CN102292786A - 负载控制装置 - Google Patents

Abstract

一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：主开闭单元，串联连接于所述电源与所述负载之间，以用于对所述负载的电力供应进行控制并且包括开关元件，辅助开闭单元，用于在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合；以及电压检测器，用于对输入至所述第三电源单元的电压进行检测。其中在对所述负载供电时，所述控制单元在所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时，使所述主开闭单元在第一预定时间段内一直导通，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时使所述辅助开闭单元在第二预定时间段内一直导通。

Description

负载控制装置

技术领域

本发明涉及一种串联连接于交流电源与诸如照明装置等的负载之间的二线式负载控制装置。

背景技术

通常，使用诸如三端双向可控硅开关元件、硅控整流器等的无触点开关元件的用于照明装置的负载控制装置已经得到实用。出于省配线的观点考虑，该些负载控制装置一般为二线式，并且串联连接在交流电源与负载之间。对这种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置而言，问题在于如何确保自身的电路电源。

根据图44所示的第一常规示例的负载控制装置50串联连接于交流电源2与负载3之间，且包括主开闭单元51、整流电路52、控制单元53、用于将稳定的电源供给至控制单元53的第一电源54、在停止对负载3供电时对第一电源54供电的第二电源55、在对负载3供电时对第一电源54供电的第三电源56、以及用于将微小电流导入负载3的辅助开闭单元57。主开闭单元51包括作为开关元件51a的三端双向可控硅开关元件。

在未对负载3进行电力供给即负载控制装置50为断开的状态下，从交流电源2而对负载控制装置50施加的电压经由整流电路52而供给至第二电源55。第二电源55是包括电阻器与齐纳二极管的恒压电路。在断开的状态下，流经负载3的电流是微小电流，其程度不可能使负载3产生故障。将控制单元53中消耗的电流设置保持为小，同时将第二电源55的阻抗设置保持为高。

另一方面，在对负载3进行电力供给即负载控制装置50为接通的状态下，根据来自控制单元53的控制信号而使第三电源56接通，负载控制装置50的阻抗降低，使得流经负载3的电流量增加。此时，流经第三电源56的电流亦流至第一电源54，从而缓冲电容器54a开始充电。

在缓冲电容器54a的充电电压较预定阈值更高时，包括在第三电源56的齐纳二极管56a崩溃。因此，电流流至辅助开闭单元57的栅极，使得辅助开闭57导通状态(闭合状态)。结果，通过整流电路52的电流流至辅助开闭单元57，而不是流至第三电源56，进而流至主开闭单元51的开关元件51a的栅极，使得主开闭单元51导通(闭合状态)。因此，几乎将所有电力供给至负载3。

一旦主开闭单元51变为导通状态，则电流持续流动。然而，在交流电流到达过零点时，开关元件51a会自接地或熄灭(即，自身关断)，并且主开闭单元51变为非导通(打开状态)。在主开闭单元51变为非导通，则电流再次自整流电路52经由第三电源56而流至第一电源54，从而负载控制装置50执行操作以确保其自身电路电源。即，在交流电源的每1/2周期，重复进行负载控制装置50的确保其自身电路电源的操作、用于使得辅助开闭单元57以及主开闭单元51导通的操作。

根据图45所示的第二常规示例的负载控制装置60串联连接于交流电源2与负载3之间，并且包括主开闭单元61、整流电路62、控制单元63、用于将稳定的电源供给至控制单元63的第一电源64、在对负载3停止供电的状态下对第一电源64供电的第二电源65、在对负载3供电时对第一电源64供电的第三电源66、以及对负载电流的过零点进行检测的过零检测器67。主开闭单元61包括作为其开关元件61a的金属氧化物半导体场效应晶体管，将白炽灯用作待控制的负载。

当对负载3供电时，仅在与外部输入的调光电平对应的时间段使主开闭单元61的开关元件61a导通。具体而言，在过零检测器67检测出电压的过零点的时间点使开关元件61a变为导通状态(闭合状态)，在经过上述时间段后开关元件61a变为非导通(打开状态)。在主开闭单元61非导通(打开状态)的同时，与上述第一常规示例相同地确保负载控制装置60的自身电路电源。在主开闭单元61变为非导通时，则过零检测器67再次检测出过零点并且执行使开关元件61a导通(闭合状态)的操作。即，在交流电源的每1/2周期，重复进行在主开闭单元61处于非导通状态的同时用于确保其自身电源的负载控制电路60的操作，以及在主开闭单元61变为非导通时，用于检测过零点使得开关元件61a变为导通的过零检测器67的操作。

在根据上述常规示例的负载控制装置50和60中，为了在对负载3停止供电时使控制单元53、63运行，需要设置第二电源55、65以对相应第一电源54、64持续供电。因此，电流虽然微小却持续流至负载3，从而限制了可连接的负载3的规格。

与此同时，如第一常规示例的负载控制装置50般，当主开闭单元51的开关元件为三端双向可控硅开关元件或硅控整流器时，为了减少在对负载3供电时产生的噪声，以及为了防止因于停止对负载3供电时自电源2传播的噪声而引起的故障，必需设置滤波器。然而，包括在滤波器的线圈58的大小及由线圈引起的发热，导致负载控制装置难以实现小型化。

为了不使用滤波器而减少由负载控制装置引起的噪声，在例如日本专利申请公开2006-92859公开了一种负载控制装置(被称为“第三常规示例”)。除主开闭单元的开关元件以外，第三常规示例的负载控制装置包括接通电阻(on resistance)较开关元件(第一开关单元)更大的第二开关单元，其中在使第二开关单元接通后使第一开关单元接通。然而，在这种第三常规示例中，由于开关元件数量增多，所以电路构成变得复杂，并且开关接通的时间点的控制变得复杂。

近年来，电灯型荧光灯得到广泛采用以实现节能。然而，当根据第一常规示例的负载控制装置60中主开闭单元61的开关元件61a为晶体管时，负载被限定为如白炽灯般的负载电流与负载电压为同相位(功率因数为1)的负载。因此，需要使连接的诸如荧光灯及白炽灯等负载的种类不受限制的二线式负载控制装置。

此外，用作主开闭单元的开关元件的三端双向可控硅开关元件或晶体管是由Si制成，一般为电流在元件的纵向流动的纵立式。在三端双向可控硅开关元件的情况下，因导通路径上存在PN结，故通电期间为克服所述PN结的障碍会产生损耗。在晶体管的情况下，因必需反方向连接2个元件，且用作耐电压维持层的低载体密度层的电阻较高，故通电时会产生损耗。因为这些损耗，使得开关元件自身的发热量增大，而需要大型的散热片。难以实现负载控制装置的大容量化及小型化。

此外，这种负载控制装置通常容纳于设置在壁面的金属制箱子等内而使用。但先前的负载控制装置中，小型化存在限度，故就现在一般使用的箱子的大小而言，难以结合其它传感器、开关等来安装负载控制装置。因此，为了在一般大小的箱子中结合其它传感器、开关等使用负载控制装置，要求负载控制装置进一步小型化。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提供一种负载控制装置，所述负载控制装置通过减少对负载通电时的发热量，从而能够实现小型化以及大容量化，此外，无需限制诸如荧光灯、白炽灯等负载的功率因数。

此外，本发明的另一目的在于提供一种一方面可减少开关元件的数量，一方面可准确控制开闭时间点的负载控制装置。

另外，本发明的另一目的在于提供一种省略了与常规示例中的第二电源对应的结构，并且能够防止停止对负载供电时防止负载内流动微少电流的负载控制装置。

根据本发明的第一方面，提供一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：主开闭单元，串联连接于所述电源与所述负载之间，以用于对所述负载的电力供应进行控制并且包括开关元件，其中所述开关元件具有横向双栅极晶体管结构，所述横向双栅极晶体管结构具有耐电压部并且具有向其施加控制电压的双栅极；辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，以用于在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合。所述负载控制装置还包括第一电源单元，用于经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；第二电源单元，用于经由所述整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且在停止对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；驱动电路，用于驱动所述主开闭单元；第三电源单元，用于在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；以及电压检测器，用于对输入至所述第三电源单元的电压进行检测。

在对所述负载供电时，所述控制单元在所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时，使所述主开闭单元在第一预定时间段内一直导通，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时使所述辅助开闭单元在第二预定时间段内一直导通。

利用上述配置，所述主开闭单元包括作为开关元件的双栅极晶体管，从低损耗的观点来看，所述双栅极晶体管是一种高效半导体芯片，从而实现负载控制装置的小型化、大容量化。

根据本发明的第二方面，提供一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：主开闭单元，对所述负载的电力供应进行控制并且具有晶体管结构的开关元件，辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合。

负载控制装置还包括第一电源单元，经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；第二电源单元，经由所述整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且在停止对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；以及第三电源单元，在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力。

在所述负载控制装置中，所述第三电源单元包括用于检测向其输入的电压的电压检测器，以及用于检测负载电流的过零点的过零检测器，并且在对所述负载供电时，所述控制单元在第一预定时间段与第三预定时间段重叠的时间内使所述主开闭单元导通，所述第一预定时间段是从所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时开始计数的，所述第三预定时间段是从所述过零检测器检测出所述负载电流的过零点时开始计数的，所述第三预定时间段短于所述负载电流的半个周期。

利用这种配置，由于所述控制单元在所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时使所述主开闭单元在第一预定时间段内一直导通，使得在商用电源的半个周期中的大部分时间内，从所述主开闭单元对负载供电。此外即便在所述第一预定时间段内，若经过第三预定时间段，则控制单元亦使主开闭单元非导通，因此即便例如在低负载时第一预定时间段开始的时间点延迟，在负载电流为零之前主开闭单元已确实地变为非导通。

根据本发明的第三方面，提供一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：主开闭单元，对所述负载的电力供应进行控制并且具有晶体管结构的开关元件，辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；以及控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合。

所述负载控制装置还包括：第一电源单元，经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；第三电源单元，在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力，接收单元，接收外部输入的控制信号；以及独立电源单元，对由所述接收单元接收的所述控制信号进行整流，并且向所述第一电源单元供应电力。

利用上述配置，由于独立电源对由接收单元接收的控制信号进行整流，并且向第一电源供电，因此可省略与常规示例的第二电源对应的结构。此外，由于独立电源独立且单独地对负载和第一电源供电，所以扩大了负载的使用范围。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附式作详细说明如下。

图1A是具有包含单个耐电压部的横向双栅极晶体管结构的开关元件的电路图，图1B是将2个MOSFET晶体管器件反方向连接的情况下的电路图；

图2是具有横向双栅极晶体管结构的开关元件的截面图；

图3是用于解释根据本发明的第一实施例的负载控制装置1的基本配置的电路图；

图4是示出了根据第一实施例的负载控制装置的各部分的信号波形的时间图；

图5是示出了根据本发明的第一实施例的负载控制装置1A中的驱动电路的第一示例的电路图；

图6是图5中所示的负载控制装置1A的驱动电路的放大图；

图7是负载控制装置1A中的驱动电路的变型例的电路图；

图8是图7中所示的驱动电路的放大图；

图9是负载控制装置1A中的驱动电路的第二示例的电路图；

图10是图9中所示的驱动电路的放大图；

图11是示出了根据图9中所示的第二示例的驱动电路的具体示例的电路图；

图12是图11中所示的驱动电路的放大图；

图13是示出了根据第二示例的驱动电路的变型例的电路图；

图14是图13中所示的驱动电路的放大图；

图15是根据第二示例的驱动电路的另一变型例的电路图；

图16是图15中所示的驱动电路的放大图；

图17是根据第三示例的驱动电路的电路图；

图18是图17中所示的驱动电路的放大图；

图19是根据第一实施例的负载控制装置的第一变型例的电路图；

图20是根据第一实施例的负载控制装置的第二变型例的电路图；

图21是示出了图20中所示的负载控制装置的各单元的信号波形的时间图；

图22是根据第一实施例的负载控制装置的第三变型例的电路图；

图23是图22中所示的驱动电路的放大图；

图24是示出了图22中所示的负载控制装置的各单元的信号波形的时间图；

图25是根据本发明的第二实施例的负载控制装置的电路图；

图26是示出了根据第二实施例的负载控制装置在高负载时的各单元的信号波形的时间图；

图27是示出了根据第二实施例的负载控制装置在低负载时的各单元的信号波形的时间图；

图28是示出了根据第二实施例的负载控制装置在低负载时、将第三预定时间段用于主开闭单元的控制的情况下的各单元的信号波形的时间图；

图29是示出了根据本发明的第三实施例的负载控制装置的配置的电路图；

图30是示出了根据本发明的第四实施例的负载控制装置的配置的电路图；

图31是示出了根据第四实施例的负载控制装置的变型例的配置的电路图；

图32是示出了根据本发明的第五实施例的包括负载控制装置的负载控制系统的方框图；

图33是示出了根据第五实施例的负载控制装置的第一示例的配置的电路图；

图34A及图34B示出了根据第五实施例的负载控制装置进行操作时的波形，图34A示出了当功率因数为1时的波形，图34B示出了当功率因数不为1时的波形；

图35是示出了根据第五实施例的负载控制装置的第二示例的配置的电路图；

图36是示出了图35中所示的负载控制装置进行操作时的波形的视图；

图37是示出了根据第五实施例的负载控制装置的第三示例的配置的电路图；

图38是示出了包括在第三示例的负载控制装置的主开闭单元中的开关元件的示意性配置的示图；

图39是示出了根据第五实施例的负载控制装置的第四示例的配置的电路图；

图40是示出了包括在第四示例的负载控制装置的主开闭单元中的开关元件的示意性配置的示图；

图41是沿着图40中A-A线截取的截面图；

图42是示出了根据本发明的第六实施例的负载控制的配置的电路图；

图43是示出了根据第六实施例的负载控制装置在低负载时、将第三预定时间段用于主开闭单元的控制的情况下的各部分的信号波形的时间图；

图44是示出了根据第一常规示例的负载控制装置的配置的电路图；以及

图45是示出了根据第二常规示例的负载控制装置的配置的电路图。

具体实施方式

在下文中，将参考图形成本发明的一部分的附图来具体描述本发明的实施例。

首先，下面将参考附图来解释根据本发明的负载控制装置中所使用的开关元件。图1A示出了包括具有单个耐电压部的横向双栅极晶体管结构的开关元件的电路图，图1B示出了具有与第二常规示例一样将2个MOSFET型晶体管器件反方向耦合的配置的开关元件的电路图。此外，图2示出了具有横向双栅极晶体管结构的开关元件的截面图。

在图1B所示的配置中，2个晶体管器件的源极电极S彼此连接且接地(作为最低电势单元)，源极电极S与栅极电极G1、G2之间无需耐电压，但是分别在栅极电极G1、G2与漏极电极D1、D2之间需要耐电压。即，在部分中需要距离以用于耐电压，并且在下文中设置了用于耐电压的距离的部分被称为“耐电压部”。此外，由于2个晶体管器件根据基于源极电极的栅极信号而操作，故可对各晶体管器件的栅极电极G1、G2输入相同的驱动信号而驱动。

另一方面，可以将如图1A和图2所示的具有横向双栅极晶体管结构的开关元件实现具有单个耐压部且损耗少的双向器件。这种配置的开关元件必需基于漏极电极D1、D2的电压来进行控制，且必需对2个栅极电极G1、G2分别输入不同的驱动信号(因此被称作双栅极晶体管)。

(第一实施例)

图3是示出了本发明的第一实施例的负载控制装置1的基本配置的电路图，图4是示出了负载控制装置1的各部分的信号波形的时间图。此外，此处未示出驱动电路10的具体配置，驱动电路10的具体配置将在以下的实施例中说明。

参考图3，根据本发明的第一实施例的负载控制装置1串联连接于交流电源2与负载3之间，且包括如下的部分：主开闭单元11，用于控制对负载3的电力供应；驱动电路10，用于驱动主开闭单元11；整流电路12；控制单元13，用于控制整个负载控制装置1；第一电源单元14，用于对控制单元13供应稳定的电力；第二电源单元15，在对负载3停止供电的状态下，对第一电源单元14供电；第三电源单元16，在对负载3供电时，对第一电源单元14供电；以及辅助开闭单元17，用于向负载导入微小电流等等。

此外，在第三电源单元16中，进一步设置有用于对输入至第三电源单元的电压进行检测的电压检测器18。主开闭单元11具有包括横向双栅极晶体管结构的开关元件11a，辅助开闭单元17具有包括硅控整流器结构的辅助开关元件。

即便在不对负载3供电即在负载控制装置1的断开的状态下，电流亦自电源2经由整流电路12而流至第二电源单元15，所以微小电流也流至负载3。然而，流经负载3的微小电流被抑制得较低，其程度不会使负载3产生故障，且第二电源单元15的阻抗维持于高值。

在对负载3供电时，降低第三电源单元16的阻抗，使电流流向负载控制装置1，从而对第一电源单元14的缓冲电容器25进行充电。如上所述，第三电源单元16中设置有电压检测器(充电监控单元)18，对输入至第三电源单元16的电压进行检测。在电压检测器18检测到输入至第三电源单元16的电压已达到预定阈值时，则电压检测器18输出预定检测信号。在控制单元13接收来自电压检测器18的检测信号时，则对驱动电路10输出用以使主开闭单元11导通的第一脉冲信号(主开闭单元驱动信号)，以使主开闭单元11在第一预定时间段内变为导通(闭合状态)。

图3示出了如下配置示例，作为控制单元13的一部分，设置有使用例如专用集成电路而硬件式地配置的第一脉冲输出单元(即，主开闭单元驱动信号输出单元)19，以响应于来自电压检测器18的检测信号直接输出第一脉冲信号。或者，并不限定于已图示的配置，亦可配置为，包括例如CPU的主控制器20接收电压检测器18的输出，以软件式地输出第一脉冲信号。作为使主开闭单元11导通的第一预定时间段，优选是设定为较商用电源的半个周期稍短的时间。

接下来，经过第一预定时间后，在开始进行使主开闭单元11变为非导通(打开状态)时，控制单元13使辅助开闭单元17在第二预定时间段(例如，几百微秒)内导通(闭合状态)。即，在主开闭单元11变为非导通并且负载电流开始流至辅助开闭单元17时，则负载电流将持续流至辅助开闭单元17直至负载电流变为零为止。

在这一点上，图3示出了如下配置，作为控制单元13的一部分，设置有输出具有第二预定时间段的第二脉冲信号(辅助开闭单元驱动信号)的第二脉冲输出单元21，以使得在检测到主开闭单元11变为非导通(打开状态)之后，在第二预定时间段内输入驱动信号至辅助开闭单元17。或者，可以软件式地输出第二脉冲信号，或者亦可使用包括例如二极管或电容器等的延迟电路来实现输出第二脉冲信号。

参考图4，通过上述操作，在缓冲电容器25的充电完成后，在商用电源的半个周期中的大部分时间内自主开闭单元11对负载3供电。之后，通电电流减少，并且自辅助开闭单元17对负载3供电。由于辅助开闭单元17包括具有硅控整流器结构的辅助开关元件17a，因此，在电流值为零的时间点(即，过零点)变为非导通(打开状态)。此外，在辅助开闭单元17变为非导通，则电流再次流至第三电源单元16。

在商用电源的每半个周期重复进行上述操作。由于这些操作是基于负载电流进行的，因此，即便主开闭单元11包括具有晶体管结构的开关元件11a，负载3的功率因数亦并不限定于1。即，根据本发明的二线式负载控制装置适用于荧光灯以及白炽灯中的任意一个。此外，在本实施例中，由于主开闭单元11包括包含横向双栅极晶体管结构的开关元件11a，因此，需要晶体管器件的耐电压的部位限定为1处，可减少对负载通电时开关元件自身的发热量，从而可同时实现负载控制装置的小型化以及大容量化。

在图3所示的实施例中，设置有用于对流经辅助开闭单元17的电流进行检测的电流检测器22，利用这种配置，在频率漂移或负载过大的情况下，负载电流路径再次自辅助开闭单元17切换至主开闭单元11，从而保护辅助开闭单元17免受到破坏。因此，未必需要电流检测器22，而可视需要而设置。

(第一示例)

接下来，参考图5以及图6，对根据本发明的第一实施例的第一示例的包括驱动电路10的负载控制装置1A进行说明。图5是包括根据第一示例的驱动电路10的负载控制装置1A的电路图，图6是图5中所示的驱动电路10的放大图。

如图5以及图6所示，用于驱动主开闭单元11的驱动电路10包括对应于开关元件11a的双栅极而设的2组光绝缘半导体开关器件101、102(例如光电耦合器等)。分别对光绝缘半导体开关器件101、102的发光单元101a、102a输入来自控制单元13的驱动信号。一旦接收驱动信号，则光绝缘半导体开关器件101、102的发光单元101a、102a中的每一个将其电力转换为光能并输出。

在来自发光单元101a、102a的光分别入射至光绝缘半导体开关器件101、102的光接收单元101b、102b，则由光接收单元101b、102b进行光电转换，从而将光能转换为电能(即，发电)。光接收单元101b、102b连接至主开闭单元11的开关器件11a，使得由光接收单元101b、102b中的每一个产生的电力基于光接收单元101b、102b连接至交流电源(例如，商业电源)2以及负载3的每一连接点而作为正电势施加至开关器件11a的双栅极(参见图5)。

在控制单元13输出驱动信号时，光绝缘半导体开关器件101、102的发光单元101a、102a中的每一个响应于所述驱动信号而发光，并且将所述光输入至连接至所述主开闭单元11的开关元件11a的栅极的光接收单元101b、102b中的相应一个。因此，容易将驱动信号输入至基准电势不同的开关元件11a的栅极电极，从而可使主开闭单元11的开关元件11a变为导通状态(闭合状态)。

此外，由于光绝缘半导体开关器件101、102的发光单元101a、102a与光接收单元101b、102b彼此电绝缘，因此只要不从任一发光单元101a、102a输出光，则驱动信号就不会输入至开关元件11a的栅极电极。即，开关元件11a的栅极电极被供给如下的电力，该电力与自控制单元13输出的驱动信号不同且与控制单元13(或第一电源单元14)电绝缘。此外，基于来自控制单元13的驱动信号，在保持绝缘状态的同时，一方面能够使与开关元件11a的栅极电极连接的光绝缘半导体开关器件101、102容易且确实地接通、断开。

图7以及图8示出了图5以及图6所示的驱动电路10的变型例。在此变型例中，例如光电耦合器的光绝缘半导体开关器件101、102的发光单元101a、102a串联地连接。利用这种配置，能够使流经驱动电路10的电流值降低为约1/2，从而能够减少驱动电路10中的电力消耗量。

(第二示例)

将参考图9以及图10来解释包括根据第二示例的驱动电路10的负载控制装置1B。图9示出了负载控制装置1B的电路图，图10是图9中所示的驱动电路10的放大图。

如图9以及图10所示，用于驱动主开闭单元11的驱动电路10包括：二极管101a、101b，其阳极连接至第一电源单元14；电容器102a、102b，每个电容器的一端连接至电力线而另一端连接至二极管101a、101b的相应阴极；以及驱动开关器件103a、103b，连接在二极管101a、101b与电容器102a、102b的连接点与开关元件11a的栅极端子之间。以上每一元件均为对应于开关元件11a的双栅极而设置的两组。

驱动开关器件103a、103b响应于来自控制单元13的信号而接通/断开。此外，驱动开关器件103a、103b中的每一个具有开关单元与操作单元彼此隔离的配置。驱动开关器件103a、103b的构成并无特别限定，如下所述，可以具有各种配置。

利用这种配置，经由二极管101a、101b而将第一电源单元14连接至电容器102a、102b的相应一端，所述电容器102a、102b的相应另一端连接至电力线，基于电力线的电势通过电容器102a、102b形成临时电源。更具体而言，从电力线中的电压较高的一侧，经由负载控制装置1B的电源单元而流至电力线的电压低的一侧的电流对连接至电压较低的一侧的电容器进行充电。此时，并未对连接至电压较高的一侧的电容器进行充电，因此，在电源频率的每一个周期重复对每一个电容器进行充电。

当具有横向双栅极晶体管结构的开关元件11a接通时，必需将基于电力线所连接的点的电压施加至开关元件11a的栅极。更具体而言，当来自控制单元13的信号使驱动开关器件103a或103b连接至开关元件11a的栅极，则开关元件11a的栅极上分别施加有基于电力线而充电至电容器的电压，因此，开关元件11a变为导通。一旦开关元件11a变为导通状态，则开关元件11a两端的电压变得非常小，并且开关元件11a即使在仅通过来自第一电源单元14经由二极管101a、101b以及驱动开关器件103a、103b而施加的电压来维持导通。

在本实施例中，由于驱动电路10连接至第一电源单元14，因此能够有效地供应电力以进行驱动。电容器102a、102b用于在开关元件11a由断开而变为接通时暂时确定栅极电极的电势，因此电容器102a、102b的形状及容量可为小型。尽管在图9的实施例中是从第一电源单元14的输出端子向驱动电路10供电，但亦可从例如第一电源单元14的输入端子的比较稳定的电源单元供电。

图11以及图12示出了第二示例的驱动电路10的驱动开关器件103a、103b的具体配置，驱动开关器件103a、103b中的每一个使用例如光电耦合器、调光继电器(photo relay)等的光绝缘半导体开关器件。当将来自控制单元13的驱动信号输入至驱动电路10，从发光单元输出光信号，并且所述光信号输入至光绝缘半导体开关器件的光接收单元。因此，光接收单元导通，且来自第一电源单元14的电流(驱动信号)流至开关元件11a的栅极。

由于驱动开关器件中的光接收单元与发光单元彼此电隔离，因此，只要不从发光单元输出光，则驱动信号不会输入至开关元件11a的栅极。因此，基于来自控制单元13的驱动信号，一方面保持电隔离，一方面可使与开关元件11a的栅极电极连接的驱动开关器件103a、103b容易且确实地接通、断开。

图13以及图14中表示图11以及图12所示的驱动电路10的变形例。在该变形例中，均使用了例如光电耦合器、调光继电器等的光绝缘半导体开关器件的驱动开关器件103a、103b的发光单元串联连接。因此，可使驱动电路10中流动的电流值降低为约1/2，从而可减少驱动电路10中的电力消耗量。

图15以及图16中表示图11以及图12所示的驱动电路10的另一变形例。在该变形例中，均使用了例如光电耦合器、调光继电器等的光绝缘半导体开关器件的驱动开关器件103a、103b的发光单元串联连接，而且，在驱动开关器件103a、103b与主开闭单元11的开关元件11a的栅极电极连接的连接点、与用作该栅极电极的基准的电力线之间连接有电容器104a、104b。此外，在图11以及图12所示的驱动电路10的配置中，可以添加电容器104a、104b。

利用这种配置，由于设置了电容器104a、104b，因此，在驱动开关器件103a、103b接通、断开时，能够通过电容器104a，104b来缓和施加在开关元件11a的栅极电极的电压的急剧变化，从而可以防止开关元件11a陡然接通、断开。结果，由于能够减少因开关元件11a接通、断开而产生的噪声，所以能够缩小或省略噪声滤波器。即，与图44或图45所示的常规示例相比，能够省略作为噪声滤波器的线圈或电容器。

在噪声滤波器包括线圈的情况下，随着负载控制装置的额定电流变大，该线圈亦变大，因此只要可省略线圈，则可实现负载控制装置的小型化。在噪声滤波器包括电容器的情况下，与线圈相比，其对负载控制装置大小的限制较少，但因存在此电容器，故而可降低在未对负载控制装置供电而负载控制装置为断开状态下时的负载控制装置的阻抗。这对负载控制装置的断开状态而言不是优选的，因为即便在负载控制装置为断开的状态下，亦经由电容器而流动着电流，这可能导致负载发生故障。因此，如有可能，在二线式负载控制装置中优选从负载控制装置中省略用于噪声滤波器的电容器。

(第三示例)

接下来，参考图17以及图18来描述根据本发明的第一实施例的第三示例的负载控制装置1B，其包括驱动电路10。图17根据第三示例的包括驱动电路10的负载控制装置1B的电路图，图18是图17中所示的驱动电路10的放大图。

在第三示例中，驱动电路10包括高频绝缘变压器(trance)等通过电磁耦合而传送电力的变压器(电磁耦合器件)103、整流电路104a，104b、振荡器105。

变压器103的初级线圈103a连接至振荡器105，振荡器105又连接至控制单元13。在对振荡器105输入来自控制单元13的驱动信号时，则仅在施加驱动信号的期间，振荡器105振荡，从而产生交流电流。在变压器103的初级线圈103a中流动由振荡器105产生的交流电流时，则通过电磁感应而产生在次级线圈103b、103c中流动的电流。在变压器103的次级线圈103b、103c中产生的电流为交流电流，并且在通过整流电路104a、104b进行整流后，上述电流输入至主开闭单元11的开关元件11a的栅极电极。

此外，整流电路104a、104b连接至开关元件11a的栅极电极，使得基于电源和负载分别连接至电力线的点，对开关元件11a的栅极电极施加正电势。在这里，由于变压器103的初级线圈103a与次级线圈103b、103c彼此电隔离，因此，只要变压器103的初级线圈103a中无电流流动，则驱动信号不会输入至开关元件11a的栅极电极。即，开关元件11a的栅极电极被供给有如下电力，该电力与从控制单元13所输出的驱动信号不同且与控制单元13电隔离。

在本示例的驱动电路10中，振荡器105通过从控制单元13输出的驱动信号来触发，并且产生交流电力，因此，通过适当设定振荡器105中的振荡频率以及振幅、变压器103的初级线圈103a与次级线圈103b、103c的线圈匝数等等，可以产生变压器103的次级线圈103b、103c所需的电力。因此，即使当主开闭单元11的开关元件11a的栅极是需要固定值或固定值以上的电流值的电流型开关元件时，亦可稳定地进行驱动。此外，振荡器105的驱动电力当然是由负载控制装置的任一电源供给的。或者，虽未图示，但亦可配置为，省略振荡器105而自控制单元13直接输出具有给定频率以及给定振幅的脉冲信号。

(变形例)

接下来，参考图19来描述根据本发明的第一实施例的变形例的负载控制装置1B。上述负载控制装置具有如下电路配置：当对主开闭单元11的开关元件11a施加驱动信号时，电流不在整流电路12的二极管中流动。因此，开关元件需要是开关元件11a的栅极(栅极端子)无需固定值或固定值以上的电流值的电压型开关元件。在本变形例中，即使主开闭单元11的开关元件11a是需要固定值或固定值以上的电流值的电流型开关元件时，亦可稳定地进行驱动。

如图19所示，在根据本变形例的负载控制装置1B中，在整流电路12的交流线与用作电路基准的整流电路12的负输出侧之间，连接着同步开关元件120a、120b。所述同步开关元件120a、120b与主开闭单元11闭合操作同步地进行使同步开关元件120a、120b接通的动作。当与主开闭单元11闭合的动作同步地闭合该同步开关元件120a、120b，则会形成使电流从第一电源单元14朝主开闭单元11的开关元件11a的栅极流动的路径。

因此，即便开关元件11a的栅极是需要具有固定值或固定值以上的电流值的电流的双栅极器件，亦可稳定地进行驱动。此外，其它配置或基本操作与第一实施例中的相同，在这里采用的驱动电路10的配置并无特别限定，可以是上面提到的示例中所示的配置。

接下来，将参考图20以及图21来描述根据本发明的第一实施例的另一变形例的负载控制装置1C。图20是根据该另一变形例的负载控制装置1C的电路图，图21是示出了负载控制装置1C的各部分的信号波形的时间图。除图3所示的负载控制装置1的配置之外，负载控制装置1C进一步包括设置于在对负载供电的状态下发挥作用的第三电源单元16内的过零检测器23与第三脉冲输出单元(驱动许可信号输出单元)24。此外，驱动电路10的具体的配置可以是上述示例中所例示的任一种。

在过零检测器23检测出电压的过零点时，则第三脉冲输出单元24在第三预定时间段内输出第三脉冲信号(驱动许可信号)。如图21所示，该第三脉冲的第三预定时间段对应于较商用电源的半个周期稍短的时间。仅在生成第一脉冲(主开闭单元驱动信号)与第三脉冲(驱动许可信号)该两者的期间内，对主开闭单元11的开关元件11a的栅极电极输入驱动信号，以使该主开闭单元11闭合。

在二线式负载控制装置中，在所连接的负载较小的情况下，电容器25所需的充电时间增长。在负载较小的情况下，如参考图4所述，如果配置成在第一电源单元中对电容器完成充电后开始驱动主开闭单元11，则有时会施加主开闭单元11的驱动信号直至超越电流过零点的时间为止。在这种情况下，在打开主开闭单元11、闭合辅助开闭单元17时，则作为主电流的负载电流流经辅助开闭单元17。因此，不能获得以上述商用电源的半个周期内进行一次充电的稳定的操作。

然而，由于负载控制装置1C使用电压过零信号与充电完成信号组合的组合，可以控制主开闭单元11，使得基于电压过零信号而经过商用电源的半个周期或半个周期以上，不驱动主开闭单元。因此，可以稳定地执行在商用电源的半个周期内一次确保电源的操作，而与负载控制装置1C连接的负载的容量无关。

接下来，将参考图22至图24来描述根据本发明的第一实施例的负载控制装置的又一变形例负载控制装置1D。图22是示出了根据所述又一变形例的负载控制装置1D的构成的电路图，图23是图22中所示的驱动电路10的放大图，图24是示出了负载控制装置1D的各部分的信号波形的时间图。

在根据所述又一变形例的负载控制装置1D中，驱动主开闭单元11的驱动电路10包括：与第一电源单元14连接的分别具有高耐压的二极管101a、101b；一端耦合至电力线而另一端分别耦合至二极管101a、101b的电容器102a、102b；以及，设置在二极管101a、101b与电容器102a、102b的连接点与主开闭单元11的开关元件11a的各栅极端子之间的驱动开关器件105a、105b。所述驱动开关器件105a、105b可以是例如光硅控整流器(photo thyristor)或光三端双向可控硅开关元件(photo triac)等的自我消弧型的。

在利用设置在第三电源单元16中的电压检测器18检测到充电完成时，主开闭单元11转变为闭合状态。此时，为了使与主开闭单元11的开关元件11a的栅极电极连接的驱动开关器件105a、105b导通而输入信号。由于所述驱动开关器件105a、105b具有硅控整流器或三端双向可控硅开关元件结构，因此，驱动开关器件105a、105b仅由触发信号进行驱动。因此，驱动开关器件105a、105b的驱动电力与上述各示例中的驱动电力相比可以减小。

另外，为了使驱动开关器件105a、105b非导通，只要使设置于整流电路12的同步开关元件120a、120b打开即可。因此，能够减小用于开闭主开闭单元11的驱动电力。对于二线式负载控制装置而言，重要的问题是如何一方面稳定地确保电源、一方面可进行负载控制，因此，对其负载的稳定操作而言，优选的是负载控制装置的驱动电力少。

(第二实施例)

将参考图25至图28来解释根据本发明的第二实施例的负载控制装置1E。图25是示出了负载控制装置1E的配置的电路图，图26至图28是示出了负载控制装置1E的各部分的信号波形的时间图。

参考图25，负载控制装置1E串联连接在交流电源2与负载3之间，且包括：主开闭单元11，用于控制对负载3进行供电；整流电路12；控制单元13，用于控制整个负载控制装置1E；第一电源单元14，用于对控制单元13供给稳定的电力；第二电源单元15，在对负载3停止供电的状态下，对第一电源单元14供电；第三电源单元16，在对负载3供电时，对第一电源单元14供电；以及辅助开闭单元17，用于向负载导入微小电流。

另外，第三电源单元16中进一步设置有用于对输入至第三电源单元的电压进行检测的电压检测器18、以及用于对负载电流的过零点进行检测的过零检测器23。主开闭单元11具有包括晶体管结构的开关元件11a，辅助开闭单元17具有包括硅控整流器结构的开关元件17a。此外，控制单元13包括：包括CPU等的主控制器20、第一脉冲输出单元19、第三脉冲输出单元24、以及第二脉冲输出单元21。

在接到来自电压检测器18的表示缓冲电容器25充电完成的充电完成信号时，第一脉冲输出单元19输出第一脉冲，使得主开闭单元11在第一预定时间段内一直导通。即，在从电压检测器18输入充电完成信号时，第一脉冲上升，而在经过第一预定时间段后下降。第三脉冲输出单元21在过零检测器23检测出负载电流的过零点时，输出第三脉冲，使得在第三预定时间段内将主开闭单元11限制为打开状态。即，第三脉冲在从过零检测器23接收到过零检测信号时上升，在经过第三预定时间段后下降。

此外，第二脉冲输出单元21在检测出主开闭单元11变为非导通后输出预定时间段的第二脉冲信号，使得辅助开闭单元17仅在第二预定时间段内一直导通。即，第二脉冲在主开闭单元11变为非导通时后上升，并且在经过第二预定时间段后下降。

利用这种配置，由于即便在不对负载3供电即在负载控制装置1E断开的状态下，电流亦从电源2经由整流电路12而流至第二电源单元15，所以亦有微小电流流至负载3。然而，该电流被抑制得较低，使得不会使负载3发生故障且第二电源单元15的阻抗维持于高值。

对负载3进行供电时，降低第三电源单元16的阻抗，使电流流至负载控制装置1E，从而对第一电源单元14的缓冲电容器25进行充电。如上所述，第三电源单元16设置有电压检测器(充电监控单元)18，其对输入至第三电源单元16的电压进行检测。在电压检测器18检测到输入至第三电源单元16的电压达到预定阈值时，则电压检测器18将规定检测信号输出至控制单元13。在控制单元13接收到来自电压检测器18的检测信号时，则使主开闭单元11在第一预定时间段内一直导通(闭合状态)。

图3示出了如下的配置示例：第一脉冲输出单元19包括在控制单元13中，所述第一脉冲输出单元19通过使用例如专用的IC而硬件式进行配置，以使得响应于来自电压检测器18的检测信号直接输出第一脉冲信号。或者，并不限定于这种配置，亦可配置为：包括例如CPU的主控制器20接收电压检测器18的输出，以软件式地输出第一脉冲信号。作为使主开闭单元11导通的第一预定时间段，优选的是设定为较商用电源的半个周期稍短的时间。

接下来，经过第一预定时间段后，在开始使主开闭单元11变为非导通(打开状态)时，控制单元13使辅助开闭单元17仅在第二预定时间段(例如，几百微秒)内导通(闭合状态)。这可以通过使辅助开闭单元17较主开闭单元11稍迟地变为非导通来实现。或者，可以对辅助开闭单元17输出较对主开闭单元输出的第一脉冲信号而言仅长出第二预定时间段的脉冲信号。另外，可以通过使用包括例如二极管、电容器等的延迟电路来输出第二脉冲信号。

通过所述操作，在缓冲电容器25完成充电后，在商用电源的半个周期中的大部分时间内由主开闭单元11对负载3进行供电，之后，通电电流减少，然后从辅助开闭单元17对负载3进行供电。由于辅助开闭单元17包括具有硅控整流器结构的开关元件17a，因此，在电流值为零的时间点(即，过零点)变为非导通。此外，在辅助开闭单元17变为非导通状态时，电流再次流至第三电源单元16。以电源的每半个周期重复进行上述操作。

图26示出了高负载时的负载控制装置1E的各部分的信号波形，图27以及图28示出了低负载时的负载控制装置1E的各部分的信号波形。在这里，图27示出了仅使用上述第一脉冲来控制主开闭单元11的情况下的信号波形，图28示出了使用上述第一脉冲以及第三脉冲来控制主开闭单元11的情况下的信号波形。

当负载3为高负载，即为大容量负载时，如图26所示，缓冲电容器25在短时间内被充电。因此，在充电完成之后，在电源的半个周期中的大部分时间内，由主开闭单元11来对负载3供电。另一方面，由于第一预定时间段被设置成使得在电流值为零的时间点(过零点)之前主开闭单元11为非导通，因此不会使主开闭单元11在电流过零点之后保持导通。

然而，当负载3为低负载，即为低容量负载时，负载电流较小，并且与负载3为高负载时相比，充电需要较多的时间。更具体而言，如图27所示，从过零检测器23检测出过零的时间起、直至电压检测器18检测出充电完成为止的时间段变长，因此第一脉冲的上升被延迟。在这里，第一预定时间段被设置成与上述高负载时的相同，为此，如果第一脉冲的上升被过度延迟，则在负载电流超越了过零点之后，第一脉冲下降。因此，在仅使用第一脉冲来控制主开闭单元11的情况下，低负载时主开闭单元11超越该过零点而变为导通状态，结果，不能每半周期稳定地执行充电操作。

在这一点上，在本实施例中，通过使用从第三脉冲输出单元24输出的第三脉冲，在第三预定时间段内将主开闭单元11限制为打开状态。此外，第三脉冲在过零检测器23检测出过零的信号后上升，在经过第三预定时间段后下降。所述第三预定时间段被设定为较负载电流的半个周期更短。

将从第一脉冲输出单元19输出的第一脉冲以及从第三脉冲输出单元24输出的第三脉冲输入至控制单元13。控制单元13包括与电路25a，其执行第一脉冲以及第三脉冲的逻辑积，并且将结果输出至主开闭单元11。因此，主开闭单元11仅在第一脉冲与第三脉冲二者都上升的时间期间变为导通，即，在第一预定时间段与第三预定时间段重叠的时间内。

如上所述，第三脉冲在过零检测器23检测出过零点的时间点上升，而在较负载电流的半个周期更短的第三预定时间段内下降。因此，即便在检测出缓冲电容器29的充电完成的时间点、即，在第一预定时间段开始时的时间点之后产生延迟，亦不会使主开闭单元11超过电源频率的过零点而变为导通状态。

因此，确实可以每半个周期执行充电，从而实现稳定的充电操作。由于这些操作基于负载电流来执行，所以，即便在主开闭单元11包括具有晶体管结构的开关元件11a时，负载3的功率因数也不限于1。根据本发明的两线式负载控制装置适于荧光灯和辉光放电灯的任一种。此外，如果主开闭单元11包括具有双栅极晶体管结构的开关元件，则能够实现负载控制装置的小型化和大容量化。

利用根据本发明的第二实施例的负载控制装置1E，在电压检测器18检测到输入至第三电源单元16的电压达到预定阈值时，则控制单元13使主开闭单元11在第一预定时间段内一直导通。因此，在电源的半个周期中的大部分时间内，由主开闭单元11来对负载3供电。

此外，即便是在此第一预定时间段内，若经过第三预定时间段，则控制单元13亦使主开闭单元11变为非导通。例如，即便在第一预定时间段开始的时间点延迟，在负载电流为零之前主开闭单元11亦会变为非导通。因此，主开闭单元11不会超过负载电流的过零而保持导通，因此，可在交流电源的半个周期内确实地执行充电。

此外，在经过第一预定时间段后，当主开闭单元11变为非导通时，仅在第二预定时间段内使辅助开闭单元17导通。即，在电源的半个周期中的大部分时间内由主开闭单元11来对负载3供电时，通电电流减少，之后，从辅助开闭单元17来对负载3供电。

由于这些操作是基于负载电流来执行的，所以，即便在主开闭单元11包括具有晶体管结构的开关元件11a时，负载3的功率因数亦并不限定于1。即，根据本发明的两线式负载控制装置适用于荧光灯以及白炽灯中的任一种。此外，如果主开闭单元11包括具有双栅极晶体管结构的开关元件，能够实现负载控制装置的小型化和大容量化。

(第三实施例)

参考图29来描述根据本发明的第三实施例的负载控制装置1F。图29是示出了负载控制装置1F的配置的电路图。负载控制装置1F进一步包括用于对辅助开闭单元17中流动的电流进行检测的电流检测器22、以及响应于从电流检测器22输出的信号而执行操作的或电路25b，其中或电路25b是将负载控制装置1F与图25中所示的负载控制装置1E进行区分的附加部件。或电路25b设置于控制单元13的和电路25a的输出端子侧。

期望辅助开闭单元17是以对原来电流的过零点进行检测为目的，而并不以通电为主要目的，因此，辅助开闭单元17可以包括小型的开关器件。然而，在电源中频率产生漂移、或使负载控制装置在例如50Hz与60Hz下均可操作灯情况下，则自主开闭单元变为非导通后直至由电流检测器22检测到电流的过零点为止的时间段增长，使得即使在负载电流变得充分小之前辅助开闭单元变为导通。另外，在负载过大的情况下，可能出现如下情况：即便辅助开闭单元的通电时间相同，通电损耗亦会增大，而使得包括在辅助开闭单元17的开关元件受损。

因此，在本实施例中，通过电流检测器22而对辅助开闭单元17中流动的电流值进行检测，在流动着超过辅助开闭单元17容许的电流值的电流时，再次使主开闭单元11仅在短时间(例如，第四预定时间段)内导通。之后，在主开闭单元11变为非导通(打开状态)时再次使辅助开闭单元17导通。

更具体而言，当电流检测器22检测出在辅助开闭单元17中流动的电流超过容许值时，将表示该意思的信号输出至控制单元13的或电路25b。或电路25b接收了来自上述和电路25a的输出信号或来自电流检测器22的输出信号中的任一输入时，使主开闭单元11仅在短时间内导通，从而保护辅助开闭单元17。通过如此重复切换主开闭单元11与辅助开闭单元17，能够防止辅助开闭单元17的破损，从而提高对于电源的种类的对应性、或提高对于过载的对应性。

利用根据第三实施例的负载控制装置1F，在电流检测器22检测到辅助开闭单元17中流动着超过容许值的电流时，则使主开闭单元暂时导通，其后，使之变为非导通状态。因此，防止辅助开闭单元17的开关元件受损，并且可利用小型的开关器件构成辅助开闭单元17，结果，能够使负载控制装置实现小型化。此外，提高了对于电源的种类的对应性、或提高对于过载的对应性。

此外，除了上述配置之外，本发明可以通过各种配置来实现。例如，控制单元13可以被配置成基于从电压检测器18输出缓冲电容器25的充电完成信号时由第一脉冲输出单元输出的第一脉冲、与从过零检测器23输出负载电流的过零点的检测信号时由第三脉冲输出单元输出的第三脉冲的逻辑积，来控制主开闭单元11的操作。此外，可以存在如下配置：包括例如CPU等等的主控制器接收过零检测器23的输出，并且软件式输出第三脉冲。

(第四实施例)

接下来，参考图30来描述根据本发明的第四实施例的负载控制装置1G。负载控制装置1G的基本配置亦可采用上述各实施例及其变形例中的任一种配置。

根据第四实施例的负载控制装置1G是为了控制例如办公大楼、商业设施等的非住宅中的多个照明器具而使用的。例如在设置于远离照明装置的场所的控制板上设置多个负载控制装置1G。在这里，接收来自设置于远离控制板的场所的操作开关(未图示)等的远程控制信号27，来对负载控制装置1G的接通、断开进行控制。为此，主控制器20经由配线而连接至操作开关，并且在主控制器20识别出与远程控制信号27重迭的自身的地址时，主控制器20输出控制信号。

图31示出了根据第四实施例的变形例的负载控制装置1G的配置。在该变形例中，主控制器20进一步连接至包括整流电路的第四电源单元26，所述整流电路对自远程控制信号27而获得的电力进行整流，从而确保主控制器20(或控制单元13)的电源。如上所述，在二线式负载控制装置中，即便在负载控制装置断开的状态下，亦为了确保主控制器20的电源而设置第二电源单元15，从而负载3中一直流动着微弱的电流。然而，就像此变形例中所述，因单独确保主控制器20的电源，故可以省略第二电源单元15。因此，在负载控制装置1G断开的状态下，负载3中完全无电流流动，从而可防止负载3的劣化及故障。

(第五实施例)

接下来，将描述根据本发明的第五实施例的负载控制系统。图32是示出了根据本发明的第五实施例的负载控制系统的配置的方框图。第五实施例的负载控制系统30包括多个负载控制装置1、以及用于遥控所述多个负载控制装置1的母控制单元31。可以适当地设定连接至母控制单元31的负载控制装置1的数量。

各负载控制装置1通过有线或无线而与母控制单元31连接。每一负载控制装置1接收自母控制单元31发送的控制信号，且根据此信号而分别对连接的负载3进行控制。母控制单元31对各负载控制装置1的主控制器20发送控制信号。在自母控制单元31发送的控制信号中包括与负载控制装置1之一对应的地址信号。

各负载控制装置1在接收到包括自身地址信号的控制信号时，则会根据此控制信号来对负载3进行控制。图32中，示出了作为连接于母控制单元31的示例的负载控制装置1，并不限定于此，亦可为下述负载控制装置1I至负载控制装置1L中的任意一个。此外，亦可将所述多个负载控制装置1H至1L适当进行组合的配置连接至母控制单元31。

(第一示例)

图33是示出了根据在负载控制系统30中使用的第一示例的负载控制装置1H的配置的电路图。图34A和图34B分别示出了在功率因数＝1的负载和功率因数≠1的负载中负载控制装置1H的负载电流和主开闭单元的驱动信号的波形。

参考图33，负载控制装置1H串联连接在交流电源2与负载3之间，且包括：主开闭单元11，用于控制对负载3的供电；整流电路12；控制单元13，用于控制整个负载控制装置1H；第一电源单元14，用于对控制单元13供给稳定的电源；第三电源单元16，在对负载3供电时，对第一电源单元14供电；独立电源单元26，用于在对负载3停止供电的状态下，对第一电源单元14供电；接收单元16a，用于接收从母控制单元31发送的控制信号；以及辅助开闭单元17，用于向负载电流导入微小电流。

此外，第三电源单元16进一步设置有对输入至第三电源单元16的电压进行检测的电压检测器18。主开闭单元11包括具有晶体管结构的开关元件11a，辅助开闭单元17采用具有硅控整流器结构的开关元件17a。

母控制单元31经常发送用于遥控任一负载控制装置1H的控制信号(脉冲信号)。负载控制装置1H的接收单元16a接收此控制信号，且将其传送至主控制器20。接收单元16a所接收的控制信号亦传送至独立电源单元26。独立电源单元26对构成控制信号的脉冲电流进行整流，且对第一电源单元14(即，主控制器20)供电。由于该控制信号经常自母控制单元31送出而与负载3的操作无关，因此，即便在不对负载3供电时，亦会从独立电源单元26对第一电源单元14供电。即，独立电源单元26独立于与负载3串联地连接的交流电源2而对第一电源单元14供电。

在对负载3供电时，降低第三电源单元16的阻抗，使电流开始流至负载控制装置1E，从而对第一电源单元14的缓冲电容器25进行充电。如上所述，第三电源单元16设置有电压检测器(充电监控部)18，其对输入至第三电源单元16的电压进行检测。在电压检测器18检测到输入至第三电源单元16的电压已达到预定阈值时，则电压检测器18输出预定检测信号。在控制单元13接收来自电压检测器18的检测信号时，输出用于使主开闭单元11导通的第一脉冲信号(主开闭单元驱动信号)，以使得主开闭单元11在第一预定时间段内变为导通(闭合状态)。

图33中示出了如下的配置示例：作为控制单元13的一部分，设置有使用专用的IC等而硬件式地配置的第一脉冲输出单元19(即，主开闭单元驱动信号输出单元)，以使得响应于来自电压检测器18的检测信号而直接输出第一脉冲信号。或者，并不限定于已图示的配置，亦可构成为：使来自电压检测器18的输出输入至包括CPU等的主控制器20，且软件式地输出第一脉冲信号。作为使主开闭单元11变为导通的第一预定时间段，优选的是设定为较商用频率电源的半个周期稍短的时间段。

接下来，经过上述第一预定时间段后，在开始进行使主开闭单元11变为非导通(打开状态)的操作时，控制单元13使辅助开闭单元17仅在第二预定时间段(例如几百微秒)内导通(变为闭合状态)。这可以通过使辅助开闭单元17较主开闭单元11稍迟地变为非导通(打开状态)来实现。

图33中示出了如下配置：作为控制单元13的一部分，设置有输出预定时间段的第二脉冲信号的第二脉冲输出单元21，以使得检测出主开闭单元11变为非导通(打开状态)后，使辅助开闭单元17仅在第二预定时间段内一直导通。

或者，亦可自上述主控制单元20对辅助开闭单元17输出较对主开闭单元11输出的第一脉冲信号而言仅长出第二预定时间段的脉冲信号。或者，亦可使用包括例如二极管、电容器等的延迟电路来输出第二脉冲信号。

同时，根据本实施例的负载控制装置中的主要部分的信号波形与图4相同，故省略其详细说明。

(第二示例)

将解释在根据本发明的第五实施例的负载控制系统30中使用的负载控制装置1I。图35是示出了根据第二示例的负载控制装置1I的配置的电路图。将图33与图35相比可知，第二示例的负载控制装置1I与图33中所示的负载控制装置1H的不同之处在于：进一步包括用于对流动于辅助开闭单元17的电流进行检测的电流检测器22。其它配置均相同，所以省略其描述。

如上所述，期望辅助开闭单元17是以对原来电流的过零点进行检测为目的，而并不以通电为主要目的，因此，辅助开闭单元17可以仅包括小型的开关元件。然而，在商用电源中频率产生漂移、或使负载控制装置在50Hz与60Hz下均可进行操作，则从主开闭单元11变为非导通后直至电流的过零点为止的时间增长，在负载电流变得充分小之前开始对辅助开闭单元通电。另外，当负载过大时，可能出现如下的情况：即便辅助开闭单元17的通电时间相同，通电损耗亦会增大，因此使得辅助开闭单元17的开关元件受损。

因此，在本实施例中，通过电流检测器22而对辅助开闭单元17中流动的电流值进行检测，在流动着超过辅助开闭单元17容许的电流值的电流时，再次使主开闭单元11仅在短时间内(例如，第四预定时间段)导通。之后，在主开闭单元11变为非导通(打开状态)时再次使辅助开闭单元17导通。通过如此重复切换主开闭单元11与辅助开闭单元17，来防止辅助开闭单元17受损，从而提高对于商用电源的种类的对应性、或提高对于过载的对应性。图36中示出了第二示例的负载控制装置1I进行操作时的波形。

(第三示例)

将解释在根据本发明的第五实施例的负载控制系统30中使用的负载控制装置1J。图37是示出了根据第三示例的负载控制装置1J的配置的电路图。负载控制装置1J与图35中所示的负载控制装置1I的不同之处在于：可双向控制的横向晶体管器件用作主开闭单元11中的开关元件11a，其它配置相同。在图37中，尽管其它配置与根据第二示例中的负载控制装置1I相同，但是其它配置并不限于此，亦可采用根据图33所示的第一示例的配置。

图38示出了可双向控制的横向晶体管器件的示意性结构。此种横向晶体管器件被称作高电子迁移率晶体管(HEMT)，利用产生于AlGaN/GaN异质界面上的二维电子气体(electron gas)层来作为沟道层。更具体而言，基板的表面上形成着电极D1及电极D2、以及控制电极(栅极)G，该些电极D1及电极D2分别串联连接于电源2以及负载3，该控制电极(栅极)G对上述电极D1以及电极D2进行控制、使上述电极D1以及电极D2在通电断开时能维持高耐电压。作为控制电极G，例如可以使用肖特基电极。

在主开闭单元11非导通时，从控制单元13对控制电极G施加低电平的信号。但该控制电极G的电位较主开闭单元11的最低电位而言，仅高出整流电路12的1个二极管。因此，只要充分地高于1个上述二极管的电位，则切换主开闭单元11的导通/非导通的临限值可确实地维持非导通。

同时，在主开闭单元11为导通状态的情况下，进行与上述示例的情形相同的操作。因此，可利用由几V的控制信号而驱动的控制单元13，来直接控制高电压的商用电源。此外，通过使用具有高电子迁移率的HEMT，可使二线式负载控制装置1J实现小型化、大容量化。

(第四示例)

将描述根据本发明的第五实施例中所使用的负载控制装置的第四示例进行说明。图39示出了第四示例的负载控制装置1K的电路图。第四示例的负载控制装置1K基本上与上述第一至第三示例的负载控制装置1H～1J相同，但不同之处在于：构成主开闭单元11的开关元件11a是由可双向控制的新颖的横向晶体管器件而构成。此外，尽管图39中所示的第四示例的负载控制装置1K基于图37所示的第三示例的负载控制装置1J，但并不限定于此，亦可基于图33所示的第一示例的负载控制装置1H或图35所示的第二示例的负载控制装置1I。

图40是示出了开关元件11a的构成的平面图，图41是沿着图40的线A-A截取的截面图。如图41所示，开关元件11a的基板120包括导体层120a、形成于导体层120a上的GaN层120b以及AlGaN层120c。在开关元件11a中，利用产生于AlGaN/GaN异质界面上的二维电子气体层来作为沟道层。如图40所示，在基板120的表面120d上形成着分别串联连接于电源2及负载3的第一电极D1及第二电极D2、以及相对于第一电极D1的电位及第二电极D2的电位而言为中间电势的中间电势部S。

此外，在中间电势部S上形成有控制电极(栅极)G。作为控制电极G，例如使用肖特基电极。第一电极D1以及第二电极D2为分别包括彼此平行排列的多个电极部111、112、113……以及121、122、123……的梳齿状，且配置成以梳齿状排列的电极部彼此相互面对。中间电势部S以及控制电极G分别配置在以梳齿状排列的电极部111、112、113……以及121、122、123……之间，且具有与形成于电极部之间的空间的平面形状相似的形状(大致为鱼背骨状)。

接下来，描述开关元件11a的横向晶体管的结构。如图40所示，第一电极D1的电极部111与第二电极D2的电极部121配置成其宽度方向上的中心线位于同一线上，中间电势部S的对应部分以及控制电极G的对应部分设置成分别平行于第一电极D1的电极部111以及第二电极D2的电极部121的排列。上述宽度方向上的、第一电极D1的电极部111、第二电极D2的电极部121与中间电势部S的对应部分以及控制电极G的对应部分的距离设定为可维持规定的耐电压的距离。

在与所述宽度方向垂直的方向，即，第一电极D1的电极部111与第二电极D2的电极部121的长度方向上亦相同。此外，该些关系对其它的电极部112以及122、113以及123……而言亦相同。即，中间电势部S以及控制电极G布置在相对于第一电极D1以及第二电极D2可维持规定的耐电压的位置。

如上所述，相对于第一电极D1的电位以及第二电极D2的电位而言为中间电势的中间电势部S、以及连接于该中间电势部S且用于对中间电势部S进行控制的控制电极G，配置在相对于第一电极D1以及第二电极D2可维持规定的耐电压的位置，因此，例如当第一电极D1处于高电势、第二电极D2处于低电势，在双向开关元件11a断开时(即，控制电极G上被施加0V的信号时)，至少在第一电极D1与控制电极G以及中间电势部S之间，电流确实被切断(电流在控制电极(栅极)G的正下方被阻止)。

另一方面，在双向开关元件11a接通时，即，在控制电极G上被施加预定阈值或预定阈值以上的电压的信号时，如图40中的箭头所示，在第一电极D1(电极部111、112、113……)、中间电势部S、第二电极D2(电极部121、122、123……)的路径上流动着电流。与此相反的情况下亦相同。

如上所述，通过在相对于第一电极D1以及第二电极D2可维持预定耐电压的位置上形成中间电势部S，即便使施加于控制电极G的信号的临限值电压降低至必需的最低限的电平为止，亦可确实地使开关元件11a接通/断开，从而可实现低接通电阻。而且，通过使用此新颖的开关元件11a来构成主开闭单元11，根据控制信号使基准(GND)的电位与中间电势部S相同，因此，能够利用由几V的控制信号而驱动的控制单元13，来直接控制高电压的商用电源。

此外，与上述第三示例的情形相比，本示例的负载控制装置1K不会受到因整流电路12的二极管所引起的电压降下的影响。因此，即便降低切换主开闭单元11的导通/非导通的临限值电压，亦可可靠地维持非导通。此外，在利用产生于异质界面上的二维电子气体层来作为沟道层的横向晶体管器件中，使元件非导通的临限值电压的高电位化与导通时的接通电阻具有相反关系。因此，若可降低临限值电压则可维持较低的接通电阻，这又使得能够实现负载控制装置的小型化、大容量化。

(第六实施例)

将描述根据本发明的第六实施例的负载控制装置1L。图42是表示第六实施例的负载控制装置1L的配置的电路图。第六实施例的负载控制装置1L基本上与上述第五实施例的负载控制装置1H～1K中的一个相同，但不同之处在于：第三电源单元16中包括过零检测器23，且控制单元13中包括第三脉冲输出单元24。此外，图42中所示的负载控制装置基于图35所示的负载控制装置1I，但并不限定于此，亦可基于图33所示的负载控制装置1H、图37所示的负载控制装置1J或图39所示的负载控制装置1K。

过零检测器23对负载电流的过零点进行检测，将表示该意思的过零检测信号输出至第三脉冲输出单元24。第三脉冲输出单元24若自过零检测器23接收到上述过零检测信号的输入，则会输出第三脉冲。第三脉冲自过零检测器23接收到过零检测信号后上升，而在经过第三预定时间段后下降。第三预定时间段设定为小于负载电流的半个周期。

从第一脉冲输出单元19输出的第一脉冲以及自第三脉冲输出单元24输出的第三脉冲被输入至控制单元13。控制单元13具有和电路25a，其执行第一脉冲以及第三脉冲的逻辑积，并经由或电路25b而将其输出至主开闭单元11。或电路25b在接收到来自上述和电路25a的输出信号或来自电流检测器22的输出信号中的任一输入时，使主开闭单元11仅在短时间内导通，来保护辅助开闭单元17。

如上所述，主开闭单元11仅在第一脉冲上升的第一预定时间段与第三脉冲上升的第三预定时间段重复的时间内闭合。第三脉冲在过零检测器23检测出过零点后的时间点上升，而在较负载电流的半个周期更短的第三预定时间段下降，因此，即便检测出缓冲电容器25的充电完成的时间点、即，在第一预定时间段开始的时间点之后产生偏差，主开闭单元11亦不会超过电源频率的过零点而变为闭合状态。因此，可以每半个周期确实进行充电，从而实现稳定的充电操作。

虽然已经参考实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变型。

Claims (22)

1.一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：

主开闭单元，串联连接于所述电源与所述负载之间，以用于对所述负载的电力供应进行控制并且包括开关元件，其中所述开关元件具有横向双栅极晶体管结构，所述横向双栅极晶体管结构具有耐电压部并且具有被施加控制电压的双栅极；

辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，以用于在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；

控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合；

第一电源单元，用于经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；

第二电源单元，用于经由所述整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且在停止对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；

驱动电路，用于驱动所述主开闭单元；

第三电源单元，用于在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；以及

电压检测器，用于对输入至所述第三电源单元的电压进行检测，

其中在对所述负载供电时，所述控制单元在所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时，使所述主开闭单元在第一预定时间段内一直导通，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时使所述辅助开闭单元在第二预定时间段内一直导通。

2.如权利要求1所述的负载控制装置，其中所述驱动电路响应于所述控制单元的驱动信号，通过向所述开关元件的栅极供应电力来驱动所述开关元件，所述电力基于分别连接至所述交流电源和所述负载的点的电势并且与所述控制单元电绝缘。

3.如权利要求2所述的负载控制装置，其中所述驱动电路包括对应于所述开关元件的所述双栅极的两个光绝缘半导体开关器件，所述光绝缘半导体开关器件均具有发光单元和光接收单元，所述发光单元连接至所述控制单元，以用于接收所述驱动信号，所述光接收单元用于接收从所述发光单元输出的光，并且所述光接收单元执行光电转换并且基于所述交流电源和所述负载连接的各点而向所述开关元件的所述栅极施加正电势。

4.如权利要求1所述的负载控制装置，其中所述驱动电路包括：两个二极管，均连接至所述第一电源单元；两个电容器，每个电容器的一端连接至电力线并且另一端连接至所述二极管；以及两个驱动开关器件，均连接于所述二极管和所述电容器的连接点与所述开关元件的栅极之间，并且所述驱动电路根据来自所述控制单元的驱动信号而使所述驱动开关器件导通，从而供应电力以驱动所述主开闭单元。

5.如权利要求4所述的负载控制装置，其中所述驱动电路中的所述驱动开关器件是具有发光单元和光接收单元的光绝缘半导体开关器件，所述发光单元用于通过来自所述控制单元的所述驱动信号而输出光，所述光接收单元用于接收从所述发光单元输出的所述光而导通，并且

其中在所述光接收单元电导通时，将所述第一电源单元的电力供应至所述主开闭单元作为驱动电力。

6.如权利要求3或5所述的负载控制装置，其中所述驱动电路中的两个光绝缘半导体开关器件的发光单元彼此串联连接。

7.如权利要求2所述的负载控制装置，其中所述驱动电路包括变压器，所述变压器包括连接至所述控制单元的初级线圈以及经由整流电路连接至所述开关元件的所述双栅极的两个次级线圈，

其中在从所述控制单元输入所述驱动信号时，交流电流在所述初级线圈中流动，并且由于在所述初级线圈中流动的所述交流电流引起的电动势的原因而在所述次级线圈中产生交流电流，从而基于所述交流电源和所述负载连接的各点向所述开关元件的所述双栅极施加正电势。

8.如权利要求4或5所述的负载控制装置，其中所述驱动电路还包括电容器，所述电容器连接于用作基准的电力线与所述开关元件的所述栅极和所述驱动开关器件的连接点之间。

9.如权利1、4或5中的任一项所述的负载控制装置，其中所述整流电路包括同步开关器件，所述同步开关器件连接于所述电力线所耦合的点与负输出点之间，所述同步开关器件与使所述主开闭单元导通的操作同步地闭合。

10.如权利要求9所述的负载控制装置，其中所述驱动开关器件具有硅控整流器或三端双向可控硅开关元件结构，并且所述驱动开关器件由与所述电源单元电隔离的信号来驱动。

11.如权利要求1或2所述的负载控制装置，其中所述第三电源单元包括：电压检测器，用于在输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时向所述控制单元输出信号；以及过零检测器，用于在检测到输入至所述第三电源单元的电压的过零点时向所述控制单元输出信号，

所述控制单元包括：脉冲信号输出单元，用于在从所述电压检测器输入信号时，输出脉冲信号，以使得所述主开闭单元在第一预定时间段内一直导通；以及脉冲信号输出单元，用于在从所述过零检测器输入信号时，在第三预定时间段内一直输出脉冲信号，并且

在来自所述电压检测器的信号和来自所述过零检测器的信号一起输出时，所述控制单元输出驱动信号，以使得所述主开闭单元导通。

12.如权利要求1或2所述的负载控制装置，其中通过远程控制信号来操作所述控制单元。

13.如权利要求12所述的负载控制装置，还包括连接至所述第一电源单元的第四电源单元，以对所述远程控制信号进行整流，

其中在输入所述远程控制信号时，将所述远程控制信号的电力经由所述第四电源单元而供应至所述第一电源单元，启动所述控制单元，并且在所述控制单元识别出包含在所述远程控制信号中的自身地址时，所述控制单元操作所述第三电源单元并且通过驱动所述主开闭单元而向所述负载供电。

14.一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：

主开闭单元，对所述负载的电力供应进行控制并且具有晶体管结构的开关元件，

辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；

控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合；

第一电源单元，经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；

第二电源单元，经由所述整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且在停止对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力；以及

第三电源单元，在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力，

其中所述第三电源单元包括用于检测向所述第三电源单元输入的电压的电压检测器，以及用于检测负载电流的过零点的过零检测器，并且

其中在对所述负载供电时，所述控制单元在第一预定时间段与第三预定时间段重叠的时间内使所述主开闭单元导通，所述第一预定时间段是从所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的电压达到预定阈值时开始计数的，所述第三预定时间段是从所述过零检测器检测出所述负载电流的过零点时开始计数的，所述第三预定时间段短于所述负载电流的半个周期。

15.如权利要求14所述的负载控制装置，其中所述控制单元在所述主开闭单元处于非导通状态时，使所述辅助开闭单元在第二预定时间段内一直导通。

16.如权利要求15所述的负载控制装置，还包括用于检测在所述辅助开闭单元中流动的电流的电流检测器，并且

其中在所述辅助开闭单元中流动的电流超过预定阈值时，所述控制单元使所述主开闭单元导通，并且然后在所述主开闭单元变为非导通时，所述控制单元使所述辅助开闭单元导通。

17.一种串联连接于交流电源与负载之间的负载控制装置，包括：

主开闭单元，对所述负载的电力供应进行控制并且具有晶体管结构的开关元件，

辅助开闭单元，具有硅控整流器结构的辅助开关元件，并且在所述主开闭单元处于非导通状态时对所述负载的电力供应进行控制；

控制单元，用于控制所述主开闭单元以及所述辅助开闭单元的打开和闭合；

第一电源单元，经由整流电路从所述主开闭单元的两端接收电力，并且向所述控制单元供应稳定的电力；

第三电源单元，在所述主开闭单元或所述辅助开闭单元处于导通状态下，在对所述负载供电时向所述第一电源单元供应电力，

接收单元，接收外部输入的控制信号；以及

独立电源单元，对由所述接收单元接收的所述控制信号进行整流，并且向所述第一电源单元供应电力。

18.如权利要求17所述的负载控制装置，其中所述第三电源单元还包括用于检测输入至所述第三电源单元的电压检测器，并且

其中在对所述负载供电时，所述控制单元在所述电压检测器检测到输入至所述第三电源单元的所述电压达到预定阈值时，使得所述主开闭单元在预定时间段内一直导通，并且然后在所述主开闭单元变为非导通时，所述控制单元使得所述辅助开闭单元在第二预定时间段内一直导通。

19.如权利要求18所述的负载控制装置，还包括用于检测在所述辅助开闭单元中流动的电流的电流检测器，

其中在所述辅助开闭单元中流动的电流超过预定阈值时，所述控制单元使所述主开闭单元导通，并且然后在所述主开闭单元变为非导通时，所述控制单元使所述辅助开闭单元导通。

20.如权利要求17至19中的任一项所述的负载控制装置，其中所述主开闭单元的开关元件包括可双向控制的横向晶体管器件，所述横向晶体管器件包括分别连接于所述交流电源以及所述负载的两个电极、以及设置于所述两个电极间的中间电势部上的控制电极。

21.如权利要求17至19中的任一项所述的负载控制装置，其中所述主开闭单元的所述开关元件具有横向晶体管结构，所述横向晶体管结构包括：第一电极和第二电极，分别串联连接于所述交流电源和所述负载，并且形成在基板表面上；中间电势部，其中间电势位于所述第一电极的电势与所述第二电极的电势之间；以及控制电极，其至少一部分形成于所述中间电势部上，以用于对所述中间电势部进行控制，并且所述中间电势部和所述控制电极被布置在所述器件的非导通期间相对于所述第一电极以及所述第二电极而能够保持预定耐电压的位置。

22.如权利要求18所述的负载控制装置，还包括对负载电流的过零点进行检测的过零检测器，

其中所述控制单元在第一预定时间段与第三预定时间段重叠的时间内使所述主开闭单元导通，所述第三预定时间段是从所述过零检测器检测出所述负载电流的过零点时开始计数的，所述第三预定时间段短于所述负载电流的半个周期。

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