JP2008021612A

JP2008021612A - Load drive circuit

Info

Publication number: JP2008021612A
Application number: JP2006194407A
Authority: JP
Inventors: Chikatsugu Yamaguchi; 親嗣山口
Original assignee: BEAM DENSHI KK
Current assignee: BEAM DENSHI KK
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load drive circuit capable of preventing contact spark well by a simple circuit structure. <P>SOLUTION: A single-phase A.C. type motor (load) 1 is controlled by switching of contacts 21 and 31 of a first relay 2 and a second relay 3 connected in series to each other. A solid state relay (SSR) 4 is connected in parallel to the contacts 21 and 31. The SSR 4 is turned on earlier than the contacts 21 and 31, and turned off later than them. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、負荷駆動回路に関し、特に低コストで大電流の頻繁な断続が可能な負荷駆動回路に関する。 The present invention relates to a load driving circuit, and more particularly, to a load driving circuit capable of frequently interrupting a large current at a low cost.

インダクタンス負荷をリレーにより遮断する場合、接点スパーク防止が重要であり、下記の特許文献１は交流リレーのオフを、交流電圧のゼロクロス点を検出して行うことにより接点保護を行うことを提案している。
特開２００４−１１１２４０号公報 When an inductance load is interrupted by a relay, it is important to prevent contact spark, and the following Patent Document 1 proposes to perform contact protection by turning off the AC relay by detecting the zero-cross point of the AC voltage. Yes.
JP 2004-111240 A

しかしながら、上記したゼロクロスオフは、交流負荷のオフには有効であるが、直流負荷のオフには有効ではない。また、上記したゼロクロスオフは、リレー遮断タイミングが交流電源電圧のゼロクロス点という特定タイミングに限定されてしまい、リレー遮断自由度が低下するという問題があった。また、リレーの励磁コイルへの通電電流を遮断してから、実際にリレーの接点が開くまでに相当の時間が必要なため、上記したゼロクロスオフは容易ではなかった。 However, the zero cross-off described above is effective for turning off the AC load, but is not effective for turning off the DC load. Further, the above-described zero cross-off has a problem that the relay cut-off timing is limited to a specific timing that is the zero cross point of the AC power supply voltage, and the degree of freedom of relay cut-off is lowered. Further, since a considerable time is required from the time when the energization current to the exciting coil of the relay is interrupted until the relay contact is actually opened, the above-described zero cross-off is not easy.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡素な回路構成により接点スパークを良好に防止可能な負荷駆動回路を提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a load drive circuit that can satisfactorily prevent contact sparks with a simple circuit configuration.

上記課題を解決する本発明は、負荷への給電を断続する接点を有するメカニカルリレー回路と、前記メカニカルリレー回路の前記接点と並列接続された主電極を有する固体リレー回路と、負荷給電指令及び負荷給電遮断指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び固体リレー回路を断続制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記負荷給電指令が入力された場合に、前記負荷給電指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び前記固体リレー回路にオンを指令するとともに前記メカニカルリレー回路の接点閉時点よりも先行して前記固体リレー回路をオンさせ、前記負荷給電遮断指令が入力された場合に、前記負荷給電指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び前記固体リレー回路にオフを指令するとともに前記メカニカルリレー回路の接点開時点よりも遅れて前記固体リレー回路をオフさせることを特徴としている。 The present invention that solves the above-described problems includes a mechanical relay circuit having a contact for intermittently supplying power to a load, a solid-state relay circuit having a main electrode connected in parallel with the contact of the mechanical relay circuit, a load power supply command, and a load. A control circuit that intermittently controls the mechanical relay circuit and the solid state relay circuit based on a power supply cutoff command. The control circuit is configured to control the mechanical relay based on the load power supply command when the load power supply command is input. Command the circuit and the solid state relay circuit to turn on, turn on the solid state relay circuit prior to the contact point of the mechanical relay circuit and when the load power supply cutoff command is input, Based on the mechanical relay circuit and the solid-state relay circuit, and the mechanical relay circuit It is characterized in that turns off the solid state relay circuit later than contact open time of the circuit.

すなわち、この発明は、メカニカルリレー回路の接点と並列接続された固体リレー回路の主電極を有し、この固体リレー回路をメカニカルリレー回路の接点閉動以前にオンし、接点開動以後にオフするので、メカニカルリレー回路の接点の作動時のスパークを防止することができる。 That is, the present invention has a main electrode of a solid relay circuit connected in parallel with the contact of the mechanical relay circuit, and this solid relay circuit is turned on before the contact of the mechanical relay circuit is closed and turned off after the contact is opened. Further, it is possible to prevent a spark when the contact of the mechanical relay circuit is operated.

また、固体リレー回路の単独動作が必要な期間は、少なくともメカニカルリレー回路の接点が閉動又は開動する遷移期間だけでよいため、固体リレー回路自体は大幅に小型化することができる。すなわち、固体リレー回路の許容電流はその最高温度により決定されるため、小型チップサイズの安価な半導体素子に高電流密度で短時間通電を行う固体リレー回路を採用することができる。この結果、非常に高価な大きな許容最大電流値をもつ固体リレー回路を、安価なメカニカルリレー回路と小型固体リレー回路とにより代替することができ、かつ、メカニカルリレー回路の接点消耗を抑止しつつ経済性を向上することができる。 In addition, since the period in which the solid-state relay circuit needs to be operated alone is at least a transition period in which the contact of the mechanical relay circuit is closed or opened, the solid-state relay circuit itself can be significantly downsized. That is, since the allowable current of the solid state relay circuit is determined by its maximum temperature, it is possible to employ a solid state relay circuit that energizes a low-cost semiconductor element with a small chip size at a high current density for a short time. As a result, an extremely expensive solid relay circuit having a large allowable maximum current value can be replaced by an inexpensive mechanical relay circuit and a small solid relay circuit, and the economy of the mechanical relay circuit while suppressing contact consumption Can be improved.

なお、負荷給電指令が入力された場合に、メカニカルリレー回路及び固体リレー回路に同時にオンを指令してもよい。良く知られているように、負荷給電指令が入力されてから実際にメカニカルリレー回路の接点が閉動動作を開始するには機械的な時間遅れが存在し、これに対して固体リレー回路のオンを極めて高速であるため、両リレー回路に同時に負荷給電指令を与えることが可能であり、これによりメカニカルリレー回路の閉動を遅延させる遅延回路の省略と、メカニカルリレー回路の閉動時における固体リレー回路への通電時間の短縮とを実現することができる。 In addition, when a load power supply command is input, the mechanical relay circuit and the solid state relay circuit may be simultaneously commanded to turn on. As is well known, there is a mechanical time delay after the load power supply command is input until the contact of the mechanical relay circuit actually starts to close. Because it is extremely fast, it is possible to give load power supply commands to both relay circuits at the same time, thereby eliminating the delay circuit that delays the closing of the mechanical relay circuit and the solid state relay when the mechanical relay circuit is closed It is possible to reduce the energization time of the circuit.

その他、メカニカルリレー回路の閉動を固体リレー回路のオンよりも遅延させる遅延回路を設ければ、固体リレー回路の先行オンを確実かつ十分な時間だけ先行させることができる。 In addition, if a delay circuit that delays the closing of the mechanical relay circuit from the on-state of the solid-state relay circuit is provided, the on-state of the solid-state relay circuit can be reliably preceded for a sufficient time.

好適な態様において、前記制御回路は、前記メカニカルリレー回路の前記接点開時点まで前記固体リレー回路のオンを持続する。これにより、メカニカルリレー回路の接点閉完了後に固体リレー回路の発熱抑止のために固体リレー回路をオフさせる固体リレー回路制御動作を省略することができ、制御回路の構成を簡素化することができる。すなわち、この態様は、メカニカルリレー回路の接点閉完了後は、この接点と並列接続された固体リレー回路の主電極対間にはほとんど電流が流れない。つまり、固体リレー回路のスイッチング素子がサイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタなどのように主電極対間に少なくとも一つのＰＮ接合をもつ場合、メカニカルリレー回路の接点電圧降下がこのＰＮ接合の順方向電圧降下より小さいため、電流は０となる。固体リレー回路のスイッチング素子がＭＯＳトランジスタである場合には、そのオンチャンネル抵抗とメカニカルリレー回路の接点間抵抗との比により電流比が決まるが、後者を前者より大幅に小さくすることは非常に容易である。 In a preferred aspect, the control circuit keeps the solid-state relay circuit on until the contact opening time of the mechanical relay circuit. Thereby, the solid relay circuit control operation for turning off the solid relay circuit to suppress the heat generation of the solid relay circuit after completion of the contact closing of the mechanical relay circuit can be omitted, and the configuration of the control circuit can be simplified. That is, in this embodiment, after the contact of the mechanical relay circuit is closed, almost no current flows between the main electrode pair of the solid-state relay circuit connected in parallel with the contact. In other words, when the switching element of the solid-state relay circuit has at least one PN junction between the main electrode pairs such as a thyristor, triac, bipolar transistor, etc., the contact voltage drop of the mechanical relay circuit is less than the forward voltage drop of this PN junction. Since it is small, the current is zero. When the switching element of the solid-state relay circuit is a MOS transistor, the current ratio is determined by the ratio of the on-channel resistance and the resistance between the contacts of the mechanical relay circuit, but it is very easy to make the latter much smaller than the former. It is.

好適な態様において、前記メカニカルリレー回路は、互いに直列接続されたリレー（２）の接点（２１）及びリレー（３）の接点（３１）と、前記接点（２１）と並列接続された抵抗（Ｒ）とを有し、前記制御回路は、前記負荷給電指令が入力されている間、前記固体リレー回路（４）をオンさせる信号電圧Ｖｓ１を前記固体リレー回路（４）に出力する第１回路と、前負荷給電指令が入力されている間、前記リレー（２）の励磁コイル（１９）に通電する第２回路と、前記負荷給電指令が入力されてから所定時間遅れて前記リレー（３）の励磁コイル（２０）をオンし、前記負荷給電遮断指令が入力されてから所定時間遅れて前記リレー（３）の励磁コイル（２０）をオフする第３回路と、前記リレー（３）の励磁コイル（２０）がオンされてから所定時間遅れて前記固体リレー回路（４）をオンさせ、前記リレー（３）の励磁コイル（２０）がオフされてから所定時間遅れて前記固体リレー回路（４）をオフさせる信号電圧Ｖｓ２を前記固体リレー回路（４）に出力する第４回路とを有する。 In a preferred aspect, the mechanical relay circuit includes a contact (21) of the relay (2) and a contact (31) of the relay (3) connected in series with each other, and a resistor (R) connected in parallel with the contact (21). The control circuit outputs a signal voltage Vs1 for turning on the solid-state relay circuit (4) to the solid-state relay circuit (4) while the load power supply command is input. The second circuit for energizing the exciting coil (19) of the relay (2) while the pre-load power supply command is input, and the relay (3) after a predetermined time from the input of the load power supply command. A third circuit for turning on the exciting coil (20) and turning off the exciting coil (20) of the relay (3) after a predetermined time from the input of the load power supply cutoff command; and the exciting coil of the relay (3) (20) is on A signal voltage Vs2 that turns on the solid state relay circuit (4) after a predetermined time delay and turns off the solid state relay circuit (4) after a predetermined time delay after the exciting coil (20) of the relay (3) is turned off. Is output to the solid state relay circuit (4).

このようにすれば、簡素な制御回路構成により、固体リレー回路の先行オンと遅行オフとを確実に実現することができる。 In this way, the solid relay circuit can be reliably turned on and turned off with a simple control circuit configuration.

以下、本発明の負荷駆動リレー回路の好適な実施形態を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきものではなく、他の公知技術を組み合わせて本発明の構成要素を実現しても良いことはもちろんである。たとえば、下記の回路では交流負荷（ＡＣ負荷）断続制御を行うが、リレーが断続すべき負荷を直流負荷としてもよく、この場合には、下記のトライアック５の代わりにパワートランジスタなどを採用することができることは明白である。 Hereinafter, preferred embodiments of the load drive relay circuit of the present invention will be described. However, the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments, and it goes without saying that the constituent elements of the present invention may be realized by combining other known techniques. For example, in the following circuit, AC load (AC load) intermittent control is performed, but the load to which the relay should be intermittent may be a DC load. In this case, a power transistor or the like is employed instead of the following triac 5 It is clear that you can.

（回路構成）
この実施形態の負荷駆動リレー回路の回路図を図１及び図２を参照して説明する。図１はこの負荷駆動リレー回路のうち、負荷を駆動するための負荷駆動部を示し、図２は図１に示す負荷駆動部を制御する制御部を示す。 (Circuit configuration)
A circuit diagram of the load drive relay circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a load drive unit for driving a load in the load drive relay circuit, and FIG. 2 shows a control unit for controlling the load drive unit shown in FIG.

図１に示す負荷駆動部において、１は単相交流型のモータ（負荷）、２は第１のリレー、３は第２のリレー、４はソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、Ｒは抵抗である。商用の単相交流電圧が、互いに直列接続されたリレー２の常開接点２１とリレー３の常開接点３１とを順次通じてモータ１に印加されている。保持抵抗Ｒはリレー２の常開接点２１と並列に接続されている。 In the load driving section shown in FIG. 1, 1 is a single-phase AC motor (load), 2 is a first relay, 3 is a second relay, 4 is a solid state relay (SSR), and R is a resistor. A commercial single-phase AC voltage is applied to the motor 1 through the normally open contact 21 of the relay 2 and the normally open contact 31 of the relay 3 that are connected in series with each other. The holding resistor R is connected in parallel with the normally open contact 21 of the relay 2.

ＳＳＲ４は、トライアック（半導体スイッチング素子）５、交流出力（双方向通電）型の出力用フォトカプラ６、抵抗７〜１０、コンデンサＣを有している。抵抗１０とコンデンサＣとは直列接続されてスナバ回路を構成している。トライアック５及びスナバ回路が、互いに直列接続された接点２１、３１とそれぞれ並列に接続されている。出力用フォトカプラ６の双方向出力部６２の一端は抵抗８を通じてトライアック５の一端に、出力用フォトカプラ６の双方向出力部６２の他端は抵抗９を通じてトライアック５の他端に接続されている。出力用フォトカプラ６の出力部６１と抵抗９との接続点はトライアック５の制御端子に接続されている。 The SSR 4 includes a triac (semiconductor switching element) 5, an AC output (bidirectional energization) type output photocoupler 6, resistors 7 to 10, and a capacitor C. The resistor 10 and the capacitor C are connected in series to form a snubber circuit. The triac 5 and the snubber circuit are respectively connected in parallel with the contacts 21 and 31 connected in series with each other. One end of the bidirectional output unit 62 of the output photocoupler 6 is connected to one end of the triac 5 through the resistor 8, and the other end of the bidirectional output unit 62 of the output photocoupler 6 is connected to the other end of the triac 5 through the resistor 9. Yes. A connection point between the output unit 61 of the output photocoupler 6 and the resistor 9 is connected to a control terminal of the triac 5.

なお、交流電流断続（ＡＣ負荷）用のＳＳＲ４としては、図１の回路以外に種々市販のものを採用することができる。たとえば、出力用フォトカプラ６の出力電圧をゼロクロス回路を通じてトライアック５の制御端子に印加してもよい。 As the SSR 4 for intermittent AC current (AC load), various commercially available ones can be adopted in addition to the circuit of FIG. For example, the output voltage of the output photocoupler 6 may be applied to the control terminal of the triac 5 through a zero cross circuit.

図２に示す制御部において、１１は入力信号を受け取る入力用フォトカプラ、１２〜１４はコンパレータ、１５、１６は遅延回路、１７、１８はリレー駆動用のＮチャンネル型のMOSトランジスタ（ＮＭＯＳトランジスタ）、１９はリレー２の励磁コイル、２０はリレー３の励磁コイル、２２、２２’はフライホイルダイオード、２３〜２６は逆流防止ダイオード、２７〜３６は抵抗、Ｃ１、Ｃ２はコンデンサである。Ｖｒｅｆは電源電圧Ｖｃｃを抵抗分圧回路で分圧して形成した参照（しきい値）電圧である。ダイオード２５、２６は論理和回路を構成している。抵抗２７とコンデンサＣ１とは遅延回路Ｄ１を構成している。抵抗３２とコンデンサＣ２とは遅延回路Ｄ２を構成している。抵抗２８、２９は抵抗分圧回路Ｄ３を構成するとともに、コンデンサＣ１の放電機能も有している。抵抗３０、３１は抵抗分圧回路Ｄ４を構成している。リレー２の励磁コイル１９、フライホイルダイオード２２’、ＮＭＯＳトランジスタ１７及びダイオード２３はリレー駆動回路Ｄ５を構成している。リレー３の励磁コイル２０、フライホイルダイオード２２、ＮＭＯＳトランジスタ１８及びダイオード２４はリレー駆動回路Ｄ６を構成している。 In the control unit shown in FIG. 2, 11 is an input photocoupler that receives an input signal, 12 to 14 are comparators, 15 and 16 are delay circuits, and 17 and 18 are N-channel MOS transistors (NMOS transistors) for driving a relay. , 19 is an exciting coil of the relay 2, 20 is an exciting coil of the relay 3, 22, 22 'are flywheel diodes, 23 to 26 are backflow prevention diodes, 27 to 36 are resistors, and C1 and C2 are capacitors. Vref is a reference (threshold) voltage formed by dividing the power supply voltage Vcc by a resistance voltage dividing circuit. The diodes 25 and 26 constitute an OR circuit. The resistor 27 and the capacitor C1 constitute a delay circuit D1. The resistor 32 and the capacitor C2 constitute a delay circuit D2. The resistors 28 and 29 constitute a resistance voltage dividing circuit D3 and also have a discharging function of the capacitor C1. The resistors 30 and 31 constitute a resistor voltage dividing circuit D4. The exciting coil 19, the flywheel diode 22 ', the NMOS transistor 17 and the diode 23 of the relay 2 constitute a relay drive circuit D5. The exciting coil 20, the flywheel diode 22, the NMOS transistor 18 and the diode 24 of the relay 3 constitute a relay drive circuit D6.

図２に示す制御部は、４つの回路機能を有している。 The control unit shown in FIG. 2 has four circuit functions.

第１の回路機能は、コンパレータ１２とダイオード２５とで構成され、入力電圧Ｖｉと同一波形の信号電圧Ｖｓ１をＳＳＲ４に出力する機能である。 The first circuit function is a function that includes the comparator 12 and the diode 25, and outputs a signal voltage Vs1 having the same waveform as the input voltage Vi to the SSR4.

第２の回路機能は、遅延回路Ｄ１と抵抗分圧回路Ｄ３とリレー駆動回路Ｄ５とで構成され、入力電圧Ｖｉがハイレベルとなってから所定の遅延時間Ｔ１後の時点ｔ１にてリレー２をオンさせる機能である。 The second circuit function is constituted by a delay circuit D1, a resistance voltage dividing circuit D3, and a relay drive circuit D5. The relay 2 is operated at a time t1 after a predetermined delay time T1 after the input voltage Vi becomes high level. This is a function to turn on.

第３の回路機能は、遅延回路Ｄ１とコンパレータ１３と抵抗分圧回路Ｄ４とリレー駆動回路Ｄ６とで構成され、入力電圧Ｖｉがローレベルとなってから所定の遅延時間Ｔ２後にリレー３をオンさせる機能である。 The third circuit function includes a delay circuit D1, a comparator 13, a resistance voltage dividing circuit D4, and a relay drive circuit D6, and turns on the relay 3 after a predetermined delay time T2 after the input voltage Vi becomes low level. It is a function.

第４の回路機能は、遅延回路Ｄ２とコンパレータ１４とダイオード２６とにより構成され、リレー３がオンした後、所定時間Ｔ３後にＳＳＲ４をオンさせる機能である。 The fourth circuit function is constituted by the delay circuit D2, the comparator 14, and the diode 26, and is a function for turning on the SSR 4 after a predetermined time T3 after the relay 3 is turned on.

（動作説明）
上記説明した回路の動作を図１〜図３を参照して以下に説明する。図３は図１、図２の各部電圧波形を示すタイミングチャートである。 (Description of operation)
The operation of the circuit described above will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is a timing chart showing the voltage waveform of each part of FIGS.

時点ｔ０にて入力用フォトカプラ１１に入力される入力電圧Ｖｉがハイレベルとなると、コンパレータ１２がダイオード２５を通じて時点ｔ０にてＳＳＲ４へ信号電圧Ｖｓ１としてのハイレベル電圧を出力する。これにより、ＳＳＲ４の出力用フォトカプラ６がオンし、トライアック５がオンし、トライアック５はモータ１に交流電圧を印加する（第１回路機能）。 When the input voltage Vi inputted to the input photocoupler 11 becomes high level at time t0, the comparator 12 outputs a high level voltage as the signal voltage Vs1 to the SSR4 through the diode 25 at time t0. As a result, the output photocoupler 6 of the SSR 4 is turned on, the triac 5 is turned on, and the triac 5 applies an AC voltage to the motor 1 (first circuit function).

また、コンパレータ１２の出力電圧がハイレベルとなると、抵抗２８、２９からなる抵抗分圧回路Ｄ３を通じてＮＭＯＳトランジスタ１７をオンし、ＮＭＯＳトランジスタ１７は第１のリレー２の励磁コイル１９に通電し、第１のリレー２の常開接点２１を閉じる（第２回路機能）。 When the output voltage of the comparator 12 becomes high level, the NMOS transistor 17 is turned on through the resistance voltage dividing circuit D3 including the resistors 28 and 29, and the NMOS transistor 17 energizes the exciting coil 19 of the first relay 2, The normally open contact 21 of the first relay 2 is closed (second circuit function).

ただし、この時点では、常開接点３１がまだ閉じていないために常開接点２１、３１を通じて電流が流れることはなく、モータ電流はトライアック５を通じて流れる。 However, at this time, since the normally open contact 31 is not yet closed, no current flows through the normally open contacts 21, 31, and the motor current flows through the triac 5.

更に、コンパレータ１２は抵抗２７とコンデンサＣ１とからなる遅延回路Ｄ１に通電する。遅延回路Ｄ１の出力電圧はコンパレータ１３で波形整形されて抵抗分圧回路Ｄ４で抵抗分圧されてＮＭＯＳトランジスタ１８に入力される。これにより、コンパレータ１２の出力電圧がハイレベルとなってから所定時間遅延後の時点ｔ１にてコンパレータ１３はＮＭＯＳトランジスタ１８をオンさせる。ＮＭＯＳトランジスタ１８は第２のリレー３の励磁コイル２０に通電し、第２のリレー３の常開接点３１が閉じる。これにより、トライアック５が常開接点２１、３１により短絡されることになり、モータ電流はほとんどすべて常開接点２１、３１を通じて流れることになる（第３回路機能）。 Further, the comparator 12 energizes the delay circuit D1 including the resistor 27 and the capacitor C1. The output voltage of the delay circuit D1 is waveform-shaped by the comparator 13 and resistance-divided by the resistance voltage-dividing circuit D4 and input to the NMOS transistor 18. As a result, the comparator 13 turns on the NMOS transistor 18 at a time point t1 after a predetermined time delay after the output voltage of the comparator 12 becomes high level. The NMOS transistor 18 energizes the exciting coil 20 of the second relay 3 and the normally open contact 31 of the second relay 3 is closed. As a result, the triac 5 is short-circuited by the normally open contacts 21 and 31, and almost all of the motor current flows through the normally open contacts 21 and 31 (third circuit function).

次に、時点ｔ１にて、第２のリレー３の励磁コイル２０とＮＭＯＳトランジスタ１８との接続点の電圧がローレベルとなると、抵抗３２とコンデンサＣ２とからなる遅延回路Ｄ２の出力された電圧が低下する。この電圧はコンパレータ１４により整形され、時点ｔ２にてハイレベルとなる。このコンパレータ１４の出力電圧は、ダイオード２６を通じてＳＳＲ４へ信号電圧Ｖｓ２として出力され、ＳＳＲ４の出力用フォトカプラ６がオンし、トライアック５のオンが維持される（第４回路機能）。ただし、既述したように、常開接点２１、３１がオンしている間は、トライアック５のオンにもかかわらずモータ電流はほとんどすべて常開接点２１、３１を通じて流れる。 Next, when the voltage at the connection point between the exciting coil 20 of the second relay 3 and the NMOS transistor 18 becomes low level at time t1, the voltage output from the delay circuit D2 including the resistor 32 and the capacitor C2 is descend. This voltage is shaped by the comparator 14 and becomes high level at time t2. The output voltage of the comparator 14 is output as a signal voltage Vs2 to the SSR 4 through the diode 26, the output photocoupler 6 of the SSR 4 is turned on, and the triac 5 is kept on (fourth circuit function). However, as already described, while the normally open contacts 21 and 31 are on, almost all of the motor current flows through the normally open contacts 21 and 31 even though the triac 5 is on.

次に、時点ｔ３にて入力用フォトカプラ１１に入力される入力電圧Ｖｉがローレベルとなると、コンパレータ１２がダイオード２５を通じて時点ｔ０にてＳＳＲ４へ信号電圧Ｖｓ１としてのローレベル電圧を出力する。しかしながら、この時点ｔ３では、ＳＳＲ４にはまだ信号電圧Ｖｓ２のハイレベル電位が入力されているため、トライアック５がオフすることはない。 Next, when the input voltage Vi input to the input photocoupler 11 becomes low level at time t3, the comparator 12 outputs a low level voltage as the signal voltage Vs1 to the SSR4 at time t0 through the diode 25. However, at this time t3, since the high level potential of the signal voltage Vs2 is still input to the SSR4, the triac 5 is not turned off.

また、時点ｔ３にてコンパレータ１２の出力電圧がローレベルとなると、ＮＭＯＳトランジスタ１７がオフし、第１のリレー２の励磁コイル１９への通電が遮断され、第１のリレー２の常開接点２１が開く。 Further, when the output voltage of the comparator 12 becomes low level at the time t3, the NMOS transistor 17 is turned off, the energization to the exciting coil 19 of the first relay 2 is cut off, and the normally open contact 21 of the first relay 2 is cut off. Opens.

この段階では、モータ電流の一部は抵抗Ｒ及び第２のリレー３の常開接点３１を通じて流れるが、モータ電流の多くは、トライアック５を通じて流れる。 At this stage, a part of the motor current flows through the resistor R and the normally open contact 31 of the second relay 3, but most of the motor current flows through the triac 5.

更に、時点ｔ３にてコンパレータ１２の出力電圧がローレベルとなると、遅延回路Ｄ１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷は、抵抗２７を通じてコンパレータ１２の出力端及び抵抗分圧回路Ｄ３へ流れ、コンデンサＣ１の端子電圧は低下していく。これにより、時点ｔ４にてコンパレータ１３はローレベルを出力し、ＮＭＯＳトランジスタ１８がオフし、第２のリレー３の励磁コイル２０への通電が遮断される。 Further, when the output voltage of the comparator 12 becomes low level at the time t3, the charge stored in the capacitor C1 of the delay circuit D1 flows to the output terminal of the comparator 12 and the resistor voltage dividing circuit D3 through the resistor 27, and the capacitor C1 The terminal voltage decreases. Thereby, at time t4, the comparator 13 outputs a low level, the NMOS transistor 18 is turned off, and the energization to the exciting coil 20 of the second relay 3 is cut off.

更に、時点ｔ４にてＮＭＯＳトランジスタ１８がオフすると、遅延回路Ｄ２のコンデンサＣ２は第２のリレー３の励磁コイル２０及び抵抗３２を通じて充電され、コンデンサＣ２の電位は次第に上昇する。遅延回路Ｄ２の出力電圧を波形整形するコンパレータ１４は時点ｔ５にてローレベル電位である信号電圧Ｖｓ２をダイオード２６を通じてＳＳＲ４に出力し、ＳＳＲ４はこの時点でオフされる。 Further, when the NMOS transistor 18 is turned off at time t4, the capacitor C2 of the delay circuit D2 is charged through the exciting coil 20 and the resistor 32 of the second relay 3, and the potential of the capacitor C2 gradually increases. The comparator 14 which shapes the output voltage of the delay circuit D2 outputs the signal voltage Vs2 which is a low level potential to the SSR4 through the diode 26 at the time t5, and the SSR4 is turned off at this time.

結局、ＳＳＲ４のトライアック５は、図３に示す時点ｔ０〜ｔ１間と、時点ｔ３〜ｔ５間のみオンする。 Eventually, the triac 5 of the SSR 4 is turned on only between the time points t0 to t1 and between the time points t3 and t5 shown in FIG.

（効果）
この実施例回路の効果を以下に説明する。 (effect)
The effect of this embodiment circuit will be described below.

まず、第１のリレー２の接点２１がオンする時点ｔ０では、第２のリレー３の接点３１がオフし、ＳＳＲ４がオンしているため、電流を流すことなしにリレー２の接点２１を閉じることができる。 First, at the time point t0 when the contact 21 of the first relay 2 is turned on, the contact 31 of the second relay 3 is turned off and the SSR 4 is turned on. Therefore, the contact 21 of the relay 2 is closed without flowing current. be able to.

次に、第２のリレー３の接点３１がオンする時点ｔ１では、第２のリレー３の接点３１がオフし、ＳＳＲ４がオンしているため、電流を流すことなしにリレー２の接点２１を閉じることができる。 Next, at the time point t1 when the contact 31 of the second relay 3 is turned on, the contact 31 of the second relay 3 is turned off and the SSR 4 is turned on. Can be closed.

次に、第１のリレー２と第２のリレー３とが両方ともオンした時点ｔ１以降は、ほとんどすべてのモータ電流は、接点２１、３１を通じて流れるため、ＳＳＲ４のトライアック５には流れない。このことは、モータ電流に比べて許容最大電流が格段に小さく安価なＳＳＲ４を用いることができることを意味する。 Next, after the time point t1 when both the first relay 2 and the second relay 3 are turned on, almost all of the motor current flows through the contacts 21 and 31, and therefore does not flow through the triac 5 of the SSR4. This means that the allowable maximum current is much smaller than the motor current and an inexpensive SSR 4 can be used.

次に、時点ｔ２におけるＳＳＲ４のオンにおいて、その出力端間は接点２１、３１で短絡されているために、いわゆるソフトスイッチングが実現されている。 Next, when the SSR 4 is turned on at the time point t2, since the output terminals are short-circuited by the contacts 21 and 31, so-called soft switching is realized.

次に、第１のリレー２の接点２１がオフする時点ｔ３では、ＳＳＲ４がオンしているため、また、モータ電流が並列接続された抵抗Ｒをバイパスするため、接点２１の開放時の火花発生を良好に防止することができる。 Next, at the time t3 when the contact 21 of the first relay 2 is turned off, since the SSR 4 is turned on and the motor current bypasses the resistor R connected in parallel, a spark is generated when the contact 21 is opened. Can be prevented satisfactorily.

次に、第２のリレー３の接点３１がオフする時点ｔ４では、もともとこの時点で接点３１に流れている電流が、モータ電流のうち、抵抗Ｒを流れる一部であり少ないこと、かつ、抵抗Ｒと接点３１との直列回路がＳＳＲ４により短絡されているため、接点２１の開放時の火花発生を良好に防止することができる。 Next, at the time t4 when the contact 31 of the second relay 3 is turned off, the current that originally flows through the contact 31 at this time is a small part of the motor current that flows through the resistor R, and the resistance Since the series circuit of R and the contact 31 is short-circuited by the SSR 4, it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of sparks when the contact 21 is opened.

時点ｔ４以降においては、すべてのモータ電流はＳＳＲ４を通じて流れるが、ＳＳＲ４のトライアック５は、接点３１の開放完了後、速やかにオフされるため、ＳＳＲ４の発熱を減らすことができる。したがって、モータ電流に比べて許容最大電流が格段に小さく安価なＳＳＲ４を用いることができる。 After the time t4, all the motor current flows through the SSR 4. However, since the triac 5 of the SSR 4 is immediately turned off after the opening of the contact 31, the heat generation of the SSR 4 can be reduced. Therefore, it is possible to use the SSR 4 that has a significantly smaller allowable maximum current than the motor current and is inexpensive.

実施例の負荷駆動回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of load drive circuit of an Example. 実施例の負荷駆動回路の残部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the remainder of the load drive circuit of an Example. 図１、図２に示す負荷駆動回路の要部電位変化を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing changes in main part potentials of the load driving circuit shown in FIGS. 1 and 2.

符号の説明Explanation of symbols

１モータ
２リレー
３リレー
５トライアック
６出力用フォトカプラ
７〜１０抵抗
１１入力用フォトカプラ
１２コンパレータ
１３コンパレータ
１４コンパレータ
１７トランジスタ
１８トランジスタ
１９励磁コイル
２０励磁コイル
２１接点
２２フライホイルダイオード
２２’ フライホイルダイオード
２３〜２６ダイオード
２７抵抗
２８抵抗
３０抵抗
３１接点
３２抵抗
６１出力部
６２双方向出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Relay 3 Relay 5 Triac 6 Output photocoupler 7-10 Resistance 11 Input photocoupler 12 Comparator 13 Comparator 14 Comparator 17 Transistor 18 Transistor 19 Excitation coil 20 Excitation coil 21 Contact 22 Flywheel diode 22 'Flywheel diode 23 ~ 26 Diode 27 Resistor 28 Resistor 30 Resistor 31 Contact 32 Resistor 61 Output unit 62 Bidirectional output unit

Claims

負荷への給電を断続する接点を有するメカニカルリレー回路と、
前記メカニカルリレー回路の前記接点と並列接続された主電極を有する固体リレー回路と、
負荷給電指令及び負荷給電遮断指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び固体リレー回路を断続制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記負荷給電指令が入力された場合に、前記負荷給電指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び前記固体リレー回路にオンを指令するとともに前記メカニカルリレー回路の接点閉時点よりも先行して前記固体リレー回路をオンさせ、
前記負荷給電遮断指令が入力された場合に、前記負荷給電指令に基づいて前記メカニカルリレー回路及び前記固体リレー回路にオフを指令するとともに前記メカニカルリレー回路の接点開時点よりも遅れて前記固体リレー回路をオフさせることを特徴とする負荷駆動回路。 A mechanical relay circuit having a contact for intermittently supplying power to the load;
A solid state relay circuit having a main electrode connected in parallel with the contacts of the mechanical relay circuit;
A control circuit for intermittently controlling the mechanical relay circuit and the solid state relay circuit based on a load power supply command and a load power supply cutoff command;
With
The control circuit includes:
When the load power supply command is input, the solid state relay circuit instructs the mechanical relay circuit and the solid state relay circuit to turn on based on the load power supply command and precedes the contact point of the mechanical relay circuit. Turn on
When the load power supply cutoff command is input, the mechanical relay circuit and the solid relay circuit are instructed to turn off based on the load power supply command and the solid state relay circuit is delayed from the contact opening time of the mechanical relay circuit. A load drive circuit characterized by turning off the power.

請求項１記載の負荷駆動回路において、
前記制御回路は、
前記メカニカルリレー回路の前記接点開時点まで前記固体リレー回路のオンを持続する負荷駆動回路。 The load drive circuit according to claim 1,
The control circuit includes:
A load driving circuit that keeps the solid-state relay circuit on until the contact point of the mechanical relay circuit is opened.

請求項１又は２記載の負荷駆動回路において、
前記メカニカルリレー回路は、
互いに直列接続されたリレー（２）の接点（２１）及びリレー（３）の接点（３１）と、前記接点（２１）と並列接続された抵抗（Ｒ）とを有し、
前記制御回路は、
前記負荷給電指令が入力されている間、前記固体リレー回路（４）をオンさせる信号電圧Ｖｓ１を前記固体リレー回路（４）に出力する第１回路と、
前負荷給電指令が入力されている間、前記リレー（２）の励磁コイル（１９）に通電する第２回路と、
前記負荷給電指令が入力されてから所定時間遅れて前記リレー（３）の励磁コイル（２０）をオンし、前記負荷給電遮断指令が入力されてから所定時間遅れて前記リレー（３）の励磁コイル（２０）をオフする第３回路と、
前記リレー（３）の励磁コイル（２０）がオンされてから所定時間遅れて前記固体リレー回路（４）をオンさせ、前記リレー（３）の励磁コイル（２０）がフされてから所定時間遅れて前記固体リレー回路（４）をオフさせる信号電圧Ｖｓ２を前記固体リレー回路（４）に出力する第４回路とを有することを特徴とする負荷駆動回路。 The load driving circuit according to claim 1 or 2,
The mechanical relay circuit is
A contact (21) of the relay (2) and a contact (31) of the relay (3) connected in series with each other, and a resistor (R) connected in parallel with the contact (21);
The control circuit includes:
A first circuit that outputs a signal voltage Vs1 for turning on the solid state relay circuit (4) to the solid state relay circuit (4) while the load power supply command is input;
A second circuit for energizing the exciting coil (19) of the relay (2) while a preload power supply command is being input;
The excitation coil (20) of the relay (3) is turned on after a predetermined time from the input of the load power supply command, and the excitation coil of the relay (3) after a predetermined time after the load power supply cutoff command is input. A third circuit for turning off (20);
The solid relay circuit (4) is turned on a predetermined time after the exciting coil (20) of the relay (3) is turned on, and a predetermined time is delayed after the exciting coil (20) of the relay (3) is turned off. And a fourth circuit for outputting a signal voltage Vs2 for turning off the solid state relay circuit (4) to the solid state relay circuit (4).