JP4844460B2 - 電子式スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、負荷への電力供給を制御する電子式スイッチに関するものである。

従来、廊下や階段などに設置されて、廊下灯や階段灯などの照明等の負荷への電力供給を入切にするために使用される機械式スイッチが知られている。しかしながら、このような機械式スイッチでは、負荷への電源供給を入／切しているだけなので、負荷の点灯出力は時間帯に関係なく常に略一定であった。従って、深夜にトイレなどに行くために起きた場合に、機械式スイッチを用いて廊下灯や階段灯あるいはトイレ内の負荷を点灯させると、これらの負荷が全点灯されるため、目が眩んだり、覚醒して寝付きが悪くなったりするという問題がある。

そこで、単なる負荷の点灯・消灯に限らず、負荷の点灯出力を減光させる調光制御などの機能を付加した電子式スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。さらには、深夜帯などの所定の時間帯のみ、負荷を調光制御して減光点灯させる技術も提案されている。

ここでは、一般的に普及している３路配線に対応可能とした電子式スイッチの一例を図８に従って説明する。
図８にて示される負荷制御回路は、３路配線に対応すべく、電子式スイッチよりなるスイッチ親器６０及びスイッチ子器７０はそれぞれ３つの端子Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ１４〜Ｓ１６を有しており、各端子Ｓ１１，Ｓ１２及び端子Ｓ１４，Ｓ１５を以て、交流電源５１及び負荷５２を配する主電流配線ＭＬ１１が構成されている。スイッチ親器６０内の主電流配線ＭＬ１１上にはトライアックＴＲＣ１１が配置されており、該トライアックＴＲＣ１１は、該スイッチ親器６０内に統括制御のために備えられるマイコン６２の制御の下、電源回路／制御回路６１を通じてオン・オフされる。また、この電源回路／制御回路６１は、マイコン６２等、スイッチ親器６０で必要となる低圧の直流動作電源を交流電源５１から生成している。ここで生成された直流動作電源の高電位電源Ｖｃｃは、マイコンバックアップ用の電解コンデンサＣ１１に充電される。そして、電解コンデンサＣ１１の充電電圧が高電位電源Ｖｃｃとしてマイコン１２に供給される。

また、スイッチ親器６０及びスイッチ子器７０内には、主電流配線ＭＬ１１から分岐される分岐配線ＢＬ１１がそれぞれ設けられ、スイッチ親器６０及びスイッチ子器７０の端子Ｓ１３，Ｓ１６を介して互いに接続されている。スイッチ子器７０内の分岐配線ＢＬ１１上には、該スイッチ子器７０にて負荷５２の点灯・消灯を行うべく設けられる操作スイッチ７１が配置されている。スイッチ親器６０内の分岐配線ＢＬ１１上には、ダイオードＤ６０，Ｄ６１、トランジスタＱ６２等からなる入力回路６３が配置されている。この入力回路６３がマイコン６２の入力ポートに接続され、この入力ポートにてスイッチ子器７０の操作スイッチ７１の操作が検知される。マイコン６２には、負荷５２の点灯・消灯を行うべく操作スイッチ６４、負荷２を減光点灯させる時間帯（調光時間帯）を設定するための調光時間帯設定ボリューム６６及び調光時間帯における調光レベルを設定するための調光レベル設定ボリューム６７が接続されている。

この種のスイッチ親器６０では、ユーザにより調光レベル設定ボリューム６７が回転操作されると、その調光レベル設定ボリューム６７を構成する可変抵抗器ＶＲ１１の抵抗値が変化して、その抵抗値に応じた電圧値がマイコン６２に入力される。マイコン６２は、入力される電圧値に応じて、上記トライアックＴＲＣ１１をオンさせる位相角を制御して、負荷５２を減光点灯させる。

また、このスイッチ親器６０では、ユーザにより調光時間帯設定ボリューム６６が回転操作されると、その調光時間帯設定ボリューム６６を構成する可変抵抗器ＶＲ１２の抵抗値が変化して、その抵抗値に応じた電圧値がマイコン６２に入力される。マイコン６２では、調光時間帯設定ボリューム６６の設定入力を監視しており、調光時間帯設定ボリューム６６の回転操作が行われて設定値（電圧値）の入力が完了すると、その時の時刻を調光時間帯の開始時刻に設定する。さらに、マイコン６２は、調光時間帯設定ボリューム６６の設定位置によって調光時間帯の時間幅を例えば４〜８時間まで１時間おきに設定する。調光時間帯設定ボリューム６６を用いて調光時間帯が一旦設定されると、マイコン６２は内蔵のＲＡＭ６２ａに調光時間帯の開始時刻と時間幅を書き込む。そして、この設定以降はＲＡＭ６２ａに設定された調光時間帯において、操作スイッチ６４，７１の何れかの押操作によりオン操作されると、上記調光レベル設定ボリューム６７により設定される調光レベルにて負荷２が減光点灯されるようになる。従って、深夜にトイレなどに起きたユーザがスイッチ親器６０あるいはスイッチ子器７０を用いて負荷５２を点灯させたとしても、負荷５２が全点灯よりも暗い調光レベルにて減光点灯されるため、ユーザが眩しいと感じたり、完全に目が覚めて寝付きが悪くなったりすることを低減できる。
特開平９−４５１７５号公報

ところで、例えば交流電源５１の供給が継続的に停止される停電が発生すると、とくに可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２により構成される調光時間帯設定ボリューム６６や調光レベル設定ボリューム６７によって多大な消費電流が流れるため、電解コンデンサＣ１１に蓄積された電荷が短時間で放電されてしまう。この電解コンデンサＣ１１に蓄積された電荷が全て放電されてしまうと、マイコン６２に直流動作電源が供給されなくなるため、マイコン６２のＲＡＭ６２ａに格納された調光時間帯の設定が保持できなくなる。そのため、停電終了から通常動作に復帰後に、再度調光時間帯設定ボリューム６６により調光時間帯を設定する必要があり、手間がかかるという問題がある。これについては、電解コンデンサＣ１１の容量を増大させることにより、停電時におけるバックアップ時間を所望の時間だけ確保することができる。しかし、電解コンデンサＣ１１の容量を増大させると、電解コンデンサＣ１１のチップにおける専有面積が著しく増大することになるため、スイッチ親器６０が大型化するという新たな問題が生じる。

なお、これら調光時間帯設定ボリューム６６及び調光レベル設定ボリューム６７における消費電流は、交流電源５１が供給されている通常動作時にも流れており、この消費電流がスイッチ親器６０全体の消費電力を増大化させるという問題がある。

また、マイコン６２は、負荷５２の消灯時に、トランジスタＱ６３、ダイオードＤ６２等を介してスイッチ子器７０の発光ダイオード７２を発光させて、ユーザにスイッチ子器７０の位置や負荷５２の電源供給状態の通知を行っている。しかしながら、この発光ダイオード７２を発光させるときに無駄な消費電流が流れるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、消費電流を低減することのできる電子式スイッチを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スイッチ操作に応じて交流電源から負荷への電源供給を制御する電子式スイッチであって、前記交流電源から直流動作電源を生成する電源回路と、前記直流動作電源の高電位電源あるいは低電位電源の電源電位と接続される可変抵抗器と、前記可変抵抗器と接続され、前記可変抵抗器に供給する電位を前記高電位電源及び前記低電位電源に切替可能な出力電位切替部と、前記可変抵抗器の抵抗値を可変させるための可変操作部と、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号が入力される制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記交流電源から供給される交流電圧値に基づき、前記出力電位切替部の電位を前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に切替設定することを要旨とする。

この構成によれば、例えば可変抵抗器の抵抗値により消費電流が流れることになる停電時などにおいて、出力電位切替部の電位を、可変抵抗器に接続される電源電位と同電位となるように設定することにより、可変抵抗器の両端に電位差がなくなるため、その可変抵抗器に消費電流が流れることを抑制することができる。従って、電子式スイッチ全体の消費電流を低減することができ、ひいては電子式スイッチの低消費電力化を実現することができる。なお、可変抵抗器は、一つに限らず、複数個以上設けるようにしてもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子式スイッチにおいて、前記交流電源の供給が継続的に停止される停電を検出するための停電検出回路を備え、前記制御手段は、前記停電検出回路から前記停電を検出したことを示す停電検出信号が入力されたときに、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に設定することを要旨とする。

この構成によれば、停電時において、可変抵抗器の両端の電位差をなくすことができるため、可変抵抗器に消費電流が流れることを抑制することができる。これにより、停電時における電子式スイッチ全体の消費電流を低減することができる。さらに、このように停電時における電子式スイッチの消費電流が低減されると、バックアップ用の電解コンデンサの容量を増大させることなく、バックアップ時間を長時間確保することができるため、電子式スイッチの小型化を実現することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子式スイッチにおいて、前記停電検出回路は、前記交流電源のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路からなり、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から一定の周期で入力される所定レベルの信号をゼロクロス信号と判定し、前記ゼロクロス検出回路から前記一定の周期とは関係なく入力される前記所定レベルの信号を前記停電検出信号と判定することを要旨とする。

この構成によれば、従来の電子式スイッチに元々備えられているゼロクロス検出回路により停電が検出される。従って、回路規模を増大させることなく、停電を検出することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子式スイッチにおいて、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から前記ゼロクロス信号の有するパルス幅よりも長い前記所定レベルの信号が入力されたとき、該所定レベルの信号を前記停電検出信号と判定することを要旨とする。

この構成によれば、停電検出信号となる所定レベルの信号が、偶然にもゼロクロス信号の一定の周期で制御手段に入力されたとしても、ゼロクロス信号の有するパルス幅よりも長く入力されたときに、その所定レベルの信号を停電検出信号と確実に判定することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子式スイッチにおいて、前記制御手段は、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を取り込む取り込み期間を含む所定期間において、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と異なる電位に設定するとともに、前記所定期間以外の期間において、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に設定することを要旨とする。

この構成によれば、可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を取り込むために可変抵抗器の両端に電位差が必要な所定期間においてのみ、可変抵抗器の両端に高電位電源と低電位電源とが供給される。また、上記所定期間以外の期間においては、可変抵抗器の両端の電位差がなくなるように、出力電位切替部の電位が設定されるため、その期間における可変抵抗器による消費電流を低減できる。すなわち、取り込み期間において可変抵抗器の抵抗値に応じた所望の信号を取り込むことができるとともに、交流電源が供給される通常動作時における電子式スイッチ全体の消費電流を低減することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電子式スイッチにおいて、前記所定期間は、前記取り込み期間の開始時刻よりも所定時間前の時刻から開始されることを要旨とする。

この構成によれば、取り込み期間よりも前に、可変抵抗器の両端に電位差を生じさせることができるため、制御手段が取り込み期間において可変抵抗器の抵抗値に応じた信号をより確実に取り込むことができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電子式スイッチにおいて、前記可変抵抗器は、前記負荷の調光レベルを設定するためのものであり、前記所定期間は、ゼロクロス確定時刻よりも所定時間前の時刻から開始され、前記制御手段は、前記取り込み期間において取り込む前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号に基づき、前記負荷に供給する電力量を制御することを特徴とすることを要旨とする。

通常、制御手段が調光レベルを設定するための可変抵抗器からの信号を取り込む取り込み期間は、ゼロクロス確定時刻から１００μｓ程度の微小時間経過後に開始される。従って、上記構成のようにゼロクロス確定時刻よりも前に、可変抵抗器の両端に電位差を生じさせるようにすれば、制御手段が取り込み期間において可変抵抗器の抵抗値に応じた信号をより確実に取り込むことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子式スイッチにおいて、前記交流電源、前記負荷、スイッチ子器と主電流配線にて直列接続されるスイッチ親器であることを要旨とする。

この構成によれば、一般に普及している３路配線に対応した電子式スイッチの消費電流を低減することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電子式スイッチにおいて、前記制御手段は、前記スイッチ子器に備えられた発光ダイオードを発光させる発光期間内において前記交流電源の半波整流電流が前記発光ダイオードに供給される期間に、前記発光ダイオードを発光させるべく発光制御信号を該発光ダイオードに出力するとともに、前記発光期間内において前記発光ダイオードに前記交流電源が供給されない期間に、前記発光ダイオードの発光を停止させるべく発光停止制御信号を該発光ダイオードに出力することを要旨とする。

この構成によれば、発光期間において発光ダイオードに交流電源が供給されない期間に、発光ダイオードに発光停止制御信号が出力されるため、その期間において発光制御信号が出力されることにより従来無駄に流れていた消費電流を低減することができる。また、発光ダイオードに交流電源の半波整流電流が発光ダイオードに供給される期間には、発光ダイオードに発光制御信号が出力されるため、発光ダイオードの発光出力を下げることなく、電子式スイッチの消費電力を低減することができる。

従って、請求項１〜９に記載の発明によれば、消費電流を低減することのできる電子式スイッチを提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。本発明に係る電子式スイッチ（スイッチ親器）は、例えば廊下や階段に設置された廊下灯や階段灯などの照明負荷への電力供給を制御するために使用されるものであり、１日の内で予め設定された時間帯（調光時間帯：例えば深夜帯など）ではオン操作に応じて照明負荷を減光点灯させ、それ以外の時間帯ではオン操作に応じて照明負荷を全点灯させる機能を備えている。図１は、本実施形態のスイッチ親器を備える負荷制御回路を示す。

図１に示すように、本実施形態の負荷制御回路は、商用交流電源等の交流電源１と、交流電流方式の白熱灯等の照明である負荷２と、スイッチ親器１０と、スイッチ子器２０とが直列に接続されて構成されている。負荷制御回路は、スイッチ親器１０又はスイッチ子器２０のユーザによるスイッチ操作（押操作）に応じて負荷２への交流電源１の供給を制御する。スイッチ親器１０及びスイッチ子器２０は、３路配線に対応すべくそれぞれ端子Ｓ１〜Ｓ３及び端子Ｓ４〜Ｓ６を有しており、交流電源１及び負荷２が配置された負荷制御回路の主電流が流れる主電流配線ＭＬ１が各端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５を通過して構成されている。

スイッチ子器２０は、端子Ｓ４，Ｓ５間に主電流配線ＭＬ１の一部が構成されるとともに、端子Ｓ５から端子Ｓ６に向けて主電流配線ＭＬ１から分岐された分岐配線ＢＬ１の一部が構成されている。スイッチ子器２０の端子Ｓ５，Ｓ６間（分岐配線ＢＬ１）には、常開型の押しボタンスイッチよりなる操作スイッチ２１が配置されるとともに、この操作スイッチ２１に対して並列に、位置表示用の発光ダイオード２２、抵抗Ｒ２０及びダイオードＤ２０の直列回路が配置されている。

操作スイッチ２１の操作前に負荷２へ交流電源１が供給されて負荷２がオン（点灯）状態の場合、該スイッチ２１の押操作は負荷２への電源供給を停止して負荷２をオフ（消灯）させること（オフ操作）を意味する。一方、操作スイッチ２１の操作前に負荷２へ交流電源１の供給が停止されてオフ状態の場合、該スイッチ２１の押操作は負荷２への電源供給を開始して負荷２をオンさせること（オン操作）を意味する。この操作スイッチ２１、すなわちスイッチ子器２０の操作による負荷２への電源供給状態の切り替え要求は、上記スイッチ親器１０で検出され、スイッチ親器１０にて電源供給の制御が行われる。

発光ダイオード２２は、負荷２への電源供給が停止されてオフ状態となっている場合に発光することで、ユーザにスイッチ子器２０の位置や負荷２の電源供給状態を通知するために設けられている。発光ダイオード２２の発光制御は、端子Ｓ６を介して接続されたスイッチ親器１０の動作に基づいて行われる。

一方、スイッチ親器１０は、端子Ｓ１，Ｓ２間に主電流配線ＭＬ１の一部が構成されるとともに、端子Ｓ２から端子Ｓ３に向けて主電流配線ＭＬ１から分岐された分岐配線ＢＬ１の一部が構成されている。そして、スイッチ親器１０の端子Ｓ１，Ｓ２がスイッチ子器２０の端子Ｓ４，Ｓ５とそれぞれ接続されることで、交流電源１、負荷２、スイッチ親器１０及びスイッチ子器２０が直列に接続される主電流配線ＭＬ１が構成される。また、スイッチ親器１０の端子Ｓ３がスイッチ子器２０の端子Ｓ６と接続されることで、主電流配線ＭＬ１から分岐する分岐配線ＢＬ１がスイッチ親器１０及びスイッチ子器２０に跨って構成される。

スイッチ親器１０は、主電流配線ＭＬ１上に配置されるトライアックＴＲＣ１と、端子Ｓ１，Ｓ２より入力される交流電源１から直流動作電源を生成する電源回路１１と、負荷制御回路を統括的に制御するマイクロコンピュータ（マイコン）１２とを備える電子式スイッチである。また、スイッチ親器１０は、負荷２の点灯・消灯操作を行うための操作スイッチ１４と、負荷２が消灯しているときに発光する発光ダイオード１５と、負荷２を減光点灯させる時間帯（調光時間帯）を設定するための調光時間帯設定ボリューム１６（調光時間帯設定部）と、調光時間帯における負荷２の調光レベルを設定するための調光レベル設定ボリューム１７とを備えている。

トライアックＴＲＣ１は、２個のサイリスタを逆並列に接続し、双方向に電流を流せるようにした半導体素子であり、端子Ｓ１，Ｓ２間にアノード、カソードで主電流配線ＭＬ１に対して直列接続されている。また、トライアックＴＲＣ１のゲートには、マイコン１２（制御手段）の出力ポートＰｏ１が接続されている。

電源回路１１は、端子Ｓ１，Ｓ２を介して供給される交流電圧を整流する整流回路１１ａと、整流回路１１ａの整流電圧から直流動作電源を生成するスイッチング電源１１ｂとを備えている。ここで生成された直流動作電源の高電位電源Ｖｃｃは、マイコンバックアップ用の電解コンデンサＣ１に充電される。そして、電解コンデンサＣ１の充電電圧が高電位電源Ｖｃｃとしてマイコン１２に供給されている。なお、スイッチング電源１１ｂは、生成した直流動作電源の低電位電源Ｖｓｓをマイコン１２に供給している。

整流回路１１ａの直流出力端子には、交流電源１のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路１８（停電検出回路）が接続されている。このゼロクロス検出回路１８は、整流回路１１ａの直流出力端子に接続されている抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の分圧回路と、抵抗Ｒ１１の両端に並列接続されたノイズ防止用のコンデンサＣ１０と、抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ１０の並列回路の電位がベース・エミッタ間に印加されるトランジスタＱ１とを備えている。このトランジスタＱ１のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗Ｒ１２を介して高電位電源Ｖｃｃにプルアップされている。トランジスタＱ１のコレクタ（ゼロクロス検出回路１８の出力端子）は、マイコン１２のゼロクロス信号検出用の入力ポートＰｉ１に接続されている。

整流回路１１ａの出力電圧がゼロクロス付近以外では、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の分圧回路からトランジスタＱ１のベースに与えられるバイアスによりトランジスタＱ１がオンするため、マイコン１２の入力ポートＰｉ１にＬレベルの信号が入力される。一方、整流回路１１ａの出力電圧がゼロクロス付近では、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の分圧回路からトランジスタＱ１へのバイアスが小さくなり、トランジスタＱ１がオフするため、マイコン１２の入力ポートＰｉ１にＨレベル（所定レベル）の信号が入力される。ここで、交流電源１の周期は一定であるため、このＨレベルの信号も一定の周期で入力ポートＰｉ１に入力される。そして、マイコン１２は、この一定の周期で入力されるＨレベルの信号をゼロクロス信号ＣＺ（図３参照）と判定する。また、停電により交流電源１からの交流電圧の供給が停止されると、トランジスタＱ１がオフされるため、停電開始から停電終了までの間、マイコン１２の入力ポートＰｉ１にＨレベル（所定レベル）の信号が入力される。マイコン１２は、該マイコン１２の入力ポートＰｉ１に、上記一定の周期に関係なく入力されるＨレベルの信号を停電検出信号ＤＳ（図３参照）と判定する。なお、この停電検出信号ＤＳは、所定期間（停電開始から停電終了までの期間）連続して入力ポートＰｉ１に入力される。

スイッチ親器１０は、分岐配線ＢＬ１の端子Ｓ２側から流れる電流が抵抗Ｒ１３及びダイオードＤ１０を介してベース電流としてベースに入力されてオン・オフ制御されるトランジスタＱ２を備えている。このトランジスタＱ２のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗Ｒ１４を介して高電位電源Ｖｃｃにプルアップされている。トランジスタＱ２のコレクタは、マイコン１２の子器検知用の入力ポートＰｉ２に接続されている。なお、抵抗Ｒ１３は、ダイオードＤ１１を介して端子Ｓ３に接続されている。

マイコン１２は、ユーザによりスイッチ子器２０の操作スイッチ２１が押操作された場合、現在の負荷２への交流電源１からの電源供給状態に基づき、該操作スイッチ２１の押操作が、負荷２への電源供給の開始を要求しているのか、負荷２への電源供給の停止を要求しているのかを判定する。そして、マイコン１２は、判定結果に応じて出力ポートＰｏ１を制御して、トライアックＴＲＣ１のゲートに駆動信号を供給、または駆動信号の供給停止をすることで、トライアックＴＲＣ１のアノード、カソード間を導通、または導通を停止させる。これにより、負荷２が全点灯、または消灯される。また、マイコン１２は、調光時間帯に操作スイッチ２１の押操作によるオン操作が行われた場合には、調光レベル設定ボリューム１７により設定される調光レベルに応じて、上記入力ポートＰｉ１にて検出されるゼロクロス信号を基点にして駆動信号の供給タイミングを制御（位相制御）してトライアックＴＲＣ１を導通させる。これらにより、スイッチ子器２０の操作に応じて、負荷２への交流電源１からの電源供給が制御される。なお、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１がユーザにより押操作されると、入力ポートＰｉ２の電圧値が周期的な電圧値から一定の電圧値に変化するため、マイコン１２は、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１の操作を検知することができる。

また、マイコン１２は、スイッチ子器２０が備える発光ダイオード２２の発光を制御する。詳しくは、マイコン１２の出力ポートＰｏ２は、抵抗Ｒ１５を介してトランジスタＱ３のベースに接続されている。このトランジスタＱ３は、エミッタが接地されており、コレクタがダイオードＤ１２を介して端子Ｓ３に接続されている。そして、マイコン１２は、負荷２をオン状態とするように負荷２に電源を供給している場合には、出力ポートＰｏ２からＬレベルの信号を出力して発光ダイオード２２の発光を停止させる。また、マイコン１２は、負荷２をオフ状態とするように負荷２への電源の供給を停止している場合には、出力ポートＰｏ２からＨレベルの信号を出力してトランジスタＱ３をオンさせて、交流電源の片方向の半波整流波を発光ダイオード２２に流すよう制御して発光させる。なお、このとき発光ダイオード２２には微少な電流しか流れないため、負荷２は点灯しない。

常開型の押しボタンスイッチよりなる操作スイッチ１４は、マイコン１２の親器検知用の入力ポートＰｉ３に接続されている。また、操作スイッチ１４は、その一端が接地されるとともに、その他端が抵抗Ｒ１６を介して高電位電源Ｖｃｃに接続されている。この操作スイッチ１４を押操作すると、負荷２が点灯・消灯される。

マイコン１２は、ユーザにより操作スイッチ１４が押操作された場合、現在の負荷２への交流電源１からの電源供給状態に基づき、該操作スイッチ１４の押操作が、負荷２への電源供給の開始を要求（オン操作）しているのか、負荷２への電源供給の停止を要求（オフ操作）しているのかを判定する。そして、マイコン１２は、判定結果に応じて出力ポートＰｏ１を制御して、トライアックＴＲＣ１のゲートに駆動信号を供給、または駆動信号の供給停止をすることで、トライアックＴＲＣ１のアノード、カソード間を導通、または導通を停止させる。これにより、負荷２が点灯、または消灯される。また、マイコン１２は、調光時間帯に操作スイッチ１４の押操作によるオン操作が行われた場合には、調光レベル設定ボリューム１７により設定される調光レベルに応じて、上記入力ポートＰｉ１にて検出されるゼロクロス信号を基点にして駆動信号の供給タイミングを制御（位相制御）してトライアックＴＲＣ１を導通させる。これらにより、スイッチ親器１０の操作に応じて、負荷２への交流電源１からの電源供給が制御される。なお、操作スイッチ１４がユーザにより押操作されると、入力ポートＰｉ３に入力される信号がＨレベルからＬレベルに変化するため、マイコン１２は、操作スイッチ１４の押操作を検知することができる。

マイコン１２は、負荷２への電源供給を停止してオフ状態としている場合には、当該マイコン１２の出力ポートＰｏ３に接続されている発光ダイオード１５を発光させて、ユーザにスイッチ親器１０の位置や負荷２の電源供給状態の通知を行っている。

マイコン１２には、１日の内で負荷２を減光点灯させる調光時間帯を設定するための調光時間帯設定ボリューム１６の設定値が入力される。詳しくは、調光時間帯設定ボリューム１６はロータリ式の可変抵抗器ＶＲ１からなっており、その可変抵抗器ＶＲ１は高電位電源Ｖｃｃとマイコン１２のＨ／Ｌ切替用の出力ポートＰｏ４との間に接続されている。この調光時間帯設定ボリューム１６がユーザにより回転操作されると、高電位電源Ｖｃｃを分圧する分圧点が移動する。そして、この調光時間帯設定ボリューム１６の設定位置に応じて設定される分圧点の電圧値（設定値）が、マイコン１２のＡ／Ｄ変換用の入力ポートＰｉ４に入力される。

マイコン１２では、調光時間帯設定ボリューム１６の設定入力を監視しており、調光時間帯設定ボリューム１６の設定操作が行われて設定値の入力が完了すると、その時の時刻を調光時間帯の開始時刻に設定する。さらに、マイコン１２は、調光時間帯設定ボリューム１６の設定位置によって調光時間帯の時間幅を例えば４〜８時間まで１時間おきに設定する。調光時間帯設定ボリューム１６を用いて調光時間帯が一旦設定されると、マイコン１２は内蔵のＲＡＭ１２ａに調光時間帯の開始時刻と時間幅を書き込む。そして、この設定以降はＲＡＭ１２ａに設定された調光時間帯において、操作スイッチ１４，２１の何れかの押操作によりオン操作されると、調光レベル設定ボリューム１７により設定される調光レベルにて負荷２が減光点灯されるようになる。

調光レベル設定ボリューム１７はロータリ式の可変抵抗器ＶＲ２からなっており、その可変抵抗器ＶＲ２は高電位電源Ｖｃｃとマイコン１２のＨ／Ｌ切替用の出力ポートＰｏ５との間に接続されている。この調光レベル設定ボリューム１７がユーザにより回転操作されると、高電位電源Ｖｃｃを分圧する分圧点が移動する。そして、この調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じて設定される分圧点の電圧値（設定値）が、マイコン１２のＡ／Ｄ変換用の入力ポートＰｉ５に入力される。

マイコン１２では、調光レベル設定ボリューム１７からの設定入力を監視している。詳しくは、マイコン１２では、負荷２を点灯（全点灯あるいは減光点灯）するときに、入力ポートＰｉ１におけるゼロクロス信号によりゼロクロスが確定された後に、調光レベル設定ボリューム１７からの設定値（電圧値）を取り込むようになっている。ここでは、入力ポートＰｉ１におけるゼロクロス信号の立ち下がりによってゼロクロスが確定される。そして、マイコン１２は、調光レベル設定ボリューム１７からの設定値に応じて、上記トライアックＴＲＣ１を導通させる位相角を、上記ゼロクロス信号を基点にして制御することにより、負荷２に供給される電力量を制御する。これにより、マイコン１２は、調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じて、調光時間帯における負荷２の調光レベルを例えば２０％から１００％までの任意の範囲の調光レベルに設定する。

マイコン１２は、出力電位切替部としての出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位の切替を制御する。詳しくは、マイコン１２は、交流電源１が供給されている通常動作時には、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を低電位電源Ｖｓｓレベル（Ｌレベル）に設定する。一方、マイコン１２は、交流電源１の供給が継続的に停止される停電時には、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位をＬレベルから高電位電源レベル（Ｈレベル）に切り替える。

次に、本実施形態のスイッチ親器１０の構造を図２に従って説明する。
図２（ａ）に示すように、スイッチ親器１０は、一般的な壁付けスイッチと同等に正面視で長方形状をしており、例えば室内に取付けられる。スイッチ親器１０は、スイッチ本体部３０と、該本体部３０に対して図２（ｂ）において左側に開くように開閉可能に取着されたハンドルカバー３１とを備えている。スイッチ本体部３０には、その裏面側にトライアックＴＲＣ１、電源回路１１、マイコン１２等が収容された回路収容部３２が備えられている。

スイッチ本体部３０において、ハンドルカバー３１にて覆われる部分自体が常開型の上記操作スイッチ（操作ハンドル）１４として構成されている。この操作スイッチ１４は、上述したように、負荷２を点灯又は消灯させるべくユーザにより押操作される。なお、負荷２の消灯時には、スイッチ本体部３０に設けられた発光ダイオード１５よりなる表示ランプが点灯する。

また、スイッチ本体部３０のハンドルカバー３１を開けた部分には、その下側に調光時間帯設定ボリューム１６（可変操作部）が設けられるとともに、その上側に調光レベル設定ボリューム１７（可変操作部）が設けられている。なお、操作ハンドル１４には、調光時間帯設定ボリューム１６の周部に該調光時間帯設定ボリューム１６の設定位置を示す複数の目盛りと、各々の設定位置に対応した時間幅や動作状態を示す文字及び数字（例えば、「切」、「４」、「５」、・・・、「８」、「連続」など）が印刷などによって表示されている。また、操作ハンドル１４には、調光レベル設定ボリューム１７の周部に該調光レベル設定ボリューム１７の回転範囲を示す目盛りと、回転範囲の両端位置における調光レベルを示す文字（「２０％」、「１００％」）が印刷などによって表示されている。

ここで、調光時間帯設定ボリューム１６を「４」、「５」、・・・、「８」の位置に切り替えると、調光時間帯が調光時間帯設定ボリューム１６を切り替えた時刻から、４時間、５時間、・・・、８時間にそれぞれ設定される。また、調光時間帯設定ボリューム１６を「切」の位置に切り替えると、負荷２が時間帯に関係なく常に全点灯状態で点灯又は消灯されるようになり、「連続」の位置に切り替えると、負荷２が時間帯に関係なく常に減光点灯又は消灯されるようになる。一方、調光レベル設定ボリューム１７を所定の位置（設定位置）に回転操作させることで、調光時間帯における負荷２の調光レベルが２０％〜１００％の範囲で所望の調光レベルに設定される。

ここで、ハンドルカバー３１を開けた状態では、調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７が露出するので、一般のユーザでも調光時間帯の設定操作を容易に行える。一方、調光時間帯の設定時以外は調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７をハンドルカバー３１で覆うことにより、不用意に調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７が操作されて、それぞれの設定が変更されるのを防止できる。さらに、ハンドルカバー３１を閉じると、調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７がハンドルカバー３１によって覆われ、スイッチ親器１０の外観が他のスイッチの外観と同様の外観になるので、室内のデザイン性を高めることができ、またハンドルカバー３１の前面全体が操作面となるので、操作面を広げることで操作性を向上させることができる。

次に、このように構成された負荷制御回路におけるスイッチ親器１０のマイコン１２の停電時の動作について図３及び図４に従って説明する。ここでは、マイコン１２におけるＨ／Ｌ切替用の出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の制御について詳述する。

図４に示すように、従来のスイッチ親器６０では、停電が発生すると、高電位電源Ｖｃｃと低電位電源Ｖｓｓとの間に接続された可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２の両端に電位差があるため、これら可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２の抵抗分によりそれぞれ消費電流Ｉｃ１，Ｉｃ２が流れる。例えば、高電位電源Ｖｃｃが５Ｖ、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２の抵抗が１００ｋΩの場合には、消費電流Ｉｃ１，Ｉｃ２はそれぞれ０．０５ｍＡになる。このように停電時において、これら調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７等の各ボリュームにより大きな消費電流が流れるため、停電後の所定時間、マイコンバックアップ用の電解コンデンサＣ１１からの直流動作電源の供給を継続させるためには、電解コンデンサＣ１１の容量を大きくする必要がある。しかし、電解コンデンサＣ１１の容量を大きくすると、その電解コンデンサのチップにおける専有面積が自ずと増大するため、スイッチ親器６０が大型化するという問題があることは前述した。

そこで、本実施形態のスイッチ親器１０では、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を接地するのではなく、マイコン１２のＨ／Ｌ切替用の出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５にそれぞれ接続するようにした。そして、マイコン１２は、停電時に、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に接続された電源電位と同一の高電位電源Ｖｃｃレベルに設定することで、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２の両端の電位差をなくして、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に消費電流が流れるのを抑制するようにしている。

図３に示す通常動作時では、一定周期の交流電源１が電源回路１１に供給されており、ゼロクロス検出回路１８内のトランジスタＱ１が周期的にオン・オフされる。これにより、図３に示すように、通常動作時では、マイコン１２の入力ポートＰｉ１に、一定の周期でゼロクロス信号ＣＺとしてＨレベルの信号が入力される。

時刻ｔ１において、停電が発生すると、交流電源１の供給が継続的に停止される。すると、ゼロクロス検出回路１８内のトランジスタＱ１が停電中常時オフされるため、マイコン１２の入力ポートＰｉ１には、停電検出信号ＤＳとしてのＨレベルの信号が入力されることになる。ここで入力されるＨレベルの信号は、通常動作時のゼロクロス信号ＣＺにおける一定の周期とは関係なく入力される。マイコン１２は、このように一定の周期とは関係なく入力されるＨレベルの信号を停電検出信号ＤＳと判定し停電が発生したと判定して、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を高電位電源Ｖｃｃレベルに設定する。これにより、前述したように、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２の両端の電位差がなくなるため、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に消費電流が流れるのを抑制することができる。なお、偶然にも一定の周期と同じタイミングで停電検出信号ＤＳとしてのＨレベル信号が入力ポートＰｉ１に入力されたとしても、この停電検出信号ＤＳは、停電開始から停電終了までのパルス幅を有するＨレベル信号であるため、ゼロクロス信号ＣＺの有する所定のパルス幅以上のＨレベル信号が検出された時点でマイコン１２が停電検出信号ＤＳであることを判定できる。

次に、時刻ｔ２において、停電から通常動作に復帰すると、交流電源１の供給が再開される。すると、ゼロクロス検出回路１８内のトランジスタＱ１がオンされるため、マイコン１２の入力ポートＰｉ１には、Ｌレベルの信号が入力されることになる。マイコン１２は、入力ポートＰｉ１にＬレベルの信号が入力されると、通常動作に復帰したと判定して、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に接続された電源電位と異なる低電位電源Ｖｓｓレベルに設定する。これにより、停電前と同様の通常動作に戻る。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）マイコン１２は、交流電源１から供給される交流電圧値に基づき、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を切替設定するようにした。詳しくは、マイコン１２は、ゼロクロス検出回路１８からの停電検出信号ＤＳを検出すると、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に接続される電源電位（本例では、高電位電源Ｖｃｃ）と同電位である高電位電源Ｖｃｃレベルに設定するようにした。これにより、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２の両端に電位差がなくなるため、その可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に消費電流が流れることを抑制することができる。従って、スイッチ親器１０全体の消費電流を低減することができ、ひいてはスイッチ親器１０の低消費電力化を実現することができる。

さらに、このように停電時におけるスイッチ親器１０の消費電流が低減されると、バックアップ用の電解コンデンサＣ１の容量を増大させることなく、停電時におけるバックアップ時間を長時間確保することができる。従って、停電時におけるバックアップ時間を長時間確保しつつも、スイッチ親器１０の小型化を実現することができる。

（２）停電検出回路をゼロクロス検出回路により構成した。このゼロクロス検出回路は、図示は省略したが、従来のスイッチ親器６０にも備えられている回路である。従って、スイッチ親器１０内の回路規模を増大させることなく、確実に停電を検出することができる。

（３）マイコン１２は、ゼロクロス信号ＣＺの有する所定のパルス幅よりも長いＨレベルの信号が入力ポートＰｉ１に入力されると、そのＨレベルの信号を停電検出信号ＤＳと判定する。これにより、偶然にもゼロクロス信号ＣＺの一定の周期で停電検出信号ＤＳとしてのＨレベルの信号が入力ポートＰｉ１に入力されたとしても、そのＨレベルの信号を停電検出信号ＤＳと確実に判定することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態について、図５に従って説明する。この実施形態のスイッチ親器１０は、通常動作時の出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の制御方法が上記第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、この実施形態の負荷制御回路は、図１に示す第１実施形態の負荷制御回路と略同様の構成を備えている。

前述したように、従来の負荷制御回路における調光時間帯設定ボリューム６６及び調光レベル設定ボリューム６７をそれぞれ構成する可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２は、高電位電源Ｖｃｃと低電位電源Ｖｓｓとの間に接続されている（図４参照）。従って、停電時だけではなく、通常動作時においても、これら可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２に消費電流Ｉｃ１，Ｉｃ２が流れる。そのため、これら可変抵抗器ＶＲ１１，ＶＲ１２により、通常動作時におけるスイッチ親器１０の低消費電力化が阻害されている。

ここで、調光レベル設定ボリューム１７により設定された調光レベルにて負荷２を減光点灯させる場合について説明する。マイコン１２は、入力ポートＰｉ１におけるゼロクロス信号ＣＺの立ち下がりによりゼロクロスが確定されるゼロクロス確定時刻から所定時間後に、調光レベル設定ボリューム１７の可変抵抗器ＶＲ２から入力ポートＰｉ５に入力される分圧電圧値（設定値）に応じた信号を取り込む。マイコン１２は、上記取り込んだ信号に応じて、トライアックＴＲＣ１を導通させる位相角を、上記ゼロクロス確定時刻を基点にして制御することにより、負荷２に供給される電力量を制御する。このように調光レベルを設定するための可変抵抗器ＶＲ２から入力ポートＰｉ５に入力される設定値に応じた信号をマイコン１２が取り込むのは、ゼロクロス確定時刻から予め設定された所定時間後にのみに設定されている。

そこで、本実施形態では、入力ポートＰｉ５に入力される設定値に応じた信号をマイコン１２が取り込む取り込み時間付近の時間帯のみ、出力ポートＰｏ５の電位を低電位電源Ｖｓｓに設定することで、可変抵抗器ＶＲ２の両端に電位差を生じさせ、調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じた所望の設定値が入力されるようにした。

詳述すると、図５に示すように、入力ポートＰｉ１にゼロクロス信号ＣＺが入力されるまでは、出力ポートＰｏ５の電位を、上記可変抵抗器ＶＲ２に接続される電源電位（ここでは、高電位電源Ｖｃｃ）と同一の高電位電源Ｖｃｃに設定する。このように出力ポートＰｏ４の電位が高電位電源Ｖｃｃレベルに設定されている間は、可変抵抗器ＶＲ２の両端の電位差がなくなるため、可変抵抗器ＶＲ２に消費電流が流れるのが抑制される。

時刻ｔ３において、ゼロクロス信号ＣＺとしてのＨレベルの信号の入力ポートＰｉ１への入力が開始されると、マイコン１２は、その時刻ｔ３からタイマカウント動作を開始させる。そして、マイコン１２は、時刻ｔ３から時間Ｔ１経過後の時刻ｔ４において、出力ポートＰｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ２に接続される電源電位（ここでは、高電位電源Ｖｃｃ）と異なる低電位電源Ｖｓｓレベルに設定する。このように出力ポートＰｏ５が低電位電源Ｖｓｓレベルに設定されると、可変抵抗器ＶＲ２の両端に電位差が生じ、調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じた所望の設定値が入力ポートＰｉ５に入力されるようになる。

次に、時刻ｔ４から所定時間Ｔ２経過後の時刻ｔ５において、入力ポートＰｉ１に入力されるゼロクロス信号ＣＺとしてのＨレベルの信号がＬレベルに立ち下がり、その入力ポートＰｉ１に入力されるＬレベルの信号に応じてゼロクロスが確定される。このゼロクロス確定時刻ｔ５から微小時間経過後の時刻ｔ６において、マイコン１２は、入力ポートＰｉ５に入力される可変抵抗器ＶＲ２からの設定値に応じた信号の取り込みを開始する。この取り込み開始時刻ｔ６の時点で、既に出力ポートＰｏ５の電位が低電位電源Ｖｓｓレベルに設定されているため、入力ポートＰｉ５には、調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じた所望の設定値が入力されるようになっている。なお、マイコン１２は、上記取り込み開始時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間（取り込み期間）、入力ポートＰｉ５に入力される可変抵抗器ＶＲ２からの設定値に応じた信号を取り込む。この取り込み期間が終了すると、すなわち時刻ｔ７において、マイコン１２は、出力ポートＰｏ５の電位を高電位電源Ｖｃｃレベルに設定する。

そして、マイコン１２は、上記取り込んだ設定値に応じた信号に基づいて、トライアックＴＲＣ１をオンさせる位相角を、ゼロクロス確定時刻ｔ５を基点にして制御することにより、負荷２に供給する電力量を制御する。これにより、調光レベル設定ボリューム１７の設定位置に応じた所望の調光レベルにて負荷２が減光点灯される。

以上説明した実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３）の作用効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（４）マイコン１２は、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの取り込み期間を含む時刻ｔ４から時刻ｔ７までの所定期間において、出力ポートＰｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ２に接続される電源電位（ここでは、高電位電源Ｖｃｃ）と異なる低電位電源Ｖｓｓに設定するようにした。また、マイコン１２は、上記所定期間以外の期間において、出力ポートＰｏ５の電位を、可変抵抗器ＶＲ２に接続される電源電位と同電位の高電位電源Ｖｃｃに設定するようにした。これによれば、可変抵抗器ＶＲ２から入力される設定値に応じた信号を取り込むために可変抵抗器ＶＲ２の両端に電位差が必要な所定期間（取り込み期間）においてのみ、可変抵抗器ＶＲ２の両端に高電位電源Ｖｃｃと低電位電源Ｖｓｓとが供給される。また、上記所定期間以外の期間においては、可変抵抗器ＶＲ２の両端の電位差がなくなるように出力ポートＰｏ５の電位が設定されるため、その期間における可変抵抗器ＶＲ２による消費電流を低減できる。すなわち、取り込み期間において可変抵抗器ＶＲ２の抵抗値に応じた所望の信号を取り込むことができるとともに、交流電源１が供給される通常動作時におけるスイッチ親器１０の消費電流を低減することができる。

（５）マイコン１２は、ゼロクロス信号ＣＺとしてのＨレベルの信号の立ち上がり時刻ｔ３から時間Ｔ１経過後に出力ポートＰｏ５の電位を低電位電源Ｖｓｓに切り替えることで、ゼロクロス確定時刻ｔ５よりも所定時間Ｔ２前に出力ポートＰｏ５の電位を低電位電源Ｖｓｓに設定するようにした。このとき、取り込み期間の開始時刻ｔ６は、ゼロクロス確定時刻ｔ５から微小期間経過後である。そのため、可変抵抗器ＶＲ２の両端に電位差を生じさせた後に、取り込み期間の開始時刻ｔ６が訪れるため、マイコン１２が取り込み期間において可変抵抗器ＶＲ２の抵抗値に基づく所望の設定値に応じた信号を確実に取り込むことができる。

（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態について、図６及び図７に従って説明する。この実施形態のスイッチ親器１０は、スイッチ子器２０における発光ダイオード２２の制御方法が上記第２実施形態と異なっている。以下、第２実施形態との相違点を中心に説明する。先の図１〜図５に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。

まず、負荷２が消灯状態のときのスイッチ子器２０の操作スイッチ２１の操作検知方法について詳述する。
例えば、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１が操作されていない状態で、負荷２への電源供給が停止され消灯状態となるように、マイコン１２によりトライアックＴＲＣ１が制御されている場合、スイッチ親器１０には、交流電源１からの電源がそのまま印加される。従って、トランジスタＱ２のベースには周期的なベース電流が供給され、トランジスタＱ２は周期的にオン・オフを繰り返すよう制御される。すなわち、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１が操作されていない状態で、負荷２への電源供給が停止され消灯（負荷２消灯）状態の場合、図６及び図７に示すように、マイコン１２の入力ポートＰｉ２には、周期的な電圧値が入力される。

このとき、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１が押操作されると、分岐配線ＢＬ１が導通して電流がダイオードＤ１１へ流れるため、トランジスタＱ２のベースにはベース電流が供給されずオフし続ける。従って、マイコン１２の入力ポートＰｉ２には、周期的な電圧値ではなく一定の電圧値（Ｈレベル）が入力されることになる。すなわち、マイコン１２は、所定のサンプリングタイミングで入力ポートＰｉ２から検出される周期的な電圧値が一定の電圧値へと変化した場合に、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１が操作されたと判定することができる。そして、マイコン１２は、入力ポートＰｉ２における一定の電圧値を検知すると、スイッチ子器２０の操作スイッチ２１が押操作されたと判定し、トライアックＴＲＣ１を制御して、負荷２を消灯状態から点灯状態へと切り替えるよう電源供給制御を行う。

次に、負荷２が消灯状態のときのマイコン１２によるスイッチ子器２０の発光ダイオード２２の発光制御方法について説明する。
ここで、まず上記第２実施形態におけるスイッチ子器２０の発光ダイオード２２の発光制御方法について説明する。

図７に示すように、マイコン１２は、負荷２が消灯状態のとき（発光期間）には、出力ポートＰｏ２からＨレベルの信号を常時出力してトランジスタＱ３をオンさせて、交流の片方向の半端整流波を発光ダイオード２２に流すよう制御して発光させる。詳しくは、上記トランジスタＱ３がオンされると、図１における交流電源１の負荷２側が正となる期間Ａに、交流電源１→負荷２→発光ダイオード２２→抵抗Ｒ２０→ダイオードＤ２０→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ３→低電位電源Ｖｓｓ→交流電源１の経路で電流が流れる。従って、この交流電源１の負荷２側が正となる期間Ａに、発光ダイオード２２が発光される。なお、このとき、トランジスタＱ２にはベース電流が供給されないため、トランジスタＱ２がオフされて入力ポートＰｉ２にＨレベルの信号が入力される。

一方、図１における交流電源１の負荷２側が負となる期間Ｂには、交流電源１→抵抗Ｒ１３→ダイオードＤ１０→トランジスタＱ２の第１経路で電流が流れる。前述したように、この電流がトランジスタＱ２のベースに供給されると、トランジスタＱ２がオンされて入力ポートＰｉ２にＬレベルの信号が入力される。また、期間Ｂでは、交流電源１→抵抗Ｒ１３→ダイオードＤ１１→操作スイッチ２１の第２経路で電流が流れる。すなわち、この交流電源１の負荷２側が負となる期間Ｂでは、発光ダイオード２２に電流が流れないため、発光ダイオード２２が発光されない。また、期間ＢにおいてトランジスタＱ３がオンされていると、交流電源１→抵抗Ｒ１３→ダイオードＤ１１→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ３→低電位電源Ｖｓｓの第３経路で電流が流れる。ここで、この第３経路で流れる電流は、発光ダイオード２２が発光されない期間Ｂにおいて流れる無駄な消費電流である。この無駄な消費電流が負荷２の消灯時に流れることによって、負荷２が消灯状態のときのスイッチ親器１０における消費電力が増大するという問題がある。

そこで、本実施形態のマイコン１２は、上記無駄な消費電流が流れる原因となるトランジスタＱ３を、発光ダイオード２２に電流が流れて該発光ダイオード２２が発光される期間Ａにおいてのみオンさせるように制御するようにした。

前述したように、交流電源１の負荷２側が正となる期間Ａ（第１期間）では、トランジスタＱ２にベース電流が供給されずオフされるため、図６に示すように、マイコン１２の入力ポートＰｉ２にＨレベルの信号（第１レベル信号）が入力される。マイコン１２は、入力ポートＰｉ２に入力されるＨレベルの信号を検知すると、出力ポートＰｏ２から出力される信号をＨレベルに設定する。この出力ポートＰｏ２から出力されるＨレベルの信号（発光制御信号）により、期間ＡにおいてトランジスタＱ３をオンさせることができるため、発光ダイオード２２に電流を流して発光ダイオード２２を確実に発光させることができる。

一方、交流電源１の負荷２側が負となる期間Ｂ（第２期間）では、トランジスタＱ２のベースにベース電流が供給されてオンされるため、図６に示すように、マイコン１２の入力ポートＰｉ２にＬレベルの信号（第２レベル信号）が入力される。マイコン１２は、入力ポートＰｉ２に入力されるＬレベルの信号を検知すると、出力ポートＰｏ２から出力される信号をＬレベルに設定する。この出力ポートＰｏ２から出力されるＬレベルの信号（発光停止信号）により、発光ダイオード２２に電流が流れない期間ＢにおいてトランジスタＱ３がオフされる。これにより、期間Ｂにおいて、このトランジスタＱ３を介して低電位電源Ｖｓｓに流れる無駄な消費電流を低減することができる。

以上説明した実施形態によれば、第１及び第２実施形態の（１）〜（５）の作用効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（６）マイコン１２は、負荷２が消灯状態の期間（発光期間）において、元々発光ダイオード２２に交流電源１が供給されない期間Ｂ（第２期間）に、出力ポートＰｏ２からトランジスタＱ３をオフさせるべくＬレベルの信号（発光停止信号）を出力するようにした。これにより、期間Ｂにおいて、トランジスタＱ３がオフされるため、トランジスタＱ３を介して低電位電源Ｖｓｓに流れる無駄な消費電流を低減することができる。また、マイコン１２は、発光ダイオード２２に交流電源１の半波整流電流が供給される期間Ａ（第１期間）に、出力ポートＰｏ２からトランジスタＱ３をオンさせるべくＨレベルの信号（発光信号）を出力するようにした。これにより、期間Ａにおいて、トランジスタＱ３がオンされるため、発光ダイオード２２に交流電源１の半波整流電流を確実に流して該発光ダイオード２２を確実に発光させることができる。従って、発光ダイオード２２の発光出力を維持したまま、スイッチ親器１０の消費電力を低減することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、停電検出回路をゼロクロス検出回路１８により構成するようにしたが、これに限らず、例えば停電検出回路としての専用ＩＣを設けるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、可変抵抗器ＶＲ１を高電位電源Ｖｃｃ及び出力ポートＰｏ４に、可変抵抗器ＶＲ２を高電位電源Ｖｃｃ及び出力ポートＰｏ５にそれぞれ接続するようにした。これに限らず、例えば可変抵抗器ＶＲ１を低電位電源Ｖｓｓ及び出力ポートＰｏ４に、可変抵抗器ＶＲ２を低電位電源Ｖｓｓ及び出力ポートＰｏ５にそれぞれ接続するようにしてもよい。ただし、この場合、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位は、上記各実施形態と反対の電源電位に設定される。例えば第１実施形態で説明すると、マイコン１２は、通常動作時に、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を高電位電源Ｖｃｃレベルに設定するとともに、停電時に、出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位を低電位電源Ｖｓｓレベルに設定する。

・上記第２実施形態では、ゼロクロス信号ＣＺの立ち下がり時にゼロクロスが確定されるようにしたが、これに限らず、例えばゼロクロス信号の立ち下がりから所定時間経過後にゼロクロスが確定されるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、調光時間帯設定ボリューム１６を構成する可変抵抗器ＶＲ１を出力ポートＰｏ４に接続するとともに、調光レベル設定ボリューム１７を構成する可変抵抗器ＶＲ２を出力ポートＰｏ５に接続するようにした。これに限らず、例えば可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を共通の出力ポート（出力電位切替部）に接続するようにしてもよい。

・上記第１及び第２実施形態におけるスイッチ子器２０を省略するようにしてもよい。すなわち、スイッチ親器１０のみで負荷２への電源供給を制御するようにしてもよい。この場合、例えば端子Ｓ１，Ｓ２間に交流電源１と負荷２との直列回路を接続すればよく、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５、ダイオードＤ１０〜Ｄ１２及びトランジスタＱ２，Ｑ３も省略することができる。

・上記第２実施形態では、上記第１実施形態の停電時における出力ポートＰｏ４，Ｐｏ５の電位制御を省略してもよい。
・上記第３実施形態では、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２を高電位電源Ｖｃｃと低電位電源Ｖｓｓとの間に接続するようにしてもよい。

・上記第３実施形態におけるマイコン１２では、入力ポートＰｉ２に入力される信号レベルに応じて出力ポートＰｏ２から出力される信号レベルを制御することで、スイッチ子器２０の発光ダイオード２２の発光を制御するようにした。これに限らず、交流電源１の周期は予め決まっているため、マイコン１２によりその周期に合わせて出力ポートＰｏ２の信号レベルを制御することで、スイッチ子器２０の発光ダイオード２２の発光を制御するようにしてもよい。

・上記第３実施形態では、負荷２の消灯状態において発光ダイオード１５，２２を発光させるようにしたが、これに限らず、負荷２の点灯状態において発光ダイオード１５，２２を発光させるようにしてもよい。

・上記各実施形態におけるトランジスタＱ３を省略してもよい。この場合、とくに第３実施形態では、負荷２の消灯状態における発光ダイオード２２の発光制御時に、マイコン１２は、期間Ａにおいて出力ポートＰｏ２からＬレベルの信号（発光制御信号）を出力するとともに、期間Ｂにおいて出力ポートＰｏ２からＨレベルの信号（発光停止制御信号）を出力する。

・上記第２実施形態では、調光レベル設定ボリューム１７について説明したが、調光時間帯設定ボリューム１６や他のボリュームに適用してもよい。この場合、例えば可変抵抗器ＶＲ１からの設定値に応じた信号を取り込む取り込み期間を含む所定期間においてのみ、出力ポートＰｏ４の電位を低電位電源Ｖｓｓに設定するようにすればよい。とくに、取り込み期間の開始時刻よりも所定時間前の時刻から出力ポートＰｏ４の電位を低電位電源Ｖｓｓに設定することが好ましい。

・上記各実施形態における調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７をロータリ式の可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に具体化したが、これに限らず、例えば調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７をディップスイッチで構成するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、可変抵抗器として、調光時間帯設定ボリューム１６及び調光レベル設定ボリューム１７の可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２に具体化したが、これに限らず、可変抵抗器を用いて何らかの設定を行うものであれば何でもよい。

・上記各実施形態では、操作スイッチ１４，２１に押しボタンスイッチを用いたが、例えば切替スイッチ等のその他のスイッチを用いてもよい。
・上記各実施形態では、負荷２が照明のスイッチ親器１０（電子式スイッチ）に適用したが、照明以外の負荷を制御する電子式スイッチに適用してもよい。この場合、例えば調光レベル設定ボリューム１７を、負荷２に供給する電力量を設定するためのボリュームとしても利用してもよい。

第１実施形態における負荷制御回路を示す回路図である。 （ａ）はスイッチ親器を示す正面図であり、（ｂ）はスイッチ親器を示す斜視図である。 停電時におけるＨ／Ｌ切替用の出力ポートの電位制御を示すタイミングチャートである。 従来のスイッチ親器における消費電流を説明するための回路図。 第２実施形態における通常動作時のＨ／Ｌ切替用の出力ポートの電位制御を示すタイミングチャート。 第３実施形態におけるスイッチ子器の発光ダイオードの発光制御を示すタイミングチャート。 第１実施形態におけるスイッチ子器の発光ダイオードの発光制御を示すタイミングチャート。 従来における負荷制御回路を示す回路図。

符号の説明

１…交流電源、２…負荷、１０…スイッチ親器（電子式スイッチ）、１１…電源回路、１２…マイコン（制御手段）、１８…ゼロクロス検出回路（停電検出回路）、２０…スイッチ子器、２２…発光ダイオード、Ｃ１…電解コンデンサ、ＶＲ１，ＶＲ２…可変抵抗器、Ｐｉ２…入力ポート（検知手段）、Ｐｏ４，Ｐｏ５…出力ポート（出力電位切替部）、ＭＬ１…主電流配線、ＢＬ１…分岐配線。

Claims (9)

1. スイッチ操作に応じて交流電源から負荷への電源供給を制御する電子式スイッチであって、
   前記交流電源から直流動作電源を生成する電源回路と、
   前記直流動作電源の高電位電源あるいは低電位電源の電源電位と接続される可変抵抗器と、
   前記可変抵抗器と接続され、前記可変抵抗器に供給する電位を前記高電位電源及び前記低電位電源に切替可能な出力電位切替部と、
   前記可変抵抗器の抵抗値を可変させるための可変操作部と、
   前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号が入力される制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記交流電源から供給される交流電圧値に基づき、前記出力電位切替部の電位を前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に切替設定することを特徴とする電子式スイッチ。
2. 前記交流電源の供給が継続的に停止される停電を検出するための停電検出回路を備え、
   前記制御手段は、前記停電検出回路から前記停電を検出したことを示す停電検出信号が入力されたときに、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に設定することを特徴とする請求項１に記載の電子式スイッチ。
3. 前記停電検出回路は、前記交流電源のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路からなり、
   前記制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から一定の周期で入力される所定レベルの信号をゼロクロス信号と判定し、前記ゼロクロス検出回路から前記一定の周期とは関係なく入力される前記所定レベルの信号を前記停電検出信号と判定することを特徴とする請求項２に記載の電子式スイッチ。
4. 前記制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から前記ゼロクロス信号の有するパルス幅よりも長い前記所定レベルの信号が入力されたとき、該所定レベルの信号を前記停電検出信号と判定することを特徴とする請求項３に記載の電子式スイッチ。
5. 前記制御手段は、前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号を取り込む取り込み期間を含む所定期間において、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と異なる電位に設定するとともに、前記所定期間以外の期間において、前記出力電位切替部の電位を、前記可変抵抗器に接続される電源電位と同電位に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子式スイッチ。
6. 前記所定期間は、前記取り込み期間の開始時刻よりも所定時間前の時刻から開始されることを特徴とする請求項５に記載の電子式スイッチ。
7. 前記可変抵抗器は、前記負荷の調光レベルを設定するためのものであり、
   前記所定期間は、ゼロクロス確定時刻よりも所定時間前の時刻から開始され、
   前記制御手段は、前記取り込み期間において取り込む前記可変抵抗器の抵抗値に応じた信号に基づき、前記負荷に供給する電力量を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の電子式スイッチ。
8. 前記交流電源、前記負荷、スイッチ子器と主電流配線にて直列接続されるスイッチ親器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子式スイッチ。
9. 前記制御手段は、前記スイッチ子器に備えられた発光ダイオードを発光させる発光期間内において前記交流電源の半波整流電流が前記発光ダイオードに供給される期間に、前記発光ダイオードを発光させるべく発光制御信号を該発光ダイオードに出力するとともに、前記発光期間内において前記発光ダイオードに前記交流電源が供給されない期間に、前記発光ダイオードの発光を停止させるべく発光停止制御信号を該発光ダイオードに出力することを特徴とする請求項８に記載の電子式スイッチ。

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