JP5712492B2 - Two-wire DC distribution system and two-wire dimmer - Google Patents
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Description
本発明は、直流で動作する電気製品に電源用電力を供給する2線式直流配電システムおよび2線式調光器に関するものである。 The present invention relates to a two-wire DC distribution system and a two-wire dimmer for supplying power for power to an electric product that operates on a direct current.
現在、商用電源および家庭用電源として交流電源が使用されている。家庭等で使用される電気製品は直流電源で動作するものがあり、直流用電気製品を使用する場合、商用電源および家庭用電源を交流(AC)から直流(DC)に変換する必要があった。しかし、多くの場合、交流−直流の変換効率は80%程度であり、20%前後の電力エネルギーは熱となって排出される。交流−直流の変換によるエネルギーの無駄を回避するため、データ・センターや店舗等において直流用電気製品に電力を直流で供給する直流配電システムが導入されている。
また、従来から地球温暖化対策として二酸化炭素を排出しない自然エネルギーの活用が求められており、近年太陽光発電が家庭に普及しつつある。従って、家庭では太陽光発電で得た直流電力を蓄電池に蓄え、その電力を直接電気製品に供給する直流配電システムが今後広く利用されるものと考えられる。
Currently, AC power sources are used as commercial power sources and household power sources. Some electrical products used at home operate with a DC power supply. When using electrical products for DC, it was necessary to convert commercial power and household power from alternating current (AC) to direct current (DC). . However, in many cases, the AC-DC conversion efficiency is about 80%, and about 20% of the electric energy is discharged as heat. In order to avoid waste of energy due to AC-DC conversion, a DC power distribution system that supplies electric power to DC electric products in a direct current is introduced in data centers, stores, and the like.
Conventionally, utilization of natural energy that does not emit carbon dioxide has been demanded as a measure against global warming, and in recent years, photovoltaic power generation has been spreading to households. Accordingly, it is considered that a DC power distribution system that stores DC power obtained by solar power generation in a storage battery and supplies the power directly to an electric product will be widely used in the future.
従来の直流配電システムでは、電気製品を動作させるには4線式配線が必要となる場合がある。例えば、発光ダイオード照明器具(以下、発光ダイオードは「LED」と記載する。)を調光する場合、調光器を動作するための電源が必要となる。この場合、調光器に電源配線として2本および出力用として2本、合計4本の配線を敷設する必要がある(図10)。
しかし、4線式配線による配電システムは敷設コストがかかるという問題があり、2線式配線によって直流を供給する方式の直流配電システムが望ましい。
In a conventional DC power distribution system, a 4-wire wiring may be required to operate an electrical product. For example, when dimming a light-emitting diode luminaire (hereinafter, the light-emitting diode is described as “LED”), a power source for operating the dimmer is required. In this case, it is necessary to lay a total of four wires in the dimmer, two for power supply wiring and two for output (FIG. 10).
However, there is a problem that a distribution system using four-wire wiring is expensive to install, and a DC power distribution system that supplies direct current using two-wire wiring is desirable.
従来、敷設コストの軽減を図るものとして、AC100V商用交流電源の配線を不要としたナイトライトが提供されている(特許文献1)。
特許文献1のナイトライトは、ナイトライトまでのAC100V商用交流電源の配線を不要としたものである。これにより、ナイトライトを設置する場所までの商用交流電源の配線工事を無くすことができ、敷設コストを軽減することができる。
Conventionally, a night light that does not require the wiring of an AC 100V commercial AC power supply has been provided as a means for reducing the installation cost (Patent Document 1).
The night light of
特許文献1のナイトライトは、AC100V商用電源で電力供給されている伝送処理装置で変換された伝送信号を含むAC24Vの交流電源供給システムで駆動する端末機器である。特許文献1の電源供給システムにより、ナイトライトへの配線が弱電配線で済むため、ナイトライトへのAC100V商用交流電源の配線をなくすことができる。
The night light of
しかし、特許文献1のナイトライトは、伝送処理装置から2本の信号線を介して送信される制御データにより負荷の動作を制御する遠隔監視制御システムに用いられるナイトライトであって、直流で動作する電気製品に直流で電源用電力を供給する直流配電システムを提供するものではなかった。
また、特許文献1は、2線式配線によって直流電源で直接電気製品を動作させる直流配電システムを提供するものでもなかった。
However, the nightlight of
Further,
本発明は、敷設コストを軽減できる2線式配線を用いて電気製品に電源用電力を直流によって供給し、LED照明の調光などの電気製品の動作制御が可能な2線式直流配電システムおよび2線式調光器を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a two-wire DC distribution system capable of supplying electric power to an electric product by direct current using a two-wire wiring capable of reducing laying costs and controlling the operation of the electric product such as dimming of LED lighting. The object is to provide a two-wire dimmer.
本発明の2線式直流配電システムは、2線式配線に、直流配電システムの電源と、電気製品と、電気製品の制御装置とを接続した2線式直流配電システムであって、前記制御装置が、パルス信号に基づいて電気製品の電源を制御するスイッチング素子を備える主電流制御部と、主電流制御部のオフ時に入力されるパルス電圧を積分する積分回路を備える電源生成部と、電源生成部が生成した電圧を電源として電気製品の動作を制御する電気機器を備える動作制御部と、動作制御部から出力される電圧をデューティ比5%乃至95%の可変幅でパルス幅変調したパルス信号を主電流制御部に送るデューティ比可変発振部を備えるPWM発振部とを備え、PWM発振部のパルス信号を主電流制御部のスイッチング素子のゲートに送り、スイッチング素子をオン・オフして電気製品に流れる主電流を制御し、スイッチング素子がオフのときに主電流を電源生成部に流して電気製品の動作を制御する電気機器の動作電源とすることにより、2線式の配線を行うようにしたものである。 The two-wire DC distribution system of the present invention is a two-wire DC distribution system in which a power source of a DC distribution system, an electrical product, and a control device for the electrical product are connected to a two-wire wiring, the control device Includes a main current control unit including a switching element that controls a power source of an electric product based on a pulse signal, a power generation unit including an integration circuit that integrates a pulse voltage input when the main current control unit is turned off, and a power generation Control unit including an electric device that controls the operation of an electrical product using the voltage generated by the unit as a power source, and a pulse signal obtained by pulse-width modulating the voltage output from the operation control unit with a variable width of a duty ratio of 5% to 95% And a PWM oscillation unit having a variable duty ratio oscillation unit that sends a pulse signal of the PWM oscillation unit to the gate of the switching element of the main current control unit. The main current flowing through the electrical product is controlled by turning on / off the switching device, and the main current is supplied to the power source generation unit when the switching device is off to control the operation of the electrical product. Two-wire wiring is performed.
また、前記電気製品が発光ダイオード照明器具である場合、前記制御装置は、前記発光ダイオード照明装置に供給する電流を制御する前記スイッチング素子と、前記スイッチング素子の非導通時に入力されるパルス電圧を積分する前記積分回路と、前記積分回路から出力される電圧をデューティ比可変マルチバイブレータを介して受ける可変抵抗器を備える時定数回路とを備え、前記時定数回路から出力される電圧を前記デューティ比可変マルチバイブレータによりパルス幅変調し前記スイッチング素子に送る調光器としたものである。
また、前記直流配電システムに微小電流を流す微電流抑制回路を前記電気製品に設けるようにしたものである。
When the electrical product is a light-emitting diode illuminator, the control device integrates the switching element that controls a current supplied to the light-emitting diode illuminating device and a pulse voltage that is input when the switching element is non-conductive. And a time constant circuit including a variable resistor that receives a voltage output from the integration circuit via a variable duty ratio multivibrator, and the duty ratio variable is a voltage output from the time constant circuit. The dimmer is pulse-width modulated by a multivibrator and sent to the switching element.
Further, the electric product is provided with a minute current suppressing circuit that allows a minute current to flow in the DC power distribution system.
本発明の2線式調光器は、2線式配線に、直流配電分電盤と、発光ダイオード照明装置と、発光ダイオード照明装置の調光器とを接続した2線式の調光器であって、発光ダイオード照明装置に供給する電流を制御するスイッチング素子と、スイッチング素子の非導通時に入力されるパルス電圧を積分する積分回路と、積分回路から出力される電圧をデューティ比可変マルチバイブレータを介して受ける可変抵抗器を備える時定数回路とを備え、時定数回路から出力される電圧を前記デューティ比可変マルチバイブレータによりデューティ比5%乃至95%の可変幅でパルス幅変調し前記スイッチング素子に送り、スイッチング素子をオン・オフして発光ダイオード照明装置に流れる主電流を制御し、スイッチング素子がオフのときに主電流を積分回路に流して調光器の動作電源とすることにより、2線式の配線を行うようにしたものである。
The two-wire dimmer of the present invention is a two-wire dimmer in which a DC distribution distribution board, a light-emitting diode illuminating device, and a dimmer of the light-emitting diode illuminating device are connected to a two-wire wiring. A switching element that controls the current supplied to the light emitting diode lighting device, an integration circuit that integrates a pulse voltage that is input when the switching element is non-conductive, and a voltage output from the integration circuit that has a variable duty ratio multivibrator. And a time constant circuit including a variable resistor received via the pulse width modulation of the voltage output from the time constant circuit with a variable width of a duty ratio of 5% to 95% by the duty ratio variable multivibrator. The main current that flows to the LED lighting device is controlled by turning on and off the switching element, and the main current is supplied when the switching element is off. Two-wire wiring is performed by flowing through the integrating circuit and using it as the power source for the dimmer.
本発明の2線式直流配電システムは、スイッチング素子を流れる電流を制御して、その電流を電気製品の動作を制御する電気機器(例えば、調光器、人感センサ、遅れスイッチ等)の動作電源として供給するものである。これにより、電気製品の動作を制御する電気機器の電源用配線は不要となり、2線式配線で電気製品を制御でき、配線敷設工事費を削減又は軽減することができる。また、無駄のない配線方式を提供することができる。
本発明の2線式調光器は、本発明の2線式直流配電システムと同様、スイッチング素子を流れる電流を制御して、その電流を動作電源とするものであり、配線敷設工事費を削減又は軽減することができ、無駄のない配線方式を提供するという効果を有するものである。
The two-wire DC distribution system of the present invention controls the operation of an electric device (for example, a dimmer, human sensor, delay switch, etc.) that controls the current flowing through the switching element and controls the operation of the electrical product. It is supplied as a power source. As a result, the power supply wiring of the electrical equipment for controlling the operation of the electrical product is not required, and the electrical product can be controlled by the 2-wire wiring, and the wiring laying construction cost can be reduced or reduced. In addition, a wiring system without waste can be provided.
The two-wire dimmer of the present invention controls the current flowing through the switching element and uses the current as an operating power supply, as in the two-wire DC distribution system of the present invention, and reduces wiring construction costs. Alternatively, the present invention has the effect of providing a wiring system that can be reduced and is not wasted.
また、直流電源の開閉を機械式スイッチで行った場合に接点間にアーク放電が生じ、接点の磨耗、損傷、接点寿命の低下が問題になるが、本発明は、スイッチング半導体素子による無接点開閉であるため、長寿命の配線方式を提供することができる。 In addition, when a DC power supply is opened and closed with a mechanical switch, arc discharge occurs between the contacts, and contact wear, damage, and deterioration of contact life become a problem. Therefore, a long-life wiring system can be provided.
本発明は、直流配電システムにおいて直流2線式配線による電気製品の動作制御を実現するものである。 The present invention realizes operation control of an electrical product using a DC 2-wire wiring in a DC power distribution system.
本発明の2線式直流配電システムおよび2線式調光器を図に基づいて説明する。図1は、本発明の直流配電システムの実施例を表わす図であり、直流配電用LED照明2線式調光配線図である。図2乃至図4は、図1の直流配電システムおよび2線式調光器の動作を表わす波形である。図2乃至図4において、図(a)はロジックICのI1の入力端子への信号電圧を表わす波形であり、図(b)はロジックICのI1から出力される信号電圧を表わす波形であり、図(c)は主電流制御部に印加される信号電圧を表わす波形であり、図(d)は図(c)の信号電圧が主電流制御部に印加された場合に電源生成部で生成される制御装置の動作電圧を表わす波形である。図5は、図1のLED照明2線式調光配線の概略図である。
図1の2線式直流配電システム10は、2線式配線に、直流配電分電盤12(直流配電システム10の電源)と、LED照明器具14(電気製品)と、LED照明器具14の制御装置16とを接続したものである。LED照明器具14は、屋内に配置されるLED電球14aを点灯させる照明器具である。
A two-wire DC distribution system and a two-wire dimmer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a DC power distribution system according to the present invention, and is a LED lighting two-wire dimming wiring diagram for DC power distribution. 2 to 4 are waveforms representing operations of the DC power distribution system and the two-wire dimmer shown in FIG. 2A to 4C, a diagram (a) is a waveform representing a signal voltage to the input terminal of the logic IC I1, and a diagram (b) is a waveform representing a signal voltage output from the logic IC I1. Fig. (C) is a waveform representing the signal voltage applied to the main current control unit, and Fig. (D) is generated by the power generation unit when the signal voltage of Fig. (C) is applied to the main current control unit. It is a waveform showing the operating voltage of the control apparatus. FIG. 5 is a schematic diagram of the LED illumination two-wire dimming wiring of FIG.
The two-wire
直流配電分電盤12は、商用電源(交流−直流変換したもの)、太陽電池、蓄電池等の+12V〜+48Vの直流電源を直流配電システム10の2線式配線を介してLED照明器具14(電気製品)に供給するものである。
The DC distribution /
制御装置16は屋内に配置される電気製品14の動作をコントロールする制御装置であり、主電流制御部18、電源生成部20、PWM発振部22を備えるものである。図1において、制御装置16は調光器である。
主電流制御部18は、スイッチング素子であるMOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)Q1を備える。MOSFETQ1がオンすると、主電流制御部18は導通し、LED照明器具14のLED電球14aが点灯する。なお、ツェナーダイオードZD1は、過電圧がかかった場合にMOSFETQ1のゲートGを保護するものである。
電源生成部20は、抵抗R1とコンデンサC1とからなる積分回路である。電源生成部20は、主電流制御部18の非導通時に電源生成部20に供給されるパルス電圧を積分回路により積分し、平滑にしてPWM発振部22に供給する。
PWM発振部22は、LED照明器具14の照度をコントロールする調光制御回路(LED照明器具14を調光するための動作制御部)を含むものであり、調光制御回路を流れる電流をPWM(パルス幅変調Pulse Width Modulation)で制御するロジックIC、I1,I2,I3(インバーター)を備えるものである。
The control device 16 is a control device that controls the operation of the electrical product 14 disposed indoors, and includes a main current control unit 18, a power supply generation unit 20, and a PWM oscillation unit 22. In FIG. 1, the control device 16 is a dimmer.
The main current control unit 18 includes a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) Q1 which is a switching element. When the MOSFET Q1 is turned on, the main current control unit 18 becomes conductive, and the
The power generation unit 20 is an integration circuit including a resistor R1 and a capacitor C1. The power supply generation unit 20 integrates the pulse voltage supplied to the power supply generation unit 20 when the main current control unit 18 is non-conductive by an integration circuit, smoothes it, and supplies it to the PWM oscillation unit 22.
The PWM oscillation unit 22 includes a dimming control circuit (operation control unit for dimming the LED lighting fixture 14) that controls the illuminance of the LED lighting fixture 14, and PWM ( It includes logic ICs I1, I2, and I3 (inverters) controlled by pulse width modulation (Pulse Width Modulation).
以下、図1の調光器(制御装置16)の動作を図1乃至図4に基づいて説明する。図2はLED照明器具14のLED電球14aの中間照度時の波形図、図3はLED電球14aの最高照度時の波形図、図4はLED電球14aの最低照度時の波形図である。
図1において、直流配電分電盤12により供給される直流電圧は、負荷であるLED照明器具14を介して制御装置16(調光器)に供給される。供給された電圧は、電源生成部20の抵抗R1とコンデンサC1とからなる積分回路を介して、ロジックIC、I1,I2,I3に供給される。
The operation of the dimmer (control device 16) in FIG. 1 will be described below with reference to FIGS. 2 is a waveform diagram at the time of intermediate illuminance of the
In FIG. 1, a DC voltage supplied by a DC
I1,I2,I3の3個のインバーターICで構成されたデューティ比可変マルチバイブレータ24は、PWM発振回路と同様の働きをする。デューティ比可変マルチバイブレータ24(デューティ比可変発振回路)のPWM発振出力信号(パルス信号)は、主電流制御部18のMOSFET(スイッチング素子)Q1のゲートGに送られ、LED照明器具14に流れる電流をPWM制御する。
デューティ比可変マルチバイブレータ24のロジックIC、I1,I2,I3は、直列に接続されている。ロジックIC、I3の出力は、図1に示すダイオードD1、D2および抵抗R5、R6と、可変抵抗器VR1と、コンデンサC2と、抵抗R4を介して、ロジックIC、I1の入力端子に接続されている。また、コンデンサC2の他の端子は、ロジックIC、I3の入力端子に接続されている。
The variable
The logic ICs I1, I2 and I3 of the variable
続いて、デューティ比可変マルチバイブレータ24の動作を説明する。
(LED中間照度時の動作説明)
図1において、図示しない電源スイッチを入れたとき、可変抵抗器VR1が中間点でロジックIC、I3の出力電圧が「H」であると仮定した場合、その出力電圧は、ダイオードD2、抵抗6および可変抵抗器VR1の抵抗値の半分を加算した抵抗を通り、コンデンサC2を充電するようになっている。また、上記出力電圧は、抵抗R4を介してロジックIC、I1の入力端子へも供給される。このとき、ロジックIC、I1の入力端子(図1中のA点)の信号電圧は、抵抗6および可変抵抗器VR1の抵抗値の半分を加算した抵抗とコンデンサC2により構成される時定数回路26によって、バイアス状の信号電圧となり(図2(a))、そのバイアス状の信号電圧がロジックIC、I1のスレシホールド電圧を超えたときにロジックIC、I1の出力電圧は反転することになる(図1中のB点、図2(b))。また、図2(b)におけるPWM出力は、およそ50%のデューティ比となる。
他方、可変抵抗器VR1が中間点でロジックIC、I3の出力電圧が「L」であると仮定した場合、その出力電圧は、ダイオードD1、抵抗5および可変抵抗器VR1の抵抗値の半分を加算した抵抗を通り、コンデンサC2を充電する。
可変抵抗器VR1が中間点であるため、ロジックIC、I3の出力が「H」または「L」の場合でも、時定数回路定数は同様であるため、デューティ比は50%となり、LED照明装置14の照度は中間照度となる。
Next, the operation of the variable
(Explanation of operation at the time of LED intermediate illumination)
In FIG. 1, when the power switch (not shown) is turned on, assuming that the variable resistor VR1 is at the intermediate point and the output voltage of the logic IC I3 is “H”, the output voltage is the diode D2, the resistor 6 and The capacitor C2 is charged through a resistance obtained by adding half the resistance value of the variable resistor VR1. The output voltage is also supplied to the input terminals of the logic ICs I1 via the resistor R4. At this time, the signal voltage at the input terminal (point A in FIG. 1) of the logic IC I1 is a time
On the other hand, assuming that the variable resistor VR1 is at an intermediate point and the output voltage of the logic IC I3 is “L”, the output voltage is half of the resistance values of the diode D1, the resistor 5 and the variable resistor VR1. The capacitor C2 is charged through the resistor.
Since the variable resistor VR1 is an intermediate point, even when the output of the logic IC I3 is “H” or “L”, the time constant circuit constant is the same, so the duty ratio is 50%, and the LED lighting device 14 The illuminance is intermediate illuminance.
(LED最高照度時の動作説明)
可変抵抗器VR1のつまみ28(図5)を図1の「明るい」の方に回すと、時定数回路定数が大きくなり、図3(a)に示すように出力電圧がスレシホールド電圧に達するまでに時間がかかるため、PWM出力は、およそ95%のデューティ比となる。
(LED最低照度時の動作説明)
可変抵抗器VR1のつまみ28(図5)を図1の「暗い」の方に回すと、時定数回路定数が小さくなり、図4(a)に示すように出力電圧がスレシホールド電圧に達するまでに時間が短いため、PWM出力は、およそ5%のデューティ比となる。
(Explanation of operation at LED maximum illumination)
When the knob 28 (FIG. 5) of the variable resistor VR1 is turned to “bright” in FIG. 1, the time constant circuit constant increases, and the output voltage reaches the threshold voltage as shown in FIG. Since it takes time to complete, the PWM output has a duty ratio of approximately 95%.
(Explanation of operation at the minimum illumination intensity of LED)
When the knob 28 (FIG. 5) of the variable resistor VR1 is turned to “dark” in FIG. 1, the time constant circuit constant decreases, and the output voltage reaches the threshold voltage as shown in FIG. 4 (a). Since the time is short, the PWM output has a duty ratio of about 5%.
ロジックIC、I1の出力電圧(デューティ比可変マルチバイブレータ24のPWM発振出力信号)は、抵抗R3を通り、主電流制御部18のMOSFET(スイッチング素子)Q1のゲートGに送られ、MOSFETQ1をオン・オフし(図2(b)、図3(b)、図4(b))、LED照明器具14に流れる主電流をPWM制御する。 The output voltage of the logic IC I1 (PWM oscillation output signal of the variable duty ratio multivibrator 24) passes through the resistor R3 and is sent to the gate G of the MOSFET (switching element) Q1 of the main current control unit 18 to turn on the MOSFET Q1. It is turned off (FIGS. 2B, 3B, and 4B), and the main current flowing through the LED lighting fixture 14 is PWM-controlled.
MOSFETQ1がオフのとき、電源生成部20に流れる図2(c)、図3(c)、図4(c)の電流(パルス電圧)は、電源生成部20の積分回路によって平滑化されて(図2(d)、図3(d)、図4(d))、PWM発振部22に供給され、PWM発振部22に設けたLED照明器具14の照度をコントロールする調光制御回路又は制御装置(調光器)16の動作電源となる。したがって、本発明の直流配電システム10では調光器16に2本のみ配線するため、その敷設が容易となる(図5)。図10の従来のLED照明4線式調光配線のように電源配線として2本の配線を設ける必要がなく、敷設コストを削減又は軽減でき、無駄のない配線方式を提供することができる。
When the MOSFET Q1 is off, the current (pulse voltage) of FIG. 2C, FIG. 3C, and FIG. 4C flowing through the power generation unit 20 is smoothed by the integration circuit of the power generation unit 20 ( 2 (d), FIG. 3 (d), FIG. 4 (d)) , a dimming control circuit or control device that is supplied to the PWM oscillating unit 22 and controls the illuminance of the LED lighting device 14 provided in the PWM oscillating unit 22. (Dimmer) This is an operating power source for 16. Therefore, in the DC
図1において、電源生成部20の積分回路で生成される調光器16の動作電源は、図2(c)、図3(c)、図4(c)に示すような脈流となるが、主電流制御部18のツェナーダイオードZD1によって、上記脈流を無くすことができる。 In FIG. 1, the operation power supply of the dimmer 16 generated by the integrating circuit of the power supply generation unit 20 has a pulsating flow as shown in FIG. 2C, FIG. 3C, and FIG. 4C. The pulsating flow can be eliminated by the Zener diode ZD1 of the main current control unit 18.
次に、本発明の2線式直流配電システムの他の実施例を図6に基づいて説明する。図6は、直流配電用人感センサスイッチ機能付きLED照明2線式点灯配線図である。なお、図6において、図1の構成部と同一の構成部には、図1と同一の符号を付し、その構成部についての説明は省略する。
図6の直流配電システム30は、図1の2線式直流配電システム10のPWM発振部22に代えて、PWM発振部32とLED照明器具14の点灯を制御する人感センサスイッチである動作制御部34を設けたものである。
図6のような2線式配線の直流配電システム30において、LED照明器具14を点灯させる動作制御部34(人感センサスイッチ)に直流電圧が供給される。
動作制御部34は、人体検出部(焦電センサ)と増幅部とコンパレータとタイマー部から構成される人感センサスイッチである。上記人感センサスイッチは公知のものであるため、各構成部の説明は省略する。
図6の制御装置16において、タイマー部のタイマー出力が「H(ハイ)」となっている間、PWM発振部32のデューティ比可変発振部(デューティ比可変発振回路)の出力は、図3(b)のようにおよそ95%のデューティ比となるように設定されているものとする。従って、人体移動が検出された場合、図3(b)の出力オン時に主電流制御部18は導通し、LED照明器具14は点灯する。また、当該点灯期間において、図3(c)のようなデューティ比残り5%の出力電圧が、動作制御部34の人感センサスイッチの動作電源用として電源生成部20に送られ、電源生成部20から動作制御部34の人感センサスイッチに供給される(図3(d))。
タイマー部のタイマー出力が「L(ロー)」となった場合は、デューティ比可変発振部の出力はゼロ(0%)となるように設定されており、LED照明器具14は消灯する。
なお、図6において、PWM発振部32および動作制御部34はマイコン制御されるものである。
Next, another embodiment of the two-wire DC distribution system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an LED illumination 2-wire lighting wiring diagram with a human sensor for DC distribution function. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description of the components is omitted.
The
In the DC
The operation control unit 34 is a human sensor switch including a human body detection unit (pyroelectric sensor), an amplification unit, a comparator, and a timer unit. Since the human sensor switch is a known one, description of each component will be omitted.
In the control device 16 of FIG. 6, while the timer output of the timer unit is “H (high)”, the output of the duty ratio variable oscillation unit (duty ratio variable oscillation circuit) of the PWM oscillation unit 32 is as shown in FIG. Assume that the duty ratio is set to approximately 95% as shown in b). Therefore, when the movement of the human body is detected, the main current control unit 18 is turned on when the output is turned on in FIG. 3B, and the LED lighting device 14 is turned on. Further, during the lighting period, an output voltage with a remaining duty ratio of 5% as shown in FIG. 3C is sent to the power generation unit 20 for the operation power supply of the human sensor switch of the operation control unit 34, and the power generation unit 20 20 is supplied to the human sensor switch of the operation control unit 34 (FIG. 3D).
When the timer output of the timer unit becomes “L (low)”, the output of the variable duty ratio oscillation unit is set to zero (0%), and the LED lighting device 14 is turned off.
In FIG. 6, the PWM oscillator 32 and the operation controller 34 are controlled by a microcomputer.
次に、本発明の2線式直流配電システムの他の実施例を図7に基づいて説明する。図7は、直流配電用2線式遅れスイッチの配線図である。
なお、図7において、図1の構成部と同一の構成部には、図1と同一の符号を付し、その構成部についての説明は省略する。
図7の直流配電システム36は、図1の2線式直流配電システム10のPWM発振部22に代えて、PWM発振部32と直流換気扇38の動作を制御する遅れスイッチである動作制御部40を設けたものである。
動作制御部40は、スイッチ部とスイッチ検出部とタイマー部から構成される遅れスイッチである。なお、上記遅れスイッチは公知のものであるため、各構成部の説明は省略する。
図7の動作制御部40において、タイマー部のタイマー出力が「H(ハイ)」となっている間、PWM発振部32のデューティ比可変発振部(デューティ比可変発振回路)の出力は、図3(b)のようにおよそ95%のデューティ比となるように設定されているものとする。従って、スイッチ部がオンされた場合、図3(b)の出力オン時に主電流制御部18は導通し、直流換気扇38は回転する。また、当該回転動作期間において、図3(c)のようなデューティ比残り5%の出力電圧が、動作制御部40の遅れスイッチの動作電源用として電源生成部20に送られ、電源生成部20から動作制御部40の遅れスイッチに供給される(図3(d))。
また、図7において、直流換気扇38の回転動作中にスイッチ部がオフされると、スイッチ検出部はタイマー部にカウント開始命令を出し、タイマー部はカウントを開始し設定時間経過後にPWM発振部32のデューティ比可変発振部を停止させるように設定されている。すなわち、タイマー部のタイマー出力が「L(ロー)」となった場合は、デューティ比可変発振部の出力はゼロ(0%)となるように設定されており、直流換気扇38の動作は停止する。
なお、図7において、PWM発振部32および動作制御部40はマイコン制御されるものである。
Next, another embodiment of the two-wire DC distribution system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a wiring diagram of a 2-wire delay switch for DC distribution.
In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description of the components is omitted.
The
The operation control unit 40 is a delay switch including a switch unit, a switch detection unit, and a timer unit. In addition, since the said delay switch is a well-known thing, description of each structure part is abbreviate | omitted.
In the operation control unit 40 of FIG. 7, while the timer output of the timer unit is “H (high)”, the output of the duty ratio variable oscillation unit (duty ratio variable oscillation circuit) of the PWM oscillation unit 32 is as shown in FIG. It is assumed that the duty ratio is set to about 95% as shown in (b). Therefore, when the switch unit is turned on, the main current control unit 18 becomes conductive when the output is turned on in FIG. 3B, and the DC ventilation fan 38 rotates. Further, during the rotation operation period, an output voltage with a remaining duty ratio of 5% as shown in FIG. 3C is sent to the power generation unit 20 for the operation power of the delay switch of the operation control unit 40, and the power generation unit 20 To the delay switch of the operation control unit 40 (FIG. 3D).
In FIG. 7, when the switch unit is turned off during the rotation operation of the DC ventilation fan 38, the switch detection unit issues a count start command to the timer unit, the timer unit starts counting, and the PWM oscillation unit 32 starts counting after the set time elapses. The duty ratio variable oscillation unit is set to stop. That is, when the timer output of the timer unit becomes “L (low)”, the output of the variable duty ratio oscillation unit is set to zero (0%), and the operation of the DC ventilation fan 38 stops. .
In FIG. 7, the PWM oscillating unit 32 and the operation control unit 40 are controlled by a microcomputer.
図1、図6および図7の直流配電システム10、30および36では、LED照明器具14を調光する制御装置16(調光器)、LED照明器具14を点灯させる動作制御部34(人感センサスイッチ)および直流換気扇38を回転させる動作制御部40(遅れスイッチ)に直流電圧が供給される。そのため、LED照明器具14や直流換気扇38に電流が流れることなるが、電流は微小であるため、LED照明器具14は消灯(もしくは微点灯)し、直流換気扇38は停止もしくは微振動する。
また、上記LED照明器具14や直流換気扇38に流れる電流による動作を停止するために、LED照明器具14や直流換気扇38に微電流抑制回路42を設けても良い(図8、図9)。なお、図8は微電流抑制回路42をLED照明器具14に内蔵した実施例を表わす図であり、図9は微電流抑制回路42を直流換気扇38に外付けした実施例を表わす図である。
微電流抑制回路42は、スイッチング素子(MOSFET)Q3、抵抗R7,R8、NPNトランジスタQ2およびコンデンサC3で構成されている。LED照明器具14や直流換気扇38の負荷電流がスイッチング素子Q3、抵抗R7を介して流れたときに発生する抵抗R7の両端電圧が所定の電圧(0.6V)に達すると、NPNトランジスタQ2のコレクタ−エミッタ間がオンし、スイッチング素子Q3のゲート電圧が引き下がるため、スイッチング素子Q3はオフ状態となり、負荷電流を一定電流に制限する。抵抗R8は、スイッチング素子Q3をオンさせる抵抗である。微電流抑制回路42は、LED照明器具14では微点灯を無くし、直流換気扇38では微振動を無くすことができる。また、微電流抑制回路42を設けることにより、出力オフ状態(図3(b))でも、図1、図6及び図7の動作制御部に微電流を流すことができることから、図6のPWM発振部32及び動作制御部34のマイコンや図7のPWM発振部32及び動作制御部40のマイコンに電源電圧を供給することができる。
1, 6, and 7, the control device 16 (light control device) for dimming the LED lighting device 14, and the operation control unit 34 (human feeling) for lighting the LED lighting device 14. The DC voltage is supplied to the operation control unit 40 (delay switch) that rotates the sensor switch) and the DC ventilation fan 38. Therefore, a current flows through the LED lighting device 14 and the DC ventilation fan 38. However, since the current is very small, the LED lighting device 14 is turned off (or slightly turned on), and the DC ventilation fan 38 is stopped or vibrated.
Moreover, in order to stop the operation | movement by the electric current which flows into the said LED lighting fixture 14 or the DC ventilation fan 38, you may provide the fine current suppression circuit 42 in the LED lighting fixture 14 or the DC ventilation fan 38 (FIG. 8, FIG. 9). FIG. 8 is a diagram showing an embodiment in which the minute current suppressing circuit 42 is built in the LED lighting apparatus 14, and FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which the minute current suppressing circuit 42 is externally attached to the DC ventilation fan 38.
The minute current suppression circuit 42 includes a switching element (MOSFET) Q3, resistors R7 and R8, an NPN transistor Q2, and a capacitor C3. When the voltage across the resistor R7 generated when the load current of the LED lighting device 14 and the DC ventilation fan 38 flows through the switching element Q3 and the resistor R7 reaches a predetermined voltage (0.6 V), the collector of the NPN transistor Q2 Since the emitter is turned on and the gate voltage of the switching element Q3 is lowered, the switching element Q3 is turned off, and the load current is limited to a constant current. The resistor R8 is a resistor that turns on the switching element Q3. The minute current suppression circuit 42 can eliminate the slight lighting in the LED lighting fixture 14 and can eliminate the slight vibration in the DC ventilation fan 38. In addition, by providing the minute current suppressing circuit 42, even when the output is off (FIG. 3B), a minute current can be passed through the operation control unit of FIGS. The power supply voltage can be supplied to the microcomputer of the oscillation unit 32 and the operation control unit 34 and the microcomputer of the PWM oscillation unit 32 and the operation control unit 40 of FIG.
10 直流配電システム
12 直流配電分電盤
14 LED照明機具
16 制御装置
18 主電流制御部
20 電源生成部
22 PWM発振部
30 直流配電システム
32 PWM発振部
34 動作制御部
36 直流配電システム
38 直流換気扇
40 動作制御部
42 微電流抑制回路
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