JPH0937455A - 制御機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】交流電源の整流出力を平滑し、この平滑出力を
内部回路への作動電源として得るとともに、交流電源側
からの入力信号に応答動作する制御機器において、電源
がオフの状態のときに入力信号の入力によって内部回路
が動作しないようにして該内部回路を保護する。 【解決手段】平滑コンデンサ１４の平滑出力が所定値に
なるまでは電源経路内の保護トランジスタ３８をオフ状
態として内部回路１６の動作を阻止し、平滑出力が所定
値になると保護トランジスタ３８をオン状態として、内
部回路１６を動作可能とすることで、内部回路１６を構
成するトランジスタのベースエミッタ間に過大な電流の
入力信号が流れないようにして内部回路１６を保護す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイマなどの制御
機器に係り、詳しくは交流電源の整流出力を平滑し、こ
の平滑出力を内部回路への作動電源として得る一方、前
記交流電源側からの入力信号を前記内部回路に与えるよ
う構成してある制御機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御機器の一例としてのタイマは図示し
ていないが、そのパネル面にはタイマ操作部とか表示部
などを備えている。このようなタイマ操作部の操作入力
に応答したり、表示部にタイマの設定値とかタイマの動
作時間などを表示させる内部回路を含む全体の概略的な
回路構成を図２に示す。

【０００３】同図を参照して、一対の電源端子２，２間
に接続された交流電源４には、電源スイッチ６を介して
電源部８が接続される。電源部８は、その具体的構成は
図示されていないが、ダイオード１０とかトランジスタ
１２などによって交流電源４を半波整流し、整流出力の
大きさとかその位相を補正するなどの機能を有するよう
に構成されている。電源部８には並列に平滑コンデンサ
１４が接続されている。平滑コンデンサ１４は電源部８
で半波整流された交流電源出力を平滑出力する。内部回
路１６は、平滑コンデンサ１４出力を動作に適した電圧
に変換する電圧変換回路１８と、タイマ操作部の操作入
力に応答してタイマ時間を設定したり、タイマ時間の計
測を行ってそれを表示部へ出力したり、あるいはタイム
アップしたときにタイマ出力を出力する動作を行ったり
するＣＰＵ２０と、ゲート、スタート、リセットなどの
タイマの動作に関連した入力信号をＣＰＵ２０に出力す
る複数の入力回路２２，２４，２６と、ＣＰＵ２０から
のタイマ出力に応答するリレー回路２８などを有してい
る。入力回路２２，２４，２６はそれぞれダイオード２
２ａ，２４ａ，２６ａと、トランジスタ２２ｂ，２４
ｂ，２６ｂと、その他の図示していない素子を有してい
る。これら入力回路２２，２４，２６はそれぞれ、当該
タイマに外付けされる信号入力スイッチ２８，３０，３
２それぞれを介して交流電源４に接続されており、信号
入力スイッチ２８，３０，３２がオンにされると、交流
電源４をダイオード２２ａ，２４ａ，２６ａおよびトラ
ンジスタ２２ｂ，２４ｂ，２６ｂを介してＣＰＵ２０の
対応する入力部Ｇ，Ｓ，Ｒに入力信号として入力するよ
うに構成されている。また、リレー回路２８は、具体的
構成は図示していないが、ＣＰＵ２０からのタイマ出力
に応答して動作するトランジスタ２８ａ，２８ｂと、リ
レーコイル２８ｃとリレースイッチ（図示していない）
などを含む。

【０００４】上記構成においては、電源スイッチ６がオ
ンにされると、電源端子２，２に接続された交流電源４
は電源部８のダイオード１０で半波整流されたうえで、
この電源部８内の図示していない回路構成に基づいて所
定波形の半波整流にされたのち平滑コンデンサ１４で平
滑化されて直流化される。平滑コンデンサ１４の平滑出
力は内部回路１６に与えられる。内部回路１６は電圧変
換回路１８で平滑コンデンサ出力をＣＰＵ２０などの回
路の動作に適した電圧に変換し、この変換電圧に基づい
て動作する。ＣＰＵ２０はまた、タイマ操作部からのタ
イマ設定時間の操作入力に応答動作し、また、その設定
時間を表示部に表示させたりする。

【０００５】このような動作において、例えばスタート
用信号入力スイッチ３０がオンにされると、交流電源４
が入力回路２４を介してＣＰＵ２０の入力部Ｓに対して
スタート用の入力信号として入力される。ＣＰＵ２０は
この入力信号の入力に応答してタイマ動作をスタートさ
せ、タイマ時間の経過を計測する。そして、タイムアッ
プになると、ＣＰＵ２０は出力部Ｒｙからリレー回路２
８を動作させるためのリレー出力をリレー回路２８に出
力する。リレー回路２８においては、このリレー出力に
応答して動作する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記タイマ
においては、電源スイッチがオフの状態では、内部回路
には電源が発生していないにもかかわらず、信号入力ス
イッチがオンにされると、このスイッチが交流電源に接
続されているので、交流電源からの電流が入力回路内の
ダイオードおよびトランジスタのベースエミッタを介し
てＶｓｓ側へ流れこんでしまう回路構成となっている。
これは電源スイッチがオンにされて内部回路に電源が与
えられている場合では、内部回路におけるトランジスタ
は通常の動作をするのであるが、電源が与えられていな
いときに信号入力スイッチがオンにされると、信号入力
スイッチを介して与えられる交流電源によってそのベー
スエミッタ間がダイオードとして動作してしまうからで
ある。しかしながら、このように入力回路内のトランジ
スタのベースエミッタを介してＶｓｓ側に流れ込んだ交
流電源は共通のＶｓｓ側を介してリレー回路内における
トランジスタのベースエミッタなど、内部回路における
トランジスタのベースエミッタを介して流れ込んでしま
う。上記のようにダイオードと同等の動作をしている場
合のトランジスタのベースエミッタ間の耐圧は例えば５
〜６Ｖ程度であるから、例えば１００〜２４０Ｖ程度の
大きな交流電源からの電流が流れ込むことは好ましくな
い。

【０００７】そこで、本発明においては、上記のように
トランジスタがダイオードのように機能してそのベース
エミッタを介して交流電源からの電流が流れ込まないよ
うにして内部回路を保護できるようにすることを解決す
べき課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明第１の制御機器に
おいては、交流電源の整流出力を平滑し、この平滑出力
を内部回路への作動電源として得る一方、前記交流電源
側からの入力信号を前記内部回路に与えるよう構成し、
前記平滑出力が所定の値になるまでは前記入力信号に応
答して前記内部回路が動作しないように構成したことに
よって上述した課題を解決している。

【０００９】本発明第２の制御機器においては、交流電
源の整流出力を平滑する平滑コンデンサと、この平滑コ
ンデンを経由する出力を作動電源として与えられ、かつ
前記交流電源側からの出力を入力信号として与えられる
内部回路と、前記平滑コンデンサが所定の充電量に充電
されるまでは前記内部回路が前記入力信号に応答して動
作しないように制御する制御手段とを備えた構成とする
ことによって上述した課題を解決している。

【００１０】前記制御手段は、好ましくは前記平滑コン
デンサに並列で互いに直列に接続された複数の抵抗と、
ベースが前記複数の抵抗同士の接続部に、またコレクタ
・エミッタが前記内部回路の作動電源経路内に接続され
たトランジスタとを含む。

【００１１】前記制御手段は、好ましくは、前記内部回
路に与えられた入力信号による前記内部回路の動作を阻
止する極性向きとなるように前記内部回路の作動電源経
路内に挿入されたダイオードである。

【００１２】本発明第３の制御機器は、交流電源が電源
スイッチを介して接続されかつ少なくとも前記交流電源
を整流する機能を備えた電源部と、前記電源部出力を平
滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサ出力を作
動電源として入力し、かつ、前記交流電源側からの出力
を信号入力スイッチを介して入力信号として入力する内
部回路と、前記平滑コンデンサが所定の充電値に達する
までは前記内部回路が前記入力信号に応答して動作しな
いように制御する制御手段とを備えたことによって上述
した課題を解決している。

【００１３】前記制御手段は、好ましくは前記平滑コン
デンサに並列で互いに直列に接続された複数の抵抗と、
ベースが前記複数の抵抗同士の接続部に、またコレクタ
・エミッタが前記内部回路の作動電源経路内に接続され
たトランジスタとを含む。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態に係る制御機
器の一例としてのタイマの回路図であり、図２と対応す
る部分には同一の符号を付し、同一の符号に係る部分に
ついての詳しい説明は省略する。

【００１６】本発明の実施の形態に係るタイマにおいて
は、平滑コンデンサ１４が所定の充電量に充電されるま
では内部回路１６が入力信号に応答して動作しないよう
に制御する制御手段３５を有している。

【００１７】この制御手段３５は具体的には平滑コンデ
ンサ１４に並列で互いに直列に接続された複数のこの例
では２個の分圧用抵抗３４，３６と、ベースがこれら分
圧用抵抗３４，３６同士の接続部３７に、またコレクタ
・エミッタが内部回路１６の作動電源経路内に接続され
た保護トランジスタ３８とで構成されている。

【００１８】また、他の制御手段としてはさらに、内部
回路１６に与えられた入力信号による内部回路１６の動
作を阻止する極性向きに内部回路１６の作動電源経路内
に保護ダイオード４０が挿入されて構成されている。

【００１９】なお、本発明の他の構成は図２に示される
従来のタイマと同様であるのでその説明は省略する。

【００２０】本発明のタイマの動作を説明する、まず、
電源スイッチ６がオンにされる。この場合、すべての入
力信号スイッチ２８〜３２はオフにされている。これに
よって、交流電源４は電源スイッチ６を介して電源部８
に与えられる。交流電源４はこの電源部８で整流され
る。電源部８からの整流出力は、平滑コンデンサ１４で
平滑される。平滑コンデンサ１４の平滑出力は制御手段
３５内の分圧用抵抗３４と３６とで分割されて保護トラ
ンジスタ３８のベースに与えられる。

【００２１】保護トランジスタ３８は、平滑コンデンサ
１４の充電値である平滑出力が所定値になるまでつまり
両抵抗３４，３６の接続部３７の電位が保護トランジス
タ３８をオンにできる値になるまでは、オンしない。

【００２２】保護トランジスタ３８がオンしない間は、
内部回路１６は、平滑コンデンサ１４から平滑出力が与
えられても、動作できない。平滑コンデンサ１４の平滑
出力が所定値になって保護トランジスタ３８がオンする
と、内部回路１６は平滑出力によって動作できることに
なる。

【００２３】このことは電源スイッチ６がオンにされて
から、入力信号スイッチ２８〜３２がオンにされても、
平滑コンデンサ１４が交流電源４からの電流で十分に所
定の充電量に充電されるまでは内部回路１６が動作しな
いので、入力信号スイッチ２８〜３２がオンになって直
ちにこれを介して交流電源４からの電流が入力回路２２
〜２６内におけるトランジスタのベースエミッタ間に流
れてダイオードとして動作するようなことがなくなり、
結果、内部回路１６が保護される。

【００２４】次に、電源スイッチ６がオフしており、か
つ複数の入力信号スイッチのうち例えばタイマスタート
用の入力信号スイッチ３０が外部操作でオンにされる場
合は、電源部８から平滑コンデンサ１４には整流出力が
与えられない。したがって、平滑コンデンサ１４からは
平滑出力が出力されない。そのため、その平滑出力を分
圧する分圧用抵抗３４と３６の接続部３７の電位は保護
トランジスタ３８をオンにさせる電位にはならない。

【００２５】保護トランジスタ３８がオンしない限り
は、入力信号スイッチ３０を介して交流電源４が内部回
路１６の入力回路に与えられても、それを構成するトラ
ンジスタのベースエミッタ間には交流電源４からの電流
は流れない。したがって、従来のように電源スイッチ６
がオフであるのに入力信号スイッチがオンに操作される
と、入力回路２４のトランジスタのエミッタ側にあるＶ
ｓｓから、リレー回路２８の共通のＶｓｓ側へ交流電源
４である大きな電流の入力信号が流れることがなくな
り、これによって、内部回路１６は保護されることにな
る。

【００２６】なお、電源経路内における保護ダイオード
４０においても、上述と同様に電源スイッチ６がオフの
状態でこれら入力信号スイッチがオンにされた場合でも
内部回路１６を保護することができる。

【００２７】以上のように本発明においては、内部回路
１６側に入力信号スイッチ２８〜３２を介して外部から
交流電源４が与えられるような構成であっても、電源ス
イッチ６がオンにされていない場合では、内部回路１６
側は外部と遮断されるので、入力信号スイッチ２８〜３
２を介する交流電源４によって破壊されることが防止さ
れる。

【００２８】また、本発明においては平滑コンデンサ１
４の平滑出力が所定値になるまでは内部回路１６に電流
が流れ込まないため、電源が投入されて（立ち上げ）か
ら内部回路１６が動作できるまでの間に意図的な時間遅
れを設けることができるから、電源立ち上げ時の遅延回
路として機能させることで電源立ち上げ時の不安定な時
間帯では内部回路１６の動作を停止させることができ
る。

【００２９】さらに、本発明においては電源投入時に内
部回路１６に電流が流れ込まないようにできるので、電
流投入時に発生する過大な突入電流から内部回路１６を
有効に保護できることから、内部回路１６にその過大な
突入電流の対策のための大きな耐電流素子を使用するこ
とが不要となり、その点でコスト的に有利な構成とな
る。

【００３０】さらに本発明においては、平滑コンデンサ
１４の平滑出力を分圧用抵抗３４，３６で分圧している
ので、その分圧比率を適宜変更することで、内部回路１
６の動作開始電圧を任意にできることになり、例えば外
部からの供給電圧があるレベル以下になれば動作しない
動作電圧の制御回路としても応用できる。

【００３１】なお、本発明においては、制御手段３５内
の保護トランジスタ３８はｎｐｎ型であったが、ｐｎｐ
型であっても同様に実施できることは言うまでもない。
保護トランジスタ３８をｐｎｐ型にした場合は、保護ト
ランジスタ３８を図１の接続位置から、エミッタを電源
部８側にコレクタを内部回路１６側として図１の保護ダ
イオード４０が挿入されている接続位置に接続を変更す
るとともに、保護ダイオード４０を図１の接続位置か
ら、アノードを内部回路１６側、カソードを電源部８側
として図１の保護トランジスタ３８のコレクタエミッタ
が挿入されている接続位置に接続を変更するとよい。

【００３２】なお、本発明においては、制御機器として
タイマを例に示したが、タイマに限定されるものではな
く、平滑コンデンサ出力を電源として用いるもので、こ
のように交流電源が入力信号として与えられる内部回路
を備えた制御機器に適用できることは勿論である。

【００３３】なお、本発明においては、交流電源の整流
出力を１個の平滑コンデンサで平滑したが、平滑コンデ
ンサの数は任意であってよい。また、交流電源の整流出
力の平滑は平滑コンデンサのようにその整流出力を充電
して平滑できる機能を備えた素子であればよい。

【００３４】なお、本発明においては、制御手段３５を
構成する分圧用抵抗の数は２つであったが、２つに限定
されるものではなく、適宜に平滑コンデンサ出力を分割
できるようにすればよいし、また、制御手段３５を構成
する保護トランジスタ３８も１つであったが、１つに限
定されるものではなく、ｎｐｎ、ｐｎｐを問わず複数の
トランジスタの組み合わせであってもよい。

【００３５】なお、本発明においては、制御手段３５の
位置は電源部１２と内部回路１６との間の電源経路内で
あったが、その電源経路内に限定されるものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交流電源
の整流出力を平滑し、この平滑出力を内部回路への作動
電源として得る一方、交流電源側からの入力信号を内部
回路に与えるよう構成し、前記平滑出力が所定の値にな
るまでは入力信号に応答して内部回路が動作しないよう
に構成したから、内部回路を構成するトランジスタなど
が、入力信号によってそのベースエミッタ間がダイオー
ドとして機能して耐圧不足を来すことがなくなり、内部
回路を有効に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る制御機器の回路図で
ある。

【図２】従来例に係る制御機器の回路図である。

【符号の説明】

２ 電源端子 ４ 交流電源 ６ 電源スイッチ ８ 電源部 １４ 平滑コンデンサ １６ 内部回路 ２０ ＣＰＵ ２２〜２６ 入力回路 ２８〜３２ 入力信号スイッチ ３５ 制御手段 ３４，３６ 分圧用抵抗 ３８ 保護トランジスタ ４０ 保護ダイオード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源の整流出力を平滑し、この平滑
   出力を内部回路への作動電源用として得る一方、前記交
   流電源側からの入力信号を前記内部回路に与えるよう構
   成し、前記平滑出力が所定の値になるまでは前記入力信
   号に応答して前記内部回路が動作しないように構成した
   ことを特徴とする制御機器。
2. 【請求項２】 交流電源の整流出力を平滑する平滑コン
   デンサと、 この平滑コンデンサを経由する出力を作動電源として与
   えられ、かつ前記交流電源側からの出力を入力信号とし
   て与えられる内部回路と、 前記平滑コンデンサが所定の充電量に充電されるまでは
   前記内部回路が前記入力信号に応答して動作しないよう
   に制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする制御機器。
3. 【請求項３】 前記制御手段が、前記平滑コンデンサに
   並列でかつ互いに直列に接続された複数の抵抗と、ベー
   スが前記複数の抵抗同士の接続部に、またコレクタ・エ
   ミッタが前記内部回路の作動電源経路内に接続されたト
   ランジスタとを含むことを特徴とする請求項２記載の制
   御機器。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、前記内部回路に与えら
   れた入力信号による前記内部回路の動作を阻止する極性
   向きとなるように前記内部回路の作動電源経路内に挿入
   されたダイオードであることを特徴とする請求項２記載
   の制御機器。
5. 【請求項５】 交流電源が電源スイッチを介して接続さ
   れかつ少なくとも前記交流電源を整流する機能を備えた
   電源部と、 前記電源部出力を平滑する平滑コンデンサと、 前記平滑コンデンサ出力を作動電源として入力し、か
   つ、前記交流電源側からの出力を信号入力スイッチを介
   して入力信号として入力する内部回路と、 前記平滑コンデンサが所定の充電値に達するまでは前記
   内部回路が前記入力信号に応答して動作しないように制
   御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする制御機器。
6. 【請求項６】 前記制御手段が、前記平滑コンデンサに
   並列で互いに直列に接続された複数の抵抗と、ベースが
   前記複数の抵抗同士の接続部に、またコレクタ・エミッ
   タが前記内部回路の作動電源経路内に接続されたトラン
   ジスタとを含むことを特徴とする請求項５記載の制御機
   器。