(57)【要約】【課題】小型かつ低コストでありながら、リレーの溶着を検出するとともに、その溶着時においても十分な安全性を確保した電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１Ａは、一対の電源ラインＬ１、Ｌ２を介して入力電源２から電力供給を受けるメイン電源３と、各電源ラインに配置されたトランスファー接点型のリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２と、制御部４と、検出回路５Ａとを備える。各リレーの共通接点ｃは入力電源に接続され、各常閉接点ａはメイン電源に接続されている。各リレーにおいて、制御部から送られてくるリレーオン／オフ信号によって、それぞれ、共通接点と常閉接点が接続され、共通接点と常開接点が接続される。検出回路は、各常開接点間に接続され、入力電源から供給される電圧または電流に基づく検出信号を出力する。制御部は、リレーオフ信号を送っているにもかかわらず検出信号の出力がない場合に、リレーの溶着が生じていると判定する。【選択図】図１
2013073824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電源ラインを介して入力電源から電力供給を受けるメイン電源と、
前記一対の電源ラインのそれぞれに介装されたトランスファー接点型のリレーであって、常開接点と、前記メイン電源に接続された常閉接点と、前記入力電源に接続された共通接点とをそれぞれ有し、制御部から送られてくるリレーオン信号によって前記共通接点と前記常閉接点が接続され、かつ、前記制御部から送られてくるリレーオフ信号によって前記共通接点と前記常開接点が接続されるリレーと、
前記各リレーの前記常開接点間に接続され、前記入力電源から供給される電圧または電流に基づく検出信号を出力する検出回路と、を備え、
前記制御部は、前記リレーに前記リレーオフ信号を送っているにもかかわらず前記検出回路からの前記検出信号の出力がない場合に、前記リレーの溶着が生じていると判定することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記リレーの溶着が生じていると判定した時、前記メイン電源を動作停止させるためのメイン電源停止信号を前記メイン電源に送ることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記検出回路は、前記各リレーの前記常開接点間に接続された検出用抵抗と、前記検出用抵抗の両端間の電圧の多寡に基づいて前記検出信号を出力する電圧検出部とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記検出回路は、前記各リレーの前記常開接点間に接続された発光素子と、前記発光素子に流れる電流による発光に基づいて前記検出信号を出力する受光素子とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、待機電力を低減させた電源装置として、例えば特許文献１に記載された電源装置が知られている。
図４に示すように、この電源装置１Ｘは、メイン電源３と、リレーＲＬ１、ＲＬ２と、制御部４Ｘと、待機電源６を備える。
【０００３】
メイン電源３は、一対の電源ラインＬ１、Ｌ２を介して入力電源２から電力供給を受けて、図示しない主要な機器を駆動させるものである。
リレーＲＬ１、ＲＬ２は、一対の電源ラインＬ１、Ｌ２にそれぞれ介装され、入力電源２に接続された一方の接点と、メイン電源３に接続された他方の接点とをそれぞれ有する。リレーＲＬ１、ＲＬ２は、制御部４Ｘからリレー駆動コイル（誘導コイル）に送られてくるリレーオン／オフ信号（リレー駆動信号）によって、同時に導通状態／非導通状態となる。
制御部４Ｘは、リレーＲＬ１、ＲＬ２、およびメイン電源３の各動作を制御するものである。
待機電源６は、待機時（メイン電源３が機器を駆動させていない時）に、必要最小限の回路等（例えば、制御部４Ｘ）に電力を供給するものである。
【０００４】
この電源装置１Ｘによれば、待機時に、制御部４Ｘがリレーオフ信号を送ってリレーＲＬ１、ＲＬ２を非導通状態とすることにより、メイン電源３が入力電源２から電気的に切り離され、該メイン電源３での消費電力がゼロとなり、待機電力が低減される。
しかしながら、この電源装置１Ｘでは、何らかの原因（例えば、過電流等）でリレーＲＬ１、ＲＬ２のいずれか一方で溶着が生じると、制御部４Ｘがリレーオフ信号を送っても、メイン電源３が入力電源２から電気的に切り離されない場合があり、その安全性が十分確保されていなかった。
具体的には、リレーＲＬ１、ＲＬ２の両方が一度に溶着した場合には、メイン電源３をオフすることができず、故障を検知することが可能である。しかしながら、リレーＲＬ１、ＲＬ２の一方だけが溶着した場合には、入力電源２の極性（ライブ/ニュートラル）のうちニュートラル側のリレーの開閉により、ライブ側のリレーの溶着を検知できずに使用する場合があり、安全性を十分確保することができない。すなわち、一方のリレーだけで開閉する場合には、必ずライブ側のリレーの開閉が必要であるが、入力電源２がＡＣ１００[Ｖ]の２極コンセントのような場合、特に、コンセントに極性がない場合や、コンセントに接続される電源コードのプラグに極性がない場合においては、リレーＲＬ１、ＲＬ２のどちら側がライブ側になるか不明となるため、リレーＲＬ１、ＲＬ２の一方だけが溶着した場合には、安全性が十分確保されていなかった。
【０００５】
ところで、日本電気協会の系統連系規定「ＪＥＡＣ９７０１」の第２章「連系に必要な設備対策」において、例えば「機械的な開閉箇所１箇所と内部コンタクタを利用した開放信号により、ゲートブロックする（メイン電源等を動作停止させる）」と記載され、電源装置の異常時の安全性に対する設備対策が規定されている。この規定はあくまでも太陽光発電や蓄電に関連する電源装置に対するものであるが、これ以外の一般的な電源装置に対しても同様の設備対策が求められることは言うまでもない。
このため、近年では、リレーの溶着を検出するとともに、その溶着時においてもメイン電源を動作停止させて十分な安全性を確保した電源装置が求められている。
【０００６】
なお、リレーの溶着を検出可能な電源装置としては、例えば特許文献２に記載された電源装置が知られている。
図５に示すように、この電源装置１Ｙは、リレーＲＬ１、ＲＬ２と、補助リレーＲＬ３と、検出回路（異常検出回路）５Ｙとを備える。なお、説明の簡略化のため、同図において、リレーＲＬ２側に配置される補助リレーおよび検出回路等は省略している。
【０００７】
補助リレーＲＬ３は、リレーＲＬ１側に配置され、補助接点を有する。補助リレーＲＬ３は、制御部４Ｙからリレー駆動コイル（誘導コイル）に送られてくるリレーオン／オフ信号に基づいて、リレーＲＬ１、ＲＬ２と連動して導通状態／非導通状態となる。
検出回路５Ｙは、抵抗ＲＹと電圧検出部８からなる。抵抗ＲＹの一方側は低電圧電源（図示略）に接続され、その他方側は電圧検出部８および補助リレーＲＬ３の一方の接点に接続されている。補助リレーＲＬ３の他方の接点はＧＮＤに接続されている。
【０００８】
この電源装置１Ｙでは、正常時（リレーＲＬ１、ＲＬ２の溶着がない時）には、制御部４Ｙがリレー駆動コイルにリレーオン信号を送ると、リレーＲＬ１、ＲＬ２と補助リレーＲＬ３が導通状態となり、低電圧電源が抵抗ＲＹを介してＧＮＤに接続され、検出回路５Ｙの電圧検出部８からＬレベルの検出信号が出力される。一方、制御部４Ｙがリレー駆動コイルにリレーオフ信号を送ると、リレーＲＬ１、ＲＬ２と補助リレーＲＬ３が非導通状態となり、電圧検出部８からＨレベルの検出信号が出力される。
一方、この電源装置１Ｙは、リレーＲＬ１、ＲＬ２の一方または両方で溶着が生じた異常時には、補助リレーＲＬ３も開閉することができない構造になっている。このため、異常時に、制御部４Ｙがリレーオフ信号を送っても、リレーＲＬ１、ＲＬ２および補助リレーＲＬ３のすべてが非導通状態とならないため、検出回路５Ｙから検出信号が出力されなくなる。
したがって、この電源装置１Ｙによれば、リレーＲＬ１、ＲＬ２に連動する補助リレーＲＬ３の導通／非導通状態における検出回路５Ｙからの検出信号、および、制御部４Ｙからのリレー駆動信号に基づいて、リレーＲＬ１、ＲＬ２の溶着の有無を検出することができる。
【０００９】
しかしながら、この電源装置１Ｙでは、補助リレーＲＬ３とリレー駆動コイルからなる２次側部品と、リレーＲＬ１、ＲＬ２からなる１次側部品との間の距離を、１次側部品−２次側部品間に適用される安全規格を満足するように、十分確保する必要がある。このため、補助接点を有しないリレーを用いた電源装置と比べて、大型化および高コスト化する点が問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５-２９５６３２号
【特許文献２】特開２００５−２９５６９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の課題は、小型かつ低コストでありながら、リレーの溶着を検出するとともに、その溶着時においても十分な安全性を確保した電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、（１）一対の電源ラインを介して入力電源から電力供給を受けるメイン電源と、前記一対の電源ラインのそれぞれに配置されたトランスファー接点型のリレーであって、常開接点と、前記メイン電源に接続された常閉接点と、前記入力電源に接続された共通接点とをそれぞれ有し、制御部から送られてくるリレーオン信号によって前記共通接点と前記常閉接点が接続され、かつ、前記制御部から送られてくるリレーオフ信号によって前記共通接点と前記常開接点が接続されるリレーと、前記各リレーの前記常開接点間に接続され、前記入力電源から供給される電圧または電流に基づく検出信号を出力する検出回路と、を備え、前記制御部は、前記リレーに前記リレーオフ信号を送っているにもかかわらず前記検出回路からの前記検出信号の出力がない場合に、前記リレーの溶着が生じていると判定することを特徴とする電源装置としたものである。
この構成によれば、トランスファー接点型のリレーが、入力電源とメイン電源の間の一対の電源ラインのそれぞれに配置され、リレーの各接点の接続状態が、制御部からのリレーオン信号およびリレーオフ信号によって切り替えられ、該リレーのうちの少なくとも１つに溶着が生じた時に、検出回路が入力電源に接続されなくなる（検出回路から検出信号が出力されなくなる）ことを利用して、制御部が、リレーに送ったリレーオフ信号と検出回路からの検出信号とに基づいて、リレーの溶着の有無を判定する。したがって、トランスファー接点型のリレーを用いることにより、補助接点を有する補助リレーを不要とすることができるので（より詳しくは、従来の補助接点を有する補助リレーに対し、２次側部品がリレー駆動コイルのみとなって、リレー駆動コイル以外をすべて１次側部品とすることができ、１次側部品と２次側部品の間の距離をさらに短くすることができるので）、従来の電源装置と比べてはるかに小型かつ低コストで、リレーの溶着を検出する電源装置を実現することができる。
【００１３】
また、上記構成（１）において、（２）前記制御部は、前記リレーの溶着が生じていると判定した時、前記メイン電源を動作停止させるためのメイン電源停止信号を前記メイン電源に送ることが好ましい。
この構成によれば、リレーの溶着時に入力電源とメイン電源が接続されていても、制御部がメイン電源停止信号を送ってメイン電源を動作停止させるので、十分な安全性を確保した電源装置を実現することができる。
【００１４】
また、上記構成（１）または（２）において、（３）前記検出回路は、前記各リレーの前記常開接点間に接続された検出用抵抗と、前記検出用抵抗の両端間の電圧の多寡に基づいて前記検出信号を出力する電圧検出部とからなることが好ましい。
この構成によれば、検出回路が検出用抵抗と電圧検出部のみからなっているので、極めて簡単な構成の電源装置を実現することができる。
【００１５】
また、上記構成（１）または（２）において、（４）前記各リレーの前記常開接点間に接続された発光素子と、前記発光素子に流れる電流による発光に基づいて前記検出信号を出力する受光素子とからなることが好ましい。
この構成によれば、検出回路が発光素子と受光素子のみからなっている上、発光を利用した検出信号は一般的にノイズの影響を受けにくいため、極めて簡単な構成で、より正確にリレーの溶着を判定しうる電源装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型かつ低コストでありながら、リレーの溶着を検出するとともに、その溶着時においても十分な安全性を確保した電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例に係る電源装置を示すブロック図である。
【図２】電源装置の各部の動作を示すグラフであり、（ａ）はリレー駆動信号（リレーオン／オフ信号）の時間波形、（ｂ）は検出信号の時間波形、（ｃ）はメイン電源停止信号の時間波形を示す。
【図３】本発明の第２実施例に係る電源装置を示すブロック図である。
【図４】従来の電源装置を示すブロック図である。
【図５】従来の他の電源装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係る電源装置を示すブロック図である。
この電源装置１Ａは、メイン電源３と、トランスファー接点型のリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２と、制御部４と、検出回路５Ａとを備える。
【００２０】
メイン電源３は、一対の電源ラインＬ１、Ｌ２を介して入力電源２から電力供給を受けて、図示しない主要な機器を駆動させるものである。
【００２１】
トランスファー接点型のリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２は、一対の電源ラインＬ１、Ｌ２にそれぞれ介装され、常閉接点ａ、常開接点ｂ、および共通接点ｃをそれぞれ有する。各常閉接点ａはメイン電源３に接続されている。各常開接点ｂは後述する検出回路５Ａに接続されている。各共通接点ｃは入力電源２に接続されている。
これらのリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２は、制御部４からリレー駆動コイル（誘導コイル）に送られるリレーオン／オフ信号（リレー駆動信号）によって各接点ａ、ｂ、ｃの接続状態が切り替えられるようになっている。すなわち、リレーオン信号によって共通接点ｃと常閉接点ａが接続され、かつ、リレーオフ信号によって共通接点ｃと常開接点ｂが接続される。
なお、リレーオン／オフ信号は、トランジスタ等から構成されるリレー駆動回路（図示略）を介して、制御部４からリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送られるようになっている。
【００２２】
制御部４は、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２、およびメイン電源３の各動作を制御するものである。
また、制御部４は、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送るリレーオフ信号と、後述するような検出回路５Ａからの検出信号とに基づいて、該リレーの溶着の有無を判定するものである。制御部４は、リレーオフ信号を送っているにもかかわらず検出信号の出力がない場合に、該リレーの溶着が生じていると判定する。
さらに、制御部４は、該リレーの溶着が生じていると判定した時、メイン電源３を動作停止させるためのメイン電源停止信号をメイン電源３に送るようになっている。
【００２３】
検出回路５Ａは、入力電源２から供給される電圧または電流に基づく検出信号を制御部４に対して出力する構成のものである。検出回路５Ａは、この実施例においては、検出用抵抗ＲＡと電圧検出部７とからなる。
検出用抵抗ＲＡの両端は、各リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の常開接点ｂ間に接続されている。
電圧検出部７は、検出用抵抗ＲＡに並列接続され、検出用抵抗ＲＡの両端間の電圧の多寡に基づいて検出信号を出力する。電圧検出部７は、例えば、検出用抵抗ＲＡの両端間の電圧Ｖが基準電圧Ｖｔｈ以上の時に検出信号を出力し、電圧Ｖが基準電圧Ｖｔｈ未満のときは検出信号を出力しない構成となっている。
【００２４】
次に、本発明の電源装置１Ａの動作について、図２を参照して以下に簡単に説明する。
【００２５】
まず、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の溶着が生じていない正常時には、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において制御部４がリレーオフ信号をリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送ると、図１に示すように、各リレーの共通接点ｃと常閉接点ａが非導通状態となって、メイン電源３が入力電源２から電気的に切り離されるとともに、各共通接点ｃと常開接点ｂが導通状態となって、入力電源２と検出回路５Ａが接続される。これにより、検出用抵抗ＲＡに入力電源２からの電流が流れ、検出用抵抗ＲＡの両端間の電圧Ｖが基準電圧Ｖｔｈ以上となり、電圧検出部７が検出信号を出力する。
この期間においては、リレーオフ信号と検出信号が同時に出力されているため、制御部４は、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の溶着が生じていないと判定する。
そして、時刻ｔ２〜ｔ３の期間において制御部４がリレーオン信号をリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送ると、各リレーの共通接点ｃと常閉接点ａが導通状態となって、メイン電源３が入力電源２と接続されるとともに、各共通接点ｃと常開接点ｂが非導通状態となって、検出回路５Ａが入力電源２から切り離される。これにより、検出用抵抗ＲＡに電流が流れず、検出用抵抗ＲＡの両端間の電圧Ｖがゼロとなって基準電圧Ｖｔｈ未満となり、電圧検出部７は検出信号を出力しない。
【００２６】
次に、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２のうちの少なくとも１つにおいて溶着が生じているような異常時には、時刻ｔ３〜ｔ４の期間において制御部４がリレーオフ信号をリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送ったとしても、各リレーの少なくとも１つにおいて共通接点ｃと常開接点ｂが非導通状態となるため、検出回路５Ａは入力電源２と電気的に接続されなくなる。このため、検出用抵抗ＲＡに電流が流れず、電圧検出部７は検出信号を出力しない。
すなわち、この期間においては、制御部４がリレーオフ信号を送っているにもかかわらず検出信号の出力がないため、制御部４は、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の少なくとも１つにおいて溶着が生じていると判定する。
また、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２のうちの一方のみに溶着が生じている場合には、メイン電源３に電力が供給されず、メイン電源３は動作停止するが、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の両方に溶着が生じている場合には、制御部４は、メイン電源３を動作停止させるためのメイン電源停止信号をメイン電源３に送る。これにより、メイン電源３が動作停止する。
さらに、時刻ｔ３において制御部４が一旦メイン電源停止信号をメイン電源３に送ると、当該信号は、例えば制御部４とメイン電源３の間に配置されたラッチ回路（図示略）等によってその出力が時刻ｔ３以降保持されるようになっている（リレーオフ信号がオフとなる時刻ｔ４以降も保持されたままとなる）。なお、当該信号は、制御部４からのリセット信号によりリセットされるようになっている。
【００２７】
この電源装置１Ａによれば、トランスファー接点型のリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２が、入力電源２とメイン電源３の間の一対の電源ラインＬ１、Ｌ２のそれぞれに介装され、該リレーの各接点ａ、ｂ、ｃの接続状態が、制御部４からのリレーオン信号およびリレーオフ信号によって切り替えられ、該リレーのうちの少なくとも１つに溶着が生じた時に、検出回路５Ａが入力電源２に接続されなくなる（検出回路５Ａから検出信号が出力されなくなる）ことを利用して、制御部４が、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２に送ったリレーオフ信号と検出回路５Ａからの検出信号とに基づいて、該リレーの溶着の有無を判定するように構成されている。
したがって、トランスファー接点型のリレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２を用いることにより、従来の補助接点を有する補助リレーを不要とすることができるので（より詳しくは、従来の補助接点を有する補助リレーに対し、２次側部品がリレー駆動コイルのみとなって、リレー駆動コイル以外をすべて１次側部品とすることができ、１次側部品と２次側部品の間の距離をさらに短くすることができるので）、従来の電源装置と比べてはるかに小型かつ低コストで、リレーの溶着を検出することができる。
また、リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の溶着時に入力電源２とメイン電源３が接続されていても、制御部４がメイン電源停止信号を送ってメイン電源３を動作停止させるので、十分な安全性を確保することができる。
さらに、検出回路５Ａが検出用抵抗ＲＡと電圧検出部７のみからなっているので、極めて簡単な構成の電源装置を実現することができる。
【００２８】
（第２実施例）
第２実施例の電源装置１Ｂは、検出回路の構成が第１実施例の電源装置１Ａと異なるだけである。したがって、この点に関してのみ説明する。
【００２９】
検出回路５Ｂは、発光素子と受光素子で構成され、発光素子に流れる電流による発光に基づいて受光素子が検出信号を出力する構成となっている。
図３に示すように、検出回路５Ｂは、例えば、発光ダイオード（発光素子）Ｄとフォトトランジスタ（受光素子）ＴｒからなるフォトカプラＰＣで構成される。発光ダイオードＤは、各リレーＴＲＬ１、ＴＲＬ２の常開接点ｂ間に接続されている。また、フォトトランジスタＴｒは、発光ダイオードＤに流れる電流による発光に基づいて検出信号を制御部４に出力するようになっている。
したがって、この電源装置１Ｂによれば、検出回路５Ｂが入力電源２と接続された時に、発光ダイオードＤが発光し、検出信号が制御部４に出力されるので、第１実施例の電源装置１Ａと同様、小型かつ低コストでありながら、リレーの溶着を検出するとともに、その溶着時においても十分な安全性を確保することができる。
しかも、この電源装置１Ｂによれば、検出回路５Ｂが発光ダイオードＤおよびフォトトランジスタＴｒのみからなっている上、発光を利用した検出信号は一般的にノイズの影響を受けにくいため、極めて簡単な構成で、より正確にリレーの溶着を判定することができる。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
例えば、検出回路５Ａ、５Ｂはあくまでも一例に過ぎない。検出回路は、入力電源と電気的に接続された時に検出信号を出力する構成のものであればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｘ、１Ｙ  電源装置
２  入力電源
３  メイン電源
４、４Ｘ、４Ｙ  制御部
５Ａ、５Ｂ、５Ｙ  検出回路
６  待機電源
７、８  電圧検出部
ａ  常閉接点
ｂ  常開接点
ｃ  共通接点
Ｄ  発光ダイオード
ＰＣ  フォトカプラ
ＲＡ  検出用抵抗
ＲＹ  抵抗
ＲＬ１、ＲＬ２  リレー
ＲＬ３  補助リレー
ＴＲＬ１，ＴＲＬ２  トランスファー接点型のリレー
Ｔｒ  フォトトランジスタ
【図１】
2013073824.tif 000003
【図２】
2013073824.tif 000004
【図３】
2013073824.tif 000005
【図４】
2013073824.tif 000006
【図５】
2013073824.tif 000007