JP2016025456A - Switching arrangement and load control system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチ装置に関し、より詳細には、交流電源から負荷に電力を供給する状態と電力の供給を遮断する状態とを切り替えるためのスイッチ装置及びそれを用いた負荷制御システムに関する。 The present invention relates to a switch device, and more particularly to a switch device for switching between a state in which power is supplied from an AC power source to a load and a state in which the supply of power is cut off, and a load control system using the switch device.
従来、人体から放射される熱線を検知する熱線センサを備え、熱線センサの出力に基づいて負荷に電力を供給する状態と、負荷への電力供給を停止する状態とを切り替えるようにした熱線センサ付自動スイッチが提案されている(例えば特許文献1参照)。この熱線センサ付自動スイッチでは負荷として換気扇負荷と照明負荷とが接続されている。この熱線センサ付き自動スイッチは、交流電源と換気扇負荷との間に接続されたリレーと、交流電源と照明負荷との間に接続された双方向サイリスタとを備え、リレー及び双方向サイリスタを個別にオンオフしていた。 Conventionally, a heat ray sensor that detects a heat ray radiated from the human body is equipped with a heat ray sensor that switches between a state in which power is supplied to the load and a state in which power supply to the load is stopped based on the output of the heat ray sensor. An automatic switch has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this automatic switch with a heat ray sensor, a ventilation fan load and an illumination load are connected as loads. This automatic switch with a heat ray sensor includes a relay connected between an AC power source and a ventilation fan load, and a bidirectional thyristor connected between the AC power source and a lighting load. The relay and the bidirectional thyristor are individually connected. It was on and off.
ところで、換気扇負荷はファンを回転させるモータを備えており、リレーをオフさせて換気扇負荷への電力供給を遮断した際に、モータに逆起電力が発生する可能性があった。モータに発生した逆起電力が双方向サイリスタのオンオフを切り替える切替回路に回り込むと、双方向サイリスタが短時間オンになる可能性がある。ここで、照明負荷として、白熱ランプに比べて応答性が良好な発光ダイオードが用いられる場合、モータに発生する逆起電力によって双方向サイリスタが短時間オンになって、発光ダイオードが一瞬点灯してしまう可能性があった。 By the way, the ventilation fan load is provided with a motor that rotates the fan, and when the relay is turned off to interrupt the power supply to the ventilation fan load, there is a possibility that a counter electromotive force is generated in the motor. If the back electromotive force generated in the motor enters a switching circuit that switches on / off of the bidirectional thyristor, the bidirectional thyristor may be turned on for a short time. Here, when a light emitting diode having better response than an incandescent lamp is used as the lighting load, the bidirectional thyristor is turned on for a short time due to the counter electromotive force generated in the motor, and the light emitting diode is lit for a moment. There was a possibility.
本発明は上記課題に鑑みて為され、負荷への電力供給を遮断した際に負荷に発生する逆起電力によってスイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくいスイッチ装置及びそれを用いた負荷制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a switch device in which switching elements are not easily switched on / off by a back electromotive force generated in the load when power supply to the load is cut off, and a load control system using the switch device The purpose is to do.
本発明のスイッチ装置は、第1負荷が接続される第1端子と、第2負荷が接続される第2端子と、交流電源と前記第1負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第1スイッチ要素と、交流電源と前記第2負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第2スイッチ要素とを備え、前記第2スイッチ要素は半導体スイッチを含み、前記交流電源と前記第2負荷との間で前記第2スイッチ要素と並列に、前記第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させるサージ吸収要素が接続されたことを特徴とする。 The switch device of the present invention is electrically connected in the middle of an electrical path connecting a first terminal to which a first load is connected, a second terminal to which a second load is connected, and an AC power source and the first load. A first switch element, and a second switch element electrically connected in the middle of an electrical path connecting the AC power source and the second load, the second switch element including a semiconductor switch, and the AC A surge absorbing element for reducing a surge voltage applied to the second switch element is connected between the power source and the second load in parallel with the second switch element.
本発明の負荷制御システムは、上記のスイッチ装置と、前記第1端子に接続される前記第1負荷と、前記第2端子に接続される前記第2負荷とを備え、前記第1負荷が誘導性負荷、前記第2負荷がLED照明器具であり、前記サージ吸収要素は、前記第1スイッチ要素のオフ時に前記誘導性負荷に発生する逆起電力によって前記第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させることを特徴とする。 The load control system of the present invention includes the switch device described above, the first load connected to the first terminal, and the second load connected to the second terminal, wherein the first load is inductive. And the second load is an LED lighting fixture, and the surge absorbing element is a surge voltage applied to the second switch element by a counter electromotive force generated in the inductive load when the first switch element is turned off. It is characterized by reducing.
本発明によれば、負荷への電力供給を停止した場合に負荷に発生する逆起電力によってスイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくいスイッチ装置及びそれを用いた負荷制御システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the electric power supply to load is stopped, the switch apparatus which cannot change on / off of a switch element by the back electromotive force which generate | occur | produces in a load, and a load control system using the same can be provided.
以下、本実施形態に係るスイッチ装置及び負荷制御システムについて図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 Hereinafter, a switch device and a load control system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. However, the configuration described below is merely an example of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made according to the design and the like as long as they do not depart from the technical idea of the present invention.
図1は本実施形態のスイッチ装置1の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of the
本実施形態のスイッチ装置1は、リレー10,11と、双方向サイリスタ12と、第1駆動回路20と、切替回路30と、信号処理部40と、第2駆動回路50と、サージアブゾーバ回路60と、人感センサ70と、電源回路80とを備えている。
The
本実施形態のスイッチ装置1は、商用交流電源のような交流電源200が接続される2個の入力端子91,92を備えている。またスイッチ装置1は、第2負荷として照明負荷300が接続される2個の負荷端子93,94(第2端子)と、第1負荷として換気扇負荷400が接続される2個の負荷端子95,96(第1端子)とを備えている。入力端子92と負荷端子93,95とは、スイッチ装置1の内部配線を介して電気的に接続されている。なお照明負荷300は、例えば発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を光源とするLED照明器具である。
The
入力端子91と負荷端子94との間には、電磁式のリレー10の接点101が接続されている。負荷端子93と負荷端子94との間には限流用の抵抗器R1が接続されている。入力端子91,92の間に交流電源200が接続され、負荷端子93,94の間に照明負荷300が接続された状態では、接点101の両端間に、抵抗器R1及び照明負荷300の並列回路を介して、交流電源200が接続される。
A
接点101の両端間には、双方向サイリスタ12とコイルL1との直列回路が接続されている。双方向サイリスタ12のT2端子とゲート端子との間には、抵抗器R2を介して、フォトカプラ51の出力側の双方向サイリスタ512が電気的に接続されている。双方向サイリスタ12のゲート端子とT1端子との間には、抵抗器R3とコンデンサC1の並列回路が接続されている。ここにおいて、交流電源200と照明負荷300とを接続する電路の途中には、半導体スイッチである双方向サイリスタ12を含む第2スイッチ要素が電気的に接続されている。
A series circuit of the bidirectional thyristor 12 and the coil L1 is connected between both ends of the
入力端子91と負荷端子96との間には、電磁式のリレー11の接点111が接続されている。入力端子91,92間に交流電源200が接続され、負荷端子95,96間に換気扇負荷400が接続された状態では、接点111の両端間に、交流電源200及び換気扇負荷400の直列回路が電気的に接続される。ここにおいて、交流電源200と換気扇負荷400とを接続する電路の途中には、第1スイッチ要素であるリレー11の接点111が電気的に接続されている。
A
また、入力端子91と入力端子92の間には、抵抗器R5及びコンデンサC3の直列回路を介して、ダイオードブリッジからなる整流器DB1が接続されている。
A rectifier DB1 formed of a diode bridge is connected between the
整流器DB1の出力側には切替回路30が接続されている。切替回路30は、抵抗器R6と、ツェナーダイオードZD1,ZD2と、トランジスタ31とを備えている。
A
ここで、整流器DB1の直流出力端子間に、抵抗器R6とツェナーダイオードZD1との直列回路が接続される。ツェナーダイオードZD1のカソードは抵抗器R6に接続され、ツェナーダイオードZD1のアノードは整流器DB1の低電位側の直流出力端子(回路のグランド)に接続されている。 Here, a series circuit of a resistor R6 and a Zener diode ZD1 is connected between the DC output terminals of the rectifier DB1. The cathode of the Zener diode ZD1 is connected to the resistor R6, and the anode of the Zener diode ZD1 is connected to the low potential side DC output terminal (circuit ground) of the rectifier DB1.
トランジスタ31はNPN形のトランジスタである。トランジスタ31のコレクタは、ツェナーダイオードZD2を介して整流器DB1の高電位側の直流出力端子に接続されている。ここで、ツェナーダイオードZD2のカソードは整流器DB1の高電位側の直流出力端子に接続され、ツェナーダイオードZD2のアノードはトランジスタ31のコレクタに接続されている。またトランジスタ31のベースは、抵抗器R6とツェナーダイオードZD1との接続点に接続されている。
The
トランジスタ31のエミッタと回路のグランドとの間には、例えば電解コンデンサからなる平滑コンデンサC4が接続されている。また、トランジスタ31のエミッタは、抵抗器R7を介して、フォトカプラ51が備えるLED(Light Emitting Diode)511のアノードに電気的に接続されている。LED511のカソードはスイッチ素子52(例えばトランジスタなど)を介して回路のグランドに接続されている。このスイッチ素子52の制御端子は信号処理部40の出力ポートP3に接続されており、スイッチ素子52は、出力ポートP3の電圧レベルに応じてオン、オフが切り替わる。
A smoothing capacitor C4 made of, for example, an electrolytic capacitor is connected between the emitter of the
トランジスタ31のエミッタには、リレー10が備えるリレーコイル102の一端が電気的に接続されている。リレーコイル102の他端は、抵抗器R10とスイッチ素子21(例えばトランジスタなど)との直列回路を介して回路のグランドに接続されている。リレーコイル102にはダイオードD1が並列に接続されている。ダイオードD1のカソードはトランジスタ31のエミッタに接続され、ダイオードD1のアノードは抵抗器R10に接続されている。このダイオードD1は、リレーコイル102に流れる電流が遮断された際に、リレーコイル102に発生する逆起電力によって電流が流れる経路を形成するために設けられている。また、スイッチ素子21の制御端子は信号処理部40の出力ポートP1に接続されており、スイッチ素子21は、出力ポートP1の電圧レベルに応じてオン、オフが切り替わる。
One end of a relay coil 102 provided in the
また、トランジスタ31のエミッタには、リレー11が備えるリレーコイル112の一端が電気的に接続されている。リレーコイル112の他端は、抵抗器R11とスイッチ素子22(例えばトランジスタなど)との直列回路を介して回路のグランドに接続されている。リレーコイル112にはダイオードD2が並列に接続されている。ダイオードD2のカソードはトランジスタ31のエミッタに接続され、ダイオードD2のアノードは抵抗器R11に接続されている。このダイオードD2は、リレーコイル112に流れる電流が遮断された際に、リレーコイル112に発生する逆起電力によって電流が流れる経路を形成するために設けられている。また、スイッチ素子22の制御端子は信号処理部40の出力ポートP2に接続されており、スイッチ素子22は、出力ポートP2の電圧レベルに応じてオン、オフが切り替わる。
In addition, one end of a relay coil 112 provided in the
ここにおいて、限流用の抵抗器R10,R11及びスイッチ素子21,22などから、スイッチ要素であるリレー10,11の接点状態を第1状態(オン状態)及び第2状態(オフ状態)のうちの何れかに選択的に切り替える第1駆動回路20が構成される。
Here, the contact state of the
信号処理部40は例えばマイクロコンピュータであり、メモリ(図示せず)に格納されたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、所望の機能を実現する。
The
サージアブゾーバ回路60(サージ吸収要素)は、抵抗器R4とコンデンサC2との直列回路(RC直列回路)からなる。サージアブゾーバ回路60は、交流電源200と照明負荷300との間で、双方向サイリスタ12を含む第2スイッチ要素と並列に接続されており、第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させる機能を有する。
The surge absorber circuit 60 (surge absorbing element) is composed of a series circuit (RC series circuit) of a resistor R4 and a capacitor C2. The
人感センサ70は、例えば人体から放出される熱線(赤外線)を検出する焦電型の赤外線検出素子を備える。この人感センサ70は、赤外線検出素子の検出結果をもとに検知エリアにおける人の存否を検知しており、人が存在すると検知した場合は検知信号を信号処理部40に出力する。
The
電源回路80は、交流電源200から入力される交流電圧を降圧した後、所望の電圧値の直流電圧に変換し、信号処理部40などの内部回路に動作電圧を供給する。
The
本実施形態のスイッチ装置1を用いる負荷制御システムは、スイッチ装置1と、負荷端子95,96に接続される換気扇負荷400と、負荷端子93,94に接続される照明負荷300とを備える。スイッチ装置1は、人感センサ70の検知信号をトリガとして、照明負荷300及び換気扇負荷400の動作状態を制御する。
The load control system using the
本実施形態のスイッチ装置1は上記のような構成を有しており、以下ではスイッチ装置1の動作について説明する。
The
まず、人感センサ70の検知エリアに人が存在しない場合のスイッチ装置1の動作について説明する。
First, the operation of the
人感センサ70の検知エリアに人が存在しない場合には、人感センサ70から信号処理部40に検知信号が入力されておらず、信号処理部40は、照明負荷300を消灯させ、換気扇負荷400を停止させるために以下のような動作を行う。
When there is no person in the detection area of the
信号処理部40は、人感センサ70から検知信号が入力されていない状態では、出力ポートP1,P2,P3の電圧レベルを全てローレベルとして、スイッチ素子21,22,52を全てオフ状態にする。この場合、リレーコイル102,112には電流が流れず、接点101,111は両方共にオフ状態になる。また、LED511にも電流が流れず、双方向サイリスタ512はオフ状態になるから、双方向サイリスタ12はオフ状態になる。したがって、人感センサ70の検知エリアに人が存在しない場合には、照明負荷300は消灯し、換気扇負荷400は停止する。また、スイッチ素子21,22,52が全てオフ状態になると、トランジスタ31にはベース電流が流れず、トランジスタ31はオフ状態になる。そのため、整流器DB1の出力電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧を上回る期間では、整流器DB1から抵抗器R6とツェナーダイオードZD1とを介して電流が流れることになる。ここで、抵抗器R6とツェナーダイオードZD1とで、第2状態(リレーコイル102,112に励磁電流が流れない状態)において交流電源200から電流を流す第2電流経路RT2が構成される。この第2電流経路RT2には、第2電流経路RT2を流れる電流を制限するための抵抗器R6が接続されている。
In a state where no detection signal is input from the
次に、人感センサ70の検知エリアに人が存在する場合のスイッチ装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
人感センサ70の検知エリアに人が存在し、人感センサ70から信号処理部40に検知信号が入力されると、信号処理部40は、照明負荷300を点灯させ、換気扇負荷400に換気動作を行わせるために以下の動作を行う。
When a person is present in the detection area of the
信号処理部40は、まず出力ポートP1の電圧レベルをローレベルとしたままで、出力ポートP2,P3の電圧レベルをローレベルからハイレベルに切り替える。このとき、スイッチ素子21はオフ状態を継続し、スイッチ素子22,52はオフ状態からオン状態に切り替わる。
First, the
スイッチ素子22がオン状態になると、トランジスタ31にベース電流が流れて、トランジスタ31がオフ状態からオン状態に切り替わり、コンデンサC4が整流器DB1から入力される脈流電圧を平滑する。このとき、コンデンサC4からリレーコイル112→抵抗器R11→スイッチ素子22の経路で電流が流れることにより、リレーコイル112に励磁電流が流れて、リレー11の接点111がオン状態になる。接点111がオン状態になると、交流電源200から接点111を介して換気扇負荷400に交流電力が供給され、換気扇負荷400がモータ(図示せず)を回転させて、換気動作が行われる。
When the
また、スイッチ素子52がオン状態になると、コンデンサC4から抵抗器R7→LED511→スイッチ素子52の経路で電流が流れ、双方向サイリスタ512が交流電源200から入力される交流電圧のゼロクロス点でオフ状態からオン状態に切り替わる。双方向サイリスタ512がオン状態になると、双方向サイリスタ12のゲート電極にブレークオーバ電圧を上回る電圧が印加されて、双方向サイリスタ12がオフ状態からオン状態に切り替わる。双方向サイリスタ12がオン状態になると、交流電源200から双方向サイリスタ12を介して照明負荷300に交流電力が供給されて、照明負荷300が点灯する。
When the
ここで、照明負荷300は抵抗負荷であるから、双方向サイリスタ12がオンになると、交流電源200から照明負荷300に突入電流が流れることになる。照明負荷300が点灯する際には、リレー10の接点101ではなく、半導体スイッチである双方向サイリスタ12に突入電流が流れるから、接点101を保護できる。なお、換気扇負荷400は誘導負荷であり、接点111のオン時に換気扇負荷400に突入電流が流れこまないから、接点111には双方向サイリスタが並列接続されておらず、接点111のみで換気扇負荷400への通電をオン、オフしている。
Here, since the
信号処理部40は、双方向サイリスタ12をオフ状態からオン状態に切り替えた時点より、予め設定された第1遅延時間が経過すると、出力ポートP1の電圧レベルをローレベルからハイレベルに切り替える。このとき、スイッチ素子21がオフ状態からオン状態に切り替わり、リレーコイル102に励磁電流が流れるから、接点101がオンになる。信号処理部40は、接点101をオフ状態からオン状態に切り替えた時点より、予め設定された第2遅延時間が経過すると、出力ポートP3の電圧レベルをハイレベルからローレベルに切り替える。このとき、スイッチ素子52がオン状態からオフ状態に切り替わり、LED511に電流が流れなくなるから、双方向サイリスタ512がオフ状態になる。双方向サイリスタ512がオフ状態になると、双方向サイリスタ12がオフ状態となり、交流電源200から接点101のみを介して照明負荷300に電流が流れることになる。なお、第1遅延時間は、照明負荷300を点灯させる際に突入電流が流れる時間よりも若干長い時間に設定されていればよく、例えば1秒程度である。また、第2遅延時間は、リレーコイル102に通電してから接点101が閉じるまでに必要な動作時間よりも若干長い時間に設定されていればよく、リレー10の動作性能などに応じて適宜の時間に設定されていればよい。
The
このように、人感センサ70が人を検知すると、スイッチ装置1は照明負荷300を点灯させ、且つ、換気扇負荷400に換気動作を行わせる。スイッチ装置1では、双方向サイリスタ12をオフ状態からオン状態に切り替えることで照明負荷300を点灯させているので、点灯初期に流れる突入電流によって接点101が溶着しにくくなる。また、照明負荷300が点灯してから第1遅延時間及び第2遅延時間が経過した後では、スイッチ装置1は、接点101を介して照明負荷300に電流を流しているので、通電による双方向サイリスタ12の発熱や双方向サイリスタ12での電力損失を低減できる。
In this way, when the
また、リレーコイル102,112に励磁電流を流す第1状態では、整流器DB1からツェナーダイオードZD2とトランジスタ31とを介してリレーコイル102,112に励磁電流が流れている。なお、本実施形態ではトランジスタ31のエミッタと回路のグランドとの間にコンデンサC4が接続されているので、整流器DB1からツェナーダイオードZD2とトランジスタ31とを介して入力される電圧は、コンデンサC4でほぼ一定の電圧に平滑される。そして、コンデンサC4によって平滑化された電圧がリレーコイル102,112に印加されるから、リレーコイル102,112に安定した電流を流すことができる。ここにおいて、ツェナーダイオードZD2とトランジスタ31とで、交流電源200から第1駆動回路20に電流を流す第1電流経路RT1が構成される。この第1電流経路RT1と比較して、第2電流経路RT2は抵抗器R6を含んでいるから、第2電流経路RT2のインピーダンスは第1電流経路RT1のインピーダンスよりも高くなっている。したがって、リレーコイル102,112に励磁電流を流す第1状態に比べて、リレーコイル102,112に励磁電流を流さない第2状態では、交流電源200から切替回路30に流れ込む電流が抑制され、待機電力を低減することができる。
Further, in the first state in which the exciting current flows through the relay coils 102 and 112, the exciting current flows from the rectifier DB1 to the relay coils 102 and 112 via the Zener diode ZD2 and the
次に、照明負荷300が点灯し、換気扇負荷400が換気動作を行っている状態で、人感センサ70の検知エリアから人がいなくなった場合のスイッチ装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
人感センサ70の検知エリアに人が存在しなくなると、人感センサ70から信号処理部40に検知信号が入力されなくなる。信号処理部40は、検知信号が入力されなくなってから、予め設定された動作保持時間が経過すると、照明負荷300を消灯させ、換気扇負荷400を停止させるために以下のような動作を行う。
When no person is present in the detection area of the
信号処理部40は、人感センサ70から検知信号が入力されなくなった時点より動作保持時間が経過すると、出力ポートP1,P2の電圧レベルをハイレベルからローレベルに切り替える。また、信号処理部40は出力ポートP3の電圧レベルをローレベルのままとする。この場合、リレーコイル102,112に電流が流れなくなって、接点101,111がオン状態からオフ状態に切り替わり、照明負荷300が消灯し、換気扇負荷400が換気動作を停止する。
The
ここで、換気扇負荷400は誘導負荷であるから、換気扇負荷400への電力供給が遮断された際に、換気扇負荷400には定格電圧の数倍程度の逆起電力が発生する。
Here, since the
スイッチ装置1がサージアブゾーバ回路60を備えておらず、負荷端子94に接続される電線と負荷端子95に接続される電線とが近接しているために電線間に浮遊容量がある場合、換気扇負荷400に発生した逆起電力がフォトカプラ51に回り込む可能性がある。換気扇負荷400に発生した逆起電力がフォトカプラ51に回り込み、双方向サイリスタ512にブレークオーバ電圧を上回る電圧が印加されると、双方向サイリスタ512及び双方向サイリスタ12が短時間オン状態となる。照明負荷300は白熱ランプに比べて応答性が良好なLEDを光源としているため、双方向サイリスタ512及び双方向サイリスタ12が短時間オン状態になることで、照明負荷300が瞬間的に点灯する可能性がある。なお、フォトカプラ51の双方向サイリスタ512よりも双方向サイリスタ12の方が耐電圧が低い場合には、接点111のオフ時に換気扇負荷400に発生した逆起電力によって、双方向サイリスタ512よりも先に双方向サイリスタ12がオン状態になる。
When the
本実施形態のスイッチ装置1では、抵抗器R4とコンデンサC2との直列回路からなるサージアブゾーバ回路60が双方向サイリスタ12と並列に接続されている。すなわち、サージアブゾーバ回路60は、抵抗器R2と双方向サイリスタ512と抵抗器R3との直列回路と並列に接続されている。したがって、接点111のオフ時に換気扇負荷400に逆起電力が発生したとしても、抵抗器R4を介してコンデンサC2が充電されることで、電圧の立ち上がりが緩やかになり、双方向サイリスタ12を含む第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧が低減される。よって、換気扇負荷400に発生する逆起電力によって、双方向サイリスタ512及び双方向サイリスタ12がブレークオーバしにくくなり、照明負荷300が瞬間的に点灯する事象が発生しにくくなる。なお、サージアブゾーバ回路60は、抵抗器R4とコンデンサC4とのRC直列回路に限定されず、他の回路構成でもよいし、バリスタ(図示せず)でもよい。
In the
以上説明したように、本実施形態のスイッチ装置1は、第1負荷(換気扇負荷400)が接続される第1端子(負荷端子95,96)と、第2負荷(照明負荷300)が接続される第2端子(負荷端子93,94)とを備える。このスイッチ装置1は、交流電源200と第1負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第1スイッチ要素(リレー11の接点111)と、交流電源200と第2負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第2スイッチ要素を備える。この第2スイッチ要素は、半導体スイッチである双方向サイリスタ12および双方向サイリスタ512を含む。そして、交流電源200と第2負荷との間で第2スイッチ要素と並列に、第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させるサージ吸収要素(サージアブゾーバ回路60)が接続されている。
As described above, the
これにより、第1スイッチ要素が第1負荷への電力供給を遮断した際に第1負荷に発生する逆起電力が第2スイッチ要素に回り込んだとしても、サージ吸収要素によって第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減できる。したがって、第1負荷に発生する逆起電力によって第2スイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくくなり、第2負荷が瞬間的に動作する事象が起こりにくくなる。 As a result, even if the back electromotive force generated in the first load when the first switch element cuts off the power supply to the first load wraps around the second switch element, the surge absorbing element causes the second switch element to The applied surge voltage can be reduced. Therefore, the on / off state of the second switch element is less likely to be switched by the back electromotive force generated in the first load, and an event in which the second load operates instantaneously is less likely to occur.
本実施形態のスイッチ装置1において、サージ吸収要素(サージアブゾーバ回路60)は、サージ電圧を、半導体スイッチのブレークオーバ電圧よりも低減させるように構成されることも好ましい。サージ吸収要素によって、サージ電圧がブレークオーバ電圧よりも低減させられるから、半導体スイッチがサージ電圧によって短時間オン状態になる事象が起こりにくくなる。
In the
本実施形態のスイッチ装置1において、第1負荷は誘導性負荷(本実施形態では換気扇負荷400)であってもよい。誘導性負荷への電力供給を遮断した際に、誘導性負荷には逆起電力が発生するが、この逆起電力が第2スイッチ要素に回り込んだとしても、サージ吸収要素が第2スイッチ要素に加わるサージ電圧を低減するから、第2スイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくくなる。
In the
本実施形態のスイッチ装置1において、第2負荷はLED照明器具のような照明負荷300であってもよい。第1負荷への電力供給を遮断した際に、第1負荷に発生した逆起電力が第2スイッチ要素に回り込んだとしても、サージ吸収要素が第2スイッチ要素に加わるサージ電圧を低減するから、第2スイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくくなる。したがって、第2負荷が応答性の良好なLED照明器具であっても、第1負荷への電力供給を遮断した際に、LED照明器具が瞬間的に点灯する事象が起こりにくくなる。
In the
また、本実施形態の負荷制御システムは、スイッチ装置1と、第1端子(負荷端子95,96)に接続される第1負荷と、第2端子(負荷端子93,94)に接続される第2負荷とを備える。第1負荷は誘導性負荷(換気扇負荷400)であり、第2負荷はLED照明器具(照明負荷300)である。サージ吸収要素(サージアブゾーバ回路60)は、第1スイッチ要素(接点111)のオフ時に誘導性負荷に発生する逆起電力によって、第2スイッチ要素(双方向サイリスタ12)に印加されるサージ電圧を低減させている。
Moreover, the load control system of this embodiment is the
このように、サージ吸収要素は、第1スイッチ要素のオフ時に誘導性負荷に発生する逆起電力によって、第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させているから、逆起電力によって第2スイッチ要素のオン/オフが切り替わりにくくなる。よって、第2端子に応答性の良いLED照明器具が接続されている場合でも、第1スイッチ要素のオフ時にLED照明器具が瞬間的に点灯する事象が起こりにくくなる。 As described above, the surge absorbing element reduces the surge voltage applied to the second switch element by the counter electromotive force generated in the inductive load when the first switch element is turned off. It becomes difficult to switch on / off of the switch element. Therefore, even when an LED luminaire having good response is connected to the second terminal, an event that the LED luminaire is momentarily turned on when the first switch element is turned off is unlikely to occur.
ところで、上記した実施形態のスイッチ装置1において、信号処理部40は、人感センサ70が人を検知しなくなってから動作保持時間が経過した後に照明負荷300及び換気扇負荷400を停止させているが、この動作保持時間を調整可能としてもよい。例えばスイッチ装置1が、ディップスイッチやロータリスイッチなどの設定スイッチ(図示せず)を備え、この設定スイッチにより動作保持時間を所望の時間に設定できるようにしてもよい。また、信号処理部40は、人感センサ70から検知信号が入力されなくなると(すなわち、人感センサ70が人を検知しなくなると)、即座に、照明負荷300を消灯させ、換気扇負荷400を停止させてもよい。
By the way, in the
また、上記した実施形態のスイッチ装置1では、リレー10,11が非ラッチ型のリレーであったが、ラッチ型のリレーでもよい。リレー10,11がラッチ型のリレーの場合、リレー10,11の各々はセットコイルとリセットコイルとを備える。セットコイルに電流が流れると、接点がオンになって、セットコイルへの通電を停止しても接点はオン状態を維持する。リセットコイルに電流が流れると、接点がオフになって、リセットコイルへの通電を停止しても接点はオフ状態を維持する。
In the
なお、本実施形態のスイッチ装置1では、負荷として照明負荷300及び換気扇負荷400が接続されているが、スイッチ装置1の負荷は照明負荷300や換気扇負荷400に限定されず、それ以外の電気機器が接続されてもよい。
In the
また、本実施形態のスイッチ装置1では、人感センサ70から入力される検知信号をトリガとして負荷の動作を制御しているが、負荷の動作状態を変化させるトリガは人感センサ70による人の検知に限定されない。例えば、人による操作部(図示せず)の操作や、リモコン送信器から送信される無線信号を受信部(図示せず)で受信することをトリガとして、スイッチ装置1が負荷の動作状態を変化させてもよい。
In the
1 スイッチ装置
10,11 リレー
12 双方向サイリスタ(第2スイッチ要素、半導体スイッチ)
60 サージアブゾーバ回路
93,94 負荷端子(第2端子)
95,96 負荷端子(第1端子)
111 接点(第1スイッチ要素)
200 交流電源
300 照明負荷(第2負荷、LED照明器具)
400 換気扇負荷(第1負荷、誘導性負荷)
512 双方向サイリスタ(第2スイッチ要素、半導体スイッチ)
1
60
95,96 Load terminal (first terminal)
111 contacts (first switch element)
200
400 Ventilation fan load (first load, inductive load)
512 Bidirectional thyristor (second switch element, semiconductor switch)
Claims (5)
第2負荷が接続される第2端子と、
交流電源と前記第1負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第1スイッチ要素と、
前記交流電源と前記第2負荷とを接続する電路の途中に電気的に接続された第2スイッチ要素とを備え、
前記第2スイッチ要素は半導体スイッチを含み、
前記交流電源と前記第2負荷との間で前記第2スイッチ要素と並列に、前記第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させるサージ吸収要素が接続されたことを特徴とするスイッチ装置。 A first terminal to which a first load is connected;
A second terminal to which a second load is connected;
A first switch element electrically connected in the middle of an electrical path connecting an AC power source and the first load;
A second switch element electrically connected in the middle of an electrical path connecting the AC power source and the second load;
The second switch element comprises a semiconductor switch;
A switch device, wherein a surge absorbing element for reducing a surge voltage applied to the second switch element is connected between the AC power source and the second load in parallel with the second switch element.
前記第1負荷が誘導性負荷、前記第2負荷がLED照明器具であり、
前記サージ吸収要素は、前記第1スイッチ要素のオフ時に前記誘導性負荷に発生する逆起電力によって前記第2スイッチ要素に印加されるサージ電圧を低減させることを特徴とする負荷制御システム。 The switch device according to claim 1, the first load connected to the first terminal, and the second load connected to the second terminal,
The first load is an inductive load, and the second load is an LED lighting device;
The load control system, wherein the surge absorbing element reduces a surge voltage applied to the second switch element by a counter electromotive force generated in the inductive load when the first switch element is turned off.
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