JP5849216B2 - Load control device - Google Patents

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Description

本発明は、2線式の負荷制御装置、特にその負荷開閉回路に関する。   The present invention relates to a two-wire load control device, and more particularly to a load switching circuit thereof.

従来から、照明装置や換気扇など負荷のオン/オフを制御するために、接点が機械的に開閉される2線式スイッチに変えて、トライアックなどの無接点スイッチ素子を用いた負荷制御装置(電子スイッチ)が実用化されている(特許文献1参照)。その様な負荷制御装置は、省配線の見地から、2線式結線が一般的であり、商用電源(交流電源)と負荷との間に直列に接続される。   Conventionally, in order to control the on / off of loads such as lighting devices and ventilation fans, load control devices using non-contact switch elements such as triacs instead of 2-wire switches whose contacts are mechanically opened and closed (electronic Switch) has been put into practical use (see Patent Document 1). Such a load control device generally has a two-wire connection from the viewpoint of wiring saving, and is connected in series between a commercial power supply (AC power supply) and a load.

図5は、特許文献1に記載された従来の商用電源2と負荷3との間に直列に接続される2線式の負荷制御装置50の回路構成を示す。この負荷制御装置50は、負荷3のオン/オフを制御する主開閉部51及び補助開閉部57と、主開閉部51及び補助開閉部57の導通を制御する制御部53と、制御部53に駆動電力を供給するための電源回路で構成されている。   FIG. 5 shows a circuit configuration of a conventional two-wire load control device 50 connected in series between a commercial power source 2 and a load 3 described in Patent Document 1. The load control device 50 includes a main opening / closing unit 51 and an auxiliary opening / closing unit 57 that control on / off of the load 3, a control unit 53 that controls conduction of the main opening / closing unit 51 and the auxiliary opening / closing unit 57, and a control unit 53. It consists of a power supply circuit for supplying drive power.

この負荷制御装置50は、例えば照明装置などの負荷3のオン及びオフを制御するために、負荷開閉回路を2つ備えている。補助開閉部57は、スイッチ素子としてサイリスタ57aを用いて構成され、負荷3に通電する際、先に導通して通電路を提供する。主開閉部51は、スイッチ素子としてトライアック51aを用いて構成され、補助開閉部57が導通した後、補助開閉部57よりも負荷3に近い側で、より安定した通電路を提供する。   The load control device 50 includes two load switching circuits in order to control on and off of a load 3 such as a lighting device. The auxiliary opening / closing part 57 is configured by using a thyristor 57a as a switch element, and when the load 3 is energized, the auxiliary opening / closing part 57 is first conducted to provide an energization path. The main opening / closing part 51 is configured using a triac 51a as a switching element, and provides a more stable energization path on the side closer to the load 3 than the auxiliary opening / closing part 57 after the auxiliary opening / closing part 57 is conducted.

負荷3を起動させるための操作ハンドル(SW)4が操作されると、制御部53は制御信号を出力し、それによって第3電源部56のスイッチ素子56cが導通し、さらにスイッチ素子56bが導通する。それによって、整流部52から出力された電流はスイッチ素子56bを介して流れ、バッファキャパシタ58を充電する。バッファキャパシタ58が充電されると、電流は、ツェナーダイオード56aを介して補助開閉部57のサイリスタ57aのゲートに流れ、それによってサイリスタ57aが導通する。サイリスタ57aは整流部52の出力端子間に接続されているので、サイリスタ57aの導通により、整流部52によって整流された電流が負荷3に流れる。この電流は主開閉部51のトライアック51aのゲートにも流れるので、電圧がトライアック51aのトリガ電圧よりも高くなると、トライアック51a、すなわち主開閉部51が導通する。一旦、主開閉部51が導通する(閉状態)と電流を流し続けるが、商用電流がゼロクロス点に達したときにトライアック51aは自己消弧し、主開閉部51が非導通(開状態)になる。主開閉部51が非導通(開状態)になると、整流部52から第3電源部56を経て第1電源部54に電流が流れ、負荷制御装置50の自己回路電源を確保する動作を行う。すなわち、交流の1/2周期ごとに、負荷制御装置50の自己回路電源確保、補助開閉部57の導通及び主開閉部51の導通動作が繰り返される。   When the operation handle (SW) 4 for activating the load 3 is operated, the control unit 53 outputs a control signal, whereby the switch element 56c of the third power supply unit 56 is turned on, and the switch element 56b is turned on. To do. As a result, the current output from the rectifying unit 52 flows through the switch element 56b and charges the buffer capacitor 58. When the buffer capacitor 58 is charged, current flows through the Zener diode 56a to the gate of the thyristor 57a of the auxiliary opening / closing part 57, whereby the thyristor 57a becomes conductive. Since the thyristor 57a is connected between the output terminals of the rectifier unit 52, the current rectified by the rectifier unit 52 flows to the load 3 due to the conduction of the thyristor 57a. Since this current also flows through the gate of the triac 51a of the main switching unit 51, when the voltage becomes higher than the trigger voltage of the triac 51a, the triac 51a, that is, the main switching unit 51 becomes conductive. Once the main opening / closing part 51 becomes conductive (closed state), the current continues to flow. However, when the commercial current reaches the zero cross point, the triac 51a self-extinguishes and the main opening / closing part 51 becomes non-conductive (open state). Become. When the main opening / closing part 51 becomes non-conductive (open state), a current flows from the rectifying part 52 through the third power supply part 56 to the first power supply part 54, and an operation for securing the self-circuit power supply of the load controller 50 is performed. In other words, the self-circuit power supply securing of the load control device 50, the conduction of the auxiliary opening / closing part 57, and the conduction operation of the main opening / closing part 51 are repeated every half cycle of the alternating current.

特開2008−97535号公報JP 2008-97535 A

ところで、サイリスタやトライアックは、その通電開始時に、いわゆるスイッチングノイズを発生する。図6(a)において、破線は商用電源の電圧波形を示し、実線は負荷に供給される電力の電圧波形を示す。図6(b)は、負荷に供給される電力の電圧波形の拡大図である。これら図6(a)及び(b)に示すように、サイリスタやトライアックによるスイッチングノイズが発生すると、負荷3に供給される電力の電圧波形にスイッチングノイズによる波形の乱れが生じる。そして、負荷3の動作において、電圧波形の乱れによる影響は、例えば照明装置の明るさの瞬間的な変動などが生じる。   By the way, thyristors and triacs generate so-called switching noise at the start of energization. In FIG. 6A, the broken line indicates the voltage waveform of the commercial power supply, and the solid line indicates the voltage waveform of the power supplied to the load. FIG. 6B is an enlarged view of a voltage waveform of power supplied to the load. As shown in FIGS. 6A and 6B, when switching noise due to thyristors or triacs occurs, the waveform of power supplied to the load 3 is disturbed due to switching noise. In the operation of the load 3, the influence due to the disturbance of the voltage waveform causes, for example, an instantaneous fluctuation of the brightness of the lighting device.

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、主開閉部を構成するトライアックのスイッチングノイズを低減した負荷制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to provide a load control device that reduces the switching noise of the triac constituting the main opening / closing section.

本発明の一態様に係る負荷制御装置は、主スイッチ素子の主電極が商用電源及び負荷に対し直列に接続され、前記負荷に対する電力の供給を制御する主開閉部と、
前記主スイッチ素子の主電極間に接続された整流部と、
外部からの信号に応じて負荷のオン又はオフを制御する制御部と、
前記制御部に安定して電力を供給するための第1電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオフする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第2電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオンする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第3電源部と、
前記整流部の出力端子間に接続され、前記負荷に給電する際、前記主開閉部よりも先に導通する補助開閉部を備え、
前記主開閉部は、前記主スイッチ素子としてトライアックを用い、前記トライアックの端子電圧が低下したときに、電荷を放電してスイッチングノイズを低減させる補助電源部をさらに備える。
A load control device according to an aspect of the present invention includes a main switching unit in which a main electrode of a main switch element is connected in series to a commercial power source and a load, and controls supply of electric power to the load.
A rectifier connected between the main electrodes of the main switch element;
A control unit that controls on or off of the load according to an external signal;
A first power supply unit for stably supplying power to the control unit;
A second power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned off;
A third power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned on;
An auxiliary opening / closing portion connected between output terminals of the rectifying portion and conducting before the main opening / closing portion when supplying power to the load;
It said main switching unit uses a triac as the main switching device, when the triac terminal voltage decreases further Ru comprising an auxiliary power supply unit for reducing the switching noise to discharge electric charge.

前記補助電源部は、前記商用電源によって充電されるキャパシタと、前記キャパシタの両端子と前記商用電源の両端子との間にそれぞれ接続され、前記キャパシタから電荷が放電される際の逆流防止用の2つのダイオードと、前記キャパシタの両端子と前記トライアックのT1端子及びT2端子の間に接続された第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子と、前記商用電源の位相に応じて、前記トライアックの端子電圧が前記キャパシタの端子電圧よりも低下したときに、前記トライアックの端子電圧を補完するように前記キャパシタから電荷を放電させるように、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の導通及び非導通を制御するスイッチング回路を備えたことが好ましい。   The auxiliary power supply unit is connected between the capacitor charged by the commercial power source, and both terminals of the capacitor and both terminals of the commercial power source, for preventing backflow when electric charge is discharged from the capacitor. Two diodes, a first switch element and a second switch element connected between both terminals of the capacitor and the T1 and T2 terminals of the triac, and a terminal voltage of the triac according to the phase of the commercial power supply When the voltage drops below the terminal voltage of the capacitor, conduction and non-conduction of the first switch element and the second switch element are performed so as to discharge charges from the capacitor so as to complement the terminal voltage of the triac. It is preferable to provide a switching circuit to be controlled.

前記補助電源部は、直流電源と、前記直流電源のプラス側と前記トライアックのT1端子及びT2端子の間に接続された第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子と、前記直流電源のマイナス側と前記商用電源の両端子間に接続された第3スイッチ素子と及び第4スイッチ素子と、前記トライアックの端子電圧を補完するように前記キャパシタから電荷を放電させるように、前記第1スイッチ素子乃至前記第4スイッチ素子の導通及び非導通を制御するスイッチング回路を備えたことが好ましい。   The auxiliary power unit includes a DC power source, a first switch element and a second switch element connected between a positive side of the DC power source, and a T1 terminal and a T2 terminal of the triac, a negative side of the DC power source, and the A third switch element and a fourth switch element connected between both terminals of a commercial power source, and the first switch element to the second switch element so that electric charges are discharged from the capacitor so as to complement the terminal voltage of the triac. It is preferable that a switching circuit for controlling conduction and non-conduction of the four switch elements is provided.

本発明の構成によれば、トライアックが導通する際、トライアックの端子電圧が低下すると、補助電源部から電荷が放電され、トライアックの端子電圧が回復する。その結果、スイッチングノイズが低減され、負荷に供給される電力の電圧波形が安定し、例えば照明装置の明るさの瞬間的な変動などが低減される。   According to the configuration of the present invention, when the triac terminal voltage is lowered when the triac terminal voltage is lowered, the charge is discharged from the auxiliary power supply unit, and the triac terminal voltage is recovered. As a result, switching noise is reduced, the voltage waveform of the power supplied to the load is stabilized, and for example, instantaneous fluctuations in brightness of the lighting device are reduced.

本発明の一実施形態に係る負荷制御装置の基本概念を示す回路図。The circuit diagram which shows the basic concept of the load control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明に係る負荷制御装置における電圧波形図。The voltage waveform figure in the load control apparatus which concerns on this invention. 上記負荷制御装置の具体的な第1構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the specific 1st structural example of the said load control apparatus. 上記負荷制御装置の具体的な第2構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the specific 2nd structural example of the said load control apparatus. 従来の負荷制御装置の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the conventional load control apparatus. (a)は従来の負荷制御装置の問題点を示す電圧波形図、(b)は符号Aで示す部分の拡大図。(A) is a voltage waveform diagram which shows the problem of the conventional load control apparatus, (b) is an enlarged view of the part shown with the code | symbol A. FIG.

本発明の一実施形態に係る負荷制御装置1の基本概念について、図1を参照しつつ説明する。この負荷制御装置1は、商用電源2と負荷3に対して直列に接続される。負荷制御装置1は、上記従来例と同様に、負荷3のオン/オフを制御する主開閉部11及び補助開閉部17と、主開閉部11及び補助開閉部17の導通を制御する制御部13と、制御部13に駆動電力を供給するための電源回路で構成されている。電源回路は、整流部12と、制御部13への給電を安定させる第1電源部14と、負荷3への電力停止時に第1電源部14へ電力を供給する第2電源部15と、負荷3への電力供給時に第1電源部14へ電力を供給する第3電源部16で構成されている。主開閉部11は、主スイッチ素子としてトライアック11aを備えている。また、補助開閉部17は、例えばサイリスタ17aを備えており、サイリスタ17aはダイオードブリッジで構成された整流部12の出力端子間に接続されている。第1電源部14は、入力された直流電流を、出力電圧が入力電圧よりも低くなるように降圧するDC/DCコンバータである。なお、第2電源部15及び第3電源部16の構成及び動作は上記従来例と同様であるため、その説明を省略する。   A basic concept of a load control device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The load control device 1 is connected in series with a commercial power source 2 and a load 3. The load control device 1 includes a main opening / closing part 11 and an auxiliary opening / closing part 17 that control ON / OFF of the load 3 and a control part 13 that controls conduction of the main opening / closing part 11 and the auxiliary opening / closing part 17 in the same manner as the conventional example. And a power supply circuit for supplying drive power to the control unit 13. The power supply circuit includes a rectifying unit 12, a first power supply unit 14 that stabilizes power supply to the control unit 13, a second power supply unit 15 that supplies power to the first power supply unit 14 when power to the load 3 is stopped, and a load 3 includes a third power supply unit 16 that supplies power to the first power supply unit 14 when power is supplied to the power supply 3. The main opening / closing part 11 includes a triac 11a as a main switch element. Moreover, the auxiliary | assistant opening / closing part 17 is provided with the thyristor 17a, for example, and the thyristor 17a is connected between the output terminals of the rectification | straightening part 12 comprised by the diode bridge. The first power supply unit 14 is a DC / DC converter that steps down the input direct current so that the output voltage is lower than the input voltage. Note that the configurations and operations of the second power supply unit 15 and the third power supply unit 16 are the same as those in the conventional example, and thus the description thereof is omitted.

負荷3を起動させるための操作ハンドル(SW)4が操作されると、制御部13は制御信号を出力し、それによって第3電源部16のスイッチ素子16cが導通し、さらにスイッチ素子16bが導通する。それによって、整流部12から出力された電流はスイッチ素子16bを介して流れ、バッファキャパシタ18を充電する。バッファキャパシタ18が充電されると、電流は、ツェナーダイオード16aを介して補助開閉部17のサイリスタ17aのゲートに流れ、それによってサイリスタ17aが導通する。サイリスタ17aは整流部12の出力端子間に接続されているので、サイリスタ17aの導通により、整流部12によって整流された電流が負荷3に流れる。この電流は主開閉部11のトライアック11aのゲートにも流れるので、電圧がトライアック11aのトリガ電圧よりも高くなると、トライアック11a、すなわち主開閉部11が導通する。一旦、主開閉部11が導通する(閉状態)と電流を流し続けるが、商用電流がゼロクロス点に達したときにトライアック11aは自己消弧し、主開閉部11が非導通(開状態)になる。主開閉部11が非導通(開状態)になると、整流部12から第3電源部16を経て第1電源部14に電流が流れ、負荷制御装置1の自己回路電源を確保する動作を行う。すなわち、交流の1/2周期ごとに、負荷制御装置1の自己回路電源確保、補助開閉部17の導通及び主開閉部11の導通動作が繰り返される。   When the operation handle (SW) 4 for activating the load 3 is operated, the control unit 13 outputs a control signal, whereby the switch element 16c of the third power supply unit 16 is turned on, and the switch element 16b is turned on. To do. As a result, the current output from the rectifying unit 12 flows through the switch element 16 b and charges the buffer capacitor 18. When the buffer capacitor 18 is charged, the current flows through the Zener diode 16a to the gate of the thyristor 17a of the auxiliary opening / closing part 17, thereby making the thyristor 17a conductive. Since the thyristor 17a is connected between the output terminals of the rectifier unit 12, the current rectified by the rectifier unit 12 flows to the load 3 due to the conduction of the thyristor 17a. Since this current also flows through the gate of the triac 11a of the main switching unit 11, when the voltage becomes higher than the trigger voltage of the triac 11a, the triac 11a, that is, the main switching unit 11 becomes conductive. Once the main opening / closing part 11 becomes conductive (closed state), the current continues to flow. However, when the commercial current reaches the zero cross point, the triac 11a self-extinguishes and the main opening / closing part 11 becomes non-conductive (open state). Become. When the main opening / closing part 11 becomes non-conductive (open state), a current flows from the rectifying part 12 through the third power supply part 16 to the first power supply part 14, and the operation for securing the self-circuit power supply of the load control device 1 is performed. In other words, the self-circuit power supply securing of the load control device 1, the conduction of the auxiliary switching unit 17, and the conduction operation of the main switching unit 11 are repeated every half cycle of AC.

この負荷制御装置1は、トライアック11aのスイッチングノイズを低減させる補助電源部19をさらに備えている。図1は、本発明に係る負荷制御装置1の概念を説明するためのものであり、トライアック11aのT1端子及びT2端子と並列に補助電源部19が設けられているように描かれているが、補助電源部19はこの場所に限定されない。補助電源部19は、トライアック11aの端子電圧が低下したときに、電荷を放電してスイッチングノイズを低減させるように機能する。そのため、図2に示すように、トライアック11aの端子電圧が変動したとしても、補助電源部19から放電される電荷によって、トライアック11aの端子電圧の低下分が補充され、負荷3に供給される電力の電圧波形はなだらかになる。すなわち、トライアック11aの導通開始時のスイッチングノイズが低減される。   The load control device 1 further includes an auxiliary power supply unit 19 that reduces switching noise of the triac 11a. FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the load control device 1 according to the present invention, and it is depicted that an auxiliary power supply unit 19 is provided in parallel with the T1 terminal and the T2 terminal of the triac 11a. The auxiliary power supply unit 19 is not limited to this place. The auxiliary power supply unit 19 functions to discharge electric charges and reduce switching noise when the terminal voltage of the triac 11a decreases. Therefore, as shown in FIG. 2, even if the terminal voltage of the triac 11 a fluctuates, the amount of decrease in the terminal voltage of the triac 11 a is supplemented by the charge discharged from the auxiliary power supply unit 19, and the power supplied to the load 3 The voltage waveform of becomes smooth. That is, the switching noise at the start of conduction of the triac 11a is reduced.

図3は、上記負荷制御装置1の具体的な第1構成例を示す。商用電源2及び負荷3に直列接続されるこの負荷制御装置1の両端子1a及び1bの間には、キャパシタ191と逆流防止用の2つのダイオード192及び193の直列回路が接続されている。また、トランジスタなど出構成された第1スイッチ素子(SW1)194及び第2スイッチ素子(SW2)195は、それぞれキャパシタ191の両端子とトライアック11aのT1端子及びT2端子の間に接続されている。第1スイッチ素子(SW1)194及び第2スイッチ素子(SW2)195は、スイッチング回路196によってオン(導通)及びオフ(非導通)が制御される。スイッチング回路196は、電圧検出回路197に接続されており、電圧検出回路197はサイリスタ17aの端子電圧を検出する。補助電源部19は、これらキャパシタ191、ダイオード192及び193、第1スイッチ素子194及び第2スイッチ素子195、スイッチング回路196、第1電圧検出回路(電圧検出1)197、第2電圧検出回路(電圧検出2)198などで構成されている。   FIG. 3 shows a specific first configuration example of the load control device 1. A series circuit of a capacitor 191 and two diodes 192 and 193 for preventing backflow is connected between both terminals 1a and 1b of the load control device 1 connected in series to the commercial power source 2 and the load 3. The first switch element (SW1) 194 and the second switch element (SW2) 195, such as transistors, are connected between both terminals of the capacitor 191 and the T1 terminal and T2 terminal of the triac 11a, respectively. The first switch element (SW1) 194 and the second switch element (SW2) 195 are controlled to be on (conductive) and off (non-conductive) by the switching circuit 196. The switching circuit 196 is connected to the voltage detection circuit 197, and the voltage detection circuit 197 detects the terminal voltage of the thyristor 17a. The auxiliary power supply unit 19 includes a capacitor 191, diodes 192 and 193, a first switch element 194 and a second switch element 195, a switching circuit 196, a first voltage detection circuit (voltage detection 1) 197, a second voltage detection circuit (voltage Detection 2) 198 or the like.

第1電圧検出回路197はサイリスタ17aの端子電圧をモニタし、及び第2電圧検出回路198は商用電源2の電圧をモニタする。スイッチング回路196は、第1電圧検出回路197及び第2電圧検出回路198の電圧検出結果の組み合わせに応じて、第1スイッチ素子(SW1)194及び第2スイッチ素子(SW2)195のオン及びオフのタイミングを制御する。図3に示す構成例では、スイッチング回路196と制御部13は別のブロックとして描いてあるが、スイッチング回路196を制御部13と一体化して、同一のCPUなどによって構成してもよい。また、図3に示す構成例では、サイリスタ17aの端子電圧及び商用電源2の位相をモニタして、第1スイッチ素子194及び第2スイッチ素子195のオン及びオフのタイミングを制御するように構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、サイリスタ17aの導通及び非導通を制御部13からの制御信号で制御すると共に、その制御信号を元にして、第1スイッチ素子194及び第2スイッチ素子195のオン及びオフのタイミングを制御するように構成してもよい。   The first voltage detection circuit 197 monitors the terminal voltage of the thyristor 17a, and the second voltage detection circuit 198 monitors the voltage of the commercial power source 2. The switching circuit 196 turns on and off the first switch element (SW1) 194 and the second switch element (SW2) 195 according to the combination of the voltage detection results of the first voltage detection circuit 197 and the second voltage detection circuit 198. Control timing. In the configuration example shown in FIG. 3, the switching circuit 196 and the control unit 13 are drawn as separate blocks. However, the switching circuit 196 may be integrated with the control unit 13 and configured by the same CPU or the like. In the configuration example shown in FIG. 3, the terminal voltage of the thyristor 17a and the phase of the commercial power supply 2 are monitored to control the on / off timing of the first switch element 194 and the second switch element 195. However, it is not limited to this. For example, the conduction and non-conduction of the thyristor 17a is controlled by the control signal from the control unit 13, and the ON / OFF timing of the first switch element 194 and the second switch element 195 is controlled based on the control signal. You may comprise as follows.

例えば、端子1aが高電位であるときに、第1スイッチ素子194をオンし、第2スイッチ素子195をオフすることにより、キャパシタ191が充電される。逆の場合も同様である。このキャパシタ191への充電はトライアック11aが導通するまでに行われる。キャパシタ191への充電が完了すると、トライアック11aが導通するまでの間に、第1スイッチ素子194をオフし、第2スイッチ素子195をオンする。そうすると、キャパシタ191に受電された電荷を放電することが可能になる。整流部12から出力される電圧がトライアック11aのゲート・トリガ電圧よりも高くなると、トライアック11aが導通し、負荷3に供給される電流はトライアック11aを介して流れる。トライアック11aが導通する際、図6に示すように、トライアック11aの端子電圧が変動する。トライアック11aの端子電圧がキャパシタ191の端子電圧よりも低下すると、キャパシタ191から電荷が放電され、トライアック11aの端子電圧の低下を補充しようとする。その結果、図2に示すように、負荷3に供給される電力の電圧波形はなだらかになり、トライアック11aの導通開始時のスイッチングノイズが低減される。   For example, when the terminal 1a is at a high potential, the capacitor 191 is charged by turning on the first switch element 194 and turning off the second switch element 195. The same applies to the reverse case. The capacitor 191 is charged until the triac 11a becomes conductive. When the charging of the capacitor 191 is completed, the first switch element 194 is turned off and the second switch element 195 is turned on until the triac 11a becomes conductive. Then, the charge received by the capacitor 191 can be discharged. When the voltage output from the rectifying unit 12 becomes higher than the gate trigger voltage of the triac 11a, the triac 11a becomes conductive, and the current supplied to the load 3 flows through the triac 11a. When the triac 11a becomes conductive, the terminal voltage of the triac 11a varies as shown in FIG. When the terminal voltage of the triac 11a is lower than the terminal voltage of the capacitor 191, the charge is discharged from the capacitor 191 and attempts to supplement the decrease in the terminal voltage of the triac 11a. As a result, as shown in FIG. 2, the voltage waveform of the power supplied to the load 3 becomes gentle, and the switching noise at the start of conduction of the triac 11a is reduced.

なお、図3に示す回路構成上、補助電源部19は、負荷制御装置1の全体における商用電源2に近い側に設けられている。従って、キャパシタ191に充電された電荷は、整流部12を通ってサイリスタ17aにも流れる。そのため、トライアック11aのスイッチングノイズが低減されると共に、サイリスタ17aのスイッチングノイズも低減され得る。   In addition, on the circuit configuration shown in FIG. 3, the auxiliary power supply unit 19 is provided on the side close to the commercial power supply 2 in the entire load control device 1. Therefore, the electric charge charged in the capacitor 191 also flows through the rectifier 12 to the thyristor 17a. Therefore, the switching noise of the triac 11a can be reduced, and the switching noise of the thyristor 17a can be reduced.

図4は、上記負荷制御装置1の具体的な第2構成例を示す。補助電源部19は、例えば電池などの直流電源200と、4つのスイッチ素子(SW1〜SW4)201〜204と、上記スイッチング回路196及び電圧検出回路197などで構成されている。第1スイッチ素子(SW1)201及び第2スイッチ素子(SW2)202は、直流電源200のプラス側とトライアック11aのT1端子及びT2端子の間に接続されている。また、第3スイッチ素子(SW3)203と及び第4スイッチ素子(SW4)204は、直流電源200のマイナス側と商用電源2の両端子間に接続されている。第1スイッチ素子201と第3スイッチ素子203を一組とし、第2スイッチ素子202と第4スイッチ素子204を他の一組として、同時にオン(導通)及びオフ(非導通)される。スイッチング回路196は、サイリスタ17aの端子電圧及び商用電源2の位相をモニタし、これら2組のスイッチ素子のオン及びオフを制御する。トライアック11aの端子電圧が直流電源200の電圧よりも低下すると、直流電源200から電荷が放電され、トライアック11aの端子電圧の低下を補充しようとする。その結果、このような構成によっても同様の効果が得られる。   FIG. 4 shows a specific second configuration example of the load control device 1. The auxiliary power unit 19 includes a DC power source 200 such as a battery, four switch elements (SW1 to SW4) 201 to 204, the switching circuit 196, the voltage detection circuit 197, and the like. The first switch element (SW1) 201 and the second switch element (SW2) 202 are connected between the plus side of the DC power supply 200 and the T1 terminal and T2 terminal of the triac 11a. The third switch element (SW3) 203 and the fourth switch element (SW4) 204 are connected between the negative side of the DC power source 200 and both terminals of the commercial power source 2. With the first switch element 201 and the third switch element 203 as one set and the second switch element 202 and the fourth switch element 204 as another set, they are simultaneously turned on (conductive) and turned off (non-conductive). The switching circuit 196 monitors the terminal voltage of the thyristor 17a and the phase of the commercial power supply 2, and controls on and off of these two sets of switch elements. When the terminal voltage of the triac 11a drops below the voltage of the DC power supply 200, the electric charge is discharged from the DC power supply 200 and attempts to supplement the decrease in the terminal voltage of the triac 11a. As a result, the same effect can be obtained by such a configuration.

なお、上記実施形態において、整流部12として全波整流回路を用いたが、それに限定されるものではなく、半波整流回路であってもよい。整流部12が半波整流回路である場合、半波整流回路と第2電源部を2組用意し、2組の半波整流回路と第2電源部を並列接続させ、それぞれの回路に流れる電流の位相を1/2周期ずらすように構成しても、同様の効果が得られる。   In the above embodiment, a full-wave rectifier circuit is used as the rectifier 12, but the present invention is not limited to this, and a half-wave rectifier circuit may be used. When the rectification unit 12 is a half-wave rectification circuit, two sets of the half-wave rectification circuit and the second power supply unit are prepared, the two sets of half-wave rectification circuit and the second power supply unit are connected in parallel, and the currents flowing in the respective circuits The same effect can be obtained even if the phase is shifted by 1/2 period.

1 負荷制御装置
2 商用電源
3 負荷
11 主開閉部
12 整流部
14 第1電源部
15 第2電源部
16 第3電源部
17 補助開閉部
19 補助電源部
191 キャパシタ
192、193 ダイオード
194、195、201〜204 スイッチ素子
196 スイッチング回路
197 電圧検出回路
200 直流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load control apparatus 2 Commercial power supply 3 Load 11 Main switching part 12 Rectification part 14 1st power supply part 15 2nd power supply part 16 3rd power supply part 17 Auxiliary switching part 19 Auxiliary power supply part 191 Capacitors 192, 193 Diodes 194, 195, 201 To 204 switch element 196 switching circuit 197 voltage detection circuit 200 DC power supply

Claims (2)

主スイッチ素子の主電極が商用電源及び負荷に対し直列に接続され、前記負荷に対する電力の供給を制御する主開閉部と、
前記主スイッチ素子の主電極間に接続された整流部と、
外部からの信号に応じて負荷のオン又はオフを制御する制御部と、
前記制御部に安定して電力を供給するための第1電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオフする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第2電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオンする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第3電源部と、
前記整流部の出力端子間に接続され、前記負荷に給電する際、前記主開閉部よりも先に導通する補助開閉部を備えた負荷制御装置であって、
前記主開閉部は、前記主スイッチ素子としてトライアックを用い、前記トライアックの端子電圧が低下したときに、電荷を放電してスイッチングノイズを低減させる補助電源部をさらに備え、
前記補助電源部は、
前記商用電源によって充電されるキャパシタと、
前記キャパシタの両端子と前記商用電源の両端子との間にそれぞれ接続され、前記キャパシタから電荷が放電される際の逆流防止用の2つのダイオードと、
前記キャパシタの両端子と前記トライアックのT1端子及びT2端子の間に接続された第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子と、前記商用電源の位相に応じて、前記トライアックの端子電圧が前記キャパシタの端子電圧よりも低下したときに、前記トライアックの端子電圧を補完するように前記キャパシタから電荷を放電させるように、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の導通及び非導通を制御するスイッチング回路を備えたことを特徴とする負荷制御装置。
A main opening and closing section for connecting a main electrode of a main switch element in series with a commercial power source and a load, and controlling supply of electric power to the load;
A rectifier connected between the main electrodes of the main switch element;
A control unit that controls on or off of the load according to an external signal;
A first power supply unit for stably supplying power to the control unit;
A second power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned off;
A third power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned on;
A load control device comprising an auxiliary opening / closing part connected between output terminals of the rectifying part and conducting before the main opening / closing part when supplying power to the load,
The main switching unit further includes a triac as the main switching element, and further includes an auxiliary power source unit that discharges charges and reduces switching noise when the terminal voltage of the triac decreases.
The auxiliary power unit is
A capacitor charged by the commercial power source;
Two diodes connected between both terminals of the capacitor and both terminals of the commercial power supply for preventing backflow when electric charge is discharged from the capacitor;
The first and second switch elements connected between both terminals of the capacitor and the T1 and T2 terminals of the triac, and the terminal voltage of the triac is changed according to the phase of the commercial power supply. A switching circuit for controlling conduction and non-conduction of the first switch element and the second switch element so as to discharge electric charge from the capacitor so as to complement the terminal voltage of the triac when the voltage drops below the voltage ; A load control device comprising the load control device.
主スイッチ素子の主電極が商用電源及び負荷に対し直列に接続され、前記負荷に対する電力の供給を制御する主開閉部と、
前記主スイッチ素子の主電極間に接続された整流部と、
外部からの信号に応じて負荷のオン又はオフを制御する制御部と、
前記制御部に安定して電力を供給するための第1電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオフする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第2電源部と、
前記主開閉部の両端から整流部を介して電力供給され、前記負荷をオンする状態のときに、前記第1電源部への電源を供給する第3電源部と、
前記整流部の出力端子間に接続され、前記負荷に給電する際、前記主開閉部よりも先に導通する補助開閉部を備えた負荷制御装置であって、
前記主開閉部は、前記主スイッチ素子としてトライアックを用い、前記トライアックの端子電圧が低下したときに、電荷を放電してスイッチングノイズを低減させる補助電源部をさらに備え、
前記補助電源部は、
直流電源と、
前記直流電源のプラス側と前記トライアックのT1端子及びT2端子の間に接続された第1スイッチ素子及び第2スイッチ素子と、
前記直流電源のマイナス側と前記商用電源の両端子間に接続された第3スイッチ素子と及び第4スイッチ素子と、
前記トライアックの端子電圧を補完するように前記キャパシタから電荷を放電させるように、前記第1スイッチ素子乃至前記第4スイッチ素子の導通及び非導通を制御するスイッチング回路を備えたことを特徴とする負荷制御装置。
A main opening and closing section for connecting a main electrode of a main switch element in series with a commercial power source and a load, and controlling supply of electric power to the load;
A rectifier connected between the main electrodes of the main switch element;
A control unit that controls on or off of the load according to an external signal;
A first power supply unit for stably supplying power to the control unit;
A second power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned off;
A third power supply unit that is supplied with power from both ends of the main opening / closing unit via a rectification unit and supplies power to the first power supply unit when the load is turned on;
A load control device comprising an auxiliary opening / closing part connected between output terminals of the rectifying part and conducting before the main opening / closing part when supplying power to the load,
The main switching unit further includes a triac as the main switching element, and further includes an auxiliary power source unit that discharges charges and reduces switching noise when the terminal voltage of the triac decreases.
The auxiliary power unit is
DC power supply,
A first switch element and a second switch element connected between the positive side of the DC power source and the T1 terminal and T2 terminal of the triac;
A third switch element and a fourth switch element connected between the negative side of the DC power source and both terminals of the commercial power source;
So as to discharge electric charge from the capacitor to complement the triac terminal voltage, you comprising the switching circuit for controlling conduction and non-conduction of the first switching element to the fourth switching element load control device.
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