混合式继电器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180013283.8

申请日:

2011.09.07

公开号:

CN102792409A

公开日:

2012.11.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):H01H 47/00变更事项:专利权人变更前权利人:松下电器产业株式会社变更后权利人:松下知识产权经营株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本大阪府变更后权利人:日本大阪府登记生效日:20150831|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01H 47/00申请日:20110907|||公开

IPC分类号:

H01H47/00; H03K17/722; H03K17/78

主分类号:

H01H47/00

申请人:

松下电器产业株式会社

发明人:

住野安弘; 柴田究; 大和弘治; 工藤弘行; 后藤洁; 三浦启; 中埜进; 山添宏一; 松宫桂

地址:

日本大阪府

优先权:

2010.09.13 JP 2010-204788

专利代理机构:

北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277

代理人:

刘新宇;张会华

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内容摘要

本发明提供一种混合式继电器,其特征在于,具备:第一机械式触点开关,其触点通过第一驱动部被开闭;第二机械式触点开关,其触点通过相对于上述第一驱动部独立的第二驱动部被开闭;以及半导体开关,其与上述第二机械式触点开关串联连接,其中,由上述第二机械式触点开关和上述半导体开关形成的串联电路与上述第一机械式触点开关并联连接在从电源向负载供给电力的供电路上,相对于上述第一机械式触点开关并联连接有缓冲电路。

权利要求书

1.一种混合式继电器,其特征在于,具备:第一机械式触点开关,其触点通过第一驱动部被开闭;第二机械式触点开关,其触点通过相对于上述第一驱动部独立的第二驱动部被开闭;以及半导体开关,其与上述第二机械式触点开关串联连接,其中,由上述第二机械式触点开关和上述半导体开关形成的串联电路与上述第一机械式触点开关并联连接在从电源向负载供给电力的供电路上,上述第二机械式触点开关和上述半导体开关在上述第一机械式触点开关的触点闭合之前分别导通,相对于上述第一机械式触点开关并联连接有缓冲电路。2.根据权利要求1所述的混合式继电器,其特征在于,上述缓冲电路是通过将构成上述半导体开关的电阻与设置成相对于构成上述半导体开关的光电三端双向交流开关并联连接的电容器串联连接而形成的。3.根据权利要求1所述的混合式继电器,其特征在于,上述缓冲电路是由相对于上述半导体开关并联连接的电阻与电容器的串联电路形成的。4.根据权利要求2所述的混合式继电器,其特征在于,构成上述缓冲电路的电阻是抗浪涌电阻。5.根据权利要求1~4中的任一项所述的混合式继电器,其特征在于,上述第二机械式触点开关和上述半导体开关在对上述第一机械式触点开关的触点的开闭进行切换之前分别导通,在已切换上述第一机械式触点开关的触点之后分别变为非导通。6.根据权利要求1~5中的任一项所述的混合式继电器,其特征在于,上述第一机械式触点开关是在对该第一机械式触点开关的触点进行开闭时向上述第一驱动部供给电流的闩锁型的机械式触点开关。

说明书

混合式继电器

技术领域

本发明涉及一种具备机械式触点开关(mechanical contact 
switch)和半导体开关(semiconductor switch)的混合式继电器
(hybrid relay)。

背景技术

以往,为了切换对于照明器具等具有进行逆变器(inverter)
控制的逆变器电路的负载的电力供给与切断,使用具备并联连
接的机械式触点开关和半导体开关的混合式继电器。具备逆变
器电路的负载为了将交流电压转换为直流电压而附设有大容量
的平滑电容器。当从交流电源对负载接通电源时,该平滑电容
器内流入大电流,因此负载内流入浪涌电流。特别是在如电源
电压高的高负载的状况下,由于流入负载的浪涌电流变大,因
此连接在负载与交流电源之间的混合式继电器内也流过基于该
浪涌电流的大电流。

因此,在这种混合式继电器中,为了避免由于基于浪涌电
流的大电流流过机械式触点开关而造成该机械式触点开关的触
点对发生触点熔接(接点溶着),首先使半导体开关为导通状态。

此外,在下面的说明中,将“使半导体开关为导通状态”以
及“使机械式触点开关为闭合状态”分别记载为“使半导体开关
接通(ON)”和“使机械式触点开关接通(ON)”。

同样地,在下面的说明中,将“使半导体开关为非导通状态”
以及“使机械式触点开关为打开状态”分别记载为“使半导体开
关断开(OFF)”和“使机械式触点开关断开(OFF)”。

在浪涌电流流过半导体开关之后,当供给至负载的电流变
为稳定状态时,使机械式触点开关接通。通过这种动作,能够
抑制混合式继电器内的机械式触点开关中流过大电流,从而能
够避免该机械式触点开关的触点对在即将接触前由于电弧(arc)
的产生而导致触点熔接。

这样,混合式继电器具备半导体开关以防止机械式触点开
关的触点熔接,在使半导体开关接通之后使机械式触点开关接
通,之后使半导体开关断开,之后开始向负载供给电力。

另外,提出了一种具有如下结构的混合式继电器:在使机
械式触点开关与半导体开关接通之前,以与该半导体开关串联
连接的方式追加与该机械式触点开关不同的其它机械式触点开
关(例如,参照专利文献1)。参照图5来说明该混合式继电器的
电路结构。图5是表示以往的混合式继电器的电路结构的概要电
路图。

混合式继电器1通过与串联连接的交流电源2和负载3进行
连接而与交流电源2和负载3一起形成闭合电路。混合式继电器1
具备:端子10,其与一端连接于负载3的一端的交流电源2的另
一端相连接;端子11,其连接于负载3的另一端;第一机械式触
点开关12,其具有两端连接于端子10、11的触点部S1;第二机
械式开关13,其具有一端连接于端子10与触点部S1的一端之间
的连接节点的触点部S2;半导体开关14,其包括三端双向交流
开关(triac)S3,该三端双向交流开关S3的T1电极连接于触点部
S2的另一端,并且T2电极连接于端子11;以及信号处理电路16,
其对第一机械式触点开关12、第二机械式触点开关13以及半导
体开关14各自的接通(闭合)/断开(打开)进行控制。

经由该混合式继电器1进行的从交流电源2向负载3的电力
供给是基于信号处理电路16的指示来进行的。具体地说,基于
来自信号处理电路16的指示,使第二机械式触点开关13和半导
体开关14分别接通。并且,基于来自信号处理电路16的指示,
在从交流电源2向负载3供给电力之后,使相对于串联连接的第
二机械式触点开关13和半导体开关14并联连接的第一机械式触
点开关12接通。之后,基于来自信号处理电路16的指示,按半
导体开关14和第二机械式触点开关13的顺序使它们断开。这样,
在使半导体开关14的三端双向交流开关S 3接通的时刻,经由由
第二机械式触点开关13和半导体开关14形成的供电路开始从交
流电源2向负载3供给电力。并且,在使该第二机械式触点开关
13和半导体开关14都断开之后,经由包括第一机械式触点开关
12的供电路从交流电源2向负载3供给电力。

接着,在使第一机械式触点开关12接通的状态下,经由混
合式继电器1的从交流电源2向负载3的电力供给的切断是基于
信号处理电路16的指示而进行的。具体地说,基于来自信号处
理电路16的指示,使第二机械式触点开关13和半导体开关14分
别接通。由此,建立经由第二机械式触点开关13和半导体开关
14的供电路,流向负载3的电流的一部分流向第二机械式触点开
关13和半导体开关14,从而降低流向第一机械式触点开关12的
电流。之后,基于来自信号处理电路16的指示,使第一机械式
触点开关12断开,按半导体开关14和第二机械式触点开关13的
顺序使它们断开。此外,从交流电源2向负载3的电力供给的切
断是与半导体开关14的断开同步地进行的。

该专利文献1所公开的混合式继电器1将设置于通向负载的
供电路上的第一机械式触点开关12设为闩锁型(latching type),
仅在开闭该第一机械式触点开关12时,使第二机械式触点开关
13和半导体开关14动作。由此,能够降低使用混合式继电器1
时的电力消耗。

专利文献1:日本特开2010-103099号公报

然而,在上述专利文献1中的混合式继电器1中,当从交流
电源2向负载3供给电力时,在使第二机械式触点开关13的触点
部S2接通起至使半导体开关14接通为止的期间内可能产生噪
声。这样,当第二机械式触点开关13的触点部S2的触点间电压
包含噪声成分时,如图6所示,构成半导体开关14的三端双向交
流开关S3会进行误动作。图6是说明以往的混合式继电器中的
动作时序的一例的时序图。

因而,在接通了第二机械式触点开关13时该第二机械式触
点开关13的触点部S2的触点间电压包含噪声成分的情况下,负
载3会与该三端双向交流开关S3的非预期的接通或断开同步地
进行误动作。在这种情况下,其结果是存在混合式继电器1的动
作可靠性不稳定的问题。

鉴于这种以往的问题,本发明提供一种在机械式触点开关
的触点部的触点间产生了噪声的情况下有效地抑制半导体开关
和负载发生误动作的混合式继电器。

发明内容

根据本发明的一个实施方式,提供一种混合式继电器,该
混合式继电器具备:第一机械式触点开关,其触点通过第一驱
动部被开闭;第二机械式触点开关,其触点通过相对于第一驱
动部独立的第二驱动部被开闭;以及半导体开关,其与第二机
械式触点开关串联连接,其中,由第二机械式触点开关和半导
体开关形成的串联电路与第一机械式触点开关并联连接在从电
源向负载供给电力的供电路上,第一机械式触点开关是在对该
第一机械式触点开关的触点进行开闭时向第一驱动部供给电流
的闩锁型的机械式触点开关,第二机械式触点开关和半导体开
关在对第一机械式触点开关的触点的开闭进行切换之前分别导
通,在已切换第一机械式触点开关的触点的开闭之后分别变为
非导通,相对于第一机械式触点开关并联连接有缓冲电路
(snubber circuit)。

上述缓冲电路是通过将构成半导体开关的电阻与设置成相
对于构成半导体开关的光电三端双向交流开关(photo triac)并
联连接的电容器串联连接而形成的。

上述缓冲电路优选是由相对于半导体开关并联连接的电阻
与电容器的串联电路形成的。

构成上述缓冲电路的电阻优选是抗浪涌电阻。

发明的效果

根据本发明的一个实施方式,在机械式触点开关的触点部
的触点间产生了噪声的情况下,能够有效地抑制半导体开关和
负载发生误动作。

附图说明

通过如下的附图和优选实施例的说明来明确本发明的目的
以及特征。

图1是表示第一实施方式的混合式继电器的电路结构的概
要电路图。

图2是说明接通负载的情况下的第一实施方式的混合式继
电器的动作时序的一例的时序图。

图3是说明断开负载的情况下的第一实施方式的混合式继
电器的动作时序的一例的时序图。

图4是表示第一实施方式的变形例的混合式继电器的电路
结构的概要电路图。

图5是表示以往的混合式继电器的电路结构的概要电路图。

图6是说明以往的混合式继电器中的动作时序的一例的时
序图。

具体实施方式

下面,通过参照构成本说明书的一部分的附图来更详细说
明本发明的实施方式。针对附图整体中相同或类似的部分附加
同一参照标记,省略说明。

<第一实施方式>

参照附图来说明本发明的第一实施方式的混合式继电器。
图1是表示第一实施方式的混合式继电器1的电路结构的概要电
路图。

1.混合式继电器1的结构

如图1所示,第一实施方式的混合式继电器1通过与串联连
接的交流电源2和负载3进行连接而与交流电源2和负载3一起形
成闭合电路。即,从交流电源2向负载3的电力供给以及电力供
给切断是根据混合式继电器1的接通状态和断开状态而进行的。
交流电源2例如是100V的商用电源等。负载3例如是包括荧光
灯、白炽灯的照明器具或者换气扇等。

混合式继电器1具备:端子10,其与一端连接于负载3的一
端的交流电源2的另一端相连接;端子11,其连接于负载3的另
一端;第一机械式触点开关12,其包含一端连接于端子10的触
点部S1;第二机械式触点开关13,其包含触点部S2,该触点部
S2的一端连接于端子10与触点部S1的一端之间的连接节点;半
导体开关14,其包含三端双向交流开关S3,该三端双向交流开
关S3的T1电极连接于触点部S2的另一端且T2电极连接于端子
11;以及信号处理电路16,其进行使第一机械式触点开关12、
第二机械式触点开关13以及半导体开关14分别为接通状态或断
开状态的控制。

对该混合式继电器1的电路结构进行详细说明。在混合式继
电器1中,由第二机械式触点开关13的触点部S2和半导体开关
14的三端双向交流开关S3构成的串联电路与第一机械式触点
开关12在端子10、11之间进行并联连接。

第一机械式触点开关12是闩锁型的机械式触点开关,其具
备产生用于将触点部S1切换为接通状态的电磁力的磁性线圈
L1以及产生用于将触点部S1切换为断开状态的电磁力的磁性
线圈L2。即,由磁性线圈L1、L2构成第一机械式触点开关12
的第一驱动部。

第二机械式触点开关13是常励磁(常時励磁)型的机械式触
点开关,具备产生用于将触点部S2保持在接通状态的电磁力的
磁性线圈L3。即,由磁性线圈L3构成第二机械式触点开关13的
第二驱动部。

在第一机械式触点开关12中,磁性线圈L1的一端与二极管
D3的阴极电极连接,该二极管D3的阳极电极连接在信号处理电
路16上,另一方面,磁性线圈L2的一端与二极管D4的阴极电极
连接,该二极管D4的阳极电极连接在信号处理电路16上。这些
磁性线圈L1、L2的另一端彼此连接。并且,这些磁性线圈L1、
L2的连接节点接地、并且与二极管D1、D2各自的阳极电极相连
接。此外,下面的说明中的“接地”是指与混合式继电器1内的基
准电压进行连接。

另外,二极管D1、D2各自的阴极电极与二极管D3、D4各
自的阴极电极相连接。这样,第一机械式触点开关12包括串联
连接的磁性线圈L1、L2、阳极电极彼此连接的二极管D1、D2
以及阳极电极连接在信号处理电路16上的二极管D3、D4。

第二机械式触点开关13包括一个磁性线圈L3以及与磁性
线圈L3并联连接的二极管D5。磁性线圈L3的一端与二极管D5
的阳极电极所形成的连接节点接地,磁性线圈L3的另一端与二
极管D5的阴极电极所形成的连接节点与信号处理电路16相连
接。

半导体开关14包括三端双向交流开关S3、在三端双向交流
开关S3的T2电极与栅极电极G之间并联连接的电容器C1、电阻
R1以及电容器C2、一端连接于三端双向交流开关S3的T1电极的
电阻R2以及包括光电三端双向交流开关S4的光电三端双向交
流开关耦合器(photo triac coupler)15,该光电三端双向交流开关
S4的T1电极连接于电阻R2的另一端。

此外,在使第二机械式触点开关13的触点部S2接通的情况
下半导体开关14中也流入基于浪涌电流的大电流,因此电阻R2
优选为抗浪涌电阻。

并且,电容器C2相对于光电三端双向交流开关S4和电阻R1
的串联电路并联连接,并且与电阻R2串联连接。通过使电阻R2
与电容器C2串联连接,来在半导体开关14内形成缓冲电路。如
图1所示,该缓冲电路设置成相对于第一机械式触点开关12并联
连接。

光电三端双向交流开关耦合器15还具备发光二极管LD,该
发光二极管LD的阳极电极经由电阻R3而与信号处理电路16连
接,并且该发光二极管LD的阴极电极接地。另外,在光电三端
双向交流开关耦合器15中,来自发光二极管LD的光信号输入到
光电三端双向交流开关S4,该光电三端双向交流开关S4的T2电
极与三端双向交流开关S3的栅极电极G相连接。并且,光电三
端双向交流开关S4是具备零交叉触发(ゼロクロス点弧)功能的
半导体开关元件,当来自发光二极管LD的光信号输入时,在该
光电三端双向交流开关S4的T2电极侧检测到交流电源2的交流
电压的中心电压(基准电压)后才开始导通。

2.利用混合式继电器1的电力供给

参照图2的时序图来说明在混合式继电器1中的从交流电源
2向负载3接通电源时等进行电力供给时的动作。图2是表示经由
第一实施方式的混合式继电器1使负载3接通的情况下的、即向
负载3供给电力来使其进行动作的情况下的该混合式继电器1的
动作时序的一例的时序图。

下面,说明当信号处理电路16指示了从交流电源2向负载3
进行电力供给时的混合式继电器1内的各部的动作。如图2所示,
信号处理电路16在时刻t0输出用于对磁性线圈L3供给驱动电流
的信号。基于与该信号相应地供给的驱动电流,磁性线圈L3中
产生电磁吸引力,包括该磁性线圈L3的第二机械式触点开关13
的触点部S2在时刻t1变为接通状态。此外,与磁性线圈L3并联
连接的二极管D5作为用于防止在磁性线圈L3中流动的电流逆
流的防逆流二极管而发挥功能。由于在时刻t1第二机械式触点
开关13的触点部S2为接通状态,因此该触点部S2的触点间电压
如图2所示那样降低。

并且,如图1所示,在半导体开关14内,由构成半导体开关
14的电阻R2以及设置成与光电三端双向交流开关S4和电阻R1
的串联电路并联连接的电容器C2形成缓冲电路。在从交流电源
2向负载3进行电力供给时,该缓冲电路抑制在时刻t1第二机械
式触点开关13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的产
生,其结果是能够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照图
6)。即,通过该缓冲电路,第一实施方式的混合式继电器1能够
使三端双向交流开关S3不发生误动作而在适当的时刻进行从
交流电源2向负载3的电力供给。

当在时刻t1第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状
态之后,信号处理电路16在时刻t2对发光二极管LD提供驱动电
流。由此,在光电三端双向交流开关耦合器15中,发光二极管
LD进行发光,光电三端双向交流开关S4接收通过该发光产生的
光信号。光电三端双向交流开关S4具备零交叉触发功能,如图
2所示,当检测到来自交流电源2的交流电压变为作为基准电压
的中心电压时(时刻t3),光电三端双向交流开关S4变为接通状
态。

通过光电三端双向交流开关S4的接通状态,来自交流电源
2的交流电流经由电阻R2和光电三端双向交流开关S4流向由电
阻R1与电容器C1形成的并联电路。由此,由电阻R1与电容器
C1形成的并联电路进行动作,向三端双向交流开关S3的栅极电
极G供给电流,电流流过三端双向交流开关S3的T1电极-T2电
极,该电极间变为接通状态,即三端双向交流开关S3变为接通
状态(时刻t3)。由此,负载3经由混合式继电器1的第二机械式触
点开关13和半导体开关14而与交流电源2电连接,因此向负载3
供给交流电源2的电力。

此时,由于从交流电源2向负载3流入浪涌电流,因此处于
接通状态的三端双向交流开关S3和光电三端双向交流开关S4
中分别也流过基于该浪涌电流的大电流。光电三端双向交流开
关S4具备零交叉触发功能,由此,光电三端双向交流开关S4变
为接通状态的时刻相对于来自交流电源2的交流电压的周期不
存在偏差,因此能够抑制该浪涌电流的电流量的偏差。

当在时刻t3三端双向交流开关S3变为接通状态之后,信号
处理电路16在时刻t4将作为驱动电流的脉冲电流经由二极管D3
提供给磁性线圈L1。此时,在第一机械式触点开关12中,二极
管D1作为防止流向磁性线圈L1的电流逆流的防逆流二极管而
发挥功能,二极管D4防止电流流向磁性线圈L2。

由此,脉冲电流流过磁性线圈L1,电磁吸引力暂时发生作
用,第一机械式触点开关12的触点部S1变为接通状态(时刻t5)。
此外,由于第一机械式触点开关12是闩锁型的,因此即使停止
了向磁性线圈L1供给电流之后,触点部S1也保持接通状态。

并且,通过在时刻t5第一机械式触点开关12的触点部S1变
为接通状态,来自交流电源2的电流流过触点部S1,三端双向
交流开关S3中不再流过该电流。因而,与第一机械式触点开关
12的触点部S1的接通状态大致同步地,在时刻t5,三端双向交
流开关S3的T1电极-T2电极间变为断开状态,即三端双向交流
开关S3变为断开状态。此外,即使在时刻t5之后,第一机械式
触点开关12的触点部S1也处于接通状态,因此从交流电源2向
负载3继续供给电力。

在时刻t5三端双向交流开关S3变为断开状态之后,信号处
理电路16在时刻t6停止向第二机械式触点开关13的磁性线圈L3
供给驱动电流。即,由于向磁性线圈L3的电流供给停止,因此
常励磁型的第二机械式触点开关13中磁性线圈L3的电磁吸引
力消失,该第二机械式触点开关13的触点部S2变为断开状态。
另外,在时刻t5之后(例如,时刻t6),信号处理电路16也停止向
发光二极管LD供给驱动电流。

由此,在三端双向交流开关S3变为断开状态之后第二机械
式触点开关13变为断开状态,因此在由第二机械式触点开关13
和半导体开关14构成的供电路上无电流流通的状态下使触点部
S2的触点断开。由此,当使第二机械式触点开关13变为断开状
态时,能够防止触点部S2的触点间的电弧产生,因此能够防止
第二机械式触点开关13的触点熔接。

3.利用混合式继电器1的电力供给切断

接着,参照图3的时序图来说明通过混合式继电器1中的从
交流电源2向负载3的电源切断等来切断电力供给时的动作。图3
是表示经由第一实施方式的混合式继电器1使负载3断开的情况
下的、即切断向负载3的电力供给的情况下的该混合式继电器1
的动作时序的一例的时序图。

此外,在图3中,设在时刻t7之前,从交流电源2向负载3
供给电力,第一机械式触点开关12的触点部S1处于接通状态,
第二机械式触点开关13的触点部S2处于断开状态,包括三端双
向交流开关S3的半导体开关14处于断开状态。

下面,说明当信号处理电路16指示了切断从交流电源2向负
载3的电力供给时的混合式继电器1内的各部的动作。如图3所
示,在正在从交流电源2向负载3供给电力时,信号处理电路16
在时刻t7输出用于对磁性线圈L3供给驱动电流的信号。基于与
该信号相应地供给的驱动电流,磁性线圈L3中产生电磁吸引
力,包括该磁性线圈L3的第二机械式触点开关13的触点部S2在
时刻t8变为接通状态。由于在时刻t8第二机械式触点开关13的
触点部S2变为接通状态,因此该触点部S2的触点间电压如图3
所示那样降低。

并且,如上所述,在半导体开关14内,由构成半导体开关
14的电阻R2以及设置成与光电三端双向交流开关S4和电阻R1
的串联电路并联连接的电容器C2形成缓冲电路。在切断从交流
电源2向负载3的电力供给时,该缓冲电路抑制在时刻t8第二机
械式触点开关13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的
产生,其结果是能够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照
图6)。即通过该缓冲电路,第一实施方式的混合式继电器1能够
使三端双向交流开关S3不发生误动作而在适当的时刻切断从
交流电源2向负载3的电力供给。

在时刻t8第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状态
之后,信号处理电路16在时刻t9将作为驱动电流的脉冲电流经
由二极管D4提供给磁性线圈L2。此时,在第一机械式触点开关
12中,二极管D2作为防止流向磁性线圈L2的电流逆流的防逆流
二极管而发挥功能,二极管D3防止电流流向磁性线圈L1。由此,
脉冲电流流向磁性线圈L2,电磁吸引力暂时发生作用,第一机
械式触点开关12的触点部S1变为断开状态(时刻t10)。

并且,通过在时刻t10第一机械式触点开关12的触点部S1
断开,来自交流电源2的电流流向第二机械式触点开关13的触点
部S2,包括三端双向交流开关S3的半导体开关14中流过该电
流。并且,信号处理电路16在时刻t7向发光二极管LD供给驱动
电流。由此,光电三端双向交流开关S4的T1电极-T2电极间在
时刻t9之前被施加微小的电压。因而,与第一机械式触点开关
12的触点部S1的断开大致同步地,在时刻t10三端双向交流开关
S3的T1电极-T2电极间变为接通状态。

在图3中,说明了在时刻t7向发光二极管LD供给驱动电流,
但是若在时刻t9之前光电三端双向交流开关S4的T1电极-T2电
极间被施加微小的电压,则也可以在时刻t7之后的其它时刻向
发光二极管LD供给驱动电流。

此外,第一机械式触点开关12的触点部S1在时刻t10断开,
但是由于第二机械式触点开关13的触点部S2以及半导体开关
14都处于接通状态,因此在时刻t10的时间点继续从交流电源2
向负载3供给电力。

在时刻t10以后,信号处理电路16在时刻t11停止向发光二
极管LD供给驱动电流。由此,不再对光电三端双向交流开关S4
照射来自发光二极管LD的光信号,因此当来自交流电源2的交
流电压变为中心电压时(时刻t12),光电三端双向交流开关S4变
为断开状态。与该光电三端双向交流开关S4的断开状态连动
地,三端双向交流开关S3变为断开状态,因此半导体开关14整
体变为断开状态。由此,从交流电源2向负载3的供电路被切断,
因此由交流电源2向负载3的电力供给停止。

另外,信息处理电路16在停止向发光二极管LD供给驱动电
流之后,在时刻t13停止向磁性线圈L3供给驱动电流。即,在半
导体开关14整体变为断开状态之后,磁性线圈L3的励磁停止而
第二机械式触点开关13的触点部S2的触点变为断开状态。此
时,半导体开关14整体已变为断开状态,第二机械式触点开关
13中不会有电流流过,因此即使在触点部S2的触点变为断开状
态的情况下也不会产生电弧,因此能够防止该第二机械式触点
开关13的触点消耗。

这样,在第一实施方式的混合式继电器1中,相对于第一机
械式触点开关12并联连接有缓冲电路,该缓冲电路包括构成半
导体开关14的电阻R2和设置成与光电三端双向交流开关S4并
联连接的电容器C2的串联电路。

由此,在第一实施方式的混合式继电器1中,仅通过新设置
电容器C2,就能够即使在与第二机械式触点开关13的接通状态
相应地在该第二机械式触点开关13的触点间包含噪声成分的情
况下,也有效地抑制半导体开关14和负载3发生误动作,而无需
使部件数增加至所需以上。

<第一实施方式的变形例>

如图1所示,第一实施方式的混合式继电器1中的缓冲电路
由构成半导体开关14的电阻R2和设置成与光电三端双向交流
开关S4和电阻R1的串联电路并联连接的电容器C2的串联电路
形成。为了减少混合式继电器1中的部件数,理想的是第一实施
方式的混合式继电器1的电路结构。

然而,在本发明的混合式继电器中,并不限定于由电阻R2
和电容器C2形成上述缓冲电路的例子。在第一实施方式的变形
例1中,参照图4来说明该缓冲电路的其它形成例。

图4是表示第一实施方式的变形例1的混合式继电器1a的电
路结构的概要电路图。在图4所示的混合式继电器1a中,对与图
1所示的混合式继电器1的电路结构相同的部分附加了相同的参
照标记。由于附加了相同的参照标记的各部的动作与第一实施
方式的混合式继电器1的各部的动作相同,因此省略该动作的说
明。

在第一实施方式的变形例1的混合式继电器1a中,由设置成
与半导体开关14a并联连接的电阻R4和电容器C4的串联电路形
成缓冲电路。即,在第一实施方式的变形例1的混合式继电器1a
中,与第一实施方式的混合式继电器1相比,追加了电阻R4和
电容器C4,从而部件数变多,但是同样地,即使在与第二机械
式触点开关13的接通状态相应地在该第二机械式触点开关13的
触点间包含噪声成分的情况下也能够有效地抑制半导体开关
14a和负载3发生误动作。

具体地说,由电阻R4和电容器C4形成的缓冲电路在从交流
电源2向负载3供给电力时,与图2同样地,抑制在时刻t1第二机
械式触点开关13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的
产生,其结果是能够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照
图6)。同样地,在切断从交流电源2向负载3的电力供给时,该
缓冲电路与图3同样地,抑制在时刻t8第二机械式触点开关13
的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的产生,其结果是能
够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照图6)。

以上参照附图来说明了各种实施方式,但是毋庸置疑本发
明的混合式继电器1、1a并不限定于上述例。显然,只要是本领
域技术人员就能够在权利要求书所记载的范围内想到各种变更
例或者修正例,这些当然也属于本发明的技术范围内。

例如,已说明了上述实施方式的第一机械式触点开关12是
闩锁型的开关,但是也可以是常励磁型的开关。在这种情况下,
需要在向负载3进行电力供给的期间继续从信号处理电路16向
第一机械式触点开关12的磁性线圈供给规定的电流,因此混合
式继电器1中的驱动电流量的总量增加,但是能够使混合式继电
器1的结构整体上小型化。

以上,说明了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限
定于这些特定实施方式,在前述的权利要求书的范畴中可以进
行各种变更以及修正,这些也属于本发明的范畴。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102792409 A (43)申请公布日 2012.11.21 C N 1 0 2 7 9 2 4 0 9 A *CN102792409A* (21)申请号 201180013283.8 (22)申请日 2011.09.07 2010-204788 2010.09.13 JP H01H 47/00(2006.01) H03K 17/722(2006.01) H03K 17/78(2006.01) (71)申请人松下电器产业株式会社 地址日本大阪府 (72)发明人住野安弘 柴田究 大和弘治 工藤弘行 后藤洁 三浦启 中埜进 山添宏一 松宫桂 (74)专利代理机构北京林。

2、达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人刘新宇 张会华 (54) 发明名称 混合式继电器 (57) 摘要 本发明提供一种混合式继电器,其特征在于, 具备:第一机械式触点开关,其触点通过第一驱 动部被开闭;第二机械式触点开关,其触点通过 相对于上述第一驱动部独立的第二驱动部被开 闭;以及半导体开关,其与上述第二机械式触点 开关串联连接,其中,由上述第二机械式触点开关 和上述半导体开关形成的串联电路与上述第一机 械式触点开关并联连接在从电源向负载供给电力 的供电路上,相对于上述第一机械式触点开关并 联连接有缓冲电路。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.。

3、09.10 (86)PCT申请的申请数据 PCT/IB2011/002062 2011.09.07 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/035393 JA 2012.03.22 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书8页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 6 页 1/1页 2 1.一种混合式继电器,其特征在于,具备: 第一机械式触点开关,其触点通过第一驱动部被开闭; 第二机械式触点开关,其触点通过相对于上述第一驱动部独立的第二驱动部被开闭; 以及 半导体开关,其与上述第二机械式触点开关串联连接, 其中。

4、,由上述第二机械式触点开关和上述半导体开关形成的串联电路与上述第一机械 式触点开关并联连接在从电源向负载供给电力的供电路上, 上述第二机械式触点开关和上述半导体开关在上述第一机械式触点开关的触点闭合 之前分别导通, 相对于上述第一机械式触点开关并联连接有缓冲电路。 2.根据权利要求1所述的混合式继电器,其特征在于, 上述缓冲电路是通过将构成上述半导体开关的电阻与设置成相对于构成上述半导体 开关的光电三端双向交流开关并联连接的电容器串联连接而形成的。 3.根据权利要求1所述的混合式继电器,其特征在于, 上述缓冲电路是由相对于上述半导体开关并联连接的电阻与电容器的串联电路形成 的。 4.根据权利要。

5、求2所述的混合式继电器,其特征在于, 构成上述缓冲电路的电阻是抗浪涌电阻。 5.根据权利要求14中的任一项所述的混合式继电器,其特征在于, 上述第二机械式触点开关和上述半导体开关在对上述第一机械式触点开关的触点的 开闭进行切换之前分别导通,在已切换上述第一机械式触点开关的触点之后分别变为非导 通。 6.根据权利要求15中的任一项所述的混合式继电器,其特征在于, 上述第一机械式触点开关是在对该第一机械式触点开关的触点进行开闭时向上述第 一驱动部供给电流的闩锁型的机械式触点开关。 权 利 要 求 书CN 102792409 A 1/8页 3 混合式继电器 技术领域 0001 本发明涉及一种具备机械。

6、式触点开关(mechanical contact switch)和半导体开 关(semiconductor switch)的混合式继电器(hybrid relay)。 背景技术 0002 以往,为了切换对于照明器具等具有进行逆变器(inverter)控制的逆变器电路 的负载的电力供给与切断,使用具备并联连接的机械式触点开关和半导体开关的混合式继 电器。具备逆变器电路的负载为了将交流电压转换为直流电压而附设有大容量的平滑电容 器。当从交流电源对负载接通电源时,该平滑电容器内流入大电流,因此负载内流入浪涌电 流。特别是在如电源电压高的高负载的状况下,由于流入负载的浪涌电流变大,因此连接在 负载与交。

7、流电源之间的混合式继电器内也流过基于该浪涌电流的大电流。 0003 因此,在这种混合式继电器中,为了避免由于基于浪涌电流的大电流流过机械式 触点开关而造成该机械式触点开关的触点对发生触点熔接(接点溶着),首先使半导体开 关为导通状态。 0004 此外,在下面的说明中,将“使半导体开关为导通状态”以及“使机械式触点开关为 闭合状态”分别记载为“使半导体开关接通(ON)”和“使机械式触点开关接通(ON)”。 0005 同样地,在下面的说明中,将“使半导体开关为非导通状态”以及“使机械式触点开 关为打开状态”分别记载为“使半导体开关断开(OFF)”和“使机械式触点开关断开(OFF)”。 0006 在。

8、浪涌电流流过半导体开关之后,当供给至负载的电流变为稳定状态时,使机械 式触点开关接通。通过这种动作,能够抑制混合式继电器内的机械式触点开关中流过大电 流,从而能够避免该机械式触点开关的触点对在即将接触前由于电弧(arc)的产生而导致 触点熔接。 0007 这样,混合式继电器具备半导体开关以防止机械式触点开关的触点熔接,在使半 导体开关接通之后使机械式触点开关接通,之后使半导体开关断开,之后开始向负载供给 电力。 0008 另外,提出了一种具有如下结构的混合式继电器:在使机械式触点开关与半导体 开关接通之前,以与该半导体开关串联连接的方式追加与该机械式触点开关不同的其它机 械式触点开关(例如,参。

9、照专利文献1)。参照图5来说明该混合式继电器的电路结构。图 5是表示以往的混合式继电器的电路结构的概要电路图。 0009 混合式继电器1通过与串联连接的交流电源2和负载3进行连接而与交流电源2 和负载3一起形成闭合电路。混合式继电器1具备:端子10,其与一端连接于负载3的一 端的交流电源2的另一端相连接;端子11,其连接于负载3的另一端;第一机械式触点开关 12,其具有两端连接于端子10、11的触点部S1;第二机械式开关13,其具有一端连接于端子 10与触点部S1的一端之间的连接节点的触点部S2;半导体开关14,其包括三端双向交流 开关(triac)S3,该三端双向交流开关S3的T1电极连接于。

10、触点部S2的另一端,并且T2电 极连接于端子11;以及信号处理电路16,其对第一机械式触点开关12、第二机械式触点开 说 明 书CN 102792409 A 2/8页 4 关13以及半导体开关14各自的接通(闭合)/断开(打开)进行控制。 0010 经由该混合式继电器1进行的从交流电源2向负载3的电力供给是基于信号处理 电路16的指示来进行的。具体地说,基于来自信号处理电路16的指示,使第二机械式触点 开关13和半导体开关14分别接通。并且,基于来自信号处理电路16的指示,在从交流电 源2向负载3供给电力之后,使相对于串联连接的第二机械式触点开关13和半导体开关14 并联连接的第一机械式触点开。

11、关12接通。之后,基于来自信号处理电路16的指示,按半导 体开关14和第二机械式触点开关13的顺序使它们断开。这样,在使半导体开关14的三端 双向交流开关S 3接通的时刻,经由由第二机械式触点开关13和半导体开关14形成的供 电路开始从交流电源2向负载3供给电力。并且,在使该第二机械式触点开关13和半导体 开关14都断开之后,经由包括第一机械式触点开关12的供电路从交流电源2向负载3供 给电力。 0011 接着,在使第一机械式触点开关12接通的状态下,经由混合式继电器1的从交流 电源2向负载3的电力供给的切断是基于信号处理电路16的指示而进行的。具体地说,基 于来自信号处理电路16的指示,使第。

12、二机械式触点开关13和半导体开关14分别接通。由 此,建立经由第二机械式触点开关13和半导体开关14的供电路,流向负载3的电流的一部 分流向第二机械式触点开关13和半导体开关14,从而降低流向第一机械式触点开关12的 电流。之后,基于来自信号处理电路16的指示,使第一机械式触点开关12断开,按半导体 开关14和第二机械式触点开关13的顺序使它们断开。此外,从交流电源2向负载3的电 力供给的切断是与半导体开关14的断开同步地进行的。 0012 该专利文献1所公开的混合式继电器1将设置于通向负载的供电路上的第一机械 式触点开关12设为闩锁型(latching type),仅在开闭该第一机械式触点开。

13、关12时,使第 二机械式触点开关13和半导体开关14动作。由此,能够降低使用混合式继电器1时的电 力消耗。 0013 专利文献1:日本特开2010-103099号公报 0014 然而,在上述专利文献1中的混合式继电器1中,当从交流电源2向负载3供给电 力时,在使第二机械式触点开关13的触点部S2接通起至使半导体开关14接通为止的期间 内可能产生噪声。这样,当第二机械式触点开关13的触点部S2的触点间电压包含噪声成 分时,如图6所示,构成半导体开关14的三端双向交流开关S3会进行误动作。图6是说明 以往的混合式继电器中的动作时序的一例的时序图。 0015 因而,在接通了第二机械式触点开关13时该。

14、第二机械式触点开关13的触点部S2 的触点间电压包含噪声成分的情况下,负载3会与该三端双向交流开关S3的非预期的接通 或断开同步地进行误动作。在这种情况下,其结果是存在混合式继电器1的动作可靠性不 稳定的问题。 0016 鉴于这种以往的问题,本发明提供一种在机械式触点开关的触点部的触点间产生 了噪声的情况下有效地抑制半导体开关和负载发生误动作的混合式继电器。 发明内容 0017 根据本发明的一个实施方式,提供一种混合式继电器,该混合式继电器具备:第一 机械式触点开关,其触点通过第一驱动部被开闭;第二机械式触点开关,其触点通过相对于 说 明 书CN 102792409 A 3/8页 5 第一驱动。

15、部独立的第二驱动部被开闭;以及半导体开关,其与第二机械式触点开关串联连 接,其中,由第二机械式触点开关和半导体开关形成的串联电路与第一机械式触点开关并 联连接在从电源向负载供给电力的供电路上,第一机械式触点开关是在对该第一机械式触 点开关的触点进行开闭时向第一驱动部供给电流的闩锁型的机械式触点开关,第二机械式 触点开关和半导体开关在对第一机械式触点开关的触点的开闭进行切换之前分别导通,在 已切换第一机械式触点开关的触点的开闭之后分别变为非导通,相对于第一机械式触点开 关并联连接有缓冲电路(snubber circuit)。 0018 上述缓冲电路是通过将构成半导体开关的电阻与设置成相对于构成半。

16、导体开关 的光电三端双向交流开关(photo triac)并联连接的电容器串联连接而形成的。 0019 上述缓冲电路优选是由相对于半导体开关并联连接的电阻与电容器的串联电路 形成的。 0020 构成上述缓冲电路的电阻优选是抗浪涌电阻。 0021 发明的效果 0022 根据本发明的一个实施方式,在机械式触点开关的触点部的触点间产生了噪声的 情况下,能够有效地抑制半导体开关和负载发生误动作。 附图说明 0023 通过如下的附图和优选实施例的说明来明确本发明的目的以及特征。 0024 图1是表示第一实施方式的混合式继电器的电路结构的概要电路图。 0025 图2是说明接通负载的情况下的第一实施方式的混。

17、合式继电器的动作时序的一 例的时序图。 0026 图3是说明断开负载的情况下的第一实施方式的混合式继电器的动作时序的一 例的时序图。 0027 图4是表示第一实施方式的变形例的混合式继电器的电路结构的概要电路图。 0028 图5是表示以往的混合式继电器的电路结构的概要电路图。 0029 图6是说明以往的混合式继电器中的动作时序的一例的时序图。 具体实施方式 0030 下面,通过参照构成本说明书的一部分的附图来更详细说明本发明的实施方式。 针对附图整体中相同或类似的部分附加同一参照标记,省略说明。 0031 0032 参照附图来说明本发明的第一实施方式的混合式继电器。图1是表示第一实施方 式的混。

18、合式继电器1的电路结构的概要电路图。 0033 1混合式继电器1的结构 0034 如图1所示,第一实施方式的混合式继电器1通过与串联连接的交流电源2和负 载3进行连接而与交流电源2和负载3一起形成闭合电路。即,从交流电源2向负载3的 电力供给以及电力供给切断是根据混合式继电器1的接通状态和断开状态而进行的。交流 电源2例如是100V的商用电源等。负载3例如是包括荧光灯、白炽灯的照明器具或者换气 扇等。 说 明 书CN 102792409 A 4/8页 6 0035 混合式继电器1具备:端子10,其与一端连接于负载3的一端的交流电源2的另 一端相连接;端子11,其连接于负载3的另一端;第一机械式。

19、触点开关12,其包含一端连接 于端子10的触点部S1;第二机械式触点开关13,其包含触点部S2,该触点部S2的一端连 接于端子10与触点部S1的一端之间的连接节点;半导体开关14,其包含三端双向交流开 关S3,该三端双向交流开关S3的T1电极连接于触点部S2的另一端且T2电极连接于端子 11;以及信号处理电路16,其进行使第一机械式触点开关12、第二机械式触点开关13以及 半导体开关14分别为接通状态或断开状态的控制。 0036 对该混合式继电器1的电路结构进行详细说明。在混合式继电器1中,由第二机 械式触点开关13的触点部S2和半导体开关14的三端双向交流开关S3构成的串联电路与 第一机械式。

20、触点开关12在端子10、11之间进行并联连接。 0037 第一机械式触点开关12是闩锁型的机械式触点开关,其具备产生用于将触点部 S1切换为接通状态的电磁力的磁性线圈L1以及产生用于将触点部S1切换为断开状态的电 磁力的磁性线圈L2。即,由磁性线圈L1、L2构成第一机械式触点开关12的第一驱动部。 0038 第二机械式触点开关13是常励磁(常時励磁)型的机械式触点开关,具备产生用 于将触点部S2保持在接通状态的电磁力的磁性线圈L3。即,由磁性线圈L3构成第二机械 式触点开关13的第二驱动部。 0039 在第一机械式触点开关12中,磁性线圈L1的一端与二极管D3的阴极电极连接, 该二极管D3的阳。

21、极电极连接在信号处理电路16上,另一方面,磁性线圈L2的一端与二极 管D4的阴极电极连接,该二极管D4的阳极电极连接在信号处理电路16上。这些磁性线圈 L1、L2的另一端彼此连接。并且,这些磁性线圈L1、L2的连接节点接地、并且与二极管D1、 D2各自的阳极电极相连接。此外,下面的说明中的“接地”是指与混合式继电器1内的基准 电压进行连接。 0040 另外,二极管D1、D2各自的阴极电极与二极管D3、D4各自的阴极电极相连接。这 样,第一机械式触点开关12包括串联连接的磁性线圈L1、L2、阳极电极彼此连接的二极管 D1、D2以及阳极电极连接在信号处理电路16上的二极管D3、D4。 0041 第。

22、二机械式触点开关13包括一个磁性线圈L3以及与磁性线圈L3并联连接的二 极管D5。磁性线圈L3的一端与二极管D5的阳极电极所形成的连接节点接地,磁性线圈L3 的另一端与二极管D5的阴极电极所形成的连接节点与信号处理电路16相连接。 0042 半导体开关14包括三端双向交流开关S3、在三端双向交流开关S3的T2电极与栅 极电极G之间并联连接的电容器C1、电阻R1以及电容器C2、一端连接于三端双向交流开关 S3的T1电极的电阻R2以及包括光电三端双向交流开关S4的光电三端双向交流开关耦合 器(photo triac coupler)15,该光电三端双向交流开关S4的T1电极连接于电阻R2的另 一端。

23、。 0043 此外,在使第二机械式触点开关13的触点部S2接通的情况下半导体开关14中也 流入基于浪涌电流的大电流,因此电阻R2优选为抗浪涌电阻。 0044 并且,电容器C2相对于光电三端双向交流开关S4和电阻R1的串联电路并联连 接,并且与电阻R2串联连接。通过使电阻R2与电容器C2串联连接,来在半导体开关14内 形成缓冲电路。如图1所示,该缓冲电路设置成相对于第一机械式触点开关12并联连接。 0045 光电三端双向交流开关耦合器15还具备发光二极管LD,该发光二极管LD的阳极 说 明 书CN 102792409 A 5/8页 7 电极经由电阻R3而与信号处理电路16连接,并且该发光二极管L。

24、D的阴极电极接地。另外, 在光电三端双向交流开关耦合器15中,来自发光二极管LD的光信号输入到光电三端双向 交流开关S4,该光电三端双向交流开关S4的T2电极与三端双向交流开关S3的栅极电极G 相连接。并且,光电三端双向交流开关S4是具备零交叉触发(点弧)功能的半 导体开关元件,当来自发光二极管LD的光信号输入时,在该光电三端双向交流开关S4的T2 电极侧检测到交流电源2的交流电压的中心电压(基准电压)后才开始导通。 0046 2利用混合式继电器1的电力供给 0047 参照图2的时序图来说明在混合式继电器1中的从交流电源2向负载3接通电源 时等进行电力供给时的动作。图2是表示经由第一实施方式的。

25、混合式继电器1使负载3接 通的情况下的、即向负载3供给电力来使其进行动作的情况下的该混合式继电器1的动作 时序的一例的时序图。 0048 下面,说明当信号处理电路16指示了从交流电源2向负载3进行电力供给时的混 合式继电器1内的各部的动作。如图2所示,信号处理电路16在时刻t0输出用于对磁性 线圈L3供给驱动电流的信号。基于与该信号相应地供给的驱动电流,磁性线圈L3中产生 电磁吸引力,包括该磁性线圈L3的第二机械式触点开关13的触点部S2在时刻t1变为接 通状态。此外,与磁性线圈L3并联连接的二极管D5作为用于防止在磁性线圈L3中流动的 电流逆流的防逆流二极管而发挥功能。由于在时刻t1第二机械。

26、式触点开关13的触点部S2 为接通状态,因此该触点部S2的触点间电压如图2所示那样降低。 0049 并且,如图1所示,在半导体开关14内,由构成半导体开关14的电阻R2以及设置 成与光电三端双向交流开关S4和电阻R1的串联电路并联连接的电容器C2形成缓冲电路。 在从交流电源2向负载3进行电力供给时,该缓冲电路抑制在时刻t1第二机械式触点开关 13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的产生,其结果是能够抑制三端双向交流开 关S3发生误动作(参照图6)。即,通过该缓冲电路,第一实施方式的混合式继电器1能够 使三端双向交流开关S3不发生误动作而在适当的时刻进行从交流电源2向负载3的电力 供给。 0。

27、050 当在时刻t1第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状态之后,信号处理电 路16在时刻t2对发光二极管LD提供驱动电流。由此,在光电三端双向交流开关耦合器15 中,发光二极管LD进行发光,光电三端双向交流开关S4接收通过该发光产生的光信号。光 电三端双向交流开关S4具备零交叉触发功能,如图2所示,当检测到来自交流电源2的交 流电压变为作为基准电压的中心电压时(时刻t3),光电三端双向交流开关S4变为接通状 态。 0051 通过光电三端双向交流开关S4的接通状态,来自交流电源2的交流电流经由电阻 R2和光电三端双向交流开关S4流向由电阻R1与电容器C1形成的并联电路。由此,由电阻 R1。

28、与电容器C1形成的并联电路进行动作,向三端双向交流开关S3的栅极电极G供给电流, 电流流过三端双向交流开关S3的T1电极-T2电极,该电极间变为接通状态,即三端双向交 流开关S3变为接通状态(时刻t3)。由此,负载3经由混合式继电器1的第二机械式触点 开关13和半导体开关14而与交流电源2电连接,因此向负载3供给交流电源2的电力。 0052 此时,由于从交流电源2向负载3流入浪涌电流,因此处于接通状态的三端双向交 流开关S3和光电三端双向交流开关S4中分别也流过基于该浪涌电流的大电流。光电三端 说 明 书CN 102792409 A 6/8页 8 双向交流开关S4具备零交叉触发功能,由此,光电。

29、三端双向交流开关S4变为接通状态的时 刻相对于来自交流电源2的交流电压的周期不存在偏差,因此能够抑制该浪涌电流的电流 量的偏差。 0053 当在时刻t3三端双向交流开关S3变为接通状态之后,信号处理电路16在时刻t4 将作为驱动电流的脉冲电流经由二极管D3提供给磁性线圈L1。此时,在第一机械式触点开 关12中,二极管D1作为防止流向磁性线圈L1的电流逆流的防逆流二极管而发挥功能,二 极管D4防止电流流向磁性线圈L2。 0054 由此,脉冲电流流过磁性线圈L1,电磁吸引力暂时发生作用,第一机械式触点开关 12的触点部S1变为接通状态(时刻t5)。此外,由于第一机械式触点开关12是闩锁型的, 因此。

30、即使停止了向磁性线圈L1供给电流之后,触点部S1也保持接通状态。 0055 并且,通过在时刻t5第一机械式触点开关12的触点部S1变为接通状态,来自交 流电源2的电流流过触点部S1,三端双向交流开关S3中不再流过该电流。因而,与第一机 械式触点开关12的触点部S1的接通状态大致同步地,在时刻t5,三端双向交流开关S3的 T1电极-T2电极间变为断开状态,即三端双向交流开关S3变为断开状态。此外,即使在时 刻t5之后,第一机械式触点开关12的触点部S1也处于接通状态,因此从交流电源2向负 载3继续供给电力。 0056 在时刻t5三端双向交流开关S3变为断开状态之后,信号处理电路16在时刻t6停 。

31、止向第二机械式触点开关13的磁性线圈L3供给驱动电流。即,由于向磁性线圈L3的电流 供给停止,因此常励磁型的第二机械式触点开关13中磁性线圈L3的电磁吸引力消失,该第 二机械式触点开关13的触点部S2变为断开状态。另外,在时刻t5之后(例如,时刻t6), 信号处理电路16也停止向发光二极管LD供给驱动电流。 0057 由此,在三端双向交流开关S3变为断开状态之后第二机械式触点开关13变为断 开状态,因此在由第二机械式触点开关13和半导体开关14构成的供电路上无电流流通的 状态下使触点部S2的触点断开。由此,当使第二机械式触点开关13变为断开状态时,能够 防止触点部S2的触点间的电弧产生,因此能。

32、够防止第二机械式触点开关13的触点熔接。 0058 3利用混合式继电器1的电力供给切断 0059 接着,参照图3的时序图来说明通过混合式继电器1中的从交流电源2向负载3 的电源切断等来切断电力供给时的动作。图3是表示经由第一实施方式的混合式继电器1 使负载3断开的情况下的、即切断向负载3的电力供给的情况下的该混合式继电器1的动 作时序的一例的时序图。 0060 此外,在图3中,设在时刻t7之前,从交流电源2向负载3供给电力,第一机械式 触点开关12的触点部S1处于接通状态,第二机械式触点开关13的触点部S2处于断开状 态,包括三端双向交流开关S3的半导体开关14处于断开状态。 0061 下面,。

33、说明当信号处理电路16指示了切断从交流电源2向负载3的电力供给时的 混合式继电器1内的各部的动作。如图3所示,在正在从交流电源2向负载3供给电力时, 信号处理电路16在时刻t7输出用于对磁性线圈L3供给驱动电流的信号。基于与该信号 相应地供给的驱动电流,磁性线圈L3中产生电磁吸引力,包括该磁性线圈L3的第二机械式 触点开关13的触点部S2在时刻t8变为接通状态。由于在时刻t8第二机械式触点开关13 的触点部S2变为接通状态,因此该触点部S2的触点间电压如图3所示那样降低。 说 明 书CN 102792409 A 7/8页 9 0062 并且,如上所述,在半导体开关14内,由构成半导体开关14的。

34、电阻R2以及设置成 与光电三端双向交流开关S4和电阻R1的串联电路并联连接的电容器C2形成缓冲电路。 在切断从交流电源2向负载3的电力供给时,该缓冲电路抑制在时刻t8第二机械式触点开 关13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的产生,其结果是能够抑制三端双向交流 开关S3发生误动作(参照图6)。即通过该缓冲电路,第一实施方式的混合式继电器1能够 使三端双向交流开关S3不发生误动作而在适当的时刻切断从交流电源2向负载3的电力 供给。 0063 在时刻t8第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状态之后,信号处理电路 16在时刻t9将作为驱动电流的脉冲电流经由二极管D4提供给磁性线圈L2。此时。

35、,在第一 机械式触点开关12中,二极管D2作为防止流向磁性线圈L2的电流逆流的防逆流二极管而 发挥功能,二极管D3防止电流流向磁性线圈L1。由此,脉冲电流流向磁性线圈L2,电磁吸 引力暂时发生作用,第一机械式触点开关12的触点部S1变为断开状态(时刻t10)。 0064 并且,通过在时刻t10第一机械式触点开关12的触点部S1断开,来自交流电源2 的电流流向第二机械式触点开关13的触点部S2,包括三端双向交流开关S3的半导体开关 14中流过该电流。并且,信号处理电路16在时刻t7向发光二极管LD供给驱动电流。由 此,光电三端双向交流开关S4的T1电极-T2电极间在时刻t9之前被施加微小的电压。。

36、因 而,与第一机械式触点开关12的触点部S1的断开大致同步地,在时刻t10三端双向交流开 关S3的T1电极-T2电极间变为接通状态。 0065 在图3中,说明了在时刻t7向发光二极管LD供给驱动电流,但是若在时刻t9之 前光电三端双向交流开关S4的T1电极-T2电极间被施加微小的电压,则也可以在时刻t7 之后的其它时刻向发光二极管LD供给驱动电流。 0066 此外,第一机械式触点开关12的触点部S1在时刻t10断开,但是由于第二机械式 触点开关13的触点部S2以及半导体开关14都处于接通状态,因此在时刻t10的时间点继 续从交流电源2向负载3供给电力。 0067 在时刻t10以后,信号处理电路。

37、16在时刻t11停止向发光二极管LD供给驱动电 流。由此,不再对光电三端双向交流开关S4照射来自发光二极管LD的光信号,因此当来自 交流电源2的交流电压变为中心电压时(时刻t12),光电三端双向交流开关S4变为断开状 态。与该光电三端双向交流开关S4的断开状态连动地,三端双向交流开关S3变为断开状 态,因此半导体开关14整体变为断开状态。由此,从交流电源2向负载3的供电路被切断, 因此由交流电源2向负载3的电力供给停止。 0068 另外,信息处理电路16在停止向发光二极管LD供给驱动电流之后,在时刻t13停 止向磁性线圈L3供给驱动电流。即,在半导体开关14整体变为断开状态之后,磁性线圈 L3。

38、的励磁停止而第二机械式触点开关13的触点部S2的触点变为断开状态。此时,半导体 开关14整体已变为断开状态,第二机械式触点开关13中不会有电流流过,因此即使在触点 部S2的触点变为断开状态的情况下也不会产生电弧,因此能够防止该第二机械式触点开 关13的触点消耗。 0069 这样,在第一实施方式的混合式继电器1中,相对于第一机械式触点开关12并联 连接有缓冲电路,该缓冲电路包括构成半导体开关14的电阻R2和设置成与光电三端双向 交流开关S4并联连接的电容器C2的串联电路。 说 明 书CN 102792409 A 8/8页 10 0070 由此,在第一实施方式的混合式继电器1中,仅通过新设置电容器。

39、C2,就能够即使 在与第二机械式触点开关13的接通状态相应地在该第二机械式触点开关13的触点间包含 噪声成分的情况下,也有效地抑制半导体开关14和负载3发生误动作,而无需使部件数增 加至所需以上。 0071 0072 如图1所示,第一实施方式的混合式继电器1中的缓冲电路由构成半导体开关14 的电阻R2和设置成与光电三端双向交流开关S4和电阻R1的串联电路并联连接的电容器 C2的串联电路形成。为了减少混合式继电器1中的部件数,理想的是第一实施方式的混合 式继电器1的电路结构。 0073 然而,在本发明的混合式继电器中,并不限定于由电阻R2和电容器C2形成上述缓 冲电路的例子。在第一实施方式的变形。

40、例1中,参照图4来说明该缓冲电路的其它形成例。 0074 图4是表示第一实施方式的变形例1的混合式继电器1a的电路结构的概要电路 图。在图4所示的混合式继电器1a中,对与图1所示的混合式继电器1的电路结构相同的 部分附加了相同的参照标记。由于附加了相同的参照标记的各部的动作与第一实施方式的 混合式继电器1的各部的动作相同,因此省略该动作的说明。 0075 在第一实施方式的变形例1的混合式继电器1a中,由设置成与半导体开关14a并 联连接的电阻R4和电容器C4的串联电路形成缓冲电路。即,在第一实施方式的变形例1的 混合式继电器1a中,与第一实施方式的混合式继电器1相比,追加了电阻R4和电容器C4。

41、, 从而部件数变多,但是同样地,即使在与第二机械式触点开关13的接通状态相应地在该第 二机械式触点开关13的触点间包含噪声成分的情况下也能够有效地抑制半导体开关14a 和负载3发生误动作。 0076 具体地说,由电阻R4和电容器C4形成的缓冲电路在从交流电源2向负载3供给 电力时,与图2同样地,抑制在时刻t1第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状态 时所产生的噪声的产生,其结果是能够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照图6)。 同样地,在切断从交流电源2向负载3的电力供给时,该缓冲电路与图3同样地,抑制在时 刻t8第二机械式触点开关13的触点部S2变为接通状态时所产生的噪声的产生,其。

42、结果是 能够抑制三端双向交流开关S3发生误动作(参照图6)。 0077 以上参照附图来说明了各种实施方式,但是毋庸置疑本发明的混合式继电器1、1a 并不限定于上述例。显然,只要是本领域技术人员就能够在权利要求书所记载的范围内想 到各种变更例或者修正例,这些当然也属于本发明的技术范围内。 0078 例如,已说明了上述实施方式的第一机械式触点开关12是闩锁型的开关,但是也 可以是常励磁型的开关。在这种情况下,需要在向负载3进行电力供给的期间继续从信号 处理电路16向第一机械式触点开关12的磁性线圈供给规定的电流,因此混合式继电器1 中的驱动电流量的总量增加,但是能够使混合式继电器1的结构整体上小型。

43、化。 0079 以上,说明了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限定于这些特定实施方式, 在前述的权利要求书的范畴中可以进行各种变更以及修正,这些也属于本发明的范畴。 说 明 书CN 102792409 A 10 1/6页 11 图1 说 明 书 附 图CN 102792409 A 11 2/6页 12 图2 说 明 书 附 图CN 102792409 A 12 3/6页 13 图3 说 明 书 附 图CN 102792409 A 13 4/6页 14 图4 说 明 书 附 图CN 102792409 A 14 5/6页 15 图5 说 明 书 附 图CN 102792409 A 15 6/6页 16 图6 说 明 书 附 图CN 102792409 A 16 。

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