KR0138451B1

KR0138451B1 - 하이브리드 릴레이

Info

Publication number: KR0138451B1
Application number: KR1019940031984A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 김태구; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR960019371A

Abstract

본 발명은 접점식 릴레이와 무접점식 릴레이를 혼합하여 구성시킴으로써 신호응답속도가 빠르면서도 동작중 고열발생 등과 같은 현상이 일어나지 않도록 하여 안정되면서도 향상된 특성을 가지도록 한 하이브리드 릴레이를 제공하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 소정형태의 동작온신호가 입력됨에 따라 초기의 동작온되는 시점의 소정시간동안 및 그 동작온신호가 오프되는 시점의 소정시간동안에 무접점식 릴레이(TR)를 동작시키는 무접점식 릴레이구동부(4)와, 상기 무접점식 릴레이(TR)가 동작하지 않는 중간시기에 접점식 릴레이(RY)를 동작시키는 접점식 릴레이구동부(8)로 구성되고, 상기 무접점식 릴레이구동부(4)는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 충방전동작을 수행하는 충방전소자(C2)와, 소정의 전압(V_DD)을 분압하면서 상기 충방전소자(C2)에서 출력되는 전압을 함께 실어 출력하는 분압저항(R2,R3), 상기 분압저항(R2,R3)으로부터의 전압치를 소정의 기준전압과 비교하는 제1 및 제2비교기(5,6) 및, 상기 제1 및 제2비교기(5,6)로부터의 결과치를 논리처리하여 상기 무접점식 릴레이(TR)로 인가하는 논리회로(7)로 구성되며, 상기 접점식 릴레이구동부(8)는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 소정시간동안 상기 접점식 릴레이(RY)가 동작하지 못하도록 시간지연시키는 시간지연소자(9)와, 상기 소정시간후에 스위칭온되어 상기 접점식 릴레이(RY)가 동작되도록 하는 스위칭트랜지스터(10)로 구성된 것이다.

Description

하이브리드 릴레이

제1도는 종래의 릴레이를 설명하는 도면으로서,

(a)는 접점식 릴레이의 동작을 설명하기 위한 도면.

(b)는 무접점식 릴레이의 동작을 설명하기 위한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 하이브리드 릴레이의 회로도.

제3도는 소정의 동작온/오프신호가 입력되는 경우 본 발명의 하이브리드 릴레이의 동작에 따른 주요부의 신호파형도를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:전원부2:부하

3:구동회로4:무접점식 릴레이구동부

5,6:제1 및 제2비교기7:논리회로

8:접점식 릴레이구동부9:시간지연소자

10:스위칭트랜지스터

본 발명은 하이브리드 릴레이(Hybrid Relay)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접점식 릴레이와 무접점식 릴레이를 혼합하여 구성시킴으로써 릴레이로서의 특성을 향상시킨 하이브리드 릴레이에 관한 것이다.

일반적으로, 릴레이(Relay)라 함은 전압, 전류, 주파수 등의 전기적인 입력신호 또는 온도, 빛 등 각종 입력신호에 따라 전기신호를 개폐시키는 동작을 행하는 기기를 말하는 바, 이러한 릴레이는 입력신호를 회로의 개폐로 변화하는 경우에 이용하는 물리현상에 의해 정전 릴레이, 압전 릴레이 등의 접점식 릴레이와 트랜지스터 릴레이 등의 무접점식 릴레이로 대별된다.

상기한 전자의 접점식 릴레이(RY)는 제1도(a)에 도시된 바와 같이, 스위치(SW)를 온시키게 되면 접점식 릴레이(RY)를 구성하는 코일에 전류가 흐르게 되고 그 유도전류에 의해 스위치가 접속된다. 그에 따라, 전원부(1)로부터의 전원에 의해 부하(2)에는 소정의 전류가 흐르게 된다.

이와 같이 동작하는 상기한 접점식 릴레이(RY)는 접점에서 열이 발생되지 않으며 고전류를 스위칭할 수 있으나, 스위칭시 접점에서 불꽃(Spark)이 발생되어 노이즈가 발생되고 접점이 금방 노후되는 문제점 및 신호응답속도가 후술하는 무접점식 릴레이에 비해 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 후자의 무접점식 릴레이(TR)는 제1도(b)에 도시된 바와 같이, 구동회로(3)에 구동신호가 입력되면 그 구동회로(3)는 무접점식 릴레이(TR)인 파워 트랜지스터를 온시키게 되고, 그에 따라 전원부(1)로부터의 전원에 의해 부하(2)에는 소정의 전류가 흐르게 된다.

이와 같이 동작하는 상기한 무접점식 릴레이(TR)는 스위칭시 불꽃이 발생되는 일이 없기 때문에 노이즈발생현상이 일어나지 않게 되고 신호응답속도가 접점식 릴레이에 비해 빠르다는 이점이 있으나, 그 무접점식 릴레이(TR)가 온되어 그 릴레이(TR)를 통해 전류가 흐르는 동안에는 상기 릴레이(TY)에 열이 발생하기 때문에 특성열화되는 문제가 발생되고, 그로 인해 열을 식혀주기 위한 방열판을 별도로 구비해야 되는 불편함 및 열손실이 크다는 문제점이 발생된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 접점식 릴레이와 무접점식 릴레이를 혼합하여 구성시킴으로써 신호응답속도가 빠르면서도 동작중 고열발생 등과 같은 현상이 일어나지 않도록 하여 안정되면서도 향상된 특성을 가지도록 한 하이브리드 릴레이를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하이브리드 릴레이는, 소정 형태의 동작온신호가 입력됨에 따라 초기의 동작온되는 시점의 소정시간동안 및 그 동작온신호가 오프되는 시점의 소정시간동안에 무접점식 릴레이를 동작시키는 무접점식 릴레이구동부와, 그 무접점식 릴레이가 동작하지 않는 중간시기에 접점식 릴레이를 동작시키는 접점식 릴레이구동부로 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 상기 무접점식 릴레이구동부는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 충방전동작을 수행하는 충방전소자와, 소정의 전압을 분압하면서 상기 충방전소자에서 출력되는 전압을 함께 실어 출력하는 분압저항, 그 분압저항으로부터의 전압치를 소정의 기준전압과 비교하는 제1 및 제2비교기 및, 그 제1 및 제2비교기로부터의 결과치를 논리처리하여 상기 무접점식 릴레이로 인가하는 논리회로로 구성된다.

바람직하게, 상기 제1비교기의 기준전압은 상기 제2비교기의 기준전압에 비해 소정치 높게 설정된다.

또한, 상기 논리회로는 오아게이트로 구성됨이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따라, 상기 접점식 릴레이구동부는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 소정시간동안 접점식 릴레이가 동작하지 못하도록 시간지연시키는 시간지연소자와, 상기 소정시간후에 스위칭온되어 상기 접점식 릴레이가 동작되도록 하는 스위칭트랜지스터로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 소정의 동작온신호가 입력되는 경우 초기에는 무접점식 릴레이구동부에 의해 무접점식 릴레이가 동작하여 접점식 릴레이의 동작개시에 따른 접점에서의 불꽃발생현상 등이 방지되고, 그로부터 소정시간이 경과되면 접점식 릴레이구동부에 의해 접점식 릴레이가 동작되며, 동작오프신호가 입력되는 순간에는 무접점식 릴레이구동부에 의해 무접점식 릴레이가 동작하여 접점식 릴레이의 동작종료에 따른 접점에서의 불꽃발생현상 등을 방지하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 하이브리드 릴레이의 회로도로서, 참조부호 4는 소정형태의 동작온신호가 입력됨에 따라 하이브리드 릴레이의 신속하고도 안정된 신호응답을 위해 초기의 동작온되는 시점의 소정시간동안에 무접점식 릴레이(RY)를 동작시킴과 더불어 그 동작온신호가 동작오프신호로 절환되는 시점의 소정시간동안에 무접점식 릴레이(RY)를 동작시키는 무접점식 릴레이구동부를 나타낸다.

여기서, 상기 무접점식 릴레이구동부(4)는 소정의 동작제어신호입력단(도시되지 않음)에 접속되어, 그 동작제어신호입력단으로 인가되는 신호에 대한 충방전동작을 수행하는 충방전소자(C2)와; 그 충방전소자(C2)의 출력단에 접속되어, 소정의 전압(V_DD)을 분압하면서 상기 충방전소자(C2)에서 출력되는 전압을 함께 실어 출력하는 분압저항(R2,R3); 비반전단자(+)가 저항(R4)을 매개로 상기 분압저항(R2,R3)의 중간에 접속되고, 반전단자(-)에는 소정의 기준전압(V_H)이 인가되도록 접속되어, 상기 분압저항(R2,R3)을 통해 인가되는 소정의 전압을 기준전압(V_H)과 비교하는 제1비교기(5); 반전단자(-)가 상기 저항(R4)을 매개로 상기 분압저항(R2,R3)의 중간에 접속되고, 반전단자(-)에는 소정의 기준전압［즉, 상기 제1비교기(5)의 기준전압(V_H)에 비해서는 소정치 낮은 전압; V_L］이 인가되도록 접속되어, 상기 분압저항(R2,R3)을 통해 인가되는 소정의 전압을 기준전압(V_L)과 비교하는 제2비교기(6) 및; 상기 제1 및 제2비교기(5,6)의 출력단에 접속되어, 그 제1 및 제2비교기(5,6)에서 출력되는 결과치를 오어처리한 후 그 논리치를 부하(2)와 전원부(1) 사이에 접속된 무접점식 릴레이(TR)로 인가하는 논리회로(7)로 구성된다.

그리고, 참조부호 8은 동작온신호의 계속적인 입력시 상기 무접점식 릴레이(TR)에 발생되는 고열 및 특성열화를 방지하기 위해 상기 무접점식 릴레이(TR)가 동작된 후 소정시간이 경과되면 동작하여 동작오프신호가 인가되기 전까지 접점식 릴레이(RY)를 동작시키는 접점식 릴레이구동부를 나타낸다.

여기서, 상기 접점식 릴레이구동부(8)는 소정의 동작제어신호입력단에 접속되어, 하이브리드 릴레이의 초기동작시 접점식 릴레이(RY)가 소정시간 후에 동작하도록 하기 위해 상기 동작제어신호입력단으로부터 인가되는 신호(예컨대, 소정의 전압을 지닌 신호)를 소정시간동안 충전시킨 후 출력시키는 저항(R1)과 콘덴서(C1)로 이루어진 시간지연소자(9)와; 베이스가 상기 시간지연소자(9)의 출력단에 접속되고, 컬렉터는 접점식 릴레이(RY)에 접속되어, 상기 시간지연소자(9)에 의해 소정시간후에 스위칭온되어 상기 접점식 릴레이(RY)를 동작시키게 되는 스위칭트랜지스터(10)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 릴레이의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

제2도에 있어서, 동작제어신호입력단(도시되지 않음)으로부터 소정의 동작온신호가 예컨대 제3도(가)에 도시된 바와 같이 입력되는 경우 그 동작온신호는 접점식 릴레이구동부(8)내의 시간지연소자(9)를 이루는 저항(R1)·콘덴서(C1)에 의해 소정의 충전시간(Td)만큼 지연되어 예컨대 제3도(나)에 도시된 바와 같은 신호파형［즉, 접점식 릴레이(RY)가 온되는 시간을 의미한다］을 이루게 되고, 그 순간 상기 동작온신호는 무접점식 릴레이구동부(4)내의 콘덴서(C2)에 의해 충방전되어 분압저항(R2,R3)에 의한 소정의 전압과 합성되어 출력되는데, A점에서의 합청출력파형은 예컨대 제3도(다)에 도시된 바와 같은 신호파형을 이루게 된다.

이어, 상기 A점에서의 신호는 각각 제1 및 제2비교기(5,6)로 인가되는바, 상기 제1비교기(5)에서의 비교결과 출력되는 B점에서의 신호는 제3도(라)에 도시된 바와 같은 신호파형을 이루게 되고, 상기 제2비교기(6)에서의 비교결과 출력되는 C점에서의 신호는 제3도(마)에 도시된 바와 같은 신호파형을 이루게 된다.

그에 따라, 오아게이트로 구성된 논리회로(7)에서는 상기 제1 및 제2비교기(5,6)로부터의 결과치를 오어처리하게 되는 바, D점에서는 제3도(바)에 도시된 바와 같은 신호파형［즉, 무접점식 릴레이(TR)가 온되는 시간을 의미한다］이 출력된다.

이와 같이 하여 상기 접점식 릴레이구동부(8)내의 시간지연소자(9)에 의해 소정시간(Td)동안 지연됨에 따라 그 소정시간(Td)을 전·후로 해서 제3도(바)에 도시된 처음의 클럭신호(t1)에 의해 상기 무접점식 릴레이(TR)가 온(ON)되면서 상기 접점식 릴레이(RY)의 접점이 온(ON)된다. 이때, 상기 무접점식 릴레이(TR)가 온되어 있는 상태에서 접점식 릴레이(RY)의 접점이 온되는 것이므로, 상기 접점식 릴레이(RY)의 접점에 걸리는 전압은 매우 낮게 되어 스위칭온동작에 따른 접점에서의 불꽃발생현상이 방지된다.

상기와 같이 무접점식 릴레이(TR)가 온되는 순간부터 제3도(사)에 도시된 바와 같이 부하(2)에는 소정의 전류가 인가되기 시작하고, 그 후 동작오프신호가 입력되면 상기 접점식 릴레이(RY)는 바로 동작을 정지하게 되지만, 그 순간을 전·후로 해서 제3도(바)에 도시된 후속의 클럭신호(t2)에 의해 무접점식 릴레이(TR)가 소정시간동안 스위칭온된 후 오프되므로, 접점식 릴레이(RY)의 접점오프에 따른 불꽃발생 또는 전기적인 노이즈현상이 방지된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 소정의 동작온신호가 입력되는 경우 초기에는 신속하게 무접점식 릴레이가 동작하여 접점식 릴레이의 동작개시에 따른 접점에서의 불꽃발생현상 등을 방지하고, 동작오프신호가 입력되는 순간에도 신속하게 무접점식 릴레이가 동작하여 접점식 릴레이의 동작종료에 따른 접점에서의 불꽃발생현상 등을 방지하게 되므로, 단일의 접점식 릴레이 또는 무접점식 릴레이만을 사용하던 종래의 방식에 비해 효율적인 동작을 할 수 있게 된다.

Claims

소정형태의 동작온신호가 입력됨에 따라 초기의 동작온되는 시점의 소정시간동안 및 그 동작온신호가 오프되는 시점의 소정시간동안에 무접점식 릴레이(TR)를 동작시키는 무접점식 릴레이구동부(4)와, 상기 무접점식 릴레이(TR)가 동작하지 않는 중간시기에 접점식 릴레이(RY)를 동작시키는 접점식 릴레이구동부(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 무접점식 릴레이구동부(4)는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 충방전동작을 수행하는 충방전소자(C2)와, 소정의 전압(V_DD)을 분압하면서 상기 충방전소자(C2)에서 출력되는 전압을 함께 실어 출력하는 분압저항(R2,R3), 상기 분압저항(R2,R3)으로부터의 전압치를 소정의 기준전압과 비교하는 제1 및 제2비교기(5,6) 및, 상기 제1 및 제2비교기(5,6)로부터의 결과치를 논리처리하여 상기 무접점식 릴레이(TR)로 인가하는 논리회로(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 릴레이.
제2항에 있어서, 상기 제1비교기(5)의 기준전압(V_H)은 상기 제2비교기(6)의 기준전압(V_L)에 비해 소정치 높게 설정된 것을 특징으로 하는 하이브리드 릴레이.
제2항에 있어서, 상기 논리회로(7)는 오아게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 릴레이.
제1항에 있어서, 상기 접점식 릴레이구동부(8)는 소정형태의 동작온신호가 입력되면 소정시간동안 상기 접점식 릴레이(RY)가 동작하지 못하도록 시간지연시키는 시간지연소자(9)와, 상기 소정시간후에 스위칭온되어 상기 접점식 릴레이(RY)가 동작되도록 하는 스위칭트랜지스터(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 릴레이.