JPS6134692B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に２線式線路として構成された交
流電圧網に接続した負荷に直列に可制御半導体ス
イツチを接続し、この可制御半導体スイツチを接
触スイツチとして形成したセンサを介して負荷の
投入、遮断のために制御し得るようになつている
電子式スイツチに関する。

上述のような負荷の投入、遮断を行うスイツチ
において、できるだけ大きな電力を負荷に与える
ことができるようにするためには、交流電圧網か
ら供給される交流電圧および負荷の投入状態にお
いて流れる負荷交流電流の位相がスイツチにより
切断されてはならない。このことはまた妨害上の
理由からも重要である。何となればそうでない場
合高価なラジオ妨害除去素子を備えねばならない
からである。

スイツチが２線式線路を介して接続される場
合、設置場所においては交流電圧網の１極が使用
可能なだけである。この場合電子式スイツチの使
用には問題がある。何となれば投入状態において
可制御半導体スイツチにおける残留電圧が低く、
それは電子回路の動作電圧供給に対して不十分だ
からである。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の電子式ス
イツチにおいて、可制御半導体スイツチの制御
が、遮断状態においても投入状態においても、交
流電圧の零点通過中に、或は投入状態において流
れる負荷交流電流の零点通過中に可能であり、し
かも交流電圧或は負荷交流電流から電子回路の動
作電圧供給が可能なようにすることにある。

この目的は本発明によれば、２線式線路として
構成された交流電圧網に接続した負荷に直列に可
制御スイツチを接続し、接触スイツチとして形成
したセンサを介して可制御半導体スイツチを負荷
の投入、遮断のために制御し得るようになつてい
る電子式スイツチにおいて、制御回路と、制御回
路に対する電流供給回路とを備え、制御回路は少
くとも電圧零点通過検出器およびロジツクを有
し、可制御半導体スイツチが導通状態にあり負荷
が投入されている状態においては負荷電流の零点
通過時に可制御半導体スイツチを導通状態に保持
する信号により前記ロジツクを介して可制御半導
体スイツチは制御可能であり、可制御半導体スイ
ツチが不導通状態にあり負荷が遮断されている状
態においては電圧零点検出器により検出される可
制御半導体スイツチの回路にかかる出力交流電圧
の零点通過時に可制御半導体スイツチを導通状態
に切り換える信号により負荷を投入するためにロ
ジツクを介して可制御半導体スイツチは制御可能
であり、制御回路に対する電流供給回路は変流器
と分岐とを有し、変流器は可制御半導体スイツチ
と直列に接続された１次巻線および第１の整流器
と接続された２次巻線を有し、第１の整流器の出
力端からは出力交流電圧の基準電位点に対する動
作電圧を取り出し得るようになつており、分岐は
変流器の１次巻線と可制御半導体スイツチとの直
列回路に並列に接続され、かつ蓄積コンデンサと
第２の整流器との直列回路から形成され、可制御
半導体スイツチの不導通状態においては出力交流
電圧により充電される蓄積コンデンサより動作電
圧を取り出し得るようになつていることによつて
達成される。

本発明の他の構成は特許請求の範囲第２項以下
に示してある。

次に図面に示す実施例について本発明を説明す
る。

まず第１図のブロツク接続図および第２Ａ図な
いし第２Ｈ図の信号ダイヤグラムによつて、本発
明の第１の実施例について説明する。

第１図のブロツク接続図において、端子１およ
び２間に２線式線路として構成された交流電圧網
が接続されている。この交流電圧網に直列に、負
荷を形成するランプＬ、トライアツクの形成の可
制御半導体スイツチ５、および変流器６の１次巻
線７が存在する。トライアツクが不導通状態にあ
るとき、端子１および３の間で変流器６の１次巻
線７およびトライアツク５から成る直列接続には
交流電圧Ｕ_Tがかかつており、またトライアツク
５の導通状態においては変流器６の１次巻線７、
トライアツク５およびランプＬの直列接続を経て
負荷電流ｉ_Lが流れる。第２Ａ図ないし第２Ｈ図
のダイヤグラムについて後に詳細に説明するよう
に、電圧Ｕ_Tは端子１における基準電位Ｏ_Sに関係
し、したがつて端子３は電子式スイツチの出力と
呼ぶことができる。それ故交流電圧Ｕ_Tは出力交
流電圧と呼ばれる。

既に述べたように、電子式スイツチの機能に対
しては、開閉過程を電圧Ｕ_T或は電流ｉ_Lの零点通
過に関係させることが重要である。このため第１
図の回路において、電圧零点通過検出器１０およ
び電流零点通過検出器１２が備えられる。電圧零
点通過検出器１０は抵抗R₂を介して出力端子３
に結合され、電流零点通過検出器１２は変流器６
の２次巻線８に結合されている。遮断状態および
投入状態において電流供給を確実にするため、本
発明によれば電流供給回路９が備えられ、これは
入力側が同様に変流器６の２次巻線８に結合され
ている。この電流供給回路９はその一出力端子４
から動作電圧−Ｕ_Sを供給する。電流供給回路９
の他の出力端子は端子１に接続されており、その
結果この電流供給回路９の出力端子において基準
電位Ｏ_Sを用いることができる。この基準電位Ｏ_S
は、端子１０′より電圧零点通過検出器１０に、
また端子１２′より電流零点通過検出器１２に与
えられる。動作電圧−Ｕ_Sは、端子１０″より電圧
零点通過検出器１０に、端子１２″より電流零点
通過検出器１２に与えられる。

トライアツク５のゲートＧにゲート電圧Ｕ_GATE
を加えてトライアツク５を制御するために、電圧
零点通過検出器１０および電流零点通過検出器１
２の出力信号、並びにセンサ１４の開閉信号がロ
ジツク１１を介して互に論理結合され、増幅器に
より形成された出力段１８を介してトライアツク
５のゲートＧに供給される。電流零点通過検出器
１２に後に単安定マルチバイブレータ１３が接続
され、この単安定マルチバイブレータ１３を介し
て、トライアツク５のゲートＧを制御するパルス
の時間幅を調整することができる。

センサ１４の開閉信号は、抵抗R₁、前置増幅
器１５および遅延素子１６を経てJKフリツプフ
ロツプ１７に与えられ、このJKフリツプフロツ
プ１７のパルス出力信号は出力端Ｑからロジツク
１１に与えられる。遅延素子は開閉障害の除去に
役立ち、例えばほぼ0.06秒の遅延時間を持つてい
る。

ロジツク１１はフリツプフロツプ２１を有し、
このフリツプフロツプ２１はセツト入力端Ｓに単
安定マルチバイブレータ１３の出力信号U₁が加
えられ、リセツト入力端Ｒにインバータ２０を介
して電圧零点通過検出器１０のパルス出力信号Ｕ
_Uが加えられる。アンドゲート２２は、一方の入
力端にフリツプフロツプ２１の相補出力端から
のパルス出力信号Ｕ_RSFFが加えられ、他方の入力
端に電圧零点通過検出器１０のパルス出力信号Ｕ
_Uが加えられる。アンドゲート２２の出力はオア
ゲート２３の一方の入力端に導かれ、このオアゲ
ート２３はその他方の入力端に単安定マルチバイ
ブレータ１３の出力信号U₁が加えられる。オア
ゲート２３の出力端は別のアンドゲート２４の一
方の入力端に導かれ、このアンドゲート２４の第
２の入力端はフリツプフロツプ１７の出力端Ｑに
接続されている。アンドゲート２４の出力端は増
幅器として構成された出力段１８を介してトライ
アツク５のゲートＧに結合されている。

以上説明した電子式スイツチは次のように動作
する。最初にセンサ１４からまだ投入信号が回路
に与えられないものと仮定する。その際第２Ｃ図
に示すようにフリツプフロツプ１７は、出力端Ｑ
から低レベルの信号Ｕ_SPを送出するスイツチング
状態にある。従つてロジツク１１中のアンドゲー
ト２４は閉塞されており、その結果トライアツク
５のゲートＧには第２Ｄ図に示すように基準電位
Ｏ_Sにあるゲート電圧Ｕ_GATEがかかつている。ト
ライアツク５は従つて不導通状態にある。従つて
端子１および３の間には第２Ａ図に示す出力交流
電圧Ｕ_Tがかかつている。

電圧零点通過検出器１０は第２Ｂ図に示すよう
に電圧Ｕ_Tの零点通過時パルス状の出力信号Ｕ_Uを
発生し、この出力信号Ｕ_Uは零点通過中に低レベ
ルから基準電位Ｏ_Sに跳躍する。負荷電流ｉ_Lは第
２Ｅ図に示すように零であり、変流器６の２次巻
線８における２次電圧Ｕ_SEKも第２Ｆ図に示すよ
うに零である。電流零点通過検出器１２の出力電
圧Ｕ_I′は低レベルにあるから、単安定マルチバイ
ブレータ１３は制御信号を得ず、その結果単安定
マルチバイブレータ１３の出力信号U₁は第２Ｇ
図に示すように低レベルにある。フリツプフロツ
プ２１は、インバータ２０により反転された電圧
零点通過検出器のパルス状の出力信号Ｕ_Uにより
セツトされ、その結果その出力端には高レベル
（基準電位レベルＯ_S）にある第２Ｈ図に示すよう
な信号が存在する。

従つてアンドゲート２２は開き、その結果この
アンドゲート２２は電圧零点通過検出器１０のパ
ルス状の出力信号Ｕ_Uをオアゲート２３に伝達
し、このオアゲート２３はその信号をアンドゲー
ト２４に伝達する。しかしフリツプフロツプ１７
の出力端Ｑにおける信号Ｕ_SPは第２Ｃ図に示すよ
うに低レベルにあるので、アンドゲート２４は閉
塞状態のままであり、パルス状の出力信号Ｕ_Uは
トライアツク５のゲートＧに伝達されない。

さて今第２Ｃ図にONで示す時点にセンサ１４
を介して投入信号が回路に与えられたものと仮定
する。この投入信号はフリツプフロツプ１７に転
送され、フリツプフロツプ１７の出力端Ｑにおけ
る信号Ｕ_SPは高レベル（基準電位Ｏ_S）に跳躍す
る。第２Ａ図および第２Ｃ図の比較からわかるよ
うに、投入時点は電圧Ｕ_Tの零点通過とは異なる
時点にあることもあり得る。フリツプフロツプ１
７の今や高レベルにある出力信号Ｕ_SPによつて、
アンドゲート２４は活性化される。投入時点にす
ぐ続く電圧Ｕ_Tの次の零点通過中に、電圧零点通
過検出器１０の出力信号Ｕ_Uは高レベル（基準電
位レベルＯ_S）に跳躍し、この高レベル信号は今
や活性化されたアンドゲート２４を経てトライア
ツク５のゲートＧに伝達され、その結果トライア
ツクは導通する。従つて第１図の端子１および２
の間の回路に、第２Ｅ図に示す負荷電流ｉ_Lが流
れる。

今流れている負荷電流ｉ_Lの零点通過は、第１
図の変流器６により第２Ｆ図に示すパルス形信号
Ｕ_SEKに変換され、この信号は変流器６が飽和状
態で動作することにより生ずる。変流器６の２次
巻線８におけるこのパルス状の２次電圧Ｕ_SEKか
ら、電流零点通過検出器１２およびその出力側に
接続された単安定マルチバイブレータ１３は、第
２Ｇ図に示すパルス信号Ｕ_Iを発生する。この信
号はオアゲート２３、第２Ｃ図に示す投入信号Ｕ
_SPにより開かれるアンドゲート２４、および出力
段１８を介して、トライアツク５のゲートＧに伝
達される。同時にフリツプフロツプ２１はそのセ
ツト入力端に与えられた信号Ｕ_Iによりセツトさ
れ、その結果その出力端における信号Ｕ_RSFFは
第２Ｈ図により低レベルに下がり、従つてアンド
ゲート２２は閉じられる。

負荷電流ｉ_Lが流れると電圧Ｕ_Tは第２Ａ図に示
すように零になるので、電圧零点通過検出器１０
はスイツチの投入状態において、第２Ｂ図に示す
ように一定に高レベルにある出力信号Ｕ_Uを供給
する。しかしこの信号は、アンドゲート２２が閉
じられているために伝達されない。

第２Ｃ図においてOFFで示す後の時点にセン
サ１４の新たな操作によりスイツチが再び遮断さ
れた場合、第２Ａ図ないし第２Ｈ図に示すよう
に、遮断された状態に対して既に説明した信号関
係が再び生じる。

第１図の負荷Ｌとしてけい光灯を取扱う場合、
けい光灯の完全点灯まで補償が行われねばならな
い。何となれば点灯時点まで全負荷電流ｉ_Lが流
れ得ないからである。第１図において破線で示す
構成によれば、かかるけい光灯の投入に対しロジ
ツク１１中に、トライアツク５を例えば１秒の予
め定めた初期時間周期に対し、投入後連続的にゲ
ート電圧Ｕ_GATEによつて制御するための付加手段
を備える。そのためフリツプフロツプ１７の出力
端Ｑに単安定マルチバイブレータ２５を接続し、
その出力端をオアゲート２６の一方の入力端に導
く。このオアゲート２６の他方の入力端はアンド
ゲート２４の出力端に接続されている。オアゲー
ト２６の出力端は出力段１８を介してトライアツ
ク５のゲートＧに結合されている。センサ１４か
らフリツプフロツプ１７の出力端Ｑを経て投入信
号が供給された場合、単安定マルチバイブレータ
２５はその予め定めた初期時間周期に対して選定
された時定数により、その出力端から対応する信
号を供給し、この信号はオアゲート２６および出
力段１８を介して連続的にトライアツク５のゲー
トＧに供給される。従つてトライアツク５は予め
定めた初期時間周期の間連続して導通状態に保持
され、それは負荷Ｌを形成するけい光灯が完全に
点灯するまで続く。

次に第３図（第１図と同じ要素には同じ参照符
号をつけてある）について、第１図の電子式スイ
ツチの電子回路に対する、本発明による動作電圧
供給装置を説明する。

まず電子式スイツチが遮断され、したがつて端
子１および３の間に出力電圧Ｕ_Tが存在するもの
と仮定する。この場合電流供給回路９中に、端子
１および３の間に存在する１つの分岐が備えら
れ、この分岐は蓄積コンデンサＣ_S、ダイオード
D₁の形の整流器および前置抵抗Ｚ_Vの直列接続に
より形成される。蓄積コンデンサＣ_Sおよびダイ
オードD₁の直列接続に並列に、電圧安定化ツエ
ナーダイオードZDが存在する。トライアツク５
が不導通状態のとき、蓄積コンデンサＣ_Sは出力
電圧Ｕ_Tにより充電され、その結果端子４を形成
する所の蓄積コンデンサＣ_SおよびダイオードD₁
の間の接続点から、基準電位Ｏ_Sを形成する端子
１に関し、動作電圧−Ｕ_Sを取出すことができ
る。

前置抵抗Ｚ_Vは電流制限に役立ち、例えば純抵
抗或はRC素子により形成することができる。

トライアツク５が第１図の接続において導通状
態にされた場合、負荷電流ｉ_Lが流れ、これによ
り飽和状態で動作する変流器６の２次巻線８に２
次電圧Ｕ_SEKが誘起される。２次巻線８には特に
全波整流器として構成された整流器が接続され、
これはダイオードD₁₀，D₁₁，D₁₂，D₁₃により形成
される。この整流器の出力側は端子１および４に
接続されている。整流器は２次電圧Ｕ_SEKを整流
し、従つて電子式スイツチの投入状態において端
子４に、基準電位Ｏ_Sを形成する端子１に関する
動作電圧−Ｕ_Sを発生する。

次に第４図について第１図の電圧零点通過検出
器１０の１実施形を説明する。

この電圧零点通過検出器１０′および３の間
に、既に第１図および第２Ａ図ないし第２Ｈ図に
ついて説明した出力交流電圧Ｕ_Tが存在する。端
子１０″には動作電圧−Ｕ_Sが供給される。電圧零
点通過検出器は２個のトランジスタT₁₀，T₁₁を
含み、これら両トランジスタはコレクタでもつて
直結され、かつ動作抵抗R₁₂を介して動作電圧−
Ｕ_Sに接続されている。トランジスタT₁₀のエミ
ツタおよびトランジスタT₁₁のベースは、基準電
位Ｏ_Sを導く端子１０′に直結されている。トラン
ジスタT₁₀のベースおよびトランジスタT₁₁のエ
ミツタは、抵抗R₁₀および第１図において既に説
明した抵抗R₂から形成された分圧器のタツプに
接続されている。この分圧器は端子１０′および
出力端子３の間に存在する。

出力トランジスタT₁₂はそのベースによつて、
トランジスタT₁₀，T₁₁の両コレクタおよび動作
抵抗R₁₂の接続点に置かれている。トランジスタ
T₁₂のエミツタは基準電位Ｏ_Sを導く端子１０′に
直結され、コレクタは動作電圧−Ｕ_Sを導く端子
１０″に動作抵抗R₁₃を介して接続されている。ト
ランジスタT₁₂のコレクタおおよび動作抵抗R₁₃の
接続点は、電圧零点通過検出器の出力端３３を形
成し、端子１０′および出力端３３の間から、電
圧零点通過検出器１０のパルス出力信号Ｕ_Uを取
出すことができる。

電圧零点通過検出器のこの実施例の動作を第５
図のダイヤグラムについて説明する。図の上部に
は、出力端子３における正弦波状に変化する出力
交流電圧Ｕ_Tが端子１０′における基準電位Ｏ_Sに
関して時間の関数として示され、下部にはパルス
状の出力信号Ｕ_Uが時間の関数として示されてい
る。

まず出力電圧Ｕ_Tはその負の半波がしきい電圧
−Ｕ_SSより大きいものと仮定する。出力電圧Ｕ_T
のこの値に対し、トランジスタT₁₀は完全に導通
状態に制御され、その結果トランジスタT₁₀のコ
レクタは実際上端子１０′の基準電位Ｏ_Sに接続さ
れるのに対し、トランジスタT₁₁は不導通状態に
ある。何故ならトランジスタT₁₁のエミツタはト
ランジスタT₁₀のベースと同じ負電位にあるから
である。トランジスタT₁₂のベースは完全に導通
状態に制御されたトランジスタT₁₀を介して実際
上端子１０′における基準電位Ｏ_Sにあるので、ト
ランジスタT₁₂は不導通状態にあり、その結果ト
ランジスタT₁₂に全動作電圧−Ｕ_Sがかかること
になる。従つて出力信号Ｕ_Uは第４図の下部ダイ
ヤグラムに示すように負の（低い）レベルにあ
る。

さて出力電圧Ｕ_Tが第５図の上部ダイヤグラム
に示すように時点t₁にその負半波において負のし
きい値−Ｕ_SSに達すると、トランジスタT₁₀は不
導通状態となり、その際トランジスタT₁₁もなお
不導通状態にとどまつている。何故ならトランジ
スタT₁₁のエミツタが、端子１０′の基準電位Ｏ_S
に比較してなお負電位にあるからである。トラン
ジスタT₁₂は今やそのエミツタ−ベース区間およ
び抵抗R₁₂Bを経て電流をとり、その結果トラン
ジスタT₁₂は完全に導通制御される。従つてその
コレクタ電位は端子１０′の基準電位Ｏ_Sに等しく
なり、その結果出力信号Ｕ_Uは第４図の下部ダイ
ヤグラムに示すように基準電位レベルＯ_Sに跳躍
する。

電圧Ｕ_Tがその正半波において時点t₂に正のし
きい値＋Ｕ_SSに達すると、トランジスタT₁₁のエ
ミツタは端子１０′の基準電位Ｏ_Sにあるベースよ
り正となり、その結果トランジスタT₁₁は導通状
態となる。トランジスタT₁₀はそのベースがエミ
ツタより正電位にあるから不導通状態にとどま
る。トランジスタT₁₁が導通状態に制御されるこ
とにより、今やトランジスタT₁₂のベースは再び
基準電位Ｏ_Sに引き寄せられ、その結果このトラ
ンジスタは再び不導通状態となり、出力電圧Ｕ_U
は再び負の（低い）レベルに跳躍する。

この過程は出力電圧Ｕ_Tのすべての零点通過に
対応して繰返される。

次に第６図および第７Ａ図ないし第７Ｅ図につ
いて、第１図の電流零点通過検出器１２の１実施
例を説明する。この電流零点通過検出器の動作の
説明のために、第６図においてはトライアツク５
および変流器６並びに第３図の電流供給回路を再
度示してある。

電流零点通過検出器は入力ダイオードD₂₀，D₂₁
を介して変流器８の２次電圧Ｕ_SEK（端子８′，
８″）に接続されている。このダイオードD₂₀，
D₂₁はトランジスタT₂₀或はT₂₁のベースに接続さ
れ、これらトランジスタのベースは更に抵抗
R₂₀，R₂₂を経て動作電圧−Ｕ_S（端子４）にあ
る。これら両トランジスタT₂₀，T₂₁のエミツタ
は基準電位Ｏ_S（端子１）に直結され、コレクタ
は抵抗R₂₁，R₂₄を経て動作電圧−Ｕ_S（端子４）
に接続されている。トランジスタT₂₀，T₂₁の後
にそれぞれトランジスタT₂₂，T₂₃が接続され、
トランジスタT₂₂，T₂₃のベースはそれぞれトラ
ンジスタT₂₀，T₂₁のコレクタに接続されてい
る。トランジスタT₂₂，T₂₃のエミツタは同様に
基準電位Ｏ_S（端子１）に直結され、コレクタは
抵抗R₂₃を経て動作電圧−Ｕ_S（端子４）に接続さ
れている。電流零点通過検出器１２の出力端３２
において、端子１（基準電位Ｏ_S）に関し出力信
号Ｕ_I′を取出すことができる。

上記の電流零点通過検出器１２の動作を第７Ａ
図ないし第７Ｅ図の信号ダイヤグラムによつて説
明する。まず第７Ａ図により負荷電流ｉ_Lの正半
波について考察する。その際変流器６の２次巻線
に、端子８′が端子８″に対して正であるように極
性を持つ２次電圧Ｕ_SEKが存在する。変流器６は
飽和状態で動作するので２次電圧Ｕ_SEKは第７Ｂ
図の曲線を持ち、負荷電流ｉ_Lの正半波におい
て、負荷電流の零点通過を特徴づける正の電圧パ
ルスが生じる。この理由は変流器のコアにおける
磁気誘導は磁界の関数として、零点の周りの狭い
範囲において大きな傾斜を持ち、この狭い範囲の
外側において飽和に達することにある。

まず２次電圧Ｕ_SEKが第７Ｂ図の２個のパルス
の間で基準電位Ｏ_Sにある、すなわち第６図の端
子８′および８″の間の電圧が零である範囲を考察
する。従つて第６図の電流零点通過検出器中のト
ランジスタT₂₀，T₂₁は、そのベース−エミツタ
区間および抵抗R₂₀，R₂₂を経て電流をとり、これ
により両トランジスタT₂₀，T₂₁は導通状態にな
る。その際トランジスタT₂₂，T₂₃のベースは実
際上端子１における基準電位Ｏ_Sにあり、その結
果これらトランジスタは不導通状態にある。従つ
てトランジスタT₂₀，T₂₁の電圧U₁，U₂は基準電
位Ｏ_Sに等しいのに対し、電流零点通過検出器の
出力信号Ｕ_I′はトランジスタT₂₂，T₂₃が不導通
のため動作電圧−Ｕ_Sに等しい、すなわちこの出
力信号は第７Ｅ図に示すように低レベルにある。

第７Ａ図に示す負荷電流ｉ_Lの最初の零点通過
において、今や第７Ｂ図に示すように２次電圧Ｕ
_SEKの正パルスを生じる。負荷電流ｉ_Lは端子１の
基準電位Ｏ_Sに関係するので、端子８″の正電位は
ダイオードD₂₀を経てトランジスタT₂₀のベースに
伝達され、その結果このトランジスタT₂₀は不導
通状態となる。従つてトランジスタT₂₀の電圧U₁
は第７Ｃ図に示すように実際上動作電圧−Ｕ_Sの
値に跳躍する。今やトランジスタT₂₂はエミツタ
−ベース区間および抵抗R₂₁を経て電流をとり、
その結果トライアツクT₂₂は導通状態に接続され
る。従つて出力信号Ｕ_I′は第７Ｅ図に示すように
基準電位Ｏ_Sに跳躍する。

第７Ａ図に示す負荷電流ｉ_Lの次の零点通過に
おいては、２次電圧Ｕ_SEKのパルスの極性は第７
Ｂ図に示すように反転する。今や端子８′の正電
位はダイオードD₂₁を経てトライアツクT₂₁のベー
スに伝達され、その結果このトランジスタT₂₁は
不導通状態となり、電圧U₂は第７Ｄ図に示すよ
うに実際上動作電圧−Ｕ_Sに跳躍する。従つてト
ランジスタT₂₃はこのエミツタ−ベース区間およ
び抵抗R₂₄を経て電流をとり、その結果トランジ
スタT₂₃は導通し、出力信号Ｕ_I′は第７Ｅ図に示
すように再び基準電位Ｏ_Sに跳躍する。

この過程は負荷電流ｉ_Lの零点通過に対応して
繰返される。

第８図（第１図と同じ要素には同じ参照符号を
つけてある）は、本発明による電子式スイツチの
他の実施例を示す。第１図について既に説明した
要素については説明を省略する。

第８図の実施例において、トライアツク５のゲ
ートＧは持続信号Ｕ_GATEによつて制御される。こ
の目的でロジツク１１０はアンドゲート１１１を
含み、このアンドゲート１１１は一方の入力端で
もつて既述の電圧零点通過検出器１０の出力端
に、他方の入力端でもつて既述のフリツプフロツ
プ１７に接続される。フリツプフロツプ１７の出
力端は更にインバータ１１２を介してフリツプフ
ロツプ１１３のリセツト入力端Ｒに結合され、ア
ンドゲート１１１の出力端はフリツプフロツプ１
１３のセツト入力端Ｓに結合されている。フリツ
プフロツプ１１３の出力端Ｑは既述の出力段１８
を介してトライアツク５のゲートＧに結合されて
いる。

センサ１４が負荷投入のために操作されると、
フリツプフロツプ１７がセツトされ、その出力端
Ｑから出力信号を供給し、これによりアンドゲー
ト１１１は開かれる。端子１および３間の電圧Ｕ
_Tの次の零点通過において、電圧零点通過検出器
１０は第１図、第３図および第４図について説明
した仕方でパルス出力信号を供給し、この出力信
号はアンドゲート１１１を介してフリツプフロツ
プ１１３のセツト入力端Ｓに伝達され、これによ
りこのフリツプフロツプ１１３はセツトされる。
その出力端Ｑに生じる出力信号は、出力段１８を
経てトライアツク５のゲートＧに伝達される。こ
の接続状態は、センサ１４が負荷Ｌを遮断するた
め新たに操作されるまで連続して維持される。こ
の際フリツプフロツプ１７はリセツトされ、その
結果その出力端Ｑの出力は低レベルに落ちる。こ
の低レベルはインバータ１１２により反転され、
その結果フリツプフロツプ１１３はリセツトされ
る。すなわちこのフリツプフロツプ１１３の出力
端Ｑの出力は低レベルに落ち、その結果トライア
ツク５のゲートＧにおける制御信号は消滅し、こ
れによりトライアツクは不導通となり、負荷は遮
断される。

スイツチを他の箇所（副位置）からも開閉させ
たい場合、副位置入力端１２０を備えることがで
き、これは全回路中の遅延素子１６の前に挿入さ
れている。その際にはセンサ１４に対応するセン
サを介して、スイツチを他の箇所からも開閉し、
負荷を投入または遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子式スイツチの第１の
実施例の接続図、第２Ａ図ないし第２Ｈ図はそれ
ぞれ第１図に示すスイツチの動作の説明のための
信号ダイヤグラム、第３図は第１図のスイツチに
対する動作電圧供給回路の１実施例の接続図、第
４図は第１図のスイツチに対する電圧零点通過検
出器の１施例の接続図、第５図は第４図の電圧零
点通過検出器の動作説明のための信号ダイヤグラ
ム、第６図は第１図のスイツチに対する電流零点
通過検出器の１実施例の接続図、第７Ａ図ないし
第７Ｅ図はそれぞれ第６図の電流零点通過検出器
の動作説明のための信号ダイヤグラム、第８図は
本発明による電子式スイツチの他の実施例の接続
図を示す。 １，３……交流電圧網の端子、５……可制御半
導体スイツチ（トライアツク）、６……変流器、
９……電流供給回路、１０……電圧零点通過検出
器、１１……ロジツク、１２……電流零点通過検
出器、１３……単安定マルチバイブレータ、１４
……センサ、１５……前置増幅器、１６……遅延
素子、１７……フリツプフロツプ、１８……出力
段、２０……インバータ、２１……フリツプフロ
ツプ、１１０……ロジツク、Ｃ_S……蓄積コンデ
ンサ、Ｇ……トライアツクの制御電極、ｉ_L……
負荷電流、Ｌ……負荷、Ｏ_S……基準電位、R₁₀，
R₁₁……分圧器、Ｕ_I′……パルス出力信号、−Ｕ_S
……動作電圧、Ｕ_T……出力交流電圧、Ｕ_U……パ
ルス出力電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２線式線路として構成された交流電圧網に接
   続した負荷に直列に可制御半導体スイツチを接続
   し、接触スイツチとして形成したセンサを介して
   可制御半導体スイツチを負荷の投入、遮断のため
   に制御し得るようになつている電子式スイツチに
   おいて、制御回路１０，１１，１２；１０，１１
   ０と、制御回路１０，１１，１２；１０，１１０
   に対する電流供給回路９とを備え、制御回路は少
   くとも電圧零点通過検出器１０およびロジツク１
   １，１１０を有し、可制御半導体スイツチ５が導
   通状態にあり負荷Ｌが投入されている状態におい
   ては負荷電流ｉ_Lの零点通過時に可制御半導体ス
   イツチ５を導通状態に保持する信号により前記ロ
   ジツク１１，１１０を介して可制御半導体スイツ
   チ５は制御可能であり、可制御半導体スイツチ５
   が不導通状態にあり負荷Ｌが遮断されている状態
   においては前記電圧零点検出器１０により検出さ
   れる可制御半導体スイツチ５の回路にかかる出力
   交流電圧Ｕ_Tの零点通過時に可制御半導体スイツ
   チ５を導通状態に切り換える信号により負荷Ｌを
   投入するために前記ロジツク１１，１１０を介し
   て可制御半導体スイツチ５は制御可能であり、制
   御回路１０，１１，１２；１０，１１０に対する
   電流供給回路９は変流器６と分岐とを有し、変流
   器６は可制御半導体スイツチ５と直列に接続され
   た１次巻線７および第１の整流器D₁₀〜D₁₃と接続
   された２次巻線８を有し、第１の整流器D₁₀〜D₁₃
   の出力端からは出力交流電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_S
   に対すする動作電圧−Ｕ_Sを取り出し得るように
   なつており、前記分岐は前記変流器６の１次巻線
   ７と可制御半導体スイツチ５との直列回路に並列
   に接続され、かつ蓄積コンデンサＣ_Sと第２の整
   流器D₁との直列回路から形成され、可制御半導
   体スイツチ５の不導通状態においては出力交流電
   圧により充電される蓄積コンデンサＣ_Sより動作
   電圧−Ｕ_Sを取り出し得るようになつていること
   を特徴とする電子式スイツチ。 ２ 第１の整流器D₁₀〜D₁₃は全波整流器を形成し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスイツチ。 ３ 蓄積コンデンサＣ_Sおよび第２の整流器D₁の
   直列回路にツエナーダイオードZDが並列接続さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載のスイツチ。 ４ 蓄積コンデンサＣ_Sおよび第２の整流器D₁か
   ら形成される分岐に前置抵抗が直列接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれか１項に記載のスイツチ。 ５ 制御回路１０，１１，１２は電圧零点検出器
   １０と、ロジツク１１と、電流零点通過検出器１
   ２とを有し、電圧零点通過検出器１０は、可制御
   半導体スイツチ５が不導通状態にあり負荷Ｌが遮
   断されている状態において、出力交流電圧Ｕ_Tの
   零点通過の作用としてパルス出力信号Ｕ_Uを送出
   し、ロジツク１１は、センサ１４の投入信号と電
   圧零点通過検出器１０のパルス出力信号Ｕ_Uとに
   より作用し、可制御半導体スイツチ５の制御電極
   Ｇに電圧零点通過検出器１０のパルス出力信号を
   供給し、電流零点検出器１２は変流器６の２次電
   線８に接続され、変流器６の２次電圧Ｕ_SEKをパ
   ルス出力信号Ｕ_I′に変換し、前記ロジツク１１
   は、可制御半導体スイツチ５が導通状態に制御さ
   れているとき電圧零点検出器１０を可制御半導体
   スイツチ５の制御電極Ｇから分離し、電流零点通
   過検出器１２のパルス出力信号Ｕ_I′を可制御半導
   体スイツチ５の制御電極Ｇに結合するようになつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のいずれか１項に記載のスイツチ。 ６ 電圧零点通過検出器１０は第１のトランジス
   タT₁₀と、第２のトランジスタT₁₁と、第３のト
   ランジスタT₁₂とを有し、第１のトランジスタ
   T₁₀は、そのエミツタでもつて出力交流電圧Ｕ_T
   の基準電位点Ｏ_Sに、コレクタでもつて動作抵抗
   R₁₂を介して動作電圧−Ｕ_Sに、ベースでもつて出
   力交流電圧Ｕ_Tにある分圧器R₁₀，R₂のタツプに
   それぞれ接続され、第２のトランジスタT₁₁は、
   そのエミツタでもつて分圧器R₁₀，R₂のタツプ
   に、コレクタでもつて動作抵抗R₁₂を介して動作
   電圧−Ｕ_Sに、ベースでもつて出力交流電圧Ｕ_Tの
   基準電位点Ｏ_Sにそれぞれ接続され、第３のトラ
   ンジスタT₁₂は、そのエミツタでもつて出力交流
   電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_Sに、コレクタでもつて他
   の動作抵抗R₁₃を介して動作電圧−Ｕ_Sに、ベース
   でもつて第１および第２のトランジスタT₁₀，
   T₁₁のコレクタおよびそれらの動作抵抗R₁₂の接続
   点にそれぞれ接続され、前記分圧器R₁₀，R₂は出
   力交流電圧Ｕ_Tの零点通過の範囲内で所定の負又
   は正の値において第１および第２のトランジスタ
   T₁₀，T₁₁が導通するように選定され、パルス出
   力信号Ｕ_Uは出力交流電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_Sお
   よび第３のトランジスタT₁₂のコレクタの間から
   取出し得るようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項
   に記載のスイツチ。 ７ 電流零点通過検出器１２は第１の入力トラン
   ジスタT₂₀と、第２の入力トランジスタT₂₁と、
   第１および第２の入力トランジスタT₂₀，T₂₁の
   出力側にそれぞれ接続された出力トランジスタ
   T₂₂，T₂₃とを有し、第１の入力トランジスタT₂₀
   は、そのベースが入力端子３０を形成しかつ抵抗
   R₂₀を介して動作電圧−Ｕ_Sに接続されており、エ
   ミツタは出力交流電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_Sに接続
   され、コレクタは動作抵抗R₂₁を介して動作電圧
   −Ｕ_Sに接続され、第２の入力トランジスタT₂₁
   は、そのベースが他の入力端子３１を形成しかつ
   抵抗R₂₂を介して動作電圧−Ｕ_Sに接続されてお
   り、エミツタは出力交流電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_S
   に接続され、コレクタは動作抵抗R₂₄を介して動
   作電圧−Ｕ_Sに接続され、出力トランジスタ
   T₂₂，T₂₃は、そのベースが対応する入力トラン
   ジスタT₂₀，T₂₁のコレクタに、エミツタは出力
   交流電圧Ｕ_Tの基準電位点Ｏ_Sに、コレクタは共通
   に動作抵抗R₂₃を介して動作電圧−Ｕ_Sに接続さ
   れ、その際パルス出力信号Ｕ_I′が出力交流電圧Ｕ
   _Tの基準電位点−Ｏ_Sおよび出力トランジスタ
   T₂₂，T₂₃のコレクタの間から取出し得るように
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第６項のいずれか１項に記載のスイツ
   チ。 ８ 電流零点通過検出器１２はその入力端子３
   ０，３１でもつて、それぞれダイオードD₂₀，D₂₁
   を介して変流器６の２次巻線８に結合されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項ないし第
   ７項のいずれか１項に記載のスイツチ。 ９ 電流零点通過検出器１２は、そのパルス出力
   信号Ｕ_I′の所定のパルス幅調整のため、単安定マ
   ルチバイブレータ１３を介してロジツク１１に結
   合されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項ないし第８項のいずれか１項に記載のスイツ
   チ。 １０ ロジツク１１はフリツプフロツプ２１と、
   第１のアンドゲート２２と、オアゲート２３と、
   第２のアンドゲート２４とを備え、フリツプフロ
   ツプ２１は、そのセツト入力端Ｓでもつて単安定
   マルチバイブレータ１３の出力端に、リセツト入
   力端Ｒでもつてインバータ２０を介して電圧零点
   通過検出器１０の出力端に結合され、第１のアン
   ドゲート２２は、その一方の入力端でもつてフリ
   ツプフロツプ２１の相補出力端に、他方の入力
   端でもつて電圧零点通過検出器１０の出力端に結
   合され、オアゲート２３は、一方の入力端でもつ
   て第１のアンドゲート２２の出力端に、他方の入
   力端でもつて単安定マルチバイブレータ１３の出
   力端に結合され、第２のアンドゲート２４は、そ
   の一方の入力端でもつてオアゲート２３の出力端
   に、他方の入力端でもつてセンサ１４に、出力端
   でもつて可制御半導体スイツチ５の制御電極Ｇに
   結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載のスイツチ。 １１ センサ１４は前置増幅器１５および遅延回
   路１６を介して投入、遮断用のフリツプフロツプ
   １７の制御入力端に結合され、その出力端はロジ
   ツク１１の第２のアンドゲート２４の他方の入力
   端に接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項記載のスイツチ。 １２ ロジツク１１は更にフリツプフロツプ１７
   の出力端から制御される単安定マルチバイブレー
   タ２５および第２のオアゲート２６を含み、単安
   定マルチバイブレータ２５の出力端は第２のオア
   ゲート２６の第１入力端に、第２のアンドゲート
   ２４の出力端は第２のオアゲート２６の第２入力
   端に、第２のオアゲート２６の出力端は可制御半
   導体スイツチ５の制御電極Ｇに結合されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載のス
   イツチ。 １３ 制御回路１０，１１０は電圧零点通過検出
   器１０とロジツク１１０とを有し、電圧零点通過
   検出器１０は、可制御半導体スイツチ５が不導通
   状態にあり負荷Ｌが遮断されている状態におい
   て、出力交流電圧Ｕ_Tの零点通過の作用としてパ
   ルス出力信号Ｕ_Uを送出し、ロジツク１１０は、
   センサ１４の投入信号と電圧零点通過検出器１０
   のパルス出力信号Ｕ_Uとにより作用し、可制御半
   導体スイツチ５の制御電極Ｇに電圧零点通過検出
   器１０のパルス出力信号を供給し、ロジツク１１
   ０はアンドゲート１１１とインバータ１１２とフ
   リツプフロツプ１１３とを有し、アンドゲート１
   １１はその一方の入力端でもつて電圧零点通過検
   出器１０の出力端に、他方の入力端でもつてセン
   サ１４に結合され、インバータ１１２はその入力
   端でもつてセンサ１４に結合され、フリツプフロ
   ツプ１１３はそのセツト入力端Ｓでもつてアンド
   ゲート１１１の出力端に、リセツト入力端Ｒでも
   つてインバータ１１２の出力端に、セツト入力端
   Ｓにおける信号により作用し接続される出力端Ｑ
   でもつて可制御半導体スイツチ５の制御電極Ｇに
   結合されるようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第４項、第６項のいず
   れか１項に記載のスイツチ。