JPS6098720A - 交流二線式電子スイツチ - Google Patents

交流二線式電子スイツチ

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JPS6098720A
JPS6098720A JP58207783A JP20778383A JPS6098720A JP S6098720 A JPS6098720 A JP S6098720A JP 58207783 A JP58207783 A JP 58207783A JP 20778383 A JP20778383 A JP 20778383A JP S6098720 A JPS6098720 A JP S6098720A
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JP
Japan
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triac
electronic switch
circuit
resistor
current
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JP58207783A
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Kiyoshi Miyamoto
宮本 潔
Hisatoshi Nodera
野寺 久敏
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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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
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

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】 発明の分野 本発明はスイッチング素子によって負荷を直接制御する
交流二線式の電子スイッチに関し、特に短絡保護に特徴
を有する電子スイッチに関するものである。
従来技術とその問題点 負荷を直接制御するように構成されている光電スイッチ
や近接スイッチ等の交流二線式電子スイッチは、検知回
路部とサイリスク等のスイッチング素子とを有し、検知
出力に基づいてスイッチング素子が駆動され負荷への電
力の供給が制御さ、れるよう構成されている。ところで
事故によって負荷が内部短絡状態となった場合や誤って
負荷を接続することなく電源を直接電子スイッチに接続
することがある。そのような場合にスイッチング素子が
閉成されると、スイッチング素子に短絡した大電流が流
れるため素子が破壊されたり場合によヮては爆発するこ
とがあり、人体や周囲の物を損傷する恐れがあった。
そしてスイッチング素子に直列に電流制限用、の抵抗を
接続してスイッチング素子に流れる電流を制限すること
も行われている。しかしこのような電流制限用抵抗は電
力容量を大きくする必要があるため小型化することは困
難であった。又短絡電流をおさえるために抵抗値を大き
くすれば通常の動作時に電子スイフチの残留電圧が大き
くなるという問題点があった。
発明の目的 本発明はこのような従来の電子スイッチの問題点を解消
するものであって、短絡時に確実にスイッチング素子を
保護することができ、しかも動作時の残留電圧を小さく
することができる交流二線式の電子スイッチを提供する
ものである。
発明の構成と効果 本発明はスイッチング素子によって負荷を直接制御する
交流二線式の電子スイッチであって、検知回路部と、電
子スイッチの二つの端子間に接続された電流制限用抵抗
と短絡時にのみ駆動されるトライチックとの直列接続体
と、トライチックに並列に接続され、検知回路部の出力
によって駆動されて負荷を制御する出力開閉用スイッチ
ング素子と、出力開閉用スイッチング素子に直列に接続
され、過電流を検出する過電流検出用抵抗と、過電流検
出用抵抗の両端の電圧が一定以上になればトリガされ、
検知回路部の動作をリセットすると共にトライアックを
トリガするフォトカップラサイリスクと、を具備するこ
とを特徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、所定の過電流
が流れた時に直ちにフォトカップラサイリスクが駆動さ
れて検知回路部の動作がリセットされると共にトライア
ックがトリガされるため、短絡電流はトライアックを流
れ出力開閉用のスイッチング素子に流れなくなり、出力
開閉用スイッチング素子を保護することが可能となる。
トライチックを流れる短絡電流は電流制限用抵抗によっ
て制限されるが、トライアックの耐サージ電流はサイリ
スクに比べて大きいため電流制限用抵抗の抵抗値を小さ
くすることができる。そのため通常の動作時にこの抵抗
によって生じる残留電圧を小さくすることが可能となる
。又検知回路部をリセットするサイリスクは検知回路部
に与えられる電源によって保持されるため、短絡電流は
交流のゼロクロス時以後流れることはなく電子スイッチ
を保護することができる。
実施例の説明 第1図は本発明による電子スイッチの一実施例を示す回
路図である。本図において端子1.2間には電流制限用
抵抗R3と二つのサージ電圧吸収用のアバランシェダイ
オード4a、4bが夫々逆方向に直列に接続されている
。そしてアバランシェタイオード4a、4bに並列に短
絡時にのみ動作するトライアック5が接続され゛ており
、トライアック5には更にダイオードブリッジ6と過電
流検出用の抵抗R7が接続される。過電流検出用抵抗R
7とダイオードブリッジ6との接続点は、二つのフォト
カップラサイリスク8,9の発光部である発光ダイオー
ド8L、9Lが夫々逆方向に接続されている。電流制限
用抵抗R3は短絡時にトライアック5を流れる電流がそ
の耐サージ電流値以下となるように選択された低抵抗で
あり、過電流検出用抵抗R7は短絡電流を検出してトラ
イアツク5にトリガ信号を与えるものであって、例えば
0,1Ω以下の極めて低い抵抗値を有する抵抗とする。
この抵抗R7の抵抗値は極めて小さい値であるためサー
ジアブソーバとしてトライアックのゲートに通常設けら
れているC−R回路は不要となる。ダイオードブリッジ
6は端子1,2間に与えられる交流電圧を整流するもの
であって、その正負出力端間にサイリスク10が接続さ
れ、更にサイリスタ10に並列に定電圧回路11が接続
されている。サイリスタ10は端子1,2に接続される
負荷に合わせてその負荷電流を開閉することができる必
要にして十分な定格電流(例えば2A)を有するものと
し、必要以上に大きなサイリスクを用いないようにする
。これは定格電流が2A以下のサイリスクではゲートト
リガ電流は数mA程度でよいが、定格電流が3A以上の
サイリスクの場合ゲートトリガ電流は数十IIIA以上
を要するからである。定電圧回路11はICとして形成
されている検知部であるセンサ回路12にl−リガ回路
13を介して定電圧を供給するものである。トリガ回路
13にはセンサ回路12の出力を電流増幅してサイリス
タ10にゲート信号を与えるトランジスタ14と、電源
用のコンデンサを充電するためのトランジスタ15とが
設けられる。トランジスタ15はそのベースがツェナダ
イオード16を介してトランジスタ14のコレクタに接
続され、そのコレクタはダイオード17を介してセンサ
回路12の電源入力端Vccに接続される。センサ回路
12の電源端子間には平滑及び電力供給用のコンデンサ
C1Bが接続される。又トランジスタ15のコレクタ、
エミッタ間には、トランジスタ15のオフ時にコンデン
サC1Bを充電してセンサ回路12に電源電圧を与える
ためのバイパス用抵抗R19が接続されている。又トリ
ガ回路13の電源出力端には抵抗R20を介して前述し
たフォトカップラサイリスク8.9のサイリスク部8S
、9Sが並列に接続されている。そして抵抗R20とサ
イリスク83,9Sの共通接続端にはセンサ回路12の
リセント端子がダイオード21を介して接続される。又
センサ回路12には検知コイル22とコンデンサC23
との共振回路が接続されている。
さて端子1.2間に図示のように交流電源30と負荷り
とを直列に接続する。そうすれば負荷りと抵抗R3に微
少電流が流れ、交流電源30の交流電圧はダイオードブ
リッジ6によっ1整流され、定電圧回路11によニて所
定電圧の直流電圧に変換され、抵抗R19及びダイオー
ド17を介してセンサ回路12に電源が供給されると共
にコンデンサC1Bが充電される。そしてセンサ回路1
2に接続されている検知コイル22とコンデンサC23
による共振回路によりセンサ回路12の発振器が発振し
、物体を検知する動作状態となる。そして物体の近接に
より発振状態が変化するとセンサ回路12は出力を出し
、トランジスタ14がオンとなってサイリスタ10をト
リガする。そうずればサイリスタ10がターンオンし、
ダイオードブリッジ6を介して負荷りに電流が供給され
負荷りが駆動される。この時抵抗R3及び抵抗R7に電
圧降下が生じるが、夫々前述したように低い抵抗値の抵
抗が選択されているためトライアック5がトリガされる
ことはなく、電子スイッチの残留電圧は小さい値に保た
れる。以後の各サイクルにおいてはゼロクロス点を通過
するとサイリスクIOは一旦ターンオフするが、トラン
ジスタ14及び15がオン状態となりコンデンサC18
が急速充電され、ツェナダイオード16のツェナ電圧に
達すればトランジスタ15がオフとなり、サイリスク1
0がターンオンする。このようにしてセンサ回路12に
電源を供給すると共にサイリスク10を位相制御してい
る。
さて負荷りに過電流が流れたり負荷りが短絡された場合
には、短絡電流は抵抗R3,ダイオードブリッジ6、サ
イリスク10.過電流検出用の抵抗R7を流れる。そし
て過電流検出用の抵抗R7の電圧が瞬間的に上昇するた
め、フ第1・カンプラサイリスク8L、9Lのいずれか
の発光ダイオードが点灯すると共にトライアック5がト
リガされる。そしてトライアック5がトリガされてオン
状態となると以後短絡電流は抵抗R3,トライアツり5
を流れ、サイリスク10の両端の電圧はゼロボルトに近
い値にまで低下するためサイリスク10はターンオフす
る。従ってこれ以後短絡電流はほとんどトライアック5
を流れることとなる。一方フオドカップラサイリスク8
.9のいずれかの発光ダイオード8L、9Lが点灯すれ
ば、それに対応するサイリスク88又は9Sがトリガさ
れてターンオンする。そうすればサイリスク8S又は9
Sのアノード端電圧が下がるため、センサ回路12のリ
セット端子の電圧が低下しセンサ回路12はリセットさ
れる。そしてサイリスク8S又は9SはコンデンサC1
8の放電電流によってオン状態を続けるためセンサ回路
12もリセット状態を続ける。こうしてサイリスタ10
には以後トリガ信号が与えられな(なり、以後サイリス
タ10はターンオンすることはなくなる。そして次の半
サイクルにはサイリスク88又は9SはコンデンサC1
Bの放電電流によってオン状態を続けているため、セン
サ回路12はリセット状態を維持しておりサイリスタ1
0はターンオンしない。従つて抵抗R7には電流が流れ
ないためトライアック5もターンオンすることはなく、
トライアック5には短絡時に短絡時点からゼロクロス時
点まで抵抗R3によって制限された電流が流れるだけと
なる。このように短絡時にはサイリスクに比べて耐サー
ジ電流が大きいトライアックに短絡電流を流して出力開
閉用のサイリスクをターンオフすることができ、しかも
トライアックも半サイクル以下の時間でオフさせること
が可能である。それ故ダイオードブリッジ6の容量もあ
まり大きなものとする必要はなく、電流制限用の抵抗R
3の抵抗値も小さくすることができる。そのため電子ス
イッチの通當のオン時の残留電圧を小さくすることが可
能となる。又それ以後も抵抗R19を通じてセンサ回路
12とコンデンサ018に電流が供給されるため、電源
30を遮断するまでサイリスク85又は9Sがオン状態
を続は再び短絡電流が流れることはなくなる。
第2図は本発明の他の実施例を示す回路図である。本図
において第1図と同一部分は同一符号で示している。本
実施例では出力開閉用のサイリスク10に直列に過電流
検出用抵抗R31を設け、トリガ回路13の電源出力端
に二つのフォト力・7プラサイリスタ32.33の発光
ダイオード部32L、33Lを並列に接続し、夫々抵抗
を介してサイリスタ34をアース端に接続している。こ
のサイリスタ34は過電流検知時にトリガされるもので
あって、そのゲートは抵抗R35及びツェナダイオード
36を介して過電流検出用抵抗31に接続されている。
又このフォト力・ノブラサイリスクのサイリスク部を夫
々逆方向に並列にトライアック5のゲート・アノード間
に図示のように接続する。
このような構成によれば短絡時にはまず過電流検出用抵
抗R31の両端の電圧が上昇するため、サイリスタ34
がトリガされてターンオンしセンサ回路12がリセット
されると共に、二つのフォトカップラサイリスク32.
33の発光ダイメ〜−ド32L及び33Lが同時に点灯
してサイリスタ323及び33Sを同時にトリガする。
そうすればその時の極性によりいずれかのサイリスクに
よってトライアック5がトリガされ、短絡電流は以後電
流制限用抵抗R3及びトライア・ツク5を流れる。この
時以後サイリスタ34がコンデンサ018によって保持
されることは第1図の実施例と同様であり、この場合に
も短絡時点から次のゼロクロス点まで短絡電流がトライ
アックに流れるだけで以後の短絡を防止することが可能
である。
尚本実施例は近接スイッチについて説明したが、光電ス
イッチや伯の形式の交流二線式電子スイッチに適用する
ことができることはいうまでもなし1゜
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々本発明による交流二線式電子ス
イッチの異なる実施例を示す回路図である。 1.2−・−・一端子 R3−・−・・電流制限用抵抗
5−・−トライアック 8.9.32.33・−一一一
一一フオドカップラサイリスク 10 、 34−一−
−−−−づ・イリスタ i 1−−−−−−一定電圧回
路 12−・−センサ回路 13−−−−−−−トリガ
回路特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)検知回路部と、 電子スイッチの二つの端子間に接続された電流制限用抵
    抗と短絡時にのみ駆動されるトライアックとの直列接続
    体と、 前記トライアックに並列に接続され、前記検知回路部の
    出力によって駆動されて負荷を制御する出力開閉用スイ
    ッチング素子と、 前記出力開閉用スイッチング素子に直列に接続され、過
    電流を検出する過電流検出用抵抗と、前記過電流検出用
    抵抗の両端の電圧が一定以上になればトリガされ、前記
    検知回路部の動作をリセットすると共に前記トライアッ
    クをトリガするフォトカップラサイリスクと、を具備す
    ることを特徴とする交流二線式電子スイッチ。
  2. (2)前記電流制限用抵抗は短絡時にトライアックに流
    れる電流がその耐サージ電流以下となるように選定され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の交
    流二線式電子スイッチ。
  3. (3)前記フォトカップラサイリスクは、その発光部が
    前記過電流検出用抵抗と前記トライアックのゲート間に
    接続され、そのサイリスク部は前記検知回路部のリセッ
    ト端に接続され、該サイリスク部の駆動により前記検知
    回路部をリセットするよう構成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の交流二線式電子スイッ
    チ。
  4. (4)前記フォトカップラサイリスクは、前記過電流検
    出用抵抗の発生電圧によりトリガされて前記検知回路部
    をリセットするサイリスクによってトリガされる発光部
    を有し、そのサイリスク部は前記トライアックのトリガ
    端子に接続されてトライチックをトリガするよう構成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    交流二線式電子スイ・7チ。
JP58207783A 1983-11-04 1983-11-04 交流二線式電子スイツチ Granted JPS6098720A (ja)

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JPS6098720A true JPS6098720A (ja) 1985-06-01
JPH0462210B2 JPH0462210B2 (ja) 1992-10-05

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