(57)【要約】【課題】商用交流電源が停電した場合でも、リレー接点の発熱を抑え、リレーの寿命を長くするとともに、商用交流電源の復帰後は、停電前の状態に戻し、使用者にとって使い勝手の良いリレー制御装置を得ることを目的としている。【解決手段】リレーコイル８ａとリレー接点８ｂを有するリレー８と、マイコン６ａと第１のトランジスタ６ｂを有するリレー駆動装置６と、ダイオード５ａと第１の抵抗５ｂと第２の抵抗５ｃを有する電圧監視装置５と、第２のトランジスタ７ｂと第３の抵抗７ａを有するリレー保持装置７とを備え、商用交流電源１の通電時に、電圧監視装置５により商用交流電源１の電圧が一定値以下になったことを検知すると、リレー駆動装置６を介して行っていたリレー８の制御をリレー保持装置７を介して行うように切り替えるようにしたリレー制御装置を提供する。【選択図】図１
2006294539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リレーコイルとリレー接点を有し前記リレー接点が負荷に接続されたリレーと、マイクロコンピュータと第１のトランジスタを有し前記第１のトランジスタのコレクタが前記リレーコイルの一端に接続されたリレー駆動装置と、ダイオードと第１の抵抗と第２の抵抗を有し前記第１の抵抗と第２の抵抗の接続点が前記マイクロコンピュータに接続された電圧監視装置と、第２のトランジスタと第３の抵抗を有し前記第３の抵抗の一端が前記第１のトランジスタのコレクタとともに前記リレーコイルの一端に接続されたリレー保持装置とを備え、前記マイクロコンピュータは、商用交流電源の通電時に、前記電圧監視装置により前記商用交流電源の電圧が一定値以下になったことを検知すると、前記リレー駆動装置を介して行っていた前記リレーコイルへの通電を前記リレー保持装置を介して行うように切り替えるようにしたリレー制御装置。
【請求項２】
マイクロコンピュータは、商用交流電源の電圧が一定値以上に復帰すると、リレー保持装置を介して行っていたリレーコイルへの通電をリレー駆動装置を介して行うように切り替えるようにした請求項１記載のリレー制御装置。
【請求項３】
リレーコイルの他端は、マイクロコンピュータ用のスイッチング電源出力の電圧より高いスイッチング電源出力に接続された請求項１記載のリレー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレーを有する機器のリレー制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リレーを有する機器のリレー制御装置は、図３に示すように構成されていた。図３において、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）６ａの出力端子Ｂに接続された第１のトランジスタ６ｂがオンすることによりリレーコイル８ａに電流を流し、リレー接点８ｂを閉じる動作をしていた。このときリレーコイル８ａには、リレー接点８ｂの駆動に必要なリレーコイルの電流を流すようにしていた。ここで、マイコン６ａおよびリレーコイル８ａの電源は、商用交流電源１に接続されたダイオード２およびコンデンサ４ａを有するスイッチング電源４の出力直流電源により駆動されている。
【０００３】
あるいは、リレーコイル８ａに必要な電流を流して、リレー接点８ｂが閉じた後、そのリレー駆動電流をリレー接点８ｂが開放しない保持電流まで減少させていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−２４４５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の構成では、リレー８のリレーコイル８ａにリレー接点８ｂの駆動に必要な電流（以下、この電流を定格電流という）を流しており、商用交流電源１が停電を起こした場合、一旦リレー接点８ｂがオンすると、その後電流を減少してリレー接点８ｂを閉じた状態に保持する保持電流方式に比べ、リレー接点８ｂが駆動する直流電源の負荷が重いため、直流電源の電圧が早く低下してしまう。また、リレー接点８ｂが駆動するのに必要な電流で駆動し、一旦リレー接点８ｂが閉じると電流を減少してリレー接点８ｂを閉じた状態に保持する保持電流方式にすると、停電が発生した時、リレーコイル８ａに流れる電流は少ないため直流電源電圧が低下する時間は長くなるが、交流電源が正常に供給されているので、保持電流で接点を引いている時は接点を引く力が弱いため接点間の押圧が弱くなり、従って接点間抵抗が高くなる可能性があり、リレー接点８ｂの発熱が大きくなる等の課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、商用交流電源が停電した場合でも、リレー接点の発熱を抑え、リレーの寿命を長くするとともに、商用交流電源の復帰後は、停電前の状態に戻し、使用者にとって使い勝手の良いリレー制御装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、本発明のリレー制御装置は、リレーコイルとリレー接点を有し前記リレー接点が負荷に接続されたリレーと、マイクロコンピュータと第１のトランジスタを有し前記第１のトランジスタのコレクタが前記リレーコイルの一端に接続されたリレー駆動装置と、ダイオードと第１の抵抗と第２の抵抗を有し前記第１の抵抗と第２の抵抗の接続点が前記マイクロコンピュータに接続された電圧監視装置と、第２のトランジスタと第３の抵抗を有し前記第３の抵抗の一端が前記第１のトランジスタのコレクタとともに前記リレーコイルの一端に接続されたリレー保持装置とを備え、前記マイクロコンピュータは、商用交流電源の通電時に、前記電圧監視装置により前記商用交流電源の電圧が一定値以下になったことを検知すると、前記リレー駆動装置を介して行っていた前記リレーコイルへの通電を前記リレー保持装置を介して行うように切り替えるようにしたものである。
【０００７】
これにより、商用交流電源の電力供給時は、リレー接点の押圧を高くしておきことで、接点の傷みを防止し、停電時は、直流電源の電圧低下の時間を延ばすことが可能となるので、停電復帰後に、停電前の状態に戻し、使用者にとって使い勝手の良いリレー制御装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のリレー制御装置は交流電源からの電力供給がある時はリレーの駆動をリレー駆動に必要な電流でリレー接点を閉状態にし、交流電源が停電した時はリレーの駆動を保持電流にまで減少し、リレー駆動の電流を少なくすることにより、停電時に、停電解消まで回路がより長時間動作状態を保つことができるようにするものである。
【０００９】
又停電時回路が動作状態を保つ時間が変わらなくて良い時は直流電源を構成するコンデンサの容量を小さくすることができるものである。これにより部品の小型化、価格の低減を実現することができるものである。
【００１０】
又リレー接点を介して交流電流が流れる時は、停電時はリレー接点間に流れる電流が無いため接点圧を下げ、非停電時はリレー接点圧を高くすることにより、リレー接点の傷みを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、リレーコイルとリレー接点を有し前記リレー接点が負荷に接続されたリレーと、マイクロコンピュータと第１のトランジスタを有し前記第１のトランジスタのコレクタが前記リレーコイルの一端に接続されたリレー駆動装置と、ダイオードと第１の抵抗と第２の抵抗を有し前記第１の抵抗と第２の抵抗の接続点が前記マイクロコンピュータに接続された電圧監視装置と、第２のトランジスタと第３の抵抗を有し前記第３の抵抗の一端が前記第１のトランジスタのコレクタとともに前記リレーコイルの一端に接続されたリレー保持装置とを備え、前記マイクロコンピュータは、商用交流電源の通電時に、前記電圧監視装置により前記商用交流電源の電圧が一定値以下になったことを検知すると、前記リレー駆動装置を介して行っていた前記リレーコイルへの通電を前記リレー保持装置を介して行うように切り替えるようにしたことにより、リレー接点の押圧を高い状態に保ち、商用交流電源が停電した時は、リレー保持装置によりリレーコイルに流す電流を減少して直流電源の負荷電流を減少することにより、停電に対してより長時間回路の動作状態を保持することができ、また、少ない容量のコンデンサで同じ時間動作状態を保持することができる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、マイクロコンピュータは、商用交流電源の電圧が一定値以上に復帰すると、リレー保持装置を介して行っていたリレーコイルへの通電をリレー駆動装置を介して行うように切り替えるようにしたことにより、停電が解消した時は、再び停電前の状態に戻って、リレー接点の押圧を高めることができる。
【００１３】
第３の発明は、リレーコイルの他端は、マイクロコンピュータ用のスイッチング電源出力の電圧より高いスイッチング電源出力に接続されたことにより、リレー接点の押圧をいっそう高めることが可能となる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるリレー制御装置の回路図である。
【００１６】
図１において、交流電源１の両端には、第１のダイオード２及び第１のコンデンサ３を直列に接続している。また、第１のコンデンサ３を入力コンデンサとして、スイッチング電源４が、第１のコンデンサ３の両端子間に構成されている。第２のコンデンサ４ａは、スイッチング電源４の出力コンデンサである。
【００１７】
電圧監視装置５は、商用交流電源１の両端に、第２のダイオード５ａ、第１の抵抗５ｂ、第２の抵抗５ｃを直列に接続し、２本の抵抗の接続点からその出力を得ている。
【００１８】
リレー駆動装置６は、マイコン６ａと第１のトランジスタ６ｂからなっており、マイコン６ａは、スイッチング電源４により動作している。マイコン６ａの入力端子Ａには、電圧監視装置５からの商用交流電源１の電圧情報が入力され、マイコン６ａは、この商用交流電源１の電圧情報を読んで商用交流電源１の供給状態を判断し、第１のトランジスタ６ｂのオンオフを制御している。
【００１９】
電圧監視装置５の第１の抵抗５ｂ、第２の抵抗５ｃの抵抗値をそれぞれ適切に設定することにより商用交流電源１の電圧が何Ｖになっているかをマイコン６ａにより検知している。
【００２０】
第１のトランジスタ６ｂのエミッタは、スイッチング電源４のマイナス端子に接続され、第１のトランジスタ６ｂのベースは、マイコン６ａの出力端子Ｂに接続されている。
【００２１】
リレー保持装置７は、そのベースがマイコン６ａの出力端子Ｃに接続された第２のトランジスタ７ｂ、および第２のトランジスタ７ｂのコレクタに接続された第３の抵抗７ａからなっている。第２のトランジスタ７ｂのエミッタは、スイッチング電源４のマイナス端子に接続されている。第２のトランジスタ７ｂは、マイコン６ａの入力Ａ端子の電圧情報に応じて、オンオフ制御されている。
【００２２】
リレー８のリレーコイル８ａの一端には、第１のトランジスタ６ｂのコレクタと抵抗７ａの他端とが接続されている。リレーコイル８ａの他端は、スイッチング電源４のプラス端子に接続されている。リレー接点８ｂは、負荷（図示せず）に接続されている。負荷は、商用交流電源１により駆動される。
【００２３】
以上のような構成においてその動作を説明する。
【００２４】
商用交流電源１により電力が供給されている場合においては、マイコン６ａのプログラムに従って、リレー接点８ｂに接続された負荷を駆動するために、マイコン６ａの出力端子Ｂをハイとすることで、リレーコイル８ａが駆動され、リレー接点８ｂが閉じて負荷が駆動される。この場合、リレーコイル８ａに流れる電流は、リレーコイル８ａの直流抵抗のみで決まる電流が流れる。
【００２５】
リレー駆動装置６により駆動されるリレー８は、仕様書等で定められたリレーコイル８ａの定格電流で駆動されている。このとき、リレー接点８ｂの接点圧は、リレーコイル８ａの定格電流に応じた接点圧となっている。
【００２６】
次に、負荷が駆動中に商用交流電源１に停電が発生すると、電圧監視装置５の出力である第１の抵抗５ｂと第２の抵抗５ｃの接続点の電圧が低下するため、マイコン６ａは、入力端子Ａからこの情報を得て、停電が発生したことを検知することができる。
【００２７】
このとき、マイコン６ａは、出力端子Ｃをハイにした後、出力端子Ｂをローにする。これにより、リレー保持装置７の第２のトランジスタ７ｂがオンした後、リレー駆動装置６の第１のトランジスタ６ｂがオフとなる。これによって、リレー８のリレーコイル８ａに流れる電流は、リレーコイル８ａの直流抵抗と抵抗７ａの直列抵抗で決められた電流値に低下する。これを保持電流と呼ぶ。このときのリレー接点８ｂの接点圧は、保持電流に応じた接点圧となり、定格電流時より弱い接点圧となっている。
【００２８】
商用交流電源１が停電すると、電力供給がなくなるため、第１のコンデンサ３および第２のコンデンサ４は、徐々に電圧が低下していく。すなわち、第１のコンデンサ３が一定電圧以上の時は、スイッチング電源４のスイッチング動作が継続し、スイッチング電源４の第２のコンデンサ４ａおよび負荷への電力供給が行われ、第２のコンデンサ４ａは定電圧に保たれるが、商用交流電源１の停電により、スイッチング電源４への電流の供給がなくなると、スイッチング電源４のスイッチング動作ができなくなるので、第２のコンデンサ４ａの電圧は徐々に低下し、やがてマイコン６ａの動作もできなくなる。
【００２９】
このとき、第１のコンデンサ３および第２のコンデンサ４ａは、負荷電流の値により電圧が低下する速度が変わるが、商用交流電源１の停電が発生した時、リレーコイル８ａに供給される電流を保持電流まで下げることで、第２のコンデンサ４ａの電圧低下の速度を遅くすることができ、マイコン６ａが動作不能となるまでの時間をより長くすることができる。
【００３０】
また、上記のように停電が発生し、リレー保持装置７による保持電流でのリレー８の保持動作に入った後、停電が解消された時、電圧監視装置５の出力には、これに応じた電圧が発生することにより、マイコン６ａは、停電が解除されたことを検知する。停電が解除されたことを検知すると、マイコン６ａは、出力端子Ｂをハイにした後、出力端子Ｃをローにして、リレーコイル８ａに流れる電流を保持電流から定格電流に戻す動作を行う。これにより、リレー接点は定格電流で発生する接点圧となり、この状態で負荷を駆動する。
【００３１】
以上のように、商用交流電源１の停電が発生するとリレー８のリレーコイル８ａへの供給電流を保持電流とすることにより、保持電流としない時に比べ、第２のコンデンサ４ａの電圧の維持を長い停電時間にも耐えさせることができ、その後、停電が解消すると再びマイコン６ａはシーケンス動作をすることができるので、使用者にとって使い勝手の良いリレー制御装置とすることができる。
【００３２】
また、停電中はリレー接点８ｂに接続され商用交流電源１により駆動される負荷に対しては、リレー接点８ｂの接点圧が低下して接点抵抗が増加する可能性があるが、商用交流電源１が停電となっているので、リレー接点８ｂには電流が流れないため、リレー接点８ｂの接点圧が低下しても、リレー接点８ｂの接点抵抗の増加により温度上昇が起こるといった不具合、あるいは、リレー接点８ｂの傷みなどが発生することを防止することができ、リレー接点８ｂの寿命を長くすることができる。
【００３３】
また、本実施の形態によると、停電時の負荷電流を小さくしているため、負荷電流が多い時に比べ、同じ時間の停電に耐えるには直流電源を構成するコンデンサの容量を小さくすることが可能となる。これにより部品価格の削減、部品の小型化による実装面積の少量化が可能となる。また、同一容量のコンデンサを使用した時には、停電に対する動作保証時間を長くすることができる。
【００３４】
さらに、停電解消後は、リレー接点８ｂを介して負荷に電流が流れるが、このときは、リレーコイル８ａの電流を増加させているため、リレー接点８ｂの接点圧は上がっており、接点抵抗も低下しているため、商用交流電源１の電流が流れても、接点を傷めることはない。
【００３５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるリレー制御装置の回路図である。
【００３６】
図２において、スイッチング電源４のＤは、マイコン６ａ用のスイッチング電源４の出力の電圧より高いスイッチング電源４の出力である。
【００３７】
以上のような構成において、その動作は第１の実施の形態と同じであるが、リレーコイル８ａに接続された電源電圧が本第２の実施の形態の方が高いため、リレーコイル８ａに流れる電流は定格電流以上となる。これにより、リレー接点８ｂの接点圧は定格電流での駆動に比べ高い接点圧を得ることができ、接点間接触抵抗をより低くすることが可能となる。これによりリレー接点８ｂの接点の発熱の低下による接点寿命の長期化が可能となる。
【００３８】
また、リレー接点８ｂの接点を引く力が強くなるため、接点が開放から閉じる動作の時間が短くなり、その際にリレー接点８ｂの接点間にアークが飛ぶ時間も短くなるか、或いはアークが飛びにくくなるため、リレー接点８ｂの接点の傷みも減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるリレー制御装置は、商用交流電源１の通電時はリレーの接点間押圧を高くし、商用交流電源１の停電時はリレーコイル電流を減少して回路動作を長時間停電に耐えるようにしているため、リレーの寿命の長期化を図ることができるのでリレーを使用する電子機器全般に利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるリレー制御装置の回路図
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるリレー制御装置の回路図
【図３】従来のリレー制御装置の回路図
【符号の説明】
【００４１】
１  商用交流電源
４  スイッチング電源
５  電圧監視装置
５ａ  第２のダイオード（ダイオード）
５ｂ  第１の抵抗
５ｃ  第２の抵抗
６  リレー駆動装置
６ａ  マイコン（マイクロコンピュータ）
６ｂ  第１のトランジスタ
７  リレー保持装置
７ａ  第３の抵抗
７ｂ  第２のトランジスタ
８  リレー
８ａ  リレーコイル
８ｂ  リレー接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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