JP6485755B2 - 電源供給装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源供給装置及びその方法に係り、さらに詳しくは、電灯のオン／オフ時にスイッチ側の電源ラインを用いて直流電源を生成することにより、無線スイッチコントローラのための電源として供給することができる、電源供給装置及びその方法に関する。

無線スイッチコントローラ、すなわちＲＦスイッチコントローラによって電灯を制御することは、最近の一般的な傾向となっている。

但し、ユーザーの便宜のためにＲＦスイッチコントローラに別のバッテリーを備えなくても、ＲＦスイッチコントローラに電源電圧を供給することができるようにする必要がある。ところが、特許文献１（ＲＦスイッチコントローラの電源供給装置、以下「従来技術」という。）の［背景技術］にも記載されているように、電灯のオン（ＯＮ）時には適切な交流電源の供給を受けることができないため、これに対する対策が求められている。

従来技術の場合は、電灯のオフ（ＯＦＦ）時には第２整流部１３１及びＡＣ／ＤＣコンバータ１３２を用い、電灯のオン（ＯＮ）時には電流ブースター１２１及び第１整流部１２２を用いる２つの経路で実現する必要があるから、回路の構成が複雑になり易い。

韓国特許第１０−１０１５６４９号公報

本発明は、前述したような技術的課題を解決するためになされたもので、その目的は、従来技術のように電灯のオフ（ＯＦＦ）時には第２整流部１３１及びＡＣ／ＤＣコンバータ１３２を用い、電灯のオン（ＯＮ）時には電流ブースター１２１及び第１整流部１２２を用いる２つの経路により交流電源から直流電源を生成するのではなく、電灯のオン（ＯＮ）時及び電灯のオフ（ＯＦＦ）時の両方とも、交流−直流変換器により、交流電源を用いて直流電源を生成することができる電源供給装置及びその方法を提供することにある。

本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置は、交流信号の入力を受けて動作する電源供給装置において、電灯の一端に接続され、スイッチング動作を行うことができるメインスイッチ素子と、 交流ホットライン信号及び前記電灯の一端の信号を用いて、直流電源を生成する交流−直流変換器と、比較入力信号と予め設定された第１基準電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力信号を用いて、前記メインスイッチ素子の動作を制御することができる制御信号を生成する制御信号生成器と、を備え、前記比較入力信号は、前記電灯の一端の信号または電灯の一端の信号に基づいた信号であることを特徴とする。

具体的には、前記制御信号生成器は、前記比較器の出力信号が活性化される区間を交流信号の位相の変化後に延長させた信号を用いて前記制御信号を生成するが、前記電灯のオン（ＯＮ）の際に、前記制御信号は、前記比較器の出力信号が活性化される以前まで前記メインスイッチ素子をオフにすることができることが好ましい。

また、前記制御信号は、前記比較器の出力信号が活性化される区間を交流信号の位相の変化後に延長させた信号を第３スイッチ素子に入力した後、前記第３スイッチ素子から出力される信号であることを特徴とする。

また、前記制御信号生成器は、 前記比較器の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第１スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子の出力に接続された第２キャパシタと、を備えることが好ましい。ちなみに、前記制御信号生成器は、第１信号を電源信号として用いるが、前記第１信号は、第１回路及び第３回路を経由して前記第１スイッチ素子のドレイン端子及びソース端子のうちのいずれか一つの端子に入力されることを特徴とする。また、前記第１回路と前記第１スイッチ素子のドレイン端子及びソース端子のうちのもう一つの端子との間には、過電圧保護のための第２回路を備えることが好ましい。

また、前記制御信号生成器は、 前記第２スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第３スイッチ素子をさらに備え、前記制御信号は前記第３スイッチ素子の出力信号であることを特徴とする。

以下、別の観点によって、上述した本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置の特徴について説明する。

本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置は、第１交流ラインと第２交流ラインの２つの信号ラインによって供給される交流信号を用いた電源供給装置において、電灯の一端に接続され、スイッチング動作を行うことができるメインスイッチ素子と、 前記第１交流ラインの信号と前記電灯の一端の信号を用いて、直流電源を生成する交流−直流変換器と、第１信号を電源電圧として用い、前記メインスイッチ素子の動作を制御することができる制御信号を生成する制御信号生成器と、を備えることを特徴とする。

前記電灯のオン（ＯＮ）の際に、前記制御信号は、前記交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点、または前記交流信号の負の位相から正の位相へのゼロクロス点である第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定時間の間、前記メインスイッチ素子をオフにすることができることが好ましい。

また、前記制御信号生成器は、設定信号を用いて前記制御信号を生成するが、前記設定信号は、前記第１地点または第２地点のうちのいずれか一つの地点の後に活性化され、前記第１地点または第２地点のうちのもう一つの地点の後に非活性化されることを特徴とする。また、前記制御信号は、前記設定信号を第３スイッチ素子に入力した後、前記第３スイッチ素子から出力される信号であることを特徴とする。

また、本発明の電源供給装置は、比較入力信号と第１基準電圧とを比較する比較器をさらに備え、前記比較入力信号は、前記電灯の一端の信号、または電灯の一端の信号に基づいた信号であることを特徴とする。また、前記制御信号生成器は、前記比較器の出力信号を用いて前記設定信号を活性化することが好ましい。

本発明の好適な一実施形態による電源供給方法は、第１交流ラインと第２交流ラインの２つの信号ラインによって供給される交流信号を用いた電源供給方法において、（ａ） 前記第１交流ラインの信号と前記電灯の一端の信号 を用いて、直流電源を生成する段階と、（ｂ）前記電灯の一端に接続されたメインスイッチ素子の動作を制御することができる制御信号を生成する段階と、を備えることを特徴とする。

また、前記電灯のオン（ＯＮ）の際に、前記制御信号は、前記交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点、または前記交流信号の負の位相から正の位相へのゼロクロス点である第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定時間の間、前記メインスイッチ素子をオフにすることができることが好ましい。

また、前記（ｂ）段階は、設定信号を用いて前記制御信号を生成するが、前記設定信号は、前記第１地点または第２地点のうちのいずれか一つの地点の後に活性化され、前記第１地点または第２地点のうちのもう一つの地点の後に非活性化されることを特徴とする。

好ましくは、本発明の電源供給方法は、前記（ｂ）段階の前に、比較入力信号と予め設定された第１基準電圧とを比較する段階をさらに備え、前記比較入力信号は、前記電灯の一端の信号、または電灯の一端の信号に基づいた信号であることが好ましい。また、前記（ｂ）段階は、前記比較する段階の出力信号を用いて前記設定信号を活性化することを特徴とする。

本発明の電源供給装置及びその方法によれば、電灯のオン（ＯＮ）時及び電灯のオフ（ＯＦＦ）時の両方とも同じ経路によって電灯に入力される交流電源を用いて直流電源を生成することができる。

本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置の構成図である。 本発明の好適な一実施形態に係る制御信号生成器の構成図である。 電灯オン時の本発明の主要ノードにおける電圧波形図である。 電灯オフ時の本発明の主要ノードにおける電圧波形図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電源供給装置及びその方法について詳細に説明する。

本発明に係る実施形態は、本発明を具体化するためのもので、本発明の権利範囲を制限または限定するものではない。本発明の詳細な説明及び実施形態から本発明の属する技術分野における通常の技術を有する者が容易に類推することができるものは、本発明の権利範囲に属するものと解釈される。

本発明の電源供給装置は、第１交流ラインと第２交流ラインの２つの信号ラインによって供給される交流信号を用いて最終的に直流電源を生成する役割をする。下記のすべての説明において、第１交流ラインを交流ホットラインとして、第２交流ラインを交流ニュートラルラインとして例示するが、第１交流ラインを交流ニュートラルラインに変更してもよく、第２交流ラインを交流ホットラインに変更してもよい。

図１は本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置１００の構成図を示す。

図１から分かるように、本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置１００は、スイッチ制御器１１０、メインスイッチ素子１２０、交流−直流変換器１３０、内部電源生成器１４０、比較器１５０、及び制御信号生成器１６０を含んでなる。

スイッチ制御器１１０は、ＲＦスイッチコントローラなどの外部から入力された電灯Ｌのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）のための信号を用いて、メインスイッチ素子１２０をオン／オフすることによって電灯Ｌをオン／オフすることができるようにする電灯制御信号を生成する。但し、スイッチ制御器１１０は、場合によっては省略してもよい。

メインスイッチ素子１２０は、電灯Ｌのオン／オフを制御するための電灯制御信号を入力信号として受けて動作する。すなわち、メインスイッチ素子１２０は、電灯Ｌの一端に接続され、スイッチング動作を行うことができる。メインスイッチ素子１２０としてリレーを用いる場合、リレーの第１端子に電灯制御信号が入力され、リレーの端子のうちの第１端子との間にコイルが接続された第２端子は接地に接続できる。メインスイッチ素子１２０としては、リレー以外に、様々なスイッチを用いることができる。

電灯Ｌをオフにするための電灯制御信号が入力されると、それに応じて、基本的にはメインスイッチ素子１２０がオフになり、電灯Ｌの一端の電圧が交流ニュートラル信号と同一になり、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と電灯Ｌの一端の電圧とが逆相になる。よって、電灯Ｌのオフ時には、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）を用いて、交流−直流変換器１３０が直流電源Ｖｄを生成することができる。

電灯Ｌをオンにするための電灯制御信号が入力されると、それに応じて、基本的にはメインスイッチ素子１２０がオンになり、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が電灯Ｌの一端に伝達されて交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）とが同相になる。よって、電灯Ｌのオン時には、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）を用いて、交流−直流変換器１３０が直流電源を生成することができない。但し、本発明では、制御信号Ｖｃｏｎを用いて、交流−直流変換器１３０が直流電源を生成することができるように電灯Ｌのオン時に一定区間の間メインスイッチ素子１２０をオフとなるように維持することにその特徴がある。このため、電灯Ｌのオン時にメインスイッチ素子１２０の第３端子に入力される制御信号Ｖｃｏｎは、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）を一定区間の間オフにした形の波形になる。メインスイッチ素子１２０の第４端子は、電灯Ｌの一端に接続され、制御信号Ｖｃｏｎの影響を受ける。メインスイッチ素子１２０の第３端子と第４端子との間のスイッチがオンになると、第３端子に印加された制御信号Ｖｃｏｎが第４端子に伝達される。

メインスイッチ素子１２０がオンになると、制御信号Ｖｃｏｎが電灯Ｌの一端に伝達されて電灯Ｌがオンになる。電灯Ｌの他端には交流ニュートラル信号が接続される。

交流−直流変換器１３０は、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）及び電灯Ｌの一端の信号を用いて、直流電源Ｖｄを生成する役割をする。交流−直流変換器１３０の出力をＲＦスイッチコントローラなどのデバイスの電源として用いることができる。

内部電源生成器１４０は、制御信号生成器１６０内の直流電源として電子部品素子のための電源電圧を生成して供給する役割をする。

具体的には、内部電源生成器１４０は、電灯Ｌの一端の信号Ｖ（Ｌ）を第１ダイオードＤ１の一端に接続し、第１ダイオードＤ１の他端は第１キャパシタＣ１の一端に接続し、第１キャパシタＣ１の一端から出力される第１信号Ｖ１を生成する。第１信号Ｖ１は、制御信号生成器１６０内の少なくとも一つの素子の電源電圧として用いる。しかも、制御信号生成器１６０内の素子のグラウンド端子は、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）に接続されて交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）がグラウンド電位になる。第１信号Ｖ１は、電灯Ｌの一端の電圧を用いるので、電灯Ｌのオフ時が電灯Ｌのオン時よりも遥かに高い電圧レベルを示す。

比較器１５０は、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎと、予め設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する。具体的に、比較器１５０は、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいかどうかを判断することができる。ここで、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎは、電灯Ｌの一端の信号Ｖ（Ｌ）、または電灯Ｌの一端の信号Ｖ（Ｌ）に基づいた信号を意味する。具体的に、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎは、第２ダイオードＤ２を経由した電灯Ｌの一端の信号Ｖ（Ｌ）を用いることが好ましい。第１基準電圧Ｖｒｅｆ１のレベルによって、メインスイッチ素子１２０がオフされる区間を設定することができる。

電灯Ｌのオン時に、制御信号Ｖｃｏｎは、交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点、または交流信号の負の位相から正の位相へのゼロクロス点である第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定時間の間、メインスイッチ素子１２０をオフにすることができる。

また、制御信号生成器１６０は、第１地点または第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定の時間後に活性化される設定信号Ｖ２を生成することができる。さらに、制御信号生成器１６０は、比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔを用いて設定信号Ｖ２を活性化する。設定信号Ｖ２は第３スイッチ素子ＳＷ３の入力信号になる。すなわち、設定信号Ｖ２は、比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔが活性化される区間を、交流信号の位相が変化した後に延長させる役割をする。設定信号Ｖ２は、第１地点または第２地点のうちのもう一つの地点の後に非活性化される。設定信号Ｖ２の非活性化は、第２キャパシタＣ２を用いた充電によって設定できる。

次に、交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点から一定時間の間メインスイッチ素子１２０をオフにする例によって、具体的に制御信号生成器１６０の動作について説明する。

制御信号生成器１６０は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎよりも大きいことを意味する比較器１５０の出力信号の活性化区間を、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）の位相が変化した後に延長させる役割をする。もし制御信号生成器１６０が、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいことを意味する比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔの活性化区間を、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）の位相が変化した後に延長させなくなると、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）がロー状態を維持するときにメインスイッチ素子１２０がさらにオフになることがあるからである。

制御信号生成器１６０が、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいことを意味する比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔの活性化区間を、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）の位相が変化した後に延長させることにより、電灯Ｌのオン時に、制御信号Ｖｃｏｎは、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいことを意味する比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔが活性化される以前までのみ、メインスイッチ素子１２０をオフにすることができる。

図２は本発明の好適な一実施形態に係る制御信号生成器１６０の構成図を示す。

図２から分かるように、本発明の制御信号生成器１６０は、比較器１５０の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第１スイッチ素子ＳＷ１と、第１スイッチ素子ＳＷ１の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第２スイッチ素子ＳＷ２と、第１スイッチ素子ＳＷ１の出力Ｖｃ２に接続された第２キャパシタＣ２とを含んでなる。しかも、制御信号生成器１６０は、第２スイッチ素子ＳＷ２の出力信号Ｖ２の入力を用いてスイッチング動作を行うことができる第３スイッチ素子ＳＷ３をさらに含む。第３スイッチ素子ＳＷ３の入力信号が設定信号Ｖ２になり、第３スイッチ素子ＳＷ３の出力信号が制御信号Ｖｃｏｎとしてメインスイッチ素子１２０の第３端子に入力できる。

第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第３スイッチ素子ＳＷ３は電界効果トランジスタを用いて実現できる。特に、第３スイッチ素子ＳＷ３は、Ｎチャネル電界効果トランジスタ（Ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＦＥＴ）を用いることが好ましい。

第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２及び第３スイッチ素子ＳＷ３のグラウンド端子は交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）に接続され、第１スイッチ素子ＳＷ１、第２スイッチ素子ＳＷ２の電源電圧としては第１信号Ｖ１が印加される。

具体的に、第１信号Ｖ１は、第１回路Ｐ１及び第３回路Ｐ３を経由して、第１スイッチ素子ＳＷ１のドレイン端子とソース端子のうちのいずれか一つの端子に入力されて電源電圧として用いられる。しかも、第１回路Ｐ１と、第１スイッチ素子ＳＷ１のドレイン端子及びソース端子のうちのもう一つの端子との間には、過電圧保護のための第２回路Ｐ２が備えられたことを特徴とする。第１回路Ｐ１を経由して入力される第１信号Ｖ１が、電灯Ｌのオフ時には電灯Ｌのオン時よりも遥かに高く、これにより、第２キャパシタＣ２を短時間に充電してしまい、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きいことを意味する比較器１５０の出力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｕｔの活性化区間を、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）の位相が変化した後まで延長させなくなり、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）がロー状態を維持するときにメインスイッチ素子１２０がさらにオフになれる。第３回路Ｐ３は、かかる問題点を解決するために、電圧を降下してゆっくり第２キャパシタＣ２を充電することができるようにする。

第３スイッチ素子ＳＷ３のドレイン端子とソース端子との間にも、過電圧保護のための第４回路Ｐ４が備えられたことが好ましい。

第１回路Ｐ１及び第３回路Ｐ３は抵抗素子を用いることができ、第２回路Ｐ２及び第４回路Ｐ４はツェナーダイオードを用いることができる。

図３及び図４はそれぞれ、電灯オン及び電灯オフ時の本発明の主要ノードにおける電圧波形図を示す。

但し、図３及び図４において、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）、電灯Ｌの一端の出力信号及び制御信号Ｖｃｏｎを除いた残りの信号の波形は、説明のために、交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）を差分した電圧大きさについてのみ波形で示した。すなわち、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）、電灯Ｌの一端の信号Ｖ（Ｌ）及び制御信号Ｖｃｏｎを除いた残りの信号の実際の波形は、図３及び図４に示した波形に、図３及び図４の一番上に示した交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）を加える必要がある。

参考までに、図１及び図２から分かるように、本発明は、フィードバックの形で制御を行っている。すなわち、制御信号Ｖｃｏｎを用いてメインスイッチ素子１２０を制御し、メインスイッチ素子１２０の出力である電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）を用いて再び制御信号Ｖｃｏｎを生成する構造である。

図３及び図４から分かるように、電灯Ｌのオン時には、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が正の位相から負の位相に変わるゼロクロス点後の一定区間の間電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）が交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と逆相として示されることが分かる。つまり、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が正の位相から負の位相に変わるゼロクロス点から一定区間の間電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）が逆相として示される区間でメインスイッチ素子１２０がオフとなるように、制御信号Ｖｃｏｎが制御しているのである。但し、交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が負の位相から正の位相に変わるゼロクロス点から一定区間の間電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）が逆相として示される区間でメインスイッチ素子１２０がオフとなるように、制御信号Ｖｃｏｎを生成することもできる。

次に、第２ダイオードＤ２を経て電灯Ｌの一端の電圧Ｖ（Ｌ）のうちの正の電圧のみが比較器１５０の比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎとして入力され、比較器１５０から出力される。

さらに、本発明では、電灯Ｌのオン時には非常に短い幅のパルスとして比較器１５０が信号を出力する一方、電灯Ｌのオフ時にはより長い幅のパルスとして比較器１５０が信号を出力する。

また、第２キャパシタＣ２を経て、比較器１５０の出力を一定の時間維持することにより、第２スイッチ素子ＳＷ２の出力のハイ（Ｈｉｇｈ）区間を延長する。

第２スイッチ素子ＳＷ２の出力のハイ区間の間、第３スイッチ素子ＳＷ３はオンになり、第３スイッチ素子ＳＷ３の出力は交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）と同一になる。つまり、第２スイッチ素子ＳＷ２の出力のハイ区間の間、第３スイッチ素子ＳＷ３はオフになる。但し、交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が第３スイッチ素子ＳＷ３のグラウンド端子に印加されたわけで、交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が正の位相である区間では、第３スイッチ素子ＳＷ３を構成する内部ダイオードの影響により、第３スイッチ素子ＳＷ３の出力は交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）がそのまま出力される。ところが、交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が負の位相である間に第３スイッチ素子ＳＷ３がオフになると、その区間では第３スイッチ素子ＳＷ３からは信号が出力されなくなる。

交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が負の位相である間に第３スイッチ素子ＳＷ３がオフになった区間の電圧がメインスイッチ素子１２０の第３端子に入力され、交流ホットライン電圧Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が負の位相である間、第３スイッチ素子ＳＷ３がオフになった区間で、メインスイッチ素子１２０がオフになる。

電灯Ｌのオフ時には、メインスイッチ素子１２０は常にオフ状態になるので、交流−直流変換器１３０は常に電圧の入力を受けることができる。但し、電灯Ｌのオン時には、制御信号Ｖｃｏｎによって交流ホットライン信号Ｖ（ＡＣ＿Ｌｉｎｅ）が正の位相から負の位相に変わるゼロクロス点から一定区間の間の信号を用いてメインスイッチ素子１２０をオフにすることにより、交流−直流変換器１３０は、直流電源を生成するための電圧の入力を受ける。

上述したように、本発明の電源供給装置１００は、スイッチ側の電源ラインを用いて電灯Ｌのオン及びオフ時の両方とも直流電源を安定して生成することができる。このように生成された直流電源を、無線で電灯Ｌを制御するための制御信号Ｖｃｏｎを生成する無線スイッチコントローラの電源として供給することができる。

次に、本発明の好適な一実施形態による電源供給方法について説明する。

本発明の好適な一実施形態による電源供給方法は、上述した本発明の好適な一実施形態に係る電源供給装置１００を用いるので、電源供給装置１００の特徴を全て含んでいる。

本発明の電源供給方法は、第１交流ラインと第２交流ラインの２つの信号ラインによって供給される交流信号を用いて、直流電源信号を生成する。

本発明の電源供給方法は、第１交流ラインの信号と電灯Ｌの一端の信号を用いて、直流電源を生成する段階（Ｓ１０）と、比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎと予め設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較する段階（Ｓ２０）と、電灯Ｌの一端に接続されたメインスイッチ素子１２０の動作を制御することができる制御信号Ｖｃｏｎを生成する段階（Ｓ３０）とを含む。

比較入力信号Ｖｃｏｍｐ＿ｉｎは、電灯Ｌの一端の信号、または電灯Ｌの一端の信号に基づいた信号である。

電灯Ｌのオン（ＯＮ）の際に、制御信号Ｖｃｏｎは、交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点、または前記交流信号の負の位相から正の位相へのゼロクロス点である第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定時間の間、メインスイッチ素子１２０をオフにすることができる。

また、Ｓ３０段階は、設定信号Ｖ２を用いて制御信号Ｖｃｏｎを生成することが好ましい。設定信号Ｖ２は、第１地点または第２地点のうちのいずれか一つの地点から一定の時間後に活性化され、第１地点または第２地点のうちのもう一つの地点の後に非活性化されることを特徴とする。

しかも、Ｓ２０段階の出力信号を用いて、設定信号Ｖ２は活性化できることを特徴とする。

上述したように、本発明の電源供給装置１００及びその方法によれば、電灯Ｌのオン時及び電灯Ｌのオフ時の両方とも同じ経路によって電灯Ｌに入力される交流電源を用いて直流電源を生成することができることが分かる。

１００ 電源供給装置
１１０ スイッチ制御器
１２０ メインスイッチ素子
１３０ 交流−直流変換器
１４０ 内部電源生成器
１５０ 比較器
１６０ 制御信号生成器
Ｌ 電灯
Ｄ１ 第１ダイオード
Ｄ２ 第２ダイオード
Ｃ１ 第１キャパシタ
Ｃ２ 第２キャパシタ
Ｒ２ 第２抵抗
ＳＷ１ 第１スイッチ素子
ＳＷ２ 第２スイッチ素子
ＳＷ３ 第３スイッチ素子
Ｐ１ 第１回路
Ｐ２ 第２回路
Ｐ３ 第３回路
Ｐ４ 第４回路

Claims (11)

1. ２つの信号ラインである交流ホットライン及び交流ニュートラルラインから供給される交流信号の入力を受けて動作する電源供給装置において、
   電灯の一端に接続され、スイッチング動作を行うことができるメインスイッチ素子と、
   前記交流ホットラインの信号及び前記電灯の一端の信号を用いて、直流電源を生成する交流−直流変換器と、
   比較入力信号と予め設定された第１基準電圧とを比較する比較器と、
   前記比較器の出力信号を用いて、前記メインスイッチ素子の動作を制御することができる制御信号を生成する制御信号生成器と、を備え、
   前記比較入力信号は、前記電灯の一端の信号の入力を受けて第２ダイオードを経由して出力した信号であり、
   前記制御信号生成器は、前記比較器の出力信号が活性化される区間を交流信号の位相の変化後まで延長させた信号を用いて前記制御信号を生成し、
   前記電灯の他端は、前記交流ニュートラルラインに接続され、
   前記電灯のオフ（ ＯＦＦ ）の際に、前記メインスイッチ素子をオフにし、
   前記電灯のオン（ＯＮ）の際に、前記制御信号は、前記交流ホットラインの電圧の正の位相から負の位相へのゼロクロス点から前記比較器の出力信号が活性化される以前までの前記比較器の出力信号の非活性化の区間の間は、前記メインスイッチ素子をオフにし、
   前記メインスイッチ素子をオフにする場合、前記電灯の一端の電圧は前記交流ニュートラルラインの電圧と同一になり、前記交流−直流変換器は前記交流ホットラインの電圧と前記電灯の一端の電圧の入力を受けて直流電源に変換することを特徴とする、電源供給装置。
2. 前記制御信号は、
   前記比較器の出力信号が活性化される区間を交流信号の位相の変化後に延長させた信号を第３スイッチ素子に入力した後、前記第３スイッチ素子から出力される信号であることを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。
3. 前記制御信号生成器は、
   前記比較器の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第１スイッチ素子と、
   前記第１スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第２スイッチ素子と、
   前記第１スイッチ素子の出力に接続された第２キャパシタと、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電源供給装置。
4. 前記電源供給装置は、前記電灯の一端の電圧の入力を受けて、第１信号を生成する内部電源生成器をさらに備え、
   前記制御信号生成器は、
   前記第１信号を電源信号として用い、
   前記第１信号は、第１回路及び第３回路を経由して前記第１スイッチ素子のドレイン端子及びソース端子のうちのいずれか一つの端子に入力されることを特徴とする、請求項３に記載の電源供給装置。
5. 前記第１回路と前記第１スイッチ素子のドレイン端子及びソース端子のうちのもう一つの端子との間には、過電圧保護のための第２回路を備えることを特徴とする、請求項４に記載の電源供給装置。
6. 前記制御信号生成器は、
   前記第２スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第３スイッチ素子をさらに備え、
   前記制御信号は前記第３スイッチ素子の出力信号であることを特徴とする、請求項３に記載の電源供給装置。
7. 第１交流ラインと第２交流ラインの２つの信号ラインによって供給される交流信号を用いた電源供給装置において、
   電灯の一端に接続され、スイッチング動作を行うことができるメインスイッチ素子と、
   前記第１交流ラインの信号と前記電灯の一端の信号を用いて、直流電源を生成する交流−直流変換器と、
   比較入力信号と予め設定された第１基準電圧とを比較する比較器と、
   前記比較器の出力信号を用いて前記メインスイッチ素子の動作を制御することができる制御信号を生成する制御信号生成器と、を備え、
   前記比較入力信号は、前記電灯の一端の信号の入力を受けて第２ダイオードを経由して出力した信号であり、
   前記電灯の他端は、前記第２交流ラインに接続され、
   前記電灯のオフ（ ＯＦＦ ）の際に、前記メインスイッチ素子をオフにし、
   前記電灯のオン（ＯＮ）の際に、前記制御信号は、前記交流信号の正の位相から負の位相へのゼロクロス点である第１地点、または前記交流信号の負の位相から正の位相へのゼロクロス点である第２地点のうちのいずれか一つの地点から、前記比較器の出力信号が活性化される以前までの前記比較器の出力信号の非活性化の区間の間、前記メインスイッチ素子をオフにし、
   前記メインスイッチ素子をオフにする場合、 前記電灯の一端の電圧は前記第２交流ラインの電圧と同一になり、前記交流−直流変換器は前記第１交流ラインの電圧と前記電灯の一端の電圧の入力を受けて直流電源に変換し、
   設定信号を用いて前記制御信号を生成し、
   前記設定信号は、前記第１地点または第２地点のうちのいずれか一つの地点の後に前記比較器の出力信号が活性化されると活性化され、前記第１地点または第２地点のうちのもう一つの地点の後に非活性化され、前記比較器の出力信号を比較して活性化される区間が 前記交流信号の位相の変化後に延長させた信号であり、
   前記第１交流ラインまたは前記第２交流ラインのうちの一つは交流ホットラインであり、前記第１交流ラインまたは前記第２交流ラインのうちのもう一つは交流ニュートラルラインであることを特徴とする、電源供給装置。
8. 前記制御信号は、
   前記設定信号を第３スイッチ素子に入力した後、前記第３スイッチ素子から出力される信号であることを特徴とする、請求項７に記載の電源供給装置。
9. 前記制御信号生成器は、
   前記比較器の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第１スイッチ素子と、
   前記第１スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第２スイッチ素子と、
   前記第１スイッチ素子の出力に接続された第２キャパシタとを備えることを特徴とする、請求項７に記載の電源供給装置。
10. 前記電源供給装置は、前記電灯の一端の電圧の入力を受けて、第１信号を生成する内部電源生成器をさらに備え、
    前記制御信号生成器は、前記第１信号を電源信号として用い、
    前記第１信号は、
    第１回路及び第３回路を経由して前記第１スイッチ素子のドレイン端子及びソース端子のうちのいずれか一つの端子に入力されることを特徴とする、請求項９に記載の電源供給装置。
11. 前記制御信号生成器は、
    前記第２スイッチ素子の出力信号を用いてスイッチング動作を行うことができる第３スイッチ素子をさらに備え、
    前記第３スイッチ素子の出力信号が前記メインスイッチ素子の一端に入力されることを特徴とする、請求項１０に記載の電源供給装置。