WO2024252657A1 - 制御装置 - Google Patents

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WO2024252657A1
WO2024252657A1 PCT/JP2023/021482 JP2023021482W WO2024252657A1 WO 2024252657 A1 WO2024252657 A1 WO 2024252657A1 JP 2023021482 W JP2023021482 W JP 2023021482W WO 2024252657 A1 WO2024252657 A1 WO 2024252657A1
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WO
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power
power supply
control device
contact relay
supply lines
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PCT/JP2023/021482
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 重枝
晋輔 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled

Definitions

  • This disclosure relates to a control device equipped with a non-contact relay.
  • Patent Document 1 discloses a technology in which, in an external condition input circuit used in trains, the output from a semiconductor DC (Direct Current)/DC converter is output to a signal reading section as an operating signal information digital signal via a photocoupler, which is a non-contact relay.
  • a semiconductor DC (Direct Current)/DC converter is output to a signal reading section as an operating signal information digital signal via a photocoupler, which is a non-contact relay.
  • the primary and secondary sides of the photocoupler i.e., the light-emitting diode side and the light-receiving element side
  • the primary and secondary sides of the photocoupler can be considered to be coupled.
  • noise applied to the secondary side of the photocoupler flows through the primary side of the photocoupler before returning to the vehicle body, or noise applied to the primary side of the photocoupler flows through the secondary side of the photocoupler before returning to the vehicle body. Therefore, in a circuit configuration in which the control circuit is connected to a noise source via a photocoupler, there is a problem in that the control circuit may malfunction due to noise flowing through the control circuit via the photocoupler.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to obtain a control device that is equipped with a non-contact relay and can reduce the inflow of noise into a desired path via parasitic capacitance.
  • the control device of the present disclosure is characterized by comprising two first power supply lines, each having an inductor arranged thereon, two second power supply lines, a control circuit to which a first power is supplied from a power supply circuit via the two first power supply lines, a first non-contact relay having a first input terminal and a first output terminal, one of which is supplied with the first power from the power supply circuit via the two first power supply lines and the other of which is supplied with the second power from the power supply circuit via the two second power supply lines, and a second non-contact relay having a second input terminal and a second output terminal, one of which is supplied with the second power from the power supply circuit via the two second power supply lines and the other of which is supplied with a third power and is connected to an external configuration.
  • the control device disclosed herein has the advantage of being equipped with a non-contact relay and capable of reducing the inflow of noise into a desired path via parasitic capacitance.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing an image of a parasitic capacitance present in a control device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing an image of a circuit when a load connected to the control device according to the first embodiment becomes a noise source of common mode noise
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a path through which common mode noise flows in a control device according to a first embodiment
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of a control device according to a second embodiment
  • FIG. 13 is a diagram showing an image of a parasitic capacitance present in a control device according to a second embodiment
  • FIG. 13 is a diagram showing an image of a circuit when a switch connected to a control device according to a second embodiment becomes a noise source of common mode noise.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a path through which common mode noise flows in a control device according to a second embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control device 1 according to a first embodiment.
  • the control device 1 is a digital output (DO) circuit used in a train (not shown) or the like.
  • the control device 1 is connected to a vehicle power source 2 and a load 3.
  • the control device 1 controls the supply of power from the vehicle power source 2 to the load 3 under the control of a control circuit 33, and controls the operation of the load 3.
  • the control device 1 includes connection units 10 and 11, a power supply circuit 20, a first power supply line 34 in which an inductor 31 is arranged, a first power supply line 35 in which an inductor 32 is arranged, a control circuit 33, second power supply lines 36 and 37, a transistor 41, a photocoupler 42, resistors 43 and 45, and a photo MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) relay (hereinafter referred to as a photo MOS relay) 44.
  • the power supply circuit 20 includes Y capacitors 21, 22, 28, and 29, a switching element 23, a transformer 24, capacitors 25 and 27, and a diode 26.
  • the photocoupler 42 may be referred to as a first non-contact relay
  • the photoMOS relay 44 may be referred to as a second non-contact relay.
  • the control device 1 is connected to the positive pole P100 of the vehicle power supply 2 at one end of the connection part 10, and to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2 at the other end of the connection part 10.
  • the control device 1 is also connected to the positive pole P100 of the vehicle power supply 2 at one end of the connection part 11, and to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2 at the other end of the connection part 11 via the load 3.
  • the other end of the connection part 11 is an OUTPUT terminal.
  • the load 3 is an external configuration having one end connected to the other end of the connection part 11 of the control device 1 and the other end connected to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2.
  • the load 3 is, for example, an on-board device mounted on a train (not shown).
  • connection point of the Y capacitors 21 and 22, the connection point of the Y capacitors 28 and 29, the negative pole N100 of the vehicle power supply 2, the other end of the connection part 10 of the control device 1, and the other end of the load 3 are connected to the FG (Frame Ground) 4.
  • FG4 is, for example, the body of a train (not shown).
  • the power supply circuit 20 is a DC/DC converter that converts the voltage of the power supplied from the vehicle power supply 2 into a voltage that drives the control circuit 33, the photocoupler 42, and the photoMOS relay 44.
  • the power supply circuit 20 includes a Y capacitor 21 between the positive side of the power supply input and FG4, a Y capacitor 22 between the negative side of the power supply input and FG4, a capacitor 25 between the primary and secondary sides of the transformer 24, a Y capacitor 28 between the positive side of the power supply output and FG4, and a Y capacitor 29 between the negative side of the power supply output and FG4, in order to counter switching noise caused by switching performed by the switching element 23.
  • the configuration of the power supply circuit 20 is a general configuration, so a detailed description of the operation of the power supply circuit 20 will be omitted. Note that the configuration of the power supply circuit 20 is not limited to the example shown in FIG. 1.
  • the power supply circuit 20 may have a configuration different from the configuration shown in FIG. 1 as long as it includes a Y capacitor.
  • Inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35. Specifically, as shown in FIG. 1, inductor 31 is arranged on the first power supply line 34, and inductor 32 is arranged on the first power supply line 35. That is, the control device 1 has two first power supply lines 34 and 35, each of which has an inductor arranged thereon.
  • the first power supply lines 34 and 35, on which the inductors 31 and 32 are arranged, are power supply lines that supply the first power from the power supply circuit 20 to the control circuit 33 and the first input end to which the light-emitting diode 42a of the photocoupler 42 is connected.
  • the control device 1 has two second power supply lines 36, 37 on which no inductor is disposed.
  • the second power supply lines 36, 37 are power supply lines that supply the second power from the power supply circuit 20 to a first output terminal to which the light receiving element 42b of the photocoupler 42 is connected, and to a second input terminal to which the light emitting diode 44a of the photoMOS relay 44 is connected.
  • the control circuit 33 receives a first power supply from the power supply circuit 20 via two first power supply lines 34, 35.
  • the control circuit 33 controls the base current of the transistor 41 to control the on/off state of the transistor 41. By turning the transistor 41 on and off, the control circuit 33 can ultimately control the operation of the load 3.
  • the transistor 41 is controlled to be turned on and off by the control circuit 33.
  • the transistor 41 When the transistor 41 is turned on under the control of the control circuit 33, it conducts the first power to the light-emitting diode 42a at the first input end of the photocoupler 42, causing the light-emitting diode 42a to emit light.
  • the resistor 43 is a resistor for adjusting the magnitude of the first power supplied from the power supply circuit 20.
  • the resistor 45 is a resistor for adjusting the magnitude of the second power supplied from the power supply circuit 20.
  • the photocoupler 42 includes a light-emitting diode 42a and a light-receiving element 42b.
  • the photocoupler 42 also has a first input end and a first output end, with the light-emitting diode 42a connected to the first input end and the light-receiving element 42b connected to the first output end.
  • the light-emitting diode 42a at the first input end is supplied with a first power from the power supply circuit 20 via two first power supply lines 34, 35
  • the light-receiving element 42b at the first output end is supplied with a second power from the power supply circuit 20 via two second power supply lines 36, 37.
  • the photoMOS relay 44 includes a light-emitting diode 44a and a light-receiving element 44b.
  • the photoMOS relay 44 also has a second input end and a second output end, with the light-emitting diode 44a connected to the second input end and the light-receiving element 44b connected to the second output end.
  • the light-emitting diode 44a at the second input end is supplied with the second power from the power supply circuit 20 via the two second power supply lines 36, 37
  • the light-receiving element 44b at the second output end is supplied with the third power from the vehicle power supply 2 and is connected to the load 3, which is an external component.
  • control circuit 33 can control the conduction of the first power to the light-emitting diode 42a at the first input end of the photocoupler 42 by controlling the on/off of the transistor 41 as described above.
  • the control circuit 33 can conduct the first power to the light-emitting diode 42a at the first input end of the photocoupler 42, causing the light-emitting diode 42a at the first input end of the photocoupler 42 to emit light, thereby conducting the second power to the light-receiving element 42b at the first output end of the photocoupler 42.
  • the control circuit 33 can conduct the second power to the light-receiving element 42b at the first output end of the photocoupler 42, thereby conducting the second power to the light-emitting diode 44a at the second input end of the photoMOS relay 44.
  • the control circuit 33 conducts the second power to the light-emitting diode 44a at the second input end of the photoMOS relay 44, causing the light-emitting diode 44a at the second input end of the photoMOS relay 44 to emit light, and can conduct the third power from the vehicle power source 2 to the light-receiving element 44b at the second output end of the photoMOS relay 44.
  • the control circuit 33 then conducts the third power from the vehicle power source 2 to the light-receiving element 44b at the second output end of the photoMOS relay 44, thereby supplying the third power from the vehicle power source 2 to the load 3 and controlling the operation of the load 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing an image of the parasitic capacitance present in the control device 1 according to the first embodiment.
  • the control device 1 shown in FIG. 2 has additional parasitic capacitance inside the photocoupler 42 and photoMOS relay 44 compared to the control device 1 shown in FIG. 1, but in reality, parasitic capacitance also exists between the wires and between the wires and the housing.
  • parasitic capacitance exists inside the control device 1 as shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an image of a circuit when the load 3 connected to the control device 1 according to the first embodiment becomes a noise source of the common mode noise.
  • the noise source can be considered to have a circuit configuration in which one end is connected to the other end of the connection part 11 of the control device 1 like the load 3, but the other end is connected to the FG 4. In such a case, if common mode noise flows into the control circuit 33, it is possible that the control circuit 33 may malfunction and affect the control of the load 3.
  • inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35 through which the first power is supplied from the power supply circuit 20 to the control circuit 33. Since the inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35, the impedance of the first power supply lines 34 and 35 is larger than the impedance of the second power supply lines 36 and 37 on which no inductor is arranged. Therefore, even if common mode noise flows inside the control device 1, the common mode noise flows more in the second power supply lines 36 and 37, which have a smaller impedance, than in the first power supply lines 34 and 35 to which the control circuit 33 is connected. FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of paths 61 to 63 when common mode noise flows in the control device 1 according to the first embodiment.
  • paths 61 to 63 when common mode noise flows in the control device 1 are added to FIG. 3. It is considered that the common mode noise flows mostly through the paths 61 and 62 and hardly flows through the path 63 due to the impedance relationship of each power supply line inside the control device 1 as described above.
  • Path 61 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photoMOS relay 44, resistor 45, second power line 36, Y capacitor 28, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • Path 62 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photoMOS relay 44, light receiving element 42b of photocoupler 42, second power line 37, Y capacitor 29, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • Path 63 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photoMOS relay 44, the parasitic capacitance of photocoupler 42, transistor 41, control circuit 33, first power line 35, inductor 32, Y capacitor 29, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • the path 63 may be a path that runs from the noise source through the connection 11, the parasitic capacitance of the photoMOS relay 44, the parasitic capacitance of the photocoupler 42, the transistor 41, the control circuit 33, the first power line 34, the inductor 31, the Y capacitor 28, the connection point of the Y capacitors 28 and 29, and the FG 4, and returns to the noise source.
  • the paths 61 to 63 shown in FIG. 4 are examples, and parasitic capacitance may also exist between wires, between wires and the vehicle body, etc.
  • the photocoupler 42 is used as the first non-contact relay
  • the photoMOS relay 44 is used as the second non-contact relay
  • the control device 1 may use a photoMOS relay as the first non-contact relay, and a photocoupler as the second non-contact relay.
  • the control device 1 may also use photocouplers or photoMOS relays as both the first and second non-contact relays.
  • the control device 1 may also use mechanical relays as the first and second non-contact relays. In this way, the control device 1 can use a photocoupler, a photoMOS relay, or a mechanical relay as the first and second non-contact relays.
  • the control device 1 supplies the first power from the power supply circuit 20 to the control circuit 33 and the light emitting diode 42a at the first input end of the photocoupler 42, which is the first non-contact relay, via the first power supply line 34 on which the inductor 31 is arranged and the first power supply line 35 on which the inductor 32 is arranged.
  • the control device 1 also supplies the second power from the power supply circuit 20 to the light receiving element 42b at the first output end of the photocoupler 42, which is the first non-contact relay, and the light emitting diode 44a at the second input end of the photoMOS relay 44, which is the second non-contact relay, via the second power supply lines 36 and 37.
  • control device 1 can pass more common mode noise to the second power supply lines 36 and 37 than to the first power supply lines 34 and 35 to which the control circuit 33 is connected, thereby reducing malfunction of the control circuit 33 due to the common mode noise. That is, the control device 1 is equipped with a non-contact relay and can reduce the inflow of noise to a desired path via parasitic capacitance, specifically, to the first power supply lines 34 and 35 to which the control circuit 33 is connected.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, a DO circuit is specifically described as an example of the control device 1. In the second embodiment, a DI (Digital Input) circuit is specifically described as an example of the control device.
  • DI Digital Input
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the control device 1a according to the second embodiment.
  • the control device 1a is a DI circuit used in a train (not shown) or the like.
  • the control device 1a is connected to a vehicle power source 2 and a switch 5.
  • the control device 1a acquires operation information accepted by the switch 5 through a control circuit 33a.
  • the control device 1a includes connection parts 10 and 11, a power supply circuit 20, a first power supply line 34 in which an inductor 31 is arranged, a first power supply line 35 in which an inductor 32 is arranged, a control circuit 33a, a second power supply line 36 and 37, resistors 51, 53, and 56, photocouplers 52 and 54, and a diode 55.
  • the configuration of the power supply circuit 20 of the second embodiment shown in FIG. 5 is the same as the configuration of the power supply circuit 20 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like.
  • the photocoupler 52 may be referred to as a first non-contact relay
  • the photocoupler 54 may be referred to as a second non-contact relay.
  • the control device 1a is connected to the positive pole P100 of the vehicle power supply 2 at one end of the connection part 10, and to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2 at the other end of the connection part 10.
  • the control device 1a is also connected to the positive pole P100 of the vehicle power supply 2 at one end of the connection part 11, and to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2 at the other end of the connection part 11 via the switch 5.
  • the other end of the connection part 11 is an INPUT terminal.
  • the switch 5 is an external component having one end connected to the other end of the connection part 11 of the control device 1a and the other end connected to the negative pole N100 of the vehicle power supply 2.
  • the switch 5 is, for example, an on-board device that accepts operations from a train crew member (not shown).
  • the connection point of the Y capacitors 21 and 22, the connection point of the Y capacitors 28 and 29, the negative pole N100 of the vehicle power supply 2, the other end of the connection part 10 of the control device 1, and the other end of the switch 5
  • Inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35. Specifically, as shown in FIG. 5, inductor 31 is arranged on the first power supply line 34, and inductor 32 is arranged on the first power supply line 35. That is, the control device 1a has two first power supply lines 34 and 35, each of which has an inductor arranged thereon.
  • the first power supply lines 34 and 35, on which the inductors 31 and 32 are arranged, are power supply lines that supply the first power from the power supply circuit 20 to the control circuit 33a and the first output end to which the light receiving element 52b of the photocoupler 52 is connected.
  • the control device 1a has two second power supply lines 36, 37 on which no inductor is disposed.
  • the second power supply lines 36, 37 are power supply lines that supply the second power from the power supply circuit 20 to a first input terminal to which the light-emitting diode 52a of the photocoupler 52 is connected, and to a second output terminal to which the light-receiving element 54b of the photocoupler 54 is connected.
  • the control circuit 33a is supplied with the first power from the power supply circuit 20 via the two first power supply lines 34 and 35.
  • the control circuit 33a acquires information on the operation accepted by the switch 5.
  • Resistor 51 is a resistor for adjusting the magnitude of the first power supplied from power supply circuit 20.
  • Resistor 53 is a resistor for adjusting the magnitude of the second power supplied from power supply circuit 20.
  • Diode 55 is connected in parallel to photocoupler 54.
  • Resistor 56 is a resistor for adjusting the magnitude of the third power supplied from vehicle power supply 2.
  • the photocoupler 52 includes a light-emitting diode 52a and a light-receiving element 52b.
  • the photocoupler 52 also has a first input end and a first output end, with the light-emitting diode 52a connected to the first input end and the light-receiving element 52b connected to the first output end.
  • the light-receiving element 52b at the first output end is supplied with a first power from the power supply circuit 20 via two first power supply lines 34, 35
  • the light-emitting diode 52a at the first input end is supplied with a second power from the power supply circuit 20 via two second power supply lines 36, 37.
  • the photocoupler 54 includes a light-emitting diode 54a and a light-receiving element 54b.
  • the photocoupler 54 also has a second input end and a second output end, with the light-emitting diode 54a connected to the second input end and the light-receiving element 54b connected to the second output end.
  • the light-receiving element 54b at the second output end is supplied with the second power from the power supply circuit 20 via the two second power supply lines 36 and 37
  • the light-emitting diode 54a at the second input end is supplied with the third power from the vehicle power supply 2 and is connected to the switch 5, which is an external component.
  • a third power is conducted to the switch 5 and the light-emitting diode 54a at the second input end of the photocoupler 54 in response to the operation received by the switch 5, causing the light-emitting diode 54a at the second input end of the photocoupler 54 to emit light, and the second power is conducted to the light-receiving element 54b at the second output end of the photocoupler 54.
  • the second power is conducted to the light-receiving element 54b at the second output end of the photocoupler 54, and therefore the second power is conducted to the light-emitting diode 52a at the first input end of the photocoupler 52.
  • the control circuit 33a can obtain information on the operation accepted by the switch 5 based on the fluctuation of the first power conducted to the light-receiving element 52b at the first output end of the photocoupler 52.
  • FIG. 6 is a diagram showing an image of the parasitic capacitances present in the control device 1a according to the second embodiment.
  • the control device 1a shown in FIG. 6 has parasitic capacitances added inside the photocouplers 52 and 54 compared to the control device 1a shown in FIG. 5, but in reality, parasitic capacitances also exist between the wires and between the wires and the housing.
  • parasitic capacitances exist inside the control device 1a as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an image of a circuit when the switch 5 connected to the control device 1a according to the second embodiment becomes a noise source of the common mode noise.
  • the noise source can be considered to have a circuit configuration in which one end is connected to the other end of the connection part 11 of the control device 1a like the switch 5, but the other end is connected to the FG4. In such a case, if common mode noise flows into the control circuit 33a, it is possible that the control circuit 33a may malfunction, affecting the acquisition of information about the operation received by the switch 5.
  • inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35 through which the first power is supplied from the power supply circuit 20 to the control circuit 33a. Since the inductors 31 and 32 are arranged on the first power supply lines 34 and 35, the impedance of the first power supply lines 34 and 35 is larger than the impedance of the second power supply lines 36 and 37 on which no inductor is arranged. Therefore, even when common mode noise flows inside the control device 1a, the common mode noise flows more in the second power supply lines 36 and 37, which have a smaller impedance, than in the first power supply lines 34 and 35 to which the control circuit 33a is connected.
  • Figure 8 is a diagram showing an example of paths 71 to 73 when common mode noise flows in the control device 1a according to the second embodiment.
  • Figure 8 adds paths 71 to 73 when common mode noise flows in the control device 1a to FIG. 7. Due to the impedance relationships of the power supply lines inside the control device 1a described above, it is believed that most of the common mode noise flows through paths 71 and 72, and very little flows through path 73.
  • Path 71 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photocoupler 54, light-emitting diode 52a of photocoupler 52, resistor 53, second power supply line 36, Y capacitor 28, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • Path 72 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photocoupler 54, second power supply line 37, Y capacitor 29, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • Path 73 is a path that returns from the noise source via connection 11, the parasitic capacitance of photocoupler 54, the parasitic capacitance of photocoupler 52, control circuit 33a, first power supply line 35, inductor 32, Y capacitor 29, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4.
  • Path 73 may be a path that runs from the noise source through connection 11, the parasitic capacitance of photocoupler 54, the parasitic capacitance of photocoupler 52, control circuit 33a, first power line 34, inductor 31, Y capacitor 28, the connection point of Y capacitors 28 and 29, and FG4, and returns to the noise source.
  • paths 71 to 73 shown in FIG. 8 are examples, and parasitic capacitance may also exist between wires, between wires and the vehicle body, etc.
  • the photocoupler 52 is used as the first non-contact relay
  • the photocoupler 54 is used as the second non-contact relay
  • the control device 1a may use photoMOS relays as both the first non-contact relay and the second non-contact relay.
  • the control device 1a may also use a photocoupler for one of the first non-contact relay and the second non-contact relay, and a photoMOS relay for the other.
  • the control device 1a may also use mechanical relays as the first non-contact relay and the second non-contact relay. In this way, the control device 1a can use a photocoupler, a photoMOS relay, or a mechanical relay as the first non-contact relay and the second non-contact relay.
  • the control device 1a supplies a first power from the power supply circuit 20 to the control circuit 33a and the light receiving element 52b at the first output end of the photocoupler 52, which is the first non-contact relay, via the first power supply line 34 on which the inductor 31 is arranged and the first power supply line 35 on which the inductor 32 is arranged.
  • the control device 1a supplies a second power from the power supply circuit 20 to the light emitting diode 52a at the first input end of the photocoupler 52, which is the first non-contact relay, and the light receiving element 54b at the second output end of the photocoupler 54, which is the second non-contact relay, via the second power supply lines 36, 37.
  • control device 1a can send more common mode noise to the second power lines 36 and 37 than to the first power lines 34 and 35 to which the control circuit 33a is connected, thereby reducing malfunction of the control circuit 33a due to common mode noise.
  • the control device 1a is equipped with a non-contact relay and can reduce the inflow of noise to the desired path via parasitic capacitance, specifically the first power lines 34 and 35 to which the control circuit 33a is connected.
  • the first power is supplied to the light-emitting diode 42a at the first input end, and the second power is supplied to the light-receiving element 42b at the first output end
  • the photoMOS relay 44 which is the second non-contact relay, the second power is supplied to the light-emitting diode 44a at the second input end, and the third power is supplied to the light-receiving element 44b at the second output end.
  • the control device 1a of the second embodiment in the photocoupler 52 which is the first non-contact relay, the first power is supplied to the light-receiving element 52b at the first output end, and the second power is supplied to the light-emitting diode 52a at the first input end, and in the photocoupler 54 which is the second non-contact relay, the second power is supplied to the light-receiving element 54b at the second output end, and the third power is supplied to the light-emitting diode 54a at the second input end.
  • control device 1 of embodiment 1 and the control device 1a of embodiment 2 have different powers supplied to the input terminals and output terminals of each non-contact relay, but can achieve the same effect as described above. That is, the control devices 1 and 1a only need to include a first non-contact relay having a first input terminal and a first output terminal, one of which is supplied with a first power from the power supply circuit 20 via the two first power lines 34 and 35, and the other of which is supplied with a second power from the power supply circuit 20 via the two second power lines 36 and 37, and a second non-contact relay having a second input terminal and a second output terminal, one of which is supplied with a second power from the power supply circuit 20 via the two second power lines 36 and 37, and the other of which is supplied with a third power and is connected to an external configuration.
  • 1, 1a control device 2 vehicle power supply, 3 load, 4 FG, 5 switch, 10, 11 connection, 20 power supply circuit, 21, 22, 28, 29 Y capacitor, 23 switching element, 24 transformer, 25, 27 capacitor, 26, 55 diode, 31, 32 inductor, 33, 33a control circuit, 34, 35 first power supply line, 36, 37 second power supply line, 41 transistor, 42, 52, 54 photocoupler, 42a, 44a, 52a, 54a light-emitting diode, 42b, 44b, 52b, 54b light-receiving element, 43, 45, 51, 53, 56 resistor, 44 photoMOS relay, 61-63, 71-73 path.

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Abstract

制御装置（１）は、各々にインダクタ（３１，３２）が配置された２つの第１の電源ライン（３４，３５）と、２つの第２の電源ライン（３６，３７）と、電源回路（２０）から２つの第１の電源ライン（３４，３５）を介して第１の電力が供給される制御回路（３３）と、第１の入力端および第１の出力端を有し、一方に電源回路（２０）から２つの第１の電源ライン（３４，３５）を介して第１の電力が供給され、他方に電源回路（２０）から２つの第２の電源ライン（３６，３７）を介して第２の電力が供給される第１の非接触型リレーと、第２の入力端および第２の出力端を有し、一方に電源回路（２０）から２つの第２の電源ライン（３６，３７）を介して第２の電力が供給され、他方に第３の電力が供給されるとともに外部構成が接続される第２の非接触型リレーと、を備える。

Description

制御装置
　本開示は、非接触型リレーを備える制御装置に関する。
　従来、電車などで使用される制御装置は、一方の回路と他方の回路とを絶縁するため、フォトカプラなどの非接触型リレーを用いる。例えば、特許文献１には、電車で使用される外部条件入力回路において、半導体ＤＣ（Direct　Current）／ＤＣコンバータからの出力を、非接触型リレーであるフォトカプラを介して、動作信号情報デジタル信号として信号読み込み部に出力する技術が開示されている。
特開２０１４－０７５６６０号公報
　フォトカプラの内部に存在する寄生容量、配線経路に存在する寄生容量などによって、フォトカプラの１次側と２次側との間、すなわち発光ダイオード側と受光素子側との間は、結合されているとみなすことができる。このような回路を使用した場合、フォトカプラ付近に存在する寄生容量によって、フォトカプラの２次側に印加されたノイズはフォトカプラの１次側を流れてから車体に戻る、または、フォトカプラの１次側に印加されたノイズはフォトカプラの２次側を流れてから車体に戻る。そのため、制御回路がフォトカプラを介してノイズ源と接続されているような回路構成の場合、ノイズがフォトカプラを介して制御回路内を流れることによって制御回路が誤動作する可能性がある、という問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、非接触型リレーを備えつつ、寄生容量を介した所望の経路へのノイズの流入を低減可能な制御装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の制御装置は、各々にインダクタが配置された２つの第１の電源ラインと、２つの第２の電源ラインと、電源回路から２つの第１の電源ラインを介して第１の電力が供給される制御回路と、第１の入力端および第１の出力端を有し、一方に電源回路から２つの第１の電源ラインを介して第１の電力が供給され、他方に電源回路から２つの第２の電源ラインを介して第２の電力が供給される第１の非接触型リレーと、第２の入力端および第２の出力端を有し、一方に電源回路から２つの第２の電源ラインを介して第２の電力が供給され、他方に第３の電力が供給されるとともに外部構成が接続される第２の非接触型リレーと、を備えることを特徴とする。
　本開示の制御装置は、非接触型リレーを備えつつ、寄生容量を介した所望の経路へのノイズの流入を低減可能である、という効果を奏する。
実施の形態１に係る制御装置の構成例を示す図 実施の形態１に係る制御装置に存在する寄生容量のイメージを示す図 実施の形態１に係る制御装置に接続される負荷がコモンモードノイズのノイズ源になった場合の回路のイメージを示す図 実施の形態１に係る制御装置にコモンモードノイズが流れる場合の経路の例を示す図 実施の形態２に係る制御装置の構成例を示す図 実施の形態２に係る制御装置に存在する寄生容量のイメージを示す図 実施の形態２に係る制御装置に接続されるスイッチがコモンモードノイズのノイズ源になった場合の回路のイメージを示す図 実施の形態２に係る制御装置にコモンモードノイズが流れる場合の経路の例を示す図
　以下に、本開示の実施の形態に係る制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る制御装置１の構成例を示す図である。制御装置１は、図示しない電車などで使用されるＤＯ（Degital　Output）回路である。制御装置１は、車両電源２、および負荷３に接続される。制御装置１は、制御回路３３の制御によって、車両電源２から負荷３への電力の供給を制御し、負荷３の動作を制御する。制御装置１は、接続部１０，１１と、電源回路２０と、インダクタ３１が配置された第１の電源ライン３４と、インダクタ３２が配置された第１の電源ライン３５と、制御回路３３と、第２の電源ライン３６，３７と、トランジスタ４１と、フォトカプラ４２と、抵抗４３，４５と、フォトＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor　Field-Effect　Transistor）リレー（以下、フォトＭＯＳリレーと称する。）４４と、を備える。電源回路２０は、Ｙコンデンサ２１，２２，２８，２９と、スイッチング素子２３と、トランス２４と、コンデンサ２５，２７と、ダイオード２６と、を備える。以降の説明において、フォトカプラ４２を第１の非接触型リレーと称し、フォトＭＯＳリレー４４を第２の非接触型リレーと称することがある。
　制御装置１は、車両電源２の正極Ｐ１００と接続部１０の一端で接続し、車両電源２の負極Ｎ１００と接続部１０の他端で接続する。また、制御装置１は、車両電源２の正極Ｐ１００と接続部１１の一端で接続し、車両電源２の負極Ｎ１００と接続部１１の他端で、負荷３を介して接続する。接続部１１の他端は、ＯＵＴＰＵＴ端子である。負荷３は、一端が制御装置１の接続部１１の他端に接続され、他端が車両電源２の負極Ｎ１００に接続される外部構成である。負荷３は、例えば、図示しない電車などに搭載される車載機器である。なお、Ｙコンデンサ２１，２２の接続点、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、車両電源２の負極Ｎ１００、制御装置１の接続部１０の他端、および負荷３の他端は、ＦＧ（Frame　Ground）４に接続されている。ＦＧ４は、例えば、図示しない電車の車体である。
　制御装置１において、電源回路２０は、車両電源２から供給された電力の電圧を制御回路３３、フォトカプラ４２、およびフォトＭＯＳリレー４４を駆動する電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。電源回路２０は、スイッチング素子２３が行うスイッチングによるスイッチングノイズ対策などのため、電源入力の正側とＦＧ４との間にＹコンデンサ２１を備え、電源入力の負側とＦＧ４との間にＹコンデンサ２２を備え、トランス２４の１次側と２次側との間にコンデンサ２５を備え、電源出力の正側とＦＧ４との間にＹコンデンサ２８を備え、電源出力の負側とＦＧ４との間にＹコンデンサ２９を備えている。本実施の形態において、電源回路２０の構成は一般的な構成であるので、電源回路２０の詳細な動作の説明については省略する。なお、電源回路２０の構成は、図１に示す例に限定されない。電源回路２０は、Ｙコンデンサを備える構成であれば、図１に示す構成とは異なる構成であってもよい。
　第１の電源ライン３４，３５には、インダクタ３１，３２が配置されている。具体的には、図１に示すように、第１の電源ライン３４にはインダクタ３１が配置され、第１の電源ライン３５にはインダクタ３２が配置されている。すなわち、制御装置１は、各々にインダクタが配置された２つの第１の電源ライン３４，３５を備えている。インダクタ３１，３２が配置されている第１の電源ライン３４，３５は、電源回路２０からの第１の電力を、制御回路３３、およびフォトカプラ４２の発光ダイオード４２ａが接続される第１の入力端に供給する電源ラインである。
　なお、第２の電源ライン３６，３７には、インダクタは配置されていない。すなわち、制御装置１は、インダクタが配置されていない２つの第２の電源ライン３６，３７を備えている。第２の電源ライン３６，３７は、電源回路２０からの第２の電力を、フォトカプラ４２の受光素子４２ｂが接続される第１の出力端、およびフォトＭＯＳリレー４４の発光ダイオード４４ａが接続される第２の入力端に供給する電源ラインである。
　制御回路３３は、電源回路２０から、２つの第１の電源ライン３４，３５を介して第１の電力が供給される。制御回路３３は、トランジスタ４１のベース電流を制御することでトランジスタ４１のオンオフを制御する。制御回路３３は、トランジスタ４１をオンオフすることで、結果的に負荷３の動作を制御することができる。
　トランジスタ４１は、制御回路３３によってオンオフが制御される。トランジスタ４１は、制御回路３３の制御によってオンすることで、第１の電力をフォトカプラ４２の第１の入力端の発光ダイオード４２ａに導通させ、発光ダイオード４２ａを発光させることができる。抵抗４３は、電源回路２０から供給される第１の電力の大きさを調整するための抵抗である。抵抗４５は、電源回路２０から供給される第２の電力の大きさを調整するための抵抗である。
　フォトカプラ４２は、発光ダイオード４２ａと、受光素子４２ｂと、を備える。また、フォトカプラ４２は、第１の入力端および第１の出力端を有し、第１の入力端に発光ダイオード４２ａが接続され、第１の出力端に受光素子４２ｂが接続される。図１に示すように、第１の入力端の発光ダイオード４２ａには、電源回路２０から２つの第１の電源ライン３４，３５を介して第１の電力が供給され、第１の出力端の受光素子４２ｂには、電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給される。
　フォトＭＯＳリレー４４は、発光ダイオード４４ａと、受光素子４４ｂと、を備える。また、フォトＭＯＳリレー４４は、第２の入力端および第２の出力端を有し、第２の入力端に発光ダイオード４４ａが接続され、第２の出力端に受光素子４４ｂが接続される。図１に示すように、第２の入力端の発光ダイオード４４ａには、電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給され、第２の出力端の受光素子４４ｂには、車両電源２から第３の電力が供給されるとともに外部構成である負荷３が接続される。
　本実施の形態において、制御回路３３は、前述のように、トランジスタ４１のオンオフを制御することで、フォトカプラ４２の第１の入力端の発光ダイオード４２ａにおける第１の電力の導通を制御可能である。制御回路３３は、フォトカプラ４２の第１の入力端の発光ダイオード４２ａに第１の電力を導通させることで、フォトカプラ４２の第１の入力端の発光ダイオード４２ａが発光するので、フォトカプラ４２の第１の出力端の受光素子４２ｂに第２の電力を導通させることができる。フォトカプラ４２の第１の出力端の受光素子４２ｂとフォトＭＯＳリレー４４の第２の入力端の発光ダイオード４４ａとは直列接続されているので、制御回路３３は、フォトカプラ４２の第１の出力端の受光素子４２ｂに第２の電力を導通させることで、フォトＭＯＳリレー４４の第２の入力端の発光ダイオード４４ａに第２の電力を導通させることができる。制御回路３３は、フォトＭＯＳリレー４４の第２の入力端の発光ダイオード４４ａに第２の電力を導通させることで、フォトＭＯＳリレー４４の第２の入力端の発光ダイオード４４ａが発光するので、フォトＭＯＳリレー４４の第２の出力端の受光素子４４ｂに車両電源２からの第３の電力を導通させることができる。そして、制御回路３３は、フォトＭＯＳリレー４４の第２の出力端の受光素子４４ｂに車両電源２からの第３の電力を導通させることで、負荷３に車両電源２からの第３の電力を供給させて負荷３の動作を制御することができる。
　ここで、背景技術でも説明したように、フォトカプラ４２、フォトＭＯＳリレー４４などでは、内部に寄生容量が存在することが想定される。図２は、実施の形態１に係る制御装置１に存在する寄生容量のイメージを示す図である。図２に示す制御装置１は、図１に示す制御装置１に対してフォトカプラ４２およびフォトＭＯＳリレー４４の内部に寄生容量を追加しているが、実際には配線と配線との間、配線と筐体との間などにも寄生容量は存在する。図２に示すように制御装置１の内部に寄生容量が存在する場合、負荷３でコモンモードノイズが発生、すなわち負荷３がコモンモードノイズのノイズ源になると、コモンモードノイズが制御装置１の内部を流れてＦＧ４からノイズ源に戻るループが発生する。図３は、実施の形態１に係る制御装置１に接続される負荷３がコモンモードノイズのノイズ源になった場合の回路のイメージを示す図である。図３に示すように、負荷３がコモンモードノイズのノイズ源になった場合、ノイズ源は、負荷３と同様に一端が制御装置１の接続部１１の他端に接続されるが、他端がＦＧ４に接続されるような回路構成とみなすことができる。このような場合、コモンモードノイズが制御回路３３に流れると、制御回路３３が誤動作し、負荷３の制御に影響を及ぼす可能性が考えられる。
　しかしながら、本実施の形態では、電源回路２０から制御回路３３に第１の電力が供給される第１の電源ライン３４，３５には、インダクタ３１，３２が配置されている。第１の電源ライン３４，３５にインダクタ３１，３２が配置されていることから、第１の電源ライン３４，３５のインピーダンスは、インダクタが配置されていない第２の電源ライン３６，３７のインピーダンスよりも大きい。そのため、コモンモードノイズが制御装置１の内部を流れる場合でも、コモンモードノイズは、制御回路３３が接続されている第１の電源ライン３４，３５よりも、インピーダンスの小さい第２の電源ライン３６，３７の方に多く流れることになる。図４は、実施の形態１に係る制御装置１にコモンモードノイズが流れる場合の経路６１～６３の例を示す図である。図４は、図３に対して、コモンモードノイズが制御装置１に流れるときの経路６１～６３を追加している。前述のような制御装置１の内部の各電源ラインのインピーダンスの関係から、コモンモードノイズは、大部分が経路６１，６２を流れ、経路６３にはほとんど流れないと考えられる。
　経路６１は、ノイズ源から、接続部１１、フォトＭＯＳリレー４４の寄生容量、抵抗４５、第２の電源ライン３６、Ｙコンデンサ２８、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。経路６２は、ノイズ源から、接続部１１、フォトＭＯＳリレー４４の寄生容量、フォトカプラ４２の受光素子４２ｂ、第２の電源ライン３７、Ｙコンデンサ２９、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。経路６３は、ノイズ源から、接続部１１、フォトＭＯＳリレー４４の寄生容量、フォトカプラ４２の寄生容量、トランジスタ４１、制御回路３３、第１の電源ライン３５、インダクタ３２、Ｙコンデンサ２９、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。なお、経路６３は、ノイズ源から、接続部１１、フォトＭＯＳリレー４４の寄生容量、フォトカプラ４２の寄生容量、トランジスタ４１、制御回路３３、第１の電源ライン３４、インダクタ３１、Ｙコンデンサ２８、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路としてもよい。なお、図４に示す経路６１～６３は例であって、配線と配線との間、配線と車体との間などにも寄生容量が存在することがある。
　このように、負荷３がノイズ源となるコモンモードノイズが制御装置１に流れる場合、２つの第２の電源ライン３６，３７に流れるコモンモードノイズの合計量は、２つの第１の電源ライン３４，３５に流れるコモンモードノイズの合計量よりも大きくなる。
　なお、本実施の形態では、第１の非接触型リレーとしてフォトカプラ４２を用い、第２の非接触型リレーとしてフォトＭＯＳリレー４４を用いたが、これに限定されない。制御装置１は、第１の非接触型リレーとしてフォトＭＯＳリレーを用い、第２の非接触型リレーとしてフォトカプラを用いてもよい。また、制御装置１は、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、ともにフォトカプラを用いてもよいし、ともにフォトＭＯＳリレーを用いてもよい。また、制御装置１は、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、メカニカルリレーを用いることも可能である。このように、制御装置１は、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、フォトカプラ、またはフォトＭＯＳリレー、またはメカニカルリレーを用いることができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、制御装置１は、電源回路２０からインダクタ３１が配置された第１の電源ライン３４およびインダクタ３２が配置された第１の電源ライン３５を介して、制御回路３３、および第１の非接触型リレーであるフォトカプラ４２の第１の入力端の発光ダイオード４２ａに第１の電力を供給する。また、制御装置１は、電源回路２０から第２の電源ライン３６，３７を介して、第１の非接触型リレーであるフォトカプラ４２の第１の出力端の受光素子４２ｂ、および第２の非接触型リレーであるフォトＭＯＳリレー４４の第２の入力端の発光ダイオード４４ａに第２の電力を供給する。これにより、制御装置１は、負荷３をノイズ源とするコモンモードノイズが発生し、コモンモードノイズが制御装置１の内部を流れる場合でも、制御回路３３が接続される第１の電源ライン３４，３５よりも第２の電源ライン３６，３７に多くのコモンモードノイズを流すことができるので、コモンモードノイズによる制御回路３３の誤動作を低減することができる。すなわち、制御装置１は、非接触型リレーを備えつつ、寄生容量を介した所望の経路、具体的には制御回路３３が接続される第１の電源ライン３４，３５へのノイズの流入を低減可能である。
実施の形態２．
　実施の形態１では、制御装置１として、具体的に、ＤＯ回路を例にして説明した。実施の形態２では、制御装置として、具体的に、ＤＩ（Degital　Input）回路を例にして説明する。
　図５は、実施の形態２に係る制御装置１ａの構成例を示す図である。制御装置１ａは、図示しない電車などで使用されるＤＩ回路である。制御装置１ａは、車両電源２、およびスイッチ５に接続される。制御装置１ａは、スイッチ５で受け付けられた操作の情報を制御回路３３ａで取得する。制御装置１ａは、接続部１０，１１と、電源回路２０と、インダクタ３１が配置された第１の電源ライン３４と、インダクタ３２が配置された第１の電源ライン３５と、制御回路３３ａと、第２の電源ライン３６，３７と、抵抗５１，５３，５６と、フォトカプラ５２，５４と、ダイオード５５と、を備える。図５に示す実施の形態２の電源回路２０の構成は、図１などに示す実施の形態１の電源回路２０の構成と同様である。以降の説明において、フォトカプラ５２を第１の非接触型リレーと称し、フォトカプラ５４を第２の非接触型リレーと称することがある。
　制御装置１ａは、車両電源２の正極Ｐ１００と接続部１０の一端で接続し、車両電源２の負極Ｎ１００と接続部１０の他端で接続する。また、制御装置１ａは、車両電源２の正極Ｐ１００と接続部１１の一端で接続し、車両電源２の負極Ｎ１００と接続部１１の他端で、スイッチ５を介して接続する。接続部１１の他端は、ＩＮＰＵＴ端子である。スイッチ５は、一端が制御装置１ａの接続部１１の他端に接続され、他端が車両電源２の負極Ｎ１００に接続される外部構成である。スイッチ５は、例えば、図示しない電車の乗務員からの操作を受け付ける車載機器である。なお、Ｙコンデンサ２１，２２の接続点、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、車両電源２の負極Ｎ１００、制御装置１の接続部１０の他端、およびスイッチ５の他端は、ＦＧ４に接続されている。
　第１の電源ライン３４，３５には、インダクタ３１，３２が配置されている。具体的には、図５に示すように、第１の電源ライン３４にはインダクタ３１が配置され、第１の電源ライン３５にはインダクタ３２が配置されている。すなわち、制御装置１ａは、各々にインダクタが配置された２つの第１の電源ライン３４，３５を備えている。インダクタ３１，３２が配置されている第１の電源ライン３４，３５は、電源回路２０からの第１の電力を、制御回路３３ａ、およびフォトカプラ５２の受光素子５２ｂが接続される第１の出力端に供給する電源ラインである。
　なお、第２の電源ライン３６，３７には、インダクタは配置されていない。すなわち、制御装置１ａは、インダクタが配置されていない２つの第２の電源ライン３６，３７を備えている。第２の電源ライン３６，３７は、電源回路２０からの第２の電力を、フォトカプラ５２の発光ダイオード５２ａが接続される第１の入力端、およびフォトカプラ５４の受光素子５４ｂが接続される第２の出力端に供給する電源ラインである。
　制御回路３３ａは、電源回路２０から、２つの第１の電源ライン３４，３５を介して第１の電力が供給される。制御回路３３ａは、スイッチ５で受け付けられた操作の情報を取得する。
　抵抗５１は、電源回路２０から供給される第１の電力の大きさを調整するための抵抗である。抵抗５３は、電源回路２０から供給される第２の電力の大きさを調整するための抵抗である。ダイオード５５は、フォトカプラ５４に並列に接続される。抵抗５６は、車両電源２から供給される第３の電力の大きさを調整するための抵抗である。
　フォトカプラ５２は、発光ダイオード５２ａと、受光素子５２ｂと、を備える。また、フォトカプラ５２は、第１の入力端および第１の出力端を有し、第１の入力端に発光ダイオード５２ａが接続され、第１の出力端に受光素子５２ｂが接続される。図５に示すように、第１の出力端の受光素子５２ｂには、電源回路２０から２つの第１の電源ライン３４，３５を介して第１の電力が供給され、第１の入力端の発光ダイオード５２ａには、電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給される。
　フォトカプラ５４は、発光ダイオード５４ａと、受光素子５４ｂと、を備える。また、フォトカプラ５４は、第２の入力端および第２の出力端を有し、第２の入力端に発光ダイオード５４ａが接続され、第２の出力端に受光素子５４ｂが接続される。図５に示すように、第２の出力端の受光素子５４ｂには、電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給され、第２の入力端の発光ダイオード５４ａには、車両電源２から第３の電力が供給されるとともに外部構成であるスイッチ５が接続される。
　本実施の形態において、制御装置１ａでは、スイッチ５で受け付けられた操作に応じてスイッチ５およびフォトカプラ５４の第２の入力端の発光ダイオード５４ａに第３の電力が導通することで、フォトカプラ５４の第２の入力端の発光ダイオード５４ａが発光するので、フォトカプラ５４の第２の出力端の受光素子５４ｂに第２の電力が導通する。フォトカプラ５４の第２の出力端の受光素子５２ｂとフォトカプラ５２の第１の入力端の発光ダイオード５２ａとは直列接続されているので、制御装置１ａでは、フォトカプラ５４の第２の出力端の受光素子５４ｂに第２の電力が導通することで、フォトカプラ５２の第１の入力端の発光ダイオード５２ａに第２の電力が導通する。フォトカプラ５２の第１の入力端の発光ダイオード５２ａに第２の電力が導通することで、フォトカプラ５２の第１の入力端の発光ダイオード５２ａが発光するので、フォトカプラ５２の第１の出力端の受光素子５２ｂに第１の電力が導通する。フォトカプラ５２の第１の出力端の受光素子５２ｂに第１の電力が導通することで、制御回路３３ａで検出可能な第１の電力が変動するが、第１の電力の変動は、スイッチ５で受け付けられた操作に応じた変動になる。そのため、制御回路３３ａは、フォトカプラ５２の第１の出力端の受光素子５２ｂに導通する第１の電力の変動に基づいて、スイッチ５で受け付けられた操作の情報を取得することができる。
　ここで、背景技術でも説明したように、フォトカプラ５２，５４などでは、内部に寄生容量が存在することが想定される。図６は、実施の形態２に係る制御装置１ａに存在する寄生容量のイメージを示す図である。図６に示す制御装置１ａは、図５に示す制御装置１ａに対してフォトカプラ５２，５４の内部に寄生容量を追加しているが、実際には配線と配線との間、配線と筐体との間などにも寄生容量は存在する。図６に示すように制御装置１ａの内部に寄生容量が存在する場合、スイッチ５でコモンモードノイズが発生、すなわちスイッチ５がコモンモードノイズのノイズ源になると、コモンモードノイズが制御装置１ａの内部を流れてＦＧ４からノイズ源に戻るループが発生する。図７は、実施の形態２に係る制御装置１ａに接続されるスイッチ５がコモンモードノイズのノイズ源になった場合の回路のイメージを示す図である。図７に示すように、スイッチ５がコモンモードノイズのノイズ源になった場合、ノイズ源は、スイッチ５と同様に一端が制御装置１ａの接続部１１の他端に接続されるが、他端がＦＧ４に接続されるような回路構成とみなすことができる。このような場合、コモンモードノイズが制御回路３３ａに流れると、制御回路３３ａが誤動作し、スイッチ５で受け付けられた操作の情報の取得に影響を及ぼす可能性が考えられる。
　しかしながら、本実施の形態では、電源回路２０から制御回路３３ａに第１の電力が供給される第１の電源ライン３４，３５には、インダクタ３１，３２が配置されている。第１の電源ライン３４，３５にインダクタ３１，３２が配置されていることから、第１の電源ライン３４，３５のインピーダンスは、インダクタが配置されていない第２の電源ライン３６，３７のインピーダンスよりも大きい。そのため、コモンモードノイズが制御装置１ａの内部を流れる場合でも、コモンモードノイズは、制御回路３３ａが接続されている第１の電源ライン３４，３５よりも、インピーダンスの小さい第２の電源ライン３６，３７の方に多く流れることになる。図８は、実施の形態２に係る制御装置１ａにコモンモードノイズが流れる場合の経路７１～７３の例を示す図である。図８は、図７に対して、コモンモードノイズが制御装置１ａに流れるときの経路７１～７３を追加している。前述のような制御装置１ａの内部の各電源ラインのインピーダンスの関係から、コモンモードノイズは、大部分が経路７１，７２を流れ、経路７３にはほとんど流れないと考えられる。
　経路７１は、ノイズ源から、接続部１１、フォトカプラ５４の寄生容量、フォトカプラ５２の発光ダイオード５２ａ、抵抗５３、第２の電源ライン３６、Ｙコンデンサ２８、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。経路７２は、ノイズ源から、接続部１１、フォトカプラ５４の寄生容量、第２の電源ライン３７、Ｙコンデンサ２９、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。経路７３は、ノイズ源から、接続部１１、フォトカプラ５４の寄生容量、フォトカプラ５２の寄生容量、制御回路３３ａ、第１の電源ライン３５、インダクタ３２、Ｙコンデンサ２９、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路である。なお、経路７３は、ノイズ源から、接続部１１、フォトカプラ５４の寄生容量、フォトカプラ５２の寄生容量、制御回路３３ａ、第１の電源ライン３４、インダクタ３１、Ｙコンデンサ２８、Ｙコンデンサ２８，２９の接続点、およびＦＧ４を経由してノイズ源に戻る経路としてもよい。なお、図８に示す経路７１～７３は例であって、配線と配線との間、配線と車体との間などにも寄生容量が存在することがある。
　このように、スイッチ５がノイズ源となるコモンモードノイズが制御装置１ａに流れる場合、２つの第２の電源ライン３６，３７に流れるコモンモードノイズの合計量は、２つの第１の電源ライン３４，３５に流れるコモンモードノイズの合計量よりも大きくなる。
　なお、本実施の形態では、第１の非接触型リレーとしてフォトカプラ５２を用い、第２の非接触型リレーとしてフォトカプラ５４を用いたが、これに限定されない。制御装置１ａは、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、ともにフォトＭＯＳリレーを用いてもよい。また、制御装置１ａは、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーのうち、一方をフォトカプラ、他方をフォトＭＯＳリレーとして用いてもよい。また、制御装置１ａは、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、メカニカルリレーを用いることも可能である。このように、制御装置１ａは、第１の非接触型リレーおよび第２の非接触型リレーとして、フォトカプラ、またはフォトＭＯＳリレー、またはメカニカルリレーを用いることができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、制御装置１ａは、電源回路２０からインダクタ３１が配置された第１の電源ライン３４およびインダクタ３２が配置された第１の電源ライン３５を介して、制御回路３３ａ、および第１の非接触型リレーであるフォトカプラ５２の第１の出力端の受光素子５２ｂに第１の電力を供給する。また、制御装置１ａは、電源回路２０から第２の電源ライン３６，３７を介して、第１の非接触型リレーであるフォトカプラ５２の第１の入力端の発光ダイオード５２ａ、および第２の非接触型リレーであるフォトカプラ５４の第２の出力端の受光素子５４ｂに第２の電力を供給する。これにより、制御装置１ａは、スイッチ５をノイズ源とするコモンモードノイズが発生し、コモンモードノイズが制御装置１ａの内部を流れる場合でも、制御回路３３ａが接続される第１の電源ライン３４，３５よりも第２の電源ライン３６，３７に多くのコモンモードノイズを流すことができるので、コモンモードノイズによる制御回路３３ａの誤動作を低減することができる。すなわち、制御装置１ａは、非接触型リレーを備えつつ、寄生容量を介した所望の経路、具体的には制御回路３３ａが接続される第１の電源ライン３４，３５へのノイズの流入を低減可能である。
　ここで、実施の形態１の制御装置１において、第１の非接触型リレーであるフォトカプラ４２では、第１の入力端の発光ダイオード４２ａに第１の電力が供給され、第１の出力端の受光素子４２ｂに第２の電力が供給され、第２の非接触型リレーであるフォトＭＯＳリレー４４では、第２の入力端の発光ダイオード４４ａに第２の電力が供給され、第２の出力端の受光素子４４ｂに第３の電力が供給される。これに対して、実施の形態２の制御装置１ａにおいて、第１の非接触型リレーであるフォトカプラ５２では、第１の出力端の受光素子５２ｂに第１の電力が供給され、第１の入力端の発光ダイオード５２ａに第２の電力が供給され、第２の非接触型リレーであるフォトカプラ５４では、第２の出力端の受光素子５４ｂに第２の電力が供給され、第２の入力端の発光ダイオード５４ａに第３の電力が供給される。
　このように、実施の形態１の制御装置１および実施の形態２の制御装置１ａは、各非接触型リレーの入力端および出力端に供給される電力が異なっているが、前述のように同様の効果を得ることができる。すなわち、制御装置１，１ａは、第１の入力端および第１の出力端を有し、一方に電源回路２０から２つの第１の電源ライン３４，３５を介して第１の電力が供給され、他方に電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給される第１の非接触型リレーと、第２の入力端および第２の出力端を有し、一方に電源回路２０から２つの第２の電源ライン３６，３７を介して第２の電力が供給され、他方に第３の電力が供給されるとともに外部構成が接続される第２の非接触型リレーと、を備えていればよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ　制御装置、２　車両電源、３　負荷、４　ＦＧ、５　スイッチ、１０，１１　接続部、２０　電源回路、２１，２２，２８，２９　Ｙコンデンサ、２３　スイッチング素子、２４　トランス、２５，２７　コンデンサ、２６，５５　ダイオード、３１，３２　インダクタ、３３，３３ａ　制御回路、３４，３５　第１の電源ライン、３６，３７　第２の電源ライン、４１　トランジスタ、４２，５２，５４　フォトカプラ、４２ａ，４４ａ，５２ａ，５４ａ　発光ダイオード、４２ｂ，４４ｂ，５２ｂ，５４ｂ　受光素子、４３，４５，５１，５３，５６　抵抗、４４　フォトＭＯＳリレー、６１～６３，７１～７３　経路。

Claims (6)

  1. 　各々にインダクタが配置された２つの第１の電源ラインと、
    　２つの第２の電源ラインと、
    　電源回路から前記２つの第１の電源ラインを介して第１の電力が供給される制御回路と、
    　第１の入力端および第１の出力端を有し、一方に前記電源回路から前記２つの第１の電源ラインを介して前記第１の電力が供給され、他方に前記電源回路から前記２つの第２の電源ラインを介して第２の電力が供給される第１の非接触型リレーと、
    　第２の入力端および第２の出力端を有し、一方に前記電源回路から前記２つの第２の電源ラインを介して前記第２の電力が供給され、他方に第３の電力が供給されるとともに外部構成が接続される第２の非接触型リレーと、
    　を備えることを特徴とする制御装置。
  2. 　前記外部構成は負荷であり、
    　前記制御回路は、
    　前記第１の非接触型リレーの前記第１の入力端における前記第１の電力の導通を制御可能であり、
    　前記第１の非接触型リレーの前記第１の入力端に前記第１の電力を導通させることで前記第１の非接触型リレーの前記第１の出力端に前記第２の電力を導通させ、
    　前記第１の非接触型リレーの前記第１の出力端に前記第２の電力を導通させることで前記第２の非接触型リレーの前記第２の入力端に前記第２の電力を導通させ、
    　前記第２の非接触型リレーの前記第２の入力端に前記第２の電力を導通させることで前記第２の非接触型リレーの前記第２の出力端に前記第３の電力を導通させ、
    　前記第２の非接触型リレーの前記第２の出力端に前記第３の電力を導通させることで前記負荷に前記第３の電力を供給させて前記負荷の動作を制御する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記負荷がノイズ源となるコモンモードノイズが前記制御装置に流れる場合、前記２つの第２の電源ラインに流れる前記コモンモードノイズの合計量は、前記２つの第１の電源ラインに流れる前記コモンモードノイズの合計量よりも大きい、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記外部構成はスイッチであり、
    　前記スイッチで受け付けられた操作に応じて前記スイッチおよび前記第２の非接触型リレーの前記第２の入力端に前記第３の電力が導通することで前記第２の非接触型リレーの前記第２の出力端に前記第２の電力が導通し、
    　前記第２の非接触型リレーの前記第２の出力端に前記第２の電力が導通することで前記第１の非接触型リレーの前記第１の入力端に前記第２の電力が導通し、
    　前記第１の非接触型リレーの前記第１の入力端に前記第２の電力が導通することで前記第１の非接触型リレーの前記第１の出力端に前記第１の電力が導通し、
    　前記第１の非接触型リレーの前記第１の出力端に前記第１の電力が導通することで、
    　前記制御回路は、前記第１の非接触型リレーの前記第１の出力端に導通する前記第１の電力の変動に基づいて、前記スイッチで受け付けられた操作の情報を取得する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記スイッチがノイズ源となるコモンモードノイズが前記制御装置に流れる場合、前記２つの第２の電源ラインに流れる前記コモンモードノイズの合計量は、前記２つの第１の電源ラインに流れる前記コモンモードノイズの合計量よりも大きい、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
  6. 　前記第１の非接触型リレーおよび前記第２の非接触型リレーは、フォトカプラ、またはフォトＭｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒリレー、またはメカニカルリレーである、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の制御装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57200952U (ja) * 1981-06-15 1982-12-21
JPS5928724A (ja) * 1982-08-10 1984-02-15 Olympus Optical Co Ltd フオト・カプラ信号処理回路
JP2013106310A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Panasonic Corp 半導体スイッチ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57200952U (ja) * 1981-06-15 1982-12-21
JPS5928724A (ja) * 1982-08-10 1984-02-15 Olympus Optical Co Ltd フオト・カプラ信号処理回路
JP2013106310A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Panasonic Corp 半導体スイッチ

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