JP2011119228A - ハイブリッドリレー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるハイブリッドリレーは、駆動部により接点が開閉される機械式接点スイッチ12と、この機械式接点スイッチ12と並列に接続される半導体スイッチ13とを備え、電源より負荷に供給する給電路として、機械式接点スイッチ12による第1給電路と、半導体スイッチ13による第2給電路とを並列接続したハイブリッドリレーであって、半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときに電路を閉じる安全回路部として例えば温度ヒューズF1を具備している。
【選択図】図1
Description
(実施の形態1)
図1は、実施の形態の内部構成を示す概略回路図である。
次いで、本発明の実施の形態2について、図面を参照して説明する。図3は、実施の形態2のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。なお、図1に示した実施の形態1のハイブリッドリレーと同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
次に本発明の実施の形態3のハイブリッドリレーについて説明する。この例では、図4に示すように、図1に示した実施の形態1のハイブリッドリレーから温度ヒューズF1を除き、半導体スイッチ13の温度を測定する温度センサT1と、半導体スイッチ13の温度が異常温度となったときに外部に報知する報知部16と、を設けた構成となる。よって、図1の実施の形態のハイブリッドリレーと共通する構成については同一の参照符号を付けて説明を省略し、以下では、温度センサについて説明する。
なおこの場合、実施の形態1の温度ヒューズF1と併用してもよい。またこのとき、温度センサT1により報知部16を駆動する温度に比べて温度ヒューズF1の溶断する温度を高く設定しておくことで、早めに高熱発生を報知することができる。
次に本発明の実施の形態4のハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図5は、実施の形態4のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。なお、図1に示した実施の形態1のハイブリッドリレと同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
すなわち、この実施の形態は、負荷3の一端に一端が接続された交流電源2の他端と接続される端子10と、負荷3の他端に接続される端子11と、端子10,11に両端が接続される接点部S1を有する第1の機械式接点スイッチ12と、端子10と接点部S1の一端との接続ノードに一端が接続された接点部S5を有する第2の機械式接点スイッチ17と、接点部S5の他端に一方の電極が接続され、端子11に他方の電極が接続されたフォトトライアックS3を有する半導体スイッチ13と、第1及び第2機械式接点スイッチ12,17と半導体スイッチ13のそれぞれのON(閉)/OFF(開)制御を行う信号処理回路15とを備える。以下、2つの機械式接点スイッチを有する回路においては、第1および第2の機械式接点スイッチ12,17とするが、第1の機械式接点スイッチ12は前記実施の形態で用いた機械式接点スイッチ12と同様であり、同一符号を付すものとする。
次に本発明の実施の形態5のハイブリッドリレーについて説明する。図8(a)、図8(b)示したハイブリッドリレーはいずれも、図5(a)に示した実施の形態4のハイブリッドリレーの変形例である。図8(a)では、トライアックS2の異常温度を検出する温度ヒューズF2を、トライアックS2の一方の電極と、第2の機械式接点スイッチ17との間に設けている。また、図8(b)では、温度ヒューズF3を、フォトトライアックS3の一方の電極と、第2の機械式接点スイッチ17との間に設けている。このようにしても、図5(a)に示す実施の形態のハイブリッドリレーと同様の効果が得られる。
次に本発明の実施の形態6のハイブリッドリレーについて説明する。図9は実施の形態6のハイブリッドリレーの内部構成を示す図である。この例では、図5(a)に示した実施の形態4のハイブリッドリレーから温度ヒューズF1を除き、トランジスタTr1のエミッタ・コレクタ間に接続した温度スイッチS4を設けた構成となる。温度スイッチS4の作用、効果は、図3に示した実施の形態2と同様である。
次に本発明の実施の形態3のハイブリッドリレーについて説明する。図10は実施の形態7のハイブリッドリレーの内部構成を示す図である。この例では、図5(a)の実施の形態4のハイブリッドリレーから温度ヒューズF1を除き、半導体スイッチ13の温度を測定する温度センサT1と、半導体スイッチ13の温度が異常温度となったときに外部に報知する報知部16とを設けた構成となる。温度センサT1、報知部16の作用、効果は、図4に示した実施の形態3のリレースイッチと同様である。
次に本発明の実施の形態9のハイブリッドリレーについて説明する。以上説明してきた実施の形態では、温度ヒューズなどの安全回路部は半導体スイッチによる第2給電路に設けているが、温度ヒューズなどの安全回路部を機械式スイッチによる第1給電路に設けてもよい。その一例を図11に示す。この例では、実施の形態1のハイブリッドリレーの構成において、温度ヒューズF1を第1給電路すなわち、機械式スイッチによる給電路に設けている。この構成によれば、機械式スイッチが誤動作により、発熱したような場合にも、給電路が遮断され、安全に維持することができる。ただしこの場合は給電路が遮断され、負荷への電流供給が停止してしまうという不都合がある。
このように、温度ヒューズF1を第1給電路に設けたが、第1及び第2の給電路の両方に設けるようにしてもよい。この場合、温度ヒューズの溶断温度を第1の給電路側の方が高くなるようにしてもよい。すなわち、安全制御温度を機械式スイッチ側で半導体スイッチ側よりも高くすることで、機械式スイッチが所定温度となったら、いかなる場合も第1の給電路を閉じ、負荷への電流供給を遮断するようにしてもよい。
なお、以上の、実施の形態1乃至3または実施の形態4乃至9において、温度ヒューズF1,F2,F3,あるいは温度センサ、温度スイッチを併用してもよい。その場合、設定温度を変え、段階的に安全制御を行うことができるように構成することで、より効率的な安全制御が可能となる。
次に、本発明の実施の形態9として、このハイブリッドリレーの回路配置について説明する。
図12は4個のハイブリッドリレーの半導体スイッチのそれぞれに温度ヒューズF1を設けたプリント配線基板100の上面図である。図13(a)および(b)は半導体スイッチと温度ヒューズの正面図および側面図である。この例では、半導体スイッチ13を構成するフォトトライアックS3のパッケージ201の凸部202の上面に温度ヒューズF1の本体部301が設置されている。そして、温度ヒューズF1のリード端子302,303の一方のリード端子302がフォトトライアックS3のパッケージ201の中心に密着して配置されている。温度ヒューズF1とフォトトライアックS3の実装幅W2は温度ヒューズF1のリード端子間距離W1としたとき、W2>W1となるようにリード端子302は折り曲げられている。温度ヒューズF1の中心の高さをH1,本体部の高さをH2とした。
この構成によれば、上方からの応力に対してフォトトライアックS3のパッケージ201の凸部202に温度ヒューズF1の本体部301が当接することで、温度ヒューズF1の位置を固定することができる。また、この位置を確保していることで、リード端子302,303と他の部品との絶縁距離を確保することができ、負荷に強いハイブリッドリレーを提供することが可能となる。
また温度ヒューズF1のリード端子302,303のうち一方をフォトトライアックS3のパッケージ201の中心に密着して配置することで、フォトトライアックS3により、温度ヒューズF1が倒れるのを防ぐことができる。また、フォトトライアックS3も温度ヒューズF1側に倒れるのを防ぐことができる。このようにして、温度ヒューズF1とフォトトライアックS3とが相互に支え合うことになり、基板面に対する角度を維持することができる。この結果、温度ヒューズF1とフォトトライアックS3はいうまでもなくこれらと、他の部品との絶縁距離を確保し、さらに信頼性を高めることが可能となる。
本発明のハイブリッドリレーは、駆動部により接点が開閉される機械式接点スイッチと、該機械式接点スイッチと並列に接続される半導体スイッチとを備え、電源より負荷に供給する給電路として、この機械式接点スイッチによる第1給電路と、半導体スイッチによる第2給電路とを並列に構成したハイブリッドリレーであって、半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときに断線する温度ヒューズを、第2給電路上に設けたことを特徴とする。
2 交流電源
3 負荷
10,11 端子
12 機械式接点スイッチ(第1の機械式接点スイッチ)
13 半導体スイッチ
14 フォトトライアックカプラ
15 信号処理回路
16 報知部
F1〜F3 温度ヒューズ
S2 トライアック
S3 フォトトライアック
S4 温度スイッチ
S5 接点部
T1 温度センサ
201 パッケージ
202 凸部
301 本体部
302,303 リード端子
Claims (10)
- 駆動部により接点が開閉される機械式接点スイッチと、
前記機械式接点スイッチと並列に接続される半導体スイッチとを備え、
電源より負荷に供給する給電路として、前記機械式接点スイッチによる第1給電路と、
前記半導体スイッチによる第2給電路とを並列接続したハイブリッドリレーであって、
前記半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときに給電制御を行う安全回路部を具備したハイブリッドリレー。 - 請求項1に記載のハイブリッドリレーであって、
前記安全回路部は、
前記半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときに断線する温度ヒューズであるハイブリッドリレー。 - 請求項2に記載のハイブリッドリレーであって、
前記温度ヒューズが、前記第2給電路上に設けられたハイブリッドリレー。 - 請求項1に記載のハイブリッドリレーであって、
前記安全回路部は、
前記半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときには、前記駆動部を動作させて
前記機械式接点スイッチの接点を閉じる温度スイッチであるハイブリッドリレー。 - 請求項1に記載のハイブリッドリレーであって、
前記安全回路部は、
前記半導体スイッチの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサで検出された前記半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときには、前記駆動部を動作させて前記機械式接点スイッチの接点を閉じる制御部とを備えたハイブリッドリレー。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のハイブリッドリレーであって、
駆動部により接点が開閉される第1、第2の機械式接点スイッチと、
前記機械式接点スイッチと並列に接続される半導体スイッチとを備え、
電源より負荷に供給する給電路として、前記第1の機械式接点スイッチによる第1給電路と、前記第2の機械式接点スイッチと前記半導体スイッチとを直列に接続した第2給電路とを、並列に構成したハイブリッドリレー。 - 請求項6に記載のハイブリッドリレーであって、
前記半導体スイッチの温度が所定温度以上となったときに前記第1の機械式接点スイッチの駆動部を動作させて前記第1の機械式接点スイッチの接点を閉じる温度スイッチを設けたことを特徴とするハイブリッドリレー。 - 請求項1に記載のハイブリッドリレーであって、
前記安全回路部は、前記半導体スイッチのパッケージの凸部の上面に設置されたハイブリッドリレー。 - 請求項8に記載のハイブリッドリレーであって、
前記安全回路部は温度ヒューズであり、前記温度ヒューズのリード端子の一方が前記半導体スイッチのパッケージの中心に密着して配置されたハイブリッドリレー。 - 請求項1乃至9のいずれか1項において、
前記半導体スイッチが所定温度以上となったときに外部に異常を報知する報知部を、更
に備えたことを特徴とするハイブリッドリレー。
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