JPS5883533A - 負荷制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、負荷制御回路に関し、特に照明灯などの負荷
のスイッチを遮断した後に予め定めた時間だけその電力
付勢状態を保ち、その後、自動的に電力消勢する負荷制
御回路に関する。

第１図を径熱して先行技術を説明する。闇用又流電源ｌ
からの！力は、ライン１６　、′２３間に介在された負
荷制御回路？から照明灯回路３に与えられる・押釦スイ
ッチ４１に抑圧操作することＫよって、変流器５の１次
善Ｉｉ！ｉ！６には負荷電流が流れ、これによって２次
巻線７がらの出方はダイオード８によって整流され、コ
ンデンサ９を充電する。

コンデンサ９の出方電圧は電界効果トランジスタｌＯの
ゲートに与えられる。コンデンサ９が充電されて電界効
果トランジスタｌｏのケートの電圧が低下することによ
って、電界効果トランジスタｌＯが連断される。この電
界効果トランジスタｌＯの遮断によって、ライン１１が
ら抵抗１２、サイリスタ１３のゲートおよびサイリスタ
１３のカソードを経てライン１４にゲート電流が矢符１
５のよりに流れる。これＫよってサイリスタ１３が点弧
する。そのためライン１６が正極性でるる電源電圧の半
周期では、ライン１６がらダイオード１７〜２０によっ
て構成される全波整流回路２１のダイオード１７、ライ
ン１１．サイリスタ１３、ライン１４、ダイオード１８
、トライアック２２のゲートおよびライン２３に１１流
が流れ゛てトライアック２２が点弧され、これによって
照明灯回路３が電力付勢される。ライン２３が正極性で
るる次の半周期では、ライン２３、トライアック２２の
ゲート、ダイオード１９、ライン１１．サイリスタ１３
、ライン１４、ダイオード２０およびライン１６を経て
電流が流れてトライアック２２が点弧され、これによっ
て照明灯回路３が電力付勢される。このような動作が各
周期毎に繰り返される。押釦スイッチ４から手を離して
その押釦スイッチ４が遮断すると、コンデンサ９は、そ
のコンデンサ９に並列に接続されている放電抵抗２４に
よって時間経過に伴って徐々に放電され、コンデンサ９
の出力電圧が成るレベルに達すると、電界効果トランジ
スタｌＯが導通する。そのためサイリスタ１３およびト
ライアック２２が遮断する。

このようにして押釦スィッチ４′ｆｒ導通することによ
って照明灯回路３を電力付勢し、その押釦スイッチ４の
趣断後にコンデンサ９の容量と抵抗２４の抵抗値とに依
存する時定数によって予め定めた時間だけ照明灯回路３
が電力付勢されたままに保たれ、その後に、照明灯回路
３が消勢される。

照明灯回路３が消勢されているとき、すなわち電界効果
トランジスタｌＯが導通しているときには、ライン１１
から抵抗１２および電界効果トランジスタｌＯを経てラ
イン１４に電源が流れている。サイリスタ１３のケート
電流を大きくしてその点弧を確実にするため、および電
源電圧の各半周期における比仮的電圧が低い期間中にサ
イリスタ１３を点弧するため、抵抗１２の抵抗値を小さ
くしなければならない。抵抗１２の抵抗値を小さく選ぶ
と、電界効果トランジスタｌＯが速断しているときにお
ける電流が大きくなり、したがって無駄な電力消費量が
大きくなる結果となる。

照明灯回路３は、放電灯２５、グロー放電球２６、体音
防止用コンデンサ２７およびチョーク２８１ｒ含む。放
電灯２５が消灯されている状態では、照明灯回路３のイ
ンピーダンスは、雑音防止用コンデンサ２７に依存し、
大きい値でめる０負荷制御回路２において抵抗１２の抵
抗値を小でく選んだ場合には、その負荷制御回路２のラ
イン１６゜２３間のインピーダンスは小さい。したがっ
て照明灯回路３が消勢されている状態では、照明灯回路
３に比較的高い電圧が印加される。そのためグロー放電
球２６が放電を開始してしまい、放電灯２５が誤って点
灯することになる。このようＫして放電灯２５が誤って
点灯することを防ぐために社、抵抗２２の抵抗値を高く
しなければならない。

抵抗１２の抵抗値を高く選んだ場合には、サイリスタ１
３したがってトライアック２２は、電源電圧の各半周期
における比較的電圧が高い時刻で導通することになり、
したがって雑音が発生する結果となる。そこで、この雑
音の発生を防ぐために、コイル２９およびコンデンサ３
０を接続する必要が生じる。コンデンサ３０′ｔ？設け
ることによって、負荷制御回路２のインピーダンスは小
さくなり、グロー放電球２６が点灯しやすい傾向になる
。

本発明の目的社、負荷の消勢時における無駄な電力消費
量を小さくするとともに、負荷の電力付勢中においては
電源電圧の各半周期の初期において導通することができ
る負荷制御装置を提供することでるる。

第２図は、本発明の一実施例の電気回路図でるり、前述
の第１図に示された先行技術と対応する部分には同一の
参照符を付す０交流電源ｌからの電力は、ライン１６．
２３間に接続された本発明に従う負荷制御回路３２′ｔ
−介して照明灯回路３に与えられる。負荷制御回路３２
では、電界効果トランジスタｌＯのゲートには、コンデ
ンサ９が接続されている。押釦スイッチ４の導通によっ
て変流器５の１次コイル６に負荷電流が流れ、そのため
２次コイル７に生じる電圧がダイオード８によって整流
されてコンデンサ９が充電される０コンデンサ９が充電
されるととＫよって、電界効果トランジスタｌＯのゲー
トの電圧が低下し、これＫよって電界効果トランジスタ
ｌＯが遮断する０押釦スイツチ４と変流器５の１次コイ
ル６とから成る直列回路には、並列に、トライアック２
２が接続されている０ライン１１．１４間には、サイリ
スク１３が接続されているとともに１全波整流回貼２１
が接続される。高抵抗値を有する第１抵抗３３と第１ス
イツチング素子としてのトラン、リスク３４とから成る
第１直列回路３５と、低抵抗値含有する第２抵抗３６と
第２スイツチング素子としてのトランジスタ３７とから
成る第２直列回路３８とが、並列に接続される。第１直
列回路３５および第２直列回路３８とから成る並列回路
は、ライン１１．１４間で電界効果トランジスタ１０に
直列に接続される。ライン１１．１４間には、トランリ
スク３９と抵抗４０とが直列に接続されており、それら
の接続点４１はサイリスタ１３のゲートに接続される。

電界効果トランジスタｌＯのドレインとライン１１との
間には、レベル弁別回路４２が接続される。このレベル
弁別回路４２は、抵抗４３．４４と、ツェナダイオード
４５とから成る。抵抗４４とツェナダイオード４５との
接続点は、トランジスタ３４のベースに接続されている
。トランジスタ３４のコレクタは、トランジスタ３７の
ベースに接続される。ツェナダイオード４５のブレーク
ダウン電圧’ＶＤは、たとえば６ｖに選ばれる。

照明灯回路３は、放電灯２５、グロー放電球２６、錐音
防止用コンデンサ２７、およびチョーク２８を備える。

グロー放電球２６の放電開始電圧は、たとえば日本工業
規格によれば約６３７に定められる。

ラインｉ６．２３間には、ネオン放電球４６および抵抗
４７が直列に接続されている。このネオン放電球４６は
、トライアック２２が遮断しておりしたがって照明灯回
路３が消勢されているときに点灯して表示を行なう０ 押釦スイッチ４を遮断したままとし、トライアック２２
が遮断しており、したがって照明灯回路３の放電灯２５
が消灯している場合を想定する０ライン１１．１４間の
電圧波形は、第３図ｆ１＋に示されているとおりである
。時刻ｔ　１−　ｔ　５における電源電圧の各半周期に
おいて、ツェナダイオード４５は、ラインｌｉｅ　１４
間の電圧がツェナダイオード４５のブレークダウン電圧
ＶＤ未満における時刻ｔ　ｌ　−ｔ　３およびｔ４〜ｔ
５の期間では、遮断しており、ライン１１．１４間の電
圧がブレークダウン電圧ＶＤ以上でるる時刻ｔ３〜ｔ４
の期間では、導通している。このツェナダイオード４５
のスイッチング態様は第３図（２）に示されている。ト
ランジスタ３４は、第３図（３）に示されるように、ツ
ェナダイオード４５が遮断しているとき通断しており、
ツェナダイオード４５が導通することＫよって導通する
。トランジスタ３７は、第３図（４）に示されるように
トランジスタ３４の遮断によって導通し、トランジスタ
３４の導通によって遮断する。放電灯２５の消灯時には
、電界効果トランジスタｌＯは導通したままでろるので
、トランジスタ３９は第３図（６）のように、トランジ
スタ３７のスイッチング態様の変化にかかわらず遮断し
ており、したがってサイリスタ１３は第３図（６）のよ
うに遮断し続ける。

時刻ｔｌ−ｔ−３の期間においては、トランジスタ、３
７が導通しており、したがってライン１６゜２３間の負
荷制御回路３２のインピーダンスは、抵抗３６の抵抗値
に依存し、その抵抗値は前述のように小毘い。商用交流
電源ｌの出力電圧は１００ｖのオーダでるり、これに比
べてツェナダイオードのブレークダウン電圧ＶＤは前述
のとおり約６ｖであるので、時刻ｔｌ−ｔ３［おけるラ
イン１１．１４間の電圧は低く、シたがって抵抗３６、
トランジスタ３７および電界効果トランジスタｌＯを経
て流れる電゛流は小さい。したがって時刻ｔ１−ｔ３に
おける電力消費量はわずかでるる。時刻ｔ　ｌ　−ｔ　
３の期間では、電源電圧はグロー放電球２６の放電開始
電圧未満でるり、したがって放電灯２５は消灯したまま
に保たれる。

時刻ｔ３〜ｔ４の期間では、ツェナダイオード４５およ
びトランジスタ３４が導通する。したがってライン１１
から高抵抗値を有する抵抗３３、トランジスタ３４およ
び電界効果トランジスタｌＯを経てライン１４に電流が
流れる。この時刻ｔ３〜ｔ４の期間では、ライン１１．
１４間の抵抗値したがってライン１６．２３間の負荷制
御回路３２のインピーダンスは大きくなっている。した
がって消費電流はわずかでロク、グロー放電球２６は消
灯したままに保たれる。

時刻ｔ３〜ｔ４の期間においては、抵抗３３゜４３の抵
抗値が大きいので、ライン１６．２３間の電圧は高い。

したがって゛ネオン球４６が点灯する。ネオン球４６の
点灯によって放電灯２５が消灯していることがわかる。

時刻ｔ４〜ｔ５の期間では、時刻ｔ１−ｔ３と同様な動
作が行なわれる。この期間でもまた、電源電圧は低く、
したがって抵抗３６による消費電力はわずかであり、ま
た電源電圧が低いのでグロー放電球２６は消灯したまま
に保たれる。

放電灯２５を点灯するために、押釦スイッチ４を抑圧操
作する。この押釦スイッチ４の導通によって、グロー放
電球２６が点灯し、放電灯２５が点灯されるとともに、
負荷電流が変流器５の１次巻線６に流れる。これ妃よっ
てコンデンサ９が光電される０コンデンサ９の充電によ
って電界効果トランジスタｌＯが！！′□断する。こ＠
状態におけるライン１１．１４間の電圧は、第４図＋１
１に示されている。ライン１１．１４間の電圧がツェナ
ダイオード４５のブレークダウン電圧未満でおる時刻ｔ
ｌ−ｔ３の期間において、ツェナダイオード４５は第４
図（２）のように遮断したままである。したがってトラ
ンジスタ３４は第４図（３）のように透析している。そ
のためトランジスタ３７は時刻ｔ３よりも早い時刻ｔ２
までの期間において第４図（４）で示されるように導通
し、これに応じてトランジスタ３９は第４図（５）で示
されるよう〈導通する。

トランジスタ３９の導通によって、ライン１１からトラ
ンジスタ３９、サイリスタ１３のゲートおよびサイリス
タ１３０カソードに電流が流れ、ライン１１．１４間の
電圧がブレークダウン電圧ＶＤよりも小さい電圧である
時刻ｔ２においてサイリスタ１３が第４図（６）のよう
に点弧される。時刻ｔ３から時刻ｔ５に達するまでの期
間はサイリスタ１３は導通したままでるる０サイリスタ
１３の導通によって、ライン１６が正極性でるる電源電
圧の半周期では、ライン１６からダイオード１７、ライ
ン１１．サイリスタ１３、ライン１４、ダイオード１８
、トライアック２２のゲートおよびライン２３に電流が
渡れ、トライアック２２が点弧する。またライン２３が
正極性となる次の半周期では、ライン２３からトライア
ック２２のゲート、ダイオード１９、ライン１１．サイ
リスタ１３、ダイオード２０およびライン１６に電流が
流れ、トライアック２２が点弧する。このようにして時
刻ｔ２〜ｔ５の期間においてトライアック２２が導通し
て放電灯２５が点灯される。時刻ｔｌ−ｔ２の期間にお
いて、トランジスタ３７．３９は導通しており、このと
きライン１１．１４間の抵抗３６．４０に依存する抵抗
値は小さい。したがってライン１６．２３間の負荷制御
回路３２のインピーダンスは小さい。そのためサイリス
タ１３１゜たがってトライアック２２は時刻ｔｌにごく
近い時刻ｔ２において導通することが可能になる。時刻
ｔ２における電源電圧は低く、シたがってサイリスタ１
３およびトライアック２２の導通によって雑音が生じる
おそれはない。

押釦スイッチ４を遮断することによって、コンデンサ９
は抵抗２４によって時間経過に伴ない、徐々に放電され
てゆく。コンデンサ９の容量と放電抵抗２４の抵抗値と
によって定まる時定数に依存した予め定める時間中は、
第４図に関連して述べた動作が行なわれる。その時間後
には、電界効果トランジスタｌＯが導通する。電界効果
トランジスタｌＯの導通によって、トランジスタ３９が
遮断し、これによってサイリスタ１３が点弧されなくな
る。そのためトライアック２２が点弧されず、放電灯２
５が消灯したままに保たれる。

本発明の他の実施例として、レベル弁別回路４２は他の
構成によって実現されてもよい。照明灯回１１８３に代
えて他の負荷でろってもよい。

以上のように本発明によれば、電界効果トランジスタが
導通して負荷が消勢している場合においては、電源電圧
が予め定めるレベル未満では第２スイツチング素子が導
通して第２抵抗を介して電流が流れるけれども、このと
きの電源電圧は低いので電力消黄量は小さく、また電源
電圧が予め定めるレベル以上でＦｉ第１スイッチング素
子が導通して高抵抗値會肩する第１抵抗を介して電流が
流れるので、このときにおいてもまた電力消費量が小さ
い。電界効果トランジスタが遮断している場合では、電
源電圧が前記予め定めたレベルよりも小さい値以上です
なわち電源電圧が低いときにトライブックが導通するこ
とになる。そのため雑音の発生が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の電気回路図、第２図は本発明の一実
施例の電気回路図、第３図は放電灯２５が消灯している
状態における動作を説明するための波形図、第４図は放
電灯２５が点灯している状態における動作を説明するた
めの波形図でろる。 ｌ・・・商用交流電源、３・・・照明灯回路、５・・・
変流器、８・・・ダイオード、９・・・コンデンサ、ｌ
Ｏ・・・電界効果トランジスタ、１３・・・サイリス７
．２１・・・全波整流回路、２２・・・トライアック、
２４．３３゜３６．４０，４３，４４．４７・・・抵抗
、２５・・・放電ｆ１２６・・・グロー放電球、２７・
・・雑音防止用コンデンサ、３４，３７．３９・・・ト
ランジスタ、４５・・・ツェナダイオード、４６・・・
ネオン球第３図 （６） 第４図 ７−−−−〜 手続補正書 昭和５７年３月２６日 特許庁長官　殿 】、事件の表示 特願昭５６−１８０１１３ ２、発明の名称 負荷制御回路 ３、補正をする者 事件との関係　　　出願人 住所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称　　（５
８３）松下電工株式会社 代表者　　小　林　　郁 ４、代理人 住所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興量ビ
ｌ自発補正 明細％の特許請求の範囲の―および発明の＋ｆｆ［ｆｌ
な説明の楠 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲は、別紙のとおり。 （２）明細誉第６貞第８行目において「抵抗２２」とあ
るを、「抵抗１２」に訂正する。 以上 特許請求の範囲 電界効果トランジスタのゲートに接続されたコンデンサ
を、押釦スイッチの導通による負荷電流に応じて予め定
めた一定のレベルで充電して電界効果トランジスタを遮
断し、押釦スイッチと並列に接続されたトライブックの
ゲートに、前記電界効果トランジスタの遮断時に点弧し
てトライアックを点弧するサイリスクを接続し、前記押
釦スイッチの遮断時に前記コンデンサの放電電流によっ
て電界効果トランジスタ′が導通することによりサイリ
スタを遮断するとともにトライアックを遮断するように
した負荷制御回路において、高抵抗値を有するＩ８１抵
抗と第１スイツチング素子とから成る第１直列回路と、
低抵抗値を有する第２抵抗と第２スイツチング素子とか
ら成る第２直列回路とを並列に接続し、この並列回路を
電界効果トランジスタに直列に接続し、電源電圧を予め
定めるレベルでレベル弁別する回路を備え、電界効果ト
ランジスタが導通している場合、ブイリスクを遮断させ
てレベル弁別回路からの出力によって電源電圧が前記予
め定めるレベル未満では第１スイツチング素子が遮断さ
れかつ第２スイツチング素子が導通され、電源電圧が前
記予吟定めるレベル以上では第１スイツチング素子が辱
通し、第２スイツチング素子が遮断されて負荷制御回路
を高インピーダンスにし、電界効果トランジスタが遮断
している場合は、電源電圧が前記予め定めたレベル未満
で第２スイツチング素子の４ｆｉによりサイリスクを点
弧させかつトライアックを導通せしめて、負荷に電力を
付勢してなる仁とを特徴とする負荷制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電界効果トランジスタのゲートに接続されたコンデンサ
   金、押釦スイッチの導通による負荷’ＨＬｆＭ。 に応じて予めにめた一定のレベルで光電して電界効果ト
   ランジスタを連断し、押釦スイッチと並列に接続された
   トライブックのゲートに、前記電界効果トランジスタの
   遮断時に点弧してトライアック全点弧するサイリス／を
   接続し、前記押釦スイッチの遮断時に前記コンデンサの
   放電電流によって電界効果トランジスタが導通すること
   によりサイリスタｔｉ断するとともにトライアックを遮
   断するように′した負荷制御回路において、高抵抗値を
   有する第１抵抗と第１スイツチング素子とから成る第１
   直列回路と、低抵抗値會有する第２抵抗と第２スイツチ
   ング素子とから成るｆ４２直列回路とを並列に接続し、
   この並列回１Ｍを寛界効米トランジ２夕に直列に接続し
   、電源電圧を予め定めるレベルでレベル弁別する回路を
   備え、電界効果トランジスタが導通している場合におい
   て、レベル弁別回路からの出力によって、電源電圧が前
   記予め定めるレベル未満では第１スイツチング素子が遮
   断されかつ第２スイツチング素子が導通され、電源電圧
   が前記予め定めるどペル以上では＠ｌスイッチング素子
   が導通し第２スイツチング素子が遮断され、電界効果ト
   ランジスタが遮断している場合において、電源電圧が前
   記予め定めたレベルよりも小さい値未満では第２スイツ
   チング素子が導通してサイリスタが遮断しており、電源
   電圧が前記予め定めたレベルよりも小さい値以上では第
   ２スイツチング素子が遮断してサイリスタが点弧するこ
   とを特徴とする負荷制御回路。