JPH07245939A - 位相制御式ソリッドステートリレー - Google Patents
位相制御式ソリッドステートリレーInfo
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- JPH07245939A JPH07245939A JP3342094A JP3342094A JPH07245939A JP H07245939 A JPH07245939 A JP H07245939A JP 3342094 A JP3342094 A JP 3342094A JP 3342094 A JP3342094 A JP 3342094A JP H07245939 A JPH07245939 A JP H07245939A
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Abstract
型部品を必要とせず、且つ外部端子が2個の入力端子と
2個の出力端子で済むソリッドステートリレーを提供す
ること。 【構成】 入力側の端子1,1’にツェナーダイオー
ドZDと基準抵抗R0を直列に接続し、ツェナーダイオ
ードの両端電圧をCR充電回路とコンパレーターCMP
1とからなるトリガパルス発生回路の動作電源とすると
共に、基準抵抗R0の両端電圧を制御指令電圧とし、出
力側の出力端子には主サイリスタTACとゼロ電圧検出
回路ZVを並列に接続せしめ、ゼロ電圧検出回路の信号
をフォトカプラーPC1で入力側に伝達させることによ
りCR充電回路の充電コンデンサーの充放電を制御し、
この充放電電圧と制御指令電圧とをトリガパルス発生回
路のコンパレーターCMP2で比較してトリガパルスを
発生させ、そのトリガパルスをフォトサイリスタカプラ
ーPC2で主サイリスタのゲートに伝達させることによ
り主サイリスタを制御するようにした。
Description
れるヒーターの電力制御やモーターの回転制御を行なう
ための、位相制御式ソリッドステートリレーに関するも
のである。
合、ソリッドステートリレーのようにオン・オフ制御式
のものと位相制御式のものとがあるが、オン・オフ制御
式のものは構造は簡単であるがモーターの回転制御など
精密な制御を行なうことが出来ない不具合がある。
た従来例の通り、動作電源を交流側から供給しているた
めトランスTを必要とし、トランスTに接続した全波整
流回路DBによる全波整流電圧は、ゼロ電圧検出回路Z
Vの信号によりCR充電回路CRの充電コンデンサーC
の充放電を行ない、交流電圧のサイクルに同期した鋸歯
状波を発生させ、入力アンプAMP1で電圧信号に変換
された制御電流信号Iiを前記鋸歯状波とコンパレータ
ーCMP2で比較してトリガパルスを発生させることに
より、主サイリスタTACを制御し、制御電流入力信号
Iiの値に応じた位相制御動作を行い、ヒーター等の負
荷Lの電力を制御するようになっているため、オン・オ
フ制御式のものよりは精密な交流電力の制御を行なうこ
とが出来るが、装置が大型化すると共に、外部端子とし
て、入力端子1,1’及び出力端子2,2’の他に負荷
端子3,3’を必要とする等、構成が複雑なものとなる
不具合があった。
来の不具合に鑑みてなされたものであり、精密な交流電
力の制御が可能な位相制御式でありながら、トランス等
の大型部品を必要とせず、且つ外部端子が2個の入力端
子と2個の出力端子で済む位相制御式ソリッドステート
リレーを提供せんとするものである。
明の位相制御式ソリッドステートリレーは、制御電流信
号を入力する入力側の端子にツェナーダイオードと基準
抵抗を直列に接続せしめ、上記ツェナーダイオードの両
端電圧をCR充電回路とコンパレーターとからなるトリ
ガパルス発生回路の動作電源とすると共に、上記基準抵
抗の両端電圧を制御指令電圧とし、且つ出力側の出力端
子には主サイリスタとゼロ電圧検出回路を並列に接続せ
しめ、該ゼロ電圧検出回路の信号をフォトカプラーで電
気的に絶縁して入力側に伝達させることにより前記CR
充電回路の充電コンデンサーの充放電を制御し、この充
放電電圧と前記制御指令電圧とを前記トリガパルス発生
回路のコンパレーターで比較してトリガパルスを発生さ
せ、そのトリガパルスをフォトサイリスタカプラーで電
気的に絶縁して前記主サイリスタのゲートに伝達させる
ことにより主サイリスタを制御するようにした事を特徴
としたものである。
に基づいて説明する。本発明に係る位相制御式ソリッド
ステートリレーは、CR充電回路CR及びコンパレータ
ーCMP1とからなるトリガパルス発生回路を主とする
入力側の回路と、サイリスタTAC及びゼロ電圧検出回
路ZVを主とする出力側の回路とから構成され、これら
入力側回路と出力側回路は互いに電気的に絶縁されてい
る。
側回路の入力端子1,1’には、ツェナーダイオードZ
Dと基準抵抗R0を直列に接続せしめる。制御電流信号
Iiは、産業上4〜20mAが多用されているので、こ
こでも同様の範囲で制御を行なうこととして説明をする
が、本発明は上記制御電流範囲のものに限定されるもの
ではなく、他の制御電流範囲においても可能であること
は言うまでもない。
力されると、電流は主としてツェナーダイオードZDを
通して基準抵抗R0に流れ、ツェナーダイオードZDの
両端には一定の電圧、すなわちツェナー電圧が生じる。
このツェナー電圧は、CR充電回路CRとコンパレータ
ーCMP1とからなるトリガパルス発生回路の動作電源
として使用する。従って、これら入力側回路の電源はす
べてツェナーダイオードと並列に接続する。
に比例した、[Ii×R0]なる電圧V0が生じる。基
準抵抗R0の両端に生じた電圧V0は、位相制御出力が
制御電流信号Iiに応じた位相角となることを決定する
制御指令電圧V0’として、コンパレーターCMP2に
入力する。
流信号Iiの入力が最小の4mAである場合には、低消
費電力の素子を用いること等により最大でも4mAを超
えないようにし、瞬間的な電流増は電源回路にコンデン
サーを追加する等して動作の正常化をはかるようにす
る。
は、主サイリスタTAC及びゼロ電圧検出回路ZVを並
列に接続せしめ、外部に負荷Lと交流電源ACを直列に
接続させる。この負荷Lは、電気炉,乾燥器等に使用す
るヒーターや、照明,赤外線装置等のランプ,または電
動機械に使用するモーター等、各種の電力装置であり限
定した対象ではない。
位相制御動作がなされると、図3の(A)に示すような
位相制御波形の電圧が印加される。又、主サイリスタT
ACには図3の(B)に示すように、位相制御された負
荷電圧の欠けた部分の電圧を補う形の電圧が加わる。
のフォトダイオードPC1(D)と全波整流回路DB及
び電流制限抵抗R8,R9とで構成し、主サイリスタT
ACと並列に接続する。この時、フォトダイオードPC
1(D)には、図3の(C)に示すような電流波形が生
じ、出力端子2,2’の電圧がゼロ電圧付近の場合(通
常10数V以下の電圧であるが厳密に規定されない)で
は、フォトダイオードPC1(D)がオフになるゼロ電
圧信号を発生し、入力側のトリガパルス発生回路にゼロ
電圧信号を伝達するようになる。
(D)に電流を流すと、電気的に絶縁されているにも拘
らず光による結合により、対応するフォトトランジスタ
PC1(Tr)がオン動作して、ゼロ電圧検出回路の信
号が伝達され、図3の(D)に示すようなオン・オフ動
作を行なう。
例を示し、全波整流回路を使用せずに、2個のフォトカ
プラーを使用して、2個のフォトダイオードを逆並列に
接続すると共に2個のフォトトランジスタを並列に接続
することで、前記したゼロ電圧検出回路ZVと同様の作
用をなすようにしたものである。
フォトトランジスタPC1(Tr)は、抵抗R4により
電源にプルアップして、トリガパルス発生回路のコンパ
レーターCMP1に、電源を抵抗R2と抵抗R3で分圧
した比較電圧と共に入力し、コンパレーターCMP1の
出力トランジスタをオン・オフする。コンパレーターC
MP1の出力トランジスタのオン・オフ動作は、フォト
トランジスタPC1(Tr)のオン・オフ動作と逆極性
となるように入力極性を定めていわゆる信号反転回路を
形成せしめ、図3の(E)に示すようなオン・オフ波形
となる。
ジスタは、CR充電回路CRの充電コンデンサーC1の
リセット(放電)を行なうように並列に接続せしめて、
CR充電回路CRの充放電を制御する。即ち、CR充電
回路CRは、抵抗R1と充電コンデンサーC1を直列に
接続して構成し、コンパレーターCMP1の出力トラン
ジスタがオンの場合は充電コンデンサーC1のリセット
(放電)を行ない、オフの場合には電源から抵抗R1を
通して充電を行なう。この充放電動作は図3の(F)に
示したような波形となる。
抗R0の接続点を本回路の動作上の仮のグランド点とす
れば、基準抵抗R0にはグランド点に対して負の極性を
持つように制御指令電圧V0が発生する。そこで、抵抗
R5,R6によりグランド点より正の方にシフトさせて
制御指令電圧V0’として、トリガパルス発生回路の出
力部であるところのコンパレーターCMP2に、CR充
電回路CRで発生させた充電コンデンサーC1の充電電
圧と共に入力させて比較し、トリガパルスを発生させる
ようにする。
0’と充電コンデンサーC1の充電電圧との比較の模様
を表わしたものである。図3の(G)は比較した結果、
コンパレーターCMP2より出力されるトリガパルスの
様子を表わした波形であり、充電コンデンサーC1の充
電電圧が制御指令電圧V0’より高くなると、トリガパ
ルスが発生することを表わしている。
発生回路から発生したトリガパルスは、フォトサイリス
タカプラーPC2により電気的に絶縁して、出力側回路
の主サイリスタTACのゲートに伝達され、主サイリス
タを制御(オン)する。
カプラーと同様に、フォトダイオードに電流を流すと、
電気的に絶縁されているフォトサイリスタを光による結
合によりターンオンさせる。フォトサイリスタの動作は
一般のサイリスタと同様に、スイッチング動作であり、
電気的ゲート信号の代わりに光信号によって動作を行な
うようになっている。
ると、指令電圧V0はグランド点に対してさらに負の方
向に増加するので、コンパレーターCMP2に入力され
る指令電圧V0’もグランド点の方にシフトして、トリ
ガパルス発生のタイミングが前方に移動し、位相制御の
導通角が増加する。逆に、入力の制御電流入力Iiが減
少すると指令電圧V0が小さくなり、コンパレーターC
MP2に入力される指令電圧V0’が電源側に引き上げ
られ、トリガパルス発生のタイミングが後方に移動し、
位相制御の導通角が減少する。こうして、制御出力は入
力の制御電流信号Iiに応じた導通角となり、必要とす
る位相制御を行なうことができる。
は、CR充電回路CRの時定数と基準抵抗R0の値、及
びツェナーダイオードZDによる動作電圧で決定される
ので、定数を選ぶことにより、動作を、例えば4mAの
場合に導通角を0°、20mAの場合に導通角を180
°に決定することができる。
のゲートと出力端子2’間に接続している抵抗とコンデ
ンサーとからなる回路GRは、ノイズその他による誤動
作防止のものである。
レーは斯様に構成したので、入出力特性を決定する要素
が、CR充電回路の時定数と基準抵抗の値及びツェナー
ダイオード電圧で決定されることになり、これらはいず
れも固有差の少ない部品で構成され得るため、品質のバ
ラ付きのない信頼性の高い装置とすることが出来る。
から取り出し、入出力間の信号受渡しはフォトカプラー
及びフォトサイリスタカプラーで電気的に絶縁されてい
るので、制御信号と交流負荷側との電気的絶縁がなさ
れ、且トランスを必要としないので装置の小型化を図る
ことが出来る。
制御方式であるにも拘らず、主サイリスタとゼロ電圧検
出回路を並列にして出力側の端子に接続してなる為、2
個の入力端子と2個の出力端子で済む簡単な構成とな
り、オン・オフ制御式ソリッドステートリレーと同等の
形状をした、位相制御式ソリッドステートリレーを提供
することが出来る。
を示す回路図。
図。
力端子 Ii:制御電流信号 V0,V0’:制
御指令電圧 L:負荷 AC:交流
電源 TAC:主サイリスタ ZV:
ゼロ電圧検出回路 PC1:フォトカプラー CMP1:
コンパレーター PC2:フォトサイリスタカプラー CMP2:
コンパレーター ZD:ツェナーダイオード CR:C
R充電回路 R0:基準抵抗 R1〜R9:抵
抗
Claims (1)
- 【請求項1】 制御電流信号を入力する入力側の端子に
ツェナーダイオードと基準抵抗を直列に接続せしめ、上
記ツェナーダイオードの両端電圧をCR充電回路とコン
パレーターとからなるトリガパルス発生回路の動作電源
とすると共に、上記基準抵抗の両端電圧を制御指令電圧
とし、且つ出力側の出力端子には主サイリスタとゼロ電
圧検出回路を並列に接続せしめ、該ゼロ電圧検出回路の
信号をフォトカプラーで電気的に絶縁して入力側に伝達
させることにより前記CR充電回路の充電コンデンサー
の充放電を制御し、この充放電電圧と前記制御指令電圧
とを前記トリガパルス発生回路のコンパレーターで比較
してトリガパルスを発生させ、そのトリガパルスをフォ
トサイリスタカプラーで電気的に絶縁して前記主サイリ
スタのゲートに伝達させることにより主サイリスタを制
御するようにした事を特徴とする位相制御式ソリッドス
テートリレー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03342094A JP3295898B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 位相制御式ソリッドステートリレー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03342094A JP3295898B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 位相制御式ソリッドステートリレー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07245939A true JPH07245939A (ja) | 1995-09-19 |
JP3295898B2 JP3295898B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=12386084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03342094A Expired - Lifetime JP3295898B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 位相制御式ソリッドステートリレー |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3295898B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100387993B1 (ko) * | 2000-01-26 | 2003-06-18 | 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 | 교류전력 제어방법 및 장치 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108429444A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-21 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种电机控制器放电控制电路 |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP03342094A patent/JP3295898B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|---|---|---|
KR100387993B1 (ko) * | 2000-01-26 | 2003-06-18 | 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 | 교류전력 제어방법 및 장치 |
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