イオードから成る発光部を接続し、また、入力信号側に
は、前記フォトカプラのフォトトランジスタを備えた受
光部を接続し、前記発光部の発光ダイオードからの光信
号によりオン、オフする前記受光部のフォトトランジス
タの出力を検出して、負荷に交流電力が正常に供給され
ているか否かを監視し得るようにしたものである。

［作用コ この発明のソリッド・ステート・リレーは、入力信号側
に近接したＳＳＲの内部に、負荷に正常な交流電力が供
給されているか否かを監視するためのフィードバック信
号出力端子を配置したので、長距離に亘る配線の手間、
および大量の配線材料を削減し、この種のソリッド・ス
テート・リレーを安価に製作することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図を参照して説明−　　峡
　　− する。

第１図は、この発明の監視回路付ソリッド・ステート・
リレーの構成を示す回路図である。

図において、５ＳＲＩＯの出力端子１−２間に、従来例
と同様に負荷りと交流電源Ａ−Ｃとが直列に接続されて
いる。

また、主７スイッチング素子としてのトライブックＴに
対して、互いに直列接続のコンデンサＣおよび抵抗Ｒと
から成るサージ吸収回路Ｓとが並列接続され、このサー
ジ吸収回路ＳとフォトカプラＰ−Ｃの発光部Ｑが接続さ
れている。

この発光部Ｐ−Ｃは、発光ダイオードＺ１およびＺ２が
互いに逆並列に接続され、したがって、交流電源Ａ−Ｃ
の正、負いずれの場合でも前記発光ダイオードＺ１、Ｚ
２のいずれかが発光するよ−うに構成されている。

上記フォトカプラＰ−Ｃの受光部Ｒは、前記トライアッ
クＴをオン、オフさせるための制御回路１１を介して人
力信号側に接続されている。

すなわち、前記受光部Ｒにおけるフォトトトランジスタ
ＴＲのコレクタ側を直流電源Ｖ。０に接続し、これらの
接続点からフィードバック信号を取出すためのフィード
バック信号出力端子ＶＦＢが引出されている。

また、上記フォトトランジスタＴＲのエミッタ側および
ベース側は、制御回路１１に入力される信号入力端子４
に接続されている。さらに、信号入力端子３は、上記制
御回路１１に接続されている。

なお、第２図および第３図に示した従来のソリッド・ス
テート・リレーと同一構成部分には、同一符号を付して
その詳しい説明は省略する。

次に、上記のように構成のこの発明に係る監視回路付ソ
リッド・ステート・リレーの動作について説明する。

まず、サージ吸収回路Ｓに直列に接続されたフォトカプ
ラＰ−Ｃの発光部Ｑにおける発光ダイオードＺ１および
Ｚ２は、主スイッチング素子としてのトライアックＴが
オフしているときに、当該サージ吸収回路Ｓのコンデン
サＣおよび抵抗Ｒを介＝　　７　− して流れる微小電流Ｉ２によって点燈する。

また、前記トライアックＴがオンしているときは、主電
流１１が流れ、当該トライアックＴの両端のインピーダ
ンスが低いので、前記微小電流■２は流れず、前記発光
ダイオードｚ、、Ｚｅは消燈しているという条件を有す
る。

そこで、次に、第１図（ａ）の回路図および第４図の論
理モードを表わした図表を参照してＳＳＲの正常時、お
よび異常時の動作について説明する。

まず、第１図（ａ）の信号入力端子３−４間に、オン信
号があるときのモードを”Ｈ”、当該オン信号がないと
きのモードを”Ｌ”、また、フィードバック信号端子Ｖ
ＦＢと信号入力端子４との間ζζ直流電圧が発生したと
きの香−ドを”Ｈ”、当該直流電圧が発生していないと
きにのモードを”Ｌ”とする。

まず、正常時の動作について説明する。

入力信号のモードが”Ｌ”のときは、制御回路１１から
のオン信号がトライアックＴのゲートに送出されず、当
該トライアックＴはオフ状態にある。この場合、フォト
カプラＰ−Ｃの発光ダイオードＺ１は微小型ｖＬＩ　ｅ
によって交流電源Ａ−Ｃの位相とは９０°ずれることに
なるが、その交流電流の正、負の期間点燈する。

上記の発光ダイオードＺｉ、Ｚ２のうち、いずれか一方
が点燈すると、光信号をフォトカプラＰ・Ｃの受光部Ｒ
におけるフォトトランジスタＴＲへ送出するため、当該
フォトトランジスタＴＲがオンする　これにより直流電
源ＶＣＣに接続されたフィードバック信号出力端子ＶＦ
Ｂには、直流電圧は発生せず、”Ｌ”モードとなる。

交流電源Ａ−Ｃが次の半サイクルに移行するときに、微
小電流Ｉ２は零となるため、前記発光ダイオード２．．
２２は消燈し、光信号を送出しないので、フォトトラン
ジスタＴＲはオフとなる。

したがフて、フィードバック信号出力端子ＶＴ：Ｂには
、直流電源Ｖ。０からの直流電圧が発生し、出力論理モ
ードは”Ｈ”となる。

また、微小電流Ｉ２が逆方向に流れると、前記とは異な
る他方の発光ダイオードＺ２が点燈し、前記フィードバ
ック信号出力端子ＶＦＢの出力論理モードは”Ｌ”とな
る。

そこで、第４図の人力信号りのとき、フィードバック信
号ＶＦＢ出力は、？１　Ｈ”、”Ｌ”の両モードがある
ことになる。

次に、人力信号のモードが”Ｈ”のときは、トライアッ
クＴがオンし、出力はオンとなり、負荷りに交流電源Ａ
−Ｃから交流電力が供給される。

この場合は第１図（ａ）の矢印で示す主電流■１が流れ
るが、微小電流■２は流れず、フォトカプラＰ−Ｃの発
光部Ｑにおける発光ダイオードＺ　Ｉ　＋Ｚ２は全期間
に亘って点燈しない。

その結果、フォトカプラＰ’−Ｃの受光部Ｒにおけるフ
ォトトランジスタＴＲのベースに光信号が入力されず、
オフした状態のままであるので、フィードバック信号出
力端子ＶＦＢへの出力論理モードは、”Ｈ”となる。

以上の動作が正常動作であり、上記の出力論理モードが
第４図の（イ）に該当する。

次に、異常時の動作について説明する。

第４図に示す表図の括弧内のモードが異常動作時の出力
論理モードである。

まず、５ＳＲＩＯの出力側が完全にショートしている場
合、かつ入力信号モードが”Ｌ　？１のとき、トライア
ックＴは、オフ状態、したがって、本来ならば、微小電
流Ｉ２により発光ダイオードＺ　ｌ　＋２２が点燈し、
光信号をフォトトランジスタＴ２に送出し、フィードバ
ック信号ＶＦＢ出力は、”Ｈ″。

”Ｌ”の両モードにならなければならない。

ところが、当該フィードバック信号が”Ｈ？）のみであ
るということは、主電流■、がトライアックＴに流れ、
前記発光ダイオードＺ１．Ｚ２の点燈する電流Ｉ２がな
く、その結果、フォトトランジスタＴＲがオンせず当該
フィードバック信号が”Ｈ”となっている。

上記のモードは、トライアックＴがショートしている等
の場合に該当し、第４図に（ロ）に対応する。

次に、トライアックＴがオンしない場合について説明す
る。

トライアックＴをオンさせるため、５ＳＲＩＯへの入力
信号モードがｔｌ　Ｈ”となり、トライアックＴがオン
し、微小電流Ｉ２が流れなくなるので、発光ダイオード
Ｚ１．Ｚ２が消煙する。

そのため、発光ダイオードＺ＋、Ｚ２から光信号が送出
されず、フォトトランジスタＴＲはオフし、フィードバ
ック信号出力端子ｖＰＢからの出力論理モードは、”Ｈ
”とならなければならない。

しかしながら、その出力論理モードが”Ｌ”となってい
るということは、前記トライアックＴが故障してオンし
ない場合に該当することになり、これは第４図の（ハ）
に対応する。

次に、５ＳＲＩＯの出力側がオーブン（出力側接続オー
ブン）している場合について説明する。

５ＳＲＩＯへの入力信号のモードが、”Ｌ　１１のとき
、トライアックＴはオフしており、また、発光ダイオー
ドｚ０．Ｚ２は微小電流Ｉ２により点燈し、フィードバ
ック信号ＶＦＢ出力は、”Ｈ”、”Ｌ”の両モードであ
るへきである。ところが出力−１１一 端子１−２間に接続された負荷りまたは交流電源Ａ−Ｃ
のいずれかで接続がオーブンになっている場合、前記発
光ダイオード２．．２２には、微小電流Ｉ２が流れない
ので、フィードバック信号ＶＦＢ出力は”Ｈ”となり、
これは第４図の（ニ）に対応する。

第１図（ｂ）はプラス・コモン方式であるが、フィード
バック信号出力端子ＶＦＲからの出力論理モードが第１
図（ａ）の場合と符号が反対になるのみで、その動作に
ついては、上記と同一の動作をするものである。

なお、上記のような出力論理モードを得るには、公知の
論理回路により容易に実現することができるため、特に
、そのための回路の図示は省略する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば入力信号に応じて主ス
イッチング素子がオン、オフし、負荷に交流電力を供給
するソリッド・ステート・リレーにおいて、前記主スイ
ッチング素子に並列に、発光ダイオードから成る発光部
とフォトトランジス夕から成る受光部とを有するフォト
カプラの当該発光部を接続するとともに、人力信号側に
前記フォトカプラの受光部を接続し、前記発光部の発光
ダイオードからの光信号によりオン、オフする前記受光
部のフォトトランジスタの出力を検出して、前記負荷に
交流電力が正常に供給されているか否かを監視し得るよ
うにしたので、従来のように距離の長い配線を必要とせ
ず、その配線の手間および配線材料の節減により製造原
価を低減することができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、この発明の一実施例である監
視回路付ソリッド・ステート・リレーの回路図、第２図
（ａ）は、ソリッド・ステート・リレーの使用例を示す
説明図であり、第２図（ｂ）は、上記ソリッド・ステー
ト・リレーの内部構成を示すブロック図、第３図は負荷
への電力供給状況を監視する従来装置を示すブロック図
、第４図は、この発明の監視回路付ソリッド・ステート
・リレーを使用して負荷への電力供給状況を監視する場
合の各出力論理モードを表わした表図である。 １，２・・・出力端子 ３．４・・・入力端子 ＩＯ・・・５ＳＲ １１・・・制御回路 Ｌ・・・負荷 、Ａ−Ｃ・・・交流電源 Ｔ・・・トライアック Ｐ−Ｃ・・・フォトカプラ Ｑ・・・発光部 Ｚｌ、Ｚｅ・・・発光ダイオード Ｒ・・・受光部 ＴＲ・・・フォトトランジスタ Ｓ・・・サージ吸収回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号に応じて主スイッチング素子がオン、オフし、
   負荷に交流電力を供給するソリッド・ステート・リレー
   において、前記主スイッチング素子に並列に、発光ダイ
   オードから成る発光部とフォトトランジスタから成る受
   光部とを有するフォトカプラの当該発光部を接続すると
   ともに、入力信号側に前記フォトカプラの受光部を接続
   し、前記発光部の発光ダイオードからの光信号によりオ
   ン、オフする前記受光部のフォトトランジスタの出力を
   検出して、前記負荷に交流電力が正常に供給されている
   か否かを監視し得るようにしたことを特徴とする監視回
   路付ソリッド・ステート・リレー。