JPS59169018A - リレ−制御回路 - Google Patents

リレ−制御回路

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JPS59169018A
JPS59169018A JP58224560A JP22456083A JPS59169018A JP S59169018 A JPS59169018 A JP S59169018A JP 58224560 A JP58224560 A JP 58224560A JP 22456083 A JP22456083 A JP 22456083A JP S59169018 A JPS59169018 A JP S59169018A
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capacitor
coil
relay
current
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    • H05B39/04—Controlling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/226—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil for bistable relays
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/30—Modifications for providing a predetermined threshold before switching
    • H03K17/305—Modifications for providing a predetermined threshold before switching in thyristor switches

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は電気回路とりわけリレーコイルの制御回路に関
する。
［背景技術］ リレーコイルの制御電流を発生する電気回路はこれまで
よく知られている。リレーは太き（２つに分類できる。
１つは磁界を発生して一組の機械接点を移動させるリレ
ーである。接点は解放きれた枠組上に支持するかまたは
リードと呼ばれるガラス封止カプセルの中に据え付ける
。コイルがリードを取り囲んで磁力が接点を動かす。接
点の状態を維持するにはコイルに電流を耐えず流してお
かねばならない。
もう１つは双安定リレーまたは磁気ラッチリレーと呼ば
れるリレーであり、これは保持磁石を利用して接点をセ
ットあるいはリセットのいずれかの状態に・保持するリ
レーである。接点はセットコイルまたはリセットコイル
に電流を流して切り換える。電流がセットコイルに流れ
ると磁石が接点をセット状態に保つ。電流がリセットコ
イルに流れると、保持磁石より強い磁力によって接点を
リセット状態に強制する。セットコイルおよびリセット
コイルは普通、互に反対方向にまいであるる。このリレ
ーは双安定であるので、コイルに連続的に電流を流して
おく必要はない。
本発明は主にこの双安定リレーに制御に関する。以下に
その従来例を示す。
米国特許第４２１５７０８１号は双安定リレーを制御す
るための回路の１つの例である。コンデンサをリレーと
直列に接続し、その両端に励起電圧を印加する。またこ
れと並列にトランジスタ・スイッチを接続する。励起電
圧を印加するとリレーおよびコンデンサに電流が流れる
。電流はリレーをセットしてコンデンサを充電する。励
起電圧がなくなるとトランジスタスイッチを介して放電
を開始しリレーをリセットする。
これまでのリレーは比較的大きな電流を要するために大
電流が取り出せない状況においてはこうしたリレーを利
用できない。さらにリレーが一部セットされた場合は回
路に故障が生じてもセット状態を維持してしまう。すな
わちフェールセーフ機構を持っていない。
［発明の目的］ 本発明の目的は必要な電流および電圧が小きくですむリ
レー制御回路を構成することである。
［発明の概要］ 本発明によるリレー制御回路は、所定の基準電圧に向か
って充電きれる少なくとも１つのコンデンサを有してい
る。コンデンサの電圧を感知しその電圧が前記基準電圧
を超えた場合にはコンデンサの電化の一部を放電しセッ
トコイルに電流を流すための第１のスイッチング素子が
設けられる。
入力電圧およびコンデンサの電圧を感知し入力電圧がコ
ンデンサの電圧より小とくなった場合にコンデンサを放
電しリセットコイルに電流を流すための第２のスイッチ
ング素子も設けられる。
［実施例の説明］ 第１図は本発明を利用する通信システムを表す図である
。通信システムは通信リンク１０を有している。通イ８
リンク１０はデータを遠隔地から集線装置（ＷＣ）１２
に伝送する。そのデータは導線１４を介して別の遠隔地
に伝送きれる。ＷＣｌ２は導線１６．１８を介して局２
０に接続する。
ＷＣｌ２の機能は局２０をネットワークに切り替えるこ
とである。その結果通信リンク１０を通るデータは局２
０に伝送きれ、また局２０からのデータは導線１４に伝
送される。これを実現するためにＷＣｌ２はリレーおよ
び一対のトランス２２．２４を有する。リレーの接点は
Ａ１．Ａ２、Ｂ１、およびＢ２、である。トランスはこ
れらの接点に接続きれる。リレーコイルを含むリレー制
御回路２６は一対のチョークコイルを介してトランス２
２．２４に接続される。
局２０は端子２８．３０において導線１６．１８にそれ
ぞれ結合きれる自営機器（図示せず）を有している。自
営機器はトランス３２．３４、チョークコイル３６、お
よびアダプタ制御回路３８によって端子２８．３０に接
続される。
通常、ＷＣｌ２は電源を有していない。従ってリレーを
駆動する電力はアダプタ制御回路３８から供給きれる。
通常、リレー制御電流は接点を動かすために１５０ミリ
アンペア程度（直流）必要である。第１図の通信システ
ムにはいくつかの問題がある。例えばアダプタ制御回路
３８は通常、ＬＳＩ回路で構成きれているが、ＬＳＩ回
路は一般に低電圧、小電流素子であるためリレーを直接
駆動することができない。従って大電流の個別トランジ
スタおよび電流制限抵抗をアダプタ制御回路３８に備え
なければならない。その上アダプタ制御回路３８とＷＣ
１２との間の距離には導線１６．１８による電圧効果の
ためにかなり制限がある。
こうした問題を解決するための本発明のリレー制御回路
を第２図に示す。端子４０．４２はチョークコイル３６
（第１図）に接続されている。
端子４２はアース電位（負端子）である。端子４０は正
端子である。リレーの励起コイルはリセットコイルとセ
ットコイル（第２図）である。リセットコイルの一端は
端子４２に接続きれており、リセットコイルの他端はプ
ログラマブルユニジャンクショントランジスタ（ＰＵＴ
Ｉ）のカソードＣに接続されている。ＰＵＴＩの機能は
アダプタ制御回路３８（第１図）から送られてくる電圧
を感知し、その電圧がコンデンサＣ１の電圧以下に下が
った場合にコンデンサＣ１を放電きせリセットコイルに
電流を流すことである。
ＰＵＴｌのゲート電極Ｇは抵抗Ｒ１を介して端子４０に
接続される。ざらにダイオードＤ１の一端はＰＵＴｌの
ゲート電極Ｇと、他端はＰＵＴＩのアノード電極Ａと接
続する。コンデンサＣ１は端子４０と端子４２との間に
接続する。コンデンサＣ１はセットコイルおよびリセッ
トコイルを活性化するに十分な電荷を蓄積する容量を有
する。
コンデンサＣ２の正極はコンデンサＣ１の正極と、コン
デンサＣ２の負極はセットコイルの正極とに接続する。
セットコイルの負極はシリコン制御整流ＭＳＣＲ１のア
ノードＡに接続する。５ＣＲ１のカソードＣは端子４２
に接続し、５ＣＲ１のゲートＧはツェナーダイオードＤ
３および抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ１、Ｃ２の正極
に接続する。５ＣＲＩの機能はコンデンサＣ１の電圧が
ダイオードＤ３０基準電圧を超えた場合に０１の電荷の
一部をセットコイルに放電させることである。ダイオー
ドＤ２は端子４０と端子４２との間に接続する。
次にこの回路の動作を説明する。５ｖよりも大きい電圧
が端子４０，４２間に印加されると、小電流（サブミリ
アンペアのオーダー）が抵抗Ｒ１およびダイオードＤ１
を介して流れてコンデンサＣ１を放電する。理想的には
コンデンサＣ１に充電きれてダイオードＤ３０基準電圧
に等しくなるまでは他の経路には電流は流れない。コン
デンサＣ１の電圧がツェナーダイオードＤ３の基準電圧
に達するとツェナーダイオードＤ３は導通し５ＣＲ１の
ゲートＧに電流が流れる。そうしてセットコイルに電流
が流れてリレーの接点（第１図）が閉成される。コンデ
ンサＣ１からコンデンサＣ２へ流れる電流は指数関数的
に減少しゼロになる。
コンデンサＣ２の充電が終わるとコンデンサＣ１からの
電流の流れは停止する。端子４０，４２間に電圧が印加
されている限りコンデンサＣ１の電荷は保存きれ、抵抗
Ｒ１およびダイオードＤ１に流れる電流は抵抗Ｒ２、ダ
イオードＤ３、および５ＣＲＩのゲートを介してほんの
わずかたけ流れる。
入力電圧を意図的に下げるかまたは断線によって下がる
かするとダイオードＤ１には電流が流れなくなる。この
と！ＰＵＴＩ　（またはこれと等価な感知素子）におい
てはアノード電極Ａよりもゲート電極Ｇの法が電位は低
い。（ＰＵＴＩのアノード電圧はコンデンサＣ１の正極
の電圧である。）ゲート電圧がアノード電圧よりも大き
い場合はＰＵＴｌは単なる高抵抗素子に過ぎない。しか
しながらこの逆の場合すなわちゲート電圧がアノード電
圧よりも小ざい場合はＰＵＴｌは低抵抗素子となる。コ
ンデンサＣ１、Ｃ２はＰＵＴｌによって放電しダイオー
ドＤ２に電流を流す。ＰＵＴｌを流れる電流はリセット
コイルを通ってリレーなリセット状態にする。
第３図は本発明の第２の実施例である。この実施例では
、端子４０．４２間に印加する電圧は５Ｖより小す＜、
例えば３．５ｖ出よい。第２図と同一の素子は、第２図
と同一の参照番号を付記する。第２図と間ように端子４
０．４２はチョークコイル３６（第１図）に接続する。
端子４２は正端子、端子４０は負端子である。第３図の
回路の機能は比較的低電圧、小電流の信号を端子４０．
４２に受は歌って、接点をセット状態にする電流を発生
することである。端子４０．４２間の信号が中断された
場合はリセットコイルに電流を流して接点をリセット状
態にする。
このためにＰＵＴｌはダイオードＤ２を介してチスイッ
チング素子Ｔ１のベースに接続きれている。本発明の良
好な実施例ではこのスイッチング素子Ｔ１はトランジス
タである。セットコイルの負極はＴ１のコレクタに接続
され、Ｔ１のエミッタは端子４２に接続きれる。抵抗Ｒ
４の一端はＰｔ１Ｔ１のカソードＣに接続し、他端は端
子４２に接続する。セットコイルの正極は端子４０に接
続　０ する。ダイオードＤ３はセットコイルに並列接続する。
ＰＵＴ　１のゲートＧは節点４４に接続する。節点４４
は抵抗Ｒ５および抵抗Ｒ６に接続する。抵抗Ｒ５および
抵抗Ｒ６は分圧器を更正し、接点４４に基準電圧を設定
する。これらの抵抗は端子４０．４２間に接続する。コ
ンデンサｃ１の電圧がこの基準電圧よりも大きくなると
ＰＵＴ　１は道通しＴ１をターンオンする。これによっ
てコンデンサＣ２は放電を開始しセットコイルに電流を
流す。
ＰＵＴ　１のアノードＡは抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して端子
４０に接続する。コンデンサＣ１の一端はＰＵＴｌのア
ノードＡに、コンデンサＣ１の他端は端子４２に接続す
る。コンデンサＣ１の正極はトランジスタＴ２を介して
端子４２とリセットコイルの正極とに接続する。リレー
の接点をリセットの状態にするためにリセットコイルの
正極はスイッチング素子ＰＵＴ２に接続し、負極は端子
４２に接続する。ＰＵＴ２は、リセットコイルの正極に
接続するカソードＣと、端子４ｏに接続する１ ゲートＧと、コンデンサＣ２の正極に接続するアノード
Ａとを有する。ダイオードＤ１はＰＵＴ２のゲート・ア
ノード間に接続する。コンデンサＣ２の負極は端子４２
に接続する。コンデンサＣ２は十分な電荷を蓄える蓄積
素子を形成しセットコイルおよびリセットコイルにそれ
ぞれの状態を実現するための電流を供給する。ここで本
発明の実施例の各々の素子の一例を示す。
糞± １ヱ　　　　　　　蟇旦主話査隻 Ｒ１２４，９ｋＱ　ＩＸ　１／８’７ツト抵抗Ｒ２５１
１Ω１％１／８ワット抵抗 Ｒ３１にΩ　１％　１７８ワット抵抗 Ｒ４３，３２ｋ　Ω　　　１駕　１／８ワツト抵抗Ｒ５
６９８ｋ　　Ω　　　Ｉ　Ｘ　　　１／８ワ９ト抵抗Ｒ
６４３２にΩ１％　１７８ワツト抵抗Ｃ１３３ｕＦ　　
１０ｖ　　、　　タン９ルコンダンサＣ２１ｋ　　μ　
Ｆ　　　１０ｖ、タン９ルコンダンサＴ１．７２　　　
２Ｎ３２５２　トランジスタまたは相当品 ２ ＰＵＴＩ、ＰＵＴ２　　　０Ｅ　Ｄ１３Ｔ２　　プログ
ラマブルユニジャクショントラン ジスタまたは相当品 ＤＩ　　　　　ｌＮ６０または相当品　ゲルマニウムダ
イオード Ｄ２、Ｄ　３　　　、　、ｌＨ４１５０または相当品　
シリコンダイオード 次に第３図の回路の動作の説明をする。比較的低い電圧
（例えば３．５ｖ以上）を端子４０１４２間に印加する
とコンデンサＣ１、Ｃ２の充電が始まる。同様に抵抗Ｒ
５およびＲ６での分圧により接点４４において基準電圧
が得られる。その電圧はＰＵＴＩのゲートＧに伝達され
る。コンデンサＣ１が放電されて基準電圧よりも大きく
なるとＰＵＴ　１はターンオンし、コンデンサＣ１は抵
抗Ｒ４に放電を開始する。抵抗Ｒ４の電圧が２つのダイ
オードの電圧降下（すなわちダイオードＤ２の電圧降下
とトランジスタＴ１のベース・エミッタ間の電圧降下の
和）よりも大きい間はトランジ。
スタＴ１をオンの状態に保つ。トランジスタＴ１３ がオンになるとコンデンサＣ２が放電を開始しセットコ
イルに電流を流す。従ってリレーの接点はセット状態に
切り替わる。トランジスタＴ１がオフになった時にコン
デンサＣ２の電荷は初期値の約７０％となるようにコン
デンサＣ２の値を選ぶことが望ましい。このことはリレ
ーのセットのすぐ後に何らかの理由で端子４０，４２間
の電圧が断たれた場合にリレーをリセットするのに十分
な電荷量を残していることを保証する。これは第１図の
局２０からの信号が中断された後にリレーが意に反して
セット状態を維持してしまうことに対する予防策である
。ざらに抵抗Ｒ１ないしＲ６は、コンデンサＣ１の初め
の放電の後でＰＵＴ　１の電流が保持電流値を超えるよ
うに選択する。もしＰＵＴＩがターンオフするとすれば
、回路は再びコンデンサＣ１の充電を開始しＰＵＴｌを
ターンオンすることになり、回路は発振してしまう。
しかしながらこの保持電流はあまりし小さいため、抵抗
Ｒ４の電圧降かは前述の２つのダイオードによる電圧降
かを超えることができない。
４ ＰＵＴ２はリレーのリセットサイクルを開始するスイッ
チング素子を形成する。端子４０．４２間に必要な電圧
が印加されている限りは、マイクロアンペアのオーダー
の電流がＰＵＴ　１とダイオードＤ１とにながれている
。ＰＵＴ２のゲート・アノード間にはダイオードＤ１が
接続しており、ＰＵＴ２は今アノードよりもゲートの方
が高い。この場合はＰＵＴ２は降抵抗素子しなっていて
道通はない。端子４０．４２間の印加電圧が下がるとＰ
ＵＴ２のアノード電圧はコンデンサＣ２によって電圧を
維持する。この電圧が第３図の回路においては最も大き
い。端子４０．４２間の印加が下がるとＰＵＴ２のゲー
ト電圧が下がる。ＰＵＴ２のゲート電圧がアノード電圧
よりも例えば０．６Ｖ低くなると、ＰＵＴ２は導通しコ
ンデンサＣ２が放電を開始しリセットコイルに電流を流
す。そうしてリレーの接点はリセット状態となる。コン
デンサＣ２の放電は電流がＰＵＴ２の保持電流値に到達
するまで続き、そのときＰＵＴ２はターンオフする。そ
うして回路は次のセットサ５ イクルを待つ。
以上から明らかなように、ＰＵＴは比較器として機能し
ているから、この機能を満足する限り、ＰＵＴ以外の等
価素子あるいは回路を使用することができる。
本発明には次のようないくつかの利点がある。
リレーの励起コイルを制御するのに必要な電力をＬＳＩ
回路から供給することができ、大電力の外部回路を必要
としない。
局２０の自営機器からＷＣｌ２までの距離はほとんど制
限がなくなる。なぜならアダプタ制御回路３８から供給
する電流が微小であるからである。従って導線１６．１
８の電圧損失は少なくリレー回路においてわずかの電圧
降下しかもたらきない。
本発明の回路は、入力信号の有無を感知して高速にター
ンオンするＰＵＴを利用しているので、リレーのリセッ
トは比較的短かい時間で行なわれる。
リレーを駆動するのに必要なエネルギは一定期６ 間に蓄積された電荷から得られるので、従来のリレー駆
動回路に比べて、ホスト側で必要な電力を大幅に減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるリレー制御回路を組み込んだ通信
システムを表す回路図、第２図は本発明の第１の実施例
を表す回路図、第３図は本発明の第２の実施例を表す回
路図である。 出願人　　　イシターナショナル・ビジネス・マシーン
ズ・コーポレーション代理人　弁理士　頓　　宮　　孝
　　−（外１名） ７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 正端子および負端子の間に並列に接続きれたセットコイ
    ルおよびリセットコイルと、 前記正端子および負端子への入力信号に応答して充電を
    開始する蓄積手段と、 前記セットコイルおよび前記蓄積手段に接続され、前記
    蓄積手段の充電電圧が所定の基準電圧を”超えたときに
    導通してリレーをセット状態にする電流を前記セットコ
    イルに流す第１のスイッチング手段と、 前記リセットコイルおよび前記蓄積手段に接続きれ、前
    記入力信号が下がったときに前記蓄積手段を放電させて
    前記リレーをリセット状態にする電流を前記リセットコ
    イルに流す第２のスイッチング手段と、 を具備するリレー制御回路。
JP58224560A 1983-03-16 1983-11-30 リレ−制御回路 Granted JPS59169018A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/475,780 US4527216A (en) 1983-03-16 1983-03-16 Sub-milliamp mechanical relay control
US475780 1983-03-16

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JPS59169018A true JPS59169018A (ja) 1984-09-22
JPH046249B2 JPH046249B2 (ja) 1992-02-05

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EP (1) EP0122370B1 (ja)
JP (2) JPS59169018A (ja)
DE (1) DE3482151D1 (ja)
HK (1) HK8095A (ja)

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