JP4326652B2 - 電子スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの負荷例えば換気扇と照明器具を同時に動作させ、一方の負荷を操作スイッチにて停止した後もう一方の負荷を所定時間動作させるための電子スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トイレ用の照明負荷と換気扇負荷を同時に連動して動作させ、用済み後、照明負荷を消灯し、数分間換気扇負荷を動作させ、自動的に換気扇負荷を停止させるための電子スイッチとして、図３に示すような回路が知られている。
【０００３】
図３において、符号１１は交流電源であり、この交流電源１１の一方の出力端子は換気扇負荷１２の交流モータを介して電子スイッチ１４の一方の端子２１に接続する一方照明負荷１３を介して電子スイッチ１４の一方の端子２２に接続し、交流電源１１の他方の出力端子は電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭに接続している。
【０００４】
電子スイッチ１４について説明すると、電子スイッチ１４の一方の端子２１は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭに接続している。また、電子スイッチ１４の一方の端子２１は、コイルＬ1 とトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路であるダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続している。電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭは、ダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端子ｂに接続される。コイルＬ1 とゲート抵抗Ｒ1 との接続点は、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 −Ｔ2 間を介してダイオードブリッジＤＢの他方の入力端子ｂに接続している。トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、抵抗Ｒ1 とダイオードブリッジＤＢとの接続点に接続している。
【０００５】
このような接続により、電子スイッチ１４の端子２１，２２間には、サージ吸引素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 とコイルＬ1 とから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ａがゲート抵抗Ｒ1 を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続し、他方の交流入出力端子ｂがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2 に接続している。
【０００６】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、サイリスタＳＣＲのアノードに接続すると共に、抵抗Ｒ4 を介して操作スイッチＳＷ1 の一端に接続し、同時にフォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタのコレクタに接続している。
【０００７】
サイリスタＳＣＲのカソードはダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子に接続している。ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子は、操作スイッチＳＷ1 ，サイリスタＳＣＲ，低電圧ダイオードＺＤ，直流電源ライン平滑用コンデンサＣ4 ，操作スイッチＳＷ1 の状態検出用トランジスタＱ1 ，及びマイコン２３で構成されるタイマー回路及びその制御回路の基準電位点ラインＥに接続している。
【０００８】
操作スイッチＳＷ1 の他端は、ダイオードＤ1 のアノードに接続すると共に、操作スイッチＳＷ1 の状態を検出するためのトランジスタＱ1 のベース抵抗Ｒ7 に接続している。
【０００９】
ダイオードＤ1 のカソード側は正極側電源ライン＋Ｖとなって、マイコン２３の電源端子ＶD 及び低電圧ダイオードＺＤのカソードと電解コンデンサＣ4 の＋極に接続する一方、抵抗Ｒ8 を介してサイリスタＳＣＲのゲートに接続している。低電圧ダイオードＺＤのアノード，及び電解コンデンサＣ4 の−極は、前記基準電位点ラインＥに接続している。サイリスタＳＣＲのゲートと前記基準電位点ラインＥの間には、ゲート回路として抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ2 の並列回路が接続している。フォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタのエミッタ出力端は電源端子ＶD に接続し、フォトカプラＰＣ1 の発光側の入力端子は電源端子ＶD に接続し、出力端子は、抵抗Ｒ5 を介してマイコン２３の出力端子Ｒ40に接続している。ＳＷ1 状態検出用トランジスタＱ1 のコレクタは、マイコン２３の入力端子Ｒ80に接続する一方抵抗Ｒ6 を介して正極側電源ライン＋Ｖに接続し、トランジスタＱ1 のエミッタは前記基準電位点ラインＥに接続している。
【００１０】
照明負荷側の端子２２は照明負荷をオン・オフするための操作スイッチＳＷ2 を介して共通端子ＣＯＭに接続している。
【００１１】
操作スイッチＳＷ1 と操作スイッチＳＷ2 は共にシーソー型スイッチで構成され、しかも互いに連動して動作するようになっている。
【００１２】
なお、マイコン２３には入力端子ｒ31 ，ｒ32 ，ｒ33 ，ｒ34があり、各入力端子ｒ31 〜ｒ34 に対して機能選択操作スイッチＳＷ3 を構成する選択端子Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3，Ａ4 がそれぞれ接続している。例えば端子Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 を選択した場合にタイマー動作における設定時間をそれぞれ１分，２分，４分とするように切り替えることができるようにしている。
【００１３】
次に、電子スイッチ１４の動作について詳細に説明する。今、操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 を連動させてオン（ＯＮ）にすると、照明負荷１３はスイッチＳＷ2 が閉じて点灯する。換気扇側は、ダイオードブリッジＤＢの出力が、ダイオードＤ1 を介し低電圧ダイオードＺＤに接続されるため、電解コンデンサＣ1 は充電され、マイコン２３が立ち上がり、出力端子Ｒ40が“Ｌ”に設定され、フォトカプラＰＣ1 の発光ダイオードが点灯することで、ＰＣ1の受光トランジスタがオンする。この結果、電解コンデンサＣ4 はフォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタを介し充電されるようになる。一方、ダイオードブリッジＤＢの出力にはサイリスタＳＣＲが接続され、そのゲートは抵抗Ｒ８で制御用電源ライン＋Ｖと接続されているため、サイリスタＳＣＲがオンしてダイオードブリッジＤＢを通して電流が供給されるので該電流に基づいてトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 での電圧降下が発生してトライアックＴＲＡＣがオンする。
【００１４】
照明負荷１３と換気扇負荷１２が同時に動作した状態で、操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 がオフ（ＯＦＦ）となると、照明負荷１３は消灯するが、換気扇側ではマイコン２３の信号入力端子Ｒ80に接続されたトランジスタＱ1 がオフしてトランジスタＱ1 のコレクタ即ちマイコン入力端子Ｒ80が“Ｌ”から“Ｈ”に変化する。この結果、マイコン２３のタイマプログラムが始動してマイコン２３の出力端子Ｒ40が依然“Ｌ”レベルを維持して、フォトカプラＰＣ1 がオン状態を維持している。この結果、サイリスタＳＣＲはオン状態を維持するから、トライアックＴＲＡＣもオン状態を維持して換気扇１２は動作を続ける。タイマプログラムの終了時、タイマー設定時間が来ると、マイコン２３の出力端子Ｒ40が“Ｈ”レベルとなり、フォトカプラＰＣ1 がオフして、制御用電源ライン＋Ｖヘの電源が切断され、結果、サイリスタＳＣＲがオフして、ダイオードブリッジＤＢへ流れ込む電流が０となって、トライアックＴＲＡＣがオフとなり、換気扇１２が停止する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、２種類の操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 を連動させねばならないという問題があった。これらのスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 は、一方のスイッチＳＷ2 は１００ＶＡＣの数Ａを開閉するスイッチであり、もう一方のスイッチＳＷ1 は、数１０ミリアンペアの直流電流を開閉するスイッチであるので、これらを実装する時、絶縁を保ちながら、かつ連動させるため、かなり面倒なリンク機構が必要であった。
【００１６】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、複雑なリンク機構を必要とせず、小型で安価な２回路対応の電子スイッチを提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による電子スイッチは、交流電源から第１の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第１の端子と、交流電源から第２の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第２の端子と、前記第１の端子と共通端子間に設けられて、前記第１の負荷への電源電圧の供給を制御する第１のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子に並列に接続され、直流電源電圧を得る第１の整流回路と、前記第２の端子と共通端子間に設けられて、前記第２の負荷への電源電圧の供給をオン・オフする操作スイッチと、前記操作スイッチと直列に１次側が接続され、操作スイッチがオンしたときに１次側に流れる電流によって２次側に電圧を誘起するカレントトランスと、前記カレントトランスの２次側に並列に接続され、直流電圧を得る第２の整流回路と、前記第１の整流回路から直流電源電圧が供給されることにより動作するタイマー回路と、前記第２の整流回路からの直流電圧及び前記タイマー回路からの出力に基づいて、前記第１の整流回路から前記タイマー回路への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路と、を具備したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明においては、照明用の高負荷対応の操作スイッチに直列にカレントトランスを接続して、トランスの２次側に誘起される電力を利用して、換気扇側のスイッチ素子を制御するとともに、タイマー回路の始動を制御するものである。この構成により、照明負荷の操作スイッチのみをオンすることで、換気扇側を制御できることから、複雑なリンク機構を必要としないので、小型で安価な２回路対応の電子スイッチが実現可能となる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子スイッチにおいて、前記タイマー回路は、コンデンサと抵抗による充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路とを含み、前記操作スイッチがオンの間は、前記コンデンサに連続充電され、前記操作スイッチがオフになって前記コンデンサの電荷が放電開始されるように構成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明の構成によれば、タイマー回路はＣＲ充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路から構成されるので、汎用のオペアンプを利用できので、開発コストを低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に本発明の一実施の形態の電子スイッチを示す回路図である。図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明する。
【００２２】
本実施の形態では、操作スイッチとしては、照明負荷１３側の照明用高負荷対応の操作スイッチＳＷのみとし、操作スイッチＳＷに直列にカレントトランスＣＴを接続して、該カレントトランスＣＴの２次側に誘起される電力を利用して、換気扇負荷１２側のスイッチ素子（ＴＲＡＣ）を制御するとともに、タイマー回路５０の始動を制御するものである。
【００２３】
図１において、交流電源１１の一方の出力端子は第１の負荷である換気扇負荷１２の交流モータを介して電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１に接続する一方照明負荷１３を介して電子スイッチ１４Ａの一方の端子２２に接続し、交流電源１１の他方の出力端子は電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続している。
【００２４】
電子スイッチ１４Ａについて説明すると、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続している。また、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、第１のスイッチ素子であるトライアックＴＲＡＣを介して共通端子ＣＯＭに接続している。さらに、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、全波整流回路であるダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続している。電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続する共通ライン上で、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 とゲートＧ間にはゲート抵抗Ｒ1 が接続され、共通端子ＣＯＭはこのゲート抵抗Ｒ1 を介してダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端子ｂに接続している。トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、抵抗Ｒ1 とダイオードブリッジＤＢの入力端子ｂとの接続点に接続している。
【００２５】
上記の接続により、電子スイッチ１４の端子２１，２２間には、サージ吸引素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 とから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ｂがゲート抵抗Ｒ1 を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続し、もう一方の交流入出力端子ａがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2 に接続している。
【００２６】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、第２のスイッチ素子であるＰＮＰトランジスタＱ11のエミッタ・コレクタを介してツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の＋極側に接続している。ツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の−極側は、ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子（−）である基準電位点ラインＥに接続している。ダイオードブリッジＤＢと、ツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路とは、交流電源電圧を全波整流したものを平滑及び低電圧化する第１の整流回路を構成している。
【００２７】
トランジスタＱ11のエミッタ・ベース間にはバイアス抵抗Ｒ12が接続され、トランジスタＱ11のベースはＱ11を制御するトランジスタＱ12，Ｑ13の各コレクタを共通接続した共通コレクタに接続し、Ｑ12，Ｑ13の各エミッタを共通接続した共通エミッタは上記基準電位点ラインＥに接続している。トランジスタＱ11，Ｑ12，Ｑ13及び抵抗Ｒ12は、後述するタイマー回路５０への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路３０を構成している。トランジスタＱ12は、トランジスタＱ11のオン・オフを後述する第２の整流回路４０からの直流電圧に基づいて制御する第３のスイッチ素子を構成し、トランジスタＱ13はトランジスタＱ11のオン・オフを後述するタイマー回路５０の出力に基づいて制御する第４のスイッチ素子を構成している。
【００２８】
一方、照明負荷側の端子２２は第２の負荷である照明負荷１３をオン・オフするためのシーソー型の操作スイッチＳＷとカレントトランスＣＴの１次側コイルを介して共通端子ＣＯＭに接続している。カレントトランスＣＴは、操作スイッチＳＷがオンしたときに１次側に流れる電流によって２次側に電圧を誘起する。
【００２９】
カレントトランスＣＴの２次側には、２次側コイルの両端に誘起された交流電圧に基づいて直流電圧を作成するための第２の整流回路として、倍電圧整流回路４０が接続されている。倍電圧整流回路４０は、カレントトランスＣＴの２次側コイルの一端ｅをコンデンサＣ13を介してダイオードＤ12のアノードに接続し、カレントトランスＣＴの２次側コイルの他端ｆをダイオードＤ11のアノード・カソードを介して、前記コンデンサＣ13とダイオードＤ12との接続点に接続し、ダイオードＤ12のカソードを電解コンデンサＣ14の＋極に接続し、電解コンデンサＣ14の−極を２次側コイルの前記他端ｆに接続し、ダイオードＤ11，Ｄ12によって得られた全波整流電圧を電解コンデンサＣ14で平滑し、ダイオードＤ12のカソードとコンデンサＣ14の接続点から倍電圧整流電圧として出力するようになっている。
【００３０】
ダイオードＤ12のカソードとコンデンサＣ14の接続点に得られる直流電圧は、抵抗Ｒ14を介して前記トランジスタＱ12のベースに供給される一方、抵抗Ｒ1 6を介してインバータ回路ＩＮＶの入力端子に供給されるようになっている。
【００３１】
インバータ回路ＩＮＶの出力端子は後述するタイマー回路５０における第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14のベースに接続する一方、抵抗Ｒ17を介して正極側電源ライン＋Ｖに接続している。
【００３２】
前述の第１の整流回路における平滑及び低電圧化を行うツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の後段には、第１の整流回路からの直流電源電圧が供給されることにより動作するタイマー回路５０が接続している。
【００３３】
次に、タイマー回路５０について説明すると、第２のスイッチ素子であるトランジスタＱ11のエミッタ・コレクタ路に接続した正極側電源ライン＋Ｖは、抵抗Ｒ18を介して第５のスイッチ素子であるＰＮＰトランジスタＱ14のエミッタ・コレクタを介して充放電用の電解コンデンサＣ15の＋極に接続し、コンデンサＣ15の−極はダイオードブリッジＤＢの−極に接続した基準電位点ラインＥに接続している。電解コンデンサＣ15の両端には並列に、自然放電用の可変抵抗ＶＲが接続する一方第６のスイッチ素子である強制放電用のトランジスタＱ15のコレクタ・エミッタが接続している。
【００３４】
電解コンデンサＣ15の＋極は抵抗Ｒ19を介してコンパレータＩＣ1 の−端子に接続し、＋端子は正極側電源ライン＋Ｖと基準電位点ラインＥとの間に接続した直列抵抗Ｒ21，Ｒ22の接続点に接続している。抵抗Ｒ21は抵抗Ｒ22に比して十分大きい抵抗値を有している。コンパレータＩＣ1 の出力端子はコンパレータＩＣ2 の−端子に接続している。コンパレータＩＣ2 の＋端子も、直列抵抗Ｒ21，Ｒ22の接続点に接続している。そして、コンパレータＩＣ1 の出力端子は第６のスイッチ素子である前記トランジスタＱ15のベースに接続し、コンパレータＩＣ2 の出力端子は第４のスイッチ素子である前記トランジスタＱ13のベースに接続している。
【００３５】
次に、図１の電子スイッチの動作を、図２のタイミング図を参照しながら説明する。
【００３６】
操作スイッチＳＷがオフ（ＯＦＦ）の時は換気扇負荷１２及び照明負荷１３共に交流電力の消費は０である。
【００３７】
いま、図２(a) に示すように操作スイッチＳＷをオン（ＯＮ）にすると、照明負荷１３にはカレントトランスＣＴの１次側と操作スイッチＳＷを介し電流が流れ、照明負荷１３は点灯する。この時、カレントトランスＣＴの２次側には負荷電流に応じた電圧が誘起される。なお、低負荷の場合の誘起電圧が十分得られ無い場合もあるので、２次側にはコンデンサＣ13，ダイオードＤ11，Ｄ12およびコンデンサＣ14による倍電圧整流回路４０を接続した構成を示してある。
【００３８】
整流回路４０のコンデンサＣ14の両端に生じた電圧により、図２(b) に示すようにダイオードブリッジＤＢの出力側に接続されたトランジスタＱ11の制御用トランジスタＱ12がオンとなる。この結果、図２(e) に示すようにトランジスタＱ11がオンしてダイオードブリッジＤＢからの全波整流出力は電解コンデンサＣ12を充電する。このとき、コンデンサＣ12の両端は低電圧ダイオードＺＤで規定される電圧となる。この結果、換気扇負荷１２及びダイオードブリッジＤＢを介してトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 に交流電流が流れるため、ゲート抵抗Ｒ1 の両端に電圧降下が発生し、図２(g) に示すようにトライアックＴＲＡＣがオンして換気扇１２が動作する。
【００３９】
タイマー用の充放電コンデンサＣ15への充電を制御するＰＮＰトランジスタＱ14のベースにはインバータＩＮＶを介して整流回路４０のコンデンサＣ14の電圧が供給されているため、トランジスタＱ14のベースに供給される電圧レベルは“Ｌ”レベルとなるので、トランジスタＱ14はオン状態となり、図２(c) に示すように充放電コンデンサＣ15は充電され続けることになる。この結果、コンパレータＩＣ1 の −入力＞＋入力＝閾値 となり、ＩＣ1 の出力は“Ｌ”レベルとなる。そして、次段のコンパレータＩＣ2 では −入力＜＋入力 となり、その出力即ちタイマー回路５０の出力は図２(c) のように“Ｈ”レベルとなる。この結果、第２のスイッチ素子であるトランジスタＱ11のベースに並列に接続されたトランジスタＱ12，Ｑ13のうちトランジスタＱ13がオンする（図２(d)参照）。この時点では図２(b) ，(d) に示すようにトランジスタＱ11のベース側のトランジスタＱ12，Ｑ13が共にオン状態となっている。
【００４０】
ここで、図２(a) に示すように操作スイッチＳＷをオフにすると、照明器具１３は消灯する。またカレントトランスＣＴの２次側に誘起される電圧が０となり、倍電圧整流回路４０のコンデンサＣ14の電圧レベルが“Ｌ”レベルに低下する。このため図２(b) に示すようにトランジスタＱ12がオフする。一方、インバータＩＮＶの出力は“Ｈ”レベルに反転し、ＰＮＰトランジスタＱ14がオフ状態になり、充放電コンデンサＣ15への充電が停止される。この結果、コンデンサＣ15の充電電荷は可変抵抗ＶＲを介し放電され始める（自然放電開始）。第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14がオフし、コンデンサＣ15の電荷が放電を開始したときからタイマー動作が始まることになる。初段のコンパレータのＩＣ1 の入力条件が −入力＜＋入力 になるまで、２段目のコンパレータＩＣ2 の出力は変化しないが、充放電コンデンサＣ15の放電が進みコンパレータのＩＣ1 の入力条件が −入力＜＋入力 となった時点で、コンパレータＩＣ1 の出力は“Ｈ”レベルに反転する。この結果、放電用トランジスタＱ15がオンして充放電コンデンサＣ15の両端が短絡されるため、一気に放電が進み、完全にコンパレータＩＣ1 の出力は“Ｈ”レベルを維持することとなり、次段のコンパレータＩＣ2 では −入力＞＋入力 と逆転して、その出力即ちタイマー回路５０の出力は図２(c) のように“Ｌ”レベルとなる。この時点まではトランジスタＱ13はオン状態であったので、トライアックＴＲＡＣはオン状態を維持し換気扇１２が動作していたが、コンパレータＩＣ2 の出力が図２(c) のように“Ｌ”レベルとなった時点、即ちタイマー設定時間が終了した時点（タイムアップ）で図２(d) 〜(g) に示すようにトランジスタＱ13もオフしてトランジスタＱ11がオフ状態となり、トライアックＴＲＡＣもオフし、換気扇１２も停止する。
【００４１】
尚、図１の上記実施の形態では、第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14をＰＮＰトランジスタで構成しているが、トランジスタＱ14をＮＰＮトランジスタで構成しても良い。図１においてトランジスタＱ14をＮＰＮトランジスタで構成すると、インバータＩＮＶを不要とすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、従来２種類の操作スイッチをリンク機構で連動させ、２種類の負荷を制御していたが、本発明の電子スイッチによれば、１つの操作スイッチにて２種類の負荷を制御でき、電子回路を含め、機構部品も簡単化でき、実装効率が大幅に向上できたので、小型で安価な２回路制御電子スイッチを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子スイッチを示す回路図。
【図２】図１の動作を説明するタイミング図。
【図３】従来例の電子スイッチを示す回路図。
【符号の説明】
１１…交流電源
１２…換気扇負荷（第１の負荷）
１３…照明負荷（第２負荷）
１４Ａ…電子スイッチ
２１…第１の端子
２２…第２の端子
３０…制御回路
４０…倍電圧整流回路（第２の整流回路）
５０…タイマー回路
ＣＯＭ…共通端子
ＳＷ…操作スイッチ
ＤＢ…ダイオードブリッジ
ＴＲＡＣ…トライアック（第１のスイッチ素子）
Ｑ11…ＰＮＰトランジスタ（第２のスイッチ素子）
Ｑ12…トランジスタ（第３のスイッチ素子）
Ｑ13…トランジスタ（第４のスイッチ素子）
Ｑ14…ＰＮＰトランジスタ（第５のスイッチ素子）
Ｑ15…トランジスタ（第６のスイッチ素子）
ＩＣ1 ，ＩＣ2 …コンパレータ
ＩＮＶ…インバータ
ＺＤ…低電圧ダイオード
Ｃ12，Ｃ14…平滑用コンデンサ
Ｃ15…タイマー用の充放電コンデンサ
＋Ｖ…正極側電源ライン
Ｅ…基準電位点ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの負荷例えば換気扇と照明器具を同時に動作させ、一方の負荷を操作スイッチにて停止した後もう一方の負荷を所定時間動作させるための電子スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トイレ用の照明負荷と換気扇負荷を同時に連動して動作させ、用済み後、照明負荷を消灯し、数分間換気扇負荷を動作させ、自動的に換気扇負荷を停止させるための電子スイッチとして、図３に示すような回路が知られている。
【０００３】
図３において、符号１１は交流電源であり、この交流電源１１の一方の出力端子は換気扇負荷１２の交流モータを介して電子スイッチ１４の一方の端子２１に接続する一方照明負荷１３を介して電子スイッチ１４の一方の端子２２に接続し、交流電源１１の他方の出力端子は電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭに接続している。
【０００４】
電子スイッチ１４について説明すると、電子スイッチ１４の一方の端子２１は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭに接続している。また、電子スイッチ１４の一方の端子２１は、コイルＬ1 とトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路であるダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続している。電子スイッチ１４の共通端子ＣＯＭは、ダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端子ｂに接続される。コイルＬ1 とゲート抵抗Ｒ1 との接続点は、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 −Ｔ2 間を介してダイオードブリッジＤＢの他方の入力端子ｂに接続している。トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、抵抗Ｒ1 とダイオードブリッジＤＢとの接続点に接続している。
【０００５】
このような接続により、電子スイッチ１４の端子２１，２２間には、サージ吸引素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 とコイルＬ1 とから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ａがゲート抵抗Ｒ1 を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続し、他方の交流入出力端子ｂがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2 に接続している。
【０００６】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、サイリスタＳＣＲのアノードに接続すると共に、抵抗Ｒ4 を介して操作スイッチＳＷ1 の一端に接続し、同時にフォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタのコレクタに接続している。
【０００７】
サイリスタＳＣＲのカソードはダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子に接続している。ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子は、操作スイッチＳＷ1 ，サイリスタＳＣＲ，低電圧ダイオードＺＤ，直流電源ライン平滑用コンデンサＣ4 ，操作スイッチＳＷ1 の状態検出用トランジスタＱ1 ，及びマイコン２３で構成されるタイマー回路及びその制御回路の基準電位点ラインＥに接続している。
【０００８】
操作スイッチＳＷ1 の他端は、ダイオードＤ1 のアノードに接続すると共に、操作スイッチＳＷ1 の状態を検出するためのトランジスタＱ1 のベース抵抗Ｒ7 に接続している。
【０００９】
ダイオードＤ1 のカソード側は正極側電源ライン＋Ｖとなって、マイコン２３の電源端子ＶD 及び低電圧ダイオードＺＤのカソードと電解コンデンサＣ4 の＋極に接続する一方、抵抗Ｒ8 を介してサイリスタＳＣＲのゲートに接続している。低電圧ダイオードＺＤのアノード，及び電解コンデンサＣ4 の−極は、前記基準電位点ラインＥに接続している。サイリスタＳＣＲのゲートと前記基準電位点ラインＥの間には、ゲート回路として抵抗Ｒ3 とコンデンサＣ2 の並列回路が接続している。フォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタのエミッタ出力端は電源端子ＶD に接続し、フォトカプラＰＣ1 の発光側の入力端子は電源端子ＶD に接続し、出力端子は、抵抗Ｒ5 を介してマイコン２３の出力端子Ｒ40に接続している。ＳＷ1 状態検出用トランジスタＱ1 のコレクタは、マイコン２３の入力端子Ｒ80に接続する一方抵抗Ｒ6 を介して正極側電源ライン＋Ｖに接続し、トランジスタＱ1 のエミッタは前記基準電位点ラインＥに接続している。
【００１０】
照明負荷側の端子２２は照明負荷をオン・オフするための操作スイッチＳＷ2 を介して共通端子ＣＯＭに接続している。
【００１１】
操作スイッチＳＷ1 と操作スイッチＳＷ2 は共にシーソー型スイッチで構成され、しかも互いに連動して動作するようになっている。
【００１２】
なお、マイコン２３には入力端子ｒ31 ，ｒ32 ，ｒ33 ，ｒ34があり、各入力端子ｒ31 〜ｒ34 に対して機能選択操作スイッチＳＷ3 を構成する選択端子Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3，Ａ4 がそれぞれ接続している。例えば端子Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 を選択した場合にタイマー動作における設定時間をそれぞれ１分，２分，４分とするように切り替えることができるようにしている。
【００１３】
次に、電子スイッチ１４の動作について詳細に説明する。今、操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 を連動させてオン（ＯＮ）にすると、照明負荷１３はスイッチＳＷ2 が閉じて点灯する。換気扇側は、ダイオードブリッジＤＢの出力が、ダイオードＤ1 を介し低電圧ダイオードＺＤに接続されるため、電解コンデンサＣ1 は充電され、マイコン２３が立ち上がり、出力端子Ｒ40が“Ｌ”に設定され、フォトカプラＰＣ1 の発光ダイオードが点灯することで、ＰＣ1の受光トランジスタがオンする。この結果、電解コンデンサＣ4 はフォトカプラＰＣ1 の受光トランジスタを介し充電されるようになる。一方、ダイオードブリッジＤＢの出力にはサイリスタＳＣＲが接続され、そのゲートは抵抗Ｒ８で制御用電源ライン＋Ｖと接続されているため、サイリスタＳＣＲがオンしてダイオードブリッジＤＢを通して電流が供給されるので該電流に基づいてトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 での電圧降下が発生してトライアックＴＲＡＣがオンする。
【００１４】
照明負荷１３と換気扇負荷１２が同時に動作した状態で、操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 がオフ（ＯＦＦ）となると、照明負荷１３は消灯するが、換気扇側ではマイコン２３の信号入力端子Ｒ80に接続されたトランジスタＱ1 がオフしてトランジスタＱ1 のコレクタ即ちマイコン入力端子Ｒ80が“Ｌ”から“Ｈ”に変化する。この結果、マイコン２３のタイマプログラムが始動してマイコン２３の出力端子Ｒ40が依然“Ｌ”レベルを維持して、フォトカプラＰＣ1 がオン状態を維持している。この結果、サイリスタＳＣＲはオン状態を維持するから、トライアックＴＲＡＣもオン状態を維持して換気扇１２は動作を続ける。タイマプログラムの終了時、タイマー設定時間が来ると、マイコン２３の出力端子Ｒ40が“Ｈ”レベルとなり、フォトカプラＰＣ1 がオフして、制御用電源ライン＋Ｖヘの電源が切断され、結果、サイリスタＳＣＲがオフして、ダイオードブリッジＤＢへ流れ込む電流が０となって、トライアックＴＲＡＣがオフとなり、換気扇１２が停止する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、２種類の操作スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 を連動させねばならないという問題があった。これらのスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 は、一方のスイッチＳＷ2 は１００ＶＡＣの数Ａを開閉するスイッチであり、もう一方のスイッチＳＷ1 は、数１０ミリアンペアの直流電流を開閉するスイッチであるので、これらを実装する時、絶縁を保ちながら、かつ連動させるため、かなり面倒なリンク機構が必要であった。
【００１６】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、複雑なリンク機構を必要とせず、小型で安価な２回路対応の電子スイッチを提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による電子スイッチは、交流電源から第１の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第１の端子と、交流電源から第２の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第２の端子と、前記第１の端子と共通端子間に設けられて、前記第１の負荷への電源電圧の供給を制御する第１のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子に並列に接続され、直流電源電圧を得る第１の整流回路と、前記第２の端子と共通端子間に設けられて、前記第２の負荷への電源電圧の供給をオン・オフする操作スイッチと、前記操作スイッチと直列に１次側が接続され、操作スイッチがオンしたときに１次側に流れる電流によって２次側に電圧を誘起するカレントトランスと、前記カレントトランスの２次側に並列に接続され、直流電圧を得る第２の整流回路と、前記第１の整流回路から直流電源電圧が供給されることにより動作するタイマー回路と、前記第２の整流回路からの直流電圧及び前記タイマー回路からの出力に基づいて、前記第１の整流回路から前記タイマー回路への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路と、を具備したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明においては、照明用の高負荷対応の操作スイッチに直列にカレントトランスを接続して、トランスの２次側に誘起される電力を利用して、換気扇側のスイッチ素子を制御するとともに、タイマー回路の始動を制御するものである。この構成により、照明負荷の操作スイッチのみをオンすることで、換気扇側を制御できることから、複雑なリンク機構を必要としないので、小型で安価な２回路対応の電子スイッチが実現可能となる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子スイッチにおいて、前記タイマー回路は、コンデンサと抵抗による充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路とを含み、前記操作スイッチがオンの間は、前記コンデンサに連続充電され、前記操作スイッチがオフになって前記コンデンサの電荷が放電開始されるように構成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明の構成によれば、タイマー回路はＣＲ充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路から構成されるので、汎用のオペアンプを利用できので、開発コストを低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に本発明の一実施の形態の電子スイッチを示す回路図である。図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明する。
【００２２】
本実施の形態では、操作スイッチとしては、照明負荷１３側の照明用高負荷対応の操作スイッチＳＷのみとし、操作スイッチＳＷに直列にカレントトランスＣＴを接続して、該カレントトランスＣＴの２次側に誘起される電力を利用して、換気扇負荷１２側のスイッチ素子（ＴＲＡＣ）を制御するとともに、タイマー回路５０の始動を制御するものである。
【００２３】
図１において、交流電源１１の一方の出力端子は第１の負荷である換気扇負荷１２の交流モータを介して電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１に接続する一方照明負荷１３を介して電子スイッチ１４Ａの一方の端子２２に接続し、交流電源１１の他方の出力端子は電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続している。
【００２４】
電子スイッチ１４Ａについて説明すると、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、バリスタ等のサージ吸収素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 との並列回路を介して電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続している。また、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、第１のスイッチ素子であるトライアックＴＲＡＣを介して共通端子ＣＯＭに接続している。さらに、電子スイッチ１４Ａの一方の端子２１は、全波整流回路であるダイオードブリッジＤＢの一方の交流入力端子ａに接続している。電子スイッチ１４Ａの共通端子ＣＯＭに接続する共通ライン上で、トライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 とゲートＧ間にはゲート抵抗Ｒ1 が接続され、共通端子ＣＯＭはこのゲート抵抗Ｒ1 を介してダイオードブリッジＤＢの他方の交流入力端子ｂに接続している。トライアックＴＲＡＣのゲートＧは、抵抗Ｒ1 とダイオードブリッジＤＢの入力端子ｂとの接続点に接続している。
【００２５】
上記の接続により、電子スイッチ１４の端子２１，２２間には、サージ吸引素子ＺＮＲとコンデンサＣ1 とから構成されるノイズフィルタを介してトライアックＴＲＡＣが接続され、ダイオードブリッジＤＢは、一方の交流入力端子ｂがゲート抵抗Ｒ1 を介してトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ1 に接続し、もう一方の交流入出力端子ａがトライアックＴＲＡＣの主電極Ｔ2 に接続している。
【００２６】
ダイオードブリッジＤＢの正極側整流出力端子（＋）は、第２のスイッチ素子であるＰＮＰトランジスタＱ11のエミッタ・コレクタを介してツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の＋極側に接続している。ツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の−極側は、ダイオードブリッジＤＢの負極側整流出力端子（−）である基準電位点ラインＥに接続している。ダイオードブリッジＤＢと、ツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路とは、交流電源電圧を全波整流したものを平滑及び低電圧化する第１の整流回路を構成している。
【００２７】
トランジスタＱ11のエミッタ・ベース間にはバイアス抵抗Ｒ12が接続され、トランジスタＱ11のベースはＱ11を制御するトランジスタＱ12，Ｑ13の各コレクタを共通接続した共通コレクタに接続し、Ｑ12，Ｑ13の各エミッタを共通接続した共通エミッタは上記基準電位点ラインＥに接続している。トランジスタＱ11，Ｑ12，Ｑ13及び抵抗Ｒ12は、後述するタイマー回路５０への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路３０を構成している。トランジスタＱ12は、トランジスタＱ11のオン・オフを後述する第２の整流回路４０からの直流電圧に基づいて制御する第３のスイッチ素子を構成し、トランジスタＱ13はトランジスタＱ11のオン・オフを後述するタイマー回路５０の出力に基づいて制御する第４のスイッチ素子を構成している。
【００２８】
一方、照明負荷側の端子２２は第２の負荷である照明負荷１３をオン・オフするためのシーソー型の操作スイッチＳＷとカレントトランスＣＴの１次側コイルを介して共通端子ＣＯＭに接続している。カレントトランスＣＴは、操作スイッチＳＷがオンしたときに１次側に流れる電流によって２次側に電圧を誘起する。
【００２９】
カレントトランスＣＴの２次側には、２次側コイルの両端に誘起された交流電圧に基づいて直流電圧を作成するための第２の整流回路として、倍電圧整流回路４０が接続されている。倍電圧整流回路４０は、カレントトランスＣＴの２次側コイルの一端ｅをコンデンサＣ13を介してダイオードＤ12のアノードに接続し、カレントトランスＣＴの２次側コイルの他端ｆをダイオードＤ11のアノード・カソードを介して、前記コンデンサＣ13とダイオードＤ12との接続点に接続し、ダイオードＤ12のカソードを電解コンデンサＣ14の＋極に接続し、電解コンデンサＣ14の−極を２次側コイルの前記他端ｆに接続し、ダイオードＤ11，Ｄ12によって得られた全波整流電圧を電解コンデンサＣ14で平滑し、ダイオードＤ12のカソードとコンデンサＣ14の接続点から倍電圧整流電圧として出力するようになっている。
【００３０】
ダイオードＤ12のカソードとコンデンサＣ14の接続点に得られる直流電圧は、抵抗Ｒ14を介して前記トランジスタＱ12のベースに供給される一方、抵抗Ｒ1 6を介してインバータ回路ＩＮＶの入力端子に供給されるようになっている。
【００３１】
インバータ回路ＩＮＶの出力端子は後述するタイマー回路５０における第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14のベースに接続する一方、抵抗Ｒ17を介して正極側電源ライン＋Ｖに接続している。
【００３２】
前述の第１の整流回路における平滑及び低電圧化を行うツェナダイオードＺＤと電解コンデンサＣ12の並列回路の後段には、第１の整流回路からの直流電源電圧が供給されることにより動作するタイマー回路５０が接続している。
【００３３】
次に、タイマー回路５０について説明すると、第２のスイッチ素子であるトランジスタＱ11のエミッタ・コレクタ路に接続した正極側電源ライン＋Ｖは、抵抗Ｒ18を介して第５のスイッチ素子であるＰＮＰトランジスタＱ14のエミッタ・コレクタを介して充放電用の電解コンデンサＣ15の＋極に接続し、コンデンサＣ15の−極はダイオードブリッジＤＢの−極に接続した基準電位点ラインＥに接続している。電解コンデンサＣ15の両端には並列に、自然放電用の可変抵抗ＶＲが接続する一方第６のスイッチ素子である強制放電用のトランジスタＱ15のコレクタ・エミッタが接続している。
【００３４】
電解コンデンサＣ15の＋極は抵抗Ｒ19を介してコンパレータＩＣ1 の−端子に接続し、＋端子は正極側電源ライン＋Ｖと基準電位点ラインＥとの間に接続した直列抵抗Ｒ21，Ｒ22の接続点に接続している。抵抗Ｒ21は抵抗Ｒ22に比して十分大きい抵抗値を有している。コンパレータＩＣ1 の出力端子はコンパレータＩＣ2 の−端子に接続している。コンパレータＩＣ2 の＋端子も、直列抵抗Ｒ21，Ｒ22の接続点に接続している。そして、コンパレータＩＣ1 の出力端子は第６のスイッチ素子である前記トランジスタＱ15のベースに接続し、コンパレータＩＣ2 の出力端子は第４のスイッチ素子である前記トランジスタＱ13のベースに接続している。
【００３５】
次に、図１の電子スイッチの動作を、図２のタイミング図を参照しながら説明する。
【００３６】
操作スイッチＳＷがオフ（ＯＦＦ）の時は換気扇負荷１２及び照明負荷１３共に交流電力の消費は０である。
【００３７】
いま、図２(a) に示すように操作スイッチＳＷをオン（ＯＮ）にすると、照明負荷１３にはカレントトランスＣＴの１次側と操作スイッチＳＷを介し電流が流れ、照明負荷１３は点灯する。この時、カレントトランスＣＴの２次側には負荷電流に応じた電圧が誘起される。なお、低負荷の場合の誘起電圧が十分得られ無い場合もあるので、２次側にはコンデンサＣ13，ダイオードＤ11，Ｄ12およびコンデンサＣ14による倍電圧整流回路４０を接続した構成を示してある。
【００３８】
整流回路４０のコンデンサＣ14の両端に生じた電圧により、図２(b) に示すようにダイオードブリッジＤＢの出力側に接続されたトランジスタＱ11の制御用トランジスタＱ12がオンとなる。この結果、図２(e) に示すようにトランジスタＱ11がオンしてダイオードブリッジＤＢからの全波整流出力は電解コンデンサＣ12を充電する。このとき、コンデンサＣ12の両端は低電圧ダイオードＺＤで規定される電圧となる。この結果、換気扇負荷１２及びダイオードブリッジＤＢを介してトライアックＴＲＡＣのゲート抵抗Ｒ1 に交流電流が流れるため、ゲート抵抗Ｒ1 の両端に電圧降下が発生し、図２(g) に示すようにトライアックＴＲＡＣがオンして換気扇１２が動作する。
【００３９】
タイマー用の充放電コンデンサＣ15への充電を制御するＰＮＰトランジスタＱ14のベースにはインバータＩＮＶを介して整流回路４０のコンデンサＣ14の電圧が供給されているため、トランジスタＱ14のベースに供給される電圧レベルは“Ｌ”レベルとなるので、トランジスタＱ14はオン状態となり、図２(c) に示すように充放電コンデンサＣ15は充電され続けることになる。この結果、コンパレータＩＣ1 の −入力＞＋入力＝閾値 となり、ＩＣ1 の出力は“Ｌ”レベルとなる。そして、次段のコンパレータＩＣ2 では −入力＜＋入力 となり、その出力即ちタイマー回路５０の出力は図２(c) のように“Ｈ”レベルとなる。この結果、第２のスイッチ素子であるトランジスタＱ11のベースに並列に接続されたトランジスタＱ12，Ｑ13のうちトランジスタＱ13がオンする（図２(d)参照）。この時点では図２(b) ，(d) に示すようにトランジスタＱ11のベース側のトランジスタＱ12，Ｑ13が共にオン状態となっている。
【００４０】
ここで、図２(a) に示すように操作スイッチＳＷをオフにすると、照明器具１３は消灯する。またカレントトランスＣＴの２次側に誘起される電圧が０となり、倍電圧整流回路４０のコンデンサＣ14の電圧レベルが“Ｌ”レベルに低下する。このため図２(b) に示すようにトランジスタＱ12がオフする。一方、インバータＩＮＶの出力は“Ｈ”レベルに反転し、ＰＮＰトランジスタＱ14がオフ状態になり、充放電コンデンサＣ15への充電が停止される。この結果、コンデンサＣ15の充電電荷は可変抵抗ＶＲを介し放電され始める（自然放電開始）。第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14がオフし、コンデンサＣ15の電荷が放電を開始したときからタイマー動作が始まることになる。初段のコンパレータのＩＣ1 の入力条件が −入力＜＋入力 になるまで、２段目のコンパレータＩＣ2 の出力は変化しないが、充放電コンデンサＣ15の放電が進みコンパレータのＩＣ1 の入力条件が −入力＜＋入力 となった時点で、コンパレータＩＣ1 の出力は“Ｈ”レベルに反転する。この結果、放電用トランジスタＱ15がオンして充放電コンデンサＣ15の両端が短絡されるため、一気に放電が進み、完全にコンパレータＩＣ1 の出力は“Ｈ”レベルを維持することとなり、次段のコンパレータＩＣ2 では −入力＞＋入力 と逆転して、その出力即ちタイマー回路５０の出力は図２(c) のように“Ｌ”レベルとなる。この時点まではトランジスタＱ13はオン状態であったので、トライアックＴＲＡＣはオン状態を維持し換気扇１２が動作していたが、コンパレータＩＣ2 の出力が図２(c) のように“Ｌ”レベルとなった時点、即ちタイマー設定時間が終了した時点（タイムアップ）で図２(d) 〜(g) に示すようにトランジスタＱ13もオフしてトランジスタＱ11がオフ状態となり、トライアックＴＲＡＣもオフし、換気扇１２も停止する。
【００４１】
尚、図１の上記実施の形態では、第５のスイッチ素子であるトランジスタＱ14をＰＮＰトランジスタで構成しているが、トランジスタＱ14をＮＰＮトランジスタで構成しても良い。図１においてトランジスタＱ14をＮＰＮトランジスタで構成すると、インバータＩＮＶを不要とすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、従来２種類の操作スイッチをリンク機構で連動させ、２種類の負荷を制御していたが、本発明の電子スイッチによれば、１つの操作スイッチにて２種類の負荷を制御でき、電子回路を含め、機構部品も簡単化でき、実装効率が大幅に向上できたので、小型で安価な２回路制御電子スイッチを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子スイッチを示す回路図。
【図２】図１の動作を説明するタイミング図。
【図３】従来例の電子スイッチを示す回路図。
【符号の説明】
１１…交流電源
１２…換気扇負荷（第１の負荷）
１３…照明負荷（第２負荷）
１４Ａ…電子スイッチ
２１…第１の端子
２２…第２の端子
３０…制御回路
４０…倍電圧整流回路（第２の整流回路）
５０…タイマー回路
ＣＯＭ…共通端子
ＳＷ…操作スイッチ
ＤＢ…ダイオードブリッジ
ＴＲＡＣ…トライアック（第１のスイッチ素子）
Ｑ11…ＰＮＰトランジスタ（第２のスイッチ素子）
Ｑ12…トランジスタ（第３のスイッチ素子）
Ｑ13…トランジスタ（第４のスイッチ素子）
Ｑ14…ＰＮＰトランジスタ（第５のスイッチ素子）
Ｑ15…トランジスタ（第６のスイッチ素子）
ＩＣ1 ，ＩＣ2 …コンパレータ
ＩＮＶ…インバータ
ＺＤ…低電圧ダイオード
Ｃ12，Ｃ14…平滑用コンデンサ
Ｃ15…タイマー用の充放電コンデンサ
＋Ｖ…正極側電源ライン
Ｅ…基準電位点ライン
Claims (5)
- 交流電源から第１の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第１の端子と、
交流電源から第２の負荷に電源電圧を供給する経路に設けられた第２の端子と、
前記第１の端子と共通端子間に設けられて、前記第１の負荷への電源電圧の供給を制御する第１のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子に並列に接続され、直流電源電圧を得る第１の整流回路と、
前記第２の端子と共通端子間に設けられて、前記第２の負荷への電源電圧の供給をオン・オフする操作スイッチと、
前記操作スイッチと直列に１次側が接続され、操作スイッチがオンしたときに１次側に流れる電流によって２次側に電圧を誘起するカレントトランスと、
前記カレントトランスの２次側に並列に接続され、直流電圧を得る第２の整流回路と、
前記第１の整流回路から直流電源電圧が供給されることにより動作するタイマー回路と、
前記第２の整流回路からの直流電圧及び前記タイマー回路からの出力に基づいて、前記第１の整流回路から前記タイマー回路への直流電源電圧の供給をオン・オフする制御回路と、
を具備したことを特徴とする電子スイッチ。 - 前記制御回路は、前記第１の整流回路の直流出力ラインに直列に接続した第２のスイッチ素子と、該第２のスイッチ素子のオン・オフを前記第２の整流回路からの直流電圧に基づいて制御する第３のスイッチ素子と、前記第２のスイッチ素子のオン・オフを前記タイマー回路の出力に基づいて制御する第４のスイッチ素子と、を具備したことを特徴とする請求項１記載の電子スイッチ。
- 前記タイマー回路は、コンデンサと抵抗による充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路とを含み、前記操作スイッチがオンの間は、前記コンデンサに連続充電され、前記操作スイッチがオフになって前記コンデンサの電荷が放電開始されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子スイッチ。
- 前記操作スイッチがオンの間は、前記第２の整流回路からの直流電圧に基づいて、前記第１の整流回路からの直流電源電圧を前記コンデンサに連続充電させる第５のスイッチ素子と、
前記操作スイッチがオフになって前記コンデンサの電荷が放電開始された後、前記コンパレータ回路の入力条件が変化したとき、前記コンデンサの電荷を強制的に放電させる第６のスイッチ素子とを具備したことを特徴とする請求項３記載の電子スイッチ。 - 前記第２の整流回路は、倍電圧整流回路で構成されることを特徴とする請求項１記載の電子スイッチ。
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