JP2011113781A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】他のアクチュエータ駆動電源の投入時や瞬時停電により電源電圧ドロップが発生したときにリレーコイル印加電圧が開放電圧を下回り、リレーの遮断が発生してしまうのを回避すること。
【解決手段】交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でアクチュエータ駆動回路１５に駆動電圧を供給する時には、制御器３からアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１が出力する所定時間前に制御器３からリレー駆動信号５を出力させる。
【選択図】図１
【解決手段】交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でアクチュエータ駆動回路１５に駆動電圧を供給する時には、制御器３からアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１が出力する所定時間前に制御器３からリレー駆動信号５を出力させる。
【選択図】図１
Description
本発明は、交流リレーおよびアクチュエータを駆動する電子制御装置であって、とくに空気調和機室外機に電源供給を行う交流リレーを有する空気調和機室内機用電子制御装置の制御方法に関するものである。
電化製品などでは、各電気・電子回路を駆動する方法の１つとして、リレー駆動回路を使用し、このリレー駆動回路によってリレーを励磁状態または非励磁状態にして、リレー接点出力で、各電気・電子回路をＯＮ／ＯＦＦさせることが多い。
従来、リレーを低消費電力および温度上昇を抑制して駆動するためには、リレーを駆動開始時にリレー感動電圧以上の直流電圧をリレーコイル両端に印加し、一定時間経過後リレーコイル両端電圧を開放電圧以上感動電圧未満に抑制して保持状態にする方法が取られている（例えば、特許文献１参照）。
図３は特許文献１に記載されたリレー駆動回路を含む電子制御装置示す回路図である。また、図４は電子制御装置に搭載されるリレーおよびアクチュエータ駆動回路への電源供給タイミングチャートを示すものである。図３に示されるとおり、交流電源を開閉するための交流リレー２は、前記交流リレーおよびアクチュエータ駆動回路を駆動させるために設けられている直流駆動電源１と、前記交流リレーおよび前記アクチュエータ駆動回路への電源供給を制御する信号を出力する制御器３と、前記制御器３から出力されるリレー駆動信号５とコイル電流制御抵抗３およびリレー駆動電流開閉素子６により前記交流リレー２のコイル両端にリレー感動電圧（９Ｖ）以上の電圧（１２Ｖ）を印加または遮断させる。前記制御器３から出力されるリレー保持信号７とコイル保持時電流制御抵抗９およびコイル保持電流開閉素子８により前記交流リレー２のコイル両端にリレー開放電圧（６Ｖ）以上感動電圧未満の電圧（７Ｖ）を印加または遮断させる。
また、アクチュエータ駆動回路１５の駆動電源には、電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサ１３が接続されており、前記制御器３から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１のＯＮ、ＯＦＦ信号をバッファ１２を介しアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子１４に供給することにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断している。
図4に示されるとおり、交流電源を開閉するための交流リレー２を駆動する際には、制御器３からリレー駆動信号５を出力し、前記交流リレー２のコイル両端にリレー感動電圧（９Ｖ）以上の電圧（１２Ｖ）を供給し、リレー駆動後は、前記制御器３から出力されるリレー保持信号７を出力し、コイル両端にリレー開放電圧（６Ｖ）以上感動電圧未満の電圧（７Ｖ）で保持させることにより、保持状態のリレー消費電力を低減している。
しかしながら、前記従来の構成では、リレーコイル両端電圧が保持状態のときに前記アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し、前記電源平滑コンデンサへの充電電流により直
流駆動電源に約２Ｖ以上の電圧ドロップが発生すると、コイル両端電圧と開放電圧（６Ｖ）を下回りリレーの遮断が発生してしまうという課題を有していた。
流駆動電源に約２Ｖ以上の電圧ドロップが発生すると、コイル両端電圧と開放電圧（６Ｖ）を下回りリレーの遮断が発生してしまうという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源電圧が瞬時停電などにより電圧ドロップが発生したときにおいてもリレーが遮断することのない電子制御装置を供給することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の電子制御装置は、交流電源を開閉するための交流リレーと、前記交流リレーおよびアクチュエータ駆動回路を駆動させるために設けられている直流駆動電源と、前記交流リレーおよび前記アクチュエータ駆動回路への電源供給を制御する信号を出力する制御器と、前記制御器から出力されるリレー駆動信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交流リレーコイル両端にリレー感動電圧以上の電圧を供給、遮断するためのコイル電流制御抵抗およびリレー駆動電流開閉素子と、前記制御器から出力されるリレー保持信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交流リレーコイル両端にリレー開放電圧以上感動電圧未満の電圧を供給、遮断するためのコイル保持時電流制御抵抗およびコイル保持電流開閉素子と、前記アクチュエータ駆動回路の駆動電源電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサと前記制御器から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断するためのアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子およびバッファを有する。
前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせる。
これにより、前記アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し、前記電源平滑コンデンサに充電開始するときには、前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧は感動電圧以上となる。
本発明の電子制御装置は、アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップによりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
第１の発明は、交流電源を開閉するための交流リレーと、前記交流リレーおよびアクチュエータ駆動回路を駆動させるために設けられている直流駆動電源と、前記交流リレーおよび前記アクチュエータ駆動回路への電源供給を制御する信号を出力する制御器と、前記制御器から出力されるリレー駆動信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交流リレーコイル両端にリレー感動電圧以上の電圧を供給、遮断するためのコイル電流制御抵抗およびリレー駆動電流開閉素子と、前記制御器から出力されるリレー保持信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交
流リレーコイル両端にリレー開放電圧以上感動電圧未満の電圧を供給、遮断するためのコイル保持時電流制御抵抗およびコイル保持電流開閉素子と、前記アクチュエータ駆動回路の駆動電源電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサと前記制御器から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断するためのアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子およびバッファを有する電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせることにより、前記アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し、前記電源平滑コンデンサに充電開始するときには、前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧は感動電圧以上となり、アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップによりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
流リレーコイル両端にリレー開放電圧以上感動電圧未満の電圧を供給、遮断するためのコイル保持時電流制御抵抗およびコイル保持電流開閉素子と、前記アクチュエータ駆動回路の駆動電源電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサと前記制御器から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断するためのアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子およびバッファを有する電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせることにより、前記アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し、前記電源平滑コンデンサに充電開始するときには、前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧は感動電圧以上となり、アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップによりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
第２の発明は、特に、第１の発明の電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記リレー駆動信号をＯＮ状態に変更し一定時間経過後前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号をＯＮさせることにより、コイル両端印加電圧が感動電圧以上になるまでに遅延時間が発生する場合においても、アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップが発生するときにはコイル両端印加電圧を感動電圧以上に確保することが可能となりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
第３の発明は、特に、第１の発明の電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路が２つ以上存在し、前記アクチュエータ駆動回路の電源通電信号の少なくとも１つ以上がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でＯＦＦ状態の前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせることにより、前記アクチュエータ駆動回路電源のいずれか1つが通電開始し、前記電源平滑コンデンサに充電開始するときには、前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧は感動電圧以上となり、アクチュエータ駆動回路電源が通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップによりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
第４の発明は、特に、第１の発明の電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路が２つ以上存在し、前記アクチュエータ駆動回路の電源通電信号の少なくとも１つ以上がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でＯＦＦ状態の前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記リレー駆動信号をＯＮ状態に変更し一定時間経過後前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号をＯＮさせることにより、コイル両端印加電圧が感動電圧以上になるまでに遅延時間が発生する場合においても、アクチュエータ駆動回路電源のいずれか1つが通電開始し電源平滑コンデンサへの充電電流により直流駆動電源の電圧ドロップが発生するときにはコイル両端印加電圧を感動電圧以上に確保することが可能となりコイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧を下回ることがないため、リレーが遮断されることを回避することができる。
第５の発明は、特に、第１から第４の発明の電子制御装置において、前記制御装置は空気調和機室内機用電子制御装置であるとき、前記交流リレーは空気調和機室外機用電子制御装置に交流電源を供給するためのリレーであり室外機を動作させるときのみ前記交流リレーをＯＮさせることにより、室外機を動作させないときの消費電力を削減し、高効率化を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１はリレー駆動回路を含む電子制御装置示す回路図である。また、図２は電子制御装置に搭載されるリレーおよびアクチュエータ駆動回路への電源供給タイミングチャートを示すものである。
図１はリレー駆動回路を含む電子制御装置示す回路図である。また、図２は電子制御装置に搭載されるリレーおよびアクチュエータ駆動回路への電源供給タイミングチャートを示すものである。
図１に示されるとおり、交流電源を開閉するための交流リレー２は、前記交流リレー２およびアクチュエータ駆動回路１５を駆動させるために設けられている直流駆動電源１と、前記交流リレー２および前記アクチュエータ駆動回路１５への電源供給を制御する信号を出力する制御器３と、前記制御器３から出力されるリレー駆動信号５とコイル電流制御抵抗３およびリレー駆動電流開閉素子６により前記交流リレー２のコイル両端にリレー感動電圧（９Ｖ）以上の電圧（１２Ｖ）を印加または遮断させる。前記制御器３から出力されるリレー保持信号７とコイル保持時電流制御抵抗９およびコイル保持電流開閉素子８により前記交流リレー２のコイル両端にリレー開放電圧（６Ｖ）以上感動電圧未満の電圧（７Ｖ）を印加または遮断させる。
また、アクチュエータ駆動回路１５の駆動電源には、電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサ１３が接続されており、前記制御器３から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１のＯＮ、ＯＦＦ信号をバッファ１２を介しアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子１４に供給することにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断している。
図２に示されるとおり、交流電源を開閉するための交流リレー２を駆動する際には、制御器３からリレー駆動信号５を出力し、前記交流リレー２のコイル両端にリレー感動電圧（９Ｖ）以上の電圧（１２Ｖ）を供給し、リレー駆動後は、前記制御器３から出力されるリレー保持信号７を出力し、コイル両端にリレー開放電圧（６Ｖ）以上感動電圧未満の電圧（７Ｖ）で保持させることにより、保持状態のリレー消費電力を低減している。
前記アクチュエータ駆動回路１５が動作開始するときには、まず前記制御器３からアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１が出力され、前記電源平滑コンデンサに充電開始する。まず前記制御器３からアクチュエータ駆動回路電源通電信号１１が出力する５００ｍｓ前に制御器３からリレー駆動信号５が出力され、前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧は１２Ｖとなる。これにより、電源平滑コンデンサ１３への充電電流により直流駆動電源１に約２Ｖの電圧ドロップが発生し、コイル両端印加電圧にドロップが発生しても開放電圧の６Ｖを下回ることがないため、交流リレー２が遮断されることを回避することができる。
以上のように、本発明にかかる電子制御装置は、リレーの消費電力を削減しながら他のアクチュエータの動作や電源電圧変動などによるリレーの駆動電圧がドロップに対してリレーを遮断させないという信頼性の向上を図ることができることから、電気温水器など交
流電源により動作するヒータの電源を交流リレーにより制御させている家電製品に適用できる。
流電源により動作するヒータの電源を交流リレーにより制御させている家電製品に適用できる。
１ 直流駆動電源
２ 交流リレー
３ コイル電流制限抵抗
４ 制御部
５ リレー駆動信号線
６ コイル駆動電流開閉素子
７ リレー保持信号線
８ コイル保持電流開閉素子
９ コイル保持時電流制限抵抗
１０ 突入電流制限抵抗
１１ アクチュエータ駆動回路電源通電信号線
１２ バッファ
１３ アクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサ
１４ アクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子
１５ アクチュエータ駆動回路
２ 交流リレー
３ コイル電流制限抵抗
４ 制御部
５ リレー駆動信号線
６ コイル駆動電流開閉素子
７ リレー保持信号線
８ コイル保持電流開閉素子
９ コイル保持時電流制限抵抗
１０ 突入電流制限抵抗
１１ アクチュエータ駆動回路電源通電信号線
１２ バッファ
１３ アクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサ
１４ アクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子
１５ アクチュエータ駆動回路
Claims (5)
- 交流電源を開閉するための交流リレーと、前記交流リレーおよびアクチュエータ駆動回路を駆動させるために設けられている直流駆動電源と、前記交流リレーおよび前記アクチュエータ駆動回路への電源供給を制御する信号を出力する制御器と、前記制御器から出力されるリレー駆動信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交流リレーコイル両端にリレー感動電圧以上の電圧を供給、遮断するためのコイル電流制御抵抗およびリレー駆動電流開閉素子と、前記制御器から出力されるリレー保持信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記交流リレーコイル両端にリレー開放電圧以上感動電圧未満の電圧を供給、遮断するためのコイル保持時電流制御抵抗およびコイル保持電流開閉素子と、前記アクチュエータ駆動回路の駆動電源電圧リップルを安定化するために設けられているアクチュエータ駆動回路電源平滑コンデンサと前記制御器から出力されるアクチュエータ駆動回路電源通電信号のＯＮ、ＯＦＦにより前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給、遮断するためのアクチュエータ駆動回路電源通電開閉素子およびバッファを有する電子制御装置において、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせることを特徴とする電子制御装置。
- 前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態で前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記リレー駆動信号をＯＮ状態に変更し一定時間経過後に前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号をＯＮさせることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
- 前記アクチュエータ駆動回路が２つ以上存在し、前記アクチュエータ駆動回路の電源通電信号の少なくとも１つ以上がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でＯＦＦ状態の前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号と前記リレー駆動信号を同時にＯＮさせることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
- 前記アクチュエータ駆動回路が２つ以上存在し、前記アクチュエータ駆動回路の電源通電信号の少なくとも１つ以上がＯＦＦ状態かつ前記交流リレーのコイル両端に印加されている電圧が開放電圧以上感動電圧未満の状態でＯＦＦ状態の前記アクチュエータ駆動回路に駆動電源を供給するときには、前記リレー駆動信号をＯＮ状態に変更し一定時間経過後に前記アクチュエータ駆動回路電源通電信号をＯＮさせることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
- 前記制御装置が空気調和機室内機用電子制御装置、前記交流リレーが空気調和機室外機用電子制御装置に交流電源を供給するためのリレーであり、室外機を動作させるときのみ前記交流リレーをＯＮさせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2009268369A JP2011113781A (ja) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | 電子制御装置 |
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|---|---|
| JP2011113781A true JP2011113781A (ja) | 2011-06-09 |
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|---|---|---|---|
| JP2009268369A Pending JP2011113781A (ja) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | 電子制御装置 |
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| JP (1) | JP2011113781A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015095432A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | リレーの駆動回路 |
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| WO2018150521A1 (ja) | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
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2009
- 2009-11-26 JP JP2009268369A patent/JP2011113781A/ja active Pending
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