WO1998010452A1 - Load driving circuit - Google Patents

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    • H03K17/18—Modifications for indicating state of switch

Definitions

  • the welding z short-circuit failure of the normal shut-off switch cannot be known unless the drive signal is turned off. In the situation where the drive signal is being generated and the service cutoff switch is ON, the cutoff capability of the load current may actually be lost due to welding failure or the like. Also, when the emergency cut-off switch is short-circuited and the load current is cut off by the emergency cut-off switch, the control signal continues for the off-delay time of the off-delay circuit from the time when the drive signal disappears. As a result, the OFF operation of the emergency cutoff switch is delayed, and the OFF response of the load current is delayed. This is the fate of the switch circuit in which the current is not directly turned ON by the emergency cutoff switch.
  • an emergency shutoff switch control means for generating the ON shutoff switch while maintaining the ON drive signal is provided.
  • FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 to 7 show a second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the conventional blocking sweep rate pitch SW B 1, SW B2 is two-phase signal X having a complementary output relationship to each other based on the input of the drive signal, X "generates (NOT signal of the signal X) common barrier sectional sweep rate Tutsi
  • the control circuit 70 turns ON / OFF alternately as shown in the time chart of FIG.
  • the emergency cutoff switch circuit 80 of this embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 2, and has an off-delay circuit 81 and an AND gate 82 added. Have been.
  • the service cut-off switch control circuit 90 has substantially the same configuration as that of the second embodiment shown in FIG. 6, and has two OR gates 91 and 92 added thereto.
  • the OR gates 91 and 92 receive the complementary output signal X of the flip-flop circuit 71B of the two-phase signal generation circuit 71 and the output signal S of the oscillator 71A, respectively.
  • Their to each OR gate 9 1, 9 2 based on the logical sum output control signal X ', X', the common cutoff sweep rate pitch SW E SW B 2 corresponding is driven.
  • the oscillator 71A of the present embodiment generates a signal whose ON / OFF duty ratio is not 50%, as shown in FIG.
  • the control signals X ′ and X ′ in the service cutoff switch control circuit 90 are generated when their ON periods overlap each other by ⁇ t. That is, a signal having a pulse width of ⁇ t is generated from the oscillator 71A, and the flip-flop circuit 71B, which divides the signal of the oscillator 71A, counts at its falling edge and complements each other. Output signals X and are generated. Therefore, the output signal of the oscillator 71 A with a pulse width ⁇ t and the flip-flop As shown in FIG.
  • the present invention it is possible to confirm whether or not the normal shut-off switch is normal even when the load is energized, so that the normal shut-off switch is turned on until the drive signal disappears as in the conventional circuit. No failure can be found.
  • the danger avoidance operation can be performed immediately without a response delay when a failure occurs in the service cutoff switch, so that the problem of the response delay of the emergency cutoff switch as in the conventional circuit can be solved.
  • the service interruption switch can be turned ON / OFF at high speed without substantially stopping the load current, so that only one service interruption switch is required.
  • a mechanical switch such as an electromagnetic relay
  • the two service interruption switches are alternately turned ONZOFF, so that the current is continuously and reliably supplied to the load energizing circuit.
  • the load can flow, and the load drive can be stabilized.
  • the emergency shut-off switch ON drive signal is continuously generated under the condition that the normal shut-off switch is normal while the load is energized, an ON failure occurs in the normal shut-off switch while the load is energized. When this happens, the emergency shutoff switch is forcibly turned off, so that the load can be immediately turned off.
  • the driving of the FF load can be further stabilized, and the load on the mechanical contact switch at the time of ON / OFF switching can be reduced, and the life can be extended.

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Description

明 糸田
負 荷 駆 動 回 路
〔技術分野〕
本究明は、 負荷に供給する負荷電流を直接 O N/O F Fするため の常用遮断スィ ッチと、 常用遮断スィ ッチの O N故障時に負荷電流 を強制的に遮断するための非常用遮断スィ ツチとを直列接続して構 成される負荷駆動回路に関する。
〔背景技術〕
この種の負荷駆動回路と しては、 例えば、 P C TZ .I P 9 6 Z 0 0 8 6 6等で開示されているものがある。
かかる従来の負荷駆動回路を説明すると、 負荷の通電回路に、 常 用遮断スィ ツチと非常用遮断スィ ツチを直列に介装する。 負荷の駆 動信 ^の発生に基づく 前記非常用遮断スィ ッチの O NZO F F制御 信号は、 オフ · ディ レー回路を介して非常用遮断スィ ツチに印加す る。 また、 前記駆動信号の発生に基づく 前記常用遮断スィ ッチの O NZO F F制御信号は、 オン ' ディ レー回路を介して常用遮断スィ ツチ印加する。
かかる回路の動作について説明する。
非常用遮断スィ ツチの O N/O F F制御信号は、 駆動信号の印加 と同時にオフ · ディ レ一回路から発生し、 常用遮断スィ ツチの O N /O F F制御信号は、 駆動信号の印加からオン · ディ レ一回路のォ ン · ディ レー時間遅れて発生する。 また、 駆動信号が消滅した場合 は、 非常用遮断スィ ッチの O N Z O F F制御信号は、 駆動信号の消 滅からオフ ， ディ レ一時間遅れて停止し、 常用遮断スィ ツチの O N /O F F制御信号は、 駆動信号の消滅と同時に停止する。 従って、 正常時には、 非常用遮断スィ ツチは電流を直接 O N/O F Fせず、 常用遮断スィ ツチによって負荷電流が O Nノ O F F される。 そ して 常用遮断スィ ッチの溶着等で負荷電流が遮断できない状況になった 場合に、 非常用遮断スィ ツチを強制的に O 1'， I· して負荷電流を遮断 して負荷の動作を強制停止する。
しかしながら、 従来回路では、 常用遮断スィ ッチの溶着 z短絡故 障は、 駆動信号が O F F しないと分からない。 駆動信号が発生して おり、 常用遮断スィ ッチが O Nしている状況で、 本当は溶着故障等 によ り負荷電流の遮断能力が失われているかも しれない。 また、 常 用遮断スィ ツチが短絡故障していて非常用遮断スィ ツチで負荷電流 を遮断する場合、 駆動信号が消滅した時点からオフ · ディ レー回路 のオフ · ディ レー時間分制御信号が継続するので、 非常用遮断スィ ツチの O F F動作が遅れ、 負荷電流の O F F応答が遅れる。 これは, 非常用遮断スィ ツチで直接電流を O N Z O F F しない構成のスィ ッ チ回路の宿命である。
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、 負荷駆動中に負荷動 作を停止させることなく 、 常用遮断スィ ツチが O F Fできることを チェ ック可能な負荷駆動回路を提供するこ とを目的とする。
〔発明の開示〕
このため、 本発明では、 負荷駆動信号発生と同時に O N し駆動信 号消滅から所定のオフ · ディ レー時問後に O ド Fする非常用遮断ス イ ッチと、 前記駆動信号発生から所定のオン · ディ レー時間後に O Nし駆動信号消滅と同時に O F Fする常用遮断スィ ッチの直列回路 を、 負荷の通電回路に直列接続して構成した負荷駆動回路において 負荷通電中に前記常用遮断スィ ツチが O F F動作可能な状態にある ことを監視する監視手段を備える構成と した,，
かかる構成では、 非常用遮断スィ ツチ及び常用遮断スィ ツチが共 に O N して負荷電流が供給された後に、 監視手段で常用遮断スイ ツ チが O F Fできる能力があるこ とを常時監視する。 これによ り 、 負 荷電流を直接 O N/O F F制御する常用遮断スィ ッチが O F Fできなく なった場合 （短絡故障等） の危険を回避するこ とが可能となる。
また、 本発明では、 常用遮断スィ ッチ手段が半導体スィ ッチであ る時、 前記監視手段は、 前記常用遮断スィ ッチを負荷電流が停止し ない短時間 O F Fにする O F F駆動信号を周期的に発生する O F F 信号発生手段と、 前記常用遮断スィ ツチが O F F した時に出力信 ¾ - を発生する O F F確認手段とを備える構成と した。
かかる構成では、 常用遮断スィ ッチである半導体スィ ッチを、 高 速で O N / O F F制御するこ とで、 実質的に負荷電流を停止させる こ となく 常用遮断スィ ツチを O F Fでき、 常用遮断スィ ツチの O F F動作の確認が可能である。
また、 本発明では、 前記常用遮断スィ ッチが、 互いに並列接続す る第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチからなる時、 前記監視手段が、 互 いに相補の関係を有する出力信号を発生して前記第 1及び第 2常用 遮断スィ ツチを交互に O Nノ O F F駆動する駆動手段と、 前記第 1 及び第 2常用遮断スィ ツチがそれぞれ O F F した時に O F F確認信 号を発生する第 1及び第 20 F F確認手段とを備える構成と した。
かかる構成では、 2つの常用遮断スィ ッチが正常であれば、 2つ の常用遮断スィ ツチが交互に O NZO F Fするので、 負荷の通電回 路には連続的に電流が流れる。 しかも、 それぞれの常用遮断スイ ツ チの〇 F F動作を確認できる。
また、 本発明では、 前記第 1 及び第 2 O F F確認手段から交互に
O F F確認信号が発生していることを条件に、 前記非常用遮断スィ ツチの O N駆動信号を維続して発生する非常用遮断スィ ッチ制御手 段を備える構成と した。
かかる構成では、 常用遮断スィ ツチが正常に交互に O N / O F F している時のみ、 非常用遮断スィ ッチが O N状態に保持される。 常 用遮断スィ ツチの一方でも O F F しない時は、 非常用遮断スィ ツチ 制御手段によつて非常用遮断スィ ツチが強制的に O F F され負荷へ の給電を停止する。
具体的には、 前記非常用遮断スィ ッチ制御手段は、 前記 2つの常 用遮断スィ ツチが共に O F F している こ とを示す O F F確認信号が 発生していることを条件に前記起動信号の入力で非常用遮断スイ ツ チの O N駆動信号を発生し、 その後、 前記第 1 及び第 2 O F F確認手 段から交互に O F F確認信号が発生しているこ とを条件に前記非常 用遮断スィ ツチの O N駆動信号を継続する構成と した。
また、 本発明では、 前記第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチが、 機械 式接点スィ ツチである時、 第 1 及び第 2常用遮断スィ ツチの O N / O F F切換え時に互いのスィ ツチ O N期間がオーバ一ラ ップするよ う第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチを駆動制御する構成と した。
かかる構成では、 常用遮断スィ ツチの O N Z O F F切換え時にお いて、 一方の常用遮断スィ ッチが O N状態にある間に、 他方の常用 遮断スィ ッチが O N し、 その後に、 一方の常用遮断スィ ッチが O N から O F Fになる。 これによ り 、 O N / O F F切換えの応答速度が 遅い機械式接点スィ ッチを用いても、 負荷の駆動を安定でき る。 ま た、 O Nノ O F F切換え時の機械式接点スィ ツチの負担が少なく 寿 命を長く できる。
〔図面の簡単な説明〕
図 1 は、 本発明の第 1 実施形態の全体構成図である。
図 2は、 図 1 の回路の非常用及び常用遮断スィ ツチ制御回路図で ある。
図 3 は 、 図 1 の動作タイ ムチヤ一 トである。
図 4は 、 本発明の第 2実施形態の全体構成図である。
図 5は 、 図 4の常用遮断スィ ッチの動作タイ ムチャー トである 図 6は、 図 4の回路の非常用及び常用遮断スィ ッチ制御回路図で ある。
図 7は、 図 4の回路のモニタ回路図である。
図 8は、 本発明の第 3実施形態の非常用及び常用遮断スィ ツチ制 御回路図である。
図 9は、 制御信号 X ' ， / X ' の発生形態の説明図である。
図 1 0は、 第 3実施形態の動作タイムチャー トである。
[発明を実施するための最良の形態〕
以下に、 本発明に係る負荷駆動回路の実施形態について添付図面 に基づいて説明する。
図 1 は、 本発明の第 1 実施形態の回路構成図を示す。
図 1 において、 本実施形態の負荷駆動回路は、 電源 1 1 から負荷 1 2に給電する負荷通電回路に、 非常用遮断スィ ッチ S WA と常用 遮断スィ ツチ S W B の直列回路が直列接続されるこ とは従来と同様 である。 前記非常用遮断スィ ッチ S W A は、 互いに O Nと O F Fの 動作が相補の関係にあるメーク接点とブレーク接点とを有する強制 操作型電磁リ レー （Ρ ϋτΖ Ρ θ δΖο ο δ δ δ等参照） のメ ー ク接点で構成され、 後述する非常用遮断スィ ツチ制御手段と しての 非常用遮断スィ ツチ制御回路 2 0からの制御信号 Ζによ り Ο ΝΖΟ F F駆動される。 前記常用遮断スィ ッチ S WB は、 本実施形態では 半導体スィ ツチであり 、 後述する常用遮断スィ ツチ制御回路 3 0か らの制御信号 Xによ り O NZO F F駆動される。 常用遮断スィ ツチ S WB は、 負荷通電時に負荷 1 2の動作が停止しない極めて短い時 間で周期的に O F F される。 常用遮断スィ ッチ S WB の O F F動作 を確認する〇 F F確認手段と してのモニタ回路 4 0は、 常用遮断ス イ ッチ S WB が O F F した時に出力信号 A Cを出力する。 非常用遮 断スィ ツチ制御回路 2 0は、 負荷通電中においてモニタ回路 4 0の 出力信号 A Cが発生していることを条件に、 制御信号 Zを継続して 発生し非常用遮断スィ ッチ SWA を O N状態に保持する。
図 2に、 前記非常用遮断スィ ッチ制御回路 2 0、 常用遮断スイ ツ チ制御回路 3 0及びモニタ回路 4 0の具体的な構成例を示す。
非常用遮断スィ ツチ制御回路 2 0は、 モニタ回路 4 0からの出力 信号 A Cの消滅をオフ · ディ レー時間 T z の問遅延するオフ · ディ レー回路 2 1 と、 オフ ' ディ レ一回路 2 1 の出力と駆動信号とが入 力する A N Dゲ一 ト 2 2 と、 A N Dゲー ト 2 2の出力をホール ド信 号と し非常用遮断スィ ッチ SWA のブレーク接点 r , が O N状態の 時に発生する非常用遮断スィ ツチ S WA の O F F確認信号 Yを ト リ ガ信号とする自己保持回路 2 3 と、 増幅器、 ト ラ ンス及び整流回路 で構成される リ レー ドライ ノく 2 4 と 、 リ レ一 ドライバ 2 4の出力の 消滅をオフ · ディ レー時間 T OF F の間遅延し制御信号 Zを発生する 4端子コ ンデンサを用いたフエ一ルセ一フなオフ · ディ レ一回路 2 5 とを備えて構成される。
前記常用遮断スィ ツチ制御回路 3 0は、 抵抗 R i と 4端子コンデ ンサ Cとからな り非常用遮断スィ ツチ S W Λ の別のメーク接点 r 2 を介して入力する駆動信号をオン · ディ レー時間 TON遅延するオン · ディ レ一回路 3 1 と、 オン ' ディ レ一回路 3 1 の出力を電源と して 駆動して周期 T z で Δ t だけ O F Fするパルス状の制御信号 Xを出 力する発振器 3 2 とを備えて構成される。
モニタ回路 4 0は、 常用遮断スィ ッチ S WB に並列接続して定電 圧 Vccが抵抗 R 2 を介して印加するフォ トダイォー ド及びフォ トダ ィオー ドから光信号を受信して出力する フォ ト ト ラ ンジスタからな るフォ トカブラ 4 1及び駆動信号がない時常用遮断スィ ッチ S WB の O F F状態を検査するための変調回路 4 2 を備えて構成される。 前記変調回路 4 2は、 フォ トカプラ 4 2 Λと、 イ ンバータ 4 2 B と、 発振器 4 2 C と、 非常用遮断スィ ッチ S WA のブレーク接点 r 3 と で構成される。 その動作は、 駆動信号が入力されず非常用遮断スィ ツチ S W A が O N状態にない時、 ブレーク接点 r 3 が O Nしており 発振器 4 2 Cが動作し、 イ ンバ一タ 4 2 Bからの出力によってフォ トカブラ 4 2 Aがスイ ッチングされる。 常用遮断スィ ッチ S WB が ◦ F F状態であれば、 フォ トカプラ 4 1 がスイ ッチングして出力信 号 A Cによ りオフ · ディ レ一回路 2 1 は出力を生成する。 駆動信号 が印加され、 非常用遮断スィ ッチ S WA が O Nされ、 そのブレーク 接点 r 3 が O F Fする と、 発振器 4 2 Cの動作が停止し、 イ ンバ一 タ 4 2 Bの出力が電圧 Vccに固定され、 フォ トカプラ 4 2 Aのフォ ト トランジスタは O N状態を継続する。 従って、 後述するフォ ト力 プラ 4 1 の動作に影響を与えない。
こ こで、 前記発振器 3 2は、 常用遮断スィ ッチ S WB の O F F信 号発生手段に相当 し （駆動信号が印加されている時） 、 発振器 3 2 とモニタ回路 4 0で、 常用遮断スィ ッチ S WB が O F F動作可能な 状態にあるこ とを監視する監視手段を構成する。 尚、 R 3 は抵抗で ある。
次に、 図 3のタイムチヤ一 トを参照しながら動作を説明する。 駆動信号入力前において、 非常用遮断スィ ッチ S WA 及び常用遮 断スィ ッチ S WB が共に O F F状態にあれば、 モニタ回路 4 0のフ オ ト力ブラ 4 1 から出力信号 A Cが発生し、 非常用遮断スィ ッチ S WA の O Nしているブレーク接点 Γ ι を介して非常用遮断スィ ッチ S W Λ の O F F確認信号 Υが発生する。 この状態で、 非常用遮断ス ィ ツチ制御回路 2 0に駆動信号が入力する と、 A N Dゲー ト 2 2か ら出力が発生し、 この出力によ り 自己保持回路 2 3は ト リ ガ信号を 自己保持して出力を発生し、 リ レー ドライ ノく 2 4が駆動し、 オフ . ディ レ一回路 2 5から制御信号 Zが発生して非常用遮断スィ ツチ S WA が O Nする。 一方、 常用遮断スィ ッチ制御回路 3 0では、 非常 用遮断スィ ッチ S W A の別のメ一ク接点 r 2 が O Nとなり前記駆動 信号がオン · ディ レ一回路 3 1 に入力 し、 オン · ディ レ一時間 T。N 後に発振器 3 2が駆動して、 制御信号 Xが発生し、 常用遮断スイ ツ チ S W B が O N し、 この時点で、 電源 1 1 から負荷 1 2 に負荷電流 が供給される。
負荷 1 2への通電が開始される と、 制御信号 Xは図 3 に示すよ う に周期 T z 毎に△ t だけ O F Fするので、 これに伴い常用遮断スィ ツチ S W B が Δ t だけ O F Fする。 常用遮断スィ ッチ S W B が O F Fすると、 モニタ回路 4 0のフォ トカプラ 4 1 から出力信号 A Cが 発生する。 常用遮断スィ ッチ S WB が正常で周期的に O F Fすれば、 オフ · ディ レ一回路 2 1 から連続的に出力が発生し、 非常用遮断ス イ ッチ S WA は O N状態に保持される。
駆動信号が停止する と、 常用遮断スィ ッチ制御回路 3 0の制御信 号 Xは直ちに停止して常用遮断スィ ッチ S WB が O F F して負荷 1 2 への給電が停止する。 その後、 オフ · ディ レ一回路 2 5のオフ · デ ィ レ一時間 T OF F 後に非常用遮断スィ ツチ制御回路 2 0の制御信号 Zが停止し、 非常用遮断スィ ッチ S WA が O F Fする。
負荷給電中、 常用遮断スィ ッチ S WB に短絡故障が発生すれば、 その後モニタ回路 4 0から出力信号 A Cが発生しないので、 非常用 遮断スィ ツチ制御回路 2 0の制御信号 Zが停止し、 非常用遮断スィ ツチ S W A が O F F して負荷 1 2への給電を強制的に停止する。
かかる構成によれば、 負荷 1 2の通電中に常用遮断スィ ッチ S WB が O F Fできることを常時確認するので、 従来のよ う に駆動信号が 停止しないと常用遮断スィ ツチ S W B の短絡故障がわからないとい う ことがない。 そして、 駆動信号が入力している状態で常用遮断ス イ ッチ S W B が短絡故障したら直ちに出力を遮断できるので、 非常 用遮断スィ ツチ S W A の O F F応答が遅れるこ とを防止できる利点 がある。
次に、 図 4〜図 7に本発明の第 2実施形態を示す。 尚、 第 1 実施 形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の負荷駆動回路は、 常用遮断スィ ツチに半導体スィ ッ チを用い、 2つの常用遮断スィ ツチの並列回路を非常用遮断スィ ッ チと直列接続し、 2つの常用遮断スィ ツチを交互に O N/O F F駆 動するこ とで、 負荷通電中に負荷への給電を停止させずに常用遮断 スィ ツチが O F Fできることを確認するよ うにしたものである。 図 4は、 全体の回路図を示す。
図 4 において、 半導体スィ ツチからなる 2つの第 1 及び第 2常用 遮断スィ ツチ S WB 1， S WB2の並列回路を非常用遮断スィ ツチ S W, と直列に接続して負荷通電回路が構成される。 前記常用遮断スィ ッ チ S WB 1， SWB2は、 駆動信号の入力に基づいて互いに相補の出力 関係を持つ 2相信号 X， X" (信号 Xの否定信号） を発生する常用遮 断スィ ツチ制御回路 7 0 によ り、 図 5のタイムチヤ一 トに示すよ う に交互に O N/O F F駆動される。
前記非常用遮断スィ ツチ制御回路 6 0は、 常用遮断スィ ツチ S W, S WB2が共に O F F していることの確認に基づいて非常用遮断スィ ツチ S WA を O Nし、 以後、 常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WB2のス イ ッチング動作 （O NZO F F動作） をモニタするこ とで常用遮断 スィ ッチ S WB 1， S WB2の正常を確認し、 非常用遮断スィ ッチ S W, の O N維続を許可するよ う構成される。 即ち、 常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WB2が共に O F F状態であるこ とをモニタするモニタ回路 5 1 から O F F状態を示す出力信号 VOFF が入力していることを条 件に、 駆動信号が入力 した時に制御信号 Zを出力して非常用遮断ス イ ッチ S WA を O N駆動する。 その後、 各常用遮断スィ ッチ S WB 1, S WB2のスイ ッチング動作 （O Nノ O F F動作） をモニタするモニ タ回路 5 2， 5 3から交互に O N O F F している こ とを示す信号 A C 1 ， A C 2が入力するこ とを条件に制御信号 Zの発生を継続し て非常用遮断スィ ッチ S WA を O N状態に保持する。
図 6に、 前記非常用遮断スィ ツチ制御回路 6 0及び常用遮断スィ ツチ制御回路 7 0の具体的構成例を示す。
図 6 において、 非常用遮断スィ ッチ制御回路 6 0は、 モニタ回路 5 2， 5 3の出力信号 A C 1 ， A C 2を入力する A N Dゲー ト 6 1 と、 駆動信号の立上がり を検出する立上がり検出回路 6 2 と、 この 立上がり検出回路 6 2の出力とモニタ回路 5 1 の出力信号 V。„ が 入力する A N Dゲー ト 6 3 と、 A N Dゲー ト 6 1 及び 6 3の各出力 が入力する O Rゲ一 ト 6 4 と、 O Rゲ一 卜 6 4 の出力と駆動信号が 入力する A N Dゲー ト 6 5 と、 第 1 実施形態で説明したのと同様の リ レ一 ドライバ 2 4及びオフ · ディ レー回路 2 5 とを備える。
常用遮断スィ ッチ制御回路 7 0は、 第 1 実施形態と略同様の構成 であり、 非常用遮断スィ ツチ S WA のメーク接点 r 2 と、 抵抗 及び 4端子コンデンサ Cからなるオン · ディ レ一回路 3 1 と、 互い に相補の 2相信号 X， 3 を発生する 2相信号発生回路 7 1 とを備え る。 2相信号発生回路 7 1 は、 駆動信号に基づく オン . ディ レー回 路 3 1 の出力を電源と して発振出力を発生する発振器 7 1 Aと フ リ ップフロ ップ回路 7 1 B と を備えて構成される。 こ こで、 前記 2相 信号発生回路 7 1 が駆動手段に相当する。
図 7に、 トランジスタからなる各常用遮断スィ ッチ S WB 1， S Wt の前記各モニタ回路 5 1 〜 5 3の具体的構成例を示す。
図 7において、 モニタ回路 5 1 は、 定電位 Vccを抵抗 R 4 を介し て非常用遮断スィ ッチ S WA と常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WB2と の間の通電線に接続して構成される。 また、 第 ] 及び第 2 0 F F確 認信号に相当するモニタ回路 5 2， 5 3 は、 同様の構成で、 それぞ れカ レン トセンサ 5 2 A， 5 3 Aと整流回路 5 2 B， 5 3 Bで構成さ れる。 従って、 前記 2相信号発生回路 7 1 とモユタ回路 5 2， 5 3 で監視手段が構成される。
次に動作を説明する。
駆動信号入力前において、 2つの常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WU 2 が共に O F F状態にあれば、 電源電位 Vccが抵抗 R4 を介してモニ タ回路 5 1 から出力信号 VOFF が発生する。 この状態で、 非常用遮 断スィ ッチ制御回路 6 0に駆動信号が入力すると、 その立上がり に 基づく 立上がり検出回路 6 2の出力が A N Dゲー ト 6 3 に入力し、 A N Dゲ一 ト 6 3から出力が発生する。 A N Dゲ一 ト 6 3の出力に 基づいて O Rゲー ト 6 4の出力が A N Dゲ一 ト 6 5 に印加され、 こ の出力と駆動信号とによ り A N Dゲ一 ト 6 5から出力が発生し、 リ レ一 ドライバ 2 4及びオフ . ディ レー回路 2 5から制御信号 Zが発 生し、 非常用遮断スィ ッチ S WA が O Nする。 一方、 常用遮断スィ ツチ制御回路 7 0では、 非常用遮断スィ ッチ S WA の励磁によ り メ —ク接点 r 2 が O Nし、 駆動信号がオン ' ディ レー回路 3 1 入力 し、 オン · ディ レー時間 T ON後にオン · ディ レー回路 3 1 の出力が 2相 信号発生回路 7 1 に入力する。 これによ り 、 発振器 7 1 Aが動作し、 フ リ ップフロ ップ回路 7 1 Bを介して互いに相補な関係の制御信号 X， Yが発生し、 図 5 に示すよ うに常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WB2 が交互に O Nし、 電源 1 1 から負荷 1 2に負荷電流が供給される。 負荷 1 2の通電中は、 常用遮断スィ ッチ S WB 1, S WB 2のスイ ツ チング動作がモニタ回路 5 2， 5 3でモニタ され、 正常の場合は信 号 A C 1， A C 2が共に発生する。 即ち、 常用遮断スィ ッチ S WB，， S WB2が交互に O N/O F F している場合に限り、 カ レン トセンサ 5 2 A , 5 3 Aにそれぞれ交流信号が流れ、 整流回路 5 2 B , 5 3 B から出力信号 A C 1， A C 2が生成される。 これによ り、 常用遮断 スィ ツチ S W B i， S W B 2が共に正常であることを示す信号 V swが A N Dゲー ト 6 】 から発生する。 このため、 常用遮断スィ ッチ S W B i， SWB2の O NZO F F動作によ り信号 V。FF が消滅して A N Dゲー ト 6 3の出力が停止するが、 O Rゲー 卜 6 4の出力が継続して非常 用遮断スィ ッチ S WA の O N動作を保持する。 駆動信号が消滅する と、 第 1 実施形態と同様に、 常用遮断スィ ッチ S WB 1, S WB 2が O F F して負荷 1 2への給電が停止 した後、 非常用遮断スィ ッチ S W A が O F Fする。
一方、 負荷 1 2の通電中において、 常用遮断スィ ッチ S W Β ,， S WB2のいずれか一方が短絡故障する と、 対応するカ レン トセンサ 5 2 A又は 5 3 Aに交流信号が流れず、 整流回路 5 2 B又は 5 3 Bの出 力信号 A C 1 又は A C 2が停止し、 非常用遮断スィ ツチ S WA が O F F して強制的に負荷 1 2への給電が停止される。 それ以後は、 常 用遮断スィ ツチの短絡故障に基づいてモニタ回路 5 1 から常用遮断 スィ ッチ S W B ,， S W B 2の O F F確認の出力信号 V。F F が生成され ず、 非常用遮断スィ ッチ S WA の O N駆動は不能となる （ロ ッ クァ ゥ トされる） 。
次に、 本発明の第 3実施形態について説明する。
第 3実施形態は、 常用遮断スィ ッチに電磁リ レー等の機械式スィ ツチを用いた場合である。 機械式スィ ッチを用いる場合、 半導体ス ィ ツチに比べてスィ ツチングの応答速度が遅く、 高速で O NZO F F動作させるこ とは困難である。 従って、 負荷起動中に常用遮断ス ィ ツチの O F F確認を行うには、 1¾ 4に示す第 2実施形態のよ う に 並列接続した 2つの常用遮断スィ ッチを交互に O N / Oド Fする構 成とする。 更に、 常用遮断スィ ッチを O F Fする場合に、 負荷電流 が遮断しないよ う に、 一方の常用遮断スィ ッチが O N してから他方 の常用遮断スィ ッチが O F Fするよ う にする。 このため、 各機械式 スィ ツチの応答特性のばらつきを考慮して、 各常用遮断スィ ツチの O N期間を互にオーバーラ ップさせる。
図 8 に、 第 3実施形態の非常用遮断スィ ッチ制御回路及び常用遮 断スィ ッチ制御回路の具体的な回路構成例を示す。 尚、 負荷通電回 路の構成は、 電源 1 1 、 負荷 1 2、 非常用遮断スィ ッチ S WA 及び 例えば強制操作型電磁リ レーのメ一ク接点からなる各常用遮断スィ ツチ S WB 1， S WB 2が、 図 4に示す第 2実施形態のよ うに接続配置 されている ものとする。
図 8 において、 本実施形態の非常用遮断スィ ッチ回路 8 0は、 図 2に示す第 1 実施形態と略同様の構成で、 オフ · ディ レ一回路 8 1 及び A N Dゲー ト 8 2が付加されている。
常用遮断スィ ッチ制御回路 9 0は、 図 6 に示す第 2実施形態と略 同様の構成で、 2つの O Rゲー ト 9 1 ， 9 2が付加されている。 各 O Rゲー ト 9 1 ， 9 2は、 2相信号発生回路 7 1 のフ リ ップフロ ッ プ回路 7 1 Bの相補の出力信号 X， と発振器 7 1 Aの出力信号 S がそれぞれ入力する。 そ して、 各 O Rゲー ト 9 1， 9 2の論理和出 力に基づく制御信号 X ' ， X ' で、 対応する常用遮断スィ ッチ S WE S WB 2が駆動される。 尚、 本実施形態の発振器 7 1 Aは、 図 9 に示 すよ う に O N O F Fデューティ比が 5 0 %でない信号を発生する ものである。
常用遮断スィ ッチ制御回路 9 0 における制御信号 X ' , X ' は、 図 9 に示すよ う に、 互いに O N期間が Δ t だけオーバ一ラ ップして 発生する。 即ち、 発振器 7 1 Aから Δ t のパルス幅の信号が発生し、 発振器 7 1 Aの信号を分周するフ リ ップフ口 ップ回路 7 1 Bは、 そ の立下がりで計数し互いに相補の出力信号 X， が発生する。 従つ て、 発振器 7 1 Aのパルス幅 Δ t の出力信号と、 フ リ ップフ口 ッ 回路 7 1 Bの出力信号 X， の論理和である各 O Rゲー ト 9 1 ， 9 2 から発生する制御信号 X ' ， X"' は、 図 9 に示すよ うに Δ t のォー バ一ラ ップ期間を持って交互に発生する。 尚、 常用遮断スィ ッチ S WB I , S W B 2の 0 F F確認は、 それぞれのブレーク接点 r 4 ， r 5 を用いて確認する構成である。
次に、 第 3実施形態の動作を図 〗 0のタイムチャー トを参照して 説明する。
駆動信号入力前において、 非常用遮断スィ ッチ S WA 及び両常用 遮断スィ ッチ S W B i， S W B 2が共に O F F状態にあれば、 それぞれ のブレーク接点 r ， r 4 ， r s が O N状態にある。 このため、 非 常用遮断スィ ツチ S WA の O F F確認信号 Y及び常用遮断スィ ツチ S WB ) , S W 2の O F F確認の出力信号 A C 1 , A C 2が発生する。 この状態で、 非常用遮断スィ ツチ制御回路 8 0に駆動信 ^が入力す る と、 Λ N Dゲー ト 8 2の出力と前記駆動信号の人力によ り A N D ゲー ト 2 2から出力が発生し、 Θ己保持回路 2 3 、 リ レー ドライバ 2 4及びオフ · ディ レー回路 2 5 を介して制御信号 Zが発生して非 常用遮断スィ ッチ S WA が O Nする。
一方、 常用遮断スィ ッチ制御回路 9 0では、 第 2実施形態と同様 にオン · ディ レ一時間 T ON後に 2相信号発生回路 7 1 が動作し、 前 述のよ う にして互いに O N期間のオーバーラ ップした制御信号 X ' ， X ' が発生する。 これによ り、 一方の常用遮断スィ ッチ S WB 1 (又 は S WB 2) が O Nしている間に他方の常用遮断スィ ッチ S WB 2 (又 は S WB 1) が O Nし、 その後に前記一方の常用遮断スィ ッチ S WB 1 (又は S W B 2 ) が O F Fするよ うに動作する。 このよ う にして、 各 常用遮断スィ ツチ S WB 1， S WB 2が交互に O N / O F F し、 電源 1 1 から負荷 1 2に負荷電流が供給される。
負荷 1 1 への通電開始後は、 正常であればオフ · ディ レ一回路 2 1 8 1 の出力継続によ り A N Dゲー ト 8 2の出力が継続し、 非常用遮断 スィ ッチ SWA は O N状態に保持される。 負荷給電中、 常用遮断ス イ ッチ S WB 1， S WB2のどちらか一方でも短絡故障が発生すれば、 A NDゲー ト 8 2の出力が停止し、 非常用遮断スィ ッチ S WA が O F F して負荷 1 2への給電を強制的に停止する。
このよ うに、 常用遮断スィ ッチ S WB 1， S WB 2に電磁リ レー等の 機械式スィ ツチを用いた場合に、 互いに O N期間がオーバ一ラ ップ するよ うにすれば、 動作が安定する と共に、 一方の常用遮断スイ ツ チが O N又は O F Fする時、 接点間の電圧が略零の状態で行われる ので、 放電が生じ難く スィ ッチの寿命を長く できる。
尚、 負荷電流が交流の場合、 負荷電流のゼロク ロ ス付近で、 常用 遮断スィ ツチの切換えを行う よ うにすれば、 負荷電流が小さいので 常用遮断スィ ッチの負担が少なく でき、 常用遮断スィ ッチの寿命を よ り長く できる。
以上説明したよ う に本発明によれば、 負荷通電中でも、 常用遮断 スィ ツチが正常か否かを確認できるので、 従来回路のよ う に駆動信 号が消滅するまで常用遮断スィ ッチの O N故障が発見できないとい う ことがない。 また、 常用遮断スィ ッチに故障が発生した時に応答 遅れなく 直ちに危険の回避動作が可能であるので、 従来回路のよ う な非常用遮断スィ ッチの応答遅れの問題も解消できる。
また、 常用遮断スィ ッチに半導体スィ ッチを用いれば、 実質的に 負荷電流を停止させるこ となく 常用遮断スィ ッチを高速で O N/O F F駆動できるので、 1 つの常用遮断スィ ツチで済む利点がある。 また、 常用遮断スィ ツチに電磁リ レー等の機械式スィ ツチを用い た場合でも、 2つの常用遮断スィ ツチを交互に O N Z O F F駆動す るので、 負荷の通電回路には連続的に確実に電流を流すこ とができ、 負荷の駆動を安定にできる。 また、 負荷通電中に常用遮断スィ ッチが正常であるこ とを条件に 非常用遮断スィ ツチの O N駆動信号を継続発生するよ うにすれば、 負荷通電中に常用遮断スィ ツチに O N故障が発生した時、 非常用遮 断スィ ツチが強制的に O F F されるので、 負荷の通電を直ちに停止 させることができる。
O N/O F F応答速度の遅い電磁リ レー等の機械式接点スィ ツチ を常用遮断スィ ツチに用いた時に、 スィ ツチ切換え時に O N期間を オーバーラ ップさせることで、 2つの常用遮断スィ ツチの O NZO
F F負荷の駆動をよ り一層安定できる と共に、 O N/O F F切換え 時の機械式接点スィ ツチの負担が少なく 寿命を長く できる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、 非常用遮断スィ ツチと常用遮断スィ ツチを備える負荷 駆動回路の故障時のフエ一ルセ一フ性が向上し、 作業者の安全性を 格段に向上できるので産業上の利用可能性が大である。

Claims

請 求 の 範 囲
( 1 ) 負荷駆動信号発生と同時に O Nし駆動信号消滅から所定のォ フ · ディ レー時間後に O F Fする非常用遮断スィ ツチと、 前記駆動 信号発生から所定のオン · ディ レー時間後に O Nし駆動信号消滅と 同時に O F Fする常用遮断スィ ツチの直列回路を、 負荷の通電回路 に直列接続して構成した負荷駆動回路において、 負荷通電中に前記 常用遮断スィ ッチが O F F動作可能な状態にあるこ とを監視する監 視手段を備えて構成したことを特徴とする負荷駆動回路。
( 2 ) 常用遮断スィ ッチ手段が半導体スィ ッチである時、 前記監視 手段は、 前記常用遮断スィ ツチを負荷電流が停止しない短時間 O F Fにする O F F駆動信号を周期的に発生する O F F信号発生手段と . 前記常用遮断スィ ツチが O F F した時に出力信号を発生する O F F 確認手段とを備える構成である請求項 1 記載の負荷駆動回路。
( 3 ) 前記常用遮断スィ ッチが、 互いに並列接続する第 1 及び第 2 常用遮断スィ ッチからなる時、 前記監視手段が、 互いに相補の関係 を有する出力信号を発生して前記第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチを 交互に O N/O F F駆動する駆動手段と、 前記第 1及び第 2常用遮 断スィ ツチがそれぞれ O F F した時に O F F確認信号を発生する第 1 及び第 20 F F確認手段とを備えて構成される請求項 1 記載の負 荷駆動回路。
( 4 ) 前記第 1 及び第 20 F F確認手段から交互に O F F確認信号 が発生していることを条件に、 前記非常用遮断スィ ツチの O N駆動 信号を継続して発生する非常用遮断スィ ツチ制御手段を備える請求 項 3記載の負荷駆動回路。
( 5 ) 前記非常用遮断スィ ッチ制御手段は、 前記 2つの常用遮断ス ィ ツチが共に O F F しているこ とを示す O F F確認信号が発生して いることを条件に前記起動信号の入力で非常用遮断スィ ッチの O N 駆動信号を発生し、 その後、 前記第 1 及び第 2 O F F確認手段から 交互に O F F確認信号が発生していること を条件に前記非常用遮断 スィ ツチの O N駆動信号を継続する構成である請求項 4記載の負荷 駆動回路。
( 6 ) 前記第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチが、 機械式接点スィ ッチ である時、 第 1 及び第 2常用遮断スィ ッチの O N Z O F F切換え時 に互いのスィ ツチ O N期間がォ一バーラ ップするよ う第 1 及び第 2 常用遮断スィ ツチを駆動制御する構成と した請求項 3記載の負荷駆 動回路。
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