JP2005347186A - ハイブリッドリレー - Google Patents
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Abstract
【課題】 電気器具のオン・オフ制御に使用される電気ノイズの少ないハイブリットリレーを提供する。
【解決手段】 負荷２０に対して給電するラインＬに挿入されるハイブリッドリレー３０は、並列に分岐されたラインＬ１，Ｌ２を有する。第１のラインＬ１には第１の機械式リレー３１が挿入され、第２のラインＬ２には半導体リレー３３と第２の機械式リレー３２が直列に挿入される。オン時には、第２の機械式リレー３２を閉じた後に、半導体リレー３３を閉じ、次に、第１の機械式リレー３１を閉じて、半導体リレー３３をオープンする。オフ時には、逆の作動を行う。半導体リレーを常時クローズすることなく、また機械式リレーの電気ノイズの発生を防止することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】 負荷２０に対して給電するラインＬに挿入されるハイブリッドリレー３０は、並列に分岐されたラインＬ１，Ｌ２を有する。第１のラインＬ１には第１の機械式リレー３１が挿入され、第２のラインＬ２には半導体リレー３３と第２の機械式リレー３２が直列に挿入される。オン時には、第２の機械式リレー３２を閉じた後に、半導体リレー３３を閉じ、次に、第１の機械式リレー３１を閉じて、半導体リレー３３をオープンする。オフ時には、逆の作動を行う。半導体リレーを常時クローズすることなく、また機械式リレーの電気ノイズの発生を防止することができる。
【選択図】 図２
Description
本発明は、電気機器の温度制御に使用されるハイブリットリレーに係り、特に航空機内の電気機器の温度制御等、頻繁にＯＮ・ＯＦＦを行う機器の制御に適したハイブリットリレーに関する。
航空機に使用するリレーは高い安全性、信頼性、優れた電気ノイズ特性、航空機電源での作動等が要求されるため、一般民生分野で使用されている半導体リレー：ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）が中々使用されていない。
従来から存在する機械式リレーは電気接点を有するため、オン・オフ時にアークを発生する等し、接点溶着等といった不具合を発生しやすく、また、電気ノイズを発生させる。
航空機に搭載されているオーブンやコーヒーメーカーなどの調理用の電気機器の温度制御には機械式リレーが多く使用されており、頻繁にオン・オフを行うことにより電気ノイズの発生が問題であり、このためにノイズフィルターを設けるなどノイズ対策を行っている。半導体リレー（ＳＳＲ）はこの点、接点を有しないのでこういった問題を生じさせないようにできるが、半導体であるために、オン時における内部抵抗が接点式に比べ大きいので大きな発熱を生じたり、オフ時においても、微小電流が流れてしまう等といった問題がある。
ハイブリットリレーは、例えば、下記の特許文献に開示されている
特表２０００−５０９５４７号公報
本発明は、機械式リレーと半導体リレー（ＳＳＲ）を組合せた、特に航空機内の電気機器の温度制御に適したハイブリットリレーを提供するものである。
本発明の電源と負荷の間の給電ラインに挿入されるハイブリッドリレーは、基本的な手段として、並列に分岐される第１のライン及び第２のラインと、第１のラインに挿入される第１の機械式リレーと、第２のラインに直列に挿入される半導体リレー及び第２の機械式リレーと、を備える。
そして、ハイブリットリレーがオフ状態からオンになる時の作動は、第２のラインの第２の機械式リレーがクローズし、半導体リレーがクローズし、第１のラインの第１の機械式リレーがクローズし、第２のラインの半導体リレーがオープンする。
また、ハイブリットリレーがオン状態からオフになる時の作動は、第２のラインの半導体リレーがクローズし、第１のラインの第１の機械式リレーがオープンし、第２のラインの半導体リレーがオープンし、第２のラインの第２の機械式リレーがオープンする。
本発明のハイブリットリレーにより下記の効果が得られる。
電気ノイズ：ＳＳＲのゼロ・クロス回路を生かすことにより最少にできる。
接点溶着：ＳＳＲの無接点を利用することによりなくすことができる。
電流リーク：機械式接点を利用することによりゼロにできる。
発熱：機械式接点を利用することにより極少にできる。
故障モード：機械式接点とＳＳＲのニ方式の接点を有することにより、ＳＳＲ故障時でも回路をオープンにできる。
電気ノイズ：ＳＳＲのゼロ・クロス回路を生かすことにより最少にできる。
接点溶着：ＳＳＲの無接点を利用することによりなくすことができる。
電流リーク：機械式接点を利用することによりゼロにできる。
発熱：機械式接点を利用することにより極少にできる。
故障モード：機械式接点とＳＳＲのニ方式の接点を有することにより、ＳＳＲ故障時でも回路をオープンにできる。
図１は、本発明のハイブリットリレーを組入れた電気回路の一例を示す説明図である。
全体を符号１で示す電気回路は、電源１０と、負荷２０と、ハイブリッドリレー３０をラインLで結んだ構成を有するもので、例えば、航空機内の電気機器に適用される。
全体を符号１で示す電気回路は、電源１０と、負荷２０と、ハイブリッドリレー３０をラインLで結んだ構成を有するもので、例えば、航空機内の電気機器に適用される。
航空機の電源１０は、例えば、４００Ｈｚの周波数を有し、単相１１５Ｖ、三相で２００Ｖ等の電源が使用される。
負荷２０は、例えば、電気オーブン、コーヒーメーカー、ウォーターヒーター等の調理器具であって、電気ヒーター２２と、温度センサー２４を備える。温度センサー２４の信号は、ハイブリットリレー３０へ送られ、負荷２０へ送られる給電ラインの電流をオン・オフ制御する。
負荷２０は、例えば、電気オーブン、コーヒーメーカー、ウォーターヒーター等の調理器具であって、電気ヒーター２２と、温度センサー２４を備える。温度センサー２４の信号は、ハイブリットリレー３０へ送られ、負荷２０へ送られる給電ラインの電流をオン・オフ制御する。
図２は、本発明のハイブリットリレーの詳細を示す説明図である。
ハイブリットリレー３０は、電源と負荷２０を結ぶ給電ラインＬを並列のラインに分割した第１のラインＬ１と第２のラインＬ２を有する。
第１のラインＬ１には、符号３１で示す第１の機械式リレー（Ａ）が挿入される。
第２のラインＬ２には、半導体リレー（ＳＳＲ）３３と、符号３２で示す第２の機械式リレー（Ｂ）が直列に挿入される。
ハイブリットリレー３０は、電源と負荷２０を結ぶ給電ラインＬを並列のラインに分割した第１のラインＬ１と第２のラインＬ２を有する。
第１のラインＬ１には、符号３１で示す第１の機械式リレー（Ａ）が挿入される。
第２のラインＬ２には、半導体リレー（ＳＳＲ）３３と、符号３２で示す第２の機械式リレー（Ｂ）が直列に挿入される。
次に、本発明のハイブリットリレーの作動を説明する。
図３は、ハイブリットリレーがオフからオンになる際の作動を示すタイムチャートである。
図３は、ハイブリットリレーがオフからオンになる際の作動を示すタイムチャートである。
・オフ状態からオンになる時
（１） まず、ラインＬ２の第２の機械式リレー（Ｂ）３２がクローズする。この際に、半導体リレー３３は開いており、ラインＬ２には電流が流れておらず、機械式リレー３２のクローズ時の電気ノイズの発生はない。
（２） 半導体リレー３３がクローズする。これによりラインＬ２を介して負荷２０に電流が流れる。半導体リレー３３のクローズは、ゼロ・クロスにて行うので、ノイズの発生は最少限に押えることができる。
（３） 次に、第１のラインＬ１の機械式リレー（Ａ）３１がクローズする。この際に、機械式リレー（Ａ）の入出力接点間に電位差はないので、クローズ時の電気ノイズは発生しない。
（４） 最後に、半導体リレー３３がオープンする。半導体リレー３３のラインＬ２には電流が流れないので、半導体リレー３３は発熱しない。
なお、第２の機械式リレー３２は、半導体リレー３３がオープンした後にオープンさせておくこともできる。
（１） まず、ラインＬ２の第２の機械式リレー（Ｂ）３２がクローズする。この際に、半導体リレー３３は開いており、ラインＬ２には電流が流れておらず、機械式リレー３２のクローズ時の電気ノイズの発生はない。
（２） 半導体リレー３３がクローズする。これによりラインＬ２を介して負荷２０に電流が流れる。半導体リレー３３のクローズは、ゼロ・クロスにて行うので、ノイズの発生は最少限に押えることができる。
（３） 次に、第１のラインＬ１の機械式リレー（Ａ）３１がクローズする。この際に、機械式リレー（Ａ）の入出力接点間に電位差はないので、クローズ時の電気ノイズは発生しない。
（４） 最後に、半導体リレー３３がオープンする。半導体リレー３３のラインＬ２には電流が流れないので、半導体リレー３３は発熱しない。
なお、第２の機械式リレー３２は、半導体リレー３３がオープンした後にオープンさせておくこともできる。
・オン状態からオフになる時
（１） まず、半導体リレー３３がクローズする。ラインＬ１、ラインＬ２並列で負荷２０に電流が流れる。半導体リレー３３のクローズはゼロ・クロスで行うので、電気ノイズの発生は最少限に押えられる。
この際に、第２の機械式リレー３２がオープンであったら、予めクローズにしておく。
（２） 第１のラインの第１の機械式リレー（Ａ）３１がオープンする。ラインＬ２は閉じており、リレー入出力接点間の電位差はないので、第１の機械式リレー（Ａ）３１がオープンする際の電気ノイズの発生はない。
（３） 半導体リレー３３がオープンする。ゼロ・クロスで行うので、電気ノイズの発生は最少限となる。
（４） 第２のラインＬ２の第２の機械式リレー（Ｂ）３２がオープンする。ラインＬ２は機械的にオープンとなるので、ＳＳＲの半導体回路を通しての微少リーク電流の発生はない。
（１） まず、半導体リレー３３がクローズする。ラインＬ１、ラインＬ２並列で負荷２０に電流が流れる。半導体リレー３３のクローズはゼロ・クロスで行うので、電気ノイズの発生は最少限に押えられる。
この際に、第２の機械式リレー３２がオープンであったら、予めクローズにしておく。
（２） 第１のラインの第１の機械式リレー（Ａ）３１がオープンする。ラインＬ２は閉じており、リレー入出力接点間の電位差はないので、第１の機械式リレー（Ａ）３１がオープンする際の電気ノイズの発生はない。
（３） 半導体リレー３３がオープンする。ゼロ・クロスで行うので、電気ノイズの発生は最少限となる。
（４） 第２のラインＬ２の第２の機械式リレー（Ｂ）３２がオープンする。ラインＬ２は機械的にオープンとなるので、ＳＳＲの半導体回路を通しての微少リーク電流の発生はない。
本発明のハイブリットリレーは、以上のように作動するので、表１に示すように、機械式リレーと半導体リレー（ＳＳＲ）のそれぞれの特徴を利用して発熱、電気ノイズ、電流リーク等の不具合を生じない回路を構成することができる。
１ 電気回路
１０ 電源
２０ 負荷
２２ 電気ヒーター
２４ 温度センサ
３０ ハイブリットリレー
３１ 第１の機械式リレー
３２ 第２の機械式リレー
３３ 半導体リレー
１０ 電源
２０ 負荷
２２ 電気ヒーター
２４ 温度センサ
３０ ハイブリットリレー
３１ 第１の機械式リレー
３２ 第２の機械式リレー
３３ 半導体リレー
Claims (4)
- 電源と負荷の間の給電ラインに挿入されるハイブリッドリレーであって、
並列に分岐される第１のライン及び第２のラインと、
第１のラインに挿入される第１の機械式リレーと、
第２のラインに直列に挿入される半導体リレー及び第２の機械式リレーと、
を備えるハイブリットリレー。 - ハイブリットリレーがオフ状態からオンになる時の作動は、
第２のラインの第２の機械式リレーがクローズし、
半導体リレーがクローズし、
第１のラインの第１の機械式リレーがクローズし、
第２のラインの半導体リレーがオープンする請求項１記載のハイブリットリレー。 - ハイブリットリレーがオン状態からオフになる時の作動は、
第２のラインの半導体リレーがクローズし、
第１のラインの第１の機械式リレーがオープンし、
第２のラインの半導体リレーがオープンし、
第２のラインの第２の機械式リレーがオープンする請求項１記載のハイブリットリレー。 - 電源は航空機に装備される電源であり、負荷は例えば電気ヒーターと温度センサーを備えた調理器具である請求項１記載のハイブリットリレー。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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2004
- 2004-06-07 JP JP2004168015A patent/JP2005347186A/ja active Pending
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2005
- 2005-05-12 US US11/127,257 patent/US20050270716A1/en not_active Abandoned
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