JPH043617B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、交流電力によつて直流動作型リレー
を駆動するためのリレー駆動回路に関する。

背景技術 第１図は、典型的な先行技術を示す。交流電源
１からの交流電力は、スイツチ２から整流回路３
を介して流れ、直流に変換される。この整流回路
３からの出力は、抵抗５からトランジスタ９のベ
ースに流れ、これによつてトランジスタ９が導通
する。そのためコンデンサ１２はダイオード１１
を介して充電されるとともに直流動作型リレー１
４が励磁される。

スイツチ２が遮断されると、トランジスタ９が
遮断され、これによつてコンデンサ１２がリレー
１４によつて放電され、リレー１４は遮断する。
ツエナダイオード１０は、トランジスタ９のベー
ス電圧がそのブレークダウン電圧以上になるとブ
レークダウンする。これによつてトランジスタ９
が遮断する。したがつてトランジスタ９のベース
電圧は、ツエナダイオード１０のブレークダウン
電圧に制限され、コンデンサ１２の電位もまた一
定に制限される。こうしてリレー１４に過大な電
圧が印加されないようにされる。

トランジスタ８のベースには、抵抗６，７によ
つて分圧された電圧が与えられる。したがつて整
流回路３からの出力が予め定めた値を超えたと
き、トランジスタ８が導通する。これによつてト
ランジスタ９が遮断する。このようにしてトラン
ジスタ９は、交流電源１の各半周期ごとにその電
圧の絶対値が分圧抵抗６，７によつて定められる
電圧以上のときに遮断し、いわばチヨツピング効
果が達成される。こうしてトランジスタ９におい
て消費される電力を制限することができる。半導
体スイツチング素子ZNRは、交流電源１側から
サージ電圧が印加されたとき、その過大な電圧を
吸収し、それ以後の回路素子を保護する。

このような先行技術では、サージ電圧が印加さ
れたとき、トランジスタ８が導通し、したがつて
トランジスタ９が遮断する。そのためトランジス
タ９のコレクタ、エミツタ間の耐電圧は、半導体
スイツチング素子ZNRのブレークダウンする電
圧たとえば１キロボルト程度でなければならなく
なる。

目 的 本発明の目的は、耐電圧が低下された回路素子
を用いて実現することができるリレー駆動回路を
提供することである。

実施例 第２図は、本発明の一実施例の電気回路図であ
る。この実施例では、交流電源１からの電力はス
イツチ２を介してダイオード２１によつて整流さ
れ、抵抗４およびトランジスタ９から、さらにダ
イオード１１を介して、コンデンサ１２を充電す
るとともに、直流動作型リレー１４に与えられ
る。

トランジスタ９のベースには、トランジスタ１
６が接続されている。トランジスタ１６のベース
には、抵抗６，７によつて分圧された電圧が与え
られる。抵抗７には、トランジスタ２２が並列に
接続されており、このトランジスタ２２のベース
には、抵抗２３，２４によつて分圧された電圧が
与えられる。コンデンサ１２には、並列にツエナ
ダイオード２５が接続される。他の構成は第１図
の先行技術と同様であり、対応する部分には同一
の参照符を付す。

第３図を参照して、交流電源１からのピーク値
V1を有する電圧が与えられるとき、トランジス
タ１６は分圧抵抗６，７によつて定められた電圧
V2未満において遮断している。したがつてトラ
ンジスタ９は、この電圧V2未満である範囲にお
いて導通する。こうしてリレー１４が励磁される
ことになる。電源電圧が電圧V2以上であるとき
には、トランジスタ９は遮断している。したがつ
てトランジスタ９による電力の消費が防がれる。

半導体スイツチング素子ZNRのブレークダウ
ン電圧を超えるサージ電圧が交流電源１側から印
加されると、それまで遮断していたトランジスタ
２２が導通する。そのためトランジスタ１６が遮
断し、これによつてトランジスタ９が導通する。
こうしてサージ電圧は、抵抗４とトランジスタ９
とダイオード１１とコンデンサ１２とによつて構
成される直列回路に与えられることになり、抵抗
４とコンデンサ１２との時定数を適切な値に選ぶ
ことによつて、たとえば約100マイクロ秒程度の
サージ電圧の大部分が抵抗４に印加されることが
可能になる。これによつてトランジスタ９および
それ以降の回路素子の耐電圧を低下することがで
きる。

ツエナダイオード２５はリレー１４に過大な電
圧が印加されることを確実に防ぐ。

コンデンサ１２の容量を大きくすることによつ
て、ダイオード２１による半波整流が可能となる
けれども、ダイオード２１に代えて全波整流回路
を用いるようにしてもよい。

第４図は、本発明の他の実施例の電気回路図で
ある。この実施例では、トランジスタ９のベース
には抵抗３２とトランジスタ３１との直列回路が
接続されており、トランジスタ３１のベースには
抵抗３３，３４によつて分圧された電圧が与えら
れる。交流電源１の電源電圧が抵抗３３，３４に
よつて定められた電圧に対応する値未満では、ト
ランジスタ３１を遮断しており、したがつてトラ
ンジスタ９が導通する。交流電源１の電圧が前記
予め定めた値以上であるとき、トランジスタ９は
遮断し、これによつていわゆるチヨツピング作用
が行なわれ、トランジスタ９の電力消費が防がれ
る。

サージ電圧が印加されたときには、トランジス
タ３１は導通し、これによつてトランジスタ９が
遮断するけれども、このトランジスタ３１の導通
によつて抵抗３２には電流Ｉ３５が流れる。サー
ジ電圧は、たとえば１キロボルト程度以上であ
る。したがつてこの電流Ｉ３５は大きい。これに
よつてトランジスタ９のベース電圧は高くなり、
トランジスタ９は導通する。サージ電圧は抵抗４
に大部分を分担させるようにし、これによつてト
ランジスタ９およびそれ以降の回路素子の耐電圧
を低下することができる。

第５図は、本発明のさらに他の実施例の電気回
路図である。この実施例は第４図に示された実施
例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
す。この実施例では、抵抗５に直列にフエナダイ
オード４１が接続されており、これによつて交流
電源１の電圧が小さいときにツエナダイオード４
１を遮断しておき、応じてトランジスタ９を遮断
する。これによつてリレー１４を確実に消磁する
ことができる。ダイオード１１と分圧抵抗３３，
３４の接続点との間には、抵抗４２とツエナダイ
オード４３との直列回路が接続される。これによ
つてリレー１４に過大な電圧が発生したときツエ
ナダイオード４３をブレークダウンし、トランジ
スタ３１を導通させ、応じてトランジスタ９を遮
断することができる。こうしてリレー１４を保護
することが可能となる。その他の図示は第４図示
の実施例と同様である。

第６図は、本発明の他の実施例の電気回路図で
ある。前述の実施例に類似する部分には、同一の
参照符を付す。トランジスタ９のベースにはトラ
ンジスタ５１が接続されており、このトランジス
タ５１に関連してツエナダイオード５２、抵抗５
３，５４、トランジスタ５５，５６、分圧抵抗５
７，５８が接続される。されにまたトランジスタ
５５に関連して分圧抵抗５９，６０、ダイオード
６１、抵抗６２，６３およびコンデンサ６４が接
続されている。

交流電源１の電圧が小さいとき、抵抗５９，６
０の働きによつてトランジスタ５５は遮断してい
る。したがつて、ツエナダイオード５２はブレー
クダウンし、トランジスタ５１が導通する。これ
によつて、トランジスタ９が遮断しリレー１４は
確実に消磁されている。交流電源１の電源電圧が
上昇するとき、トランジスタ５５はツエナダイオ
ード６５のブレークダウンによつて導通する。し
たがつてトランジスタ５１が遮断し、トランジス
タ９が導通する。こうしてリレー１４が励磁され
る。電源電圧がさらに上昇すると、抵抗５３，５
４の分圧電圧に応じてツエナダイオード５２がブ
レークダウンしてトランジスタ５１が導通する。
これによつてトランジスタ９が遮断して、いわゆ
るチヨツピング作用が達成される。

サージ電圧が印加されるとトランジスタ５６が
導通する。これによつてトランジスタ５２が遮断
し、トランジスタ９は導通する。こうしてサージ
電圧の大部分を抵抗４に負担させることが可能で
ある。

第７図は、本発明の他の実施例の電気回路図で
あり、この実施例は第６図の実施例に類似する。
注目すべきはトランジスタ５１のベースは抵抗５
３，５４の接続点に接続されており、トランジス
タ９のベースには抵抗７１とツエナダイオード７
２との直列回路が接続されている。ダイオード７
２にはトランジスタ５１が並列に接続される。サ
ージ電圧が印加されたときには、トランジスタ５
５が前述のように導通する。これによつてトラン
ジスタ５１が導通する。これによつてトランジス
タ９のベース電圧が上昇し、トランジスタ９が導
通する。こうしてサージ電圧の大部分を抵抗４に
分担させることができる。

第８図は、本発明の他の実施例の電気回路図で
ある。この実施例では抵抗５９，６０の分圧電圧
は抵抗８１からトランジスタ８２のベースに与え
られる。このトランジスタ８２に関連して抵抗８
３およびツエナダイオード８４が接続されてい
る。ツエナダイオード８４には、並列にトランジ
スタ８５が接続される。トランジスタ８５に関連
してトランジスタ８６、抵抗８７，８８およびト
ランジスタ８９が接続される。

この実施例もまた、前述の第６図示の実施例に
類似する。抵抗５９，６０によつて電源電圧を分
圧し、その電源電圧が小さいときにはトランジス
タ８２が遮断し、トランジスタ８６が遮断し、こ
れによつてトランジスタ８５，８９が遮断する。
そのためリレー１４が遮断している。電源電圧が
さらに上昇すると、トランジスタ８２が導通す
る。そのためトランジスタ８６，８５，８９が導
通し、リレー１４が励磁される。電源電圧が下降
していくとき、トランジスタ８２が遮断し、これ
によつてトランジスタ８６，８５および８９が遮
断し、リレー１４が遮断する。トランジスタ８５
に並列に接続されているツエナダイオード８４は
トランジスタ８５のオン・オフ動作によつてトラ
ンジスタ８２のオン・オフ動作レベルを変える。
これによつて電源電圧の上昇時と下降時における
リレー１４のヒステリシス動作を達成する。

第９図は、本発明の他の実施例の電気回路図で
あり、この実施例は第８図示の実施例に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。この実施
例では、サージ電圧が印加されるときの対策とし
て抵抗９２，９３，９４；９６、９７およびトラ
ンジスタ９８が設けられている。サージ電圧が印
加されたとき、トランジスタ９８は導通し、これ
によつてトランジスタ５１が遮断し、応じてトラ
ンジスタ９を導通させる。こうしてサージ電圧の
大部分を抵抗４に分担させることができる。

交流電源１の電源電圧が低い範囲でトランジス
タ９を導通し、高い範囲においてトランジスタ９
を遮断するためのいわゆるチヨツピング動作につ
いて述べる。抵抗１０８，１０９によつてコンデ
ンサ１２の充電電圧を分圧し、このコンデンサ１
２の電圧が上昇したとき、ツエナダイオード１０
４，１０５のブレークダウン電圧である電圧Va
（第１図参照）においてトランジスタ１０６が導
通する。これによつてトランジスタ１００が導通
し、トランジスタ５１が導通する。応じてトラン
ジスタ９が遮断する。

トランジスタ９が遮断することによつて、コン
デンサ１２はリレー１４によつて放電され、その
充電電圧が下降する。このときトランジスタ１０
０は導通しており、応じてトランジスタ１０３が
導通している。したがつてコンデンサ１２の充電
電圧が下降してゆくとき、ツエナダイオード１０
４のブレーク電圧に依存した電圧Vbになると、
トランジスタ１０６は遮断し、これによつてトラ
ンジスタ１００が遮断する。これによつてトラン
ジスタ５１が遮断し、トランジスタ９が導通す
る。こうしてコンデンサ２２が充電される。トラ
ンジスタ１００が遮断することによつて、トラン
ジスタ１０３が遮断し、したがつてトランジスタ
１０６，５１はコンデンサ１２の充電電圧がツエ
ナダイオード１０４，１０５によつて定められた
対応した電圧Vaになつたとき導通し、トランジ
スタ９が遮断することになる。このようにして、
第１０図に示されるようにトランジスタ９のヒス
テリシス動作が行なわれる。

こうして第９図の実施例では、コンデンサ１２
の充電電圧に応じてトランジスタ９の制御が行な
われるので、交流電源の投入時などにおいて効率
良くトランジスタ９を制御して、そのトランジス
タ９による電力消費を低減することができる。

効 果 以上のように本発明によれば、サージ電圧が印
加されたときにはスイツチング回路のスイツチン
グ素子を導通させ、これによつてそのスイツチン
グ素子に直列に接続されている抵抗にサージ電圧
の大部分を分担させることができ、これによつて
後続の回路素子の耐電圧を低下することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の電気回路図、第２図は本発
明の一実施例の電気回路図、第３図は第２図示の
実施例の動作を説明するための波形図、第４図〜
第９図は他の各実施例の電気回路図、第１０図は
第９図示の実施例の動作を説明するための図であ
る。 １……交流電源、３……全波整流回路、８，
９，１６，２２，３１，５１，５５，５６，８
２，８５，８６，８９，９８，１００，１０３，
１０６……トランジスタ、１４……リレー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電力を整流して直流動作型リレーを駆動
   するリレー駆動回路に於て、前記整流回路と直流
   動作型リレーとの間にコンデンサを挿入してその
   放電によつて整流波形の下位点での補償用の電流
   を供給し、更に前記整流回路と補償電流供給用コ
   ンデンサとの間に挿入された半導体スイツチング
   素子より成る２つの機能を有するスイツチング回
   路であつて、その１つの機能は前記コンデンサへ
   の放電電流および直流動作型リレーへの制御電流
   を供給するものと、他の１つの機能は交流電力と
   してサージ電圧を入力した際、スイツチング素子
   をオンとしてその高電圧に起因してスイツチング
   回路から供給される過剰電流を抵抗と前記コンデ
   ンサとの時定数によつて制御するものとしたこと
   を特徴としたリレー駆動回路。 ２ 前記スイツチング回路はその１つの機能中に
   おいて、コンデンサへの充電電流を整流波形の上
   位点で供給せず、且つ上位点から下位点に移るあ
   る境界範囲で供給することを特徴とした特許請求
   範囲第１項記載のリレー駆動回路。 ３ 前記スイツチング回路の半導体スイツチング
   素子は２個のトランジスタにて構成され、その第
   １のトランジスタは整流波形の上位点におけるベ
   ース電位の上昇によつてオン動作し、第２のトラ
   ンジスタはその第１のトランジスタのオン動作に
   よる自己のベース電位の降下によつてオフ動作し
   てスイツチング回路からの電流供給を停止し、且
   つ第１のトランジスタは整流波形の下位点におけ
   るベース電位の降下によつてオフ動作し、第２の
   トランジスタはその第１のトランジスタのオフ動
   作に移行する間のベース電位の上昇に伴つてオン
   動作に移行するとともに、コンデンサへの充電電
   流の供給を行なうことを特徴とした特許請求の範
   囲第１項記載のリレー駆動回路。 ４ 前記スイツチング回路における２個のトラン
   ジスタは各々ベース電圧用の分圧抵抗を有し、且
   つ整流波形の下位点でオン動作する第２のトラン
   ジスタのエミツタ、コレクタ間にはサージ電圧時
   のスイツチング回路からの供給電流を制御する時
   定数用の抵抗とコンデンサとを接続したことを特
   徴とした特許請求の範囲第１項記載のリレー駆動
   回路。 ５ 前記スイツチング回路における整流波形の上
   位点でオフ動作する第１のトランジスタは、サー
   ジ電圧時ベース電位の降下でオフ動作するための
   第３のトランジスタにて制御されることを特徴と
   した特許請求の範囲第１項記載のリレー駆動回
   路。