JPH11214172A - 電子式自動点滅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】応答性に優れながらも周囲の明るさの変化によ
る誤動作の少ない電子式自動点滅器を提供することにあ
る。 【解決手段】太陽電池ＳＢの出力電圧によってスイッチ
ング素子ＳＷ１，ＳＷ２のオフ状態を維持することがで
きなくなると、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２はオン
になり、スイッチング素子ＳＷ１を通じてトライアック
Ｑ１にゲート信号を与えてトライアックＱ１をオンにす
るとともにスイッチング素子ＳＷ２を通じてヒータＨを
通電してヒータＨにより太陽電池ＳＢを加熱する。この
加熱により太陽電池ＳＢの起電力を小さくしてスイッチ
ング素子ＳＷ１が一旦オンした後多少周囲の明るさが変
動してもスイッチング素子ＳＷがオンしないようにヒス
テリシス特性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲の外光の明る
さを検出して、照明負荷を自動的に点滅させる電子式自
動点滅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、周囲の明るさを検出し、規定
の明るさ以下になると照明負荷を点灯させるようにした
自動点滅器が提供されている。この種の自動点滅器とし
て広く用いられているものに、周囲の明るさを検出する
ＣｄＳと、ＣｄＳに直列接続されるヒータを備えたバイ
メタルとを用いるサーマル式と称するものがある。バイ
メタルは照明負荷に直列接続された接点を開閉させる。
このようなサーマル式の自動点滅器は安価に提供するこ
とができるという利点を有している。

【０００３】反面、サーマル式の自動点滅器は、機械式
の接点を開閉させるものでるから寿命が比較的短いとい
う問題がある。機械式の接点に代えて半導体スイッチ素
子を用いた電子式の自動点滅器を用いると寿命の問題は
解決される。ただし、ＣｄＳにはカドミウムが多量に用
いられているから、周囲の明るさを検出するセンサとし
てＣｄＳを用いるものは、サーマル式であっても電子式
であっても製造時の環境汚染が問題になるとともに、Ｃ
ｄＳあるいはＣｄＳを組み込んだ機器の廃棄処分につい
て環境への影響が問題になる。

【０００４】製造時や廃棄時の環境への影響を軽減する
自動点滅器としては、明るさを検出するセンサとしてフ
ォトダイオードあるいはフォトトランジスタを用いるも
のも考えられている。たとえば、特開平５−１５２９２
４号公報に記載されている自動点滅器のように、フォト
ダイオードアレイがある。この自動点滅器は、図１３に
示すように、フォトダイオードアレイ１により明るさを
検出し、ディプレション型のＭＯＳＦＥＴを２個直列接
続したスイッチング素子２を用いて交流電源Ｅから照明
負荷Ｌへの給電経路をオンオフする。

【０００５】この構成では、明るさの検出にＣｄＳを用
いていないからカドミウムによる環境への影響がなく、
また光起電力素子であるフォトダイオードアレイ１を用
いているから、部品点数が少ないものであってコストを
低減することができるという利点を有している。ここ
で、図１３に示した構成では、ディプレション型のＭＯ
ＳＦＥＴよりなるスイッチング素子２を交流電源Ｅと照
明負荷Ｌとの間に挿入しているから、負荷電流が大きく
なるとスイッチング素子２にも定格電流容量の大きいも
のを用いる必要があり、スイッチング素子２に電流容量
の大きいものを用いるには、フォトダイオードアレイ１
の起電力も大きくしなければならない。１個のフォトダ
イオードの起電力は一定であるから、大きな起電力を得
るにはフォトダイオードの個数を増やすことになり、結
果的にフォトダイオードアレイ１の占有面積が大きくな
る。つまり、スイッチング素子２として定格電流容量の
大きな高コストのものを用いる上に、フォトダイオード
アレイ１にも面積の大きな高コストのものを用いること
になる。

【０００６】また、上記公報には、負荷容量が大きい場
合はＭＯＳＦＥＴを並列に接続してスイッチング素子２
の電流容量を大きくする旨の記載があるが、複数個のＭ
ＯＳＦＥＴのゲート−ソース間が並列接続されるから、
ゲート−ソース間の容量成分も並列接続され、この容量
成分により帰還経路が形成されてスイッチング素子２が
発振するおそれがある。しかも、定格電流容量の大きい
ＭＯＳＦＥＴと同様に高コストになるという問題を有し
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した自
動点滅器は、主として照明負荷Ｌの制御に用いるもので
あり、夜間など周囲が暗いときに照明負荷；を点灯させ
るものである。したがって、自動車が付近を通過したと
きのヘッドライトによる明るさの変化のような、明るさ
の一過的な変化により誤動作することがないように、図
１３に示すようにスイッチング素子２の入力側にコンデ
ンサＣを設けることが考えられている。しかしながら、
上述のような一過的な変化に対応するようにコンデンサ
Ｃの容量を大きく設定すると、所定の電圧にコンデンサ
Ｃが充電されるまでの時間が非常に長くなるという問題
がある。またスイッチング素子２のＭＯＳＦＥＴのゲー
トのしきい値レベルの照度が一定に保たれる場合には、
外乱の影響を受けてスイッチング素子２がチャタリング
動作し、照明負荷Ｌが点滅するという問題があった。

【０００８】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、応答性に優れながらも周囲の明るさ
の変化による誤動作の少ない電子式自動点滅器を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、外
光の明るさに応じた電圧を発生する光起電力素子と、前
記光起電力素子の出力電圧に応じてオン・オフされるス
イッチング素子と、電源と負荷との間に挿入されスイッ
チング素子のオン・オフによりトリガされ前記光起電力
素子により検出される明るさが規定値以下のときにオン
になる双方向サイリスタと、双方向サイリスタのオン動
作時にオンするスイッチ手段を介して電源より通電さ
れ、光起電力素子を加熱するヒータとを備えたことを特
徴とする。

【００１０】請求項２の発明では、外光の明るさに応じ
た電圧を発生する光起電力素子と、前記光起電力素子の
出力電圧と基準電圧源の電圧とを比較して出力をオン・
オフするコンパレータ回路と、該コンパレータ回路の出
力に応じてオン・オフされるスイッチング素子と、電源
と負荷との間に挿入されスイッチング素子のオン・オフ
によりトリガされ前記光起電力素子により検出される明
るさが規定値以下のときにオンになる双方向サイリスタ
と、双方向サイリスタのオン又はオフ時に電源時に通電
され基準電圧源を含むコンパレータ回路を加熱するヒー
タとを備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、ヒータを抵抗体で構成して、光起電力素子を配置
したベース下部に近接配置したことを特徴とする。請求
項４の発明では、請求項２の発明において、ヒータを抵
抗体で構成して、基準電圧源を含むコンパレータ回路を
配置したベース下部に近接配置したことを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明では、請求項１乃至４記載
の何れかの発明において、光起電力素子が太陽電池であ
って、スイッチング素子がソース同士及びゲート同士を
夫々共通接続した２個のＭＯＳＦＥＴから成ることを特
徴とする。請求項６の発明では、請求項３又は４の発明
において、抵抗体を可変抵抗器で構成したことを特徴と
する。

【００１３】請求項７の発明では、請求項３又は４又は
６の発明において、抵抗体をベース下部に形成したパタ
ーン抵抗により構成したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態は、図
１に示す構成を有するものであって、周囲の明るさを検
出するセンサとしての太陽電池（光起電力素子）ＳＢを
備えている。太陽電池ＳＢにはコンデンサＣが並設接続
され、太陽電池ＳＢの負極は抵抗Ｒ１を介してスイッチ
ング素子ＳＷの制御端子に接続されている。スイッチン
グ素子ＳＷ１は２個のディプレション型（ノーマリオン
型）のＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３を逆直列に接続したもの
であってソース同士、ゲート同士をそれぞれ共通に接続
してある。ここにＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３を逆直列に接
続しているのは、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のオフ時にボ
ディダイオードを通して流れる電流を阻止するためであ
る。太陽電池ＳＢの正極は両ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３の
ソースに接続される。太陽電池ＳＢは複数個のセルを直
列接続してある。また、スイッチング素子ＳＷ１の一端
（ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレイン）は抵抗Ｒ２を介してト
ライアック（３端子双方向サイリスタ）Ｑ１のＴ２端子
に接続される。スイッチング素子ＳＷの他端（ＭＯＳＦ
ＥＴＱ３のドレイン）はトライアックＱ１のゲートに接
続される。使用時には、トライアックＱ１のＴ１端子と
Ｔ２端子とがそれぞれ接続端子Ｘ２，Ｘ１を介して交流
電源Ｅと照明負荷Ｌとの直列回路に接続される。つま
り、交流電源Ｅと照明負荷Ｌとの間にトライアックＱ１
が挿入され、トライアックＱ１のオンオフにより照明負
荷Ｌがオンオフされる。照明負荷Ｌは、トライアックＱ
１のオン時に点灯する。トライアックＱ１の両端間には
抵抗とコンデンサとの直列回路であるスナバ回路ＳＮが
接続される。

【００１５】一方太陽電池ＳＢに熱的に結合された抵抗
体からなるヒータＨと、２個のディプレション型（ノー
マリオン型）のＭＯＳＦＥＴＱ４，Ｑ５を逆直列に接続
して構成される別のスイッチング素子ＳＷ２との直列回
路を接続端子Ｘ３，Ｘ２を介して交流電源Ｅに接続して
ある。ＭＯＳＦＥＴＱ４，Ｑ５はソース同士、ゲート同
士をそれぞれ共通に接続し、ゲートは上記抵抗Ｒ１を介
して太陽電池ＳＢの負極に、ソースは太陽電池ＳＢの正
極に接続してある。

【００１６】図２は本実施形態の太陽電池ＳＢ、スイッ
チング素子ＳＷ１，ＳＷ２等の回路素子と、ヒータＨの
実装構造を示しており、この例では太陽電池ＳＢ及びス
イッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を含む回路素子を上部に
配設したベースＢＳの下部に抵抗体からなるヒータＨを
配置してヒータＨと太陽電池ＳＢとを近接させヒータＨ
が発熱した時に太陽電池ＳＢを加熱するようになってい
る。

【００１７】尚図３（ａ）（ｂ）に示すようにベースＢ
Ｓの上部にジグザグ状に抵抗体からなるヒータＨのパタ
ーンを印刷形成して該パターン上に太陽電池ＳＢ、スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２等の回路素子を配設した構
造を採用しても良い。しかして、本実施形態では周囲が
明るいときには太陽電池ＳＢの出力電圧によりＭＯＳＦ
ＥＴＱ２乃至Ｑ５のゲートが負電位になるから、スイッ
チング素子ＳＷ１，ＳＷ２が共にオフになってトライア
ックＱ１のゲートにゲート信号が与えられず、トライア
ックＱ１はオフに保たれて照明負荷Ｌは点灯しない。ま
たヒータＨは通電されず、発熱はしない。つまり太陽電
池ＳＢは加熱されず、雰囲気温度に保たれる。

【００１８】一方、周囲が暗くなり太陽電池ＳＢの出力
電圧によってスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のオフ状
態を維持することができなくなると、スイッチング素子
ＳＷ１，ＳＷ２はオンになり、スイッチング素子ＳＷ１
を通じてトライアックＱ１にゲート信号を与えてトライ
アックＱ１をオンにする。つまり、照明負荷Ｌは給電さ
れて点灯する。また、スイッチング素子ＳＷ２を通じて
ヒータＨが通電されヒータＨが発熱する。この発熱によ
って太陽電池ＳＢが加熱される。

【００１９】ここで太陽電池ＳＢの光照射時の電流−電
圧特性は図４に示すように温度が低い場合（イ）と、高
い場合（ロ）とでは異なっており、負荷線（ハ）に対し
て夫々の温度の場合の動作点ａ，ｂが異なる電圧とな
り、温度が低い場合（イ）の動作点ａの電圧と温度が高
い場合（ロ）の動作点ｂの電圧との差がΔＶだけある。
尚（ニ）は光が照射されていない時の電流−電圧特性を
示す。

【００２０】従って、加熱された太陽電池ＳＢにより、
一旦スイッチング素子ＳＷがオンしたのちスイッチング
素子ＳＷ１をオフさせるためには周囲の明るさのレベル
がオン時のレベルに対して所定以上大きくなければなら
ず、そのため周囲の明るさが多少増加してもスイッチン
グ素子ＳＷ１はオフしない。つまりトライアックＱ１が
オフにならず、照明負荷Ｌのオン状態を維持することが
できる。

【００２１】要するに、明るさレベルに対するトライア
ックＱ１のオンオフにヒステリシスを付与し、トライア
ックＱ１をオンにする明るさのレベルよりもオフにする
明るさのレベルを引き上げているのである。このような
動作により、一旦オンになれば明るさが多少変動しても
オフになりにくく、また逆に一旦オフになれば明るさが
多少変動してもオンになりにくくなる。

【００２２】上述したように、照明負荷Ｌのオン時に通
電され、照明負荷Ｌのオフ時に通電が遮断されるヒータ
Ｈを設けて、ヒータＨの熱で太陽電池ＳＢを加熱するか
ら、周囲の明るさとトライアックＱ１のオンオフとの関
係にヒステリシスを付与することができ、周囲の明るさ
の変動があっても照明負荷Ｌのオンまたはオフの状態を
維持することができる。ここで、トライアックＱ１をオ
ンまたはオフにするときの周期の明るさのレベルを変化
させることによって誤動作を防止するから、応答時間を
調節している従来構成のように明るさの変化速度によっ
て誤動作が生じたりすることがなく、しかも明るさの変
化に対する応答性がよいのである。

【００２３】（実施形態２）本実施形態は、上記実施形
態１ではスイッチング素子ＳＷ１としてディプレション
型（ノーマリオン型）のＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３を逆直
列に接続したものを用いたが、本実施形態では図５に示
すようにスイッチング素子ＳＷ１としてエンハンスメン
ト型（ノーマリオフ型）のＭＯＳＦＥＴＱ２’，Ｑ３’
を逆直列に接続したものを用い、ＭＯＳＦＥＴＱ２’，
Ｑ３’のゲートを抵抗Ｒ１を介して太陽電池ＳＢの正極
に接続し、ソースを負極に接続してある。またトライア
ックＱ１のＴ２端子とゲートとの間に抵抗Ｒ２を接続し
てある。またスイッチング素子ＳＷ２は実施形態１と同
様にディプレション型（ノーマリオン型）のＭＯＳＦＥ
ＴＱ４，Ｑ５を逆直列に接続したものを用い、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ４，Ｑ５のゲートを太陽電池ＳＢの負極に接続
し、ソースを太陽電池ＳＢの正極に抵抗Ｒ１を介して接
続してある。

【００２４】尚ヒータＨが太陽電池ＳＢに熱的に結合さ
れる構成を含めてその他の構成は実施形態１と同じであ
るから、同じ構成要素には同じ記号、番号を付し説明は
省略する。而して本実施形態では、エンハンスメント型
のＭＯＳＦＥＴＱ２’，Ｑ３’からなるスイッチング素
子ＳＷ１は、周囲が暗く、太陽陽電池ＳＢへの入射光量
が少ないときにはオフになる。このスイッチング素子Ｓ
Ｗ１のオフ時に抵抗Ｒ２を介してゲート信号がトライア
ックＱ１のゲートに印加され、トライアックＱ１がオン
になる。つまり、実施形態１と同様に、周囲が暗くなる
とトライアックＱ１がオンになって照明負荷Ｌは点灯さ
れるのである。このとき、実施形態１と同様にスイッチ
ング素子ＳＷ２はオンしてヒータＨの通電を行なう。こ
の通電により太陽電池ＳＢが加熱される。その結果、ス
イッチング素子ＳＷ１がオフ後、再度オンするための明
るさレベルが大きくなり、スイッチング素子ＳＷ１がオ
フ後、多少周囲の明るさが変動してもスイッチング素子
ＳＷ１がオンしない。つまりトライアックＱ１のオンオ
フと周囲の明るさとの関係にヒステリシスを付与するこ
とができる。

【００２５】一方、周囲が点灯時の明るさレベルよりも
大きな所定の明るさレベルになって太陽電池ＳＢに対す
る入射光量が多くなると、太陽電池ＳＢの起電力によっ
てスイッチング素子ＳＷ１がオンし、またスイッチング
素子ＳＷ２がオフする。スイッチング素子ＳＷ１がオン
になると、トライアックＱ１のゲートとＴ１端子とが短
絡されるから、トライアックＱ１はオフになり、照明負
荷Ｌは消灯される。またヒータＨの通電が無くなるため
太陽電池ＳＢの加熱も行なわれなくなる。

【００２６】以上のように本実施形態は実施形態１と同
様に周囲の明るさとトライアックＱ１のオンオフとの関
係にヒステリシスを付与することができる。上記実施形
態１，２はスイチング素子ＳＷ１の制御端子のしきい値
を太陽電池ＳＢの電圧が越えるか、否かによりスイッチ
ング素子ＳＷ１のオン・オフ制御する構成であったが、
以下に述べる実施形態は、太陽電池ＳＢの電圧と基準電
圧源の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、基準電圧を太陽電
池ＳＢの電圧が越えたときにスイッチング素子ＳＷ１を
オン又はオフさせるコンパレータ回路ＣＰを用いたもの
で、ヒータＨによって基準電圧源を含むコンパレータ回
路ＣＰを加熱し、基準電圧源の電圧Ｖｒｅｆを加熱した
場合と、加熱しない場合とで変化させ、コンパレータ回
路ＣＰの動作にヒステリスを持たせるようになってい
る。

【００２７】（実施形態３）本実施形態は図６に示すよ
うに、抵抗Ｒ２とスイッチング素子ＳＷ１との直列回路
をトライアックＱ１のＴ２端子とゲートとの間に接続し
するとともにトライアックＱ１に並列にヒータＨを接続
してある。スイッチング素子ＳＷ１はディプレション型
のＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３を逆直列に接続したものを用
い、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲートにコンパレータ回
路ＣＰの出力端子を接続し、ンパレータ回路ＣＰに対し
てヒータＨを熱的に結合している。コンパレータ回路Ｃ
Ｐは図７に示すように太陽電池ＳＢの両端に接続される
抵抗Ｒａ．Ｒｂの直列回路及びダイオード群Ｄと抵抗Ｒ
ｃの直列回路と、比較器ＯＰとで構成され、ダイオード
群Ｄが基準電圧源を構成し、その両端電圧が基準電圧Ｖ
ｒｅｆとして比較器ＯＰの反転入力端に印加され、抵抗
ＲａとＲｂとの接続点の電圧が比較器ＯＰの非反転入力
端に印加される。また比較器ＯＰは出力端をＭＯＳＦＥ
ＴＱ２，Ｑ３のゲートに接続し、太陽電池ＳＢの正極を
ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のソースに接続してある。

【００２８】而して、本実施形態では、周囲が明るく
て、太陽電池ＳＢの起電力により抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続
点の電圧がダイオード群Ｄの両端電圧である基準電圧Ｖ
ｒｅｆを越えると比較器ＯＰはオンし、その出力を”
Ｌ”とする。そのためＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３がオフ
し、トライアックＱ１のゲートにはゲート信号が入力せ
ずトライアックＱ１がオフとなっている。つまりヒータ
Ｈには照明負荷Ｌを介して交流電源Ｅから通電されて発
熱し、コンパレータ回路ＣＰを加熱する。この加熱によ
り基準電圧源を構成するダイオード群Ｄの温度が上昇す
る。一方照明負荷ＬはヒータＨが直列に接続されるた
め、流れる電流が極めて小さく消灯状態となっている。

【００２９】ダイオードは熱特性により順方向電圧が高
温になると低下するため、ダイオード群Ｄの両端電圧、
つまり基準電圧Ｖｒｅｆは加熱されない場合に比べて低
くなっている。よって一旦コンパレータ回路ＣＰの比較
器ＯＰがオンして加熱された状態になると、周囲の明る
さが多少変動しても抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧が多
少低くなっても基準電圧Ｖｒｅｆを越えた状態を維持し
比較器ＯＰはオフしない。

【００３０】次に周囲が暗くなって太陽電池ＳＢの起電
力が低下し、抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧がダイオー
ド群Ｄの両端電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ以下になる
と、比較器ＯＰはオフしてその出力を”Ｈ”とする。こ
れにより、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲート電位とソー
ス電位とが同電位となって、オン状態に反転する。これ
によりトライアックＱ１のゲートには抵抗Ｒ２を介して
ゲート信号が入力し、トライアックＱ１がオンとなる。
そのため照明負荷ＬはトライアックＱ１を介して通電さ
れて点灯する。またトライアックＱ１がオンするためヒ
ータＨの両端電圧が略０となりヒータＨは通電されなく
なる。従ってヒータＨによるコンパレータ回路ＣＰの加
熱が停止し、その結果ダイオード群Ｄの両端電圧である
基準電圧Ｖｒｅｆが上昇する。よって一旦コンパレータ
回路ＣＰの比較器ＯＰがオフして加熱されなくなると、
周囲の明るさが多少変動しても抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点
の電圧が大きくなっても基準電圧Ｖｒｅｆを越えること
なく、比較器ＯＰのオフ状態が維持される。

【００３１】このように本実施形態では、ヒータＨによ
って基準電圧源を含むコンパレータ回路ＣＰを加熱し、
基準電圧Ｖｒｅｆを加熱した場合と、加熱しない場合と
で変化させ、コンパレータ回路ＣＰの動作にヒステリス
を持たせ、結果周囲の明るさとトライアックＱ１のオン
オフとの関係にヒステリシスを付与することができ、周
囲の明るさの変動があっても照明負荷Ｌのオンまたはオ
フの状態を維持することができる。ここで、トライアッ
クＱ１をオンまたはオフにするときの明るさのレベルを
変化させることによって誤動作を防止するから、応答時
間を調節している従来構成のように明るさの変化速度に
よって誤動作が生じたりすることがなく、しかも明るさ
の変化に対する応答性がよいのである。またコンパレー
タ回路ＣＰ内の分圧抵抗Ｒａ、Ｒｂ，Ｒｃの値や、ダイ
オード群Ｄのダイオードの数等を調整することにより、
照明負荷Ｌの消灯、点灯のタイミングを遅らしたり早め
たりすることができる。また自動点滅器としての回路が
２端子構造となり配線施工が容易となり、また既設のス
イッチと置き替えることも容易に行なえる。

【００３２】（実施形態４）上記実施形態３では、スイ
ッチング素子ＳＷ１としてディプレション型のＭＯＳＦ
ＥＴＱ２，Ｑ３を逆直列に接続したものを使用している
が、図８に示すようにエンハンスメント型のＭＯＳＦＥ
ＴＱ２’，Ｑ３’を逆直列に接続したものを使用しても
良い。この場合スイッチング素子ＳＷ１をトライアック
Ｑ１のゲートとＴ１端子との間に接続し、抵抗Ｒ２をト
ライアックＱ１のＴ２端子とゲートに接続する。ＭＯＳ
ＦＥＴＱ２’，Ｑ３’のゲートには太陽電池ＳＢの正極
を接続し、ＭＯＳＦＥＴＱ２’，Ｑ３’のソースには図
７に示すコンパレータ回路ＣＰの比較器ＯＰの出力端子
を接続してある。

【００３３】而して、本実施形態では、周囲が明るくな
り、太陽電池ＳＢの起電力により抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続
点の電圧がダイオード群Ｄの両端電圧である基準電圧Ｖ
ｒｅｆを越えると、比較器ＯＰはオンしてその出力を”
Ｌ”とする。そのためＭＯＳＦＥＴＱ２’，Ｑ３’がオ
ンしてトライアックＱ１のゲートにはゲート信号が入力
しなくなり、トライアックＱ１はオフする。これにより
ヒータＨには照明負荷Ｌを介して交流電源Ｅから通電さ
れて発熱し、コンパレータ回路ＣＰを加熱する。この加
熱により基準電圧源を構成するダイオード群Ｄの温度が
上昇して、その両端電圧である基準電圧Ｖｒｅｆが低下
する。一方照明負荷ＬはヒータＨが直列に接続されるた
め、流れる電流が極めて小さく消灯状態となっている。

【００３４】次に周囲が暗くなって太陽電池ＳＢの起電
力が低下し、抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧がダイオー
ド群Ｄの両端電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ以下になる
と、比較器ＯＰがオフしてその出力を”Ｈ”とする。こ
れにより、ＭＯＳＦＥＴＱ２，Ｑ３のゲート電位とソー
ス電位とが同電位なって、オフ状態に反転する。これに
よりトライアックＱ１のゲートにはゲート信号が入力し
て、トライアックＱ１がオンとなる。これにより照明負
荷ＬはトライアックＱ１を介して通電されて点灯する。
またトライアックＱ１がオンするためヒータＨの両端電
圧が略０となりヒータＨは通電されなくなる。従ってヒ
ータＨによるコンパレータ回路ＣＰの加熱が停止し、そ
の結果ダイオード群Ｄの両端電圧である基準電圧Ｖｒｅ
ｆが上昇する。

【００３５】このように本実施形態も実施形態３と同様
に、ヒータＨによって基準電圧源を含むコンパレータ回
路ＣＰを加熱し、基準電圧Ｖｒｅｆを加熱した場合と、
加熱しない場合とで変化させ、コンパレータ回路ＣＰの
動作にヒステリスを持たせ、結果周囲の明るさとトライ
アックＱ１のオンオフとの関係にヒステリシスを付与す
ることができ、周囲の明るさの変動があっても照明負荷
Ｌのオンまたはオフの状態を維持することができる。こ
こで、トライアックＱ１をオンまたはオフにするときの
明るさのレベルを変化させることによって誤動作を防止
するから、応答時間を調節している従来構成のように明
るさの変化速度によって誤動作が生じたりすることがな
く、しかも明るさの変化に対する応答性がよいのであ
る。またコンパレータ回路ＣＰ内の分圧抵抗Ｒａ、Ｒ
ｂ，Ｒｃの値や、ダイオード群Ｄのダイオードの数等を
調整することにより、照明負荷Ｌの消灯、点灯のタイミ
ングを遅らしたり早めたりすることができる。また自動
点滅器としての回路が２端子構造となり配線施工が容易
となり、また既設のスイッチと置き替えることも容易に
行なえる。

【００３６】（実施形態５）本実施形態は図１に示す実
施形態１の回路構成において、図９に示すように両スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御端子と太陽電池ＳＢ
との間にコンパレータ回路ＣＰを挿入して、太陽電池Ｓ
Ｂの両端電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果
に基づいてスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のオン・オ
フを制御するようにしたものであって、照明負荷Ｌが点
灯している状態でヒータＨを通電してコンパレータ回路
Ｌを加熱するようにしたものである。

【００３７】コンパレータ回路Ｌは図１０に示すように
ダイオード群Ｄを介して抵抗Ｒｃを太陽電池ＳＢに接続
し、抵抗Ｒｃの両端電圧を基準電圧ｖｒｅｆとして比較
器ＯＰの反転入力端子に印加するようになっている点で
図７のコンパレータ回路ＣＰと相違する。つまり本実施
形態では照明負荷Ｌが点灯している状態でダイオード群
Ｄを加熱して温度上昇させてその両端電圧を低下させる
ことにより、抵抗Ｒｃの両端電圧、つまり基準電圧Ｖｒ
ｅｆを上昇するようにしてある。

【００３８】而して本実施形態では、周囲が明るくて太
陽電池ＳＢの起電力により抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電
圧が抵抗Ｒｃの両端電圧である基準電圧Ｖｒｅｆを越え
ると、比較器ＯＰがオンしてその出力を”Ｌ”とする。
そのためスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のＭＯＳＦＥ
ＴＱ２〜Ｑ５がオフ状態となり、トライアックＱ１のゲ
ートにはゲート信号が入力せず、トライアックＱ１がオ
フする。またヒータＨは通電されて発熱する。従ってコ
ンパレータ回路ＣＰは加熱されず、ダイオード群Ｄの両
端電圧は上昇し、抵抗Ｒｃの両端電圧である基準電圧Ｖ
ｒｅｆは低くなっている。また照明負荷Ｌはトライアッ
クＱ１がオフであるため消灯状態となっている。

【００３９】よってコンパレータ回路ＣＰの比較器ＯＰ
がオンされている状態になると、周囲の明るさが多少変
動して抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧が多少低くなって
も基準電圧Ｖｒｅｆを越えた状態を維持し比較器ＯＰは
オフしない。次に周囲が暗くなって太陽電池ＳＢの起電
力が低下し、抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧が基準電圧
Ｖｒｅｆ以下になると、比較器ＯＰがオフしてその出力
を”Ｈ”とする。これにより、各スイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２のＭＯＳＦＥＴＱ２〜Ｑ５のゲート電位とソ
ース電位とが同電位なって、オン状態に反転する。これ
によりトライアックＱ１のゲートには抵抗Ｒ２を介して
ゲート信号が入力し、トライアックＱ１がオンとなる。
そのため照明負荷ＬはトライアックＱ１を介して通電さ
れて点灯する。またヒータＨも通電される。従ってヒー
タＨによりコンパレータ回路ＣＰが加熱され、その結果
ダイオード群Ｄの温度が上昇してその両端電圧が低下
し、抵抗Ｒｃの両端電圧である基準電圧Ｖｒｅｆが上昇
する。よって一旦コンパレータ回路ＣＰの比較器ＯＰが
オフして加熱されると、周囲の明るさが多少変動しても
抵抗Ｒａ，Ｒｂの接続点の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを越
えることなく、比較器ＯＰのオフ状態が維持される。

【００４０】このように本実施形態では、ヒータＨによ
って基準電圧Ｖｒｅｆを規定するダイオード群Ｄを含む
コンパレータ回路ＣＰを加熱し、基準電圧Ｖｒｅｆを加
熱した場合と、加熱しない場合とで変化させてコンパレ
ータ回路ＣＰの動作にヒステリスを持たせ、結果周囲の
明るさとトライアックＱ１のオンオフとの関係にヒステ
リシスを付与することができ、周囲の明るさの変動があ
っても照明負荷Ｌのオンまたはオフの状態を維持するこ
とができる。ここで、トライアックＱ１をオンまたはオ
フにするときの明るさのレベルを変化させることによっ
て誤動作を防止するから、応答時間を調節している従来
構成のように明るさの変化速度によって誤動作が生じた
りすることがなく、しかも明るさの変化に対する応答性
がよいのである。またコンパレータ回路ＣＰ内の分圧抵
抗Ｒａ、Ｒｂ，Ｒｃの値や、ダイオード群Ｄのダイオー
ドの数等を調整することにより、照明負荷Ｌの消灯、点
灯のタイミングを遅らしたり早めたりすることができ
る。また自動点滅器としての回路が２端子構造となり配
線施工が容易となり、また既設のスイッチと置き替える
ことも容易に行なえる。

【００４１】（実施形態６）本実施形態は図５に示す実
施形態２の回路に、図１１に示すように、コンパレータ
回路ＣＰを加えたものである。コンパレータ回路ＣＰは
実施形態５と同じ回路を用いており、このスイッチング
素子ＳＷ１のＭＯＳＦＥＴＱ２’，Ｑ３’のゲートを太
陽電池ＳＢの正極に、スイッチング素子ＳＷ１のＭＯＳ
ＦＥＴＱ２’，Ｑ３’のソース及びスイッチング素子Ｓ
Ｗ１のＭＯＳＦＥＴＱ４，Ｑ５のゲートをコンパレータ
回路ＣＰの比較器ＯＰの出力端子に接続してある。

【００４２】そして照明負荷Ｌが点灯している時にヒー
タＨによりコンパレータ回路ＣＰを加熱して基準電圧Ｖ
ｒｅｆを上昇させるようにしている点で実施形態５と同
じである。尚スイッチング素子ＳＷ１の動作はコンパレ
ータ回路ＣＰの比較器ＯＰがオンした時にオンしてトラ
イアックＱ１のＴ１端子とゲートとを短絡し、比較器Ｏ
Ｐがオフした時にオフしてトライアックＱ１のゲートに
抵抗Ｒ２を介してゲート信号を入力するように動作す
る。つまり太陽電池ＳＢの入力光量が多くなっている場
合にトライアックＱ１をオフして照明負荷Ｌを消灯さ
せ、太陽電池ＳＢの入力光量が少なくなるとトライアッ
クＱ１をオンして照明負荷Ｌを点灯させる動作を行な
う。

【００４３】而して本実施形態も実施形態５と同様にヒ
ータＨによって基準電圧Ｖｒｅｆを規定するダイオード
群Ｄを含むコンパレータ回路ＣＰを加熱し、基準電圧Ｖ
ｒｅｆを加熱した場合と、加熱しない場合とで変化させ
てコンパレータ回路ＣＰの動作にヒステリスを持たせ、
結果周囲の明るさとトライアックＱ１のオンオフとの関
係にヒステリシスを付与することができ、周囲の明るさ
の変動があっても照明負荷Ｌのオンまたはオフの状態を
維持することができる。ここで、トライアックＱ１をオ
ンまたはオフにするときの明るさのレベルを変化させる
ことによって誤動作を防止するから、応答時間を調節し
ている従来構成のように明るさの変化速度によって誤動
作が生じたりすることがなく、しかも明るさの変化に対
する応答性がよいのである。またコンパレータ回路ＣＰ
内の分圧抵抗Ｒａ、Ｒｂ，Ｒｃの値や、ダイオード群Ｄ
のダイオードの数等を調整することにより、照明負荷Ｌ
の消灯、点灯のタイミングを遅らしたり早めたりするこ
とができる。また自動点滅器としての回路が２端子構造
となり配線施工が容易となり、また既設のスイッチと置
き替えることも容易に行なえる。

【００４４】尚実施形態３乃至６においてコンパレータ
回路ＣＰとヒータＨの実装構造は実施形態１，２と同様
にコンパレータ回路ＣＰのチップを配設したベースの下
部に抵抗体からなるヒータＨを配設したり、或いはベー
ス上に印刷パターンによる抵抗体を形成して該抵抗体に
よりヒータＨを構成し、このヒータＨ上にコンパレータ
回路ＣＰのチップを配設するようにすれば良い。

【００４５】また各実施形態１乃至６において、図１２
（ａ）に示すようにヒータＨに直列に可変抵抗器ＶＲを
挿入して発熱量を可変できるようにしても良い。また同
図（ｂ）に示すようにヒータＨ自体を可変抵抗体で構成
して発熱量を可変できるようにしても良い。これらの場
合外部から或いは組み立て調整時に抵抗値を変化させて
発熱量を変えヒステリシス特性を調整することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明は、外光の明るさに応じ
た電圧を発生する光起電力素子と、前記光起電力素子の
出力電圧に応じてオン・オフされるスイッチング素子
と、電源と負荷との間に挿入されスイッチング素子のオ
ン・オフによりトリガされ前記光起電力素子により検出
される明るさが規定値以下のときにオンになる双方向サ
イリスタと、双方向サイリスタのオン動作時にオンする
スイッチ手段を介して電源より通電され、光起電力素子
を加熱するヒータとを備えたので、また請求項２の発明
では、外光の明るさに応じた電圧を発生する光起電力素
子と、前記光起電力素子の出力電圧と基準電圧源の電圧
とを比較して出力をオン・オフするコンパレータ回路
と、該コンパレータ回路の出力に応じてオン・オフされ
るスイッチング素子と、電源と負荷との間に挿入されス
イッチング素子のオン・オフによりトリガされ前記光起
電力素子により検出される明るさが規定値以下のときに
オンになる双方向サイリスタと、双方向サイリスタのオ
ン又はオフ時に電源時に通電され基準電圧源を含むコン
パレータ回路を加熱するヒータとを備えたので、周囲の
明るさと双方向サイリスタのオンオフとにヒステリシス
を付与することができ、外光による明るさの微小な変動
で双方向サイリスタのオンオフの状態が変化することが
なく、サイリスタのオンオフの動作が安定するという効
果がある。 請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、ヒータを抵抗体で構成して、光起電力素子を配置し
たベース下部に近接配置したので、また請求項４の発明
は、請求項２の発明において、ヒータを抵抗体で構成し
て、基準電圧源を含むコンパレータ回路を配置したベー
ス下部に近接配置したので、ヒータを安価に製作するこ
とができる上に、小型化や特性の安定化を図ることがで
きる。

【００４７】請求項５の発明は、請求項１乃至４記載の
何れかの発明において、光起電力素子が太陽電池である
から分光感度特性を人の視感度特性に近づけることが容
易になり、また、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ
を用いるから、低消費電力であって小型の太陽電池の出
力でスイッチング素子をオンオフさせることができ、し
かも、ＭＯＳＦＥＴはソース同士およびゲート同士をそ
れぞれ共通接続しているから、ＭＯＳＦＥＴのオフ時に
ボディダイオードを通してスイッチング素子に電流が流
れることがなく、電源が交流であってもスイッチング素
子を確実にオフにすることができる。

【００４８】請求項６の発明では、請求項３又は４の発
明において、抵抗体を可変抵抗器であるから可変抵抗器
を調節すれば発熱量が調節されるから、ヒステリシス特
性を容易に調節することができる。請求項７の発明で
は、請求項３又は４又は６の発明において、抵抗体をベ
ース下部に形成したパターン抵抗により構成したので、
低価格化、小型化、特性安定化が図れるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上に用いるヒータと太陽電池、スイッチング
素子との配置構成を示す側面図である。

【図３】（ａ）は同上に用いるヒータと太陽電池、スイ
ッチング素子との別の例の配置構成を示す上面図であ
る。（ｂ）は同上に用いるヒータと太陽電池、スイッチ
ング素子との別の例の配置構成を示す側面図である。

【図４】同上に用いる太陽電池の電圧−電流特性説明図
である。

【図５】本発明の実施形態２を示す回路図である。

【図６】本発明の実施形態３を示す回路図である。

【図７】同上に用いるコンパレータ回路の回路図であ
る。

【図８】本発明の実施形態４を示す回路図である。

【図９】本発明の実施形態５を示す回路図である。

【図１０】同上に用いるコンパレータ回路の回路図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態６を示す回路図である。

【図１２】（ａ）は本発明の他のヒータの回路例を示す
回路図である。（ｂ）は本発明の別のヒータの回路例を
示す回路図である。

【図１３】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチング素子 ＳＢ 太陽電池 Ｑ１ トライアック Ｑ２〜Ｑ５ ＭＯＳＦＥＴ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｈ ヒータ ＳＮ スナバ回路 Ｅ 交流電源 Ｌ 照明負荷 Ｃ コンデンサ Ｘ１〜Ｘ３ 接続端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪井 淳 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 小新 博昭 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岡村 幸彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 宗進 耕児 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 忠澤 孝明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外光の明るさに応じた電圧を発生する光起
   電力素子と、前記光起電力素子の出力電圧に応じてオン
   ・オフされるスイッチング素子と、電源と負荷との間に
   挿入されスイッチング素子のオン・オフによりトリガさ
   れ前記光起電力素子により検出される明るさが規定値以
   下のときにオンになる双方向サイリスタと、双方向サイ
   リスタのオン動作時にオンする別のスイッチング素子を
   介して電源より通電され、光起電力素子を加熱するヒー
   タとを備えたことを特徴とする電子式自動点滅器。
2. 【請求項２】外光の明るさに応じた電圧を発生する光起
   電力素子と、前記光起電力素子の出力電圧と基準電圧源
   の電圧とを比較して出力をオン・オフするコンパレータ
   回路と、該コンパレータ回路の出力に応じてオン・オフ
   されるスイッチング素子と、電源と負荷との間に挿入さ
   れスイッチング素子のオン・オフによりトリガされ前記
   光起電力素子により検出される明るさが規定値以下のと
   きにオンになる双方向サイリスタと、双方向サイリスタ
   のオン又はオフ時に電源時に通電され基準電圧源を含む
   コンパレータ回路を加熱するヒータとを備えたことを特
   徴とする電子式自動点滅器。
3. 【請求項３】ヒータを抵抗体で構成して、光起電力素子
   を配置したベース下部に近接配置したことを特徴とする
   請求項１記載の電子式自動点滅器。
4. 【請求項４】ヒータを抵抗体で構成して、基準電圧源を
   含むコンパレータ回路を配置したベース下部に近接配置
   したことを特徴とする請求項２記載の電子式自動点滅
   器。
5. 【請求項５】光起電力素子が太陽電池であって、スイッ
   チング素子がソース同士及びゲート同士を夫々共通接続
   した２個のＭＯＳＦＥＴから成ることを特徴とする請求
   項１乃至４の何れか記載の電子式自動点滅器。
6. 【請求項６】抵抗体を可変抵抗器で構成したことを特徴
   とする請求項３又は４記載の電子式自動点滅器。
7. 【請求項７】抵抗体をベース下部に形成したパターン抵
   抗により構成したことを特徴とする請求項３又は４又は
   ６記載の電子式自動点滅器。