KR101184817B1 - 스위치 회로 - Google Patents

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KR101184817B1
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준 마키노
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크리에이티브 테크놀로지 엘티디
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Abstract

전기 전력원으로부터 부하로의 전기 전력의 공급을 제어하기 위한 스위치 회로가, 입력 단자와, 출력 단자와, 제어 단자를 갖는 전력 공급 스위치로서, 상기 전력 공급 스위치의 입력 단자는 전기 전력원에 연결되며, 상기 전력 공급 스위치의 출력 단자는 부하에 연결되는 상기 전력 공급 스위치를 포함하고, 또한 상기 전력 공급 스위치의 제어 단자에 연결되어 있고, 활성화 입력을 갖는 전자 스위칭 장치를 포함하며, 상기 전자 스위칭 장치의 활성화 입력에 연결되어 있는 순간 스위치(momentary switch)와, 상기 순간 스위치에 연결되어 있는 전하 축적 요소(charge storage element)를 포함한다. 제 1 모드에서, 상기 전자 스위칭 장치의 트리거링 시간을 초과하는 지정 시간 동안 상기 전하 축적 요소를 전자 스위칭 장치로 연결하기 위해 상기 순간 스위치(momentary switch)를 폐쇄시킴으로써, 전력이 부하로 공급되며, 이때 상기 지정 시간은 전하 축적 요소의 완전 충전 시간에 의해 결정되며, 전기 전력원으로부터 부하로 전력을 공급하기 위해, 상기 전자 스위칭 장치를 트리거링함으로써, 전력 공급 스위치가 온(on) 상태로 유지된다. 제 2 모드에서, 상기 전하 축적 요소를 전자 스위칭 장치로 연결하기 위해 순간 스위치를 폐쇄시킴으로써, 부하로 전력을 공급하는 것이 중단되며, 상기 전기 전력원으로부터 부하로의 전력의 공급을 중단하기 위해, 상기 전하 축적 요소가 전자 스위칭 장치와 전력 공급 스위치를 끄는 신호를 제공한다.

Description

스위치 회로{A SWITCH CIRCUIT}
본 발명은 스위치 회로의 배열에 관한 것이며, 특히 순간 스위치(momentary switch)를 사용하는 스위치 회로에 대한 개선된 배열에 관한 것이다.
순간 스위치(momentary switch)는 전기 및 전자 기기를 켜고 끄기 위해 사용되는 것이 일반적이다. 로직 타입 연산을 생성하기 위해, 상기 순간 스위치는 마이크로-제어기 상에 위치하는 스위치 회로와 조합되어 동작하여, 스위치 펄스가 스위치 회로로 제공될 때, 상기 회로는 “오프(off)”에서 “온(on)”으로 스위칭하거나, “온(on)”에서 “오프(off)”로 스위칭한다. 상기 스위치 펄스는 순간 스위치의 활성화에 의해 제공되며, 상기 순간 스위치가 활성화될 때, 스위치 회로의 상태를 스위칭하기 위해, 스위치 회로로 펄스를 제공하기 위한 회로를 완성한다.
다수의 서로 다른 타입의 전기 및 전자 기기가 상기 장치의 온(on)과 오프(off)를 모두 스위칭하기 위해, 단 하나의 순간 스위치를 사용하는 것은 일반적이다.
그러나 단일 순간 스위치를 사용하는 단점 중 하나는, 오프(off) 상태 동안 상기 스위치 회로로 전력이 공급될 필요가 있다는 것이다. 이는 언제라도 순간 스위치에 의해 발생되는 스위치 펄스를 감지하기 위해 살아있는 스위치 회로를 유지하는 것이 필요하기 때문이다. 따라서 전자 기기가 사용자에게 “오프(off)”상태로 보여질지라도, 이러한 전력 소모는 배터리, 또는 AC 전력을 끊임없이 고갈시킨다. 지속적인 배터리 충전, 또는 재충전할 필요를 감소시키기 위해, 긴 배터리 수명이 바람직한, 배터리에 의해 동작되는 장치, 가령 랩탑 컴퓨터와 이동 전화기에서, 이러한 전기 전력의 소모는 특히 중요하다.
본 발명은 전기 공급원, 가령 배터리로부터 부하로의 전기 전력의 공급을 제어하기 위해 사용되는, 스위치 회로를 위한 개선된 배열에 관한 것이다. 일반적으로, 스위치 회로를 위한 본 발명의 배열은 상기 스위치 회로를 켜는 기능과 끄는 기능 모두를 수행하는 이중 기능 전하 축적 요소를 포함한다.
본 발명의 첫 번째 태양에 따라서, 상기 스위치 회로는,
제어 단자, 전기 전력원에 연결되어 있는 입력 단자 및 부하(load)에 연결되어 있는 출력 단자를 갖는 전력 공급 스위치와,
상기 전력 공급 스위치의 제어 단자에 연결되어 있고, 활성화 입력(activation input)을 갖는 전자 스위칭 장치와,
상기 전자 스위칭 장치의 활성화 입력에 연결되어 있는 순간 스위치(momentary switch)와,
상기 순간 스위치에 연결되어 있으며, 스위치 회로의 스위치 펄스에 반응하는 능력에 영향을 주도록 설정되는 커패시턴스를 갖는 전하 축적 요소(charge storage element)
를 포함하며, 이때,
(ⅰ) 제 1 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여, 상기 전자 스위칭 장치의 트리거링 시간을 초과하고 전하 축적 요소의 완전 충전 시간(charge-up time)에 의해 결정되는 지정 시간 동안 전하 축적 요소를 상기 전자 스위칭 장치로 연결하고, 전력 공급 스위치를 전기 전력원에서 부하로 전력이 공급되는 온(on) 상태로 유지하도록 전자 스위칭 장치를 트리거링함으로써, 전력이 부하로 공급되도록, 그리고
(ⅱ) 제 2 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여 상기 전하 축적 요소를 전자 스위칭 장치로 연결하고, 상기 전하 축적 요소가 전자 스위칭 장치와 전력 공급 스위치를 끄기 위한 신호를 제공하여, 전기 전력원으로부터 부하로의 전력의 공급을 끊음으로써, 전력이 부하로 공급되는 것이 중단되도록
배열이 되는 것을 특징으로 한다.
하나의 실시예에서, 전하 축적 요소는 커패시터를 포함한다.
상기 스위치 회로는 전하 축적 요소를 위한 완전 충전 시간 제어기를 더 포함한다. 완전 충전 시간 제어기의 값을 변경시킴으로써, 전자 스위칭 장치의 트리거링 시간이 조정될 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 완전 충전 시간 제어기는 저항성 요소를 포함한다.
상기 전하 축적 요소와 완전 충전 시간 제어기는 서로 직렬로 부하 양단에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 두 번째 태양에 따라서, 스위치 회로의 배열은 집적 회로와 전하 축적 요소와 상기 집적 회로로 연결되어 있는 순간 스위치의 조합으로서 구현되며, 상기 집적 회로는 전력 공급 스위치와 전자 스위칭 장치를 포함한다. 전자 스위칭 장치의 활성화 입력은 상기 집적 회로를 순간 스위치로 연결하기에 적합하다. 덧붙여, 집적 회로는 전기 전력원으로부터의 전기 전력의 공급을 수용하기 위한 수단과, 상기 집적 회로를 부하 및 전하 축적 요소로 각각 연결시키기 위한 제 1 연결 수단 및 제 2 연결 수단을 제공받는다.
본 발명의 세 번째 태양에 따라서, 순간 스위치는 조립된 집적 회로로 연결되어 있고, 상기 집적 회로와 일체형으로 패키징되어 스위칭 구조물을 형성할 수 있다. 상기 집적 회로는 스위치 회로의 부품의 일부, 또는 전체를 포함한다(순간 스위치는 제외).
도 1은 스위치 회로의 첫 번째 예제의 회로 다이어그램이며, 이때 상기 스위치 회로는 오프 상태이다.
도 2는 스위치 회로를 스위치 온하는 동안, 폐쇄 포지션의 순간 스위치를 포함하는 도 1의 스위치 회로의 회로 다이어그램이다.
도 3은 스위치 회로를 스위치 오프하는 동안, 폐쇄 포지션의 순간 스위치를 갖는 도 1의 스위치 회로의 회로 다이어그램이다.
도 4는 스위치 회로의 두 번째 예제의 회로 다이어그램이다.
도 5는 스위치 회로의 세 번째 예제의 회로 다이어그램이다.
도 6은 스위치 회로의 네 번째 예제의 회로 다이어그램이다.
도 7은 정류된 AC 메인 서플라이로부터의 전기 전력을 제어하기 위해 사용되는 도 1 내지 3의 스위치 회로를 나타내는 다이어그램이다.
도 8은 높은 전력 소모 부하를 위해, AC 전력 서플라이를 제어하기 위해 사용되는 도 1 내지 도 3의 스위치 회로를 나타내는 다이어그램이다.
도 9는 스위치 회로의 다섯 번째 예제의 스위치 회로의 회로 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 세 번째 태양에 따르는 스위치 구조의 투시도이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 스위치 회로(100)를 나타낸다. 상기 스위치 회로(100)는 배터리(11) 형태의 전력 공급기와, 저항기(R5)로 대표되는 부하 사이에서 인터페이스 기능을 한다. 상기 스위치 회로(100)는 전력 공급 스위치 기능을 하는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 저항기(R1)와, 전자 스위칭 요소(20)와, 순간 스위치(S1)와, 전하 축적 및 방전 회로(30)를 포함한다.
도 1에서 나타난 바와 같이, 트랜지스터(Q1)는 pnp 바이폴라형이며, 상기 트랜지스터의 이미터 단자(emitter terminal)가 배터리(11)의 양극 단자에 연결되어 있으며, 컬렉터 단자(collector terminal)는 부하(R5)의 한 측으로 연결되어 있다. 저항기(R8)가 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자와 베이스 단자(base terminal) 사이에 연결되어 있다.
전자 스위칭 장치(20)는, 저항기(R1)를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스로 연결되어 있는 입력 단자(7)와, 배터리의 음극 단자로 연결되어 있는 출력(22)과, 순간 스위치(S1)의 제 1 콘택트(14)와 연결되어 있는 활성화 입력(4)을 포함한다. 상기 실시예에서, 전자 스위칭 장치는, 사이리스터 장치(thyristor device)로서 연결되어 있는 제 2 바이폴라 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)를 포함한다. 제 2 트랜지스터(Q2)는 pnp 바이폴라 트랜지스터이다. 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 저항기(R1)를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스와 저항기(R6)를 통해 순간 스위치(S1)의 콘택트(14)로 연결되어 있다. 상기 순간 스위치(S1)의 콘택트(14)는 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 제 3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단자로도 연결되어 있다. 제 3 트랜지스터(Q3)는 npn 바이폴라 트랜지스터이다. 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스가 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터로 연결되어 있고, 제 3 트랜지스터(Q3)의 이미터는 저항기(R2)를 통해 접지 전위(12)로 연결된다. 제 2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터가 저항기(R3)를 통해 접지 전위(12)로도 연결된다.
순간 스위치(S1)의 또 하나의 콘택트(13)가 저항기(R9)를 통해 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자로 연결되며, 또한 커패시터(C2)를 통해 접지 전위로 연결된다. 이러한 실시예에서, 저항기(R9)와 커패시터(C2)는 전하 축적 및 방전 회로(30)를 구성한다.
배터리(11)의 양극 단자가 제 1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자와 저항기(R8)로 연결되어 있고, 배터리(11)의 음극 단자가 접지 전위(12)로 연결되어 있다. 그러나 배터리(11)의 음 단자는 부유 전위로 연결될 수 있다.
사용 중에, 스위치 회로(100)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 도 1에서 나타난 포지션의 순간 스위치(S1)를 이용하여, 스위치 회로(100)가 오프(off) 상태가 되고, 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)가 오프(off) 상태가 된다. 그러므로 어떠한 폐회로(closed circuit) 경로도 존재하지 않게 되며, 스위치 회로(100)가 배터리(11)로부터 부하(R5)로 전력이 공급되는 것을 막도록 동작한다.
스위치 회로(100)가 오프(off) 상태일 때, 유일한 전력 소모는 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)를 통한 역 누출 전류 소모이며, 이러한 소모는 배터리(11)의 자기 방전 전류와 비교하면 무시할만한 수준이다.
따라서 회로(100)의 포인트(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에서의 최초 전위와 트랜지스터의 상태는 다음과 같다:
포인트(3)에서의 전위 = E(배터리(11)의 전위);
포인트(1)에서의 전위 = 트랜지스터(Q1)가 스위치 오프됨에 따라 0;
제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스-이미터 접합부 양단의 전위 = 0;
포인트(2)에서의 전위 = 포인트(3)에서의 전위 = E;
R1을 통과하는 전류 = 0;
포인트(7)에서의 전위 = 포인트(2)에서의 전위 = E;
제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합부 양단의 전압 = 제 2 트랜지스터(Q2)가 스위치 오프됨에 따라 0;
포인트(4)에서의 전위 = 포인트(7)에서의 전위 = E;
R3를 통과하는 전류 = 0;
포인트(5)에서의 전위 = 0;
제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스-이미터 접합부 양단의 전압 = 0;
저항기(R2)를 통과하는 전류 = 0;
포인트(6)에서의 전위 = 0;
커패시터(C2) 양단의 전위 = 0;
포인트(8)에서의 전위 = 포인트(1)에서의 전위 = 0
도 2에서 나타난 바와 같이, 콘택트(13, 14)를 완성하기 위해 순간 스위치(S1)가 눌리면, 포인트(4)는 0 전위가 되며, 최초 폐회로(경로 A)가 형성된다. 이로 인하여, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합이 순-바이어스될 수 있고, 이에 따라 트랜지스터(Q1, Q2)가 켜진다. 발생하는 최초 전류는 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)를 위한 베이스 전류에 기여하며, 경로 A를 통과하여 저항기(R1) 양단을 흐르는 서지(surge) 전류에 기여한다. 베이스 전류의 이러한 서지에 의해, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)가 포화 모드(saturation mode)가 된다. 경로 A가 형성된 후 즉시, 최초 서지 전류가 저항기(R3)를 통과한다(경로 B). 서지 전류에 의해, 저항기(R3)를 가로지르는 전압이 빠르게 상승됨에 따라서, 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스-이미터 접합이 순-바이어스되며, 이에 따라서 제 3 트랜지스터(Q3)가 켜진다. 마찬가지로, 제 3 트랜지스터(Q3)가 포화 모드가 된다.
경로 A를 통과하는 전류는, 커패시터(C2)의 존재 때문에 빠르게 0이 되는 펄스의 형태를 가지며, 상기 커패시터(C2)는 일정한 값 Vs로 충전되며, 이에 따라서 경로 A는 개회로(open circuit)가 된다. 도 2에서, 전압 Vs는
Figure 112012004593806-pct00001
로 주어지며, 여기서,
Figure 112012004593806-pct00002
는 병렬로 연결되어 있는 저항기(R2 및 R3)의 유효 저항값을 일컫는다. 커패시터(C2)가 Vs의 전압까지 충전되면, 이는 추가적인 전류가 커패시터(C2)를 통과하는 것을 막고, 경로 A는 개회로가 된다. 따라서 순간 스위치(S1)가 계속 눌려 있더라도, 커패시터(C2)가 Vs까지로 충전될 때, 경로 A는 개회로가 되고 말 것이다. 다음의 단락에서 나타날 바와 같이, 스위치 회로(100)는 커패시터(C2)가 Vs까지로 충전되고 경로 A가 개회로가 된 후라도, 배터리(11)가 전기 전력을 부하로 계속 전달하도록 구성된다. 스위치(S1)가 비활성화되면, 커패시터(C2)는 경로 X를 통해 약 E-0.2V의 전압까지 계속 충전된다. 이는 트랜지스터(Q1)가 포화 모드일 때, 일반적으로, 트랜지스터(Q1)의 컬렉터-이미터 접합 양단의 전압 강하치가 약 0.2V이기 때문이다.
제 2 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)는, 순간 스위치(S1)가 활성화될 때, 스위치 회로(100)에서 발생하는 서지 전류에 의해 트리거링되는 사이리스터 장치를 형성한다. 제 3 트랜지스터(Q3)는 제 2 트랜지스터(Q2)로부터 자신의 베이스 전류를 취하는 동시에, 제 3 트랜지스터가 베이스 전류를 제 2 트랜지스터(Q2)로 공급한다. 사이리스터 장치를 사용하는 것에 따른 이점은, 상기 사이리스터 장치가 래치된 온(on) 상태가 되면 (순간 스위치가 해제됐기 때문에, 또는 커패시터(C2)가 일정한 값 Vs까지 충전됐기 때문에), 활성화 입력(4)에서 전류 공급이 없을지라도 계속 전도상태라는 것이다. 이는 사이리스터가 래치된 on 상태일 때, 포화 모드로 동작하는 제 2 트랜지스터(Q2)에 의해, 제 3 트랜지스터의 베이스-이미터 접합부 양단의 전압이 순-바이어스로 유지되는 동안(경로 B), 포화 모드의 제 3 트랜지스터(Q3)를 이용하여, 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합부 양단의 전압이 순-바이어스로 유지되기 때문이다(경로 C). 이러한 방식으로, 활성화 입력(4)에서 전류 공급이 없을지라도, 배터리(11)가 제 2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 연결, 즉, 배터리(11)가 스위치 회로(100)에서 포인트(7)에 연결되어 있는 한, 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터의 조합(Q3)이 함께 계속하여 전도상태일 것이다. 따라서 사이리스터 장치가 래치된 on 상태가 되면, 경로 A가 개회로가 될 때라도, 폐회로 경로 B와 경로 C가 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스-이미터 접합의 순-바이어스를 유지한다. 따라서 스위치-온(on)된 사이리스터 장치를 이용하여, 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스-이미터 접합은 순-바이어스 모드로 유지되고, 이때 자신의 베이스 전류가 포화 모드가 된다. 따라서 이러한 상태에서, 스위치 회로(100)는 켜지고, 전력이 트랜지스터(Q1)를 통해 부하(R5)로 공급된다.
그러나 사이리스터 장치가 래치된 온(on) 상태가 되고, 경로 A가 개회로가 될 때조차 계속 전도상태이기 위해서, 충분한 양의 트리거링 에너지(triggering energy)가 제공되어야한다. 이러한 트리거링 에너지는, 트랜지스터(Q3)가 스위치-온(on) 상태로 지속적으로 유지되기 위해 초과되어야 할, 트랜지스터(Q3)를 통과하는 최소 트리거링 전류의 관점에서 표현된다. 트랜지스터(Q3)를 통과하는 전류는 자신의 베이스 이미터 전압, 즉 포인트(5)와 포인트(6)를 가로지르는 전압에 따라 좌우된다. 포인트(5)에서의 전압이 포인트(4)에서의 전압에 따라 좌우되기 때문에, 상기 포인트(5)에서의 전압과 그에 따른 트랜지스터(Q3)를 통과하는 전류는 커패시터(C2)가 충전되는 만큼 상승한다. 커패시터(C2)가 특정 전압 이상으로 충전될 때, 트랜지스터(Q3)를 통과하는 전류는 요구되는 트리거링 전류 이상으로 상승하고, 상기 트랜지스터(Q3)는 지속적으로 스위치 온(on)된다. 따라서 이는 스위치(S1)가 트리거링 전류가 초과되기 위해 요구되는 트리거링 시간 동안 눌려야함을 의미한다. 이 실시예에서, 상기 트리거링 시간은 C2가 얼마나 빨리 충전되느냐에 달려 있다.
앞서 나타난 바와 같이, 배터리(11)로부터 부하(R5)로의 전기 전력의 공급은 트리거링 시간을 초과하는 일정 지속 시간 동안 스위치(S1)를 누름으로써 활성된다. 콘택트(13, 14)를 완성하기 위해, 스위치(S1)가 활성화될 때, 커패시터(C2)는 경로 A와 X 모두를 통해 충전되며, 경로 B와 C는 경로 A와 X로부터 전류를 인출한다. C2가 경로 X를 따라 저항기(R9)를 통해 충전되기 때문에, R9는 충전 완료 시간 제어 기능을 제공한다. 따라서 (C2)와 (R9)의 값을 조정함으로써, 트리거링 시간이 조정될 수 있으며, 사이리스터 장치의 오점화(misfiring)를 방지하기 위해, 이 시간은 너무 짧지 않는 것이 이상적이다.
이로 인해서, 바람직하게도, 트리거링 시간이 지정될 수 있는데, 이는, 보통 부하와 병렬 연결되는 임의의 필터링 커패시턴스의 값에 독립적이기 때문이다. 본 출원인의 이전 PCT 출원 PCT/SG99/00084에서, 부하와 병렬 연결된 커패시터에 의해 트리거링 시간이 결정되는 스위치 회로가 공개된 바 있다. 이 경우에서, 최종 트리거링 시간은 필터링 커패시턴스에 독립적이지 않기 때문에, 예측하기 어려웠다.
콘택트(13, 14)를 완성하기 위해 다시 순간 스위치(S1)가 활성화될 때(도 3 참조), 커패시터(C2)가 방전됨에 따라, 폐회로 경로 D가 스위치 회로(100) 내에서 형성된다. 따라서 커패시터(C2)는 스위치 회로가 “오프(off)”에서 “온(on)”으로 스위칭될 때 충전되고 스위치 회로가 “온(on)”에서 “오프(off)”로 스위칭될 때 방전되는 전하 축적관 장치로서 기능한다. 스위치(S1)의 활성화 동안, 포인트(4)는 포인트(8)로 순간 단락(momentary short circuit)되고, 포인트(8)와 동일한 전위가 된다(이때, 전위는 E-0.2볼트이다). 그러나 회로(100)의 온(on) 상태 동안, 포인트(2)에서의 전압은 약 E-0.7 볼트인데, 이는 트랜지스터(Q1)의 베이스-이미터 접합부 양단의 전압 강하치가 약 0.7V인 것이 일반적이기 때문이다. 따라서 포인트(4)가 E-02볼트가 될 때, 제 1 트랜지스터(Q1) 및 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합은 더 이상 순-바이어스가 아니며, 상기 제 1 트랜지스터(Q1) 및 제 2 트랜지스터(Q2)는 스위치 오프(off)된다. 오프(off) 모드인 제 2 트랜지스터(Q2)를 이용하여, 제 2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터가 또한 스위치 오프(off)되며, 이는 제 3 트랜지스터(Q3)를 스위치 오프(off)시킨다. 따라서 커패시터(C2)의 방전이 스위치 회로(100)를 스위치 오프(off)하기 위한 신호를 제공하고, 제 1 트랜지스터(Q1)가 스위치 오프(off)됨에 따라, 어떠한 전력도 배터리(11)로부터 부하(R5)로 공급되지 않는다. 순간 스위치(S1)가 해제되면, 커패시터(C2)의 잔류 전하가 부하(R5)와 저항기(R9)를 통해 방전한다.
앞서 나타난 바와 같이, 스위치 회로(100)가 “온(on)” 상태인 동안 순간 스위치(S1)를 순간적으로 활성화시킴으로써, 역-바이어스 전압이 제 1 트랜지스터(Q1) 및 제 2 트랜지스터(Q2) 양단에서 확립됨에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)와 사이리스터 장치를 스위치 오프(off)시킨다. 순간 스위치(S1)가 해제되지 않고 계속 눌리는 경우, 커패시터(C2)가 방전하기 시작함에 따라, 포인트(4)에서의 전압은 감소할 것이다. 포인트(4)에서의 전압이 충분히 낮은 레벨에 도달할 때, 트랜지스터(Q1)는, 자신의 베이스-이미터 접합이 순-바이어스됨에 따라, 다시 동작하기 시작할 것이다. 따라서 전력은, 더 낮은 레벨에서라도, 부하(R5)로 공급될 것이다. 왜냐하면 앞선 문단에서 언급된 스위치 회로(100)의 “온(on)” 상태 동안과는 다르게, 사이리스터는 활성화되지 않기 때문이다. 순간 스위치(S1)가 최종적으로 해제될 때, 제 1 트랜지스터(Q1)가 스위치 오프(off)됨에 따라, 부하(R5)로의 전력 공급이 감소되고, 커패시터(C2)의 잔류 전하가 부하(R5, R9)를 통해 방전된다. 커패시터(C2)가 완전하게 방전된 후, 스위치 회로(100)는, 배터리(11)로부터 어떠한 전력도 부하(R5)로 제공되지 않고, 회로(100)에 의해 소비되는 유일한 전력은 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)를 통한 실제로는 무시할만한 역 누설 전류뿐인, 최초 오프(off) 상태로 돌아간다.
저항기(R9)와 커패시터(C2)의 값은, 스위치 회로가 순간 스위치에 의해 발생되는 스위치 펄스를 어느 때든 감지할 수 있는 최초 “off” 상태로 돌아감에 따라, 커패시터(C2)가 방전하기 위한 필요를 고려하도록 선택된다. 따라서 저항기(R9)와 커패시터(C2)의 값은 너무 크지 않을 수 있거나, 스위치 펄스에 반응하기 위한 스위치 회로의 성능에 영향을 줄 것이다. 한편, 커패시터(C2)는 “온(on)"에서 "오프(off)"로의 스위칭을 위한 요청이 이뤄질 때, 제 1 트랜지스터(Q1)와 전자 스위칭 장치를 스위치 오프(off)하기에 충분히 높은 전압을 지원해야한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 공급 전압이 1.8 내지 10V일 때, 저항기(R9)의 값은 22 내지 82kohm이며, 커패시터(C2)의 커패시턴스는 200㎋ 내지 10㎌이다.
두 번째 예시적 스위치 회로(150)가 도 4에서 나타난다. 상기 스위치 회로(150)는, 회로가 포인트(5)에서 신호 입력 콘택트(16)를 포함한다는 점을 제외하고, 스위치 회로(100)와 동일하다. 신호 입력 콘택트(16)는 전자 기기(17)(도 1 내지 3에서 도시된 부하(R5)에 상응함)로 연결된다. 신호 입력 콘택트(16)에 의해, 전자 기기(17)는 예를 들어, 지정 시간 주기가 흐른 후, 자동으로 스스로 오프(off)될 수 있다. 접지 전위를 신호 입력 콘택트(16)로 제공하고, 이때 제 3 트랜지스터(Q3)가 스위치 오프되며, 이에 따라 차례로 제 2 트랜지스터(Q2)가 스위치 오프됨으로써, 상기 전자 기기(17)가 스위치 회로(150)를 오프(off) 상태로 만든다. 이에 따라, 전자 스위칭 장치(20)는 배터리(11)에서 전자 기기(17)로의 전력 공급을 감소시키기 위해 제 1 트랜지스터(Q1)를 스위치 오프(off)하는 개회로가 된다. 도 4의 또 다른 예에서, 또한 신호 입력 콘택트(16)로 충분히 높은 전압 레벨을 제공함으로써, 스위치 회로(150)를 켜기 위해, 전자 기기(17)가 사용될 수 있다.
도 5는 신호 입력 콘택트(24)가 포인트(4)에서 연결되어 있다는 것을 제외하고, 스위치 회로(150)와 유사한 스위치 회로(200)의 세 번째 예제를 나타내고 있다. 신호 입력 콘택트(24)가 전자 기기(17)에 연결될 때, 이로 인하여, 높은 전압 상태 신호를 콘택트(24)로 제공함으로써, 전자 기기(17)는 스위치 회로(200)를 스위치 오프할 수 있다. 이에 따라, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 이미터 접합이 역-바이어스되며, 이는 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)를 스위치 오프할 것이다. 스위치 오프되는 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)를 이용하여, 포인트(5)에서의 전위가 0으로 강하됨에 따라, 그리고 스위치 회로(200)가 오프 상태로 스위칭됨에 따라, 상기 제 3 트랜지스터(Q3)가 또한 스위치 오프된다. 도 5의 또 다른 실시예에서, 접지 전위를 신호 입력 콘택트(24)로 제공함으로써, 신호 입력 콘택트 스위치 회로(200)를 켜기 위해, 전자 기기(17)가 사용될 수 있다.
도 6은 스위치 회로(250)의 네 번째 예를 나타낸다. 상기 스위치 회로(250)는 포인트(5)로 연결되는 제 1 스위치 신호 입력 콘택트(16)와, 포인트(4)로 연결되는 제 2 스위치 신호 입력 콘택트(24)를 제공받는다. 상기 스위치 회로(250)는 배터리(11)로부터 전자 기기(26)로의 전력의 공급을 제어한다. 상기 스위치 입력 콘택트(16, 24)는 자신의 고유한 내장형 전력 스위치를 갖는 원격 전자 시스템(27)으로 연결된다. 원격 전자 시스템(27)에 내장되는 전력 스위치는 스위치 회로(100, 150, 200) 중 임의의 것과 유사한 스위치 회로이거나, 추가적인 원격 전자 시스템에 의해 원격으로 제어되는 스위치 회로(250)일 수 있다.
상기 스위치 회로(250)는, 그 밖의 다른 원격 전자 시스템(27)으로부터의 원격 전력 제어를 가능하게 하며, 예를 들어, 다중-유닛 시스템(multi-unit system)을 이용하여 사용될 수 있다. 접지 전위(또는, 충분히 낮은 레벨의 전압)를, 순 바이어스 트랜지스터(Q2)로의 신호 입력 콘택트(24)로 인가함으로써, 상기 원격 시스템(27)은 스위치 회로(250)를 온(on) 상태로 스위칭한다. 또는, 접지 전위 신호를, 신호 입력 콘택트(16)로 인가함으로써, 원격 시스템(27)이 스위치 회로(250)를 오프(off) 상태로 스위칭할 수 있다.
모든 스위치 회로(150, 200, 250)로, 순간 스위치(S1)가 제공되며, 상기 순간 스위치에 의해, 사용자는 스위치 회로(150, 200, 250)를 오프(off) 상태와 온(on) 상태로 수동으로 스위칭할 수 있다. 사용자가 스위치 회로(150, 200, 250)를 온(on) 상태와 오프(off) 상태로 토글(toggle)하기 위해, 전자 기기(17), 또는 원격 시스템(27) 대신 순간 스위치를 사용하기를 원하는 경우, 전자 기기(17)와 신호 입력 콘택트(16, 24) 간의 전기적 연결이, 높은 임피던스에서 유지된다. 또는, 스위치 회로의 토글링(toggling)을 제어하기 위해, 순간 스위치(S1)를 비활성하고, 원격 시스템(27)에 의존하는 것이 가능하다. 이러한 경우에서, 제어 신호가 신호 입력 콘택트(16)에서 적용되는 경우, 트랜지스터(Q3)의 베이스-이미터 접합이 순 바이어스됨에 따라, 신호 입력 콘택트(16)에서의 충분히 높은 전위에 의해, 스위치 회로가 “on”상태를 유지하는 반면에, 접지 전위 유지함으로써, 트랜지스터(Q3)의 베이스-이미터 접합이 역 바이어스되고, 스위치 회로는 오프(off) 상태로 유지된다. 신호 입력 콘택트(24)에 대하여, 신호 입력 콘택트(24)에서 접지 전위를 유지함으로써, 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합이 순 바이어스됨에 따라 스위치 회로가 “온(on)” 상태를 유지하는 반면에, 높은 전위를 유지함으로써, 트랜지스터(Q2)의 베이스-이미터 접합이 역 바이어스되고, 스위치 회로는 오프(off) 상태를 유지한다.
각각의 입력 콘택트(16, 24)에 연결되는 원격 시스템의 대안예로서, 원격 시스템(27)이 단일 라인에 의해 스위치 회로(150), 또는 스위치 회로(200)로 연결될 수 있다. 이러한 스위치 회로(150)의 경우, 원격 시스템(27)은, 신호 입력 콘택트(16)에게 충분히 높은 레벨의 전압을 인가함으로써, 회로(150)를 스위치 온(on)하고, 신호 입력 콘택트(16)에게 접지 전위를 인가하고, 이로 인해 회로(150)가 스위치 오프(off)된다.
회로(200)에서, 원격 시스템(27)이 신호 입력 콘택트(24)로 연결되어 있는 경우, 상기 원격 시스템(27)은, 신호 입력 콘택트(24)에 접지 전위를 인가함으로써, 회로(200)를 스위치 온(on)하고, 신호 입력 콘택트(24)로 충분히 높은 레벨의 전압을 인가함으로써 회로(200)를 스위치 오프(off)하여, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)를 역 바이어스할 수 있다.
스위치(100, 150, 200, 250)가 배터리(11)로부터 부하(R5), 또는 전자 기기(17, 26)까지의 공급을 제어하는 듯이 나타날지라도, 상기 회로가 정류된 AC 서플라이와 AC 메인 서플라이로부터 막대한 전력 소모를 갖는 전자 기기로의 전력의 공급을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 7은 변압기(K2)와 전파 정류기(full wave rectifier, 29)로부터 부하(28)로의 정류된 AC 전력 공급을 제어하기 위해 사용되는 스위치 회로(100)의 예를 나타낸다. 한편 스위치 회로(100)는 스위치 회로(150, 200, 250) 중 임의의 것에 의해 대체될 수 있다.
도 8은 변압기(K2)와, 계전기(R)와, 다이오드(D4)와, 배터리(32)를 통해, AC 메인 서플라이에서 대부하(heavy load, 30)로의 전력 공급을 제어하기 위해 사용되는 스위치 회로(100)를 나타낸다.
도 9는 스위치 회로의 다섯 번째 예제(400)의 다이어그램이다. 바이폴라 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)가 보강형 MOSFET(enhancement type MOSFET)(M1, M2, M3)으로 각각 대체된다는 것을 제외하고, 상기 스위치 회로(400)는 스위치 회로(100)와 동일하다. 트랜지스터(M1, M2)는 P 채널 보강형 MOSFET이며, 트랜지스터(M3)은 N 채널 보강형 MOSFET이다. 스위치 회로(400)의 동작의 원리는 스위치 회로(100)와 동일하다.
기술된 실시예가 집적 회로 구현에 적용되며, 이때 대부분의 부품이 집적 회로 상에 함께 조립된다. 스위치 회로의 나머지 부품이 집적 회로 상에 제공되는 연결 수단을 통해 집적 회로로 연결된다. 덧붙이자면, 상기 집적 회로는 전기 전력원, 또는 부하로 연결하기 위한 수단을 제공받을 수 있다. 하나의 실시예에서, 집적 회로는 전기 절연 물질로 캡슐화되고, 상기 집적 회로 상의 연결 수단, 가령 와이어 본드(wire bond), 또는 플립 칩 연결(flip chip connection)을 이용하여, 표면 상에 위치하는, 또는 캡슐화 물질의 외부로 뻗어있는 연결 리드의 한쪽 단부와 전기적으로 결합된다. 상기 연결 리드는 집적 회로의 외부에 위치하는 장치로의 전기 연결을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 스위치 회로는, 집적 회로 상에 조립되는, 제 1 트랜지스터(Q1)와, 저항기(R9)와, 전자 스위칭 장치(20)로 구현된다. 상기 커패시터(C2)와, 순간 스위치(S1)와, 전기 전력원(11)과, 부하(R5)가 상기 집적 회로 상에 제공되는 연결 수단을 통해 집적 회로로 연결된다. 순간 스위치(S1)와 커패시터(C2)는 직렬로 연결되어, 순간 스위치가 활성화될 때, 커패시터(C2)가 전자 스위칭 장치의 활성화 입력(4)으로 연결된다. 이러한 경우에서, 저항기(R9)는 IC 내에 위치하기 때문에, 최종 스위치 회로의 트리거링 시간은, 외부에 위치하는 커패시터(C2)의 값을 변화시킴으로써 조정된다.
앞서 언급한 바에 덧붙여, 조립된 집적 회로에는, 스위칭되는 전자 기기(17), 또는 원격 시스템(27)을 통해, 스위치 회로가 원격으로 스위치 온(on)되거나 오프(off)될 수 있게 해주는 연결 수단이 제공될 수 있다. 하나의 실시예에서, 연결 수단이 신호 입력 콘택트(16, 또는 24)에서, 전자 스위칭 장치로 연결되어, 전자 스위칭 장치가 선택적으로 온(on)되거나 오프(off)되며, 그에 따라서 스위치 회로가 온(on), 또는 오프(off)된다. 따라서 집적 회로의 사용자는 상기 집적 회로와 조합하여 순간 스위치의 사용, 또는 원격 시스템의 사용인지에 대한 선택 사항을 갖는다.
순간 스위치가 해제될 때, 자신의 보통의 개방 포지션으로 돌아오기 때문에, 종래에는 스위치가 해제된 후 조차, 전력이 부하로 지속적으로 전달됨을 보장하는 계전기, 또는 마이크로제어기를 이용하여 구현되었다. 본 발명의 세 번째 태양에 따라서, 순간 스위치(520)가 집적 회로(510)와 함께 패키징되어, 도 10에서 나타난 스위칭 구조물(500)을 생성할 수 있다. 상기 집적 회로는 전기 전력 서플라이로부터 부하로의 전기 전력의 공급을 제어하기 위해 사용되는 스위치 회로의 일부 부품, 또는 전체 부품을 포함한다(순간 스위치는 제외하고). 상기 순간 스위치(520)는 상기 집적 회로(510) 상에 제공되는 연결 수단을 통해 집적 회로에 전기적으로 연결되어 있으며, 이로 인하여, 계전기, 또는 마이크로제어기의 보조 없이, “on” 상태로 래치(latch)될 수 있는 스탠드 얼론형(stand alone) 순간 스위치가 제공된다. 응용될 수 있는 스위치 회로의 예에는, 본 발명에 의한 실시예뿐 아니라, 우리의이전 PCT 출원 PCT/SG99/00084의 실시예까지 포함된다. 마이크로제어기를 생략함으로써, “off”상태의 전력 소모를 바람직하게 감소시킬 수 있다. 왜냐하면, 본 발명과 PCT 출원 PCT/SG99/00084의 스위치 회로의 실시예는 순간 스위치를 활성화시킴으로써, 스위치 펄스를 감지하기 위해 살아있는 스위치 회로를 필요로 하지 않기 때문이다.
PCT/SG99/00084의 스위치 회로에서는 별도의 모듈을 필요로 하는 반면에, 도 1 ~ 9에서 기술된 스위치 회로는 상기 스위치 회로를 켜고 끄는 이중 기능을 수행하는 전하 축적 요소를 포함한다. 특히, PCT/SG99/00084의 스위치 회로에 대하여, 병렬로 연결되어 있는 커패시터와 저항기를 포함하는 펄스 발생 장치가 스위치 회로를 켜기 위해 사용되며, 반면에 커패시터 등의 전하 축적 장치가 상기 스위치 회로를 끄기 위해 사용된다. 두 스위치 회로의 공통 요소인 전력 공급 스위치(Q1)와 전자 스위칭 장치(20)는 스위칭 구조물(500)의 집적 회로(510) 상에 조립된다. 전력 공급 스위치(Q1)와 전자 스위칭 장치(20)의 조합이, 순간 스위치의 활성화에 응답하여, 전도 모드와 비-전도 모드를 스위칭하는 전자 래칭 스위치(electronic latching switch)를 형성한다. 한편, 전하 축적 요소와, 전하 축적 장치와, 펄스 발생 장치의 부분, 또는 전체가 상기 스위칭 구조물(500)의 외부에 위치하는 것이 바람직하며, 이때 이들을 상기 집적 회로로 연결하기 위한 연결 수단이 제공된다. 스위칭 구조물(500)이 PCT/SG99/00084의 스위치 회로를 기반으로 하는 하나의 실시예에서, 펄스 발생 장치는 집적 회로(510) 상에 위치하는 저항기와 함께 배열되며, 커패시터는 상기 스위칭 구조물 외부에 위치한다. 이러한 방식으로, 외부 연결된 부품을 갖는 스위칭 구조물(500)이 스위치 회로를 형성한다.
바람직한 실시예에서, 순간 스위치(520)와 패키징되는 집적 회로(510)는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 저항기(R9)와, 전자 스위칭 장치(20)뿐 아니라, 상기 순간 스위치(520)와, 커패시터(C2)와, 전기 전력원(11)과 부하(R5)를 집적 회로로 연결시키기 위한 수단까지 포함한다. 상기 집적 회로(510)는 리드 프레임(530) 상에 장착되며, 이때 리드 프레임(530)의 리드가 집적 회로(510)와 외부 장치 간의 전기적 연결을 제공한다. 전기적으로 절연성인 하우징(540)이 순간 스위치(520)를 캡슐화하며, 이때 상기 집적 회로(510)는 하우징(540)의 외부로 돌출되어, 사용자에 의해 외부에서 활성화될 수 있다. 도 10에서 나타난 스위치 구조물(500)이 리드 프레임(530)을 사용할지라도, 그 밖의 다른 패키징 기판, 가령 표면 장착 기판도 적정할 수 있다.
앞서 언급된 집적 회로와 스위치 구조물이 넓은 범위의 응용예에서, 가령 배터리에 의해 동작하느 장치에서 사용될 수 있고, 마이크로프로세서와 함께 사용되어 상기 마이크로프로세서의 오프 상태 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 전기 전력원으로부터 부하로의 전기 전력의 공급을 제어하기 위한 스위치 회로에 있어서, 상기 스위치 회로는
    제어 단자, 전기 전력원에 연결되어 있는 입력 단자 및 부하(load)에 연결되어 있는 출력 단자를 갖는 전력 공급 스위치와,
    상기 전력 공급 스위치의 제어 단자에 연결되어 있고 활성화 입력(activation input)을 갖는 전자 스위칭 장치로서, 상기 활성화 입력을 통해, 전자 스위칭 장치를 활성화시키는 트리거링 전류가 상기 전자 스위칭 장치로 공급되는 특징의, 상기 전자 스위칭 장치와,
    상기 전자 스위칭 장치의 활성화 입력에 연결되어 있는 순간 스위치(momentary switch)와,
    상기 순간 스위치에 연결되어 있는 전하 축적 요소(charge storage element)
    를 포함하며,
    상기 전하 축적 요소는 트리거링 전류에 대응하는 전하량을 축적하도록 설정 가능하고, 상기 전하 축적 요소에 축적되는 전하량은 상기 전자 스위칭 장치의 활성화를 위한 트리거링 시간과 관련되고, 전하 축적 요소에 전하가 축적되는 속도는 전하 축적 요소의 완전 충전 시간과 관련되며, 상기 전하 축적 요소는, 완전 충전 시간을 결정하며 상기 완전 충전 시간을 기초로 하는 트리거링 시간을 변화시키도록 조정 가능한 커패시턴스를 갖고, 상기 스위치 회로는,
    (ⅰ) 제 1 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여, 상기 전자 스위칭 장치의 트리거링 시간을 초과하고 전하 축적 요소의 완전 충전 시간(charge-up time)에 의해 결정되는 지정 시간 동안 전하 축적 요소를 상기 전자 스위칭 장치로 연결하고, 전력 공급 스위치를 전기 전력원에서 부하로 전력이 공급되는 온(on) 상태로 유지하도록 전자 스위칭 장치를 트리거링함으로써, 전력이 부하로 공급되도록, 그리고
    (ⅱ) 제 2 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여 상기 전하 축적 요소를 전자 스위칭 장치로 연결하고, 상기 전하 축적 요소가 전자 스위칭 장치와 전력 공급 스위치를 끄기 위한 신호를 제공하여, 전기 전력원으로부터 부하로의 전력의 공급을 끊음으로써, 전력이 부하로 공급되는 것이 중단되도록
    구성되는 것을 특징으로 스위치 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 스위칭 장치는 사이리스터 장치(thyristor device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 공급 스위치는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 스위칭 장치와 상기 전력 공급 스위치 중 한 가지 이상이 하나 이상의 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor), 또는 하나 이상의 MOSFET으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 공급 스위치와 상기 전자 스위칭 장치는 하나의 집적 회로 상에 함께 조립되는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 축적 요소는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 회로는
    상기 전하 축적 요소를 위한 완전 충전 시간 제어기(charge-up time controller)
    를 더 포함하며, 상기 완전 충전 시간 제어기는 저항성 요소(reistive element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전하 축적 요소와 상기 완전 충전 시간 제어기는 서로 직렬로 부하 양단에 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 순간 스위치는 전하 축적 요소와 상기 완전 충전 시간 제어기 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 전력 공급 스위치, 상기 전자 스위칭 장치 및 상기 완전 충전 시간 제어기는 하나의 집적 회로 상에 다함께 조립되는 것을 특징으로 하는 스위치 회로.
  11. 전기 전력원으로부터 부하로의 전기 전력의 공급을 제어하기 위한 집적 회로에 있어서, 상기 집적 회로는
    전기 전력원으로부터 공급되는 전기 전력을 수용하기 위한 수단과,
    상기 집적 회로를 부하(load)로 연결하기 위한 제 1 연결 수단과,
    상기 집적 회로를 전하 축적 요소로 연결하고, 상기 제 1 연결 수단에 연결되어 있는 제 2 연결 수단과,
    제어 단자, 상기 전기 전력을 수용하기 위한 수단에 연결되어 있는 입력 단자 및 상기 제 1 연결 수단에 연결되어 있는 출력 단자를 갖는 전력 공급 스위치와,
    전력 공급 스위치의 제어 단자로 연결되어 있으며, 상기 집적 회로를 순간 스위치(momentary switch)로 연결하기 위한 활성화 입력(activating input)을 갖는 전자 스위칭 장치로서, 상기 활성화 입력을 통해, 전자 스위칭 장치를 활성화시키는 트리거링 전류가 상기 전자 스위칭 장치로 공급되는 특징의, 상기 전자 스위칭 장치와,
    상기 순간 스위치에 연결되어 있는 전하 축적 요소(charge storage element)
    를 포함하며,
    상기 전하 축적 요소는 트리거링 전류에 대응하는 전하량을 축적하도록 설정 가능하고, 상기 전하 축적 요소에 축적되는 전하량은 상기 전자 스위칭 장치의 활성화에 대한 트리거링 시간과 관련되고, 전하 축적 요소에 전하가 축적되는 속도는 전하 축적 요소의 완전 충전 시간과 관련되며, 상기 전하 축적 요소는, 완전 충전 시간을 결정하며 상기 완전 충전 시간을 기초로 하는 트리거링 시간을 변화시키도록 조정 가능한 커패시턴스를 갖고, 상기 집적 회로는,
    (ⅰ) 제 1 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여, 상기 전자 스위칭 장치의 트리거링 시간을 초과하고, 전하 축적 요소의 완전 충전 시간(charge-up time)에 의해 결정되는 지정 시간 동안, 전하 축적 요소를 상기 전자 스위칭 장치로 연결하고, 전력 공급 스위치를 전기 전력원에서 부하로 전력이 공급되는 온(on) 상태로 유지하도록 전자 스위칭 장치를 트리거링함으로써, 전력이 부하로 공급되도록, 그리고
    (ⅱ) 제 2 모드에서, 상기 순간 스위치를 폐쇄하여 상기 전하 축적 요소를 전자 스위칭 장치로 연결하고, 상기 전하 축적 요소가 전자 스위칭 장치와 전력 공급 스위치를 끄기 위한 신호를 제공하여, 전기 전력원으로부터 부하로의 전력의 공급을 끊음으로써, 전력이 부하로 공급되는 것이 중단되도록
    구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전하 축적 요소의 완전 충전 시간(charge-up time)을 제어하기 위한 완전 충전 시간 제어기(charge-up time controller)
    를 더 포함하며, 상기 완전 충전 시간 제어기는 저항성 요소(resistive element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 완전 충전 시간 제어기는 제 1 연결 수단과 제 2 연결 수단 사이에 연결되어, 상기 완전 충전 시간 제어기와 상기 전하 축적 요소는 서로 직렬로 부하 양단에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  14. 제 11 항에 따르는 집적 회로와, 활성화 입력(activating input)에 연결되어 있는 순간 스위치(momentary switch)의 조합체(combination)에 있어서, 상기 집적 회로와 상기 순간 스위치는 일체형으로 패키징되는 것을 특징으로 하는 집적 회로와 순간 스위치의 조합체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 집적 회로는 패키징 기판 위에 장착되며, 상기 집적 회로와 순간 스위치는 전기 절연성 물질로 캡슐화되며, 상기 순간 스위치는 상기 전기 절연성 물질의 외부로 돌출되어 외부에서 활성화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 집적 회로와 순간 스위치의 조합체.
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