JP3911975B2

JP3911975B2 - Solid state relay and solid state relay terminal using this solid state relay

Info

Publication number: JP3911975B2
Application number: JP2000237002A
Authority: JP
Inventors: 佳久土岐; 雄士橋本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP2002049402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度制御装置に用いた温度調節器用出力器等の出力制御機器等に用いられるソリッドステートリレーと、このソリッドステートリレーを用いたソリッドステートリレーターミナルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の温度調節を行う制御装置では、加熱用のヒータが断線することによって、生じる不具合を未然に防止する、あるいは被害を最小限に押えるために、ヒータ断線検出機構としてＣＴセンサが用いられている場合が多い。
【０００３】
例えば、図７に示すように出力制御機器である出力操作器７０にヒータ７１を接続し、この出力操作器７０を温度調節器７２で制御する温度調節制御装置において、ヒータ７１の一次配線７３をＣＴセンサ７４に挿通し、ＣＴセンサ７４による電流検出で電流が基準値を下回った場合に断線と判断するようにしていた。
【０００４】
そして、出力操作器７０としては、図９に示すように、その出力部７５にソリッドステートリレーＳＳＲを使用し、ヒータ７１の一次配線７３に挿通したＣＴセンサ７４の出力側を直接に温度調節器７２側に接続したものや、図１０に示すように、その出力部７５にソリッドステートリレーＳＳＲを使用し、ヒータ７１の一次配線７３に挿通したＣＴセンサ７４を故障検出回路７７に接続し、この故障検出回路７７の出力側をＰＬＣ７８側に接続したものがあった。なお、７９は内部電源である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の温度調節制御装置によれば、ヒータ７１に、その一次配線７３をＣＴセンサ７４に挿通しており、この挿通は、図８の（１）に示すように一次配線７３をＣＴセンサ７４の挿通孔７４ａの中心に直角に通す場合、図８の（２）に示すように一次配線７３をＣＴセンサ７４の挿通孔７４ａの端に直角に通す場合、図８の（３）に示すように一次配線７３をＣＴセンサ７４の挿通孔７４ａに曲げて通す場合、図８の（４）に示すように一次配線７３をＣＴセンサ７４の挿通孔７４ａに斜めに通す場合、図８の（５）に示すように一次配線７３をＣＴセンサ７４の挿通孔７４ａに回転させて通す場合がある。
【０００６】
したがって、ヒータ７１にユーザーがＣＴセンサ７４を設置する必要があって、組立工数が多く且つ複雑になり、結果としてコストアップや、品質の低下につながり、また、温度調節制御装置の形状は、ＣＴセンサ７４の形状に依存して大きくなる傾向にあったし、また、温度調節制御装置の価格がＣＴセンサ７４のコストに依存し高くなるという問題点があった。
【０００７】
また、ＣＴセンサ７４を使用しない負荷電流モニター方法には標準抵抗を使用する場合（出力機器の短絡防止回路等）があるが、この場合、負荷側と絶縁を保ちながら制御側への信号を伝えることができないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その第１の目的とするところは、制御機器、例えば温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができるばかりか、制御対象のヒータにユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることに寄与するソリッドステートリレーを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的とするところは、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることに寄与するソリッドステートリレーを用いたソリッドステートリレーターミナルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の第１の目的を達成するために、本発明に係るソリッドステートリレーは、制御機器からの信号を受ける入力回路部と、負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部とで構成され且つ入力回路部と出力回路部とが電気的に絶縁されているソリッドステートリレーであって、開閉素子と出力端子との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体と、抵抗体での電圧を処理して制御機器側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部と、負荷電流モニター回路部を駆動するための電源部とを有し、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたものである。
【００１１】
また、上記した本発明に係るソリッドステートリレーにおいて、電気的絶縁手段が、トライアップ・カプラ、フォト・カプラ又は変圧器であることが好ましい。
【００１２】
また、上記した本発明に係るソリッドステートリレーにおいて、負荷電流モニター回路部への電源供給を負荷側からの電圧供給により行うようにしてもよい。
【００１３】
また、上記した本発明に係るソリッドステートリレーにおいて、負荷電流モニター回路部が出力する負荷電流モニター信号を平滑する前の状態で処理し、負荷電流の大きさに対応してパルス幅が変化する状態で出力するようにしてもよい。
【００１４】
かかる構成により、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００１５】
また、制御対象のヒータ等にユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００１６】
また、上記の第１の目的を達成するために、本発明に係るソリッドステートリレーは、制御機器からの信号を受ける入力回路部と、負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部とで構成され且つ入力回路部と出力回路部とが電気的に絶縁されているソリッドステートリレーであって、開閉素子と出力端子との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体と、入力回路部からの制御信号と抵抗体側から負荷電流検出信号との比較により故障検出信号を出力する故障検出回路部と、故障検出回路部を駆動するための電源部とを有し、故障検出回路部への電源供給、入力回路部からの制御信号の入力及び故障検出回路部からの故障検出信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたものである。
【００１７】
また、上記した本発明に係るソリッドステートリレーにおいて、電気的絶縁手段が、トライアップ・カプラ、フォト・カプラ又は変圧器であることが好ましい。
【００１８】
かかる構成により、故障検出回路部への電源供給、入力回路部からの制御信号の入力及び故障検出回路部からの故障検出信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを電気的に確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００１９】
また、制御対象のヒータ等にユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００２０】
また、上記の第２の目的を達成するために、本発明に係るソリッドステートリレーターミナルは、ソリッドステートリレーが、制御機器からの信号を受ける入力回路部と、入力回路部と電気的に絶縁され且つ負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部と、開閉素子と出力端子との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体と、抵抗体での電圧を処理して制御機器側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部と、負荷電流モニター回路部を駆動するための電源部とを有し、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにした構成であり、ソリッドステートリレーを複数接続するようにしたものである。
【００２１】
かかる構成により、ソリッドステートリレーにおいて、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを電気的に確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００２２】
また、制御対象のヒータにユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係るソリッドステートリレーの実施の形態１を図１に示す。
【００２４】
本発明に係るソリッドステートリレー（ＳＳＲ）２は、制御対象４の温度を制御する制御機器である温度調節器１と、この制御対象４を加熱する加熱手段であるヒータ３とを組み合わせることにより温度制御装置を構成している。なお、制御対象４には、その温度を検出する温度センサ５が配置される。
【００２５】
温度調節器１は、図２に示すように目標温度などを設定する設定部６と、温度センサ５で検出された現在温度や設定部６で設定された目標値などを表示する表示部７と、警報出力部２９Ａと、温度センサ５で検出された現在温度が、設定部６で設定された目標温度になるように、ソリッドステートリレー２を制御するＣＰＵ８とを備えている。
【００２６】
ソリッドステートリレー２は、制御機器である温度調節器１からの制御信号を受ける入力回路部１４Ａと、負荷電流を開閉する開閉素子１７を有し且つ負荷電源９側に出力端子Ｔ１、Ｔ２を介して接続された出力回路部１４Ｂと、開閉素子１７と出力端子Ｔ１との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体２０と、この抵抗体２０での電圧を処理して温度調節器１側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部２１と、この負荷電流モニター回路部２１を駆動するための電源部２５とを備えており、入力回路部１４Ａと出力回路部１４Ｂとは電気的絶縁手段であるトライアック・カプラ１６で電気的に絶縁されており、負荷電流モニター回路部２１への電源供給は電気的絶縁手段である変圧器２４を介して行われており、また、負荷電流モニター回路部２１から温度調節器１への負荷電流モニター信号の出力は電気的絶縁手段であるフォト・カプラ２２を介して行われている。
【００２７】
入力回路部１４Ａは、入力端子Ｓ１、Ｓ２に接続されたトライアック・カプラ１６の発信側（発光ダイオード）１６ａを有している。
【００２８】
そして、出力回路部１４Ｂは、負荷電源９からの負荷電流をヒータ３に供給する。そして、この出力回路部１４Ｂは、トライアック・カプラ１６の受信側１６ｂと、開閉素子（トライアック）１７と、ノイズ吸収機能を有するスナバ回路１８と、ノイズ吸収機能を有するバリスタ１９とを有している。
【００２９】
そして、トライアック・カプラ１６の受信側１６ｂと開閉素子１７とスナバ回路１８とバリスタ１９とは出力端子Ｔ１、Ｔ２に対して配線２８Ａ、２８Ｂを介して並列に接続してあり、トライアック・カプラ１６の受信側１６ｂは開閉素子１７にゲート電流を供給するようにしてある。そして、開閉素子１７と出力端子Ｔ１との間には負荷電流が流れる抵抗体２０が設けてある。
【００３０】
負荷電流モニター回路部２１の入力側には抵抗体２０の両端側が接続してあり、また、負荷電流モニター回路部２１の出力側はフォト・カプラ２２を介して出力端子Ｕ１、Ｕ２に接続してある。そして、出力端子Ｕ１、Ｕ１２は信号線２９、３０を介して温度調節器１の信号入力端子３１、３２に接続してあり、ＣＰＵ８に入力されるようにしてある。
【００３１】
また、負荷電流モニター回路部２１を駆動するための電源部２５は、変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）２４と駆動電源２６とを備えており、変圧器２４の一次側コイルは接続端子Ｗ１、Ｗ２に接続してあり、変圧器２４の二次側コイルは駆動電源２６の入力側に接続してあり、駆動電源２６の出力側は負荷電流モニター回路部２１に接続してある。そして、接続端子Ｗ１、Ｗ２には外部電源２７が接続してある。なお、ＤＣーＤＣコンバータ２４は直流を一度交流に変換した後、変圧器で降圧して整流することにより直流電圧の変圧を行う装置である。
【００３２】
負荷電流モニター回路部２１は、抵抗体２０で検出された電流を負荷電流モニター信号として出力する機能を有しており、例えば、抵抗体２０で検出された、この抵抗体２０の両端電圧である負荷電流検出信号を増幅する増幅手段（図示せず）と、この増幅手段により増幅された負荷電流検出信号（電圧）を全波整流する全波整流手段（図示せず）と、全波整流手段で全波整流された負荷電流検出信号（電圧）を大きく増幅する増幅手段（図示せず）と、この増幅手段により増幅された負荷電流検出信号（電圧）の波形をスレッシュして方形波を形成するコンパレータ（図示せず）とを備えている。
【００３３】
したがって、図３の（２）に示す負荷電流ａが抵抗体２０に流れて、この抵抗体２０の両端電圧が図３の（３）に示す負荷電流検出信号ｂとして取り出される。この場合、負荷電流ａは、並列された複数のヒータ３に供給されるものであり、いずれかのヒータ３が故障して電流値の減少が生じ波形が変化している。
【００３４】
そして、負荷電流検出信号ｂは増幅手段により増幅された後、図３の（４）に示すように全波整流手段により全波整流されて増幅手段により増幅される。そして、増幅された負荷電流検出信号（電圧）の波形はコンパレータによりスレッシュされて、図３の（５）に示す比較電圧としての方形波に成形され、負荷電流の大きさに対応してパルス幅が変化する負荷電流モニター信号として出力される。なお、図３の（６）に示す信号は平滑された状態の負荷電流モニター信号である。
【００３５】
上記したソリッドステートリレー２において、その出力回路部１４Ｂでは、トライアック・カプラ１６により制御機器側である温度調節器１と負荷電源９側とを電気的に絶縁している。
【００３６】
また、負荷電流モニター回路部２１では、その抵抗体２０が、出力回路部１４の配線２８Ａ側に出力端子Ｔ１に対して開閉素子１７と直列に接続して組み込まれている関係上、負荷電流モニター回路部２１と制御機器側である温度調節器１とを電気的に絶縁する必要がある。このために、負荷電流モニター回路部２１の出力側にはフォト・カプラ２２が使用してあり、また、負荷電流モニター回路部２１の電源部２５の電源供給系には変圧器２４が組み込まれている。
【００３７】
したがって、制御機器側である温度調節器１は、上記したようにトライアック・カプラ１６、フォト・カプラ２２及び変圧器２４により負荷電源９側から確実に電気的に絶縁されていて、温度調節器１を人が触っても、感電しないように安全が確保されている。
【００３８】
次に、上記のように構成されたソリッドステートリレー２を用いた温度制御装置の作動を説明する。
【００３９】
まず、温度制御を開始して、温度調節器１のＣＰＵ８が制御信号イを出力し、この制御信号イはソリッドステートリレー２のトライアック・カプラ１６の送信側に入力し、発光ダイオード１６ａが発光することで光信号に変えてトライアック・カプラ１６の受信側１６ｂに伝え、この受信側６ｂから開閉素子１７にゲート電流が供給され、この開閉素子１７が作動して負荷電流をヒータ３に流し、ヒータ３が発熱して制御対象４を加熱する。
【００４０】
出力回路部１４Ｂでは、抵抗体２０によって、そのときの通電状態を検出する。また、温度センサ５で検出された現在温度が設定部６で設定された目標温度になるようにＣＰＵ８はソリッドステートリレー２を制御する。
【００４１】
負荷電流モニター回路部２１は、温度調節器１のＣＰＵ８に接続されていて抵抗体２０で通電を監視しており、モニター電流をＣＰＵ８に送信し、ヒータ３が故障するか断線するかして、モニター電流の有無、モニター電流の方形波が変化した場合にＣＰＵ８はヒータ３が断線等したと判断し、表示部７にその旨を表示し、また、警報出力部２９Ａから警報を出力する。
【００４２】
この場合、負荷電流モニター回路部２１は、上記したように、負荷電流モニター信号を、上記したように平滑する前の、負荷電流ａの大きさに対応してパルス幅が変化する負荷電流モニター信号ｂとして出力する。
【００４３】
そして、この負荷電流モニター信号は、フォト・カプラ２２により光信号に変化されて出力端子Ｕ１、Ｕ１２から信号線２９、３０を介して温度調節器１の信号入力端子３１、３２に入りＣＰＵ８に入力され、負荷電流モニター信号のパルス幅の変化等から断線等が検出される。
【００４４】
なお、ソリッドステートリレー２において、トライアック１７とスナバ回路１８とバリスタ１９と抵抗体２０を一つのユニットにして構成したモジュール化も可能である。
【００４５】
また、トライアック・カプラ１６に変えてフォト・カプラを用いてもよいし、変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）２４に変えて、発光ダイオードと太陽電池とを組合わせたフォトボルテージカプラを使用してもよい。
【００４６】
また、負荷電流モニター回路部２１の出力側から出力された負荷電流モニター信号を出力端子Ｕ１、Ｕ１２から信号線２９、３０を介して温度調節器１の信号入力端子３１、３２に接続しＣＰＵ８に入力するようにしたが、出力端子Ｕ１、Ｕ１２を電流計又はＰＬＣ（いずれも図示せず）に接続して通電を監視するようにしてもよい。
【００４７】
また、負荷電流モニター回路部２１において、負荷電流の有無を示すモニター信号を出力するようにしたが、負荷電流の大きさに依存したアナログ信号でモニター信号を出力するようにしてもよい。
【００４８】
また、変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）２４の一次側コイルを電源用接続端子Ｗ１、Ｗ２側に接続し、電源用接続端子Ｗ１、Ｗ２に外部電源８を接続して、負荷電流モニター回路部２１の電源を確保するようにしたが、電源用接続端子Ｗ１、Ｗ２側を制御機器である温度調節器１の内部電源に接続するようにしてもよい。
【００４９】
上記した本発明の実施の形態１によれば、ソリッドステートリレー２がトライアック・カプラ１６で、制御機器側である温度調節器１と負荷電源９側とを絶縁することができるし、また、負荷電流モニター回路部２１では、その抵抗体２０が、出力回路部１４に組み込まれている関係上、負荷電流モニター回路部２１と制御機器側である温度調節器１とを電気的に絶縁する必要があるが、このために、負荷電流モニター回路部２１の出力側にはフォト・カプラ２２が使用してあり、また、負荷電流モニター回路部２１の電源部２５には変圧器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）２４が組み込まれていて、制御機器側である温度調節器１は、トライアック・カプラ１５、フォト・カプラ２２及び変圧器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）２４により負荷電源９側から確実に電気的に絶縁されていて、温度調節器１を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００５０】
また、図４に示すように負荷電流モニター回路部２１への電源供給を負荷電源９側からの電圧供給により行うようにしてもよい。この場合、負荷電源９が端子Ｔ１、Ｔ３を介して駆動電源２６の入力側に接続してあり、駆動電源２６の出力側は負荷電流モニター回路部２１に接続してある。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明に係るソリッドステートリレーの実施の形態２を図５に示す。
【００５２】
本発明に係るソリッドステートリレー２−１は、開閉素子１７のオン故障検出や断線検出などの故障検出機能を備えている。すなわち、このソリッドステートリレー２−１は、制御機器である温度調節器４０からの制御信号を受ける入力回路部４１Ａと、負荷電流を開閉する開閉素子１７を有し且つ負荷電源９側に出力端子Ｔ１、Ｔ２を介して接続された出力回路部４１Ｂと、開閉素子１７と出力端子Ｔ１との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体４２と、故障検出回路部４３とを有しており、この故障検出回路部４３は、制御信号イの入力側と、負荷電流検出信号ロの入力側と、故障検出信号ハの出力側とを備えている。なお、入力回路部４１Ａ及び出力回路部４１Ｂは、上記した本発明の実施の形態１における入力回路部１４Ａと及び出力回路部１４Ｂと同構成であり、抵抗体４２は抵抗体２０と同様に出力回路部４１Ｂに組み込んである。
【００５３】
そして、故障検出回路部４３における制御信号イの入力側は入力回路部４１Ａに電気的絶縁手段であるフォト・カプラ４４を介して接続してあり、故障検出回路部４３における負荷電流検出信号ロの入力側は出力回路部４１Ｂに組み込まれた抵抗体４２の両端側に接続してある。また、故障検出回路部４３における故障検出信号ハの出力側は電気的絶縁手段であるフォト・カプラ４５を介して出力端子Ｕ１、Ｕ２に接続してある。そして、出力端子Ｕ１、Ｕ１２は信号線４６、４７を介してコントローラ４８に接続してある。
【００５４】
また、故障検出回路部４３を駆動するための電源部４９は、電気的絶縁手段である変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）５０と駆動電源５１とを備えており、変圧器５０の一次側コイルは接続端子Ｗ１、Ｗ２に接続してあり、変圧器５０の二次側コイルは駆動電源５１の入力側に接続してあり、駆動電源５１の出力側は故障検出回路部４３に接続してある。そして、接続端子Ｗ１、Ｗ２には外部電源５２が接続してある。
【００５５】
上記したソリッドステートリレー２−１において、その出力回路部４１Ｂでは、トライアック・カプラ１６により制御機器側である温度調節器１と負荷電源９側とを電気的に絶縁している。
【００５６】
また、故障検出回路部４３では、その抵抗体４２が、出力回路部４１Ｂの配線２８Ａ側に出力端子Ｔ１に対して開閉素子１７と直列に接続して組み込まれている関係上、故障検出回路部４３と制御機器側である温度調節器１とを電気的に絶縁する必要がある。このために、故障検出回路部４３の制御信号イの入力側にはフォト・カプラ４４が使用してあり、故障検出回路部４３の出力側にはフォト・カプラ４５が使用してあり、また、故障検出回路部４３の電源部４９には変圧器５０が組み込まれている。
【００５７】
したがって、制御機器側である温度調節器１は、上記したようにトライアック・カプラ１６、フォト・カプラ４４、４５及び変圧器５０により負荷電源９側から確実に電気的に絶縁されていて、温度調節器１及びコントローラ４８を人が触っても、感電しないように安全が確保されている。
【００５８】
まず、温度制御を開始して、温度調節器１のＣＰＵ８が制御信号イを出力し、この制御信号イはソリッドステートリレー２−１のトライアック・カプラ１６の送信側に入力し、発光ダイオード１６ａが発光することで光信号に変えてトライアック・カプラ１６の受信側１６ｂに伝え、この受信側６ｂから開閉素子１７にゲート電流が供給され、この開閉素子１７が作動して負荷電流をヒータ３に流し、ヒータ３が発熱して制御対象４を加熱する。
【００５９】
出力回路部４１Ｂでは、抵抗体４２によって、そのときの通電状態を検出する。また、温度センサ５で検出された現在温度が設定部６で設定された目標温度になるようにＣＰＵ８はソリッドステートリレー２−１を制御する。
【００６０】
故障検出回路部４３には、入力回路部４１Ａ側から制御信号イが入力され、また、出力回路部４１Ｂ側から抵抗体４２の両端側の電圧である負荷電流検出信号ロが入力されて、この制御信号イと負荷電流検出信号ロとが比較され、故障検出信号ハが出力される。例えば、制御信号イが有りで負荷電流検出信号ロが無しの場合にはオープン故障（断線）であり、制御信号イが無しで負荷電流検出信号ロが有りの場合には温度調節器１側の故障であって、これらの故障検出信号ハが出力され、警報信号ニとしてコントローラ４８に送信される。
【００６１】
本発明に係るソリッドステートリレーターミナル２−２は、図６に示すように上記したソリッドステートリレー２を、複数の制御対象４−１、４−２、・・・４−ｎを加熱する多数のヒータ３に対応するように複数の入力回路部１４Ａ、出力回路部１４Ｂ及び複数の負荷電流モニター回路部１２と、これらの負荷電流モニター回路部１２に電源を供給する１つの電源部２５とで構成してあり、これらの入力回路部１４Ａ、出力回路部１４Ｂ及び複数の負荷電流モニター回路部１２を一つのユニットにして構成したものである。
【００６２】
すなわち、ソリッドステートリレー２は、制御機器である温度調節器１からの制御信号を受ける入力回路部１４Ａと、負荷電流を開閉する開閉素子１７を有し且つ負荷電源９側に出力端子Ｔ１、Ｔ２を介して接続された出力回路部１４Ｂと、開閉素子１７と出力端子Ｔ１との間に設けられ且つ負荷電流が流れる抵抗体２０と、この抵抗体２０での電圧を処理して温度調節器１側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部２１とを備えており、入力回路部１４Ａと出力回路部１４Ｂとは電気的絶縁手段であるトライアック・カプラ１６で電気的に絶縁されており、負荷電流モニター回路部２１への電源供給は電気的絶縁手段である変圧器２４を介して行われており、また、負荷電流モニター回路部２１から温度調節器１への負荷電流モニター信号の出力は電気的絶縁手段であるフォト・カプラ２２を介して行われている。
【００６３】
したがって、制御対象４−１、４−２、・・・４−ｎの温度制御システムを構築することができる。このために、制御対象４−１、４−２、・・・４−ｎのヒータ３毎にユーザーがＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができる。
【００６４】
特に、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るソリッドステートリレーによれば、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００６６】
また、制御対象のヒータ等にユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００６７】
また、本発明に係るソリッドステートリレーによれば、故障検出回路部への電源供給、入力回路部からの制御信号の入力及び故障検出回路部からの故障検出信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００６８】
また、制御対象のヒータ等にユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【００６９】
また、本発明に係るソリッドステートリレーターミナルによれば、ソリッドステートリレーにおいて、負荷電流モニター回路部への電源供給および負荷電流モニター回路部からの負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことにより、この電気的絶縁手段で、制御機器側と負荷電源側とを確実に絶縁することができ、制御機器、例えば、温度調節器を人が触っても、感電しないように安全を確保することができる。
【００７０】
また、制御対象のヒータにユーザーが電流検出部のＣＴセンサを設置することが不要になって、組立工数を低減することが可能になり、また、設置スペースを小さくすることができ、ユーザーが装置組立時に必要であった、ＣＴセンサに一次貫通線としての電線を通す、もしくは巻き付けるという複雑な作業工程を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るソリッドステートリレーの実施の形態１の構成説明図である。
【図２】温度調節器の構成説明図である。
【図３】負荷電流モニター回路部における信号処理波形図である。
【図４】本発明に係るソリッドステートリレーの変形例の構成説明図である。
【図５】本発明に係るソリッドステートリレーの実施の形態２の構成説明図である。
【図６】本発明に係るソリッドステートリレーターミナルの構成説明図である。
【図７】従来の温度制御装置におけるＣＴセンサの配線説明図である。
【図８】（１）〜（５）はＣＴセンサにおける配線の仕方の説明図である。
【図９】従来のソリッドステートリレーを用いた温度制御装置の構成説明図である。
【図１０】従来の他のソリッドステートリレーを用いた温度制御装置の構成説明図である。
【符号の説明】
１温度調節器（制御機器）
２ソリッドステートリレー
２−１ソリッドステートリレー
２−２ソリッドステートリレーターミナル
３ヒータ（加熱手段）
４制御対象
５温度センサ
６設定部
７表示部
８ＣＰＵ
９負荷電源
１４Ａ入力回路部
１４Ｂ出力回路部
１６トライアック・カプラ（電気的絶縁手段）
１６ａ発信側（発光ダイオード）
１６ｂ受信側
１７開閉素子（トライアック）
１８スナバ回路
１９バリスタ
２０抵抗体
２１負荷電流モニター回路部
２２フォト・カプラ（電気的絶縁手段）
２４変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）（電気的絶縁手段）
２５電源部
２６駆動電源
２７外部電源
２８Ａ配線
２８Ｂ配線
２９Ａ警報出力部
２９信号線
３０信号線
４０温度調節器（制御機器）
４１Ａ入力回路部
４１Ｂ出力回路部
４２抵抗体
４３故障検出回路部
４４フォト・カプラ（電気的絶縁手段）
４５フォト・カプラ（電気的絶縁手段）
４６信号線
４７信号線
４８コントローラ
４９電源部
５０変圧器（ＤＣーＤＣコンバータ）（電気的絶縁手段）
５１駆動電源
５２外部電源
ａ負荷電流
ｂ負荷電流検出信号
イ制御信号
ロ負荷電流検出信号
ハ故障検出信号
ニ警報信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid state relay used in an output control device such as a temperature regulator output device used in a temperature control device, and a solid state relay terminal using the solid state relay.
[0002]
[Prior art]
In a conventional control device that performs temperature adjustment, a CT sensor is used as a heater disconnection detection mechanism in order to prevent problems caused by disconnection of a heater for heating or to minimize damage. There are many cases.
[0003]
For example, in a temperature adjustment control apparatus in which a heater 71 is connected to an output operation device 70 that is an output control device and the output operation device 70 is controlled by a temperature adjuster 72 as shown in FIG. When the CT sensor 74 is inserted into the CT sensor 74 and the current is lower than the reference value by the current detection by the CT sensor 74, it is determined that the wire is disconnected.
[0004]
As shown in FIG. 9, the output operating unit 70 uses a solid state relay SSR for the output unit 75, and directly connects the output side of the CT sensor 74 inserted through the primary wiring 73 of the heater 71 to the temperature controller. As shown in FIG. 10, a solid state relay SSR is used for the output unit 75, and a CT sensor 74 inserted through the primary wiring 73 of the heater 71 is connected to the failure detection circuit 77. There is one in which the output side of the failure detection circuit 77 is connected to the PLC 78 side. Reference numeral 79 denotes an internal power source.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional temperature control apparatus, the primary wiring 73 is inserted into the heater 71 and the CT sensor 74, and this insertion leads to the primary wiring 73 as shown in FIG. When passing through the center of the insertion hole 74a of the CT sensor 74 at a right angle, as shown in (2) of FIG. 8, when passing the primary wiring 73 through the end of the insertion hole 74a of the CT sensor 74 at a right angle, (3) of FIG. When the primary wiring 73 is bent and passed through the insertion hole 74a of the CT sensor 74 as shown in FIG. 8, when the primary wiring 73 is passed obliquely through the insertion hole 74a of the CT sensor 74 as shown in FIG. As shown in (5), the primary wiring 73 may be rotated through the insertion hole 74a of the CT sensor 74.
[0006]
Therefore, it is necessary for the user to install the CT sensor 74 in the heater 71, which increases the number of assembly steps and complexity, resulting in an increase in cost and quality, and the shape of the temperature control device is the same as that of the CT. There has been a problem that the temperature tends to increase depending on the shape of the sensor 74, and the price of the temperature adjustment control device increases depending on the cost of the CT sensor 74.
[0007]
In addition, there is a case where a standard resistor is used as a load current monitoring method without using the CT sensor 74 (such as a short circuit prevention circuit for an output device). In this case, a signal is transmitted to the control side while maintaining insulation from the load side. There was a problem that it was not possible.
[0008]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems. The first object of the present invention is to prevent safety even if a person touches a control device such as a temperature controller. In addition to being able to ensure, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, so that the number of assembly steps can be reduced and the installation space can be reduced. It is to provide a solid state relay that contributes to.
[0009]
The second object of the present invention is to provide a solid-state relay terminal using a solid-state relay that can reduce the number of assembly steps and contribute to reducing the installation space. It is in.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object described above, a solid state relay according to the present invention includes an input circuit unit that receives a signal from a control device, an open / close element that opens and closes a load current, and an output terminal on the load power source side. A solid-state relay comprising an output circuit unit connected via the input circuit unit and the output circuit unit electrically insulated from each other, and provided between the switching element and the output terminal, and a load A resistor through which a current flows, a load current monitor circuit unit that processes a voltage at the resistor and outputs it as a load current monitor signal to the control device side, and a power source unit for driving the load current monitor circuit unit The power supply to the load current monitor circuit unit and the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are performed through the electrical insulation means.
[0011]
In the above-described solid state relay according to the present invention, the electrical insulation means is preferably a tri-up coupler, a photo coupler, or a transformer.
[0012]
In the above-described solid state relay according to the present invention, power supply to the load current monitor circuit unit may be performed by voltage supply from the load side.
[0013]
In the above-described solid state relay according to the present invention, the load current monitor signal output from the load current monitor circuit unit is processed in a state before smoothing, and the pulse width changes according to the magnitude of the load current. You may make it output with.
[0014]
With such a configuration, the power supply to the load current monitor circuit unit and the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are performed via the electrical insulation means. The device side and the load power source side can be reliably insulated, and safety can be ensured so as not to cause an electric shock even if a person touches a control device, for example, a temperature controller.
[0015]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, etc., so that the number of assembly steps can be reduced, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary when assembling the apparatus.
[0016]
In order to achieve the first object, a solid state relay according to the present invention includes an input circuit unit that receives a signal from a control device, an open / close element that opens and closes a load current, and is provided on the load power source side. Solid state relay composed of an output circuit unit connected via an output terminal and electrically insulated from the input circuit unit and the output circuit unit, provided between the switching element and the output terminal And a resistor through which the load current flows, a failure detection circuit unit that outputs a failure detection signal by comparing the control signal from the input circuit unit and the load current detection signal from the resistor side, and a power source for driving the failure detection circuit unit The power supply to the failure detection circuit unit, the input of the control signal from the input circuit unit, and the output of the failure detection signal from the failure detection circuit unit are performed via electrical insulation means. is there.
[0017]
In the above-described solid state relay according to the present invention, the electrical insulation means is preferably a tri-up coupler, a photo coupler, or a transformer.
[0018]
With this configuration, the power supply to the failure detection circuit unit, the input of the control signal from the input circuit unit, and the output of the failure detection signal from the failure detection circuit unit are performed via the electrical insulation means. With electrical insulation means, the control device side and the load power supply side can be electrically insulated reliably, and safety should be ensured so that there is no electric shock even if a person touches the control device, for example, a temperature controller. Can do.
[0019]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, etc., so that the number of assembly steps can be reduced, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary when assembling the apparatus.
[0020]
In order to achieve the second object, a solid state relay terminal according to the present invention includes an input circuit unit that receives a signal from a control device, and an input circuit unit that is electrically insulated from the solid state relay. And an output circuit unit having an opening / closing element for opening / closing the load current and connected to the load power source via an output terminal, a resistor provided between the opening / closing element and the output terminal, and through which the load current flows, and a resistor A load current monitor circuit unit that processes the voltage at the body and outputs it as a load current monitor signal to the control device side, and a power supply unit for driving the load current monitor circuit unit. The power supply and load current monitor signal output from the load current monitor circuit is performed via electrical insulation means, and multiple solid state relays are connected. It is obtained by way.
[0021]
With this configuration, in the solid state relay, the power supply to the load current monitor circuit unit and the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are performed via the electrical insulation means. With the insulating means, the control device side and the load power source side can be electrically insulated reliably, and safety can be secured so as not to get an electric shock even if a person touches the control device, for example, a temperature controller. .
[0022]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, it is possible to reduce the number of assembly steps, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary at the time of assembly.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a first embodiment of a solid state relay according to the present invention.
[0024]
The solid state relay (SSR) 2 according to the present invention combines a temperature regulator 1 that is a control device that controls the temperature of the controlled object 4 with a heater 3 that is a heating means for heating the controlled object 4. The control device is configured. Note that a temperature sensor 5 that detects the temperature of the control object 4 is disposed.
[0025]
As shown in FIG. 2, the temperature controller 1 includes a setting unit 6 that sets a target temperature and the like, and a display unit 7 that displays a current temperature detected by the temperature sensor 5, a target value set by the setting unit 6, and the like. The alarm output unit 29A and the CPU 8 that controls the solid state relay 2 so that the current temperature detected by the temperature sensor 5 becomes the target temperature set by the setting unit 6 are provided.
[0026]
The solid state relay 2 includes an input circuit unit 14A that receives a control signal from the temperature controller 1 that is a control device, and an open / close element 17 that opens and closes a load current, and is connected to the load power source 9 via output terminals T1 and T2. Connected to the output circuit unit 14B, the resistor 20 provided between the switching element 17 and the output terminal T1 and through which a load current flows, and the voltage at the resistor 20 is processed to the temperature regulator 1 side. A load current monitor circuit unit 21 that outputs a load current monitor signal and a power source unit 25 for driving the load current monitor circuit unit 21 are provided, and the input circuit unit 14A and the output circuit unit 14B are electrically insulated. The power supply to the load current monitor circuit unit 21 is performed via a transformer 24, which is an electrical insulation means. And, the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit 21 to the temperature controller 1 is performed via the photo-coupler 22 is electrically insulated means.
[0027]
The input circuit unit 14A has a transmission side (light emitting diode) 16a of the triac coupler 16 connected to the input terminals S1 and S2.
[0028]
Then, the output circuit unit 14 </ b> B supplies the load current from the load power supply 9 to the heater 3. The output circuit unit 14B includes a receiving side 16b of the triac coupler 16, a switching element (triac) 17, a snubber circuit 18 having a noise absorbing function, and a varistor 19 having a noise absorbing function. .
[0029]
The receiving side 16b of the TRIAC coupler 16, the switching element 17, the snubber circuit 18 and the varistor 19 are connected in parallel to the output terminals T1 and T2 via wirings 28A and 28B. The receiving side 16b supplies a gate current to the switching element 17. A resistor 20 through which a load current flows is provided between the switching element 17 and the output terminal T1.
[0030]
Both ends of the resistor 20 are connected to the input side of the load current monitor circuit unit 21, and the output side of the load current monitor circuit unit 21 is connected to the output terminals U 1 and U 2 via the photo coupler 22. is there. The output terminals U1 and U12 are connected to signal input terminals 31 and 32 of the temperature controller 1 via signal lines 29 and 30, and are input to the CPU 8.
[0031]
The power supply unit 25 for driving the load current monitor circuit unit 21 includes a transformer (DC-DC converter) 24 and a drive power supply 26, and the primary coil of the transformer 24 is connected to the connection terminals W1, W2. The secondary coil of the transformer 24 is connected to the input side of the drive power supply 26, and the output side of the drive power supply 26 is connected to the load current monitor circuit unit 21. An external power supply 27 is connected to the connection terminals W1 and W2. Note that the DC-DC converter 24 is a device that transforms a direct current voltage by converting direct current into alternating current once and then stepping down and rectifying the voltage by a transformer.
[0032]
The load current monitor circuit unit 21 has a function of outputting the current detected by the resistor 20 as a load current monitor signal. For example, the load current monitor circuit unit 21 is a voltage across the resistor 20 detected by the resistor 20. Amplifying means (not shown) for amplifying the load current detection signal, full-wave rectifying means (not shown) for full-wave rectifying the load current detection signal (voltage) amplified by the amplifying means, and full-wave rectifying means Amplifying means (not shown) that greatly amplifies the load current detection signal (voltage) rectified in full wave at, and a square wave is formed by thresholding the waveform of the load current detection signal (voltage) amplified by this amplification means And a comparator (not shown).
[0033]
Therefore, the load current a shown in (2) of FIG. 3 flows through the resistor 20, and the voltage across the resistor 20 is taken out as a load current detection signal b shown in (3) of FIG. In this case, the load current a is supplied to the plurality of heaters 3 arranged in parallel, and one of the heaters 3 fails and the current value decreases, and the waveform changes.
[0034]
Then, after the load current detection signal b is amplified by the amplification means, as shown in (4) of FIG. 3, it is full-wave rectified by the full-wave rectification means and amplified by the amplification means. Then, the waveform of the amplified load current detection signal (voltage) is thresholded by the comparator and formed into a square wave as a comparison voltage shown in (5) of FIG. 3, and the pulse width corresponding to the magnitude of the load current. Is output as a load current monitor signal. In addition, the signal shown in (6) of FIG. 3 is a load current monitor signal in a smoothed state.
[0035]
In the solid state relay 2 described above, in the output circuit unit 14B, the temperature controller 1 on the control device side and the load power source 9 side are electrically insulated by the triac coupler 16.
[0036]
In the load current monitor circuit unit 21, the resistor 20 is connected to the output terminal T1 in series with the switching element 17 on the wiring 28A side of the output circuit unit 14, so that the load current monitor circuit 21 is incorporated. It is necessary to electrically insulate the circuit unit 21 from the temperature controller 1 on the control device side. For this purpose, a photo coupler 22 is used on the output side of the load current monitor circuit unit 21, and a transformer 24 is incorporated in the power supply system of the power source unit 25 of the load current monitor circuit unit 21. Yes.
[0037]
Therefore, the temperature controller 1 on the control device side is reliably electrically insulated from the load power source 9 side by the triac coupler 16, the photo coupler 22, and the transformer 24 as described above. Safety is ensured to prevent electric shocks even if people touch it.
[0038]
Next, the operation of the temperature control device using the solid state relay 2 configured as described above will be described.
[0039]
First, temperature control is started, and the CPU 8 of the temperature controller 1 outputs a control signal A. This control signal A is input to the transmission side of the triac coupler 16 of the solid state relay 2, and the light emitting diode 16a emits light. In this way, it is converted into an optical signal and transmitted to the receiving side 16b of the triac coupler 16, and a gate current is supplied from the receiving side 6b to the opening / closing element 17, and the opening / closing element 17 is activated to pass a load current to the heater 3. 3 generates heat and heats the control object 4.
[0040]
In the output circuit unit 14 </ b> B, the current state is detected by the resistor 20. Further, the CPU 8 controls the solid state relay 2 so that the current temperature detected by the temperature sensor 5 becomes the target temperature set by the setting unit 6.
[0041]
The load current monitor circuit unit 21 is connected to the CPU 8 of the temperature controller 1 and monitors the energization with the resistor 20, and transmits the monitor current to the CPU 8 to determine whether the heater 3 is broken or disconnected. When the presence or absence of the monitor current and the square wave of the monitor current change, the CPU 8 determines that the heater 3 is disconnected, displays that fact on the display unit 7, and outputs an alarm from the alarm output unit 29A.
[0042]
In this case, as described above, the load current monitor circuit unit 21 changes the pulse width according to the magnitude of the load current a before smoothing the load current monitor signal as described above. Output as b.
[0043]
The load current monitor signal is converted into an optical signal by the photo coupler 22 and enters the signal input terminals 31 and 32 of the temperature controller 1 from the output terminals U1 and U12 via the signal lines 29 and 30, and is input to the CPU 8. Then, disconnection or the like is detected from a change in the pulse width of the load current monitor signal.
[0044]
In the solid state relay 2, the triac 17, the snubber circuit 18, the varistor 19, and the resistor 20 can be modularized.
[0045]
Further, a photo coupler may be used instead of the triac coupler 16, or a photo voltage coupler combining a light emitting diode and a solar cell may be used instead of the transformer (DC-DC converter) 24. Good.
[0046]
Further, the load current monitor signal output from the output side of the load current monitor circuit unit 21 is connected from the output terminals U1 and U12 to the signal input terminals 31 and 32 of the temperature controller 1 through the signal lines 29 and 30 and connected to the CPU 8. However, the output terminals U1 and U12 may be connected to an ammeter or a PLC (both not shown) to monitor energization.
[0047]
In the load current monitor circuit unit 21, the monitor signal indicating the presence or absence of the load current is output. However, the monitor signal may be output as an analog signal depending on the magnitude of the load current.
[0048]
In addition, the primary coil of the transformer (DC-DC converter) 24 is connected to the power connection terminals W1 and W2, the external power supply 8 is connected to the power connection terminals W1 and W2, and the load current monitor circuit unit 21 is connected. However, the power connection terminals W1 and W2 may be connected to the internal power supply of the temperature controller 1 as a control device.
[0049]
According to the first embodiment of the present invention described above, the solid state relay 2 can be insulated by the triac coupler 16 from the temperature regulator 1 on the control device side and the load power source 9 side. In the current monitor circuit unit 21, since the resistor 20 is incorporated in the output circuit unit 14, it is necessary to electrically insulate the load current monitor circuit unit 21 from the temperature controller 1 on the control device side. However, for this purpose, a photo coupler 22 is used on the output side of the load current monitor circuit unit 21, and a power supply unit 25 of the load current monitor circuit unit 21 is a transformer (DC-DC converter). 24 is incorporated, and the temperature controller 1 on the control device side includes a triac coupler 15, a photo coupler 22, and a transformer (DC-DC converter) 24, and the load power source 9 side. Et reliably be electrically insulated, even touching the temperature controller 1 is human, it is possible to ensure safety so as not to shock.
[0050]
Further, as shown in FIG. 4, power supply to the load current monitor circuit unit 21 may be performed by voltage supply from the load power supply 9 side. In this case, the load power supply 9 is connected to the input side of the drive power supply 26 via the terminals T 1 and T 3, and the output side of the drive power supply 26 is connected to the load current monitor circuit unit 21.
[0051]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the solid state relay according to the present invention is shown in FIG.
[0052]
The solid state relay 2-1 according to the present invention has a failure detection function such as on failure detection or disconnection detection of the switching element 17. That is, this solid state relay 2-1 has an input circuit portion 41A that receives a control signal from a temperature controller 40 that is a control device, an open / close element 17 that opens and closes a load current, and an output terminal on the load power source 9 side. An output circuit unit 41B connected via T1 and T2, a resistor 42 provided between the switching element 17 and the output terminal T1 and through which a load current flows, and a failure detection circuit unit 43; The failure detection circuit unit 43 includes an input side for the control signal A, an input side for the load current detection signal B, and an output side for the failure detection signal C. The input circuit unit 41A and the output circuit unit 41B have the same configuration as the input circuit unit 14A and the output circuit unit 14B in the first embodiment of the present invention described above, and the resistor 42 is output in the same manner as the resistor 20. It is incorporated in the circuit unit 41B.
[0053]
The input side of the control signal A in the failure detection circuit unit 43 is connected to the input circuit unit 41A via a photo coupler 44 which is an electrical insulation means. The input side is connected to both ends of the resistor 42 incorporated in the output circuit unit 41B. Further, the output side of the failure detection signal C in the failure detection circuit unit 43 is connected to the output terminals U1 and U2 via a photo coupler 45 which is an electrical insulating means. The output terminals U1 and U12 are connected to the controller 48 via signal lines 46 and 47.
[0054]
The power supply unit 49 for driving the failure detection circuit unit 43 includes a transformer (DC-DC converter) 50 and a drive power supply 51 which are electrical insulation means, and the primary coil of the transformer 50 is The secondary side coil of the transformer 50 is connected to the input side of the drive power source 51, and the output side of the drive power source 51 is connected to the failure detection circuit unit 43. An external power supply 52 is connected to the connection terminals W1 and W2.
[0055]
In the solid state relay 2-1, the output circuit unit 41 B electrically insulates the temperature regulator 1 on the control device side from the load power source 9 side by the triac coupler 16.
[0056]
Further, in the failure detection circuit unit 43, the resistor 42 is connected to the output terminal T1 in series with the switching element 17 on the wiring 28A side of the output circuit unit 41B. It is necessary to electrically insulate 43 from the temperature controller 1 on the control device side. For this purpose, a photo coupler 44 is used on the input side of the control signal A of the failure detection circuit unit 43, a photo coupler 45 is used on the output side of the failure detection circuit unit 43, and A transformer 50 is incorporated in the power supply unit 49 of the failure detection circuit unit 43.
[0057]
Therefore, the temperature controller 1 on the control device side is reliably electrically insulated from the load power source 9 side by the triac coupler 16, the photo couplers 44 and 45, and the transformer 50 as described above, and the temperature controller 1 Safety is ensured to prevent electric shock even if a person touches the device 1 and the controller 48.
[0058]
First, temperature control is started, and the CPU 8 of the temperature controller 1 outputs a control signal A. This control signal A is input to the transmission side of the triac coupler 16 of the solid state relay 2-1, and the light emitting diode 16a By emitting light, it is converted into an optical signal and transmitted to the receiving side 16b of the triac coupler 16, and a gate current is supplied from the receiving side 6b to the opening / closing element 17, and the opening / closing element 17 is activated to pass a load current to the heater 3. The heater 3 generates heat and heats the control object 4.
[0059]
In the output circuit unit 41B, the energization state at that time is detected by the resistor 42. Further, the CPU 8 controls the solid state relay 2-1 so that the current temperature detected by the temperature sensor 5 becomes the target temperature set by the setting unit 6.
[0060]
The failure detection circuit unit 43 receives a control signal A from the input circuit unit 41A side, and receives a load current detection signal B which is a voltage at both ends of the resistor 42 from the output circuit unit 41B side. The control signal A and the load current detection signal B are compared, and a failure detection signal C is output. For example, if the control signal A is present and the load current detection signal B is not present, an open failure (disconnection) occurs. If the control signal A is not present and the load current detection signal B is present, the temperature controller 1 side It is a failure, and these failure detection signals C are output and transmitted to the controller 48 as an alarm signal D.
[0061]
As shown in FIG. 6, the solid state relay terminal 2-2 according to the present invention has the above-described solid state relay 2 heated to a plurality of controlled objects 4-1, 4-2,. A plurality of input circuit units 14A, an output circuit unit 14B and a plurality of load current monitor circuit units 12 corresponding to the heater 3 and a single power source unit 25 for supplying power to these load current monitor circuit units 12 are configured. The input circuit unit 14A, the output circuit unit 14B, and the plurality of load current monitor circuit units 12 are configured as one unit.
[0062]
That is, the solid-state relay 2 includes an input circuit unit 14A that receives a control signal from the temperature controller 1 that is a control device, an open / close element 17 that opens and closes a load current, and output terminals T1 and T2 on the load power source 9 side. The output circuit unit 14B connected via the resistor, the resistor 20 provided between the switching element 17 and the output terminal T1 and through which a load current flows, and the voltage at the resistor 20 are processed to control the temperature regulator 1. A load current monitor circuit unit 21 for outputting a load current monitor signal to the side, and the input circuit unit 14A and the output circuit unit 14B are electrically insulated by a triac coupler 16 which is an electrical insulation means. The power supply to the load current monitor circuit unit 21 is performed via a transformer 24 which is an electrical insulation means, and from the load current monitor circuit unit 21 to the temperature controller 1. The output of the load current monitor signal is performed via the photo-coupler 22 is electrically insulated means.
[0063]
Accordingly, it is possible to construct a temperature control system for the controlled objects 4-1, 4-2,. For this reason, it becomes unnecessary for the user to install a CT sensor for each of the heaters 3 of the controlled objects 4-1, 4-2,..., 4-n, and the assembly man-hour can be reduced. Also, the installation space can be reduced.
[0064]
In particular, it is possible to omit a complicated work process that is required when the user assembles the apparatus, such as passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the solid state relay of the present invention, the power supply to the load current monitor circuit unit and the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are performed via the electrical insulation means. As a result, this electrical insulation means can reliably insulate the control device side from the load power supply side, and even if a control device, such as a temperature controller, is touched by a person, safety can be avoided. Can be secured.
[0066]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, etc., so that the number of assembly steps can be reduced, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary when assembling the apparatus.
[0067]
Further, according to the solid state relay of the present invention, the power supply to the failure detection circuit unit, the input of the control signal from the input circuit unit, and the output of the failure detection signal from the failure detection circuit unit are passed through the electrical insulation means. As a result, it is possible to reliably insulate the control device side from the load power source side with this electrical insulation means, and to prevent electric shock even if a person touches the control device, for example, the temperature controller. Safety can be ensured.
[0068]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, etc., so that the number of assembly steps can be reduced, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary when assembling the apparatus.
[0069]
Further, according to the solid state relay terminal of the present invention, in the solid state relay, the power supply to the load current monitor circuit unit and the output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are passed through the electrical insulation means. By doing so, it is possible to reliably insulate the control device side and the load power source side with this electrical insulation means, and to prevent electric shock even if a person touches the control device, for example, the temperature controller. Safety can be ensured.
[0070]
In addition, it becomes unnecessary for the user to install the CT sensor of the current detection unit in the heater to be controlled, it is possible to reduce the number of assembly steps, and the installation space can be reduced. It is possible to omit a complicated operation process of passing or winding an electric wire as a primary through wire around the CT sensor, which is necessary at the time of assembly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram of a first embodiment of a solid state relay according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a temperature controller.
FIG. 3 is a signal processing waveform diagram in a load current monitor circuit unit;
FIG. 4 is a configuration explanatory diagram of a modified example of the solid state relay according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration explanatory diagram of a second embodiment of a solid state relay according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of a solid state relay terminal according to the present invention.
FIG. 7 is a wiring explanatory diagram of a CT sensor in a conventional temperature control device.
FIGS. 8A to 8 are explanatory views of a wiring method in a CT sensor. FIGS.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a temperature control device using a conventional solid state relay.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a temperature control device using another conventional solid state relay.
[Explanation of symbols]
1 Temperature controller (control device)
2 Solid state relay
2-1 Solid state relay
2-2 Solid state relay terminal
3 Heater (heating means)
4 Control target
5 Temperature sensor
6 Setting part
7 Display section
8 CPU
9 Load power supply
14A input circuit section
14B Output circuit section
16 Triac coupler (electrical insulation means)
16a Transmission side (light emitting diode)
16b receiver
17 Opening / closing element (Triac)
18 Snubber circuit
19 Barista
20 resistors
21 Load current monitor circuit
22 Photocoupler (electrical insulation means)
24 Transformer (DC-DC converter) (electrical insulation means)
25 Power supply
26 Drive power supply
27 External power supply
28A wiring
28B wiring
29A Alarm output section
29 Signal line
30 signal lines
40 Temperature controller (control equipment)
41A Input circuit section
41B Output circuit section
42 resistors
43 Fault detection circuit
44 Photo coupler (electrical insulation means)
45 Photo coupler (electrical insulation means)
46 signal lines
47 Signal line
48 controller
49 Power supply
50 Transformer (DC-DC converter) (electrical insulation means)
51 Drive power supply
52 External power supply
a Load current
b Load current detection signal
Control signal
B Load current detection signal
C Failure detection signal
D Alarm signal

Claims

制御機器からの信号を受ける入力回路部と、負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部とで構成され且つ前記入力回路部と前記出力回路部とが電気的に絶縁されているソリッドステートリレーであって、
前記開閉素子と前記出力端子との間に設けられ且つ前記負荷電流が流れる抵抗体と、前記抵抗体での電圧を処理して前記制御機器側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部と、前記負荷電流モニター回路部を駆動するための電源部とを有し、
前記負荷電流モニター回路部への電源供給および前記負荷電流モニター回路部からの前記負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことを特徴とするソリッドステートリレー。An input circuit unit that receives a signal from a control device, and an output circuit unit that includes an opening / closing element that opens and closes a load current and is connected to the load power supply side via an output terminal, and the input circuit unit and the output It is a solid state relay that is electrically isolated from the circuit part,
A resistor that is provided between the switching element and the output terminal and through which the load current flows, and a load current monitor circuit unit that processes a voltage at the resistor and outputs a load current monitor signal to the control device side And a power supply unit for driving the load current monitor circuit unit,
A solid state relay characterized in that power supply to the load current monitor circuit unit and output of the load current monitor signal from the load current monitor circuit unit are performed via an electrical insulating means.

制御機器からの信号を受ける入力回路部と、負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部とで構成され且つ前記入力回路部と前記出力回路部とが電気的に絶縁されているソリッドステートリレーであって、
前記開閉素子と前記出力端子との間に設けられ且つ前記負荷電流が流れる抵抗体と、前記入力回路部からの制御信号と前記抵抗体側から負荷電流検出信号との比較により故障検出信号を出力する故障検出回路部と、前記故障検出回路部を駆動するための電源部とを有し、
前記故障検出回路部への電源供給、前記入力回路部からの前記制御信号の入力及び前記故障検出回路部からの前記故障検出信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにしたことを特徴とするソリッドステートリレー。An input circuit unit that receives a signal from a control device, and an output circuit unit that includes an opening / closing element that opens and closes a load current and is connected to the load power supply side via an output terminal, and the input circuit unit and the output It is a solid state relay that is electrically isolated from the circuit part,
A failure detection signal is output by comparing a resistor provided between the switching element and the output terminal and through which the load current flows, a control signal from the input circuit unit, and a load current detection signal from the resistor side. A failure detection circuit unit, and a power supply unit for driving the failure detection circuit unit,
The power supply to the failure detection circuit unit, the input of the control signal from the input circuit unit, and the output of the failure detection signal from the failure detection circuit unit are performed through electrical insulation means. Solid state relay.

前記電気的絶縁手段が、トライアック・カプラ、フォト・カプラ又は変圧器である請求項１又は請求項２に記載のソリッドステートリレー。The solid state relay according to claim 1 or 2, wherein the electrical insulation means is a triac coupler, a photo coupler, or a transformer.

前記負荷電流モニター回路部への電源供給を負荷側からの電圧供給により行うようにした請求項１又は請求項３に記載のソリッドステートリレー。4. The solid state relay according to claim 1, wherein power supply to the load current monitor circuit unit is performed by voltage supply from a load side. 5.

前記負荷電流モニター回路部が出力する負荷電流モニター信号を平滑する前の状態で処理し、負荷電流の大きさに対応してパルス幅が変化する状態で出力するようにした請求項１又は請求項３又は請求項４に記載のソリッドステートリレー。2. The load current monitor signal output from the load current monitor circuit unit is processed in a state before smoothing, and output in a state in which the pulse width changes corresponding to the magnitude of the load current. The solid state relay according to claim 3 or 4.

ソリッドステートリレーが、制御機器からの信号を受ける入力回路部と、前記入力回路部と電気的に絶縁され且つ負荷電流を開閉する開閉素子を有し且つ負荷電源側に出力端子を介して接続された出力回路部と、前記開閉素子と前記出力端子との間に設けられ且つ前記負荷電流が流れる抵抗体と、前記抵抗体での電圧を処理して前記制御機器側へ負荷電流モニター信号として出力する負荷電流モニター回路部と、前記負荷電流モニター回路部を駆動するための電源部とを有し、前記負荷電流モニター回路部への電源供給および前記負荷電流モニター回路部からの前記負荷電流モニター信号の出力を電気的絶縁手段を介して行うようにした構成であり、前記ソリッドステートリレーを複数接続するようにしたことを特徴とするソリッドステートリレーターミナル。The solid state relay has an input circuit unit that receives a signal from a control device, an open / close element that is electrically insulated from the input circuit unit and opens and closes a load current, and is connected to the load power supply side via an output terminal. The output circuit unit, the resistor provided between the switching element and the output terminal, and the load current flows therethrough, and the voltage at the resistor is processed and output to the control device side as a load current monitor signal A load current monitoring circuit unit, and a power supply unit for driving the load current monitoring circuit unit, supplying power to the load current monitoring circuit unit and the load current monitoring signal from the load current monitoring circuit unit The solid-state relay is configured such that the output of the solid-state relay is performed through electrical insulation means, and a plurality of the solid-state relays are connected. Leh terminal.