发明名称 半导体继电器及该半导体继电器的控制方法
摘要 本发明由于具有:元件间电压检测电路116,其系检测三端双向可控矽开关元件114的两端电压,输出与有无超过临限值的两端电压对应的元件间电压检测信号者;元件驱动电路112,其系根据控制输入信号输出元件驱动信号者;逻辑判断电路119,其系根据有无元件间电压检测信号和有无元件驱动信号输出逻辑判断信号者;和滤波电路120,其系由该逻辑判断信号中除去了干扰因素,输出元件安全信号者;因此能稳定地检测出三端双向可控矽开关元件的故障。
申请公布号 TW508608 申请公布日期 2002.11.01
申请号 TW090128617 申请日期 2001.11.19
申请人 欧姆龙股份有限公司 发明人 堀端健司;中山 晃行;中村敏之;山田隆章;桥本 雄士;原田 和竑
分类号 H01H51/30 主分类号 H01H51/30
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体继电器,其特征在于其系具有配置在端子之间根据元件驱动信号将上述端子之间予以接通和断开的半导体元件部者,具有:感测器部,其系检测出上述半导体元件部的动作,根据该检测结果输出感测器部输出信号者;及元件故障检测电路,其系根据上述元件驱动信号和上述感测器输出信号判断上述半导体元件部有无故障者。2.根据申请专利范围第1项记载的半导体继电器,其中上述感测器部系具有两端电压检测电路,其系检测出上述半导体元件部两端电压,根据该检测结果输出上述感测器部输出信号-元件间电压检测信号者;上述元件故障检测电路根据上述元件间电压检测信号和上述元件驱动信号,能判断上述半导体元件部有无故障。3.根据申请专利范围第2项记载的半导体继电器,其中上述两端电压检测电路系输出与有无上述两端电压对应的元件间电压检测信号;上述元件故障检测电路具有:逻辑判断电路,其系输出与有无上述元件间电压检测信号和有无上述元件驱动信号对应的逻辑判断信号者;和滤波电路,其系根据上述逻辑判断信号输出与上述半导体元件部有无故障对应的元件安全信号者。4.根据申请专利范围第2或3项记载的半导体继电器,其中具有电源电路,其系至少向上述两端电压检测电路和上述元件故障检测电路的一方供电者;该电源电路的供电由连接于上述端子的负载电源电路进行。5.一种半导体继电器,其特征在于其系具有以负载电源驱动负载的负载电路和控制该负载电路的半导体元件部者;具有:假负载部,其系与上述负载并联者;和控制电路,其系控制该假负载部和上述半导体元件部者。6.一种半导体继电器,其特征在于其系具有以负载电源驱动负载的负载电路和控制该负载电路的半导体元件部者,具有:假负载部,其系与上述负载并联者;安全断路部,其系在上述负载电路上具有接通和断开上述负载电源和上述负载的接点者;和控制电路,其系控制上述假负载部、上述半导体元件部和上述安全断路部者。7.一种半导体继电器,其特征在于具有:负载电路,其系以负载电源驱动负载者;半导体元件部,其系控制该负载电路者;安全断路部,其系在上述负载电路上具有接通和断开上述负载电源和上述负载的接点者;假负载部,其系在上述负载的断路状态下确保上述半导体元件部的电流路由执行故障检测者;和控制手段,其系在上述半导体元件部、上述假负载部和上述安全断路部均为断开状态的无电源状态投入电源的起始检验状态下,执行上述安全断路部的故障检测,该故障检测的结果上述安全断路部为无故障时,执行上述半导体元件部的故障检测,该故障检测结果上述半导体元件部为无故障时接通上述安全断路部使它动作,将上述负荷电路控制在运转状态者。8.根据申请专利范围第7项记载的半导体继电器,其中上述控制手段系当上述安全断路部正常时,在上述假负载部确保上述半导体元件部的电流的路由执行上述半导体元件部的故障检测一定时间,上述半导体元件部正常时,停止执行上述半导体元件部的故障检测的同时,接通上述安全断路部使它动作,将上述负载电路控制在运转状态者。9.根据申请专利范围第7项记载的半导体继电器,其中上述控制手段系当上述安全断路部有故障时,在上述假负载部不执行上述半导体元件部的故障检测,而控制上述负载电路不进入运转状态,当上述半导体元件部有故障时,将上述负载电路控制在不进入运转状态者。10.根据申请专利范围第7或9项记载的半导体继电器,其中具有元件驱动电路,其系输出元件驱动信号驱动上述半导体元件部者;上述控制手段系监视上述安全断路部,当检测出上述安全断路部的上述接点未开放时,就以上述元件驱动电路控制不输出上述元件驱动信号者。11.根据申请专利范围第7或8项记载的半导体继电器,其中上述控制手段在投入电源时,通过上述假负载部使上述半导体元件部通电,确认上述半导体元件部为正常后,控制上述安全断路部的上述接点闭上。12.根据申请专利范围第7或9项记载的半导体继电器,其中具有元件故障检测电路,其系检测出上述半导体元件部的故障者;上述控制手段在通常运转时,当上述元件故障检测电路确认了上述半导体元件部的故障时,控制上述安全断路部的上述接点开放。13.根据申请专利范围第7或9项记载的半导体继电器,其中上述控制手段在停止运转时,控制上述安全断路部的上述接点开放。14.一种半导体继电器,其特征在于具有:负载电路,其系以负载电源驱动者;半导体元件部,其系控制该负载电路者;元件驱动电路,其系输出元件驱动信号驱动上述半导体元件部者;安全断路部,其系在上述负载电路上具有接通和断开上述负载电源和上述负载的接点者;感测器部,其系检测上述半导体元件部的动作者;元件故障检测电路,其系根据该感测器部的感测器输出信号和上述元件驱动电路的上述元件驱动信号检测上述半导体元件部的故障,输出元件安全信号者;假负载部,其系在上述负载的断路状态下确保上述半导体元件部的电流路由执行故障检测者;断路电路监视电路,其系当上述安全断路部处于能正常作用状态时输出断路继电安全信号者;起始控制电路,其系接通电源时动作上述假负载部使上述半导体元件部处于能确认安全的状态,截断外来的控制输入信号,向上述元件驱动电路输出元件部起动时的检验用运转信号,同时向上述断路电路监视电路输出安全断路部检验用信号,以确认上述安全断路部的熔着者;和逻辑电路,其系当上述元件安全信号和上述断路继电器安全信号于到高电平时向上述元件安全断路部输出安全确认信号者。15.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述安全断路部系由以安全继电器形成的断路继电器构成者。16.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述安全断路部系由至少有一个常通接点的电磁式继电器形成的断路继电器构成者。17.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述安全断路部系由安全继电器和通常继电器形成的断路继电器构成者。18.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述安全断路部系由高耐压性的半导体元件构成者。19.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述安全断路部的上述断路继电器的控制系根据输入到上述半导体元件部的元件驱动信号随时进行者。20.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述假负载部配置在上述半导体元件部和上述安全断路部之间,且对上述负载并列配置者。21.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述假负载部系用电阻和电磁继电器串联构成者。22.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中上述假负载部系由电阻构成者。23.根据申请专利范围第22项记载的半导体继电器,其中将上述电阻设定成与负载电流相比只流过小得可忽视的电流的电阻値者。24.根据申请专利范围第15项记载的半导体继电器,其中系将上述安全断路部所使用的安全继电器的b接点用到上述假负载部的上述电磁继电器上者。25.根据申请专利范围第14项记载的半导体继电器,其中上述感测器部系由检测上述半导体元件部电压的电压检测电路构成者。26.根据申请专利范围第14项记载的半导体继电器,其中上述感测器部系由检测流过上述半导体元件部的电流的电流检测电路构成者。27.根据申请专利范围第14项记载的半导体继电器,其中上述感测器部和上述元件故障检测电路都做双重化,当一方有故障时另一方能正常动作。28.根据申请专利范围第8或14项记载的半导体继电器,其中具有从外部接到安全控制信号,强制地开放上述安全断路部的功能。29.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中具有向外输出安全控制信号,并具有当检测出内部的故障状态时控制上述安全控制信号的功能。30.根据申请专利范围第7或14项记载的半导体继电器,其中系用到三相电源的半导体继电器,由上述安全断路部断开两相所构成。31.一种半导体继电器的控制方法,其特征在于:在半导体元件部和假负载部和安全断路部均为断开状态的无电源状态投入电源的起始检验状态下,执行上述安全断路部的故障检测,该故障检测的结果上述安全断路部为无故障时,执行上述半导体元件部的故障检测,上述半导体元件部为无故障时接通上述安全断路部使它动作,将负载电路控制在运转状态,当上述安全断路部的故障检测的结果上述安全继路部有故障时,在上述假负载部不执行上述故障检测,而控制上述负载电路不进入运转状态,且当上述半导体元件部的故障检测的结果表示上述半导体元件部有故障时,控制上述负载电路不进入运转状态。图式简单说明:图1系表示本发明的半导体继电器第1个实施形态的SSR的外观构成的立体图。图2系表示第1个实施形态的SSR内部的概略构成的方块图。图3系表示有关第1个实施形态的元件间电压检测电路内部的电路构成的示意图。图4a、b系表示有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件断开时的元件间电压和元件间电压检测信号的关系的信号波形图。图5a、b系表示有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件接通时的元件间电压和元件间电压检测信号的关系的信号波形图。图6系表示有关第1个实施形态的有关元件驱动信号和元件间电压检测信号的判断算法的示意图。图7a、b系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的正常断开时的逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图8a、b系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的断开故障时的逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图9a、b系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的接通故障时的逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图10a、b系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的半波接通故障时的逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图11A、B系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的正常动作时的电源电压、元件驱动信号、元件间电压检测信号,逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图12A、B系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的接通故障时的电源电压、元件驱动信号、元件间电压检测信号,逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图13A、B系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的断开故障时的电源电压、元件驱动信号、元件间电压检测信号,逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图14A、B系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的半波接通故障时的电源电压、元件驱动信号、元件间电压检测信号,逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图15A、B系有关第1个实施形态的三端双向可控矽开关元件的截断供电时的电源电压、元件驱动信号、元件间电压检测信号、逻辑判断信号和元件安全信号的信号波形图。图16系表示将第1个实施形态的SSR适用到三角形接线的三相时的示意图。图17系表示将第1个实施形态的SSR适用到星形接线的三相时的示意图。图18系表示第2个实施形态的半导体继电器内部的概略构成的方块图。图19系该半导体继电器的起动时的流程图。图20系该半导体继电器的运转时的流程图。图21系该半导体继电器的开放故障时的时间图。图22系该半导体继电器的短路故障时的时间图。图23(1)、(2)系该半导体继电器的控制状态示意图。图24(1)、(2)系该半导体继电器的其它控制状态示意图。图25系将该半导体继电器适用到三相电机的驱动电路时的电路图。图26系在该半导体继电器的感测器部上使用电流检测电路时的故障检测流程图。
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