JPS6034292B2 - 交流２線式無接点スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、近接センサ回路や光電センセ回路等をセン
サ回路として備え、センサ回路の検出動作に応じてスイ
ッチング動作する交流２線式無接点スイッチに関する。

交流２線式無接点スイッチは２個の端子のみを有し、こ
の２個の端子に交流電源と負荷とを直列に接続するだけ
でセンサ回路の検出動作に応じて負荷がオン・オフされ
るので、普通の機械接点のスイッチと同様に用いること
ができて極めて便利なものである。しかしながら負荷と
交流電流が直列に接続されるため、負荷が短絡事故を起
こしたりしているとき等には過大な電流が流れて破壊さ
れてしまうおそれがある。本発明は上記に鑑み、過大な
電流が流れたときに内部回路を破壊から保護するよう改
善した交流２線式無接点スイッチを提供することを目的
とする。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図において、交流２線式無接点スイッチ１は交流電
源２と負荷３とが直列に接続されるべき２つの端子４，
５を有しており、この端子４，５に全波整流用ダイオー
ドブリッジ２４が接続されている。このダイオードブリ
ッジ２４の整流出力端間を短絡するよう負荷開閉用のト
ランジスタ６が接続されており、このトランジスタ６の
コレクタ・ェミッタ通路には電流検出用の抵抗１５が直
列に挿入されている。そしてこの抵抗１５の両端に生じ
る電圧に応じてトランジスタ７がトランジスタ６のベー
ス電流をバイパスすることにより定電流動作が行なわれ
るように構成されている。トランジスタ６のベース電流
は、定電圧ダイオード１１、トランジスタ８のコレクタ
・ェミッタ通路及び抵抗１６の直列回路により供孫合さ
れる。このトランジスタ８はトランジスタ９により制御
されており、トランジスタ９がオフのとき抵抗１７を通
じてベース電流を与えられてオンし、トランジスタ９が
オンのときこのベース電流が供給されないのでオフとな
る。ダイオードブリッジ２４の出力端間には、更に、抵
抗１８、定電圧ダイオード１２及び抵抗１９の直列回路
でなる電圧検出回路が接続されており、この定電圧ダイ
オード１２と抵抗１９との接続点にトランジスタ９のベ
ースが接続されている。このトランジスタ９のベースに
はセンサ回路２５からの検出信号が送られてきているが
、ダイオードブリッジ２４の出力端間の電圧が定電圧ダ
イオード１２のしきし、電圧Ｖｚ，２よりも高く、この
定電圧ダイオード１２を通じてベース電流が供給されて
いる状態では、検出信号がどのようなものであってもト
ランジスタ９はオンであり、その結果トランジスタ８及
びトランジスタ６はオフである。センサ回路２５は、高
周波発振型の近接センサ回路や光の反射または透過に応
じて検出動作を行なう光電センサ回路等が用いられ、ダ
イオードブリッジ２４から、トランジスタ１０、定電圧
ダイオード１３、抵抗２０，２２、コンデンサー４より
なる定電圧回路２６をへて定電圧化された電力が供給さ
れて動作する。次に動作について第２図及び第３図を参
照しながら説明する。

この第２図、第３図でａ〜ｂの各波形は、第１図ａ，ｂ
，ｃの各点の電圧波形及びｃ，ｅの各点の電流波形をそ
れぞれ示すものである。正常な動作時には第２図のよう
になる。すなわち、第２図のフ〜イまで検出信号ｂが“
Ｈ”となっており、このときにはトランジスタ９にベー
ス電流が与えられるためこのトランジスタ９がオンとな
り、その結果トランジスタ８，６はオフとなる。そのた
めａ点の電圧は交流を全波整流したそのままのものとな
り、このａ点の電圧がしきし１電圧Ｖｚ，２より高いと
きに定電圧ダイオード１２を通じて電流ｅが流れる。換
言すると、この電流ｅは交流零点付近でのみ流れず他も
大部分の位相で流れることになる。従って、イにおいて
検出信号ｂが“Ｌ”になった場合でもこの電流ｅが流れ
ているためトランジスタ９は直ちにオフになることはな
く、次の交流零点が来るウの時点までオンを維持し、こ
の時点で始めてオフになる。そのためトランジスタ８，
６は交流零点からオンになる。このときトランジスタ６
は定電圧ダイオード１１、トランジスタ８及び抵抗１６
を通じてべ−ス電流の供球舎を受けるため、ａ点の電位
は定電圧ダイオード１ １のしきし・電圧Ｖｚ，２及び
抵抗１ ６の両端に生じる電圧及びトランジスタ６のベ
ース・ェミツタ間の電圧等によって決まる値、概略的に
は定電圧ダイオード１ １のしきし、電圧Ｖｚ，．に略
等しい値に制限されることになる。そしてこのＶｚ，．
はＶｚ，２よりも低く設定されているため電流ｅが流れ
ることがなく、トランジスタ９は検出信号ｂが“Ｌ”で
ある限りオフを維持する。こうして負荷３には交流零点
から電流が流れることになる。そしてエの時点で検出信
号ｂが“Ｈ”になると、トランジスタ９は直ちにオンに
なるため、トランジスタ８，６が直ちにオフになり、負
荷３への電流を停止する。負荷３が短絡故障を起こして
いる異常時には、第３図のようになる。

ウの時点までは正常時と同様であるが、ウの時点でトラ
ンジスタ９がオフとなり、その結果トランジスタ８，６
がオンとなって電流ｃが流れ始めたとき、負荷３が短絡
故障しているのであるから、この電流ｃは交流波形の立
上りとともに急激に増加していく。そのため抵抗１５の
両端に生じる電圧も急激に増大し、トランジスタ７がオ
ンになろうとし、トランジスタ６のベース電流をトラン
ジスタ７のコレクタ・ェミツタ通路を通じて流し始める
。こうしてトランジスタ６のコレクタ・ェミッタを通じ
て流れる電流ｃは制限されて定電流動作が行なわれるの
であるが、このときトランジスタ６のコレクタ・エミツ
タ間のインピーダンスが高くなるため、ａ点の電圧は上
昇する。その結果、しきし、電圧Ｖｚ，２を超えること
になるので、定電圧ダイオード１２を通じて電流ｅが流
れ、トランジスタ９がオンになり、トランジスタ８がオ
フとなってトランジスタ６がオフとなる。すなわち、ウ
の時点から時間ｔ後にトランジスタ７が働いて定電流動
作が行なわれてａ点の電圧が上昇し始めると、一種の正
帰還動作が行なわれてトランジスタ６が直ちにオフとな
り、ａ点の電圧が急激に上昇する。このようにして異常
時にトランジスタ６に過濁な電流が流れようとしたとき
、一定電流となった時点でトランジスタ６がオフするの
で、破壊から保護することができる。なお、トランジス
タ７と抵抗１５とによる定電流回路は、トランジスタ６
が正常にオン、オフしている場合及び負荷３がィンダク
タンス性の負荷でオン時にラッシュ電流が流れたとして
もこのラッシュ電流でも働かないようにされている。

例えば定格電流を２０仇ｈＡとすると、ラッシュ電流が
その１０倍の２Ａ流れるとして、定電流動作を開始する
電流値をこのラッシュ電流以上の例えば３Ａと設定する
。従って船以上の電流が負荷３に流れようとした場合に
上記の動作によってトランジスタ６がオフになる。第１
図において、バリス夕２３及びアバランシェタ１１ィオ
ード２７は、サージ電圧等から交流２線式無接点スイッ
チ１の内部回路を保護するために接続されている。

以上、実施例について説明したように、本発明によれば
、トランジスタ７と抵抗１５とによる定電流回路と、こ
の定電圧回路が働いたことをａ点の電位上昇により検知
する電圧検出回路とを設けて、定電流動作が開始された
とき直ちにトランジスタ６をオフするようにしているた
め、過大電流に対して保護することが可能となっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図及び第３図
は第１図の回路の動作を説明するためのタイムチャート
である。 １・・・・・・交流２線式無接点スイッチ、２・・・・
・・交流電源、３……負荷、２４…・・・ダイオードブ
リッジ、２５・・・・・・センサ回路、２６・・・・・
・定電圧回路。 多２図多ュ図 多９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電流と負荷とが直列に接続される２つの端子と
   、この２つの端子に接続される整流回路と、この整流回
   路の整流出力端間を短絡するよう接続される負荷開閉用
   の第１のトランジスタと、この第１のトランジスタのコ
   レクタ・エミツタ通路に挿入された電流検出用抵抗と、
   この抵抗の両端に生じる電圧に応じて前記第１のトラン
   ジスタのベース電流を減少させる定電流用の第２のトラ
   ンジスタと、前記整流回路より電力供給され検出動作に
   応じて前記第１のトランジスタにベース電流を与えて前
   記第１のトランジスタをオンさせるセンサ回路と、前記
   第１のトランジスタがオンのときに前記第２のトランジ
   スタが働いて定電流動作が行なわれ前記整流回路の整流
   出力端間の電圧が上昇した場合にこの電圧上昇を検出し
   て前記第１のトランジスタのベース電流を遮断し前記第
   １のトランジスタをオフさせる電圧検出回路とからなる
   交流２線式無接点スイツチ。