JPS6126251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ 本発明は、半導体スイツチング素子を用い、入
力信号によつて負荷への電流をオン、オフ制御す
る無接点スイツチング回路に関する。

［従来技術の問題点］ 無接点スイツチング回路の半導体スイツチング
素子としては、一般的にサイリスタやトランジス
タが用いられているが、これらの応答特性は、第
５図あるいは第６図に示す如きものである。

すなわち、サイリスタは、第５図ａのような入
力信号によつて、ｂのように急速にオン状態とな
るが、一旦オン状態となれば入力信号が無くなつ
ても電源を遮断しない限りその状態を続ける所謂
自己保持作用を奏するという欠点があつた。ま
た、トランジスタは、第６図ａのような入力信号
によつて、ｂのように入力信号に応じたオン（応
答）特性となりステツプ応答性がないものであつ
た。

一方、半導体スイツチング素子としてトランジ
スタを用い、このトランジスタを光結合素子によ
り制御するものが特開昭51−85363に開示されて
いる。すなわち、光結合素子を構成する発光ダイ
オード（発光素子）をトランジスタの出力電極に
直列接続し、同じくフオトトランジスタ（受光素
子）をその出力電流をベース電流として供給すべ
くトランジスタとダーリントン接続し、フオトト
ランジスタのベースに制御（入力）信号を供給す
るものである。このものは、トランジスタのオン
時には急速動作を行うのであるが、光電流の正帰
還作用により、やはり自己保持作用を奏すること
となり、トランジスタのオフのためには光電流を
打消すだけのオン時の入力信号とは逆方向の信号
を供給せねばならないものである。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて成したものであつ
て、その目的とするところは、入力信号の有無に
より、さらには緩やかに変化する入力信号であつ
ても負荷に対するオン、オフ制御にステツプ応答
性が持たせられる無接点スイツチング回路を提供
するにある。

［発明の開示］ （実施例） 以下本発明を、一実施例として掲げた第１図乃
至第３図に基づいて説明する。

１は直流電源、２は流れる電流値に応じて発光
するフオトダイオードのような半導体発光素子で
ある。

３は光発振素子で、半導体発光素子２とともに
光発振結合素子（フオトカプラ）Ｘを構成し、後
述する負荷への電流をオン、オフ制御する。この
光発振素子３は、半導体発光素子２の発光量に応
じて第３図ａ乃至ｄのような発振（オン）作用を
行う。すなわち、ａは半導体発光素子２の発光量
がない時、つまり発振が停止したオフ状態、ｂは
それが小さい時、つまりオン状態に突入した初期
状態、ｃはそれがさらに増大した状態、ｄは安定
したオン状態をそれぞれ示している。

７は所定の抵抗値に設定された限流用抵抗、８
はオン、オフ制御される負荷である。

上記各部材、すなわち半導体発光素子２、光発
振素子３、限流用抵抗７及び負荷８は、直流電源
１に直列に接続される。

４は半導体発光素子２へ信号（電流）を入力す
るための入力信号端子で、信号値設定用抵抗５及
び逆流防止用ダイオード６を介して前記両素子
２，３間に接続される。

（動作） 入力信号端子４から信号（電流）が入力されな
い時、半導体発光素子２は発光せず、従つて光発
振素子３は発振せずオフ状態となり、負荷８には
電流が流れない。

次に入力信号端子４からの信号（電流）が入力
され、その入力信号値が第２図ａの前半のように
除々に大きくなつていくと、信号値設定用抵抗５
及び逆流防止用ダイオード６を介して半導体発光
素子２に流れる電流も増大して半導体発光素子２
の発光量も増大してゆき、従つて光発振素子３は
発振を開始し、やがてオン状態に突入して負荷８
に電流が流れるようになる。この場合、直流電源
１と限流用抵抗７により制限されて負荷８に流れ
る電流は、半導体発光素子２に対して重畳的に流
れるので、半導体発光素子２の発光量がさらに増
大し、このことは光発振素子３の発振をより安定
させることに寄与する。そして、このような作用
は急速に行われるので、負荷８に流れる電流は、
第２図ｂのように急速に立上り、結局無接点スイ
ツチング回路のオン動作にステツプ応答性をもた
らすのである。

こうして入力信号値がある一定値以上であれば
この回路はオン状態を持続する。

次に入力信号端子４から信号（電流）が第２図
ａの後半のように除々に小さくなつていく場合、
限流用抵抗７の抵抗値により回路の動作が異な
る。すなわち、限流用抵抗７の抵抗値が小さい
と、この回路に流れている電流が大きいので、入
力信号がなくなつても半導体発光素子２を流れる
電流はまだ十分大きく、従つて第２図ｂのように
発光振素子３は安定したオン状態を持続する。一
方本発明にあつては、限流用抵抗７の抵抗値を比
較的大きく設定しておく。これにより、この回路
に流れている電流はさほど大きくないので、入力
信号がなくなると半導体発光素子２を流れる電流
は小さくなり、従つて光発振素子３は安定したオ
ン状態でなくなり、光発振素子３がオフ（発振停
止）状態になると、この回路には電流が流れなく
なる。そしてこの作用も急速に行われるので、負
荷８に流れる電流は、第２図ｃのように急速に立
下がり、結局無接点スイツチング回路のオフ動作
にもステツプ応答性をもたらすこととなるのであ
る。

第４図は、本発明の他の実施例で、限流抵抗７
と光発振素子３からベース電圧をとつたトランジ
スタ９によつて負荷８を制御させており、先の実
施例により大電流制御を可能にするものである。
なお、先の実施例と同一部材には同一符号を付し
てある。

［発明の効果］ 本発明に係る無接点スイツチング回路は、直流
電源と、光発振結合素子を構成するものであつて
電流値に応じて発光する半導体発光素子及び負荷
に流れる電流をオン、オフ制御する光発振素子
と、限流用抵抗とを直列接続し、入力信号端子を
逆流防止用ダイオードを介して前記半導体発光素
子と前記光発振素子との間に接続してなり、前記
入力信号端子から信号が入力されると該信号と前
記直列接続した回路の電流とが前記光発振素子に
重畳的に流れ、前記入力信号端子から信号が入力
されなくなると前記光発振素子が発振を停止する
ことにより、前記オン、オフ制御がステツプ的に
なされるように構成したものであるから、負荷に
対するオン、オフ制御を行うに際し、入力信号の
有無だけで、特に入力信号の極性を異ならすこと
なくステツプ応答性が持たせられ、さらには入力
信号が緩やかに変化するものであつてもステツプ
応答性が持たせられるものなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第
２図は、その特性図、第３図は、その光発振素子
の特性図、第４図は、本発明の他の実施例を示す
回路図、第５図は、従来例におけるサイリスタの
特性図、第６図は、従来例におけるトランジスタ
の特性図。 １……直流電源、２……半導体発光素子、３…
…光発振素子、４……入力信号端子、６……逆流
防止ダイオード、７……限流用抵抗、８……負
荷、Ｘ……光発信結合素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電源と、光発振結合素子を構成するもの
   であつて電流値に応じて発光する半導体発光素子
   及び負荷に流れる電流をオン、オフ制御する光発
   振素子と、限流用抵抗とを直列接続し、 入力信号端子を逆流防止用ダイオードを介して
   前記半導体発光素子と前記光発振素子との間に接
   続してなり、 前記入力信号端子から信号が入力されると該信
   号と前記直列接続した回路の電流とが前記光発振
   素子に重畳的に流れ、前記入力信号端子から信号
   が入力されなくなると前記光発振素子が発振を停
   止することにより、前記オン、オフ制御がステツ
   プ的になされる無接点スイツチング回路。