JPH06331679A - スイッチ回路故障検出装置 - Google Patents
スイッチ回路故障検出装置Info
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- JPH06331679A JPH06331679A JP5116134A JP11613493A JPH06331679A JP H06331679 A JPH06331679 A JP H06331679A JP 5116134 A JP5116134 A JP 5116134A JP 11613493 A JP11613493 A JP 11613493A JP H06331679 A JPH06331679 A JP H06331679A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】負荷をＯＮ・ＯＦＦするスイッチ回路の故障検
出を容易とすることを目的とする。 【構成】リレー接点４ａに並列接続する第１スナバ回路
６側に、信号送信トランスＴ１を直列に挿入し、信号発
生回路８で発生する故障検出信号を第１スナバ回路６に
伝達する。また、ＳＳＲ５に並列接続する第２スナバ回
路７側に、信号受信トランスＴ２を直列に挿入し、第１
スナバ回路６に伝達された故障検出信号を、信号受信ト
ランスＴ２で受信する。これにより、リレー接点４ａ又
はＳＳＲ５が短絡故障すると、信号受信トランスＴ２側
に故障検出信号が伝達されず、信号受信トランスＴ２の
出力が論理値０となる。正常でＯＦＦしていれば、故障
検出信号が信号受信トランスＴ２に伝達されて出力が論
理値１となる。
出を容易とすることを目的とする。 【構成】リレー接点４ａに並列接続する第１スナバ回路
６側に、信号送信トランスＴ１を直列に挿入し、信号発
生回路８で発生する故障検出信号を第１スナバ回路６に
伝達する。また、ＳＳＲ５に並列接続する第２スナバ回
路７側に、信号受信トランスＴ２を直列に挿入し、第１
スナバ回路６に伝達された故障検出信号を、信号受信ト
ランスＴ２で受信する。これにより、リレー接点４ａ又
はＳＳＲ５が短絡故障すると、信号受信トランスＴ２側
に故障検出信号が伝達されず、信号受信トランスＴ２の
出力が論理値０となる。正常でＯＦＦしていれば、故障
検出信号が信号受信トランスＴ２に伝達されて出力が論
理値１となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御対象である負荷の
駆動電流をＯＮ・ＯＦＦするスイッチ回路の故障検出を
行うスイッチ回路故障検出装置に関する。
駆動電流をＯＮ・ＯＦＦするスイッチ回路の故障検出を
行うスイッチ回路故障検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、制御対象である負荷の駆動電流を
ＯＮ・ＯＦＦするスイッチ回路を、電磁リレーの接点と
半導体スイッチ素子、例えばスリッドステートリレー
（ＳＳＲ）とを直列接続して構成し、電磁リレー接点と
ＳＳＲをＯＮ・ＯＦＦ制御して負荷への給電を制御する
ようした負荷駆動回路がある。
ＯＮ・ＯＦＦするスイッチ回路を、電磁リレーの接点と
半導体スイッチ素子、例えばスリッドステートリレー
（ＳＳＲ）とを直列接続して構成し、電磁リレー接点と
ＳＳＲをＯＮ・ＯＦＦ制御して負荷への給電を制御する
ようした負荷駆動回路がある。
【０００３】即ち、前記スイッチ回路は、負荷の駆動入
力信号が入力した時には、まず、電磁リレー接点がＯＮ
し、その後にＳＳＲがＯＮして初めて負荷に駆動電流が
流れ、負荷駆動入力信号が停止した時には、逆にＳＳＲ
が先にＯＦＦして負荷への給電が停止し、その後電磁リ
レー接点がＯＦＦするように構成されている。かかる構
成によれば、スイッチ回路が正常である時には、実質的
にＳＳＲのＯＮ・ＯＦＦによって負荷駆動電流のＯＮ・
ＯＦＦが制御され、電磁リレー接点は駆動電流のＯＮ・
ＯＦＦには直接関与しないが、ＳＳＲが短絡故障を起こ
して負荷駆動電流をＯＦＦできない場合に、電磁リレー
接点をＯＦＦとすることによって負荷駆動電流を強制的
にＯＦＦとすることができる。
力信号が入力した時には、まず、電磁リレー接点がＯＮ
し、その後にＳＳＲがＯＮして初めて負荷に駆動電流が
流れ、負荷駆動入力信号が停止した時には、逆にＳＳＲ
が先にＯＦＦして負荷への給電が停止し、その後電磁リ
レー接点がＯＦＦするように構成されている。かかる構
成によれば、スイッチ回路が正常である時には、実質的
にＳＳＲのＯＮ・ＯＦＦによって負荷駆動電流のＯＮ・
ＯＦＦが制御され、電磁リレー接点は駆動電流のＯＮ・
ＯＦＦには直接関与しないが、ＳＳＲが短絡故障を起こ
して負荷駆動電流をＯＦＦできない場合に、電磁リレー
接点をＯＦＦとすることによって負荷駆動電流を強制的
にＯＦＦとすることができる。
【０００４】ところで、前記ＳＳＲの短絡を検出する従
来回路としては、負荷とスイッチ回路とが直列に挿入さ
れた負荷給電回路に、トランスの２次側を直列に介装
し、このトランスの１次側から交流の短絡検出用信号を
前記２次側を介して負荷の給電回路に供給する構成とす
る。この場合、スイッチ回路の電磁リレーとＳＳＲに
は、通常、雑音防止回路（コンデンサと抵抗の直列回路
で構成されるスナバ回路）がそれぞれ並列接続されてお
り、ＳＳＲ又は電磁リレー接点が短絡故障した場合に
は、トランスの１次側から見た給電回路のインピーダン
スが低下する。従って、このインピーダンスの低下に基
づく出力変化を監視することで、スイッチ回路の短絡を
検出するようにしていた。
来回路としては、負荷とスイッチ回路とが直列に挿入さ
れた負荷給電回路に、トランスの２次側を直列に介装
し、このトランスの１次側から交流の短絡検出用信号を
前記２次側を介して負荷の給電回路に供給する構成とす
る。この場合、スイッチ回路の電磁リレーとＳＳＲに
は、通常、雑音防止回路（コンデンサと抵抗の直列回路
で構成されるスナバ回路）がそれぞれ並列接続されてお
り、ＳＳＲ又は電磁リレー接点が短絡故障した場合に
は、トランスの１次側から見た給電回路のインピーダン
スが低下する。従って、このインピーダンスの低下に基
づく出力変化を監視することで、スイッチ回路の短絡を
検出するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
短絡故障の検出回路のように、給電回路のインピーダン
ス変化に基づく出力変化を監視して、スイッチ回路の短
絡故障を検出する方式では、出力のレベル変化を検出す
ることになり、閾値設定が面倒である。また、スナバ回
路のコンデンサの短絡故障を考慮しようとすれば、より
一層閾値設定が面倒であり、故障検出の精度の面で十分
ではなかった。
短絡故障の検出回路のように、給電回路のインピーダン
ス変化に基づく出力変化を監視して、スイッチ回路の短
絡故障を検出する方式では、出力のレベル変化を検出す
ることになり、閾値設定が面倒である。また、スナバ回
路のコンデンサの短絡故障を考慮しようとすれば、より
一層閾値設定が面倒であり、故障検出の精度の面で十分
ではなかった。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、スイッチ回路の短絡故障の有無を論理値１（出力有
り）と論理値０（出力無し）の２値の出力形態で表すこ
とのできるスイッチ回路の故障検出装置を提供すること
を目的とする。
で、スイッチ回路の短絡故障の有無を論理値１（出力有
り）と論理値０（出力無し）の２値の出力形態で表すこ
とのできるスイッチ回路の故障検出装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため本発明では、電
磁リレー接点と半導体スイッチ素子の直列回路で構成さ
れ、負荷駆動信号が入力した時に前記電磁リレー接点と
半導体スイッチ素子がＯＮして負荷に給電し、負荷駆動
信号の入力が停止した時に前記電磁リレー接点と半導体
スイッチ素子がＯＦＦして負荷への給電を停止する構成
のスイッチ回路の故障を検出するスイッチ回路故障検出
装置において、抵抗とコンデンサの直列回路からなり前
記電磁リレー接点に対して並列に接続される第１の雑音
防止回路と、同じく抵抗とコンデンサの直列回路からな
り前記半導体スイッチング素子に対して並列に接続され
る第２の雑音防止回路と、スイッチ回路故障検出用信号
を発生する信号発生回路と、どちらか一方の雑音防止回
路に直列に挿入されて前記スイッチ回路故障検出用信号
を当該雑音防止回路側に伝達する信号送信トランスと、
他方の雑音防止回路に直列に挿入されて前記スイッチ回
路故障検出用信号を受信して抽出する信号受信トランス
とを備えて構成し、電磁リレー接点及び半導体スイッチ
素子の少なくとも一方が短絡した時に信号受信トランス
の抽出出力が論理値０となるようにした。
磁リレー接点と半導体スイッチ素子の直列回路で構成さ
れ、負荷駆動信号が入力した時に前記電磁リレー接点と
半導体スイッチ素子がＯＮして負荷に給電し、負荷駆動
信号の入力が停止した時に前記電磁リレー接点と半導体
スイッチ素子がＯＦＦして負荷への給電を停止する構成
のスイッチ回路の故障を検出するスイッチ回路故障検出
装置において、抵抗とコンデンサの直列回路からなり前
記電磁リレー接点に対して並列に接続される第１の雑音
防止回路と、同じく抵抗とコンデンサの直列回路からな
り前記半導体スイッチング素子に対して並列に接続され
る第２の雑音防止回路と、スイッチ回路故障検出用信号
を発生する信号発生回路と、どちらか一方の雑音防止回
路に直列に挿入されて前記スイッチ回路故障検出用信号
を当該雑音防止回路側に伝達する信号送信トランスと、
他方の雑音防止回路に直列に挿入されて前記スイッチ回
路故障検出用信号を受信して抽出する信号受信トランス
とを備えて構成し、電磁リレー接点及び半導体スイッチ
素子の少なくとも一方が短絡した時に信号受信トランス
の抽出出力が論理値０となるようにした。
【０００８】また、前記信号受信トランスの抽出出力を
整流する整流回路と、該整流回路の整流出力を入力して
当該整流出力レベルが所定範囲内にある時にスイッチ回
路正常と判断して論理値１の出力を発生するウインドコ
ンパレータとを設けて構成した。また、前記信号受信ト
ランスの抽出出力を発生する２次側に、前記抽出出力に
対して逆相の信号を供給する信号供給手段を設けて構成
した。
整流する整流回路と、該整流回路の整流出力を入力して
当該整流出力レベルが所定範囲内にある時にスイッチ回
路正常と判断して論理値１の出力を発生するウインドコ
ンパレータとを設けて構成した。また、前記信号受信ト
ランスの抽出出力を発生する２次側に、前記抽出出力に
対して逆相の信号を供給する信号供給手段を設けて構成
した。
【０００９】
【作用】かかる構成において、スイッチ回路の電磁リレ
ー接点と半導体スイッチ素子とが共に正常で短絡故障し
ていない場合、信号発生回路から信号送信トランスを介
して一方の雑音防止回路に伝達された交流のスイッチ回
路故障検出用信号は、他方の雑音防止回路に挿入された
信号受信トランスで受信される。この場合には、信号受
信トランスからの抽出出力は論理値１（出力有り）とな
る。
ー接点と半導体スイッチ素子とが共に正常で短絡故障し
ていない場合、信号発生回路から信号送信トランスを介
して一方の雑音防止回路に伝達された交流のスイッチ回
路故障検出用信号は、他方の雑音防止回路に挿入された
信号受信トランスで受信される。この場合には、信号受
信トランスからの抽出出力は論理値１（出力有り）とな
る。
【００１０】一方、電磁リレー接点及び半導体スイッチ
素子のどちらか一方が短絡していると、信号発生回路か
ら信号送信トランスを介して一方の雑音防止回路に伝達
された交流のスイッチ回路故障検出用信号は、スイッチ
回路の短絡によって信号受信トランス側に流れず受信さ
れない。このため、信号受信トランスからの抽出出力は
論理値０（出力無し）となる。
素子のどちらか一方が短絡していると、信号発生回路か
ら信号送信トランスを介して一方の雑音防止回路に伝達
された交流のスイッチ回路故障検出用信号は、スイッチ
回路の短絡によって信号受信トランス側に流れず受信さ
れない。このため、信号受信トランスからの抽出出力は
論理値０（出力無し）となる。
【００１１】また、雑音防止回路のコンデンサが短絡し
た場合には、雑音防止回路のインピーダンス変化によ
り、信号受信トランスの１次側に流れる電流が変化し、
信号受信トランスの抽出出力レベルが変化する。そし
て、この短絡時の抽出出力レベルがウインドコンパレー
タの窓の範囲（設定レベル範囲）外となるように設定す
ることで、雑音防止回路のコンデンサの短絡故障も検出
できる。
た場合には、雑音防止回路のインピーダンス変化によ
り、信号受信トランスの１次側に流れる電流が変化し、
信号受信トランスの抽出出力レベルが変化する。そし
て、この短絡時の抽出出力レベルがウインドコンパレー
タの窓の範囲（設定レベル範囲）外となるように設定す
ることで、雑音防止回路のコンデンサの短絡故障も検出
できる。
【００１２】また、前記信号受信トランスの抽出出力を
発生する２次側に、前記抽出出力に対して逆相の信号を
供給する信号供給手段を設けることで、雑音防止回路の
コンデンサが短絡した時の信号受信トランスの抽出出力
のレベル変化率を拡大することができ、レベル検定にお
ける閾値設定が容易になる。
発生する２次側に、前記抽出出力に対して逆相の信号を
供給する信号供給手段を設けることで、雑音防止回路の
コンデンサが短絡した時の信号受信トランスの抽出出力
のレベル変化率を拡大することができ、レベル検定にお
ける閾値設定が容易になる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明に係るスイッチ回路の故障検出装
置の第１実施例を適用した負荷駆動回路を示す。尚、図
１に示す故障検出装置は、スイッチ回路の短絡故障のみ
を考慮した場合のものである。
する。図１は、本発明に係るスイッチ回路の故障検出装
置の第１実施例を適用した負荷駆動回路を示す。尚、図
１に示す故障検出装置は、スイッチ回路の短絡故障のみ
を考慮した場合のものである。
【００１４】図１において、商用の交流電源である負荷
駆動電源１から交流電流を負荷２に給電する給電回路
に、前記負荷２と直列にスイッチ回路３が接続されてい
る。該スイッチ回路３は、電磁リレー４の励磁時ＯＮす
るリレー接点４ａと半導体スイッチ素子としての例えば
ＳＳＲ５との直列回路からなる。前記リレー接点４ａに
は、接点ＯＦＦ時の雑音を防止するため抵抗Ｒ1 とコン
デンサＣ1 の直列回路からなる第１の雑音防止回路であ
る第１スナバ回路６が並列接続されている。また、ＳＳ
Ｒ５にも、同じく抵抗Ｒ2 とコンデンサＣ2 からなる第
２の雑音防止回路である第２スナバ回路７が並列接続さ
れている。そして、前記第１スナバ回路６に、信号発生
回路８で発生する交流のスイッチ回路故障検出用信号を
第１スナバ回路６側に伝達する信号送信用トランスＴ１
の２次巻線が直列に挿入されている。また、第２スナバ
回路７には、第１スナバ回路６に伝達されたスイッチ回
路故障検出用信号を受信して抽出する信号受信トランス
Ｔ２の１次巻線が直列に挿入されている。この信号受信
トランスＴ２の２次巻線には、抽出出力を整流する整流
回路９が接続されている。ここで、前記第１及び第２ス
ナバ回路６，７と、信号送信トランスＴ１と、信号受信
トランスＴ２と、信号発生回路８及び整流回路９で本実
施例の故障検出装置１０が構成される。また、負荷８に
も、同様に抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ3 の直列回路からな
る雑音防止用のスナバ回路が設けられている。
駆動電源１から交流電流を負荷２に給電する給電回路
に、前記負荷２と直列にスイッチ回路３が接続されてい
る。該スイッチ回路３は、電磁リレー４の励磁時ＯＮす
るリレー接点４ａと半導体スイッチ素子としての例えば
ＳＳＲ５との直列回路からなる。前記リレー接点４ａに
は、接点ＯＦＦ時の雑音を防止するため抵抗Ｒ1 とコン
デンサＣ1 の直列回路からなる第１の雑音防止回路であ
る第１スナバ回路６が並列接続されている。また、ＳＳ
Ｒ５にも、同じく抵抗Ｒ2 とコンデンサＣ2 からなる第
２の雑音防止回路である第２スナバ回路７が並列接続さ
れている。そして、前記第１スナバ回路６に、信号発生
回路８で発生する交流のスイッチ回路故障検出用信号を
第１スナバ回路６側に伝達する信号送信用トランスＴ１
の２次巻線が直列に挿入されている。また、第２スナバ
回路７には、第１スナバ回路６に伝達されたスイッチ回
路故障検出用信号を受信して抽出する信号受信トランス
Ｔ２の１次巻線が直列に挿入されている。この信号受信
トランスＴ２の２次巻線には、抽出出力を整流する整流
回路９が接続されている。ここで、前記第１及び第２ス
ナバ回路６，７と、信号送信トランスＴ１と、信号受信
トランスＴ２と、信号発生回路８及び整流回路９で本実
施例の故障検出装置１０が構成される。また、負荷８に
も、同様に抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ3 の直列回路からな
る雑音防止用のスナバ回路が設けられている。
【００１５】尚、信号送信トランスＴ１を第２スナバ回
路７側に、信号受信トランスＴ２を第１スナバ回路６側
に設けて構成してもよい。一方、スイッチ回路３に負荷
駆動信号を入力する信号入力部は、自己保持回路１１
と、フェールセーフなＯＦＦディレー回路１２と、フェ
ールセーフなＯＮディレー回路１３と、前記電磁リレー
４とを備えて構成されている。
路７側に、信号受信トランスＴ２を第１スナバ回路６側
に設けて構成してもよい。一方、スイッチ回路３に負荷
駆動信号を入力する信号入力部は、自己保持回路１１
と、フェールセーフなＯＦＦディレー回路１２と、フェ
ールセーフなＯＮディレー回路１３と、前記電磁リレー
４とを備えて構成されている。
【００１６】自己保持回路１１は、前記故障検出装置１
０の出力（整流回路９の出力）をトリガ入力とし、負荷
駆動信号ＩＮをリセット入力として、前記トリガ入力を
自己保持する構成である。フェールセーフなＯＦＦディ
レー回路１２は、自己保持回路１１の出力が入力すると
同時に出力が立ち上がり、自己保持回路１１の出力が停
止した時に所定時間遅延して出力が立ち下がり、電磁リ
レー４を励磁・消磁してリレー接点４ａをＯＮ−ＯＦＦ
制御する。ＯＮディレー回路１３は、自己保持回路１１
の出力が入力すると所定時間遅延して出力が立ち上が
り、自己保持回路１１の出力が停止した時に同時に出力
が立ち下がり、ＳＳＲ５のＯＮ−ＯＦＦを制御する。
０の出力（整流回路９の出力）をトリガ入力とし、負荷
駆動信号ＩＮをリセット入力として、前記トリガ入力を
自己保持する構成である。フェールセーフなＯＦＦディ
レー回路１２は、自己保持回路１１の出力が入力すると
同時に出力が立ち上がり、自己保持回路１１の出力が停
止した時に所定時間遅延して出力が立ち下がり、電磁リ
レー４を励磁・消磁してリレー接点４ａをＯＮ−ＯＦＦ
制御する。ＯＮディレー回路１３は、自己保持回路１１
の出力が入力すると所定時間遅延して出力が立ち上が
り、自己保持回路１１の出力が停止した時に同時に出力
が立ち下がり、ＳＳＲ５のＯＮ−ＯＦＦを制御する。
【００１７】尚、自己保持回路１１は、故障時に出力が
論理値０となるフェールセーフな構成であり、また、Ｏ
ＦＦディレー回路１２及びＯＮディレー回路１３も、遅
延時間が遅れ側の故障のみ許されるフェールセーフな構
成である。次に、この負荷駆動回路及び故障検出装置の
動作を説明する。まず、スイッチ回路３が正常の場合に
ついて説明する。
論理値０となるフェールセーフな構成であり、また、Ｏ
ＦＦディレー回路１２及びＯＮディレー回路１３も、遅
延時間が遅れ側の故障のみ許されるフェールセーフな構
成である。次に、この負荷駆動回路及び故障検出装置の
動作を説明する。まず、スイッチ回路３が正常の場合に
ついて説明する。
【００１８】負荷駆動信号ＩＮが発生する以前では、信
号発生回路８からの短絡故障検出用信号が、信号送信ト
ランスＴ１の１次側から２次側に伝達され第１スナバ回
路６に伝達される。この時、スイッチ回路３のリレー接
点４ａとＳＳＲ５はＯＦＦ状態にあるため、この短絡故
障検出用信号は、信号受信トランスＴ２の１次側を介し
て２次側で抽出され高エネルギ状態の論理値１（出力有
り）の出力が整流回路９に入力する。整流回路９の整流
出力は、自己保持回路１１にトリガ入力信号として入力
する。この状態で、負荷駆動信号ＩＮが、自己保持回路
１１のリセット入力信号として入力すると、自己保持回
路１１から出力が発生し、ＯＦＦディレー回路１２及び
ＯＮディレー回路１３に入力する。ＯＦＦディレー回路
１２では、自己保持回路１１からの信号が入力すると同
時に出力が立ち上がり電磁リレー４が励磁される。これ
により、図２に示すように、自己保持回路１１の立ち上
がりからリレー特性で定まる多少の遅延時間ｔ2 後にリ
レー接点４ａがＯＮとなる。また、ＯＮディレー回路１
３は、図２に示すように、自己保持回路１１からの信号
が入力してから所定の遅延時間ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ2 ）遅れ
て出力が立ち上がり、ＳＳＲ５がＯＮとなる。このよう
に、リレー接点４ａがＯＮとなってからＳＳＲ５がＯＮ
となり、負荷２に駆動電流が流れ、負荷２が駆動され
る。尚、リレー接点４ａがＯＮした時点から、信号受信
トランスＴ２側に信号発生回路８からの信号が伝達され
なくなり、整流回路８の出力レベルが論理値０となって
自己保持回路１１のトリガ入力信号がなくなるが、この
トリガ入力は自己保持回路１１の出力で自己保持され自
己保持回路１１は出力を発生し続ける。
号発生回路８からの短絡故障検出用信号が、信号送信ト
ランスＴ１の１次側から２次側に伝達され第１スナバ回
路６に伝達される。この時、スイッチ回路３のリレー接
点４ａとＳＳＲ５はＯＦＦ状態にあるため、この短絡故
障検出用信号は、信号受信トランスＴ２の１次側を介し
て２次側で抽出され高エネルギ状態の論理値１（出力有
り）の出力が整流回路９に入力する。整流回路９の整流
出力は、自己保持回路１１にトリガ入力信号として入力
する。この状態で、負荷駆動信号ＩＮが、自己保持回路
１１のリセット入力信号として入力すると、自己保持回
路１１から出力が発生し、ＯＦＦディレー回路１２及び
ＯＮディレー回路１３に入力する。ＯＦＦディレー回路
１２では、自己保持回路１１からの信号が入力すると同
時に出力が立ち上がり電磁リレー４が励磁される。これ
により、図２に示すように、自己保持回路１１の立ち上
がりからリレー特性で定まる多少の遅延時間ｔ2 後にリ
レー接点４ａがＯＮとなる。また、ＯＮディレー回路１
３は、図２に示すように、自己保持回路１１からの信号
が入力してから所定の遅延時間ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ2 ）遅れ
て出力が立ち上がり、ＳＳＲ５がＯＮとなる。このよう
に、リレー接点４ａがＯＮとなってからＳＳＲ５がＯＮ
となり、負荷２に駆動電流が流れ、負荷２が駆動され
る。尚、リレー接点４ａがＯＮした時点から、信号受信
トランスＴ２側に信号発生回路８からの信号が伝達され
なくなり、整流回路８の出力レベルが論理値０となって
自己保持回路１１のトリガ入力信号がなくなるが、この
トリガ入力は自己保持回路１１の出力で自己保持され自
己保持回路１１は出力を発生し続ける。
【００１９】その後、負荷駆動信号ＩＮが停止すると、
自己保持回路１１の出力は同時に立ち下がり、ＯＮディ
レー回路１３の出力も同時に立ち下がりＳＳＲ５が直ち
にＯＦＦとなって負荷２への駆動電流の給電がなくなり
負荷２の駆動が停止する。そして、図２に示すように、
ＳＳＲ５がＯＦＦしてから所定時間ｔ3 後にＯＦＦディ
レー回路１２の出力が立ち下がり電磁リレー４が消磁し
てリレー接点４ａがＯＦＦとなる。
自己保持回路１１の出力は同時に立ち下がり、ＯＮディ
レー回路１３の出力も同時に立ち下がりＳＳＲ５が直ち
にＯＦＦとなって負荷２への駆動電流の給電がなくなり
負荷２の駆動が停止する。そして、図２に示すように、
ＳＳＲ５がＯＦＦしてから所定時間ｔ3 後にＯＦＦディ
レー回路１２の出力が立ち下がり電磁リレー４が消磁し
てリレー接点４ａがＯＦＦとなる。
【００２０】ＳＳＲ５に短絡故障が発生した場合、信号
発生回路８から信号送信トランスＴ１を介して第１スナ
バ回路６に伝達される短絡故障検出用信号は、ＳＳＲ５
の短絡によって第２スナバ回路７には流れず信号受信ト
ランスＴ２側に伝達されない。従って、信号受信トラン
スＴ２の抽出出力レベルは論理値０（出力無し）とな
り、自己保持回路１１のトリガ入力信号はない。このた
め、負荷駆動信号ＩＮが自己保持回路１１に入力しても
自己保持回路１１は出力を発生せず、リレー接点４ａが
ＯＦＦ状態となって負荷２には駆動電流が供給されるこ
とはない。
発生回路８から信号送信トランスＴ１を介して第１スナ
バ回路６に伝達される短絡故障検出用信号は、ＳＳＲ５
の短絡によって第２スナバ回路７には流れず信号受信ト
ランスＴ２側に伝達されない。従って、信号受信トラン
スＴ２の抽出出力レベルは論理値０（出力無し）とな
り、自己保持回路１１のトリガ入力信号はない。このた
め、負荷駆動信号ＩＮが自己保持回路１１に入力しても
自己保持回路１１は出力を発生せず、リレー接点４ａが
ＯＦＦ状態となって負荷２には駆動電流が供給されるこ
とはない。
【００２１】従って、ＳＳＲ５が短絡故障して以後は、
負荷駆動電流ＩＮが発生してもリレー接点４ａによって
駆動電流が遮断され負荷２は動作しない。尚、通常は負
荷２の給電は、実質的にＳＳＲ５によって制御されてリ
レー接点４ａは負荷２の駆動電流をＯＮ−ＯＦＦしない
ので、溶着故障の心配はなく信頼性は高いものである。
負荷駆動電流ＩＮが発生してもリレー接点４ａによって
駆動電流が遮断され負荷２は動作しない。尚、通常は負
荷２の給電は、実質的にＳＳＲ５によって制御されてリ
レー接点４ａは負荷２の駆動電流をＯＮ−ＯＦＦしない
ので、溶着故障の心配はなく信頼性は高いものである。
【００２２】このように、本実施例の故障検出装置１０
は、短絡故障がない時には論理値１の出力を発生し、短
絡故障時には論理値０の出力を発生する構成であり、出
力が発生するかしないかの２値の出力形態であるので、
従来のようなレベル変化を監視するものに比べて短絡故
障の検出が容易となり、検出精度が向上する。次に、図
３に本発明の故障検出装置の第２実施例を示す。この実
施例は、スイッチ回路３の短絡故障だけでなく第１及び
第２スナバ回路６，７のコンデンサＣ 1 ，Ｃ2 の短絡故
障も考慮したものである。尚、図１の第１実施例と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。
は、短絡故障がない時には論理値１の出力を発生し、短
絡故障時には論理値０の出力を発生する構成であり、出
力が発生するかしないかの２値の出力形態であるので、
従来のようなレベル変化を監視するものに比べて短絡故
障の検出が容易となり、検出精度が向上する。次に、図
３に本発明の故障検出装置の第２実施例を示す。この実
施例は、スイッチ回路３の短絡故障だけでなく第１及び
第２スナバ回路６，７のコンデンサＣ 1 ，Ｃ2 の短絡故
障も考慮したものである。尚、図１の第１実施例と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】図３において、本実施例の故障検出装置２
０では、第１実施例の構成に加えて整流回路９の後段
に、故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな従
来公知のウインドコンパレータＷＣが接続されている。
かかる構成において、スナバ回路６，７のコンデンサＣ
1 ，Ｃ2 が正常の時と短絡故障した時とで、スナバ回路
６，７のインピーダンスが変化し、スナバ回路６，７に
流れる電流が変化する。これにより、信号受信トランス
Ｔ２で抽出される信号電圧が変化する。
０では、第１実施例の構成に加えて整流回路９の後段
に、故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな従
来公知のウインドコンパレータＷＣが接続されている。
かかる構成において、スナバ回路６，７のコンデンサＣ
1 ，Ｃ2 が正常の時と短絡故障した時とで、スナバ回路
６，７のインピーダンスが変化し、スナバ回路６，７に
流れる電流が変化する。これにより、信号受信トランス
Ｔ２で抽出される信号電圧が変化する。
【００２４】従って、ウインドコンパレータＷＣの窓の
範囲設定を、コンデンサＣ1 ，Ｃ2が正常の時の信号受
信トランスＴ２の抽出出力レベルが窓の範囲内となり、
コンデンサＣ1 ，Ｃ2 が短絡故障した時の信号受信トラ
ンスＴ２の抽出出力レベルが窓の範囲外となるように設
定する。これにより、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時
は、ウインドコンパレータＷＣから論理値１の出力が自
己保持回路１１にトリガ入力信号として入力し、コンデ
ンサＣ1 ，Ｃ2 の短絡故障時には、ウインドコンパレー
タＷＣの出力が論理値０となって自己保持回路１１のト
リガ入力がなくなる。このため、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
が短絡故障すれば、負荷駆動信号ＩＮが入力しても自己
保持回路１１から出力が発生せず負荷２は駆動しない。
尚、スイッチ回路３の短絡時には、信号受信トランスＴ
２の出力レベルが論理値０となり、ウインドコンパレー
タＷＣの窓の範囲外となるので、スイッチ回路３の短絡
故障も検出できることは言うまでもない。
範囲設定を、コンデンサＣ1 ，Ｃ2が正常の時の信号受
信トランスＴ２の抽出出力レベルが窓の範囲内となり、
コンデンサＣ1 ，Ｃ2 が短絡故障した時の信号受信トラ
ンスＴ２の抽出出力レベルが窓の範囲外となるように設
定する。これにより、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時
は、ウインドコンパレータＷＣから論理値１の出力が自
己保持回路１１にトリガ入力信号として入力し、コンデ
ンサＣ1 ，Ｃ2 の短絡故障時には、ウインドコンパレー
タＷＣの出力が論理値０となって自己保持回路１１のト
リガ入力がなくなる。このため、コンデンサＣ1 ，Ｃ2
が短絡故障すれば、負荷駆動信号ＩＮが入力しても自己
保持回路１１から出力が発生せず負荷２は駆動しない。
尚、スイッチ回路３の短絡時には、信号受信トランスＴ
２の出力レベルが論理値０となり、ウインドコンパレー
タＷＣの窓の範囲外となるので、スイッチ回路３の短絡
故障も検出できることは言うまでもない。
【００２５】ところで、上記第２実施例の構成では、コ
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時と短絡故障時の信号受信ト
ランスＴ２の抽出出力の変化率が小さく、ウインドコン
パレータＷＣの窓の範囲を狭く設定する必要があり、設
定が厳しい。この正常時と短絡時の変化率を大きくする
ためコンデンサの容量を選択しても精々２倍弱の変化率
である。しかも、スナバ回路の機能を果たすためにコン
デンサＣ1 ，Ｃ2 の容量の選択範囲は狭く選択の自由度
は制限される。
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時と短絡故障時の信号受信ト
ランスＴ２の抽出出力の変化率が小さく、ウインドコン
パレータＷＣの窓の範囲を狭く設定する必要があり、設
定が厳しい。この正常時と短絡時の変化率を大きくする
ためコンデンサの容量を選択しても精々２倍弱の変化率
である。しかも、スナバ回路の機能を果たすためにコン
デンサＣ1 ，Ｃ2 の容量の選択範囲は狭く選択の自由度
は制限される。
【００２６】このようなことから、信号受信トランスＴ
２の抽出出力の変化率を大きくする故障検出装置の例を
図４に第３実施例として示す。尚、図３の第２実施例と
同一部分には同一符号を付してある。図４において、本
実施例の故障検出装置３０は、信号受信トランスＴ２の
２次側に、当該トランスＴ２の２次巻線と逆巻の巻線Ｃ
A を設け、該巻線ＣA を、信号送信トランスＴ１の１次
巻線と直列に信号発生回路８に接続して信号受信トラン
スＴ２の２次側に抽出出力と逆相の電圧を供給する。こ
こで、巻線ＣA と信号発生回路８とで信号供給手段が構
成される。
２の抽出出力の変化率を大きくする故障検出装置の例を
図４に第３実施例として示す。尚、図３の第２実施例と
同一部分には同一符号を付してある。図４において、本
実施例の故障検出装置３０は、信号受信トランスＴ２の
２次側に、当該トランスＴ２の２次巻線と逆巻の巻線Ｃ
A を設け、該巻線ＣA を、信号送信トランスＴ１の１次
巻線と直列に信号発生回路８に接続して信号受信トラン
スＴ２の２次側に抽出出力と逆相の電圧を供給する。こ
こで、巻線ＣA と信号発生回路８とで信号供給手段が構
成される。
【００２７】かかる構成において、本実施例の信号受信
トランスＴ２の抽出出力レベルは、図３の第２実施例の
ものに比べて、巻線ＣA で供給される逆相分だけ小さく
なる。これに対して、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時と
短絡時のトランスＴ２の抽出出力レベルの変化は第２実
施例と同じである。このため、信号受信トランスＴ２の
抽出出力に対する正常時と故障時の変化の割合、即ち変
化率は、抽出出力レベルが小さくなった分拡大されるこ
とになる。従って、正常時と故障時とで信号受信トラン
スＴ２の出力変化を大きくでき、ウインドコンパレータ
ＷＣの窓の範囲設定が楽になり、故障検出の信頼性を高
めることができる。
トランスＴ２の抽出出力レベルは、図３の第２実施例の
ものに比べて、巻線ＣA で供給される逆相分だけ小さく
なる。これに対して、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の正常時と
短絡時のトランスＴ２の抽出出力レベルの変化は第２実
施例と同じである。このため、信号受信トランスＴ２の
抽出出力に対する正常時と故障時の変化の割合、即ち変
化率は、抽出出力レベルが小さくなった分拡大されるこ
とになる。従って、正常時と故障時とで信号受信トラン
スＴ２の出力変化を大きくでき、ウインドコンパレータ
ＷＣの窓の範囲設定が楽になり、故障検出の信頼性を高
めることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
イッチ回路の短絡の有無の判定を２値、即ち、論理値１
と０で示すことができ、レベル検定の必要がなく、短絡
故障の検出が容易となる。また、故障検出装置の最終段
にウインドコンパレータを設ければ、雑音防止回路のコ
ンデンサ短絡故障も検出することが可能となり、負荷の
スイッチ制御のフェールセーフ性を高めることができ、
産業機械のインタロック制御に極めて有効である。
イッチ回路の短絡の有無の判定を２値、即ち、論理値１
と０で示すことができ、レベル検定の必要がなく、短絡
故障の検出が容易となる。また、故障検出装置の最終段
にウインドコンパレータを設ければ、雑音防止回路のコ
ンデンサ短絡故障も検出することが可能となり、負荷の
スイッチ制御のフェールセーフ性を高めることができ、
産業機械のインタロック制御に極めて有効である。
【図１】本発明に係るスイッチ回路故障検出装置の第１
実施例を適用した負荷駆動回路の例を示す図
実施例を適用した負荷駆動回路の例を示す図
【図２】同上第１実施例のリレー接点とＳＳＲと負荷駆
動電流の状態を示すタイムチャート
動電流の状態を示すタイムチャート
【図３】本発明に係るスイッチ故障検出装置の第２実施
例を示す回路図
例を示す回路図
【図４】本発明に係るスイッチ故障検出装置の第３実施
例を示す回路図
例を示す回路図
１ 負荷駆動電源 ２ 負荷 ３ スイッチ回路 ４ 電磁リレー ４ａ リレー接点 ５ ＳＳＲ（半導体スイッチ素子） ６ 第１スナバ回路 ７ 第２スナバ回路 ８ 信号発生回路 ９ 整流回路 １０，２０，３０ 故障検出装置 Ｔ１ 信号送信トランス Ｔ２ 信号受信トランス ＷＣ ウインドコンパレータ
Claims (3)
- 【請求項１】電磁リレー接点と半導体スイッチ素子の直
列回路で構成され、負荷駆動信号が入力した時に前記電
磁リレー接点と半導体スイッチ素子がＯＮして負荷に給
電し、負荷駆動信号の入力が停止した時に前記電磁リレ
ー接点と半導体スイッチ素子がＯＦＦして負荷への給電
を停止する構成のスイッチ回路の故障を検出するスイッ
チ回路故障検出装置において、抵抗とコンデンサの直列
回路からなり前記電磁リレー接点に対して並列に接続さ
れる第１の雑音防止回路と、同じく抵抗とコンデンサの
直列回路からなり前記半導体スイッチング素子に対して
並列に接続される第２の雑音防止回路と、スイッチ回路
故障検出用信号を発生する信号発生回路と、どちらか一
方の雑音防止回路に直列に挿入されて前記スイッチ回路
故障検出用信号を当該雑音防止回路側に伝達する信号送
信トランスと、他方の雑音防止回路に直列に挿入されて
前記スイッチ回路故障検出用信号を受信して抽出する信
号受信トランスとを備えて構成し、電磁リレー接点及び
半導体スイッチ素子の少なくとも一方が短絡した時に信
号受信トランスの抽出出力が論理値０となることを特徴
とするスイッチ回路故障検出装置。 - 【請求項２】前記信号受信トランスの抽出出力を整流す
る整流回路と、該整流回路の整流出力を入力して当該整
流出力レベルが所定範囲内にある時にスイッチ回路正常
と判断して論理値１の出力を発生するウインドコンパレ
ータとを設けて構成した請求項１記載のスイッチ回路故
障検出装置。 - 【請求項３】前記信号受信トランスの抽出出力を発生す
る２次側に、前記抽出出力に対して逆相の信号を供給す
る信号供給手段を設けて構成した請求項２記載のスイッ
チ回路故障検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116134A JPH06331679A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スイッチ回路故障検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116134A JPH06331679A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スイッチ回路故障検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331679A true JPH06331679A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14679572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116134A Pending JPH06331679A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スイッチ回路故障検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331679A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0681310A1 (en) * | 1993-11-19 | 1995-11-08 | The Nippon Signal Co. Ltd. | Load driving circuit |
| WO1996030923A1 (fr) * | 1995-03-31 | 1996-10-03 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Circuit d'excitation d'un relais a aimant plongeur |
| EP1202313A1 (de) * | 2000-10-23 | 2002-05-02 | Safecom Ag | Einrichtung in der Sicherheitstechnik zur Kontrolle der Schaltstellung mechanischer Schaltkontakte |
| WO2003030198A1 (de) * | 2001-09-22 | 2003-04-10 | Pilz Gmbh & Co. | Siecherheitsschaltvorrichtung zum sicheren abschalten eines elektrischen verbrauchers |
| JP2014050912A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Fanuc Ltd | スイッチング素子の短絡故障を検出するブレーキ駆動制御回路 |
| WO2014057724A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | 住友建機株式会社 | ショベル及びショベルの制御方法 |
| CN106468752A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-01 | 武汉大学 | 一种集成了故障定位功能的固态断路器rcd缓冲电路与故障点检测方法 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP5116134A patent/JPH06331679A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0681310A1 (en) * | 1993-11-19 | 1995-11-08 | The Nippon Signal Co. Ltd. | Load driving circuit |
| US5574320A (en) * | 1993-11-19 | 1996-11-12 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Load drive circuit |
| EP0681310A4 (en) * | 1993-11-19 | 1997-12-10 | Nippon Signal Co Ltd | LOAD CONTROL CIRCUIT. |
| WO1996030923A1 (fr) * | 1995-03-31 | 1996-10-03 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Circuit d'excitation d'un relais a aimant plongeur |
| US5818681A (en) * | 1995-03-31 | 1998-10-06 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Electromagnetic relay drive circuit |
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| WO2003030198A1 (de) * | 2001-09-22 | 2003-04-10 | Pilz Gmbh & Co. | Siecherheitsschaltvorrichtung zum sicheren abschalten eines elektrischen verbrauchers |
| US7239048B2 (en) | 2001-09-22 | 2007-07-03 | Pilz Gmbh & Co. | Safety switching apparatus for safely disconnecting an electrical load |
| JP2014050912A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Fanuc Ltd | スイッチング素子の短絡故障を検出するブレーキ駆動制御回路 |
| US9050961B2 (en) | 2012-09-06 | 2015-06-09 | Fanuc Corporation | Brake drive and control device for detecting short circuit failure of switching element |
| WO2014057724A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | 住友建機株式会社 | ショベル及びショベルの制御方法 |
| JPWO2014057724A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2016-09-05 | 住友建機株式会社 | ショベル及びショベルの制御方法 |
| US9982416B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-05-29 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| CN106468752A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-03-01 | 武汉大学 | 一种集成了故障定位功能的固态断路器rcd缓冲电路与故障点检测方法 |
| CN106468752B (zh) * | 2016-09-27 | 2019-08-20 | 武汉大学 | 集成故障定位的固态断路器rcd缓冲电路及故障定位方法 |
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