特許 5651750 リレーを駆動する装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5651750

(24)【登録日】2014年11月21日

(45)【発行日】2015年1月14日

(54)【発明の名称】リレーを駆動する装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20141218BHJP

【ＦＩ】

   H02J1/00 306D

   H02J1/00 304E

   H02J1/00 307F

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-168852(P2013-168852)

(22)【出願日】2013年8月15日

(65)【公開番号】特開2014-39465(P2014-39465A)

(43)【公開日】2014年2月27日

【審査請求日】2013年8月15日

(31)【優先権主張番号】201210298679.8

(32)【優先日】2012年8月17日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】508107788

【氏名又は名称】光寶電子（廣州）有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】503443599

【氏名又は名称】光寶科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】陳 志泰

(72)【発明者】

【氏名】蔡 名陽

【審査官】 石川 晃

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５１−１６１０１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−０２３６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２２３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１３４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０１５０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５２−０３８２２３（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リレーを駆動するための装置であって、
前記リレーを起動させるのに十分な第１の電圧を出力する第１の電力供給モジュールと、
前記第１の電圧以下の電圧であって前記リレーが起動された状態である前記リレーの起動状態を保つための電圧である第２の電圧を出力する第２の電力供給モジュールと、
前記リレーに接続されるように前記第１の電力供給モジュールと前記第２の電力供給モジュールとに電気的に接続されたスイッチング回路と、
前記リレーから前記第２の電力供給モジュールを遮断すると共に前記第１の電力供給モジュールを前記リレーに接続させると、前記第１の電力供給モジュールから前記第１の電圧を前記リレーに与えて前記リレーを起動させ、その後、前記リレーから前記第１の電力供給モジュールを遮断すると共に前記リレーを前記第２の電力供給モジュールに接続させると、前記第２の電圧を前記リレーに与えて前記リレーの前記起動状態を保つよう前記スイッチング回路を制御するように前記スイッチング回路に接続された制御モジュールとを備え、
前記スイッチング回路は、前記第１の電力供給モジュール及び前記リレーの間に接続されたスイッチングトランジスタと、前記第２の電力供給モジュール及び前記リレーの間に接続されたスイッチングダイオードとを有し、
前記スイッチングトランジスタは、前記第１の電力供給モジュールに接続された第１の端子と、前記リレーに接続された第２の端子と、制御端子とを有し、
前記制御モジュールは、
電源投入信号を受信すると共に電源投入遅延信号を出力する遅延回路と、
前記遅延回路に前記電源投入遅延信号を受信するように接続されており第１の端子と第２の端子と制御端子とを有する第１のトランジスタと、
前記第１の電力供給モジュール及び前記第１のトランジスタの前記第１の端子の間に電気的に接続された第１のレジスタと、
第１の端子と第２の端子と前記第１のトランジスタの前記第１の端子に接続された制御端子とを有する第２のトランジスタと、
前記スイッチングトランジスタの前記制御端子及び前記第２のトランジスタの前記第１の端子との間に接続された第２のレジスタと、
前記スイッチングトランジスタの前記第１の端子及び前記制御端子の間に並列接続された第３のレジスタとを有する
ことを特徴とするリレー駆動装置。

【請求項2】

前記第２の電圧は、前記リレーの最も低い励磁電圧以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー駆動装置。

【請求項3】

前記第２の電力供給モジュールは、前記第１の電力供給モジュールから前記第１の電圧が入力されるように構成され、分圧コンデンサと、前記分圧コンデンサに並列接続されたツェナーダイオードと、を有し
前記第２の電圧は、前記第１の電圧の前記分圧コンデンサと前記ツェナーダイオードによる分圧である
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー駆動装置。

【請求項4】

前記遅延回路は、互いに並列接続された遅延コンデンサと遅延レジスタとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー駆動装置。

【請求項5】

前記スイッチングトランジスタは、前記制御端子とするベースと、前記第１の端子とするエミッタと、前記第２の端子とするコレクタとを有するＰＮＰバイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）であり、
前記第１のトランジスタは、前記制御端子とするゲートと、前記第１の端子とするドレインと、前記第２の端子とするソースとを有するＮチャンネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ）であり、
前記第２のトランジスタは、前記制御端子とするベースと、前記第１の端子とするコレクタと、前記第２の端子とするエミッタとを有するＮＰＮ ＢＪＴである
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー駆動装置。

【請求項6】

前記遅延回路は、前記電源投入信号を受けた後予め決められた遅延時間を経過すると前記電源投入遅延信号を出力するように構成され、
前記予め決められた遅延時間は、前記第１の電圧によって前記リレーを起動させるのに要する時間よりも長い時間である
ことを特徴とする請求項１に記載のリレー駆動装置。

【請求項7】

リレーを駆動するための装置であって、
前記リレーを起動させるのに十分な第１の電圧を出力する第１の電力供給モジュールと、
前記第１の電圧以下の電圧であって前記リレーが起動された状態である前記リレーの起動状態を保つための電圧である第２の電圧を出力する第２の電力供給モジュールと、
前記リレーに接続されるように前記第１の電力供給モジュールと前記第２の電力供給モジュールとに電気的に接続されたスイッチング回路と、
前記リレーから前記第２の電力供給モジュールを遮断すると共に前記第１の電力供給モジュールを前記リレーに接続させると、前記第１の電力供給モジュールから前記第１の電圧を前記リレーに与えて前記リレーを起動させ、その後、前記リレーから前記第１の電力供給モジュールを遮断すると共に前記リレーを前記第２の電力供給モジュールに接続させると、前記第２の電圧を前記リレーに与えて前記リレーの前記起動状態を保つよう前記スイッチング回路を制御するように前記スイッチング回路に接続された制御モジュールとを備え、
前記スイッチング回路は、前記第１の電力供給モジュールに接続された第１のスイッチングトランジスタと、前記第１のスイッチングトランジスタを前記リレーに導通させるように設けられた第１のスイッチングダイオードと、前記第２の電力供給モジュールを前記リレーに導通させるように設けられた第２のスイッチングダイオードとを備え、
前記第１のスイッチングトランジスタは、前記第１の電力供給モジュールに接続された第１の端子と、第２の端子と、制御端子とを有し、
前記制御モジュールは、
電源投入信号を受けるように配置されており第１の端子と第２の端子と制御端子とを有する第１のトランジスタと、
前記第１の電力供給モジュールと前記第１のトランジスタの前記第１の端子との間に電気的に接続された第１のレジスタと、
遅延信号を受けるように配置されており、前記第１のトランジスタの前記第１の端子に接続された第１の端子と第２の端子と制御端子とを有する第２のトランジスタと、
第１の端子と第２の端子と前記第１のトランジスタの前記第１の端子に接続された制御端子とを有する第３のトランジスタと、
前記第１のスイッチングトランジスタの前記制御端子及び前記第３のトランジスタの前記第１の端子の間に電気的に接続された第２のレジスタと、
前記第１のスイッチングトランジスタの前記第１の端子及び前記制御端子に並列接続された第３のレジスタとを備える
ことを特徴とするリレー駆動装置。

【請求項8】

前記スイッチング回路は、前記第１のスイッチングトランジスタの前記第２の端子に接続された第１の端子と、前記第１のスイッチングダイオードに接続された第２の端子と、 制御端子とを有する第２のスイッチングトランジスタを有し、
前記制御モジュールは更に、前記第２のスイッチングトランジスタの前記制御端子に接続されたツェナーダイオードと、前記第２のスイッチングトランジスタの前記第１の端子及び前記制御端子に並列接続された第４のレジスタとを有する
ことを特徴とする請求項７に記載のリレー駆動装置。

【請求項9】

前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとは、前記制御端子とするゲートと、前記第１の端子とするドレインと、前記第２の端子とするソースとを有するＮチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｎ−ＭＯＳＦＥＴ）であり、
前記第３のトランジスタと前記第２のスイッチングトランジスタとは、前記制御端子とするベースと、前記第１の端子とするコレクタと、前記第２の端子とするエミッタとを有するＮＰＮバイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）であり、
前記第１のスイッチングトランジスタは、前記制御端子とするベースと、前記第１の端子とするエミッタと、前記第２の端子とするコレクタとを有するＰＮＰバイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）である
ことを特徴とする請求項８に記載のリレー駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リレーを駆動する装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のパワーコンバータ（例えば電力供給装置）では、電力変換装置に電源を投入したときに発生する突入（inrush）電流を抑えると共に高い変換効率を図るために、リレーを用いている。リレーでは、パワーコンバータに電源を投入した際、突入電流を、短時間の大電流を抑制するためのものである例えばレジスタ、サーミスタなどの電流サプレッサーに流す。そして、突入電流が無くなってから、リレーからショート電流を流して電流サプレッサーを励磁させるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第2006/0174468号明細書の段落［００１０］、図４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来のリレーによれば、パワーコンバータは突入電流を抑えて小さい励磁電流で起動するので多くの電力を消費せずにすむが、リレー自体の電気部品によって電力を多く消費するので、パワーコンバータの変換効率の低下をきたす問題点がある。またリレーは起動されると、起動したままになっているので、起動するための電力を消費したままパワーコンバータに接続されたとき、パワーコンバータの変換効率が低下する問題点もある。

【0005】

優れた変換効率をもったパワーコンバータを用いたりリレーにおける電気部品を高価の電力変換用の部品に替えたり、又は回路構成を変えたりする方法を用いてもよいが、コストがアップしてしまう問題点がある。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決してなされたものであり、回路構成或いは構成部品の変更をせずリレーの電力消費を低減することができるリレーを駆動する装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、一つの観点によれば、本発明は、リレーを駆動するための装置であって、前記リレーを起動させるのに十分な第１の電圧を出力する第１の電力供給モジュールと、前記第１の電圧以下の電圧であって前記リレーが起動された状態である前記リレーの起動状態を保つための電圧である第２の電圧を出力する第２の電力供給モジュールと、前記リレーに接続されるように前記第１の電力供給モジュールと前記第２の電力供給モジュールとに電気的に接続されたスイッチング回路と、前記リレーから前記第２の電力供給モジュールを遮断すると共に前記第１の電力供給モジュールを前記リレーに接続させると、前記第１の電力供給モジュールから前記第１の電圧を前記リレーに与えて前記リレーを起動させ、その後、前記リレーから前記第１の電力供給モジュールを遮断すると共に前記リレーを前記第２の電力供給モジュールに接続させると、前記第２の電圧を前記リレーに与えて前記リレーの前記起動状態を保つよう前記スイッチング回路を制御するように前記スイッチング回路に接続された制御モジュールとを備えていることを特徴とするリレー駆動装置を提供する。

【0008】

また、他の観点によれば、本発明は、リレーに電気的に接続されたリレー駆動装置によって実行する方法であって、前記リレーを起動させるのに十分な電圧である第１の電圧を前記リレーに出力するように前記リレー駆動装置を構成するステップと、前記第１の電圧以下の電圧であって前記リレーが起動された状態である前記リレーの起動状態を保つための電圧である第２の電圧を前記リレーに出力するように前記リレー駆動装置を構成するステップとを特徴とするリレー駆動方法をも提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るリレーを駆動する装置及び方法によれば、ハイレベル電圧である第１の電圧とローレベル電圧である第２の電圧との切替により、リレー全体の電力消費を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係るリレー駆動装置の１つの実施形態を示す回路ブロック図である。

【図2】異なるレベルの電圧及び電流による図１のリレー駆動装置を作動させるフローを示す図である。

【図3】図１のリレー駆動装置における異なる電圧及び電流のタイミングチャートを示す図である。

【図4】図１のリレー駆動装置の一例を示す回路構成図である。

【図5】図１のリレー駆動装置の他例を示す回路構成図である。

【図6】図５のリレー駆動装置における電圧のタイミングチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係るリレー駆動装置１００の一実施形態は、図１に示されているように、リレー２１０が備えられているパワーコンバータ２００に連結されて構成されている。なお、リレー駆動装置１００は、他の形態としてリレーを含むパワー装置に連結されるようにしてもよい。

【0012】

リレー２１０は、この形態において、リレー駆動装置１００に連結された一次側と、パワー変換ユニット２２０に連結された二次側とを有する。本発明に係るリレー駆動装置１００は、電力使用量を削減するために異なる２種類の電圧を用いてリレー２１０を駆動するものである。

【0013】

リレー駆動装置１００は、第１の電力供給モジュール１０と、第２の電力供給モジュール２０と、スイッチング回路３０と、制御モジュール４０とを備えている。

【0014】

第１の電力供給モジュール１０は、リレー２１０を作動できるほどの第１の電圧Ｖｏ_１を出力する。第２の電力供給モジュール２０は、第１の電圧Ｖｏ_１よりも低い第２の電圧Ｖｏ_２を出力する。第１の電圧Ｖｏ_１は、リレー２１０を起動可能な最も低い電圧よりも大きい又は等しい。第２の電圧Ｖｏ_２は、リレー２１０が起動された状態である起動状態を保持するのに十分な電圧であって、リレー２１０の最も低い励磁電圧よりも大きい又は等しい。

【0015】

スイッチング回路３０は、一例として第１の電力供給モジュール１０とリレー２１０とが電気的に接続される、或いは第２の電力供給モジュール２０とリレー２１０とが電気的に接続されるように切替可能に、リレー２１０に電気的に接続されるように、第１の電力供給モジュール１０と第２の電力供給モジュール２０とに電気的に接続されている。

【0016】

なお、スイッチング回路３０は、電圧切替用の機械的な構成要素或いは半導体素子を用いて実現されてもよく、例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）、ダイオード、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などを用いることができる。

【0017】

制御モジュール４０は、スイッチング回路３０に電気的に接続されており、スイッチング回路３０の切替を制御するように構成されている。

【0018】

次に本発明に係るリレー駆動装置１００を用いてリレー２１０を駆動する方法について図２〜４を参照して説明する。

【0019】

ステップＳ１０では、時刻ｔ_０にて、電源を投入する（例えば電源スイッチを押す）と、リレー駆動装置１００を作動させると共に、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮを生成する。より具体的には、図２と図３に示されているように、時刻ｔ_０にて制御モジュール４０に電源投入信号ＰＳ＿ＯＮを供給し、制御モジュール４０は電源投入信号ＰＳ＿ＯＮに基づいて時刻ｔ_１にてハイレベルになった制御信号Ｖｄを生成してスイッチング回路３０に供給する。なお、この形態では、リレー駆動装置１００は、第１の電力供給モジュール１０にて第１の電圧Ｖｏ_１を、第２の電力供給モジュール２０にて第２の電圧Ｖｏ_２を生成してリレー２１０に供給するように構成される。

【0020】

この実施形態において、制御信号Ｖｄは、時刻ｔ_０でローレベルになって、スイッチング回路３０を介して第２の電力供給モジュール２０とリレー２１０との間が導通しないが、第１の電力供給モジュール１０とリレー２１０との間が電気的に接続されるように導通するものである。これによって、リレー２１０を起動できるのに十分である第１の電圧Ｖｏ_１がスイッチング回路３０を介してリレー２１０に供給される。

【0021】

ステップＳ２０では、第１の電圧Ｖｏ_１を出力し、設定時間の後、時刻ｔ_１でリレー駆動装置１００によって第１の電圧Ｖｏ_１よりも低い第２の電圧Ｖｏ_２をリレー２１０に供給する。このとき、時刻ｔ_１で制御信号Ｖｄがハイレベルになって制御モジュール４０によって出力される。こうして、第１の電力供給モジュール１０はリレー２１０から遮断され、第２の電力供給モジュール２０はスイッチング回路３０を介してリレー２１０に電気的に接続されるように導通し、リレー２１０に第２の電圧Ｖｏ_２が供給される。

【0022】

ここで、設定時間とは、第１の電圧Ｖｏ_１にてリレー２１０を確実に作動できるように保証するために設定した時間であって、リレー２１０の第１の電圧Ｖｏ_１にて起動するのに十分である最短な時間である固有時間よりも長いことに留意されたい。リレー駆動装置１００は、第１の電圧Ｖｏ_１にてリレー２１０を設定時間起動した後、第１の電圧Ｖｏ_１よりも低い第２の電圧Ｖｏ_２に切り替える。

【0023】

リレー駆動装置１００は、リレー２１０に第１の電圧Ｖｏ_１を供給し、そして、リレー２１０に第２の電圧Ｖｏ_２を供給するように構成されている。第２の電圧Ｖｏ_２は、第１の電圧Ｖｏ_１以下の電圧であってリレー２１０が起動された状態であるリレー２１０の起動状態を保つための電圧であるので、リレー２１０をより低い電力消費で作動させることになり、パワーコンバータ２００の電力変換効率を高めることができる。

【0024】

表１は、パワーコンバータ２００の異なる負荷(例えば、それぞれ２０％、５０％、１００％）によるリレー２１０の電力消費の結果を示す。それぞれの場合においてリレー駆動装置１００によってリレー装置２１０をそれぞれ作動させる。それぞれの場合、第１の電圧Ｖｏ_１を１２ボルト、第２の電圧Ｖｏ_２を５ボルトとセットし、パワーコンバータ２００は２５０ワットの電力を供給するように構成されたものである。

【0025】

【表1】

【0026】

表１を見ると、リレー駆動装置１００によれば、負荷条件が異なってもリレー２１０の電力消費は共に０．２５６ワット低減することが分かる。

【0027】

（リレー駆動装置の回路構成の一例）
図４は、本発明に係るリレー駆動装置の回路構成の一例を示す図である。この例では、第１の電力供給モジュール１０は、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮに応答してハイレベル電圧からローレベル電圧に変わるように起動すべく、第１の電圧Ｖｏ_１を供給する外部電圧源である。なお、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮは外部基準電圧Ｖｒｅｆによって供給される。

【0028】

第２の電力供給モジュール２０は、分圧コンデンサＣｖと、分圧コンデンサＣｖに並列接続された第１のツェナーダイオードＺＤ_１と、第１の電力供給モジュール１０に電気的に接続された分圧抵抗とを備えている。この形態において、第２の電力供給モジュール２０は、第１の電力供給モジュール１０が出力した第１の電圧Ｖｏ_１を受けるように配置され、第２の電圧Ｖｏ_２は、第１の電圧Ｖｏ_１による分圧コンデンサＣｖと第１のツェナーダイオードＺＤ_１とを跨いで得られた分圧である。

【0029】

スイッチング回路３０は、第１の電力供給モジュール１０がリレー２１０に接続されたスイッチングトランジスタＱｓと、第２の電力供給モジュール２０がリレー２１０に接続されたスイッチングダイオードＤｓとを有する。この形態では、スイッチングトランジスタＱｓは、例えばＰＮＰバイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）であり、制御端子とするベースと、第１の端子とするエミッタと、第２の端子とするコレクタとを有するものである。スイッチングダイオードＤｓは、第２の電力モジュール２０に電気的に接続されたアノードと、リレー２１０の一次側に電気的に接続されたカソードとを有する。

【0030】

制御モジュール４０は、遅延回路４１と、第１のトランジスタＱ_１と、第１のレジスタＲ_１と、第２のトランジスタＱ_２と、第２のレジスタＲ_２と、第３のレジスタＲ_３とを有する。

【0031】

遅延回路４１は、この例では、互いに並列接続された遅延コンデンサＣｄと、遅延レジスタＲｄとを有するＲＣ回路である。遅延回路４１は、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮを受信し、電源投入遅延信号を出力する。

【0032】

なお、第１のトランジスタＱ_１は、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、制御端子とするゲートと、第１の端子とするドレインと、第２の端子とするソースとを有するものである。第１のトランジスタＱ_１の制御端子は、電源投入遅延信号を受信するように遅延回路４１に接続されている。第１のトランジスタＱ_１の第２の端子は接地されている。

【0033】

第１のレジスタＲ_１は、第１の電力供給モジュール１０と第１のトランジスタＱ_１の第１の端子との間に電気的に接続されている。

【0034】

第２のトランジスタＱ_２は、例えばＮＰＮ ＢＪＴであり、制御端子とするベースと、第１の端子とするコレクタと、第２の端子とするエミッタとを有するものである。第２のトランジスタＱ_２の制御端子は、第１のトランジスタＱ_１の第１の端子に接続されている。第２のトランジスタＱ_２の第２の端子は接地されている。

【0035】

第２のレジスタＲ_２は、スイッチングトランジスタＱｓの制御端子と第２のトランジスタＱ_２の第１の端子との間に電気的に接続されている。第３のレジスタＲ_３は、スイッチングトランジスタＱｓの第１の端子及び制御端子の間に並列に接続されている。

【0036】

次に、上記のように構成されたリレー駆動装置の動作及び効果について説明する。この形態では、パワーコンバータ２００が起動される（例えば外部よりパワーコンバータ２００の電源が押されたとき）と、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮがハイレベル電圧からローレベル電圧へ変わるように切り替わる。

【0037】

第１の電力供給モジュール１０は、レスポンスとして第１の電圧Ｖ_Ｏ１を出力し、そして第２の電力供給モジュール２０は第２の電圧Ｖ_Ｏ２を出力する。スイッチングトランジスタＱｓと第２のトランジスタＱ_２が導通し、スイッチングダイオードＤｓが逆方向バイアスとなる。結果として、第１の電力供給モジュール１０のみから電流Ｉ_Ｏ１がスイッチングユニット３０に流れるようになる。即ち、第２の電力供給モジュール２０からの電流Ｉ_Ｏ２が遮断される。そして、リレー２１０を起動するように第１の電圧Ｖ_Ｏ１が入力される。

【0038】

次いで、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮが制御モジュール４０の遅延回路４１に入力され、スイッチングトランジスタＱｓと第２のトランジスタＱ_２との導通で、遅延回路４１によって電源投入遅延信号が第１のトランジスタＱ_１の制御端子に出力される。そして、スイッチングトランジスタＱ_Ｓと第２のトランジスタＱ_２は遮断され、スイッチングダイオードＤ_Ｓが順方向バイアスとなる。結果として、第２の電力供給モジュール２０のみから電流Ｉ_Ｏ２がスイッチングユニット３０に流れるようになる。即ち、第１の電力供給モジュール１０からの電流Ｉ_Ｏ１が遮断される。そして、第２の電圧Ｖ_Ｏ２が入力されることにより、リレー２１０が起動された状態である起動状態を保つことができる。

【0039】

ここで、リレー２１０を起動するために、第１の電圧Ｖ_Ｏ１をある期間（設定時間）供給しつづける必要があることに留意されたいが、遅延回路４１は、切り替わって第２の電圧Ｖ_Ｏ２をリレー２１０に供給する前に電源投入遅延信号を出力して、リレー２１０を起動するための固有時間よりも長く経過するようにしなければならない。この形態では、遅延回路４１はＲＣ回路であり、その遅延時間はリレー２１０が起動するのに必要である最短の時間よりも長く予め設定する必要がある。

【0040】

（リレー駆動装置の回路構成の他例）
図５は、本発明に係るリレー駆動装置の回路構成の他例を示す図である。この例では、第１の電力供給モジュール１０と第２の電力供給モジュール２０は外部電圧源であり、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮに応答してローレベル電圧に切り替えるように作動される。電源投入信号ＰＳ＿ＯＮ及び遅延信号ＰＧＯは２つの独立した外部電圧源を用いて生成されるものであり、図６に示されているように、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮが遅延時間に出力された後遅延信号ＰＧＯが出力されるように構成されている。

【0041】

スイッチング回路３０は、第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１と、第１のスイッチングダイオードＤ_１と、第２のスイッチングダイオードＤ_２と、第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２とを有する。第１のスイッチングダイオードＤ_１と第２のスイッチングダイオードＤ_２とは、第１の電力供給モジュール１０が第１のスイッチングダイオードＤ_１を介してリレー２１０に接続されると共に、第２の電力供給モジュール２０が第２のスイッチングダイオードＤ_２を介してリレー２１０に接続されるように配置されている。

【0042】

この例では、第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１は、例えばＰＮＰ ＢＪＴであり、制御端子とするベースと、第１の端子とするエミッタと、第２の端子とするコレクタとを有するものである。第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１の第１の端子は第１の電力供給モジュール１０に接続されている。

【0043】

第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２は、例えばＮＰＮ ＢＪＴであり、制御端子とするベースと、第１の端子とするコレクタと、第２の端子とするエミッタとを有するものである。第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２の第１の端子は、第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１の第２の端子に接続されている。第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２の第２の端子は、第１のスイッチングダイオードＤ_１に接続されている。

【0044】

制御モジュール４０は、第１のトランジスタＱａと、第１のレジスタＲａと、第２のトランジスタＱｂと、第３のトランジスタＱｃと、第２のレジスタＲｂと、第３のレジスタＲｃと、ツェナーダイオードＺＤａと、第４のレジスタＲ_４とを有する。

【0045】

第１のトランジスタＱａは、例えばＮ−ＭＯＳＦＥＴであり、制御端子とするゲートと、第１の端子とするドレインと、第２の端子とするソースとを有するものである。第１のトランジスタＱａの制御端子は、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮを受信するように配置されている。第１のトランジスタＱａの第２の端子は接地されている。

【0046】

第１のレジスタＲａは、第１の電力供給モジュール１０及び第１のトランジスタＱａの第１の端子の間に接続されている。

【0047】

第２のトランジスタＱｂは、例えばＮ−ＭＯＳＦＥＴであり、制御端子とするゲートと、第１の端子とするドレインと、第２の端子とするソースとを有する。第２のトランジスタＱｂの第１の端子は、第１のトランジスタＱａの第１の端子に接続されている。第２のトランジスタＱｂの制御端子は、遅延信号ＰＧＯを受信するように配置されている。第２のトランジスタＱｂの第２の端子は接地されている。

【0048】

第３のトランジスタＱｃは、例えばＮＰＮ ＢＪＴであり、制御端子とするベースと、第１の端子とするコレクタと、第２の端子とするエミッタとを有するものである。第３のトランジスタＱｃの制御端子は、第１のトランジスタＱａの第１の端子に接続されている。第３のトランジスタＱｃの第２の端子は接地されている。

【0049】

第２のレジスタＲｂは、第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１の制御端子及び第３のトランジスタＱｃの第１の端子の間に接続されている。第３のレジスタＲｃは、第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１の第１の端子と制御端子とに並列接続されている。第４のレジスタＲ_４は、第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２の第１の端子と制御端子とに並列接続されている。

【0050】

次に、この例に係るリレー駆動装置１００の動作及び作用について説明する。

【0051】

図６に示されているように、時刻ｔ_０にて例えばリレー駆動装置１００に入力された電源投入信号ＰＳ＿ＯＮによって、パワーコンバータ２００が起動されると、第１の電力供給モジュール１０と第２の電力供給モジュール２０は電源投入信号ＰＳ＿ＯＮの電圧レベルの切替に応じてそれぞれが第１の電圧Ｖ_Ｏ１、第２の電圧Ｖ_Ｏ２を出力する。この際、電源投入信号ＰＳ＿ＯＮと遅延信号ＰＧＯとは共にローレベル電圧であるため、第１のトランジスタＱａと第２のトランジスタＱｂとに電流が遮断されて流されない。第１の電圧Ｖ_Ｏ１によって第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１、第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２及び第１のダイオードＤ_１を導通状態にし、第２のダイオードＤ_２が逆方向バイアスとなる。そうすると、第１の電圧Ｖ_Ｏ１がリレー２１０に出力される。

【0052】

遅延時間（例えば１００〜５００ｍｓｅｃと予め設定された時間）の経過後、遅延信号ＰＧＯが時刻ｔ_１にてハイレベル電圧に切り替わる。次いで第２のトランジスタＱｂが導通状態になり、第３のトランジスタＱｃ及び第１のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ１、第２のスイッチングトランジスタＱ_Ｓ２の間は遮断状態となり、第１のダイオードＤ_１が逆方向バイアスとなる。その後、第２のダイオードＤ_２は順方向バイアスとなり、第２の電圧Ｖ_Ｏ２がリレー２１０に出力される。

【0053】

以上により、リレー駆動装置１００は、ハイレベル電圧とローレベル電圧との切替により、リレー２１０の全体の電力消費を削減することができる。なお、リレー駆動装置１００は、電力変換効率が高い部品に替えたり回路の配置を変更する必要もなく、周辺機器としてリレー２１０に接続されることができる。本発明に係るリレー駆動装置１００は、高価な電気部品を使うことはないので比較的に安価に仕上げることができ、しかも良品質な装置が得られる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明は、電力消費を低く抑え高い変換効率を得ることができる電力変換装置に有用である。

【符号の説明】

【0055】

１００ リレー駆動装置
２００ パワーコンバータ
２１０ リレー
２２０ パワー変換ユニット
１０ 第１の電力供給モジュール
２０ 第２の電力供給モジュール
３０ スイッチング回路
４０ 制御モジュール
Ｉ_Ｏ１、Ｉ_Ｏ２、Ｉｒ 電流
ＰＳ＿ＯＮ 電源投入信号
Ｖｄ 制御信号
Ｖｏ_１ 第１の電圧
Ｖｏ_２ 第２の電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】