JPS6392259A - Phase control type solid-state relay - Google Patents
Phase control type solid-state relayInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の分野〉
本発明は、産業機器や一般民生機器におけるモータ回転
数の制御とかヒータ、ランプ等の電力制御に用いられる
位相制御型ソリッドステートリレー(SSR)に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a phase-controlled solid-state relay (SSR) used for controlling motor rotation speed and power control of heaters, lamps, etc. in industrial equipment and general consumer equipment.
〈従来技術とその問題点〉
従来の位相制御型ソリッドステートリレーを第2図に示
して説明する。<Prior art and its problems> A conventional phase-controlled solid-state relay will be described with reference to FIG. 2.
まず、1次側回路Aについて説明する。First, the primary side circuit A will be explained.
直流電源Eに接続された直流型#端子1a、15間に、
フォトトランジスタP Tl 、tK抗R1゜コンデン
サC1の直列回路が接続されている。また、この直列回
路に、限流砥抗R22発光ダイオ−ドLED+、)ラン
ジスタTr、の直列回路が並列接続されている。先の直
列回路における抵抗R,とコンデンサC9とがタイマ回
路2を構成している。また、抵抗R22発光ダイオード
LED+およびトランジスタTr+がリレー出力回路3
を構成している。Between the DC type # terminals 1a and 15 connected to the DC power supply E,
A series circuit of a phototransistor P Tl and a tK anti-R1° capacitor C1 is connected. Furthermore, a series circuit including a current limiting grinder R22, a light emitting diode LED+, and a transistor Tr is connected in parallel to this series circuit. The resistor R and capacitor C9 in the above series circuit constitute a timer circuit 2. In addition, the resistor R22 light emitting diode LED+ and the transistor Tr+ are connected to the relay output circuit 3.
It consists of
制御電圧入力端子ICと負極側の直流電源端子1bとの
間に、抵抗R1,ゲートオン用抵抗R#の直列回路が接
続され、これら両抵抗R,,R。A series circuit of a resistor R1 and a gate-on resistor R# is connected between the control voltage input terminal IC and the negative DC power supply terminal 1b, and these resistors R, , R.
の接続点にPUT(プログラマブル・ユニジャンクシラ
ン・トランジスタ)4のゲートが接続されている。この
PUT4のアノードがタイマ回路2における抵抗R1と
コンデンサCIとの接続点に接続され、カソードが抵抗
R3を介して負極側の直流電源端子1bに接続されてい
る。PUT4のカソードは、トランジスタTr+のベー
スに接続され、ゲートが抵抗R1とゲートオン用抵抗R
4との接続点に接続され、ゲートとアノードとがノイズ
防止用コンデンサC8を介して接続されている。The gate of a PUT (programmable unijunction transistor) 4 is connected to the connection point. The anode of this PUT4 is connected to the connection point between the resistor R1 and the capacitor CI in the timer circuit 2, and the cathode is connected to the negative electrode side DC power supply terminal 1b via the resistor R3. The cathode of PUT4 is connected to the base of transistor Tr+, and the gate is connected to resistor R1 and gate-on resistor R.
4, and its gate and anode are connected via a noise prevention capacitor C8.
抵抗R,,R,,,Rs 、PUT4等が限時時間設定
回路5を構成している。Resistors R, ,R, , Rs, PUT4, etc. constitute a time limit setting circuit 5.
次に、2次側回路已について説明する。Next, the secondary side circuit will be explained.
互いに逆極性の状態で並列接続された2つの発光ダイオ
ードLEDz 、LEDsが2次側入力電圧のゼロ電圧
検出回路6を構成し、このゼロ電圧検出回路6が1次側
回路AのフォトトランジスタPT+ とともにフォトカ
プラPCIを構成している。交流電源端子7a、?b間
に、限流抵抗R6゜ゼロ電圧検出回路6.限流抵抗R?
、Rs 、転流用抵抗R9の直列回路が接続されてい
る。転流用抵抗R,は、後述するメイントライアックT
A C+のターンオン電流を制御するものである。Two light emitting diodes LEDz and LEDs connected in parallel with mutually opposite polarities constitute a zero voltage detection circuit 6 for the secondary side input voltage, and this zero voltage detection circuit 6, together with the phototransistor PT+ of the primary side circuit A, It constitutes a photocoupler PCI. AC power supply terminal 7a, ? Between b, current limiting resistor R6° zero voltage detection circuit 6. Current limiting resistor R?
, Rs, and a commutation resistor R9 are connected in series. The commutation resistance R, is the main triac T described later.
This controls the turn-on current of AC+.
限流抵抗R6とゼロ電圧検出回路6との接続点にツェナ
ーダイオードZDtのアノードが接続され、そのカソー
ドにツェナーダイオードZD、のカソードが接続され、
ツェナーダイオードZDIのアノードが限流抵抗Ry、
Rsの接続点に接続されている。これら2つのツェナー
ダイオードZDI 、ZDtは、ゼロ電圧検出回路6に
流れる電流を定格以下に抑え、発光ダイオードLEDi
。The anode of a Zener diode ZDt is connected to the connection point between the current limiting resistor R6 and the zero voltage detection circuit 6, and the cathode of the Zener diode ZD is connected to the cathode thereof.
The anode of the Zener diode ZDI is the current limiting resistor Ry,
It is connected to the connection point of Rs. These two Zener diodes ZDI and ZDt suppress the current flowing through the zero voltage detection circuit 6 below the rated value, and
.
LEDsを保護するものである。It protects the LEDs.
ツェナーダイオードZD2のアノードと限流抵抗Rs、
転流用抵抗R9の接続点との間に、限流抵抗R1゜とフ
ォトトライチックPAC,の直列回路が接続されている
。このフォトトライアックPAct は、1次側回路A
における発光ダイオードL E D + とともにフォ
トトライアックカプラPTC,を構成している。Zener diode ZD2 anode and current limiting resistor Rs,
A series circuit of a current limiting resistor R1° and a phototritic PAC is connected between the connection point of the commutation resistor R9. This phototriac PAct is the primary side circuit A
Together with the light emitting diode L ED + , it constitutes a phototriac coupler PTC.
限流抵抗Rh、R+。の接続点と交流電源端子7bとの
間に、入力電圧の上昇率(dVldt)を一定収下に抑
えるためのコンデンサC1が接続されている。Current limiting resistors Rh, R+. A capacitor C1 is connected between the connection point and the AC power supply terminal 7b for suppressing the rate of increase in input voltage (dVldt) to a constant level.
双方向性の半導体スイッチング素子の一例としてのメイ
ントライアックTA C1のT2端子が交流i源端子7
aに接続され、そのT、端子が交流i源端子7bに接続
されている。メイントライ7ンクTAC,のゲート端子
Gは、転流用抵抗R9とフォトトライチックPAC,と
の接続点に接続されている。The T2 terminal of the main triac TA C1 as an example of a bidirectional semiconductor switching element is the AC i source terminal 7.
a, and its T terminal is connected to the AC i source terminal 7b. The gate terminal G of the main trie 7 link TAC is connected to the connection point between the commutation resistor R9 and the phototritic PAC.
抵抗R+e+ フォトトライアックPACI 、転流用
抵抗R啼がリレー入力回路8を構成している。A resistor R+e+, a phototriac PACI, and a commutation resistor R constitute a relay input circuit 8.
交流電源端子7a、7b間は、電源スィッチSおよびモ
ータ、ランプ、ヒータなどの負荷りを介して交流電源9
に接続されている。An AC power supply 9 is connected between the AC power supply terminals 7a and 7b via a power switch S and loads such as motors, lamps, and heaters.
It is connected to the.
次に、この従来例の動作を説明する。Next, the operation of this conventional example will be explained.
■ 負荷駆動
1次側回路Aの制御電圧入力端子1cには、予めあるレ
ベルの制御電圧が印加されており、ゲートオン用抵抗R
4の両端間に一定電圧が生じ、PUT4のゲートにゲー
ト電圧が現れている。制御電圧の電圧レベルは、メイン
トライアックTACIの導通位相角に対応したものであ
る。■ A control voltage at a certain level is applied in advance to the control voltage input terminal 1c of the load drive primary side circuit A, and the gate-on resistor R
A constant voltage is generated across PUT4, and a gate voltage appears at the gate of PUT4. The voltage level of the control voltage corresponds to the conduction phase angle of the main triac TACI.
2次側回路Bにおいて電源スィッチSをオンする。この
オンの時点では、フォトトライアックPAC,,メイン
トライアックTACI は非導通である。Turn on the power switch S in the secondary circuit B. At this point in time, the phototriac PAC, main triac TACI are non-conductive.
電源スィッチSのオンによって、交流電源9からの電流
が負荷り、抵抗Rh、ゼロ電圧検出回路6、抵抗Rt
、Rs 、R9の経路を流れる。電源電圧の正の半サイ
クル期間における電圧上昇に伴って電流も増加し、電源
電圧のゼロ電圧付近で発光ダイオードL E D zが
発光を開始する。この発光開始時の電流は、抵抗Rh
、Ry 、Rs 、R9によって制限された微小電流で
ある。電源電圧がさらに上昇しても、発光ダイオードL
E D 宜に流れる電流は、ツェナーダイオードZD
、によって定格以下に制限される。When the power switch S is turned on, a current from the AC power supply 9 is applied to the resistor Rh, the zero voltage detection circuit 6, and the resistor Rt.
, Rs and R9. As the voltage increases during the positive half cycle period of the power supply voltage, the current also increases, and the light emitting diode LEDz starts emitting light when the power supply voltage is around zero voltage. The current at the start of this light emission is the resistance Rh
, Ry, Rs, and a minute current limited by R9. Even if the power supply voltage increases further, the light emitting diode L
The current flowing through E D is the Zener diode ZD
, is limited below the rated value.
一方、電源スィッチSのオンによって負荷りに電流が流
れるが、この負荷電流は限流抵抗Rh。On the other hand, when the power switch S is turned on, a current flows through the load, and this load current is passed through the current limiting resistor Rh.
R?、R1によって微小電流に抑えられるため、転流用
抵抗R9には微小電流しか流れておらず、転流用抵抗R
9における電圧降下が小さいので、メイントライアック
T A C+のゲート端子Gに流れるゲート電流はター
ンオン電流以下である。従って、メイントライアックT
A CI は、依然として非導通状態を維持する。R? , R1 suppresses the current to a minute current, so only a minute current flows through the commutation resistor R9, and the commutation resistor R
Since the voltage drop at 9 is small, the gate current flowing to the gate terminal G of the main triac TAC+ is less than the turn-on current. Therefore, the main triac T
A CI remains non-conducting.
メイントライアックTACIが非導通状態を維持してい
る限り、負荷りに流れる電流は、限流抵抗Rh 、 R
7、Rs 、転流用抵抗R9によって制限された微小電
流であるた、め、負荷りを駆動するに足りる電流(駆動
電流)までは達しない。As long as the main triac TACI maintains a non-conducting state, the current flowing to the load will flow through the current limiting resistors Rh and R.
7. Since Rs is a minute current limited by the commutation resistor R9, it does not reach a current (drive current) sufficient to drive the load.
発光ダイオードLED□からの光が1次側回路へのフォ
トトランジスタP T +に入射すると、このフォトト
ランジスタP T +が導通し、タイマ回路2における
コンデンサC2への充電が開始される。コンデンサC1
に対する充電時定数は、抵抗RIの抵抗値とコンデンサ
CIの静電容量とによって決まっている。When light from the light emitting diode LED□ enters the phototransistor P T + to the primary circuit, this phototransistor P T + becomes conductive, and charging of the capacitor C2 in the timer circuit 2 is started. Capacitor C1
The charging time constant for the voltage is determined by the resistance value of the resistor RI and the capacitance of the capacitor CI.
コンデンサC+への充電開始に伴って限時時間設定回路
5におけるPUT4のアノード電圧が次第に上昇する。As charging of capacitor C+ starts, the anode voltage of PUT 4 in time limit setting circuit 5 gradually increases.
このアノード電圧がゲートオン用抵抗R4の両端間に現
れているゲート電圧よりも高くなった時点でPUT4が
導通する。PUT4が導通すると、抵抗R2の両端間に
電圧が生じ、この電圧による電流がリレー出力回路3に
おけるトランジスタ7r、のベースに流れ、トランジス
タTr+が導通ずる。When this anode voltage becomes higher than the gate voltage appearing across the gate-on resistor R4, PUT4 becomes conductive. When PUT4 becomes conductive, a voltage is generated between both ends of resistor R2, a current due to this voltage flows to the base of transistor 7r in relay output circuit 3, and transistor Tr+ becomes conductive.
トランジスタTr+が導通ずると、リレー出力回路3
(フォトトライアックカプラPTC+)における発光ダ
イオードLED、が発光を開始する。When transistor Tr+ becomes conductive, relay output circuit 3
The light emitting diode LED in the (phototriac coupler PTC+) starts emitting light.
その光がリレー入力回路8におけるフォトトライアック
P A C+ に入射して、このフォトトライアックP
AC,が導通する。The light enters the phototriac P A C+ in the relay input circuit 8, and this phototriac P
AC, conducts.
フォトトライアックPACIが導通すると、抵抗R?、
R1に対して抵抗R2゜が並列に接続され、それらの合
成抵抗値が低下するため、転流用抵抗R1に流れる電流
が増加する。従って、転流用抵抗R7の両端間の電圧が
上昇し、メイントライアックT A CIのゲート端子
Gに流れる電流がターンオン電流に達し、メイントライ
アックTAC。When the phototriac PACI conducts, the resistance R? ,
Since the resistor R2° is connected in parallel to R1 and their combined resistance value decreases, the current flowing through the commutation resistor R1 increases. Therefore, the voltage across the commutation resistor R7 increases, and the current flowing to the gate terminal G of the main triac TACI reaches the turn-on current, causing the main triac TAC.
が導通する。conducts.
メイントライアックTAC,が導通ずると、ゼロ電圧検
出回路6.抵抗Rff+ ツェナーダイオードZD、、
ZD2 、抵抗R6からなる回路がメイントライアック
TACIによって実質的に短絡され、抵抗R?、R1に
よって制限されない大きな電流値の駆動電流がメイント
ライアックTAC。When the main triac TAC becomes conductive, the zero voltage detection circuit 6. Resistor Rff+ Zener diode ZD,,
ZD2, a circuit consisting of resistor R6 is effectively shorted by the main triac TACI, and resistor R? , R1 is the main triac TAC.
を介して負荷りに供給される。このとき、メイントライ
アックT A C+や負荷りに突入電流が流れるのをコ
ンデンサC1が抑制している。is supplied to the load via. At this time, the capacitor C1 suppresses inrush current from flowing into the main triac TAC+ and the load.
一方、前記の実質的な短絡によって、フォトカプラPC
7における発光ダイオードLEDtの発光も実質的に停
止され、1次側回路AにおけるフォトトランジスタPT
Iが非導通となる。これに伴って、PUT4および抵抗
R1を介して、タイマ回路2におけるコンデンサC1の
充電電荷の急速放電が開始される。そして、コンデンサ
C1の電圧降下によってPUT4のアノード・カソード
間電圧がPUT4のオン電圧以下になった時点でPUT
4が非導通状態に復帰する。なお、PUT4の非導通状
態への復帰は、正の半サイクル期間が終了するまでの間
に行われ、この復帰までの間においてコンデンサC1の
充電電荷の放電が完了する。On the other hand, due to the aforementioned substantial short circuit, the photocoupler PC
The light emission of the light emitting diode LEDt in 7 is also substantially stopped, and the phototransistor PT in the primary side circuit A
I becomes non-conductive. Along with this, rapid discharge of the charge in the capacitor C1 in the timer circuit 2 is started via the PUT4 and the resistor R1. Then, when the voltage between the anode and cathode of PUT4 becomes lower than the ON voltage of PUT4 due to the voltage drop of capacitor C1, PUT
4 returns to the non-conducting state. Note that the return of PUT4 to the non-conductive state is performed until the end of the positive half cycle period, and the discharge of the charge in the capacitor C1 is completed until this return.
前述のようにメイントライアックTACI の導通によ
って負荷りに駆動電流が供給されるが、電mz圧がゼロ
電圧付近に達しメイントライ77りTAClの保持電圧
以下になると、メイントライアックTAC,がターンオ
フする。これによって、負荷りへの駆動電流の供給が停
止される。即ち、負荷りに対する電力供給の停止は、必
ずゼロ電圧付近において行われる。As described above, a drive current is supplied to the load by the conduction of the main triac TACI, but when the mz voltage reaches near zero voltage and becomes lower than the holding voltage of the main triac 77 TACl, the main triac TAC is turned off. This stops the supply of drive current to the load. That is, the power supply to the load is always stopped near zero voltage.
また、メイントライアックTAC,のターンオフによっ
て、ゼロ電圧検出回路6等の短絡状態が解除される。Further, by turning off the main triac TAC, the short circuit state of the zero voltage detection circuit 6 and the like is released.
電源電圧の負の半サイクル期間においては、発光ダイオ
ードLEDオに代わって発光ダイオードL E D 3
が発光すること、および、発光ダイオードLED3に流
れる電流を制限するのがツェナーダイオードZD、であ
ることのほかは、正の半サイクル期間での動作と同様で
ある。During the negative half cycle period of the power supply voltage, the light emitting diode L E D 3 replaces the light emitting diode LED O.
The operation is similar to that in the positive half cycle period, except that the LED emits light and the Zener diode ZD limits the current flowing to the light emitting diode LED3.
■ 位相制御
制御電圧入力端子ICに印加する制御電圧のレベルを上
げると、PUT4のゲート電圧も上がり、タイマ回路2
におけるコンデンサC1の充電電圧がその充電開始から
PUT4を導通させる電圧に上昇するまでの時間が長く
なる。従って、PUT4の導通タイミングが遅くなって
メイントライアックTAC,の導通角が小さくなり、負
荷りへの供給電力が減少する。■ When the level of the control voltage applied to the phase control control voltage input terminal IC is increased, the gate voltage of PUT4 also increases, and the timer circuit 2
It takes a long time for the charging voltage of the capacitor C1 to rise to the voltage that makes PUT4 conductive from the start of charging. Therefore, the conduction timing of PUT4 is delayed, the conduction angle of the main triac TAC becomes small, and the power supplied to the load is reduced.
逆に、制御電圧入力端子ICに印加する制御電圧を下げ
ると、PUT4のゲート電圧も下がり、タイマ回路2に
おけるコンデンサC+の充電電圧がその充電開始からP
UT4を導通させる電圧に上昇するまでの時間が短くな
る。従って、PUT4の導通タイミングが早くなって、
メイントライアックT A C+の導通角が大きくなり
、負荷りへの供給電力が増加する。Conversely, when the control voltage applied to the control voltage input terminal IC is lowered, the gate voltage of PUT4 is also lowered, and the charging voltage of capacitor C+ in timer circuit 2 is lower than P from the start of charging.
The time required for the voltage to rise to the point where the UT4 becomes conductive is shortened. Therefore, the conduction timing of PUT4 becomes earlier,
The conduction angle of the main triac TAC+ increases, and the power supplied to the load increases.
以上説明した従来例の位相制御型ソリッドステートリレ
ーによれば、(11ゼロ電圧を検出するのに、フォトカ
プラPC1を構成する発光ダイオードLED、、LED
3を用いていること、(2)ゼロ電圧を2次側回路Bか
ら1次側回路Aに伝達するのに、フォトカプラPctを
用いていること、および、■双方向性の半導体スイッチ
ング素子としてのメイントライアックT A C+の導
通角を規定するのに、タイマ回路2と、PUT4等から
なる限時時間設定回路5とを用いていることから、コス
トの低減、回路構成の簡素化、軽量化ならびに省スペー
スを達成できるという利点がある。According to the conventional phase-controlled solid-state relay described above, (11) in order to detect zero voltage, the light emitting diodes LED, , LED constituting the photocoupler PC1
(2) A photocoupler Pct is used to transmit zero voltage from the secondary circuit B to the primary circuit A, and (2) the photocoupler Pct is used as a bidirectional semiconductor switching element. Since the timer circuit 2 and the time limit setting circuit 5 consisting of PUT 4, etc. are used to define the conduction angle of the main triac TAC+, costs can be reduced, the circuit configuration simplified, the weight reduced, and This has the advantage of saving space.
しかしながら、このような構成を有する従来例には、次
のような問題点がある。However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
(イ)一般的な操作形態は、制御電圧のシフトに伴う負
荷への供給電力は、制御電圧のシフトに追従した滑らか
なものである。(a) In a general operation mode, the power supplied to the load as the control voltage shifts follows the control voltage shift smoothly.
ところが、これとは逆に、従来例の場合には、制御電圧
を低い状態から高い状態へとシフトすると、供給電力が
ゼロの状態からいきなり多くの供給電力が負荷りに与え
られてしまい、作業者がとまどいを起こす、要するに、
使用勝手が悪い。However, in contrast to this, in the case of the conventional example, when the control voltage is shifted from a low state to a high state, a large amount of power is suddenly applied to the load from a state where the power supply is zero, and the work is interrupted. People are confused, in short,
It's not easy to use.
ことに、負荷りがモータの場合には、いきなり最高速度
で回転開始してしまうという不都合がある。In particular, when the load is a motor, there is a problem in that it suddenly starts rotating at the maximum speed.
(ロ)制御電圧入力端子ICに印加する制御電圧がある
値よりも下がりPUT4のゲート電圧が一定以下になる
と、アノード電圧が所定値まで上昇してもPUT4が不
能動状態に陥る。従って、トランジスタ”l’r+ は
非導通状態に固定化され、メイントライアックTACI
も非導通状態に固定化されてしまう、その結果、制御
電圧入力端子1cにあるレベルの制御電圧を印加してい
るにもかかわらず、負荷りには駆動電力が供給されなく
なってしまう。(b) When the control voltage applied to the control voltage input terminal IC falls below a certain value and the gate voltage of PUT4 becomes below a certain value, PUT4 falls into an inactive state even if the anode voltage rises to a predetermined value. Therefore, the transistor "l'r+" is fixed in a non-conducting state, and the main triac TACI
As a result, even though a certain level of control voltage is applied to the control voltage input terminal 1c, no drive power is supplied to the load.
これを防止するには、制御電圧が一定以下になることを
制限するローリミッタを付加しなければならず、コスト
アップを招く。To prevent this, it is necessary to add a low limiter that limits the control voltage from falling below a certain level, which increases costs.
(ハ)位相制御の必要がない場合でも、負荷りを駆動す
るためにはメイントライアックT A C+の導通が条
件であるから、ゲート信号入力端子1cにゲート信号を
印加しておかなければならず、使用勝手が悪いとともに
、交流電源9のゼロ位相を少し超えた時点でメイントラ
イアックTAC,が導通するため、フル位相での電力供
給ができない。(c) Even if phase control is not necessary, a gate signal must be applied to the gate signal input terminal 1c because the main triac TAC+ must be conductive in order to drive the load. In addition to being inconvenient to use, the main triac TAC becomes conductive when it slightly exceeds the zero phase of the AC power supply 9, making it impossible to supply power at full phase.
即ち、汎用性に乏しい。That is, it lacks versatility.
〈発明の目的〉
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、一般的な操作形態通り、制御人力のシフトに伴う供
給電力のシフトを、制御入力のシフトに追従した滑らか
なものにするとともに、制御入力が十分に低い場合であ
っても負荷を駆動できてローリミッタを省略でき、さら
に、フル位相での電力供給を可能にすることを目的とす
る。<Object of the Invention> The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to smoothly shift the power supply that follows the shift of the control input in accordance with the shift of the control human power, as in a general operation form. It is an object of the present invention to make it possible to drive a load even when the control input is sufficiently low, to omit a low limiter, and to enable power supply in full phase.
〈発明の構成と効果〉
〔構成〕
本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。<Structure and Effects of the Invention> [Structure] In order to achieve the above object, the present invention has the following structure.
即ち、本発明の位相制御型ソリッドステートリレーは、
交流is端子間に接続された双方向性の半導体スイッチ
ング素子と、この半導体スイッチング素子を導通させる
リレー入力回路と、前記交流電源端子に接続される交流
電源電圧のゼロ電圧付近で発光開始する発光素子とを有
する2次側回路と、前記発光素子とともにフォトカプラ
を構成する受光素子と、この受光素子の導通によって動
作するタイマ回路と、制御入力の調整によって前記タイ
マ回路の限時時間を設定しタイマ回路の限時完了によっ
て出力する限時時間設定回路と、この限時時間設定回路
の出力によって動作し前記2次側回路のリレー入力回路
を駆動するリレー出力回路とを有する1次側回路
とを備えた位相制御型ソリッドステートリレーにおいて
、
前記制御入力のレベルを検出しその検出レベルが所定値
以下のときに前記リレー出力回路を常時駆動し、前記検
出レベルが前記所定値を超えるときに前記限時時間設定
回路を能動状態とする制御入力検出回路
を備えたものである。That is, the phase-controlled solid-state relay of the present invention includes: a bidirectional semiconductor switching element connected between the AC is terminals, a relay input circuit that conducts the semiconductor switching element, and a relay input circuit connected to the AC power terminal. A secondary side circuit having a light emitting element that starts emitting light near zero voltage of the AC power supply voltage, a light receiving element that forms a photocoupler together with the light emitting element, a timer circuit that operates by conduction of the light receiving element, and a control input circuit. A time limit setting circuit that sets the time limit of the timer circuit by adjustment and outputs an output when the time limit completes the time limit, and a relay output circuit that operates based on the output of the time limit setting circuit and drives the relay input circuit of the secondary side circuit. In the phase control type solid state relay, the level of the control input is detected, and when the detection level is below a predetermined value, the relay output circuit is constantly driven, and the detection level is The control input detection circuit includes a control input detection circuit that activates the time limit setting circuit when the predetermined value is exceeded.
この構成による作用は、次の通りである。 The effects of this configuration are as follows.
即ち、制御入力のレベルが所定値を超えたときには、制
御入力検出回路が限時時間設定回路を能動状態とするか
ら、従来例の場合と同様の位相制御が行われる。つまり
、交流電源電圧がゼロ電圧付近になると2次側回路の発
光素子が発光を開始し、その光を入射した1次側回路の
受光素子が導通ずる。この導通によってタイマ回路が限
時動作を開始し、限時時間設定回路によつて設定された
限時時間に達すると、限時時間設定回路から信号が出力
され、この出力信号によってリレー出力回路が動作する
。この動作によって2次側回路のリレー入力回路が動作
し、半導体スイッチング素子が導通して負荷に電力供給
が行われる。That is, when the level of the control input exceeds a predetermined value, the control input detection circuit activates the time limit setting circuit, so that the same phase control as in the conventional example is performed. That is, when the AC power supply voltage becomes near zero voltage, the light emitting element of the secondary side circuit starts emitting light, and the light receiving element of the primary side circuit that receives the light becomes conductive. Due to this conduction, the timer circuit starts a time limit operation, and when the time limit set by the time limit setting circuit is reached, a signal is output from the time limit setting circuit, and the relay output circuit is operated by this output signal. By this operation, the relay input circuit of the secondary circuit operates, the semiconductor switching element becomes conductive, and power is supplied to the load.
半導体スイッチング素子の導通角は、制御入力のレベル
に基づいて限時時間設定回路において設定された限時時
間によって決められる。The conduction angle of the semiconductor switching element is determined by the time limit set in the time limit setting circuit based on the level of the control input.
上記とは逆に、制御入力のレベルが所定値以下のときに
は、制御入力検出回路がリレー出力回路を常時駆動する
から、位相制御が解除されフル位相での電力供給が行わ
れる。換言すれば、位相制御を行う必要がないときは、
制御入力レベルを所定値以下に設定すればよいのである
。Contrary to the above, when the level of the control input is below a predetermined value, the control input detection circuit always drives the relay output circuit, so phase control is canceled and power is supplied at full phase. In other words, when there is no need to perform phase control,
What is necessary is to set the control input level to a predetermined value or less.
このフル位相での電力供給の状態から制御入力のレベル
を前記の所定値を超えて徐々に増加させてい(と、従来
例の場合と同様に半導体スイッチング素子の導通角が徐
々に減少し、負荷への供給電力も徐々に減少していく、
ところで、前述のように制御入力のレベルが所定値以下
のときにはフル位相での電力供給が行われているから、
制御入力のレベルの増加に伴う供給電力の減少はフル位
相での最大電力供給状態からの滑らかな減少であり、急
激な減少ではない。From this full-phase power supply state, the level of the control input is gradually increased beyond the predetermined value (as in the case of the conventional example, the conduction angle of the semiconductor switching element gradually decreases, and the load The power supply to the
By the way, as mentioned above, when the level of the control input is below a predetermined value, power is supplied at full phase.
The decrease in power supply as the level of the control input increases is a smooth decrease from the maximum power supply state at full phase, not a sharp decrease.
即ち、一般的な操作形態と同様に、制御入力レベルのシ
フトに伴う供給電力のシフトが、制御入力レベルのシフ
トに対して滑らかに追従し、供給電力の突発的な変動は
生じない。That is, as in a general operation mode, the shift in the power supply that accompanies the shift in the control input level smoothly follows the shift in the control input level, and sudden fluctuations in the power supply do not occur.
以上のことから、本発明によれば、次のような効果が発
揮される。即ち、
(A)一般的な操作形態通り、制御入力のシフトに伴う
供給電力のシフトを、制御入力のシフトに追従した滑ら
かなものにすることができるため、操作性を向上できる
。From the above, according to the present invention, the following effects are exhibited. That is, (A) As in the general operation form, the shift of the supplied power accompanying the shift of the control input can be made smooth to follow the shift of the control input, so that the operability can be improved.
(B)制御入力レベルが十分に低い場合であっても負荷
を駆動することができるので、ローリミッタを省略して
コストアップを回避することができる。(B) Since the load can be driven even when the control input level is sufficiently low, the low limiter can be omitted and an increase in cost can be avoided.
(C)制御入力を所定値以下にすることでフル位相での
電力供給をも可能にすることができるから、汎用性を高
めることができる。(C) By reducing the control input to a predetermined value or less, it is possible to supply power in full phase, thereby increasing versatility.
〈実施例の説明〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。<Description of Examples> Examples of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
第1図は本発明の実施例に係る位相制御型ソリッドステ
ートリレーの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a phase-controlled solid state relay according to an embodiment of the present invention.
第1図において、従来例に係る第2図に示した符号と同
一の符号は、本実施例においても、その符号が示す部品
1部分等と同様のものを1旨す。また、特記しない限り
、接読関係についても本実施例と従来例とは同様の構成
を存している。In FIG. 1, the same reference numerals as those shown in FIG. 2 according to the conventional example refer to the same parts as those indicated by the reference numerals in this embodiment. Furthermore, unless otherwise specified, the present embodiment and the conventional example have similar configurations regarding close reading.
本実施例において、従来例と異なっている構成は、次の
通りである。The configuration of this embodiment differs from the conventional example as follows.
ゲート信号入力端子ICと負極側の直流電源端子1bと
の間に、分圧抵抗R+t+ R+zの直列回路が接続さ
れ、それらの接続点がトランジスタTr。A series circuit of voltage dividing resistors R+t+R+z is connected between the gate signal input terminal IC and the negative side DC power supply terminal 1b, and the connection point thereof is the transistor Tr.
のベースに接続されている。トランジスタTrzのコレ
クタは抵抗R13を介して正極側の直流電源端子1aに
接続され、エミッタは負極の直流電源端子1bに接続さ
れている。トランジスタTrzのコレクタは抵抗R14
を介してPUT4のカソードに接続されている。このP
UT4のカソードはリレー出力回路3におけるトランジ
スタTr、のベースに接続されたものである。connected to the base of. The collector of the transistor Trz is connected to the positive DC power terminal 1a via the resistor R13, and the emitter is connected to the negative DC power terminal 1b. The collector of the transistor Trz is the resistor R14.
is connected to the cathode of PUT4 via. This P
The cathode of UT4 is connected to the base of transistor Tr in relay output circuit 3.
以上の回路構成によって、制御入力検出回路10が構成
されている。即ち、この制御入力検出回路10は、ゲー
ト信号入力端子1cに印加される制御電圧が所定値以下
のときに、リレー出力回路3を常時駆動し、制m電圧が
所定値を超えたときに限時時間設定回路5を能動状態と
するものである。The control input detection circuit 10 is configured with the above circuit configuration. That is, this control input detection circuit 10 constantly drives the relay output circuit 3 when the control voltage applied to the gate signal input terminal 1c is below a predetermined value, and when the control voltage exceeds the predetermined value. This makes the time setting circuit 5 active.
なお、タイマ回路2におけるコンデンサC9の両端間に
は、このコンデンサC1の充電電圧を安定化するための
抵抗RISが接続され、また、タイマ回路2における抵
抗R1とフォトカプラPC+におけるフォトトランジス
タPT、との間にコンデンサCIへの充電時定数を調整
するための可変抵抗VR,が接続されている。Note that a resistor RIS for stabilizing the charging voltage of the capacitor C1 is connected between both ends of the capacitor C9 in the timer circuit 2, and a resistor R1 in the timer circuit 2 and a phototransistor PT in the photocoupler PC+ are connected. A variable resistor VR for adjusting the charging time constant to the capacitor CI is connected between them.
ノイズ防止用コンデンサcgが図示されていないが、こ
れは従来例と同様に接続してもよいし、省略してもよい
。Although the noise prevention capacitor cg is not shown, it may be connected as in the conventional example or may be omitted.
その他の構成は従来例と同様であるので、説明を省略す
る。The rest of the configuration is the same as the conventional example, so the explanation will be omitted.
以下、本実施例の動作を説明する。The operation of this embodiment will be explained below.
ゲート信号入力端子1cに印加される制御電圧が所定値
以下のときには、制御入力検出回路10における分圧抵
抗R1!の両端間電圧も所定レベル以下であるため、ト
ランジスタ7r、は非導通状態を保つ、従って、直流電
源Eの出力電流は、抵抗R+2.R+a、Rsに流れ、
抵抗R3の両端間電圧によってリレー出力回路3におけ
るトランジスタTr+が常時的な導通状態となる。When the control voltage applied to the gate signal input terminal 1c is below a predetermined value, the voltage dividing resistor R1! Since the voltage across the terminals of R+2. is also below a predetermined level, the transistor 7r remains non-conducting. Therefore, the output current of the DC power supply E is the same as that of the resistor R+2. Flows to R+a, Rs,
The voltage across the resistor R3 causes the transistor Tr+ in the relay output circuit 3 to become constantly conductive.
その結果、発光ダイオードLEDIの発光→フォトトラ
イアックPACI の導通−メイントライアックT A
C+の導通の動作が行われ、負荷りに駆動電力が供給
される。この供給はフル位相のもとで行われ、位相制御
は行われない。As a result, the light emission of the light emitting diode LEDI -> the conduction of the phototriac PACI - the main triac TA
C+ is made conductive and drive power is supplied to the load. This supply is done under full phase and without phase control.
このフル位相での電力供給の状態からゲート信号入力端
子1cに印加する制御電圧を前記の所定値を超えて徐々
に増加させていくと分圧抵抗RI!の両端間電圧も所定
レベルを超えるため、トランジスタTr、が導通ずる。When the control voltage applied to the gate signal input terminal 1c is gradually increased from this full-phase power supply state beyond the predetermined value, the voltage dividing resistor RI! Since the voltage across the transistor Tr also exceeds a predetermined level, the transistor Tr becomes conductive.
従って、直流電源Eの出力電流は、抵抗R+3. ト
ランジスタTrtを流れ、抵抗R14,Rsには流れな
い、その結果、トランジスタTr+の常時的なR通状態
が解除される0MJち、トランジスタTrIは、タイマ
回路2および限時時間設定回路5の動作によってON・
OF F II御される。この場合の動作は、従来例と
同様であるので説明を省略する。Therefore, the output current of the DC power supply E is the same as that of the resistor R+3. The current flows through the transistor Trt, but does not flow through the resistors R14 and Rs. As a result, the constant R conduction state of the transistor Tr+ is released.Then, the transistor TrI is turned ON by the operation of the timer circuit 2 and the time limit setting circuit 5.・
OF F II is controlled. The operation in this case is the same as the conventional example, so the explanation will be omitted.
前述のように、制御電圧が所定値以下のときにはフル位
相での電力供給が行われているから、制御電圧の上昇に
伴う供給電力の減少は、フル位相での最大電力供給状態
からの滑らかな減少であり、急激な減少ではない。即ち
、一般的な操作形態と同様に、制御電圧のシフトに伴う
供給電力のシフトが、制御電圧のシフトに対して滑らか
に追従し、供給電力の突発的な変動は生じない。As mentioned above, when the control voltage is below a predetermined value, power is being supplied at full phase, so the decrease in supplied power as the control voltage increases is a smooth transition from the maximum power supply state at full phase. It is a decrease, but not a sudden decrease. That is, as in a general operation mode, the shift in the power supply that accompanies the shift in the control voltage smoothly follows the shift in the control voltage, and sudden fluctuations in the power supply do not occur.
なお、可変抵抗VR,の調整によって、タイマ回路2の
出力タイミングを調整することができる。Note that the output timing of the timer circuit 2 can be adjusted by adjusting the variable resistor VR.
第1図は本発明の実施例に係る位相制御型ソリッドステ
ートリレーの回路図である。また、第2図は従来例に係
る位相制御型ソリッドステートリレーの回路図である。
A・・・1次側回路
B・・・2次側回路
2・・・タイマ回路
3・・・リレー出力回路
5・・・限時時間設定回路
7a、7b・・・交流電源端子
8・・・リレー入力回路
10・・・制御入力検出回路
T A C+ ・・・メイントライアック(双方向性の
半導体スイッチング素子)PO2・・・フォトカプラFIG. 1 is a circuit diagram of a phase-controlled solid state relay according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a circuit diagram of a phase control type solid state relay according to a conventional example. A...Primary side circuit B...Secondary side circuit 2...Timer circuit 3...Relay output circuit 5...Time limit setting circuits 7a, 7b...AC power supply terminal 8... Relay input circuit 10...Control input detection circuit TAC+...Main triac (bidirectional semiconductor switching element) PO2...Photocoupler
Claims (1)
イッチング素子と、この半導体スイッチング素子を導通
させるリレー入力回路と、前記交流電源端子に接続され
る交流電源電圧のゼロ電圧付近で発光開始する発光素子
とを有する2次側回路と、 前記発光素子とともにフォトカプラを構成する受光素子
と、この受光素子の導通によって動作するタイマ回路と
、制御入力の調整によって前記タイマ回路の限時時間を
設定しタイマ回路の限時完了によって出力する限時時間
設定回路と、この限時時間設定回路の出力によって動作
し前記2次側回路のリレー入力回路を駆動するリレー出
力回路とを有する1次側回路 とを備えた位相制御型ソリッドステートリレーにおいて
、 前記制御入力のレベルを検出しその検出レベルが所定値
以下のときに前記リレー出力回路を常時駆動し、前記検
出レベルが前記所定値を超えるときに前記限時時間設定
回路を能動状態とする制御入力検出回路 を備えた位相制御型ソリッドステートリレー。(1) A bidirectional semiconductor switching element connected between AC power terminals, a relay input circuit that conducts this semiconductor switching element, and light emission starting near zero voltage of the AC power supply voltage connected to the AC power terminal. a secondary side circuit having a light-emitting element that functions as a photocoupler; a light-receiving element that forms a photocoupler together with the light-emitting element; a timer circuit that operates by conduction of the light-receiving element; and a timer circuit that sets the time limit of the timer circuit by adjusting a control input. and a primary side circuit having a time limit setting circuit that outputs an output upon completion of the time limit of the timer circuit, and a relay output circuit that operates based on the output of the time limit setting circuit and drives a relay input circuit of the secondary circuit. In the phase-controlled solid-state relay, the level of the control input is detected, and when the detected level is below a predetermined value, the relay output circuit is constantly driven, and when the detected level exceeds the predetermined value, the time limit is exceeded. A phase-controlled solid-state relay equipped with a control input detection circuit that activates the setting circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61236630A JPS6392259A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Phase control type solid-state relay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61236630A JPS6392259A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Phase control type solid-state relay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6392259A true JPS6392259A (en) | 1988-04-22 |
Family
ID=17003468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61236630A Pending JPS6392259A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Phase control type solid-state relay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6392259A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016173A (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-26 | Yashima Denki Kk | Phase control circuit of ac power |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61236630A patent/JPS6392259A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016173A (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-26 | Yashima Denki Kk | Phase control circuit of ac power |
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